CN109478611A - 电池子模块载体、电池子模块、电池系统和汽车 - Google Patents

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Abstract

一种电池系统，包括：多个一体单元盒，构造为容纳多个排列的电池单元；多个电池单元保持器，在每个单元盒中构造为通过与电池单元和单元盒连接而将电池单元保持在单元盒内；帽型电池系统载体，构造为容纳所述多个单元盒；多个盒紧固件，提供在每个单元盒中以通过与单元盒和电池系统载体连接而将单元盒安装到电池系统载体；以及冷却通道，提供在电池系统载体中以冷却电池单元。每个单元盒包括暴露所述多个电池单元的开口，并且冷却通道可以提供在电池系统载体中与每个单元盒的开口相对。

Description

电池子模块载体、电池子模块、电池系统和汽车
技术领域
本发明的实施方式涉及电池子模块载体、具有这种电池子模块载体的电池子模块、具有这种电池子模块的电池系统、以及具有这种电池系统的汽车。
背景技术
可再充电(或二次)电池与一次电池的不同之处在于，前者被设计为重复充电和放电，而后者提供化学能到电能的不可逆转换。低容量可再充电电池用作小型电子设备(诸如蜂窝电话、笔记本计算机和便携式摄像机)的电源，而高容量可再充电电池用作混合动力汽车等的电源。
通常，可再充电电池包括：电极组件，该电极组件包括正电极、负电极、以及插置在正电极与负电极之间的隔板；接收(或容纳)电极组件的壳体；以及电连接到电极组件的电极端子。电解质溶液被注入到壳体中，从而经由正电极、负电极和电解质溶液之间的电化学反应使电池充电和放电。壳体的形状，例如圆柱形或矩形，取决于电池的预期目的。
可再充电电池可以用在包括多个单位电池单元的电池模块中，所述多个单位电池单元彼此串联和/或并联联接，从而提供相对高的能量密度，例如，用于驱动混合动力汽车的发动机。例如，电池模块通过将多个单位电池单元的电极端子彼此互连而形成，单位电池单元的数量取决于期望的电量，从而实现相对高功率的可再充电电池模块用于例如电动汽车。
电池模块能以块设计或模块化设计构造。在块设计中，每个电池单元联接到一个公共电流收集器结构和电池管理系统，并且电池布置在壳中。在模块化设计中，多个电池单元连接在子模块中，并且若干子模块彼此连接以形成模块。在模块化设计中，能在模块或子模块级上实现不同的电池管理功能，这提供了有利的方面，诸如改进的可互换性。
为了形成电池系统，一个或更多个电池模块被机械和电集成，配备有热管理系统，并且配置为与一个或更多个耗电器通信。此外，电池系统可以包括电子组件，诸如电池管理单元(BMU)和/或电池断开单元(BDU)。
在该背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明背景的理解，因此它可以包含不构成对于本领域普通技术人员来说本国已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的一示例性实施方式提供了一种电池子模块载体、包括电池子模块载体的电池子模块、包括电池子模块的电池系统、以及包括电池系统的汽车，该电池子模块载体对电池单元的振动、冲击和变形很牢固，能在组装/驱动期间简单地固定电池单元，并且能冷却电池单元。
现有技术的一个或更多个缺点通过根据本发明的实施方式的电池子模块载体、电池子模块、电池模块和汽车避免或减少。
根据本发明的一示例性实施方式的电池系统包括：多个一体单元盒(cell tray)，构造为容纳多个排列的电池单元；多个电池单元保持器，构造为通过与每个单元盒中的电池单元和单元盒连接而将电池单元保持在单元盒内；帽型电池系统载体，构造为容纳所述多个单元盒；多个盒紧固件，提供在每个单元盒中以通过与单元盒和电池系统载体连接而将单元盒安装到电池系统载体；以及冷却通道，提供在电池系统载体中以冷却电池单元。每个单元盒包括暴露所述多个电池单元的开口，并且冷却通道可以提供在电池系统载体中与每个单元盒的开口相对。
冷却通道可以提供在载体的外侧。
电池系统载体可以包括以任意间隔设置的多个纵梁、与所述多个纵梁交叉的以任意间隔设置的多个横梁、包括由所述多个纵梁和所述多个横梁的组合体形成的底部的接地板、以及与接地板和所述多个纵梁连接或与接地板和所述多个横梁连接的支撑梁，其中冷却通道包括提供在接地板中的多个冷却剂管。
所述多个冷却剂管可以连接到提供在接地板中的注入分配管和排出分配管。
冷却剂管可以沿横梁设置，并且注入分配管和排出分配管沿纵梁设置。
单元盒的开口可以是沿盒的纵向方向提供在盒的底表面中的中央开口，并且冷却通道对准同时分别匹配相应单元盒的中央开口。
根据本发明的一些实施方式的电池子模块载体包括一体单元盒，因此电池子模块的组装基本上包括将二次电池单元插入到一体单元盒中。因此，电池子模块的组装相对快速且容易。
此外，在一些实施方式中，电池单元被构造为经由单元保持器保持在单元盒中。在一些实施方式中，单元保持器被构造为一次保持插入到单元盒中的多个二次电池单元的全部。在一些实施方式中，单元保持器被构造为保持容纳在单元盒中的多个电池单元的各电池单元或多个电池单元的组(例如2-4个电池单元的组)。因此，能单独地去除和更换故障的电池单元，或通过去除相对少量的二次电池单元来去除和更换故障的电池单元。
在一些实施方式中，电池子模块载体的单元盒被构造为容纳多个棱柱形电池单元，每个电池单元具有两个相反的宽侧表面、两个相反的窄侧表面、以及相反的顶表面和底表面。电池系统载体为电池模块提供机械完整性和稳定性。在一些实施方式中，盒紧固件被构造为将填充有电池单元的多个单元盒彼此组装以形成电池模块。为了提供质量轻且易于制造的单元盒，在一些实施方式中，电池模块可以包括电池系统载体以提供改进的机械完整性。盒紧固件可以包括从单元盒的一个或更多个表面(例如单元盒的侧表面)延伸的一个或更多个突起，并且可以包括连接件(例如螺钉孔和/或钩)以被联接到电池系统载体的对应连接件。
在一些实施方式中，单元盒、单元保持器和盒紧固件是一体单元。例如，单块部件被构造为容纳多个排列的电池单元，以将电池单元保持在其中，并且被构造为安装到电池系统载体。因此，电池子模块和电池模块的组装和拆卸相对简单和快速。在一些实施方式中，单元盒、单元保持器和盒紧固件由不导电的聚合材料注塑成型，或者可以由质量轻的材料(诸如碳纤维或增强塑料)制成。因此，子模块载体能容易且成本有效地大量制造并且基本上以一步工艺制造。在这些实施方式中，减少了材料成本和制造电池子模块载体、电池子模块和模块的成本。
在一些实施方式中，电池子模块载体的单元盒被构造为容纳多个棱柱形电池单元。每个电池单元具有两个相反的宽侧表面、两个相反的窄侧表面、以及相反的顶表面和底表面。所述多个电池单元可以以其宽表面彼此面对的方式堆叠在一起。棱柱形电池单元的这种堆叠提供了基本上矩形的形状。例如，根据本发明的实施方式的单元盒被构造为容纳堆叠的二次电池单元的矩形块。在一些实施方式中，每个单元盒被构造为接收二次电池单元的一个堆叠。为了材料效率，单元盒也可以具有基本上矩形形状。根据这些实施方式的电池子模块载体节省空间，并且多个电池子模块载体能容易地布置在共同的平面中或者一个堆叠在另一个上堆叠在多个水平上。
在一些实施方式中，电池子模块载体的单元盒具有基本上U形剖面，该U形剖面被构造为沿其宽度方向容纳多个棱柱形电池单元。例如，单元盒被构造为通过将电池单元经U形剖面的开口侧插入来容纳电池单元。例如，单元盒被构造为通过在与所得电池单元堆叠的堆叠方向垂直的方向上将电池单元插入到单元盒中来容纳电池单元。单元盒的贴合配合(snuggly-fitting)的侧壁被构造为向单元提供保持力，因此，单元盒能相对紧凑。此外，单元盒可以形成为箱的形状，该箱包括包含中央开口的底表面以及面向中央开口的顶部开口。
在电池子模块载体的一些实施方式中，单元盒包括底表面，该底表面具有沿单元盒的纵向方向(例如沿所述多个堆叠的电池单元的堆叠方向)延伸的中央开口。在具有基本上U形剖面的单元盒中，底表面是与U形开口侧相对的表面。通过提供中央开口，能进一步降低单元盒的材料成本和重量。中央开口还能提供与电池单元的通气口对准的通气路径或者提供冷却界面(例如以允许容纳的电池单元与冷却通道紧密接触)。
在一些实施方案中，单元盒包括底表面，该底表面包括从单元盒的第一侧表面向内垂直突出的第一突出部分和从单元盒的第二侧表面向内垂直突出的第二突出部分。例如，单元盒具有基本上H形的剖面，该剖面具有从H形的长腿向内突出并且基本上平行于H形的水平线的两个突出部分。在一些实施方式中，第一突出部分和第二突出部分被构造为支撑多个排列的棱柱形电池单元。例如，第一突出部分和第二突出部分一起提供足够的机械支撑以至少在一个方向上保持容纳在单元盒中的多个电池单元。
在电池子模块载体的一些实施方式中，单元盒包括第一侧表面和第二侧表面。第一侧表面被构造为沿所述多个电池单元的第一窄侧表面(例如沿容纳在单元盒中的电池单元的多个第一窄侧表面)延伸。第一侧表面具有第一上部和构造为覆盖第一窄侧表面的第一下部。第二侧表面被构造为沿所述多个电池单元的第二窄侧表面(例如沿容纳在单元盒中的电池单元的多个第二窄侧表面)延伸。第二侧表面具有第二上部和构造为覆盖第二窄侧表面的第二下部。侧表面的上部中的至少一个(例如第一上部和第二上部中的至少一个)包括从相应的下部向上延伸的间隔开的卡扣部分(snap segment)。每个卡扣部分弹性地连接到相应的下部，并且通过提供夹子闭合件而构造为单元保持器，其中至少一个电池单元容纳在单元盒中。
在一些实施方式中，弹性连接由相应侧表面的在从下部到卡扣部分的过渡处的局部颈部提供。在一些实施方式中，夹子闭合件由包括突出特征的卡扣部分提供，该突出特征被形状装配到在二次电池单元的壳体中(诸如在二次电池单元的顶侧中)的间隙或凹部。在一些实施方式中，卡扣部分具有第一段和第二段。第一段可以基本上平行于单元盒的侧表面，并且可以基本上沿容纳在单元盒中的电池单元的窄侧表面延伸。或者，第一段可以基本上平行于单元盒的侧表面，或者可以基本上沿容纳在单元盒中的电池单元的窄侧表面延伸。
第二段可以相对于第一段成角度，可以大致沿由单元盒容纳的电池单元的顶表面延伸，和/或可以接触由单元盒容纳的电池单元的顶表面。或者，第二段可以大致沿由单元盒容纳的电池单元的顶表面延伸，和/或可以接触由单元盒容纳的电池单元的顶表面。第二段可以包括突出钩，其与容纳的电池单元的顶侧上的对应特征互锁。在一些实施方式中，单元盒制造有预装载的卡扣部分，该预装载的卡扣部分被构造为弯曲以允许二次电池单元插入到单元盒中。卡扣部分被构造为将插入的电池单元保持在其中性位置(neutralposition)。
在电池子模块载体的一些实施方式中，单元盒包括第一端表面和第二端表面，第一端表面被构造为覆盖或基本上覆盖第一最外侧电池单元的宽侧表面，第二端表面被构造为覆盖或基本上覆盖第二最外侧电池单元的宽侧表面。第一端表面和第二端表面中的至少一个可以包括增强结构。然而，在一些实施方式中，单元盒的侧表面和底表面可以包括增强结构。单元盒可以被构造为在组装和操作期间固定电池单元和其它部件，同时机械负载由电池框架和/或电池系统载体支撑。
然而，在一些实施方式中，单元盒本身被构造为吸收机械负载。例如，在汽车碰撞期间，单元盒可以在发生碰撞时吸收动能。还应限制电池单元鼓胀或过度鼓胀。单元盒可以包括增强结构以吸收鼓胀或限制鼓胀。在一些实施方式中，增强结构是蜂窝结构。
本发明的另一实施方式提供了一种电池子模块，其包括根据本发明的一实施方式的电池子模块载体和在单元盒中的多个排列的电池单元。在一些实施方案中，电池单元通过单元保持器保持在单元盒中，在一些实施方式中，单元保持器与单元盒一体形成。
本发明的另一实施方式提供一种电池系统，其包括电池系统载体和如上所述的多个电池子模块(例如包括根据本发明的一实施方式的电池子模块载体的多个电池子模块)。盒紧固件可以附接到电池系统载体。在一些实施方式中，盒紧固件与单元盒是一体的。电池系统载体被构造为改善所述多个电池子模块的机械完整性，并且还可以包括用于电池管理系统的隔室、用于互连电池子模块的部件、用于接触子模块的外部端口、以及用于将模块载体附接到另一结构(例如汽车)的部件。
在电池系统的一些实施方式中，电池系统载体包括多个纵梁和多个横梁。纵梁和横梁构成载体框。模块载体还可以包括附接到载体框的接地板。在其它实施方式中，电池系统的底侧由所述多个电池子模块的单元盒的底侧形成。电池系统载体还可以包括多个支撑梁，其附接到接地板和/或纵梁或横梁。横梁可以平行于纵梁或横梁。根据这些实施方式，盒紧固件附接到支撑梁。在一些实施方式中，电池系统中的每个电池子模块布置在两个相邻的支撑梁之间，并且每个子模块包括从单元盒的两个侧表面向外突出的盒紧固件。
在电池系统的一些实施方式中，冷却通道整体地形成在电池系统的接地板中或附接到电池系统的接地板。冷却通道形成多个冷却区域(例如热交换区域)，其可以包括冷却通道的多个绕圈。在一些实施方式中，每个子模块可以包括具有底表面的单元盒，该底表面具有沿单元盒的纵向方向延伸的中央开口。在一些实施方式中，每个中央开口与冷却区域中的一个对准，以为相应电池子模块形成冷却界面。在一些实施方式中，电池系统可以包括用于每个电池子模块的一个冷却区域。
本发明的另一实施方式提供了一种汽车，其包括如上所述的根据本发明的一实施方式的电池系统、如上所述的根据本发明的一实施方式的电池子模块、和/或如上所述的根据本发明的一实施方式的电池子模块载体。
根据附图和/或附图的以下描述，本发明的另外的方面将变得明显。
根据本发明的示例性实施方式，电池子模块的组装相对快速且容易。另外，能单独地去除和更换故障的电池单元，或通过去除相对少量的二次电池单元来去除和更换故障的电池单元。此外，电池模块提供电池系统载体，其能提供机械完整性和稳定性，使得能提供重量轻且易于制造的单元盒。另外，子模块载体能容易且经济地大量制造并且基本上以一步工艺制造。电池子模块载体可以节省空间，因为多个电池子模块载体能容易地布置在共同的平面中或者一个堆叠在另一个上堆叠在多个水平上。单元盒本身被构造为吸收机械负载，因此单元盒可以在发生碰撞时(例如在汽车碰撞期间)通过吸收动能来保护电池。另外，电池系统载体的冷却通道可以整体地形成在电池系统的接地板中，并且可以通过形成多个螺旋缠绕的冷却通道来提供宽的热交换区域。
发明的有益效果
本发明的一示例性实施方式可以提供一种电池系统，其对电池单元的振动、冲击和变形很牢固，能在组装/驱动期间简单地固定电池单元，并且能冷却电池单元。
附图说明
通过参照附图详细描述本发明的示例性实施方式，本发明的特征对于本领域普通技术人员将变得明显，附图中：
图1是典型电池子模块的透视图；
图2是根据本发明的一实施方式的电池子模块的透视图；
图3是根据本发明的一实施方式的电池子模块的剖视图。
图4是根据本发明的一实施方式的电池系统的透视图；
图5是根据本发明的一实施方式的电池系统的剖视图。
图6是根据本发明的一示例性实施方式的电池系统的局部剖切透视图；
图7是根据本发明的示例性实施方式的电池系统的局部剖切后透视图；
图8是根据本发明的示例性实施方式的电池系统的后透视图；以及
图9是根据本发明的示例性实施方式的电池系统应用于汽车的示例的示意图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图更详细地描述本发明的示例实施方式。然而，本发明可以以各种不同的形式实施，并且不应被解释为仅限于这里所示的实施方式。
相反，这些实施方式作为示例被提供使得本公开将是详尽的和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本发明的方面和特征。因此，可以不描述本领域普通技术人员完全理解本发明的方面和特征所不必须的工艺、元件和技术。
另外，为了更好地理解和易于描述，附图中所示的每个构造的尺寸和厚度被任意地示出，但是本发明不限于此。在附图中，为了清楚和易于描述，层、膜、面板、区域等的厚度被夸大。另外，在附图中，为了易于描述，层和区域的厚度被夸大。
将理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为在另一元件“上”时，它能直接在所述另一元件上，或者也可以存在居间元件。相反，当一元件被称为“直接在”另一元件“上”时，不存在居间元件。此外，词语“在……之上”或“在……上”意思是定位在物体部分上或下面，但是实质上不表示基于重力方向定位在物体部分的上侧。
另外，除非明确地相反描述，否则词语“包括”和诸如“包括了”的变体将被理解为表明包括所述元件但不排除任何其它元件。
对于具有模块化设计的电池模块中的电集成，包括彼此并联连接的多个单元的子模块彼此串联连接(XsYp)或包括彼此串联连接的多个单元的子模块彼此并联连接(XpYs)。XsYp型子模块能产生相对较高的电压，但每个单独单元的电压电平必须单独控制。因此，XsYp型子模块中的布线复杂性相对较高。在XpYs型子模块中，彼此并联连接的单元的电压电平自动平衡，因此，控制子模块级上的电压就足够了。因此，XpYs型子模块中的布线复杂性降低。在彼此并联连接的单元的子模块中，它们的电容相加，因此，XpYs型子模块通常与低电容单元一起使用。热管理系统允许通过有效地发射、排放和/或消散由可再充电电池产生的热来安全地使用电池模块。如果没有充分地执行热发射/排放/耗散，则在相应电池单元之间发生温度偏差，使得电池模块不能产生期望的电量。另外，可再充电电池的内部温度的升高会导致其中发生异常反应，因此导致可再充电电池的充电和放电性能劣化以及可再充电电池的寿命缩短。因此，经常提供用于有效地发射/排放/消散来自单元的热的冷却器件。
为了满足连接到电池系统的各种耗电器(例如，耗电电路或器件)的动态功率需求，电池功率输出和充电的静态控制可能是不够的。因此，可以实现电池系统与耗电器的控制器之间的稳定信息交换。可以通信重要信息，诸如电池系统的实际充电状态(SoC)、潜在的电性能、充电能力和内部电阻，以及消耗器的实际或预测的功率需求或盈余。电池模块的机械集成指的是各部件本身之间的机械连接以及其与动力系统(例如提供电信息的系统，诸如汽车)的结构的机械连接。这些连接应设计成使得它们在电池系统的平均使用寿命期间以及在使用动力设备(例如汽车)期间承受的应力下保持功能和安全。此外，应考虑安装空间和互换性要求，尤其是在移动应用中。
电池模块的机械集成能通过提供载体板(例如接地板)并通过在其上定位单独的电池单元或子模块来实现。将电池单元或子模块固定到载体板能通过经由机械互连件(诸如螺栓或螺钉)或经由限制单元或子模块来将电池单元或子模块装配到载体板的凹部中来实现。可以通过将侧板紧固到载体板的侧面和/或通过在电池单元或子模块顶上提供第二载体板并将其固定到第一载体板和/或侧板来实现限制。因此，能构造多级电池模块，并且载体板和/或侧板可以包括冷却剂管以冷却单元或子模块。
电池子模块的机械集成通常可以通过预先组装多个电池单元并用机械加强的电连接件将它们彼此连接、通过将侧板和/或前板紧固在电池单元周围、或通过将载体梁或支撑件附接到电连接件和电池单元来实现。
参照图1，电池子模块15包括多个排列的电池单元10，每个电池单元10具有基本上棱柱形状。每个电池单元10包括正端子3、负端子4和通气口5(例如通气孔)。一对模块前板1提供成面向电池单元10的前表面(例如宽表面)(例如面向电池单元10中最外侧的电池单元的前表面)。模块前板1机械地联接到面向电池单元10的侧表面(例如窄侧表面)的一对模块侧板2。模块前板1和模块侧板2彼此组装到一起以将多个电池单元10固定在一起。由此，多个电池单元10固定在一起。电池子模块还可以包括一对模块顶板，其机械地联接到模块前板1和模块侧板2。模块前板1、模块侧板2和模块顶板一起提供电池子模块100的自支撑体。
通常的电池模块中的电池单元的数量能达到数百个单元，因此，相对大量的电池子模块可以包括在电池模块中。在组装电池模块之前组装多个电池子模块的努力是材料和时间密集的过程，这增加了电池模块的制造成本。此外，电池模块中的单个电池单元的故障和随后的更换需要从电池模块中去除电池子模块和拆卸电池子模块，使得电池模块在该过程期间失去其机械完整性。
参照图2，根据本发明的电池子模块100的一示例性实施方式包括多个排列的电池单元10，每个电池单元10具有基本上棱柱形状，其插入到(或容纳在)电池子模块载体中。如图2所示，每个电池单元10是棱柱形(或矩形)单元，并且单元10的宽的平坦侧表面堆叠在一起(例如堆叠成彼此面对)以形成电池子模块100。多个(例如几个到几十个)电池单元10形成一组，并且至少两组可以排列在电池子模块载体中。在本示例性实施方式中，九个电池单元10形成一组，并且两组布置在电池子模块载体中。障肋可以提供在两组之间。此外，每个电池单元10包括构造为容纳电极组件和电解质的电池壳体。电池壳体是气密密封的，并且提供有具有彼此不同极性的正电极端子3和负电极端子4以及通气口5(例如通气孔)。通气口5是电池单元10的安全装置，并且用作通道，电池单元10中产生的气体通过该通道排出到电池单元10的外部。为了避免各电池单元10之间的任何不希望的电接触，隔离箔设置在电池单元10的相邻电池单元之间。
电池子模块载体包括单元盒20，其具有第一侧表面(例如宽表面)25和相对的第二侧表面26、第一端表面23和相对的第二端表面24、敞开的顶表面(例如敞开的顶侧)和底表面。容纳电池单元10的单元盒20可以基本上具有U形剖面。第一侧表面25包括覆盖插入到单元盒20中的电池单元10的窄侧表面的下部27，并且还包括上部28，上部28包括多个单元保持器30(例如由多个单元保持器30组成)，诸如间隔开的卡扣部分29。因此，第一侧表面25的上部28由钩形卡扣部分29分段，钩形卡扣部分29延伸到上部28并弹性连接到下部27，并且凹部形成在相邻的卡扣部分29之间。第二侧表面26包括与第一侧表面25类似的结构。子模块电池载体还包括盒紧固件40，该盒紧固件40从单元盒20的侧表面(例如第一侧表面25和第二侧表面26)突出，在一些实施方式中，定位在侧表面25、26的下部27与上部28之间的过渡处。盒紧固件40可以包括螺钉孔，其构造为与电池系统载体的对应连接件(诸如螺钉)对准。
参照图2和3，电池单元10通过敞开的顶侧插入到单元盒20中，使得电池单元10的宽侧表面彼此相邻，并且电池单元10通过卡扣部分29保持在单元盒20中。卡扣部分29从单元盒20的侧壁25、26(例如侧表面)形成预应力，并且构造为弯曲(例如远离单元盒20中的电池单元10的容纳空间弯曲)，用于将电池单元10插入到单元盒20中。
在它们的中性位置(neutral position)(即电池单元插入到单元盒中之前的位置)，卡扣部分29保持电池单元10。因此，卡扣部分29包括通常沿电池单元的侧表面延伸的第一段和从第一段向内突出的第二段，该第二段通常沿电池单元10的顶表面延伸。在图2和3所示的实施方式中，单元盒20、卡扣部分29和盒紧固件40由不导电的聚合材料注塑成型，因此形成一体部件。形成为一体单元的单元盒、卡扣部分和盒紧固件可以由质量轻的材料(诸如铝或碳纤维增强塑料)制成。
参照图3，单元盒20还包括底表面21，其具有沿单元盒20的纵向方向(例如垂直于图3的附图平面)延伸的中央开口22。底表面21包括从第一侧表面25向内突出的第一突出部分21a和从第二侧表面26向内突出的第二突出部分21b。第一突出部分21a和第二突出部分21b一起支撑插入到单元盒20中的电池单元10。
参照图4，根据本发明的一实施方式的电池系统200包括多个如图2和3所示的电池子模块100。多行(例如两行)电池子模块100设置在电池系统载体50中，每行包括多个电池子模块100。电池系统载体50包括多个纵梁51(例如两个纵梁51)和多个横梁52(例如两个横梁52)，所述多个纵梁51以任意间隔设置，并且所述多个横梁52以任意间隔设置同时与所述多个纵梁51交叉以形成载体框。多个纵梁51和多个横梁52可以通过焊接彼此联接。接地板53通过焊接等联接到载体框从而形成组合体，并且组合体可以被提供为包括底部的帽形电池系统载体50。电池系统载体50还包括多个支撑梁54，并且每个电池子模块100的盒紧固件40附接到支撑梁54。图4中所示的多个支撑梁54连接到纵梁51、多个横梁52和接地板53，然后通过焊接等联接到其上。沿多个横梁52设置的支撑梁54设置在电池子模块100的相反侧。
参照图4和5，电池系统载体50的接地板53包括作为整体部分的冷却通道55(例如，冷却通道55整体地形成在接地板53中)。冷却通道55形成冷却区域，在该冷却区域处冷却通道55具有多个绕圈(winding)，用于提供大的热交换表面。电池子模块100布置在电池系统载体50中，使得单元盒20的中央开口22与由冷却通道55形成的冷却区域对准。在其它实施方式中，冷却通道可以是附接到电池系统载体50的外部冷却通道。
图6是根据本发明的一示例性实施方式的电池系统的局部剖切透视图。如图6所示，如前所述，电池系统载体50具有通过经由焊接组合多个纵梁(未示出)、多个横梁52和接地板53而形成的结构。多个电池子模块100在接地板53的底部530处排列成多行·，并且支撑梁54设置在每个电池子模块100的相反侧以支撑电池子模块100。
冷却通道55提供在接地板53的底部530的外侧处。冷却通道55可以被提供为冷却剂管。详细地，冷却通道55被提供为片形管并通过焊接固定到接地板53，冷却剂能流过该片形管。在这种情况下，冷却通道55可以面向每个电池子模块100的单元盒的开口(也就是每个电池子模块100的单元盒的中央开口)设置。
在本示例性实施方式中，由于电池子模块100以单元盒的中央开口面向单元盒的底侧(也就是接地板53的底部)的方式提供在电池系统载体50中，所以冷却通道55提供在接地板53的底部。作为另一示例性实施方式，当单元盒的中央开口提供在单元盒的侧表面中时，冷却通道可以提供在电池系统载体50中从而面向单元盒的这样的中央开口。
图7示出了一结构，其中冷却通道55对应于提供在电池系统载体50中的电池子模块100的每行设置。在图7中，一个冷却通道55相对于一行电池子模块100设置，但是多于一个的冷却通道可以对应于一行电池子模块100设置，并且在这种情况下，多个冷却通道不仅可以被提供为彼此分开(例如条纹)而且还可以被提供为彼此连接(例如弯折)。
图8示出了一结构，其中冷却剂入口分配管57和冷却剂出口分配管59连接到多个冷却通道55。经由冷却剂入口分配管57的入口570流过冷却剂入口分配管57的冷却剂(例如用于汽车的冷却剂)在经过相应冷却通道55的同时冷却电池子模块100的电池单元，并且通过冷却剂出口分配管59的出口590排出到预定位置。
为此，冷却通道55沿横梁52设置，并且冷却剂入口分配管57和冷却剂出口分配管59沿纵梁51设置并固定到接地板50的底部530的外侧。
图9是根据本发明的示例性实施方式的电池系统应用于设备(例如汽车)的示意图。如图9所示，电池系统200可以通过将接地板53可拆卸地安装到车架99的一部分(例如车架99的车身底板990)而应用于汽车。
虽然已经结合目前被认为是实用的示例性实施方式的内容描述了本发明，但是将理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是相反，旨在涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。

Claims (19)

1.一种电池系统，包括：
多个一体单元盒，构造为容纳多个排列的电池单元；
多个单元保持器，提供在每个单元盒中并且被构造为通过连接到所述电池单元和所述单元盒将所述电池单元保持在所述单元盒中；
帽型电池系统载体，构造为在其中容纳所述多个单元盒；
多个盒紧固件，提供在每个单元盒中并与所述单元盒和所述电池系统载体连接，以将所述单元盒安装在所述电池系统载体中；以及
冷却通道，提供在所述电池系统载体中以冷却所述电池单元，
其中每个单元盒包括暴露所述多个电池单元的开口，并且所述冷却通道提供在所述电池系统载体中面向每个单元盒的所述开口。
2.根据权利要求1所述的电池系统，
其中所述冷却通道提供在所述电池系统载体的外侧。
3.根据权利要求1所述的电池系统，
其中所述电池系统载体包括：
以任意间隔设置的多个纵梁；
与所述多个纵梁交叉的以任意间隔设置的多个横梁；
接地板，包括底部，所述底部由所述多个纵梁和所述多个横梁的组合体形成；以及
支撑梁，与所述接地板和所述多个纵梁连接或者与所述接地板和所述多个横梁连接，
其中所述冷却通道包括提供在所述接地板中的多个冷却剂管。
4.根据权利要求3所述的电池系统，
其中所述多个冷却剂管连接到提供在所述接地板中的入口分配管和出口分配管。
5.根据权利要求4所述的电池系统，
其中所述冷却剂管沿所述横梁设置，并且所述入口分配管和所述出口分配管沿所述纵梁设置。
6.根据权利要求3所述的电池系统，
其中所述盒紧固件连接到所述支撑梁。
7.根据权利要求3所述的电池系统，
其中所述单元盒的所述开口是沿所述盒的纵向方向提供在所述盒的底表面中的中央开口，并且所述冷却通道对准同时分别匹配相应单元盒的所述中央开口。
8.根据权利要求1所述的电池系统，
其中所述单元盒、所述单元保持器和所述盒紧固件是一体单元。
9.根据权利要求8所述的电池系统，
其中所述单元盒、所述单元保持器和所述盒紧固件由不导电的聚合材料注塑成型。
10.根据权利要求8所述的电池系统，
其中所述单元盒、所述单元保持器和所述盒紧固件包括铝或碳纤维增强塑料。
11.根据权利要求1所述的电池系统，
其中每个电池单元具有两个相反的宽侧表面、两个相反的窄侧表面、以及相反的顶表面和底表面，以及
其中，在所述单元盒中，所述电池单元以其宽表面彼此面对的方式堆叠在一起。
12.根据权利要求1所述的电池系统，
其中所述单元盒具有箱形状，所述箱形状包括包含中央开口的底表面和面向所述中央开口的顶部开口。
13.根据权利要求12所述的电池系统，
其中所述中央开口沿所述单元盒的纵向方向延伸。
14.根据权利要求1所述的电池系统，
其中所述单元盒包括底表面、第一侧表面和第二侧表面、从所述第一侧表面向内垂直突出的第一突出部分、以及从所述第二侧表面向内垂直突出的第二突出部分，以及
其中所述第一突出部分和所述第二突出部分被构造为支撑所述电池单元。
15.根据权利要求1所述的电池系统，
其中所述单元盒包括第一侧表面和第二侧表面，
其中所述第一侧表面具有第一下部和第一上部，
其中所述第二侧表面具有第二下部和第二上部，
其中多个单元保持器由多个间隔开的卡扣部分形成，所述卡扣部分从所述第一上部和所述第二上部中的至少一个向上延伸并弹性地连接到相应的第一下部或第二下部，以及
其中所述卡扣部分的每个被构造为提供与容纳在所述单元盒中的所述电池单元的至少一个的夹子接合。
16.根据权利要求1所述的电池系统，
其中所述单元盒包括第一端表面和第二端表面，以及
其中所述第一端表面和所述第二端表面中的至少一个包括增强结构。
17.根据权利要求16所述的电池系统，
其中所述增强结构包括蜂窝结构。
18.一种汽车，包括根据权利要求1所述的电池系统。
19.根据权利要求18所述的汽车，
其中所述电池系统载体包括：
以任意间隔布置的多个纵梁；
与所述多个纵梁交叉的以任意间隔布置的多个横梁；
接地板，通过与所述多个纵梁和所述多个横梁连接形成底部；以及
支撑梁，与所述接地板、所述多个纵梁和/或所述多个横梁连接，以及
其中所述接地板可拆卸地固定到车身。
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