CN103380511A - 用于棱形电池单元的适应性电池模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电池模块的模块化框架，包括：底板，其包括不导电材料；端壁，其垂直于所述底板并且包含不导电材料；和侧壁，其垂直于所述底板、垂直于所述端壁并且包含不导电材料。所述模块化框架还包括内壁，其包含不导电材料并且限定出：构造来接收第一多个棱形电池单元的第一排电池单元槽；构造来接收第二多个棱形电池单元的第二排电池单元槽；和，设置在第一与第二排电池单元槽之间的腔室。模块化框架还包括至腔室的第一和第二口孔。第一口孔由内壁和侧壁限定。第二口孔是穿过端壁之一而形成。

Description

用于棱形电池单元的适应性电池模块

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年1月6日提交的美国实用新型申请No.13/344,713的优先权并且要求2011年1月10日提交的美国临时申请No.61/431,132的权益。上述申请的公开内容以其整体结合到本文中作为参考。

技术领域

本发明涉及用于车辆的电池模块且更特别是涉及用于棱形电池单元的电池模块系统。

背景技术

本文所提供的背景说明是用于大略地展示公开内容的上下文的目的。在本背景技术部分中描述了目前列举的发明人的工作程度以及另外不能按申请时的现有技术获得的、相对于本发明的现有技术既未明确地又未隐含地公认的说明方面。

混合电动车辆（HEVs）和插入式HEVs使用多个推进系统来提供原动力。推进系统可能包括从一个或多个电池模块接收功率的电动的或者电池供电的系统。电池模块可能包括例如一排或多排高压电池单元（或者电池），例如，锂离子电池单元。电池单元是电池模块的体积构建块。

电池单元的工作温度可能影响电池单元的使用寿命和性能（充电和放电特性）。在预定工作温度范围内调节电池单元的工作温度可以使电池单元的使用寿命和性能最佳。

然而，在电池模块内部，电池单元的工作温度可能在电池单元与电池单元间是变化的。因为种种理由，可能在电池模块的电池单元间产生温度变化。仅举例来说，温度变化可能是由于电池间的制造差异、电池单元在电池模块内的位置差异、每个电池单元的热程差及其他原因所产生的。可能很难将电池模块中每个电池单元保持在预定工作温度范围内。

发明内容

在一实施例中，用于电池模块的模块化框架包括：底板；垂直于底板的端壁；和，垂直于底板并且垂直于端壁的侧壁。模块化框架还包括：在端壁间延伸的内壁，其垂直于底板并且垂直于端壁；模块化框架内的第一空间，其由底板、端壁、侧壁中的第一个和内壁中的第一个限定并且适合于接收N个棱形电池单元。N是大于零的整数。模块化框架还包括模块化框架内的第二空间，其由底板、端壁、侧壁中的第二个和内壁中的第二个限定并且适合于接收电池模块的N个其他棱形电池单元。侧壁中的第一和第二个是不同的。内壁中的第一和第二个是不同的。模块化框架还包括腔室，其设置在内壁之间；至该腔室的第一口孔，其中第一口孔由内壁和侧壁限定；和，至腔室的第二口孔，其中第二口孔穿过端壁中的一个而形成。

在一实施例中，用于电池模块的模块化框架包括：底板，其包括不导电材料；端壁，其垂直于底板并且包括不导电材料；和，侧壁，其垂直于底板、垂直于端壁并且包括不导电材料。模块化框架还包括内壁，其包括不导电材料并且限定出：配置成接收电池模块的第一多个棱形电池单元的第一排电池单元槽；配置成接收电池模块的第二多个棱形电池单元的第二排电池单元槽；和，设置在第一与第二排电池单元槽之间的腔室。模块化框架还包括至该腔室的第一口孔，其中第一口孔由内壁和侧壁限定；和，至腔室的第二口孔，其中第二口孔穿过端壁中的一个而形成。

本发明进一步的应用领域将从下文所提供的详细说明中变得显而易见。很清楚，所述详细说明和具体实例仅用于图解目的并且不打算限制本发明的范围。

附图说明

将从详细说明和附图中更充分地理解本发明，其中：

图1是棱形电池单元的透视图；

图2是容纳六个棱形电池单元的实例性模块化框架的透视图；

图3包括模块化框架的顶视图

图4-6包括模块化框架的其他透视图；

图7包括包含模块化框架和空气冷却元件的实例性电池模块的分解图；

图8包括电池模块的实例性互连组件的透视图；

图9包括互连组件的分解视图；

图10-11包括电池模块的透视图；

图12包括电池模块的顶视图；

图13-14包括包含模块化框架和液体冷却元件的第二实例性电池模块的透视图；

图15包括第二电池模块的分解视图；

图16-17包括第二电池模块的透视图；

图18包括多个实例性电池模块的透视图；

图19包括它们的模块化框架连接到一起的多个实例性电池模块的透视图；

图20包括多个实例性电池模块和多个外部空气冷却元件的透视图；

图21包括与外部空气冷却元件相连的多个实例性电池模块的透视图；

图22包括与外部空气冷却元件相连的多个实例性电池模块的顶视图；

图23包括多个实例性电池模块和多个外部液体冷却元件的透视图；

图24包括实例性外部液体冷却元件的分解视图；以及

图25-26包括与外部液体冷却元件相连的多个实例性电池模块的透视图。

具体实施方式

在以下描述中，公开了一种用于电池模块的模块化框架。以实例显示并描述了该模块化框架，并且可以根据具体应用来修改该模块化框架的一个或多个特征。例如，可以按比例增大或减小模块化框架以容纳不同数量的电池单元。另外或者备选地，可以修改模块化框架以容纳具有不同尺寸和/或形状的电池单元。另外或者备选地，可以修改模块化框架以适应电池单元在模块化框架内的不同布置。模块化框架可以由例如聚丙烯（PPE）的（电气上）非导电材料形成。模块化框架有助于使电池单元相互间、与其他系统部件间和与外来材料或者物件间隔离。

电池模块的模块化框架包括用于将多个棱形电池单元插入模块化框架中的槽。所述槽成排设置，其中每排包括相等数量的槽。例如，槽可以按两排N个槽地设置，其中N为大于零的整数。

模块化框架还包括冷却室，该冷却室设置在相邻的两排槽之间。可以将冷却元件插入冷却室内以冷却相邻的两排电池单元。所述冷却元件可能例如是空气冷却元件、液体冷却元件或者相变材料冷却元件。

空气冷却元件可以利用通过空气冷却元件的气流来提供冷却。液体冷却元件可以利用流过液体冷却元件的液体冷却剂来提供冷却。相变冷却元件可以利用响应所接收到的热而从一种相变化为另一种相（例如，固体至液体或者液体至气体）的材料来提供冷却。

本发明的模块化框架包括至冷却室的第一口孔。模块化框架还包括第二口孔。第一口孔由模块化框架的壁限定。可以经由第一口孔将空气冷却元件或者相变冷却元件插入冷却室内。第二口孔是通过模块化框架的端壁而形成的。可以经由第二口孔将液体冷却元件插入到冷却室内。

因为模块化框架适合于接收空气、相变和/或液体冷却元件，所以不必制造出模块化框架的不同变型以适应使用不同类型的冷却元件。更具体地说，不必制造出一种适合接收空气冷却元件的模块化框架、一种适合接收液体冷却元件的模块化框架和一种适合接收相变冷却元件的模块化框架。

在图1中，显示了棱形电池单元（下文中称为“电池单元”）100的透视图。电池单元100可能例如包括具有外壳（或者罐）104的矩形形状的锂离子电池单元。例如，罐可能是由铝或者其他（电力地）导电材料所形成的。

电池单元100还包括一对从电池单元100延伸的接线端108。接线端108可能例如包括圆柱形的接线端、带螺纹的接线端、扁平接线端或者其他合适类型的接线端。电池单元100可以被充电，并且可以经由接线端108从电池单元100吸取电能。接线端108的正极可以连接至外壳104。电池单元100和一个或多个其他电池单元可以如以下进一步论述的那样被串联、并联或者其组合。

可以在电池单元100的顶表面116上设置释放出口112。电池单元100还包括底表面120。释放出口112敞开并且例如当电池单元100过度充电时从电池单元100内释放出气体。释放出口112可能包括：裂开的膜；打开的阀；与电池单元100分开的插塞；和/或一个或多个其他合适的通气构件。

电池单元100具有高度124（顶表面116与底表面120之间）、长度128和宽度132。电池单元100包括表面136。接线端108从顶表面116向上延伸。高度124、长度128、宽度132和表面136的尺寸仅示例性示出，并且高度124、长度128、宽度132和表面136中的一个或多个尺寸可以不同。

现在参见图2-6，描述了电池模块的实例性模块化框架200的各种视图。模块化框架200可能是由例如聚丙烯（PPE）的塑料材料或者不导电的并且包括适当高导热性的其他合适种类的塑料材料形成。模块化框架200，包括本文所描述的模块化框架200的结构，可能是经由注射成型或者其他合适方法而由塑料材料形成。

模块化框架200包括第一端壁204、第二端壁208和侧壁212。第一和第二端壁204及侧壁212大致垂直于由模块化框架200的底部214所形成的平面延伸。

模块化框架200包括P个槽216以用于接收P个棱形电池单元，例如，电池单元100。模块化框架200可能包括六个如图所示的槽或者其他合适数量的槽。槽以每排相等数量槽地按两排设置。P是偶整数并且大于或等于2。仅举例来说，在所示实例中可能为6或者其他适当数值。虽然示出了模块化框架200并且将结合类似于电池单元100的电池单元来论述，但是模块化框架200可能适合容纳不同尺寸的电池单元和不同布置的电池单元。

槽216是由第一与第二端壁204与208、侧壁212和内壁220、222、224与228限定的。内壁224连接到第一和第二端壁204和208上并且大致垂直于第一和第二端壁204和208延伸。内壁228连接到第一和第二端壁204和208并且大致垂直于第一和第二端壁204和208延伸。内壁224和228是大致平行的。

内壁220连接到侧壁212中的一个和内壁224上并且大致垂直于其延伸。内壁222连接到内壁228和侧壁212中的另一个上并且大致垂直于其延伸。模块化框架200的壁形成包括口孔的槽216，可以通过所述口孔将电池单元插入到槽216内。

第一与第二端壁204与208、侧壁212和内壁220、222、224与228的高度可能大致等于电池单元的高度124。以该方式，电池单元的接线端延伸超过第一与第二端壁204与208、侧壁212和内壁220、222、224与228，以用于使电池单元串联、并联或者其组合地连接，如以下进一步论述的。

模块化框架200还包括底板部分232，一旦电池单元已经被插入形成于模块化框架200中的槽216内，则电池单元的底部搁置在该底板部分232上。内壁224与228相互分开一距离并且限定了口孔236。口孔240穿过第二端壁208而形成。可以经由口孔236和口孔240进出由内壁224与228和端壁204与208形成的冷却室（未单独地编号）。

可以经由口孔236或者口孔240将冷却元件插入到冷却室内以提供冷却。例如，可以经由口孔236将空气冷却元件（例如，参见图7）或者相变冷却元件插入到冷却室内。相变冷却元件可能包括例如包含网筛（例如，碳基网筛）的区块和石蜡材料，其中石蜡根据温度而改变相。备选是，可以经由口孔240将液体冷却元件（例如，参见图13）插入到冷却室内。

因此，模块化框架200包括口孔，可以穿过该口孔将液体冷却元件、空气冷却元件或者相变冷却元件插入到用于电池单元的相邻排的槽之间。因为模块化框架200适于接收液体冷却元件、空气冷却元件或者相变冷却元件，所以对于液体冷却元件、空气冷却元件和相变冷却元件不必生产出模块化框架200的变型。可以根据应用来选择使用液体冷却、空气冷却或者相变材料冷却。模块化框架200的壁可以设置成，电池单元的较大表面（如果电池单元具有矩形表面）接触内壁224与228和侧壁212。这可能有助于使从电池单元传递出的热最大化。

可能在第二端壁208上形成隆起部分244。隆起部分244相对于第二端壁208隆起。可以经由隆起部分244将液体冷却元件联接到模块化框架200上，如以下进一步论述的。

可以在第一端壁204上形成一个或多个隆起的通道，例如，隆起的通道248。隆起通道248相对于第一端壁204隆起。还可以在第一端壁204上形成隆起挡块252。隆起挡块252也相对于第一端壁204隆起。控制器（例如，参见图7和15）可能包括一个或多个凹槽部分，所述凹槽部分适于接收隆起通道248以便保持控制器与第一端壁204抵接，如以下进一步论述的。隆起挡块252可以是控制器搁靠的下边界。

可以在第一和第二端壁204和208中的每个上形成两个或更多个连接元件。更具体地说，可以在第一和第二端壁204和208中的每个上形成一个或多个阳连接元件256和一个或多个阴连接元件260。仅举例来说，如图所示，可以在第一和第二端壁204和208中的每个上形成两个连接元件和两个阴连接元件。形成于第一和第二端壁204和208之一上的连接元件相对于第一和第二端壁204和208中的一个隆起。

阳连接元件256包括相对于侧壁212中相关联的一个隆起的阳元件264。阴连接元件260包括相对于侧壁212中相关联的一个凹入的阴元件268。仅举例来说，阳元件264可能包括圆柱形凸起，并且阴元件268可能包括如图所示的圆柱形套筒或者其他适当形状。

其中在端壁上的一位置处形成阳连接元件，从而其阳元件相对于侧壁212中相关联的一个隆起，在端壁上的一对应位置处形成阴连接元件，从而其阴元件相对于侧壁212中的另一个凹入。相反地，其中在端壁上的一位置处形成阴连接元件，从而其阴元件相对于侧壁212中相关联的一个凹入，在端壁上的一对应位置处形成一阳连接元件，从而其阳元件相对于侧壁212中的另一个隆起。以该方式，具有相同的阴和阳连接元件配置的部件（例如，外部冷却元件或者类似于模块化框架200的其他模块化框架）可以经由相应的阴和阳连接元件与模块化框架200相连，如以下进一步论述的（例如，参见图18-23和25-26）。

现在参见图7，描绘了包括模块化框架200和空气冷却元件304的实例性电池模块300的透视图。空气冷却元件304可以插入到内壁224和228之间的冷却室中。空气冷却元件304通过口孔236被插入到内壁224和228之间。空气冷却元件304包括空气可以通过其流动的通道。可以提供风扇、鼓风机或者其他空气移动设备（未显示）来促使气流通过空气冷却元件304和一个或多个其他空气冷却元件。

空气冷却元件304可能是由与模块化框架200相同的塑料材料或者包括适当的高导热性的其他材料形成。空气冷却元件304可能是经由注射成型或者其他适当方法形成的。空气冷却元件304的接触内壁224和228的部分可以提供结构支撑并且抵抗作用在电池单元上的挤压力。

可以将全体以308示出的电池单元插入到形成于模块化框架200中的槽216内。可以通过电池单元308与模块化框架200的壁之间的干涉配合将电池单元308部分地保持在模块化框架200内。如上所述，电池单元308的接线端稍微在模块化框架200的壁上方。

控制器/连接模块312可以附连至模块化框架200的第一端壁204。控制器／连接模块312可能包括控制器316和连接组件320。控制器316包括一个或多个凹槽，所述凹槽适于接收形成于第一端壁204上的隆起通道248。控制器316可能搁靠在隆起挡块252上。连接组件320包括许多电线和连接器。电线被连接在控制器316和连接器之间。

电池模块300还包括互连组件324。图8包括互连组件324的透视图。图9包括互连组件324的实例性分解图。控制器316经由连接器连接至互连组件324，以接收电池模块300内不同位置处的各种测量值（例如，电压、温度等）。

现在参见图7-9，互连组件324包括底框架元件408、互连框架元件412、覆盖框架元件416和安全盖420。底框架元件408和覆盖框架元件416是由与模块化框架200相同的塑料材料或者其他合适的不导电材料制成的。底框架元件408和覆盖框架元件416是经由注射成型或者其他合适方法由塑料材料形成的。

底框架元件408搁靠在模块化框架200的壁的顶表面上。底框架元件408可能还包括凸缘，该凸缘延伸过模块化框架200的壁并且接合模块化框架200的壁的外表面。互连组件324与模块化框架200相连。例如，可以利用焊接（例如，振动、超声波、烤盘、激光等）、一种或多种粘合剂（例如，环氧树脂）或者其他合适的联接技术来使互连组件324与模块化框架200联接到一起。

底框架元件408包括口孔424，电池单元的接线端穿过该口孔424延伸。电池单元的接线端可以经由口孔424例如串联、并联或者其组合地、电力地连接电池单元。互连框架元件412包括主接线端426、汇流条（例如，汇流条428）、引线（例如，引线432）、全体以436示出的电线、连接器440和一个或多个温度传感器（例如，温度传感器444）。

主接线端426、汇流条和引线可以由导电材料（例如，铜或者铝）形成，并且可以设有电线436、连接器440和附连的温度传感器。互连框架元件412还可能应用于印刷电路板（PCB），例如，刚性PCB或者挠性PCB。

互连框架元件412在底框架元件408与覆盖框架元件416之间集成到互连组件324内，其是不导电的。例如,可以利用焊接、一种或多种粘合剂或者利用其他合适的联接技术来使底框架元件408与覆盖框架元件416联接到一起。

主接线端426经由穿过底框架元件408而形成的口孔448接触电池单元308的两个接线端。可以经由主接线端426向电池模块300输入电力或者从其输出电力。例如，可以利用焊接将主接线端426分别与两个接线端联接到一起。汇流条或者其他合适的电导体可以与接线端联接到一起以电力地连接电池单元308。汇流条可以例如被焊接到接线端上。

引线可以电气地连接到汇流条上。可以经由穿过覆盖框架元件416形成的口孔（例如，口孔452）来接近引线。仅举例来说，可以通过口孔452接近引线432。例如，可以使用电压探针来接近引线以测量电池模块300内部不同位置处的电压。电线436被连接在连接器440与不同位置或者温度传感器之间。控制器/连接模块312的连接器与连接器440配合。以该方式，控制器316接收电池模块300内不同位置处的测量值。

覆盖框架元件416包括口孔456，可以通过该口孔456接近汇流条和主接线端426。穿过覆盖框架元件416的口孔456与穿过底框架元件408的口孔424和448对准。口孔456和口孔424与448允许电池单元308的接线端至少部分地延伸通过互连组件324。这能够使电池模块300的总高度最小。

安全盖420可以与覆盖框架元件416相连以从上方覆盖口孔456、主接线端426和汇流条。例如，可以利用焊接、一种或多种粘合剂或者其他合适的联接技术使安全盖420与覆盖框架元件416联接到一起。安全盖420可以由与模块化框架200相同的塑料材料或者其他合适的不导电材料制成。

底框架元件408和覆盖框架元件416还包括与口孔236对准的气流口孔460。空气可以经由气流口孔460流过互连组件324，通过空气冷却元件304并且从模块化框架200流出，反之亦然。当空气流过空气冷却元件304时，空气从空气冷却元件304吸收热量，从而冷却空气冷却元件304，所以空气冷却元件304可以从电池单元和模块化框架200吸收更多的热量。图10-12包括电池模块300的其他实例性视图。

现在参见图13，描绘了包括模块化框架200、互连组件324和液体冷却元件504的实例性电池模块500的透视图。液体冷却元件504可能是由与模块化框架200相同的塑料材料或者在化学性质上耐所使用的冷却剂的其他合适材料形成的。液体冷却元件504可能是例如利用注射成型或者其他适当方法形成的。

液体冷却元件504包括面板508、冷却剂入口512和冷却剂出口516。液体冷却元件504还包括冷却板518和穿过冷却板518形成的一个或多个冷却剂通道520。冷却板518通过形成于第二端壁208上的口孔240被插入到模块化框架200内的冷却室中。冷却板518的接触内壁224和228的内表面的部分可以提供结构支撑并且抵抗作用在电池单元上的挤压力。

面板508的内表面524接触形成于第二端壁208上的隆起部分244。图14包括包含当面板508与第二端壁208的隆起部分244接触时的电池模块500的透视图。液体冷却元件504与模块化框架200相连。例如，可以通过联接面板508与形成于第二端壁208上的隆起部分244来使液体冷却元件504与模块化框架200联接到一起。例如，可以利用焊接、一种或多种粘合剂或者其他合适的联接技术来将液体冷却元件504与模块化框架200联接到一起。

液体冷却剂的冷却剂泵（未显示）或者其他来源向液体冷却元件504提供冷却剂。还可以向一个或多个其他液体冷却元件提供冷却剂，如以下进一步论述的。冷却剂经由冷却剂入口512流入到一个或多个冷却剂通道520内。一个或多个冷却剂通道520连接在冷却剂入口512和冷却剂出口516之间。冷却剂可以从比冷却剂更热的表面吸收热量。冷却剂经由冷却剂出口516从一个或多个冷却剂通道520流出。

现在参见图15，描绘了电池模块500的实例性分解图。当相变冷却元件或者液体冷却元件（例如，液体冷却元件504）被插入冷却室内用于冷却时，电池模块500包括顶盖604和底盖608。顶盖和底盖604和608可能例如是由与模块化框架200相同的塑料材料或者其他合适的不导电材料形成的。例如，可以利用注射成型或者其他合适方法来形成顶盖和底盖604和608。

顶盖和底盖604和608联接到模块化框架200上以密封冷却室。以该方式，密封住口孔以防止液体从模块化框架200中漏泄，如果使用空气冷却元件，则空气流过该口孔。例如，可以利用焊接、一种或多种粘合剂或者其他合适的联接技术来将顶盖和底盖604和608与模块化框架200联接到一起。

液体冷却元件504可以通过形成于第二端壁208中的口孔240插入。液体冷却元件504可以与模块化框架200相连，以防止液体经由口孔240从模块化框架200漏泄。电池单元308可以压配到槽216内。控制器/连接模块312可以经由形成于控制器316中的凹槽和形成于第一端壁204上的隆起通道248附连到第一端壁204上。

可以附连互连组件324包括联接互连组件324与模块化框架200、联接集成的导体与电池单元的接线端和联接安全盖420以覆盖集成的导体和接线端。控制器/连接模块312的连接器可以与集成到互连组件324内的连接器440相连。

当使用顶盖和底盖604和608来密封冷却室时，阻断了通过形成于互连组件324中的口孔460的气流。图16和17中描绘了包括液体冷却元件504的电池模块500的其他透视图。

可以将一个或多个电池模块联接到一起以形成盒。图18包括第一、第二和第三电池模块700、704和708的实例性透视图，所述电池模块各包括类似于模块化框架200的模块化框架。虽然未显示出，但是电池模块700、704和708各包括冷却元件，例如、空气冷却元件、液体冷却元件或者相变冷却元件。

当电池模块700、704和708各包括类似于模块化框架200的模块化框架时，电池模块700、704和708各包括形成于其端壁（例如，端壁204和208）中每个上的阳连接元件256和阴连接元件260。可以使电池模块700、704和708如此定位和朝向彼此移动，即，电池模块700、704和708中一个的阳连接元件256和阴连接元件260分别与电池模块700、704和708中相邻一个的阴连接元件260和阳连接元件256配合。仅举例来说，第二电池模块704的阳连接元件256与第一和第三电池模块700和708的阴连接元件260配合。第二电池模块704的阴连接元件260同时与第一和第三电池模块700和708的阳连接元件256配合。

例如，图19包括包含电池模块700、704与708和第四电池模块712的透视图。在图19的实例中，与第一电池模块700的一个侧壁相关联的连接元件和与第二电池模块704的一个侧壁相关联的连接元件配合。与第一电池模块700的另一个侧壁相关联的连接元件和与第四电池模块712的一个侧壁相关联的连接元件配合。与第二电池模块704的另一个侧壁相关联的连接元件和与第三电池模块708的一个侧壁相关联的连接元件配合。

基于所要求的冷却量，可以冷却电池模块的每个电池单元的一个或两个表面。可以将空气冷却元件304、液体冷却元件504或者相变元件插入电池模块的模块化框架200的冷却室内，来冷却电池模块的每个电池单元的一个表面。可以将另外的外部冷却元件应用到模块化框架200的侧壁的外表面上来冷却电池模块的每个电池单元的两个表面。

例如，图20包括第一与第二电池模块800与804和第一与第二外部空气冷却元件808与812的透视图。第一和第二电池模块800和804各包括空气冷却元件。第一和第二外部空气冷却元件808和812可能是由与模块化框架200相同的塑料材料或者包括适当高导热性的其他合适材料形成的。例如，可以利用注射成型或者其他合适方法来形成第一和第二外部空气冷却元件808和812。第一和第二外部空气冷却元件808和812各包括空气可以流过的通道。

第一和第二外部空气冷却元件808和812各包括第一侧816和第二侧820。第一和第二外部空气冷却元件808和812各还包括大致垂直于第一和第二侧816和820的第一端822和第二端（未显示）。第一和第二外部空气冷却元件808各包括形成于第一和第二端中的每个上的一个或多个阳连接元件824和一个或多个阴连接元件828。

形成于外部空气冷却元件808和812的第一和第二端上的阳连接元件824和阴连接元件828的布置与形成于模块化框架200的第一和第二端壁204和208上的阳连接元件256和阴连接元件260的布置相同。因此，阳连接元件824和阴连接元件828可以与模块化框架200的阴连接元件260和阳连接元件256及具有相同的连接元件布置的一个或多个其他部件配合。

例如，图21包括经由它们的连接元件与第一和第二外部空气冷却元件808和812相连的第一和第二电池模块800和804的实例性透视图。图22包括经由它们的连接元件与第一和第二外部空气冷却元件808和812相连的第一和第二电池模块800和804的实例性顶视图。

为了将包括液体冷却组件的电池模块插入其冷却室内，可以将另外的外部液体冷却元件应用到模块化框架200的侧壁的外表面上来冷却电池模块的每个电池单元的两个表面。例如，图23包括第一与第二电池模块900与904和第一与第二外部液体冷却元件908与912的透视图。在图23的实例中，以分解图示出了第一和第二外部液体冷却元件908和912。

现在参见图24，描绘了外部液体冷却元件914的实例性分解图。外部液体冷却元件908和912及所使用的其他外部液体冷却元件可能类似于外部液体冷却元件914或者与其相同。

外部液体冷却元件914包括本体组件916和第一与第二挠性外皮920与924。本体组件916可能是由与模块化框架200相同的塑料材料或者在化学性质上耐冷却剂的其他合适材料形成的。外部液体冷却元件914可能是例如利用注射成型或者其他适当方法形成的。第一和第二挠性外皮920和924可能是由与模块化框架200相同的塑料材料或者在化学性质上耐冷却剂的其他合适材料形成的。

本体组件916包括冷却剂入口928和冷却剂出口932。本体组件916还包括一个或多个口孔936。第一和第二挠性外皮920和924联接到本体组件916上。一旦与本体组件916联接到一起，则口孔936和挠性外皮920与924一起形成一个或多个冷却剂通道。

冷却剂入口928将输入到冷却剂入口928的冷却剂分配至（多个）冷却剂通道。冷却剂通过冷却剂通道从冷却剂入口928流至冷却剂出口932。冷却剂经由冷却剂出口932从外部液体冷却元件914输出。

现在参见图23和24，外部液体冷却元件914还包括第一侧940和第二侧944。外部液体冷却元件914还包括第一端948和第二端952。外部液体冷却元件914包括形成在第一和第二端948和952中每个处的一个或多个阳连接元件956和一个或多个阴连接元件960。

外部液体冷却元件914的第一和第二端948和952的阳连接元件956和阴连接元件960的布置与形成于模块化框架200的第一和第二端壁204和208上的阳连接元件256和阴连接元件260的布置相同。因此，阳连接元件956和阴连接元件960可以与模块化框架200的阴连接元件260和阳连接元件256及具有连接元件的相同布置的一个或多个其他部件配合。图25包括经由它们的连接元件与外部液体冷却元件908和912相连的电池模块900和904的实例性透视图。

图26包括经由它们的连接元件与外部液体冷却元件908和912相连的电池模块900和904的另一透视图。如图26的实例中所示，第一电池模块900包括类似于液体冷却元件504的液体冷却元件。第二电池模块904也包括类似于液体冷却元件504的液体冷却元件。

当阳连接器956和阴连接器960与外部液体冷却元件的阴连接元件260和阳连接元件256配合时，冷却剂入口928与电池模块的液体冷却元件邻近外部液体冷却元件的冷却剂入口相连。仅举例来说，第一外部液体冷却元件908的冷却入口928与第一电池模块900的冷却剂入口512和第二电池模块904的冷却剂入口512相连。同样如此，冷却剂出口932与电池模块的液体冷却元件邻近外部液体冷却元件的冷却剂出口相连。外部液体冷却元件的冷却剂入口/出口与电池模块的液体冷却剂组件的冷却剂入口/出口可以例如经由如联接器964的联接器相连。

当构件、部件或者层在本文中被称为“在…上”、“接合到”、“连接到”或者“联接到”另一构件、部件或者层上时，其可能是直接在、接合到、连接到或者联接到另一构件、部件或者层上，或者可以存在介入构件、部件或者层。相反，当构件被称为“直接在…上”、“直接接合到”、“直接连接到”或者“直接联接到”另一构件、部件或者层上，则可能不存在介入构件、部件或者层。应该按同样的方式来解释使用来描述构件、部件和层之间的关系的其他词汇（例如，“在…之间”与“直接在…之间”，“邻近”与“直接邻近”等）。如本文中所使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项目中一个或多个的任何和所有组合。

虽然本文中可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各个构件、部件、部分、层和/或段，但是所述构件、部件、部分、层和/或段应当不受所述术语限制。所述术语可能仅用来区分一个构件、部件、部分、层或者段与另一个构件、部件、部分、层或者段。例如“第一”、“第二”及其他数值项的术语当用于本文时不暗示顺序或者次序，除非上下文中明显指出。因此，在不脱离实例性实施例的教导的情况下，以下论述的第一构件、部件、部分、层或者段可以被称为第二构件、部件、部分、层或者段。

为了便于说明，本文可以使用例如“内部”、“外部”、“在…之下”、“在…下面”、“下部”、“上方”、“上部”等空间关系的术语来描述如附图所示的一个构件或特征与另一（多个）构件或（多个）特征的关系。当使用“大致”来描述构件之间的关系时，可能是指在所述术语的五度内。例如，大致垂直可能是指在垂直的五度内，大致平行可能是指在平行的4度内，诸如此类。空间相对关系的术语可能意在包含设备在使用或者操作中除附图中描绘的定向之外的不同定向。例如，如果倒转附图中的设备，则描述成在其它（多个）构件或者（多个）特征下面或者之下的构件将被定向在其它（多个）构件或者（多个）特征“上面”。因此，实例性术语“在…下面”可能包括在上面和下面两种定向。设备可以被另外定向（旋转90度或者其他定向），并且相应地解释本文中使用的空间关系的描述词。

可以按不同形式实施本发明的宽泛教导。因此，虽然本发明包括独特的实例，但是不应该如此限制本发明的真实范围，因为在研读附图、说明书及其后的权利要求时，其他改进对本领域技术人员来说是显而易见的。

Claims (20)

1.一种用于电池模块的模块化框架，所述模块化框架包括：

底板；

端壁，它们垂直于所述底板；

侧壁，它们垂直于所述底板并且垂直于所述端壁；

内壁，它们在所述端壁之间延伸，垂直于所述底板，和垂直于所述端壁；

所述模块化框架内的第一空间，其由所述底板、所述端壁、所述侧壁中的第一个和所述内壁中的第一个限定并且适合于接收所述电池模块的N个棱形电池单元，

其中N是大于零的整数；

所述模块化框架内的第二空间，其由所述底板、所述端壁、所述侧壁中的第二个和所述内壁中的第二个限定并且适合于接收所述电池模块的N个其他棱形电池单元，

其中所述侧壁中的第一和第二个是不同的，以及

其中所述内壁中的第一和第二个是不同的；

腔室，其设置在所述内壁之间；

至所述腔室的第一口孔，其中所述第一口孔由所述内壁和所述侧壁限定；以及

至所述腔室的第二口孔，其中所述第二口孔穿过所述端壁之一而形成。

2.如权利要求1所述的模块化框架，还包括至所述腔室的第三口孔，其中所述第三口孔穿过所述底板而形成。

3.一种电池模块，包括：

如权利要求2所述的模块化框架；以及

冷却元件，其被通过所述第一口孔插入所述腔室内并且包括形成于所述冷却元件中的通道，

其中所述通道在所述第一口孔和所述第三口孔之间提供了流动路程。

4.如权利要求3所述的电池模块，其中所述模块化框架和所述冷却元件包含聚丙烯（PPE）。

5.如权利要求3所述的电池模块，还包括：

设置在所述模块化框架内的第一空间内的所述N个棱形电池单元；以及

设置在所述模块化框架内的第二空间内的所述N个其他棱形电池单元。

6.一种电池模块，包括：

如权利要求2所述的模块化框架；以及

冷却元件，其包括穿过第二口孔插入所述腔室内的本体部分、冷却剂入口、冷却剂出口和形成于所述本体部分内的冷却剂通道，用于将液体冷却剂从所述冷却剂入口导向至所述冷却剂出口。

7.如权利要求6所述的电池模块，还包括：

第一盖，其与所述模块化框架联接并且密封第一口孔；以及

第二盖，其与所述模块化框架联接并且密封第三口孔。

8.如权利要求7所述的电池模块，其中所述模块化框架、冷却元件和第一及第二端盖包含聚丙烯（PPE）。

9.如权利要求6所述的电池模块，还包括：

设置在所述模块化框架内的第一空间内的所述N个棱形电池单元；以及

设置在所述模块化框架内的第二空间内的所述N个其他棱形电池单元。

10.如权利要求6所述的电池模块，其中：

所述模块化框架还包括隆起元件，该隆起元件相对于所述端壁之一的外表面隆起并且形成于所述端壁之一的所述外表面上并且围绕第二口孔；以及

所述冷却元件还包括面板，

其中所述冷却元件在所述面板和隆起元件处与所述模块化框架联接。

11.一种电池模块，包括：

如权利要求1所述的模块化框架；

隆起元件，其相对于所述端壁中的第二个的外表面隆起并且形成于所述端壁的第二个的外表面上，

其中所述端壁中的一个和所述端壁中的第二个是不同的；以及

控制器，其包括形成于所述控制器的外表面上的凹槽元件，

其中所述凹槽元件相对于所述控制器的外表面凹入，并且所述凹槽元件适合于接收所述隆起元件。

12.如权利要求1所述的模块化框架，还包括：

M个槽壁，所述槽壁各在所述侧壁中的第一个和所述内壁中的第一个之间延伸，所述槽壁垂直于所述底板、垂直于所述内壁、垂直于所述侧壁并且将第一空间分成用于所述N个棱形电池单元的N个槽；以及

M个其他槽壁，所述槽壁各在所述侧壁中的第二个和所述内壁中的第二个之间延伸，所述其他槽壁垂直于所述底板、垂直于所述内壁、垂直于所述侧壁并且将第二空间分成用于所述N个其他棱形电池单元的N个其他槽；

其中M等于N减1。

13.一种电池模块，包括：

如权利要求12所述的模块化框架；

设置在所述N个槽内的N个棱形电池单元；以及

设置在所述N个其他槽内的所述N个其他棱形电池单元。

14.如权利要求13所述的电池模块，其中所述模块化框架是由不导电材料形成的。

15.如权利要求14所述的电池模块，其中所述N个棱形电池单元和N个其他棱形电池单元各包括正接线端、负接线端和连接至所述正接线端的导电外壳。

16.如权利要求14所述的电池模块，还包括互连组件，该互连组件搁靠在所述端壁、侧壁、内壁、M个槽壁和M个其他槽壁的顶表面上，其包含不导电材料，并且包括：

穿过所述互连组件形成的Ｑ个口孔；以及

分别设置在所述Q个口孔内的Q个接线端连接器，

其中所述N个棱形电池单元和N个其他棱形电池单元的接线端延伸到所述Q个口孔中，以及

其中Q是整数并且小于或等于N。

17.一种用于电池模块的模块化框架，所述模块化框架包括：

底板，其包括不导电材料；

端壁，它们垂直于所述底板并且包含不导电材料；

侧壁，它们垂直于所述底板、垂直于所述端壁并且包含不导电材料；

内壁，它们包括不导电材料，并且限定了：

第一排电池单元槽，它们配置成接收所述电池模块的第一多个棱形电池单元；

第二排电池单元槽，它们配置成接收所述电池模块的第二多个棱形电池单元；

腔室，其设置在所述第一和第二排电池槽之间；

至所述腔室的第一口孔，其中所述第一口孔由所述内壁和侧壁限定；以及

至所述腔室的第二口孔，其中所述第二口孔穿过所述端壁之一而形成。

18.如权利要求17所述的模块化框架，还包括隆起元件，其相对于所述端壁之一的外表面隆起、形成于所述端壁之一的外表面上并且围绕所述第二口孔。

19.如权利要求17所述的模块化框架，还包括隆起元件，其相对于所述端壁中的第二个的外表面隆起并且形成于所述端壁中的第二个的外表面上，

其中所述端壁中的一个和所述端壁中的第二个是不同的。

20.如权利要求17所述的模块化框架，还包括：

第一隆起元件，该隆起元件相对于所述端壁之一的外表面隆起、形成于所述端壁之一的所述外表面上并且围绕第二口孔；以及

第二隆起元件，其相对于所述端壁中的第二个的外表面隆起并且形成于所述端壁中的第二个的外表面上，

其中所述端壁中的一个和所述端壁中的第二个是不同的。

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