CN106469796A - 电池组件以及形成电池组件的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种电池组件以及形成电池组件的方法。该组件包括电池容纳装置，该电池容纳装置包括底座和耦接于底座的分隔板，其中，分隔板彼此隔开，使得在相邻的分隔板之间限定电池单元槽。电池容纳装置进一步包括压缩板组件，该压缩板组件包括在装置的相对端处耦接于分隔板的第一压缩板和第二压缩板、以及耦接在第一压缩板与第二压缩板之间的张紧构件。电池单元定位在每个电池单元槽中，限定了多个电池单元，并且第一压缩板和第二压缩板将电池单元压缩地保持在分隔板之间。底座和压缩板组件中的至少一者由热塑材料形成。

Description

电池组件以及形成电池组件的方法
技术领域
本公开的领域总体上涉及电池系统，并且更具体地，涉及一种用于在太空船和其它运载工具(vehicle，交通工具)中容纳多个电池单元的轻量电池容纳装置。
背景技术
至少一些已知的运载工具包括用于为运载工具的电力系统提供电力的一个或多个电池组(battery pack)。电池组通常包括定位在电池容纳装置内的多个单独的电池单元。电池单元串联地或并联地耦接在一起，以便为运载工具的电力系统提供电力。在航空工业中，电池容纳装置被设计成考虑促进运载工具的有效操作的各个事项。例如，当用在至少一些已知的太空船中时，电池容纳装置被设计成是轻量的、能够使电池单元绝热、并且由具有与电池单元紧密地匹配的热膨胀系数的材料形成。因此，电池容纳装置的部件典型地由金属材料(诸如铝)形成。由金属材料形成的部件通常通过将工件机械加工成期望的形状来制造。但是，机械加工金属工件可能是一项费时的且费力的任务，并且最终产品的形状通常受到机械加工过程限制。此外，由金属材料形成的部件通常是良好的热导体，其有时要求电池单元与相关联的运载工具绝热。此外，金属材料通常是导电的，这可导致电池单元内的电短路的形成。
在一个已知的航天应用(例如利用全电力推进的太空船)中，电池单元组件的质量效率(mass efficiency)具有特别的重要性。通常，离子推进系统是非常有效的，而且具有非常低的推力能力。这可导致向地球同步轨道的长转移轨道持续时间，这可推迟人造卫星的接通日期(service start date，服务启动日期)。因此，对于至少一些已知的太空船的整体设计目标是：减小其上装载的部件的质量，以使得能够在不增加转移轨道持续时间的情况下提供产生有效载荷的附加收益。
发明内容
在一方面中，提供了一种电池组件。该组件包括电池容纳装置，电池容纳装置包括底座(chassis base)和耦接于底座的多个分隔板(divider sheets)，其中，多个分隔板彼此隔开，使得在相邻的分隔板之间限定电池单元槽。电池容纳装置进一步包括压缩板组件，该压缩板组件包括：第一压缩板和第二压缩板，在电池容纳装置的相对端处耦接于多个分隔板中的至少一个分隔板；以及至少一个张紧构件(tensioning member)，耦接在第一压缩板与第二压缩板之间。至少一个电池单元被定位在每个电池单元槽内，从而限定了多个电池单元，并且第一压缩板和第二压缩板被构造成将多个电池单元压缩地保持在多个分隔板之间。底座和压缩板组件中的至少一者由热塑材料形成。
在另一方面中，提供了一种人造卫星。该人造卫星包括被构造成为人造卫星提供电力的电池组件。电池组件包括电池容纳装置，该电池容纳装置包括底座和耦接于底座的多个分隔板，其中，多个分隔板彼此隔开，使得在相邻的分隔板之间限定电池单元槽。电池容纳装置进一步包括压缩板组件，该压缩板组件包括：第一压缩板和第二压缩板；在电池容纳装置的相对端处耦接于多个分隔板中的至少一个分隔板；以及至少一个张紧构件，耦接在第一压缩板与第二压缩板之间。至少一个电池单元被定位在每个电池单元槽内，从而限定了多个电池单元，并且第一压缩板和第二压缩板被构造成将多个电池单元压缩地保持在多个分隔板之间。底座和压缩板组件中的至少一者由热塑材料形成。
在另一方面中，提供了一种形成电池组件的方法。所述方法包括：将多个分隔板耦接于底座，其中，多个分隔板彼此隔开，从而在相邻的分隔板之间限定电池单元槽。所述方法进一步包括：将第一压缩板和第二压缩板在电池单元组件的相对端处耦接于多个分隔板中的至少一个分隔板；将至少一个张紧构件耦接在第一压缩板与第二压缩板之间；以及将至少一个电池单元定位在每个电池单元槽内，从而限定多个电池单元。第一压缩板和第二压缩板被构造成将所述多个电池单元压缩地保持在多个分隔板之间。底座以及第一压缩板和第二压缩板中的至少一者由热塑材料形成。
在又一方面中，提供了一种形成用于在电池容纳装置中使用的压缩板的方法。所述方法包括：产生用于形成压缩板的编程指令，该压缩板包括第一表面板(face sheet，面板)、相对的第二表面板、以及在第一表面板与第二表面板之间延伸的至少一个肋结构。编程指令基于代表压缩板的虚拟模型而产生。所述方法进一步包括：执行编程指令，以指导压缩板的添加制造直到压缩板的特征对应于虚拟模型，在该添加制造中相继地产生热塑材料的一个或多个层。
附图说明
图1是示例性飞行器制造和服务方法的流程图。
图2是示例性飞行器的方框图。
图3是示例性电池组件的立体图。
图4是图3中所示的电池组件的可替代立体图。
图5是可与图3中所示的电池组件一起使用的示例性压缩板的立体图。
图6是图5中所示的压缩板的部分透明立体图。
图7是图5中所示的压缩板的端视图。
图8是示例性添加制造系统的示意图。
图9是示出形成电池组件的示例性方法的流程图。
图10是示出形成用于在电池容纳装置中使用的压缩板的示例性方法的流程图。
具体实施方式
本文中描述的实施方式涉及电池组件、电池容纳装置、以及相关的制造方法。电池单元包括底座、多个分隔板、定位在相邻的分隔板之间的电池单元、以及位于电池容纳装置的相对端上的压缩板。底座和压缩板中的至少一者由热塑材料制造，热塑材料诸如为具有分散在其中的碳纤维材料的聚醚酮酮材料。由热塑材料形成电池容纳装置的部件促进了减小电池容纳装置的质量，从而增加了包括电池单元的电池组件的质量效率。热塑材料具有促进实施有该电池组件的运载工具的有效操作的一个或多个特征。例如，热塑材料是轻量的、绝热的、以及导电的以促进耗散静电荷。此外，由热塑材料形成部件使得它们能够通过一个或多个添加制造工艺来制造。因此，如将在下文更详细地描述的，部件中的一个或多个可形成有使得电池容纳装置能够以更有效的方式将电池单元压缩地保持在电池容纳装置中的特征。
参照附图，本公开的实施可在飞行器制造和保养方法100(图1中所示)的背景中以及通过飞行器102(图2中所示)来描述。在预生产期间，可在制造过程期间使用飞行器102的包括规格和设计104的数据，并且可采购106与机身有关的其它材料。在生产期间，在飞行器102进入它的认证和交付过程112之前，进行飞行器102的部件和组件制造436和系统整合438。在机身认证成功地履行并完成时，飞行器102可投入服务114。当通过客户而投入服务时，为飞行器102安排周期性的、例行的、定期的维护和保养116(例如，包括改装、重新构造、和/或翻新等)。在可替代实施方式中，制造和保养方法100可通过除飞行器之外的平台实施。
与飞行器制造和/或保养100相关的每个部分和过程可由系统整合商、第三方、和/或操作者(例如，客户)来执行或完成。为了本说明的目的，系统整合商可非限制性地包括任意数量的飞行器制造商和主要系统分包商；第三方可非限制性地包括任意数量的销售商、分包商、以及供应商；并且操作者可为航空公司、租赁公司、军队、服务机构等。
如图2中所示，经由方法100生产的飞行器102可包括具有多个系统120和内部122的机身118。高级系统120的实例包括以下一个或多个：推进系统124、电力系统126、液压系统128、和/或环境系统130。可包括任意数量的其它系统。
体现在本文中的装置和方法可在方法100的阶段中的任何一个或多个期间采用。例如，与部件和子组件生产过程108相对应的部件或子组件可以类似于在飞行器102投入服务时生产的部件或子组件的方式生产或制造。此外，一个或多个设备实施方式、方法实施方式、或它们的组合可在生产阶段108和系统整合110期间使用，例如，通过显著加快飞行器102的组装或降低飞行器102的成本而使用。类似地，一个或多个装置实施方式、方法实施方式、或它们的组合可在飞行器102正在服务或维修时(例如在定期的维护和保养116期间)使用。
如本文中所使用的，术语“飞行器(aircraft)”可包括但不限于仅包括太空船、飞机、无人驾驶飞行器(UAV)、滑翔机、直升机、和/或穿过空域行进的任何其它物体。此外，在一可替代实施方式中，本文中描述的飞行器制造和保养方法可在任何制造和/或保养操作中使用。
图3是一示例性电池组件200的立体图，并且图4是电池组件200的可替代立体图。在该示例性实施方式中，电池组件200包括电池容纳装置202以及定位在电池容纳装置202内的多个电池单元204。电池容纳装置202包括底座206、耦接于底座206的多个分隔板208、压缩板组件210、以及至少一个张紧构件212。多个分隔板208沿底座206彼此隔开，从而在相邻的分隔板208之间限定电池单元槽214。至少一个电池单元204定位在每个电池单元槽214内，因此限定多个电池单元204。
压缩板组件210包括在电池容纳装置202的相对端处耦接于多个分隔板中的至少一个分隔板208的第一压缩板216和第二压缩板218。更具体地，第一压缩板216在电池容纳装置202的第一端220处耦接于分隔板208，并且第二压缩板218在电池容纳装置202的相对的第二端222处耦接于分隔板208。因此，如将在下文更详细地描述的，张紧构件212耦接在第一压缩板216与第二压缩板218之间，以便将多个电池单元204压缩地保持在多个分隔板208之间。
在该示例性实施方式中，电池容纳装置202进一步包括多个导热翅片224，每个导热翅片均耦接于至少一个分隔板208并在相邻的分隔板208之间延伸。在一个实施方式中，导热翅片224与每个分隔板208整体地形成。多个导热翅片224定位成辐射由多个电池单元204产生的热。更具体地，每个电池单元204均包括耦接于底座206的第一端226、以及相对的第二端228。多个导热翅片224定位成邻近于多个电池单元204的第二端228。通过在相邻的分隔板208之间延伸，导热翅片224至少部分地限定电池槽214并促进将来自于电池组件200内的热朝向导热翅片224辐射。
参照图4，底座206包括多个电池单元开口230，所述多个电池单元开口的尺寸形成为将至少一个电池单元204接收在这多个电池单元开口中。更具体地，每个电池单元204的第一端226至少部分地延伸通过电池单元开口230，使得电池单元电极232暴露在底座206的底面上。因此，多个电池单元204可串联地或并联地耦接在一起，以便为诸如飞行器102的运载工具的电力系统提供电力。
电池容纳装置202可由使得电池组件200能够如本文中所述地起作用的任何材料制造。更具体地，底座206和压缩板组件210中的至少一者由热塑材料形成，使得电池组件200至少为约80％的质量效率，并更具体地至少为约85％的质量效率。如本文中所使用的，“质量效率”表示电池单元204的质量占电池组件200的总质量的百分比。因此，底座206和压缩板组件210中的至少一者由热塑材料组成，使得多个电池单元204的质量大于电池组件200的总质量的约80％。在一个实施方式中，电池单元204是由GS YuasaTM(“GS Yuasa”是日本京都市的GS Yuasa公司的注册商标)制造的LSE系列锂离子电池单元。
此外，底座206和压缩板组件210中的至少一者由这样的热塑材料形成，即，所述热塑材料具有被限定在约10.0(10-6in/(in*°F))至约20.0(10-6in/(in*°F))之间的范围内的热膨胀系数。例如，在该示例性实施方式中，电池单元204包括由具有第一热膨胀系数的材料形成的外壳234，并且热塑材料具有第二热膨胀系数。更具体地，外壳234可至少部分地由具有约12.3(10-6in/(in*°F))的热膨胀系数的诸如铝的金属材料形成，并且热塑材料被选择成使得第一热膨胀系数与第二热膨胀系数之间的差异在预定阈值内。在一个实施方式中，预定阈值是约25％。示例性热塑材料包括但不限于聚醚酮酮(PEKK)材料、以及聚醚酰亚胺材料。更具体地，PEKK材料包括分散在其中的碳纤维材料(未示出)，从而形成具有约15.0(10-6in/(in*°F))的热膨胀系数的碳纤维增强聚合物(CFRP)材料。在一个实施方式中，CFRP材料包括在CFRP材料内具有约15％的重量百分比的碳纤维。因此，CFRP材料能够在不高度地导电的情况下排出由电池单元204产生的静电荷以促进减少电短路的可能性，并且具有与电池单元204的热膨胀系数紧密地匹配的热膨胀系数。此外，CFRP材料是绝热的，使得由电池单元204产生的热从电池容纳装置202通过导热翅片224辐射。在一可替代实施方式中，热塑材料的热膨胀系数使得热膨胀系数的差异大于预定阈值，并且利用附加的部件来补偿这两种材料之间的膨胀失配。
导热翅片224可由使得电池组件200能够如本文中所述地起作用的任何材料制造。更具体地，导热翅片224可由具有比用来制造电池容纳装置202的材料大的热导率的材料制造。例如，在一个实施方式中，导热翅片224由这样的金属材料制造，即，该金属材料具有施加于多个导热翅片224的外表面的高发射率(high-emittance)涂覆材料的至少一个层236。高发射率涂覆材料促进增大用来制造导热翅片224的金属材料的热导率。
图5是可与电池组件200(图3中所示)一起使用的一示例性压缩板216/218的立体图，图6是压缩板216/218的部分透明立体图，并且图7是压缩板216/218的端视图。在该示例性实施方式中，压缩板216/218包括用于耦接于分隔板208(图3中所示)的第一表面板238、相对的第二表面板240、以及在第一表面板与第二表面板之间延伸的至少一个肋结构244。第一表面板238和第二表面板240彼此隔开一距离，使得通过第一表面板238和第二表面板240以及至少一个肋结构244在第一压缩板216和第二压缩板218内限定至少一个对流腔室242。至少一个肋结构244为压缩板216/218提供强度和结构刚度，并且对流腔室242促进电池单元204在电池容纳装置202(每个均在图3中示出)内绝热。
第一表面板238和第二表面板240还彼此隔开一距离，以便促进为电池组件200提供微流星体和碎片(MMOD)保护。更具体地，第一表面板238的至少一部分耦接于至少一个分隔板208，并且第二表面板240定位在距该至少一个分隔板208一距离处。因此，当受到微流星体或碎片冲击时，第二表面板240促进分割微流星体或碎片，并且第一表面板238能够阻挡从中穿过的碎片。
此外，在该示例性实施方式中，压缩板216/218包括用于耦接于至少一个分隔板208的中心部分246(如将在下文更详细地解释的)、以及从中心部分246的侧边缘250延伸的且从至少一个分隔板208向外延伸的至少一个外部部分248。如上所述，张紧构件212耦接在第一压缩板216与第二压缩板218之间，以便将多个电池单元204压缩地保持在多个分隔板208之间。更具体地，每个外部部分248包括孔252，该孔的尺寸形成为通过该孔接收至少一个张紧构件212。因此，至少一个外部部分248被构造成当通过至少一个张紧构件212以张紧的方式加载时朝向至少一个分隔板208弯曲，使得中心部分246压缩地保持抵靠至少一个分隔板208。
参照图7，第一表面板238包括沿压缩板216/218的中心部分246延伸的第一部分254、以及沿压缩板216/218的外部部分248延伸的第二部分256。如上所述，当压缩板216/218耦接于至少一个分隔板时，外部部分从至少一个分隔板208向外延伸。更具体地，第一表面板238具有非平面构造，使得第二部分256相对于第一部分254以倾斜的定向延伸。因此，当通过至少一个张紧构件212以张紧的方式加载时，压缩板216/218的中心部分246在多个电池单元204上提供更均匀的且居中地定位的压力分布。在一可替代实施方式中，第一表面板238具有凸出的外部曲率。
图8是一示例性添加制造系统258的示意图。在该示例性实施方式中，添加制造系统258包括与机器人装置262以通信方式耦接的控制器260。机器人装置262是任何合适的计算机数字控制的装置，其促进相继地产生热塑材料的一个或多个层以形成诸如压缩板216/218的物体。控制器260包括存储器264(即，非暂时性计算机可读介质)以及耦接于存储器264以用于执行程序指令的处理器266。处理器266可包括一个或多个处理单元(例如，以多芯构造)，和/或包括加密加速器(未示出)。控制器260是可编程的，以便通过对存储器264和/或处理器266编程来执行本文中描述的一个或多个操作。例如，处理器266可通过将操作编码为可执行指令并将该可执行指令设置在存储器264中而被编程。
处理器266可包括但不限于通用中央处理单元(CPU)、微控制器、精简指令集计算机(RISC)、开放式多媒体应用平台(OMAP)、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑电路(PLC)、和/或能够执行本文中描述的功能的任何其它电路或处理器。本文中描述的方法可被编码为在计算机可读介质中实施的可执行指令，该计算机可读介质包括但不限制于存储装置和/或存储器。当由处理器266执行时，这种指令使得处理器266执行本文中描述的功能的至少一部分。上述实例仅是示例性的，并且因此并非旨在以任何方式限制术语“处理器”的定义和/或意义。
存储器264是使得诸如可执行指令的信息和/或其它数据能够存储和检索的一个或多个装置。存储器264可包括一个或多个计算机可读介质，诸如但不限于动态随机存取存储器(DRAM)、同步动态随机存取存储器(SDRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、固态盘、和/或硬盘。存储器264可被构造为存储(不限于)可执行指令、操作系统、应用软件、资源、安装脚本和/或适合于与本文中描述的方法和系统一起使用的任何其它类型的数据。
用于操作系统和应用软件的指示以功能形式定位在非暂时性存储器264上以用于由处理器266执行，以便执行本文中描述的一个或多个过程。不同实施方式中的指令可体现在不同的物理的或可触的计算机可读介质上，该介质诸如为存储器264或诸如计算机可读介质(未示出)的其它存储器，该其它存储器可包括但并不限于闪盘驱动器和/或拇指驱动器。此外，指令可以功能形式定位在非暂时性计算机可读介质上，该非暂时性计算机可读介质可包括但并不限于：智能媒介(SM)存储器、小型闪速(CF)存储器、安全数字(SD)存储器、记忆棒(MS)存储器、多媒体卡(MMC)存储器、内嵌式多媒体卡(e-MMC)、以及微驱动存储器。计算机可读介质可选择性地能插入控制器260中和/或能从控制器260移除，以允许由处理器266存取和/或执行。在一可替代实施方式中，计算机可读介质不是能移除的。
在该示例性实施方式中，底座206以及压缩板216和218中的至少一者使用添加制造技术或3D印刷技术(诸如选择性激光烧结(selective laser sintering，SLS)或熔化沉积建模(fusion deposition modeling，FDM))来制造。利用添加制造技术消除通常在部件的单独部分之间限定的需要焊接或钎焊来形成的复杂接合部和结构，并且增加了部件的设计灵活性。更具体地，SLS是用于从粉末复合物产生材料的工艺。在SLS工艺中，将粉末复合物分配到工作表面上，并且使诸如激光器的装置指向粉末的至少一部分，使那些粉末颗粒熔合在一起以形成烧结材料的一部分。将相继的粉末层分配到表面上，并且激光烧结工艺继续，使粉末材料的两种颗粒一起熔合到层中并使相邻的层熔合在一起，直到激光烧结材料的熔合层具有的形状和厚度适合用于材料的预期用途。FDM是通常包括形成塑料线或丝的工艺，该塑料线或丝通过加热的挤出喷嘴供给。喷嘴使丝至少部分地熔化，并且将该丝挤出到工作表面上。塑料的细丝在表面上冷却并变硬，并且然后，将丝的相继层挤出到硬化的塑料上。
例如，在一个实施方式中，控制器260产生编程指令以用于基于代表压缩板216/218的虚拟模型来形成压缩板216/218。虚拟模型可通过控制器260产生、或者可从远程源输入。然后，控制器260执行编程指令，以便指导压缩板216/218的添加制造，在该制造中，相继地产生热塑材料的一个或多个层，直到压缩板216/218的特征对应于虚拟模型。更具体地，将编程指令传送到机器人装置262以用于执行该指令。
本文中描述了一种形成电池组件200的方法300。该方法包括：将多个分隔板208耦接302于底座206，其中，多个分隔板208彼此隔开，使得在相邻的分隔板208之间限定电池单元槽214。该方法还包括：将第一压缩板216和第二压缩板218在电池组件200的相对端处耦接304于多个分隔板中的至少一个分隔板208；将至少一个张紧构件212耦接306在第一压缩板216与第二压缩板218之间；以及将至少一个电池单元204定位308在每个电池单元槽214内，从而限定多个电池单元204，其中，第一压缩板216和第二压缩板218被构造成将多个电池单元204压缩地保持在多个分隔板208之间。底座206以及第一压缩板216和第二压缩板218中的至少一者由热塑材料形成，使得多个电池单元204的质量大于电池组件200的质量的约80％。
在一个实施方式中，至少一个电池单元204包括由具有第一热膨胀系数的材料形成的外壳234。该方法进一步包括：由具有第二热膨胀系数的热塑材料形成底座206以及第一压缩板216和第二压缩板218中的至少一者，使得第一热膨胀系数与第二热膨胀系数之间的差异在预定阈值内。该方法进一步包括由聚醚酮酮(PEKK)材料形成底座206、多个分隔板208、以及第一压缩板216和第二压缩板218中的至少一者。该方法进一步包括：由具有分散在其中的碳纤维材料的聚醚酮酮(PEKK)材料形成底座206以及第一压缩板216和第二压缩板218中的至少一者，从而形成碳纤维增强聚合物(CFRP)材料。
该方法进一步包括：将导热翅片224耦接于多个分隔板的至少一个分隔板208，导热翅片224至少部分地在相邻的分隔板208之间延伸并构造成用于辐射由多个电池单元204产生的热。导热翅片224由金属材料形成，该金属材料具有施加于该金属材料的高发射率涂覆材料的至少一个层236。
将第一压缩板216和第二压缩板218耦接于至少一个分隔板208包括：将第一压缩板216的中心部分246和第二压缩板218的中心部分246耦接于该至少一个分隔板208，并且从中心部分246的侧边缘250延伸出至少一个外部部分248，该至少一个外部部分248从至少一个分隔板208向外延伸。将至少一个张紧构件212耦接在第一压缩板216的至少一个外部部分248与第二压缩板218的至少一个外部部分248之间，其中，当通过至少一个张紧构件212以张紧的方式加载时，中心部分246压缩地保持抵靠至少一个分隔板208，使得至少一个外部部分248朝向至少一个分隔板208弯曲。
本文中还描述了一种形成用于在电池容纳装置中使用的压缩板的方法400。该方法包括：产生402用于形成压缩板216/218的编程指令，该压缩板包括第一表面板238、相对的第二表面板240、以及在第一表面板与第二表面板之间延伸的至少一个肋结构244，其中，编程指令基于代表压缩板216/218的虚拟模型而产生。该方法还包括执行404编程指令以指导压缩板216/218的添加制造，在该制造中相继地产生热塑材料的一个或多个层，直到压缩板216/218的特征对应于虚拟模型。
在一个实施方式中，执行编程指令包括通过选择性激光烧结(SLS)添加制造技术或熔化沉积建模(FDM)制造技术中的至少一个来形成压缩板216/218。该方法还包括相继地产生具有分散在其中的碳纤维材料的聚醚酮酮(PEKK)材料的一个或多个层。
执行编程指令进一步包括：形成压缩板216/218的中心部分246、以及形成从中心部分246的侧边缘250延伸的至少一个外部部分248。该方法进一步包括：形成第一表面板238的沿中心部分246延伸的第一部分254、以及形成第一表面板238的沿至少一个外部部分248延伸的第二部分256，其中，第二部分256相对于第一部分254以倾斜的定向延伸。该方法进一步包括：在至少一个外部部分248中限定孔，孔252的尺寸形成为通过该孔接收至少一个张紧构件212。执行编程指令进一步包括：使第一表面板238和第二表面板240形成为彼此相距一距离，使得通过第一表面板238和第二表面板240以及至少一个肋结构244在压缩板216/218内限定至少一个对流腔室242。执行编程指令进一步包括形成多个肋结构244，该多个肋结构相互连接以便在压缩板216/218内至少部分地限定多个对流腔室242。
此外，本公开包括根据如下条款的实例：
条款1.一种电池组件，包括电池容纳装置和电池单元，所述电池容纳装置包括：底座；多个分隔板，耦接于所述底座，其中，所述多个分隔板彼此隔开，使得在相邻的分隔板之间限定电池单元槽；压缩板组件，包括在所述电池容纳装置的相对端处耦接于所述多个分隔板中的至少一个分隔板的第一压缩板和第二压缩板；以及至少一个张紧构件，耦接在所述第一压缩板与所述第二压缩板之间，所述电池单元定位在每个电池单元槽内，从而限定多个电池单元，其中，所述第一压缩板和所述第二压缩板被构造成将所述多个电池单元压缩地保持在所述多个分隔板之间，其中，所述底座和所述压缩板组件中的至少一者由热塑材料形成。
条款2.根据条款1所述的组件，其中，所述底座、所述多个分隔板、以及所述压缩板组件中的至少一者由热塑材料形成，使得所述多个电池单元的质量大于所述电池组件的质量的约80％。
条款3.根据条款1所述的组件，其中，所述电池单元包括由具有第一热膨胀系数的材料形成的外壳，并且所述热塑材料具有第二热膨胀系数，其中，所述第一热膨胀系数与所述第二热膨胀系数之间的差异在预定阈值内。
条款4.根据条款1所述的组件，其中，所述热塑材料包含碳纤维增强聚合物(CFRP)材料，所述碳纤维增强聚合物材料包括具有分散在其中的碳纤维材料的聚醚酮酮(PEKK)材料。
条款5.根据条款1所述的组件，进一步包括被构造成用于辐射由所述多个电池单元产生的热的多个导热翅片，其中，每个导热翅片均耦接于至少一个分隔板并至少部分地在相邻的分隔板之间延伸。
条款6.根据条款5所述的组件，其中，所述多个电池单元包括耦接于所述底座的第一端和相对的第二端，所述多个导热翅片定位成邻近于所述多个电池单元的所述第二端。
条款7.根据条款1所述的组件，其中，所述第一压缩板和所述第二压缩板中的每一个均包括耦接于所述至少一个分隔板的第一表面板、相对的第二表面板、以及在所述第一表面板与所述第二表面板之间延伸的至少一个肋结构，其中，所述第一表面板和所述第二表面板彼此隔开一距离，使得通过所述第一表面板和所述第二表面板以及所述至少一个肋结构在所述第一压缩板和所述第二压缩板内限定至少一个对流腔室。
条款8.根据条款1所述的组件，其中，所述第一压缩板和所述第二压缩板中的每一个均包括：中心部分，耦接于所述至少一个分隔板；以及至少一个外部部分，从所述中心部分的侧边缘延伸且从所述至少一个分隔板向外延伸，所述至少一个外部部分被构造成当通过所述至少一个张紧构件以张紧的方式加载时朝向所述至少一个分隔板弯曲，使得所述中心部分压缩地保持抵靠所述至少一个分隔板。
条款9.一种人造卫星，包括被构造成为人造卫星提供电力的电池组件，所述电池组件包括电池容纳装置和电池单元，所述电池容纳装置包括：底座；多个分隔板，耦接于所述底座，其中，所述多个分隔板彼此隔开，使得在相邻的分隔板之间限定电池单元槽；压缩板组件，包括在所述电池容纳装置的相对端处耦接于所述多个分隔板中的至少一个分隔板的第一压缩板和第二压缩板；以及至少一个张紧构件，耦接在所述第一压缩板与所述第二压缩板之间，所述电池单元被定位在每个电池单元槽内，从而限定多个电池单元，其中，所述第一压缩板和所述第二压缩板被构造成将所述多个电池单元压缩地保持在所述多个分隔板之间，其中，所述底座和所述压缩板组件中的至少一者由热塑材料形成。
条款10.根据条款9所述的人造卫星，其中，所述底座和所述压缩板组件中的至少一者由具有被限定在约10.0(10-6in/(in*°F))至约20.0(10-6in/(in*°F))之间的范围内的热膨胀系数的热塑材料形成。
条款11.根据条款9所述的人造卫星，其中，热塑材料包括碳纤维增强聚合物(CFRP)材料，所述碳纤维增强聚合物材料包括具有分散在其中的碳纤维材料的聚醚酮酮(PEKK)材料。
条款12.根据条款9所述的人造卫星，进一步包括多个导热翅片，每个导热翅片均耦接于至少一个分隔板并至少部分地在相邻的分隔板之间延伸。
条款13.根据条款12所述的人造卫星，其中，所述多个导热翅片由金属材料制成，所述金属材料具有施加于所述金属材料的高发射率涂覆材料的至少一个层。
条款14.根据条款9所述的人造卫星，其中，所述第一压缩板和所述第二压缩板中的每一个均包括耦接于所述至少一个分隔板的第一表面板、相对的第二表面板、以及在所述第一表面板与所述第二表面板之间延伸的至少一个肋结构，其中，所述第一表面板和所述第二表面板彼此隔开一距离，使得通过所述第一表面板和所述第二表面板以及所述至少一个肋结构在所述第一压缩板和所述第二压缩板内限定至少一个对流腔室。
条款15.根据条款9所述的人造卫星，其中，所述第一压缩板和所述第二压缩板中的每一个均包括：中心部分，耦接于所述至少一个分隔板；以及至少一个外部部分，从所述中心部分的侧边缘延伸且从所述至少一个分隔板向外延伸，其中，所述至少一个外部部分被构造成当通过所述至少一个张紧构件以张紧的方式加载时朝向所述至少一个分隔板弯曲，使得所述中心部分压缩地保持抵靠所述至少一个分隔板。
条款16.一种形成电池组件的方法，所述方法包括：将多个分隔板耦接于底座，其中，所述多个分隔板彼此隔开，使得在相邻的分隔板之间限定电池单元槽；将第一压缩板和第二压缩板在所述电池组件的相对端处耦接于所述多个分隔板中的至少一个分隔板；将至少一个张紧构件耦接在所述第一压缩板与所述第二压缩板之间；以及将电池单元定位在每个电池单元槽内，从而限定多个电池单元，其中，所述第一压缩板和所述第二压缩板被构造成将所述多个电池单元压缩地保持在所述多个分隔板之间，其中，所述底座以及所述第一压缩板和所述第二压缩板中的至少一者由热塑材料形成。
条款17.根据条款16所述的方法，进一步包括由所述热塑材料形成所述底座、所述多个分隔板、以及所述第一压缩板和所述第二压缩板中的至少一者，使得所述多个电池单元的质量大于所述电池组件的质量的约80％。
条款18.根据条款16所述的方法，其中，所述电池单元包括由具有第一热膨胀系数的材料形成的外壳，所述方法进一步包括：由具有第二热膨胀系数的所述热塑材料形成所述底座以及所述第一压缩板和所述第二压缩板中的至少一者，使得所述第一热膨胀系数与所述第二热膨胀系数之间的差异在预定阈值内。
条款19.根据条款16所述的方法，进一步包括由碳纤维增强聚合物(CFRP)材料形成所述底座以及所述第一压缩板和所述第二压缩板中的至少一者，所述碳纤维增强聚合物材料包括具有分散在其中的碳纤维材料的聚醚酮酮(PEKK)材料。
条款20.根据条款16所述的方法，进一步包括：将导热翅片耦接于所述多个分隔板中的至少一个分隔板，所述导热翅片至少部分地在相邻的分隔板之间延伸并被构造成辐射由所述多个电池单元产生的热。
条款21.根据条款16所述的方法，其中，将所述第一压缩板和所述第二压缩板耦接于至少一个分隔板包括：将所述第一压缩板的中心部分和所述第二压缩板的中心部分耦接于所述至少一个分隔板；从所述中心部分的侧边缘延伸出至少一个外部部分，所述至少一个外部部分从所述至少一个分隔板向外延伸；以及将所述至少一个张紧构件耦接在所述第一压缩板的所述至少一个外部部分与所述第二压缩板的所述至少一个外部部分之间，其中，当通过所述至少一个张紧构件以张紧的方式加载时，所述中心部分压缩地保持抵靠所述至少一个分隔板，使得所述至少一个外部部分朝向所述至少一个分隔板弯曲。
条款22.一种形成用于在电池容纳装置中使用的压缩板的方法，所述方法包括：产生用于形成所述压缩板的编程指令，所述压缩板包括第一表面板、相对的第二表面板、以及在所述第一表面板与所述第二表面板之间延伸的至少一个肋结构，其中，所述编程指令基于代表所述压缩板的虚拟模型而产生；以及执行所述编程指令，以指导所述压缩板的添加制造，在该制造中相继地产生热塑材料的一个或多个层，直到所述压缩板的特征对应于所述虚拟模型。
条款23.根据条款22所述的方法，其中，执行所述编程指令包括：通过选择性激光烧结(SLS)添加制造技术或熔化沉积建模(FDM)制造技术中的至少一个来形成所述压缩板。
条款24.根据条款22所述的方法，其中，执行所述编程指令包括：相继地产生具有分散在其中的碳纤维材料的聚醚酮酮(PEKK)材料的一个或多个层。
条款25.根据条款22所述的方法，其中，执行所述编程指令包括：形成所述压缩板的中心部分；形成从所述中心部分的侧边缘延伸的至少一个外部部分；在所述至少一个外部部分中限定孔，所述孔的尺寸形成为通过该孔接收至少一个张紧构件。
条款26.根据条款25所述的方法，进一步包括：形成所述第一表面板的沿中心部分延伸的第一部分；以及形成所述第一表面板的沿所述至少一个外部部分延伸的第二部分，所述第二部分相对于所述第一部分以倾斜的定向延伸。
条款27.根据条款22所述的方法，其中，执行所述编程指令包括：将所述第一表面板和第二表面板形成为彼此相距一距离，使得通过所述第一表面板和所述第二表面板以及所述至少一个肋结构在所述压缩板内限定至少一个对流腔室；以及形成多个肋结构，所述多个肋结构相互连接以便在所述压缩板内至少部分地限定多个对流腔室。
本书面说明书使用实例来公开不同的实施方式(包括最佳模式)，而且使得本领域的任何技术人员能够实践各种实施方式，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何合并的方法。本公开的可专利范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员所想到的其它实例。如果这些其它实例具有并非不同于权利要求书的字面语言的结构元件、或者如果这些其它实例包括与权利要求书的字面语言无实质差异的等同结构元件，则这些其它实例旨在落在权利要求书的范围内。

Claims (14)

1.一种电池组件(200)，所述电池组件包括：
电池容纳装置(202)，所述电池容纳装置包括：
底座(206)；
多个分隔板(208)，耦接于所述底座(206)，其中，所述多个分隔板(208)彼此隔开，使得在相邻的分隔板(208)之间限定电池单元(204)槽(214)；
压缩板组件(210)，包括在所述电池容纳装置(202)的相对端处耦接于所述多个分隔板中的至少一个分隔板(208)的第一压缩板(216)和第二压缩板(218)；以及
至少一个张紧构件(212)，耦接在所述第一压缩板(216)与所述第二压缩板(218)之间；以及
电池单元(204)，定位在每个电池单元(204)槽(214)内，从而限定多个电池单元(204)，其中，所述第一压缩板(216)和所述第二压缩板(218)被构造成将所述多个电池单元(204)压缩地保持在所述多个分隔板(208)之间，
其中，所述底座(206)和所述压缩板组件(210)中的至少一者由热塑材料形成。
2.根据权利要求1所述的电池组件，其中，所述底座(206)、所述多个分隔板(208)、以及所述压缩板组件(210)中的至少一者由所述热塑材料形成，使得所述多个电池单元(204)的质量大于所述电池组件(200)的质量的约80％。
3.根据权利要求1所述的电池组件，其中，所述电池单元(204)包括由具有第一热膨胀系数的材料形成的外壳(234)，并且所述热塑材料具有第二热膨胀系数，其中，所述第一热膨胀系数与所述第二热膨胀系数之间的差异在预定阈值内。
4.根据权利要求1所述的电池组件，其中，所述热塑材料包含碳纤维增强聚合物材料，所述碳纤维增强聚合物材料包括具有分散在其中的碳纤维材料的聚醚酮酮材料。
5.根据权利要求1所述的电池组件，进一步包括被构造成用于辐射由所述多个电池单元(204)产生的热的多个导热翅片(224)，其中，每个导热翅片(224)均耦接于至少一个分隔板(208)并至少部分地在相邻的分隔板(208)之间延伸。
6.根据权利要求5所述的电池组件，其中，所述多个电池单元(204)包括耦接于所述底座(206)的第一端(226)以及相对的第二端(228)，所述多个导热翅片(224)定位成邻近于所述多个电池单元(204)的所述第二端(228)。
7.根据权利要求1所述的电池组件，其中，所述第一压缩板(216)和所述第二压缩板(218)中的每一个均包括耦接于所述至少一个分隔板(208)的第一表面板(238)、相对的第二表面板(240)、以及在所述第一表面板与所述第二表面板之间延伸的至少一个肋结构(244)，其中，所述第一表面板(238)和所述第二表面板(240)彼此隔开一距离，使得通过所述第一表面板(238)和所述第二表面板(240)以及所述至少一个肋结构(244)在所述第一压缩板(216)和所述第二压缩板(218)内限定至少一个对流腔室(242)。
8.根据权利要求1所述的电池组件，其中，所述第一压缩板(216)和所述第二压缩板(218)中的每一个均包括：
中心部分(246)，耦接于所述至少一个分隔板(208)；以及
至少一个外部部分(248)，从所述中心部分(246)的侧边缘(250)延伸且从所述至少一个分隔板(208)向外延伸，其中，所述至少一个外部部分(248)被构造成当通过所述至少一个张紧构件(212)以张紧的方式加载时朝向所述至少一个分隔板(208)弯曲，使得所述中心部分(246)压缩地保持抵靠所述至少一个分隔板(208)。
9.一种形成电池组件(200)的方法，所述方法包括：
将多个分隔板(208)耦接于底座(206)，其中，所述多个分隔板(208)彼此隔开，使得在相邻的分隔板(208)之间限定电池单元(204)槽(214)；
将第一压缩板(216)和第二压缩板(218)在所述电池组件(200)的相对端处耦接于所述多个分隔板中的至少一个分隔板(208)；
将至少一个张紧构件(212)耦接在所述第一压缩板(216)与所述第二压缩板(218)之间；以及
将电池单元(204)定位在每个电池单元(204)槽(214)内，从而限定多个电池单元(204)，其中，所述第一压缩板(216)和所述第二压缩板(218)被构造成将所述多个电池单元(204)压缩地保持在所述多个分隔板(208)之间，
其中，所述底座(206)以及所述第一压缩板(216)和所述第二压缩板(218)中的至少一者由热塑材料形成。
10.根据权利要求9所述的形成电池组件的方法，进一步包括由所述热塑材料形成所述底座(206)、所述多个分隔板(208)、以及所述第一压缩板(216)和所述第二压缩板(218)中的至少一者，使得所述多个电池单元(204)的质量大于所述电池组件(200)的质量的约80％。
11.根据权利要求9所述的形成电池组件的方法，其中，所述电池单元(204)包括由具有第一热膨胀系数的材料形成的外壳(234)，所述方法进一步包括：由具有第二热膨胀系数的所述热塑材料形成所述底座(206)以及所述第一压缩板(216)和所述第二压缩板(218)中的至少一者，使得所述第一热膨胀系数与所述第二热膨胀系数之间的差异在预定阈值内。
12.根据权利要求9所述的形成电池组件的方法，进一步包括由碳纤维增强聚合物材料形成所述底座(206)以及所述第一压缩板(216)和所述第二压缩板(218)中的至少一者，所述碳纤维增强聚合物材料包括具有分散在其中的碳纤维材料的聚醚酮酮材料。
13.根据权利要求9所述的形成电池组件的方法，进一步包括将导热翅片耦接于所述多个分隔板中的至少一个分隔板(208)，所述导热翅片至少部分地在相邻的分隔板(208)之间延伸并被构造成辐射由所述多个电池单元(204)产生的热。
14.根据权利要求9所述的形成电池组件的方法，其中，将第一压缩板(216)和第二压缩板(218)耦接于至少一个分隔板(208)包括：
将所述第一压缩板(216)的中心部分(246)和所述第二压缩板(218)的中心部分(246)耦接于所述至少一个分隔板(208)；
从所述中心部分的侧边缘(250)延伸出至少一个外部部分(248)，所述至少一个外部部分(248)从所述至少一个分隔板(208)向外延伸；以及
将所述至少一个张紧构件(212)耦接在所述第一压缩板(216)的所述至少一个外部部分(248)与所述第二压缩板(218)的所述至少一个外部部分(248)之间，其中，当通过所述至少一个张紧构件(212)以张紧的方式加载时，所述中心部分(246)压缩地保持抵靠所述至少一个分隔板(208)，使得所述至少一个外部部分(248)朝向所述至少一个分隔板(208)弯曲。
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