CN102203996A - 可扩展性电池模块 - Google Patents

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Abstract

可扩展性电池模块(10，210)包括多个具备类似构造的单体电池组群(1251，1851)，多个框架式散热片组件(50，250)和许多跳线片(32，232)。每个单体电池组群(1251，1751)包括多个带有正极终端(64，264)和负极终端(70，270)的并联单体电池组(52，1752)。每个框架式散热片组件(50，250)位于每个单体电池组群(1251，1751)多个单体电池组的某一单体电池组(52，1752)和每个电池组群(1251，1751)多个单体电池组的邻近单体电池组(52，1752)之间，并且包含一个导热板部分。每一跳线片(32，232)将多个单体电池组群(1251，1851)的某一单体电池组群的负极终端(70，270)和其邻近电池组群(1251，1851)的正极终端(64，264)相连。

Description

可扩展性电池模块
相关申请的交叉引用
本国际专利申请主张2009年11月9日申请的序列号为61/259,412的美国临时专利申请的权益，其披露内容以引用方式并入本文中。
背景技术
本发明涉及带单体电池的可扩展性电池模块，更具体地说，涉及用于电动汽车/混合动力车内的电池模块组，该电动汽车/混合动力车装配有冷却系统或供热系统，以便对电池组内的单体电池进行降温。
机动车，例如：混合动力车(“HEV”)，使用多重推进系统提供动力。这一般是指油电混合动力汽车，该汽车使用汽油(燃油)为内燃机(ICE)提供动力，用电池为电动机提供动力。这些混合动力车是通过再生制动吸收动能来为电池充电。在巡航或怠速时，内燃机的一部分输出提供给发电机(仅仅是电机在发电模式下运行)，这样所产生的电量用于为电池充电。这与全电动车完全不同，后者的电池完全通过外部的电源充电，如输电网或增程挂车。虽然柴油和其他燃料如乙醇或植物基油类等也有所使用，但是几乎所有的混合动力车仍需要汽油作为单一燃料。
电池和单体电池是本技术领域众所周知的重要的能量存储设备。电池和单体电池一般都包含电极和位于电极之间的离子传导电解质。出于简明扼要的目的，本文件内所述之“单体电池”指，单电池、双电池或任意其它的基本电池单元结构。包含锂离子电池在内的电池组，因为可以重复充电并且没有记忆效应，所以在汽车应用和各种商业电子设备上越来越常见。在最适宜的操作温度下存储和操作锂离子电池非常重要，这样能使电池在更长的时间内保持电力。
电动车和混合动力车对其内部使用的电池组有不同的要求。其中包括电池组产生的总电压和电池组的总容量。电池组由使用不同内部构造但包含第一电极、第二电极和位于第一电极与第二电极间的电解质的多个单体电池构成。单体电池通常还包括其它的组件，例如分离器层和集电器。基于第一电极和第二电极的大小、构造和化学组成以及电解质的化学组成，单体电池可产生特定的电压和容量。具有类似构造的单体电池可产生类似的电压和容量。
单体电池和电池的连接方式可为串联、并联或串并联相结合。每个特定的电池或单体电池可产生某一电压和容量。单体电池或电池串联即为将某一单体电池或电池的正极连接至另一单体电池或电池的负极。将具有相同电压和容量的单体电池或电池串联时，则串联后的总电压将增加(串联时电池的总电压为各单体电池或电池的电压之和)，但总容量保持不变。单体电池或电池并联即为将单体电池或电池的相同极相连(即正极连接至正极，负极连接至负极)。具有相同电压和容量的电池或单体电池并联时，则并联后的总电压将保持不变，但并联后的总容量大于单体电池的容量。
电池或单体电池也可采用串并联相结合的连接方式。使用串并联相结合的连接方式时，电池组的总电压和总容量必须满足该电池组的应用要求。将电池和单体电池进行串并联连接的方式有无数种。然而，因为通常情形下仅将具有类似电压和容量的电池和单体电池进行串并联连接，因此仅描述将电池或单体电池进行串并联连接的两种方法。首先，可将电池或单体电池进行并联以形成满足总容量要求的二级并联单元，然后可将多个并联的二级单元进行串联以获得要求的总电压。另一种方法为，首先可将电池或单体电池进行串联以形成满足总电压要求的二级串联单元，然后可将多个串联的二级串联单元进行并联以获得要求的总容量。
大多数电池系统供应商和方形单体电池装配生产商目前采用超声焊接将单个方形单体电池的电池终端焊接在一起，以创造单体电池所需的电构造，从而生成符合要求的电池。并联焊接在一起的单体电池数量受单体电池终端长度的限制。若采用超声焊接方式焊接在一起的单体电池数量超出可通过超声焊接方式将其终端焊接在一起的单体电池数量，电母线跳线将被超声焊接、固定或连线，将并联单体电池串联至模块或电池组。优先的生产和组装方法中，应避免使用传统的连接方式，例如：焊接或锡焊，因为这些方法会产生高温，传递到电池中，这可能会损坏方形单体电池的电极和包装封签。这些方法需要花费大量的时间和人力，并不是很好的生产方法。此外，这些方法很难保持与使用优先生产方法相等的质量控制。
由于温差会影响电池或单体电池的性能，因此生产电池组时，通常需要使用到相关的温度调节装置。例如，电池组可以包含在电池组内的单个或多个单体电池或电池二级单元间安置的散热片。关于在多个单体电池或电池间安置散热片的电池组示例，参见美国专利编号7,531,270、美国专利申请编号12/103,830和国际申请编号PCT/US2008/013451和PCT/US2008/012545内的描述。美国专利编号7,531,270、美国专利申请编号12/103,830和国际申请编号PCT/US2008/013451和PCT/US2008/012545为当前申请代理人所有。美国专利编号7,531,270、美国专利申请编号12/103,830、和国际申请编号PCT/US2008/013451和PCT/US2008/012545的披露内容并入本申请中。
由于锂离子电池的特性，电池组在-20℃到60℃的环境温度下运行。但是，即使在这个温度范围内运行，如果下降到0℃以下，电池组也可能开始损失其容量或充放电能力。根据环境温度的不同，电池的生命周期容量或充电/放电的能力可能随着温度偏离0℃而减小。尽管如此，也不可避免在超出环境温度范围的条件下使用锂离子电池。
就象以上提到的那样，一个单体电池和靠近的单体电池之间可能出现显著的温差，这损害了电池组的性能。为了延长整个电池组的寿命，单体电池的温度必须低于需要的阈值温度。为了提高电池组的性能，应尽量降低电池组中单体电池间的温度差。但是，由于通向环境的热通路的不同，不同单体电池将达到不同的温度。但是，由于通向环境的热通路的不同，不同单体电池将达到不同的温度。因此，如果一个单体电池的温度对比其他单体电池高，其充电或放电的效率将会不同，并因此会比其他单体电池充电或放电更快。这样将导致整个电池组性能降低和使用寿命缩短。
为电池组提供散热系统的设计多种多样，包括Jones等人的美国专利5,071,652、Earl等人的美国专利5,354,630、Hoffman等人的美国专利6,117,584、Ogata等人的美国专利6,709,783、Hinton等人的美国专利6,821,671，以及日本出版物专利JP2001-229897。
因此，仍有机会改进先前技术的锂电池组，以扩大锂电池运行时所要求的环境温度范围，得到具有更好封装的全新可扩展性电池组。
同时，还有机会保持可扩展性电池组在最佳温度运行，以确保尽可能长的使用寿命周期，尽可能高的额定容量以及名义充放电倍率。
上述可扩展性电池模块为电池互连系统，为在电池模块或电池组内装配多个电化学单体电池过程中提供可扩展性电气构造。该电力可构造性允许将多个单体电池装配在串联组、或并联组、或任何串并联组上。上述电池模块或电池组适用于多个电构造中，包括但不限于，方形电化学单体电池正极和负极的叠加。物理上，导电性高压线与母线间的连接线或跳线片安装在交错连接的单体电池终端上，以形成适当的串联/并联构造。电池模块具有多个单体电池，以及将这些单体电池放置其中的散热片组件。多个杆从散热片组件延伸，将散热片组件和多个单体电池相继地固定在一起，从而形成电池模块或电池组。
根据上述信息的一个方面，可扩展性电池模块包括多个具有类似构造的单体电池组群、多个框架式散热片组件和多个跳线片。每个单体电池组群包括通过正负极并联实现电耦合的多个单体电池组。每个框架式散热片组件放置在每个单体电池组群的多个单体电池组的每个单体电池组内和每个单体电池组群的多个单体电池组的临近单体电池组之间，并包含一块导热片装置。每个跳线片将某一单体电池组的负极连接至临近电池组群的正极上。
根据上述信息的另一方面，可扩展性电池模块包括多个具有类似构造的单体电池组群、多个框架式散热片组件和多个跳线片。每个具有类似构造的电池组群包含一组通过并联实现电耦合的锂离子方形单体电池组。每个锂离子方形单体电池组包含具有相对边的相对大面积表面，其中正极终端延伸至相对大面积表面第一边之外，负极终端延伸至相对大面积表面第二边之外。正极终端包括从相对大面积表面侧边延伸的正极耦合表面并且至少在耦合表面的末端边形成了一个开口；负极终端包括从相对大面积表面侧边延伸的负极耦合表面并且至少在耦合表面的末端边形成了一个开口。每个框架式散热片组件装配有一个导热片，该导热片为框架式结构，包含跳线片撷取特性、耦合表面撷取特性，且在框架的两对面至少应有一个螺柱。每个框架式散热片组件被放置在每个单体电池组群的多个单体电池组内的一个单体电池组和每个单体电池组群的单体电池组内的临近单体电池组之间，在一个单体电池组负极耦合表面的末端边和该临近单体电池组负极耦合表面的末端边形成开口，并结合在一起环绕在框架一边的螺柱上，以及在一个单体电池组正极耦合表面的末端边和该临近单体电池组正极耦合表面的末端边形成开口，并结合在一起环绕在框架另一边的螺柱上。每个跳线片组包含一组螺柱连接孔，应保证至少有一个螺柱连接孔连接一个螺柱，以连合耦合表面末端的开口。每个跳线片组一头连接至某一单体电池组群的负极终端，另一头连接至临近单体电池组群的正极终端。
附图说明
通过参见如下详细的介绍，更容易地理解本发明的其他优势，参见如下附图：
图1至18阐述了可扩展性电池模块的各种实施例；
图1至12阐述了偶数并联(even P)的电池模块构造；图13至18阐述了奇数并联(odd P)的电池模块构造；
图1是可扩展性电池模块之偶数并联(even P)的电池模块构造的局部分解透视图，显示了电池子组件模块的侧护和临时双排夹分解图，图1也可视为构造可扩展性电池模块的说明步骤；
图2为类似图1电池子组件模块透视图的局部分解透视图，显示了电池子组件模块的垫圈螺母、正极单体电池片压杆、负极单体电池片压杆、非终端边装配柔性电路和跳线片的分解图；图2也可视为在形成可扩展性电池模块方面先于图1所示步骤的说明步骤；
图3是电池子组件模块图1和2的局部分解反面透视图，显示了电池子组件模块的垫圈螺母、正极电池片压杆、负极电池片压杆、非终端边装配柔性电路和跳线片的分解图；图3也可视为在形成可扩展性电池模块方面先于图2所示步骤的说明步骤；
图4是图3电池子组件的局部分解透视图，显示了受多个框架式散热片保护的并联单体电池装配、正极终端板、负极终端板、泡沫元件、横拉杆和螺母；图4也可视为在形成可扩展性电池模块方面先于图3所示步骤的说明步骤；
图5是图4所示受多个框架式散热片保护的并联单体电池装配的局部分解透视图，显示了框架式散热片组件50、两个单体电池组、第一个单体电池框架和第二个单体电池框架，图5也可视为在形成可扩展性电池模块方面先于图4所示步骤的说明步骤，可重复上述步骤多次以形成可扩展性电池模块内所需数量的受框架式散热片保护的并联电池装配；
图6是图5所示受框架式散热片保护的并联单体电池组件的透视图；
图7是图6圈7所示受框架式散热片保护的并联单体电池组件的局部视图；
图8是可扩展性电池模块的偶数并联(even P)的电池模块构造的局部分解透视图，显示了安全固定于电池子组件模块终端边上受多个受框架式散热片保护的并联单体电池组件正负螺柱上连接跳线片的固定胶带，图8也可视为为实施图3所示步骤而实施的临时步骤说明；
图9是可扩展性电池模块的偶数并联(even P)的电池模块构造的局部分解透视图，该步骤紧接图3和图8所示步骤说明；
图10是可扩展性电池模块的偶数并联(even P)的电池模块构造的局部分解透视图，显示了安全固定于电池子组件模块非终端边上的多个受框架式散热片保护的并联电池装配正负螺柱上连接跳线片的胶带，图10也可视为为实施图2所示步骤而实施的临时说明步骤；
图11是可扩展性电池的偶数并联(even P)电池模块装配的透视图；
图12是可扩展性电池模块的偶数并联(even P)电池模块构造受框架式散热片保护的并联电池装配间的并/串联图解视图，显示了连接偶数并联(even P)电池模块构造两边的受框架式散热片保护的各并联单体电池组件正负极螺柱和终端的跳线片；
图13是可扩展性电池模块的奇数并联(odd P)电池模块构造的局部分解透视图，显示了附有多个跳线片的电池子组件上的侧护、螺母组、压杆组、第一边长柔性电路和第一边短柔性电路的分解图，图13也可视为形成可扩展性电池模块的说明步骤；
图14为图13所示可扩展性电池模块的奇数并联(odd P)电池模块构造反面的局部分解透视图，显示了带有一组跳线片和两个终端跳线片之电池子组件上的侧护、螺母组、压杆组、第二边长柔性电路和第二边短柔性电路的分解图，图14也可视为在形成可扩展性电池模块方面先于图13所示步骤的说明步骤；
图15是可扩展性电池模块的奇数并联(odd P)电池模块构造的局部分解透视图，显示了电池子组件上的侧护、螺母组、压杆组、第一边长柔性电路、第一边短柔性电路和跳线片的分解图，图15也可视为在形成可扩展性电池模块的方法中图13所示步骤之外的说明步骤；
图16是图14所示可扩展性电池模块的奇数并联(odd P)电池模块构造反面的局部分解透视图，显示了电池子组件上的侧护、螺母组、压杆组、第二边长柔性电路、第二边短柔性电路、一组跳线片和两个终端模块跳线片的分解图，图16也可视为在形成可扩展性电池模块的方法中图14所示步骤之外的说明步骤；
图17是图13-16电池子组件的局部分解透视图，显示了多个框架式散热片组、电池组、正极终端板、负极终端板、泡沫元件、横拉杆和螺母，图17也可视为在形成可扩展性电池模块方面先于图16所示步骤的说明步骤；以及
图18是可扩展性电池模块的奇数并联(odd P)电池模块构造的单体电池组夹层间框架式散热片组件间的串并联图解视图，显示了连接多个单体电池组之正极和负极终端的跳线片；
具体实施方式
参见各图，其中相同的数字表示相同或对应的部件，本发明的电池单元或组适用于各种各样的构造中，包括但不限于用于汽车的水平或垂直堆起的单体电池包装构造。
参见图1-12，阐述了电池组的电池模块10的偶数并联实施例。本领域的技术人员认为通过串联、并联或串并联相结合的方式连接多个电池模块10以形成一个电池组。电池模块10包括2个侧护12、细胶带14、电池子组件16和临时双排2.54夹18。如图所示，例如：在图1-3中，电池子组件16包括电池子组件20、多个垫圈螺母22、多个正极螺柱电池挡片压杆24、多个负极螺柱电池挡片压杆26、非终端边装配柔性电路28、终端边装配柔性电路30、和多个跳线片32。
细胶带14环绕在电池子组件16上，部分覆盖在电池子组件16上的多个正极螺柱电池挡片压杆24、多个负极螺柱电池挡片压杆26、非终端边装配柔性电路28、终端边装配柔性电路30和多个跳线片32上，如图1所示。两个侧护12放置在电池子组件16的两对边上。两个侧护12置于受多个框架式散热片保护的并联电池装配34的注塑释放装置116内，以覆盖在电池子组件16上的多个正极螺柱电池挡片压杆24、多个负极螺柱电池挡片压杆26、部分非终端边装配柔性电路28、部分终端边装配柔性电路30和多个跳线片32上。并且，部分细胶带14环绕在电池子组件16上，如图1所示。
例如，如图1-3所示，带有一个冠形或弓形构造的多个正极螺柱电池挡片压杆24连接至多个框架上，以使统一的压力通过彼此互连的并联耦合单体电池组52的正极终端耦合表面68以及跳线片32，从而保护附于模块10两边的柔性电路28和30。带有一个冠形或弓形构造的多个负极螺柱电池挡片压杆26接至多个框架上，以使统一的压力通过彼此互连的并联耦合单体电池组52的负极终端耦合表面74以及跳线片32，从而保护附于模块10两边的柔性电路28和30。附于模块10两边的柔性电路28和30通过将螺母22拧入每个受框架式散热片保护的并联单体电池组件34上的螺柱90和100实现，具体说明参见以下内容。
如图4所示，电池子组件20包括多个受框架式散热片保护的并联单体电池组件34、正极终端板36、负极终端板38、多个泡沫元件40、4个横拉杆42和4个螺母44。在图示实施例中，泡沫元件40分别夹于每个受框架式散热片保护的并联单体电池组件34之间、每个终端受框架式散热片保护的并联单体电池组件34和正极终端板36和负极终端板38之间。4个横拉杆42分别穿过每个受框架式散热片保护的并联单体电池组件34和终端板36和38的多个框架54、58和框架构件82和84上的连接孔46内。并且，螺母44安装于每个横拉杆42的螺纹端，以将电池子组件的组件固定在一起，如图4所示。
例如，如图5-7所示，每个受框架式散热片保护的并联单体电池组件34包括一个框架式散热片组件50、第一和第二个典型的锂单体电池组52、第一个单体电池框架54和第二个单体电池框架58。最好是，每个单体电池组52为方形锂离子单体电池，其不会限制本发明的范围。那些电池工艺的技术将欢迎其他种单体电池在本发明中使用。每个单体电池组52包括多个彼此相互作用以及具备锂电池内所含电解质的电池组件(未显示)。第一个电极邻近第一集电器，与第一电极方向相反的第二个充电电极邻近第二集电器。隔层位于第一和第二电极之间，其中在第一和第二电极之间存在电解质以在电极之间提供离子通信。多个第一和第二电极堆叠并包装成一个电绝缘包层56，以形成单体电池组52。
参见图5，两个单体电池组一般显示为52所示图。图5显示，锂电池组包括阳极或负极终端器70、阴极或正极终端64、包装封层56、侧封边60和62、第一终端封边61和第二终端封边63。在所示的实施例中，包装封层由两片或多片分开的聚合物涂层铝箔片制成并最终从四边60、61、62和63封住。在另一实施例中，包装封层56由单片聚合物涂层铝箔片制成，围绕单体电池一边61和63开始包裹锂电池，最后将其从侧封边60和62以及另一边63和61封合。
如上所述，单体电池组52显现侧边60和62。正极终端64从内延伸至超出单体电池组52封层56的侧边60。正极终端64包括弯弧66，以便正极终端耦合表面68横向超出单体电池组52的边60外封面56的表面。在一个实施例中，弯弧66定义为在耦合表面68与单体电池组52封面56间形成的接近90度的角。负极终端70从内部延伸至超出单体电池组52封层56的侧边62。负极终端70包括弯弧的72，以便负极终端耦合表面74横向超出边62外封面56的表面。在一个实施例中，弯弧72定义为在耦合表面74与单体电池组52封面56间形成的接近90度的角。
正极终端耦合表面68的末端显示了一对半圆式开口76，该开口位于第一移位78间的中心。负极终端耦合表面74的末端显示了一对半圆式开口(未在图示中明确指出)，该开口位于第二移位间的中心(未在图示中明确指出)。第二移位不同于第一移位78，有利于合理地装配受框架式散热片保护的并联单体电池组件34。在图示的实施例中，第一移位大于第二移位，尽管本领域技术人员确认，在上述范围内，第二移位可大于第一移位78。或者，耦合表面68和74可呈现其它的开口(未显示)。
如图4和图5所示，各正极和负极终端64与70的耦合表面68和74的开口对称地位于单体电池组52的侧面中心线80。开口的对称位置使得单体电池组52可围绕侧面中心线80旋转，以帮助将并联构造的两单体电池组52连接至框架式散热片组件50上。通过图示，显示在图5中的上部和下部电池组52同样配置为带上部和下部电池组的电池组，其中上部电池组位于第一方向，下部电池组位于从第一方向延侧面中心线80旋转180度的第二方向。
围绕着框架式散热片组件50正对面周长，第一和第二电池框架54和58夹紧单体电池组52的包装封层56，以形成受框架式散热片保护的并联单体电池组件34。若包装封层56属于折叠型，则框架54和58可夹在包装封层56的三个封边上，并在第四边或底边安置一个凹面装置，以固定和保护包装封底边。若包装封层56为单独的两片材料，从而在四边60、61、62和63进行封合，则电池框架54和58可设计为夹在四封边60、16、62和63上。
框架构件82和84具备一个正极纵梁88，该纵梁上包含一个于侧边延伸的螺柱90。当框架构件82和84与散热片86夹合在一起时，螺柱90经第三位移92位于彼此的中心。第三位移92约等于第一位移78，以便螺柱90可作为跳线片/终端耦合表面撷取装置。当顶部和底部单体电池组52与框架式散热片组件50相连接时，螺柱90与带有正负极耦合表面重叠之顶部和底部单体电池组52的正极终端耦合表面68的开口76相连，以便形成于顶部和底部电池组之正极终端耦合表面末端的开口76与螺母90接合。螺柱90也可与跳线片32的正极螺柱连接孔94相接合。螺柱连接孔94也可经由约等于第一位移78和第三位移92的第五位移96(见图2)进行位置替换。螺柱90确保跳线片32固定在某一特定位置，以实现机械和电力连接串联两个邻近的受框架散热片保护的并联单体电池组件34的所有终端，详细说明见图12。每个受框架散热片保护的并联单体电池组件34包含单体电池组群1251(单独显示为1251a-1)和框架式散热片组件50。
框架构件82和84包含负极纵梁98，该纵梁上包含在侧边延伸的螺柱100。当框架构件82和84与散热片86夹合在一起时，螺柱100经第四位移102位于彼此的中心(见图3)。第四位移102约等于第二位移，以便螺柱100可作为跳线片/终端耦合表面撷取装置。当顶部和底部单体电池组52与框架式散热片组件50相连接时，螺柱100与带有正负极耦合表面重叠之顶部和底部单体电池组52的负极终端耦合表面74的开口相连，以便形成于顶部和底部电池组之负极终端耦合表面末端的开口可与螺母100接合。螺柱100也可与跳线片32的负极螺柱连接孔104相接合。螺柱连接孔104也可根据约等于第二位移和第四位移102的第六位移106进行位置互换。螺柱100确保跳线片32固定在某一特定位置，以实现机械和电力连接串联两个邻近的受框架散热片保护的并联单体电池组件34的所有终端。
螺柱90和100为分别从位于框架式散热片组件50的正负边的框架构件82和84内成型并延伸出的螺柱，作为终端/跳线片横杠撷取装置。框架构件82和84各边还装有一个注塑的凸出装置116，以固定热传感器，热传感器可能包含在柔性电路28和30内。
散热片86包含顶部传热边108和底部传热边110。顶部传热边和底部传热边108和110可包括多个与散热片86相连并延伸的散热叶片。该散热叶片可冷却成型并设计用于将热传递至电池内或从电池中转移出，具体取决于应用。物理上，框架构件82和84安装在散热片86的两边。
两个单体电池组52的正极终端64为折叠型，以便重叠的正极终端耦合表面68的开口76可共同环绕在框架式散热片50(如图7所示)的正极纵梁88上的正极螺柱90上；并且两个单体电池组52的负极终端70为折叠型，以便重叠的负极终端耦合表面74的开口可共同环绕在框架式散热片50的负极纵梁98上的负极螺柱100上，以便在每个受框架式散热片保护的并联单体电池组件34内的两个电池组可在电气并联结构中实现耦合。当装配跳线32位于并固定在两个邻近的受框架式散热片保护的并联单体电池组件34的螺柱90和100上时，其中螺柱90与正极螺柱连接孔94相连，而负极螺柱100与负极螺柱连接孔104相连，以便串联邻近的受框架式散热片保护的并联单体电池组件34内的并联耦合单体电池组52。例如，如图2、3、8和10所示，正极螺柱连接孔94和负极螺柱连接孔104间的中心线约等于每个受框架式散热片保护的并联单体电池组件34的厚度，以便孔94和104可在合理的位置实现与螺柱90和100适当连接。跳线片32的总长度大于正极螺柱间的位移92，但是小于受框架式散热片保护的并联单体电池组件34的框架构件82和84的注塑型释放装置116的宽度。在图示实施例中，每个跳线片的总体宽度小于受散热片保护的并联单体电池组件34厚度的两倍。跳线片由适当的导电材料制成，以在其随附的受框架式散热片保护的并联单体电池组件34的单体电池组52的各个终端之间形成导电连接。在上述可扩展性电池模块和组装方法的一个实施例中，每个单体电池组组件的正极和负极终端和跳线片使用相同的电镀工艺进行电镀，以减少金属的种类，从而降低因长时间的原电池腐蚀而导致的阻抗。
如图1-4和8-12所示，将跳线片32置于和固定到两个邻近的受框架式散热片保护的并联单体电池组件34的螺柱90和100上，以串联两个邻近的受框架式散热片保护的并联单体电池组件34的并联耦合单体电池组52，这个过程将一直持续，直到形成总电压和总容量符合要求的电池子组件16。例如，如图8和10所示，胶带118可用于将跳线片32固定在电池子组件20上，直至其他的组件和螺母22均安装至螺柱90和100上。
框架54和58以及框架构件82和84最好为塑料框架，例如由容易塑型的塑料制成。聚对苯二甲酸丁二醇酯价格相对便宜且结构上符合要求，是一种典型的容易塑型的塑料，但不限于耐elyte性。若要求使用耐火性塑料，最好使用具有膨胀属性的塑料，例如Abu-Isa的美国专利6,809,129中披露的弹性体膨胀材料。另一方面，本发明中两个框架构件82和84可能完全相同，因而可通过单一模穴制成。另一方面，本发明中两个框架54和58可能完全相同，因而可通过单一模穴制成。
如图5-7所示，在上述可扩展性电池模块的一个实施例中，电池框架54和58在远离夹紧面的侧面上应有一个插针和插座装置，以匹配和对准一个或多个受框架式散热片保护的并联单体电池组件34。
图5-7详细说明了框架式散热装置50、第一电池框架54和第二电池框架58间的机械连接，以将单体电池组52夹入框架式散热装置50之间，在第一和第二框架构件82和84之间夹入散热片86。框架54和58以及框架构件82和84显示了急速塔架(snaptower)、挂钩和其他机械装置类型的机械连接，不限制本发明的范围。单体电池组52和框架式散热片组件50间的机械连接通常显示在图5和7。基于电池框架和框架式散热片组件框架构件形成的机械和结构的其它描述，参见共同拥有的国际申请PCT/US2008/013451及PCT/US2008/012545，其全部披露内容并入本申请中作为参考。
当装配偶数并联电池模块10时，受框架式散热片保护的并联单体电池组件34的定向方式如同其邻近的受框架式散热片保护的并联单体电池组件34的可交替转换定向方式，如图所示，特别参见图4和12，并通常参见图1-3和8-11。在一个实施例中，图1-12通过以下方法实现定向：提供许多具有相同配置的受框架式散热片保护的并联单体电池组件34并每隔一个将受框架式散热片保护的并联单体电池组件34纵向旋转180度，以便邻近的受框架式散热片保护的并联单体电池组件34在电池模块10的同一边上呈现相反的带电终端。
上述偶数并联电池模块10适用于提供可扩展性电气构造。可将电池模块10配置成允许多个偶数并联电池模块藕合在一起，以形成包含一个或多个电池模块的电池组，且每个电池模块具有多个方形单体电池组，每个方形单体电池组至少有一个大面积表面与导热材料制成的散热片相互接触，导热材料可为铝合金箔片等，不限制本发明的范围。这有利于非常均衡地调节整个电池模块中每个单体电池组的温度。
如图1和图5所示，上述偶数并联电池模块10包含许多散热片，通常显示为86，如图5所示。每块散热片86均由导热材料制成，例如铝、铜等等，不限制本发明的范围。每块散热片86传热边相反方向的叶片或传热边，通常显示为108和110，如图5所示。叶片部分108和110可能为门状，褶式或平面，可具有多个插槽或孔，可形成弯曲平面，以提供一个热界面平面用于外部加热或散热设备，包括但不限于加热器加热层和/或冷却套管。
本领域技术人员认为，可使用众多其它形状的叶片部分108和110，为加热或散热媒介提供更好的表面区域，例如液体、固体或气体等等被引入每个导热板、片或箔的叶片部分108和110，以加热或冷却电池组52。
正极终端板36和负极终端板38作为一对压缩板，夹在受框架式散热片保护的并联单体电池组件34和泡沫元件40之间。正极终端板36包含顶部正极终端120，其电气耦合至正极跳线122，该正极跳线带有垂直于终端板36的法兰124，在部分围绕邻近正极终端板36的受框架式散热片保护的并联单体电池组件34的正极螺柱90的末端呈现半圆开口126。法兰124内的半圆开口126通过第七位移128位于彼此的中心，第七位移128约等于第三位移92，可帮助在开口126内撷取螺柱90。负极终端板38包含顶部负极终端130，其电气耦合至负极跳线132，该负极跳线带有垂直于终端板38的法兰134，在部分围绕邻近负极终端板38的受框架式散热片保护的并联单体电池组件34的负极螺柱100的末端呈现半圆开口136。法兰134内的半圆开口136通过第八位移138位于彼此的中心，第八位移138约等于第四位移102，可帮助在开口136内撷取螺柱100。可采用串联、并联或串并联结合的方式将电缆连接至许多可扩展性电池模块10的顶部正极终端120和顶部负极终端130，以形成电池组。
正极终端板36和负极终端板38被捆绑在一起，以向受框架式散热片保护的并联单体电池组件34提供额外的压缩力。在一个实施例中，细胶带作为压缩带。压缩带卷绕受框架式散热片保护的并联单体电池组件34以施与压力。
虽然仅阐述了，通过带有两个正极螺柱连接孔94和两个负极螺柱连接孔104的跳线片32将其邻近的受框架式散热片保护的并联单体电池组件34串联的偶数并联电池模块10，这包含在以下所述预期范围内，即采用适当配置的跳线片和对受散热片保护的并联单体电池组件34的合理定位，将包含两个或多个邻近的受散热片保护的并联单体电池组件34的电池组彼此并联，并串联至两个或多个受散热片保护的并联单体电池组件34，以形成偶数并联电池模块10的其它构造。
参考图13-18，阐述了电池组的电池模块210的奇数并联(odd P)实施例。本领域的技术人员认为，可通过串联、并联或串并联结合的方式电气耦合多个电池模块210形成一个电池组。电池模块210使用的许多组件与在偶数并联电池模块10内使用的组件如此相似，以致于具有差别甚微的组件将使用相同的参考号，虽指出细微差别，但相同描述不予重复。类似但不相同组件的参考号将被识别为恰好比用于描述偶数并联实施例之参考号高200。
参考图13-16，电池模块210包括两个侧护212、一个电池子组件220、多个垫圈螺母22、多个压杆224、第一边长柔性电路228、第一边短柔性电路229、第二边长柔性电路230、第二边短柔性电路231、多个跳线片232和一对终端模块跳线片233。
两个侧护212位于电池模块220的对边。两个侧护212应插入多个框架式散热片组件250的凹槽装置316内，以覆盖电池子组件220上的多个压杆224、柔性电路228-231、多个跳线片232和末端模块跳线片233，如图13和14所示。
例如，如图13-16所示，多个带冠形或弓形构造的压杆224被连接至框架上，以便在互相连通的耦合电池组52的任意基础终端耦合表面268和跳线片232和233上施加相同压力，以及固定安装在模块210两边周围的柔性电路228-231。通过将螺母22拧入每个框架式散热片组件250的螺柱290进行安装，详细说明如下。
如图17所示，电池子组件220包含多个框架式散热片组件250、多个电池组52、一个正极终端板236、一个负极终端板238、多个泡沫元件40和4条横拉杆242。在所示实施例中，一个泡沫元件40分别夹在每两个框架式散热片组件250之间和每个单体电池组和一个邻近的末端框架式散热片组件250或负极终端板238之间。4条横拉杆242分别穿过每个框架式散热片组件250和正极终端板236的框架构件282和284中的横拉杆连接孔246，并穿过负极终端板238内4个螺柱孔247其中之一，以将电池子组件220的组件固定在一起，如图17所示。
奇数并联电池模块210的单体电池组52与偶数并联电池模块10的相关描述大体类似，不包括：在正极终端耦合表面268和负极终端耦合表面274末端形成的半圆开口276的位置采用相同的开口位移278。
一个框架式散热片组件250的第一个框架构件282和邻近框架式散热片组件250的第二个框架构件284围绕周长夹紧位于其中间的单体电池组52的包装封层56。若包装封层56为折叠型，框架构件282和284可以夹在包装封层56的三个封边，并在第四或底边产生一个凹面装置以支撑和保护包装封层的底边。若包装封层56由两块分开的材料片制成，则密封住四边60、61、62和63，框架构件282和284可设计夹住所有四个封边60、61、62和63。
每个框架构件282和284设有第一和第二纵梁288和298，该纵梁的构成包括一个从侧边延伸的螺柱290。当框架构件282和284将散热片286夹在一起时，螺柱290根据螺柱位移292位于彼此的中间。螺柱位移292约等于开口位移278，以便螺柱290可作为跳线片/终端耦合表面捕捉装置。当电池组52在邻近框架式散热片组件250间耦合时，螺柱290将与一个或两个邻近的单体电池组52的正极终端耦合表面268或负极终端耦合表面274的开口276相连，如图17所示。螺柱290也可与跳线片232和233的螺柱连接孔294相连。螺柱连接孔294的位置根据孔位移296(见图15)进行分布，孔位移296约等于开口位移278和螺柱位移292。螺柱290将跳线片232和233安全固定在适当的位置，以便所有终端实现所需的串联、并联或串并联上的机械及电气连接。
螺柱290分别从位于框架式散热片组件250的正负边框架构件282和284内成型并延伸，作为终端/跳线片横杠撷取装置。框架构件282和284的各边还装有一个注塑凸出装置316，以固定热传感器，在柔性电路228-231中可能包含热传感器。
散热片286包含顶部传热边308和底部传热边310。顶部传热边308和底部传热边310可包含许多与散热片286相连并延伸出的散热叶片。该散热叶片可冷却成型并设计用于将热传递至电池内或从电池中转移出，具体取决于应用。物理上，框架构件282和284安装在散热片286的两边。
框架构件282和284最好为塑料框，例如由容易塑型的塑料制成。聚对苯二甲酸丁二醇酯价格相对便宜且结构上符合要求，是一种典型的容易塑型的塑料，但不限于耐elyte性。若要求使用耐火性塑料，最好使用具有膨胀属性的塑料，例如Abu-Isa的美国专利6,809,129中披露的弹性体膨胀材料。根据上述可扩展性电池模块210的另一方面，两个框架构件282和284可能完全相同，因而可通过单一的模穴制成。
例如，如图17所示，在上述可扩展性电池模块210的一个实施例中，框架构件282和284侧面有插针和插座装置，背向散热片夹紧面，以便匹配和对准一个或多个邻近框架式散热片组件250。
图17详细说明了夹在散热片286之间的第一和第二框架构件282和284之间的机械连接。框架构件282和284显示了急速塔架(snaptower)、挂钩和其他机械装置类型的机械连接，不限制本发明的范围。基于框架构件所形成的机械和结构的其它描述，参见共同拥有的国际申请PCT/US2008/013451及PCT/US2008/012545，其全部披露内容并入本申请中作为参考。
当安装图示的奇数并联电池模块210时，单体电池组52具备负极终端耦合表面274和正极终端耦合表面268，如图17和18所示。
例如，如图13-16和18所示，跳线232置于并固定在三个依次排列的框架式散热片组件250的螺柱290上，螺柱290与螺柱连接孔294相连，以将邻近串联框架式散热片组件250的三个依次排列的并联电池组52与另外三个依次排列的并联电池组52相连。例如，如图14、16和18所示，跳线233置于并固定在距离邻近端板236和238中带有螺柱325和345的任一端板最近的三个依次排列的框架式散热片组件的螺柱290上。螺柱290、325和345与螺柱连接孔294相连，以连接邻近串联框架式散热片组件250的三个依次排列的并联单体电池组52和端板236和238。
例如，如图15和16所示，每对螺柱连接孔294和邻近螺柱连接孔对294间的中心线约等于每一框架式散热片组件250的厚度，以便适当设置孔294连接适当的螺柱290。跳线片232的总长度大于螺柱290间的位移292，但是小于框架式散热片组件250的框架构件282和284的注塑型释放装置316的宽度。在图示实施例中，每块跳线片232的总体宽度小于散热片组件250厚度的三倍。跳线片232和233由合适的导电材料制成，以在其安置的框架式散热片组件250间所夹单体电池组52的各个终端之间形成导电连接。
上述奇数并联电池模块210适用于提供可扩展性电气构造。将奇数并联电池模块210配置成允许多个奇数并联电池模块藕合在一起，以形成包含一个或多个电池模块210的电池组，且每个电池模块具有多个方形单体电池组52，每个方形单体电池组52至少有一个大面积表面与导热材料制成的散热片286相互接触，导热材料可为铝合金箔片等，不限制本发明的范围。在图示实施例中，每个单体电池组52的一个大面积表面不断与散热片286直接接触，另一大面积表面通过泡沫元件与散热片286或负极端板238实现导热接触。这有利于非常均衡地调节整个电池模块210中每个单体电池组52的温度。
如图13-17所示，上述奇数并联电池模块210包含许多由导热材料制成的散热片286，例如铝、铜等等，不限制本发明的范围。每块散热片286终止于相反方向的叶片或传热边308和310。叶片部分308和310可能为门状，褶式或平面，可具有多个插槽或孔，可形成弯曲平面，以提供一个热界面平面用于外部加热或散热设备，包括但不限于加热器加热层和/或冷却套管。
本领域技术人员认为，可使用许多其它形状的叶片部分308和310，从而为加热或散热媒介提供更好的表面区域，例如液体、固体或气体等等被引入每个导热板、片或箔的叶片部分308和110，以加热或冷却电池组52。
正极终端板236和负极终端板238作为一对压缩板，夹在框架式散热片组件250、电池组52和泡沫元件40之间。正极终端板236包含根据约等于开口位移278的螺柱位移327而发生位移的一对螺柱325。螺柱325配置为与邻近正极终端板236的单体电池组52的正极终端耦合表面268末端上的开口276相连。负极终端板238包含根据约等于开口位移278的螺柱位移347而发生位移的一对螺柱345。螺柱345配置为与邻近负极终端板238的单体电池组52的负极终端耦合表面274末端上的开口276相连。
正极终端板236和负极终端板238捆绑在一起，以向单体电池组52和框架式散热片组件250提供额外的压缩力。
虽然仅阐述了，通过带有三对螺柱连接孔294的跳线片232将具有三个并联的连续电池组终端的奇数并联电池模块210串联至邻近并联的连续电池组52上，这包含以下所述预期范围内，即采用合理配置的跳线片、终端跳线片和合理定位的电池组将夹在框架式散热片组件之间的多于三个的连续电池组52的终端并联，以形成一个并联电池组群，该并联电池组群与夹在并联散热片组件之间的许多电池组串联，形成一个邻近并联电池组群，以构成奇数并联电池模块210的其它构造。
本披露内容中的可扩展性电池模块10和210适用于提供可扩展性电气构造。大型电池组可通过耦合一个或多个可扩展性电池模块10和210实现，该可扩展性电池模块10和210由夹在导热材料制成的散热片之间的多个电池组成，导热材料可为铝合金箔片等，不限制本公布内容的范围。
以上所述的可扩展性电池模块的电气构造基础为一个并联电池组群的正极终端和一个邻近方形电化学单体电池负极终端的交错连接，从而将并联的电池组群串联。当采用这种方式连接电池终端时，即形成单一的并联串(1P)。或者，邻近电化学单体电池对可与彼此交错连接的各个正极和负极终端相连接，从而形成并联的电池构造(2P)。为构造一串并联电池，可使用导电跳线片将第一组群的两邻近电池的正极终端与两邻近电池的负极终端相连接。交互连接的电池对，正极终端对负极终端，可捆扎在一起获得想要的电特性。本领域内的技术人员认为，显然串并联相结合将呈现出无数的电气构造组合。
以上所述的奇数并联可扩展性电池模块210允许将奇数个电池并联的配置。例如，如图17-18所示，在安装三并联的配置中，单体电池组的方向交互于每三个电池组群中，即第一组的三电池的正极终端在左，负极终端在右，下一组三电池组群的负极终端在左，正极终端在右。详细地说，首个三电池组(电池编号为1-3)的正极终端在一边，而下一个三电池组(电池编号为4-6)的正极终端在其相反的方向。
假设显示在图17左边的首个三电池组群1751a的第一个电池组1752a的方向为一个基础定位，则可通过围绕其与基础定位相关的横轴或纵轴旋转后续电池以实现上述配置。在图示的实施例中，首个三电池组群1751a的第二个电池组1752b随基础定位的横轴上下位置颠倒地旋转180度，以便其负极终端在图中仍然朝前方。再者，然后示的实施例中，第一个三电池组群1751a的第三个电池组1752c位于基础定位上，在图中其负极终端朝前方。再者，在图示的实施例中，作为第二个电池组1751b的第一电池组的第四电池组1752d围绕其与基础定位相关的纵轴边对边旋转180度，以便其负极终端在图中位于后方，而其正极终端在图中朝前方。再者，在图示的实施例中，作为第二电池组群1751b的第二电池组的第五电池组1752e围绕其与基础定位相关的纵轴边对边旋转180度和横轴上下位置颠倒地旋转180度。以便其负极终端在图中位于后方，而其正极终端在图中朝前方。再者，在图示的实施例中，作为第二电池组群1751b的第三电池组的第六电池组1752f围绕其与基础定位相关的纵轴边对边旋转180度，以便其负极终端在图中位于后方，而其正极终端在图中朝前方。
再者，第三个三电池组群(电池编号为7-9)将使其正极终端的位置恢复到第一个三电池组群(电池编号为1-3)正极终端的同一边。继续该正极终端和负极终端的交替模式，直至安装了适当数量的电池组群，以提供所需电特性。为了清楚地说明上述内容，可通过将第一电池组群的正极终端与第二电池组群的正极终端交错连接以及第一电电池组群的负极终端与第二电池组群的负极终端交错连接实现一个两并联的构造。通过添加一个第三电化学单体电池组群，其正极终端与前两个电池组群的正极终端位于同一平面，且其负极终端与前两电池组群的负极终端位于同一平面，则可实现三正极终端出现在同一平面以及三负极终端出现在相反的同一面。可使用一个导电跳线片将第一个三电池组群(电池编号为1-3)的负极终端连接，从而形成一个电池模块的负极端。第一个三电池组群(电池编号为1-3)的正极终端可通过一个导电跳线片与下一个三电池组群(电池编号为4-6)的负极终端相连，以实现第一个三电池组群(电池编号为1-3)与下一个三电池组群(电池编号为4-6)的串联。下一个三电池组群(电池编号为4-6)的正极终端连接至第三个三电池组群(电池编号为7-9)的负极终端。持续这种交替连接方法，直至实现所需数量三并联电池组群间的串联。
以上所述的可扩展性电池模块为电池互连系统，以在电池模块内的多个电化学单体电池装配中实现可扩展性电气构造。该电气可配置性允许将多个单体电池组件装配至电气串联、并联或任意串并联结合串内。以上所述的可扩展性电池模块适用于在多种电气构造中使用，包括但不限于方形电化学单体电池正极终端和负极终端的交错连接。物理上，导电性高压线与母线间的连接线或跳线片安装在交错连接的电池终端上，以形成适当的串联/并联构造。电池模块具有多个单体电池，以及将这些单体电池放置其中的散热片组件。多个杆从散热片组件延伸，将散热片组件和多个单体电池相继地固定在一起，从而形成电池模块或电池组。也可使用许多绑带缠绕模块的外轮廓，以固定电池模块或电池组装置的所有组件，如共同拥有的美国专利7,531,270以及美国申请序列号12/103,830和12/463,548所述，其全部披露内容并入本申请中作为参考。
虽然以上所述的可扩展性电池模块的描述主要是基于电动车/混合动力车，但其还可用于汽车、网格存储、军事领域以及本次披露说明的许多消费者应用市场。需要特别说明的是，本发明提高了可扩展性电池的容量和电压，以满足市场电池系统的不同需求。
以上所述的可扩展性电池模块为模块或电池组件提供了可扩展的容量和电压解决方案。以上所述的可扩展性电池模块提升了普通产品组件在制造多种差异性终端产品方面的应用。这极大地降低了开发和制造成本，缩短了将产品投放市场的时间。
以上所述的可扩展性电池模块的一个公认优势是，使电池模块具备了非常高的能量密度特性，通过将电池、电源和数据连接设备、控制器、冷却和保护装置装配在一个小容量的空间内实现该高能量密度，从而改进了包装特性，且产品精致小巧。
以上所述的可扩展性电池模块的另一个公认优势是，为电池模块提供了一个良好的保持力，围绕并保护着单体电池。
以上所述的可扩展性电池模块还有另一个公认优势是，为电池模块提供了一个良好的自留方法，围绕并保护着单体电池电极，保持固定。
以上所述的可扩展性电池模块还有另一个公认优势是，提供了一个简单的组装方法，降低了电池组的生产成本。
以上所述的可扩展性电池模块还有另一个公认优势是，提供了带有平衡热管理系统的可扩展性电池组，该系统保证了电池组内的每个单体电池均可接收相同的温度及热管理媒介流，以帮助降低或提高温度。
以上所述的可扩展性电池模块还有另一个公认优势是，提供了一个冷却系统，该冷却系统允许电池组传递和接收高倍率电流，即可在快速充电或放电脉冲期间消除可能对电池组的性能和使用寿命产生负面影响的多余热量的电流率。
以上所述的可扩展性电池模块还有另一个公认优势是，提供了散热片，可与供热系统连接，以便电池组可在低于电池最佳工作温度范围下进行工作。
以上所述的可扩展性电池模块还有另一个公认优势是，提供了一个设计简单的包装并减少了质量。
以上所述的可扩展性电池模块提供了许多优势用于电池组上，增加了周围温度范围，使电池组可以正常工作。同时，所述的可扩展性电池模块帮助电池组保持在最佳的操作温度上，延长了电池组的使用寿命，同时也增加了电池组的安全性。
同时以上所述技术的发明作为一个实施例子，随着这些技术被广泛地理解，不同变种的发明将产生，类似的产品将代替这些元件，且符合发明的范围。另外，许多修改版本也将出现以适应特殊的条件或材料，且符合根本范围的发明将作为教义。应该了解，以上所述关于本发明的优选实施例是主题事物的代表，包含在本发明的广泛预期范围内，并且本发明的范围还包括其它明显适用于本发明技术的实施例。本领域内技术人员已知的或后来为本领域内技术人员所知的上述优选实施例中所涉及元件的所有结构和功能等价物应明显地并入本申请中作为参考并且包含本次披露的内容中。而且，不必要求设备或方法处理以上所述可扩展性电池模块和类似方法所解决的每个及所有问题。此外，不将以下所述的任何元件、组件或方法步骤贡献于公众。

Claims (25)

1.一块可扩展性电池模块，包括：
由并联的多个单体电池组构成的多个具有类似配置的单体电池组群，多个单体电池组群的每个单体电池组群包含一个负极终端和一个正极终端；
多个框架式散热片组件中的每个框架式散热片组件具备一个导热板部分，且每个框架式散热片组件均位于每个单体电池组群的多个单体电池组的每个单体电池组和每个单体电池组群的多个单体电池组的邻近单体电池组之间；以及
许多跳线片中每一跳线片耦合多个单体电池组群之一的负极终端与邻近单体电池组群的正极终端。
2.如权利要求1所述的可扩展性电池模块，其中多个单体电池组群中的多个单体组的每个单体电池组均为方形单体电池组。
3.如权利要求2所述的可扩展性电池模块，其中多个单体电池组中的每个单体电池组均为方形锂离子单体电池组。
4.如权利要求1所述的可扩展性电池模块，其中多个单体电池组中的每个单体电池组均包含相对的大面积表面。
5.如权利要求4所述的可扩展性电池模块，其中多个单体电池组群中每个单体电池组群的正极和负极终端包括一个耦合表面，以与形成电池组群的多个单体电池组的每个单体电池组的对应终端相连，该耦合表面向相对的大面积表面侧部延伸。
6.如权利要求5所述的可扩展性电池模块，其中每个单体电池组的正极终端沿单体电池组的第一边排列，每个单体电池组的负极终端沿正对单体电池组第一边的第二边排列，相对的大面积表面位于正极终端和负极终端之间。
7.如权利要求6所述的可扩展性电池模块，其中每个单体电池组的正极终端和负极终端的耦合表面向大面积表面侧部同一方向延伸。
8.如权利要求7所述的可扩展性电池模块，其中每个耦合表面包含沿末端的开口。
9.如权利要求5所述的可扩展性电池模块，其中每个耦合表面包含沿末端的开口。
10.如权利要求8所述的可扩展性电池模块，其中多个散热片组件中的每个散热片组件均为框架式散热片组件，包含散热片部分和框架部分，以及由框架部分内包含的导热板部分。
11.如权利要求10所述的可扩展性电池模块，其中多个散热片组件中的每个散热片组件的框架部分包括跳线撷取装置和耦合表面撷取装置。
12.如权利要求11所述的可扩展性电池模块，其中跳线撷取装置和耦合表面撷取装置上至少包含一个螺柱。
13.如权利要求12所述的可扩展性电池模块，其中跳线包括多个螺柱连接孔，用于连接螺柱。
14.如权利要求13所述的可扩展性电池模块，其中单体电池组群的定位决定其与某一邻近单体电池组是并联还是串联。
16.如权利要求1所述的可扩展性电池模块，其中多个单体电池组群中每个电池组群至少有一个大面积表面与多个散热片组件中的至少一个散热片组件的导热板部分实现导热接触。
17.如权利要求1所述的可扩展性电池模块，其中多个散热片组件中的每个散热片组件包括延伸至超出框架构件的传热边。
18.如权利要求1所述的可扩展性电池模块，其中每个单体电池组群包括一个奇数并联的单体电池组。
19.如权利要求1所述的可扩展性电池模块，其中每个电池组群包括一个偶数并联的单体电池组。
20.可扩展性电池模块的构成如下：
由多个并联的方形锂离子单体电池组构成的多个具有类似构造的单体电池组群，每个方形锂离子单体电池组包括相对的大面积表面，该相对的大面积表面具有相对的第一和第二边，其中，正极终端延伸超出了相对大面积表面的第一边，而负极终端延伸超出了相对大面积表面的第二边；其中，正极终端包括从相对大面积表面侧部延伸的正极耦合表面并在耦合表面的末端至少有一个开口，而负极终端包括从相对大面积表面侧部延伸的负极耦合表面并在耦合表面的末端至少有一个开口。
多个框架式散热片组件中的每个框架式散热片组件具备一个由框架部分构造的导热板部分，该框架部分包括跳线撷取装置和耦合表面撷取装置，而跳线撷取装置和耦合表面撷取装置上至少包含一个螺柱，该螺柱位于框架部分的两对边；多个框架式散热片组件中的每个框架式散热片组件位于每个单体电池组群多个单体电池组的某一单体电池组与每个电池组群多个单体电池组的邻近单体电池组之间，该单体电池组的负极耦合表面的末端形成有一个开口，且邻近单体电池组的负极耦合表面的末端也形成有一个开口，二者结合以环绕框架部分一边上的至少一个螺柱部分；而该单体电池组的正极耦合表面的末端形成有一个开口，且邻近单体电池组的正极耦合表面的末端也形成有一个开口，二者结合以环绕框架部分另一边上的至少一个螺柱部分；以及
多个跳线片中每个跳线片包括多个用于连接螺柱的螺柱连接孔，多个螺柱连接孔中至少有一个螺柱连接孔连接耦合表面末端开口环绕部分的螺柱；并且，多个跳线片中每个跳线片将多个单体电池组群之的负极终端与邻近的电池组群的正极终端相连。
21.如权利要求20所述的可扩展性电池模块，还包括与螺柱相匹配的多个螺母，以保持跳线片与单体电池组的正极或负极终端相连。
22.如权利要求21所述的可扩展性电池模块，其中多个螺母中至少有一个螺母与耦合表面末端开口环绕部分的螺柱相连，以保持跳线片与耦合表面的连接。
23.如权利要求20所述的可扩展性电池模块，其中多个框架式散热片组件中的每个框架式散热片组件应至少包括两对螺柱，每对螺柱分别位于框架部分的相反面，并通过位移隔开；每个耦合表面的每个末端包括一对开口，该开口通过位移彼此隔开，该位移大体上等于每个框架式散热片组件上所形成的各对螺母之一对的位移。
24.如权利要求23所述的可扩展性电池模块，其中每个电池组群包括一个奇数并联的单体电池组。
25.如权利要求24所述的可扩展性电池模块，其中位于每个框架式散热片组件一边的一对螺柱通过第一位移隔开，而位于每个框架式散热片组件对边的一对螺柱通过不同于第一位移的第二位移隔开；形成于每个负极耦合表面末端的开口通过大体上与第一位移相等的位移隔开，而形成于每个正极耦合表面末端的开口通过大体上与第二位移相等的位移隔开；多个跳线片中每个跳线片至少包括第一对螺柱连接孔，该对螺柱连接孔通过大体上与第一位移相等的位移隔开，该对螺柱连接孔的任一连接孔与第一框架式散热片组件一边的螺柱相连；多个跳线片中每个跳线片还至少包括第二对螺柱连接孔，该对螺柱连接孔通过大体上与第二位移相等的位移隔开，该对螺柱连接孔的任一连接孔与邻近第一框架式散热片组件之第二框架式散热片组件另一边的螺柱相连。
26.如权利要求22所述的可扩展性电池模块，其中每个电池组群包括一个偶数并联的单体电池组。
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