CN108140771A - 用于储能装置的端子布置 - Google Patents

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Abstract

一种电池组，包括电池单元的二维或三维阵列，每个电池单元具有多边形（即，矩形）形状和“三侧面和一侧面”端子构型。在一些实施例中，所述端子构型允许简单地通过改变电池单元相对于相邻电池单元的取向并施加压力以维持接触来以任何构型、串联地、并联地或串并联地电连接电池单元。对于矩形电池单元形状，这通过以下方式实现：在电池单元的三个相应侧面上设置三个带同性电荷的端子（诸如，正）和在电池单元的第四侧面上设置一个带相对电荷的端子（诸如，负），同时在电池单元的两个端表面上维持中性电荷。

Description

用于储能装置的端子布置
技术领域
本发明涉及用于储能装置（诸如，电池单元或电池模块）的端子布置，其中所述装置具有矩形壳体，所述矩形壳体具有相对的端部和四个侧面，并且其中一个端子与壳体的一个侧面相关联，且另一个端子与壳体的其余三个侧面相关联。
背景技术
电池组为范围从便携式电子设备到可再生能源系统和环境友好车辆的各种技术提供功率。例如，混合动力车辆（HEV）结合内燃发动机使用电池组和电动马达以提高燃料效率。电池组由多个电池模块形成，其中每个电池模块包括若干电化学电池单元。这些电池单元可具有各种壳体构型，包括棱柱形、圆柱形和袋型。这些电池单元布置成堆叠并且被串联或并联地电连接。同样地，电池组内的电池模块被串联或并联地电连接。
一些当前的棱柱形电池单元具有位于电池单元壳体的顶部上的两个端子。一些当前袋型电池单元具有两个端子。在一些情况下，袋型电池单元的两个端子位于袋的一个边缘上，同时在其他情况下，袋型电池单元的一个端子设在袋的分开的边缘上。圆柱形电池单元通常在圆柱形电池单元壳体的相对端部中的每一者上具有端子。这些端子构型限制了电池单元能够在组中取向的方式（即，端子约束组设计选项）。另外，当前电池组使用机械的电池单元之间的电连接（例如，经由母排、电缆、紧固件等）以及连接过程（例如，激光焊接、超声波焊接等），以将电池组的电池单元端子连接到彼此、连接到次级系统和外部负载以及促进在拐角和障碍物周围对电路进行布线。这些部件以及用于制造和安装这些部件的过程是昂贵的。此外，这些部件消耗电池组内侧大比例的可用空间。例如，在一些电池组中，活性材料（其中活性材料指代阳极、阴极和电极组件的隔膜）的体积仅构成电池组的总体积的大约33%。期望增加电池组内活性材料的量，以为给定的电池组体积提供增加的能量输出。
发明内容
在一些方面中，电池单元包括：矩形电池单元壳体，其包括六个正交侧面，这六个表面一起限定密封的内部空间；以及电极组件，其安置在内部空间内。电极组件包括第一电极，其对应于第一电极性；以及第二电极，其对应于与第一电极性相对的第二电极性。电池单元包括：第一端子，其电连接到第一电极；以及第二端子，其电连接到第二电极。第一端子的一部分配置成在电池单元壳体的三个相邻侧面上安置于电池单元壳体的外表面上，并且第二端子的一部分在与这三个相邻侧面中的一个相邻的第四侧面上安置于电池单元壳体的外表面上。
电池单元可包括以下特征中的一个或多个：矩形电池单元壳体是立方形，且包括：第一端部；相对的第二端部；第一侧面；第二侧面，其邻接第一侧面；第三侧面，其邻接第二侧面并且与第一侧面相对；以及第四侧面，其邻接第三侧面和第一侧面。第四侧面与第二侧面相对。第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面中的每一者均在第一端部与第二端部之间延伸。第一端子的该部分安置于电池单元壳体的第一侧面、第二侧面和第四侧面的外表面上，并且第二端子的该部分安置于电池单元壳体的第三侧面的外表面上。第一端子的该部分安置于电池单元壳体的第一端部的外表面上，并且第二端子的该部分安置于第一侧面、第二端部和第二侧面的外表面上。电池单元是袋型电池单元。电池单元是棱柱形电池单元。电池单元具有第一尺寸、第二尺寸和第三尺寸，其中，第二尺寸和第三尺寸中的每一者均是第一尺寸的偶数倍。第一端子和第二端子是导电材料的细长条带。第一端子包括导电材料的条带，所述条带缠绕在电池单元壳体的三个侧面上。第一端子是导电材料的条带，其符合电池单元壳体的外表面的形状。第一端子和第二端子中的每一者均是具有内表面和外表面的导电带，第一端子的内表面面向第一侧面、第二侧面和第四侧面并安置于这些侧面的部分上，并且第二端子的内表面面向第三侧面并安置于第三侧面的部分上。电池单元的至少一个侧面配置成电中性。
在一些方面中，一种电池组包括电池组壳体和安置在壳体中的电池单元。电池单元包括矩形电池单元壳体，其包括六个正交侧面，这六个表面一起限定密封的内部空间；以及电极组件，其安置在内部空间内，所述电极组件包括：第一电极，其对应于第一电极性；以及第二电极，其对应于与第一电极性相对的第二电极性。电池单元包括第一端子，其电连接到第一电极；以及第二端子，其电连接到第二电极。第一端子的一部分配置成在电池单元壳体的三个相邻侧面上安置于电池单元壳体的外表面上，并且第二端子的一部分在与这三个相邻侧面中的一者相邻的第四侧面上安置于电池单元壳体的外表面上。
电池组可包括以下特征中的一个或多个：矩形电池单元壳体是立方形，且包括第一端部；相对的第二端部；第一侧面；第二侧面，其邻接第一侧面；第三侧面，其邻接第二侧面并且与第一侧面相对；以及第四侧面，其邻接第三侧面和第一侧面。第四侧面与第二侧面相对。第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面中的每一者均在第一端部与第二端部之间延伸。第一端子的该部分安置于电池单元壳体的第一侧面、第二侧面和第四侧面的外表面上，并且第二端子的该部分安置于电池单元壳体的第三侧面的外表面上。第一端子的该部分安置于电池单元壳体的第一端部的外表面上，并且第二端子的该部分安置于第一侧面、第二端部和第二侧面的外表面上。电池组包括安置在电池组壳体中的电池单元的阵列，并且每个电池单元安置在电池组壳体中使得其第一端子面向相邻电池单元的第二端子并与其形成电连接。电池单元的阵列布置成网格，以便包括电池单元的行和电池单元的列，每一行具有连续行号并且包括n个电池单元，其中n是对应于该行中电池单元的数量的整数，除了奇数编号的行和偶数编号的行中的一者的第n个电池单元以及奇数编号的行和偶数编号的行中的另一者的第一个电池单元之外，每一行的所有电池单元均具有相同的空间取向，并且该行的所有电池单元被串联连接，并且奇数编号的行和偶数编号的行中的所述一者的第n个电池单元以及奇数编号的行和偶数编号的行中的所述另一者的第一个电池单元与电池单元的相邻行形成电连接。奇数编号的行和偶数编号的行中的所述一者的第n个电池单元以及奇数编号的行和偶数编号的行中的所述另一者的第一个电池单元相对于同一行的其他电池单元的空间取向被旋转90度。电池组壳体包括底板和环绕底板的侧壁，并且电池单元的一维阵列安置在电池组壳体内。电池单元的阵列安置在电池组壳体中，使得每个电池单元的第四侧面安放在底板上，并且冷却板抵接电池单元中的每一者的第一侧面。
针对棱柱形电池单元的“三侧面和一侧面”端子构型允许减少或消除机械的电池单元之间的电连接（例如，经由母排、电缆、紧固件等）以及连接过程（例如，激光焊接、超声波焊接等）。这通过以下方式实现：使三（3）个带同性电荷的端子（诸如，正）和一（1）个带相对电荷的端子（诸如，负）取向在正交电池单元的周边周围，同时在其余的两个壳体表面上维持中性电荷。三侧面和一侧面端子构型允许简单地通过改变电池单元相对于相邻电池单元的取向并施加压力以维持接触来以任何构型、串联地、并联地或者串并联地连接电池单元。在一些实施例中，立方形电池单元结构的使用也允许以多层构型连接电池单元。
三侧面和一侧面端子构型包括具有正交电池单元设计的电池单元，其中正交电池单元设计存在六（6）个正交侧面（顶部、底部和四（4）个侧面）。采用这些电池单元的电池系统使用附接到这些侧面的端子作为用于高电流连接、电压、温度和其他感测功能的位置。三个侧面经由呈薄且宽的导电条带的形式的端子被电连接，所述导电条带在一个集流器（阳极或阴极中的任一者）离开电池单元壳体的点处被连接。在其余侧面上，呈另一薄且宽的导电条带的形式的端子被连接到其余的集流器。两个端子可经由粘合剂或粘性条带粘附到电池单元壳体。能够简单地通过使侧面触碰在一起以促进串联或并联连接来将电池单元连接在一起。而且，形成于电池单元阵列内的电路能够通过对阵列的某些电池单元策略性地进行取向来使拐角向左转、向右转、向上转或向下转。
三侧面和一侧面端子构型提供在不使用额外的载流部件的情况下完成提到的大部分（如果不是全部）相关电路的手段。电池单元端子自身充当载流装置，且因此消除对额外硬件的需求。其也允许组内的电池单元的任何取向，并增强设计选项。三侧面和一侧面端子构型可提供以下优点中的一个或多个：减少或消除母排、电缆、焊接和连结过程；电池组中的材料堆积被改进20%到40%；电池组的增大的能量密度；只需一个电池单元零件号码来形成完整的电池组；通过减少零件总数、零件号码、组装过程、材料、质量（高达25%）和总成本而降低电池组的复杂性。
附图说明
图1是包括棱柱形电池单元的阵列的电池组的部分分解透视图，每个电池单元具有三侧面和一侧面端子构型。
图2是如跨越图3的线2-2所见的图1的棱柱形电池单元的示意性横截面视图。
图3是图1的棱柱形电池单元的第一侧面和第二侧面的透视图。
图4是图1的棱柱形电池单元的第二侧面和第三侧面的透视图。
图5是图1的棱柱形电池单元的第三侧面和第四侧面的透视图。
图6是图1的棱柱形电池单元的第四侧面和第一侧面的透视图。
图7是电池组的分解视图。
图8是电池组的俯视图，其中盖被省略。
图9是电池组的一部分的放大视图，该部分在图8中以虚线勾勒的区域指示。
图10是电池组的俯视图，其中盖被省略，用指示穿过电池单元的阵列的串联电流路径的箭头标记。
图11是替代性棱柱形电池单元的第一侧面和第二侧面的透视图。
图12是另一个替代性棱柱形电池单元的第二侧面和第三侧面的透视图。
图13是又一替代性棱柱形电池单元的第二端部透视图。
图14是图13的棱柱形电池单元的第一端部透视图。
图15是如跨越图13的线18-18所见的图13的棱柱形电池单元的示意性横截面视图。
图16是如将被组装在电池组中的具有图13中所示的构型的电池单元的阵列。
图17是电池组壳体的横截面视图，其中盖被省略，并且包括具有图13中所示的构型的电池单元。
具体实施方式
参考图1到图6，用于提供电功率的电池组1包括电化学电池单元20，这些电化学电池单元电互连并且以有条理的方式存储在电池组壳体2内。电池单元20是锂离子电池单元，其包括电极组件60，所述电极组件连同电解液一起密封在电池单元壳体21内以形成功率生成和存储单元。在一些实施例中，可将几组电池单元20束在一起以形成电池模块（未示出），电池模块相应地被存储在电池组壳体2内。然而，在所图示的实施例中，电池单元20不被束成模块，且代替地直接电连接到电池组壳体端子6、7。在电池模块内和/或在电池组壳体2内，电池单元20串联或并联地电连接，如下文进一步讨论的那样。
电池单元20包括由金属层压膜形成的袋型电池单元壳体21。电池单元壳体21具有矩形形状。在所图示的实施例中，电池单元壳体21是立方形，并且包括六个正交表面。这些表面包括第一端部22；第二端部23，其与第一端部22相对；第一侧面24；第二侧面25，其邻接第一侧面24；第三侧面26，其邻接第二侧面25并与第一侧面24相对；以及第四侧面27，其邻接第三侧面26和第一侧面24，第四侧面27与第二侧面25相对。第一侧面24、第二侧面25、第三侧面26和第四侧面27中的每一者均在第一端部22与第二端部23之间延伸，并且这六个表面一起限定由电极组件60占据的密封的内部空间。
电极组件60包括一系列堆叠的正电极板61，这些正电极板61与负电极板62交错并且通过中间隔板（未示出）分离。相比于总电池单元厚度（例如，具有大约数十或数百毫米的厚度），这些电极板非常薄（例如，具有大约0.095 mm到0.145 mm的厚度），且因此在图2中示意性地图示。正电极板61、负电极板62和隔板取向成平行于第一端部22和第二端部23。
第一端子80的内部部分81电连接到正电极板61，并且第二端子90的内部部分91电连接到负电极板62。第一端子80和第二端子90是导电材料（诸如铜或铝）的薄条带或带。如本文中所使用的，术语“薄条带“指带细长形状，其中材料厚度相对于材料宽度和长度而言是非常小的，并且其中材料宽度相对于材料长度而言是小的。第一端子80和第二端子90足够薄以便是能够手动延展的。第一端子内部部分81安置在电极组件60与壳体第一侧面24之间。第二端子内部部分91安置在电极组件60的相对于第一端子内部部分81的相对侧面上，即，安置在电极组件60与壳体第三侧面26之间。第一端子80和第二端子90以密封方式穿过电池单元壳体21的第一端部22。
在电池单元壳体21的外侧上，第一端子80包括腿部部分82，所述腿部部分82具有近端部，其连接到内部部分81；以及相对的远端部。第一端子80也包括形成在腿部部分82的远端部处的带部分84。腿部部分82和带部分84布置成“T”构型，使得带部分84沿横向于带部分83的方向延伸。第二端子90包括安置在电池单元壳体21外侧的腿部部分92。腿部部分92具有连接到内部部分91的近端部，但在其远端部处不包括横向带。
第一端子80的腿部部分82沿垂直于第一端部22的方向沿第一侧面24突出穿过第一端部22，并且被折叠于第一侧面24上，使得腿部部分82安置于第一侧面24上。腿部部分82具有足够的长度以至少安置于第一侧面24的近似中心上。带部分84围绕电池单元壳体21的外周折叠以紧密地安置于电池单元壳体21上并符合其形状。带部分84具有足以准许带部分83沿第一侧面24延伸以及缠绕、并且安置于第二侧面25和第四侧面27的中央部分上（图3和图6）的长度。因此，带部分84安置于电池单元壳体21的三个侧面上。
第二端子90的腿部部分92沿垂直于第一端部22的方向沿第三侧面26突出穿过第一端部22，并且被折叠到第三侧面26上以便安置于第三侧面26上（例如，电池单元壳体21的一个侧面）。腿部部分92具有足够的长度以安置于第三侧面26的近似中心上（图4和图5）。
第一端子80或第二端子90中没有部分安置于电池单元壳体21的第一端部22或第二端部23上，并且电池单元壳体21的第一端部22和第二端部23中的每一个均是电中性的。
在一些实施例中，导电材料的刚度足以保持第一端子80和第二端子90相对于电池单元壳体21处于上述折叠构型。在一些实施例中，第一端子80和第二端子90固定到电池单元壳体21的外表面（例如，使用粘合剂或其他技术）。
第一端子80和第二端子90的上述构型提供“三侧面和一侧面”布置，其准许电池单元20的阵列在无额外的机械结构和/或连结过程的情况下电互连，原因在于能够简单地通过对相邻电池单元20进行空间取向和定位使得具有相对极性的端子面向彼此并触碰来在相邻电池单元20之间形成电连接。具有相对极性的端子之间的直接物理接触导致这些端子之间的电连接。能够通过以电池单元取向的适当组合布置电池单元20的阵列来以串联、并联或其组合的方式布置多个电池单元20。另外，能够通过对阵列的某些电池单元20进行适当取向来使电路路径转过拐角。
参考图1以及图7到图10，现在将描述电池组1的示例性实施例，所述电池组1包括具有串联布置的电池单元20的阵列。
电池组壳体2包括底板3和侧壁4，所述侧壁4具有连结到且环绕底板3的周边的一个端部。电池组壳体2还包括盖5，所述盖5可拆卸地连接到侧壁4的相对端部。电池组1包括正电池组端子6和负电池组端子7，两个端子被支撑在侧壁4的第一侧壁部分4a上并延伸穿过第一侧壁部分4a。
电池单元20的阵列安置在电池组壳体2内，使得每个电池单元20的端部（例如，第二端部22）面向电池组壳体2的底板3。电池单元20以网格图案布置，以便包括电池单元20的行R1、R2、R3、R4和电池单元20的列C1、C2、C3、C4、C5。每一行R1、R2、R3、R4具有连续行编号并且包括n个电池单元20，其中n是对应于该行中的电池单元20的数量的整数。在图示的实施例中，n等于5。为实现相邻电池单元20之间的串联电连接，除了安置在给定行的端部处的一个电池单元20之外，每一行R1、R2、R3、R4的所有电池单元20均具有相同的空间取向。例如，奇数编号的行R1、R3的第n个电池单元20(n)和偶数编号的行R2、R4的第一个电池单元20(1)具有不同于同一行的其余电池单元20的空间取向。在给定行的端部处的一个电池单元的取向不同于该行的其余电池单元的取向，以准许与相邻行形成串联电连接。
在图示的实施例中，奇数编号的行R1、R3的电池单元20布置成使得第一个电池单元20(1)至第(n-l)个电池单元20(n-l)的第一侧面24面向侧壁4的第一侧壁部分4a。结果，第一行R1的第一个电池单元20(1)的第一端子80抵接正电池组端子6并与其形成电连接。另外，第一个电池单元20(1)至第(n-l)个电池单元20(n-l)的第二端子90抵接该行中的相邻电池单元的第一端子80并与其形成电连接。奇数编号的行R1、R3的第n个电池单元20(n)相对于同一行的其余电池单元被旋转90度，使得第n个电池单元20(n)的第二侧面25面向侧壁4的第一侧壁部分4a，由此第一端子80与第(n-l)个电池单元20(n-l)的第二端子90形成电连接。另外，在奇数编号的行中，第n个电池单元20(n)的第三侧面26面向相邻行中的第n个电池单元20(n)的第二侧面25，由此第n个电池单元20(n)的第二端子90与(下一)相邻行中的第n个电池单元20(n)形成电连接。
偶数编号的行R2、R4的第二个电池单元20(2)至第n个电池单元20(n)布置成使得第二个电池单元20(2)至第n个电池单元20(n)的第三侧面26面向侧壁4的第一侧壁部分4a。第二个电池单元20(2)至第n个电池单元20(n)的该取向准许偶数编号的行R2、R4的第n个电池单元20(n)与(前一)相邻行的第n个电池单元20(n)形成串联电连接。通过该取向，第二个电池单元20(2)至第n个电池单元20(n)的第二端子90抵接该行中的相邻电池单元的第一端子80并与其形成电连接。偶数编号的行R2、R4的第一个电池单元20(1)相对于该行的其余电池单元被旋转90度，使得第二侧面25面向侧壁4的第一侧壁部分4a，并且第三侧面26面向(下一)相邻行，由此第一个电池单元20(1)的第二端子90与(下一)相邻行中的第一个电池单元20(1)形成电连接。
通过以下方式来保证相邻电池单元20之间的电连接：促使一行的电池单元20在一起，使得一个电池单元的第一端子80接触相邻电池单元20的第二端子90并与其形成电连接。在一些实施例中，通过在该行的电池单元20与电池组壳体2的侧壁4之间提供弹性构件13来实现沿电池单元行的压缩力。例如，波形弹簧13能够安置在每一行R1、R2、R3、R4的一个端部或两个端部处，以确保该行的相邻电池单元20之间的正接触（positive contact）。类似地，波形弹簧13能够安置在每一列C1、C2、C3、C4、C5的一个端部或两个端部处，以确保该列的相邻电池单元20之间的正接触。
在图示的实施例中，最后一行是第四行R4，例如偶数编号的行。然而，为了将电池单元的串联连接的阵列连接到位于侧壁4的第一侧壁部分4a上的电池组负端子7，行R4的第一个电池单元20(1)具有与行R4的其余电池单元20的空间取向相同的空间取向。结果，最后一行的第一个电池单元20(1)被取向成使得第一个电池单元20(1)的第二端子90抵接电池组负端子7并与其形成电连接，并且第一个电池单元20(1)的第一端子80与同一行R4的第二个电池单元20(2)形成电连接。
电绝缘片11安置在电池单元20与电池组壳体2之间，以及安置在相邻电池单元行之间（除适当的行端部处之外），以防止穿过电池单元20的阵列的串联传导性路径发生短路。
电池组也可以包括传感器导线线束10，其使得能够监测每个电池单元的状态。传感器导线线束10可以连接到电池系统控制器（未示出），所述电池系统控制器可安置在电池组壳体2内或外部位置处。
虽然电池单元20具有立方形电池单元壳体21，但是电池单元壳体21不限于立方形状。例如，电池单元壳体21的形状可以为矩形。在图11中所图示的一个替代性实施例中，电池单元壳体21'具有第一侧面24'和第三侧面26'以及第一端部22'和第二端部23'，其是细长的，而第二侧面25'和第四侧面27'是方形。在图12中所图示的另一个替代性实施例中，电池单元壳体21"的侧面24"、25"、26"、27"是细长的，而第一端部22"和第二端部23"是方形。当电池单元壳体21的形状为矩形时，提供表面尺寸使得电池单元壳体21的第一尺寸（即，长度）和第二尺寸（即，宽度）中的每一者均是电池单元壳体21的第三尺寸（即，高度）的偶数倍，从而准许电池单元20成二维和三维阵列的密堆叠和堆积。在再其他替代性实施例中，电池单元壳体21可具有准许密堆积的其他多边形形状，诸如具有六角布置的侧面（未示出）的八面结构。
参考图13到图15，替代性实施例电池单元120包括电池单元壳体121，其为由金属层压膜形成的袋型电池单元壳体。电池单元壳体121具有矩形形状。电池单元壳体121具有类似于常规棱柱形电池单元壳体的那些比例的比例。具体地，由于电池单元长度、宽度和高度各自是不同的尺寸，所以电池单元壳体121的每一侧面均是细长的。电池单元壳体121具有六个正交表面，包括第一端部122；第二端部123，其与第一端部122相对；第一侧面124；第二侧面125，其邻接第一侧面124；第三侧面126，其邻接第二侧面125并与第一侧面124相对；以及第四侧面127，其邻接第三侧面126和第一侧面124，第四侧面127与第二侧面125相对。第一侧面124、第二侧面125、第三侧面126和第四侧面127中的每一者均在第一端部122与第二端部123之间延伸，并且这六个表面一起限定由电极组件60占据的密封的内部空间。第一端部122和第二端部123相比于第二侧面125和第四侧面127具有更大的面积，并且第二侧面125和第四侧面127相比于第一侧面124和第三侧面126具有更大的面积。
像先前的实施例一样，电极组件60与电解液一起密封在电池单元壳体121内以形成功率生成和存储单元。电极组件60的正电极板61、负电极板62和隔板（未示出）取向成平行于第一端部122和第二端部123。
第一端子180的内部部分181电连接到正电极板61，并且第二端子190的内部部分191电连接到负电极板162。第一端子180和第二端子190是导电材料（诸如，铜或铝）的薄条带或带。如本文中所使用的，术语“薄条带“指代细长形状，其中材料厚度相对于材料宽度和长度而言非常小，并且其中材料宽度相对于材料长度而言是小的。第一端子180和第二端子190足够薄以便是能够手动延展的。
第一端子内部部分181安置在电极组件60与壳体第三侧面126之间。第二端子内部部分191安置在电极组件60的相对于第一端子内部部分181的相对的侧面上，即，安置在电极组件60与壳体第一侧面124之间。第一端子180和第二端子190以密封方式穿过电池单元壳体121的第一端部122。
第一端子180沿垂直于第一端部122的方向沿第三侧面126突出穿过第一端部122，并且被折叠到第一端部122的外表面上，使得腿部部分182安置于第一端部122上。腿部部分182具有足够的长度以至少安置于第一端部122的近似中心上。在图示的实施例中，腿部部分182几乎延伸到第三侧面126。
第二端子190沿垂直于第一端部122的方向沿第一侧面124突出穿过第一端部122，并且被折叠到第一侧面124的外表面上。第二端子190具有足够的长度以既安置于第一侧面124上又至少安置于第二端部123的近似中心上。具体地，第二端子190包括第一腿部部分192，其安置于第一侧面124上；以及第二腿部部分194，其取向成横向于第一腿部部分192以便安置于第二端部123上。
第一端子180包括第一突出部186，其从腿部部分182突出并且折叠到壳体第二侧面125的一部分上。因此，第一端子180安置于电池单元壳体121的两个侧面（例如，第一端部122和第二侧面125）上。另外，第二端子190包括第二突出部196，其从第二腿部部分194突出并且折叠到壳体第二侧面125的一部分上。因此，第二端子190安置于电池单元壳体121的三个侧面（例如，第一侧面124、第二端部123和第二侧面125）上。沿第二侧面125，第一突出部186和第二突出部196安置在第一侧面124与第三侧面126之间的中间，并且被间隔开使得第一突出部186与第二突出部196之间存在间隙。
第一端子180或第二端子190中没有部分安置于壳体第四侧面127上，并且壳体第四侧面127是电中性。
在一些实施例中，用于形成第一端子180和第二端子190的导电材料的刚度足以保持它们相对于电池单元壳体121处于上述折叠构型。在一些实施例中，第一端子180和第二端子190固定到电池单元壳体121的外表面（例如，使用粘合剂或其他技术）。
参考图16，第一端子180和第二端子190的上述构型提供“三侧面和两侧面”布置，其准许电池单元120的阵列在无额外的机械结构和/或连结过程的情况下电互连，原因在于能够简单地通过对相邻电池单元120进行空间取向和定位使得具有相对极性的端子面向彼此并触碰来在相邻电池单元120之间形成电连接。具有相对极性的端子之间的直接物理接触导致这些端子之间的电连接。能够通过将电池单元120布置成1 x n阵列来串联地布置多个电池单元120。例如，在图16中所图示的实施例中，电池单元120布置成适合于在电池组2中使用的1 x 14阵列。
参考图17，在阵列中，每个电池单元的第四侧面127安放在电池组壳体底板3上。另外，每个电池单元120布置成使得一个电池单元的第二端部123面向并抵接相邻电池单元的第一端部122。结果，一个电池单元120的第二端子190的第二腿部部分194抵接相邻电池单元120的第一端子180的腿部部分182，并与其形成电连接。在阵列中，电池单元第一侧面124是共面的。由于第二端子190的第一腿部部分192安置于电池单元第一侧面124上，因此可将冷却板200安置成沿电池单元壳体第一侧面124与每个电池单元120的第一腿部部分192接触。在一些实施例中，可将冷却板200焊接到每个第二端子190。由于负电极板62与冷却板200之间经由第二端子190的直接导热路径，冷却板200可提供电池单元120的高度有效的冷却。
在阵列内，电池单元第二侧面125也是共面的。由于端子突出部186、196安置于电池单元第二侧面125上，所以电池单元监测传感器（在图16中被示意性地示为矩形）和/或电池管理控制电路能够容易地接触突出部186、196并与其形成电接触。
虽然图示的实施例包括包含“堆叠式”电极组件的袋型锂离子电池单元2，但是电池单元2不限于这种电池单元壳体类型和/或电极构型。例如，电池单元2可具有棱柱形壳体，并且包含“卷芯式（jelly roll）”电极组件。在另一个示例中，电池单元2可具有袋型壳体，并且包含“折叠式”电极组件。在再另一个示例中，电池单元2可具有袋型壳体，并且包含“卷芯式”电极组件。
在图示的实施例中，第一端子80、180连接到正电极板61，并且第二端子90、190连接到负电极板62。然而，构想到第一端子80可连接到负电极板62，并且第二端子90可连接到正电极板61。
在图示的实施例中，端子80、90、180、190策略性地布置在电池单元壳体的外表面上，以便准许电池单元壳体21基于电池单元壳体21的取向来形成各种电连接。然而，电池单元壳体21的策略性部分能够直接连接到正电极61和负电极62，以便在不采用端子的情况下实现相同的效果。例如，电池单元壳体的第一侧面、第二侧面和第四侧面能够直接连接到正电极，并且电池单元壳体的第三侧面能够直接连接到负电极。因此，电池单元壳体21的侧面24、25、26、27能够执行端子80、90、180、190的功能，并且与相邻电池单元形成电连接。
在图示的实施例中，电池组1包括电池单元20的具有四行R1、R2、R3、R4和五列C1、C2、C3、C4、C5的二维阵列。然而，电池组1并不限于二维阵列，且可替代性地装纳电池单元20的三维阵列。另外，阵列中设置的行的数量与列的数量并不限于四行与五列，而且，行的数量与列的数量至少部分地由具体应用的功率和空间需求以及用于形成阵列的电池单元20的大小和形状来确定。
在图示的实施例中，三侧面和一侧面端子布置被设置在电池单元壳体上以准许相邻电池单元20之间的电互连。然而，三侧面和一侧面端子布置可替代性地被设置在其他类型的储能装置上，诸如但不限于电池模块，以准许相邻电池模块之间的电互连。
上文相当详细地描述了电池单元和电池单元壳体的选择性说明性实施例。应理解的是，本文中仅描述被认为对于阐明这些装置而言必要的结构。其他常规结构及关于电池系统的附属和辅助部件的那些结构被认为已为本领域技术人员所知晓和理解。此外，虽然上文已描述电池单元和电池单元壳体的工作示例，但电池单元和/或电池单元壳体不限于上文描述的工作示例，而是可在不脱离如权利要求中所阐述的装置的情况下执行各种设计变更。

Claims (19)

1.一种电池单元，包括：
矩形电池单元壳体，其包括六个正交侧面，六个表面一起限定密封的内部空间；
电极组件，其安置在所述内部空间内，所述电极组件包括：第一电极，其对应于第一电极性；以及第二电极，其对应于与所述第一电极性相对的第二电极性；
第一端子，其电连接到所述第一电极；以及
第二端子，其电连接到第二电极，
其中
所述第一端子的一部分配置成在所述电池单元壳体的三个相邻侧面上安置于所述电池单元壳体的外表面上，并且
所述第二端子的一部分在与所述三个相邻侧面中的一个相邻的第四侧面上安置于所述电池单元壳体的外表面上。
2.根据权利要求1所述的电池单元，其中
所述矩形电池单元壳体是立方形，且包括：第一端部；相对的第二端部；第一侧面；邻接所述第一侧面的第二侧面；邻接所述第二侧面并且与所述第一侧面相对的第三侧面；以及邻接所述第三侧面和所述第一侧面的第四侧面，所述第四侧面与所述第二侧面相对，所述第一侧面、所述第二侧面、所述第三侧面和所述第四侧面中的每一者均在所述第一端部与所述第二端部之间延伸，
所述第一端子的所述一部分安置于所述电池单元壳体的所述第一侧面、所述第二侧面和所述第四侧面的外表面上，并且
所述第二端子的所述一部分安置于所述电池单元壳体的所述第三侧面的外表面上。
3.根据权利要求1所述的电池单元，其中
所述矩形电池单元壳体包括：第一端部；相对的第二端部；第一侧面；邻接所述第一侧面的第二侧面；邻接所述第二侧面并且与所述第一侧面相对的第三侧面；以及邻接所述第三侧面和所述第一侧面的第四侧面，所述第四侧面与所述第二侧面相对，所述第一侧面、所述第二侧面、所述第三侧面和所述第四侧面中的每一者均在所述第一端部与所述第二端部之间延伸，
所述第一端子的所述一部分安置于所述电池单元壳体的第一端部的外表面上，并且
所述第二端子的所述一部分安置于所述第一侧面、所述第二端部和所述第二侧面的外表面上。
4.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述电池单元是袋型电池单元。
5.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述电池单元是棱柱形电池单元。
6.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述电池单元具有第一尺寸、第二尺寸和第三尺寸，其中，所述第二尺寸和所述第三尺寸中的每一者均为所述第一尺寸的偶数倍。
7.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述第一端子和所述第二端子是导电材料的细长条带。
8.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述第一端子包括导电材料的条带，所述条带缠绕在所述电池单元壳体的三个侧面上。
9.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述第一端子是导电材料的条带，其符合所述电池单元壳体的外表面的形状。
10.根据权利要求2所述的电池单元，其中，所述第一端子和所述第二端子中的每一个均是具有内表面和外表面的导电带，所述第一端子的内表面面向所述第一侧面、所述第二侧面和所述第四侧面并安置于所述第一侧面、所述第二侧面和所述第四侧面的部分上，并且所述第二端子的内表面面向所述第三侧面并安置于所述第三侧面的部分上。
11.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述电池单元的至少一个侧面配置成电中性。
12.一种电池组，包括：
电池组壳体；以及
电池单元，其安置在所述壳体中，所述电池单元包括：
矩形电池单元壳体，其包括六个正交侧面，六个表面一起限定密封的内部空间；
电极组件，其安置在所述内部空间内，所述电极组件包括第一电极，其对应于第一电极性；以及第二电极，其对应于与所述第一电极性相对的第二电极性；
第一端子，其电连接到所述第一电极；以及
第二端子，其电连接到第二电极，
其中
所述第一端子的一部分配置成在所述电池单元壳体的三个相邻侧面上安置于所述电池单元壳体的外表面上，并且
所述第二端子的一部分在与所述三个相邻侧面中的一者相邻的第四侧面上安置于所述电池单元壳体的外表面上。
13.根据权利要求12所述的电池组，其中
所述矩形电池单元壳体是立方形，且包括：第一端部；相对的第二端部；第一侧面；邻接所述第一侧面的第二侧面；邻接所述第二侧面并且与所述第一侧面相对的第三侧面；以及邻接所述第三侧面和所述第一侧面的第四侧面，所述第四侧面与所述第二侧面相对，所述第一侧面、所述第二侧面、所述第三侧面和所述第四侧面中的每一者均在所述第一端部与所述第二端部之间延伸，
所述第一端子的所述一部分安置于所述电池单元壳体的所述第一侧面、所述第二侧面和所述第四侧面的外表面上，并且
所述第二端子的所述一部分安置于所述电池单元壳体的所述第三侧面的外表面上。
14.根据权利要求12所述的电池组，其中
所述矩形电池单元壳体包括：第一端部；相对的第二端部；第一侧面；邻接所述第一侧面的第二侧面；邻接所述第二侧面并且与所述第一侧面相对的第三侧面；以及邻接所述第三侧面和所述第一侧面的第四侧面，所述第四侧面与所述第二侧面相对，所述第一侧面、所述第二侧面、所述第三侧面和所述第四侧面中的每一者均在所述第一端部与所述第二端部之间延伸，
所述第一端子的所述一部分安置于所述电池单元壳体的所述第一端部的外表面上，并且
所述第二端子的所述一部分安置于所述第一侧面、所述第二端部和所述第二侧面的外表面上。
15.根据权利要求12所述的电池组，其中，所述电池组包括安置在所述电池组壳体中的电池单元的阵列，每个电池单元安置在所述电池组壳体中使得其第一端子面向相邻电池单元的第二端子并与其形成电连接。
16.根据权利要求13所述的电池组，其中，
所述电池单元的阵列布置成网格，以便包括电池单元的行和电池单元的列，
每一行具有连续行编号并且包括n个电池单元，其中n是对应于所述行中的电池单元的数量的整数，
除了奇数编号的行和偶数编号的行中的一者的第n个电池单元以及所述奇数编号的行和所述偶数编号的行中的另一者的第一个电池单元之外，每一行的所有电池单元均具有相同的空间取向，并且行的所有电池单元被串联连接，并且
所述奇数编号的行和所述偶数编号的行中的所述一者的所述第n个电池单元以及所述奇数编号的行和所述偶数编号的行中的所述另一者的所述第一个电池单元与电池单元的相邻行形成电连接。
17.根据权利要求16所述的电池组，其中，所述奇数编号的行和所述偶数编号的行中的所述一者的所述第n个电池单元以及所述奇数编号的行和所述偶数编号的行中的所述另一者的所述第一个电池单元相对于同一行的其他电池单元的空间取向旋转90度。
18.根据权利要求12所述的电池组，其中，所述电池组壳体包括底板和环绕所述底板的侧壁，并且电池单元的一维阵列安置在所述电池组壳体内。
19.根据权利要求18所述的电池组，其中，电池单元的所述阵列安置在所述电池组壳体中，使得每个电池单元的第四侧面安放在所述底板上，并且冷却板抵接所述电池单元中的每一者的第一侧面。
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