CN111201656B - 用于电动车辆电池电芯的集成式集电器 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了用于为电动车辆供电的系统和方法。所述系统可以包括具有多个电池模块的电池组，每个电池模块可以包括多个电池区块。所述电池区块可以包括多个圆柱形电池电芯。集成式集电器装置可以形成为单个结构并与多个圆柱形电池电芯耦接。所述集成式集电器装置可以包括第一集电器和第二集电器，所述第一集电器用于在所述圆柱形电池电芯的第一端处与所述圆柱形电池电芯的正极端子耦接，所述第二集电器用于在所述圆柱形电池电芯的第一端处与所述圆柱形电池电芯的负极端子耦接。绝缘层可以设置在第一集电器和第二集电器之间，以将第一集电器与第二集电器电隔离。

Description

用于电动车辆电池电芯的集成式集电器
本申请要求于2018年8月30日提交的、标题为"INTEGRATED CURRENT COLLECTORFORELECTRIC VEHICLE BATTERY CELL"的美国专利申请16/118,360的权益和优先权，该申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2017年9月12日提交的、标题为"INTEGRATED CURRENTCOLLECTOR"的美国临时申请62/557,681的权益和优先权，这两个申请的全部内容通过引用并入本文。
背景技术
车辆，例如汽车，可以包括电源。电源可以为车辆的马达或其它系统供电。
发明内容
在至少一个方面，公开了一种为电动车辆供电的系统。所述系统可以包括给电动车辆供电的电池组。电池组可以包括多个电池模块。多个电池模块中的每一个可以包括多个电池区块。多个电池区块中的第一电池区块可以包括一对电池区块端子。第一电池区块可以包括多个圆柱形电池电芯(cylindrical battery cells)。多个圆柱形电池电芯中的每一个可包括正极端子和负极端子。集成式集电器装置可以以单个结构形成。集成式集电器装置可以包括具有导电层的第一集电器。所述第一集电器的导电层可在多个圆柱形电池电芯的第一端处将第一集电器与多个圆柱形电池电芯的正极端子耦接。第二集电器可包括导电层。所述第二集电器的导电层可在多个圆柱形电池电芯的第一端处将第二集电器与多个圆柱形电池电芯的负极端子耦接。所述第一集电器和所述第二集电器之间可以设置有绝缘层。所述绝缘层可以将第一集电器与第二集电器电隔离。所述绝缘层可以将第一集电器和第二集电器结合以形成集成式集电器的单个结构。当所述多个圆柱形电池电芯与第一集电器和第二集电器电连接时，所述集成式集电器可提供结构支撑以将多个圆柱形电池电芯相对于彼此保持在固定位置。
在另一方面，公开了一种提供给电动车辆供电的系统的方法。所述方法可以包括提供电池组以给电动车辆供电。所述电池组可以包括多个电池模块。所述多个电池模块中的每一个可以包括多个电池区块。所述多个电池区块中的第一电池区块可以包括一对电池区块端子。所述方法可以包括将多个圆柱形电池电芯设置在第一电池区块中。每个圆柱形电池电芯可以包括正极端子和负极端子。所述方法可以包括通过注射成型形成集成式集电器装置。所述集成式集电器装置可以包括第一集电器、第二集电器和设置在第一集电器与第二集电器之间的绝缘层。所述方法可以包括使用绝缘层将集成式集电器装置中的第一集电器与第二集电器电隔离。所述方法可以包括将包括第一集电器、第二集电器和绝缘层的集成式集电器装置安装到所述多个圆柱形电池电芯。集成式集电器装置可以提供结构支撑以将多个圆柱形电池电芯相对于彼此保持在固定位置。所述方法可以包括在所述多个圆柱形电池电芯的第一端处将第一集电器电连接至所述多个圆柱形电池电芯的正极端子。所述方法可以包括在所述多个圆柱形电池电芯的第一端处将第二集电器电连接到所述多个圆柱形电池电芯的负极端子。
在另一方面，公开了一种提供给电动车辆供电的系统的方法。所述系统可以包括给电动车辆供电的电池组。所述电池组可以包括多个电池模块。所述多个电池模块中的每一个可以包括多个电池区块。所述多个电池区块中的第一电池区块可以包括一对电池区块端子。第一电池区块可以包括多个圆柱形电池电芯。所述多个圆柱形电池电芯中的每一个可以包括正极端子和负极端子。集成式集电器装置可以以单个结构形成。集成式集电器装置可以包括具有导电层的第一集电器。所述第一集电器的导电层可在所述多个圆柱形电池电芯的第一端处将第一集电器与所述多个圆柱形电池电芯的正极端子耦接。第二集电器可包括导电层。所述第二集电器的导电层可在所述多个圆柱形电池电芯的第一端处将第二集电器与所述多个圆柱形电池电芯的负极端子耦接。第一集电器和第二集电器之间可以设置有绝缘层。所述绝缘层可以将第一集电器与第二集电器电隔离。所述绝缘层可以将第一集电器和第二集电器结合以形成集成式集电器的单个结构。当所述多个圆柱形电池电芯与第一集电器和第二集电器电连接时，所述集成式集电器可以提供结构支撑以将所述多个圆柱形电池电芯相对于彼此保持在固定位置。
在另一方面，公开了一种电动车辆。电动车辆可以包括给电动车辆供电的电池组。电池组可以包括多个电池模块。所述多个电池模块中的每一个可以包括多个电池区块。所述多个电池区块中的第一电池区块可以包括一对电池区块端子。所述第一电池区块可以包括多个圆柱形电池电芯。多个圆柱形电池电芯中的每一个可包括正极端子和负极端子。集成式集电器装置可以以单个结构形成。所述集成式集电器可以包括具有导电层的第一集电器。所述第一集电器的导电层可在所述多个圆柱形电池电芯的第一端处将第一集电器与所述多个圆柱形电池电芯的正极端子耦接。第二集电器可以包括导电层。第二集电器的导电层可以在所述多个圆柱形电池电芯的第一端处将第二集电器与所述多个圆柱形电池电芯的负极端子耦接。第一集电器和第二集电器之间可以设置有绝缘层。所述绝缘层可以将第一集电器与第二集电器电隔离。所述绝缘层可以将第一集电器和第二集电器结合以形成集成式集电器的单个结构。当所述多个圆柱形电池电芯与第一集电器和第二集电器电连接时，所述集成式集电器可提供结构支撑以将所述多个圆柱形电池电芯相对于彼此保持在固定位置。
这些和其它方面以及实施将在下面详细讨论。前述信息和以下详细描述包括各个方面和实施的说明性示例，并且提供了用于理解所要求保护的方面和实施的性质和特征的概览或框架。附图提供了对各个方面和实施的说明和进一步理解，并且被并入本说明书中并构成本说明书的一部分。
附图说明
附图不一定按比例绘制。在不同的附图中，相同的附图标号和标识表示相同的元件。为了清楚起见，不是每个部件都在每个附图中被标记。在附图中：
图1示出了为电动车辆供电的系统的一个说明性实施例；
图2示出了为电动车辆供电的系统的一个说明性实施例的分解图；
图3示出了为电动车辆供电的系统的一个说明性实施例的俯视图；
图4是描述安装有电池组的示例电动车辆的横截面的框图；
图5是描述用于提供为电动车辆供电的系统的方法的一个说明性实施例的流程图；以及
图6是描述用于提供为电动车辆供电的系统的方法的一个说明性实施例的流程图。
具体实施方式
以下是与用于为电动车辆供电的电池组的方法、设备、装置和系统相关的各种概念的更详细的描述，以及这些方法、设备、装置和系统的实施方式。以上介绍并在下面更详细讨论的各种概念可以以多种方式中的任何一种来实现。
本文公开的用于向电动车辆提供电力的系统和方法描述了电池组，电池组可以容纳在电动车辆中或设置在电动车辆内以向电动车辆提供电力。电池组可以包括多个电池模块。多个电池模块可以包括多个电池区块。电池区块可以包括多个圆柱形电池电芯。多个圆柱形电池电芯中的每一个可包括与集成式集电器装置耦接的正极端子和负极端子。集成式集电器装置可以包括嵌入在集成式集电器装置中的正极集电器和负极集电器，以提供单步双面点焊。例如，如本文所述的集成式集电器装置可提供耦接在每个电池的同一端或表面处的正极集电器和负极集电器。因此，正极和负极连接可以从每个电池的同一端或表面分别连接到集成式集电器装置的正极和负极集电器。
通过将具有正极集电器和负极集电器的集成式集电器装置安装或耦接到每个电池的同一端或表面，可以简化组装过程，并且可以减少例如在组装期间引入的缺陷。例如，电池组组装可能涉及许多部件，这可能使得组装和制造困难。考虑汽车电池组的缺陷率可以是例如百万分之二十五(PPM)，其中1PPM＝1缺陷/1,000,000。考虑到集电器通过焊接或引线接合电连接到电池，改进电池组制造可能是具有挑战性的。有源电部件的操作，例如在高压应用中的手工组装期间，可能需要很谨慎。本文所述的电池组包括与具有正极集电器和负极集电器的集成式集电器装置耦接的圆柱形电池电芯。本公开的集成式集电器装置可以减少部件数量、降低PPM并提高部件质量。嵌入的感测线可在焊接期间提供电池监测，在组装的早期阶段识别问题和缺陷。
其中图1示出了具有两个电池区块105(例如，第一电池区块105和第二电池区块105)的电池模块100。第一电池区块105和第二电池区块105可以是电池模块100的子部件。电池模块100可以指具有多个电池区块105(例如，两个或更多个)的电池系统。例如，多个电池区块105可以彼此电耦接以形成电池模块100。电池模块100可以形成为具有各种不同的形状。例如，电池模块100的形状可以被确定或选择为容纳电池组，相应的电池模块100将被设置在该电池组内。电池模块100的形状可以包括但不限于正方形、矩形、圆形或三角形。在共同的电池组中的电池模块100可以具有相同的形状。在共同的电池组中的一个或多个电池模块100可以具有与在共同的电池组中的一个或多个其他电池模块100不同的形状。
电池模块100中的电池区块105的数量可以变化，并且可以至少部分地基于要提供给电动车辆的能量或功率的量来选择。例如，电池模块100可以与电池组内的一个或多个汇流条耦接或与电动车辆的电池组耦接，以向电动车辆的其他电气部件提供电力。
电池模块100可以包括多个电池区块105。电池模块100可以包括多个电池座(例如，图2的第一电池座225和第二电池座230)，以将电池区块105保持或耦接在一起，并且将电池110耦接在一起以形成电池区块105。电池区块105可以使用一个或多个电池座225、230保持在一起。例如，单个电池座230、235可以在单个塑料壳体中容纳至少两个电池区块105。电池110可以使用粘合材料(例如，双组分环氧树脂、硅基胶或其他液体粘合剂)、热熔或压合而定位在电池座230、235中的相应一个内。电池110可以被定位在电池座230、235中的相应一个内以将它们保持在固定位置。例如，作为制造过程的一部分，电池110可以具有高度公差。这个公差可以通过将相应的电池110的顶部或底部定位到公共平面并且将它们固定在电池座230、235中的相应一个内来解决。例如，每个电池110的底端可以相对于彼此平放，以向冷板提供平坦的配合表面。电池110的顶端可相对于第一电池座230平放，以提供或形成用于形成电池到集电器连接(例如，引线接合、激光焊接)的平面。平面仅可以设置在电池110的顶部平面或底部平面上，因为电池座230、235可以使用粘合材料(例如，双组分环氧树脂、硅基胶或其他液体粘合剂)、螺栓/紧固件、压敏粘合剂(PSA)带或这些材料的组合保持在相应的电池模块100中。电池座230、235被放置或设置在其中的电池模块100的结构中，电池模块100的结构可以包括冲压、弯曲或成形的金属壳体，或者可以是通过注射成型或另一制造方法制成的塑料壳体。
第一电池区块和第二电池区块105包括多个电池110。电池110在一个或多个方面可以是均匀的或不均匀的，例如高度、形状、电压、能量容量、端子的位置等。第一电池区块105可以包括与第二电池区块相同数量的电池110，或者第一电池区块105可以具有与第二电池区块105不同数量(例如，多于、少于)的电池110。第一电池区块和第二电池区块105可以包括以任何配置(例如，N×N或N×M个电池的阵列，其中N、M是整数)布置的任何数量的电池110。例如，电池区块105包括两个电池110或五十个电池110。电池区块105内所包括的电池110的数量可以在该范围内或该范围外变化。部分地基于试图获得或达到的电池等级规范、电池模块等级要求、电池组水平要求或这些的组合，包括有电池区块105在内的电池110的相应电池区块105的数量可以随着变化。
包括在特定电池区块105中的电池110的数量可以至少部分地基于电池区块105的期望容量或电池区块105的特定应用来确定。例如，电池区块105可以包含并联电连接的固定"p"数量的电池，这可以提供"p"倍于单个电池容量的电池区块容量。相应的电池区块105(或电池块)的电压可以与单个电池110的电压相同(例如，0V至5V或其它范围)，其可以被视为例如可以串联连接到用于电池组的电池模块100中的更大的电池。例如，多个圆柱形电池电芯110可以提供比多个圆柱形电池电芯110中的每一个的电池容量大至少五倍的电池区块容量以存储能量。电池区块105可以在相应电池区块105的一对电池区块端子之间具有高达5伏的电压。
电池区块105可以各自包括一个或多个电池110，并且多个电池110中的每一个可以在对应电池的端子之间具有高达5伏(或其他限值)的电压。例如，电池区块105可以包括并联电连接的多个电池110的结构配置。多个电池中的每个电池可以与至少一个相邻的多个电池中的一个电池在空间上分开，例如两毫米(毫米)或更小。多个电池的结构配置可以形成用于存储能量的电池区块105，并且可以在相应电池区块105的端子之间具有高达5伏的电压。
例如，单个电池110可以具有4.2V的最大电压，并且相应的电池区块105可以具有4.2V的最大电压。例如，使用5伏/5安培小时(5V/5Ah)的电池且并联60个电池的电池区块105可以成为0V至5V、300Ah的模块单元。电池区块105可通过利用最有效的最小电池间间距(例如，从0.3毫米至2毫米的任何值)而具有高封装效率，该最有效的最小电池间间距防止热在块内传播，其中每个电池具有例如单独且隔离的通风口。例如，在本公开的电池区块105中可以实现小于1毫米的相邻电池之间的空间间隔。电池区块105因此可以是小的，例如小于0.05立方英尺，从而使得其具有高体积能量密度以用于高封装效率。
电池区块105可以包括电池110，电池110沿着每个电池110的最长尺寸互相平行布置。电池110可以被物理地布置为电池110的二维阵列(例如，如图1-3所示)，或者可以被物理地布置为电池110的三维阵列。例如，电池110可以被布置成具有三个值的阵列形式，诸如长度值160、高度值(或深度值)165和宽度值170，以形成电池区块105或电池模块100。如图1所示，电池模块100可以具有长度160×宽度170×高度165的尺寸。电池模块100可具有200毫米的长度值160、650毫米的宽度值170、以及100毫米的高度值165。长度160可以在25毫米至700毫米的范围内。宽度170的范围可以从25毫米到700毫米。高度值165(或深度)的范围可以从65毫米到150毫米。电池区块105或电池模块100的高度165可对应于(或取决于)电池110的部件的高度或最长尺寸。
多个电池110可以被装入电池区块105中。电池区块105可以形成为各种不同的形状，例如但不限于矩形、正方形或圆形。电池区块105可形成为具有托盘状形状，并可包括凸起边缘或边界区域。电池110可以通过电池区块壳体的凸起边缘或边界区域保持在固定位置。电池区块105可以被形成为使得其至少部分地围绕或包围每个电池110。电池区块105的体积可以小于1立方英尺(例如，小于0.15立方英尺)。例如，电池区块105的体积可以小于0.05立方英尺。
电池110可以设置或布置在第一电池区块和第二电池区块105中，并且可以布置成电池110的一行或多行和一列或多列。电池110的行或列中的每一行或列可以包括相同数量的电池110，或者它们可以包括不同数量的电池110。电池110可在空间上相对于彼此布置以减小电池区块105的总体积，以获得最小的单元间间距(例如，没有故障或性能的降级)，或获得足够数量的通气口。电池110的行可以相对于彼此以倾斜、交错或偏移的形式结构配置(见图3)。电池110可以以各种其它形式或结构配置放置。
共同的电池区块105(例如，相同的电池区块105)中的每个电池110可以在所有方向上与相邻或邻近的电池110间隔开范围从0.5毫米至3毫米的距离(例如，每个电池110之间的间隔为1.5毫米，每个电池110之间的间隔为2毫米)。在共同的电池区块105中的电池110可以一致地或均匀地间隔。例如，每个电池110可以与电池区块105中的一个或多个其他电池110间隔相同的距离。共同的电池区块105中的一个或多个电池110可以与共同的电池区块105的另一个或多个电池110间隔一个或多个不同的距离。不同电池区块105之间的相邻电池110可以间隔2毫米至6毫米范围内的距离。不同电池区块105的电池110之间的距离可以在应用和配置之间变化，并且可以至少部分地基于电池区块105的尺寸、电气间隙或爬电距离规格、或相应电池模块100的制造公差来选择。
电池区块105可以提供高达300安培小时(Ah)或更高的电池区块容量。电池区块105可以提供不同的容量值。例如，电池区块105可以提供与形成各个电池区块105的多个圆柱形电池电芯110中的圆柱形电池电芯110的总数相对应的容量值。例如，电池区块105可以提供在8Ah至600Ah范围内的电池区块容量。
电池区块105可以具有各种不同的形状。例如，电池区块105的形状可被确定或选择为可以容纳电池模块100或放置有相应的电池区块105电池组的形状。电池区块105可以具有例如正方形形状、矩形形状、圆形形状或三角形形状。共同的电池模块100中的电池区块105可以具有相同的形状，或者共同的电池模块100中的一个或多个电池区块105可以具有与共同的电池模块100中的一个或多个其它电池区块105不同的形状。
集成式集电器装置115可以被构建或成形为符合(或形成其一部分)电池区块105的形状和结构。例如，集成式集电器装置115可以形成电池区块105的顶部部分。一个或两个电池座可被构建或成形为符合(或形成其一部分)电池区块105的形状和结构。例如，电池座中的一个(例如，图2中的电池座225)可以形成电池区块105的顶部，并且另一个电池座(例如，图2中的电池座230)可以形成电池区块105的底部。
电池模块100可以包括单个电池区块105或多个电池区块105(例如，两个电池区块105，或多于两个电池区块105)。电池模块100中的电池区块105的数量可以至少部分地基于电池模块100的期望容量、配置或额定值(例如，电压、电流)或电池模块100的特定应用来选择。例如，电池模块100可以具有大于形成相应电池模块100的电池区块容量的电池模块容量。电池模块100可以具有大于相应电池模块100内的电池区块105的电池区块端子之间的电压的电池模块电压。电池区块105可以彼此相邻、堆叠或彼此接触地放置以形成电池模块100。例如，电池区块105可以放置使得第一电池区块105的侧表面与第二电池区块105的侧表面接触。电池模块100可以包括多于两个的电池区块105。例如，第一电池区块105可以具有与其它电池区块105的多个侧表面相邻或接触放置的多个侧表面。各种类型的连接器可以在电池模块100内将电池区块105耦接在一起。连接器可以包括但不限于带、线、带状连接、粘合层或紧固件。电池区块105和电池模块100之间的电连接可以使用具有紧固件的铝母线或铜母线(各种形状的冲压/切割金属件)、线和带(铝、铜或两者的组合)、具有铜缆的压合螺柱和连接器、或弯曲/成形/冲压的铜或铝板。
第一电池区块和第二电池区块105可以各自包括集成式集电器装置115。例如，第一集成式集电器装置115(例如，多层集电器)与第一电池区块105耦接，并且第二集成式集电器装置115(例如，多层集电器)与第二电池区块105耦接。第一集成式集电器和第二集成式集电器115可以包括或形成为多层集电器，该多层集电器具有至少一个正极集电器层(例如，图2的第一集电器205)、至少一个负极集电器层(例如，图2的第二集电器215)以及设置在正极集电器层与负极集电器层之间的至少一个绝缘层(例如，图2的绝缘层210)。集成式集电器115可与第一电池座耦接、设置在第一电池座内或嵌入第一电池座中。第一集成式集电器和第二集成式集电器装置115各自与多个电池110耦接。例如，第一集成式集电器装置115与第一多个电池110耦接，并且第二集成式集电器装置115与第二多个电池110耦接。
感测线130可以与第一集成式集电器和第二集成式集电器115耦接、设置在第一集成式集电器和第二集成式集电器115上或嵌入第一集成式集电器和第二集成式集电器115中，或者嵌入电池座中，该电池座耦接到与第一和第二集成式集电器115或者形成为第一和第二集成式集电器115的部件。在形成第一集成式集电器和第二集成式集电器115的模制过程期间或之后，感测线130可以与第一和第二集成式集电器115耦接、设置在第一和第二集成式集电器115上或嵌入第一和第二集成式集电器115中。感测线130可与正极集电器(例如，图2的第一集电器205)和负极集电器(例如，图2的第二集电器215)耦接，并且可用于测量由电池管理单元(BMU)140收集的电池信息。
电池管理单元140可以通过电池管理单元导线145与感测线130耦接。电池管理单元140可以包括处理器或计算机模块，并且被配置为测量与电池模块100以及第一电池区块105和第二电池区块105的不同组件或层相对应的信息或数据。例如，电池管理单元140可以请求、接收或测量电池信息，例如但不限于温度数据、电流传感器数据或电压数据，这些数据对应于电池模块100以及第一电池区块105和第二电池区块105的不同部件或层。电池管理单元140可以是与图1所示的电池模块100分离的部件，或者电池管理单元140可以形成或嵌入到集成式集电器115的绝缘层(例如绝缘层210)中。例如，在注塑期间，绝缘层210可以将电池管理单元140结合到单个结构中。电池管理单元140可以在注塑期间将温度传感器、电流传感器或电压传感器中的至少一个包括或耦接到单个结构中。
感测线130可以包括导电材料，例如但不限于导线、电缆、连接迹线、传输线、总线或形成在第一集成集电器和第二集成集电器115上或嵌入第一集成集电器和第二集成集电器115中的其它形式的信号路径。感测线130可以嵌入到第一集电器205或第二集电器215中。例如，感测线130可以嵌入到第一集电器205或第二集电器215的塑料隔离部分或包塑件部分中。感测线130可用于监控数据，例如温度数据和电压数据。用于电压数据或温度数据的感测线130与第一集电器205或第二集电器215之间的连接可以通过作为包塑集成的直接接触或诸如引线接合或激光焊接的其它技术的一部分来进行。导电材料可以包括合金或金属，例如铝或铜。
集成式集电器装置115可以被模制或以其他方式制造为单个部件，该单个部件包括电池容纳结构(例如，第一电池座225、第二电池座230)、集电器(例如，图2的第一集电器205、图2的第二集电器215)，并且可以包括感测线130。这种集成式集电器装置115可以指集成式电池座。例如，在组装期间，操作人员或机器可以接收集成式电池座并且可以将电池插入单个集成式电池座以形成电池区块(例如，而不是将电池组装到各种不同的部件以形成电池区块)。该组装过程可以将电池区块放置成准备用于焊接以将电池端子连接到适当的集电器。每个感测线130可以嵌入到集成式电池座中，并且可以在焊接期间和之后作为质量检查用于测量电池区块的电压或温度。因此，单个集成式集电器装置115可以提供多种功能并且可以在单个阶段内组装到电池，而不是设计在组装过程中的不同阶段附接到电池的独立部件。这种单个部件设计可以减少部件数量，并且可以降低百万分之缺陷率(PPM)并且可以提高部件质量。此外，嵌入的感测线可使得在焊接期间进行电池监测，并且可在组装的早期阶段识别问题和缺陷。这与在焊接之后将感测线焊接到集电器的技术相反，该技术不具有在焊接期间将相关联的电池区块附接到电池管理单元140并且在早期阶段识别问题的相同能力。
图2提供了示例性电池区块105的部分分解图，该电池区块具有设置在第一电池座225和第二电池座230之间的多个电池110，并且示出了集成式集电器115的不同层或部件。例如，集成式集电器115包括第一集电器205、绝缘层210和第二集电器215。集成式集电器115可与第一电池座225耦接、设置在第一电池座225内或嵌入第一电池座225中。
第一电池座225或第二电池座230可以包括多个层(例如，导电层、非导电层)，多个层将多个电池110彼此耦接。第一电池座225和第二电池座230中的每一个都可以包括导电层和非导电层的交替或交错的层。例如，第二电池座230可以包括正导电层、具有非导电材料的绝缘层和负导电层。第一集电器205和第二集电器215可由导电材料形成，并且可与绝缘层210(例如，不导电材料)一起模制以形成单个集成式集电器装置115(例如，单片装置)。
第一电池座225和第二电池座230可以容纳、支撑、保持、放置或布置电池110以形成第一电池区块或第二电池区块105，并且在本文中可以被称为结构层。例如，第一电池座225和第二电池座230可以将电池110保持在预定位置或预定布置中，以提供在每一个电池110之间的本文描述的空间分隔(例如，间隔)。电池110可相对于第一电池座225或第二电池座230的表面均匀地间隔开。第一电池座225可以与每个电池110中的顶表面耦接或者设置在该顶表面上或上方。第二电池座230可以与每一个电池110中的底表面耦接或接触。
电池座225、230可以提供相邻电池110之间的小于1毫米(或小于1.2毫米，或小于2毫米，或其他预定值或范围)的空间间隔。相邻的电池110可以指最接近的相邻电池对。空间间隔在相邻的电池对之间可以是均匀的，或者在某些电池对组之间可以是变化的。电池区块105内的电池110的布置，包括相邻电池110之间的空间间隔，可以提供比单个电池110实施方式的体积能量密度更高的体积能量密度。相邻电池110之间的空间间隔可以使得电池110之间有适当或充分的热耗散，或者避免电池110之间的电弧，以及可能的其他保护特征。
电池座225、230可以结合诸如通道150或引导通风口的结构，来接收、引导或释放高能或高压气体。例如，多个通道150可以形成在集成集电器装置115、第一电池座225或第二电池座230中以排出来自多个电池释放的气体。通道150或引导通风口可以例如通过耦接到这些通风口而接收通过并入电池110中的通风口释放的气体。电池座225、230可以包括适当导热的材料，以传递、传播或耗散由电池110产生的热量。
图2包括第一电池座225的不同层的示例视图。特别地，图2示出了设置在非导电层210的第一表面(例如，顶表面)之上、与其耦接或与其接触的第一导电层205的第二表面(例如，底表面)。非导电层210的第二表面(例如，底表面)设置在第二导电层215的第一表面(例如，顶表面)上方、与其耦接或与其接触。第二导电层215的第二表面(例如，底表面)设置在第一电池座225的第一表面(例如，顶表面)上方、与其耦接或与其接触。
在一个示例中，第一电池座225可以保持、容纳或对准第一导电层205、非导电层210和第二导电层215。例如，第一电池座225可以包括边界或围绕第一电池座225的边界形成的凸起边缘，使得第一导电层205、非导电层210和第二导电层215可以被设置在边界或凸起边缘内。围绕第一电池座225的边界或围绕边界形成的凸起边缘可以将第一导电层205、非导电层210和第二导电层215保持在固定位置并且彼此物理接触。第一电池座225、第一导电层205和第二导电层215(具有或不具有非导电层210)可以使用非导电材料模制或结合到单个部件或装置(例如，集成式集电器装置115)中。非导电材料可在模制过程中形成非导电层210。模制过程可以包括或使用注塑、砌块成型、压塑、气体辅助模塑、结构发泡模塑、热成型、旋转模塑、薄膜嵌入成型和铸造法的至少一种。
第一导电层205、非导电层210、第二导电层215、第一电池座225和第二电池座230可以分别包括多个孔240、245、250、255、260。孔240、245、250、255、260的数量可以部分地基于第一导电层205、非导电层210、第二导电层215、第一电池座225、第二电池座230和电池110的尺寸和尺度来选择。例如，第一导电层205可以包括具有第一形状的第一多个孔240。非导电层210可以包括具有第二形状的第二多个孔245。第二导电层215可以包括具有第三形状的第三多个孔250。第一电池座225可以包括具有第四形状的第四多个孔255。第二电池座230可包括具有第五形状的第四多个孔260。孔240、245、250、255、260可以包括穿过各个层中的每一个形成的开口或洞，或者形成到各个层或结构中的凹槽。孔240、245、250、255、260可以在电池区块105内相对于彼此(或与电池)对准。孔240、245、250、255中的一个或多个可以延伸穿过多个层(例如，穿过第一导电层205、非导电层210、第二导电层215和第一电池座225)。例如，孔240、245、250、255可以共同形成例如从集成式集电器装置115的顶表面到底表面的延伸孔。孔240、245、250、255中的两个或更多个可以在模制过程期间被保持、对准、连接、延伸、实施或形成为延伸孔(例如，使用对准结构或铸件)。在模制过程中使用的非导电材料的一部分可用于形成延伸孔的一个或多个部分(例如，在集成式集电器装置115的顶表面和底表面处)。
第一多个孔240、第二多个孔245、第三多个孔250、第四多个孔255和第五多个孔260中的一个或多个的形状、尺寸或几何形状可以不同。第一多个孔240、第二多个孔245、第三多个孔250、第四多个孔255和第五多个孔260中的一个或多个的形状、尺寸或几何形状可以相同或基本相似。第一形状、第二形状、第三形状、第四形状和第五形状中的两个或更多个可以至少部分地相对于彼此一致。第一多个孔、第二多个孔、第三多个孔、第四多个孔和第五多个孔中的两个或更多个可以相对于彼此对准。孔240、245、250、255、260的形状、尺寸或几何形状可以至少部分地基于电池110的形状、尺寸或几何形状来确定。例如，多个电池110可以设置或放置在第一电池座225的第二表面(例如，底表面)与第二电池座230的第一表面(例如，顶表面)之间。第一电池座225或第二电池座230可以分别使用多个第四多个孔255或第五多个孔260来保持、容纳或对准多个电池110。例如，电池110中的每一个可以分别地设置在电池区块105内，使得电池110的底端或底部部分被设置在、耦接或接触形成于第二电池座230中的第五多个孔260中的至少一个孔，并且电池110的顶端或顶部部分被设置在、耦接或接触形成于第一电池座225中的第四多个孔255中的至少一个孔。
第一导电层205、非导电层210和第二导电层215(作为集成集电器装置115的一部分)的孔240、245、250可以使得电池110中的每一个连接到正极层(例如，第一导电层205)或负极层(例如，第二导电层215)。例如，引线接合(例如，图3的引线接合305)可以延伸穿过孔240、245、250，以将电池110的正极端子或表面与第一导电层205耦接。因此，孔240、245、255的尺寸可被设计为具有大于引线接合305的直径或横截面形状的直径或开口。负极接片(例如，图3的负极接片310)可从第二导电层215延伸，并且连接到至少两个电池110上的负极表面或负极端子。因此，孔240、245、250的尺寸可以被确定为具有大于负极接片310的尺寸、或者大于引线接合的直径或截面形状的尺寸。例如，引线接合可以从负极接片延伸以与电池110上的由孔250暴露的负极端子的一部分耦接。因此，孔240、245、250中的一个或多个的尺寸可被设定成具有大于负极接片的尺寸或大于引线接合的直径或横截面形状的尺寸。孔240、245、250、255、260的形状可包括圆形、矩形、正方形或八边形形状或作为一些实例的形式。孔240、245、250、255、260的尺寸可以包括例如21毫米或更小的宽度。孔240、245、250、255、260中的一个或多个孔的尺寸可以是例如12毫米宽和30毫米长。
孔240、245、250可以形成使得它们比孔255、260小。例如，孔255和260可以具有在10毫米至35毫米(例如，18毫米至22毫米)范围内的直径。孔240、245、250可以具有在从3毫米到33毫米的范围内的直径。如果孔255、260形成为具有正方形或矩形形状，则孔255、260可以具有在4毫米至25毫米(例如，10毫米)范围内的长度。如果孔255、260形成为具有正方形或矩形形状，则孔255、260可具有在4毫米至25毫米(例如，10毫米)范围内的宽度。例如，孔255、260可以具有10毫米×10毫米的尺寸。如果孔240、245、250形成为具有正方形或矩形形状，则孔240、245、250可以具有在2毫米至20毫米(例如7毫米)范围内的长度。如果孔240、245、250形成为具有正方形或矩形形状，则孔240、245、250可以具有在2毫米至20毫米(例如7毫米)范围内的宽度。例如，孔240、245、250可以具有7毫米×7毫米的尺寸。
孔245可以形成使得它们相对于孔240更小(例如，具有更小的尺寸)或偏移。例如，孔245可以对应于孔240，例如具有相同的几何形状，仅具有偏移以使孔245相对于孔240更小。例如，偏移可以在0.1毫米到6毫米的范围内，这取决于隔离、爬电距离和间隙要求。孔245的尺寸可以与孔240相同或一致。
孔240、245、250可以形成为各种形状。例如，孔240、245、250可以不形成为不同的图案开口或形成为具有不同的图案开口。例如，孔240、245、250可以形成为从层205、210、215中的相应一个的侧面的几何切口。孔240、245、250可以分别形成为围绕层205、210、215中的相应一个的周边的半圆形切口。
第一导电层205和第二导电层215可以包括导电材料、金属(例如，铜、铝)或金属材料。第一导电层205可以是正导电层或带正电的层。第二导电层215可以是负导电层或带负电的层。第一导电层205和第二导电层215可以具有在0.1至8毫米(例如，1.5毫米)的范围内的厚度。例如，第一集电器205或第二集电器215可以包括或者由薄导电金属(例如，厚度小于5毫米，但可以考虑其它尺寸)或金属层制成。第一导电层205和第二导电层215可以具有与电池区块105相同的长度。第一导电层205和第二导电层215可以具有与电池区块105相同的宽度。
第一集电器205可由金属例如铜或铝制成，并且可被固定或安装(例如，直接)在电池上。第一集电器205可设计或实施为具有精确的切口或孔240，由此可通过从正引线接合焊接到第一集电器205(例如，第一集电器205的顶表面部分或对应的孔240的边缘表面部分)来形成正极端子连接。第一集电器205可以被设计或实施为在层的一个或多个边缘处或沿着层的一个或多个边缘具有部分切口或部分形成的孔240，以通过层来暴露电池110的至少一个正极端子。第二集电器215可以被设计或实施为具有精确的切口或孔250，其中引线接合头可以接触电池110的边缘并接合到第二集电器215。第二集电器215可以被设计或实施为在层的一个或多个边缘处或沿着层的一个或多个边缘具有部分切口或部分形成的孔250，以通过层来暴露电池110的至少一个正极端子。第二集电器215可被设计或实施为支持例如电阻焊接，其中接合头可直接接触第二集电器215并焊接到边缘以形成负极端子连接。
绝缘层210的一部分可以设置或位于第二集电器215上方，以提供与第一集电器205的隔离。绝缘层210(或非导电层)可包括绝缘材料、塑料材料、环氧树脂材料、FR-4材料、聚丙烯材料或衍射材料。可以选择非导电层210的尺寸或几何形状以在第一导电层205和第二导电层215之间提供预定的爬电距离、间隙或间隔(有时称为爬电间隙规范或要求)。例如，可以选择非导电层210的厚度或宽度，使得当非导电层210被布置在第一导电层205和第二导电层215之间时，第一导电层205与第二导电层215间隔开至少3毫米。非导电层210可以形成为具有提供预定爬电距离、间隙或间隔的形状或几何结构。例如，非导电层210可以具有与第一导电层205和第二导电层215不同的尺寸，使得非导电层210的端部或边缘部分相对于水平面或垂直面比第一导电层205和第二导电层215的端部或边缘部分延伸更远(例如，更长)。非导电层210的端部或边缘部分延伸出的距离可以提供预定的爬电距离、间隙或间隔(例如，3毫米的爬电距离或间隙)。将第一导电层205与第二导电层215分开的非导电层210的厚度和绝缘结构可以提供预定的爬电距离、间隙或间隔。因此，可以部分地基于满足爬电间隙规范或要求来选择非导电层210的尺寸。非导电层210的尺寸可以减小或消除第一导电层205和第二导电层215之间的电弧。非导电层210可以具有范围从0.1毫米到8毫米(例如，1毫米)的厚度。非导电层210可以具有与电池区块105相同的宽度。例如，非导电层210可以具有在从25毫米到700毫米的范围内的宽度(例如，330毫米)。非导电层210可以具有与电池区块105相同的长度。例如，非导电层210可以具有在从25毫米到700毫米的范围内的长度(例如，150毫米)。
电池座225、230的材料和结构配置可以提供电池之间的空间分离，使得满足或超过用于支持电池组440的端子之间的特定电压(例如，400V或450V)或使用电池区块105实现的电池模块100的端子的特定电压(例如，60V)的爬电距离或间隙(爬电间隙)要求。爬电距离可以指沿着汇流条、电路板或其他连接结构的表面测量的电池110(例如，类似电池110的端子)之间的连接或焊接点之间的间距(例如，最短距离)。间隙可以指通过空气或空间测量的电池110(例如，电池的类似端子)之间的连接或焊接点之间的间距(例如，最短距离)。
第一电池座225、第二电池座230和非导电层210可以包括非导电性阻燃材料或由非导电性阻燃材料模制，例如以提供刚性开口槽来保持电池110。第一电池座225和第二电池座230可具有UL94等级的V-0或更大的阻燃性等级(例如，FR等级)。例如，第一电池座225或第二电池座230可具有V-0的UL94(例如，塑料材料的塑料可燃性)等级，其对应于相应层的壁部分的厚度。壁厚越薄，越难以获得V-0等级。因此，第一电池座225或第二电池座230可以具有在0.5毫米至2.5毫米之间的厚度。第一电池座225和第二电池座230可以包括例如塑料材料、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)材料、聚碳酸酯材料或具有玻璃填充物的尼龙材料(例如PA66尼龙)。第一电池座225和第二电池座230的刚性可以对应于形成相应的第一电池座225和第二电池座230的材料性质，诸如挠曲模量。
非导电层210可以包括绝缘材料或具有高介电强度的非导电材料，其可以提供电隔离。绝缘材料可具有范围从250伏/密耳到350伏/密耳的介电强度。例如，绝缘材料或非导电材料可以具有300伏/密耳的介电强度(其它值或值的范围都有可能)。
非导电材料可将第一集电器205和第二集电器215保持在一起或保持在固定位置。非导电材料可具有8,000psi(磅/平方英尺)至10,000psi范围内的拉伸强度。例如，第一电池座225和第二电池座230可具有9,000psi的抗拉强度(其它值或值的范围都有可能)。非导电材料可具有350,000psi至450,000psi范围内的挠曲模量(例如，刚度/柔性)。例如，第一电池座225和第二电池座230可具有400,000psi的挠曲模量(例如，刚度/柔性)(其它值或值的范围都有可能)。介电强度、拉伸强度或挠曲模量的值可在这些值或值的范围之外变化，并且可以部分地基于例如第一电池座225和第二电池座230的特定应用或规格来选择。
非导电层210可提供或包括保形涂层或叠片层，其防止第一集电器205和第二集电器215(例如，正极集电器和负极集电器)短路，并且可以暴露焊接区域(例如，用于焊接至电池端子)。这种设计可以支持不同的焊接技术，例如引线接合或激光焊接(例如，用于负极连接)。
例如，使用本文讨论的单面焊接方法，分别到第一集电器205和第二集电器215的正极端子连接和负极端子连接可以从电池110的与边缘220(例如，顶盖)所在的相同的端部制成。边缘220、顶帽组件的边缘或其它部分可形成或提供负极端子，并且可焊接到集电器上以用于负极收集。例如，可以在顶盖处(例如，沿着延伸到电池的圆柱形表面中的圆形边缘)对边缘220的窄且非平坦(突出)的轮廓进行焊接，以将负极端子连接到用于负极集电的集电器的一部分。例如，可以进行焊接以将负极端子连接到用于负极集电的集电器(例如，负极集电器)的孔边缘(例如，孔的接片部分或突出部分)或上表面部分(例如，孔的接片部分或突出部分)。顶盖的正极端子接片部分可连接到用于正极集电的集电器(例如，第一集电器)的一部分。例如，可对用于正极集电的集电器的孔边缘或顶表面部分进行焊接。因此，根据本文公开的概念，提供了一种集电器构造，其可在顶盖端处支撑正和负焊接连接，可支持一种或多种焊接方法，可支持工具通道(例如，用于焊接、组装)，并且可提供负极集电器与正极集电器之间的隔离。
术语"焊接"在本文中有时以示例的方式使用(例如，在电阻/激光焊接或将集电器电连接至端子中)，并且不旨在以任何方式限制为特定的连接方式。如本文所公开的，术语"焊接"有时与连接或接合(例如，引线接合305)可互换地使用。例如，引线接合305可以包括与电池110的表面焊接、连接或接合的第一端和与导电正极层205焊接、连接或接合的第二端。负极接片310可以包括与至少两个电池110的表面焊接、连接或结合的第一端和与导电负极层215焊接、连接或结合的第二端。
多个电池110中的每一个可以是圆柱形形状或结构。电池110可以具有顶盖或边缘220。边缘220可以包括、结合或保持位于顶盖内或顶盖中心处的突片或导电结构，该顶盖形成电池110的正电端子。电池110可以由金属或导电壳体形成。壳体或外表面作为电池110的主外罩。罐可以包括形成电池110的负电端子的表面结构。图2示出了圆柱形电池电芯110的示例性实施例中的多个。取决于每个电池110的形状，电池110可以在空间上相对于彼此布置以减小电池区块105的总体积，使得具有最小的电池间间距(例如，没有故障或性能的降级)，或允许足够数量的通气口。例如，电池110的行可以相对于彼此以倾斜或偏移的形式布置。电池110可以以各种其它形式或结构放置。
图3示出了电池模块100的俯视图，示出了第一电池区块105和第二电池区块105中的每一个中的电池110的示例布置。电池区块105可以包括一对端子330、335。例如，电池区块105包括第一电池区块端子330和第二电池区块端子335。第一电池区块端子330可对应于正极端子，并且第二电池区块端子335可对应于负极端子。多个圆柱形电池电芯110可提供比多个圆柱形电池电芯110中的每一个的电池容量大至少五倍的电池区块容量以存储能量。电池区块105可以在一对电池区块端子330、335之间具有高达5伏的电压。例如，第一电池区块端子330可与5V耦接，并且第二电池区块端子335可与0V耦接。第一电池区块端子330可与+2.5V耦接，并且第二电池区块端子335可与-2.5V耦接。因此，第一电池区块端子330和第二电池区块端子335之间的电压差可以是5V或高达5V。
第一电池区块和第二电池区块105中的电池110可以布置成电池110的一行或多行和一列或多列。单独的电池110可以是圆柱形电池电芯或其它类型的电池。根据每个电池110的形状，电池110可以在空间上相对于彼此布置，以减小电池区块105的总体积，以使电池具有最小的电池间间距(例如，没有故障或性能的降级)，或者允许足够数量的通气口。例如，图3示出了以相对于彼此倾斜或偏移的形式布置的每行电池110。电池110可以以各种其它形式或结构放置。
在共同的电池区块105中的电池110可以是均匀间隔的、统一间隔的，或者在共同的电池区块105中的一个或多个电池110可以与共同的电池区块105的另外的一个或多个电池110间隔一个或多个不同的距离。共同的电池区块105(例如，相同的电池区块105)中的每个电池110可以在所有方向上与相邻或邻近的电池110间隔开范围从0.5毫米至3毫米的距离(例如，每个电池110之间的间隔为1.5毫米，每个电池110之间的间隔为2毫米)。例如，第一电池110可以与相邻的第二电池110间隔开1.5毫米的距离，并且与相邻的第三电池110间隔开1.5毫米的距离。在共同的电池区块105中的电池110可以是均匀间隔的，或者是统一间隔的。共同的电池区块105中的一个或多个电池110可以与共同的电池区块105的另一个或多个电池110间隔一个或多个不同的距离。取决于每个电池110的形状，电池110可以在空间上相对于彼此布置以减小电池区块105的总体积，使得具有最小的电池间间距(例如，没有故障或性能的降级)，或允许足够数量的通气口。例如，每行电池110可以相对于彼此以倾斜或偏移的形式布置。电池110可以以各种其它形式或结构放置。
不同电池区块105(例如，相邻电池区块105)之间的电池110(例如，相邻电池110)可以间隔2毫米至6毫米范围内的距离。例如，沿着第一电池区块105的边缘设置的一个或多个电池110可以与第一电池区块105的边缘间隔从0毫米到1毫米的范围内的距离(例如，0.5毫米)，并且沿着第二电池区块105的边缘设置的一个或多个电池110可以与第二电池区块105的边缘间隔在从0毫米到1毫米的范围内的距离(例如，0.5毫米)。第一电池区块和第二电池区块105的边缘可以彼此耦接、彼此接触或彼此面对，使得沿着第一电池区块105的边缘设置的一个或多个电池110与沿着第二电池区块105的边缘设置的一个或多个电池110间隔开2毫米至6毫米范围内的距离(例如，4.5毫米)。不同电池区块105的电池110之间的距离可以变化，并且可以至少部分地基于电池区块105的尺寸、相应电池模块100的电气间隙或爬电距离规格、或制造公差来选择。例如，电池110可以基于预定的制造公差与第二电池110、不同的电池间隔开一定距离，所述预定的制造公差可以控制或限制电池110可以相对于彼此放置得有多近。
电池110可以各自与第一电池座225的第一层205(例如，正导电层)耦接。例如，第一电池座225可以包括多个层，例如形成正极集电器205的第一层、具有非导电材料的绝缘层210以及形成负极集电器215的第二层。每个电池110可以包括一对电池端子320、325。例如，电池110可以包括正极端子320和负极端子325。每个电池110的一对端子320、325可以在相应端子之间具有高达5V的电压。例如，正极端子320可与+5V耦接，而负极端子325可与0V耦接。正极端子320可与+2.5V耦接，且负极端子325可与-2.5V耦接。因此，每个电池110的正极端子320和负极端子325之间的电压差可以是5V或高达并包括5V的任何值。
电池110的正极端子320可以使用引线接合305或其他方式与第一电池座225的第一层205连接。电池110的负极端子325或负极表面可通过负极接片310与第一电池座225的第二层215连接。电池110的正极端子320和负极端子325可以形成在相应电池110的相同表面(或端部)的至少一部分上或与其耦接。例如，正极端子320可以形成在电池110的第一表面(例如，顶表面、侧表面、底表面)上或与其耦接，并且电池110的负极端子325可以形成在相同的第一表面上或与其耦接。因此，可以从电池110的相同表面(或端部)进行到正汇流条和负汇流条或集电器的连接，以简化电池110在电池区块105内的安装和连接。
负接片310可将至少两个电池110与第一电池座225的导电负层215耦接。负接片310可以是导电负层215的一部分，例如形成为导电负层215的平面内的延伸或结构特征，或者部分地延伸超出该平面。负接片310可以包括导电材料，例如但不限于金属(例如铜、铝)或金属合金或材料。负接片310可形成或提供接触点，以将电池110耦接到第一电池座225的负极集电器215。负接片310可与电池110的顶部或顶表面(例如，负极端子325)耦接或接触。负接片310可与电池110的侧表面耦接或接触。负接片310可与电池110的底部或底表面耦接或接触。负接片310耦接的电池110的表面或部分可以对应于第一电池座225相对于电池110的放置。
负接片310可以具有被构造成与至少两个电池110的表面耦接或接触的形状。负接片310可以以各种不同的形状形成，并且具有各种不同的尺寸(例如，符合电池110的尺寸和它们的相对位置)。负接片310的形状可以包括但不限于矩形、正方形、三角形、八边形、圆形形状或形式，或者矩形、正方形、三角形或圆形形状或形式的一种或多种组合。例如，负接片310可以形成为具有一个或多个侧面(例如，部分或边缘)，该一个或多个侧面具有圆形或弯曲形状或形式以接触电池的表面和具有直的或成角度的形状。负接片310的特定形状、形式或尺寸可以至少部分地基于电池110的形状、形式或尺寸或者第一电池座225的形状、形式或尺寸来选择。负接片310的形状和结构可以二维或三维地形成。例如，负接片310的一个或多个边缘或部分可以被折叠或形成为适合于结合到电池110的负极端子部分的形状或结构。对于二维负接片310(例如，具有与对应的导电负层的厚度一致的厚度的负接片310)，负接片310可以包括一个或多个参数或利用一个或多个参数来描述，所述参数例如长度、宽度、表面积和曲率半径。对于三维负接片310(例如，具有与对应的导电负层的厚度至少一部分不一致的负接片310)，负接片310可以包括一个或多个参数或利用一个或多个参数来描述，所述参数包括长度、宽度、高度(或深度、厚度)、一个或多个表面积、体积和曲率半径。三维负接片310可以包括折叠、弯曲或加重部分，该部分为电池110的负极表面提供更大的表面以与其耦接或接触。例如，三维负接片310可以具有比二维负接片310更大的厚度。
引线接合305可以是正引线接合305，其可以将至少一个电池110与电池座225的导电正层205耦接。引线接合305可以以各种不同的形状形成，并且具有各种不同的尺寸。引线接合305的特定形状或尺寸可以至少部分地基于电池110的形状或尺寸或或第一电池座的形状或尺寸来选择。例如，引线接合305的尺寸可以被设计为从电池110的顶表面、侧表面或底表面延伸。如图3所示，引线接合305可以从电池110的顶表面(例如，正极端子320)延伸并且延伸穿过形成在形成第一电池座225的不同层中的每一个层中的孔240、245、250，以接触电池座225的导电正层205的顶表面。可以选择或实施引线接合305的形状，以便当引线接合305延伸穿过形成第一电池座225的不同层时不接触第一电池座225的负层。引线接合305的形状或形式可以包括矩形、圆柱形、管形、球形、带状或卷带状、弯曲形状、柔性或缠绕形状、或细长形状。引线接合305可以包括导电材料，例如但不限于铜、铝、金属或金属合金或材料。
图4示出了安装有电池组440的电动车辆405的横截面图400。电池组440可以包括多个电池模块100。多个电池模块100可以包括多个电池区块105。电池区块105可以包括多个圆柱形电池电芯110。多个圆柱形电池电芯110中的每一个可以包括与集成式集电器装置115耦接的正极端子320和负极端子325。电池组440可容纳或设置在电动车辆405内。电动车辆405可以包括自主、半自主或非自主的人类操作车辆。电动车辆405可以包括混合动力车辆，其由车载电源和汽油或其他动力源操作。电动车辆405可以包括汽车、轿车、卡车、客车、工业车辆、摩托车和其他运输车辆。电动车辆405可以包括底盘410(在本文中有时被称为框架、内部框架或支撑结构)。底盘410可以支撑电动车辆405的各种部件。底盘410可以横跨电动车辆405的前部415(有时在此称为发动机罩或顶盖部分)、主体部分420和后部425(有时在此称为行李箱部分)。前部415可以包括电动车辆405的从前保险杠到电动车辆405的前轮舱的部分。主体部分420可以包括电动车辆405的从电动车辆405的前轮舱到后轮舱的部分。后部425可以包括电动车辆405的从后轮舱到电动车辆405的后保险杠的部分。
电池组440可以安装或放置在电动车辆405内，电池组440包括有与集成式集电器装置115耦接的圆柱形电池电芯110。例如，电池组440可以与电动车辆405的传动系单元耦接。传动系单元可以包括电动车辆405的部件，其产生或提供电力以驱动车轮或移动电动车辆405。传动系单元可以是电动车辆驱动系统的部件。电动车辆驱动系统可以向电动车辆405的不同部件传输或提供电力。例如，电动车辆传动系统可将动力从电池组440传输到电动车辆405的一个或多个轮轴。电池组440可被安装在前部415、主体部分420(如图4所示)或后部425内的电动车辆405的底盘410上。第一汇流条435和第二汇流条430可与电动车辆405的其它电气部件连接或以其它方式电耦接，以将电力从电池组440提供到电动车辆405的其它电气部件。
电池组440可以包括具有多个电池模块100(例如，两个或更多个)的电池系统。多个电池模块100可以使用一个或多个电连接器例如汇流条彼此电连接以形成电池组440。例如，电池区块105可以被电耦接或电连接到一个或多个其他电池区块105以形成具有指定容量和电压的电池模块100或电池组440。单个电池模块100中的电池区块105的数量可以变化，并且可以至少部分地基于相应电池模块100的期望容量来选择。单个电池组440中的电池模块100的数量可以变化，并且可以至少部分地基于相应电池组440的期望容量来选择。例如，电池组440中的电池模块100的数量可以变化，并且可以至少部分地基于要提供给电动车辆的能量的量来选择。电池组440可与电动车辆的传动系统的一个或多个汇流条耦接或连接，以向电动车辆的其它电气部件提供电力(例如，如图4中所示)。
电池区块105和电池模块100可以与一个或多个其它电池区块105和电池模块100组合，以形成具有指定容量和指定电压的电池组440，该指定电压大于电池区块105或电池模块100的端子之间的电压。例如，高转矩电动机可以由电池组440适当地供电，该电池组由并联连接的多个电池110(例如，500个电池)、电池区块105或电池模块100形成，以增加容量并增加可以放电的电流值(例如，以安培或安培数为单位)。使用并联连接的至少一些电池区块105或电池模块100形成的电池组440可以提供比每个电池区块105或电池模块100的两端端子之间的电压大的电压。电池组440通过包括电池区块105和电池模块100的各种配置而可以包括任何数量的电池110。
电池模块100或电池组440具有一个或多个电池区块105，电池模块100或电池组440可以在具有初始未知的空间约束和变化的性能目标的电池模块100或电池组440的设计中提供灵活性。例如，标准化和使用小电池区块105可以减少部件的数量(例如，与使用单个电池相比)，这可以降低制造和组装的成本。具有一个或多个如本文所公开的电池区块105的电池模块100或电池组440可提供在当今市场上不可获得的物理上更小的、模块化的、稳定的、高容量或高功率的装置，并且可为可被封装到各种应用中的理想电源。
电池组440的形状和尺寸可被选择以适应在电动车辆405内的安装。例如，电池组440的形状和尺寸可被设计成与电动车辆405的传动系统(其包括电气系统的至少一部分)的一个或多个汇流条430、435耦接。电池组440可具有矩形形状、正方形形状或圆形形状，以及其它可能的形状或形式。电池组440(例如，电池组440的壳体或外罩)可以成形为将电池模块100保持或放置在电动车辆405的传动系统内。例如，电池组440可形成为具有托盘状形状，并且可包括凸起边缘或边界区域。多个电池模块100可设置在电池组440内，并可通过电池组440的凸起边缘或边界区域保持在固定位置。电池组440可以与电池模块100的底表面或顶表面耦接或接触。电池组440可以包括多个连接器，以将电池组440内的电池模块100耦接在一起。连接可以包括但不限于带、线、粘合材料或紧固件。
电池区块105可以彼此耦接以形成电池模块100，并且多个电池模块100可以彼此耦接以形成电池组440。单个电池模块100中的电池区块105的数量可以变化，并且可以至少部分地基于相应电池模块100的期望容量或电压来选择。单个电池组440中的电池模块100的数量可以变化，并且至少部分地基于相应电池组440的期望容量来选择。例如，高扭矩马达可以由具有多个电池模块100的电池组440，具有多个电池区块105的电池模块100，具有多个电池110的电池区块105来适当地供电。因此，电池组440可以由总数范围从400到600(例如，500个电池110)的电池110形成，其中电池区块105或电池模块100并联连接以增加容量并增加可以放电的电流值(例如，以安培或安培数为单位)。电池区块105可以由任意数量的电池110形成，并且可以提供单个电池110的容量的相应倍数。
图5描述了提供用于给电动车辆405供电的系统的方法500的示例实施例。方法500可以包括提供电池组440(ACT505)。电池组440可设置在电动车辆405内。电池组440可形成为具有多个电池模块100。例如，两个或更多个电池模块100可以电耦接在一起以形成电池组440。电池模块100可以通过将两个或更多个电池区块105电耦接在一起而形成。例如，电池区块端子330、335可以将第一电池区块105与第二电池区块105电耦接以形成至少一个电池模块100。电池区块105可以串联地电耦接。电池区块105可以并联地电耦接。
方法500可包括将多个圆柱形电池电芯110设置在电池区块105中(ACT510)。例如，多个(例如，两个或更多个)电池110可以被布置在至少一个电池区块105内。电池110可以被布置为使得它们在共同的电池区块105内均匀地间隔、统一地间隔，或者电池110可以被布置为使得它们与共同的电池区块105的另外的一个或多个电池110间隔一个或多个不同的距离。例如，电池110可以在所有方向上与相邻或邻近的电池110间隔开范围从0.5毫米至3毫米的距离(例如，每个电池110之间的1.5毫米间距，每个电池110之间的2毫米间距)。共同的电池区块105中的电池110可以与共同的电池区块105的另外一个或多个电池110间隔一个或多个不同的距离。取决于每个电池110的形状，电池110可以在空间上相对于彼此布置以减小电池区块105的总体积，使得具有最小的电池间间距(例如，没有故障或性能的降级)，或允许足够数量的通气口。成排的电池可以相对于彼此倾斜或偏移的形式布置。电池110可以以各种其它形式或结构放置。
方法500可以包括形成集成集电器装置115(ACT515)。例如，集成式集电器装置115可以使用绝缘层210(例如，非导电材料)通过注射模制形成，这是通过在注射模制期间将第一集电器205和第二集电器215并入集成式集电器装置115中来实现的。绝缘层210可以将第一集电器205与第二集电器215结合或以其他方式耦接。例如，绝缘层210可以包括或涂覆有粘合材料，以在第一表面上与第一集电器205耦接并且在第二表面上与第二集电器215耦接。集成式集电器装置115可以使用例如模制过程的各种技术来形成。模制过程可以包括或使用注塑、砌块成型、压塑、气体辅助模塑、结构发泡模塑、热成型、旋转模塑、薄膜嵌入成型和铸造法的至少一种。例如，集成式集电器装置115可以经由使用绝缘层210的模制、通过在模制期间将第一集电器205、第二集电器215和一个或多个感测线130并入集成式集电器装置115中并且在第一集电器205和第二集电器215之间提供电隔离来形成。例如，可使用各种技术，包括但不限于注射成型，将绝缘层210设置在第二集电器215的顶表面上或上方。当绝缘层210的材料设置在第二集电器215的顶表面上或上方时，第一电池座225可以用作模具并且保持第二集电器215。例如，绝缘层210的材料可以被提供到或馈送到模具中，使得绝缘层210的材料形成在第二集电器215的顶表面之上。绝缘层210可以包括非导电材料。模具可以包括分别与第一集电器205、绝缘层210和第二集电器215的孔240、245、255对应的屏障或切口区域。例如，在模制过程期间，不同层的材料可被提供到或馈送到相应模具中，且屏障可防止材料形成在预期成为用于相应区域的孔的区域中。因此，第一集电器205、绝缘层210和第二集电器215中的每一个可以分别形成有孔240、245、250。
在注塑成型过程期间，第一集电器215和第二集电器215可以首先被集成。例如，第一集电器205和第二集电器215可以单独地包塑成型，以隔离它们各自的边缘和第一集电器205或第二集电器215的至少一个表面。在单独的注塑步骤中，第一集电器205和第二集电器215可被包塑成型为单个组件，其中除了第一集电器205或第二集电器215的关键焊接区域或表面之外，第一集电器205和第二集电器215的一个或多个表面区域可在塑料或塑性材料中被隔离。包括第一集电器205和第二集电器215的单个组件可以与第一电池座225或第二电池座230接合以完成一体化。包括第一集电器205和第二集电器215的单个组件可以使用但不限于超声波焊接、激光焊接、胶带或液体粘合剂与第一电池座225或第二电池座230接合。电池区块105的整个组件可以集成为单个组件。例如，代替绝缘层210，作为注射成型工艺的一部分，通过用塑料材料或熔融塑料填充先前由绝缘层210占据的空间，可以将第一集电器205和第二集电器215分离。在注射成型过程中使用的注射模具可以包括两个或多个部分，例如，腔侧和芯侧。注塑模具工具可合在一起以形成用于填充熔融塑料的路径。第一集电器205和第二集电器215可以位于注塑模具的腔侧和芯侧之间，并且在空间中固定在它们相对于第一电池座225或第二电池座230的正确位置。塑料材料或熔融塑料可被注入到注模工具中，并围绕第一集电器205和第二集电器215并冷却。从而形成包括至少一个将第一集电器205和第二集电器215隔开的非导电层的集成式电池座产品。该概念可以扩展到包括其它包塑成型的特征，例如电压感测线130或温度感测线130。
方法500可以包括使用绝缘层210(ACT520)将第一集电器205与第二集电器215电隔离。例如，绝缘层210可以用层压材料或层压涂层涂覆或层压。在形成集成式集电器115时，绝缘层210可以设置在第一集电器205与第二集电器215之间，以将第一集电器205与第二集电器215分离并电隔离。绝缘层210可以防止与第一集电器和第二集电器205、215(例如，正极集电器205和负极集电器215)短路。
一个或多个感测线130可形成在表面上或嵌入在第一集电器205内。例如，感测线130可以使用注射成型设置或嵌入在第一集电器205内。一个或多个感测线130可与第一集电器205或第二集电器215中的至少一个耦接或连接。第一集电器205、第二集电器215和一个或多个感测线130可以包括至少一种导电材料。例如，感测线130可形成或嵌入在第一集电器205、第二集电器215或第一集电器205和第二集电器215两者内。感测线可以包括被配置成提供与电池110、第一集电器205或第二集电器215对应的数据或信息的导线。
用于第一集电器205、第二集电器215和绝缘层210中的每一个的孔240、245、250可以对准。例如，第一集电器205的多个孔240可以相对于电池110对齐。第一集电器205的多个孔240可以被对准以通过第一集电器205的导电层以暴露多个圆柱形电池电芯110的正极端子320，并且与第一集电器205的至少一个表面耦接。
绝缘层210的多个孔245可以被对准以通过绝缘层210暴露多个圆柱形电池电芯110的正极端子320，以连接到第一集电器205的至少一个表面。
第二集电器215的多个孔250可以被对准以通过第二导电层215暴露多个圆柱形电池电芯110的正极端子320。例如，多个圆柱形电池电芯110的每一个正极端子320可以被放置成使得它们延伸穿过第二集电器215的多个孔250中的至少一个，以连接到第一集电器205的至少一个表面。多个孔240、245、250可以相对于彼此对齐，使得形成直通或无阻碍的孔以暴露多个圆柱形电池电芯110的正极端子320，用于与第一集电器205的至少一个表面耦接。可以通过对齐层之间的孔240、245、250的边界来对齐多个孔240、245、250。可以通过使用夹具、安装模具或工具来对准多个孔240、245、250，以在层之间对准。
电池110可以使用第一电池座225和第二电池座230在电池区块105内对齐或布置。例如，第一电池座225使用第四多个孔255保持、容纳或对准多个电池110。第二电池座230可以使用第五多个孔260保持、容纳或对准多个电池110。第一电池座225可以耦接或包括第一集电器205、绝缘层210和第二集电器215。电池110可以被设置成使得第一端或顶表面与第一电池座225耦接并且第二端或底表面与第二电池座230耦接。因此，第一电池座225和第二电池座230能够将电池布置在固定位置。
方法500可包括将集成集电器装置115安装到电池110(ACT525)。例如，包括第一集电器205、绝缘层210和第二集电器215的集成式集电器装置115可以被安装或以其他方式与多个圆柱形电池电芯110耦接。集成式集电器装置115可以被放置成提供结构支撑以将多个圆柱形电池电芯110相对于彼此保持在固定位置。例如，第一集电器205和第二集电器215可以安装、设置在或嵌入在集成式集电器装置115中并且安装到多个电池110上，以分别焊接或结合(或其他紧固)到多个电池110的正极端子和负极端子。集成式集电器装置115可以与多个电池110中的每一个的顶端或第一端耦接、设置在每一个的顶端或第一端上或设置成与每一个的顶端或第一端接触。
方法500可以包括将集电器与电池110电连接(ACT530)。例如，第一集电器205可在多个圆柱形电池电芯110的第一端处在多个圆柱形电池电芯110的第一端处与多个圆柱形电池电芯110的正极端子320电连接。第二集电器215可以在多个圆柱形电池电芯110的第一端处与多个圆柱形电池电芯110的负极端子325电耦接。多个电池110中的每一个的正极端子320可以通过正引线接合305与第一集电器205的表面或部分耦接。引线接合305可以通过一个或多个孔240、245、250、255从多个电池110中的每一个的正极端子320延伸，并且与第一集电器205耦接。例如，引线接合工具可以将引线接合305的接合头或端部附接或连接到电池110的正极端子320的中心或附近，并且将引线接合305的另一个接合头或端部附接或连接到第一集电器205的未涂覆的或未绝缘的表面。引线接合工具可以接到由孔240、245、250、255中的一个或多个暴露的电池110的正极端子320，并且可以将引线接合305的一端连接到正极端子320。引线接合工具可将引线接合305的另一端连接到第一集电器205的未涂覆或未绝缘表面的表面。
多个电池110中的每一个的负极端子325可以通过负接片310与第二集电器215的表面或一部分耦接。例如，第二集电器215的孔250可以形成为具有延伸到每个孔250中的负接片部分310。负接片部分310可被放置在相应的孔250内，使得其与电池110的负极端子325耦接或接触，或者耦接或接触来自至少两个电池110的负极端子325。引线接合工具可以接到通过孔240、245、250、255中的一个或多个孔暴露的电池110的边缘220，并且可以将引线接合的一端连接到边缘220。引线接合工具可以接到负接片310或第二集电器215的其它部分，并且可以连接到负接片310的表面或第二集电器215的其它部分。
关于多个电池110的信息可以由电池管理单元140经由一条或多条感测线130收集。集成式集电器装置115可以将多个电池110相对于彼此保持在固定位置。电池管理单元140可以通过一个或多个电池管理单元导线145与集成式集电器装置115、电池模块100或电池区块105耦接。例如，电池管理单元140可以与形成在集成式集电器装置115中、设置在集成式集电器装置115上或嵌入集成式集电器装置115中的感测线耦接。电池管理单元140可以是集成式集电器装置115、电池模块100或电池区块105的部件或通过一个或多个电池管理单元导线145与集成式集电器装置115、电池模块100或电池区块105集成。例如，在制造期间，例如但不限于在注塑期间，电池管理单元140可以结合到集成式集电器装置115中。温度传感器、电流传感器和电压传感器中的至少一个可以在注射成型期间并入到集成集电器装置115中。电池管理单元140可以被耦接以向温度传感器、电流传感器或电压传感器传输数据或从温度传感器、电流传感器或电压传感器接收数据。
具有第一集电器205和第二集电器215的集成式集电器装置115、它们的相关感测线130和电池座225、230可以被并入到准备好安装在电池110上的单个部件或组件中。这种设计可以使得用于电池110的单侧顶部焊接方法能够从边缘220或顶盖侧进行从一个电池110到另一个电池110的电连接。通过简化电池区块105或电池模块100的组装过程，用于正极和负极连接的单侧焊接可以比双侧方法相对更容易处理或执行。单个部件的集成式集电器结构115可以改进电池到电池的互连设计，例如通过减少连接到电池110的部件的数量，并且在将第一集电器205和第二集电器215与电池110保持在一起的同时将它们隔离。
包括堆叠构造的单个部件可以合并保护特征，包括通道150、引导通风口、用于排出气体通过顶部漏出的切口或孔(例如，以支撑某些类型的电池，诸如底部通风口电池)。例如，电池110可以从形成正焊接连接和负焊接连接的相同表面或相同侧通风。形成在第一集电器205、第二集电器215和第一电池座225上的孔的尺寸可以至少基于焊接所需的面积并且部分地基于排放气体以漏出所需的面积来确定。第一电流导体205和第二集电器215的方面在此仅以限制的方式讨论，并且不旨在以任何方式进行限制。代替堆叠层(例如，在z方向上)，第一集电器205可包括沿第一方向(例如，在x方向上)以平行配置布置的导体条带，并且第二集电器215可以包括沿不同于第一方向的第二方向(例如，在y方向上)以平行配置布置的导体条带。
图6示出了提供向电动车辆405供电的系统的方法600的示例实施例。方法600可以包括提供电池组(ACT605)。电池组440可以包括多个电池模块100。多个电池模块100中的每一个可以包括多个电池区块105。多个电池区块105中的第一电池区块105可以包括一对电池区块端子330、335。第一电池区块105可以包括多个圆柱形电池电芯110。多个圆柱形电池电芯110中的每一个可以包括正极端子320和负极端子325。集成集电器装置115可以形成为单个结构。集成式集电器装置115可以包括具有导电层的第一集电器205。第一集电器205的导电层可在多个圆柱形电池电芯110的第一端将第一集电器205与多个圆柱形电池电芯110的正极端子320耦接。第二集电器215可以包括导电层。第二集电器215的导电层可以在多个圆柱形电池电芯110的第一端处将第二集电器215与多个圆柱形电池电芯110的负极端子325耦接。绝缘层210可以设置在第一集电器205和第二集电器215之间。绝缘层210可以将第一集电器205与第二集电器215电隔离。绝缘层210可以将第一集电器205与第二集电器215结合，以形成集成式集电器装置115的单个结构。当多个圆柱形电池电芯110与第一集电器205和第二集电器215电连接时，集成式集电器装置115可以提供结构支撑以将多个圆柱形电池电芯110相对于彼此保持在固定位置。
虽然动作或操作可以在附图中描绘或以特定顺序描述，但是这样的操作不需要以示出或描述的特定顺序或以顺序执行，并且不需要执行所有描绘或描述的操作。可以以不同的顺序执行这里描述的动作。
现在已经描述了一些说明性的实现，很明显，前述内容是说明性的而非限制性的，已经通过示例的方式呈现。在单独的实施方式的上下文中在此描述的特征也可以在单个实施例或实施方式中组合地实施。在单个实施方式的上下文中描述的特征也可以在多个实施方式中单独地或以各种子组合实施。对本文以单数形式提及的系统和方法的实施方式或元件或动作的引用也可以涵盖包括多个这些元件的实施方式，并且对本文的任何实施方式或元件或动作的任何复数引用也可以涵盖仅包括单个元件的实施方式。单数或复数形式的引用不旨在将本公开的系统或方法、其组件、动作或元件限制为单个或复数配置。对基于任何动作或元素的引用可以包括其中该动作或元素至少部分地基于任何动作或元素的实现。
这里使用的措辞和术语是为了描述的目的，而不应被认为是限制。在此使用的"包括"、"包含"、"具有"、"含有"、"涉及"、"特征在于"及其变化，意味着包括其后列出的项目、其等价物和附加项目，以及由其后列出的项目专门组成的替代实施方式。在一个实施方式中，本文描述的系统和方法由一个、多于一个的每个组合、或所有描述的元件、动作或部件组成。
对本文中以单数形式提及的系统和方法的实施方式或元件或动作的任何引用可以包括包含多个这些元件的实施方式，并且对本文中任何实施方式或元件或动作的任何复数引用可以包括仅包含单个元件的实施方式。单数或复数形式的引用不旨在将本公开的系统或方法、其组件、动作或元件限制为单个或复数配置。对基于任何信息、动作或元素的任何动作或元素的引用可以包括其中动作或元素至少部分地基于任何信息、动作或元素的实现。
本文公开的任何实施方式可以与任何其他实施方式或实施例组合，并且对"实施方式"、"一些实施方式"、"一个实施方式"等的引用不一定是相互排斥的，并且旨在指示结合实施方式描述的特定特征、结构或特性可以被包括在至少一个实施方式或实施例中。这里使用的这些术语不一定全部指相同的实现。任何实施方式可以以与本文公开的方面和实施方式一致的任何方式与任何其他实施方式组合，包括地或排他地。
对"或"的引用可以被解释为包括性的，使得使用"或"描述的任何术语可以指示单个、多于一个、以及所有所描述的术语中的任何一个。对术语的连接列表中的至少一个的引用可以被解释为包含性的或，以指示单个、多于一个和所有所描述的术语中的任何一个。例如，对"A"和"B"中的至少一个"的引用可以仅包括"A"、仅包括"B"、以及包括"A"和"B"。结合"包括"或其它开放术语使用的这些引用可包括附加项目。
在附图、详细描述或任何权利要求中的技术特征之后跟随有附图标记的情况下，包括附图标记以增加附图、详细描述和权利要求的可理解性。因此，参考标记或它们的不存在对任何权利要求要素的范围都没有任何限制作用。
在本质上不脱离本文公开的主题的教导和优点的情况下，可以发生所述元件和动作的修改，例如各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数值、安装布置、材料的使用、颜色、取向的变化。例如，显示为整体形成的元件可由多个部分或元件构成，元件的位置可颠倒或以其它方式改变，且离散元件的性质或数目或位置可改变或变化。在不脱离本公开的范围的情况下，还可以在所公开的元件和操作的设计、操作条件和布置中进行其它替换、修改、改变和省略。
在不脱离本发明的特征的情况下，本文所述的系统和方法可以以其它特定形式来实施。例如，电池的端子之间的电压可以大于5V。前述实现是说明性的，而不是对所描述的系统和方法的限制。因此，本文所述的系统和方法的范围由所附权利要求而不是前述说明书来指示，并且在权利要求的等同方案的含义和范围内的变化被包含在其中。
在不脱离本发明的特征的情况下，本文描述的系统和方法可以以其它特定形式来实施。例如，可以颠倒对正负电特性的描述。例如，描述为负元件的元件可以替代地配置为正元件，并且描述为正元件的元件可以替代地配置为负元件。进一步的相对平行、垂直、竖直或其它定位或取向描述包括在纯竖直、平行或垂直定位的+/-10％或+/-10度内的变化。除非另外明确指出，否则提及"大约"、"约"、"基本上"或其它程度术语包括相对于给定测量、单位或范围的+/-10％的变化。耦接元件可以直接或通过中间元件彼此电耦接、机械耦接或物理耦接。因此，本文所述的系统和方法的范围由所附权利要求而不是前述说明书来指示，并且在权利要求的等同方案的含义和范围内的变化被包含在其中。

Claims (20)

1.一种用于为电动车辆供电的系统，其特征在于，包括：
用于为电动车辆供电的电池组，所述电池组包括多个电池模块；
所述多个电池模块中的每一个包括多个电池区块；
所述多个电池区块中的第一电池区块具有一对电池区块端子，所述第一电池区块包括多个圆柱形电池电芯；
所述多个圆柱形电池电芯中的每一个具有正极端子和负极端子；
以单个结构形成的集成式集电器装置，所述集成式集电器装置包括：
具有导电层的第一集电器，所述第一集电器的所述导电层在所述多个圆柱形电池电芯的第一端处将所述第一集电器与所述多个圆柱形电池电芯的所述正极端子耦接；
具有导电层的第二集电器，所述第二集电器的所述导电层在所述多个圆柱形电池电芯的所述第一端处将所述第二集电器与所述多个圆柱形电池电芯的所述负极端子耦接；以及
设置在所述第一集电器和所述第二集电器之间的绝缘层，所述绝缘层将所述第一集电器与所述第二集电器电隔离，所述绝缘层将所述第一集电器与所述第二集电器结合以形成所述集成式集电器装置的所述单个结构；以及
所述集成式集电器装置提供结构支撑，以在所述多个圆柱形电池电芯与所述第一集电器和所述第二集电器电连接时将所述多个圆柱形电池电芯相对于彼此保持在固定位置。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述集成式集电器装置包括多个槽，用于将所述多个圆柱形电池电芯相对于彼此保持在固定位置。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，一个或多个感测线，所述一个或多个感测线用于将所述第一集电器连接到电池管理单元，所述一个或多个感测线用于将关于所述多个圆柱形电池电芯的信息传送到所述电池管理单元。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，一个或多个感测线，所述一个或多个感测线用于将所述第二集电器连接到电池管理单元，所述一个或多个感测线用于将关于所述多个圆柱形电池电芯的信息传送到所述电池管理单元。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述集成式集电器包括嵌入在所述绝缘层内的电池管理单元。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述集成式集电器包括嵌入在所述绝缘层内的温度传感器、电流传感器或电压传感器中的至少一个。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述绝缘层包括电介质材料或塑料材料。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述集成式集电器装置与所述多个圆柱形电池电芯的所述第一端耦接。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一集电器具有多个孔，所述多个孔与限定在所述第二集电器上的多个孔对齐。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，包括：
电池组，所述电池组包括多个集成式集电器装置，所述集成式集电器装置用于在空间上保持所述圆柱形电池电芯相对于彼此至少满足所述电池组的爬电间隙要求，以支持所述电池组的正极端子和负极端子之间的至少400伏的电压。
11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述集成式集电器装置中的多个通道，所述多个通道用于排放从所述多个圆柱形电池电芯释放的气体。
12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电池组设置在所述电动车辆中。
13.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述电池组设置在所述电动车辆中；
所述第一集电器与所述电动车辆的第一汇流条耦接以将电力从所述电池组提供到所述电动车辆；以及
所述第二集电器与所述电动车辆的第二汇流条耦接以将电力从所述电池组提供到所述电动车辆。
14.一种提供用于给电动车辆供电的系统的方法，其特征在于，所述方法包括：
提供电池组以给电动车辆供电，所述电池组包括多个电池模块，所述多个电池模块中的每一个包括多个电池区块，所述多个电池区块中的第一电池区块具有一对电池区块端子；
将多个圆柱形电池电芯设置在所述第一电池区块中，所述圆柱形电池电芯中的每一个具有正极端子和负极端子；
通过注射成型形成集成式集电器装置，所述集成式集电器装置具有第一集电器、第二集电器和设置在所述第一集电器与所述第二集电器之间的绝缘层；
使用所述绝缘层将所述集成式集电器装置中的所述第一集电器与所述第二集电器电隔离；
将包括所述第一集电器、所述第二集电器和所述绝缘层的所述集成式集电器装置安装到所述多个圆柱形电池电芯，所述集成式集电器装置提供结构支撑以将所述多个圆柱形电池电芯相对于彼此保持在固定位置；
在所述多个圆柱形电池电芯的第一端处将所述第一集电器电连接到所述多个圆柱形电池电芯的正极端子，以及
在所述多个圆柱形电池电芯的第一端处将所述第二集电器电连接到所述多个圆柱形电池电芯的负极端子。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，包括：
将一个或多个感测线连接到所述第一集电器和所述第二集电器中的至少一个；以及
收集关于所述多个圆柱形电池电芯的信息以通过所述一个或多个感测线传送到电池管理单元。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，包括：
在所述注射成型期间将电池管理单元并入到所述绝缘层中。
17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，包括：
在所述注射成型期间将温度传感器、电流传感器和电压传感器中的至少一个并入到所述绝缘层中。
18.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，包括：
将限定在所述第一集电器上的多个孔与限定在所述第二集电器上的多个孔对齐。
19.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，包括：
在空间上保持所述圆柱形电池电芯相对于彼此至少满足所述电池组的爬电间隙要求，以支持所述电池组的正极端子和负极端子之间的至少400伏的电压。
20.一种电动车辆，其特征在于，包括：
用于为电动车辆供电的电池组，所述电池组包括多个电池模块；
所述多个电池模块中的每一个包括多个电池区块；
所述多个电池区块中的第一电池区块具有一对电池区块端子，所述第一电池区块包括多个圆柱形电池电芯；
所述多个圆柱形电池电芯中的每一个具有正极端子和负极端子；
以单个结构形成的集成式集电器装置，所述集成式集电器装置包括：
具有导电层的第一集电器，所述第一集电器的所述导电层在所述多个圆柱形电池电芯的第一端处将所述第一集电器与所述多个圆柱形电池电芯的所述正极端子耦接；
具有导电层的第二集电器，所述第二集电器的所述导电层在所述多个圆柱形电池电芯的所述第一端处将所述第二集电器与所述多个圆柱形电池电芯的所述负极端子耦接；以及
设置在所述第一集电器和所述第二集电器之间的绝缘层，所述绝缘层将所述第一集电器与所述第二集电器电隔离，所述绝缘层将所述第一集电器与所述第二集电器结合以形成
所述集成式集电器装置的所述单个结构；以及
所述集成式集电器装置提供结构支撑，以在所述多个圆柱形电池电芯与所述第一集电器和所述第二集电器电连接时将所述多个圆柱形电池电芯相对于彼此保持在固定位置。
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