CN107223287B - 电池组件、电池组系统及车辆电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池组件、电池组系统及车辆电池组。所述电池组件包含多个圆柱型单电池。三个圆柱形单电池可被以三角形构型布置，所述三个圆柱形单电池之间设置有电隔离间隔体，且所述单电池周围可裹有罩体以限制组成单电池组的所述单电池的相对运动。多个由电隔离间隔体分隔的单电池组可通过线排电耦联且可被布置形成单电池模块，其中，电池组中可包括多个单电池模块，且所述单电池模块可通过模块间连接器电耦联。

Description

电池组件、电池组系统及车辆电池组
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年12月15日提交的美国临时申请第62/092,168号的优先权，该申请以引用的形式为所有目的并入本文中。
技术领域
本申请涉及由圆柱型单电池组成的多体电池组(multi-cell battery)系统的模块化设计。
背景技术
许多电池组采用串联和并联组装的圆柱形单电池以满足电池组的电流和/或电压需求。单电池可被堆叠在一起并通过线排(bus bar)彼此电连接。这样的圆柱型电池组可被用于混合动力车(HEVs)和纯电动车中起推进作用。
但是，本发明人意识到圆柱型多体电池组的潜在问题。作为一个例子，由于圆柱型电池组中单电池的低堆叠密度，电池组体积较大。因此，可能需要增加车辆的封装尺寸以适应电池组的大小。此外，相对于由长方形单电池组成的电池组，圆柱型电池组的结构稳定性可能降低，至少部分是由于圆柱型单电池的形状。另外，这种圆柱型电池组包含复杂的电路，因此，在子组件层面诊断和纠正问题可能需要很多时间。
发明内容
在一个示例中，上文所述的问题可通过由包括单电池组的电池组件得到解决，所述单电池组包含三个以三角形构型布置的圆柱形单电池、位于所述三个圆柱形单电池之间且在所述电池端部间延伸的电隔离间隔体、裹在所述单电池周围以限制单电池和间隔体的相对运动的罩体，所述电池组还包括用于保持所述电池组的壳体。
在另一个示例中，电池组可包含多个圆柱形单电池、将所述多个圆柱形单电池中的三个束在一起以形成单电池组的第一护套、将两个或多个单电池组束在一起的第二护套、包含所述第二护套和两个或多个单电池组的单电池模块、容纳所述单电池模块的壳体。
在又一个示例中，车辆电池组可包含两个或多个单电池模块，所述两个或多个电池模块中的每个包含两个或多个单电池组(所述两个或多个单电池组包含三个圆柱形单电池和裹在所述单电池周围的第一护套)、位于所述两个或多个单电池组间的两个或多个电隔离间隔体、裹在所述两个或多个单电池组周围的第二护套、将所述两个或多个单电池组的所述圆柱形单电池电耦联的线排、电耦联于所述线排以用于监测所述圆柱形单电池的电压的电压监测翼片(voltage monitoring tab)、用于将所述两个或多个单电池模块电耦联的模块间连接器和用于保持这两个或多个单电池模块的壳体。
这样，圆柱型电池组的堆叠密度可通过用护套将所述单电池三个一组裹住而提高。此外，堆叠密度可通过将所述组堆叠以形成单电池模块并随后通过线排将所述单电池模块电耦联而提高。通过将所述单电池裹为三个一组并将其物理束缚住，所述单电池模块的刚性可增加。换句话说，所述圆柱形单电池相对于彼此的运动可较少。
应当理解，提供上文的发明内容是为了以简化的方式引入将在具体实施方式中详细说明的一组概念。其并非旨在确定所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由具体实施方式后的权利要求唯一界定。此外，所要求保护的主题并不限于解决上文中或本公开任何部分所提及的任何不足的实施方式。
附图说明
图1示出了圆柱形单电池的单电池组的分解的侧立体图。
图2示出了图1的单电池组组装后的侧立体图。
图3示出了包括多个单电池组的电池组模块的分解的侧立体图。
图4示出了图3的电池组模块组装后的侧立体图。
图5至图6示出了图3的电池组模块的侧立体图。
图7示出了包括多个单电池模块的电池组的分解的侧立体图。
图8示出了图7的电池组在组装后的侧立体图。
这些附图中的每个图都基本是按比例绘制的，因此，示出了各模块相对于彼此的相对大小和位置。在可选的实施例中，可按照需要采用不同的相对大小和/或位置。
具体实施方式
下面的描述涉及圆柱形单电池类别的电池组的模块设计。如图1和图2所示，圆柱形单电池可被三个一组地包在一起，例如每组刚好有三个圆柱形单电池。多个单电池组随后可被彼此堆叠固定以形成较大的组件，比如图3和图4中所示的单电池模块。单电池可通过线排以串联和并联的方式电耦联。线排端子可被电耦联至线束，如图5和图6的示例所示，且不同单电池模块的线束可如图7和图8所示通过连接器彼此电耦联。这样，若干单电池模块可被包括于单个电池组中。模块化设计可使圆柱形单电池的堆积密度更加紧实，这可增加电池组的效率、增加大规模生产电池组的能力且增加在子组装层面上诊断并纠正故障部件的能力。具体地，圆柱形单电池在组装后的相对运动更加受限，且因此，单电池组件的结构可保持刚性且维持特定的构造。因此，单电池组件的结构稳定性可增加，这与使用圆柱形单电池工作相比具有巨大的设计挑战。
图1至图8示出了电池组的示例构造以及该电池组各部件的相对位置，该电池组比如为下面结合图7和图8示出的电池组系统701。如果被示出为彼此直接接触或直接耦合，则至少在一个示例中，这样的部件可分别被称为直接接触或直接耦合。类似地，被示出为彼此紧挨着或邻接的部件，则至少在一个示例中，可分别为彼此紧挨着或邻接。作为一个示例，彼此共面接触的部件可被称为彼此共面接触或物理接触。作为另一个示例，彼此隔开且中间仅留有空间且无其他部件的元件，在至少一个示例中，可被如此称谓。作为又一个示例，被示出为彼此上/下、彼此相对、或在彼此的左/右侧的元件相对于彼此可被如此称谓。此外，如图所示，在至少一个示例中，最高的元件或该元件的点可被称为部件的“顶”且最低的元件或该元件的点可被称为部件的“底”。如在本文中所用，顶/底、高/低、上/下可为相对于图的垂直轴而言，且可被用于描述图中的元件相对于彼此的位置。因此，在一个示例中，被示出为在其他元件上方的元件可位于所述其他元件的垂直上方。作为另一个示例，图中示出的元件的形状可被称为具有这些形状(例如，圆形、直线形、平面形、曲面形、弧面形、倒角形、角形等)。此外，在至少一个示例中，被示出为彼此相交的元件可被称为相交元件或彼此相交。另外，在一个示例中，元件被示出为在另一元件内或在另一元件外，可被如此称谓。
图1示出了可被包括于电池组中的单电池块或组101的示例性实施例的分解的侧立体图100。单电池组101包含一个或多个圆柱形单电池102，每个单电池102包含设于单电池102相对两端的阳极或负极端子104和阴极或正极端子106。具体地，每个单电池102可包括位于第一端103的阳极104和位于相对的第二端105的阴极106。第一端103和第二端105可由曲面107相连。这样，单电池102的圆柱形状可由第一端103和第二端105的大小及在第一端103和第二端105间延伸的曲面107的轮廓界定。如图1的示例所示，单电池组101可包括三个单电池102。但是，应当理解，在其他示例中，单电池组101可包括多于或少于三个单电池102。
单电池102可被以界定单电池组101形状的类金字塔或三角形的构型排列。因此，各单电池102的第一端103和第二端105可彼此齐平，且各单电池102可通过每个单电池102的曲面107彼此相接。取决于彼此间阳极和阴极的朝向，单电池组101中的单电池102可彼此平行或反向平行。因此，两个或多个单电池102在各单电池102的阳极或阴极朝向相同的方向时彼此平行。可选地，两个或多个单电池102在各单电池102的阳极或阴极朝向相反的方向时彼此反向平行，使得对于任意两个反向平行的单电池102，每个单电池102的第一端103与另一单电池的第二端105对齐。在单电池组101包括三个单电池102的示例中，比如图1所示的示例，两个单电池102可彼此平行，其中各单电池102的阳极或阴极指向相同方向，该单电池组101中的第三个单电池可朝向相反的方向。朝向相同方向的两个单电池可被称为单电池102的并行对110。朝向相反的方向或与并行对110反向平行的第三个单电池可被称为反单电池(inverse cell)112。因此，并行对110和反单电池112一起可组成包括三个单电池102的示例单电池组101。
换句话说，当堆叠时，相邻单电池102可被布置为使得电池端子104和106以相同的极性彼此相邻的一致朝向来被排列，或者以相反的极性彼此相邻的交替构型来被排列。换句话说，相邻单电池102的阳极和阴极可相对于彼此朝向相同或者相反的位置。因此，一个单电池102的负极端子104可以按照一致的朝向与相邻的单电池的负极端子104对齐，或者，一个单电池102的负极端子104可以交替的构型与另一个单电池102的正极端子106对齐。在单电池102三个一组彼此耦联的示例中，比如图1的示例所示，单电池组101中三个单电池102中的两个的朝向可以一致。
单电池组101可进一步包括位于单电池组101中单电池102间的非导电性介电间隔体108。具体地，间隔体108的位置可与单电池组101中每个单电池102的中心轴X-X'等距。例如，间隔体108可由弹性挤压件制成以在单电池102间提供间隔及冲击吸收能力。间隔体108可为三角形并具有贴合单电池102的形状的几何构型。此外，间隔体108可在单电池102的第一端103和第二端105间延伸。间隔体108可包括凹面109。每个凹面109可与单电池组101中一个单电池102的曲面107物理接触。因此，间隔体108可物理且电隔离单电池组101中的单电池102。因此，单电池组101中的单电池102可彼此不物理接触，而是可仅接触间隔体108。具体地，单电池组101中每个单电池102的曲面107可与间隔体108物理接触且可不与单电池组101中其他任意的单电池102的曲面107物理接触。因此，单电池组101中单电池102可彼此物理分离，其中，间隔体108可位于单电池组101中每个单电池102之间。但是，在其他示例中，单电池组101中单电池102除接触间隔体108外可彼此接触。间隔体108可由电绝缘性材料制成以减小和/或阻止电流通过单电池102间。换句话说，间隔体108可保证单电池102间合适的间隙以维持电绝缘间隔。如下文结合图2所示，单电池组101中单电池102在组装后可被裹束在一起。
现在参考图2，其示出了单电池块或组101在完全组装后的示例性实施例的侧立体图200。由于单电池组101的部件已在上文中结合图1进行了描述且在图2中编号相同，故在此对图2的介绍中不再赘述。因此，单电池组101的视图200示出了组装后的单电池组101，其中，单电池102可被裹在第一护套204中。第一护套204可因此结合和/或束缚住包括单电池102和间隔体108的单电池组101的各个部件。第一护套204可与每个单电池102的表面107物理接触。但是，第一护套可不与单电池102的第一端103和第二端105物理接触。因此，第一端103和第二端105，亦即正极端子106和负极端子104，可不被第一护套204包覆且可暴露在外。第一护套204可为收缩包装、聚合物塑料或其他合适的介质以保持单电池组101的形状。因此，护套204可由一种材料制成，该材料受热收缩并贴合单电池组101中每个单电池102的表面107以形成限制单电池102的相对运动的刚性结构。因此，当护套204在单电池组101的单电池102周围收缩时，单电池组101可包含一系列脊(apex)206和凹垄(concave ridge)208。在图2中所示的示例中，单电池组101可包含三个脊206和三个凹垄208。但是，应当理解，取决于单电池组101中所含的单电池102的数目，脊206和凹垄208的数目可大于或小于3。
这样，第一护套204可减小和/或阻止单电池组101的单电池102和间隔体108的相对运动。换句话说，第一护套204可在单电池组101上施加可维持单电池组101形状的向内的压力。包括第一护套204的组装后的单电池组101可包括第一端203以及相对的第二端205。第一端203可包含一个单电池102的阳极104，该单电池102在图2所示的示例中为反单电池112。因此，第二端205可包含该反单电池112的阴极106。因此，第一端203包含并行对110中每个单电池102的阴极和第二端105，且第二端203包含并行对110中每个单电池102的阳极和第一端103。因此，两个单电池102的阳极和一个单电池102的阴极可被包括于单电池组的第二端205，两个单电池102的阴极和一个单电池102的阳极可被包括在单电池组101的第一端203。如下面结合图3所示，单电池组101可与附加单电池组组合一起形成可被包括于电池组中的单电池模块。
现在参考图3，其示出了单电池组101与附加单电池组组合并被布置形成单电池模块302的侧立体图300。由于单电池组101的部件已在上文中结合图1和图2进行了描述且在图3中编号相同，故在此对图3的介绍中不再赘述。单电池模块302可因此包含两个或多个单电池组，其中，单电池模块302中的每个单电池组与单电池组101相同或相似。因此，应当理解，多个单电池组101可被包括在单电池模块302中。在图3所示的示例中，例如，单电池模块302可包括四个单电池组101。但是，应当理解，在其他示例中，单电池模块302中可包括多于或少于四个单电池组101。取决于包含有单电池模块302的电池组的具体情况，包含于单电池模块302中的单电池组的数目和/或其彼此间的朝向可不同。
图3中示出了轴系统315以提供单电池模块302各部件的相对位置的指示。该轴系统包括垂直轴319和水平轴317。垂直轴319指向图3中的上下方，而水平轴指向穿过图3的左右方。表述为相对于彼此“水平放置”的单电池模块302的各部件可相对于彼此沿着水平轴317放置。类似地，表述为相对于彼此“垂直放置”的单电池模块302的各部件可相对于彼此沿着垂直轴319放置。因此，单电池模块302的各部件的大小和/或位置可相对于轴系统315进行描述。
此外，介电间隔体108可被置于相邻的单电池组101之间。因此，介电间隔体108可减小和/或阻止电流经过单电池模块302的每个单电池组101之间。也就是说，间隔体108可确保单电池组间的合理间隙以维持电绝缘间隔。因此，每个单电池组101可仅接触间隔体108且可不接触单电池模块302中的另一单电池组101。但是，在其他示例中，单电池组可与介电间隔体108和附加单电池组物理接触。具体地，每个单电池组101的第一护套204可与介电间隔体108的一个凹面109物理接触。
额外地或备选地，每个单电池组101的第一护套204可与一个或多个附加单电池组的第一护套204物理接触。因此，如图3中的四个单电池组被包括于单电池模块302中的示例所示，两个介电间隔体108可被包括于单电池模块302中的单电池组之间。也就是说，单电池模块302可包括两个介电间隔体。一共六个介电间隔体108可被包括于单电池模块302中：四个在四个单电池组中(每个单电池组101中一个)，两个包括在单电池组之间。但是，应当理解，取决于单电池模块302中所含的单电池组101的个数，多于或少于六个介电间隔体108可被包括于单电池模块302中。
单电池组可这样朝向使得每个单电池组101的脊206中的一个可适配于另两个单电池组的相邻的凹垄208之间。这样，当被置于单电池组之间时，介电间隔体108可被置于单电池组101的一个脊206与单电池模块302中另两个单电池组的凹垄208之间。因此，当组装后，如下文结合图4所示，每个单电池组101的反单电池112可与相邻单电池组的反单电池112相邻和/或基本对齐。因此，相邻单电池组的反单电池可大致与每个单电池组101的并行对110平行。此外，单电池102可在单电池模块302中这样朝向使得并行对110彼此平行。
此外，单电池模块302中所含的半数的单电池组的朝向可彼此平行且反向平行于另一半数的单电池组。因此，在图3所示的四个单电池组被包括于单电池模块302的示例中，两个单电池组可朝向相同的方向使得每个平行的单电池组的第一端203对齐。也就是说，单电池模块302中可包括两对平行的单电池组，每对彼此反向平行。因此，在单电池模块302的每一端，六个阳极和六个阴极可对齐。
这样，当沿着轴系统315的垂直轴319行进时，单电池端子(例如，阳极104和阴极106)的极性可交替。因此，一个阳极104可堆叠于一个阴极106之上且在一个阴极106之下。类似地，一个阴极106可堆叠于一个阳极104之上且在一个阳极104之下。但是，当沿着轴系统315的水平轴317行进时，单电池102可被布置为使得存在交替对的相同极性的端子。因此，两个阴极后可跟着两个阳极，如图3中的示例所示。因此，单电池102可堆叠使得其形成单电池行，其中，这些行彼此平行且平行于水平轴317。
现在转向图4，其示出了单电池模块302组装后的示例性实施例的侧立体图400，该单电池模块302可被包括于电池组中。由于单电池模块的各部件已在上文中结合图1至图3进行了描述且与图3中编号相同，故在此对图4的描述中不再赘述。因此，单电池模块302的视图400示出了组装后的单电池模块302，其中，各单电池组可被裹在第二护套410中。第二护套410因此可组合包括单电池组和介电间隔体在内的单电池模块302的各部件。第二护套410可与单电池模块302中每个单电池组101的第一护套204物理接触。但是，第二护套410可不与单电池102的第一端103和第二端105物理接触。因此，第一端103和第二端105可不被第二护套410所覆盖且可暴露在外。第二护套410可为收缩包装、聚合物塑料和其他合适的介质以保持单电池组101的形状。因此，第二护套410可由受热收缩并贴合单电池模块302中每个单电池组101的第一护套204的材料制成，因而界定单电池模块302的形状。第二护套410可因此形成包裹单电池模块302的单电池组的刚性结构且因而限制单电池组的相对运动。在一些示例中，第二护套410可由与第一护套204相同的材料制成。但是，在其他示例中，第二护套410可由不同于第一护套204的材料制成。一旦由第二护套410裹住，单电池模块302可变为刚性组件。因此，第二护套410可为单电池模块302提供结构稳定性，且可限制和/或阻止单电池模块302的各部件彼此间的相对移动。也就是说，第二护套410可提供向内的压力，该压力可维持单电池组、介电间隔体和单电池模块302的其他部件的相对位置。
每个阳极104和阴极106可采用任何现有的连接技术电连接。在图4中示出的示例中，焊接的线排404可被耦联于单电池102的电极端子(例如，阳极104和阴极106)以在其间提供电连通。具体地，线排404可将相邻的单电池102以并联方式电耦联。例如，如图4所示，并行对110可通过线排404以并联方式电耦联。此外，单电池组101的反单电池112可通过线排404与相邻的单电池组101的反单电池112以并联方式电耦联。因此，线排404可将相邻的相同极性的电池端子以并联方式电耦联以形成并联对412。并联对412因此可包含彼此以并联方式电耦联的两个相邻单电池102。因此，并联对412的阳极可通过线排404彼此电耦联，且并联对412的阴极可通过线排404彼此电耦联。因此，线排404可将两个相邻单电池102的阳极彼此以并联方式电耦联。类似地，线排404可将相邻两个单电池102的阴极彼此以并联方式电耦联。
也就是说，单电池102可通过线排404彼此以串联方式或并联方式电耦联。同一个或者不同单电池组101的两个单电池102可以并联方式电耦联以形成并联对412。因此，在图4所示的示例中，单电池模块302可包含六个并联对。每个并联对412可通过线排404彼此串联排列。
因此，在图4中的单电池模块302被示出包括12个单电池102的示例中，单电池102可通过线排404彼此电耦联以形成6个并联对。但是，取决于单电池模块302中所含的单电池102的数目，可形成多于或少于6个并联对。各个线排在物理上基本彼此平行，且可将所述并联对彼此以串行方式电耦联。
线排404可进一步包括用于将线排404电耦联至单电池模块302的输出的端子。具体地，线排404可包括电流传输或互联端子408和电压监测端子406。互联端子408可提供自单电池模块302的电流输出。如下文中将结合图7和图8详述的，多个单电池模块302可在其互联端子408处通过电连接器彼此电耦联。正如下文中将结合图5至图8详细解释的，电压监测端子406可被电连接于电池组管理系统用以监测单电池电压。
现在转向图5至图6，其分别为示出电压连接器502其一端电耦联至电压监测端子406、其另一端电耦联至线束504的单电池模块302的不同侧立体图500和600。因此图5和图6的说明可放在一起。由于单电池模块302的各部件已在上文中结合图1至图4进行了描述，且在图5和图6中编号相同，故在此处对图5和图6的说明中不再赘述。具体地，图5示出了单电池模块302的正面侧立体图500，其中，单电池模块302的正面侧503被显示出来而单电池模块302的背面侧505被从视图中隐藏。图6示出了显示背面侧505的单电池模块302的背面侧立体图600。因此，图6示出了相对于图5所示的视图500翻转大致180度的单电池模块302。
线束504可耦联至电压连接器502和电池组管理连接器506以在二者间提供电连通。总之，连接器502和线束504可在电压监测端子406和可被电耦联至电池组管理系统(未示出)的电池组管理连接器506间提供电连接。此外，热敏电阻508可被电耦联至线束504以测量并监测单电池102的温度。因此，热敏电阻508的输出可被用于估计单电池102的温度。
图7至图8分别为示出多个单电池模块被组装入壳体708且通过模块间连接器702彼此电连接以形成电池组的示意图700和800。因此，图7和图8可在此处的说明中一并描述。具体地，图7示出了模块化电池组或组件701的分解的侧立体图700。图8示出了组装后的电池系统701的侧立体图800。
因此，多个单电池模块302可被彼此电耦联以形成电池组模块阵列703，该阵列可被包括于电池组系统701中。由于单电池模块302的各部件已在上文中结合图1至图6进行了描述，且在图7和图8中编号相同，因此在此对图7和图8的说明中不再对其赘述。在图7至图8所示的示例中，四个单电池模块302可被包括于电池组系统701中。但是，应当理解，在其他示例中，阵列703和电池组系统701中可包括多于或少于四个单电池模块。单电池模块可被彼此平行对齐使得不同单电池模块的电池端子104和106朝向彼此。此外，每个模块302的电池管理连接器506可排列在阵列703的同一侧。
模块间连接器702的两端可电耦联至不同单电池模块的互联端子408。因此，模块间连接器702可电连接相邻单电池模块302的互联端子408。换句话说，彼此相邻放置的两个单电池模块302可通过模块间连接器702彼此以串联方式电耦联，该模块间连接器702耦联至这两个单电池模块302各自的互联端子408。因此，在图7和图8所示的电池组系统701包括四个单电池模块302的示例中，三个模块间连接器702可被包括于电池组系统701中以将各模块以串联方式电耦联。但是，应当理解，取决于电池组系统701中所含的单电池模块的数量，可使用多于或少于三个模块间连接器702。连接器702的数量可等于或小于电池组系统701中所含的单电池模块的数量。
负单电池连接器704可被电耦联至电池组系统701的负第一端子705。具体地，连接器704的第一端712可被耦联于位于电池组系统701的负第一端子705最近的单电池模块302的一个互联端子408，且连接器704的相对的第二端714可形成和/或被耦联至电池组系统701的负极端子。因此，负单电池连接器704可形成电池组系统701的负极端子的一部分或全部。正单电池连接器706可被电耦联至电池组系统701的相对的正第二端子707。具体地，正单电池连接器706的第一端716可被耦联至位于电池组系统701的正第二端子707最近的单电池模块302的一个互联端子408，且连接器706的相对的第二端718可形成和/或可被耦联至电池组系统701的正极端子。因此，正单电池连接器706可形成电池组系统701的正极端子的一部分或全部。这样，负单电池连接器704的第二端714和正单电池连接器706的第二端718可如各管理连接器506一样被分别排列在阵列703相同的一侧。
壳体708可包括大小合适且用于放置单电池模块的凹部710。壳体708可为刚性结构，且可限制单电池模块及其部件在壳体708内的相对移动。总之，壳体708，单电池模块的阵列701及连接器702、704和706可形成电池组系统701。因此，电池组系统701可包括四个单电池模块，每个模块包含四个单电池组且每个单电池组包含三个圆柱形单电池102。因此，电池组系统701可包括16个单电池组，即48个单电池102。
这样，电池组件可包含以三角形构型布置的三个圆柱形单电池、位于该三个圆柱形单电池之间且在单电池端部间延伸的电隔离间隔体、裹在单电池周围以限制单电池和间隔体的相对移动的罩体及用于放置单电池组的壳体。在上述的电池组件的示例中，三个圆柱形单电池中的两个的朝向可为相同方向平行，与所述三个圆柱形单电池中的第三个单电池的相反方向平行，且其中，该间隔体与这三个圆柱形单电池中每个的中心轴等距。上述电池组件或上述电池组组件的组合中的任一者可进一步包含两个或多个单电池模块，其中，所述两个或多个单电池模块的每个可包括单电池组。在上述电池组件或上述电池组件的组合的任一者中，所述两个或多个单电池模块中的每一者中可进一步包含通过第二罩体物理耦联至该单电池组的三个附加单电池组，该第二罩体裹在所述三个附加单电池组和该单电池组周围用以限制所述三个附加单电池组和该单电池组间的相对运动。在上述电池组件或上述电池组件的组合中的任一者中，两个或多个单电池模块中的每一者中可进一步包含位于所述三个附加单电池组和该单电池组之间的两个第二电隔离间隔体。在上述电池组件或上述电池组件的组合的任一者中，所述三个附加单电池组中的两个可与该单电池组的朝向反向平行。上述电池组件或上述电池组件的组合中的任一者可进一步包含将所述三个附加单电池组和该单电池组中的圆柱形单电池电耦联的线排，其中，线排可进一步包含电压监测端子和电流传输端子。上述电池组件或上述电池组件的组合中的任一者可进一步包含将该电压监测端子电耦联至用于提供单电池的电压示数的电压管理连接器的线束。
在另一个实施例中，电池组可包含多个圆柱形单电池、将所述多个圆柱形单电池中的三个束在一起以形成单电池组的第一护套、将两个或多个单电池组束在一起的第二护套、包含第二护套和两个或多个单电池组的单电池模块和容纳单电池模块的壳体。在上述电池组中，所述多个圆柱形单电池中的三个可以三角形构型布置且第一护套可被裹在所述多个圆柱形单电池中的三个中每个的曲面周围。在上述电池组或电池组的组合的任一者中，单电池组可包含位于所述多个圆柱形单电池中的三个之间用以限制所述多个圆柱形单电池中该三个间的电流流动的非导电型电隔离间隔体。在上述电池组或电池组的组合的任一者中，单电池模块可进一步包含位于两个或多个单电池组之间的两个电隔离间隔体。在上述电池组和电池组的组合的任一者中，第一护套可由塑料聚合物制成，该第一护套受热时可收缩、贴合所述多个圆柱形单电池中该三个单电池的形状且在所述多个圆柱形单电池中的该三个单电池周围形成刚性结构。在上述电池组和电池组的组合中的任一者中，所述多个圆柱形单电池可包含正极端子和负极端子，且其中，所述多个圆柱形单电池中该三个单电池中的两个可在同一朝向上排列使得该单电池组的第一端包括两个负极端子且该单电池组的第二端包括两个正极端子。在上述电池组或电池组的组合的任一者中，单电池模块可进一步包含线排，其中，该线排可将所述多个圆柱形单电池以串联或并联方式电耦联，且该线排可包含电压监测端子和互联端子。在上述电池组或电池组的组合的任一者中，单电池模块可进一步包含电耦联于该电压监测端子的电压管理连接器，以用于提供所述多个圆柱形单电池的电压示数。上述电池组或电池组的组合中的任一者可进一步包含电耦联至该互联端子中一者的模块间连接器，其中，该连接器可在单电池模块和该电池组中所含的相邻的单电池模块间提供电连通。
在又一个示例中，车辆电池组可包含两个或多个单电池模块，其中，所述两个或多个单电池模块中的每个可包含两个或多个单电池组(该两个或多个单电池组可包含三个圆柱形单电池及裹在单电池周围的第一护套)、位于所述两个或多个单电池组之间的两个或多个电隔离间隔体、裹在所述两个或多个单电池组周围的第二护套、将所述两个或多个单电池组中的圆柱形单电池电耦联的线排及电耦联于该线排用以监控圆柱形单电池的电压的电压监控翼片。此外，该电池组可包括用于将所述两个或多个单电池模块电耦联的模块间连接器及用于保持所述两个或多个单电池模块的壳体。在上述的车辆电池组中，该第一护套和第二护套可由塑料聚合物制成。在上述车辆电池组和车辆电池组的组合中的任一者中，所述两个或多个单电池模块可彼此平行排列。
这样，通过将单电池三个一组裹在一起、将组堆叠成单电池模块、随后通过连接器将单电池模块电耦联可达到增加圆柱形单电池堆叠密度的技术效果。通过将单电池三个一组裹在一起并用收缩包装或其他可行的罩体将其物理束缚，单电池模块的刚性可增加。换句话说，单电池相对于彼此的运动可减少。通过将两个单电池组堆叠在两个附加单电池组上并用收缩包裹或其他可行的罩体裹束这四个单电池组以形成单电池模块，可进一步增加该电池组的结构一体性。
尽管上文中介绍了示例性实施例，其并非意为这些实施例描述了本发明的所有可能形式。说明书中所用的词汇是描述性而非限制性词汇，且应当理解，在不背离本公开的精神和范围的情况下，可做多种变化。如前所述，可组合多种实施例的特征以形成未被明显说明或示出的本发明的其他实施例。
尽管多种实施例已被描述为有优势或在一个或多个预期的特点方面优于其他实施例或现有实施方式，本领域普通技术人员应明白一个或多个特征或特点可被折中以达到预期的整体系统属性，这取决于特定的应用和实施方式。这些属性可包括但不限于：费用、强度、持久性、生命周期成本、可销性、外观、包装、大小、可用性、重量、可生产性、易于组装等。因此，被描述为在一个或多个特点上不如其他实施例或现有实施方式理想的实施例并不在本公开的范围之外，且在特定应用中可较为理想。

Claims (17)

1.一种电池组件，包含两个或更多个单电池模块，所述两个或更多个单电池模块中的每个包括：
单电池组，所述单电池组包含：
以三角形构型布置的三个圆柱形单电池；
位于所述三个圆柱形单电池之间且在所述单电池的端部间延伸的电隔离间隔体；及
裹在所述单电池周围用以限制所述单电池和所述间隔体的相对运动的罩体；
用于保持所述单电池组的壳体；
通过第二罩体物理耦联于所述单电池组的三个附加单电池组，所述第二罩体裹在所述三个附加单电池组和所述单电池组周围以限制所述三个附加单电池组和所述单电池组的相对运动；以及
位于所述三个附加单电池组和所述单电池组间的两个副电隔离间隔体。
2.根据权利要求1所述的电池组件，其中，
所述三个圆柱形单电池中的两个的朝向为相同方向平行，与所述三个圆柱形单电池中的第三个的相反方向平行，且
所述间隔体与所述三个圆柱形单电池中的每个的中心轴等距。
3.根据权利要求1所述的电池组件，其中，所述三个附加单电池组中的两个的朝向与所述单电池组的反向平行。
4.根据权利要求1所述的电池组件，还包含：
线排，其将所述三个附加单电池组和所述单电池组的圆柱形单电池电耦联，且包含电压监测端子及电流传输端子。
5.根据权利要求4所述的电池组件，还包含：
线束，其将所述电压监测端子电耦联至用于提供所述单电池的电压示数的电压管理连接器。
6.一种电池组系统，包括：
多个圆柱形单电池；
将所述多个圆柱形单电池中的三个圆柱形单电池束在一起以形成单电池组的第一护套；
将两个或更多个单电池组束在一起的第二护套；
包含所述第二护套和所述两个或更多个单电池组的单电池模块；及
容纳所述单电池模块的壳体，
其中，所述单电池模块还包括：
通过罩体物理耦联于所述单电池组的三个附加单电池组，所述罩体裹在所述三个附加单电池组和所述单电池组周围以限制所述三个附加单电池组和所述单电池组的相对运动；以及
位于所述三个附加单电池组和所述单电池组间的两个副电隔离间隔体。
7.根据权利要求6所述的电池组系统，其中，
所述多个圆柱形单电池中的所述三个圆柱形单电池以三角形构型布置，并且
所述第一护套裹在所述多个圆柱形单电池中的所述三个圆柱形单电池中的每个的曲面周围。
8.根据权利要求6所述的电池组系统，其中，所述单电池组包含：
非导电性电隔离间隔体，其位于所述多个圆柱形单电池中的所述三个圆柱形单电池之间，以限制所述多个圆柱体单电池中的所述三个圆柱形单电池间的电流流动。
9.根据权利要求6所述的电池组系统，其中，所述单电池模块还包含：
位于所述两个或更多个单电池组之间的两个电隔离间隔体。
10.根据权利要求6所述的电池组系统，其中，
所述第一护套由塑料聚合物制成，
所述塑料聚合物受热时收缩、贴合所述多个圆柱形单电池中的所述三个圆柱形单电池的形状且在所述多个圆柱形单电池中的所述三个圆柱形单电池周围形成刚性结构。
11.根据权利要求6所述的电池组系统，其中，
所述多个圆柱形单电池包含正极端子和负极端子，且
所述多个圆柱形单电池中的所述三个圆柱形单电池中的两个按同一朝向排列，使得所述单电池组的第一端包括两个负极端子且所述单电池组的第二端包括两个正极端子。
12.根据权利要求6所述的电池组系统，其中，所述单电池模块还包含线排，
所述线排将所述多个圆柱形单电池以串联或并联方式电耦联，并且
所述线排包含电压监测端子和互联端子。
13.根据权利要求12所述的电池组系统，其中，所述单电池模块还包含：
电压管理连接器，其电耦联于所述电压监测端子以提供所述多个圆柱形单电池的电压示数。
14.根据权利要求12所述的电池组系统，还包含：
模块间连接器，其电耦联于所述互联端子中的一个，且为所述电池中所含的所述单电池模块和相邻单电池模块之间提供电连通以在二者间传导电流。
15.一种车辆电池组，包含：
两个或更多个单电池模块，所述两个或更多个单电池模块中的每个包含：
两个或更多个单电池组，所述两个或更多个单电池组包含刚好三个圆柱形单电池及裹在所述单电池周围的第一护套；
两个或更多个电隔离间隔体，其位于所述两个或更多个单电池组之间；
第二护套，其裹在所述两个或更多个单电池组周围；
线排，其将所述两个或更多个单电池组中的所述圆柱形单电池电耦联；及
电压监测翼片，其电耦联于所述线排，以用于监测所述圆柱形单电池的电压；
模块间连接器，其用于将所述两个或更多个单电池模块电耦联；及
壳体，其用于保持所述两个或更多个单电池模块，
其中，所述单电池模块还包括：
通过罩体物理耦联于所述单电池组的三个附加单电池组，所述罩体裹在所述三个附加单电池组和所述单电池组周围以限制所述三个附加单电池组和所述单电池组的相对运动；以及
位于所述三个附加单电池组和所述单电池组间的两个副电隔离间隔体。
16.根据权利要求15所述的车辆电池组，其中，所述第一护套和所述第二护套由塑料聚合物制成。
17.根据权利要求15所述的车辆电池组，其中，所述两个或更多个单电池模块彼此平行排列。
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