CN109314198A - 电化学电池固定在电池模块的壳体内 - Google Patents

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Abstract

电池模块包括壳体和壳体的基座。基座包括至少两个相对的隔板支撑壁、第一外壁和基本上垂直于第一外壁的第二外壁。基座还包括在至少两个相对的隔板支撑壁之间延伸的两个或更多个隔板，以在基座内限定隔室，其中两个或更多个隔板中的每一个与第一外壁对齐地延伸，并且横向于第二外壁。此外，两个或更多个隔板中的每一个经由相应的可移动连接件连接到至少两个相对的隔板支撑壁中的至少一个上，该可移动连接件配置为可在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置，可移动连接件远离第一外壁倾斜，并且在第二位置，可移动连接件朝向第一外壁倾斜。

Description

电化学电池固定在电池模块的壳体内
说明书
背景技术
本公开总体上涉及电池和电池模块的领域。更具体地，本公开涉及用于将电化学电池和其他部件设置或保持在电池模块的壳体中的系统和方法。
该部分旨在向读者介绍可能与将在下文描述的本公开的各个方面相关的技术的各个方面。相信该讨论有助于向读者提供背景信息，以便于更好地理解本公开的各个方面。因此，应该理解，这些陈述应该从这个角度来阅读，而不是承认其为现有技术。
使用一个或多个电池系统来为车辆提供全部或部分动力的车辆可以被称为xEV，其中术语“xEV”在本文中被定义为包括以下所有车辆或它们的任何变型，或者组合，所述车辆将电力用于其全部或部分车辆动力。例如，xEV包括将电力用于全部动力的电动车辆(EV)。如本领域技术人员将理解的，混合动力电动车辆(HEV)，也被认为是xEV，其结合了内燃机推进系统和电池供电的电力推进系统，例如48伏(V)或130伏系统。术语HEV可包括混合动力电动车辆的任何变型。例如，全混合动力系统(FHEV)可以使用一个或多个电动机、仅使用内燃机或使用两者来向车辆提供动力和其他电力。形成对比，轻度混合动力系统(MHEV)在车辆怠速时禁用内燃机，并利用电池系统继续为空调装置、收音机或其他电子设备供电，而且在需要推进时重新启动发动机。轻度混合动力系统还可以使用一定程度的动力辅助，例如在加速期间，以补充内燃机。轻度混合动力系统通常为96V至130V，并通过皮带或曲柄集成的起动发电机回收制动能量。此外，微混合动力电动车辆(mHEV)也使用类似于轻度混合动力的“停止-启动”系统，但是mHEV的微混合动力系统可以向或可以不向内燃机提供动力辅助，并且在低于60V的电压下操作。出于本讨论的目的，应该注意的是，mHEV通常在技术上不将直接提供给曲轴或变速器的电力用于车辆的动力的任何部分，但是mHEV仍然可以被认为是xEV，因为当车辆怠速且内燃机停用时，它确实使用电力来补充车辆的动力需求，并通过集成的起动发电机回收制动能量。另外，插电式电动车辆(PEV)是可以从外部电源(例如墙壁插座)充电的任何车辆，并且存储在可充电电池包中的能量驱动或有助于驱动车轮。PEV是EV的子类别，包括全电动或电池电动车辆(BEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)，以及混合动力电动车辆和传统内燃机车辆的电动车辆转换。
与仅使用内燃机和传统电气系统(通常由铅酸电池供电的12V系统)的更加传统的燃油动力车辆相比，如上所述的xEV可提供许多优点。例如，与传统的内燃机车辆相比，xEV可以产生更少的不期望的排放产品，并且可以表现出更高的燃料效率，并且在某些情况下，这种xEV可以完全消除汽油的使用，如同某些类型的EV或PEV的情况。
随着技术的不断发展，需要为这种车辆提供改进的电源，特别是电池模块。例如，在传统配置中，电化学电池可以松散地保持在电池模块的壳体中，或者电化学电池可以通过涉及精密制造工艺的复杂系统固定在壳体中。因此，现在认识到需要改进将电化学电池保持在电池模块中的方法。
发明内容
本文公开的某些实施例的概述如下。应当理解，提供这些方面仅仅是为了向读者提供某些实施例的简要概述，并且这些方面旨在不限制本公开的范围。实际上，本公开可以包含可能未在下面阐述的各种方面。
本公开涉及一种电池模块，其具有壳体和壳体的基座。基座包括至少两个相对的隔板支撑壁、第一外壁和基本上垂直于第一外壁的第二外壁。基座还包括在至少两个相对的隔板支撑壁之间延伸的两个或更多个隔板，以在基座内限定隔室，其中两个或更多个隔板中的每一个与第一外壁对齐地延伸，并横向于第二外壁。此外，两个或更多个隔板中的每一个经由相应的可移动连接件耦接到至少两个相对的隔板支撑壁中的至少一个上，该可移动连接件配置为可在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置，可移动连接件远离第一外壁倾斜，以便于接近相应的一个隔室，并且在第二位置，可移动连接件朝向第一外壁倾斜，以便于保持设置在相应的隔室内的电化学电池。
本公开还涉及电池模块的壳体。壳体包括基座，基座具有第一壁、与第一壁相对的第二壁，以及在第一壁和第二壁之间延伸并在基座内限定隔室的隔板。隔室配置成容纳电化学电池，其中每个隔板经由柔性连接件耦接到第一壁或第二壁中的至少一个，该柔性连接件可在打开位置和压缩位置之间移动，其中打开位置利于形成由隔板限定的隔室的第一总体积，压缩位置利于形成隔室的第二总体积，其中第二总体积小于第一总体积。
本公开还涉及组装电池模块的方法。方法包括将电池模块的壳体的相应隔板的可移动连接件设置在第一位置，以便于形成壳体内的由壳体的相应隔板限定的隔室的第一尺寸。可移动连接件将相应的隔板耦接至壳体的两个相对的侧壁中的至少一个。此外，方法包括将电化学电池设置在隔室中。此外，方法包括将相应的隔板的可移动连接件移动到第二位置，以利于形成由相应隔板限定的隔室的第二尺寸，其中隔室的第二尺寸小于隔室的第一尺寸。
附图说明
通过阅读以下详细描述并参考附图，可以更好地理解本公开的各个方面，其中：
图1是具有电池系统的车辆的透视图，该电池系统根据本实施例配置成用于为车辆的各种部件提供动力；
图2是根据本公开的一个方面图1的车辆和电池系统的实施例的剖面示意图；
图3是根据本公开的一个方面用于图1的电池系统的电池模块的实施例的分解透视图；
图4是根据本公开的一个方面图3的电池模块的壳体的下基座的实施例的透视图；
图5是根据本公开的一个方面图4的下基座的实施例的顶视图；
图6是根据本公开的一个方面图3的基座、电化学电池以及电池模块的托架的实施例的透视图；
图7是根据本公开的一个方面图3的电池模块的部分的实施例的顶视图；
图8是根据本公开的一个方面沿着图7中的线8-8截取的图3的电池模块的部分的实施例的顶视图；
图9是根据本公开的一个方面图3的电池模块的部分的实施例的顶视图；
图10是根据本公开的一个方面沿着图9中的线10-10截取的图3的电池模块的部分的实施例的顶视图；
图11是根据本公开的一个方面沿着图9中的线11-11截取的图3的电池模块的部分的实施例的截面侧视图；
图12是根据本公开的一个方面沿着图9中的线12-12截取的图3的电池模块的部分的实施例的顶视图；
图13是根据本公开的一个方面图3的电池模块的部分的实施例的透视图；
图14是根据本公开的一个方面用于图3的电池模块的托架的实施例的底视图；
图15是根据本公开的一个方面沿着图13中的线15-15截取的图3的电池模块的部分的实施例的截面侧视图；以及
图16是过程流程图，示出了根据本公开的一个方面组装图3的电池模块的方法的实施例。
具体实施方式
下面将描述一个或多个具体实施例。为了提供对这些实施例的简要描述，说明书中没有描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何此类实际实施方式的开发中，如同在任何工程或设计项目中，必须做出许多特定于实施方式的决策以实现开发者的特定目标，例如遵守与系统相关的和与业务相关的限制，这种限制可能因实施方案而异。此外，应当明白，这样的开发努力可能复杂并且耗时，但是对于受益于本公开的普通技术人员而言不过是设计、加工以及制造的例行任务。
本文描述的电池系统可以用于向各种类型的电动车辆(xEV)和其他高电压能量存储/消耗应用(例如，电网电力存储系统)提供电力。这种电池系统可以包括一个或多个电池模块，每个电池模块具有多个电池单元(例如，锂离子(Li-离子)电化学电池)，所述电池单元被布置并电互连以提供有助于向例如xEV的一个或多个部件提供动力的特定电压和/或电流。作为另一个示例，根据本实施例的电池模块可以与固定电力系统(例如，非汽车系统)结合或为其提供动力。
根据本公开的实施例，电池模块可以包括壳体，该壳体被配置为在其中容纳电化学电池。例如，电化学电池可以设置在壳体的基座(例如，下基座)中。基座可以具有设置在其中的隔板(例如，电绝缘隔板)，并且通过柔性连接件与下基座的两个相对的壁(并且在一些实施例中，中心壁在相对的壁之间延伸并且平行于相对的壁)中的至少一个耦接，其中隔板和相应的柔性连接件可以朝向第一方向弯曲(例如，移动)(例如，在将电化学电池插入下基座之前)，以增加在隔板之间限定的隔室的尺寸。因此，在柔性连接件和隔板处于利于形成隔室的更大尺寸的第一位置(例如，接收位置，打开位置)时，每个电化学电池可以更容易地被相应的一个隔室容纳。
在将电化学电池设置到壳体的下基座内之后，可以将具有与电池模块的电耦接和电传输相关的若干部件的托架(例如，塑料托架)放置在电化学电池上。然后可以将电化学电池、隔板(例如，与下基座一起的柔性连接件)和托架推向与第一方向相对的第二方向，从而将电化学电池和隔板压缩为较小的体积。换句话说，隔板和柔性连接件可以被压缩到第二位置(例如，压缩位置，保持位置)，以使得电化学电池被隔室保持，并且与上述由隔板的第一位置和柔性连接件促成的较大尺寸相比，隔室包括较小的尺寸。应当注意，在将托架设置到电池模块的壳体的基座内之前或之后，与电池模块的电耦接和电传输相关的部件可以设置在托架上。还应注意，在一些实施例中，在托架被插入之前，电化学电池和隔板以及相应的柔性连接件可以被压缩，并且在上述压缩之后，托架才可以被设置在电化学电池上方。
在一些实施例中，在将电化学电池和隔板(例如，与下基座一起的柔性连接件)推向第二方向之后，可以将隔板设置(例如，锁定)到第二位置。例如，隔板可以包括使得柔性连接件在第二位置中卡入或锁定就位的扣合特征或部件(例如，固定特征或构件、锁定特征、构件或部件、设置特征或部件)。因此，一旦通过与下基座的相对壁和/或中心壁的设置或锁定连接件而被设置或锁定就位，每个隔板就可以在设置在柔性隔板的任一侧上的电化学电池之间提供一些结构刚度，并且当电化学电池(或至少一些电化学电池)至少部分地被保持在壳体的基座内时，可以采取进一步的制造步骤。在一些实施例中，基座、托架或两者的保持特征(例如，扣合特征、夹子)还可以使托架至少相对于第一和第二方向卡入(例如，锁定，设置或固定)就位(例如，如下所述，托架仍然可以在与第一和第二方向垂直的第三方向上是可移动的)。
此外(例如，下一步)，电化学电池(以及在一些实施例中，托架)可以在上述与第一和第二方向垂直的第三方向上进一步地被压缩。例如，托架可以包括附接到托架的构件，当在第三方向上向下按压托架时(例如，如前所述，托架可以设置在第二方向但仍可以在第三方向上是可移动的)，所述构件压入电化学电池的端子端(例如，顶部)。托架上的构件可以将电化学电池压入设置在壳体的下基座的底部(例如，靠近电化学电池的基座端，该基座端与电化学电池的端子端相对)中的导热垫(thermal pad)(例如，顺应性的、可锻的或可延展的导热垫)。如上所述，电化学电池(或者至少一些电化学电池)可以至少部分地由设置就位(例如，在第二位置)的柔性隔板，和/或由至少相对于第二方向(例如，通过扣合或卡扣特征)设置就位的托架保持。
此外，可以选择托架和下壳体的材料，以使托架能够焊接到下壳体并且便于更好地压缩电化学电池。例如，托架可以包括透明材料(例如，激光穿过而不熔化该材料的材料)和吸收性材料(例如，吸收激光并熔化的材料)，其中如下文所述，透明材料和吸收性材料策略性地位于整个托架中。应当注意，在某些实施例中，透明材料和吸收性材料可以是相同或相似的材料，但是吸收性材料可以包括利于吸收的特征(例如，深色涂料或材料的涂层或层)。
具体地，托架可以主要包括透明材料，其使得激光能够通过而不熔化该透明材料。激光可以被下壳体的吸收性材料吸收，使下壳体的吸收性材料熔化，这有利于将下壳体焊接到托架的透明材料上。然而，托架的部分也可以包括吸收性材料。例如，托架可以包括延伸部，该延伸部朝向电化学电池向下延伸并与其接触。延伸部可以由吸收性材料(例如，与下基座相同的吸收性材料，或不同类型的吸收性材料)制成。在一些实施例中，如上所述，吸收性材料可以是与透明材料相同或相似的材料，但是可以包括利于吸收的深色涂料或材料的涂层或层。
通过在延伸部中包括吸收性材料，延伸部可以在吸收激光时熔化。连同施加在托架顶部上的向下的力，延伸部的熔化可以使托架能够向下移动并与托架将要焊接至的壳体的表面接触。此外，延伸部可以熔化以利于延伸部和每个电化学电池之间的紧密接触，否则如果电化学电池包括高度的微小差异，则这种紧密接触可能是不能实现的。然后，延伸部可以硬化并保持与每个电化学电池紧密接近或接触，从而有利于改善电化学电池在壳体的下基座内的固定。
为了帮助说明，图1是车辆10的实施例的透视图，该车辆可以利用再生制动系统。尽管就具有再生制动系统的车辆展开以下讨论，但是本文描述的技术可适用于采用电池捕获/存储电能的其他车辆，可包括电力驱动和燃气驱动的车辆。
如上所述，电池系统12可以适宜地在很大程度上与传统的车辆设计兼容。因此，电池系统12可以放置在车辆10中原本放置传统电池系统的位置。例如，如图所示，车辆10可以包括电池系统12，其与典型的内燃机车辆的铅酸电池类似地定位(例如，在车辆10的引擎盖下)。此外，如下文将更详细描述的，电池系统12可以定位成便于管理电池系统12的温度。例如，在一些实施例中，将电池系统12定位在车辆10的引擎盖下，可以使得空气管道能够引导气流经过电池系统12上方，并冷却电池系统12。
图2中描述了电池系统12的更详细的视图。如图所示，电池系统12包括储能部件13，该储能部件耦接到点火系统14、交流发电机15、车辆控制台16，并且可选地耦接到电动机17。通常，储能部件13可以捕获/存储在车辆10中产生的电能，并输出电能，从而为车辆10中的电气设备提供动力。
换句话说，电池系统12可以向车辆的电气系统的部件提供动力，所述部件可以包括散热器冷却风扇、气候控制系统、电动助力转向系统、主动悬架系统、自动停车系统、电动油泵、电动超级/涡轮增压器、电动水泵、加热挡风玻璃/除霜器、车窗升降电机、化妆台灯、轮胎压力监控系统、天窗电机控制、电动座椅、报警系统、信息娱乐系统、导航功能、车道偏离警告系统、电动停车制动器、外部灯或其任何组合。说明性地，在所示实施例中，储能部件13向车辆控制台16和点火系统14提供动力，其可用于启动(例如，曲柄启动)内燃机18。
另外，储能部件13可以捕获由交流发电机15和/或电动机17产生的电能。在一些实施例中，交流发电机15可以在内燃机18运行的同时产生电能。更具体地，交流发电机15可以将由内燃机18的旋转产生的机械能转换成电能。附加地或替代地，当车辆10包括电动机17时，电动机17可以通过将由车辆10的运动(例如，车轮的旋转)产生的机械能转换成电能来产生电能。因此，在一些实施例中，储能部件13可以在再生制动期间捕获由交流发电机15和/或电动机17产生的电能。因此，交流发电机15和/或电动机17在本文中通常称为再生制动系统。
为了便于捕获和供应电能，储能部件13可以经由总线19电耦接到车辆的电气系统。例如，总线19可以使储能部件13能够接收由交流发电机15和/或电动机17产生的电能。此外，总线19可以使储能部件13能够将电能输出到点火系统14和/或车辆控制台16。因此，当使用12伏电池系统12时，总线19可以承载通常在8-18伏之间的电功率。
此外，如图所示，储能部件13可以包括多个电池模块。例如，在所示出的实施例中，储能部件13包括根据本实施例的锂离子(例如，第一)电池模块20，以及铅酸(例如，第二)电池模块22，其中每个电池模块20、22包括一个或多个电池单元。在其他实施例中，储能部件13可以包括任何数量的电池模块。此外，尽管锂离子电池模块20和铅酸电池模块22被示出为彼此相邻，但是它们可以定位在整个车辆的不同区域中。例如，铅酸电池模块22可以定位在车辆10的内部中或其各处，而锂离子电池模块20可以定位在车辆10的发动机罩下方。
在一些实施例中，储能部件13可以包括多个电池模块，以利用多种不同的电池化学。例如，当使用锂离子电池模块20时，可以改善电池系统12的性能，因为与铅酸电池化学相比，锂离子电池化学通常具有更高的库仑效率和/或更高的电力充电接受率(例如，更高的最大充电电流或充电电压)。因此，可以改善电池系统12的捕获、存储和/或分配效率。
为了便于控制对电能的捕获和存储，电池系统12可以另外包括控制模块24。更具体地，控制模块24可以控制电池系统12中的部件的运行，例如储能部件13内的继电器(例如，开关)、交流发电机15和/或电动机17。例如，控制模块24可以调节由每个电池模块20或22捕获/提供的电能的量(例如，对电池系统12降低定额和重新定额)、在电池模块20和22之间执行负载平衡、确定每一个电池模块20或22的充电状态、确定每一个电池模块20或22的温度、控制由交流发电机15和/或电动机17输出的电压等。
因此，控制单元24可以包括一个或多个处理器26和一个或多个存储器28。更具体地，一个或多个处理器26可以包括一个或多个专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一个或多个通用处理器或其任何组合。另外，一个或多个存储器28可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器(RAM)，和/或非易失性存储器，例如只读存储器(ROM)、光盘驱动器、硬盘驱动器或固态驱动器。在一些实施例中，控制单元24可以包括车辆控制单元(VCU)的部分和/或单独的电池控制模块。
根据本公开的一个方面，电池模块20(例如，锂离子电池模块)可以包括壳体，该壳体被配置为容纳多个电化学电池，并且容纳托架(例如，电子部件的托架)，该托架用于将电化学电池的端子与壳体电连接并且将电化学电池与壳体压缩就位。下面将参考后面的附图详细描述这些和其他特征。
图3示出了图2的电池模块20(例如，锂离子电池模块)的实施例的分解透视图。图示的电池模块20是非限制性的，并且根据本公开的实施例可以包括图示的电池模块20中示出的仅一些部件，仅包括图示电池模块20中示出的所有部件，或者包括没有在图示的电池模块20中示出的附加的部件。
如图所示，电池模块20包括壳体30，壳体30配置为容纳多个电化学电池32。例如，如图所示，壳体30容纳六个电化学电池32。然而，在另一个实施例中，壳体30可以容纳2、3、4、5、7、8、9、10、11、12或更多个电化学电池32。此外，所示实施例中的壳体30包括上盖34和下基座36。在制造或安装期间，基座36可以容纳电化学电池32和/或电池模块20的其他部件，并且在电化学电池32和/或其他部件设置在其中之后，盖34可以设置在基座36上。如图所示，基座36可以包括弯曲表面37，并且盖34可以包括对应的弯曲表面39。基座36的弯曲表面37可以配置为与盖34的弯曲表面39焊接或以其他方式耦接。通过分别在基座36和盖34上包括弯曲表面37、39，可以增加焊接区域(例如，基座36和盖34之间)的尺寸。
然而，壳体30的其他配置也可以是可行的。例如，壳体30可以包括两个以上的部件(例如，多于基座36和盖34)。此外，在某些实施例中，壳体30可以仅包括基座，并且基座可以是棱柱形状，其配置为由单独的较小的盖子封闭。例如，在这样的实施例中，基座可以是棱柱形状，具有封闭的底部和从封闭的底部向上延伸的侧壁。较小的盖子的较小的侧壁可以耦接到棱柱形基座的侧壁，或者较小的盖子可以是耦接到基座侧壁的棱柱形壁(例如，没有侧壁)。
如图所示，电化学电池32可以设置在位于壳体30的基座36中的一个或多个堆38中(例如，其中电化学电池32在第一方向42上堆叠，并且堆38在垂直于第一方向42的第二方向44上并排设置)。电化学电池32的每个堆38可以通过在相邻的堆38之间延伸的基座36的中心壁47彼此分离。此外，每个堆38的电化学电池32可以通过在相邻的电化学电池32之间延伸的基座36的隔板49彼此分离。例如，隔板49可以耦接到基座36的相对的壁，并且可以在基座36的相对的壁之间延伸。在所示的实施例中，基座36包括基座36的第一侧壁51、基座36的中心壁47和基座36的第二侧壁53。第一侧壁51、中心壁47和第二侧壁53是可被称为隔板支撑壁的示例，隔板支撑壁包括基座36的彼此相对延伸的壁，与基座36的底壁54大致垂直地延伸的壁，与基座36的后壁68大致平行地延伸的壁，以及支撑在其间延伸的隔板49的连接件的壁。应该注意的是，提及的底壁54(例如，第一外壁)和后壁68(例如，基本上垂直于第一外壁的第二外壁)表明相对的定位，并且这样的壁也可以被称作为外壁。
某些隔板49从第一侧壁51延伸到中心壁47，并且其他隔板49从第二侧壁53延伸到中心壁47。应当注意，根据本公开的其他实施例可以仅包括电化学电池32的一个堆38，并且因此仅包括一对相对的壁(例如，基座36的第一侧壁51和第二侧壁53)。此外，应当注意，根据本公开的其他实施例可以包括电化学电池32的多于两个的堆38，因此，可以包括多于一个的中心壁47。
通过如图所示定位电化学电池32和相应的堆38，电化学电池32的端子52可以在单个方向(例如，第三方向48)上远离相应的电化学电池32延伸并且可以设置在基本相同的平面、区域或体积。通常，电化学电池32彼此电连接(例如，串联、并联或其组合)以形成电化学电池32的互连网络。电化学电池32的互连网络可以放电以提供电池模块20的电荷(例如，提供给车辆)，并且可以再充电以捕获和存储电荷(例如，来自车辆)。为了将电化学电池32电连接在一起，可以利用汇流条50(例如，导电条)来电连接(例如，通过在相邻的电化学电池32的端子52之间跨越并且物理接触)相邻电化学电池32的端子52(例如，导电端子)。根据配置，汇流条50相对于电池模块20整体的连接方案可以不同。例如，如果电池模块20仅包括串联设置的电化学电池32，则汇流条50的连接方案可以与电池模块20仅包括并联设置的电化学电池32的连接方案不同。本公开旨在并且能够包括任何合适的汇流条50连接方案，包括“串联”方案、“并联”方案或具有“串联”和“并联”连接的组合的方案。
根据本公开，汇流条50可以是一种类型的“电气部件”，用于电耦接电池模块20的“被连接部件”，或者配置成用于电耦接电池模块20的“待连接的部件”。例如，电池模块20可以包括一组电气部件56，其包括汇流条50。电气部件56还可以包括继电器电路、印刷电路板(PCB)、柔性电路(例如，其承载温度/电压传感器、信号收集器等)、电池模块端子(例如，主要端子)和其他部件。电气部件56通常由托架58容纳(例如，安装在托架58上)，其中托架58和电气部件56一起形成电气单元60。根据本公开，托架58本身可以是电绝缘的(例如，塑料)，以防止设置在托架58上的电气部件56之间的短路，并赋予托架58柔性。应该注意的是，根据下面的描述，在将托架58插入基座36之前，或者仅在将托架58插入基座36之后，可以将电气部件56设置在托架58上。
图4是图3的电池模块20的壳体30的基座36的实施例的透视图。此外，图5是图4的基座36的实施例的顶视图。在所示的实施例中，如前所述，基座36包括在基座36的相对的壁之间延伸的隔板49。即，基座36包括两对相对的壁，其中两对相对的壁共用中心壁47。例如，第一对相对的壁包括基座36的第一侧壁51和中心壁47，第二对相对的壁包括基座36的第二侧壁53和中心壁47。基座36包括四个隔板49，其中两个隔板49在第一侧壁51和中心壁47之间延伸，并且其中另外两个隔板49在第二侧壁53和中心壁47之间延伸。隔板49的数量和取向可以根据实施例而改变，这取决于包括多少电化学电池，包括多少电化学电池的堆，每个电化学电池的形状，以及其他因素。
如图所示，隔板49与中心壁47以及第一侧壁51和第二侧壁53一起限定隔室60，电化学电池配置为设置在所述隔室中。基座36还包括沿第一侧壁51和第二侧壁53延伸的脊62，其中每个脊62与邻近脊62的相应的隔板49一起限定空间63，另一个电化学电池配置为设置在该空间63中。脊62可以沿着第一侧壁51和第二侧壁53在方向48上延伸足够的距离64(如图4所示)，以便于至少部分地和/或临时地保持(例如，在方向42上)与脊62相邻的电化学电池。脊62能够实现至少部分地和/或临时地保持电化学电池，而不覆盖电化学电池的大部分。因此，如下面详细描述的，在将一个或多个电化学电池插入邻近脊62的一个或多个空间63中之后，可以容易地对电化学电池施加力以压缩电化学电池(例如，与方向42相反)。
根据本公开的实施例，基座36的隔板49可以经由可移动的连接件66(例如，柔性连接件，铰接连接件)耦接到中心壁47并且耦接到第一侧壁51或第二侧壁53。可移动的连接件66使得隔板49能够在方向42移动。例如，可移动的连接66(例如，活动铰链)可以在方向42上朝向第一位置(例如，打开位置，接收位置)移动，这便于更容易地将电化学电池容纳到由隔板49限定的隔室60中。换句话说，通过在方向42上移动可移动的连接件66并进入第一位置，可以增加相应隔室60内的容纳每个电化学电池的容积(例如，隔室)的尺寸。应该注意的是，脊62沿着方向42设置得足够远离相邻的隔板49，以便于在相邻的隔板49处于第一位置时将电化学电池容纳至空间63中。
在一些实施例中，当接收每个电化学电池时，可移动连接件66可以一次一个地各自移动到第一位置。例如，与基座36的后壁68最靠近的隔板49可以移动到第一位置，并且电化学电池可以设置在介于后壁68和相邻隔板49之间的隔室60内。在接收到最先的两个电化学电池之后，最靠近后壁68的隔板49然后可以围绕可移动连接件66，与方向42相反并且朝向与第一位置相对的第二位置(例如，限制位置，压缩位置)移动。在图示的实施例中，然后可以将剩余的两个隔板49(例如，最靠近脊62的两个隔板49)移动到第一位置，以增加设置在更远离后壁68(不包括空间63)的隔室60的尺寸，直到电化学电池被容纳在其中。然后，最靠近脊62的两个隔板49可以与方向42相反并且朝向第二位置移动。然后，电化学电池可以被容纳到介于脊62和相邻隔板49之间的空间或隔室60中。如图所示，脊62可以沿着方向42定位，以使得空间63足够大以容纳相应的电化学电池，而相邻的隔板49处于第一位置、第二位置或两者。
然而，应该注意的是，插入电池和移动可移动连接件66以及相应的隔板49的特定顺序可以取决于实施例。例如，在一些实施例中，所有的可移动连接件66和相应的隔板49可以设置在第一位置(例如，打开位置，接收位置)，直到所有的电化学电池被容纳在隔室60和空间63中。如下面参考后面的附图详细描述的，电化学电池可以被隔室60和空间63接收，而隔板49和可移动连接件66处于第一位置，然后可以将另一个部件引入到基座36中，对由空间63和隔室60容纳的电化学电池(以及隔板49)施加压缩力，从而迫使可移动连接件66和相应的隔板49进入第二位置(例如，限制位置，压缩位置)。如前所述，空间63中的电化学电池可以被脊62暂时保持而不覆盖电化学电池的大部分，从而使得力能够施加在空间63中的电化学电池上，以与方向42相反地压缩电化学电池。
例如，如图6中的基座36、电化学电池32和托架58的实施例的透视图所示，电池模块20的托架58可以配置成在电化学电池32被基座36容纳之后设置在电化学电池32上方。取决于实施例，托架58可以设置在基座36内而没有电气部件设置在其上(例如，电气部件可以随后设置在托架58上)，或者托架58可以与设置(例如，预组装)在其上的电气部件一起设置在基座36中。此外，托架58可以对电化学电池32和中间的隔板49施加压力(例如，与方向42相反)，以将可移动连接件66和相应的隔板49保持在第二位置(例如，限制位置，压缩位置)。然而，还应当注意，根据下面的描述，隔板49的可移动连接件66可以包括特征，所述特征配置成能够将可移动连接件66和相应的隔板49固定(例如，设置，锁定)在第二位置。因此，在托架58被设置到基座36中之前，或者在托架58(或一些其他部件)施加压缩力而使可移动连接件66和隔板49移动至第二位置之后，可移动连接件66和相应的隔板49可以至少部分地被设置(例如，固定)在第二位置(例如，限制位置，压缩位置)。下文将详细描述这些和其他特征。
现在转向图7，其中示出了图3的电池模块20的部分的实施例的顶视图。例如，示出了基座36、设置在基座36中的电化学电池32、以及设置在电化学电池32上方和基座36中的托架58。电化学电池32示出为已经容纳在基座36中。如图所示，可移动连接件66和相应的隔板49处于第一位置(例如，打开位置，接收位置)。因此，电化学电池32的堆38和中间的隔板49还没有与第二方向42相反地被压缩。示出了隔室60的第一合并的长度59(例如，沿着方向42)，并且其对应于隔室60的第一总尺寸(例如，第一总横截面积，第一总体积)。然而，如图所示，托架58设置在电化学电池32上方并且处于与方向42相反地施加力的位置，以压缩电化学电池32的堆38，并迫使可移动连接件66和相应的隔板49进入第二位置(例如，限制位置，压缩位置)。
为了清楚地了解第一位置，图8中示出了沿图7中的线8-8截取的电池模块20的部分的实施例。在图示中，可移动连接件66示出为与方向42呈锐角70(例如，在第一位置)，以使得在相应隔板49后面(例如，与方向42相反)设置的隔室60能够具有更大尺寸，从而有助于更容易地容纳示出为设置在隔室60中的电化学电池32。如图所示，可移动连接件66可以通过锚固件69固定至侧壁51。锚固件69可以将可移动连接件66和相应的隔板49刚性地耦接到侧壁51，但是可以便于可移动连接件66在轴向方向67旋转(例如，移动)(例如，到第二位置)。如下文所述，锚固件69或基座36还可以包括夹子65(或其他保持、固定或锁定构件)，一旦可移动连接件66移动至第二位置，可移动连接件66就可以耦接到(例如，锁定到，固定到)该夹子。
现在转向图9，其中示出了图3的电池模块20的部分的实施例的顶视图。例如，示出了基座36、设置在基座36中的电化学电池32、以及设置在电化学电池32上方和基座36中的托架58。电化学电池32示出为已经容纳在基座36中。如图所示，可移动连接件66和相应的隔板49处于第二位置(例如，限制位置，压缩位置)。因此，电化学电池32的堆38和中间的隔板49已经与第二方向42相反地被压缩。因此，示出了隔室60的第二合并的长度61(例如，沿着方向42)，并且其对应于隔室60的第二总尺寸(例如，第二总横截面积，第二总体积)。图9中的隔室60的第二合并的长度61小于图7中的隔室60的第一合并的长度59。在图9所示的实施例中，力71可以施加在托架58的面73上，其中面73与基座36的后壁68相对。通过将力71施加到托架58的面73上，面73可以压入电化学电池32的堆38(和隔板49)中，迫使隔板49的可移动连接件66(和隔板49本身)进入第二位置(例如，压缩位置，限制位置)。如图所示，施加到托架58的面73上的力71可以使托架58抵靠或紧密靠近基座36的中心壁47的末端74(例如，远端)。如图7所示，在将力71施加在托架58的面73上之前，在托架58和中心壁47的末端74(例如，远端)之间可以存在空间。应当注意，在一些实施例中，力71可以直接施加在与托架58的面73邻近设置的电化学电池32上(例如，通过托架58的面73中的开口，或者在将托架58放置在电化学电池23上面的位置之前施加)。
为了清楚地了解可移动连接件66和相应的隔板49的第二位置(例如，限制位置，压缩位置)，图10中示出了沿图9中的线10-10截取的电池模块20的部分的实施例。在图示中，可移动连接件66示出为与方向42相反地呈锐角72，以能够限制设置在相应隔板49后面(例如，与方向42相反)的隔室60的尺寸，从而便于压缩设置在隔室60中的电化学电池32。然而，应该注意，在一些实施例中，第二位置可以包括可移动连接件66基本上垂直于可移动连接66与之耦接的壁(例如，在所示实施例中，基座36的第一侧壁51)。如图所示，可移动连接件66可以通过锚固件69固定至侧壁51。锚固件69可以将可移动连接件66和相应的隔板49刚性地耦接到侧壁51，但是可以便于可移动连接件66在环形方向67旋转(例如，移动)(例如，到第二位置)。锚固件69或基座36还可以包括夹子65(或其他保持、固定或锁定构件)，一旦可移动连接件66移动至第二位置，可移动连接件66就可以耦接到(例如，锁定到，固定到)该夹子。应该注意的是，图示的锚固件69和/或夹子65可以被包括在所示的侧壁51上、图9中示出的侧壁53上、图9中示出的中心壁74上和/或其任何组合。
应当注意，根据本实施例，除了包括上述锚固件69之外或作为其替代，可以包括其他部件或特征，以使得可移动连接件66能够在第一和第二位置之间移动。例如，可移动连接件66可以铰接到基座36的底部。附加地或可替代地，可移动连接件66可以包括耦接在基座36的壁和隔板49之间的柔性材料(例如，弹性材料)，其中柔性材料便于可移动连接件66和相应的隔板49的移动。
现在转向图11，其中示出了图3的电池模块20的部分的实施例的横截面侧视图。在所示出的实施例中，电化学电池32和托架58设置在电池模块20的基座36内。如前所述，托架58与方向42相反地压缩电化学电池32。此外，隔板49被压缩到第二位置(例如，保持位置，压缩位置)。如图所示，托架58还向下压缩电化学电池32(例如，与方向44相反)。例如，可以与方向44相反地将力80施加在托架58的上端82(例如，顶端，顶面)上。托架58可以包括延伸部84，其中每个延伸部84对应于一个电化学电池32。例如，每个单独的延伸部84可以接触相应的电化学电池32的端子端86。当力80施加在托架58的上端82上时，托架58的延伸部84(例如，从托架58的上端83与方向44相反地向下延伸)迫使电化学电池32向下(例如，与方向44相反)并且进入设置在基座36的底壁54中的顺应性导热垫88内。在一些实施例中，延伸部84可以柔性地耦接到托架58的上端82，从而延伸部84迫使电化学电池32向下但是也(例如，在方向44上向上)略微弯曲以允许电化学电池沿着方向44的高度差异。
在与方向44相反并且与方向42相反地压缩电化学电池32之后，可以将托架58焊接到基座36上，以将托架58保持在适当位置并处于压缩位置。例如，图12中示出了沿着图9中的线12-12截取的电池模块20的部分的实施例的顶视图。此外，图13中示出了电池模块20的部分(例如，基座36、托架58和电化学电池32)的实施例的透视图。在所示出的实施例中，托架58包括在方向42延伸的臂100，其中图12中仅示出了臂100中的一个。臂100配置为抵靠基座36的垂直延伸部102(例如，垂直柱)，其中图12中仅示出了垂直延伸部102之一。臂100可以包括吸收性材料，并且垂直延伸部102可以包括透明材料。因此，激光可以穿过托架58的臂100，并且可以被基座36的垂直延伸部102吸收，从而使得垂直延伸部102熔化并且被焊接到臂100。如前所述，在一些实施例中，托架58可以在焊接之前至少在方向42上固定，但仍然可以在方向44上移动。例如，托架58、基座36或两者可以包括夹子或其他保持特征，其便于在将托架58焊接到基座36之前将托架58固定在某些方向上。在这样的实施例中，托架58可以仅在焊接之后在方向44上被固定。
托架58也可以在其他区域被焊接到基座36。例如，图14中示出了托架58的上端82的实施例的底视图。此外，图15中示出了沿图13中的线15-15截取的图3的电池模块20的部分(例如，示出了基座36、电化学电池32和托架58)的实施例的横截面侧视图。在图14中，如前所述，托架58的上端82包括延伸部84。延伸部84用于压入图15中示出的电化学电池32的端子端86中。
如前所述，托架58可以主要包括透明材料，该透明材料被配置为使激光能够通过。然而，托架58的延伸部84可以是吸收性材料(如前所述，其可以是与透明材料相同的材料，但是具有涂覆或以其他方式施加的深色层或涂层以实现吸收)。因此，延伸部84可以通过激光而熔化。随着延伸部84熔化，可以向下按压托架58，以使得延伸部84与电化学电池的端子端86吻合。例如，每个延伸部84可以接触一个电化学电池32。然后，每个延伸部84可以在与相应的端子端86之一接触时硬化。通过促进延伸部84的熔化，和/或通过针对每个单独的电化学电池32而包括一个延伸部84，托架58可以经由延伸部84提供施加在电化学电池32上的改善的压缩力。例如，每个延伸部84可以在与相应的端子端86接触的位置硬化，从而使得由每个延伸部84施加的独特的压缩力能够取决于电化学电池32两端的高度差。此外，延伸部84的熔化使得托架58能够向下移动，从而托架58的表面可以焊接到基座36的表面。例如，当向下推动托架58时，托架58的上端82可以与基座36的后壁68的上表面接触，如区域110中所示。
图16中示出了组装图3的电池模块的方法150的实施例。在所示的实施例中，方法150包括形成(框152)壳体的基座，壳体具有通过可移动连接件与基座的壁耦接的隔板。例如，基座可以包括基本上彼此平行地延伸的壁。壁中的两个可以是基座的侧壁。在一些实施例中，附加的中心壁可以设置在两个侧壁之间。隔板可以在基座的两个侧壁之间延伸，并且在具有中心壁的实施例中，隔板可以耦接到中心壁。隔板可以包括可移动连接件，其耦接到两个侧壁中的至少一个，并且在具有中心壁的实施例中，其耦接到中心壁。隔板通常在壳体的基座内限定隔室。
方法150还包括将可移动连接件和相应的隔板移动(框154)到第一位置(例如，打开位置，接收位置)，该第一位置有助于在壳体的基座内形成较大总体积的隔室。例如，基座可以包括后壁，该后壁在基座的侧壁之间延伸，并且基本上与基座的隔板平行。隔板可以在远离基座后壁的方向上移动，从而增加在基座内形成的隔室的总体积。因此，隔室可以更容易地容纳电化学电池。
方法150还包括将电化学电池设置(框156)在隔室内。例如，电化学电池可以被转位(index)到由隔板限定的隔室中。应当注意，在一些实施例中，一个或多个空间可以形成在设置为距离基座的后壁最远的隔板的外部。电化学电池也可以设置在一个或多个空间中，并至少部分地由形成在壳体的基座上的脊保持。
方法150还包括将托架设置(框158)到基座中(例如，在电化学电池上方和/或旁边)，并通过将隔板和可移动连接件移动(例如，强迫)至第二位置(例如，限制位置，压缩位置)来压缩电化学电池(框160)。例如，在将托架定位在与被压缩的电化学电池、隔板和可移动连接件邻近的位置之前，电化学电池、隔板和可移动连接件可以通过托架或者通过其它的部件被强迫进入第二位置(例如，朝向基座的后壁)。
此外，方法150包括将托架焊接(框162)到基座。如前所述，可以选择托架和基座的材料，以使托架能够被焊接到下壳体并便于更好地压缩电化学电池。例如，托架可以包括透明材料(例如，激光穿过而不熔化该材料的材料)和吸收性材料(例如，吸收激光并熔化的材料)，其中如下文所述，透明材料和吸收性材料策略性地位于整个托架中。应当注意，在某些实施例中，透明材料和吸收性材料可以是相同或相似的材料，但是吸收性材料可以包括利于吸收的特征(例如，深色涂料或材料的母料涂层或层)。
具体地，托架可以主要包括透明材料，其使得激光能够通过而不熔化透明材料。激光可以被下壳体的吸收性材料吸收，从而使下壳体的吸收性材料熔化，这有利于将下壳体焊接到托架的透明材料上。然而，托架的部分也可以包括吸收性材料。例如，托架可以包括延伸部，该延伸部朝向电化学电池向下延伸并与其接触。延伸部可以由吸收性材料制成(例如，与下基座相同的吸收性材料，或不同类型的吸收性材料)。在一些实施例中，如上所述，吸收性材料可以是与透明材料相同或相似的材料，但是可以包括利于吸收的深色涂料或材料的涂层或层。
通过在延伸部中包括吸收性材料，延伸部可以在吸收激光时熔化。连同施加在托架顶部上的向下的力，延伸部的熔化可以使托架能够向下移动并与托架将要焊接至的壳体的表面接触。此外，延伸部可以熔化以利于延伸部和每个电化学电池之间的紧密接触，否则如果电化学电池包括高度的微小差异，则这种紧密接触可能是不能实现的。然后，延伸部可以硬化并保持与每个电化学电池紧密接近或接触，从而有利于改善电化学电池在壳体的下基座内的固定。
一个或多个本公开的实施例，单独或者组合地，可以在制造电池模块和电池模块的部分时提供一种或多种有益的技术效果。总体上，本公开的实施例包括具有壳体的电池模块，壳体具有被配置为在其中容纳电化学电池的基座。基座可以包括侧壁和平行于侧壁并在侧壁之间延伸的中心壁。隔板可以在侧壁和中间的中心壁之间延伸，以在基座中限定隔室。隔板可以通过可移动连接件耦接到侧壁和中心壁。因此，可移动连接件和相应的隔板可以移动到第一位置以增加隔室的尺寸，并且移动到第二位置以减小隔室的尺寸。当可移动连接件和相应的隔板处于第一位置时，电化学电池可以被插入隔室中。可移动连接和隔板可以移动到第二位置，以在电化学电池被隔室容纳之后压缩电化学电池。因此，可以将电化学电池压缩在更小的体积中，从而增强电池模块的能量密度。此外，可移动连接件和隔板的第一位置可以便于将电化学电池容纳到基座中。说明书中的技术效果和技术问题是示例性的而非限制性的。应当注意，说明书中描述的实施例可以具有其他技术效果并且可以解决其他技术问题。
已经通过示例示出了上述具体实施例，并且应该理解，这些实施例可以容许各种修改和替代形式。应进一步理解，权利要求旨在不限于所公开的特定形式，而是覆盖落入本公开的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。

Claims (24)

1.电池模块，包括：
-壳体；
-所述壳体的基座；
-所述基座的至少两个相对的隔板支撑壁；
-所述基座的第一外壁；
-所述基座的基本上垂直于所述第一外壁的第二外壁；以及
-两个或更多个隔板，所述两个或更多个隔板在所述至少两个相对的隔板支撑壁之间延伸，以在所述基座内限定多个隔室；
其中，所述两个或更多个隔板中的每一个与所述第一外壁对齐地延伸并且横向于所述第二外壁；并且其中，所述两个或更多个隔板中的每一个经由相应的可移动连接件耦接到所述至少两个相对的隔板支撑壁中的至少一个上，所述可移动连接件配置为能够在第一位置和第二位置之间移动，其中在所述第一位置，所述可移动连接件远离所述第一外壁倾斜，以便于接近所述多个隔室中相应的隔室，并且在所述第二位置，所述可移动连接件朝向所述第一外壁倾斜，以便于保持设置在所述相应的隔室内的电化学电池。
2.根据权利要求1所述的电池模块，
其中所述壳体包括在所述基座的所述至少两个相对的隔板支撑壁之间延伸的中心壁，并且其中所述两个或更多个隔板中的每个隔板通过可在所述第一位置和所述第二位置之间移动的附加的相应的可移动连接件而耦接到所述中心壁。
3.根据权利要求1或2所述的电池模块，其中所述基座包括保持特征，所述保持特征将所述两个或更多个隔板在所述第二位置设置或锁定就位。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其中所述保持特征包括夹子，所述相应的可移动连接件与所述夹子接合，以将所述相应的可移动连接件在所述第二位置设置或锁定就位。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，其中所述基座包括沿着所述相对的隔板支撑壁中的每个壁延伸的脊，并且其中每个脊被配置为至少部分地限定空间，电化学电池被配置为设置在所述空间内。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，包括多个电化学电池和托架，所述托架被配置为设置在所述多个电化学电池上方，并且将所述多个电化学电池和所述两个或更多个隔板压缩至压缩状态，在该状态下，所述两个或更多个隔板的相应的连接件位于所述第二位置。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其中所述托架被配置为焊接到所述基座，以便于维持所述压缩状态。
8.根据权利要求6所述的电池模块，其中所述托架、所述基座或两者包括保持特征，所述保持特征至少部分地将所述托架保持在所述压缩状态而不将所述托架焊接到所述基座。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的电池模块，其中所述基座包括吸收性材料，并且所述托架包括：
-具有透明材料的第一部分，其中所述第一部分配置为与所述基座对齐；以及
-包括吸收性材料的延伸部，其中所述延伸部配置为与所述多个电化学电池对齐，并且朝向所述多个电化学电池延伸。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的电池模块，包括顺应性导热垫，所述顺应性导热垫设置在所述基座的所述第二外壁中，并且配置为接触所述多个电化学电池的基座端，其中所述托架的顶端配置为接触所述多个电化学电池，并将所述多个电化学电池向下压缩到所述顺应性导热垫中。
11.根据权利要求10所述的电池模块，
其中所述托架的所述顶端包括与所述多个电化学电池对应的多个延伸部，以使得所述多个延伸部中的每个延伸部仅接触所述多个电化学电池中的一个电化学电池。
12.根据权利要求11所述的电池模块，
其中所述多个延伸部包括吸收性材料。
13.电池模块的壳体，包括：
-基座，其中所述基座包括第一壁、与所述第一壁相对的第二壁、以及在所述第一壁和所述第二壁之间延伸并在所述基座内限定多个隔室的多个隔板，其中所述多个隔室配置为容纳多个电化学电池，其中所述多个隔板中的每个隔板经由柔性连接件耦接到所述第一壁或所述第二壁中的至少一个，所述柔性连接件可在打开位置和压缩位置之间移动，所述打开位置促成由所述多个隔板限定的所述多个隔室的第一总体积，所述压缩位置促成所述多个隔室的第二总体积，
其中所述第二总体积小于所述第一总体积。
14.根据权利要求13所述的壳体，
其中所述基座包括沿所述基座的所述第一壁延伸的第一脊和沿所述基座的所述第二壁延伸的第二脊，其中所述第一脊和所述第二脊以及所述多个隔板中的至少一个隔板至少部分地限定一个或多个空间，所述一个或多个空间配置成容纳相应的一个或多个电化学电池。
15.根据权利要求13或14所述的壳体，
其中所述基座包括在所述第一壁和所述第二壁之间延伸并且基本上平行于所述第一壁和所述第二壁的中心壁，其中所述多个隔板中的每个隔板通过附加的柔性连接件耦接至所述中心壁，所述附加的柔性连接件能够在所述打开位置和所述压缩位置之间移动。
16.根据权利要求13-15任一项所述的壳体，
其中每个柔性连接件包括一个或多个锁定构件，所述锁定构件配置为便于将所述柔性连接件锁定在所述压缩位置。
17.根据权利要求13-16任一项所述的壳体，
其中，所述基座包括多个锁定构件，所述多个锁定构件配置成便于将所述柔性连接件锁定在第二位置。
18.根据权利要求13-17任一项所述的壳体，
其中所述基座包括吸收性材料，具有透明材料的托架配置为焊接在所述吸收性材料上，其中所述托架包括多个延伸部，所述延伸部配置为与所述多个电化学电池对准，并且其中所述多个延伸部包括所述吸收性材料。
19.一种组装电池模块的方法，包括：
-将所述电池模块的壳体的相应的多个隔板的多个可移动连接件设置在第一位置，以促成所述壳体内的并且由所述相应的多个隔板限定的多个隔室的第一总尺寸，其中所述多个可移动连接件将所述相应的多个隔板耦接至所述壳体的两个相对的侧壁中的至少一个；
-将多个电化学电池设置在所述多个隔室中；并且
-将所述相应的多个隔板的所述多个可移动连接件移动到第二位置，以促成由所述相应的多个隔板限定的所述多个隔室的第二总尺寸，其中所述多个隔室的所述第二总尺寸小于所述多个隔室的所述第一总尺寸。
20.根据权利要求19所述的方法，
其中，所述壳体的所述相应的多个隔板的附加的多个可移动连接件耦接到所述壳体的中心壁，所述中心壁在所述壳体的所述两个相对的侧壁之间延伸并且基本上平行于所述壳体的所述两个相对的侧壁。
21.根据权利要求19或20所述的方法，
包括将托架设置在所述电池模块的所述壳体内并且在所述多个电化学电池之上。
22.根据权利要求21所述的方法，包括经由所述托架直接或间接地对所述多个电化学电池施加压缩力，以使所述多个可移动连接件移动到所述第二位置。
23.根据权利要求21或22所述的方法，包括将所述托架焊接到所述电池模块的所述壳体。
24.根据权利要求19至23中任一项所述的方法，包括将所述多个可移动连接件固定或锁定在所述第二位置。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017200311A1 (de) * 2017-01-10 2018-07-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Batterie, Trägerboard und Trägerboardelement mit Rastelementen
KR102317506B1 (ko) * 2017-04-10 2021-10-26 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
WO2019071184A1 (en) * 2017-10-06 2019-04-11 Johnson Controls Technology Company LITHIUM ION BATTERY
DE102019102016A1 (de) 2019-01-28 2020-07-30 Jungheinrich Ag Batteriemodul, Traktionsbatterie und Flurförderzeug mit einer Traktionsbatterie sowie Verfahren zum Montieren eines Batteriemoduls
CN115513583A (zh) * 2019-11-19 2022-12-23 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池包和车辆
JP7537885B2 (ja) 2020-03-02 2024-08-21 トヨタ自動車株式会社 電池モジュール
DE102022200116A1 (de) * 2022-01-07 2023-07-13 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Fixierungsvorrichtung für das Fixieren einer Fahrzeugbatterie sowie System aus einer Fixierungsvorrichtung und einem Leicht-Kraftfahrzeug
WO2024081145A1 (en) * 2022-10-12 2024-04-18 Enphase Energy, Inc. Chassis configured for use with prismatic battery cells

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030071039A1 (en) * 1997-03-11 2003-04-17 Johnson Controls Technology Company Storage divider
JP2012069408A (ja) * 2010-09-24 2012-04-05 Hitachi Maxell Energy Ltd 電気化学素子モジュール
CN102683621A (zh) * 2011-03-11 2012-09-19 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于高压汽车电池的电池盖
JP2012248374A (ja) * 2011-05-26 2012-12-13 Hitachi Ltd 電池モジュール
CN103999258A (zh) * 2011-11-07 2014-08-20 约翰逊控制技术有限责任公司 用于棱柱形电池组件的带有插头的整体外壳
WO2014128841A1 (ja) * 2013-02-20 2014-08-28 株式会社 日立製作所 組電池およびそれに用いる電池
US20150037641A1 (en) * 2013-07-30 2015-02-05 Johnson Controls Technology Company System and method for clamping interconnection of battery cells
CN104685664A (zh) * 2012-08-16 2015-06-03 株式会社Lg化学 电池模块

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3391321A (en) * 1966-03-31 1968-07-02 Fedtro Inc Series loop battery charger
US5830598A (en) 1996-08-15 1998-11-03 Ericsson Inc. Battery pack incorporating battery pack contact assembly and method
US5931688A (en) * 1996-09-16 1999-08-03 The Whitaker Company Self docketing electrical connector assembly
US6641951B1 (en) * 1998-09-21 2003-11-04 Douglas Battery Manufacturing Company Battery cell tray assembly and sytem
WO2000030190A1 (en) * 1998-11-17 2000-05-25 C & D Technologies, Inc. Selectable capacity fixed footprint lead-acid battery racking system with horizontal plates
DE102009024514A1 (de) 2009-06-08 2010-12-09 Auto-Kabel Managementgesellschaft Mbh Trägermatrix für Batteriezellenverbinder
JP2011060732A (ja) * 2009-09-14 2011-03-24 Japan Aviation Electronics Industry Ltd コネクタ
DE102010011983A1 (de) * 2010-03-19 2011-09-22 Li-Tec Battery Gmbh Batteriegehäuse zur Aufnahme von elektrochemischen Energiespeicherzellen
US9105912B2 (en) 2012-05-21 2015-08-11 Tyco Electronics Corporation Boltless battery cell connection
WO2014106103A1 (en) 2012-12-28 2014-07-03 Johnson Controls Technology Company Polymerized lithium ion battery cells and modules with thermal management features
JP6236902B2 (ja) * 2013-06-14 2017-11-29 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電装置
US9187168B2 (en) 2013-07-30 2015-11-17 The Boeing Company Natural-path tearstraps and stiffeners for spherical composite pressure bulkheads
US20150093982A1 (en) * 2013-10-02 2015-04-02 Stevan M. Bailey Ventilated battery storage rack
US10886517B2 (en) * 2014-02-11 2021-01-05 Ford Global Technologies, Llc Battery cell spacer
KR102490868B1 (ko) * 2015-11-09 2023-01-20 삼성에스디아이 주식회사 배터리 랙

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030071039A1 (en) * 1997-03-11 2003-04-17 Johnson Controls Technology Company Storage divider
JP2012069408A (ja) * 2010-09-24 2012-04-05 Hitachi Maxell Energy Ltd 電気化学素子モジュール
CN102683621A (zh) * 2011-03-11 2012-09-19 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于高压汽车电池的电池盖
JP2012248374A (ja) * 2011-05-26 2012-12-13 Hitachi Ltd 電池モジュール
CN103999258A (zh) * 2011-11-07 2014-08-20 约翰逊控制技术有限责任公司 用于棱柱形电池组件的带有插头的整体外壳
CN104685664A (zh) * 2012-08-16 2015-06-03 株式会社Lg化学 电池模块
WO2014128841A1 (ja) * 2013-02-20 2014-08-28 株式会社 日立製作所 組電池およびそれに用いる電池
US20150037641A1 (en) * 2013-07-30 2015-02-05 Johnson Controls Technology Company System and method for clamping interconnection of battery cells

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