CN102792512A - 具有热管理特征的方形蓄电池系统 - Google Patents

具有热管理特征的方形蓄电池系统 Download PDF

Info

Publication number
CN102792512A
CN102792512A CN2010800570077A CN201080057007A CN102792512A CN 102792512 A CN102792512 A CN 102792512A CN 2010800570077 A CN2010800570077 A CN 2010800570077A CN 201080057007 A CN201080057007 A CN 201080057007A CN 102792512 A CN102792512 A CN 102792512A
Authority
CN
China
Prior art keywords
example embodiment
heat management
battery module
battery
characteristic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2010800570077A
Other languages
English (en)
Inventor
柯恩·奥巴西赫
理查德·马克·德·克斯塔
杰森·D··福尔
张旭刚
筒井亘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Clarios Advanced Solutions LLC
Original Assignee
Johnson Controls SAFT Advanced Power Solutions LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Johnson Controls SAFT Advanced Power Solutions LLC filed Critical Johnson Controls SAFT Advanced Power Solutions LLC
Publication of CN102792512A publication Critical patent/CN102792512A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/02Details
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/27Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0481Compression means other than compression means for stacks of electrodes and separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/613Cooling or keeping cold
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/615Heating or keeping warm
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625Vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/26Rail vehicles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00Fastening; Joining
    • F28F2275/08Fastening; Joining by clamping or clipping
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0565Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/34Gastight accumulators
    • H01M10/345Gastight metal hydride accumulators
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

一种电池模块,其包括多个彼此并排设置的电化学电池和大体上延伸电池模块的长度的热管理特征。所述热管理特征被连接至每个电化学电池的第一侧面,而且所述热管理特征包括热管理流体可经其通过的通道,还包括设置在该通道内从而在该电化学电池和该热管理流体之间传递热量的散热器。

Description

具有热管理特征的方形蓄电池系统
相关申请之间的交叉引用
本申请要求了于2009年10月14日提交的美国临时申请61/251,656的优先权,其全部内容通过引用并入本申请。
背景技术
本申请通常涉及电池及电池系统领域。更具体地,本申请涉及用于车辆的电池和电池系统,从而为车辆提供至少一部分动力。
使用电力作为其全部或部分动力的车辆(例如,电动汽车(EVs)、混合电动汽车(HEVs)、插电式混合电动汽车(PHEVs)等等,统称为“电动汽车”)与更多传统的使用燃气动力车辆相比具有很多优点。例如,与使用内燃机的车辆相比,电动汽车可产生更少的不良排放物并显示出更高的燃油效率(在一些例子中,这些车辆可完全排除对汽油的使用,如插电式混合电动汽车(PHEVs)的某些类型)。
随着电动车辆技术持续发展,有必要为这种车辆提供改进的能源(例如,电池系统或电池模块)。例如,需要增加这种车辆无需对电池充电即可行使的距离。同样需要改善这种电池的性能以减少与电池相关的成本。
其中一个持续发展的改进领域是电池化学领域。早期的电动车辆系统使用镍氢电池(NiMH)作为推进能源。随着时间的流逝,不同的添加剂和改性已经改进了镍氢电池(NiMH)的性能、可靠性和实用性。
最近,生产商已经开始发展用于电动车辆中的锂离子电池。具有一些与使用锂离子电池用于车辆应用相关的优点。例如,锂离子电池与镍氢电池相比有更高的电荷密度和功率系数。换种说法,当储存等量的电荷时,锂离子电池比镍氢电池小,这使得在电动车辆能够省去负重及节省空间(或者,可选的,该特征可允许生产商能够为该种车辆提供更大量的能源,而无需增加车辆的重量或增加电池系统所占据的空间)。
众所周知,锂离子电池的运行不同于镍氢电池,其可能会出现不同于镍氢电池技术所出现的在设计和工程方面的挑战。例如,与可比较的镍氢电池相比,锂离子电池在电池温度方面更易于变化,因此系统可用于调节在车辆运行的过程中的锂离子电池的温度。对该电池化学来说,锂离子电池的生产同样显现出独有的挑战,新的系统和方法正在开发以应对这种挑战。
需要提供一种用于电动车辆中的改进的电池模块和/或系统,该电池模块和/或系统解决了一个或多个与用在这种车辆中的镍氢电池和/或锂离子电池系统相关的挑战。同样需要提供电池模块和/或系统,其包括一个或多个有利特征,该有利特征通过阅读本申请后将显而易见。
发明内容
一种电池模块,其包括多个彼此并排设置的电化学电池和大体上延伸电池模块的长度的热管理特征。该热管理特征被连接至每个电化学电池的第一侧面,且该热管理特征包括热管理流体可经其通过的通道,还包括设置在该通道内从而在该电化学电池和该热管理流体之间传递热量的散热器。
附图说明
图1是根据示范性实施例的包括电池系统的车辆的立体图。
图2是根据示范性实施例的包括电池系统的车辆的剖视图。
图3是根据示范性实施例的用于电池系统中的电池模块的局部立体图。
图4A-4D是根据各种示范性实施例的图3的电池模块沿图3的4-4线的局部剖视图。
图5A-5C是根据各种示范性实施例的电池模块的侧视图。
图6是根据另一个示范性实施例的用于电池系统中的电池模块的局部立体图。
图7是根据示范性实施例的图6所示的电池模块沿图6的7-7线的剖视图。
图8是根据另一个示范性实施例的用于电池系统中的电池模块的局部立体图。
图9是根据示范性实施例的图8的电池模块沿图8的9-9线的剖视图。
图10是根据另一个示范性实施例的用于电池系统中的电池模块的局部立体图。
图11是根据示范性实施例的图10的电池模块的沿图10的11-11线的剖视图。
图12是根据另一个示范性实施例的用于电池系统中的电池模块的局部立体图。
图13是根据示范性实施例的图12的电池模块沿图12的13-13线的剖视图。
图14是根据另一个实施例的用于电池系统的电池模块的局部立体图。
图15是根据另一个示范性实施例的用于电池系统中的电池模块的局部立体图。
图16是根据另一个实施例的用于电池系统中的电池模块的局部立体图。
图17是根据示范性实施例的包括如图3所示的多个电池模块的电池系统的局部立体图。
图18是根据示范性实施例的图17的电池系统的俯视图。
图19是根据示范性实施例的电化学电池的立体图。
图20是根据示范性实施例的图19的沿图19的20-20线的电化学电池的一部分的剖视图。
图21是根据示范性实施例的图19的电化学电池的一部分的局部分解图。
具体实施方式
图1是以汽车形式(例如小汽车)的车辆10的立体图,其具有用于为车辆10提供全部或部分动力的电池系统20。这种车辆10可以是使用电力作为驱动力的电动汽车(EV)、混合电动汽车(HEV)、插电式混合电动汽车(PHEV)或其它类型的车辆(全部被称为“电动汽车”)。
尽管车辆10在图1中示出为小汽车,但根据其它示范性实施例车辆的类型可以不同,所有这些车辆类型均落入本申请的保护范围中。例如,车辆10可以是卡车、公共汽车、工业机车、摩托车、游乐车、船或任何其他类型可使用电力来为自身提供全部或部分驱动力而获益的车辆。
尽管图1所示的电池系统20设置在行李箱处或该车辆的后部,但根据其他示范性实施例,电池系统20的位置可以不同。例如,电池系统20的位置可根据在车辆内可用空间、车辆所需要的重量平衡、与电池系统20一起使用的其它部件(例如,电池管理系统、通风孔或冷却装置等)的位置以及各种其他不同考虑而进行选择。
图2示出了根据示范性实施例的以HEV形式的车辆10A的剖视图。电池系统20A设置为朝向车辆10A的后部靠近燃料箱12处(电池系统20A可被设置为直接邻近燃料箱12或被设置在车辆10A后部的(例如行李箱)单独隔间内,或可设置在车辆10A的其他地方)。当车辆10A利用汽油能源驱动车辆10A时,内燃机14被提供多次。电动机16、动力分配装置17和发电机18同样被提供作为该车辆驱动系统的一部分。
这种车辆10A可仅由电池系统20A或仅由发动机14或由电池系统20A和发动机14两者供能或驱动。值得注意的是,根据其它示范性实施例,其他类型的车辆和结构可用于该车辆驱动系统,且图2的示意图不应被认为限制本申请中所描述的主题的范围。
根据各种示范性实施例,电池系统20、20A的尺寸、形状和位置、车辆10、10A的类型、车辆技术(例如EV、HEV、PHEV等)的类型以及电池化学等其他特征可与那些所示或所描述的不同。
根据示范性实施例,该电池系统包括电化学电池(例如在图3中所示的电池24),且其包括用于将该电化学电池互相连接和/或连接到该车辆电力系统的其他部件的特征或部件,且其同样用于调节该电池系统的电化学电池和其他特征。例如,该电池系统可包括如下特征:负责监视和控制该系统的电力性能,管理该系统的热性能、容量和/或流出物的路径(例如,可从电池(battery cell)排出气体)以及电池系统的其他方面。
现在参考图3-4A,根据示范性实施例示出了电池模块22。电池模块22包括多个电化学电池24。根据示范性实施例,电化学电池24可以例如是锂离子电池、镍氢电池和锂聚合物电池等,或是现在已知或今后发展起来的其他电化学电池。根据示范性实施例,电池24包括至少一个接线柱(例如,比如在图19中示出的正接线柱和负接线柱)。应当注意到在图4B-21中示出的实施例可同样使用这些类型的电池。
根据示范性实施例,电化学电池24大体是方形锂离子电池以用于储存电荷。根据其他示范性实施例,电化学电池24可以具有其他物理结构(例如,椭圆形、圆柱形和多边形等)。电化学电池24的容量、尺寸、设计以及其他特征也可不同于那些根据其它示范性实施例所示的特征。
根据示范性实施例,每个电化学电池24包括顶部25和与顶部25相对的底部26、第一侧27和与第一侧面27相对的第二侧面28。电化学电池24同样包括侧面或表面29、30,该侧面或表面29、30与顶部25、底部26、第一侧面27和第二侧面28互相连接。如图3所示,电化学电池24互相并排设置以使第一电化学电池24的表面29与第二电化学电池24的表面30相邻(例如,这些电池面向彼此)。同样,电化学电池24的每个第一侧面27设置在电池模块22的第一侧面上,同时,每个电化学电池24的所有的第二侧面28设置在电池模块22的第二侧面上,该电池模块22的第二侧面与电池模块22的第一侧面相对设置。根据一个示范性实施例,电绝缘构件(未示出)可设置在相邻的电池之间(也就是,在表面29、30之间)。
根据一个示范性实施例,在相邻的电池24之间可设置空间或间隙。例如,可将一个或多个间隔器(spacers)或其它构件(未示出)设置在相邻电池的表面之间上或表面之间中,以允许空气或液体(例如,热管理流体)在该相邻电池的表面之间经过。根据本示范性实施例,这些电池将仍然能够被夹紧在一起(例如,间隔器或其它构件允许用于这些电池之间刚性连接)。
如图3所示,电池模块22同样包括作为端盖40(end cap)示出的设置在电池模块22的第一端部的结构或构件。根据示范性实施例,端盖40包括第一表面41和在第一表面41对面的第二表面42。如图3所示,第一表面41设置在邻近于电化学电池24的表面29处。端盖40同样包括第一端部43和大体在第一端部43对面的第二端部44。一对孔(apertures)或开口48设置为邻近于每个端部43、44。根据示范性实施例,开口48大体从端盖的顶部45延伸至端盖40的底部46。如图3所示,开口48具有大体为矩形的形状;然而,根据其它示范性实施例,这些开口可具有不同的尺寸、形状或结构。
根据示范性实施例,端盖40同样包括由端盖40的第一和第二端部43、44和顶部和底部45、46限定的隔间或凹槽47。根据示范性实施例,凹槽47配置为接收电子或控制电路,所述电子或控制电路设置为监视和/或调节设置在模块22中的电化学电池24的至少一部分。例如,凹槽47可配置为接收电池监控器(cell supervisory controller)(CSC),电池监控器(CSC)可包括具有温度、电压和/或电流传感器或设置在其中的其它电子部件的印刷电路板。
根据示范性实施例,电池监控器(CSC)可设置在构件或痕量板(traceboard)上(例如,印刷电路板)。该痕量板包括必要的线路以将CSC连接到单独的电池从而将CSC连接到该电池系统的电池管理系统(BMS)。该痕量板包括各种连接器以使得这些连接成为可能(例如温度连接器、电器连接件和电压连接器等)。
根据示范性实施例,电池模块22包括至少一个电池监控器(CSC)以根据需要监视和调节电化学电池。根据一个示范性实施例,CSC可位于电池模块22的每个端部(例如,设置在凹槽47内)。
根据示范性实施例,电池模块22包括热管理特征50。根据示范性实施例,热管理特征50设置为将热管理流体(例如,空气、液体等)路由通过在热管理特征50内的通道(例如,渠道、路径、通路、管道等)。该通道可包括散热器(比如,如图4A-4B所示的散热器52、152、252、352),以在电池24和热管理流体之间传送热量。根据一个示范性实施例,热管理特征50包括盒状结构或外壳,该盒状结构或外壳配置为限定经此通过的热管理流体的通道。
如图3所示,热管理特征50设置在电池模块22的第一侧面上,且热管理特征50从邻近于电化学电池24的第一侧面27的电池模块22的第一端部延伸到电池模块22的第二端部。根据图3所示的示范性实施例,第二热管理特征50设置在电池模块22的第二侧面上,且第二热管理特征50从邻近于电化学电池24的第二侧面27的电池模块22的第一端部延伸到电池模块22的第二端部。
根据示范性实施例,端盖40的开口48与热管理特征50流体连通。这些开口48配置为允许热管理流体(例如,空气、液体等)能够通过其且进入热管理特征50,以冷却或加热电化学电池24。
如图3所示,热管理特征50大体延伸通过电池模块22的整个长度而且大体延伸通过电池24的全部高度。然而,根据其它示范性实施例,该热管理特征可具有不同的尺寸和/或形状。例如,热管理特征50可仅延伸通过电池模块的一部分长度或高度。现在参考图4A-4D将不同的热管理特征描述如下。然而,值得注意的是,本领域普通技术人员将容易地意识到其他热管理特征可用于电池模块22。
现参考图4A,根据一个示范性实施例示出了热管理特征50。热管理特征50包括具有底部54的散热器52,该底部54被连接到电化学电池24的侧面。散热器52还包括多个从底部54向外延伸的散热翅片56。通道55设置在相邻的散热翅片56之间。如图4A所示,根据示范性实施例,散热翅片56从底部54到其尖端58是逐渐变细的(比如变得越来越小)。然而,根据其它示范性实施例,这些散热翅片可以不是逐渐变细逐渐变细或可具有另一种结构。根据一个示范性实施例,散热翅片56的尖端58与盖子64相接触。然而,根据另一个示范性实施例,尖端58可与盖子64不接触。
根据示范性实施例,通道55配置为接收经其通过的热管理流体以冷却或加热散热器52(从而冷却或加热电池24)。根据示范性实施例,热管理流体是比如空气的气体或比如冷却剂的液体(例如,水、水/乙二醇混合物、制冷剂等)。
根据示范性实施例,盖子64可配置在散热器52上以大体封装散热器52的表面。如图4A所示,盖子64包括用于将该盖子连接到散热器52的凸缘66。然而,根据其它示范性实施例,盖子64可连接到散热器52。根据一个示范性实施例,散热翅片56的尖端58与盖子64相接触。然而,根据其它示范性实施例,尖端58可不与盖子64接触。
根据示范性实施例,散热器52同样包括构件60(例如,延伸部、突起、凸缘等),该构件60可从底部54向外延伸,大体上与在底部54顶部处的散热翅片56相对。构件60配置为延伸越过电池24的顶部25的一部分,以在电池24上施加夹紧力(例如,当热管理特征连接到电池模块或电池系统的外壳时)。根据示范性实施例,构件60包括对电池24施加或应用夹紧力的表面62。
如图4A所示,构件60在第一方向或垂直方向上施加夹紧力;然而,根据其它示范性实施例,电池24的方向与电池模块22的方向可以是不同的,因此该夹紧力的相对方向同样可以是不同的。
根据一个示范性实施例,作为绝缘体68示出的电绝缘构件可设置在散热器52和电化学电池24之间。然而,根据另一个示范性实施例,该绝缘体并未包括在电池模块内(也就是说,散热器52设置为直接与电化学电池24相邻)。根据示范性实施例,绝缘体68在电池24和散热器52之间提供电绝缘,但使热传递能够容易地发生在电池24和散热器52之间。
根据示范性实施例,绝缘体68包括电绝缘但导热的材料(例如,聚氯乙烯(PVC)或其它合适的材料)。根据示范性实施例,绝缘体68具有范围在大约0.05到0.25毫米之间的厚度。根据另一个示范性实施例,绝缘体68具有0.13毫米的厚度。然而,根据其它示范性实施例,绝缘体68的厚度可以更大或更小。
现参考图4B,示出了根据示范性实施例热管理特征150。根据示范性实施例,热管理特征150包括与那些在图4A中的特征相似的特征(与那些在图4A中的标有相应的附图数字的特征相似的在100系列中特征)。
如图4B中所示,热管理特征150包括示出为分隔物170(divider)的大体设置在散热器152中心的构件。然而,根据其它示范性实施例,分隔物170可设置在别处。分隔物170从底部154延伸到盖子164,以将散热器152分隔为第一组通道155和第二组通道159。
根据示范性实施例,连接构件(比如,例如在图5B中示出的连接构件172)可设置在散热器152的端部以将流体从第一组通道155路由或引导到第二组通道159(例如,如图5B中所示)。根据另一个示范性实施例,分隔物170可设置在散热器152内以便间隙171存在于分隔物170的端部和散热器152的该端部之间,以使流体能够从第一组通道155进入第二组通道159(如图5C所示)。
使得流体在第一方向流动通过第一组通道155且然后在第二方向流动通过第二组通道159的一个优点是在电池模块中的电池124的冷却(或加热)更加均匀。这有助于使得电池124具有更长的使用寿命并具有更均匀的操作特性(例如,电压、电流、电荷容量等)。
现参考图4C,根据示范性实施例示出热管理特征250。根据示范性实施例,热管理特征250包括与在图4A中的特征相似的特征(与那些在图4A中的标有相应的附图数字的特征相似的在200系列中的特征)。
如图4C中所示,热管理特征250包括散热器252。根据示范性实施例,散热器252包括折叠片256,该折叠片256被折叠多次以产生第一侧面257和第二侧面258。根据示范性实施例,第一侧面257被连接(焊接烧灼(braised))到散热器252的底部254,以在折叠片256的单个皱折(folds)之间生成通道255。通道255配置为接收经其通过的热管理流体,以冷却或加热电化学电池244。
根据示范性实施例,折叠片256可由任何合适的材料制成,比如,例如铝(铝合金)、钢(或钢合金)、铜(铜合金)等。根据示范性实施例,折叠片256由单个平板(例如金属薄片的平板)制成,然后该平板以手风琴式被折叠多次。然而,根据其它示范性实施例,折叠片256可由多个片构成再将将该多个片连接到一起。
现参考图4D,根据示范性实施例示出热管理特征350。根据示范性实施例,热管理特征350包括与图4A中的那些特征相似的特征(与那些在图4A中的标有相应的附图数字的特征相似的在300系列中的特征)。
如图4D所示,热管理特征350包括作为分隔物370示出且大体设置在散热器352中心的构件。然而,根据其它示范性实施例,分隔物370可设置在别处。分隔物370从底部354延伸至盖子364,以将散热器352分隔成第一组通道355和第二组通道359。
根据示范性实施例,连接构件(比如,例如图5B所示的连接构件372)可设置在散热器352的端部以路由或引导流体从第一组通道355至第二组通道359(例如,如图5B所示)。根据另一个示范性实施例,分隔物370可设置在散热器352内以便间隙371存在于分隔物370的端部和散热器352的该端部之间,以允许流体从第一组通道355进入第二组通道359(如图5C所示)。
现参照图5A-5C,根据不同实施例示出电池模块的侧视图(比如,例如,图3-4D所示)。根据示范性实施例,图5A示出热管理流体的流动通过电池模块22,222。热管理流体进入靠近端盖40,240的电池模块22,222的第一端部,经过热管理特征50,250,并且退出靠近端盖40,240的电池模块22,222的第二端部。
根据另一个示范性实施例,图5B示出热管理流体通过电池模块122,322的流动,根据示范性实施例。热管理流体在靠近端盖140,340的电池模块122,322的第一端部进入热管理特征150,350,之后回到电池模块122,322的第一端部。如图5B所示,作为连接构件172,372示出的装置被配置为将热管理流体从第一组通道155,355路由到第二组通道159,359。
根据另一个示范性实施例,如图5C所示,设置在分隔物170,370和电池模块122,322的端部之间的间隙171,371被设置成允许热管理流体能够从第一组通道155,355转移到第二组通道159,359。
根据示范性实施例,端盖140,340设置在电池模块122,322的第一端部,端盖140,340可包括与热管理特征150,350的分隔物170,370对齐的构件或特征149,349。构件149,349配置为有助于密封或分离热管理流体,该热管理流体通过端盖140,340从而进入或离开电池模块122,322的热管理特征150,350。现参考图6-7,根据另一个示范性实施例示出电池模块422。根据示范性实施例,电池模块422包括与那些在图3-4A中的特征相似的特征(与那些在图3-4A中的标有相应的附图数字的特征相似的在400系列中的特征)。
如图6-7所示,电池模块422包括多个电化学电池424。根据示范性实施例,每个电化学电池424包括顶部425、与顶部425相对的底部426、第一侧面427和与第一侧面427相对的第二侧面428。电化学电池424同样包括与顶部425、底部426、第一侧面427以及第二侧面428相互连接的侧面或表面429和430。根据示范性实施例,电池424包括至少一个接线柱(例如,在图19中所示的正接线柱和负接线柱)。
如图6所示,电化学电池424设置为互相并排排列,以使第一电化学电池424的表面429邻近于第二电化学电池424的表面430(例如,这些电池彼此面对)。同样,电化学电池424的每个第一侧面427设置在电池模块422的第一侧面上,同时每个电化学电池424的所有的第二侧面428设置在位于电池模块422的第一侧面相对的电池模块422的第二侧面上。根据一个示范性实施例,电绝缘构件(未示出)可设置在相邻的电池之间(即,在表面429,430之间)。
根据一个示范性实施例,空间或间隙可设置在相邻的电池424之间。例如,一个或多个间隔器或其它构件(未示出)可设置在相邻的电池的表面之间上或表面之间中,以允许空气或液体(例如,热管理流体)能够在相邻的电池的表面之间经过。根据本示范性实施例,这些电池将仍然能够被夹紧在一起(例如,间隔器或其它构件将允许电池之间的刚性连接)。
根据示范性实施例,电池模块422包括作为端盖440示出的构件或结构,该端盖440设置在电池模块422的第一端部。根据示范性实施例,端盖440包括第一表面441和大体上与第一表面441相对的第二表面442。如图6所示,第一表面441设置为邻近电化学电池424之中一个的第一表面429。端盖440同样包括第一端部443、大体上与第一端部443相对的第二端部444、顶部445和大体上与顶部445相对的底部446。
根据示范性实施例,每个第一和第二端部443、444以及每个顶部和底部445、446与多个大体水平的构件431(横梁、肋状物、支撑物以及支柱等)和多个大体垂直的构件432(横梁、肋状物、支撑物以及支柱等)相连。如图6所示,水平及垂直构件431、432在交点433处互相连接。根据一个示范性实施例,端盖440的第一表面441大体是固体表面(solid surface)(也就是说,平坦的连续表面)。然而,根据另一个示范性实施例,第一表面441可包含在水平和垂直构件431、432之间的开口或窗口。
根据示范性实施例,端盖440的水平和垂直构件431和432同样形成一对孔或开口448。如图6所示,根据示范性实施例,开口448大体设置在邻近端部443、444处且其从邻近端盖440的顶部445处延伸至邻近端盖440的底部446处。如图6所示,开口448具有大体矩形的形状;然而,根据其它示范性实施例,这些开口可具有不同的尺寸、形状或结构。
根据示范性实施例,端盖440的开口448与电池模块422的热管理特征450流体连通。这些开口448配置为使热管理流体(例如,空气、液体等)能够经其通过并进入热管理特征450,以冷却或加热电化学电池424。
根据示范性实施例,端盖440包括配置为经其接收紧固件或连接杆436的特征或凸起部435。如图6所示,每个凸起部435大体设置在端盖440的角落中。根据示范性实施例,螺母437用于拧紧在电池模块422内的连接杆436。
如图6所示,根据示范性实施例,第二端盖440设置为与第一端盖440相对的电池模块422的第二端部处。根据图6所示的示范性实施例,连接杆436延伸通过每个端盖440的凸起部435,并且使用螺母437将连接杆436拧紧,以在大体水平的方向上向多个电化学电池424上施加夹紧力。
根据示范性实施例,电池模块422包括一对以侧夹钳470示出的构件或结构。侧夹钳470包括第一表面471和大体上与第一表面471相对的第二表面472。根据示范性实施例,第一表面471面向电池模块422的热管理特征450,且有助于将热管理特征450定位和/或保持靠近在电池模块422内的电池424处。
根据示范性实施例,每个热管理特征450配置为将热管理流体(例如,空气、液体等)路由通过热管理特征450内的通道(例如,渠道、路径、通路、管道等)。该通道可包括散热器(比如,例如,在图4A-4B中示出的散热器52、152、252、352),以在电池424和热管理流体之间传送热量。根据一个示范性实施例,热管理特征450包括配置为限定该热管理流体经其通过的通道的盒状结构或外壳。
如图7所示,根据示范性实施例,每个热管理特征450包括具有底部454的散热器452,底部454与电化学电池424的侧面相连。散热器452还包括多个从底部454向外延伸的散热翅片456。通道455设置在相邻的散热翅片456之间。如图7所示,根据示范性实施例,散热翅片456从底部454到散热翅片456的尖端458是逐渐变细的(例如,越来越小)。然而,根据其它示范性实施例,该散热翅片可以不是逐渐变细的或可具有另一种结构。根据其它示范性实施例,热管理特征450可配置为与上面讨论的与图4B-4D相关的热管理特征相似。
根据示范性实施例,通道455配置为接收流经其的热管理流体,以冷却或加热散热器452(因此冷却或加热电池424)。根据示范性实施例,热管理流体是气体例如空气,或例如冷却剂的液体(例如,水、水/乙二醇混合物、制冷剂等等)。根据一个示范性实施例,散热翅片456的尖端458与侧夹钳470的第一表面471相接触。然而,根据其它示范性实施例,尖端458可不与侧夹钳470接触。
根据一个示范性实施例,作为绝缘体468示出的电绝缘构件可设置在散热器452和电化学电池424之间。然而,根据另一个示范性实施例,绝缘体不包括在电池模块内(也就是说,散热器452设置为直接与电化学电池424相邻)。
根据示范性实施例,绝缘体468在电池444和散热器452之间提供电绝缘,但允许热传递在电池424和散热器452之间容易地发生。如图7所示,绝缘体468沿着在电池424和电池系统外壳的底部421之间的电池424的底部426延伸。
根据示范性实施例,绝缘体468包括电绝缘但热传导的材料(例如,硅树脂、聚氯乙烯(PVC)、或其它合适的材料)。根据示范性实施例,绝缘体468具有范围在大约0.05到0.25毫米之间的厚度。根据另一个示范性实施例,绝缘体468具有0.13毫米的厚度。然而,根据其它示范性实施例,绝缘体468的厚度可以更大或更小。
根据一个示范性实施例,侧夹钳470的第一表面471的顶部部分473包括用于在大体垂直方向上夹持电化学电池424的特征或构件474。构件474从第一表面471远远地延伸且延伸超出电池424的顶部的至少一部分。
根据图6-7的示范性实施例,第二表面472的顶部部分475包括一对突起476,该对突起476形成凹槽477以固定或保持连接杆。第二表面472同样包括具有插槽483的底部部分478,该插槽483配置为接收连接杆436。底部部分478同样具有从第二表面472向外延伸的凸缘479。凸缘479配置为接收示出为夹杆480的构件的一部分。夹杆480配置为用螺栓拴住或固定到具有电池模块422在内的电池系统的外壳。夹杆480具有配置为与凸缘479的相应的特征482相互作用的特征481,以有助于将夹杆480对齐到凸缘479。
当夹杆480固定到电池系统时(例如,电池系统外壳的底部421),夹杆480施加力到凸缘479上。此力通过侧夹钳470的结构转移到构件474以施加夹紧力到电池424上。
通过示范性实施例,侧夹钳470的第二表面472限定凹槽区域或腔485,该凹槽区域或腔485配置为接收或容纳用于电池模块422的CSC(未示出)。根据示范性实施例,该CSC可安装在构件或痕量板上(例如,印刷电路板)。该痕量板包括必要的线路以将CSC连接到单独的电池从而将CSC连接到该电池系统的电池管理系统(BMS)。该痕量板包括各种的连接器以使得这些连接成为可能(例如温度连接器、电器连接件、电压连接器等)。
根据示范性实施例,电池模块422包括至少一个电池监控器(CSC),以根据需要监视和调节电化学电池。根据一个示范性实施例,CSC可位于在电池模块422的每个侧面上。
现参照图8-9,根据另一个示范性实施例示出了电池模块522。根据示范性实施例,电池模块522包括与在图6-7中的那些特征相似的特征(与那些在图6-7中的标有相应的附图数字的特征相似的在500系列中的特征)。
根据图8-9所示,电池模块522包括多个电化学电池524。根据示范性实施例,每个电化学电池524包括顶部525以及与顶部525相对的底部526、第一侧面527和与第一侧面527相对的第二侧面528。电化学电池524同样包括侧面或表面529、630,侧面或表面529、630与顶部525、底部526、第一侧面527和第二侧面528互相连接。根据示范性实施例,电池524包括至少一个接线柱(例如,比如图19所示的正接线柱和负接线柱)。
如图8所示,电化学电池524设置为互相并排排列,以使第一电化学电池524的表面529邻近于第二电化学电池524的表面530(例如,这些电池互相面对)。同样,每个电化学电池524的第一侧面527设置在电池模块522的第一侧面上,同时每个电化学电池524的所有的第二侧面528设置在与电池模块522的第一侧面相对的电池模块522的第二侧面处。根据一个示范性实施例,电绝缘构件(未示出)可设置在相邻的电池之间(也就是说,在表面529、530之间)。
根据一个示范性实施例,空间或间隙可被设置在相邻的电池524之间。例如,可将一个或多个间隔器或其它构件(未示出)可设置在相邻电池的表面之间上或表面之间中,以允许空气或液体(例如,热管理流体)经过该相邻电池的表面之间。根据本示范性实施例,这些电池便仍能够被夹紧在一起(也就是说,间隔器或其它构件将使这些电池之间的刚性连接)。
根据示范性实施例,电池模块522包括作为端盖540示出的构件或结构,该端盖440设置在电池模块522的第一端部。根据示范性实施例,端盖540包括第一表面541和大体与第一表面541相对的第二表面542。如图8所示,第一表面541设置为邻近电化学电池524的其中一个的第一表面529处。端盖540同样包括第一端部543和大体与第一端部543相对的第二端部544、顶部545和大体与顶部545相对的底部546。
根据示范性实施例,每个第一和第二端部543、544以及每个顶部和底部545、546与多个大体水平的构件531(横梁、肋状物、支撑物以及支柱等)和多个大体垂直的构件532(横梁、肋状物、支撑物以及支柱等)相连。如图8所示,水平及垂直构件531,532在交点533处互相连接。根据一个示范性实施例,端盖540的第一表面541大体是实体曲面(也就是说,平坦的连续表面)。然而,根据另一个示范性实施例,第一表面541可包含在水平和垂直构件531、532之间的开口或窗口。
根据示范性实施例,端盖540包括从端盖540的顶部545延伸至端盖540的底部546的内部通道539。通道539大体为圆柱形且包括开口549,该开口549配置为使螺栓或紧固件能够将端盖540经其连接到电池系统(例如,比如连接到电池系统外壳的底部521)。
根据示范性实施例,端盖540的水平和垂直构件531、532也形成一对孔或开口548。如图8所示,根据示范性实施例,开口548大体设置在邻近端部543、544处且从邻近端盖540的顶部545处延伸至邻近端盖540的底部546处。如图8所示,开口548具有大体矩形的形状;然而,根据其它示范性实施例,这些开口可具有不同的尺寸、形状或结构。
根据示范性实施例,端盖540的开口548与电池模块522的热管理特征550流体连通。这些开口548配置为允许热管理流体(例如,空气、液体等)能够经其通过且进入热管理特征550,以冷却或加热电化学电池524。
根据示范性实施例,端盖540包括配置为通过其接收紧固件或连接杆536的特征或凸起部535。如图8所示,每个凸起部535大体设置在端盖540的角落中。根据示范性实施例,螺母537用于在电池模块522内拧紧连接杆536。
如图8所示,根据示范性实施例,第二端盖540设置在与第一端盖540相对的电池模块522的第二端部处。根据图8所示的示范性实施例,连接杆536延伸通过每个端盖540的凸起部535,并且使用螺母537将连接杆536拧紧,以大体水平的方向上施加夹紧力到多个电化学电池524上。
根据示范性实施例,电池模块522包括一对作为侧夹钳570示出的结构。侧夹钳570包括第一表面571和大体上与第一表面571相对的第二表面572。根据示范性实施例,第一表面571面向电池模块522的热管理特征550,从而有助于将的热管理特征550定位和/或保持邻近电池模块522内的电池524。
根据示范性实施例,每个热管理特征550被设置为将热管理流体(例如,空气、液体等)路由通过热管理特征550内的通道(例如,渠道、路径、通路、管道等)。该通道可包括散热器(比如,如图4A-4B所示的散热器52、152、252、352),以在电池524和热管理流体之间传送热量。根据一个示范性实施例,热管理特征550包括盒状结构或外壳,该盒状结构或外壳配置为限定用于经此通过的热管理流体的通道。
现参考图9,根据一个示范性实施例,每个热管理特征550包括具有底部554的散热器552,该底部554连接到电化学电池524的侧面。散热器552进一步包括多个从底部554向外延伸的散热翅片556。通道555设置在相邻的散热翅片556之间。如图9所示,根据示范性实施例,散热翅片556从底部554到其尖端558是逐渐变细的(比如越来越小)。然而,根据其它示范性实施例,这些散热翅片可以不是逐渐变细的或可具有另一种结构。根据其它示范性实施例,热管理特征550可配置为与上面讨论的关于图4B-4D的热管理特征相似。
根据示范性实施例,通道555配置为接收经其通过的热管理流体,以冷却或加热散热器552(从而冷却或加热电池524)。根据示范性实施例,热管理流体是例如空气的气体,或例如冷却剂的液体(例如,水、水/乙二醇混合物、制冷剂等等)。根据一个示范性实施例,散热翅片556的尖端558与侧夹钳570的第一表面571相接触。然而,根据其它示范性实施例,尖端558可不与侧夹钳570接触。
根据一个示范性实施例,作为绝缘体568示出的电绝缘构件可设置在散热器552和电化学电池524之间。然而,根据另一个示范性实施例,该绝缘体并未包括在电池模块内(也就是说,散热器552设置为直接与电化学电池524相邻)。
根据一个示范性实施例,绝缘体568提供电池524和散热器552之间的电绝缘,但允许热传递能够在电池524和散热器552之间容易地发生。如图9所示,绝缘体568沿着位于电池524和电池系统外壳的底部521之间的电池524的底部526延伸。
根据示范性实施例,绝缘体568包括电绝缘但导热的材料(例如,聚氯乙烯(PVC)或其它合适的材料)。根据示范性实施例,绝缘体568具有范围在大约0.05到0.25毫米之间的厚度。根据另一个示范性实施例,绝缘体568具有0.13毫米的厚度。然而,根据其它示范性实施例,绝缘体568的厚度可以更大或更小。
根据一个示范性实施例,侧夹钳570的第一表面571的顶部部分573包括用于在大体上垂直的方向上夹持电化学电池524的特征或构件574。构件574从第一表面571远远地延伸且超出电池524的顶部的至少一部分。
根据图8-9的示范性实施例,第二表面572的顶部部分575包括一对突出部分576,该对突出部分576形成凹槽577以固定或保持连接杆536。第二表面572也包括具有插槽583的底部部分578,该插槽583配置为接收连接杆536。底部部分578同样具有从第二表面572向外延伸的凸缘579。凸缘579配置为与端盖540的凸缘538的一部分相互作用。当端盖540连接到电池系统时(通过延伸通过通道539的螺栓),端盖540的凸缘538在侧夹钳570的凸缘579上向下推以便在垂直方向上施加夹紧力到电化学电池524上。
根据示范性实施例,端盖540包括延伸或突起590,延伸或突起590配置为从端盖540的顶部545向外延伸且越过电化学电池524其中之一的至少一部分。突起590配置为有助于将端盖540与侧夹钳570对齐,以便连接杆或紧固件可通过凸起部535和侧夹钳570的凹槽577、583对齐。
根据示范性实施例,端盖540的凸缘538包括特征581,特征581与侧夹钳570的凸缘579的特征582相互作用。如图8-9所示,特征581、582具有楔形结构,所述楔形结构配置为有助于将端盖540相对于侧夹钳570定位和保持。
根据示范性实施例,侧夹钳570的第二表面572限定凹形区域或腔585,凹形区域或腔585配置为接收或保持用于电池模块522的CSC(未示出)。根据其它示范性实施例,CSC的位置可以不同。
根据示范性实施例,电池监控器(CSC)可安装在构件或痕量板上(例如,印刷电路板)。该痕量板包括必要的线路以将CSC连接到单独的电池和连接到该电池系统的电池管理系统(BMS)。该痕量板包括各种连接器以使得这些连接成为可能(例如温度连接器、电器连接件、电压连接器等)。
根据示范性实施例,电池模块522包括至少一个电池监控器(CSC),以根据需要监视和调节电化学电池。根据一个示范性实施例,CSC可设置在电池模块522的每个侧面。
现参考图10-11,根据另一个示范性实施例示出电池模块622。根据示范性实施例,电池模块622包括与在图8-9中的那些特征相似的特征(与那些在图8-9A中的标有相应的附图数字的特征相似的在600系列中的特征)。
如图10-11所示,电池模块622包括多个电化学电池624。根据示范性实施例,每个电化学电池624包括顶部625、与顶部625相对的底部626、第一侧面627和与第一侧面627相对的第二侧面628。电化学电池624同样包括与顶部625、底部626、第一侧面629以及第二侧面628互相连接的侧面或表面629、630。根据示范性实施例,电池624包括至少一个接线柱(例如,在图19中所示的正接线柱和负接线柱)。
如图10所示,电化学电池624设置为互相并排排列,以使第一电化学电池624的表面629邻近于第二电化学电池624的表面630(例如,这些电池彼此面对)。同样,电化学电池624的每个第一侧面627设置在电池模块622的第一侧面上,同时每个电化学电池624的所有的第二侧面628设置在与电池模块622的第一侧面相对的电池模块622的第二侧面上。根据一个示范性实施例,电绝缘构件(未示出)可设置在相邻的电池之间(也就是说,在表面629、630之间)。
根据一个示范性实施例,空间或间隙可被设置在相邻的电池624之间。例如,可将一个或多个间隔器或其它构件(未示出)设置在相邻电池的表面之间上或表面之间中,以允许空气或液体(例如,热管理流体)在该相邻电池的表面之间经过。根据本示范性实施例,这些电池将仍能够被夹紧在一起(也就是说,间隔器或其它构件允许这些电池之间的刚性连接)。
根据示范性实施例,电池模块622包括作为端盖640示出的构件或结构,该端盖640设置在电池模块622的第一端部。根据示范性实施例,端盖640包括第一表面641和大体上与第一表面641相对的第二表面642。如图10所示,第一表面641设置为邻近电化学电池624的其中一个的表面629处。端盖640同样包括第一端部643和大体上与第一端部643相对的第二端部644以及顶部645和大体上与顶部645相对的底部646。
根据示范性实施例,第一和第二端部643、644以及顶部和底部645、646每个都与多个大体水平的构件631(横梁、肋状物、支撑物以及支柱等)、多个大体垂直的构件632(横梁、肋状物、支撑物以及支柱等)以及大体倾斜的构件634(横梁、肋状物、支撑物以及支柱等)相连接。如图10所示,水平的、垂直的和/或倾斜的构件631、632、634在交点633处互相连接。根据一个示范性实施例,端盖640的第一表面641大体是固体表面(也就是说,平坦的连续表面)。然而,根据另一个示范性实施例,第一表面641可包含处于水平的、垂直的和/或倾斜的构件631、632、634之间的开口或窗口。
根据示范性实施例,端盖640包括内部通道639,该内部通道639从端盖640的顶部645处延伸至端盖640的底部646。所述通道639大体为圆柱形且包括开口649,该开口649配置为允许螺栓或紧固件能够经其而将端盖640连接到电池系统(例如,比如连接到电池系统外壳的底部621)。
根据示范性实施例,端盖640形成一对孔或开口648。如图10所示,根据示范性实施例,开口648大体设置在邻近端部643、644处且其从端盖640的顶部645处延伸至端盖640的底部646处。如图10所示,开口648具有大体矩形的形状;然而,根据其它示范性实施例,这些开口可具有不同的尺寸、形状或结构。
根据示范性实施例,端盖640的开口648与电池模块622的热管理特征650流体连通。这些开口648配置为允许热管理流体(例如,空气、液体等)能够经其通过并且进入热管理特征650,从而冷却或加热电化学电池624。
根据示范性实施例,端盖640包括特征或凸起部635,该特征或凸起部635配置为经其接收紧固件或连接杆636。如图10所示,每个特征635大体位于端盖640的角落中。根据示范性实施例,螺母637用于拧紧在电池模块622内的连接杆636。
如图10所示,根据示范性实施例,第二端盖640设置在与第一端盖640相对的电池模块622的第二端部处。根据图10所示的示范性实施例,连接杆636延伸通过每个端盖640的特征635,并且使用螺母637将连接杆636拧紧,以在大体水平的方向上对多个电化学电池624施加夹紧力。
根据示范性实施例,电池模块622包括一对以侧夹钳670示出的构件或结构。侧夹钳670包括第一表面671和大体上与第一表面671相对的第二表面672。根据示范性实施例,第一表面671面向电池模块622的热管理特征650,且有助于将热管理特征650定位和/或保持邻近处于电池模块622内的电池624。
根据示范性实施例,热管理特征650中的每一个设置为将热管理流体(例如,空气,液体等)按指定路线通过在热管理特征650内的通道(例如,渠道,路径,通路,管道等)。该通道可包括散热器(比如,如图4A-4B所示的散热器52、152、252、352),以在电池624和热管理流体之间传送热量。根据一个示范性实施例,热管理特征650包括盒状结构或外壳,该盒状结构或外壳配置为限定热管理流体的经此通过的通道。
现参考图11,根据示范性实施例,每个热管理特征650包括具有底部654的散热器652,该底部654连接到电化学电池624的侧面。散热器652进一步包括多个从底部654向外延伸的散热翅片656。通道655设置在相邻的散热翅片656之间。如图11所示,根据示范性实施例,翅片656从底部654到其尖端658是逐渐变细的(比如越来越小)。然而,根据其它示范性实施例,这些散热翅片可以不是逐渐变细的或可具有另一种结构。根据其它示范性实施例,热管理特征650可配置为与上述讨论的关于图4B-4D的热管理特征相似。
根据示范性实施例,通道655配置为接收经其通过的热管理流体以冷却或加热散热器652(从而冷却或加热电池624)。根据示范性实施例,热管理流体是例如空气的气体或例如冷却剂的液体(例如,水、水/乙二醇混合物、制冷剂等)。根据一个示范性实施例,翅片656的尖端658与侧夹钳670的第一表面671相接触。然而,根据其它示范性实施例,尖端658可不与侧夹钳670相接触。
根据一个示范性实施例,作为绝缘体668示出的电绝缘构件可设置在散热器652和电化学电池624之间。然而,根据另一个示范性实施例,该绝缘体并未包括在电池模块内(也就是说,散热器652设置为直接与电化学电池624相邻)。
根据一个示范性实施例,绝缘体668在散热器652和电池624之间提供电绝缘但允许在电池624和散热器652之间的热传递能够容易地发生。如图11所示,绝缘体668沿着在电池624和电池系统外壳的底部621之间的电池624的底部626延伸。
根据示范性实施例,绝缘体668包括电绝缘但导热的材料(例如,聚氯乙烯(PVC)或其它合适的材料)。根据示范性实施例,绝缘体668具有大约0.05到0.25毫米的范围的厚度。根据另一个示范性实施例,绝缘体668具有0.13毫米的厚度。然而,根据其它示范性实施例,绝缘体668的厚度可以更大或更小。
根据一个示范性实施例,侧夹钳670的第一表面671的顶部部分673包括用于在大体垂直方向上夹持电化学电池624的特征或构件674。构件674从第一表面671远远地延伸且越过电池624的顶部的至少一部分。
根据图10-11所示的示范性实施例,第二表面672的顶部部分675包括一对突出部分676,该突出部分676形成凹槽677以固定或保持连接杆636。第二表面672同样包括具有插槽683的底部部分678,该插槽683配置为接收连接杆636。底部部分678同样具有从第二表面672向外延伸的凸缘679。凸缘679的一部分配置为与端盖640的凸缘638的一部分相互作用。当端盖640连接到电池系统时(通过延伸穿过通道639的螺栓),端盖640的凸缘638在侧夹钳670的凸缘679上向下推(也就是说,施加力)以在大体垂直方向上施加夹紧力到电化学电池624上。
如图10-11所示,凸缘638包括一对板690,板690彼此间距一定距离以形成凹槽或沟槽691。沟槽691配置为接收或保持电池监控器(CSC)。根据示范性实施例,侧夹钳670的第二表面672限定凹槽区域或腔685,凹槽区域或腔685配置为接收或容纳CSC(未示出)连同通道691。根据其它不同示范性实施例,CSC的位置可不同。
根据示范性实施例,电池监控器(CSC)可安装在构件或痕量板上(例如,印刷电路板)。该痕量板包括必要的线路以将CSC连接到单独的电池从而将CSC连接到该电池系统的电池管理系统(BMS)。痕量板包括各种连接器以使得这些连接成为可能(例如温度连接器、电器连接件、电压连接器等)。
根据示范性实施例,电池模块622包括至少一个电池监控器(CSC),以根据需要监控和调节电化学电池。根据一个示范性实施例,CSC可位于电池模块622的每个侧面。
现在参考图12-13,根据另一个实施例电池模块722被示出。电池模块722包括多个电化学电池724。根据示范性实施例,每个电化学电池724包括顶部725、与顶部725相对的底部726、第一侧面727和与第一侧面727相对的第二侧面728。电化学电池724同样包括侧面或表面729、730,侧面或表面729、730与顶部725、底部726、第一侧面727和第二侧面728相互连接。根据示范性实施例,电池724包括至少一个接线柱(例如,比如在图19中示出的正接线柱和负接线柱)。
如图12所示,电化学电池724设置为互相并排排列,以使第一电化学电池724的表面729邻近于第二电化学电池724的表面730(例如,这些电池互相面对)。同样,电化学电池724的每个第一侧面727设置在电池模块722的第一侧面上,同时每个电化学电池724的所有的第二侧面728设置在与电池模块722的第一侧面相对的电池模块722的第二侧面上。根据一个示范性实施例,电绝缘构件(未示出)可设置在相邻的电池之间(也就是说,在表面729、730之间)。
根据一个示范性实施例,空间或间隙可被设置在相邻的电池724之间。例如,可将一个或多个间隔器或其它构件(未示出)可设置在相邻电池的表面之间上或表面之间中,以允许空气或液体(例如,热管理流体)在该相邻电池的表面之间经过。根据本示范性实施例,这些电池将仍能够被夹紧在一起(也就是说,间隔器或其它构件将允许这些电池之间的刚性连接)。
根据示范性实施例,电池模块722包括作为端盖740示出的构件或结构,该端盖740设置在电池模块722的第一端部。根据示范性实施例,端盖740包括第一表面741和大体上与第一表面741相对的第二表面742。如图12所示,第一表面741设置为邻近电化学电池724的其中一个的表面729处。端盖740同样包括第一端部743和大体上与第一端部743相对的第二端部744、顶部745和大体上与顶部745相对的底部746。
根据示范性实施例,第一和第二端部743、744以及顶部和底部745、746每个都与多个大体水平的构件731(横梁、肋状物、支撑物以及支柱等)以及多个大体垂直的构件731(横梁、肋状物、支撑物以及支柱等)相互连接。如图12所示,水平的和垂直的构件731、732在交点733处互相连接。根据一个示范性实施例,端盖740的第一表面741大体上是固体表面(也就是说,平坦的连续表面)。然而,根据另一个示范性实施例,第一表面741可包含在水平的和垂直的构件731、732之间的开口或窗口。
根据示范性实施例,端盖740包括从端盖740的顶部745延伸至端盖740的底部746的内部通道739。通道739大体为圆柱形且包括开口749,该开口749配置为允许螺栓或紧固件能够经其而将端盖740连接到电池系统(例如,比如连接到电池系统外壳的底部)。
根据示范性实施例,端盖740形成一对孔或开口748。如图12所示,根据示范性实施例,开口748大体设置在邻近端部743、744且其从端盖740的顶部745处延伸至端盖740的底部746。如图12所示,开口748具有大体矩形的形状;然而,根据其它示范性实施例,这些开口可具有不同的尺寸、形状或结构。
根据示范性实施例,端盖740的开口748与电池模块722的热管理特征750流体连通。这些开口748配置为允许热管理流体(例如,空气、液体等)能够经其通过且进入热管理特征750,以冷却或加热电化学电池724。
根据示范性实施例,端盖740配置为接收作为带状物734(bands)示出的构件端部737的构件。每个端部737接收紧固件或螺栓736,紧固件或螺栓736用于施加张力或力到带734上。根据如图12所示的示范性实施例,每个螺栓736的端部推挤抵靠作为板738示出的构件,该构件施加力到端盖740上。这种施加到端盖740上的力起到将电池724包含在一起在电池模块722内。如图12所示,使用了三条带状物734;然而,根据其它示范性实施例,可使用更多或更少数量的带。
根据示范性实施例,带状物734由任何合适的材料制造(比如,例如弹簧钢)。如图12所示,顶部带状物(top band)734设置在示为托盘780的构件中。根据示范性实施例,该托盘由任何合适的材料制造(例如,电绝缘材料)。如图12所示,根据示范性实施例,托盘780包括有助于将带状物734定位和容纳在托盘780内的边缘或侧面781。
如图12所示,根据示范性实施例,第二端盖740设置在与第一端盖740相对的电池模块722的第二端部处。根据图12示出的示范性实施例,带状物734从电池模块722的第一端部延伸至电池模块722的第二端部。根据一个示范性实施例,第二组紧固件或螺栓736设置在电池模块722的第二端部上,以允许调节来自电池模块722两端的带状物734的拉伸力。然而,根据另一个示范性实施例,带状物734的端部737可由第二端盖740简单地固定在合适的位置。换句话说,带状物734的第二端部737被固定在第二端盖740中。在两个实施例中,带状物734处于拉伸状态放置(拉伸或拉紧)以在大体水平的方向上施加夹紧力到端盖740上(及从而施加夹紧力到多个电化学电池724上)。
根据示范性实施例,电池模块722包括一对以侧夹钳770示出的构件或结构。侧夹钳770包括第一表面771和大体上与第一表面771相对的第二表面772。根据示范性实施例,第一表面771面向电池模块722的热管理特征750,且有助于将热管理特征750定位和/或保持邻近在电池模块722内的电池724。
根据示范性实施例,每个热管理特征750设置为将热管理流体(例如,空气、液体等)路由通过在热管理特征750内的通道(例如,渠道、路径、通路、管道等)。该通道可包括散热器(比如,如图4A-4B中所示的散热器52、152、252、352),以传送在电池724和热管理流体之间的热量。根据一个示范性实施例,热管理特征750包括盒状结构或外壳,该盒状结构或外壳配置为限定经此通过的热管理流体的通道。
现参考图13,根据一个示范性实施例,每个热管理特征750包括具有底部754的散热器752,该底部754连接到电化学电池724的侧面。散热器752还包括多个从底部754向外延伸的散热翅片756。通道755设置在相邻的散热翅片756之间。如图13所示,根据示范性实施例,翅片756从底部754到其尖端758是逐渐变细的(比如越来越小)。然而,根据其它示范性实施例,这些翅片可以不是逐渐变细的或可具有另一种结构。根据其它示范性实施例,热管理特征750可配置为类似于与上面讨论的、与图4B-4D相关的热管理特征。
根据示范性实施例,通道755配置为接收流经其的热管理流体,以冷却或加热散热器752(从而冷却或加热电池724)。根据示范性实施例,热管理流体是例如空气的气体,或例如冷却剂的液体(例如,水、水/乙二醇混合物、制冷剂等等)。根据一个示范性实施例,散热翅片756的尖端758与侧夹钳770的第一表面771相接触。然而,根据其它示范性实施例,尖端758可不与侧夹钳770接触。
根据一个示范性实施例,侧夹钳770的第一表面771的顶部部分773包括用于在大体垂直方向上夹持电化学电池724的特征或构件774。构件774从第一表面771远远地延伸且越过电池724的顶部的至少一部分。
根据图12-13所示的示范性实施例,第二表面772包括一对突出部分775,该对突出部分775形成凹槽或插槽735,突出部分775配置为固定或保持其中一条带状物734。根据示范性实施例,侧夹钳770的突出部分775被定位成使得当带状物734被拉紧时,侧夹钳770同样被拉下来。这转而通过构件774施加大体垂直的力到电池724上。换句话说,拉紧带状物734不仅在大体水平方向上(例如,第一方向)通过端盖740施加力,而且在大体垂直方向上(例如,第二方向)通过侧夹钳770施加力。
如图12-13所示,每个侧夹钳770包括一对彼此间隔一定距离的突出部分776,以形成凹槽或通道785。通道785配置为接收并保持或固定电池监控器(CSC)。根据其它不同示范性实施例,CSC的位置可不同。
根据示范性实施例,电池监控器(CSC)可安装在构件或痕量板上(例如,印刷电路板)。该痕量板包括必要的线路以将CSC连接到单独的电池从而将CSC连接到该电池系统的电池管理系统(BMS)。该痕量板包括不同的连接器以使得这些连接成为可能(例如温度连接器、电器连接件、电压连接器等)。
根据示范性实施例,每个电池模块722包括至少一个电池监控器(CSC),以根据需要监控和调节电化学电池。根据一个示范性实施例,CSC可位于电池模块722的每个侧面。
现在参考图14,示出了根据另一个实施例的电池模块822。电池模块822包括多个电化学电池824。根据示范性实施例,电化学电池824包括至少一个接线柱(例如,比如图19中所示的正接线柱和负接线柱)。根据示范性实施例,如图14所示,电化学电池824设置为互相并排排列(例如,这些电池互相面对)。根据一个示范性实施例,电绝缘构件(未示出)可设置在相邻电池之间(即,在电池的表面之间)。
根据一个示范性实施例,空间或间隙可被设置在相邻的电池824之间。例如,一个或多个间隔器或其它构件(未示出)被设置在相邻电池的表面之间上或表面之间中,以允许空气或液体(例如,热管理流体)在该相邻电池的表面之间流动经过。根据本示范性实施例,这些电池将仍然能够被夹紧在一起(也即,间隔器或其它构件将允许这些电池之间能够刚性连接)。
根据示范性实施例,电池模块822包括以端盖840示出的构件或结构,该端盖设置在电池模块822的第一端部。根据示范性实施例,端盖840包括第一表面841和与第一表面841相对的第二表面842。如图14所示,第一表面841设置为邻近电化学电池824其中一个的表面。端盖840同样包括第一端部843和大体上与第一端部843相对的第二端部844以及顶部845和大体上与顶部845相对的底部846。
根据示范性实施例,端盖840包括内部通道839,该内部通道839从端盖840的顶部845延伸至端盖840的底部846。通道839大体为圆柱形且包括开口849,该开口849配置为允许螺栓或紧固件能够经其通过而将端盖840连接到电池系统(例如,比如连接到电池系统外壳的底部)。
根据示范性实施例,端盖840配置为接收作为带状物834示出的构件的端部837。每个端部837接收紧固件或螺栓836,紧固件或螺栓836用于施加张力或力到带状物834上。根据如图14所示的示范性实施例,螺栓836的每个端部推挤抵靠端盖840,螺栓836施加压缩力到端盖840上。这施加到端盖840上的力用作将电池824包含在一起处于电池模块822内。如图14所示,使用了三条带状物834;然而,根据其它示范性实施例,可使用更多或更少数量的带状物。
根据示范性实施例,带状物834由任何合适的材料制造(比如,例如弹簧钢)。如图14所示,顶部带状物834设置在以托盘880示出的构件内。根据示范性实施例,该托盘由任何合适的材料制造(例如,电绝缘材料)。如图14所示,根据示范性实施例,托盘880包括有助于将带状物834定位和容纳在托盘880内的边缘或侧面881。
根据如图14所示的示范性实施例,端盖840包括多个从端盖840的顶部845和侧面843、844向外延伸的突出部分或凸缘838。这些凸缘838包括接收带状物834的端部837的开口或孔。根据图14所示的示范性实施例,凸缘838大体上设置在端盖840的顶部845的中心和侧面843、844的中心。然而,根据其它示范性实施例,凸缘可设置在别处。
根据示范性实施例,带状物834的第二端部(未示出)可设置在固定的或可调节的结构中,类似于上述讨论的电池模块722的带状物734。同样,带状物834处于拉伸状态(拉伸或拉紧),以在大体水平的方向上施加夹紧力到端盖840,从而施加夹紧力到多个电化学电池824上。
根据示范性实施例,电池模块822包括一对热管理特征850。根据示范性实施例,每个热管理特征850配置为将热管理流体(例如,空气、液体等)路由通过在热管理特征850内的通道。该通道可包括散热器(比如,如图4A-4B所示的散热器52、152、252、352),以在电池824和热管理流体之间传送热量。根据一个示范性实施例,热管理特征850包括盒状结构或外壳,该盒状结构或外壳配置为限定热管理流体流动经此通过的的通道。
现参考图14,根据示范性实施例,每个热管理特征850包括具有底部854的散热器852,该底部854连接到电化学电池824的侧面。散热器852还包括多个从底部854向外延伸的散热翅片856。通道855设置在相邻的散热翅片856之间。如图14所示,根据示范性实施例,散热翅片856从底部854到其尖端858大体上是直的。然而,根据其它示范性实施例,散热翅片可以是逐渐变细的(例如,从底部到顶部越来越小)或可具有另一种结构。根据其它示范性实施例,热管理特征850可配置为类似于关于图4B-4D的上述讨论的热管理特征。
根据示范性实施例,通道855配置为接收流经其通过的热管理流体,以冷却或加热散热器852(从而冷却或加热电池824)。根据示范性实施例,热管理流体是例如空气的气体,或例如冷却剂的液体(例如,水、水/乙二醇混合物,制冷剂等等)。根据一个示范性实施例,如图14所示,热管理特征850包括设置在散热器852的散热翅片856上方的盖子864。根据一个示范性实施例,散热翅片856的尖端858与盖子864相接触。然而,根据其它示范性实施例,尖端858可不与盖子864接触。
根据一个示范性实施例,热管理特征850的散热器852包括用于在大体垂直的方向上夹持电化学电池824的特征或构件860。构件860向外延伸并且在大体上与散热翅片856的方向相反的方向上远离散热器852的底部854远远地,以越过电池824的顶部的至少一部分。构件860包括表面862,该表面862配置为在大体垂直的方向上施加力到电池824的顶部的一部分上。
如图14所示,侧面带状物834(side bands)延伸通过设置在散热器852的底部854的后侧面上的切口872(cutout)。根据一个示范性实施例,切口872如此配置以便当带状物834被拉紧时,散热器852在大体垂直方向上同样被拉下来。这转而通过构件860施加大体垂直的力到电池824上。换句话说,将带状物834拉紧不仅在大体水平方向通过端盖840(例如,第一方向)施加力,而且在大体垂直方向通过散热器852(例如,第二方向)施加力。
根据图14中所示的示范性实施例,用将热管理特征850连接到具有多个以连接耳880示出的构件的端盖。每个连接耳880包括连接到散热器852的底部854的第一端部881。每个连接耳880同样包括限定为孔的第二端部882,该孔配置为经其通过接收紧固件886。该紧固件用于将连接耳880连接到端盖840的侧面。如图14所示,根据示范性实施例,连接耳880的第一端部881大于连接耳880的第二端部882。然而,根据其它示范性实施例,连接耳880可具有不同的结构。
现参照图15,根据另一个示范性实施例示出电池模块922。根据示范性实施例,电池模块922包括与那些在图14中的特征相似的特征(与那些在图14中标有相应的附图数字的特征相似的900系列中的特征)。
根据示范性实施例,电池模块922包括多个电化学电池924。根据示范性实施例,电池924包括至少一个接线柱(例如,比如在图19中示出的正接线柱和负接线柱)。如图15所示,电化学电池924设置为互相并排排列(例如,这些电池互相面对)。根据一个示范性实施例,电绝缘构件(未示出)可设置在相邻电池之间(换句话说,在该电池的表面之间)。
根据一个示范性实施例,在相邻的电池924之间可设置空间或间隙。例如,可将一个或多个间隔器或其它构件(未示出)设置在相邻电池的表面之间上或表面之间中,以允许空气或液体(例如,热管理流体)在该相邻电池的表面之间流动经过。根据本示范性实施例,这些电池将仍然能够被夹紧在一起(也就是说,间隔器或其它构件将允许这些电池之间的刚性连接)。
如图15所示,电池模块922包括作为端盖940示出的构件或结构,该端盖940设置在电池模块922的第一端部。根据示范性实施例,端盖940包括第一表面941和大体上与第一表面941相对的第二表面942。如图15所示,第一表面941设置为邻近电化学电池924其中一个的表面处。端盖940同样包括第一端部943、大体上与第一端部943相对的第二端部944、顶部945和大体上与顶部945相对的底部946。
根据示范性实施例,端盖940包括从端盖940的顶部945延伸至端盖940的底部946的内部通道939。通道939大体为圆柱形且包括开口949,该开口949配置为使螺栓或紧固件能够经其通过而将端盖940连接到电池系统(例如,比如连接到电池系统外壳的底部)。
根据示范性实施例,端盖940配置为接收作为带状物934示出的构件的端部937。每个端部937接收紧固件或螺栓936,紧固件或螺栓936用于施加张力或力到带状物934上。根据如图14所示的示范性实施例,每个螺栓936的端部推挤抵靠端盖940,以在端盖940上施加压缩力。这种施加在端盖940上的力起到将电池924包含在一起处于电池模块922内的作用。如图15所示使用三条带934;然而,根据其它示范性实施例,可使用更多或更少数量的带状物。
根据在图15中所示的示范性实施例,端盖940包括多个从端盖940的顶部945和侧面943、944向外延伸的突出部分或凸缘938。这些凸缘938包括接收带状物934的端部937的开口或孔。根据图14所示的示范性实施例,凸缘938大体设置在端盖940的顶部945和侧面943、944的中心。然而,根据其它示范性实施例,凸缘可设置在别处。
根据示范性实施例,顶部带状物934(top band)由任何合适的材料制造(比如,例如弹簧钢)。如图15所示,顶部带状物934(top band)设置在以托盘980示出的构件内。根据示范性实施例,该托盘由任何合适的材料制造(例如,电绝缘材料)。如图15所示,根据示范性实施例,托盘980包括有助于将带状物934定位和容纳在托盘980内的边缘或侧面981。
根据示范性实施例,带状物934的第二端部(未示出)可设置在固定的或可调节的结构中,与上述讨论的电池模块722的带状物734相似。同样,带状物934处于以拉伸状态(拉伸或拉紧),以在大体水平的方向上施加夹紧力到端盖940上,从而施加夹紧力到多个电化学电池924上。
根据示范性实施例,电池模块922包括一对热管理特征950。根据示范性实施例,每个热管理特征950设置为将热管理流体(例如,空气,液体等)路由通过在热管理特征950内的通道(例如,渠道、路径、通路、管道等)。该通道可包括散热器(比如,如图4A-4B所示的散热器52、152、252、352),以在电池924和热管理流体之间传送热量。根据一个示范性实施例,热管理特征950包括盒状结构或外壳,该盒状结构或外壳配置为限定用于流经此通过的热管理流体的通道。
现参考图15,根据一个示范性实施例,每个热管理特征950包括具有底部954的散热器952,该底部954连接到电化学电池924的侧面。散热器952还包括多个从底部954向外延伸的散热翅片956。通道955设置在相邻的散热翅片956之间。如图15所示,根据示范性实施例,散热翅片956从底部954到其尖端958大体是直的。然而,根据其它示范性实施例,散热翅片可以是逐渐变细的(例如,从底部到顶部越来越小)或可具有另一种结构。根据其它示范性实施例,热管理特征950可配置为与上述讨论的有关图4A-4D的结构相似。
根据示范性实施例,通道955配置为接收流经其通过热管理流体,以冷却或加热散热器952(从而冷却或加热电池924)。根据示范性实施例,热管理流体是例如空气的气体,或例如冷却剂的液体(例如,水、水/乙二醇混合物、制冷剂等等)。如图15所示,根据一个示范性实施例,热管理特征950包括设置在散热器952的散热翅片956上方的盖子964。根据一个示范性实施例,散热翅片956的尖端958与盖子964相接触。然而,根据其它示范性实施例,尖端958可不与盖子964接触。
根据一个示范性实施例,热管理特征950的散热器952包括用于在大体垂直的方向上夹持电化学电池924的特征或构件960。构件960在大体与散热翅片956的方向相反的方向上远远地延伸出散热器952的底部954,以越过电池924的顶部的至少一部分。构件960包括配置为在大体垂直的方向上施加力到电池924的顶部的一部分上的表面962。
如图15所示,侧面带状物934延伸通过设置在散热器952的底部954内的插槽或开口972。根据一个示范性实施例,开口972如此配置以便当带状物934被拉紧时,散热器952同样在大体垂直方向被拉下来。例如,带状物934的边缘在开口972的下边缘上施加力。这转而通过构件960在电池924上以大体垂直的方向施加力。换句话说,将带状物934拉紧不仅在大体水平方向(例如,第一方向)通过端盖940施加力,而且可在大体垂直方向(例如,第二方向)通过散热器952的开口972施加力。
现参考图16,根据示范性实施例示出电池模块1022。根据示范性实施例,电池模块1022包括与那些在图14中的特征相似的特征(与那些在图14中的标有相应的附图数字的特征相似的在1000系列中的特征)。
根据示范性实施例,电池模块1022包括多个电化学电池1024。根据示范性实施例,电池1024包括至少一个接线柱(例如,比如在图19中示出的正接线柱和负接线柱)。如图16所示,电化学电池1024设置为互相并排设置(例如,这些电池互相面对)。根据一个示范性实施例,电绝缘构件(未示出)可设置在相邻电池之间(即,在该电池的表面之间)。
根据一个示范性实施例,在相邻的电池1024之间可设置空间或间隙。例如,可将一个或多个间隔器或其它构件(未示出)设置在相邻电池的表面之间上或表面之间中,以允许空气或液体(例如,热管理流体)经过相邻电池的表面之间。根据本示范性实施例,这些电池将仍然能够被夹紧在一起(也就是说,间隔器或其它构件允许这些电池之间的刚性连接)。
如图16所示,电池模块1022包括作为端盖1040示出的构件或结构,该端盖1040设置在电池模块1022的第一端部。根据示范性实施例,端盖1040包括第一表面1041和大体上与第一表面1041相对的第二表面1042。如图16所示,第一表面1041设置为邻近电化学电池1024的其中一个的表面处。端盖1040同样包括第一端部1043、大体上与第一端部1043相对的第二端部1044、顶部1045和大体上与顶部1045相对的底部1046。
根据示范性实施例,端盖1040包括从端盖1040的顶部1045延伸至端盖1040的底部1046的内部通道1039。通道1039大体为圆柱形且包括开口1049,该开口1049配置为允许螺栓或紧固件能够经其通过而连接到电池系统的端盖1040(例如,比如连接到电池系统外壳的底部)。
根据示范性实施例,端盖1040配置为接收作为带状物1034示出的构件的端部1037。每个端部1037接收用于在带状物1034上施加张力或力的紧固件或螺栓1036。根据如图16所示的示范性实施例,每个螺栓1036的端部推挤抵靠端盖1040,每个螺栓施加压缩力到端盖1040上。这种施加在端盖1040上的力起到将包含电池1024在一起位于电池模块1022内。如图16所示使用三条带状物1034;然而,根据其它示范性实施例,可使用更多或更少数量的带状物。
根据如图16所示的示范性实施例,端盖1040包括多个从端盖1040的顶部1045和侧面1043、1044向外延伸的突出部分或凸缘1038。这些凸缘1038包括接收带状物1034的端部1037的开口或孔。根据图16所示的示范性实施例,凸缘1038大体设置在端盖1040的顶部1045和侧面1043、1044的中心。然而,根据其它示范性实施例,凸缘可设置在别处。
根据示范性实施例,带状物1034由任何合适的材料制造(比如,例如弹簧钢)。如图16所示,缘边1034设置在以托盘1080示出的构件内。根据示范性实施例,该托盘由任何合适的材料制造(例如,电绝缘材料)。如图16所示,根据示范性实施例,托盘1080包括有助于将带状物1034定位和容纳在托盘1080内的边缘或侧面1081。
根据示范性实施例,带状物1034的第二端部(未示出)可设置在固定的或可调节的结构中,与上述讨论的电池模块722的带状物734相似。同样,带状物1034处于拉伸状态(拉伸或拉紧),以在大体水平的方向上施加夹紧力到端盖1040上,从而施加夹紧力到多个电化学电池1024上。
根据示范性实施例,端盖1040形成多个孔或开口1048。如图16所示,根据示范性实施例,开口1048大体设置在邻近端部1043、1044处。第一对开口1048大体从端盖1040的顶部1045延伸到端盖1040的底部1046,且被以分隔物1070示出的构件所分离。
如图16所示,开口1048具有大体为矩形的形状;然而,根据其它示范性实施例,这些开口可具有不同的尺寸、形状或结构。根据示范性实施例,端盖1040的开口1048与电池模块1022的热管理特征1050流体连通。这些开口1048配置为允许热管理流体(例如,空气、液体等)能够流经其通过并进入热管理特征1050,以冷却或加热电化学电池1024。
根据示范性实施例,电池模块1022包括一对热管理特征1050。根据示范性实施例,每个热管理特征1050设置为将热管理流体(例如,空气、液体等)路由通过在热管理特征1050内的通道(例如,渠道、路径、通路、管道等)发送。该通道可包括散热器(比如,如图4A-4B所示的散热器52、152、252、352),以在电池1024和热管理流体之间传送热量。根据一个示范性实施例,热管理特征1050包括盒状结构或外壳,该盒状结构或外壳配置为限定用于热管理流体流动经此通过的通道。
现参考图16,根据一个示范性实施例,每个热管理特征1050包括具有底部1054的散热器1052,该底部1054连接到电化学电池1024的侧面。散热器1052还包括多个从底部1054向外延伸的散热翅片1056。通道1055设置在相邻的散热翅片1056之间。如图16所示,根据示范性实施例,散热翅片1056从底部1054到其尖端1058大体是直的。然而,根据其它示范性实施例,散热翅片可以是逐渐变细的(例如,从底部到顶部越来越小)或可具有另一种结构。根据其它示范性实施例,热管理特征1050可配置为与上述讨论的关于图4A-4D的热管理特征相似。
根据示范性实施例,通道1055配置为接收流经其通过的热管理流体,以冷却或加热散热器1052(从而冷却或加热电池1024)。根据示范性实施例,热管理流体是例如空气的气体,或例如冷却剂的液体(例如,水、水/乙二醇混合物、制冷剂等等)。根据一个示范性实施例,如图16所示,热管理特征1050包括设置在散热器1052的散热翅片1056上方的盖子1064。根据一个示范性实施例,散热翅片1056的尖端1058与盖子1064相接触。然而,根据其它示范性实施例,尖端1058可不与盖子1064接触。
根据示范性实施例,散热器1052可包括与端盖1040的分隔物1070相同的构件或分隔物(未示出)。散热器1052的分隔物可起到与上述讨论的图4B所示的分隔物170类似的相适应的作用。
根据一个示范性实施例,热管理特征1050的散热器1052包括特征或构件1060,特征或构件1060用于在大体垂直的方向上夹紧电化学电池1024构件。构件1060在大体上与散热翅片1056的方向相反的方向上从散热器1052的底部1054远远地向外延伸,以越过电池1024的顶部的至少一部分。构件1060包括配置为在大体垂直的方向上施加力到电池1024的顶部的一部分上的表面1062。
根据图16所示,侧面带状物1034围绕热管理特征1050的盖子1064延伸。将带状物1034拉紧以在大体水平方向上(例如,第一方向)通过端盖1040在电池1024上施加力。此外,将带1034拉紧可同样在大体垂直方向上(例如,第二方向)通过设置在热管理特征1050的盖子1064中的构件(未示出)在电池1024上施加力。
现参考图17-18,根据示范性实施例示出电池系统1120。根据示范性实施例,电池系统1120包括三个并排设置在支架或外壳1116(为了清楚的目的未示出盖子)内部的电池模块1122(例如,任何一个上述讨论的和图3-16所示的电池模块)。根据其它示范性实施例,基于所述电池系统的所需能量,在所述电池系统中可包括更多或更少数量的电池模块。根据其它示范性实施例,所述电池模块可设置为除了并排结构之外的其他结构(例如,首尾相连等)。根据示范性实施例,外壳1116可包括包封所述电池系统的部件的构件或盖子(未示出)。
根据示范性实施例,每个电池模块1122包括多个设置在端盖1140之间的电化学电池1124(与图3所示的电化学电池相似)。根据示范性实施例,电池1124包括至少一个接线柱(例如,比如在图19中示出的正接线柱和负接线柱)。每个所述电池1124设置为电连接到电池系统1120的一个或多个其它电池或其它部件(例如,通过焊接,比如通过超声波焊接或激光焊接、或通过连接器或类似的元件连接-未示出)。
仍然参考图17-18,电池系统1120包括作为示出为电扇1102的装置,其用于移动或处理通过电池模块1122的热管理特征1150的热管理流体。风扇1102用于使流体(例如,冷却剂等)经过每个电池模块1122。根据一个示范性实施例,所述流体通过电池模块1122被抽出或(拉出)。根据另一个示范性实施例,所述流体通过电池模块1122被吹出(推出)。
根据示范性实施例,所述电池系统包括岐管1110、1112(manifolds),岐管1110、1112配置为从单一来源(例如,所述风扇)将热管理流体路由到单个热管理特征1150,或反之亦然。如图17-18所示,所述热管理流体大体上从电池系统1120的第一端部流动到电池系统1120的第二端部。然而,根据其它示范性实施例,所述热管理流体可另外配置(比如,例如所述热管理流体可配置为与图5B-5C中所示类似的方式流动)。
根据一个示范性实施例,所述流体用于冷却在电池模块1122中的所述电化学电池1124。根据另一个示范性实施例,所述流体用于加热在电池模块1122中的所述电化学电池1124。根据示范性实施例,将所述流体与电池系统1120的剩余部件相隔绝(或被包含)(例如,通过风扇外壳1104和/或管道系统1106)。
根据示范性实施例,电池系统1120包括电池管理系统(BMS)1121。根据示范性实施例,BMS 1121配置为用于调节电池系统1120的电化学电池1124和其它特征。例如,BMS 1121可包括负责监控电池系统1120的电力性能和/或管理和控制电池系统1120的热性能的调节。例如,BMS 1121可配置为控制风扇(或泵),该风扇(或泵)将热管理流体路由进入所述电池模块的热管理特征,以控制该流体的传送流速(从而控制冷却或加热该电池的速率)。
如图17-18所示,电池系统1120包括一对连接器1118、1119,其配置为将电池系统1120电连接到需要电源的车辆或其它装置。
现在参照图19-21,示出了根据示范性实施例电化学电池(例如,锂离子电池)。根据不同示范性实施例,在图19-21中所示的电化学电池可用在任何上述的和在图3-18中示出的模块中。
电化学电池包括多个交替堆叠的正极板和负极板(未示出),该正极板和负极板通过电绝缘材料(例如,分隔器)彼此分开。这些分隔器(未示出)设置在该正电极和负电极中间或之间,以将该电极板彼此电绝缘。根据示范性实施例,该电池包括电解质(未示出)。根据示范性实施例,该电解质通过填充孔(未示出)提供在电池内。根据示范性实施例,该填充孔由比如填孔塞的构件塞紧(例如,如图19所示)。
根据示范性实施例,该电池包括正集电器(positive current collector)(未示出),该正集电器配置为导电的连接到该电池的正极。根据示范性实施例,该正集电器配置为被导电的连接到该电池的外壳。根据示范性实施例,该外壳导电的连接到该电池的罩或盖子。根据示范性实施例,该盖子包括正接线柱。根据示范性实施例,该正接线柱与该盖子形成单个的一体部件,但根据其它示范性实施例,该正接线柱和盖子可以是分开的部件。
根据示范性实施例,该电池包括负集电器,该负集电器配置为导电的连接到该电池的负极。根据示范性实施例,该负集电器导电的连接到该电池的负接线柱。根据示范性实施例,该负集电器通过构件或接触点导电的连接到负接线柱,该构件或接触点导电的连接到负接线柱和负集电器。根据示范性实施例,多个接触点用于将该负集电器导电的连接到该负接线柱。根据示范性实施例,该负接线柱包括减少尺寸的(例如,减少的宽度、减少的厚度等)作为汇流条(bus bars)示出的两个区域。根据示范性实施例,该负接线柱与该汇流条形成为单个的一体部件,但根据其它示范性实施例,该负接线柱和该汇流条可以是分离的部件。
根据示范性实施例,该电池的罩或盖子包括洞或孔,该洞或孔由示出为通风孔的构件所覆盖。根据示范性实施例,当在该电池内的压力增加到预定压力时,该通风孔可膨胀(例如,成圆顶状、外凸(pop)等)。当该通风孔膨胀时,它们开始与负接线柱的汇流条接触。根据示范性实施例,该在膨胀状态的通风孔造成汇流条断裂。根据示范性实施例,该汇流条包括断裂区域(例如,强度减小的区域,例如凹槽或缺口)。当每个汇流条断裂时,电流不再被允许从该负电极流到该负接线柱(也就是说,电路是损坏的)。根据示范性实施例,为了使电流被中断,两个汇流条必须断裂。根据其它示范性实施例,可仅使用一个汇流条(因此,电流可仅通过汇流条的断裂而被中断)。
根据示范性实施例,通风孔本身可从电池的盖子上断裂或分离,以允许得来自电池内部的高压气体和/或流出物能够被释放。根据示范性实施例,通风孔配置为在预定压力下从电池的盖子处分离。根据一个示范性实施例,该通风孔配置为在预定压力下从电池的盖子处分离,该预定压力高于造成汇流条断裂的压力。此结构的一个优点是该电池配置为在该气体和/或流出物从电池内释放之前使得电流中断。一旦该电流被中断,这使得该电池能够恢复到减小的内部压力。此结构的另一个优点是该电流在该通风孔从电池分离前已经被中断,因此显著地减小了电弧发生的风险。
根据示范性实施例,上述的电池模块和系统的不同部件可由任何合适的材料构成。例如,端盖和/或侧夹钳可由电绝缘材料(例如,聚合物、或玻璃填充聚合物)或导电材料(例如,铝、钢等)构成。此外,导电材料可被非导电材料覆盖,或非导电绝缘体可设置在导电材料或其它部件之间。根据另一个示范性实施例,散热器(和/或散热翅片)可由任何适合的材料构成(例如,铝或铝合金、铜或铜合金、钢或钢合金等)。
值得注意的是,在图3-21中所示的和在本发明中所描述的所有可能的变型和替换方式可应用到任何以及所有包括在本申请中的单独的实施例中。
在此使用的术语:“大约”、“约”、“大体上”以及类似的术语旨在具有与本领域普通技术人员对所公开的有关主题通常的和公认的用法一致的宽泛的含义。本领域技术人员在阅读了本公开后应当理解这些术语旨在允许在此描述某些特征,且主张并未将这些特征的保护范围限定在精确的数值范围之间。相应的,这些术语应该被解释为表明了所描述的或声明的本主题的任何非实质性或无关紧要的改变或改变均应被认为在本发明所附的权利要求保护范围内。
应当注意的是,在此所用的用来描述不同的实施例的该术语“示范性的”旨在表明这些实施例是可能的例子、代表和/或可能实施例的实例(且这个术语并非旨在暗示这些实施例必然是特殊的或最好的例子)。
用在本文中的术语“连接的”、“连接的”等意味着将两个部件直接或间接的互相连接在一起。这种连接可是固定的,(例如,永久的)或可动的(例如,可移动的或可释放的)。这种连接可通过以下方式达到:使两个部件或两个部件与任何额外的中间部件相互之间一体地形成单一整体,或两个部件或两个部件与任何额外的中间部件彼此附接。
在本说明书中的元件的位置(例如“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”等)的附图标记仅用于描述不同元件在图中的方位。应当认识到,根据其它示范性实施例,不同元件的方位可以是不同的,而且这种化改变旨在包含在本发明保护范围内。
重要的是要注意:在各种示范性实施例中所示的具有热管理特征的方形蓄电池系统的结构和设置仅是用作说明的。尽管在本申请中仅有很少实施例详细描述了,但那些阅读本发明披露内容的本领域技术人员将很容易的意识到,可以在没有实质性偏离本发明描述的主题的新颖性教导和优点的情况下,很多改变是可行的(例如,各种元件的尺寸、方位、结构、形状及大小的变化、参数取值、安装设置、所使用的材料、颜色及方位等的使用)。例如,所示的一体形成的元件可由多个部件构成或所示的多个元件形成,元件的位置可以颠倒或相反,所述分立元件的性质和数量可被改变或变化。根据可选实施例,任何工序或方法步骤的顺序或次序可以改变或重新排序。在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在各种示范性实施例的设计、操作条件和设置中进行其他替换、改变、变化和省略。

Claims (15)

1.一种电池模块,包括:
多个电化学电池,所述多个电化学电池彼此并排设置;以及
热管理特征,所述热管理特征大体延伸所述电池模块的长度,并且所述热管理特征连接至每个所述电化学电池的第一侧面,所述热管理特征包括通道,热管理流体可以经所述通道而通过,和散热器,所述散热器设置在所述通道内以便在所述电化学电池和所述热管理流体之间传递热量。
2.如权利要求1所述的电池模块,其中,额外的热管理特征连接到每个所述电化学电池的第二侧面,所述第二侧面与所述第一侧面相对。
3.如权利要求1所述的电池模块,其中,所述热管理特征包括配置为在第一方向上施加夹紧力到所述电化学电池上的特征。
4.如权利要求1所述的电池模块,其进一步包括配置为将所述热管理特征与所述电化学电池保持在合适的位置的结构。
5.如权利要求4所述的电池模块,其中,所述结构包括配置为在第一方向上施加夹紧力到所述电化学电池上的构件。
6.如权利要求5所述的电池模块,其进一步包括配置为在第二方向上施加夹紧力到所述电化学电池上的构件。
7.如权利要求6所述的电池模块,其中所述构件配置为在第二方向上施加夹紧力到所述电化学电池上,所述构件包括配置为施加力到所述构件上的特征,所述构件配置为在所述第一方向上施加夹紧力到所述电化学电池上。
8.如权利要求6所述的电池模块,其中配置为在第二方向上施加夹紧力到所述电化学电池上的所述结构和所述构件的其中之一配置为保持电池监控器。
9.如权利要求6所述的电池模块,其进一步包括至少一条带状物,所述带状物被连接到配置为在第二方向上施加夹紧力到所述电化学电池上的所述构件,并且所述带状物从所述构件向外延伸出。
10.如权利要求1所述的电池模块,其进一步包括端盖,所述端盖具有与所述热管理特征的所述通道流体连通的开口。
11.如权利要求1所述的电池模块,其中所述热管理特征配置为仅在单一方向上将所述热管理流体路由通过所述热管理特征。
12.如权利要求1所述的电池模块,其中所述热管理特征配置为在第一方向上和在大体上与第一方向相反的第二方向上将所述热管理流体路由通过热管理特征。
13.如权利要求1所述的电池模块,其中所述电池模块包括配置为将所述热管理流体的流动通过所述热管理特征的方向从所述第一方向改变到所述第二方向的特征。
14.如权利要求1所述的电池模块,其中所述散热器具有多个延伸远离所述多个电化学电池的散热翅片,其中所述热管理流体配置为从所述散热翅片之间穿过。
15.如权利要求1所述的电池模块,其中所述散热器包括弯折片,所述弯折片具有连接到所述散热器的底部的第一侧面。
CN2010800570077A 2009-10-14 2010-10-13 具有热管理特征的方形蓄电池系统 Pending CN102792512A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US25165609P 2009-10-14 2009-10-14
US61/251,656 2009-10-14
PCT/US2010/052529 WO2011047067A2 (en) 2009-10-14 2010-10-13 Prismatic cell system with thermal management features

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102792512A true CN102792512A (zh) 2012-11-21

Family

ID=43876852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010800570077A Pending CN102792512A (zh) 2009-10-14 2010-10-13 具有热管理特征的方形蓄电池系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20120244404A1 (zh)
EP (1) EP2489094A4 (zh)
CN (1) CN102792512A (zh)
WO (1) WO2011047067A2 (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104916878A (zh) * 2014-03-13 2015-09-16 福特全球技术公司 电池组件
WO2016066011A1 (zh) * 2014-10-31 2016-05-06 比亚迪股份有限公司 一种散热板及动力电池系统
CN106098986A (zh) * 2015-04-27 2016-11-09 福特全球技术公司 包括集成的提升部件的电池阵列
CN106532176A (zh) * 2015-09-10 2017-03-22 福特全球技术公司 车辆牵引电池组件
CN107112443A (zh) * 2014-09-26 2017-08-29 江森自控科技公司 高能量密度棱柱形蓄电池单元和蓄电池模块
CN107275531A (zh) * 2016-04-04 2017-10-20 雷蒙德股份有限公司 带有通风热管理的能量源封装件系统和方法
CN105489968B (zh) * 2016-01-27 2018-08-14 深圳海斯迪能源科技股份有限公司 动力电池模组及该模组的拼装方法
CN110120492A (zh) * 2018-02-07 2019-08-13 北京好风光储能技术有限公司 一种热均衡式双极性电池堆
CN110707247A (zh) * 2018-06-21 2020-01-17 大众汽车有限公司 蓄电池壳体和具有蓄电池壳体的机动车
CN111092177A (zh) * 2018-10-24 2020-05-01 马勒国际有限公司 蓄电池装置

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010135371A2 (en) 2009-05-18 2010-11-25 Bsst Llc Battery thermal management system
EP2390951A1 (en) * 2010-05-26 2011-11-30 MANN+HUMMEL GmbH Heat transfer module for battery cells and battery assembly therewith
US8956750B2 (en) * 2011-01-06 2015-02-17 Ford Global Technologies, Llc Power supply structure
US9537190B2 (en) 2011-01-06 2017-01-03 Ford Global Technologies, Llc Battery cell separators
CN103718374B (zh) * 2011-04-15 2017-11-03 约翰逊控制技术有限责任公司 具有外部热管理系统的电池系统
EP2546904B1 (en) 2011-07-15 2013-10-02 Autoliv Development AB Heat exchanging unit
CN103917394B (zh) * 2011-11-14 2016-08-17 本田技研工业株式会社 车辆用蓄电池单元
CA2860465C (en) * 2012-01-05 2020-07-14 Electrovaya Inc. Fluid-cooled battery module containing battery cells
US8945763B2 (en) 2012-01-31 2015-02-03 Johnson Controls Technology Company Systems and methods for manufacturing battery cells
CN103296330A (zh) * 2012-03-01 2013-09-11 杭州三花研究院有限公司 一种电源冷却装置
CN103296329B (zh) * 2012-03-01 2016-08-24 杭州三花研究院有限公司 一种电源冷却装置
DK2909875T3 (da) 2012-10-16 2020-08-24 Ambri Inc Elektrokemiske energilagringsanordninger og -huse
US11387497B2 (en) * 2012-10-18 2022-07-12 Ambri Inc. Electrochemical energy storage devices
US9312522B2 (en) 2012-10-18 2016-04-12 Ambri Inc. Electrochemical energy storage devices
US10541451B2 (en) 2012-10-18 2020-01-21 Ambri Inc. Electrochemical energy storage devices
WO2015058010A1 (en) 2013-10-16 2015-04-23 Ambri Inc. Seals for high temperature reactive material devices
US9520618B2 (en) 2013-02-12 2016-12-13 Ambri Inc. Electrochemical energy storage devices
US9735450B2 (en) 2012-10-18 2017-08-15 Ambri Inc. Electrochemical energy storage devices
US11211641B2 (en) 2012-10-18 2021-12-28 Ambri Inc. Electrochemical energy storage devices
US11721841B2 (en) 2012-10-18 2023-08-08 Ambri Inc. Electrochemical energy storage devices
DE102012219783B4 (de) * 2012-10-29 2023-11-09 Lisa Dräxlmaier GmbH Batteriemodul mit vielfältigen Montagevarianten und Querung
JP6637765B2 (ja) * 2013-01-30 2020-01-29 ジェンサーム インコーポレイテッドGentherm Incorporated 熱電ベースの熱管理システム
USD756912S1 (en) * 2013-02-04 2016-05-24 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Redox flow battery cell stack
US10270139B1 (en) 2013-03-14 2019-04-23 Ambri Inc. Systems and methods for recycling electrochemical energy storage devices
JP6192329B2 (ja) * 2013-03-27 2017-09-06 コベルコ建機株式会社 電池冷却構造
US9502737B2 (en) 2013-05-23 2016-11-22 Ambri Inc. Voltage-enhanced energy storage devices
US11128005B2 (en) * 2013-07-30 2021-09-21 Cps Technology Holdings Llc Lithium ion battery with lead acid form factor
JP6649883B2 (ja) * 2013-11-01 2020-02-19 アンブリ・インコーポレイテッド 液体金属電池の熱管理
CN104752639B (zh) * 2013-12-31 2017-07-04 比亚迪股份有限公司 动力电池模组
CN104752650B (zh) * 2013-12-31 2017-05-03 比亚迪股份有限公司 动力电池模组
US9947497B2 (en) 2014-09-30 2018-04-17 Johnson Controls Technology Company Integrated connector having sense and switching conductors for a relay used in a battery module
US9991501B2 (en) 2015-01-05 2018-06-05 Johnson Controls Technology Company Vent shield for a battery module
US10181800B1 (en) 2015-03-02 2019-01-15 Ambri Inc. Power conversion systems for energy storage devices
WO2016141354A2 (en) 2015-03-05 2016-09-09 Ambri Inc. Ceramic materials and seals for high temperature reactive material devices
US9538691B2 (en) 2015-04-15 2017-01-03 Ford Global Technologies, Llc Power inverter for a vehicle
US9919608B2 (en) 2015-04-15 2018-03-20 Ford Global Technologies, Llc Power-module assembly for a vehicle
US9893385B1 (en) 2015-04-23 2018-02-13 Ambri Inc. Battery management systems for energy storage devices
US10374271B2 (en) 2016-07-21 2019-08-06 Ford Global Technologies, Llc Battery cell assembly support structure
US11929466B2 (en) 2016-09-07 2024-03-12 Ambri Inc. Electrochemical energy storage devices
US10950834B2 (en) 2017-03-02 2021-03-16 Purdue Research Foundation Crushable cooling column for battery assembly in electric vehicle
US10479223B2 (en) 2018-01-25 2019-11-19 H55 Sa Construction and operation of electric or hybrid aircraft
US11148819B2 (en) * 2019-01-23 2021-10-19 H55 Sa Battery module for electrically-driven aircraft
US11065979B1 (en) 2017-04-05 2021-07-20 H55 Sa Aircraft monitoring system and method for electric or hybrid aircrafts
US11063323B2 (en) 2019-01-23 2021-07-13 H55 Sa Battery module for electrically-driven aircraft
WO2018187777A1 (en) 2017-04-07 2018-10-11 Ambri Inc. Molten salt battery with solid metal cathode
US10431787B2 (en) * 2017-08-18 2019-10-01 Ford Global Technologies, Llc Battery pack retention assembly and retention method
WO2020018618A1 (en) * 2018-07-18 2020-01-23 Gopro, Inc. Apparatus for battery cooling considering battery expansion
EP3618171B1 (en) 2018-08-30 2021-02-24 ABB Schweiz AG Thermally decoupled battery cell groups
CN113167510A (zh) 2018-11-30 2021-07-23 金瑟姆股份公司 热电调节系统和方法
CN109509854B (zh) * 2018-12-29 2024-03-08 中国重汽集团济南动力有限公司 一种商用车用电池箱
US11152557B2 (en) 2019-02-20 2021-10-19 Gentherm Incorporated Thermoelectric module with integrated printed circuit board
WO2021196169A1 (zh) * 2020-04-03 2021-10-07 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池模块、电池包以及使用电池作为电源的装置
JP7548050B2 (ja) * 2021-02-19 2024-09-10 トヨタ自動車株式会社 組電池
DE102021201601A1 (de) * 2021-02-19 2022-08-25 Zf Friedrichshafen Ag Rotor für eine elektrische Maschine sowie elektrische Maschine mit einem Rotor
US20230163393A1 (en) * 2021-11-19 2023-05-25 Polestar Performance Ab Cell-to-pack fixation system and method
KR20230139442A (ko) * 2022-03-28 2023-10-05 현대모비스 주식회사 배터리 모듈 조립체, 배터리 모듈 조립체 제조방법 및 배터리 모듈 조립체를 포함하는 차량

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0620716A (ja) * 1992-06-30 1994-01-28 Yuasa Corp ニッケル亜鉛蓄電池
WO2008048751A2 (en) * 2006-10-13 2008-04-24 Enerdel, Inc. Battery assembly with temperature control device
CN101533933A (zh) * 2009-04-09 2009-09-16 高宾 车用锂动力电池组水冷方法及装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3972383B2 (ja) * 1996-03-26 2007-09-05 日産自動車株式会社 電気自動車用電池パック
KR19980035847U (ko) * 1996-12-13 1998-09-15 김영귀 자동차의 배터리 냉각장치
JP2001196103A (ja) * 2000-01-12 2001-07-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 組電池の冷却構造
KR100648698B1 (ko) * 2005-03-25 2006-11-23 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈
US20080193830A1 (en) * 2006-10-13 2008-08-14 Enerdel, Inc. Battery assembly with temperature control device
US20080292948A1 (en) * 2007-05-23 2008-11-27 Ajith Kuttannair Kumar Battery cooling system and methods of cooling
EP2068390A1 (en) * 2007-11-28 2009-06-10 SANYO Electric Techno Create Co., Ltd. Battery system with battery cells arranged in array alignment
EP2443687B1 (en) * 2009-06-18 2017-05-31 Johnson Controls Advanced Power Solutions LLC Battery module having a cell tray with thermal management features

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0620716A (ja) * 1992-06-30 1994-01-28 Yuasa Corp ニッケル亜鉛蓄電池
WO2008048751A2 (en) * 2006-10-13 2008-04-24 Enerdel, Inc. Battery assembly with temperature control device
CN101533933A (zh) * 2009-04-09 2009-09-16 高宾 车用锂动力电池组水冷方法及装置

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104916878A (zh) * 2014-03-13 2015-09-16 福特全球技术公司 电池组件
CN104916878B (zh) * 2014-03-13 2019-06-18 福特全球技术公司 电池组件
CN107112443A (zh) * 2014-09-26 2017-08-29 江森自控科技公司 高能量密度棱柱形蓄电池单元和蓄电池模块
CN115411423A (zh) * 2014-09-26 2022-11-29 Cps 科技控股有限公司 高能量密度棱柱形电池单元和电池模块
JP2018503934A (ja) * 2014-10-31 2018-02-08 ビーワイディー カンパニー リミテッドByd Company Limited 放熱板及び動力電池システム
WO2016066011A1 (zh) * 2014-10-31 2016-05-06 比亚迪股份有限公司 一种散热板及动力电池系统
US10396409B2 (en) 2014-10-31 2019-08-27 Byd Company Limited Heat sink and power battery system
CN106098986B (zh) * 2015-04-27 2021-03-23 福特全球技术公司 包括集成的提升部件的电池阵列
CN106098986A (zh) * 2015-04-27 2016-11-09 福特全球技术公司 包括集成的提升部件的电池阵列
CN106532176A (zh) * 2015-09-10 2017-03-22 福特全球技术公司 车辆牵引电池组件
CN106532176B (zh) * 2015-09-10 2021-07-02 福特全球技术公司 车辆牵引电池组件
CN105489968B (zh) * 2016-01-27 2018-08-14 深圳海斯迪能源科技股份有限公司 动力电池模组及该模组的拼装方法
CN107275531B (zh) * 2016-04-04 2022-04-12 雷蒙德股份有限公司 带有通风热管理的能量源封装件系统和方法
CN107275531A (zh) * 2016-04-04 2017-10-20 雷蒙德股份有限公司 带有通风热管理的能量源封装件系统和方法
CN110120492B (zh) * 2018-02-07 2021-01-26 北京好风光储能技术有限公司 一种热均衡式双极性电池堆
CN110120492A (zh) * 2018-02-07 2019-08-13 北京好风光储能技术有限公司 一种热均衡式双极性电池堆
CN110707247A (zh) * 2018-06-21 2020-01-17 大众汽车有限公司 蓄电池壳体和具有蓄电池壳体的机动车
CN110707247B (zh) * 2018-06-21 2022-07-22 大众汽车有限公司 蓄电池壳体和具有蓄电池壳体的机动车
CN111092177A (zh) * 2018-10-24 2020-05-01 马勒国际有限公司 蓄电池装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20120244404A1 (en) 2012-09-27
WO2011047067A2 (en) 2011-04-21
EP2489094A4 (en) 2014-11-19
WO2011047067A3 (en) 2011-08-18
EP2489094A2 (en) 2012-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102792512A (zh) 具有热管理特征的方形蓄电池系统
US10840570B2 (en) Battery pack containing phase change material
US9941554B2 (en) Battery module having a cell tray with thermal management features
US11444353B2 (en) Battery pack
CN107946689B (zh) 具有外部热管理系统的电池系统
CN103038919B (zh) 电池系统的热管理
CN101573826B (zh) 带有温度控制装置的电池组件
US9559393B2 (en) Battery module thermal management fluid guide assembly
US8960350B2 (en) Vehicle and electric storage apparatus
US9331318B2 (en) Battery module
US20110151315A1 (en) Bus bar assembly
US20130216872A1 (en) Prismatic electrochemical cell
US9478779B2 (en) Cell to cell terminal connections for a high voltage battery
CN112751144A (zh) 用于蓄电池模块的汇流条桥的卡扣式延伸部和引导壁
CN102870273A (zh) 电源装置
CN108370007A (zh) 电池模块壳体、电池模块、电池组、电池、运输工具和制造电池模块、电池组及电池的方法
CN209766522U (zh) 一种电池模组
US20250007131A1 (en) Current collector assembly with an elongated fuse
CN115411426A (zh) 一种新能源汽车用复合材料电池箱

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20121121