CN106941142B - 电池模块、制造电池模块的方法及使用电池模块的电动车 - Google Patents

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Abstract

一种电池模块，包括：单元组件，包括电池单元和穿插在电池单元内的可膨胀部件的层压结构，电池单元和可膨胀部件沿第一方向分层叠压。电池模块还包括包围单元组件且形成电池模块的外观的单元外壳。该单元外壳包括与单元组件沿第一方向的叠压层的第一端和第二端对应的第一侧和第二侧。单元外壳被配置为通过电池单元和可膨胀部件沿第一方向的厚度变化产生的压力，将单元组件的第一端和第二端分别固定到单元外壳的第一侧和第二侧的内表面。

Description

电池模块、制造电池模块的方法及使用电池模块的电动车
技术领域
本公开涉及一种电池模块，尤其涉及一种以新颖方式用在电动车中的电池模块的组装方法。
背景技术
一般来说，车辆是一种能够通过使用电机作为动力源而运行、能够运送人或货物、或者能够执行多种功能的机器。可以根据电机的类型对车辆进行分类。例如，车辆可以被分为使用汽油引擎作为电机的汽油车、使用柴油引擎作为电机的柴油车、使用液化石油气作为燃料的液化石油气(liquefied petroleum gas,LPG)车、使用燃气涡轮机作为电机的燃气涡轮车、或者使用电机且使用以电池进行充电的电力的电动车(electric vehicle,EV)。如果车辆使用诸如汽油、柴油或LPG的化石燃料，那么可能由于排放的气体而导致环境污染，并且石油资源可能会面临枯竭。
因此，正在考虑使用电力作为驱动电力的电动车。电动车采用驱动电机，该驱动电机通过从电池接收电力来获得驱动电力。与通过使用诸如汽油或柴油的化石燃料获得驱动电力的引擎相比，电动车不会引起碳氧化物的排放。因此，电动车作为环保车辆而备受关注。近来，由于高油价和对有关排气的加强监管，电动车得到迅速发展。
发明内容
本文描述了这样的系统和技术，其使得电池模块能够具有与可膨胀部件穿插的多个电池单元，所述可膨胀部件配置为对操作过程中出现的电池单元的厚度扩展(expansion)进行吸收和补偿。
在一个方案中，一种电池模块，包括：单元组件，包括多个电池单元和穿插在多个电池单元内的一个或多个可膨胀部件(expansible member)的层压结构(lamination)，多个电池单元和一个或多个可膨胀部件沿第一方向分层叠压。电池模块还包括单元外壳，包围单元组件且形成电池模块的外观，单元外壳包括与单元组件的叠压层(laminatedlayer)的第一端对应的第一侧，以及与单元组件沿第一方向的叠压层的第二端对应的第二侧。单元外壳被配置为通过多个电池单元和一个或多个可膨胀部件沿第一方向的厚度变化产生的压力，将单元组件的第一端和第二端分别固定到单元外壳的第一侧和第二侧的内表面。
在一些实施方式中，多个电池单元沿垂直于第一方向的第二方向纵向设置。单元外壳包括第一压板和第二压板，分别覆盖单元组件的第一端和第二端。单元外壳还包括第一侧板和第二侧板，分别覆盖单元组件的第一侧表面和第二侧表面，并且垂直于与第一方向和第二方向都垂直的第三方向设置，其中第一侧板和第二侧板通过第一压板和第二压板的边缘部分被锁定。单元外壳还包括前板和后板，分别覆盖单元组件的第一纵向端和第二纵向端，并且在垂直于第二方向的方向上设置，其中前板和后板通过第一压板和第二压板的边缘部分及通过第一侧板和第二侧板的边缘部分被锁定。
在一些实施方式中，电池模块还包括突出部，形成在单元外壳的第一压板和第二压板上并且沿第一方向突出；以及弯曲部分，形成在单元外壳的第一侧板和第二侧板及后板上，并且弯曲部分被配置为通过突出部被锁定，使得第一压板和第二压板耦接到第一侧板和第二侧板及后板。
在一些实施方式中，突出部沿第一压板和第二压板的边缘部分形成，以及弯曲部分沿第一侧板和第二侧板的边缘部分及后板的边缘部分形成。
在一些实施方式中，一个或多个导热垫(thermal pad)被设置在单元外壳的第一侧板或第二侧板的至少一个与单元组件与之间。
在一些实施方式中，一个或多个可膨胀部件以交替的方式与多个电池单元叠压，并且包括根据所施加的压力可收缩和可膨胀的泡沫部件。
在一些实施方式中，凹进部分形成在单元外壳的第一压板和第二压板的突出部中，并且朝向单元组件向内凹进，所述凹进部分配置为容置第一侧板和第二侧板的弯曲部分的端部。另外，在第一压板和第二压板上形成斜面，所述斜面形成从凹进部分向外延伸且远离单元组件的斜坡。
在一些实施方式中，接合部件被设置在所述弯曲部分与所述斜面之间，所述接合部件配置为将所述第一侧板和所述第二侧板固定到所述第一压板和所述第二压板。
在一些实施方式中，绝缘片被布置在单元组件与单元外壳之间，所述绝缘片配置为为单元组件提供与单元组件的外部的电气绝缘。
在一些实施方式中，单元组件中的多个电池单元和一个或多个可膨胀部件被设置为多个套管(cartridge)，每个套管具有第一电池单元、第二电池单元和布置在所述第一电池单元与所述第二电池单元之间的可膨胀部件。
在一些实施方式中，一个或多个可膨胀部件具有沿第一方向的可收缩厚度，以及多个电池单元具有沿第一方向的可扩展厚度，并且通过一个或多个可膨胀部件的可收缩厚度的相应减少对多个电池单元的可扩展厚度的增加进行补偿。
在一些实施方式中，一个或多个可膨胀部件的可收缩厚度的范围为标称厚度的20％到80％。
在另一个方案中，一种制造电池模块的方法，包括：(a)通过沿第一方向分层叠压多个电池单元和一个或多个可膨胀部件形成单元组件；(b)通过使用压板沿第一方向将向内的压力施加到单元组件；(c)在单元组件被挤压的状态下，将设置在电池单元的侧表面上的侧板耦接到压板；(d)消除施加到单元组件的压力；以及(e)通过多个电池单元和一个或多个可膨胀部件沿第一方向的厚度变化产生的向外压力，将多个电池单元固定到压板。
在一些实施方式中，多个电池单元和一个或多个可膨胀部件沿第一方向以交替的方式叠压。
在一些实施方式中，一个或多个可膨胀部件具有沿第一方向的可收缩厚度，多个电池单元具有沿第一方向的可扩展厚度，并且通过一个或多个可膨胀部件的可收缩厚度的相应减少对多个电池单元的可扩展厚度的增加进行补偿。一个或多个可膨胀部件的可收缩厚度的范围为标称厚度的20％到80％。
在一些实施方式中，所述方法还包括：用前板和后板分别覆盖所述单元组件的前表面和后表面。
在一些实施方式中，操作(c)还包括：在所述压板的边缘部分处形成突出部，所述突出部配置为远离所述单元组件突出；在所述侧板的边缘部分处形成弯曲部分；以及将所述侧板的弯曲部分锁定到所述压板的突出部。
在一些实施方式中，操作(c)还包括：在所述压板的突出部中形成凹进部分，所述凹进部分朝向所述单元组件向内凹进；在所述压板上形成斜面，所述斜面形成从所述凹进部分向外延伸且远离所述单元组件的斜坡；以及在所述弯曲部分与所述斜面之间形成接合部件，所述接合部件将所述侧板固定到所述压板。
在一些实施方式中，侧板是被配置为将从电池单元产生的热量排放到单元组件的外部的导热板。
在一些实施方式中，在操作(c)中将压板耦接到侧板包括：将所述侧板在啮合状态下滑动到所述压板的边缘部分。
在一些实施方式中，操作(c)还包括：将导热板插入到侧板中。
在另一个方案中，一种电动车，包括：电池模块，包括多个电池单元和穿插在多个电池单元之间的一个或多个可膨胀部件的层压结构，多个电池单元和一个或多个可膨胀部件沿第一方向分层叠压。电动车还包括压力检测单元，连接到电池模块，并且配置为测量电池模块内部的压力。电动车还包括控制器，配置为基于压力检测单元检测到的压力确定电池模块的状态；以及界面单元，配置为显示由控制器确定的电池模块的状态。控制器还被配置为检测通过压力检测单元检测到的电池模块内部的压力超过阈值；以及基于电池模块内部的压力超过阈值的检测，限制电池模块的操作、执行电池模块的诊断、以及在界面单元上显示诊断结果。
通过以下给出的具体描述，本公开的更多的应用范围将变得更加明显。然而，可以理解的是，当示出优选实施方式时，仅通过示意方式来给出具体描述和特定示例，并且各种更改和变型将是显而易见的。
附图说明
图1是示出根据一实施方式的电池模块的透视图的示例的示意图；
图2是示出根据一实施方式的电池模块的整体分解透视图的示例的示意图；
图3A到图3F是示出根据一实施方式的电池模块的组装顺序的示例的示意图；
图4是示出沿图3C中的线“AA”截取的剖视图的示例的示意图；
图5是示出图4中的部分“A”的放大视图的示例的示意图；
图6是示出根据另一个实施方式的电池模块的剖视图的示例的示意图；
图7是示出根据一实施方式的电池模块的组装顺序的示例的流程图；以及
图8是示出根据一实施方式的电动车的内部结构的示例的方框图。
具体实施方式
使用电池中的多个电池单元的电动车可能会受到各种挑战。例如，因为电池单元可能经受由操作过程中产生的热量导致的物理扩展，所以电池的性能可能会受到负面影响。
本文描述了这样的系统和技术，其使得尽管电池单元可能膨胀，但是电池模块及制造电池模块的方法仍然能够提供更稳定、更牢固和更高效的电池单元组件。特别地，本文所描述的电池模块包括单元组件，该单元组件具有电池单元和穿插在电池单元之间的可膨胀部件的层压结构。可膨胀部件被配置为收缩并由此对电池单元的潜在膨胀(swelling)进行补偿。另外，电池模块包括围绕单元组件的外壳，该外壳利用可膨胀部件和电池单元的任何潜在膨胀，以有利地提供更稳定和更易组装的外壳结构。
在一些实施方式中，电池模块可以设置有包围单元组件的外壳。该外壳被配置为通过利用由可膨胀部件产生的排斥力以更有效和方便的方式进行组装，该排斥力由在制造过程中电池单元最初被挤压时产生。此外，在电池模块的操作过程中，外壳被配置为利用电池单元的可能热膨胀，来保持外壳的更稳定耦接。
另外，在一些实施方式中，可以通过使用具有高维精度的挤塑板来更简单地组装电池模块。
此外，在一些实施方式中，可以更简单地组装电池模块，而不必使用诸如焊接之类的耦接方法。
现在将参照附图给出电池模块、制造该电池模块的方法及使用该电池模块的电动车的一些示例配置的详细描述。
图1示出电池模块100的示例的示意性分解透视图，以及图2示出电池模块100的整体分解透视图。
参见图1和图2，根据一些实施方式的电池模块100包括：单元组件110，具有一个或多个电池单元111并且具有设置在电池单元之间的一个或多个可膨胀部件113；以及单元外壳，配置为在其中容纳单元组件110。
在操作过程中，由于随着使用时间增加而发生膨胀，因此，单元组件110的电池单元111可能具有增加的厚度。可膨胀部件113被配置为对电池单元111的增加的厚度进行补偿。也就是说，由于在操作中使用电池模块100，因此，电池单元111开始膨胀。在一些实施方式中，为了防止这样的膨胀，可以通过使用一个或多个导热垫127等吸收热辐射。然而，这样的配置具有局限性，并且不能充分地缓解电池单元111的膨胀。
在电池单元111之间插入可膨胀部件113，以便吸收由电池单元111的膨胀力导致的增加的厚度。因此，可膨胀部件113可以提供电池单元111的增加的厚度的衰减，并且提供电池模块100的更稳定耦接。因此，可以充分地保持电池模块100的整体厚度而不会扩展。在一些实施方式中，电池单元111和可膨胀部件113可以沿层压结构方向(第一方向)被叠压为堆叠层。电池单元111和可膨胀部件113的结合厚度可以因此形成沿层压结构方向(第一方向)的堆叠的总厚度。
在操作过程中，多个电池单元111和可膨胀部件113可能在层压结构方向(第一方向)上经受厚度变化。可膨胀部件113的厚度变化可以抵消电池单元111的厚度变化，以便保持堆叠的总厚度。更具体地，在操作过程中，电池单元111可能在层压结构方向上经受增加的厚度，而可膨胀部件113可以被配置为在层压结构方向上经受减小的厚度。由于以补偿的方式执行电池单元111的厚度变化和可膨胀部件113的厚度变化，因此，可以持续保持电池模块100的整体厚度。
可膨胀部件113可以是能够在标称厚度的范围内可膨胀或可收缩的部件。例如，在一些实施方式中，可膨胀部件113能够在标称厚度的20％到80％的范围内可膨胀或可收缩。标称厚度可以是当可膨胀部件113不受电池单元的外部压力时，可膨胀部件113的厚度。可膨胀部件113的膨胀率指根据外部压力的变化而可变的厚度范围。如果施加到可膨胀部件113的压力增加，那么可膨胀部件113具有减小的厚度，以吸收由于膨胀导致的电池单元111的膨胀力。然而，如果过度压力被施加到可膨胀部件113，那么可膨胀部件113可能会失去其弹性(收缩性)并且变得不太有效。
图3A到图3F示出电池模块100的组装顺序的示例，以及图7是示出电池模块100的组装顺序的示例的流程图。
在下文中，将参照图3A到图3F和图7对制造电池模块的方法的示例进行说明。
如图3A所示，单元组件110形成为交替叠压在彼此上的多个电池单元111和一个或多个可膨胀部件113(对应于图7中的操作S110)。特别地，由第一方向上的层压结构形成单元组件110，其中电池单元111和可膨胀部件113沿该第一方向分层叠压。也就是说，参见图3A的示例，层压结构方向(第一方向)是垂直方向。另外，垂直于第一方向且沿电池单元111的纵向方向的方向被称为第二方向。一对压板121a和121b被布置在单元组件110的上方和下方，以从外部挤压单元组件110(图7中的操作S120)。
绝缘片131a和131b被设置在单元组件110的上端和下端上，以便使单元组件110与外部电气绝缘。如图3A所示，绝缘片131a和131b被设置在单元组件110的上端和下端上，并且这对压板121a和121b(即，第一压板和第二压板)被布置在最外侧上。
第一压板121a和第二压板121b与其它板一起粘在单元组件110上。例如，如图3B所示，第一压板121a和第二压板121b与一对侧板122a和122b及后板124一起被固定。在这种情况下，一对侧板122a和122b形成为垂直于第三方向，该第三方向垂直于第二方向。
图3C示出通过将第一压板121a和第二压板121b耦接到一对侧板122a和122b及后板124获得的单元组件110的固定状态。
图3D和图3E示出设置前板123与单元组件110之间的线部132和线部盖133的示例。线部132连接到电池单元111的电极，从而使多个电池单元111彼此并联或串联连接。线部132形成为电连接到电池单元111的电极，并且包括印刷电路板(PCB)。
图3F示出粘有前板123的电池模块100的组装示例。
图4示出沿图3C中的线“AA”截取的电池模块100的内部的剖视图，以及图5是图4中的部分“A”的放大视图。参见图4和图5，一对侧板122a和122b(即，第一侧板和第二侧板)耦接到第一压板121a和第二压板121b中的每一个的两端(图7中的操作S130)。
在一些实施方式中，如图1所示，初始压力被施加到单元组件110，对应于图1所示的向下箭头。初始压力造成第一压板121a和第二压板121b与第一侧板122a、第二侧板122b和后板124的耦接状态(图7中的操作S160)。初始压力造成可膨胀部件113收缩。
一旦初始压力被消除，如图4所示，已收缩的可膨胀部件113膨胀并产生由图4中的垂直箭头表示的挤压第一压板121a和第二压板121b的力。因此，电池单元111被粘附到第一压板121a和第二压板121b(图7中的操作S170)。
图5示出提供了易于将压板121a、121b与侧板122a、122b耦接的结构的示例。提供了类似的配置，其将压板121a、121b与后板124牢固地耦接。由被锁定到弯曲部分126的突出部125提供牢固耦接。特别地，在图5的示例中，突出部125形成在第一压板121a的边缘部分处并且在第一方向上(即沿层压结构中的分层方向(图5中的垂直方向))突出。在第二压板121b的边缘部分处设置类似的突出部。
弯曲部分126形成在第一侧板122a的边缘部分处。在第二侧板122b和后板124处设置类似的弯曲部分。因此，侧板122a、122b和后板124通过被突出部125锁定来包围单元组件110。因此，压板121a、121b可以被更稳定地耦接到第一侧板122a和第二侧板122b及后板124(图7中的操作S130)。
图5的配置提供了即使在电池单元111可能经受厚度扩展的电池模块100的操作过程中，周边板的稳定耦接。例如，在操作过程中，电池单元111可能在厚度上扩展并将向外的压力施加在压板121a和121b上(在图5中的垂直方向上)。尽管该向外的(垂直的)压力被施加在压板121a、121b上，但由于突出部125被弯曲部分126锁定，所以压板121a、121b可以依然稳定地耦接到侧板122a、122b和后板124，如图5所示。因此，因为突出部125在层压结构方向(图5中的垂直方向)上突出并且被插入到弯曲部分126中，因此，通过电池单元施加在压板121a、121b上的向外的压力将作用为使板121a、121b更牢固地耦接到侧板122a、122b和后壁124。
突出部125沿压板121a、121b的边缘部分形成，而弯曲部分126沿侧板122a、122b的边缘部分和后板124的边缘部分形成。另外，在一些实施方式中，一个或多个导热垫127可以设置在第一侧板122a或第二侧板122b的至少一个与单元组件110之间，从而将电池模块100内部产生的热量排放到外部。例如，侧板122a、122b可以是配置为将电池模块100的内部产生的热量排放到外部的导热板。另外，在一些实施方式中，一个或多个绝缘片131可以设置在侧板122a、122b中的至少一个与单元组件110之间。在某些情况下，除了绝缘片131之外或者作为绝缘片131的替代物，导热垫127本身也可以提供绝缘功能。
参见图5，在一些实施方式中，朝向单元组件110凹进的凹进部分128形成在压板121a、121b的突出部125中。另外，斜面129可以形成为从凹进部分128朝向单元组件110的外部倾斜。在弯曲部分126与斜面129之间设置接合部件129a，该接合部件129a被配置为将侧板122a和122b固定到压板121a和121b。接合部件129a可以部分或全部形成在压板与侧板之间(图7中的操作S140)。
接着，分别由前板123和后板124覆盖单元组件110的前表面和后表面(图7中的操作S150)。后板124可以同时耦接到压板121a、121b和侧板122a、122b。例如，可以通过激光焊接将前板123耦接到压板121a、121b。
在操作过程中，如果在完全组装状态下使用电池模块100，那么电池单元111的厚度可能会随着时间的流逝而逐渐增加。例如，电池单元111可能经受厚度扩展并且由此使可膨胀部件113收缩，这使得当挤压发生时，可膨胀部件113从初始状态(即，在挤压发生之前的状态)下1mm的初始厚度收缩到0.8mm的减小厚度。在这种情况下，可膨胀部件113具有减小了0.2mm的减小厚度。
因此，电池模块100包括：单元组件110，具有沿第一方向分层叠压的一个或多个电池单元111，并且具有设置在电池单元111之间的一个或多个可膨胀部件113；以及单元外壳，配置为在其中容纳单元组件110并且形成电池模块100的外观。单元外壳在第一方向上将单元组件110粘到单元外壳的内侧表面，同时通过可膨胀部件113的收缩力对由于膨胀导致的电池单元111的膨胀力进行相互补偿。
因此，可膨胀部件113可以对在操作中使用电池模块100时发生的电池单元111的膨胀(增加厚度)进行补偿。也就是说，在电池单元111的操作过程中，电池单元111可能由于膨胀而经受增加的温度和增加的厚度。然而，由于这种增加的厚度被可膨胀部件113吸收，因此，电池模块100可以保持相同的总厚度而不增加体积。在一些实施方式中，单元外壳可以是由铝材料形成的注塑板，尽管实施方式不限于此。
多个电池单元111沿垂直于第一方向的第二方向(例如，垂直于第一方向的方向)纵向形成。在一些实施方式中，单元外壳包括上述的多个板121a、121b、122a、122b、123和124。第一压板121a和第二压板121b覆盖单元组件110的上表面和下表面。第一侧板122a和第二侧板122b形成为垂直于与第一方向和第二方向垂直的第三方向、覆盖单元组件110的两个侧表面、且被第一压板121a和第二压板121b的边缘部分锁定。前板123和后板124被第一压板121a和第二压板121b以及第一侧板122a和第二侧板122b的边缘部分锁定，并形成在垂直于第二方向的方向上，且形成为覆盖单元组件110。
虽然上文已经描述了单元外壳的示例，但实施方式不限于此。在一些实施方式中，单元外壳可以形成在覆盖单元组件110的前表面和后表面、右表面和左表面、或上表面和下表面的多对板中。或者，单元外壳可以形成为仅覆盖单元组件110的一个表面。
可膨胀部件113可以与电池单元111以交替的方式分层叠压，并且可以被实施为能够根据所施加的压力收缩和膨胀的泡沫部件。例如，可膨胀部件113可以由氨基甲酸乙酯形成，尽管实施方式不限于此。
尽管在前面的描述中，多个可膨胀部件113和电池单元111以交替的方式叠压，但实施方式不限于这样的结构，并且任何适当数量的电池单元111可以叠压在多个连续的可膨胀部件113之间。例如，两个电池单元111可以叠压在彼此之上，并且一个可膨胀部件113可以叠压在两个电池单元111上。单元组件110的总厚度可以由可膨胀部件113的数量控制。单元组件110的总厚度也可以由每个可膨胀部件113的厚度控制。另外，在某些情况下，可以由可膨胀部件113控制当单元组件110和压板121a、121b彼此耦接时产生的空隙。
在一些实施方式中，如图4和图5所示，绝缘片131a、131b、131c和131d可以布置在板(即，压板121a、121b、侧板122a、122b以及前板123和后板124)与单元外壳之间。绝缘片131a、131b、131c、131d可以被配置为将单元组件110与外部电气绝缘。
图6示出根据另一个实施方式的电池模块内部的剖视图的示例。
参见图6的示例，单元组件110包括多个套管(cartridge)140，每个套管140具有第一电池单元111a和第二电池单元111b并且具有布置在第一电池单元111a与第二电池单元111b之间的可膨胀部件113。因此，在诸如图4所示的实施方式中，单元组件110可以由在彼此上的叠压组形成，每组由一个电池单元111和一个可膨胀部件113组成。或者，在诸如图6所示的实施方式中，单元组件110可以通过将一个或多个电池单元111a、111b和可膨胀部件113组成为单个套管140，然后并联设置套管140而形成。在后者情况下，单元组件110的板可以具有与前述实施方式相同或相似的结构，因此将省略其详细说明。
在下文中，将参照图7对制造电池模块100的方法的示例进行说明。
首先，通过在彼此之上叠压多个电池单元111和一个或多个可膨胀部件113形成单元组件110(S110)。然后，通过使用压板121a、121b在层压结构方向上挤压单元组件110(S120)。在单元组件110被挤压的状态下，将设置在电池单元111的侧表面上的侧板122a、122b耦接到压板121a、121b(S130)。在这种情况下，后板124可以被同时耦接到压板121a、121b和侧板122a、122b。
然后，消除施加到压板121a、121b的压力(S160)。如果初始压力被消除，那么由于可膨胀部件113的扩展导致的膨胀力，单元组件110经受增加的厚度，从而对压板121a、121b的内部进行挤压。因此，压板121a、121b被稳定地耦接到侧板122a、122b和后板124，并与侧板122a、122b和后板124进行组装。这样的配置提供了电池模块100的更稳定组装。
因此，单元组件110内的可膨胀部件113提供了保持在外壳的压板与侧板之间的耦接的恒定膨胀力。除了该作用之外，可膨胀部件113还用于对由电池模块的操作过程中的热量导致的电池单元111的可能扩展进行补偿。
因此，电池模块100不仅可以在组装过程期间，而且可以在组装之后的操作过程中保持稳定的耦接状态。也就是说，如果在电动车中使用电池模块100，那么在操作过程中，通过由电池单元111的膨胀导致的膨胀力，将电池单元111粘附到压板(S170)。因此，电池模块100被更稳定地组装。
在侧板122a、122b耦接到压板121a、121b之后，可以用前板123和后板124分别覆盖单元组件110的前表面和后表面(S150)。在一些实施方式中，在前板123与单元组件110之间设置线部132和线部盖133。线部132连接到电池单元111的电极，从而将多个电池单元111彼此并联或串联连接。
线部132形成为电连接到电池单元111的电极，并且包括印刷电路板(PCB)。
如上所述，为了将侧板122a、122b和后板124与压板121a、121b组装，突出部125形成在朝向单元组件110外部的压板121a、121b的边缘部分处。弯曲部分126也形成在侧板122a、122b和后板124的边缘部分处，以便以锁定的方式与突出部125啮合(S130)。侧板122a、122b在啮合状态下滑动到压板121a、121b的边缘部分，从而被容易地组装到压板121a、121b。在这种情况下，侧板122a、122b和后板124可以同时耦接到压板121a、121b。或者，侧板122a、122b可以首先耦接到压板121a、121b，然后后板124可以以滑动的方式耦接到压板121a、121b。
在一些实施方式中，为了压板121a、121b与侧板122a、122b之间的更加增强的耦接，朝向单元组件110凹进的凹进部分128形成在突出部125中。斜面129形成为从凹进部分128朝向单元组件110的外部倾斜。另外，在突出部125与斜面129之间设置被配置为将侧板122a、122b固定到压板121a、121b的接合部件129a(S140)。
在一些实施方式中，一旦初始压力被施加到压板121a、121b，则侧板122a、122b被耦接到压板121a、121b。然后，初始压力被消除以组装电池模块100。对于电池模块100的拆卸，以与上述过程相反的顺序执行。也就是说，如果重新挤压压板121a、121b，那么可膨胀部件113收缩，以释放压板121a、121b与侧板122a、122b和后板124的耦接状态。用这样的配置，电池模块100可以被容易地拆卸。
第一侧板122a或第二侧板122b中的一个可用于散热。为了均匀散热，在一些实施方式中，导热垫127可以被布置在第一侧板122a或第二侧板122b的一个中。
根据一些实施方式的电池模块100可用于电动车中。
图8是示意性示出电动车的内部结构的示例的方框图。
如图8所示，根据一些实施方式的电动车包括：电池模块100、电池管理系统(battery management system,BMS)210、车辆控制单元(vehicle control unit,VCU)220、界面单元230和压力检测单元240。
通过外部提供的电力给电池模块100充电，并在电池模块100中存储高压的电能，以将工作电力供应给电动车。电池模块100包括一个或多个电池单元111。
BMS 210检查电池模块100的剩余电量，从而确定是否给电池模块100充电。BMS210管理存储在电池模块100中的充电电流到电动车的每个组件的供应。BMS 210可以通过管理当前使用情况而允许电动车长时间运行，并且BMS 210包括关于所供应电流的保护电路。
通过当给电池充电并使用电池时防止电池过度充电或过度放电、均匀地保持电池模块100内部的电池单元111之间的电压差，从而BMS 210延长电池模块100的寿命。BMS 210连接到电池模块100的至少一个电池单元111，从而根据施加到每个电池单元111的负载来控制电压平衡。
界面单元230包括用于通过操作者的操作输入预定信号的输入单元，以及用于在电动车运行时输出信息的输出单元。界面单元230包括用于驾驶的一个或多个操作单元，诸如方向盘、加速器和制动器。输出单元可以包括用于显示信息的显示单元、用于输出音乐、效果声和报警声的扬声器、和/或各种类型的灯。输入单元可以包括多个开关、按钮等，以操作方向指示灯、尾灯、前照灯、雨刷等。
车辆控制单元(VCU)220通过BMS 210管理电池模块100，并产生用于执行对应于应用到界面单元230的输入的操作设置的预定命令。然后，VCU 220将预定命令应用到电池模块，并控制数据的输入/输出，以显示电动车的操作状态。
压力检测单元240作用为传感器，用于测量电池模块100内部的压力并防止电池模块100内部压力过度增加。
为了将电池模块100应用到电动车，电动车包括：电池模块100，具有多个电池单元111并且具有设置在多个电池单元111之间且与多个电池单元111一起叠压的可膨胀部件113；压力检测单元240，连接到电池模块100且配置为测量电池模块100内部的压力；VCU220，配置为基于压力检测单元240检测到的压力来确定电池模块100的状态；以及界面单元230，配置为显示由VCU 220确定的电池模块100的状态。
VCU 220确定是否连续使用电池模块100。如果由于电池单元111的过度膨胀而使得可膨胀部件113收缩超过可收缩范围，那么VCU 220停止使用电池模块100。
例如，当电池单元111的膨胀压力由于膨胀而高于预设压力时，VCU 220控制停止使用电池模块100。这可以有助于防止可膨胀部件113进一步收缩超过预设范围(诸如可膨胀部件113的可收缩范围或厚度可变范围)并防止可膨胀部件113失效。
在一些实施方式中，VCU 220还可以执行电池模块100的诊断，并在界面单元230上显示诊断结果。
由于在不背离其特性的情况下，可以以若干形式实施本特征，因此还应理解，除非另外说明，上述实施例不局限于前述描述的任何细节，而应在所附权利要求书所限定的范围内被广义地解释，因此，落入权利要求书的范围和界限或这种范围和界限的等效物内的所有更改和变型都因而涵盖在所附权利要求书之内。

Claims (22)

1.一种电池模块，包括：
单元组件，包括多个电池单元和穿插在所述多个电池单元内的一个或多个可膨胀部件的层压结构，所述多个电池单元和所述一个或多个可膨胀部件沿第一方向分层叠压；以及
单元外壳，包围所述单元组件且形成所述电池模块的外观，所述单元外壳包括：第一侧，与所述单元组件的叠压层的第一端对应；以及第二侧，与沿所述第一方向所述单元组件的叠压层的第二端对应，
其中所述单元外壳被配置为通过所述多个电池单元和所述一个或多个可膨胀部件沿第一方向的厚度变化产生的压力，将所述单元组件的第一端和第二端分别固定到所述单元外壳的第一侧和第二侧的内表面，
其中所述单元外壳包括：
第一压板和第二压板，分别覆盖所述单元组件的第一端和第二端；
第一侧板和第二侧板，分别覆盖所述单元组件的第一侧表面和第二侧表面，并且垂直于与所述第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向都垂直的第三方向设置，其中所述第一侧板和所述第二侧板被所述第一压板和所述第二压板的边缘部分锁定；以及
前板和后板，分别覆盖所述单元组件的第一纵向端和第二纵向端，并且在垂直于所述第二方向的方向上设置，其中所述前板和所述后板被所述第一压板和所述第二压板的边缘部分及所述第一侧板和所述第二侧板的边缘部分锁定。
2.根据权利要求1所述的电池模块，还包括：
突出部，形成在所述单元外壳的第一压板和第二压板上并且在所述第一方向上突出；以及
弯曲部分，形成在所述单元外壳的第一侧板和第二侧板及后板上，并且所述弯曲部分被配置为被所述突出部锁定，使得所述第一压板和所述第二压板耦接到所述第一侧板和所述第二侧板及所述后板。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中所述突出部沿所述第一压板和所述第二压板的边缘部分形成，以及所述弯曲部分沿所述第一侧板和所述第二侧板的边缘部分及所述后板的边缘部分形成。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其中一个或多个导热垫被设置在所述单元外壳的第一侧板或第二侧板中的至少一个与所述单元组件之间。
5.根据权利要求4所述的电池模块，其中所述一个或多个可膨胀部件以交替的方式与所述多个电池单元叠压，并且包括根据所施加的压力可收缩和可膨胀的泡沫部件。
6.根据权利要求2所述的电池模块，其中凹进部分形成在所述单元外壳的第一压板和第二压板的突出部中，并且朝向所述单元组件向内凹进，所述凹进部分配置为容置所述第一侧板和所述第二侧板的弯曲部分的端部，并且
其中在所述第一压板和所述第二压板上形成斜面，所述斜面形成从所述凹进部分向外延伸且远离所述单元组件的斜坡。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其中接合部件被设置在所述弯曲部分与所述斜面之间，所述接合部件配置为将所述第一侧板和所述第二侧板固定到所述第一压板和所述第二压板。
8.根据权利要求1所述的电池模块，其中绝缘片被布置在所述单元组件与所述单元外壳之间，所述绝缘片配置为为所述单元组件提供与所述单元组件的外部的电气绝缘。
9.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述单元组件中的所述多个电池单元和所述一个或多个可膨胀部件被设置为多个套管，每个套管具有第一电池单元、第二电池单元和布置在所述第一电池单元与所述第二电池单元之间的可膨胀部件。
10.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述一个或多个可膨胀部件沿所述第一方向具有可收缩厚度，以及所述多个电池单元沿所述第一方向具有可扩展厚度，并且
其中通过相应减小所述一个或多个可膨胀部件的可收缩厚度，对所述多个电池单元的可扩展厚度的增加进行补偿。
11.根据权利要求10所述的电池模块，其中所述一个或多个可膨胀部件的可收缩厚度的范围为标称厚度的20％到80％。
12.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述第一侧板和第二侧板是被配置为将从所述电池单元产生的热量排放到所述单元组件的外部的导热板。
13.根据权利要求4所述的电池模块，其中所述一个或多个导热垫提供绝缘功能。
14.一种制造电池模块的方法，包括：
(a)通过沿第一方向分层叠压多个电池单元和一个或多个可膨胀部件而形成单元组件；
(b)通过使用压板沿所述第一方向将向内的压力施加到所述单元组件；
(c)在所述单元组件被挤压的状态下，将设置在所述电池单元的侧表面上的侧板耦接到所述压板；
(d)消除施加到所述单元组件的压力；以及
(e)通过所述多个电池单元和所述一个或多个可膨胀部件沿所述第一方向的厚度变化产生的向外压力，将所述多个电池单元固定到所述压板，
其中所述操作(c)还包括：
在所述压板的边缘部分处形成突出部，所述突出部配置为远离所述单元组件突出；
在所述侧板的边缘部分处形成弯曲部分；以及
将所述侧板的弯曲部分锁定到所述压板的突出部。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述多个电池单元和所述一个或多个可膨胀部件沿所述第一方向以交替的方式叠压。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述一个或多个可膨胀部件沿所述第一方向具有可收缩厚度，所述多个电池单元沿所述第一方向具有可扩展厚度，并且通过相应减小所述一个或多个可膨胀部件的可收缩厚度，对所述多个电池单元的可扩展厚度的增加进行补偿，并且
其中所述一个或多个可膨胀部件的可收缩厚度的范围为标称厚度的20％到80％。
17.根据权利要求14所述的方法，还包括：用前板和后板分别覆盖所述单元组件的前表面和后表面。
18.根据权利要求14所述的方法，其中所述操作(c)还包括：
在所述压板的突出部中形成凹进部分，所述凹进部分朝向所述单元组件向内凹进；
在所述压板上形成斜面，所述斜面形成从所述凹进部分向外延伸且远离所述单元组件的斜坡；以及
在所述弯曲部分与所述斜面之间形成接合部件，所述接合部件将所述侧板固定到所述压板。
19.根据权利要求14所述的方法，其中所述侧板是被配置为将从所述电池单元产生的热量排放到所述单元组件的外部的导热板。
20.根据权利要求14所述的方法，其中在操作(c)中将所述压板耦接到所述侧板包括：将所述侧板在啮合状态下滑动到所述压板的边缘部分。
21.根据权利要求19所述的方法，其中操作(c)还包括：将所述导热板插入到所述侧板中。
22.一种电动车，包括：
电池模块，包括多个电池单元和穿插在所述多个电池单元之间的一个或多个可膨胀部件的层压结构，所述多个电池单元和所述一个或多个可膨胀部件沿第一方向分层叠压；
压力检测单元，连接到所述电池模块，并且配置为测量所述电池模块内部的压力；
控制器，配置为基于所述压力检测单元检测到的压力确定所述电池模块的状态；以及
界面单元，配置为显示由所述控制器确定的所述电池模块的状态，
其中所述控制器还被配置为：
检测通过所述压力检测单元检测到的所述电池模块内部的压力是否超过一阈值；以及
基于所述电池模块内部的压力超过所述阈值的检测，限制所述电池模块的操作、执行所述电池模块的诊断、以及在所述界面单元上显示诊断结果。
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