CN108140746B - 车辆储能系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及车辆储能系统。在一些方面中，该储能系统可以用于为电动汽车供电。该储能系统可以包括多个单独的电池单元。这些单元可以是圆柱形的，并且可以具有处于同一端的正和负端子。这些单元可被在物理和/或电学上被组织成砖。所述砖可以在物理上和/或电学上被组织成模块。所述模块可以在物理上和/或电学上被组织成串组。所述串组可以在物理上和/或电学上被组织成组。在一些实施例中，组、串组、模块和/或砖可以包括柔性电路和/或可以是液体冷却的。

Description

车辆储能系统

技术领域

本申请主要涉及储能系统，尤其涉及用于车辆的储能系统。

背景技术

电驱动车辆可以减小化石燃料发动机对环境的影响，并且可以提升增加汽车运输模式的永续性。对于电动车，例如混合动力电动车、插电式混合动力电动车以及全电动车来说，储能系统是必不可少的。对于这些储能系统来说，尺寸、效率和安全性都是重要的考虑因素。空间效率高的储存、改进的热管理以及电池单元之间的平衡则会促进这些目标。

发明内容

本公开的系统和方法中的每一个都具有若干个创新的方面，所期望的属性并不是完全由单一的方面负责的。在没有限制后续权利要求所表述的范围的情况下，现在将会简要描述其更显著的特征。与现有技术相比，这里描述的组件的电气和机械布置具有若干个优点。例如，单个电池单元可以经受较少的循环，由此增加电池寿命。单个电池单元可以只在圆柱形主体的一端包含端子——由此简化制造。液冷模块内部的电池单元的配置可以提供增大的储能密度。

在一些实施例中描述了模块化储能系统。电动车的电池组可以包括多个可独立拆卸的电池串组（string）。每一个电池串组都可以包括多个电池模块。每一个电池模块可以包括多个电化学电池单元。这些电池单元可被组织成行和列。在一些方面中，电池单元是以并联和/或串联的方式电耦合的。电化学电池单元可以布置在各种电池单元固位器结构内部，并且可以通过柔性电路电连接。电池组、电池串组和/或模块内部的各种组件的耦合可以通过压配合、卡扣配合、焊接（例如激光焊接）、施加化学粘合剂或是其他耦合方法来完成。在一些实施例中，电池组、电池串组和/或模块可以是液体冷却的。

附图说明

现在将参照附图并结合不同的实施方式来描述本技术的上述方面以及其他特征、方面和优点。图示的实施方式仅仅是示例，其目的并不是进行限制。在所有附图中，除非在上下文中另有规定，否则相似的符号通常标识的是相似的组件。

图1是根据一个实施例的例示的电动车驱动系统的框图。

图2是根据一个实施例的例示的电压源和电池管理系统的框图。

图3是根据一个实施例的例示的电压源和电池管理系统的另一个框图。

图4是具有例示的电池组的例示电动车的示意图。

图5A是从电动车上拆除的图4的例示电池组的示意图。

图5B是被布置在例示外壳中的图5A的例示电池组的示意图。

图6A和图6B是图5A的例示电池组中的例示冷却剂流动路径的示意图。图6B是图6A中描述的电池组的放大模块。

图7A和图7B是在图7A中被显示成分离以及在图7B中被显示成耦合在一起的两个例示电池模块之间的例示耦合布置的示意图。作为示例，如图5A所示，多个模块可以接合在一起。

图8是图7A的模块的内部组件的示意图。

图9是图8中的例示电池模块的示例图，其中从该电池模块的一个半模块中移除了电流载体和电池单元。

图10是图8中的例示电池模块的示意图，其中从该电池模块的一个半模块中移除了电流载体。

图11是例示的半模块的示意图。

图12是例示的电池单元的示意图。

图13是例示的电流载体的示意图。

图14是例示的电流载体的示意图。

图15是图14中的例示的电流载体的前视图。

图16是图14中的例示的电流载体的侧视图。

图17是例示的电流载体的详细示意图。

图18A是例示的电流载体的分解视图。

图18B是例示的电流载体的另一个分解视图。

图18C是例示的电流载体的电路设计的详细示意图。

图19描述了根据不同实施例的电池模块的分解视图。

图20A-C描述了根据一些实施例的可被包含在如图19所示的电池模块中的爆破板（blast plate）的不同透视图。

图21示出了根据不同实施例的电池模块的半壳的透视图。

图22描述了根据一些实施例的电池模块的剖面图。

图23显示了根据一些实施例的用于组装电池模块的处理的简化流程图。

图24A-B描述了根据例示实施例的电池组外壳和多个模块化电池串组的透视图。

图25A描述了根据例示实施例的模块化电池串组的顶部外部透视图。

图25B是图25A中的模块化电池串组的底部透视图。这种串组可被固定在图24A-24B所示的机架中。

图25C示意性地示出了根据例示实施例的模块化电池串组的各种组件。

图26是根据例示实施方式的用于组装电池模块的局部处理流程图。

图27是根据例示实施方式的用于组装电池模块的局部处理流程图。

图28是根据例示实施方式的用于组装电池模块的局部处理流程图。输入A和B可以从图26-27继续的。输入C可以是从图29继续的。输出D可以继续至图30。

图29是根据例示实施方式的用于组装电池模块的局部处理流程图。

图30是根据例示实施方式的用于组装电池模块的局部处理流程图。输出E可以继续至图31。

图31是根据例示实施方式的用于组装电池模块的局部处理流程图。输入F可以是从图32继续的。输出G可以继续至图33。

图32是根据例示实施方式的用于组装电池模块的局部处理流程图。

图33是根据例示实施方式的用于组装电池模块的局部处理流程图。输出H可以继续至图34。

图34是根据例示实施方式的用于组装电池模块的局部处理流程图。输出I可以继续至图35。

图35是根据例示实施方式的用于组装电池模块的局部处理流程图。

图36是例示电池模块的分解透视图。

图37A是例示的圆柱形电池单元的透视图。

图37B是例示的电池单元的端视图。

图38是具有电路板和铜条的图36中的例示模块壳体的透视图。

图39是应用了促进剂的图38中的例示模块壳体的透视图。

图40是应用了促进剂和保护层的图39中的例示模块壳体的顶视图。

图41示出了将电池单元插入模块壳体的图40中的例示模块壳体的透视图。

图42是安装在模块的底部电池单元固位板中的例示电池单元的侧面剖视图。

图43A是显示了如何组装顶部电池固位板和柔性电路的例示的顶部电池固位板和柔性电路的透视图。

图43B是例示的被组装的顶部电池单元固位板和柔性电路的透视图。

图44A是装有电池单元以及组装了顶部电池单元固位板和柔性电路且显示其如何安装的图41中的例示模块壳体的透视图。

图44B是附着有顶部电池单元固位板以及柔性电路的图44A中的例示模块壳体的顶视图。

图45是附着有遮罩的图44B中的例示的已组装模块壳体的透视图。

图46A是具有插入模块端口的O形环的图44B中的例示的已组装模块壳体的透视图。

图46B是将O形环置于恰当位置的图46A的局部放大透视图。

图47是用于组装电池模块的例示方法的流程图。

图48是用于组装电池模块的例示方法的流程图。

图49是用于组装电池模块的例示方法的流程图。

具体实施方式

以下描述针对的是某些实施方式，其目的是描述本公开的创新方面。然而，本领域普通技术人员很容易认识到，这里的教导可以用多种不同的方式来应用。图1-49示出了在电动车中使用的例示组件、方法和系统。例示的系统可以包括被组织成具有电流载体和电池模块的串组的电池组。此类系统可以在任何类型的车辆中实施。举例来说，所述车辆可以是汽车、卡车、半卡车、摩托车、飞机、火车、轻便摩托车、小型摩托车或其他类型的运输工具。此外，所述车辆可以使用多种类型的动力系统。例如，所述车辆可以是电动车、燃料电池车、插电式电动车、插电式混合动力电动车或混合动力电动车。虽然是参考车辆部件来描述的，但是例示的电流载体和电池模块并不限于在车辆中使用。例如，该电流载体和电池模块可用于为家用或商用电器供电。

在一些实施例中，公开了用电动车的多个电池组串实施的电池管理系统设计。在这种实施方式中，每一个电池组都有一个串组控制单元，并且具有用于模块电压和温度测量的多个模块监视板。使用单个电池组控制器会简化车辆中的其他控制器与所述多个串组的交互。每一个电池串组还会耦合到电流传感器和一组接触器。

图1描述了包含这里描述的电池管理系统16的例示电动车驱动系统10的框图。该电动车驱动系统10包括电池或电压源11、与电池11耦合的逆变器12、电流控制器13、电动机14、负载15、以及电池管理系统16。电池11可以是单相直流（DC）电源。在一些实施例中，电池11可以是提供电力以驱动包括驱动系统10的电动车的可再充电电动车电池或牵引电池。虽然在图1中将电池11图示成单个部件。但是图1描述的电池11仅仅是代表性的，并且在下文中会结合图2来论述关于电池11的更进一步的细节。

逆变器12包括电源输入端，作为示例，其与电池11的导体相连以接收DC电源、单相电流或多相电流。此外，逆变器12还包括与下文中进一步描述的电流控制器13的输出相耦合的输入。该逆变器12还包括用分开12个电角度的电流来代表三个相位的三个输出，其中每一个相位都是在与电动机14耦合的导体上提供的。应该指出的是，在其他实施例中，逆变器12可以产生多于或少于三个的相位。

电动机14由电流控制器13控制的电压源逆变器12馈电。电动机14的输入耦合到分布在定子周围的相应线圈。电动机14可以耦合到机械输出，例如电动机14与机械负载15之间的机械耦合。机械负载15可以代表电动车的一个或多个车轮。

控制器13可用于为逆变器12产生闸控信号。相应地，车速的控制是通过调节电压或是来自逆变器12且流经电动机14的定子的电流而被执行的。在电动车驱动系统10中可以使用很多控制方案，其中包括电流控制、电压控制和直接转矩控制。通过选择逆变器12的特性以及选择控制器13的控制技术，可以确定驱动系统10的功效。

电池管理系统16可以接收来自电池11的数据，并且可以产生用于管理电池11的控制信号。以下将会结合图2-3来论述电池管理系统16的更进一步的细节。

虽然没有图示，但是电动车驱动系统10可以包括用于确定电动机14的转子位置以及将该信息提供给控制器13的一个或多个位置传感器。作为示例，电动机14可以包括信号输出，该信号输出可以传送电动机14的转子组件相对于电动机14的定子组件的位置。作为示例，该位置传感器可以是霍尔效应传感器、电位计、线性可变差分变压器、光学编码器或位置解算器。在其他实施例中，电动机14显现的显著性还可以提供无传感器的控制应用。虽然没有示出，但是电动车驱动系统10可以包括用于确定定子线圈的相位电流以及将该信息提供给控制器13的一个或多个电流传感器。作为示例，该电流传感器可以是霍尔效应电流传感器、与放大器相连的检测电阻器或是电流钳。

应该了解的是，虽然电动机14被描述成是可以接收电力以产生机械动力的电机，但是也可以对其进行使用而使其接收机械动力，并且由此将其转换成电力。在此类配置中，通过使用恰当的控制，可以将逆变器12用于激励线圈，以及此后在电动机14接收机械动力的同时从电动机14中提取电力。

图2是根据一个实施例的例示电压源的框图。电压源11可以包括多个电池串组26a、26b、...26n、...（在这里被单独或统称为一个或多个电池串组26），以及多个电流传感器28a、28b、...、28n...（在这里被单独或统称为一个或多个电流传感器28）。电池串组26可以通过多个开关21a、21b、...、21n、...以及22a、22b、...、22n、...（在这里被单独或统称为开关21和22）连接到正或高功率母线20以及负或低功率母线25，或者与之断连。开关21和22可以由来自电池管理系统16的控制信号进行控制。其中，电池管理系统16可以接收电压V_ a、V_b、...、V_n、...，这些电压是相应电池串组26a、26b、...26n上的输出电压，并且作为示例，这些电压是用多个传感器（未显示）确定的。电池管理系统16还可以接收电流I_a、I_ b、...、I_n、...，这些电流是来自各个电池串组26a、26b、...26n...的电流，并且是由相应的电流传感器28a、28b、...28n、...测量的。电池管理系统16还可以接收温度量度temp_a、 temp_b、...、temp_n、...，这些温度量度是来自相应电池串组26a、26b、...26n的一个或多个温度量度，并且是由附随电池串组的一个或多个温度传感器（未显示）测量的。至少部分基于电压V_a、V_b、..、V_n...，电流I_a、I_b、...、I_n...和/或temp_a、temp_b、...、temp_ n、...，电池管理系统16可以生成用于控制相应开关21和22的控制信号24a、24b、...、24n...（在这里将其单独或统称为一个或多个控制信号24）。以下将会参考图3来论述电池管理系统16的更进一步的细节。

电池串组26可以包括多个模块，其中每一个模块转而可以包括多个单元。在每一个电池串组26内部，组成模块和单元可以如图2中象征性描述的那样串联连接。在一些实施例中，电压源11可以包括能与电源母线20、25相连或断连的六个电池串组26。这些电池串组26可以由使用各种材料（例如铅酸、镍镉、锂离子或其他适当的材料）制成的各种不同类型的可充电电池来实施。在一些实施例中，如果充电到大约80％或更多，那么每一个电池串组可以输出大约375V-400V。

电流传感器28可以与高功率母线20和低功率母线25之间的各个电池串组26串联连接。如图2所示，电流传感器28可以连接到相应电池串组26的正端，以便测量电池串组26放电的电流。在其他实施例中，电流传感器28可以以其他方式连接到电池串组26，以便测量因为电池串组26放电而导致产生的电流。

开关21和22可以是被配置成响应于相应控制信号24而将电池串组26连接到电源母线20、25或者将电池串组26与电源母线20、25断连的接触器。开关21可以用任何能够根据需要（例如与电动车驱动系统10（图1）内部的电池串组26，电源母线20、25以及负载15（图1）有关）来处理电流和电压电平的适当接触器来实施。在一些实施例中，开关21和22可以用内部具有螺线管的机械接触器来实现。在一些实施例中，开关21可以由电池管理系统16中的一个或多个驱动器供电。虽然在图2所示的示例中，开关21（例如21n）和开关22（例如22n）是由相同的相应控制信号24（例如24n）控制的，但在其他实施例中，开关21（例如21n）可以由相应的正母线连接控制信号控制，而开关22（例如22n）则可以由相应的负母线连接控制信号控制。

电池管理系统16可以包括多个无源和/或有源电路部件，信号处理组件，例如模数转换器（ADC）、放大器、缓冲器、驱动器、调节器或其他适当的组件。在一些实施例中，电池管理系统16还可以包括用于处理输入数据来生成输出（例如控制信号24）的一个或多个处理器。在一些实施例中，电池管理系统16还可以包括用于在电池管理系统16内部和/或与电动车中的其他组件或电路进行通信以及发送和接收数据的一个或多个组件。例如，系统10内部的各种组件和电路（包括电池管理系统16中的组件）彼此可以使用协议或接口（例如CAN总线、SPI或其他适当的接口）来进行通信。并且，在一些实施例中，当电池管理系统16与其他组件通信时，关于输入数据的处理可以至少部分由并非处于电动车内部的电池管理系统16之中的其他组件来执行。

图3是根据一个实施例的例示电压源和电池管理系统的另一个框图。在图3中示出了图2中的多个电池串组26中的一个例示的电池串组26n，并且相应地示出了相应的电流传感器28n、开关21n、22n以及连接控制信号24n。此外，在这里还示出了与电池串组26n相对应的熔断器31n，并且虽然没有图示，但是图2中的电池串组26a、26b、...、26n、...中的每一个同样可以具有相应的熔断器31a、31b、...、31n、...。电池串组26n包括多个电池模块38n_1、38n_2、...、38n_k（对于电池串组26n来说，在这里将其单独或统称为38n），其中每一个都会向相应的模块监视板36n_1、36n_2、...、36n_k（对于电池串组26n来说，在这里将其单独或统称为36n）发送电池模块遥测数据。电池管理系统16包括用于与电池串组26n的电池模块38n_1、38n_2、...、38n_k进行通信的电池串组26n的串组控制单元34n。电池管理系统16可以包括用于处理来自电池串组26n的模拟数据的模数转换器（ADC）32n。在一些实施例中，ADC 32n可以处于串组控制单元34n内部，并且在其他实施例中，ADC 32n可以与串组控制单元34n分离。虽然没有图示，但是电池管理系统16还可以包括用于图2所示的多个电池串组26a、26b、...、26n、...的相应的串组控制单元34a、34b、...、34n、...以及相应的ADC 32a、32b、...、32n、...。电池管理系统16还包括电池组控制器31，该控制器控制开关驱动器35并与多个串组控制单元34进行通信。

在图示实施例中，第n个电池串组26n具有k个电池模块38n以及k个模块监视板36n。在一些实施例中，作为示例，一个电池串组26可以包括6个串联的电池模块38。在一些实施例中，作为示例，一个电池模块38可以包括16个串联的电池砖（battery brick），并且一个电池砖可以包括13个并联的电池单元。并且，在一些实施例中，电动车驱动系统10（图1）的电压源11（图1）可以包括1个电池组，作为示例，该电池组包括6个电池串组26。作为示例，电池单元可以是锂离子电池，并且电动车驱动系统10的电池组可以提供大于500kW的功率。

每一个电池模块38都可以装配被配置成收集各种被传递至模块监视板36的电池模块遥测数据（例如电压、电流、电荷、温度等等）的接口，例如板或平面（未显示）。在图示的实施例中，模块监视板36n_1、36n_2、...、36n_k使用通信协议（例如isoSPI）来与串组控制单元34n进行通信。在图示实施例中，作为示例，模块监视板36n可以收集相应模块38n的温度和电压数据，并且将其传递至串组控制单元34n。并且，在一些实施例中，作为示例，来自电池模块38n和电池串组26n的模拟测量数据可以用ADC 32n来处理，以便在串组控制单元34n和电池组控制器31上进行更进一步的数字处理。在一些实施例中，模块监视板36n可以单独直接与串组控制单元34n进行通信，并且在其他实施例中，模块监视板36n可以共同和/或间接地通过通讯总线或采用菊花链式配置来与串组控制单元34n进行通信。

串组控制单元34n可以是被配置成执行以下处理的处理器：监视电池模块38n和电池串组26n的状态，测试和监视电池串组26n的绝缘性，管理电池模块38n和电池串组26n的温度，执行电池管理算法，以及产生用于控制电池串组26n的开关21n和22n之一或是所有这二者的控制信号24n。同样，用于图2所示的电池串组26a、26b、...、26n、...的相应串组控制单元34a、34b、…、34n、...可以为相应的电池串组26执行相同的功能，以使电池管理系统16作为一个整体来输出从相应的串组控制单元34a、34b、...、34n、...到相应的开关21a、21b、...、21n、...以及22a、22b、...、22n、...的控制信号24a、24b、...、24n、...。在图示实施例中，串组控制单元34n还可以与电流传感器28n进行通信，并且作为示例，其可以接收电池串组26n的电流读数I_n。并且，作为示例，串组控制单元34n还可以耦合到熔断器31n，以便接收关于跳闸电路或熔断器熔断的指示。

图示实施例中的电池组控制器31可以与多个串组控制单元34a、34b、...、34n…进行通信。在一些实施例中，来自一个或多个电池串组（例如串组_a、串组_b、...、串组_n、...）的各种数据可以使用CAN总线来传送，并且电池管理系统16可以包括多个CAN总线收发器（未显示）。电池组控制器31还耦合到开关驱动器35，所述开关驱动器35可以向电池串组26的开关21和22（例如接触器）供电，并且电池组控制器31可以进一步与电动车的其他设备、组件或模块进行通信。在某些情况下，电池组控制器31可以与开关驱动器35进行通信，以便以切断供电以及断连所有开关21和22。举例来说，电池组控制器16可被配置成在其接收到指示安全气囊展开的信号的时候断开所有开关21和22。而且，在某些情况下，串组控制单元34n可以接收来自其中一个模块38n的高温数据，并且可以向电池组控制器31发送警告信号。在这种情况下，多串组电池结构和电池管理系统的内置冗余度将允许断开可能存在祸患的电池串组，而不用肯定得确定是否需要断连电池串组。

如果如这里公开的那样为电动车实施电池管理系统，那么将会是非常有利的。在传统思维中，并行系统看起来会耗费n倍于常规系统的成本，其中n是并行串组的数量。但是，在具有非常严格的安全性的锂电池系统中，通常，无论以何种方式都需要冗余度来改进改善假阳性或阴性错误（trip）。此外，被拆分成多个电池串组的电池组将允许使用低电流接触器，由此在提升模块性的同时降低了成本。在使用锂电池的传统系统中，如果电压传感器发生故障，那么大多数的电池管理系统会因为存在着可能导致火灾或爆炸的过度充电的风险而被迫打开整个电池组的开关或接触器。正因如此，传统系统包含了冗余的电压量度。电压量度可以是另一个电路板，例如附加的模块监视板或是处于单元级的硬件过压设备。

对于多串组系统，如果电压传感器或电流传感器或温度传感器损坏，那么可以从电池组中单独取出一个串组，并且电池组仍旧会通过剩余的串组供电。有了以这里公开的方式实施的电池管理系统，对于可靠性而言，附加的电压冗余度将不再是必需的，因为冗余等级已被构建在多串组管理系统之中。如果电压传感器发生故障，那么可以采取谨慎的做法，拆下串组，并且车辆仍然会从剩余串组中获得应用电源。

通过在多串组电池组中消除冗余的温度、电压和电流传感器，可以在提高可靠性和安全性的同时降低成本。与传统系统相比，控制单元可通过编程而变得更加安全，并且与传统的电池管理系统相比，由于其他串组提供了冗余备份，因此其具有独立打开和关闭接触器的能力。

这里公开的多串组电池结构和电池管理系统在向电动车提供连续电力方面同样具有优势，因为多串组结构和电池管理系统中的分布电流允许提升电池组的连续供电能力。在一些情况中，使用所公开的系统可以实现超出1kA的连续电流消耗。此外，由于多个电池串组会将总的输出电流分布到多个支路上，因此，所公开的电池结构和电池管理系统允许用成本和尺寸效益合算的组件（例如熔断器、电流传感器以及接触器）作来实施所述系统，这是因为一个电池串组中的电流要低于在非多串组的系统中存在的电流，由此，串组中的单个组件不需要传送或测量如此之高的电流。举例来说，如果具有六个单独的串组，并且每一个处理300A的最大输出，那么可以产生1.8kA的总的最大输出。虽然这个多串组系统可以使用六个接触器、熔断器和电流测量设备的集合，但是与适合1.8kA操作的单个集合相比，这六个全都适合300A操作的设备集合的总成本相对更低，并且其操作精度相对更高。特别地，这里公开的系统的内置冗余性提供了高可靠性，因为发生故障的串组可被断连，并且可以从操作中被移除，同时，剩余的串组可以继续向电动车提供电力。多串组电池结构和电池管理系统还提供了取决于车辆尺寸和类型以及车辆预定用途所需要的功率水平的模块性、适配性以及可扩展性。在有效且高效管理大量接触器和熔断器的同时，这里公开的电池管理系统提供了具有多个电池串组的益处。

图4是例示的电动车100的示意图。电动车100可以由一个或多个电动机110推动。电动机110可以通过传动系统（在图4中没有显示）耦合到一个或多个车轮120。电动车100可以包括框架130（也被称为车身底座或底盘）。框架130可以是电动车100的支撑结构，其上可以附着或安装其他组件，例如电池组140。

电动车100可以进一步包括结构轨道150、后部撞击缓冲区160，前部撞击缓冲区170以及横向撞击缓冲区180。电池组140可以具有紧凑的“覆盖区（footprint）”并被布置成致使其可以至少部分被框架130包围。电池组140可被定位在离开结构轨道150预定的距离上。在一些实施例中，电池组140可被定位成致使框架130、结构轨道150、后部撞击缓冲区160，前部撞击缓冲区170以及横向撞击缓冲区180保护电池组140免受从电动车100外部施加的力或冲击的影响（例如在碰撞中）。在一些实施例中，电池组140可被布置在框架130中，以便帮助提高方向稳定性（例如横摆加速度）。举例来说，电池组140可被布置在框架130中，以使电动车100的重心可以在轴距中心的前方（作为示例，它可以由多个车轮120来限制）。

图5A是例示电池组140的示意图。在电池组140上描绘了假想的x、y和z轴。电池组140可以具有任何的尺寸和维度。举例来说，电池组140的宽度是大约1000mm（沿着x轴），长度大约是1798mm（沿着y轴），以及高度大约是152mm（沿着z轴）。

在一些实施例中，电池组140可以是模块化的，和/或可以被细分成更小的功能单元。举例来说，电池组140可以包括多个电池模块210。在一个示例中，电池组140可以包括三十六个电池模块210。至少一些电池模块210可以用串联的方式电连接，以便形成串组212，并且两个或更多的串组212可以用并联的方式电连接。在不同的实施例中，作为示例，通过允许电池组140在即使一个或多个串组212发生故障或失灵的情况下继续工作（例如通过断开故障串组212），模块化电池配置将会是非常有利的。在这个例示配置中，如果其中一个串组212发生故障，那么其他串组212不会受到影响。

图5B描述了处于例示外壳200中的例示电池组140。外壳200可以包括托盘260。外壳200可以进一步包括遮罩（未图示）。

托盘260可以包括正母线排220和负母线排230。负母线排230和正母线排220可以沿着托盘260的相对边缘布置，或者可以被布置成在负母线排230与正母线排220之间具有预定分离度。

正母线排220可以电耦合到每一个电池模块210的电源连接器的正部。负母线排230可以电耦合到每一个电池模块210的电源连接器的负部。正母线排220可以电耦合到外壳200的正端子225。负母线排230可以电耦合到外壳200的负端子235。当在电动车100中使用时，母线排220和230可被布置在结构轨道150内部。

在电动车100中，电池组140可以向一个或多个电动机110供电（例如通过逆变器）。根据一些实施例，逆变器可以按照电动机110需要的那样将来自电池组140的直流电（DC）变成交流电（AC）。

在一些实施例中，电池组140可以是液体冷却的。通过在相对紧凑的电池配置中提供高效的热传递，液体冷却对于不同的电池组配置来说都是理想的，由此提供了可靠的温度调节以及将电池单元维持在期望的工作温度范围以内。在液体冷却的实施例中，冷却剂可以在冷却剂入口240进入电池组140，并且在冷却剂出口250脱离。

图6A和6B示出了可以与电池组140结合使用的例示的冷却剂流动以及例示的冷却剂系统和例示的冷却剂子系统的例示操作。图6B是图6A中描述的电池组140中的放大的模块210。如图6A和6B所示，例示的冷却剂系统可以包括入口310和出口320。作为示例，冷却剂可以在入口310被泵送到电池组140中，以及在出口320被从电池组140中抽出。作为示例，冷却剂可以以与电池组140中的每一个电池模块210相平行的方式布线。由此得到的电池组140内部的压力梯度可以提供足够的冷却剂循环，以便最小化电池组140内部的温度梯度（例如电池模块210之一的内部的温度梯度、电池模块210之间的温度梯度、和/或图5A中示出的两个或更多串组212之间的温度梯度）。

在电池组140内部，冷却剂系统能使冷却剂循环，例如循环到电池模块210（例如参考数字330指示循环）。冷却剂可以包括以下的至少一种：合成油（例如聚α-烯烃（或聚-α-烯烃，也被简写为PAO）油、乙二醇和水、以及基于相变的液体电介质冷却等等。

一个或多个附加的泵（未显示）可用于在串联连接的多个电池模块210（例如图5A的串组212中）以及这些串组之间保持大致恒定的压力。

冷却剂子系统能在电池模块210内部循环冷却剂（例如参考数字340指示的循环）。在一些实施例中，冷却剂可以通过接口350进入每个电池模块210。冷却剂可以流经电池模块210。接口350可被定向将冷却剂沿着y轴引导到电池模块210中。然后，冷却剂可以通过冷却剂系统内部的压力驱动，以便通过沿着x轴定向的一个或多个通道350B流出电池模块210。然后，在该模块的两个（相对的）侧表面360A和360B可以收集冷却剂。所述侧表面360A和360B可以垂直于x轴。在一些实施例中，冷却剂系统和冷却剂子系统可用于在电池组140内部保持基本均匀和/或恒定的温度。

如所论述的那样，例示电池组140可以包括多个电池模块210。图7A和图7B示出了两个电池模块210：210₁和210₂之间的例示布置和耦合。图7A描述了虽被分离但被校准以进行耦合的例示电池模块210₁和210₂。作为示例，电池模块210₁和210₂可以用图7A显示的方式定位，然后可以一起移动，直至像图7B的示例中显示的那样相耦合。通常，电池模块210₁和210₂中的一个上的母连接器410_F可以分别接纳和啮合电池模块210₂和210₁中的另一个上的公连接器410_M。在每一个电池模块210₁和210₂上都可以包含一个或多个母-公连接器配对。

如图7A中的示例所示，电池模块210₁和210₂的左侧可以具有公连接器410_M，并且电池模块210₁和210₂的右侧可以具有母连接器410_F。作为替换，公连接器410_M和母连接器410_F的混合体也是可以使用的。每一个母连接器410F可以包括（弹性体）O形环或其他密封件。公连接器410_M和母连接器410_F可以只充当连接点，或者还可以是电源连接器、冷却剂端口等等。

图7B描述了耦合在一起的例示电池模块210₁和210₂的横截面图。作为示例，公连接器410_M和母连接器410_F组合以形成耦合的连接器410c。如所讨论的，公连接器410_M和母连接器410_F可以是电池模块210的电源连接器或冷却剂端口。举例来说，公连接器410_M之一可以是电池模块210₂的冷却剂输出端口，并且母连接器410_F之一可以是电池模块210₁的母冷却剂输出端口。由此，公端口和母端口可以耦合，并且电池模块的内部冷却通道可以相连（例如形成图6A和图6B中示意性示出的冷却系统）。同样，在被耦合在一起的时候，多个电池模块210可以借助公连接器410_M和母连接器410_F电连接。

图8是例示的电池模块210的示意图。电池模块210可以包括两个半模块510₁和510₂、冷却剂输入端口520、冷却剂输出端口530、通信和低功率连接器540和/或主电源连接器550。每一个半模块510₁和510₂还可以包括用于将电池容纳在其内的外壳560。外壳560可以进一步包括板件570（以下将会参考图9来进行更详细的论述）。

继续参考图8，电池模块210的半模块510₁和510₂可以进一步包括电流载体580（以下将会参考图11以及12-18来进行更详细的讨论），并且可以包括一个或多个铆接（stake）特征590（例如塑料桩），以便将电流载体580保持在电池模块210中。半模块510₁和510₂可以是相同或不同的（例如，在一些实施例中，半模块510₁和510₂可以是彼此的镜像）。在主冷却剂输入端口520上可以将冷却剂提供给电池模块210，所述冷却剂会在电池模块210内部循环，并且会在主冷却剂输出端口530上被接收。

作为示例，通信和低功率连接器540可以向用于数据采集和/或控制的电子器件以及传感器提供很低的电力。在一些实施例中，举例来说，通信和低功率连接器540可以至少部分电耦合到电流载体580（例如通过用于数据采集和/或控制的电子器件）。冷却剂输入端口520、冷却剂输出端口530、通信和低功率连接器540以及主电源连接器550中的每一个都可以充当公连接器410_M和母连接器410_F。

图9是电池模块210的示意图，其中出于说明的目的，从一个半模块中移除了电池单元和电流载体580。如所述，电池模块210可以包括两个半模块510₁和510₂、主电源连接器550、主冷却剂输出端口530、主冷却剂输入端口520以及通信和低功率连接器540。此外，每一个半模块510₁和510₂都可以包括外壳560。

外壳560可以是用具有足够低的导热率的一种或多种塑料制成。每个半模块的相应外壳560可以相互耦合，以便形成用于电池模块210的外壳。外壳560可以进一步包括遮罩（未图示）。每一个外壳560可以进一步包括板件570（例如支架）。板件570可以包括用于将电池单元固定在外壳560内部以及保持电池单元之间的距离的结构。

图10是例示的电池模块210的示意图，其中出于说明目的，从其中一个半模块中移除了电流载体580。每一个半模块可以包括至少一个电池单元710。主电源连接器550可以将来自电池单元710的电力提供到电池模块210的外部。

图11是没有外壳560的半模块510的示意图。半模块510可以包括冷却剂入口840和冷却剂出口850，这样可以允许使用参考图6A和6B论述的冷却剂子系统。半模块510可以进一步包括能电连接到电流载体580的电接口830。电接口830可以耦合到通信和低功率连接器540。半模块510还可以包括多个电池单元710。电池单元710可以具有圆柱形主体，并且可被布置在空间820中的电流载体580与爆破板810之间，以使每一个电池单元710的外侧不会与其他（例如相邻）电池单元710的外侧相接触。

图12描述了例示的电池单元710。在一些实施例中，电池单元710可以是锂离子（li-ion）电池或其他任何类型的电池。例如，电池单元710可以是18650型锂离子电池，其可以具有近似直径为18.6mm以及近似长度为65.2mm的圆柱形形状。作为替换或补充，其他可再充电电池形状因子以及化学物质也是可以使用的。在不同的实施例中，电池单元710可以包括第一末端910、罐体920（例如圆柱形主体）以及第二末端940。阳极端子970和阴极端子980全都可以布置在第一末端910上。阳极端子970可以是电池单元710的负端子，并且阴极端子980可以是电池单元710的正端子。阳极端子970和阴极端子980彼此可以通过绝缘体或电介质电隔离。

电池单元710还可包括用于促成劈裂的处于第二末端940的刻痕，以便在过压的情况下实现排放（venting）。在不同的实施例中，所有电池单元710都可以被定向成允许向两个半模块的爆破板810排放。

在半模块510内部，电池单元710可被布置成致使电池单元的圆柱形主体可以平行于假象的x轴（“x轴单元方位”）。根据一些实施例，x轴单元方位可以提供附加的安全性和效能益处。举例来说，如果半模块510或电池模块210存在缺陷，那么沿x轴对电池单元进行排放。此外，根据一些实施例，对于针对电池组140中的每一个电池模块210的有效的电气和流体布线来说，x轴单元方位同样是非常有利的。

另外，根据一些实施例，x轴单元方位还有利于将冷却剂（冷却流体）并行引导至电池组140中的每一个电池模块210。如图11所示，通过使用参照图6A和6B描述的冷却剂系统，冷却剂可以通过冷却剂入口840进入半模块510，并且可以通过冷却剂出口850脱离。冷却剂入口840和冷却剂出口850中的每一个可以是公或母流体配件。

参照图6A和图6B，在相邻电池单元710的圆柱形主体之间的空间中可以形成通道350B。通道350B可以是金属管，但是也可以是电池单元710的圆柱形主体之间的空间，其可以允许电池模块210内部具有更高的电池单元密度，并且在一些实施例中可以高达15％或更高。通道350B可以占用或不占用相邻电池单元710之间的全部空间。在相邻电池单元710之间的空间中还可以形成气穴，这样可以减小半模块510的重量。

这种例示的并联冷却系统可用于将电池模块210内部（以及电池背面140两端）的电池单元710的温度保持在大致均匀的水平。根据一些实施例，每个电池单元的直流内部电阻（DCIR）会随温度改变；由此，通过将电池组140中的每一个电池单元的温度保持在大致均匀和预先定义得温度范围，可以允许每一个电池单元具有大致相同的DCIR。每一个电池单元上的电压可以依照其相应的DCIR而被减小，由此，电池组140中的每一个电池单元710都会遭遇到大致相同的电压损失。在该例示方式中，依照一些实施例，电池组140中的每一个电池单元710都可以被保持在大致相同的容量，并且可以减小和/或最小化电池组140中的电池单元710之间的不平衡性。

回到图10，根据一些实施例，每一个半模块510₁和510₂都可以包括相同数量的电池单元710。在不同的实施例中，每一个半模块都可以包括范围处于20、50、100、200或更多的多个电池单元710。例如，每一个半模块都可以包括一百四十个电池单元710。电池单元710可以借助电流载体580电连接。举例来说，十三个电池单元710可以形成一个群组并且可以用并联方式电连接，其中总共有八个此类十三个电池单元710的群组以串联方式电连接。这种例示配置可被称为“8S13P”（8串联，13并行）。以串联和/或并联方式电耦合的电池单元710的其他组合和排列也是可以使用的。例示的电池单元分组会结合在电池单元中提供电连接的电流载体而被更详细论述的。

参照图11，在不同的实施例中，电池半模块510₁和510₂可以包括被配置成连接多个电化学电池单元的端子的电流载体580。作为示例，电流载体580可以包括多条线路或柔性电路等等。不同的实施例可以包括作为电流载体580的柔性电路。柔性电路可以提供各种优点，例如灵活性、耐用性以及制造便利性（举例来说，为特定的电池单元配置设计的柔性电路可被放置在所配置的电池单元的顶部，并且会被固定在恰当的位置，由此消除了对于附加的布线或其他复杂的电连接的需要）。在不限制可以与这里描述的电池系统包含在一起的电流载体的范围的情况下，现在将对电流载体的例示实施例进行描述。

图13是例示的电流载体580的示意图。在一些实施例中，电流载体580可以大体上是平的，并且可以具有取决于半模块510的尺寸和维度的任何尺寸和维度。电流载体580可以与电池单元710电连接，并且可以在电池单元之间传导电流（例如通过正触点1010、负触点1020以及熔断器1030）。举例来说，正触点1010可以与阴极端子980电接触，并且负触点1020可以与阳极端子970电接触。电流载体580可以电耦合到电接口830，所述电接口可以传送来自电流载体580（例如来自电流载体580的信号平面）的信号。电接口830可以包括电连接器（未显示）。电流载体580还可以提供连至电池模块210外部的电连接，例如通过主电源连接器550来提供。

图14是例示的电流载体580的第二示意图。如图14所示，主电源连接器550和低功率连接器540可以耦合到电流载体580。根据一些实施例，电流载体580还可以包括遥测板连接器1110、中孔1120以及小孔1130。

遥测板连接器1110可以可通信地将遥测板（未显示）与电流载体580以及通信和低功率连接器540相耦合。作为示例，遥测板可以包括用于数据采集和/或控制的电子器件以及传感器，例如用于电池模块遥测的传感器。

中孔1120和小孔1130可用于将电流载体580固定到板件570。举例来说，电流载体580可以通过小孔1130或中孔1120热铆接到板件570上，或者小孔1130或中孔1120可以耦合到铆接特征590。作为替换或补充，冷却剂可以通过中孔1120和/或小孔1130循环。

电流载体580可以包括印刷电路板和柔性印刷电路。作为示例，印刷电路板可以以不同的方式包含以下的至少一项：铜、FR-2（酚醛棉纸）、FR-3（棉纸和环氧树脂）、FR-4（玻璃布和环氧树脂）、FR-5（玻璃布和环氧树脂）、FR-6（哑光玻璃和聚酯）、G-10（玻璃布和环氧树脂）、CEM-1（棉纸和环氧树脂）、CEM-2（棉纸和环氧树脂）、CEM-3（无玻璃布和环氧树脂）、CEM-4（玻璃布和环氧树脂）以及CEM-5（玻璃布和聚酯）。作为其他非限制性示例，柔性印刷电路可以包括铜箔和柔性聚合物膜中的至少一种，例如聚酯（PET）、聚酰亚胺（PI）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚醚酰亚胺（PEI）以及各种含氟聚合物（FEP）和共聚物。

如图14所示，电流载体580同样可以由多个部分组成，以便实现电池单元710的电连接的灵活配置。

图15是图14中的例示电流载体的顶视图，以及图16是该电流载体的侧视图。电流载体580可以包括多个层，这些层可以夹在电介质隔离层（例如用聚酰亚胺制成）之间。根据一些实施例，电流载体580可以在电池单元710之间和之中提供电连接。如所述，电流载体580可以电连接到多个电池单元710，并且可以用串联或并联方式连接电池单元710。

图17是例示的电流载体580的一部分的放大示意图。图17描述了例示的正触点1010、负触点1020以及熔断器1030。包含在电流载体580中的正触点1010、负触点1020和熔断器1030中的每一个可以是多个。正触点1010和负触点1020可以是分开的。正触点1010和负触点1020的位置和形状可以基于电池单元710的形状而改变。在一些实施例中，正触点1010可被焊接（例如激光焊接）到电池单元710的阴极端子980，并且负触点1020可被焊接（例如激光焊接）到电池单元710的阳极端子970。在一些实施例中，焊接连接可具有大约5毫欧或更小的电阻。相比之下，使用铝键合线的超声焊接来电耦合元件的处理可能具有大约10毫欧的电阻。与超声波线焊相比，这种焊接还对于针对更高的功率效率的更低的阻抗，并且可以耗费更少的时间来执行。

电流载体580可被配置成致使正触点1010和负触点1020可被连接到相应电池单元710的相应的阴极和阳极端子，例如在每一个电池单元710的第一末端910朝向相同的方向的时候。因此，当与第一电池单元的阳极相连的负触点1020和与第二电池的阴极相连的正触点1020电连接时，两个电池单元710彼此可以串联连接。同样，当与电池单元相连的负触点1020彼此电连接时，两个电池单元710彼此可以并联连接。

相应地，通过设计电流载体580上的正触点1010和负触点1020的电连接性，电池单元710可被串联或并联连接。举例来说，一组电池单元710可以借助电流载体580的多个电连接的正触点1010以及电流载体580的相应的多个电连接负触点1020而被并联连接。根据一些实施例，如果第一组电池710的负触点1020与第二组电池710的正触点1010电连接，那么第一组电池710和第二组电池710可以用串联方式连接。根据一些实施例，第一组中的电池单元的数量和第二组中的电池单元的数量可以是相同或不同的。

电流载体580还可以包括用电流载体580的金属层（例如铜、铝等等）的一部分形成的熔断器1030。在一些实施例中，在金属层中形成（例如激光蚀刻）的熔断器1030的规格与低电阻电阻器的类型是对应的，并且所述熔断器可以充当用于提供过电流保护的牺牲设备。举例来说，如果其中一个电池单元710热失控（例如因为内部短路），那么熔断器将会“烧断（blow）”，并且将会中断与电池单元710的电连接，以及将电池单元710与电流载体580电隔离。

图18A示出了例示的电流载体580的分解视图。电流载体580可以包括主电源连接器550、低功率连接器540和/或遥测板连接器1110。电流载体580可以包括第一层1410、可以提供电介质隔离的基层1420以及第二层1430。如图18B所示，在电流载体580中还可以包括一个或多个隔离层1440。电流载体580可以进一步包括信号平面，其在一些实施例中可以包括信号迹线，并且可以用于将电池模块遥测（例如来自电流载体580的可选传感器的电池单元电压、充电状态和/或温度）提供到电池模块210的外部。作为替换，信号平面可被集成到一个或多个电流载体层580中，或者可以被省略。第一层1410和第二层1430可被布置在基层1420的相应的第一侧面和第二侧面上。

如图18A和18C所示，第一层1410可以包括多个区段。同样，第二层1430可以包括多个区段。每一个区段都可以包括与单元群组中的相应电池单元710的阳极/阴极电连接的触点群组。每一个区段都可以具有相同数量的触点，或者也可以具有不同数量的触点。每一个区段内部的触点可以是正触点1010或负触点1020。

依照电池单元710的期望位置、电池模块210的期望形状和尺寸以及电池单元710之间和之中的期望的电连接，第一层1410和第二层1430可以包括任何形状或维度的区段。第一层1410和第二层1430可以用本领域已知的金属或其他传导材料构成。第一层1410和第二层1430都可以具有比图18A和18B的描述更多或更少的区段。第二层1430与第一层1410可以具有相同数量的区段，或者可以具有不同数量的区段。

当在半模块510中使用时，电流载体580可以电连接半模块510中的多个电池单元710。半模块510中的多个电池单元710可被划分成组，并且可被定向成致使每一个电池单元710的第一末端910都被定向在相同方向上。例如，根据一些实施例，多个电池单元710可被分成八个单元组CG₀至CG₇。根据一些实施例，每一个单元组中的电池单元710的数量可以是相同的。此外还可以设想，一个单元组中的电池单元710的数量可以不同于另一个单元组中的电池单元710的数量。第一单元组内部的每一个电池单元710的阳极端子970可以电连接到电流载体580的第一层1410上的负触点1020。第一单元组内部的每一个电池单元710的阴极端子980可以电连接到第二层1430上的正触点1010。电连接在一起的触点会形成等电位表面（其被称为“节点”）。由此，每一个单元组内部的电池单元710被连接在两个节点之间。

例如，第一单元组CG₀可以电耦合在第二层1430上的节点N₀与第一层1410上的节点N₁之间。由此，单元组CG₀中的电池单元710是以并联方式电连接的。

第二单元组CG₁可以电耦合在第一层1410上的节点N₁与第二层1430上的节点N₂之间。由此，第二单元组CG₁中的电池单元710同样是以并联方式电连接的。第一单元组CG₀的电池单元710和第二单元组CG₁的电池单元710是以串联方式电连接的。

同样，第三单元组CG₂可以电耦合在第二层1430上的节点N₂与第一层1410上的节点N₃之间。由此，第三单元组CG₂内部的电池单元710可以用并联方式电连接。第三单元组CG₂的电池单元710与第二单元组CG₁的电池单元710是以串联方式电连接的。

剩余单元组CG₃至CG₇可以用类似的方式连接。结果，八个单元组中的每一个单元组内部的电池单元710都可以用并联方式电连接，并且相应的单元组可以用串联方式电连接。在图18C中描述了这个例示电路。

如上所述的例示电路配置可以增加紧凑封装内部的电池单元的数量。例如，半模块510内部的所有电池单元710全都可以被定向到相同的方向，并且仍然会借助这种例示的三维电路设计来连接。有了所公开的电流载体580，串联和并联连接可以通过在电流载体580的层1410和1430内部的多个节点之间交替正和负触点组来实现，而不是通过在物理上重新定向电池单元710来实现。这种例示配置还会导致简化制造处理。

现在将参考图19-23来描述电池模块结构的非限制性示例。在不同的实施例中，电池模块（例如这里描述的电池模块）可以提供若干个优点，作为示例，这些优点涉及简化装配、减小重量、耐用性、可靠操作和/或将要描述的其他优点。图19显示了根据一些实施例的电池模块210c的分解视图。如关于图8和11中的电池模块210所描述的那样，电池模块210c可以包括两个半模块415c和420c。如关于图7A描述的那样，半模块415c和420c可以耦合在一起。

半模块415c可以是半模块420c的三维镜像，反之亦然。半模块415c和420c可以分别包括半壳430P和430N、电池单元450P和450N、单元固位器915P和915N、电池单元固位板1125P和1125N、柔性电路515P和515N、以及模块遮罩1115P和1115N。半壳430P和430N是结合图8-10中的外壳560而被进一步描述的。电池单元450P和450N是结合图10-12中的电池单元710而被进一步描述的。单元固位器915P和915N结合图12中的第一末端910而被进一步描述的。柔性电路510P和510N是结合图11和12-18而被进一步描述的。中心分隔件是结合图11中的爆破板810而被进一步描述的。

作为示例，如图19所示，电池单元450P和450N包括八个具有十三个单元的行。这十三个单元可以用并联方式电连接，并且可以被称为砖。所述砖可以用串联方式电耦合，以使每一个模块包括以串联方式电连接的十六个砖。多个模块可被电连接以形成串组。在一些方面，一个串组包括以串联方式电连接的六个模块。一个组可以包括一个或多个串组。在一些方面，一个组包括并联方式电连接的三到六个串组。

在一些实施例中，电池模块210c可以包括遥测模块1131。在这里，遥测模块1131以及类似部件是在其他位置结合用于数据采集和/或控制的电子器件以及传感器而被描述的（例如在图8和24A-25C中）。遥测模块1131可以可通信地耦合到柔性电路515P和/或515N。作为补充或替换，遥测模块1131可以可通信地耦合到公通信和低功率连接器835M和/或母通信和低功率连接器835F。

图20A-C描绘了中心分隔件525c的分类视图。中心分隔件525c可以包括用于与主冷却剂输出端口530（图8）相关联的冷却剂流动的开口815O，和/或用于与主冷却剂输入端口520相关联的冷却剂流动的开口825O。该中心分隔器525c可以包括可被遥测模块1131的一部分占据的开口1210。中心分隔件525c可以包括以下的至少一项：聚碳酸酯、聚丙烯、丙烯酸、尼龙以及丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）。在例示实施例中，中心分隔件525c可以包括具有低导电率或高电阻（例如小于15的电介质常数或相对电介质常数（例如ε或κ）和/或大于1010欧姆•厘米的体电阻和/或低导热率（例如小于1W/m°K））的一种或多种材料。

图21显示了根据一些实施例的图19中描述的半壳430P。半壳430P（以及图19中显示的430N）可以包括聚碳酸酯、聚丙烯、丙烯酸、尼龙以及ABS中的至少一种。在例示实施例中，半壳430P（和430N）可以包括一种或多种具有低电导率或高电阻（例如小于15的电介质常数或相对电介质常数（例如ε或κ）和/或体电阻大于1010欧姆•厘米，和/或低导热率（例如小于1W/m °K））的材料。

半壳430P可以包括基座1310P。在一些实施例中，基座1310P和半壳430P的其余部分可以由单个模具形成。基座1310P可以包括在半壳430P中形成的用于与主冷却剂输出端口810（图11）相关联的冷却剂流动的通道1340P，和/或在半壳430P中形成的用于与主冷却剂输入端口820相关联的冷却剂流动的通道1320P。基座1310P可以包括（小）孔1330P。作为示例，基座1310P中的孔1330P的尺寸和/或布置可以用计算流体动力学（CFD）来优化，以使每个孔1330P遭遇到相同的入口压力（例如，在0.05磅每平方英寸（psi）~5psi的范围中），通过孔1330P的冷却剂的流动分布是均匀的，以及通过每一个孔1330P保持相同的体积流量（例如在0.05 L/min-5L/min范围中±0.5L/min）。作为示例，每一个孔1330P可以具有基本相同的直径（例如在0.5mm至5mm的范围内±1mm）。由于每一个电池450P都会遭遇到基本相同的冷却剂体积流量，因此，基座1310P中的孔1330P的这种优化尺寸和/或布置有助于均匀冷却电池450P。

在一些实施例中，基座1310P有助于将电池450P保持在半模块410c中。基座1310P可以包括电池孔1350P、并且电池450P是围绕该电池孔布置的（例如，其中一个电池单元450的末端940（图12）被定位以其中一个电池孔1350P为中心）。作为示例，至少一些电池450P可以用紫外（UV）光固化粘合剂（也被称为光固化材料（LCM））固定地附着于基座1310P。光固化粘合剂可以有利地在少至一秒的时间内固化，并且很多的剂型可以有利地粘合相异的材料以及承受恶劣的温度。其他的粘合剂也是可以使用的，例如合成热固性粘合剂（例如环氧树脂、聚氨酯、氰基丙烯酸酯和丙烯酸类聚合物）。

继续图21，半壳430P还可以包括翼片（tab）1370P和角撑板1360P。半壳430N（图19）可以是半壳430P的三维镜像。举例来说，半壳430N可包括具有用于与主冷却剂输出端口810（图8）相关联的冷却剂流动的通道和/或用于与主冷却剂输入端口820相关联的冷却剂流动的通道的基座、（小）孔、电池孔、翼片以及角撑板，并且这些都是其相应的半壳430P中的配对物的三维镜像（例如分别对应于基座1310P，用于与主冷却剂输出端口810（图8）相关联的冷却剂流动的通道1340P，用于与主冷却剂输出输入端口820（图8）相关联的冷却剂流动的通道1320P，（小）孔1330P，电池孔1350P，翼片1370P以及角撑板1360P）。

角撑板1360P以及半壳430N上的相应角撑板可以包括孔M。在一些实施例中，拉杆的一部分（在图21中没有显示）可以位于（占据）角撑板1360P以及半壳430N上的相应角撑板，并且会穿过半模块410c和420c的每一个孔M。作为示例，半模块410c和420c中的每一个可以具有（分别）位于半壳430P和430N的对端的两个角撑板以及两个拉杆，以使这两个拉杆中的每一个都穿过电池模块210c上的两个位置，由此提供四个（辅助）保持点。当被组合成串组212（图5A）时，所述拉杆还可以将两个或更多电池模块210a保持在一起，以便进行保持以及处理/移动。

翼片1370P以及半壳430N上的相应翼片可以包括切口区段N。翼片1370P和半壳430N上的相应翼片可用于横向支撑两个或更多耦合在一起的电池模块210c，作为示例，这与在外壳200（图5B）中安装的串组212（图5A）是一样的。举例来说，保持板（在图21中没有显示）可被置于翼片1370P以及半壳430N上的相应翼片上。紧固件（在图21中没有描述）可以将保持板固定于图5B所示的外壳200中的横向挤压件225。该紧固件可以穿过切口部分N。

回过来参考图19，单元固位器915P和915N可以分别有助于在结构上支撑电池450P和450N。举例来说，单元固位器915P和915N可以将电池450P和450N（分别）保持或保留在恰当位置。在一些实施例中，作为示例，如在上文中结合图21描述的那样，通过使用紫外（UV）光固化粘合剂或其他粘合剂，可以将电池450P和450N中的至少一些（分别）固定地附着于单元固位器915P和915N。单元固位器915P和915N可以包括聚碳酸酯、聚丙烯、丙烯酸和尼龙以及ABS中的至少一种。在例示实施例中，单元固位器915P和915N可以包括具有低电导率或高电阻（例如小于15的电介质常数或相对电介质常数（例如ε或κ）和/或体电阻大于1010欧姆•厘米，和/或低导热率（例如小于1W/m °K））的一种或多种材料。单元固位器915P和915N还分别有助于在结构上支撑柔性电路515P和515N。例如，单元固位器915P和915N可以分别保持柔性电路515P和515N。

柔性电路515P可以包括电源插头（bud）JP，并且柔性电路515N可以包括电源插座JN。该电源插头JP和电源插座JN是结合主电源连接器550（图10）描述的。电源插头JP可被钎焊在柔性电路515P上，电源插座JN可被钎焊在柔性电路515N上。电源插头JP和电源插座JN可以包含任何导体，例如铝（合金）和/或铜（合金）。电源插头JP和电源插座JN可以分别包含导电环KP和KN。导电环KP和KN可被分别置于（附着于）单元固位器915P和915N（各自）的孔LP和LN。这样一来，导电环KP和KN分别可以提供更大的表面面积，以便将柔性电路515P和515N（分别）附着于单元固位器915P和915N。导电环KP和KN可以包括任何导体，例如铝（合金）和铜（合金）。在一些实施例中，导电环KP和KN可以分别包括与电源插头JP和电源插座JN相同的材料。

模块遮罩1115P可以包括公主电源连接器460M、公主冷却剂输出端口815M、公主冷却剂输入端口825M（在图19中没有显示）以及公通信和低功率连接器835M。模块遮罩1115N可以包括母主电源连接器460F、母主冷却剂输出端口815F、母主冷却剂输入端口825F以及母通信和低功率连接器835F。公主电源连接器460M、母主电源连接器460F、公主冷却剂输出端口815M、母主冷却剂输出端口815F、公主冷却剂输入端口825M、母主冷却剂输入端口825F、公通信和低功率连接器835M、母通信和低功率连接器835F是结合图7中的各种组件来描述的。在不同的实施例中，半模块415c是电池模块210c的“正”端，并且半模块420c是电池模块210c的“负”端。

模块遮罩1115P和1115N可以包括聚碳酸酯、聚丙烯、丙烯酸、尼龙以及ABS中的至少一种。在例示实施例中，模块遮罩1115P和1115N可以包括具有低电导率或高电阻（例如小于15的电介质常数或相对电介质常数（例如ε或κ）和/或体电阻大于1010欧姆•厘米，和/或低导热率（例如小于1W/m °K））的一种或多种材料。

图22示出了电池模块210c的剖面图。图22描述了耦合在一起以形成电池模块210c的半模块415c和420c。中心分隔件525c可被布置在半模块415c与420c之间。半模块415c和420c可以分别包括基座1310P和1310N、电池单元450P和450N以及模块遮罩1115P和1115N。

回过来参考图19，在工作过程中，冷却剂可以在公主冷却剂输入端口8410M（在图19中没有描述，参见图7A）进入或流入电池模块210c。举例来说，泵（在图19没有显示）可以泵送冷却剂通过电池模块210c，以使冷却剂压力大约小于5磅每平方英寸（psi），例如大约0.7 psi。冷却剂可以通过通道1320P（图21）传播到中心分隔件525c，其中冷却剂（流动）可以在半模块415c和420c之间分开（作为示例，由此存在用于半模块415c的第一冷却剂流（在图22中的用虚线1415P表示）和用于半模块420c的第二冷却剂流（在图22中用虚线1415N表示））。

在基座1310P（图21）和基座1310N（在图21中没有描述）中，分开的冷却剂（分别）流经孔1330P和1330N（在图21中没有描述），并且分别流向模块遮罩1115P和1115N。在半模块415c中，流向模块遮罩1115P的冷却剂可以进入通道1340P，流经半模块420c中的通道1340N（在图21中没有描述），以及在母主冷却剂输出端口815F上离开电池模块210c。在半模块420c中，流向模块遮罩1115N的冷却剂会在母主冷却剂输出端口815F离开电池模块210c。在不同的实施例中，通道1320P、1340P、1320N（在图21中没有描述）以及1340N被构造成致使冷却剂流动不会被“短路”（例如，冷却剂从1320P流到1340P和/或从1320N流到1340N，而没有（分别）通过基座1310P和/或1310N（分别）到达电池单元450P和450N）。作为非限制性示例，中心分隔件525c可被构造成致使冷却剂（流）在半模块415c和420c之间是均匀划分的。作为进一步的非限制性示例，基座1310P和/或基座1310N可被构造成（例如孔1330P和1330N的尺寸和位置）致使冷却剂均匀地流过孔1330P和1330N。在一些实施例中，第一冷却剂流在半模块415c内部沿着第一方向流过电池单元（在图22中被表示成虚线1415P），并且第二冷却剂流在半模块420C内部沿着第二方向流过电池单元（在图22中被表示成虚线1415N）。所述第一方向和第二方向（实质上）彼此可以是相反的。

根据一些实施例，冷却剂可以包括抑制离子转移且具有高热量或热容量（例如在90℃时至少为60 J/(mol K)）的任何非导电流体。作为示例，冷却剂可以是以下的至少一项：合成油、水和乙二醇（WEG）、聚-α-烯烃（或聚-α-烯烃，也被简称为PAO）油、以及基于相变的液体电介质冷却等等。作为进一步的非限制性实例，冷却剂可以是以下的至少一项：全氟己烷（Flutec PP1）、全氟甲基环己烷（Flutec PP2）、全氟-1,3-二甲基环己烷（FlutecPP3）、全氟萘烷（Flutec PP6）、全氟甲基萘烷（Flutec PP9）、三氯氟甲烷（Freon 11）、三氯三氟乙烷（Freon 113）、甲醇（甲醇283-403K）、以及乙醇（乙醇273-403K）等等。

在不同的实施例中，半壳430P和430N可以包括不透明（例如，吸收激光）材料，例如聚碳酸酯、聚丙烯、丙烯酸、尼龙以及ABS中的至少一种。在一些实施例中，中心分隔件525c、单元固位器915P和915N以及模块遮罩1115P和1115N中的每一个可以包括（不同的）透明（例如激光透射）材料，例如聚碳酸酯、聚丙烯、丙烯酸、尼龙以及ABS。在例示实施例中，半壳430P和430N、中心分隔件525c、单元固位器915P和915N以及模块遮罩1115P和1115N全都包括相同的材料，由此有利地简化了激光焊接计划。

半壳430P和430N可以用激光焊接接合到中心分隔件525c、单元固位器915P和915N以及模块遮罩1115P和1115N，其中这两个部分会在激光束沿着接合线移动的时候被施加压力。该激光束可以穿过透明部分，并且会被不透明部分吸收，由此产生足够的热量来软化这些部分之间的接口，从而形成永久性焊接。依照材料、厚度和期望的处理速度，可以使用波长约为808nm到980nm且功率电平从1W到100W的半导体二极管激光器。激光焊接提供了以下的优点：比粘合剂粘合更为清洁，不会让微型喷嘴堵塞，不会有液体或烟雾影响表面光洁度，没有耗材，具有高于其他粘合方法的生产率，提供了针对具有挑战性的几何形状的部件的便利，以及具有很高的处理控制等级。其他焊接方法同样是可以使用的，例如超声波焊接。

图23描述了用于组装电池模块210c的处理1500的简化流程图。虽然构成处理1500的步骤是以特定顺序显示的，但是这些步骤是可以按照任何顺序执行的。此外，这些步骤的各种组合都是可以同时执行的。在例示实施例中，处理1500会在电池模块210c的每一个如下的流体边界区域产生气密密封性：半壳430P和430N、中心分隔件525c以及模块遮罩1115P和1115N。

在步骤1510，如在上文中结合图16描述的那样，电池单元450P（和450N）中的至少一些可被固定附着于基座1310P（以及半壳430N的基座1310N（在图21中没有描述））。在步骤1520，单元固位器915P和915N可以分别耦合到半壳430P和430N。例如，单元固位器915P和915N可以采用激光焊接、超声波焊接以及胶合（例如使用一种或多种合成热固性粘合剂）中的至少一种分别接合到半壳430P和430N。

在步骤1530，柔性电路515P和515N分别可以被安装在半壳430P和430N中。例如，柔性电路515P和515N可以分别被热铆接到单元固位器915P和915N和/或半壳430P和430N。在步骤1540，模块遮罩1115P和1115N可以分别被结合到半壳430P和430N。作为示例，模块遮罩1115P和1115N可以用激光焊接、超声波焊接和胶合（例如使用一种或多种合成热固性粘合剂）中的至少一种而被接合到半壳430P和430N。

在步骤1550，中心分隔件525c可以附着于半壳430P和430N。例如，中心分隔件525c可以用激光焊接、超声波焊接和粘合（例如使用一种或多种合成热固性粘合剂）中的至少一种接合到半壳430P和430N。

现在将参照图24A-B来描述模块化的电池组系统。如上所述，电池组140可以包括一个或多个电池串组212。在一些实施例中，电池串组212可被配置成是单独移除、插入和/或替换的。这里描述的模块化电池串组212可以为电动车操作提供若干优点。例如，技术人员或所有者可以拆除发生故障或是在其他方面需要修理或维修的电池串组212。被拆除的串组212可以用功能串组212代替，或者所述车辆可以用少了一个的串组来操作，直至修理或更换了被拆除的串组212。模块化的电池串组212还可以用于便利的电池交换（例如将已放电或部分放电的电池串组212更换成大部分充电或完全充电的替换串组212），由此减少充电花费的时间。

图24A-B中描述的电池组140包括六个串组140，这些串组可被安装在机架或外壳200中。外壳200可以包括被定位成从下方支撑串组212的一个或多个下部支撑部件，例如托盘260。外壳200可以进一步包括一个或多个上部支撑部件265，其被定位成防止串组212在车辆工作期间向上移动。上部支撑部件265和/或托盘260可以包括被配置为通过与串组212的互补结构连接而将串组212保持在适当位置和/或阻止串组移动的定位构件（未显示），例如上凸件或下凹件。举例来说，该定位构件可以包括螺栓或类似结构，其互补结构包括可以容纳和/或固定螺栓的紧固件。在一些实施例中，外壳200可以包括包含了任何适当的绝热材料的一个或多个热障215，每一个热障215都被布置在两个串组212之间，以便防止过热串组212导致相邻串组212过热。

串组212可以用并联、串联或并串连接结合的方式相连。每一个串组212可以具有用于充电以及向车辆系统输送电力的正的高电压连接器（未显示）和负的高电压连接器（未显示）。在一些实施例中，电流载体（例如母线排或柔性导管）（未显示）可以位于一个或多个下部支撑部件（例如托盘260）或上部支撑元件265内部或是与之相邻。举例来说，布置在托盘260内部的电流载体可以允许通过定位构件（未显示）或者在其附近以及通过重力辅助而与高电压连接器建立连接。

与电池串组212的附加电接触可以通过辅助连接器270来完成。该辅助连接器270可以允许电池串组212的内部部件（未显示）与车辆的数据或低压功率系统之间的连接。举例来说，辅助连接器270可以包括用于连接电池串组212内部的监视和/或控制电路（未显示）以及车辆的CAN总线或其他线路连接器275的CAN连接器。该辅助连接器270还可以包括低电压电源（例如来自低电压电池、DC到DC转换器或其他车辆电源），以便将电力提供给电池串组212内部的组件，例如监视和控制电路（例如串组控制单元、电池模块监视板等等）和/或电路断连部件（例如磁接触器、可熔部件等等）。在一些实施例中，辅助连接器270可以包括被配置成传送去往和/或来自电池串组212的内部组件的电力和数据的单个连接器。

电池组140可以进一步包括冷却系统（例如液体冷却系统），以便控制电池串组212内部的组件的工作温度。该冷却系统可以包括被配置成运送去往和来自电池串组的液体冷却剂的一个或多个导管（例如冷却剂供应导管280和冷却剂回流导管282）。导管280和282可以在入口284和出口286连接到电池串组212，所述入口284和出口286可以包括可密封阀门、干断件或其他可中断液体连接。在一些实施例中，导管280和282是可以手动连接的，由此，在将电池串组212置入电池组140内部的可用空间之后，用户可以将供应导管280连接到冷却剂入口284，以及将回流导管282连接到冷却剂出口286。该冷却系统可以进一步包括用于储存、循环和冷却液体冷却剂的部件，例如热交换器、泵、储液器或是与导管液体连通的其他部件（未显示）。

电池组140的单个串组212可以是可拆除、可插入和/或可更换的。举例来说，在如图24A所示的包含六个串组212的电池组140中，理想的情况是移除一个或多个串组212，例如用于维修、更换、维护、检查、外部充电、电池交换或其他其它目的。所述串组212可以先通过解除连接（例如车辆线路连接器275、冷区剂导管280和282、以及高电压连接器（未显示））而被断连。然后，串组212可以被移除，例如通过垂直移动、横向移动或是垂直与横向移动的组合来移除（例如抬起串组212的一端或两端以及将串组212滑出外壳200）。在一些实施例中，一个或多连接的断连可以通过移除电池串组212的行动而不是通过单独的断连步骤来完成。图24B描述了处于这里描述的移除过程中的电池组140。在图24B中，一个串组212’被从电池组140和外壳200中部分移除，由此与车辆线路连接器272以及冷却剂导管280和282断连，并且所述串组还被横向滑动，以便从外壳200中移除。在移除了串组212'之后，这时可以将更换串组212或是同一个串组212’插入外壳200内部的开放空间，例如通过翻转以上列出的步骤来插入。作为示例，电池串组212可被滑入外壳200的开口并且到达图24A中描述的位置。车辆线路连接器275、冷却剂导管280和282以及高电压连接（未显示）可被连接，以便提供电池串组212的期望功能。

图25A-B描述了根据例示实施例的模块化电池串组212的外部视图。图25A描述了电池串组212的上部透视图，而图25B则描述了下部透视图。在一些实施例中，电池串组212可被封闭在保护外壳214内部。外壳214可以包括被配置成支撑和/或保护电池串组212内部的电池模块（未显示）的材料，例如金属、塑料或其他材料。电池串组212可以进一步包括若干个外部连接。举例来说，电池串组212可以包括辅助连接器270，其被配置成适应与车辆线路连接器275的连接（例如CAN总线或其他数据网络）或是与串组212内部的电源监视和控制电路（未显示）的低电压连接等等。电池串组212还可以包括冷却剂入口284和冷却剂出口286，所述入口和出口可以包括用于在串组212与冷却系统断连的时候防止串组212内部的冷却剂泄漏的密封组件。正的高电压连接器288和负的高电压连接器290可以位于串组212的外表面，例如位于底部。在一些实施例中，所述正和负的高电压连接器288、290可以间隔开来，由此防止在连接器288、290之间意外地产生短路。这里描述的所有外部电池串组连接（例如辅助连接器270、冷却剂入口284和出口286、高电压连接器288、290等等）都可以包括串组外壳214的材料的开口和/或附加的增强或保护结构，例如电缆入口系统、电缆连接器、防水线路连接器、电缆束、阀门或是干断件等等，以便允许电池串组212的内部部件与车辆内部的外部部件之间的连接。在不同的实施例中，辅助连接器270、冷却剂入口284、冷却剂出口286以及高电压连接器288、290中的任何一个可以位于外壳214的顶面、底面或侧面。

图25C示意性地示出了根据例示实施例的模块化电池串组212的不同部件。电池串组212可以包括被配置成向车辆动力系统提供高电压电力的一个或多个电池模块210。电池串组212还可以进一步包括冷却剂循环系统（例如一个或多个引入导管281和冷却剂出口导管283）以及监视和/或控制电路（例如串组控制单元（SCU）300）。电池串组212可以包括如上所述的外部连接，例如用于电池模块210的正的高电压连接器288和负的高电压连接器290，用于SCU 300的辅助连接器270，用于冷却剂引入导管281的冷却剂入口284以及用于冷却剂出口导管283的冷却剂出口286。

电池模块210可以在电池串组212内部以并联、串联或并串联连接组合的方式相连。举例来说，图25C中描述的六个模块25C以串联方式连接，由此产生六倍于每一个模块210的电压的总的串组电压。模块210可以电连接到正的高电压连接器288和负的高电压连接器290，以便将电力输送到车辆系统。模块210可以通过一个或多个电路中断部件（例如接触器310和/或一个或多个可熔部件312）而与车辆电源电路分离。可熔部件312可以作为冗余电路断连设备（例如被配置成在接触器310发生故障的情况下断开电路）而被包含。在一些实施例中，可熔元件312可以是无源熔断器或是热熔断器等等。所述可熔部件312还可以是被配置成以响应于检测到的接触器故障或其他故障所产生的电气或热输入而烧断的可选择性烧断的熔断器。

在不同的实施例中，一个或多个接触器310可以用于控制流经电池模块210的电流。虽然一个接触器310通常足以打开通过电池模块210的电路以及防止电流流动，但是可以使用两个接触器310来实施附加的控制和/或冗余处理（例如在发生接触器焊接事件或其他故障的情况下）。接触器310可以位于电池串组212内部和/或电池串组212外部，例如位于将电池串组212与车辆的主高电压电路相连的电路内部。通过将接触器310定位在电池串组212内部，可以提供增强的安全性。举例来说，只有在将串组安装在车辆内部的时候（例如由SCU 300供电，其中所述SCU是在连接到辅助连接器270上的低电压车辆电源的时候被供电的），接触器310才会正常开放接触器的可工作状态，由此，在没有将电池串组212安装在车辆内部的时候，高电压连接器288和290之间的无意中的连接不会导致电流从电池模块210流出。

串组212内部的电池模块210及其他结构可以由一个或多个模块监视板（MMB）305以及串组控制单元（SCU）300进行监视和/或控制。在一些实施例中，每一个电池模块210可以具有相关联的MMB 305。与电池模块210相连的MMB 305可以监视模块210的任一特性或状态。举例来说，MMB 305可以监视以下的任何一项或是其组合：电池模块210的温度、冷却剂温度、一个或多个单个电池单元的温度、流入或流出电池模块210的电流、电池模块210内部的某个位置的电流、电池模块210的开路电压、电池模块210内部的两点之间的电压、电池模块210的充电状态、或是检测到的状态（例如电池模块210内部的传感器产生的故障或警报）等等。

MMB 305可以通过有线或无线连接与SCU 300相连。在一些实施例中，每一个MMB305可以直接连接到SCU 300，或者MMB 305也可以用链的方式连接，其中MMB 305之一或是其子集会直接连接到SCU 300。MMB 305与SCU 300之间的连接可以允许将在MMB 305上收集的任何数据从MMB 305传送到SCU 300，例如用于分析或监测等等。SCU 300可以包括用于存储、分析和/或传送数据的一个或多个处理器、存储器单元、输入/输出设备或是其他组件。在一些实施例中，SCU 300与一个或多个MMB 305之间的有线连接可以允许MMB 305从SCU300中汲取用于工作的电力。在SCU 300上可以执行针对电池串组212的全局监视和/或控制功能。作为示例，SCU 300可以监视电池串组212或是串组212内部的电池模块210中的任何一个或是其组合的任何特性或状态，例如温度、电流、电压、充电状态、或是检测到的状态（例如故障或警报）等等。作为示例，SCU 300可以促使一个或多个电路中断部件（例如接触器310）闭合或打开，以便允许电流在电池模块210与高电压连接器288和290之间流动或是停止电流在其间的流动，由此控制电池串组212的操作。

SCU 300可以连接到电池串组212的辅助连接器270，以便接收电力、接收数据和/或将数据传送到其他车辆系统。举例来说，辅助连接器270可以包括CAN总线连接器、其他数据连接器或是电源连接器等等。SCU 300可以通过在辅助连接器270上与电池串组相连的车辆线路连接器（未显示）来将任何特征或状态或是基于串组212的至少一部分的特性或状态确定的其他信息传递到车辆的其他系统。在一些实施例中，辅助连接器270可以进一步被配置成从车辆线路连接器（未显示）汲取电流，以及向SCU 300输送电力（例如用于SCU 300和/或MMB 305中的电气组件的操作）。

电池串组212可以包括用于液体冷却剂的一个或多个内部导管281、283。如上所述，冷却剂可以在入口284上从外部导管（未显示）进入电池串组212，并且在出口286离开电池串组212。一旦在入口284上进入电池串组，则冷却剂可以经过内部冷却剂入口管道281进入其中一个电池模块210。在经过电池模块210之后，如果冷却剂吸收了来自电池模块210的一个或多个部件（例如电化学电池单元或是内部电子部件等等）的热量，那么该冷却剂可以经过内部冷却剂出口导管283行进到冷却剂出口286，在那里它可以返回到外部冷却系统。如上所述，在出口286上离开的冷却剂可以由一个或多个泵（未显示）推进到冷却系统的热交换器、储液器和/或其他部件。

现在将参照图26-49来描述用于电池模块和电池模块串组的组装和制造处理流程的例示方法。处理流程的不同实施例是对照图26-35所示的步骤描述的，并且顺着处理流程的部件组装是依照不同的实施例而在图21-36中示出的。

首先参考图36，该图示出了电池模块1100的分解透视图，以便提供关于后续参考了图26-35的处理流程描述的上下文。电池模块1100可以包括模块壳体1105。模块壳体1105可以包括用于将第一多个电池单元710收纳在其中的第一开口1145。虽然在图36中不可见，但是模块壳体1105可以包括与第一开口1145相对的第二开口1150，以便在其中接收第二多个电池单元710。模块壳体1105的内表面可以包括底部电池单元固位板1175，该底部电池单元固位板1175包括多个开口，以便在其内至少部分地接收电池单元710。在靠近模块壳体1105的外边缘的位置，模块壳体1105可以进一步包括电路板接收槽1155以及铜条接收槽1160。电路板1110和铜条1112可被插入其相应的接收槽1155、1160。更进一步，模块壳体1105可以包括一个或多个通道1165，其中所述通道1165从第一开口1145完全通过模块壳体1105延伸到第二开口1150，以便允许布线穿过电池模块1100（例如在多个电池模块1100一起被耦合到电池模块串组中的时候）。柔性电路1136可以耦合到顶部电池单元固位板1125，并且由此得到的组件可以穿过第一开口1145耦合到模块壳体1105，以便将第一多个电池单元710固定在恰当位置。然后，遮罩1135可被耦合到模块壳体1105，以便密封第一开口1145。所述遮罩1135可以包括与通道1165校准的一个或多个端口1170。一个或多个O形环1140（或是本领域已知的其他密封机制）可被置于每一个端口1170上。同样，电池固位板1125、柔性电路1136以及遮罩1135可以穿过第二开口1150耦合到模块壳体1105。以下将会详细论述电池模块1100的组装和构造。

现在结合图36来参考图26，用于组装电池模块1100的前半部分的处理流程可以始于步骤3105，然后，在步骤3110，用于运送电池单元710的容器的一个或多个托板（或其他装卸设备）可被从储存区域移动到生产线上。在步骤3120，关于电池单元710的标识信息的数据（例如制造商、批号、型号、序列号以及制造日期）可被获取并记入日志。在步骤3120，与制造处理相关的附加数据（例如日期、时间、操作员性能以及标识号、环境条件（例如温度和湿度）、以及构建中的电池模块110所用于的产品等等）可被获取并记入日志。在步骤3115，电池单元710的容器可被从托板上取下，并且在步骤3125，电池单元710可被单独或是以多个电池单元710的群组被从容器上移除。

在某些实施例中，在步骤3125，电池单元710可以通过使用机器人设备而被从其容器中移除。当机器人设备抓住一个或多个电池单元710时，这时可以与每一个电池单元710进行电接触，以使机器人设备可以执行关于电池单元710的质量控制评估。例如，每一个电池单元710的电压和阻抗都可以被检查。如果质量控制评估结果表明电池单元710处于可接受的参数范围以内，那么机器人设备可以将电池单元710输送到步骤3140，以便继续该处理。如果电池单元710没有通过质量控制评估，那么在步骤3130，该电池单元710可被拒绝。在步骤3135，针对每一个质量控制评估所获取的数据，无论是通过还是失败状况，都可以被记入日志。

在某些实施例中，电池单元710可被布置成与底部电池单元固位板1175中的开口行相对应的行。由此，机器人设备可以抓住这些电池单元710组成的行中的一行或多行，以便于如下文中更详细描述的那样将电池单元710置于电池模块壳体1105中。

在不同的实施例中，如图37A所示，每一个电池单元710都可以具有安装端1205以及与安装端1205相对的电连接端1206。在步骤3140，在电池单元710通过质量控制评估之后，如图37B所述，机器人设备可以将粘合剂1215施加于电池单元710的安装端1205。该粘合剂1215可以是糊料、液体、薄膜托盘以及胶带，只要粘合剂与浸液相容或者与所要粘合的基座材料相容即可。在这种情况下，粘合剂是带有促进剂的一液型粘合剂（将镀镍钢粘合到塑料（PC、PCABS等等）的具有LORD 4促进剂的LORD 202粘合剂）。LORD 202是一种粘度范围是从8,000-32,000 cP的丙烯酸基粘合剂。这种粘合剂粘合到几乎不需要基底预备的无准备的金属上，并且会抵抗稀酸、碱、溶剂、油脂、油以及湿气，由此提供了针对紫外线照射、盐雾和风化作用的良好暴露。这种粘合剂是一种无需混合的粘合剂，其需要促进剂（LORD促进剂4）来发起固化过程。此外，粘合剂可以在使用了LORD促进剂17、18和19的混合物中使用。基于所选择的处理，粘合剂被置于单元之上或是一个半壳内部，并且促进剂被置于所述单元或所述一个半壳之上。这两种方法都是有效的。依照施加粘合剂的处理，粘合剂的关键方面是其从.020“-.010”的给出了最高接合强度的接合线。在这种应用中，粘合剂的用量是36mg，其被分配在4-12个点尺寸为2.3mm的点中。为了优化分配时间，这些点将被用于确保在接合单元以及一个半壳的过程中实现均匀的粘合剂覆盖。由于在配合表面上具有0.002”的促进剂膜即可激活粘合剂，因此，促进剂的量并不重要。如果使用其他形式的粘合剂，那么接合线也会相应地变化。其他粘合剂也是可以使用的，例如UV固化、湿敏以及分两部分的粘合剂。作为示例，Loctite 3972、4311是可以在接合处理中使用考虑使用的候选。

在不同的实施例中，如图37A和37B所示，每一个电池单元710可以具有基本上是圆柱形的形状，并且其半径范围是从R1=10mm到R2=R3=21.05mm。如果R1从10mm减小，那么它有可能会影响电池冷却，因为它会覆盖电池通风口，并且不会提供适当的电池冷却。基于放置单元的设计，最优的环尺寸应被确定成限制了粘合覆盖量或者不覆盖单元的通风口。对该处理来说，2.3毫米的最佳环宽会产生关于单元的最一致的粘合强度和粘合剂覆盖。此外，作为环件的替换，范围处于所有不同尺寸的点都适于实现相同的粘合强度和单元覆盖。对于该过程，2.3mm的点尺寸以及3.185mm³的相应体积会满足将电池保持在恰当位置的设计需求。粘合剂1215可被施加于如图37B所示的环形状中，粘合剂1215的环件具有外半径R2和内半径R1。施加到电池单元710的安装端1205的粘合剂1215的体积在每一个269.48mm²的表面积上都可以是2.0mm³至5mm³，以便满足设计单元的需求和最优覆盖，以及提供最强的接合强度。

在将粘合剂1215施加于到电池单元710的安装端1205之后，这时可以执行质量控制评估，以便在步骤3145验证粘合剂1215的正确位置和粘合剂的量。如果发现所施加的粘合剂1215存在问题，那么在步骤3150，电池单元710可被移动到返工工作台。恰当施加了粘合剂1215的电池单元710则可以前进到步骤3305（参见图28）。

现在接合图36来参考图27，在步骤3205，用于运送电池模块壳体1105的一个或多个托盘（或其他搬运设备）可被从存储区域移动到生产线上。在步骤3210，模块壳体1105可被从托板上取下。在步骤3215，关于模块壳体1105的标识信息（例如制造商、批号、型号、序列号和制造日期）可被获取并记入日志。在步骤3220，在每一个模块壳体1105上可以置于唯一标识号（例如序列号）。该序列号可以如本领域已知的那样被打印、冲压、熔化、激光蚀刻、雕刻或以其他方式永久性地固定于模块壳体1105。在步骤3225，该标识号可被记入日志。

在步骤3230，电路板1110和铜条1112可被从储存区域移动到生产线上。如图38所示，在步骤3235，通过使用手动或机器人设备，可以将电路板1110插入电路板接收槽1155，以及将铜条1112插入模块壳体1105的铜条接收槽1160。在步骤3240，关于电路板1110的标识信息（例如制造商、制造日期和序列号）可被获取。该信息还可以与和电路板1110组装在一起的模块壳体1105的标识信息相关联。电路板1110可以提供多种功能，例如监视电池模块1100的性能、电池模块1100上的电流消耗、电池单元710的状况以及多个电池模块1100与一个或多个智能中介之间的通信。铜条1112将电池模块的一端连接到下一端，并将两个侧电压合并成一个电压。然后，安装了电路板1110和铜条1112的模块壳体1105可以移动到例示处理中的下一个步骤，其中在步骤3245，在底部电池单元固位板1175的每一个开口内部可以施加促进剂1405。在不同的实施例中，如图39和40所示，促进剂1405可被以最小为0.002”的薄膜到无限制的体积施加，只要足够覆盖底部电池单元固位板1175的每一个开口内部的环形图案中的接合表面即可，由此，促进剂1405不会覆盖每一个开口的中心部分。

如在下文中更全面描述的那样，促进剂1405可以与先前施加在每一个电池单元710的安装端1205上的粘合剂1215相互作用。该促进剂1405是二氯甲烷、三氯乙烯、甲基异丁基酮、过氧化苯甲酰以及甲基丙烯酸甲酯的混合溶剂。其在被喷洒在基底的时候将会结晶，并且需要在干燥的状态下施加于LORD 202。其粘度小于10cP，并且密度为1.22-1.28g/cm³。在步骤3250，通过对所施加的促进剂1405执行质量控制评估，可以检查出施加了恰当总量的促进剂1405，以及所述促进剂1405是以恰当的模式施加的。在步骤3255，未能通过质量控制评估的模块壳体1105可被返工，同时，通过质量控制评估的模块壳体1105可以前进至步骤3305（参见图28）。

图40示出根据不同实施例的在施加了促进剂1405之后的模块壳体1105的俯视图。现在，在该视图中可以看到处于底部电池单元固位板1175之中的多个冷却剂孔1505。冷却剂孔1505可以允许冷却剂流经模块壳体1105并且围绕电池单元710流动，以便移除电池单元710的充电或放电期间可能产生的过多热量。在不同的实施例中，在冷却剂孔1505上可以施加保护层（maskant），以便防止散落或过量的促进剂堵塞冷却剂孔1505。该保护层可以在进一步处理模块壳体1105之前被移除。

现在结合图36来参考图28，施加了粘合剂1215的电池单元710以及施加了促进剂1405的模块壳体1105全都到达步骤3305。在该步骤，电池单元710可以如图41图示的那样通过第一开口1145而被插入，以使电池单元710的安装端1205啮合模块壳体1105内的底部电池单元固位板1175的开口。在电池单元710上可以施力，以使粘合剂1215接触促进剂1405，由此开始粘合剂1215与用于加速粘合剂1215的固化的促进剂1405之间的化学反应。在如图42的剖面图所示的各种实施例中，粘合剂1215会因为所施加的力而开始流动。流动的粘合剂1215可以填充电池单元710的侧壁与底部电池单元固位板1175中的开口之间的间隙，由此产生沿着电池单元710的安装端1205以及沿着电池单元710的侧壁以及底部电池单元固位板1175的开口的粘合剂1215的粘合层。这个连续的粘合层可以在电池单元710与模块壳体1105之间提供坚固耐用的接合，以便承受物理冲击和振动。在某些实施例中，如图42的剖面图所示，粘合剂1215可以不完全流过电池单元710的安装端1205。通过粘合剂1215的覆盖范围中具有间隙，可以在电池模块1100内部提供更好和更可控的热管理。所述力可被施加大约1-2分钟，以便允许粘合剂1215适当流动和固化，但是依照各种因素（例如粘合剂1215的类型和组成、促进剂1405的类型和组成、所施加的粘合剂1215和促进剂1405的量、以及温度和湿度之类的环境条件），更多或更少的时间同样处于本公开的范围以内。这样一来，未被布置正和负端子的单元的末端将被固定于模块中的中心面板，并且与模块相对的单元的移动将被禁止。

现在参考图29以及图28和图36，在步骤3405，用于运送顶部电池单元固位板1125的一个或多个托板（或其他搬运设备）可被从储存区域移动到生产线上，并且在步骤3410，用于运送柔性电路1136的一个或多个托板（或其他搬运设备）可被从储存区域移动到生产线上。在步骤3415，顶部电池单元固位板1125和柔性电路1136可被从托盘移除。在步骤3420，关于顶部电池单元固位板1125和柔性电路1136的标识信息（例如制造商、批号、型号、序列号和制造日期）的数据可被获取并记入日志。在步骤3425，每一个柔性电路1136可以与顶部电池单元固位板1125之一组装在一起。在不同的实施例中，柔性电路1136可以通过超声波焊接、热焊接或是本领域已知的其他任何技术热铆接到顶部电池单元固位板1125上。作为替换，顶部电池单元固位板1125和柔性电路1136可以通过本领域已知的任何机械方法来组装。

参考依照不同实施例的图43A和43B以及图36，顶部电池单元固位板1125可以具有分散在表面上的多个螺柱1805。柔性电路1136可以包括与螺柱1805相校准的相应的多个穿通孔1810。在将柔性电路1136与顶部电池单元固位板1125组装在一起的时候，螺柱1805可以伸出穿通孔1810。热铆接（或其他）工艺可以熔化或以其他方式将螺柱1805变形，由此将柔性电路1136耦合到顶部电池单元固位板1125上。

在步骤3430，螺柱1805的高度（例如铆接高度）可被测量，以便确定所述螺柱已经充分变形，而不会对后续附着遮罩1135造成妨碍。在步骤3435，未通过测试的组装件可被送去返工，并且在步骤3440，在测试期间收集的数据将被记入日志。在步骤3445，通过测试的组装件可在步骤3445被进一步处理，其中柔性电路1146可被耦合到每一个电池单元。

回过来参考图41和43B，电池单元的电连接端1206（与接收粘合剂1215的电池单元710的端部相对）可以包括中心电极1605以及外部边缘电极1610。电极1605、1610中的每一个可以耦合到柔性电路1136，以便完成电路。中心电极1605可以与柔性电路1136中的开口1815相校准，并且外部边缘电极1610可以与邻近每一个开口1815的翼片1810相校准。在步骤3445，翼片1810可以轻微地向内弯曲（朝着电池单元710），以便减小或消除外部边缘电极1610与翼片1810之间的任何间隙。

现在回过来参考图28，在步骤3315，顶部电池单元固位板1125与柔性电路1136的组装件可以在处理流程中与组装了电池单元710的模块壳体1105接合在一起。如根据图44A和44B的不同实施例所示，顶部电池单元固位板1125与柔性电路1136的组装件可以穿过第一开口1145而被置于模块单元1105上。在步骤3320，顶部电池单元固位板1125的外边缘与限定了第一开口1145的模块壳体1105的上边缘之间的整个接缝（如图44B中的箭头所示）可被激光焊接（或是采用本领域中已知的其他接合方法）。

在步骤3325，柔性电路1136（现在其刚性地耦合到位于电池单元710的电连接端1206正上方的模块单元1105）可被焊接或以其他方式耦合到电池单元710的电连接端1206。在不同的实施例中，通过实施光学扫描，可以确定每一个电池单元710相对于模块壳体1105上的一个或多个基准点（未显示）的位置，以便确定每一个电池单元710的二维X-Y坐标。此外，在扫描期间可以确定每一个电池单元710的Z高度。所述光学扫描数据可以与已存储的三维CAD数据相比较，以使电池单元710的位置与电池模块1100的结构的剩余部分相固定，这其中包括柔性电路1136。然后，在柔性电路1136的顶部可以放置激光焊接翼片1810的保持夹具（holding fixture）。该保持夹具可以包括能将翼片1810挤压成与外部边缘电极1610相接触以及将柔性电路开口1815挤压成与中心电极1605相接触的弹簧加压的指状件。然后，通过完成第二光学扫描处理，可以确定最终的Z高度。之后，激光焊接器可以将翼片1810焊接到外部边缘电极1610以及将柔性电路开口1815焊接到中心电极1605。此外，激光焊接器还可以将铜条1112焊接到柔性电路1136。虽然以上描述是依照激光焊接给出的，但是本领域已知的其他任何连接方法都可以取代激光焊接，并且仍旧处于本公开的范围以内。在步骤3330，通过光学扫描收集到的数据可被记入日志。

现在参考图30的处理流程图，在步骤3505，模块壳体1105可以翻转，以便暴露第二开口1150。用于组装电池模块1100的后半部分的处理流程可以始于步骤3510。除了在步骤3205到3240发生的从托板上取下模块壳体1105、激光蚀刻模块壳体1105以及放置电路板1110和铜条1112的处理之外，用于组装电池模块1100的后半部分的处理步骤与如上所述的关于电池模块1100的前半部分的处理步骤基本相同。由此，图30中的步骤3510至3550对应于图26中的步骤3110至3150；图31的步骤3605至3615对应于图27中的步骤3245至3255；图31中的步骤3620至3630对应于图28中的步骤3305至3315；图32中的步骤3705到3745对应于图29中的步骤3405至3445；以及步骤3805至3815对应于图28中的步骤3320至3330。

以图33中的步骤3820为开始，根据不同的实施例，电路板1110可以耦合到每一个柔性电路1136。此时，在步骤3825中可以对电池模块1100执行电气测试。该电气测试可以确定每一个电池单元710都与相应的柔性电路1136进行通信，每一个柔性电路1136都与铜条1112和电路板1110进行通信。该测试还可以确定电路板1110的功能，例如监视每一个电池单元710上的电荷、电池模块1100上的电压、电池模块1100中的电路的任何部分的电阻、以及任何期望的功能。在步骤3830，未能通过步骤3825中的电气测试的电池模块1100可被返工。在步骤3835，在电气测试和返工处理中获取的数据可被记入日志。

现在结合图36来参考图34，在步骤3905，用于运送遮罩1135的一个或多个托板（或其他搬运设备）可被从储存区域移动到生产线上。在步骤3910，遮罩1135可被从托板上取下。在步骤3915，关于遮罩1135的标识信息（例如制造商、批号、型号、序列号以及制造日期）的数据可被获取并记入日志。在步骤3920，遮罩1135可被放在第一开口1145上，以便如图45所示的那样封闭电池模块1100的前半部分。在步骤3925，遮罩1135的外边缘与限定了第一开口1145的模块壳体1105的上边缘之间的整个接缝可以用激光焊接（或是采用本领域已知的其他接合技术）。在步骤3930，在激光焊接过程中获取的数据可被记入日志。在步骤3935，模块壳体1105可被翻转，以便暴露第二开口1150。步骤3940至3965可以重复先前描述的步骤3905至3925，以便将遮罩1135附着在第二开口1150上。

现在接合图36来参照图35，在步骤3005，一个或多个O形环1140可被从储存区移动到生产线上。在步骤3010，与O形环1140的标识信息（例如制造商、批号、型号、序列号和制造日期）有关的数据可被获取并记入日志。在步骤3015，依照不同的实施例，如图46A所示，O形环1140可被放在遮罩1135的每一个端口1170上。图46B示出了处于端口1170上的恰当位置的O形环1140。然后，在步骤3020。已完成的电池模块1100可被执行泄漏测试。在步骤3025，未能通过泄漏测试的电池模块1100将会返工，并且在步骤3030，在泄漏测试和返工处理期间收集的数据可被记入日志。在步骤3035，通过泄漏测试的电池模块1100可以移动到下一个处理。

对于依照图26-35中的不同实施例所示出的处理流程步骤来说，在这里对组件、组装件以及供应件的移动进行了描述。实际的移动可以通过各种机制来进行，并且对于特定机制的选择可以考虑以下因素，例如被移动物品的数量、被移动物品的重量、移动距离、工作台上的排队空间、自动化处理的可用性等等。该移动可以包括将物品放在容器中、以及以物理方式将容器移到下一个工作台、将容器放在手动或自动输送机上、将容器放在手动或自动运输车辆上、以及将物品或容器放在恰当位置以便由机器人移动等等。任何这样的移动机制都可以酌情在图26-35的任一处理流程步骤使用。

图47是用于组装电池模块1100的例示方法2200的流程图。在步骤2205，电池模块壳体1105可被获取。在步骤2210，多个电池单元710可被置于电池模块壳体1105之中。在步骤2215，电池单元710可以电耦合，并且在步骤2220，控制电路1110可以电耦合到电池单元710。

图48是用于组装电池模块1100的例示方法2300的流程图。在步骤2305，用于包含电池单元710的电池模块壳体1105可被获取。该模块壳体1105可以具有固位板1175，该固位板1175具有被适配成至少部分地将电池单元710容纳在其内的开口行。在步骤2310，电池单元710可被布置在与固位板1175中的开口行相对应的行中。在步骤2315，至少一行电池单元710可被用机器人抓取。电池单元710可以放在固位板1175中的至少一行开口中，同时会对每一个电池单元710执行电气测试。在步骤2320，电池单元710可以电耦合，并且在步骤2325，控制电路1110可以电耦合到电池单元710。

图49是用于组装电池模块的例示方法2400的流程图。在步骤2405，用于容纳电池单元710的电池模块壳体1105可被获取。该模块壳体1105可以具有固位板1175，该固位板1175具有被适配成至少部分将电池单元710容纳在其内的开口行。在步骤2410，电池单元710可被布置在与固位板1175的开口行相对应的行中。该电池单元710可以具有电极端1206和非电极端1205。在步骤2415，至少一行电池单元710可以用机器人抓取，并且可以在持续抓住电池单元710的同时执行以下步骤：对每个电池单元710执行电气测试（步骤2420）；将粘合剂1215置于每一个电池单元710的非电极端1205（步骤2425）；以及将电池单元710的非电极端1205置入固位板1175的开口，以使粘合剂1215接触固位板1175（步骤2430）。在步骤2435，电池单元710可被电耦合，并且在步骤2440，控制电路1110可以电耦合到电池单元710。

在以上描述中详述了这里公开的系统、设备和方法的某些实施例。然而应该了解，无论上文中以文字形式出现的内容有多详细，这些设备和方法都可以用众多的方式来实施。如上所述，应该指出的是，在描述本发明的某些特征或方面的时候，使用特定的术语不应被认为暗示该术语在这里被重新定义成仅限于包含与该术语相关联的技术特征或方面的任何特定特性。由此，本公开的范围应该依照附加权利要求及其任何等同物来解释。

至于在这里关于任何复数和/或单数术语的使用而言，本领域技术人员可以依照上下文和/或应用酌情将复数转化成单数和/或将单数转化成复数。在这里，各种单数/复数排列是为了清楚起见而被显性阐述的。

应该指出的是，这些示例可被描述成处理。虽然这些操作可被描述为顺序过程，但是众多的操作是可以并行或同时执行的，并且该处理是可以重复的。此外，操作顺序是可以重新排列的。一个处理会在其操作完成的时候终止。处理可以对应于方法、功能、过程、子例程、子程序等等。

本领域技术人员应该了解，在不脱离所描述的技术范围的情况下，各种修改和变化都是可行的。如附加权利要求所限定的那样，这些修改和变化应该落在实施例的范围以内。本领域技术人员还会了解，包含在一个实施例中的部分是可以与其他实施例互换的；来自所描述的实施例的一个或多个部分可以采用任何组合方式包含在所描述的其他实施例中。举例来说，在这里描述和/或在附图中描绘的各种组件中的任何一个都可以与其他实施例结合、互换或是从中被排除。

本领域技术人员还会了解，结合这里公开的方面所描述的不同的说明性示意图中的任何一个都可以作为电子硬件（例如能用源编码或其他某种技术设计的数字实施方式、模拟实施方式或是这两者的组合）引入了指令的各种形式的程序或设计代码，或是这两者的组合。

这里公开的各种电路、控制器、微控制器或开关等等都可以在集成电路（IC）、接入终端或接入点内部实施或是由其来执行。所述IC可以包括被设计成执行这里描述的功能的通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或其他可编程逻辑设备、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、电子组件、光学组件、机械组件或是其任何组合，并且可以执行驻留在所述IC内部、所述IC外部或是同时驻留在所述IC的内部和外部的代码或指令。

所描述的功能可以用硬件、软件、固件或是其任何组合方式来实施。如果用软件实施，那么这些功能可以作为一个或多个指令或代码存储在有形的非瞬态计算机可读介质上或者通过其传输。计算机可读媒体同时包括计算机存储媒体和通信媒体，这其中包括促使计算机程序被从一个地方传输到另一个地方的任何介质。存储媒体可以是任何可被计算机访问的可用媒体。作为示例而不是限制，此类算机可读媒体可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储器、磁盘存储器或其他磁存储设备，或是可以用于运送或存储采用了指令或数据结构的形式且可以被计算机访问的期望程序代码的其他任何介质。计算机可读介质可以采用非暂时性或暂时性计算机可读介质的形式。

术语“确定”涵盖各种各样的行动，由此，“确定”可以包括运算、计算、处理、推导、调查、查找（例如在表格、数据库或其他数据结构中查找）以及查明等等。并且，“确定”可以包括接收（例如接收信息）以及访问（例如访问存储器中的数据）等等。此外，确定还可以包括解决、选择、选取以及建立等等。

虽然在这里是对照车辆来进行描述的，但是本领域普通技术人员很容易了解，这里描述的不同实施例可被用在附加应用之中，例如用于风能和太阳能发电的储能系统。通过考虑关于所公开的电流载体和电池模块的说明和实践，其他实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。这些说明和示例应该被认为仅仅是例示性的，并且真实的范围是由后续的权利要求及其等同物指示的。

Claims (59)

1.一种车辆储能系统，包括：

多个模块，每一个模块都包括耦合在一起的两个半模块，每一个半模块包括：

多个电池单元，所述电池单元是圆柱形的可再充电锂离子电池单元，每一个电池单元都具有第一末端和第二末端，所述第一末端远离第二末端，以及具有被布置在所述第一末端的阳极端子和阴极端子；

与所述电池单元电耦合的电流载体，每一个所述电池单元的阴极端子耦合到所述电流载体的相应的第一触点，每一个所述电池单元的阳极端子耦合到所述电流载体的相应的第二触点；

爆破板，其以与所述电流载体基本平行的方式布置，以使所述电池单元被布置在所述电流载体与所述爆破板之间；以及

外壳，在所述外壳内部布置了所述电池单元、所述电流载体以及所述爆破板，所述外壳包括冷却剂输入端口、冷却剂输出端口以及与所述电流载体电耦合的电源连接器；所述外壳具有冷却剂子系统，用于循环通过冷却剂输入端口泵送到所述外壳中以及通过冷却剂输出端口被从所述外壳中抽出的冷却剂，以使每一个所述电池单元都处于大致相同的预定温度；

内部布置了所述多个模块的托盘，所述托盘包括：

正母线排；以及

负母线排，所述正和负母线排被单独地电耦合到与所述多个模块相关联的电源连接器；以及

冷却剂系统，用于循环被泵送到托盘中的冷却剂，以使每一个所述模块都处于大致相同的预定温度，

其中所述电流载体，包括：

正电源平面，其包括第一金属层；

负电源平面，其包括第二金属层，其中所述第一和第二金属层中的至少一者包含分别由所述第一金属层或所述第二金属层形成的至少一个熔断器，以用于所耦合至所述正电源平面和所述负电源平面的多个电池单元中的每一者；

多个孔洞，所述孔洞将冷却剂从与所述正电源平面相接触的第一位置传导到与所述负电源平面相接触的第二位置；

被布置在正电源平面与负电源平面之间的电介质隔离层；

在正电源平面中形成的多个正触点，所述正触点用于电耦合到多个电池单元中的每一个电池单元的相应的阴极端子；以及

在负电源平面上形成的多个负触点，所述负触点用于电耦合到所述多个电池单元中的每一个电池单元的相应的阳极端子。

2.如权利要求1所述的储能系统，其中所述电流载体包括多个熔断器，每一个所述熔断器都电耦合到相应的第一触点。

3.如权利要求1所述的储能系统，其中每一个电池单元的阴极端子都被焊接到所述电流载体的相应的第一触点，并且每一个电池单元的阳极端子都被焊接到所述电流载体的相应的第二触点。

4.如权利要求3所述的储能系统，其中所述焊接是激光焊接。

5.如权利要求1所述的储能系统，其中与所述第一末端相比，所述爆破板更靠近于所述电池单元的第二末端，每一个所述电池单元都被定向成允许排放到所述两个半模块的爆破板。

6.如权利要求1所述的储能系统，其中所述托盘的尺寸被调整以及所述托盘被布置成和安置在电动车的底盘中。

7.如权利要求1所述的储能系统，其中所述电流载体通过至少一个塑料铆接而被保持在所述外壳中。

8.如权利要求1所述的储能系统，其中所述多个模块中的至少两个相邻模块彼此是以流体方式电耦合的。

9.如权利要求1所述的储能系统，其中所述电流载体的所述第一触点是正触点，以及所述电流载体的所述第二触点是负触点。

10.如权利要求1所述的储能系统，其中所述电池单元被水平定向和安装在每一个半模块中。

11.如权利要求1所述的储能系统，其中所述电池单元被布置在所述电流载体与所述爆破板之间，以使每一个所述电池单元的外侧不与其他电池单元的外侧相接触，所述冷却剂子系统在所述电池单元之中和之间循环冷却剂，以便提供浸没式的且分布基本均匀的冷却处理。

12.如权利要求1所述的储能系统，其中在未被电池单元占用的所述电流载体与爆破板之间空间中使用通道来形成气穴。

13.如权利要求1所述的储能系统，其中所述冷却剂系统使用并行冷却处理。

14.如权利要求11所述的储能系统，其中所述冷却剂沿着所述半模块内部的电池单元的圆柱形主体流经每一个半模块。

15.如权利要求1所述的储能系统，其中所述模块布置成多个串组，所述多个串组中的每一个串组都包括多个模块。

16.如权利要求1所述的储能系统，其中所述冷却剂包括合成油、乙二醇和水、以及液体电介质中的至少一种。

17.如权利要求15所述的储能系统，其中所述冷却剂并行地流过所述串组，以及所述冷却剂并行地在每一个相应电池模块串组内部流动。

18.一种车辆储能系统，包括：

处于电池组中的多个模块，每一个模块包括：

多个电池单元，所述电池单元是圆柱形的可再充电电池单元；所述电池单元在每一个模块中是水平定位和安装的；

与所述电池单元电耦合的电流载体，每一个所述电池单元的阴极端子耦合到所述电流载体的相应的第一触点，每一个所述电池单元的阳极端子耦合到所述电流载体的相应的第二触点；

爆破板，其被以基本平行于所述电流载体的方式布置，以使所述电池单元被布置在所述电流载体与所述爆破板之间；以及

外壳，所述外壳内部布置了所述电池单元、电流载体以及爆破板，所述外壳具有冷却剂子系统，用于循环通过冷却剂输入端口泵送到所述外壳中以及通过冷却剂输出端口被从所述外壳中抽出的冷却剂，所述电池单元被布置在所述电流载体与所述爆破板之间，以使每一个所述电池单元的外侧不与其他电池单元的外侧相接触，所述冷却剂子系统在所述电池单元之中和之间循环冷却剂，由此提供浸没和分布的冷却处理，以使每一个所述电池单元处于大致相同的预定温度；

内部布置了所述多个模块的托盘，所述托盘包括：

正母线排；以及

负母线排，所述正和负母线排被单独地电耦合到与所述多个模块相关联的电源连接器；以及

冷却剂系统，用于循环被泵送到所述托盘中的冷却剂，以使每一个所述模块都处于大致相同的预定温度

其中所述电流载体，包括：

正电源平面，其包括第一金属层；

负电源平面，其包括第二金属层，其中所述第一和第二金属层中的至少一者包含分别由所述第一金属层或所述第二金属层形成的至少一个熔断器，以用于所耦合至所述正电源平面和所述负电源平面的多个电池单元中的每一者；

多个孔洞，所述孔洞将冷却剂从与所述正电源平面相接触的第一位置传导到与所述负电源平面相接触的第二位置；

被布置在正电源平面与负电源平面之间的电介质隔离层；

在正电源平面中形成的多个正触点，所述正触点用于电耦合到多个电池单元中的每一个电池单元的相应的阴极端子；以及

在负电源平面上形成的多个负触点，所述负触点用于电耦合到所述多个电池单元中的每一个电池单元的相应的阳极端子。

19.如权利要求18所述的储能系统，其中所述冷却剂系统产生用于将冷却剂泵送到所述电池组中以及将其从电池组中抽出的压力梯度，所述电池组内部的压力梯度提供了所述冷却剂的循环，以便将电池组内部的温度梯度降至最低。

20.一种车辆储能系统，包括：

多个模块，每一个模块包括两个耦合在一起的半模块，每一个半模块包括：

多个电池单元，所述电池单元是在一端布置了阳极端子和阴极端子的圆柱形可再充电锂离子电池单元，所述电池单元在每一个半模块中是水平定向和安装的；

与所述电池单元电耦合的电流载体，每一个所述电池单元的阴极端子耦合到所述电流载体的相应的第一触点，每一个所述电池单元的阳极端子耦合到所述电流载体的相应的第二触点；所述电流载体包括多个熔断器，每个熔断器都电耦合到所述相应的第一触头；

爆破板，所述爆破板以与所述电流载体基本平行的方式布置，以使所述电池单元被布置在所述电流载体与所述爆破板之间；以及

内部布置了所述电池单元、电流载体和爆破板的外壳；

内部布置了所述多个模块的托盘，所述托盘包括：

正母线排；以及

负母线排，所述正和负母线排分别电耦合到与所述多个模块相关联的电源连接器；以及

冷却剂系统，用于循环泵送到所述托盘中的冷却剂，以使每一个所述模块和每一个所述电池单元都处于大致相同的预定温度，

其中所述电流载体，包括：

正电源平面，其包括第一金属层；

负电源平面，其包括第二金属层，其中所述第一和第二金属层中的至少一者包含分别由所述第一金属层或所述第二金属层形成的至少一个熔断器，以用于所耦合至所述正电源平面和所述负电源平面的多个电池单元中的每一者；

多个孔洞，所述孔洞将冷却剂从与所述正电源平面相接触的第一位置传导到与所述负电源平面相接触的第二位置；

被布置在正电源平面与负电源平面之间的电介质隔离层；

在正电源平面中形成的多个正触点，所述正触点用于电耦合到多个电池单元中的每一个电池单元的相应的阴极端子；以及

在负电源平面上形成的多个负触点，所述负触点用于电耦合到所述多个电池单元中的每一个电池单元的相应的阳极端子。

21.一种具有并联冷却处理的储能系统，包括：

多个模块，每一个模块都包括耦合在一起的两个半模块，每一个半模块包括：

多个电池单元，所述电池单元是圆柱形可再充电电池单元，其中每一个所述电池单元具有第一末端和第二末端，所述第一末端远离第二末端，以及具有布置在第一末端的阳极端子和阴极端子；

与所述电池单元电耦合的电流载体，每一个所述电池单元的阴极端子耦合到所述电流载体的相应的第一触点，每一个所述电池单元的阳极端子耦合到所述电流载体的相应的第二触点；

板件，所述板件以与电流载体基本平行的方式布置，以使所述电池单元被布置在所述电流载体与所述板件之间；以及

内部布置了所述电池单元、电流载体以及板件的外壳，所述外壳包括：

冷却剂输入端口；

冷却剂输出端口；以及

与所述电流载体电耦合的电源连接器，所述外壳具有冷却剂子系统，用于平行于所述多个电池单元循环通过冷却剂输入端口泵送到所述外壳中以及通过冷却剂输出端口被从所述外壳中抽出的冷却剂，以使每一个所述电池单元都处于大致相同的预定温度；

内部布置了所述多个模块的托盘；以及

冷却剂系统，用于在所述多个模块上循环流入所述托盘的冷却剂，以使每一个所述模块都处于大致相同的预定温度，

其中所述电流载体，包括：

正电源平面，其包括第一金属层；

负电源平面，其包括第二金属层，其中所述第一和第二金属层中的至少一者包含分别由所述第一金属层或所述第二金属层形成的至少一个熔断器，以用于所耦合至所述正电源平面和所述负电源平面的多个电池单元中的每一者；

多个孔洞，所述孔洞将冷却剂从与所述正电源平面相接触的第一位置传导到与所述负电源平面相接触的第二位置；

被布置在正电源平面与负电源平面之间的电介质隔离层；

在正电源平面中形成的多个正触点，所述正触点用于电耦合到多个电池单元中的每一个电池单元的相应的阴极端子；以及

在负电源平面上形成的多个负触点，所述负触点用于电耦合到所述多个电池单元中的每一个电池单元的相应的阳极端子。

22.如权利要求21所述的储能系统，其中所述冷却剂系统产生供冷却剂流入和流出布置在所述托盘中的所述多个模块中的每一个模块的压力梯度，所述压力梯度提供冷却剂循环，以便最小化所述多个模块中的模块之间的温度梯度。

23.如权利要求21所述的储能系统，其中所述电池单元被布置在所述电流载体与所述板件之间，以使每一个电池单元的外侧不与其他电池单元的外侧相接触，所述冷却剂子系统在所述电池单元之中和之间循环冷却剂，以便浸没式的且分布基本均匀的冷却处理。

24.如权利要求21所述的储能系统，其中在未被电池单元占用的所述电流载体与板件之间的空间中使用通道来形成气穴，所述气穴包括冷却剂之外的流体。

25.如权利要求24所述的储能系统，其中所述冷却剂沿着所述半模块内部的电池单元的圆柱形主体流经每一个半模块。

26.如权利要求21所述的储能系统，其中所述模块被布置成多个串组，所述多个串组中的每一个串组包括多个模块。

27.如权利要求26所述的储能系统，其中所述冷却剂平行地流经所述多个串组，以及所述冷却剂并行地在所述多个串组中的每一个串组内部流动。

28.如权利要求21所述的储能系统，其中所述冷却剂包括合成油、乙二醇和水以及液体电介质中的至少一种。

29.如权利要求21所述的储能系统，其中所述多个模块中的至少两个相邻模块彼此以流体方式电耦合。

30.如权利要求21所述的储能系统，其中所述电池单元在每一个半模块中是水平定向和安装的。

31.一种具有并联冷却处理的储能系统，包括：

处于电池组中的多个模块，每一个模块包括：

多个电池单元，所述电池单元是圆柱形的可再充电电池单元；所述电池单元在每一个模块中被水平定向和安装；

与所述电池单元电耦合的电流载体，每一个所述电池单元的阴极端子耦合到所述电流载体的相应的第一触点，每一个所述电池单元的阳极端子耦合到所述电流载体的相应的第二触点；

板件，所述板件以与电流载体基本平行的方式布置，以使所述电池单元被布置在所述电流载体和所述板件之间；以及

内部布置有所述电池单元、电流载体和板件的外壳，所述外壳包括冷却剂子系统，用于循环通过冷却剂输入端口泵送到所述外壳中以及通过冷却剂输出端口被从所述外壳中抽出的冷却剂，所述电池单元被布置在所述电流载体与所述板件之间，以使每一个所述电池单元的外侧不与其他电池单元的外侧相接触，所述冷却剂子系统在所述电池单元之中和之间并行循环冷却剂，由此提供浸没和分布的冷却处理，以使每一个所述电池单元处于大致相同的预定温度；

内部布置了所述多个模块的托盘；以及

冷却剂系统，用于循环流入所述托盘的冷却剂并行经过所述多个模块，以使每一个所述模块都处于大致相同的预定温度，

其中所述电流载体，包括：

正电源平面，其包括第一金属层；

负电源平面，其包括第二金属层，其中所述第一和第二金属层中的至少一者包含分别由所述第一金属层或所述第二金属层形成的至少一个熔断器，以用于所耦合至所述正电源平面和所述负电源平面的多个电池单元中的每一者；

多个孔洞，所述孔洞将冷却剂从与所述正电源平面相接触的第一位置传导到与所述负电源平面相接触的第二位置；

被布置在正电源平面与负电源平面之间的电介质隔离层；

在正电源平面中形成的多个正触点，所述正触点用于电耦合到多个电池单元中的每一个电池单元的相应的阴极端子；以及

在负电源平面上形成的多个负触点，所述负触点用于电耦合到所述多个电池单元中的每一个电池单元的相应的阳极端子。

32.如权利要求31所述的储能系统，其中所述冷却剂系统产生供冷却剂流入所述电池组以及流出所述电池组的压力梯度，所述电池组内部的压力梯度提供所述冷却剂的循环，由此最小化所述电池组内部的温度梯度。

33.如权利要求31所述的储能系统，其中所述电池单元被布置在所述电流载体与所述板件之间，以使每一个电池单元的外侧不与其他电池单元的外侧相接触，所述冷却剂子系统在所述电池单元之中和之间循环冷却剂，以便浸没且分布基本均匀的冷却处理。

34.如权利要求31所述的储能系统，其中在未被所述电池单元占用的所述电流载体与所述板件之间的空间中使用通道来形成气穴，所述气穴包括冷却剂之外的流体。

35.如权利要求34所述的储能系统，其中所述冷却剂沿着所述模块内部的电池单元的圆柱形主体流经每一个模块。

36.如权利要求31所述的储能系统，其中所述模块被布置成多个串组，所述多个串组中的每一个串组都包括多个模块。

37.如权利要求36所述的储能系统，其中所述冷却剂并行地流经所述多个串组，以及所述冷却剂并行地在所述多个串组中的每一个串组内部流动。

38.如权利要求31所述的储能系统，其中所述冷却剂包括合成油、乙二醇和水以及液体电介质中的至少一种。

39.如权利要求31所述的储能系统，其中所述多个模块中的至少两个相邻模块彼此以流体方式电耦合。

40.一种电流载体，包括：

正电源平面，其包括第一金属层；

负电源平面，其包括第二金属层，其中所述第一和第二金属层中的至少一者包含分别由所述第一金属层或所述第二金属层形成的至少一个熔断器，以用于所耦合至所述正电源平面和所述负电源平面的多个电池单元中的每一者；

多个孔洞，所述孔洞将冷却剂从与所述正电源平面相接触的第一位置传导到与所述负电源平面相接触的第二位置；

被布置在正电源平面与负电源平面之间的电介质隔离层；

在正电源平面中形成的多个正触点，所述正触点用于电耦合到多个电池单元中的每一个电池单元的相应的阴极端子；以及

在负电源平面上形成的多个负触点，所述负触点用于电耦合到所述多个电池单元中的每一个电池单元的相应的阳极端子。

41.如权利要求40所述的电流载体，进一步包括：

在所述正电源平面中形成的多个熔断器，所述多个熔断器中的每一个熔断器都电耦合到所述多个正触点中的相应正触点。

42.如权利要求41所述的电流载体，进一步包括：

信号层；

邻近所述信号层布置的第二电介质隔离层；

至少一个传感器，所述至少一个传感器中的每一个传感器都可通信地耦合到所述信号层，并且被布置成与所述多个电池单元中的至少一个的相应电池单元相邻；以及

可通信地耦合到所述信号层的通信连接器。

43.如权利要求42所述的电流载体，进一步包括：

单独地电耦合到所述正电源平面和所述负电源平面的电源连接。

44.如权利要求40所述的电流载体，其中所述电耦合包括焊接。

45.如权利要求44所述的电流载体，其中所述焊接是激光焊接。

46.如权利要求40所述的电流载体，进一步包括：印刷电路板，所述印刷电路板包括以下的至少一项：铜、FR-2、FR-3、FR-4、FR-5、FR-6、CEM-1、CEM-2、CEM-3、CEM-4以及CEM-5。

47.如权利要求40所述的电流载体，进一步包括：柔性印刷电路，所述柔性印刷电路包括以下的至少一项：铜箔、聚酯、聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚酰亚胺、含氟聚合物以及共聚物。

48.如权利要求40所述的电流载体，其中所述电池单元是圆柱形的可再充电电池单元。

49.如权利要求40所述的电流载体，进一步包括多个孔洞，所述孔洞将冷却剂从所述电流载体的第一侧传导到所述电流载体的第二侧。

50.一种车辆储能系统，包括：

多个模块，每一个模块包括：

多个电池单元，所述电池单元中的每一个都具有第一末端和第二末端，所述第一末端远离第二末端，以及处于被布置在第一末端的阳极端子和阴极端子，所述电池单元在每一个半模块中被水平定向和安装；

电流载体，包括：

正电源平面，其包括第一金属层；

负电源平面，其包括第二金属层，其中所述第一和第二金属层中的至少一者包含分别由所述第一金属层或所述第二金属层形成的至少一个熔断器，以用于所耦合至所述正电源平面和所述负电源平面的多个电池单元中的每一者；

多个孔洞，所述孔洞将冷却剂从与所述正电源平面相接触的第一位置传导到与所述负电源平面相接触的第二位置；

被布置在正电源平面与负电源平面之间的电介质隔离层；

在正电源平面中形成的多个正触点，所述正触点用于电耦合到所述多个电池单元中的每一个电池单元的相应的阴极端子；以及

在负电源平面上形成的多个负触点，所述负触点用于电耦合到所述多个电池单元中的每一个电池单元的相应的阳极端子；以及

内部布置了所述电池单元和电流载体的外壳，所述外壳包括电耦合到所述正电源平面和负电源平面的电源连接器；

与两个半模块的电源连接器电耦合的主电源连接器；以及

爆破板，所述爆破板以与所述电流载体基本平行的方式布置，以使所述电池单元被布置在所述电流载体与所述爆破板之间；

内部布置了所述多个模块的托盘，所述托盘包括：

正母线排；以及

负母线排，所述正和负母线排分别电耦合到所述多个模块的所述主电源连接器；以及

冷却剂系统，用于循环被泵送到所述托盘中的冷却剂，以使每一个所述模块都处于大致相同的预定温度。

51.如权利要求50所述的车辆储能系统，其中所述电流载体进一步包括：

在所述正电源平面中形成的多个熔断器，所述多个熔断器中的每一个熔断器都电耦合到所述多个正触点中的相应正触点。

52.如权利要求50所述的车辆储能系统，其中所述电流载体进一步包括：

信号层；

邻近信号层布置的第二电介质隔离层；

至少一个传感器，所述至少一个传感器中的每一个传感器可通信地耦合到所述信号层，并且被布置成与所述多个电池单元中的至少一个的相应电池单元相邻；以及

可通信地耦合到所述信号层的通信连接器。

53.如权利要求50所述的车辆储能系统，其中所述电流载体进一步包括：

单独地电耦合到所述正电源平面和所述负电源平面的所述电源连接。

54.如权利要求50所述的车辆储能系统，其中：

所述多个正触点中的每一个正触点都被焊接到所述多个电池单元中的每一个电池单元的相应阴极端子；以及

所述多个负触点中的每一个负触点都被焊接到所述多个电池单元中的每一个电池单元的相应阳极端子。

55.如权利要求54所述的车辆储能系统，其中所述焊接是激光焊接。

56.如权利要求50所述的车辆储能系统，其中所述电流载体包括：包含了以下的至少一项的印刷电路板：铜、FR-2、FR-3、FR-4、FR-5、FR-6、G-10、CEM-1、CEM-2、CEM-3、CEM-4和CEM-5。

57.如权利要求50所述的车辆储能系统，其中所述电流载体包括：包含了以下的至少一项的柔性印刷电路：铜箔、聚酯、聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚酰亚胺、含氟聚合物和共聚物。

58.如权利要求50所述的车辆储能系统，其中所述电池单元是圆柱形的可再充电锂离子电池单元。

59.一种车辆储能系统，包括：

多个模块，每一个模块包括：

多个电池单元，所述电池单元是圆柱形的可再充电锂离子电池单元，其中每一个电池单元都具有第一末端和第二末端，所述第一末端远离所述第二末端，以及在所述第一末端布置了阳极端子和阴极端子，所述电池单元在每一个模块中都被水平定向和安装；

电流载体，包括：

正电源平面，其包括第一金属层；

负电源平面，其包括第二金属层，其中所述第一和第二金属层中的至少一者包含分别由所述第一金属层或所述第二金属层形成的至少一个熔断器，以用于所耦合至所述正电源平面和所述负电源平面的多个电池单元中的每一者；

多个孔洞，所述孔洞将冷却剂从与所述正电源平面相接触的第一位置传导到与所述负电源平面相接触的第二位置；

被布置在所述正电源平面与所述负电源平面之间的电介质隔离层；

在所述正电源平面中形成的多个正触点，所述正触点用于电耦合到所述多个电池单元中的每一个电池单元的相应的阴极端子；以及

在所述负电源平面上形成的多个负触点，所述负触点用于电耦合到所述多个电池单元中的每一个电池单元的相应的阳极端子；

内部布置了所述电池单元和电流载体的外壳，所述外壳包括与电源连接电耦合的电源连接器；

与所述电源连接器的主电源连接器；以及

爆破板，所述爆破板以与所述电流载体基本平行的方式布置，以使所述电池单元被布置在所述电流载体与所述爆破板之间；

内部布置了所述多个模块的托盘，所述托盘包括：

正母线排；以及

负母线排，所述正和负母线排分别电耦合到所述多个模块的所述主电源连接器；以及

冷却剂系统，用于循环泵送到托盘中的冷却剂，以使每一个所述模块都处于大致相同的预定温度。

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