CN107591501B - 电池模块载体、电池模块以及具有电池系统的车辆 - Google Patents

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Abstract

一种电池模块载体，其包含载体框架，载体框架配置为容纳第一部件载体和第二部件载体。第一部件载体包含控制电子组件和信号端口，并且第二部件载体配置为容纳电池子模块。载体框架配置为经由信号端口向第一部件载体提供外部电子连接，并且第一部件载体和第二部件载体中的每一个配置为单独地附接到载体框架，并且从载体框架单独地分离。

Description

电池模块载体、电池模块以及具有电池系统的车辆
技术领域
本发明的实施例涉及一种电池模块载体、一种具有这样的电池模块载体的电池系统，以及一种具有这样的电池系统的车辆。
背景技术
可再充电(或二次)电池与一次电池不同点在于，前者设计为重复地充电和放电，而后者提供化学能到电能的不可逆转换。低容量可再充电电池被用作小型电子装置(比如移动电话、笔记本电脑，以及摄像机)的电源，而高容量可再充电电池被用作混合车辆及类似应用的电源。
通常，可再充电电池包含电极组件和电极端子，电极组件包含正电极、负电极、以及插设在正电极和负电极之间的分隔体、接收(或容纳)电极组件的箱体，电极端子电连接到电极组件。将电解质溶液注入到箱体中，以使得能够经由正电极、负电极，以及电解质溶液之间的电化学反应进行电池的充电和放电。箱体的形状，例如，圆柱形或矩形形状，取决于电池的意图目的。
可再充电电池可以用于电池模块，其包含彼此串联和/或并联耦接的多个单元电池元，从而提供相对高的能量密度，作为示例，用于驱动混合车辆的电机。例如，通过将多个单位电池单元的电极端子彼此互联来形成电池模块，单位电池单元的数目取决于所需的功率大小，以实现相对高功率的可再充电电池模块，作为示例，用于电动车辆。
电池模块可以构建为区块设计或模块设计。在区块设计，每个电池元耦接到一个共同的电流收集器结构和电池管理系统，并且电池设置在外壳中。在模块设计中，多个电池元连接在子模块中，并且若干子模块彼此连接，以形成模块。在模块设计中，可以在模块或子模块级上实现不同电池管理功能，其提供有利的方面，比如改善可互换性。
为形成电池系统，将一个或多个电池模块机械地和电气地集成，装备有热管理系统，并且配置为与一个或多个电力消耗者(例如，能量消耗电路或装置)通信。此外，电池系统可以包含电池管理单元(BMU)和/或电池断开单元(BDU)。
本背景技术部分上面公开的信息仅为了增强对所描述的技术的背景的理解，并且因此，其可能含有不形成现有技术的信息。
发明内容
根据本发明的一个或多个实施例的电池模块载体、电池系统，以及具有电池系统的车辆，避免或减小了现有技术的一个或多个缺点。
根据本发明的一些实施例，电池模块载体包含载体框架，其配置为容纳第一部件载体和第二部件载体，第一部件载体包含控制电子组件和信号端口，并且第二部件载体配置为容纳电池子模块。载体框架配置为经由信号端口向第一部件载体提供外部电子连接。此外，第一部件载体和第二部件载体中的每一个配置为单独地附接到载体框架且从载体框架单独地分离。
根据本发明的一个或多个实施例的电池模块载体提供一种用于电池系统的载体，通过提供逐个(或分开地或单独地)可附接到载体框架且从载体框架逐个(或分开地或单独地)可分离的部件载体，电池系统允许电池系统的可互换部件。第一部件载体和第二部件载体可以提供不同功能。第一部件载体(或电载体)可以包含控制电子组件，例如，作为电池检测单元的电池管理系统或其一部分。第二部件载体(或元载体)可以包含一个或多个电池子模块，并且可以包含若干安装部分，用于将电池子模块安装到第二部件载体。由于这些部件载体可以单独地附接到载体框架且从载体框架单独地分离，在不整个拆除电池模块载体(例如，从车辆)的情况下，将部件载体中的一个从电池模块载体移除。根据本发明的一个或多个实施例的电池模块载体从而提供用于具有提高模块度的电池系统的机械框架结构。
一些实施例中，第一部件载体和第二部件载体各自基本上为单片。换而言之，第一部件载体和第二部件载体中的每一个是单个件的部件，其提供支承控制电子组件或一个或多个电池子模块的机械完整性。一些实施例中，第一部件载体和第二部件载体两者都具有单片挤出外形，例如铝挤出外形。根据此实施例，部件载体的制造和电池系统的组装相对简单且成本有效。一些实施例中，电池模块载体配置为接收一个第一部件载体和多个第二部件载体。此外，一些实施例中，第二部件载体配置为接收一行堆叠的电池，例如，一个电池子模块或多个纵向地对齐的电池子模块。
根据本发明实施例的电池模块载体还提供连接框架结构，其用于具有提高的模块度的电池系统，例如，相对于信号传输、功率传输和冷却剂供应来连接框架结构。根据本发明实施例的电池模块载体包含第一部件载体，其具有控制电子组件和信号端口，并且还包含载体框架，其配置为经由信号端口向第一部件载体提供外部电子连接。从而，电池模块载体作为整体可以接收和传输控制电池系统(例如，电池子模块，经由外部电子连接)的信号。
一些实施例中，载体框架可以包含外部信号端口和内部信号端口，内部信号端口连接到外部信号端口，并且配置为经由信号端口将载体框架电子地连接到第一部件载体。一些实施例中，载体框架，例如，外部信号端口，可以配置为连接到外部控制单元，例如，电池系统或一个或多个电力消耗者的控制单元。可以向第一部件载体上的控制电子组件提供由外部控制单元接收的信号，控制电子组件根据信号控制第二部件载体上的电池子模块。一些实施例中，可以仅控制电子组件包含信号端口，并且载体框架可以包含开口，例如狭缝，可以通过其引导控制电子组件的信号端口，以提供外部电子连接。一些实施例中，可以省略载体框架中的信号端口。
一些实施例中，载体框架可以包含外部电源端口，其配置为将外部电源电路(例如，电池系统、电池管理系统或一个或多个电力消耗者的电源电路)电连接到以下项中的至少一个：第二部件载体、电池子模块，以及第一部件载体的电源端口。载体框架可以包含内部电源端口，其连接到外部电源端口，并且配置为将载体框架电连接到以下项中的至少一个：第二部件载体、电池子模块，以及第一部件载体的电源端口。从而可以经由第一部件载体和/或控制电子组件将内部电源端口连接到至少一个第二部件载体和电池子模块，或者直接连接到电池子模块。
一些实施例中，可以(例如，经由外部电源端口)将电池模块载体作为整体(或总体上看)集成在外部电源电路(例如，车辆的电源电路)中。外部电源电路和外部电源端口可以电连接到第一部件载体(例如，控制电子组件)，并且电连接到第二部件载体(例如，第二部件载体中的每一个上的电池子模块)中的每一个。从而，当电池模块载体在组装的配置中(或组装的状态下)时，第一部件载体和第二部件载体电互连，例如，连接以传输电流达到功率需求，并且也电子地连接(例如，经由电流)，例如，连接以传输信号。第一部件载体可以连接到多个第二部件载体中的每一个或仅连接到多个互连的第二部件载体中的相邻的一个第二部件载体。一些实施例中，第二部件载体可以电连接到外部电源端口，但不连接到第一部件载体。
在本发明的一些实施例中，电池模块载体可以包含接地板，接地板附接到载体框架，并且连接到或包含冷却剂管道。接地板还可以形成载体框架的一部分。电池模块载体(例如，载体框架)可以还包含外部冷却剂端口，其配置为将电池模块载体(例如，载体框架和/或接地板)连接到外部冷却剂回路。接地板的冷却剂管道可以例如，经由冷却剂分配线连接到这些外部冷却剂端口。从而，电池模块载体作为整体可以包含内部冷却剂回路，其可以经由外部冷却剂端口连接到外部冷却剂回路。由载体框架接收的第一部件载体和第二部件载体可以设置为与接地板紧密接触，并且因此可以通过与接地板的内部冷却剂回路换热来冷却。
在本发明的一些实施例中，电池模块载体(例如，载体框架)可以包含外部冷却剂端口，其配置为将电池模块载体连接到外部冷却剂回路，并且第一部件载体和第二部件载体中的至少一个可以分别包含第一冷却剂端口或第二冷却剂端口，并且第一接地板或第二接地板和/或侧板，其具有连接到相应的第一冷却剂端口或第二冷却剂端口的冷却剂管道。从而，第一部件载体和第二部件载体可以分别包含第一接地板和第二接地板，并且第一接地板和第二接地板可以一起形成电池模块载体的接地板。应当理解，第一部件载体和第二部件载体的第一接地板和第二接地板可以分别地与部件载体集成，并且不必是部件载体的附加部件。电池模块载体(例如，载体框架)可以将外部冷却剂端口分别连接到第一部件载体和第二部件载体中的至少一个的第一冷却剂端口或第二冷却剂端口。例如，电池模块载体(例如，载体框架)可以包含冷却剂分配线，其连接(例如，流体相通地连接)到外部冷却剂端口，并且配置为连接(例如，流体相通地连接)到第一部件载体和第二部件载体中的至少一个的冷却剂端口。从而，电池模块载体的内部冷却剂回路可以由第一部件载体的内部冷却剂回路和第二部件载体中的一个或多个构成。
一些实施例中，载体框架可以配置为接收一个第一部件载体和多个第二部件载体，并且可以包含冷却剂分配线，冷却剂分配线连接到(例如，流体相通地连接到)电池模块载体(例如，载体框架)的外部冷却剂端口。冷却剂分配线配置为连接到以下项中的一者或两者：第一部件载体的冷却剂端口和多个第二部件载体中的每一个(例如，连接到第一冷却剂端口和第二冷却剂端口中的一者或两者)。冷却剂分配线可以设置在载体框架内，或者可以是附接到载体框架的外部部分。冷却剂连接和冷却剂分配线可以设置在电池模块载体的单元和电气部分之外，以避免泄露情况下的短路，或以降低短路的可能性。
在本发明的一些实施例中，电池模块载体可以包含外部信号端口，外部信号端口配置为将载体框架电子地连接到外部控制单元。外部控制单元可以是电池系统、电池管理系统或一个或多个电力消耗者的控制电路。一些实施例中，控制电子组件可以包含电池检测单元，而电池管理系统的其他功能可以实现自电池模块载体之外。控制电子组件可以包含继电器、保险丝、电子和/或高电压(HV)和/或低电压(LV)接线。控制电子组件可以配置为提供下面功能中的一个或多个：保护电池系统不受损坏、延长电池系统的寿命，以及将电池系统维持在能够达到其特定应用的功能要求的状态中。控制电子组件还可以配置为提供下面功能中的一个或多个：元保护、充电控制、确定充电状态、确定健康状态、元平衡、日志簿功能、验证，以及元识别和信号通信。第一部件载体(例如，控制电子组件)可以电子地连接到第二部件载体和/或电池子模块中的至少一个。
在根据本发明的电池模块载体的一些实施例中，载体框架可以包含多个纵向梁和多个横向梁。载体框架的纵向梁和横向梁可以具有铝挤出外形或塑料挤出外形(例如，强化塑料挤出外形)，并且可以焊接、胶粘、螺丝紧固或用其他方法组装到一起，以形成载体框架。第一部件载体和第二部件载体还可以具有铝挤出外形，塑料挤出外形(例如，强化塑料挤出外形)，或者可以由轧制和焊接的钢载体制成，并且可以具有例如，U形、L形，或T形。部件载体可以包含连接元件，连接元件配置为可分离地附接到纵向梁或横向梁，例如，附接到纵向梁或横向梁的对应的连接元件。部件载体可以具有接地板中的和/或其侧壁中的集成冷却剂管道或冷却剂通道。可以用螺丝将部件载体安装到载体框架。包含安装到载体框架的部件载体的组装的电池模块载体可以提供刚度和稳定的(或相对稳定的)结构。
一些实施例中，第二部件载体可以包含用于支承若干元的挤出的铝外形(或者由之构成)。元可以在具有端部板的第二部件载体的纵向方向上固定。塑料元固定可以将元固定在z方向上。可以用膨胀限制器填充端部板和载体框架或元之间的自由空间，以处理(或容纳)(一个或多个)元的膨胀，并且在纵向方向上连接部件(例如，全部部件)(例如，刚性且紧固地连接部件)。在包括根据本发明的电池模块载体的车辆的侧面、正面，或后面撞击的情况下，此刚度是有利的。
根据本发明的实施例，部件载体经由多个螺栓机械地互连。螺栓提供便捷的组装和拆卸，并且可以建立(或提供)每个部件载体之间的电力和信号连接。例如，螺栓可以配置为将第一部件载体电气地和电子地连接到第二部件载体和/或到电池子模块。一些实施例中，将部件载体螺丝紧固到载体框架。从载体的底侧可以触及螺丝。
本发明的另一实施例提供一种电池系统，其包含根据本发明如上面描述的一个或多个实施例的电池模块载体。根据本发明的一个或多个实施例的电池系统包含载体框架，载体框架包含第一部件载体和第二载体，并且可以包含外部信号端口。第一部件载体包含控制电子组件和信号端口，并且第二部件载体包含电池子模块。电池系统的载体框架可以还包含内部信号端口，其电子地连接到外部信号端口和第一部件载体的信号端口。一些实施例中，载体框架可以包含开口，例如，狭缝，第一载体框架的信号端口通过其传到外面。根据本发明的一个或多个实施例的电池系统中，第一部件载体和第二部件载体中的每一个可以从载体框架单独地分离。
本发明的另一实施例涉及一种车辆，其包含根据本发明如上面描述的一个或多个实施例的电池系统(例如，包含根据本发明如上面描述的一个或多个实施例的电池模块载体的电池系统)。根据本发明的一个或多个实施例的车辆可以是电动车辆(EV)或者插电式混合电动车辆(PHEV)，其包含若干电池元。一些实施例中，电池系统的安装位置可以在车辆的地板之下。一些实施例中，电池模块载体的载体框架附接到车辆的地板，例如，附接到车辆的底座处的安装结构。可以在不将载体框架从车辆的地板拆除的情况下，将第一部件载体和第二部件载体中的一个或多个从载体框架移除。
通过在电池模块载体之下安装底座保护板且在电池模块载体的顶部上安装盖板，附接到车辆的电池系统可以为气密的。根据本发明的一个或多个实施例的附接到车辆(或安装在车辆上)的电池系统中，全部连接元件(例如，螺栓或螺丝或相似元件)，应该从背向车辆的底座的底侧可触及。在冷却管道集成在载体中的情况下，在分离部件载体之前可能需要拆卸冷却剂分配线。从而，冷却剂分配线也可以从车辆之下触及。
附图说明
通过参考附图详细描述本发明上述和其他方面的示例性实施例，其将变得对本领域普通技术人员显而易见，附图中：
图1是根据本发明的示例性实施例的电池系统的透视图；
图2是根据本发明的示例性实施例的具有从电池系统移除的第二部件载体的电池系统的透视图；
图3是根据本发明的示例性实施例的具有从电池系统移除的第一部件载体的电池系统的透视图；
图4是根据本发明的示例性实施例的包含两个接收的电池子模块的第二部件载体的部分分解图；以及
图5是根据本发明的示例性实施例的组装的电池模块载体的底部的透视图。
附图标记
1 二次电池元
10 载体框架
11 外部信号端口
12 外部电源端口
13 开口
15 冷却剂分配线
16 纵向梁
17 横向梁
20 第一部件载体
21 控制电子组件
22 信号端口
23 电源端口
24 第一冷却剂端口
25 第一接地板
30 第二部件载体
31 第二冷却剂端口
32 第二接地板
33 第二冷却剂管道
40 电池子模块
41 侧梁
42 膨胀限制器
43 前板
50 接地板框架
100 电池模块载体
200 电池系统
具体实施方式
后文中，将参考附图更详细地描述本发明的示例性实施例。然而，本发明能够以各种不同形式实施，并且不应理解为限制到仅为本文所阐述的实施例。反之，作为示例提供这些实施例，使得本公开将变得彻底而完整，并且将本发明的方面和特征完整地传达给本领域技术人员。相应地，对于具有本领域普通技术的人员完全理解本发明的方面和特征所不必要的工艺、元件，以及技术可能未做描述。除非另有指明，附图和书写说明书中的相同参考数字指代相同元件，并且因此可能不重复其说明。附图中，元件、层，以及区域的相对尺寸可能为了清除而夸大。
应当理解，尽管本文中可能使用了术语“第一”“第二”“第三”，等等，以描述各种元件、部件、区域、层和/或区段，这些元件、部件、区域、层和/或区段不应被这些术语限制。使用这些术语以将一个元件、部件、区域、层或区段与另一元件、部件、区域、层或区段加以区分。因此，下面描述的第一元件、部件、区域、层或区段可以称为第二元件、部件、区域、层或区段，而不背离本发明的精神和范围。
应当理解，当元件或层被称为“在其他元件或层上”“连接到”或“耦接到”其他元件或层时，其可以是直接在之上，连接到，或耦接到该其他元件或层，或者可能存在一个或多个介于中间的元件或层。此外，还应当理解，当元件或层被称为“在两个元件或层之间”时，其可以为该两个元件或层之间仅有的元件或层，或者也可能存在一个或多个介于中间的元件或层。
本文中使用的术语是为描述特定实施例的目的，而不意图限制本发明。如本文中使用的，单数形式也意图包含复数形式，除非上下文清楚地另有指明。还应当理解，术语“包括”“包含”当用于本说明书时，指明所述特征、整数、步骤、操作、元件，和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件，和/或其组合的存在或附加。如本文中使用的，术语“和/或”包含相关的列举项目的一个或多个的任意以及全部组合。当表达方式比如“……中的至少一个”在元件的列表之前时，修饰整个元件的列表，而不修饰列表的单独的元件。
如本文中使用的，术语“实质上”“大约”以及相似术语用作近似的术语，而非程度的术语，并且意图考虑测量的或计算的值的固有变差，其将被本领域普通技术人员所认识。此外，当描述本发明的实施例时使用“可以”是指“本发明的一个或多个实施例”。此外，可替代语言的使用，比如在描述本发明的实施例时使用“或者”是指对于每个对应的所列举项目的“本发明的一个或多个实施例”。如本文中使用的，术语“使用”“被使用”可以分别认为与“利用”“被利用”同义。同样，术语“示例性”意图指示例或阐述。
可以利用任何合适的硬件、固件(例如特定用途集成电路)、软件，或者硬件、固件和软件的组合，来实施根据本文描述的本发明的实施例的电子或电装置和/或人和其他相关装置或部件。例如，这些装置的各种部件可以形成在一个集成电路(IC)芯片上或在分开的IC芯片上。此外，这些装置的各种部件可以实施在柔性印刷电路膜上、带载体封装体(TCP)上、印刷电路板(PCB)上，或者形成在一个基板上。此外，这些装置的各种部件可以是进程或线程，在一个或多个处理器上运行，在一个或多个计算装置中，执行计算机程序指令并且与其他系统部件互动，以执行本文描述的各种功能。计算机程序指令储存在存储器中，其可以使用标准存储器装置实施为计算装置，比如，例如，随机存取存储器(RAM)。计算机程序指令也可以存储在其他非瞬态计算机可读介质中，比如，例如，CD-ROM、闪存驱动器，或其类似介质。同样，本领域技术人员应当认识到，各种计算装置的功能可以结合或集成到单个计算装置中，或者特定计算装置的功能可以分配在一个或多个其他计算装置上，而不背离本发明的示例性实施例的精神和范围。
除非另有限定，本文中使用的全部术语(包含技术和科学术语)具有与本发明所属的领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。还应当理解，术语，比如常用词典中定义的那些，应当理解为具有在相关领域和/或本说明书的上下文中相符的含义，并且不应理想化或过于正式地理解，除非本文中明确如此限定。
对于具有模块设计的电池模块中的电力集成，或者将包含彼此并联连接的多个元的子模块彼此串联连接(XsYp)，或者将包含彼此串联连接的多个元的子模块彼此并联连接(XpYs)。XsYp型子模块可以产生相对高电压，但必须单独地控制每个单独的元的电压高低。从而，XsYp型子模块中接线复杂度相对较高。在XpYs型子模块中，彼此并联连接的元的电压高低自动地平衡，并且因此，其足以控制子模块级上的电压。从而，降低了XpYs型子模块中的接线复杂度。彼此并联连接的元的子模块中，它们的电容加和，并且因此，XpYs型子模块通常用于低电容元。
通过有效率地发散、放电，和/或散去由可再充电电池产生的热，热管理系统允许电池模块的安全使用。如果未有效地执行热发散/排放/散热，相应的电池元之间发生温度变差，使得电池模块无法产生所需功率的大小。此外，可再充电电池的内部温度的提高可以导致其中发生不正常的反应，从而导致可再充电电池的充电和放电性能劣化，并且缩短可再充电电池的寿命。从而，常常提供用于从元有效地发散/排放/散热的冷却装置。
为达到各种连接到电池系统的电力消耗者的动态功率需求，电池功率输出和充电的静态控制是不够的。因此，可以实施电池系统与电力消耗者的控制器之间的信息的稳定交换。可以通信重要信息，比如电池系统的实际充电状态(SoC)、潜在电力性能、充电能力和内部电阻，以及实际或预测的功率需求或消耗者的剩余。
电池模块的机械集成是指单独的部件在它们自身之间的机械连接，以及到被供电的系统的结构(例如，提供电力信息的系统，比如车辆)的机械连接。这些连接设计为在电池系统的平均服务寿命期间以及被供电的装置(例如，在车辆的使用期间)试用期间耐受的压力之下保持功能和安全。同样，应当考虑安装空间和可互换性，尤其是在移动应用中。
可以通过提供载体板(例如，接地板)并且通过将单独的电池元或子模块设置在其上，实现电池模块的机械集成。可以通过用机械互连体(比如螺栓或螺丝)将电池元或子模块装配到载体板中的凹陷中，或通过约束元或子模块，实现将电池元或子模块固定到载体板。可以通过将侧板紧固到载体板的侧向的侧和/或通过在电池元或子模块的顶上提供第二载体板，并且将第二载体板固定到载体板和/或侧板来实现约束。从而，可以构建多级电池模块，并且载体板和/或侧板可以包含冷却剂管道，用于冷却元或子模块。
通常可以通过使用机械地强化的电连接体，或者通过将电池元紧固到除电连接体之外的载体梁上或支柱上，实现电池子模块的机械集成。附加地或可替代地，子模块可以设置在单独的箱体中，箱体覆盖电池子模块的表面的一些或全部，并且子模块设置在电池模块中(例如，在载体板上)在这些单独的箱体内。
根据现有技术的电池模块，不论任何模块结构，通常通过将它们的全部构成部分互连，提供机械完整性。从而，电池模块的一部分的替换(例如，子模块的替换)，通常需要拆卸整个电池模块，以在拆装之前机械地释放电池模块。从而，电池模块的部件中的缺陷通常导致拆卸和替换整个电池模块以及电池模块的单独的修理。由于电池模块可能昂贵、庞大，并且沉重，许多将来将要处理电池问题的地方(比如汽车修理厂)，可能没有达到需求的足够数量的替代电池模块库存。
图1图示了根据本发明的示例性实施例的包含电池模块载体100的电池系统200。电池模块载体100包含载体框架10，载体框架10包含多个纵向梁16(例如，两个纵向梁)和多个横向梁17(例如，两个横向梁)。接地板框架50附接到梁16、17和电池模块载体100的底部处的框架。用于将电池模块载体100附接到，例如车辆的底座的连接件(例如，螺丝孔)设置在接地板框架50从梁16、17朝外突出的部分中。
纵向梁16中的一个包含第一部件载体20的信号端口22，第一部件载体20作为外部信号端口11延伸(或达到)穿过载体框架10中的开口，并且配置为连接到外部控制单元。横向梁17中的一个包含外部电源端口12，外部电源端口12配置为连接到外部电源电路。电池模块载体100还包含外部冷却剂端口，外部冷却剂端口配置为连接到外部冷却剂回路。在载体框架10内接收(或容纳)第一部件载体20和多个第二部件载体30(例如，六个第二部件载体30)。多个第二部件载体30中的每一个包含一个或多个电池子模块40(例如，两个电池子模块40)，每个具有多个元1。
图2是根据本发明的示例性实施例的具有从电池系统200移除的第二部件载体30中的一个的电池系统200的透视图，而图4是根据本发明的示例性实施例的包含第二部件载体30中的两个电池子模块40的第二部件载体30的部分分解图。参考图2和图4，第二部件载体30包含接地板32和侧壁，其从接地板32在向上方向上延伸。在接地板32的第一表面(或前表面)处，提供作为相应的冷却剂管道的入口的第二冷却剂端口31(例如，三个第二冷却剂端口)。第二部件载体30包含连接元件(例如，螺丝孔)，其配置为附接到载体框架的纵向梁16的对应的连接元件。第二部件载体30还包含连接元件，其用于将第二部件载体30电气地和电子地连接到其他第二部件载体30或者到电池系统200内的第一部件载体20。
参考图4，电池子模块40的示例性实施例包含多个元1(例如，多个对齐的二次电池元1)，每个元具有实质上棱柱的形状。将子模块前板43的对提供到最外面的电池元1的各表面(例如，前表面)。将模块前板43机械地耦接到面对电池元1的侧表面的子模块侧梁41的对。从而将多个电池元1的电池元1固定在一起。子模块前板43为电池子模块40提供刚度和机械稳定性。具有蜂巢结构的膨胀限制器42插设在堆叠的电池元1和载体框架10之间，以容纳(或限制)(一个或多个)电池元1的膨胀，并且将全部部件沿着纵向方向连接(例如，沿着纵向方向刚性地且紧固地连接电池子模块40的全部部件)。子模块前板43、子模块侧梁41，以及元1构成电池子模块40的基本上自支承的主体。通过固定元件将电池子模块40机械地固定到第二部件载体30。
图3是根据本发明的示例性实施例的电池系统200的透视图，其中从电池系统200移除第一部件载体20。第一部件载体20包含接地板25和从其向上方向上延伸的侧壁。接地板25在第一表面(或前表面)处，提供作为相应的冷却剂管道入口的第一冷却剂端口24(例如，三个第一冷却剂端口)。第一部件载体20还包含信号端口22、电源端口23，以及控制电子组件21。控制信号从外部控制电路发生经由信号端口22(其引导穿过载体框架10中的开口13)到第一部件载体20的控制电子组件21。此外，可以经由载体框架10的外部信号端口11，从外部控制单元产生信号，其经由信号线朝向控制电子组件21。
基于信号(例如，实际功率需求信号)，控制电子组件21控制第二部件载体30上的电池子模块40，以提供符合实际功率需求的电源功率。因此，控制电子组件21电气地和电子地连接到第一部件载体20，第一部件载体20电气地和电子地连接到相邻的第二部件载体30，第二部件载体30电气地和电子地连接到电池子模块40，电池子模块40附接到其，并且附接到下一相邻的第二部件载体30，以此类推。经由电子连接，控制电子组件21传输控制电池子模块40的信号。经由电连接，将由电池子模块40响应于这些信号提供的电流传输到第一部件载体20，并且经由电源端口23和外部电源端口12从第一部件载体20传输到电力消耗者。一些实施例中，基于第一部件载体20和第二部件载体30或电池子模块40之间的电流或电压调制控制信号。
图5是根据本发明的示例性实施例的组装的电池模块载体100的底部的透视图。参考图5，一些实施例中，组装两个横向梁17和两个纵向梁16，以形成载体框架10。如上面参考图1描述的，梁16、17中的每一个在相应的朝外的方向上延伸，以形成接地板框架。横向梁17中的一个包含外部电源端口12和外部信号端口11，并且相邻于第一部件载体20。在载体框架10中接收多个第二部件载体30，并且使用连接元件(例如，螺丝孔)和固定件(例如，螺丝)将其附接到纵向梁16。在图5中从下面示出的第二部件载体30中的每一个包含接地板32和集成到接地板32中(或与接地板32集成)的冷却剂管道33(例如，三个冷却剂管道)。经由电池模块载体100的外部冷却剂端口(例如，冷却剂分配线的端部部分)，将冷却剂分配线15流体相通地连接到外部冷却剂回路，并且冷却剂分配线15包含多个连接块。经由相应的第二部件载体30的相应的第二冷却剂端口31，每个连接块将冷却剂分配线15连接到第二冷却剂管道33。
参考图1和图5，通过外部冷却剂回路将冷却剂提供到冷却剂分配线15，冷却剂分配线15沿着纵向梁16延伸。经由冷却剂分配线15，将冷却剂分别提供到第一部件载体20和第二部件载体30(例如，六个第二部件载体30)的第一冷却剂端口24和第二冷却剂端口31，并且使其穿过相应的第一接地板25和第二接地板32流通经过相应的冷却管道。

Claims (15)

1.一种电池模块载体，包括：
载体框架，配置为容纳第一部件载体和第二部件载体，所述第一部件载体包括控制电子组件和信号端口，所述第二部件载体配置为容纳电池子模块，
其中所述载体框架配置为经由所述信号端口向所述第一部件载体提供外部电子连接，
其中所述第一部件载体和所述第二部件载体中的每一个配置为与所述载体框架个别附接和分离，以及
其中所述第一部件载体和所述第二部件载体经由多个螺栓机械地互连，并且其中所述多个螺栓配置为提供所述第一部件载体与所述第二部件载体和所述电池子模块中的至少一个之间的电连接和电子连接中的至少一个。
2.如权利要求1所述的电池模块载体，其中所述载体框架包括外部电端口，所述外部电端口配置为将外部电源电路电连接到以下项中的至少一个：所述第二部件载体、所述电池子模块，以及所述第一部件载体的电源端口。
3.如权利要求1所述的电池模块载体，其中所述第一部件载体进行以下项中的至少一个：电子地连接到所述第二部件载体和所述电池子模块中的至少一个，以及电连接到所述第二部件载体和所述电池子模块中的至少一个。
4.如权利要求1所述的电池模块载体，其中所述载体框架包括外部信号端口，所述外部信号端口配置为将所述电池模块载体电子地连接到外部控制单元。
5.如权利要求1所述的电池模块载体，其中所述控制电子组件包括电池检测单元。
6.如权利要求1所述的电池模块载体，还包括外部冷却剂端口，所述外部冷却剂端口配置为将所述电池模块载体流体相通地连接到外部冷却剂回路，所述外部冷却剂端口连接到所述载体框架或集成到所述载体框架中，
其中所述第二部件载体包括第二冷却剂端口和具有第二冷却剂管道的第二接地板，所述第二冷却剂管道流体相通地连接到所述第二冷却剂端口，所述第二冷却剂端口流体相通地连接到所述外部冷却剂端口。
7.如权利要求6所述的电池模块载体，其中所述第一部件载体包括第一冷却剂端口和第一接地板，所述第一接地板包括流体相通地连接到所述第一冷却剂端口的第一冷却剂管道，所述第一冷却剂端口流体相通地连接到所述外部冷却剂端口。
8.如权利要求7所述的电池模块载体，其中所述第二部件载体和所述第一部件载体中的至少一个还包括具有冷却剂管道的侧板，所述冷却剂管道流体相通地连接到相应的所述第一冷却剂端口或第二冷却剂端口。
9.如权利要求8所述的电池模块载体，其中所述第二部件载体包括多个第二部件载体，
其中所述载体框架连接到或包括冷却剂分配线，所述冷却剂分配线流体相通地连接到所述外部冷却剂端口，并且
其中所述冷却剂分配线配置为流体相通地连接到所述第一部件载体的所述第一冷却剂端口中的至少一个且流体相通地连接到所述多个第二部件载体的所述第二冷却剂端口中的每一个。
10.如权利要求1所述的电池模块载体，还包括：
接地板，附接到所述载体框架并且连接到或包括冷却剂管道；以及
外部冷却剂端口，配置为将所述电池模块载体流体相通地连接到外部冷却剂回路，所述外部冷却剂端口流体相通地连接到所述接地板的所述冷却剂管道。
11.如权利要求1所述的电池模块载体，其中所述载体框架包括多个纵向梁和多个横向梁；并且
其中所述第一部件载体和所述第二部件载体各自包括连接元件，所述连接元件配置为附接到所述纵向梁或附接到所述横向梁。
12.如权利要求1所述的电池模块载体，其中所述第一部件载体和所述第二部件载体具有U形、L形，或T形外形。
13.一种电池系统，包括：
载体框架，包括：
第一部件载体，包括控制电子组件和信号端口；以及
第二部件载体，容纳电池子模块，
其中所述载体框架配置为向所述第一部件载体的所述信号端口提供外部电子连接，
其中所述第一部件载体和所述第二部件载体中的每一个可以从所述载体框架单独地分离，以及
其中所述第一部件载体和所述第二部件载体经由多个螺栓机械地互连，并且其中所述多个螺栓配置为提供所述第一部件载体与所述第二部件载体和所述电池子模块中的至少一个之间的电连接和电子连接中的至少一个。
14.一种车辆，包括电池系统，所述电池系统包括：
载体框架，包括：
第一部件载体，包括控制电子组件和信号端口；以及
第二部件载体，容纳电池子模块，
其中所述载体框架配置为向所述第一部件载体的所述信号端口提供外部电子连接，
其中所述第一部件载体和所述第二部件载体中的每一个可以从所述载体框架单独地分离，以及
其中所述第一部件载体和所述第二部件载体经由多个螺栓机械地互连，并且其中所述多个螺栓配置为提供所述第一部件载体与所述第二部件载体和所述电池子模块中的至少一个之间的电连接和电子连接中的至少一个。
15.一种车辆，包括电池模块载体，所述电池模块载体包括：
载体框架，配置为容纳第一部件载体和第二部件载体，所述第一部件载体包括控制电子组件和信号端口，所述第二部件载体配置为容纳电池子模块，
其中所述载体框架配置为经由所述信号端口向所述第一部件载体提供外部电子连接，以及
其中所述第一部件载体和所述第二部件载体中的每一个配置为与所述载体框架单独附接和分离，以及
其中所述第一部件载体和所述第二部件载体经由多个螺栓机械地互连，并且其中所述多个螺栓配置为提供所述第一部件载体与所述第二部件载体和所述电池子模块中的至少一个之间的电连接和电子连接中的至少一个。
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