CN111656560A - 电池模块和包括多个模块的电池 - Google Patents

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CN111656560A CN201980010652.4A CN201980010652A CN111656560A CN 111656560 A CN111656560 A CN 111656560A CN 201980010652 A CN201980010652 A CN 201980010652A CN 111656560 A CN111656560 A CN 111656560A
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马蒂厄·德布瓦-勒诺丹
让-诺埃尔·卡尔米纳蒂
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Abstract

本发明涉及一种电池模块(10),包括:蓄电池(20);第一凸缘(22A),其具有第一贯通开口,其中固定有所述蓄电池;第一导电板(24A),其每个连接到第一蓄电池组件中的蓄电池;第二凸缘(22B),其具有第二贯通开口,其中固定有所述蓄电池;第二导电板(24B),其每个连接到第二蓄电池组件中的蓄电池;以及第一腔室、第二腔室和第三腔室,其部分地由所述第一凸缘和第二凸缘界定,并容纳介电液体,所述第一凸缘具有在所述第一腔室和第二腔室之间用于介电液体的第一通道,所述第二凸缘具有在所述第二腔室和第三腔室之间用于介电液体的第二通道。

Description

电池模块和包括多个模块的电池
本专利申请要求法国专利申请FR18/50673的优先权,其通过引用并入本文。
技术领域
本发明大体上涉及包括串联和/或并联连接的储能元件(也称为蓄电池)的电池。
背景技术
电池包括一个或多个互连的电池模块。每个电池模块包括通过电连接元件彼此连接的蓄电池的组件。
电池可以包括对蓄电池进行热调节的系统,其能够冷却或加热蓄电池,以改善电池的性能和寿命。存在用空气、水或乙二醇水或介电液体进行热调节的系统。
用空气进行热调节的系统的缺点是冷却性能低。用水进行热调节的系统的缺点是水和乙二醇水的介电强度低。应该将冷却液与电池的所有电导体物理隔离。然后,电池结构可能很复杂,并且冷却性能可能不足。此外,在电击的情况下,电池内的漏水可能会导致漏电,甚至发生短路。
利用介电液体进行热调节的系统的优点在于,冷却液可以与电导体和蓄电池直接接触。美国专利申请2017/0005384描述了一种电池,该电池包括能够使用介电液体的热调节系统。美国专利申请2017/0005384中描述的电池的缺点是结构复杂。此外,电池制造方法可以包括胶合蓄电池的步骤,这可能使得拆卸和/或维护操作变得困难。
电池模块可以包括多级蓄电池,所述级是串联组装的,每个级包括多个并联组装的蓄电池。级数和每级蓄电池的数量取决于电池的目标应用。希望通过修改尽可能少的电池部件,以简单的方式修改级数和每级蓄电池的数量。此外,希望通过改变电池制造方法的少量步骤来修改级数和每级蓄电池的数量。
发明内容
因此,实施例的目的是至少部分地克服前述电池的缺点。
一个实施例旨在提供一种电池,其包括使用介电液体对蓄电池进行热调节的系统。
一个实施例旨在提供一种结构简单的电池。
一个实施例旨在提供一种不包括胶合步骤的电池组装方法。
一个实施例旨在提供一种适用于锂离子蓄电池的电池。
一个实施例旨在提供一种拆卸和/或维护操作简单的电池。
一个实施例的目的在于一种包括多级蓄电池的电池模块,其级数和每级蓄电池的数量可以以简单的方式修改,特别是通过修改少量的电池部件。
一个实施例的目的在于一种包括多级蓄电池的电池模块,其级数和每级蓄电池的数量可以通过改变电池制造方法的少量步骤来修改。
一个实施例提供一种用于电池的模块,包括:
蓄电池,每个第一蓄电池具有第一端和第二端以及连接所述第一端和第二端的中间部分;
第一凸缘,其包括第一贯通开口,所述蓄电池的第一端固定在所述第一开口中;
第一导电板,每个第一板连接到多个第一蓄电池组件中的一个第一蓄电池组件的蓄电池的第一端;
第二凸缘,其包括第二贯通开口,所述蓄电池的第二端固定在所述第二开口中;
第二导电板,每个第二板连接到多个第二蓄电池组件中的一个第二蓄电池组件的蓄电池的第二端,所有第一板和第二板具有相同的结构;和
第一腔室、第二腔室和第三腔室,其部分地由所述第一凸缘和第二凸缘界定,并用于容纳介电液体,所述第一凸缘将所述第一腔室和第二腔室隔开,所述第二凸缘将所述第二腔室和第三腔室隔开,所述第一凸缘包括在所述第一腔室和第二腔室之间用于介电液体的第一通道,所述第二凸缘包括在所述第二腔室和第三腔室之间用于介电液体的第二通道。
根据一个实施例,每个第一板包括第一孔,每个第一孔面对一个所述第一通道,每个第二板包括第二孔,每个第二孔面对一个所述第二通道。
根据一个实施例,所述第一凸缘包括突出到第一腔室中的销,所述第一孔被所述销穿过。
根据一个实施例,所述第一凸缘包括不同于所述第一开口的第三开口,用于使冷却液在第一腔室和第二腔室之间通过,并且所述第二凸缘包括不同于所述第二开口的第四开口,用于使冷却液在所述第二腔室和第三腔室之间通过。
根据一个实施例,每个第一板和每个第二板包括由不同材料制成的至少第一导电层和第二导电层的堆叠,所述第一层与至少两个蓄电池机械接触,并且所述第二层与所述至少两个蓄电池相对地打开。
根据一个实施例,蓄电池的总数在100至500的范围内,并且对应于24的倍数。
根据一个实施例,蓄电池的总数等于144或168。
实施例还提供一种电池,包括例如先前所定义的多个模块。
一个实施例还提供一种制造例如先前所定义的用于电池的模块的方法,其中第一导电板和第二导电板的制造包括以下步骤:
通过模压形成第一预成型件和第二预成型件;
在所述第一预成型件中切割所述第一导电板;和
在所述第二预成型件中切割所述第二导电板。
根据一个实施例,所述第一预成型件和第二预成型件是相同或对称的。
根据一个实施例,切割步骤是激光切割、机加工或电火花腐蚀切割步骤。
附图说明
在以下通过示例而非限制的方式给出的对特定实施方式的描述中,将详细描述上述特征和优点以及其他优点,其中:
图1和图2分别是蓄电池模块的实施例的局部和简化的透视图和剖视图;
图3和图4分别是图1所示模块的凸缘的局部简化透视图和俯视图;
图5和图6是包括多个如图1所示蓄电池的电池的实施例的局部简化透视图;
图7是示出制造模块的连接板的方法的实施方式的框图;
图8是示出电池模块的组装方法的实施方式的框图;和
图9至图20是预成型件的俯视图,示出了切割线,连接板将沿着切割线切割,以用于模块的蓄电池的不同连接配置。
具体实施方式
在不同的附图中,相同的元件用相同的附图标记表示。为了清楚起见,仅示出并详细描述了对于理解所描述的实施例有用的那些元件。此外,各个附图未按比例绘制。
在下面的描述中,当提及限定绝对或相对位置的术语时,例如术语“上部”、“下部”、“侧向”或“上方”,则参考附图的方向或处于正常使用位置的电池。除非另有说明,否则术语“约”、“大约”、“基本上”和“大致”表示在有关数值的10%以内,最好在5%以内。
图1和图2分别是蓄电池模块10的实施例的透视图和剖视图。将(Ox,Oy,Oz)称为正交参考系。图2包括在平行于平面Oxz的半平面中的剖视图。
根据一个实施例,模块10被内接在长方体中,该长方体沿Ox方向的尺寸为200mm至400mm,例如大约300mm,沿Oy方向的尺寸为140mm至250mm,例如大约200mm,并且沿着方向Oz的尺寸为70mm至110mm,例如大约90mm。
模块10的某些元件相对于平行于平面Oxy的对称平面对称。在本公开的其余部分中,为了指定模块10的相对于该对称平面至少部分对称的元件,可以使用相同的数字作为参考,后缀A表示位于对称平面的一侧的元件,后缀B表示位于对称平面的另一侧的元件。
模块10包括:
蓄电池20;
用于保持蓄电池20的上凸缘22A和下凸缘22B;和
位于上凸缘22A上并电联接蓄电池20的上连接板24A,和位于下凸缘22B上并电联接蓄电池20的下连接板24B。
模块10可以包括2至500个蓄电池20,优选50至500,更优选100至500,还更优选144个蓄电池或168个蓄电池。如图2所示,每个蓄电池20包括第一端和第二端26A、26B以及在两端26A、26B之间延伸的中间部分28。蓄电池20例如通常为圆柱形,特别是具有圆形基部,或者具有Oz轴的棱柱形。蓄电池20例如是锂离子蓄电池,特别是磷酸铁锂蓄电池或LFP蓄电池类型的锂离子蓄电池、镍锰钴或NMC蓄电池类型的锂离子蓄电池、锂镍钴铝氧化物蓄电池或NCA蓄电池类型的锂离子蓄电池、锰酸锂或LMO蓄电池类型的锂离子蓄电池。蓄电池20沿Oz轴的长度可以在30mm至110mm之间变化,并且例如可以为大约65mm。在具有圆形基部的圆柱形蓄电池20的情况下,每个蓄电池20的直径可以在10mm至27mm的范围内,并且例如可以为大约18mm。每个蓄电池20还包括第一电端子和第二电端子30A、30B。对于每个蓄电池20,第一端子30A优选位于第一端26A上,第二端子30B优选位于第二端26B上。
每个凸缘22A、22B沿方向Ox的尺寸基本上等于模块10沿方向Ox的尺寸。每个凸缘22A、22B沿方向Oy的尺寸基本上等于模块10的内部体积沿方向Oy的最大尺寸。凸缘22A、22B可以由具有良好机械强度的任何电绝缘材料制成,例如聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA,特别是PA66)、聚醚醚酮(PEEK),但是也可以基于木材。
每个凸缘22A、22B包括图2所示的贯通开口32A、32B,在贯通开口中容纳有蓄电池20的端部26A、26B。更具体地,对于每个蓄电池20,蓄电池20的端部26A容纳在上凸缘22A的一个开口32A中,而蓄电池20的端部26B容纳在下凸缘22B的一个开口32B中。根据一个实施例,开口32B沿着方向Oz定向并且具有与蓄电池20的端部26A、26B的形状互补的形状。根据蓄电池20的所需连接,对于每个蓄电池20,蓄电池20的正极端子可以位于上凸缘22A或下凸缘22B的高度处。蓄电池20可以布置成梅花形。两个相邻蓄电池的轴线之间的距离可以在18.5mm至22mm的范围内,例如大约20mm。两个相邻蓄电池20之间的最小间隔可以在0.5mm至4mm的范围内,例如大约2mm。
根据一个实施例,每个蓄电池20紧密地装配在相关的开口32A、32B中。优选地,没有用于将蓄电池20固定到凸缘22A、22B的胶水。
上凸缘22A例如通过仅在图2中示出的封装元件12或在下文中进一步详细描述的另一个模块界定上腔室34A。下凸缘22B通过封装元件12界定下腔室34B。凸缘22A、22B一起界定中间腔室36。腔室34A、34B和36在图2中示出。上腔室34A包括冷却液入口40,而下腔室34B包括冷却液排放口42。端口40和42沿着方向Ox位于腔室34A和34B的相对端。
每个连接板24A、24B将第一蓄电池20组件的正极或负极端子与第二蓄电池20组件的负极或正极端子联接。蓄电池20和连接板24A、24B的组件形成电路,其中蓄电池20在第一接入节点和第二接入节点之间串联和/或并联连接,每个接入节点对应于连接板24A或24B中的一个。蓄电池20的定向以及连接板24A、24B的布局和尺寸使得能够获得蓄电池20的期望的串联/并联连接。根据一个实施例,连接到每个连接板24A、24B的蓄电池20的数量在2至500个蓄电池20之间变化。根据一个实施例,每个连接板24A、24B连接到1至500个蓄电池20的正极端子和1至500个蓄电池20的负极端子。两个相邻连接板24A或24B间隔开一定距离,该距离特别取决于模块10所输送的电压,例如,对于模块所输送的60V电压,优选地至少为两毫米,并且对于模块所输送的400V电压,优选地至少为6mm。
每个凸缘22A、22B包括指向连接板24A、24B的销37A、37B。每个凸缘22A、22B包括沿方向Oz定向的附加贯通开口38A、38B。附加贯通开口38A、38B可以基本上在销37A、37B的中心处穿过凸缘22A、22B。根据一个实施例,每个附加贯通开口38A、38B是圆柱形的,轴线为Oz,具有圆形基部。每个附加贯通开口38A、38B的直径在0.5mm至5mm的范围内。
连接板24A、24B包括通孔39A、39B。一些销37A、37B延伸穿过连接板24A、24A的孔39A、39B。销37A、37B能够使连接板24A、24B易于定位,特别是在将它们固定到蓄电池20上之前。
根据另一个实施例,不存在销37A、37B。然后可以将通孔39A、39B定位成与附加开口38A、38B成一直线。
图3和4分别是图1所示模块10的上凸缘22A的局部透视图和局部俯视图。如图4所示,除了位于凸缘22A的侧面上的销37A之外,每个销37A在俯视图中均具有内接在等边三角形内的横截面。此外,每个销37A悬在贯通开口32A、32B中的至少一个上。因此,当将蓄电池20布置在凸缘22A、22B上时,销37A沿着Oz方向起到止挡的作用。此外,图3和图4示出了未在图1和图2中示出的附加开口44,其可用于将未示出的侧壁固定至凸缘。
中间腔室36仅通过贯通开口38A和孔39A与上腔室34C连通,并且中间腔室36仅通过开口38B和孔39B与下腔室34B连通。根据一个实施例,每个通孔39A、39B是圆柱形的,轴线为Oz,具有圆形基部。每个通孔39A、39B的直径可以基本上等于附加贯通开口38A、38B的直径。
根据一个实施例,连接板24A、24B可以被切割成相同的预成型件。
端口40和42可以具有细长的形状。端口40、42的细长形状在腔室34A、34B中提供了更均匀的冷却液分布。作为变型,细长端口40、42可以用点形端口代替。细长端口40、42例如沿着方向Oy延伸。
在操作中,介电冷却液旨在流过模块10。介电冷却液可以选自合成油和聚α-烯烃油、天然或合成酯、矿物变压器油、或任何其他具有使电池在系统的任何使用情况下彼此绝缘的介电刚性的液体。作为非限制性实例,介电冷却液选自全氟己烷、全氟甲基环己烷、全氟-1,3-二甲基环己烷、全氟十氢化萘、全氟甲基十氢化萘、三氯氟甲烷、三氯三氟乙烷、甲醇和乙醇。如图2所示,冷却液通过细长端口40(箭头A)渗透到上腔室34A中。然后,冷却液从上腔室34A通过开口38A渗透到中间腔室36中。然后,冷却液流经与蓄电池20接触的中间腔室36(箭头B)。在中间腔室36中,冷却液主要沿方向Oz流动。然后,冷却液从中间腔室36通过开口38B渗透到下腔室36中。冷却液从下腔室34B通过端口42排出(箭头C)。与蓄电池20接触的冷却液的流动能够获得最佳的冷却性能。开口38A、38B的尺寸和分布优选为使得冷却液在中间腔室36中的流动基本均匀。
模块10可以包括未示出的第一电导体,例如电缆或板,该第一电导体电连接至对应于由蓄电池20形成的电路的第一接入节点的连接板24A或24B,并且可以拧到对应于由蓄电池20形成的电路的第一接入节点的连接板24A或24B上,以及未示出的第二电导体,例如电缆或板,该第二电导体电连接至对应于由蓄电池20形成的电路的第二接入节点的连接板24A或24B,并且可以拧到对应于由蓄电池20形成的电路的第二接入节点的连接板24A或24B上。第一导体和/或第二导体旨在将模块连接到电端子或另一模块。
模块10还可包括未示出的传感器,该传感器能够在模块10的操作期间测量不同信号。作为示例,传感器可以包括至少一个温度传感器,以测量蓄电池20附近的温度。优选地,模块10包括多个温度传感器。作为示例,传感器可以包括蓄电池20两端电压的传感器。模块10可进一步包括至少一个用于蓄电池20的加热元件。
根据一个实施例,模块10可以包括印刷电路,例如,未示出的柔性印刷电路,其上设置有传感器和/或加热元件。然后,柔性印刷电路在支撑膜上包括例如由铜制成的导电迹线,并且将电子部件或电子电路固定到导电迹线上。作为示例,当柔性印刷电路包括用于对蓄电池20进行加热的加热元件时,后者可以对应于电阻轨道或铜轨道,该铜轨道具有适合的横截面和长度,以在电流通过时产生热量。根据一个实施例,柔性印刷电路可以包括RFID(射频识别)标签。柔性印刷电路可以连接至蓄电池20。印刷电路可以例如通过电导体,特别是挠性片材耦合到位于模块10外部或内部的处理单元。
根据一个实施例,选择连接板24A、24B的结构以满足几个标准:
连接板24A、24B可以焊接到蓄电池20上;
连接板24A、24B是良好电导体;
连接板24A、24B的制造成本低;
连接板24A、24B全部具有相同的结构,但是可能具有不同的形状,包括起到接入节点的作用并且旨在连接至电导体的连接板;和
将电导体固定到起接入节点作用的连接板上可以通过机械夹紧,例如通过拧紧来实现。
每个连接板24A、24B的最大厚度在0.2mm至2mm的范围内。在如图2所示的本实施例中,每个连接板24A、24B包括图2所示的至少第一导电层50A、50B和第二导电层52A、52B的堆叠。第一层50A、50B与蓄电池20机械接触。第二层52A、52B包括位于蓄电池20对面的开口54A、54B,使得只有第一层50A、50B存在于蓄电池20的对面。可以在第一层50A的暴露部分中的开口54A的高度处提供图1所示的狭缝56A。
根据一个实施例,第一层50A、50B由选自镀镍钢、镍、镀镍铜,以及允许容易在蓄电池20上焊接的任何其他材料制成。第一层50A、50B的厚度在0.1mm至0.5mm的范围内。根据一个实施例,第二层52A、52B由选自铜、铝、铍铜和任何具有良好导电性的材料制成。第二层52A、52B的厚度在0.2mm至2mm的范围内。基本上通过第二层52A、52B提供连接板24A、24B的电导率特性,同时特别选择形成第一层50A、50B的材料以获得与蓄电池20的高质量电连接,特别是为了便于第一层50A、50B与蓄电池20的焊接。此外,选择形成第二层52A、52B的材料以允许在第二层52A、52B和导电体之间通过机械夹紧,特别是通过拧紧与导电体电连接。因此,起第一接入节点和第二接入节点作用的连接板24A和24B具有与其他连接板相同的结构,如果连接板24A、24B由铝制成(这是由于在不进行处理的情况下不可避免地在铝表面上形成电绝缘)层,则是不可能的。
电池可包括串联和/或并联连接的多个模块10,例如先前描述的模块。
图5是包括沿方向Oz堆叠的多个模块10的电池60的实施例的局部简化透视图。在该实施例中,对于某些模块,模块的上腔室34A和/或下腔室34B可以由两个相邻模块的凸缘22A、22B界定。在该实施例中,对于位于模块堆叠的端部的模块,模块10的上腔室34A和/或下腔室34B可以由未示出的包含模块10叠堆的封装界定。
图6是电池62的实施例的局部简化透视图,其包括在平面(Oxy)中彼此相邻布置的多个模块10。在该实施例中,每个模块10的上腔室34A和/或下腔室34B可以由未示出的包含模块10的封装界定。
冷却液在模块10中的流动由泵实现。然后,冷却液供应至每个模块10。在穿过每个模块10之后,如前所述,冷却液被回收。
在每个模块10都包括传感器的情况下,模块的所有传感器可以耦合到处理模块。处理单元可以对应于专用电路,或者可以包括能够执行存储在存储器中的计算机程序的指令的处理器,例如,微处理器或微控制器。处理单元可以起到用于控制电池的系统的作用,该系统能够例如监视蓄电池20的电压以保持在授权的工作范围内,能够监视蓄电池20的充电水平,并且可能能够实现这些电荷的平衡,能够在充电期间调节充电电流,能够调节放电电流等,能够监视蓄电池20的温度,能够控制冷却液的流动等
例如,电池的串联连接的蓄电池20的数量可以在四个(特别是对于输送电压为12V量级的电池)到多于一百个(尤其对于输送电压大于700V或1,000V的电池)之间变化。例如,电池用于为笔记本电脑或无线螺丝枪供电,例如具有四个串联的蓄电池,电动自行车、电动汽车或其他电动车辆。
图7是示出制造模块10的连接板24A、24B的方法的实施例的框图。
步骤70包括制造条带,其中将形成连接板24A、24B。根据一个实施例,在连接板24A、24B具有多层结构的情况下,步骤70可以包括形成包括所述层堆叠的条带。根据一个实施例,在连接板24A、24B包括先前描述的第一层50A、50B和第二层52A、52B的堆叠的情况下,步骤70可以包括分别切割第一层50A、50B和第二层52A、52B,特别是在第二层52A、52B中形成开口54A、54B,以及例如通过激光焊接将第二层52A、52B固定到第一层50A、50B。
步骤72包括在步骤70获得的条中形成预成型件,其中将切割连接板24A、24B。对于每个模块10,形成其中将切割连接板24A的第一预成型件,并且形成其中将切割连接板24B的第二预成型件。根据一个实施例,通过对在步骤70处形成的条带进行模压而获得每个预成型件。第一预成型件的周长对应于连接板24A的外壳,第二预成型件的周长对应于连接板24B的外壳。此外,在模压操作期间,在第一层和第二层50A、50B、52A、52B中还形成开口39A、39B,并且在第一层50A、50B中还形成缝隙56A。模压步骤有利地使得能够同时形成大量的开口,通过机械加工形成这些开口的成本很高。根据一个实施例,无论连接板24A、24B的形状如何,预成型件都是相同的。无论连接板24A,24B的形状如何,这都能够在步骤72使用相同的冲压模具。
步骤74包括在第一预成型件中切割连接板24A和在第二预成型件中切割连接板24B。切割可以是激光切割、机械加工或火花腐蚀切割,特别是通过金属丝火花腐蚀。
图8是示出制造模块10的方法的实施例的框图。
步骤80包括将蓄电池20放置在一个凸缘22A上。
步骤82包括在蓄电池上增加另一个凸缘22B。
步骤84包括将每个连接板24A放置在上凸缘22A上并且例如通过电焊将每个连接板24A固定到蓄电池上。
步骤86包括将每个连接板24B放置在上凸缘22B上并且例如通过电焊将每个连接板24B固定到蓄电池20上。
凸缘22A、22B与封装12之间的机械连接确保凸缘22A、22B与蓄电池20之间,以及连接板24A、24B与蓄电池20之间的机械连接确保组件的刚性以及对蓄电池12的保持。
制造电池的方法的实施例包括堆叠多个模块并且将模块彼此电连接。
蓄电池20被分成S级蓄电池,每级包括P个蓄电池20,这S个蓄电池级串联连接,并且对于每一级,该级的P个蓄电池并联连接。蓄电池20的连接由连接板24A、24B形成。通过改变连接板24A、24B的布局和尺寸和/或通过改变蓄电池20的方向,可以在不改变封装12或凸缘22A、22B的情况下容易地改变由蓄电池20形成的电路。因此可以容易地修改模块10以适应不同的应用。
有利地,选择形成模块10的蓄电池20的总数以能够形成大量的配置,其中级数S和每级蓄电池20的数量P不同。根据一个实施例,形成模块10的蓄电池20的总数是8的倍数。根据一个实施例,形成模块10的蓄电池20的总数是24的倍数。
根据一个实施例,蓄电池的总数使得能够将蓄电池布置为当沿方向(Oz)观察时,蓄电池被内接在矩形中,该矩形的小边与大边的比在1/3到2/3的范围内。这能够形成紧凑的模块。根据一个实施例,形成模块10的蓄电池20的总数等于144或168。有利地,当形成模块10的蓄电池20的总数等于144时,可以布置蓄电池,使得沿方向(Oz)观察时,蓄电池被内接在矩形中,该矩形的长边与短边之比大约等于2/3。有利地,当形成模块10的蓄电池20的总数等于168时,可以布置蓄电池,使得沿方向(Oz)观察时,蓄电池被内接在矩形中,该矩形的长边与短边之比大约等于2/3。
下表I包括在模块的蓄电池20的总数等于144的情况下的不同可能配置。对于每种配置,指示了在每个蓄电池20为磷酸铁锂或LFP蓄电池类型的情况下,以及在每个蓄电池20为镍锰钴或NMC蓄电池类型的情况下,由模块10输送的最小电压Umin、由模块10输送的平均电压Umoy和由模块10输送的最大电压Umax。
Figure BDA0002607297370000111
Figure BDA0002607297370000121
表I
下表II是在模块的蓄电池20总数等于168的情况下与表I类似的表。
Figure BDA0002607297370000122
表II
图9至图20是预成型件90的俯视图,示出了切割线92,沿着切割线92将切割连接板,以用于模块的蓄电池的不同连接配置,该模块包括分布成S级的144个蓄电池,每一级包括P个蓄电池。在附图中,在起第一接入节点的作用并通过电导体与电池的电端子或另一个模块的接入节点电耦合的连接板旁边放置了符号
Figure BDA0002607297370000131
并且在起第二接入节点的作用并通过电导体与电池的电端子或另一个模块的接入节点电耦合的连接板旁边放置了符号
Figure BDA0002607297370000132
充当接入节点的每个连接板24A或24B连接到P个蓄电池,而每个连接板24A和24B连接到P个蓄电池的正极和P个蓄电池的负极。在图9至20中,在层50A中在层52A中提供的每个开口54A的高度处形成的狭槽56A例如是H形的。
图9和10对应于包括12级12个蓄电池的配置。图9示出了用于7个连接板24A的切割线92,图10示出了用于6个连接板24B的切割线92。
图11和12对应于包括9级16个蓄电池的配置。图11示出了用于5个连接板24A的切割线92,图12示出了用于5个连接板24B的切割线92。
图13和14对应于包括8级18个蓄电池的配置。图13示出了用于5个连接板24A的切割线92,图14示出了用于4个连接板24B的切割线92。
图15和16对应于包括6级24个蓄电池的配置。图15示出了用于4个连接板24A的切割线92,图16示出了用于3个连接板24B的切割线92。
图17和18对应于包括4级36个蓄电池的配置。图17示出了用于3个连接板24A的切割线92,图18示出了用于2个连接板24B的切割线92。
图19和20对应于包括2级72个蓄电池的配置。图19示出了两个连接板24A的切割线92,图20示出了单个连接板24B。
已经描述了各种实施例。本领域技术人员将容易想到各种改变和修改。上面已经描述了具有各种变化的各种实施例。应当注意,本领域技术人员可以在不示出任何创造性的情况下组合这些各种实施例和变型。

Claims (11)

1.一种用于电池的模块(10),包括:
蓄电池(20),每个蓄电池具有第一端和第二端(26A、26B)以及连接所述第一端和第二端的中间部分(28);
第一凸缘(22A),其包括第一贯通开口(32A),所述蓄电池的第一端固定在所述第一开口中;
第一导电板(24A),每个第一板连接到多个第一蓄电池组件中的一个第一蓄电池组件的蓄电池的第一端;
第二凸缘(22B),其包括第二贯通开口(32B),所述蓄电池的第二端固定在所述第二开口中;
第二导电板(24B),每个第二板连接到多个第二蓄电池组件中的一个第二蓄电池组件的蓄电池的第二端,所有第一板和第二板具有相同的结构;和
第一腔室、第二腔室和第三腔室(34A、36、34B),其部分地由所述第一凸缘和第二凸缘界定,并用于容纳介电液体,所述第一凸缘将所述第一腔室和第二腔室隔开,所述第二凸缘将所述第二腔室和第三腔室隔开,所述第一凸缘包括在所述第一腔室和第二腔室(34A、36)之间用于介电液体的第一通道(38A),所述第二凸缘包括在所述第二腔室和第三腔室(34B、36)之间用于介电液体的第二通道(38B)。
2.根据权利要求1所述的模块,其中每个第一板(24A)包括第一孔(39A),每个第一孔面对一个所述第一通道(38A),并且其中每个第二板(24B)包括第二孔(39B),每个第二孔面对一个所述第二通道(38B)。
3.根据权利要求2所述的模块,其中所述第一凸缘(22A)包括突出到所述第一腔室(34A)中的销(37A),所述第一孔(39A)被所述销穿过。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的模块,其中所述第一凸缘(22A)包括不同于所述第一开口(32A)的第三开口(38A),用于使冷却液在第一腔室和第二腔室(34A、36)之间通过,并且所述第二凸缘(22B)包括不同于所述第二开口(32B)的第四开口(38B),用于使冷却液在所述第二腔室和第三腔室(36、34B)之间通过。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的模块,其中每个第一板(24A)和每个第二板(24B)包括由不同材料制成的至少第一导电层和第二导电层(60A、60B、62A、62B)的堆叠(72),所述第一层与至少两个蓄电池(20)机械接触,并且所述第二层与所述至少两个蓄电池(20)相对地打开。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的模块,其中蓄电池(20)的总数在100至500的范围内,并且对应于24的倍数。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的模块,其中蓄电池(20)的总数等于144或168。
8.一种电池(70),其包括多个根据权利要求1至7中任一项所述的模块(10)。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的用于电池的模块(10)的制造方法,其中所述第一导电板和第二导电板(24A、24B)的制造包括以下步骤:
通过模压形成第一预成型件和第二预成型件(90);
在所述第一预成型件中切割所述第一导电板(24A);和
在所述第二预成型件中切割所述第二导电板(24B)。
10.根据权利要求9所述的方法,其中所述第一预成型件和第二预成型件是相同或对称的。
11.根据权利要求9或10所述的方法,其中所述切割步骤是激光切割、机加工或电火花腐蚀切割的步骤。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210030071A (ko) * 2019-09-09 2021-03-17 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
FR3101201B1 (fr) * 2019-09-24 2023-07-14 Psa Automobiles Sa Bloc de batterie
KR20210151471A (ko) * 2020-06-05 2021-12-14 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 팩
SE545205C2 (en) * 2021-05-06 2023-05-16 Apr Tech Ab A liquid cooled module with a restricting member
FR3132165B1 (fr) * 2022-01-24 2024-04-05 Commissariat Energie Atomique Structure de connexion de batterie d’accumulateurs
WO2024116636A1 (ja) * 2022-11-28 2024-06-06 パナソニックIpマネジメント株式会社 電池パック
WO2024116635A1 (ja) * 2022-11-30 2024-06-06 パナソニックIpマネジメント株式会社 電池パック

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060078789A1 (en) * 2002-05-29 2006-04-13 Daimlerchrysler Ag Battery comprising at least one electrochemical storage cell and a cooling device
US20070009787A1 (en) * 2005-05-12 2007-01-11 Straubel Jeffrey B Method and apparatus for mounting, cooling, connecting and protecting batteries
US20100151314A1 (en) * 2008-12-16 2010-06-17 Saft Groupe Sa Electrochemical storage cell retention system
US20110008657A1 (en) * 2008-02-28 2011-01-13 Chae-Ho Chung Z-type battery pack for vehicle
US20120094153A1 (en) * 2010-10-13 2012-04-19 Braille Battery, Inc. Cross Stripping for High-Rate Lithium Battery Cell Pack
CN103038916A (zh) * 2010-07-29 2013-04-10 原子能及能源替代委员会 容易设计和安装的蓄电池组
US20140162099A1 (en) * 2012-12-07 2014-06-12 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Battery arrangement for use in a motor vehicle
US20140162106A1 (en) * 2012-12-07 2014-06-12 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Battery arrangement and method for cooling a battery
US20160285140A1 (en) * 2015-03-23 2016-09-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery pack and heater assembly
US20170005384A1 (en) * 2015-06-30 2017-01-05 Faraday&Future Inc. Battery module for vehicle energy-storage systems
CN106463670A (zh) * 2014-04-07 2017-02-22 罗伯特·博世有限公司 蓄能单元,尤其电池模块和具有许多蓄能单元的蓄能系统

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4123541B2 (ja) 1997-07-02 2008-07-23 株式会社デンソー 電池冷却装置
JP2005285455A (ja) 2004-03-29 2005-10-13 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置
JP2007165200A (ja) 2005-12-15 2007-06-28 Toyota Motor Corp 電池パック
JP4640348B2 (ja) * 2007-02-01 2011-03-02 トヨタ自動車株式会社 電源装置
JP4434237B2 (ja) * 2007-06-20 2010-03-17 トヨタ自動車株式会社 車両用の蓄電装置及び車両
US8663828B2 (en) 2009-04-30 2014-03-04 Lg Chem, Ltd. Battery systems, battery module, and method for cooling the battery module
JP5456371B2 (ja) * 2009-05-28 2014-03-26 三洋電機株式会社 車両用のバッテリシステム及びこのバッテリシステムを搭載する車両
JP5516166B2 (ja) * 2010-07-13 2014-06-11 日産自動車株式会社 車両用電源装置
FR2966288B1 (fr) 2010-10-19 2013-03-29 Commissariat Energie Atomique Batterie d'une motorisation electrique de vehicule automobile
US8852772B2 (en) 2011-11-15 2014-10-07 GM Global Technology Operations LLC Lithium ion battery cooling system comprising dielectric fluid
JP2015172997A (ja) * 2012-07-13 2015-10-01 三洋電機株式会社 バッテリシステム及びバッテリシステムを備える車両並びに蓄電装置
JP6256439B2 (ja) * 2015-09-15 2018-01-10 株式会社デンソー 電池パック
US10784545B2 (en) * 2016-03-25 2020-09-22 Xing Power Inc. Submerged cell modular battery system

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060078789A1 (en) * 2002-05-29 2006-04-13 Daimlerchrysler Ag Battery comprising at least one electrochemical storage cell and a cooling device
US20070009787A1 (en) * 2005-05-12 2007-01-11 Straubel Jeffrey B Method and apparatus for mounting, cooling, connecting and protecting batteries
US20110008657A1 (en) * 2008-02-28 2011-01-13 Chae-Ho Chung Z-type battery pack for vehicle
CN101960663A (zh) * 2008-02-28 2011-01-26 Lg化学株式会社 用于电动车辆的射流型蓄电池组
US20100151314A1 (en) * 2008-12-16 2010-06-17 Saft Groupe Sa Electrochemical storage cell retention system
CN103038916A (zh) * 2010-07-29 2013-04-10 原子能及能源替代委员会 容易设计和安装的蓄电池组
US20120094153A1 (en) * 2010-10-13 2012-04-19 Braille Battery, Inc. Cross Stripping for High-Rate Lithium Battery Cell Pack
US20140162099A1 (en) * 2012-12-07 2014-06-12 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Battery arrangement for use in a motor vehicle
US20140162106A1 (en) * 2012-12-07 2014-06-12 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Battery arrangement and method for cooling a battery
CN106463670A (zh) * 2014-04-07 2017-02-22 罗伯特·博世有限公司 蓄能单元,尤其电池模块和具有许多蓄能单元的蓄能系统
US20160285140A1 (en) * 2015-03-23 2016-09-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery pack and heater assembly
US20170005384A1 (en) * 2015-06-30 2017-01-05 Faraday&Future Inc. Battery module for vehicle energy-storage systems

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Publication number Publication date
WO2019145653A1 (fr) 2019-08-01
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EP3747066A1 (fr) 2020-12-09
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US12040465B2 (en) 2024-07-16
JP2021511642A (ja) 2021-05-06
FR3077430B1 (fr) 2020-02-14

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