CN107112453B - 汇流条组件载体 - Google Patents

汇流条组件载体 Download PDF

Info

Publication number
CN107112453B
CN107112453B CN201580052862.1A CN201580052862A CN107112453B CN 107112453 B CN107112453 B CN 107112453B CN 201580052862 A CN201580052862 A CN 201580052862A CN 107112453 B CN107112453 B CN 107112453B
Authority
CN
China
Prior art keywords
carrier
housing
battery module
electrochemical cells
bus bar
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.)
Active
Application number
CN201580052862.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107112453A (zh
Inventor
理査德·M·德克斯特
罗伯特·J·麦克
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.)
Johnson Controls Technology Co
Original Assignee
Johnson Controls Technology Co
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 Technology Co filed Critical Johnson Controls Technology Co
Publication of CN107112453A publication Critical patent/CN107112453A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107112453B publication Critical patent/CN107112453B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H01M50/264—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks for cells or batteries, e.g. straps, tie rods or peripheral frames
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/507—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising an arrangement of two or more busbars within a container structure, e.g. busbar modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/514—Methods for interconnecting adjacent batteries or cells
    • H01M50/516—Methods for interconnecting adjacent batteries or cells by welding, soldering or brazing
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

一种电池模块包括：外壳，具有开口；以及多个电化学电池单体，设置在外壳中。多个电化学电池单体具有电极端子。电池模块还包括由外边界限定并联接到多个电化学电池单体的载体。载体的外边界和外壳呈嵌套布置。电池模块还包括设置在载体上的汇流条组件，所述汇流条组件包括汇流条，所述汇流条将所述多个电化学电池单体中的一个电化学电池单体的电极端子电联接到所述多个电化学电池单体中的另一个电化学电池单体的相应电极端子。

Description

汇流条组件载体
背景技术
本公开总体上涉及电池及电池模块的领域。更具体地，本公开涉及锂离子(Li离子)电池模块的水管理特征。
本部分旨在向阅读者介绍本领域的各个方面，这些方面可能关联于下文描述和/或主张的本公开的各个方面。这种描述相信有助于向阅读者提供背景信息以便于更好地理解本公开的各个方面。因此，应当理解，这些陈述应以此为鉴来解读，并且不视为对现有技术的承认。
使用一个或多个电池系统以用于对车辆提供全部或一部分的动力的车辆可称为xEV，其中术语“xEV”在本文中定义为包括所有下述车辆或其任何变型或组合：这些车辆将电力用于其全部或一部分的车辆动力。例如，xEV包括将电力用于全部动力的电动车辆(EV)。如本领域的技术人员将理解，也视为xEV的混合动力电动车辆(HEV)将内燃机推进系统和电池供电的电动推进系统(诸如48伏特(V)或130V系统)相组合。术语HEV可包括混合动力电动车辆的任何变型。例如，全混合动力系统(FHEV)可利用一个或多个电动机、仅利用内燃机或利用前述两者将动力和其它电力提供至车辆。相比之下，轻度混合动力系统(MHEV)在车辆怠速运转时停用内燃机，并利用电池系统来对空气调节单元、收音机或其它电子装置继续供电以及在需要推进时重新起动发动机。轻度混合动力系统还可施加一定程度的动力辅助，例如在加速期间，以对内燃机进行补充。轻度混合动力通常为96V至130V，并且通过与皮带或曲轴集成的起动器发电机回收制动能量。另外，微混合动力电动车辆(mHEV)也使用类似于轻度混合动力的“启-停”系统，但是mHEV的微混合动力系统可向内燃机提供动力辅助或者不那样，并且以低于60V的电压操作。出于当前讨论的目的，应当注意，mHEV通常技术上不将直接提供至曲轴或传动装置的电力用于车辆的动力的任何部分，但是mHEV仍可视为xEV，因为其在车辆怠速运转(其中内燃机停用)时使用电力来对车辆的动力需求进行补充并且通过集成式起动器发电机回收制动能量。此外，插电式电动车辆(PEV)为可从外部电源(诸如壁式插座)进行充电的任何车辆，并且存储于可充电电池组中的能量驱动或有助于驱动车轮。PEV为一种亚范畴的EV，其包括纯电动或电池电动车辆(BEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)以及混合动力电动车辆和传统内燃机车辆的电动车辆变型。
上文所描述的xEV相比于较传统的燃气动力车辆可提供多个优点，其中较传统的燃气动力车辆仅使用内燃机和传统电气系统，而传统电气系统通常为由铅酸电池供电的12V系统。例如，相比于传统内燃机车辆，xEV可产生较少的不期望的排放产物并且可表现出较高的燃料效率，并且在一些情况下，此类xEV可完全省去汽油的使用，如同某些类型的EV或PEV那样。
随着技术持续发展，存在对此类车辆提供改进的电源(特别是电池模块)的需求。例如，传统的电池模块通常包括使电池模块内的一个电化学电池单体与另一个电化学电池单体电联接的汇流条。汇流条可以螺栓连接到电化学电池单体端子上，或者可以定位在被焊接或螺栓连接到电池模块上的电子器件载体(E-carrier)上。因此，可能难以移除汇流条和/或电子器件载体以便访问电化学电池单体(例如，在需要更换一个或多个电化学电池单体的情况下)。此外，因为电化学电池单体的大小和形状可能不同，所以可能难以将汇流条和/或电子器件载体定位在电化学电池单体端子上，从而影响电化学电池单体的电联接。
发明内容
下文阐述本文所公开的某些实施例的概述。应当理解，提出这些方面仅用于向阅读者提供这些特定实施例的简要概述并且这些方面不旨在限制本公开的范围。实际上，本公开可涵盖下文可能未阐述的各个方面。
根据第一实施例，一种电池模块包括：外壳，具有开口；以及多个电化学电池单体，设置在所述外壳中。所述多个电化学电池单体具有电极端子。所述电池模块还包括由外边界限定并联接到所述多个电化学电池单体的载体。所述载体的外边界和所述外壳呈嵌套布置。所述电池模块还包括设置在所述载体上的汇流条组件，所述汇流条组件包括将所述多个电化学电池单体中的一个电化学电池单体的电极端子电联接到所述多个电化学电池单体中的另一个电化学电池单体的相应电极端子的汇流条。
根据第二实施例，一种电池模块包括：外壳，具有开口；载体，嵌套在所述外壳内并且包括：外周，对应于所述开口的尺寸；多个端子开口，对应于与设置在所述外壳内的多个电化学电池单体相关联的电极端子的位置；以及弹性件，设置在所述载体的内表面上。所述弹性件可以抵靠住电极端子之间的电化学电池单体表面。
根据第三实施例，一种电池模块包括：外壳，具有开口；以及载体，设置在所述开口中。所述载体包括：紧固件，处于所述载体的外周上，被构造成将所述载体固定到所述外壳；一个或多个通孔，对应于与设置在所述外壳内的电化学电池单体相关联的电化学电池单体端子的预期位置；以及弹性件，设置在所述载体的内表面上。所述弹性件可以抵靠住所述电化学电池端子之间的电化学电池单体表面。
附图说明
在阅读以下具体实施方式并参照附图之后可以更好地理解本发明的多个方面，其中：
图1是车辆的实施例的立体图，所述车辆具有提供车辆的全部或一部分的动力的电池系统；
图2示出以混合动力电动车辆的形式提供的图1的车辆的实施例的剖视示意图；
图3是可与图1和图2的车辆一起使用的12伏特(V)锂离子电池模块的部件的实施例的立体图，所述电池模块具有构造成卡扣配合在所述电池模块中的电子器件载体；
图4是图3的电池模块的部分分解立体图；
图5是图3的电子器件载体的外表面的实施例的立体图，所述电子器件载体具有使电子器件载体能够卡扣配合到图3的电池模块的外壳中的紧固件；
图6是在电子器件载体与图3的电池模块的外壳联接期间图3的电子器件载体上的紧固件的位置的实施例的示意图；
图7是图3的电子器件载体的实施例的立体图，所述电子器件载体具有使电子器件载体能够卡扣配合到图3的电池模块的外壳中的凹处；
图8是图3的电池模块的实施例的立体图，所述电池模块在外壳的内表面上具有紧固件，所述紧固件使图3的电子器件载体能够卡扣配合到所述电池模块的外壳中；
图9是图3的电子器件载体的内表面的立体图，所述内表面具有弹性件，所述弹性件接触图3的电池模块的电化学电池单体的相应表面；
图10是用于组装图3的电池模块的方法的实施例的流程图；
图11是图3的电池模块的实施例的立体图，所述电池模块包括形成可与图1和图2的车辆一起使用的第二12V锂离子电池模块的一部分的部件；以及
图12是图3的电池模块的实施例的立体图，所述电池模块包括形成可与图1和图2的车辆一起使用的48V锂离子电池系统的一部分的部件。
具体实施方式
下文将描述一个或多个具体实施例。为提供这些实施例的简洁描述，本说明书未描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何此类实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出许多专门针对实施方式的决策以达到开发者的特定目标，诸如符合系统相关和业务相关约束条件，这些约束条件可根据实施方式变化。此外，应当理解，此类开发工作可为复杂的并且耗时的，然而对于受益于本公开的普通技术人员而言将为设计、制作和制造的例行任务。
本文所描述的电池系统可用于向各种类型的电动车辆(xEV)和其它高电压能量存储/消耗应用(例如，电网电力存储系统)提供电力。此类电池系统可包括一个或多个电池模块，每个电池模块具有外壳和多个电池单体(例如，锂离子(Li离子)电化学电池单体)，所述多个电池单体布置在外壳内以提供可用于对例如xEV的一个或多个部件供电的特定电压和/或电流。作为另一个实例，根据本发明实施例的电池模块可与固定式电力系统(例如，非机动车系统)合并或将电力提供至所述固定式电力系统。
本发明实施例总体涉及电池模块的装置，所述装置被构造成使设置在电池模块中的多个电化学电池单体的端子与电池模块的各种其它电气特征集成。在本文中称为“电子器件载体”的装置可以被认为是集成的汇流条和电压感测子组件。通常，电池模块中的电化学电池单体的大小和形状可稍微不同。因此，可能难以将电化学电池单体与电池模块的其它电气特征连接并且使一个电化学电池单体与另一个电化学电池单体电联接。电子器件载体可以将电化学电池单体以预定的布置放置，从而允许电化学电池单体连接到电池模块的其它电气特征(例如，汇流条组件)并且彼此连接。另外，电子器件载体可以包括通过实现电池模块外壳、电化学电池单体和电子器件载体的嵌套布置而便于电池模块的组装的特征。可希望形成这样的嵌套布置，其中电子器件载体例如使用各种连接特征和方法而被保持在外壳中。本文所述的技术可以减少或省去将汇流条组件螺接、焊接到电池模块外壳，这可以便于制造并降低成本。
根据本公开的实施例，用于产生嵌套布置的各种连接特征和方法可以包括卡扣配合、搭扣配合、摩擦或过盈配合、压配合、定位在电子器件载体和外壳之间的O形环等。以这种方式，电子器件载体可以可移除地联接到电池模块外壳。因此，如果需要访问一个或多个电化学电池单体，则可以容易地从电池模块外壳移除电子器件载体以访问电池模块中的电化学电池单体。此外，尽管根据本公开可以以任何组合使用这些联接方法(卡扣配合、搭扣配合、摩擦或过盈配合、压配合、定位在电子器件载体和外壳之间的O形环等)，但在背景中将嵌套布置描述为使用与电池模块外壳的卡扣配合联接形成以便于讨论。
同样，在某些构造中，电子器件载体可以机械地联接到外壳，而不使用螺栓、粘合剂等。换句话说，电子器件载体可以被认为是不借助工具地(例如，可在不使用工具的情况下进行移除的)并且可移除地联接到外壳以形成电池模块外壳、电池单体和电子器件载体的嵌套布置。如本文所讨论，电池模块是利用锂离子电化学电池单体的锂离子电池模块，但是本公开旨在涵盖任何类型的电化学电池单体。可以使用任何数量的电化学电池单体，但是本发明方法在本文中以具有不同容量的两个不同12V电池模块和一个48V电池模块的背景描述的。电化学电池单体就类型(例如，大小和化学成分)而言基本上相同，并且可以具有标准化的尺寸，并且可以具有特定的制造容差以考虑到制造偏差。因此，如可以理解的，电池模块之间的差异是所使用的电化学电池单体的数量，以及电化学电池单体电连接的方式。
本文所述的电化学电池单体可以是棱柱形电池单体，其中如本文所定义的棱柱形电池单体包括形状大体为矩形的棱柱形外壳。与袋状电池单体相反，棱柱形外壳由相对不可挠曲的硬质(例如，金属)材料形成。然而，应当注意，除了棱柱形电池单体之外或者代替棱柱形电池单体，下文描述的某些实施例可以纳入袋状电池单体。根据本发明实施例，每个棱柱形电池单体可以包括顶部壳体部分，其中电极端子(例如，正极和负极电池单体端子)位于所述顶部壳体部分。一个或多个电池单体通风孔也可以位于顶部壳体部分上。棱柱形电池单体壳体还包括位置与顶部壳体部分相对的底部壳体部分。可以是直的或圆形的第一侧和第二侧在对应于电极端子的相应位置在底部和顶部壳体部分之间延伸。可以是平坦的或圆形的第一面和第二面在每个电池单体的相对两端处联接第一侧和第二侧。
考虑到前述内容，涉及卡扣式电子器件载体的本发明实施例可应用于任何电池或电池系统，特别是用于xEV(例如，mHEV)中的电池系统。例如，图1为车辆10的实施例的立体图，所述车辆可利用再生制动系统。虽然下述讨论是关于具有再生制动系统的车辆给出的，但是本文所描述的技术可适于以电池捕获/存储电能的其它车辆，所述其它车辆可包括电动车辆和燃气动力车辆。
如上文所讨论，将期望的是，电池系统12与传统车辆设计很大程度上兼容。因此，电池系统12可放置于车辆10中原本容纳传统电池系统的位置。例如，如图示，车辆10可包括电池系统12，该电池系统12的位置类似于典型内燃机车辆的铅酸电池所在的位置(例如，在车辆10的发动机盖之下)。此外，如下文将更详细地描述，电池系统12可定位成便于管理电池系统12的温度。例如，在一些实施例中，将电池系统12定位于车辆10的发动机盖之下可使空气管道能够在电池系统12之上引导气流并且冷却电池系统12。
图2中描述电池系统12的更详细视图。如图所描绘，电池系统12包括储能器部件14，其中储能器部件14联接至点火系统16、交流发电机18、车辆控制台20，并且视情况联接至电动机22。一般来讲，储能器部件14可捕获/存储车辆10中所生成的电能，并且输出电能以对车辆10中的电气装置供电。
换句话讲，电池系统12可将电力供应至车辆电气系统的部件，这些部件可包括散热器冷却风扇、气候控制系统、电力转向系统、主动悬架系统、自动泊车系统、电动油泵、电动超级/涡轮增压器、电动水泵、加热挡风玻璃/除霜器、车窗升降电机、梳妆灯、胎压监测系统、天窗电机控制器、电动座椅、警报系统、信息娱乐系统、导航特征、车道偏离报警系统、电动驻车制动器、外部灯，或其任何组合。示例性地，在所描绘的实施例中，储能器部件14将电力供应至车辆控制台20和点火系统16，其中点火系统16可用于起动(例如，曲柄起动)内燃机24。
另外，储能器部件14可捕获由交流发电机18和/或电动机22所生成的电能。在一些实施例中，当内燃机24运行时，交流发电机18可生成电能。更具体地，交流发电机18可将内燃机24的旋转所产生的机械能转换成电能。作为附加或替代，当车辆10包括电动机22时，电动机22可通过将车辆10的移动(例如，车轮的旋转)所产生的机械能转换成电能而生成电能。因此，在一些实施例中，储能器部件14可捕获由交流发电机18和/或电动机22在再生制动期间所生成的电能。因此，交流发电机和/或电动机22在本文中一般称为再生制动系统。
为便于捕获和供应电能，储能器部件14可经由总线26电联接至车辆的电力系统。例如，总线26可使储能器部件14能够接收由交流发电机18和/或电动机22所生成的电能。另外，总线26可使储能器部件14能够将电能输出至点火系统16和/或车辆控制台20。因此，当使用12伏特电池系统12时，总线26可承载通常在8伏特至18伏特之间的电力。
另外，如图所描绘，储能器部件14可包括多个电池模块。例如，在所描绘的实施例中，储能器部件14包括锂离子(例如，第一)电池模块28和铅酸(例如，第二)电池模块30，它们各自包括一个或多个电池单体。在其它实施例中，储能器部件14可包括任何数量的电池模块。另外，虽然锂离子电池模块28和铅酸电池模块30被描绘为彼此邻近，但是它们可定位于车辆周围的不同区域中。例如，铅酸电池模块可位于车辆10的内部中或其附近，而锂离子电池模块28可位于车辆10的发动机盖之下。
在一些实施例中，储能器部件14可包括多个电池模块以利用多种不同电池化学成分。例如，当使用锂离子电池模块28时，电池系统12的性能可改善，因为与铅酸电池化学成分相比，锂离子电池化学成分一般具有较高的库仑效率和/或较高的充电接受速率(例如，较高的最大充电电流或充电电压)。因此，电池系统12的捕获、存储和/或配电效率可改善。
为便于控制电能的捕获和存储，电池系统12可额外包括控制模块32。更具体地，控制模块32可控制电池系统12中的部件的操作，诸如储能器部件14、交流发电机18和/或电动机22内的继电器(例如，开关)。例如，控制模块32可调节由每个电池模块28或30所捕获/供应的电能的量(例如，以对电池系统12降低额定值和重新设定额定值)，执行电池模块28或30之间的负载平衡，确定每个电池模块28或30的充电状态，确定每个电池模块28或30的温度，控制由交流发电机18和/或电动机22所输出的电压，等等。
因此，控制单元32可包括一个或多个处理器34和一个或多个存储器36。更具体地，一个或多个处理器34可包括一个或多个专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一个或多个通用处理器，或其任何组合。另外，一个或多个存储器36可包括易失性存储器(诸如随机存取存储器(RAM))和/或非易失性存储器(诸如只读存储器(ROM)、光驱、硬盘驱动器或固态驱动器)。在一些实施例中，控制单元32可以包括多个部分的车辆控制单元(VCU)和/或单独的电池单体控制模块。此外，如图所描绘，锂离子电池模块28和铅酸电池模块30跨越它们的端子并联连接。换句话说，锂离子电池模块28和铅酸电池模块30可以经由总线26并联联接到车辆的电气系统。
每个锂离子电池模块28负责封装(例如，容纳)或包含多个电化学电池单体。电池模块28的电压和/或容量通常由封装在电池模块28中的多个电化学电池单体的数量确定。例如，具有第一相对低的容量(例如10Ah)的12V电池模块可以包括串联连接的6个电化学电池单体，具有第二相对高的容量(例如20Ah)的12V电池模块包括例如以并联连接对的串联布置连接的12个电化学电池单体，并且48V电池模块包括例如串联连接的20个电化学电池单体。图3是电池模块28的实施例的横截面图。图3所示的电池模块28包括外壳42，其中外壳42可以是金属的(例如，由钢、铝或另一种合适的金属制成)或可以是聚合物的(例如，聚丙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚苯乙烯(PS)、聚酰亚胺(PI)或另一种合适的聚合物或塑料或其组合)。
外壳42容纳电池模块28的一个或多个电化学电池单体44(例如，锂离子电池单体、镍金属氢化物电池单体、锂聚合物电池单体或任何其它合适的电化学电池单体)。电化学电池单体44通过外壳开口46设置在外壳42中。外壳盖48密封在外壳开口46上方以完全封闭电化学电池单体44，从而形成电池模块28。外壳盖48可以类似于外壳42地由金属或聚合物材料(例如，聚丙烯)制成。
如上文所讨论，取决于电压和/或容量要求以及每个电池单体的个别电压和联接，电池模块28可以包括任何数量的电化学电池单体44，例如在一个到四十个之间。例如，电池模块28可以包括六个、十二个、二十个或更多个电化学电池单体44。电化学电池单体44可以作为电池单体堆叠体50插入外壳42中(也参见图4)。在其它实施例中，每个电化学电池单体44可以单独地编入到外壳42中的托盘、电池单体插槽或类似结构中。此外，外壳42可以包括附加结构，例如间隔物，以将电化学电池单体44或电池单体堆叠体50与其它电化学电池单体44或电池单体堆叠体50隔开。
例如，取决于电池模块28的期望的总体外壳尺寸(例如，长度和宽度)，电化学电池单体44可以布置在不同的列52中。作为一般实例，每列52可以具有电池模块28中的电化学电池单体44的总数的一半。在所示实施例中，对于总共十二个电化学电池单体44来说，电池模块28在每列52中包括三个电化学电池单体44。在其它实施例中，例如图11和图12中所示的那些实施例，对于电池模块28中的总共十二个电化学电池单体44(用于12V高容量电池系统)和二十个电化学电池单体44(用于48V电池系统)来说，每列52可以包括六个或十个电化学电池单体44。卡扣式电子器件载体54可用于将电化学电池单体44保持在外壳42内的适当位置。卡扣式电子器件载体54可以包括与电池模块28中的设定数量的列52介接的特征，如下文参照图9详细讨论的。电化学电池单体44的列布置可以实现外壳42的标准化尺寸(例如，长度和宽度)。也就是说，因为外壳42的长度和宽度对于12V低容量电池模块、12V高容量电池模块和48V电池模块可以是相同的。
此外，具有标准化宽度的电池外壳(例如外壳42)可以允许在电池模块28的相同或不同侧上使用多个卡扣式电子器件载体54。卡扣式电子器件载体54的数量可以取决于每列52中的电化学电池单体44的总数。例如，在某些实施例中，在每列52中具有六个电化学电池单体44的电池模块28可以使用一个卡扣式电子器件载体54，并且每列52中具有十二个电化学电池单体44的电池模块28可以使用两个卡扣式电子器件载体54。应当注意，可以使用任何数量和/或布置的电化学电池单体44和卡扣式电子器件载体54，这取决于电池模块28的构造以及期望功率和/或电池模块28将占据的可用空间。
作为一组的电化学电池单体44可以通过将电池模块28连接到电负载(例如，电路)的一对端子56和58向电动车辆(例如，xEV 10或HEV)提供电力。例如，在所示实施例中，电化学电池单体44各自具有封闭在相应电化学电池单体的壳体(例如，包装材料)内的正电极(例如，阴极)和负电极(例如，阳极)。正电极和负电极各自具有延伸穿过电池单体表面62的电极端子60。电极可以由导电性集电器材料制成，例如铝、不锈钢、镍、铜或锡，这取决于所需的物理性质(例如屈服强度、电阻率、化学兼容性等)和电极上的活性材料。在一些实施例中，电极是敷料电极，其中电极活性材料涂布到导电性集电器材料上。例如，正电极可以涂布有阴极活性材料，例如但不限于锂金属氧化物(LMO)，例如锂镍钴锰氧化物(NMC)(例如LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)、锂镍钴铝氧化物(NCA)(例如LiNi0.8Co0.15Al0.05O2)、锂钴氧化物(LCO)(例如LiCoO2)和锂金属氧化物尖晶石(LMO-尖晶石)(例如LiMn2O4)及其组合。类似地，负电极可以涂布有阳极活性材料，例如但不限于石墨、锂钛氧化物(LTO)及其衍生物，或任何其它合适的阳极活性材料。
电池模块28中的每个电化学电池单体44使用以汇流条或类似导电元件的形式提供的连接器电连接到至少一个其它电化学电池单体44，以形成导电路径。例如，如图3所示，电池模块28包括联接到卡扣式电子器件载体54(例如，衬底)的汇流条组件64。汇流条组件64为电化学电池单体44提供导电路径。因此，汇流条组件64包括汇流条68，其中汇流条68将一个电化学电池单体44的正电极的电极端子60与第二电化学电池单体44的负电极的电极端子60电联接。以这种方式，多个电化学电池单体44可以串联或并联连接以向车辆(例如，xEV或HEV)或其它负载提供期望的电力输出。汇流条组件64还可以包括用于监测和/或评估电池模块28的状况的多个传感器(例如，电压传感器、电流传感器、温度传感器)。
除了汇流条68之外，汇流条组件64分别包括汇流条正触头70和负触头74。触头70和74使汇流条68能够分别连接到电池模块28的相应的负端子56和正端子58。如图3和图4所示，汇流条68以及正触头70和负触头74通过柔性电路78(例如，汇流条互连件)电气互连，以获得电池模块28的期望电压和容量额定值。也就是说，柔性电路78包括确定电池单体是否串联和/或并联电连接的特征。柔性电路78通常包括柔性的介电材料，其中柔性的介电材料包括将电化学电池单体44的端子60与正触头70和负触头74电气互连的相对薄的铜迹线(例如，电路迹线)。可用于柔性电路78的柔性介电材料的非限制性实例包括聚合物，例如聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺等。
通常，汇流条68和触头70和74包括例如但不限于铝、铜、镀锡铜等材料或任何其它合适的导电材料。例如，在电化学电池单体44利用铝端子(例如，端子60)的实施例中，如在NMC/LTO锂离子电池单体的情况下，汇流条68也可以是铝。实际上，目前认识到，当阳极活性材料是LTO而不是例如石墨时，导电性集电器(例如，集流器)、电极端子60和汇流条68可以都是铝。以这种方式，可以减轻从铜和铝界面产生的原电池效应。在铜用于汇流条68中的实施例中，汇流条组件64的铝部分可以在柔性电路78的电路迹线中或在汇流条68远离电化学电池单体端子(例如，端子60)的部分、在汇流条正触头70和负触头74处、或类似位置处、或其任何组合处转变为铜。也就是说，汇流条组件64在一些区域中可以是双金属的。应当注意，其它构造落在本公开的范围内。
如上文所讨论，汇流条组件64联接到卡扣式电子器件载体54。卡扣式电子器件载体54便于将汇流条68联接到电池模块28的外壳42，并且还便于将汇流条组件64与电化学电池单体44联接。因此，卡扣式电子器件载体54包括在不使用螺栓、粘合剂等的情况下将汇流条组件64可移除地附接到外壳42的某些特征。应当注意，本文所述的电池模块通常可以包括与卡扣式电子器件载体54和外壳42相关的相同设计特征，其中卡扣式电子器件载体54卡扣配合到外壳42中，并且外壳盖48设置在卡扣式电子器件载体54上方以将电化学电池单体44和汇流条组件64完全封闭在外壳42内。因此，将总体参照图3的具有10Ah容量的12V电池模块来描述卡扣式电子器件载体54。
如图3所示，外壳42包括电子器件载体接触表面84，其中电子器件载体接触表面84在外壳42靠近(例如，围绕)端子60的区域中定位在外壳42内侧。类似地，卡扣式电子器件载体54包括外壳接触表面86(例如，外周面)，其中外壳接触表面86被设定大小成配合在外壳开口46内。在某些实施例中，外壳接触表面86可被设定大小成与抵接电子器件载体接触表面84的外壳开口46具有紧公差。紧公差可以使卡扣式电子器件载体54经由过盈(摩擦、压入)配合而配合到外壳42中。然而，如下文参考图5进一步详细描述的，作为附加或替代，卡扣式电子器件载体54可以包括紧固构件(例如，凸片、悬臂)，其中紧固构件将卡扣式电子器件载体54保持在外壳42内或抵靠外壳42，例如保持在外壳42的相应凹处88或缝隙中。
图4是表示电池模块28的各种电气部件与卡扣式电子器件载体54介接的方式的示意图。虽然本文描述的不同电池模块(例如，电池模块28)在电化学电池单体的数量方面不同，但是根据某些实施例，多个特征对于所有电池模块来说是相同的。例如，汇流条68、电化学电池单体44、外壳42和外壳盖48各自与卡扣式电子器件载体54介接的方式在不同的电池模块之间通常是相同的。
虽然在所示实施例中，卡扣式电子器件载体54被描绘为与汇流条组件64分开，但应当理解，在某些实施例中，汇流条组件64或其一些部分(例如，汇流条68和汇流条互连件)可以通过包覆成型或永久性的某种其它集成方法与卡扣式电子器件载体54一体化。也就是说，在这种一体化实施例中，汇流条组件64或其一些部分在不破坏卡扣式电子器件载体54的情况下不能从卡扣式电子器件载体54移除。电子器件载体54可以模制在汇流条组件64之上，使得汇流条互连件(例如，柔性电路78)和汇流条68定位在卡扣式电子器件载体54内，并且在可能需要电连接的区域中从卡扣式电子器件载体54突出。例如，包覆成型的汇流条68可以在端子开口90中突出到卡扣式电子器件载体54外，以实现与电化学电池单体44的电连接。
为了更好地示出卡扣式电子器件载体54的某些特征，图5示出卡扣式电子器件载体54的实施例的面向外的一侧(例如，远离电化学电池单体表面62的一侧)的放大立体图。如图5所示，卡扣式电子器件载体54还包括被构造成接纳汇流条68的汇流条凹处92。汇流条凹处92可以相对于彼此成角度以适应不同的汇流条构造。实际上，可以存在不同的取向、形状等，以适应不同类型的连接。例如，汇流条凹处92也可以大体上对应于卡扣式电子器件载体54上的接纳电极端子60的端子开口90的位置。这种特定的空间关系便于汇流条68经由电极端子60到电化学电池单体44的电连接，同时还允许在针对电化学电池单体44建立的标准化尺寸内的某些程度的变化。或者，在某些实施例中，汇流条68可连接到汇流条互连件(未示出)，其中汇流条互连件的位置与电极端子60具有一定的偏移量处但电联接到电极端子60。
除了汇流条凹处92之外，卡扣式电子器件载体54包括紧固件100(例如，凸片或悬臂)。在某些实施例中，紧固件100可以是突起，该突起具有或不具有钩形或其它弯曲的或类似的几何特征。应当注意，紧固件100可以设置在卡扣式电子器件载体54的任何外周面(例如，外壳接触表面86)上，例如卡扣式电子器件载体54的顶侧、底侧、左侧和右侧。此外，卡扣式电子器件载体54可以包括任何数量的紧固件100，这些紧固件100具有在卡扣式电子器件载体54的外壳接触表面86周围的任何合适布置(例如，间隔)。例如，卡扣式电子器件载体54可以具有在一个或多个外周面上间隔开的1个、2个、3个、4个、5个或更多个紧固件100。如上所述，紧固件100可与电池模块28的外壳42的电子器件载体接触表面84上的相应凹处介接。因此，卡扣式电子器件载体54可卡扣配合成与外壳42配合的关系。
图6是示出紧固件100在与外壳42联接之前、期间和之后的位置的简图。从左向右，图6的简图示出在与外壳42联接之前的紧固件100。紧固件100包括钩102，其中钩102相对于紧固件100的底部104形成角度α。在卡扣式电子器件载体54联接到外壳42的过程中，钩102在凹处88处抵接电子器件载体接触表面84并朝向底部104受力。因此，角度α减小，如图6的中间简图中的角度β所示。凹处88包括台阶105，其中台阶105使卡扣式电子器件载体54能够卡扣到外壳42中。例如，如右侧的简图所示，紧固件100朝向台阶105的移动允许钩102返回到其原始位置并使卡扣式电子器件载体54卡扣到外壳42上。钩102由台阶105保持并且将卡扣式电子器件载体54固定到外壳42。以下特征也落在本实施例的范围内：对应的凹处位于卡扣式电子器件载体54上，如图7所示，并且紧固件100位于外壳42上，例如位于外壳42的内表面或外表面上，如图8所示。
如上文所讨论，卡扣式电子器件载体54包括端子开口90，其中端子开口90接纳电化学电池单体44的相应正电极和负电极的电极端子60。端子开口90定位在每个汇流条凹处92内，以使电极端子60能够延伸(例如，突出)穿过卡扣式电子器件载体54的汇流条接触表面106(例如，外表面)。因此，卡扣式电子器件载体54在形成汇流条凹处92的端子开口90处及其周围具有减小的壁厚。减小的壁厚可以便于汇流条68和电极端子60之间更好的接触，相比壁厚未减小的情形而言。然而，应当注意，在其它实施例中，卡扣式电子器件载体54在端子开口90附近可以不具有减小的壁厚，并且因此电极端子60可以不从端子开口90突出。在某些实施例中，端子开口90可以包括将电化学电池单体44的电极端子60固定到卡扣式电子器件载体54的端子保持特征。例如，端子开口90的至少一部分可以具有基本上等于电极端子60的外径的内径。因此，在某些实施例中，电极端子60可以通过过盈配合固定在端子开口90内。
除了汇流条凹处92之外，卡扣式电子器件载体54还包括处于外壳接触表面86的一部分上的凹处108。凹处108接纳汇流条组件64的触头70和74，并且便于触头70和74电联接到电池模块28的相应负端子56和正端子58。取决于外壳42的构造以及负端子56和正端子58的位置，卡扣式电子器件载体54可以包括凹处108或者不那样。
卡扣式电子器件载体54还可以包括处于汇流条组件接触表面112上的保持柱110。保持柱110可以为汇流条互连件(例如，电路迹线)和/或柔性电路78提供结构支撑。柔性电路78可以包括联接到保持柱110的对应通孔(开口)，使得保持柱110固定至柔性电路78并向柔性电路78提供结构刚性以及支撑柔性电路78。
在某些实施例中，当卡扣式电子器件载体54联接到汇流条组件64时，保持柱110从汇流条组件64的表面突出。因此，保持柱110还可使卡扣式电子器件载体54能够在组装期间与外壳盖48机械地联接并对其进行引导。例如，保持柱110可以与外壳盖48上的相应凹处配合，并且因此将卡扣式电子器件载体54固定到外壳盖48。除了将卡扣式电子器件载体54与外壳盖48固定之外，保持柱110还可以便于外壳42、卡扣式电子器件载体54和外壳盖48之间的对准。此外，将保持柱110与外壳盖48上的凹处联接可以在制造完成过程(例如激光焊接)或用于将外壳盖48固定到外壳42上的另一过程期间维持外壳盖48相对于外壳42的位置。
图9是卡扣式电子器件载体54的立体图，其中示出抵住电池模块28的电化学电池单体44的表面(例如，壳体)(例如，电化学电池单体表面62)的电化学电池单体接触表面114(例如，内表面)。同样，所示的卡扣式电子器件载体54与具有不同容量和/或电压的其它电池模块(例如，12V、20Ah和48V电池系统)的卡扣式电子器件载体之间的差异可在于紧固件100、端子开口90、保持柱110、汇流条凹处92等的数量，但是通常可以具有相同的构造。
如图9所描绘，电化学电池单体接触表面114包括与外壳42中的电化学电池单体44介接的各种特征。具体地，卡扣式电子器件载体54包括多个弹性件特征116。弹性件特征116可以是悬伸到电化学电池单体接触表面114的活动弹性件，但是也可以使用其它弹性件机构。弹性件特征116可以接触每个电化学电池单体44的电极端子60之间的电化学电池单体44的壳体的一部分(例如，电化学电池单体表面62)，并且因此将电化学电池单体44推入外壳42中。弹性件特征116从壳体的顶表面(例如，电化学电池单体表面62)(例如，在每个电化学电池单体44的端子60之间的壳体区域)向与每个电化学电池单体44的壳体的顶表面基本上相对的底表面(例如，伸入外壳42中的一端)施加压力。以这种方式，卡扣式电子器件载体54使电化学电池单体44能够基本上不使用施加到电化学电池单体的侧表面上的压力而保持在外壳42内。因此，电化学电池单体44在某些构造中可在外壳42内浮动(例如，并不压靠在彼此之上)。
如本文所描述的卡扣式电子器件载体54可以提供若干制造优势。例如，端子开口90的大小可以改变，以允许电化学电池单体大小、外壳42内的电池单体取向、电池单体端子形状(例如，端子60)等存在期望程度的公差。实际上，如上文所讨论，棱柱形电池单体(例如，电化学电池单体44)可以不使用电化学电池单体44的侧面上的压力被夹紧或以其它方式保持在外壳42内。因此，卡扣式电子器件载体54可以在操作、制造和运输期间为电池单体提供一定程度的结构刚性和稳定性。卡扣式电子器件载体54可以使用注塑模制或任何其它合适的制造工艺由非导电聚合物形成为单个主体。可用于电子器件载体的非导电聚合物的非限制性实例包括聚丙烯、聚乙烯、高热ABS或任何其它合适的聚合物材料。
此外，卡扣式电子器件载体54和电化学电池单体44的电极端子60之间的界面也可以是足够稳定的，以能够在将电化学电池单体44放置到外壳42中之前(例如通过将电极端子60放置到相应端子开口90中)将电化学电池单体44放置到卡扣式电子器件载体54中。例如，图10是可用于组装电池模块28的制造方法130。方法130包括将电化学电池单体44的电极端子60放置到卡扣式电子器件载体54的对应端子开口90中(方框134)。例如，卡扣式电子器件载体54可以被定位在工作表面(例如，工作台)上，其中汇流条组件接触表面112面向下。电化学电池单体44接着可以定位在卡扣式电子器件载体54中，使得端子60通过开口90来定位，并且电化学电池单体壳体的底表面(例如，与电极端子60相对的表面)背离表面112和卡扣式电子器件载体54。也就是说，汇流条组件接触表面112和电极端子60与工作表面接触或面向工作表面。
方法130还包括通过电化学电池单体44的电极端子60将电化学电池单体44固定到卡扣式电子器件载体54(方框136)。如上文所讨论，端子开口90可以便于将电极端子60固定到卡扣式电子器件载体54。因此，卡扣式电子器件载体54可提供结构支撑以使电化学电池单体44保持直立(垂直于工作表面)。
方法130还包括将外壳42定位在电化学电池单体44上方(方框138)，并将外壳42降低到卡扣式电子器件载体54上，使得电化学电池单体44连同卡扣式电子器件载体54一起滑入到外壳42中(方框140)。在某些实施例中，电化学电池单体44可以位于外壳42上方。因此，电化学电池单体44下降到外壳42中。在这样的实施例中，电化学电池单体44可以在被放置在外壳42中之前或之后联接(例如，焊接)到卡扣式电子器件载体54。
在电化学电池单体44联接到卡扣式电子器件载体54并下降到外壳42中之后，方法130包括：将卡扣式电子器件载体54固定到外壳42(方框142)。例如，在一个实施例中，一旦外壳42足够程度地降低到电化学电池单体44和卡扣式电子器件载体54上，紧固件100便卡扣到外壳42中的对应凹处中。这也将电化学电池单体44固定在外壳42内。在其它实施例中，电子器件载体54与外壳42中的外壳开口46形成过盈配合并将电化学电池单体44固定在外壳42中。
在替代实施例中，在将卡扣式电子器件载体54与电极端子60联接之前，电化学电池单体44可以定位在外壳42内。一旦电化学电池单体44和卡扣式电子器件载体54(例如，与汇流条组件64)集成到外壳42中，外壳盖48便联接到外壳42以将电化学电池单体44和卡扣式电子器件载体54封闭在外壳42内以产生电池模块28(方框144)。取决于用于制造外壳42和外壳盖48的材料，外壳盖48可以用粘合剂或焊接固定到外壳42上。
如上文所讨论，卡扣式电子器件载体54以及与具有不同电压和/或容量的电池模块一起使用的多个电子器件载体具有类似的构造。因此，除非另有说明，否则本文所给出的描述旨在一般地适用于所有其它卡扣式电子器件载体。例如，图11和图12示出电池模块28的12电池单体实施例和20电池单体实施例。类似于图3和图4的电池模块28，图11和图12的电池模块包括呈列状布置的电化学电池单体44以及以串联和/或并联布置将电化学电池单体44互连的汇流条组件64的实施例。汇流条组件64安装在分别具有24个和40个端子开口的相应卡扣式电子器件载体54上，其中这些端子开口用于接纳电化学电池单体44的电极端子60。值得注意的是，用于图11和图12中的电池模块28的卡扣式电子器件载体54具有与上文针对图3和图4中的12V 10Ah电池模块28所阐述基本相同的特征。
如上所述，一个或多个所公开的实施例可以单独或组合地提供一种或多种技术效果，这些技术效果在电池模块的制造和电子器件载体的相关联的使用中是有用的。例如，本方法的某些实施例可以便于在制造期间组装电池模块。对于特定实例，电子器件载体可以在不使用螺栓、粘合剂等的情况下将汇流条组件和其它电气特征联接到电池系统的外壳。因此，电子器件载体和汇流条组件可以不借助工具地且可移除地联接到外壳。本说明书中的技术效果和技术问题为示例性的并且为非限制性的。应当注意，本说明书中所描述的实施例可具有其它技术效果，并且可解决其它技术问题。
虽然仅示出并描述某些特征和实施例，但是本领域的技术人员可想到许多修改和变更(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数(例如，温度、压力等)值、安装布置、材料的使用、颜色、取向等的变化)，而在本质上不脱离权利要求书所述的主题的新颖性教导和优点。任何过程和方法步骤的次序或序列可根据替代实施例来更改或重新排序。因此，应当理解，所附权利要求书旨在涵盖所有这些修改。此外，为提供示例性实施例的简洁描述，未描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何此类实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，可做出许多专门针对实施方式的决策。此类开发努力可为复杂的并且耗时的，然而对于受益于本公开的技术人员而言将为设计、制作和制造的例行任务，而无需过度的实验。

Claims (22)

1.一种电池模块，包括：
外壳，其具有开口；
多个电化学电池单体，其设置在所述外壳中，其中所述多个电化学电池单体具有电极端子；
载体，其由外边界限定并联接到所述多个电化学电池单体，其中所述载体包括具有不同的取向的凹处，并且其中所述载体的所述外边界和所述外壳呈嵌套布置；以及
汇流条组件，其设置在所述载体上，所述汇流条组件包括汇流条，所述汇流条将所述多个电化学电池单体中的一个电化学电池单体的所述电极端子电联接到所述多个电化学电池单体中的另一个电化学电池单体的相应电极端子，并且其中所述汇流条被定位在所述载体的所述凹处内，从而使得所述凹处的所述不同的取向促使所述汇流条以预定电气布置放置所述电化学电池单体。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述载体包括端子开口，所述端子开口对应于所述电池模块中的所述电化学电池单体的所述电极端子的位置，其中所述端子开口被构造成接纳所述电极端子，使得所述电极端子与所述汇流条直接接触。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其中每个所述凹处对应于所述电池模块中的所述电化学电池单体的至少一个所述电极端子的位置，并且其中所述汇流条的每一者的内端面抵靠住所述凹处中的一个凹处的对应外表面。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其中所述凹处设置在载体外表面上。
5.根据权利要求3所述的电池模块，其中所述凹处包括端子开口，使得所述电极端子伸入到所述凹处中。
6.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述载体包括一个或多个紧固件，所述一个或多个紧固件被构造成与设置在外壳内表面上的对应外壳凹处配合以实现卡扣连接并将所述载体固定到所述外壳。
7.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述载体包括一个或多个附加的凹处，所述一个或多个附加的凹处设置在所述载体的外周面上，并且被构造成与设置在所述外壳上的对应紧固件配合以实现卡扣连接并将所述载体固定到所述外壳。
8.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述载体包括设置在所述载体的内表面上的弹性件，并且所述弹性件被构造成对电化学电池单体表面施加力以将所述电化学电池单体保持在所述外壳中。
9.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述载体包括一个或多个突起，所述一个或多个突起设置在所述载体的外表面上并且被构造成将所述载体与外壳盖联接。
10.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述载体的外周包括与对应于所述外壳的所述开口的第一尺寸基本上相等的第二尺寸。
11.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述载体被构造为不借助工具地且可移除地附接到所述外壳。
12.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述汇流条组件包括柔性电路，所述柔性电路电联接到所述汇流条，所述汇流条以预定电气构造连接所述电化学电池单体。
13.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述汇流条的每一者包括内端面、外端面、第一电极开口和与所述第一电极开口分开的第二电极开口，并且其中所述第一电极开口和所述第二电极开口延伸穿过所述内端面和所述外端面，并且所述第一电极开口和所述第二电极开口的尺寸被设置成接纳所述多个电化学电池单体中的一个电化学电池单体的所述电极端子。
14.一种电池模块，包括：
外壳，其具有开口；
载体，其设置在所述开口中，其中所述载体包括：
紧固件，其处于所述载体的外周上，所述紧固件被构造成将所述载体固定到所述外壳；
一个或多个通孔，其对应于与设置在所述外壳内的电化学电池单体相关联的电化学电池单体端子的预期位置；以及
汇流条凹处，其被构造成适应汇流条，所述汇流条被构造成使多个所述电化学电池单体中的一个电化学电池单体的电极端子与多个所述电化学电池单体中的另一个电化学电池单体的相应电极端子联接，从而使得多个所述电化学电池单体电联接，其中所述汇流条凹处包括第一凹处和第二凹处，其中所述第一凹处相对于所述第二凹处成角度以适应不同的汇流条构造。
15.根据权利要求14所述的电池模块，包括设置在所述载体上、基本上与所述载体的内表面相对的汇流条组件，其中所述汇流条组件包括所述汇流条。
16.根据权利要求15所述的电池模块，其中所述汇流条组件包括柔性电路，所述柔性电路电联接到所述汇流条，所述汇流条以预定电气构造连接所述电化学电池单体。
17.根据权利要求14所述的电池模块，其中所述汇流条凹处设置在所述载体的外表面上，所述载体的外表面与所述载体的内表面基本上相对。
18.根据权利要求14所述的电池模块，其中所述载体包括设置在所述载体的外表面上的突起，所述外表面与所述载体的内表面基本上相对，其中所述突起被构造成使所述载体与外壳盖联接。
19.根据权利要求14所述的电池模块，其中所述外壳包括凹处，所述凹处与所述紧固件配合以固定所述载体和所述外壳。
20.根据权利要求14所述的电池模块，其中所述开口的第一尺寸基本上等于所述载体的外周的第二尺寸。
21.根据权利要求14所述的电池模块，其中所述载体不借助工具地且可移除地联接到所述外壳。
22.根据权利要求14所述的电池模块，其中所述载体被构造成卡扣到所述外壳中。
CN201580052862.1A 2014-09-30 2015-06-22 汇流条组件载体 Active CN107112453B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/501,906 US9520587B2 (en) 2014-09-30 2014-09-30 Bus bar assembly carrier
US14/501,906 2014-09-30
PCT/US2015/036968 WO2016053415A1 (en) 2014-09-30 2015-06-22 Bus bar assembly carrier

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107112453A CN107112453A (zh) 2017-08-29
CN107112453B true CN107112453B (zh) 2020-09-04

Family

ID=53682792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580052862.1A Active CN107112453B (zh) 2014-09-30 2015-06-22 汇流条组件载体

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9520587B2 (zh)
EP (1) EP3201035B1 (zh)
CN (1) CN107112453B (zh)
WO (1) WO2016053415A1 (zh)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160197323A1 (en) 2015-01-05 2016-07-07 Johnson Controls Technology Company Battery module vent and handle configuration system and method
KR102044409B1 (ko) * 2015-05-14 2019-11-13 주식회사 엘지화학 이차 전지용 카트리지를 포함하는 배터리 팩
KR102056875B1 (ko) * 2015-11-10 2019-12-17 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
US9595705B1 (en) * 2016-03-03 2017-03-14 Faraday&Future Inc. Electric vehicle battery
USD810683S1 (en) * 2016-09-15 2018-02-20 Johnson Controls Technology Company Bus bar carrier for lithium ion battery module
US10608222B2 (en) 2016-09-22 2020-03-31 Ford Global Technologies, Llc Integrated modules for battery packs
TWI623127B (zh) * 2016-11-09 2018-05-01 林文德 電池承載匣、電池承載模組以及電池充電系統
WO2018186684A1 (ko) * 2017-04-04 2018-10-11 대산전자 주식회사 버스바의 제조방법 및 이를 통해 제조된 버스바
CN112743749A (zh) * 2017-04-04 2021-05-04 大山电子株式会社 汇流条的制造方法以及通过该制造方法而制造的汇流条
KR102399621B1 (ko) 2017-05-12 2022-05-18 현대자동차주식회사 배터리 시스템
US10615396B2 (en) * 2017-09-08 2020-04-07 Molex, Llc Battery connection module
JP7007210B2 (ja) * 2018-01-31 2022-02-10 ビークルエナジージャパン株式会社 電池パック
KR20190134458A (ko) 2018-05-25 2019-12-04 주식회사 엘지화학 배터리 하우징 및 이를 포함하는 배터리 모듈
WO2019225838A1 (ko) * 2018-05-25 2019-11-28 주식회사 엘지화학 배터리 하우징 및 이를 포함하는 배터리 모듈
CN110676406B (zh) * 2019-09-29 2022-02-08 盐城工学院 一种可降低电损耗的锂电池
KR102473125B1 (ko) * 2019-11-25 2022-11-30 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
CN111725455B (zh) * 2020-06-12 2024-04-26 上汽通用汽车有限公司 电池模组及包括其的电池包
JP2022019024A (ja) * 2020-07-17 2022-01-27 株式会社オートネットワーク技術研究所 配線モジュール
DE102020128754A1 (de) 2020-11-02 2022-05-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Bereitstellen von mehreren hinsichtlich ihres Energieinhalts unterschiedlichen Varianten eines Batteriepacks und Fahrzeugflotte
US11850956B2 (en) 2021-05-14 2023-12-26 Deere & Company Battery arrangement of a compact electric tractor
DE102022200514A1 (de) 2022-01-18 2023-07-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Batteriezellverband für ein Hochvoltbatteriesystem
DE102022200770A1 (de) 2022-01-25 2023-07-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Batteriezellverband für ein Hochvoltbatteriesystem

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110112082A (ko) * 2010-04-06 2011-10-12 (주)브이이엔에스 배터리모듈
CN202737024U (zh) * 2012-07-27 2013-02-13 浙江天能电池(江苏)有限公司 一种端子内置式蓄电池
CN104064719A (zh) * 2014-07-01 2014-09-24 同济汽车设计研究院有限公司 车辆电池模块

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6168883B1 (en) 1997-10-15 2001-01-02 Eveready Battery Company, Inc. Prismatic electrochemical cell and battery
US6399238B1 (en) 1999-12-13 2002-06-04 Alcatel Module configuration
US6424117B1 (en) 2001-05-15 2002-07-23 Centurion Wireless Technologies, Inc. Press-in contact
US7029787B2 (en) 2002-03-05 2006-04-18 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Power supply unit
JP4170714B2 (ja) 2002-09-20 2008-10-22 松下電器産業株式会社 組電池
US7320843B2 (en) 2004-02-27 2008-01-22 Great Stuff, Inc. Battery assembly with shielded terminals
MX2007011126A (es) * 2005-03-16 2007-11-13 Ford Global Tech Llc Sistema de suministro de energia.
US7604896B2 (en) 2005-03-16 2009-10-20 Ford Global Technologies, Llc High voltage battery assembly for a motor vehicle
KR100936262B1 (ko) 2005-10-21 2010-01-12 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 전기 접속용 버스 바 및 그것을 포함하고있는 전지모듈
KR100948002B1 (ko) * 2006-03-06 2010-03-18 주식회사 엘지화학 중대형 전지모듈
US7892669B2 (en) 2006-03-06 2011-02-22 Lg Chem, Ltd. Middle or large-sized battery module
CN101627490B (zh) 2006-12-14 2012-10-03 江森自控帅福得先进能源动力系统有限责任公司 电池模块
JP4477048B2 (ja) 2007-08-23 2010-06-09 矢崎総業株式会社 電源装置
FR2920913B1 (fr) 2007-09-06 2009-11-13 Pellenc Sa Batterie constituee d'une pluralite de cellules positionnees et reliees entre elles, sans soudure.
US8475954B2 (en) 2008-04-14 2013-07-02 A123 Systems, LLC Flexible voltage nested battery module design
CN102084517A (zh) 2008-05-15 2011-06-01 江森自控帅福得先进能源动力系统有限责任公司 电池系统
US7604507B1 (en) 2008-08-08 2009-10-20 Cobasys, Llc Battery interface assembly
EP2324521A4 (en) 2008-09-09 2013-10-23 Johnson Controls Saft Advanced WASHER INTERCONNECTION ASSEMBLY FOR BATTERY MODULE
JP5358251B2 (ja) 2009-03-31 2013-12-04 日立ビークルエナジー株式会社 蓄電モジュールおよび蓄電装置
JP5536382B2 (ja) 2009-07-08 2014-07-02 矢崎総業株式会社 電源装置
US8580423B2 (en) 2009-10-22 2013-11-12 Samsung Sdi Co., Ltd. Bus bar holder and battery pack including the same
KR101146677B1 (ko) 2009-10-30 2012-05-22 에스비리모티브 주식회사 버스바홀더
US8361647B2 (en) 2010-03-19 2013-01-29 GM Global Technology Operations LLC Reversible battery assembly and tooling for automated high volume production
JP5632193B2 (ja) 2010-05-11 2014-11-26 矢崎総業株式会社 電池接続部材及び電池接続体
JP5244924B2 (ja) 2010-10-01 2013-07-24 日立ビークルエナジー株式会社 蓄電装置
US8748021B2 (en) 2010-10-19 2014-06-10 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery module
US8609276B2 (en) 2011-06-23 2013-12-17 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
US8808031B2 (en) * 2011-12-14 2014-08-19 Tyco Electronics Corporation Battery connector system
WO2013089467A1 (ko) * 2011-12-14 2013-06-20 주식회사 엘지화학 신뢰성이 향상된 전지모듈 어셈블리 및 이를 포함하는 중대형 전지팩
US10026942B2 (en) 2012-07-10 2018-07-17 A123 Systems Llc Bus bar assembly including integrated bus bar support
US10056596B2 (en) * 2013-06-06 2018-08-21 Te Connectivity Corporation Battery connector assembly
US9440601B2 (en) * 2013-09-06 2016-09-13 Johnson Controls Technology Company System for providing voltage measurements of battery cells to a PCB within a battery module

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110112082A (ko) * 2010-04-06 2011-10-12 (주)브이이엔에스 배터리모듈
CN202737024U (zh) * 2012-07-27 2013-02-13 浙江天能电池(江苏)有限公司 一种端子内置式蓄电池
CN104064719A (zh) * 2014-07-01 2014-09-24 同济汽车设计研究院有限公司 车辆电池模块

Also Published As

Publication number Publication date
US9520587B2 (en) 2016-12-13
CN107112453A (zh) 2017-08-29
US20160093862A1 (en) 2016-03-31
EP3201035A1 (en) 2017-08-09
EP3201035B1 (en) 2021-12-15
WO2016053415A1 (en) 2016-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107112453B (zh) 汇流条组件载体
EP3284126B1 (en) Flexible ribs of a bus bar carrier
EP3183763B1 (en) Lead frame for a battery module having sacrificial interconnects
US20160197320A1 (en) Snap-in extensions and guide walls for bus bar bridges of a battery module
WO2016167874A1 (en) Thermal epoxy and positioning of electrochemical cells
WO2013126443A1 (en) Prismatic electrochemical cell
CN107408661B (zh) 电池组模块端子系统和方法
WO2018013404A1 (en) Terminals of an electrochemical cell
EP3195385B1 (en) Recessed terminal in module body
EP3201975B1 (en) Battery module bus bar connection assembly
US10177364B2 (en) System and method of overmolded terminal posts of a battery module
US20220271394A1 (en) Battery module and bus bar having stress-relieving features
EP4331037A1 (en) Battery and method of allowing for volumetric expansion of battery cells within a battery

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20191223

Address after: New York State, USA

Applicant after: JOHNSON CONTROLS TECHNOLOGY Co.

Address before: michigan

Applicant before: JOHNSON CONTROLS TECHNOLOGY Co.

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant