CN112103585A - 用于电池模块的偏置特征 - Google Patents

用于电池模块的偏置特征 Download PDF

Info

Publication number
CN112103585A
CN112103585A CN202010806554.6A CN202010806554A CN112103585A CN 112103585 A CN112103585 A CN 112103585A CN 202010806554 A CN202010806554 A CN 202010806554A CN 112103585 A CN112103585 A CN 112103585A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
biasing member
carrier
battery cell
battery module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010806554.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112103585B (zh
Inventor
罗伯特·J·麦克
理査德·M·德克斯特
詹妮弗·L·查尔内基
肯·中山
马修·R·泰勒
克里斯托弗·M·博宁
张旭刚
戴尔·B·特斯特
杰森·D·富尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Johnson Controls Technology Co
Original Assignee
Johnson Controls Technology Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US14/675,618 external-priority patent/US10199631B2/en
Application filed by Johnson Controls Technology Co filed Critical Johnson Controls Technology Co
Priority to CN202010806554.6A priority Critical patent/CN112103585B/zh
Publication of CN112103585A publication Critical patent/CN112103585A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112103585B publication Critical patent/CN112103585B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/505—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising a single busbar
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M10/4257—Smart batteries, e.g. electronic circuits inside the housing of the cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M10/6557—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/256—Carrying devices, e.g. belts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/258—Modular batteries; Casings provided with means for assembling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/308—Detachable arrangements, e.g. detachable vent plugs or plug systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
    • H01M50/3425—Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/35—Gas exhaust passages comprising elongated, tortuous or labyrinth-shaped exhaust passages
    • H01M50/367—Internal gas exhaust passages forming part of the battery cover or case; Double cover vent systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/497—Ionic conductivity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/503—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the shape of the interconnectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/514—Methods for interconnecting adjacent batteries or cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/521—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the material
    • H01M50/524—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/528—Fixed electrical connections, i.e. not intended for disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/528—Fixed electrical connections, i.e. not intended for disconnection
    • H01M50/529—Intercell connections through partitions, e.g. in a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/569—Constructional details of current conducting connections for detecting conditions inside cells or batteries, e.g. details of voltage sensing terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/571—Methods or arrangements for affording protection against corrosion; Selection of materials therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/10—Batteries in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

本公开涉及一种电池模块，所述电池模块具有外壳以及设置在所述外壳的容口区域中的电池单元堆，其中每个电池均具有：顶部，所述顶部具有电池端子；以及底部，其中所述电池单元的顶部背离所述容口区域地面向外。所述电池模块包括一体式感测和汇流条子组件，所述一体式感测和汇流条子组件抵靠所述电池单元堆设置并且具有载体、整合到所述载体上的汇流条以及整合到所述载体上的偏置构件。所述汇流条将电池单元以电气布置连接，并且偏置构件位于每个电池单元的顶部与载体之间，其中所述偏置构件具有第一材料，所述第一材料的顺应性高于所述载体的第二材料的顺应性，并且所述偏置构件使所述电池单元堆朝向所述外壳向内偏置。

Description

用于电池模块的偏置特征
本申请是申请日为2016年1月16日、国际申请号为PCT/US2016/013740、国家申请号为201680003878.8、发明名称为“用于电池模块的偏置特征”的发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请主张于2015年1月5日提交的标题为“具有垂直和水平构造的锂离子电池模块的机械和电气方面(MECHANICAL AND ELECTRICAL ASPECTS OF LITHIUM ION BATTERYMODULE WITH VERTICAL AND HORIZONTAL CONFIGURATIONS)”的申请序列号为62/100,001的美国临时专利申请，以及于2015年3月31日提交的标题为“电池模块的偏置特征(BIASINGFEATURES FOR.A BATTERY MODULE)”且申请序列号为14/675,618的美国专利申请的优先权和利益，这两个申请出于所有目的据此以引用方式并入。
背景技术
本公开整体涉及电池和电池模块领域。具体来说，本公开涉及一种用于电池模块的偏置特征。
该部分旨在向读者介绍本领域的各个方面，这些方面可涉及本公开的各个方面，这些方面在下文中进行描述。该讨论据信有助于向读者提供背景信息，以有利于更好地理解本公开的各个方面。因此，应当理解，这些陈述以该角度来阅读，而不应视为对现有技术的确认。
使用一个或多个电池系统以用于为车辆提供所有或部分动力的车辆可称为xEV，其中术语“xEV”在本文中定义为包括所有下述车辆动力或其任何变型或组合：其将电力用于其所有或部分的车辆动力。例如，xEV包括将电力用于所有动力的电动车辆(EV)。如本领域的技术人员将理解的，同样视为xEV的混合动力电动车辆(HEV)将内燃机推进系统和电池供能的电动推进系统(诸如48伏特(V)或130V系统)相组合。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)可利用一个或多个电动机，仅利用内燃机或利用电动机和内燃机两者将动力和其它电力提供至车辆。相比之下，当车辆怠速运行时，轻度混合动力系统(MHEV)停用内燃机并利用电池系统来继续对空调单元、收音机或其它电子装置供能以及当需要推进时重新启动发动机。轻度混合动力系统还可例如在加速期间施加一定程度的功率辅助以对内燃机作出补充。轻度混合动力通常为96V至130V，并且通过皮带式或曲柄集成式起动发电机回收制动能量。另外，微混合动力电动车辆(mHEV)也使用类似于轻度混合动力的“启-停”系统，但是该微混合动力系统可向内燃机提供动力辅助或者不那样，并且以低于60V的电压操作。出于当前讨论的目的，应当指出的是，mHEV通常在技术上不将直接提供至曲柄或传动装置的电力用于车辆的任何部分的动力，但是mHEV仍可视为xEV，因为其在车辆怠速运行(此时内燃机停用)时使用电力来补充车辆的动力需求并通过集成式起动发电机回收制动能量。此外，插电式电动车辆(PEV)为满足如下条件的任何车辆：其可从外部电源(诸如墙壁插座)进行充电，并且存储于可充电电池单元堆中的能量可驱动或有助于驱动车轮。PEV为EV的子类，包括所有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与传统内燃机车辆的电动车辆改型。
相对于仅使用内燃机和传统电动系统的更传统的气体动力车辆而言，上述xEV可提供若干优势，其中所述传统电动系统通常是由铅酸电池模块供电的12V系统。例如，xEV相比传统内燃机车辆可以产生较少的不期望的排放产物并且可以呈现出较高的燃料效率，并且在一些情况下，此类xEV可以完全省去汽油的使用，如同某些类型的EV或PEV一样。
随着的技术持续演进，需要为此类车辆和其他实施方式提供未改进的电源，尤其是电池模块。例如，现在认识到，电池模块中的未固定的电池单元的移动可能导致电池单元及其相关电接头退化，从而降低电池模块的可靠性和/或寿命。
发明内容
下文概述了本文中所公开的特定实施例。应了解，这些方面仅向读者提供关于这些特定实施例的概述，并且这些方面并不意图限制本公开的范围。实际上，本公开可以包括下文未描述的多个方面。
本公开涉及一种电池模块，所述电池模块包括外壳以及设置在所述外壳的容口区域中的电池单元堆，其中所述电池单元堆中的每个电池单元均具有：顶部，所述顶部具有电池单元端子；以及与所述顶部相对的底部，其中所述电池单元堆设置成使每个电池单元的顶部背离所述容口区域而面向外。所述电池模块还包括一体式感测和汇流条子组件，所述一体式感测和汇流条子组件抵靠所述电池单元堆设置并且设置在所述外壳内。所述一体式感测和汇流条子组件包括载体、整合到所述载体上的汇流条以及整合到所述载体上的偏置构件。所述汇流条配置成以电气布置电连接所述电池单元堆中的电池单元。所述偏置构件定位在所述电池单元堆中的每个电池的顶部与所述载体之间，其中所述偏置构件具有第一材料，所述第一材料的顺应性高于所述载体的第二材料的顺应性，并且所述偏置构件使所述电池单元堆朝向所述外壳向内偏置。
本公开还涉及一种锂离子电池模块，所述锂离子电池模块包括外壳以及设置在所述外壳的容口区域中的棱柱形电池单元堆，其中所述棱柱形电池单元堆中的每个棱柱形电池单元均具有：顶部，所述顶部具有电池单元端子；以及与所述顶部相对的底部，其中所述棱柱形电池单元堆设置成使每个棱柱形电池单元的顶部背离所述容口区域而面向外。所述电池模块还包括传热层，所述传热层在所述外壳内位于所述棱柱形电池单元的底部附近，并且配置成便于从所述棱柱形电池单元传热。所述电池模块具有一体式感测和汇流条子组件，所述一体式感测和汇流条子组件抵靠所述棱柱形电池单元堆设置并且设置在所述外壳内。所述一体式感测和汇流条子组件包括载体、整合到所述载体上的汇流条、整合到所述载体上的第一偏置构件以及整合到所述载体上的第二偏置构件。所述汇流条配置成以电气布置电连接所述棱柱形电池单元堆中的棱柱形电池单元。所述第一偏置构件和第二偏置构件位于所述棱柱形电池单元堆中的每个棱柱形电池单元的顶部与所述载体之间，其中所述第一偏置构件和第二偏置构件各自具有含第一材料的条带，所述第一材料的顺应性高于所述载体的第二材料的顺应性，所述第一偏置构件和第二偏置构件使所述电池单元堆朝向所述外壳向内偏置，并且所述棱柱形电池单元堆中的每个棱柱形电池单元的电池单元通风孔定位在所述第一偏置构件与第二偏置构件之间。
本公开进一步涉及一种用于锂离子电池模块的一体式感测和汇流条子组件，所述一体式感测和汇流条子组件包括载体、整合到所述载体上的汇流条、整合到所述载体上的第一偏置构件以及整合到所述载体上的第二偏置构件。所述汇流条配置成以电气布置电连接电池单元堆中的电池单元。所述第一偏置构件和第二偏置构件经由摩擦配合而整合到所述载体上，在所述摩擦配合中，所述载体的第一突起定位在所述第一偏置构件的第一凹口内，并且所述载体的第二突起定位在所述第二偏置构件的第二凹口内，其中所述第一偏置构件和第二偏置构件配置成位于所述电池单元堆中的每个电池单元的顶部与所述载体之间，所述第一偏置构件和第二偏置构件各自具有顺应性高于所述载体的第二材料的第一材料，所述第一偏置构件和第二偏置构件使所述电池单元堆朝向所述外壳向内偏置，并且所述电池单元堆中的每个电池单元的电池单元通风孔位于所述第一偏置构件与第二偏置构件之间。
附图说明
阅读以下详细说明以及参考附图之后，可以更好地理解本公开的多个方面，其中：
图1是根据本公开的一个方面具有电池系统的xEV的立体图，其中所述电池系统配置成为xEV的多个部件提供电力；
图2是根据本公开的一个方面利用图1中的电池系统的xEV的一个实施例的剖切示意图；
图3是根据本公开的一个方面的锂离子电池模块的分解图，其中所述锂离子电池模块可具有顺应特征以及传热层；
图4是根据本公开的一个方面的电池的图示，所述电池可以通过一个或多个顺应特征予以偏置；
图5是根据本公开的一个方面的图3中的电池模块的一体式感测和汇流条子组件的图示，其中一体式感测和汇流条子组件具有顺应特征；
图6是根据本公开的一个方面的顺应特征的后视立体图，其中所述顺应特征连接到图5的一体式感测和汇流条子组件；
图7是根据本公开的一个方面的用于将顺应特征连接到图5中的一体式感测和汇流条子组件的接口的图示；
图8是根据本公开的一个方面的用于电池的图7中的一体式感测和汇流条子组件的剖切部分的图示，其中所述电池单元具有电池单元套管；
图9是根据本公开的一个方面的图8以及具有电池单元套管的电池单元的局部剖面放大图；
图10是根据本公开的一个方面的用于将顺应特征连接到图5中的一体式感测和汇流条子组件的接口的另一个实施例的图示；
图11是根据本公开的一个方面的设置在电池单元顶部的顺应特征的顶视图；以及
图12是根据本公开的一个方面的包括顺应特征的完全装配的电池模块的立体图。
具体实施方式
下文将描述一个或多个具体实施例。为简要描述这些实施例，本说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。应认识到，在开发任何此类实际实施方式时，如同在进行任何工程或设计项目一样，必须做出众多专门针对具体实施方式的决策，以实现开发人员的具体目标，例如是否符合系统相关和业务相关的约束，这些约束可能会随实施方式的不同而有所不同。此外，应认识到，此类开发工作可能较为复杂并且耗时，但是尽管如此，这也应当是受益于本公开的普通技术人员在设计、生产和制造中的常规任务。
一个或多个所公开的实施例，单独地或组合在一起，可以用于减少电池模块内的电池单元的移动，从而增强电池单元及其相关接头的结构整体性。例如，电池模块中的电池如果未固定，则可能在电池模块使用期间移动(例如，由于xEV的移动)。此类移动可能导致电池单元及其相关电气接头退化，由此降低电池模块的可靠性并且/或者缩短电池模块的寿命。在某些电池模块中，可以使用某些类型的夹持机构，即，使用可致动的挤压机构的夹持机构，来减少此类移动。但是，现在认识到，此类机构可能显著地增加电池模块的体积和/或重量，这降低了效率。另外，可致动的挤压机构可以增大电池模块的制造成本。现在认识到，设置在一体式感测和汇流条子组件上的偏置构件可用于朝向模块外壳向内(例如，向位于外壳内的传热层)挤压电池单元。所述挤压还使得能够增强电池单元与模块外壳的某些冷却特征之间的传热，并且可以便于使用模块的被动冷却而不是主动冷却。
本公开包括具有顺应特征(例如，偏置特征)的电池模块的实施例，所述顺应特征与塑料脊接合，所述塑料脊从设置在电池单元顶部上方的载体延伸出，所述电池单元设在模块的外壳中。例如，所述顺应特征可以压靠在所述电池单元的顶部，以使电池单元朝向设在外壳的内表面与电池单元之间的一个或多个传热层偏置。根据本公开的一个方面，每个电池单元可以以大体同等的方式，经由顺应特征抵靠传热层而被挤压。由顺应特征引起的挤压可以用于显著减少电池单元在模块外壳内的移动和/或震动，从而增强电池性能和/或延长电池寿命。
为帮助说明，图1是车辆10的一个实施例的立体图，所述车辆可以利用包括顺应特征的电池系统12，所述顺应特征使电池单元朝向电池模块外壳的底部偏置，如本文中所述的。现在认识到，非传统电池系统12(例如，包括偏置特征的锂离子车辆电池)需要与传统车辆设计很大程度地兼容。就此而言，本公开的实施例包括用于xEV和包括xEV的系统的多种类型的电池模块。因此，电池系统12可以设置在车辆10中本应容纳传统电池系统(例如，不具有任何偏置特征的标准12V铅酸电池或者12V锂离子电池)的位置中。例如，如图所示，车辆10可以包括位置与内燃机的车辆的铅酸电池类似(例如，在车辆10的发动机罩下方)的电池系统12。
图2中示出了电池系统12的更详细视图。如图所示，电池系统12包括储能部件14，所述储能部件连接到点火系统16、交流发电机18、车辆控制台20并且可任选地连接到电动机22。通常，储能部件14可以捕集/储存车辆10中产生的电能，并且输出电能以向车辆10中的电气部件供电。此外，储能部件14可以输出电能以启动(例如，重新启动或重新点火)内燃机24。例如，在启动-停止应用中，为了节约燃料，内燃机24可以在车辆10停止时空转。因此，储能部件14可以在车辆10需要推进力时，提供能量以重新启动内燃机24。
因此，电池系统12也可以向车辆电气系统的部件提供电力，这些车辆电气系统可以包括散热器冷却风扇、气候控制系统、电动转向系统、主动悬架系统、自动泊车系统、电动油泵、电动增压器/涡轮增压器、电动水泵、加热挡风玻璃/除雾器、车窗升降电动机、梳妆灯、胎压监测系统、天窗电动机控制器、电动座椅、警报系统、信息娱乐系统、导航特征、车道偏离警告系统、电动停车制动器、外部灯或者它们的任何组合。在图示的实施例中，储能部件14向车辆控制台20和点火系统16提供电力，所述车辆控制台和点火系统可用于启动(例如，使用曲柄启动)内燃机24。
此外，储能部件14可以捕集交流发电机18和/或电动机22产生的电能。在一些实施例中，交流发电机18可以在内燃机24运行时产生电能。具体来说，交流发电机18可以将内燃机24旋转所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22时，电动机22可以通过将车辆10移动(例如，车轮旋转)所产生的机械能转换成电能来产生电能。此外，在一些实施例中，在再生制动期间，储能部件14可以捕集交流发电机18和/或电动机22产生的电能。因此，交流发电机和/或电动机22在本文中通常称为再生制动系统。
为便于捕集和供应电能，储能部件14可以经由汇流条26电连接到车辆的电动系统。例如，汇流条26可以使得储能部件14能够接收交流发电机18和/或电动机22产生的电能。此外，汇流条26可以使得储能部件14能够向点火系统16和/或车辆控制台20输出电能。
此外，如图所示，储能部件14可以包括多个电池模块。例如，在图示的实施例中，储能部件14包括锂离子(例如，第一)电池模块28和铅酸(例如，第二)电池模块30，所述电池模块各自包括一个或多个电池单元。此外，储能部件14可以包括任何数量的电池模块，这些电池模块中的所有或一些电池模块可以包括根据本文的偏置特征。尽管锂离子电池模块28和铅酸电池模块30图示成彼此相邻，但是它们可以位于车辆周围的不同区域中。例如，铅酸电池模块30可以定位在车辆10的内部中或者周围，而锂离子电池模块28可以位于车辆10的发动机罩下方。
在一些实施例中，储能部件14可以包括多个电池模块，以利用多种不同的电池化学性质。例如，当使用锂离子电池模块28时，电池系统12的性能可以得到提高，因为锂离子电池化学性质通常具有相对于铅酸电池化学性质而言较高的库伦效率和/或较高的充电接收速率(例如，较高的最大充电电流或充电电压)。因此，电池系统12的捕集、储存和/或分配效率可以得到提高。
为便于控制电能的捕集和储存，电池系统12还可以包括控制模块32(例如，电池管理系统)。更具体地说，控制模块32可以控制电池系统12中的部件的操作，例如储能部件14、交流发电机18和/或电动机22内的继电器(例如，开关)。例如，控制模块32可以调节每个电池模块28或30所捕集/供应的电能量(例如，降低电池系统12的额定值和重新确定电池系统12的额定值)、执行电池模块28和30之间的负载平衡，确定每个电池模块28或30的充电状态，确定每个电池模块28或30的温度或电压(例如，经由从一个或多个感测部件接收的信号)，控制交流发电机18和/或电动机22所输出的电压等等。
因此，控制单元32可以包括一个或多个处理器单元34以及一个或多个存储部件36。具体来说，一个或多个处理器单元34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者它们的任何组合。此外，一个或多个存储部件36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、硬盘驱动器或者固态驱动器。在一些实施例中，控制单元32可以包括车辆控制单元(VCU)的多个部分和/或单独的电池控制模块。此外，如图所示，锂离子电池模块28和铅酸电池模块30跨其端子并联。换言之，锂离子电池模块28和铅酸模块30可以经由汇流条26并联到车辆的电气系统。
为增强锂离子电池模块28的稳定性，上述本公开的实施例利用一个或多个顺应(例如，偏置)特征来与从载体延伸出的塑料突起接合，以向模块28的外壳内的电池单元施加偏置力。例如，每个顺应(例如，偏置)特征可以压靠在某些电池单元的顶部，以使电池单元向设置在电池单元底部(与电池单元顶部相对)附近的一个或多个热层偏置。参考图4可进一步了解电池单元的顶部和底部。根据本公开的一个方面，每个电池单元可以以大体同等的方式抵靠住传热层被挤压，而无论高度如何(例如，从底部到顶部测量)。可以参见图3中的电池模块28进一步理解本公开实施例，所述电池模块是锂离子电池模块28。但是，锂离子电池模块28旨在表示可受益于本公开的技术的任何电池模块配置。
如图示的实施例中所示，根据本公开的锂离子电池模块28可以包括多个电池单元50。电池单元50可以布置成第一电池单元堆52和第二电池单元堆54，其中电池单元50定位成彼此相邻，并且以使得它们的对应端子56位于电池单元堆52、54的同一侧上的方式进行定向。因此，相邻的电池单元50将具有在第一电池单元堆52和第二电池单元堆54中的每个电池单元堆中彼此相邻的端子56。例如，图3中的实施例包括并排布置的第一电池单元堆52和第二电池单元堆54。在其他实施例中，第一电池单元堆52和第二电池单元堆54可以以另一个定向配置(例如，上下关系)。在又一个实施例中，电池模块28中可以仅包括一个电池单元堆，或者可以包括两个以上的电池单元堆(例如，3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个电池单元堆)。另外如图所示，多个电池单元堆50以面对面层叠的方式设置在模块28中，但是可以使用其他配置。
如图3中所示，电池模块28可以包括模块外壳58，所述模块外壳由任何适当的材料构成，例如酰胺基聚合物、聚烯烃(例如，聚丙烯)或者其他任何材料。模块外壳58包括电池单元容口区域60，籍此电池单元堆52和54设置在电池模块外壳58内。在图示的实施例中，电池单元50以“底部首先插入”的方式设置在电池单元容口区域60中，其中每个电池单元50的端子56朝向容口区域60的开口62向外指向。如图示的实施例中所示，可由顺应和导热材料制成的第一传热层63和第二传热层64可以分别设置在电池单元堆52和54中的电池单元50的底部之间。因此，第一传热层63和第二传热层64可以设置成邻近电池模块外壳58的内表面。在其他实施例中，电池模块28可以仅包括一个传热层，所述传热层配置成设置在两个电池单元堆52和54中的电池单元50的底部之间。传热层63和64可以促进从电池单元50的底部向电池模块28的热管理特征，例如散热器、散热片等传递热能。此类热管理特征可以设置在外壳的外表面65上。此外，传热层63、64还可以通过作为吸震器来减少电池单元50的移动。例如，传热层63、64可以包括随着电池模块28的移动而膨胀和压缩的顺应材料，以使电池单元50保持大体上固定。
本文中公开的电池模块28可以包括配置成在设置在模块外壳58内时使电池单元50沿方向66偏置的特征。在图3中，它图示成偏置方向66。在某些实施例中，在设置在模块外壳58内时，偏置方向66可以从电池单元50的顶部向电池单元50的底部延伸。因此，偏置特征可以使电池单元50朝向传热层63和64偏置，从而在电池模块28操作期间促进传热。此外，偏置构件可以与传热层63、64(例如，具有顺应材料的层)结合地提供一定程度的吸震，以减少振动对电池单元50及其相关电接头的结构整体性的影响。
此外，电池模块28可以包括一体式感测和汇流条子组件67。一体式感测和汇流条子组件可以包括第一侧68以及与第一侧68相对的第二侧69。第一侧68可以面对电池单元50的顶部，并且第二侧69可以向外面对开口62。根据本公开的顺应材料可以包括在一体式感测和汇流条子组件67上，以使电池单元50沿偏置方向66偏置。
为便于讨论本公开的实施例，图4中示出了根据本公开各方面的电池单元50，所述电池单元可以使用一个或多个顺应(例如，偏置)特征进行偏置。在棱柱形电池单元配置中，如图4中所示，电池单元50包括顶部70，所述顶部具有至少一个电池单元端子56(图示的实施例具有位于顶部70上的两个电池单元端子56)以及电池单元通风孔72，所述电池单元通风孔允许压缩气体在通风情况下逸出。
图4中图示的电池单元还包括与电池单元50的壳体78的最宽部分相对应的第一面74和第二面76。底部80大体上与顶部70相对，并且在一些实施例中，底部80可以包括电池单元通风孔作为顶部70上的电池通风孔72的替代。面74和76在顶部70与底部80之间延伸，并且通过第一侧82和第二侧84连接，所述第一侧和第二侧可以是直的、圆形的或者任何其他适当的几何结构。容纳电池单元50的活性电化学元素的电池单元50的壳体78(例如，外壳)可以是聚合物、金属、复合材料或者任何其他适当的材料。此外，应了解，本公开实施例并不限于具有棱柱形电池单元的电池模块，而是还意图包括电池单元50是袋状电池单元、圆柱形电池单元等的实施例。此外，尽管在具有锂离子电池单元的锂离子电池模块的背景下进行了描述，但本公开适用于可受益于如本说明书中所公开的偏置的其他电池化学性质。
如图3中所示，一体式感测和汇流条子组件67(在本文中还称为“载体组件”)的某些部件与电池单元50接合。如图3中所示，一体式感测和汇流条子组件67可以设置成邻近电池单元50的顶部70，以使子组件67能够使用整合到子组件67上的汇流条90以预定关系将电池单元50电气互连。例如，通过将汇流条90焊接到电池单元50的特征实现的电池单元50的互连使得能够进行多个串联和/或并联连接，从而使整个电池模块28达到预定电压和/或容量。在某些实施例(例如，图3中所示的实施例)中，例如，电池模块28可以具有串联的六个电池单元50，以产生电池单元50的各电压的总和的电压输出，以及大体上等于各个电池50容量的容量。其他电气连接,例如一个或多个并联连接,将影响电压和容量。在其他实施例中，电池模块28可以包括少于六个电池单元(例如，5个、4个、3个、2个或1个)或者多于六个电池单元(7个、8个、9个、10个、12个、15个、20个、25个、30个、35个、40个、45个、50个或更多个)。
除了将电池单元50互连的汇流条90之外，一体式感测和汇流条子组件67可以包括若干不同的特征92，用于监测电池模块28的状况。图5中示出了具有感测特征92(例如，感测部件、传感器)的子组件67，所述子组件可包括配置成感测汇流条90处的电压的电压感测部件94，以及配置成感测汇流条90处的温度的温度感测部件98。这些感测部件92连接到电缆线路100，所述电缆线路配置成将感测部件92产生的信号传送到图2中所示的控制单元32(例如，BMS)。例如，感测特征92可以电连接到控制单元32(例如，通过电缆线路100)，并且配置成随时间的推移发送与电池模块28的温度或电压相关的信号(例如，反馈)。在某些实施例中，汇流条90、温度感测部件98和电压感测部件94和电缆线路100全部整合在载体102上，所述载体可以形成配置成承载和整合这些部件的一体式结构(例如，子组件)。根据本公开的实施例，载体102可以包括上述偏置特征。例如，尽管图5中示出了子组件67的第二侧69，但是与第二侧69相对的第一侧68面对电池单元50，并且可以包括偏置特征。
图6中示出了一体式感测和汇流条子组件67的实施例，所述一体式感测和汇流条子组件包括示例性偏置构件110和112组。具体来说，图6中以后视立体图的视角示出了子组件67的实施例，并且示出了在组装之后面向电池单元50的载体组件67的第一侧68。组件67的图示实施例包括第一偏置构件110和第二偏置构件112，这些偏置构件在电池模块28组装之后压靠在电池单元堆52中的电池单元50的顶部70。第一偏置构件110和/或第二偏置构件112可位于载体组件67中与电池单元50的通风孔72以及其他电池单元特征(例如，填充孔)的任一侧对应的位置处。通过这种方式，第一偏置构件110和/或第二偏置构件112不影响(例如，物理上干涉)通风布置。根据本公开的实施例，第一偏置构件110和/或第二偏置构件112的位置可以不同，这例如取决于通风孔72在电池单元50上的几何形状和位置。第三偏置构件154和第四偏置构件116可以具有与第二电池单元堆54类似的关系。
偏置特征110、112、114和/或116可以配置成使电池单元50沿偏置方向66偏置。在某些实施例中，在设置在模块外壳58内时，偏置方向66可以从电池单元50的顶部70向相应的底部80延伸。例如，包括在一体式感测和汇流条子组件67上的偏置特征110、112、114和/或116使电池单元50的底部80朝向传热层63、64偏置，从而在电池模块28操作期间促进传热。此外，偏置构件110、112、114和/或116可以与传热层63、64(例如，包括顺应材料的传热层)相结合地提供一定程度的吸震，以减少振动对电池单元50及其相关电接头的结构整体性的影响。在其他实施例中，偏置方向66可以从电池单元50的相应底部80向电池单元50的相应顶部70延伸。
由于电池单元50的操作取决于若干因素，包括施加在电池单元50上的压力、电池单元温度等，因此需要对电池单元堆52和54中的每个电池单元50布置大体相等量的偏置。因此，偏置构件110、112、114和/或116可以具有足以沿电池单元堆52和/或54中的所有电池单元50延伸的长度118。偏置构件120的宽度可以取决于电池单元50的顶部70上的可供抵靠的空间、用在电池单元50上的偏置构件的数目以及类似考虑因素。
通过偏置构件110、112、114和/或116施加在电池单元50上的偏置力可以取决于若干因素，包括偏置构件110、112、114和/或116的材料成分、电池单元50的壳体58的材料成分、顺应传热层63、64的材料成分、模块28组装之后由载体组件67施加的挤压量(例如，经由偏置构件110、112、114和/或116施加到电池单元50上的挤压力)、电池单元50的大小等。例如，在组装期间，载体102可以固定到模块外壳58上(例如，使用模块接合构件121，例如悬臂钩，使用粘合剂，使用激光焊接或者类似方法)并且向电池单元50施加挤压力。
鉴于图3中所示的配置，应了解，(例如，从载体102，偏置构件110、112、114、116，以及其他部件)施加到电池单元壳体58上的总力可以很大程度地取决于与电池单元50物理接触的多个特征(例如，偏置构件、顺应传热层)的材料构造，以及电池单元50的大小。在某些实施例中，偏置构件110、112、114和/或116可以将电池单元50之间的高度(例如，从底部到顶部)的差异考虑在内。例如，偏置构件110、112、114和/或116可以向具有不同高度的电池单元50施加不同的偏置力(例如，挤压力)。偏置构件110、112、114和/或116可以将较大的偏置力施加到较高的电池单元上(例如，从底部到顶部)，并且将减小的偏置力施加到较短的电池单元上，因为，例如，较高的电池单元相对于较短的电池单元而言可能更接近偏置构件110、112、114和/或116。因此，电池单元50可以由于偏置构件110、112、114和/或116所施加的不同的力而大体上对准，进而便于连接到载体组件67(例如，经由汇流条90)。
此外，假定仅改变偏置构件110、112、114和/或116的材料成分，则可以更改偏置构件110、112、114和/或116的顺应性，以调整施加在各个电池单元50的偏置力的量。实际上，偏置构件110、112、114和/或116的顺应性可以基于所需偏置力与偏置构件110、112、114和/或116施加在电池单元壳体58上的物理应力之间的平衡进行选择。例如，如果物理应力过大，其可能损害壳体58的结构整体性，而如果顺应性过大，可能无法提供所需量的吸震和物理约束。因此，偏置构件110、112、114和/或116的萧氏A型硬度的值可以选自一个范围，例如但非限定，所述值范围可以包括介于20到80之间，例如，介于40到60之间的萧氏A型硬度值。此类值可以允许所需的顺应程度，同时仍然提供足够的物理约束，以将电池单元50维持在其相应位置。在某些实施例中，形成偏置构件110、112、114和/或116的材料的顺应性(例如，包括较小的萧氏A型硬度值)可以大于载体78的材料。因此，偏置构件110、112、114和/或116可以表现出弹性(例如，在向电池单元50上施加偏置力时压缩，并且在所述偏置力撤除时恢复到原始位置)，而载体78大体上维持刚性。
在某些实施例中，偏置构件110、112、114和/或116的硬度可以选择成使偏置构件110、112、114和/或116还能够用作密封条。因此，偏置构件110、112、114和/或116可以配置成不仅仅使电池单元偏置和吸收振动力，同时还配置成阻止湿气、通风气体等从电池单元通风孔72逸出到电池模块28的其他区域。例如，包括在一体式感测和汇流条子组件67上的感测特征92可能对高温敏感，所述高温可能由从电池单元50排出的气体产生。因此，在某些实施例中，偏置构件110、112、114和/或116可以配置成阻止此类气体接触，并且潜在地损害感测部件92，从而延长电池模块28的寿命。在某些实施例中，偏置构件110、112、114和/或116可以引导排出气体流向具体通风通道，从而避免与可能受这些气体损害的任何敏感电子部件(例如，感测特征92)接触。
作为非限定性实例，偏置构件110、112、114和/或116可以由一种或多种聚合性化合物构成或者包括一种或多种聚合性化合物，并且在某些实施例中，可以包括一种或多种填料。例如，偏置构件110、112、114和/或116可以包括以下项中的任一项或其组合：弹性体(例如，聚丁二烯)、聚烯烃(例如，聚丙烯、聚乙烯)，弹性体和聚烯烃或聚芳烃等另一种聚合物的混合物(例如，聚丁二烯和聚苯乙烯的混合物，例如，耐冲性聚苯乙烯(HIPS)树脂)、聚酯(例如，可以提供耐化学性和耐应力开裂性)等。偏置构件110、112、114和/或116的填料可以包括提供结构补强和/或耐化学性的填料，例如，纤维、颗粒和类似的填料。填料可以是碳基的、金属的、陶瓷的、硅石基玻璃、硼硅酸盐玻璃或者其他适当的填料。
偏置构件110、112、114和/或116的材料性质还可以使偏置构件110、112、114和/或116能够保持在载体102上，而不使用粘合剂或其他固定机构。但是，本公开还涵盖这样的实施例：其中偏置构件110、112、114和/或116使用粘合剂、系紧件、包覆模制等手段固定到载体102上。根据图6中所示的实施例，偏置构件110、112、114和/或116可以使用摩擦配合或者干涉配合来固定，其中偏置构件110、112、114和/或116包括凹口122，所述凹口配置成接纳载体102的突起124。
图7中示出了图6的放大图，其中第四偏置构件116已从载体102移除。如图所示，载体102包括用于第四偏置构件116的接口126，所述接口包括突起124。图示的突起124包括唇缘128，所述唇缘可以通过提供额外的表面来便于将偏置构件116保持在载体102上，所述额外的表面定向成横向于(例如，垂直于)偏置构件116将从载体102拉离的方向130。凹口122可以包括凹入处123，所述凹入处配置成贴合并且接纳唇缘128，从而将突起124固定到凹口122中。因此，当突起124接纳在凹口122中时，唇缘128可以使偏置构件116能够阻止从接口126的意外移除。此外，接口126可以使得能够更简单并且更便利地组装模块28，因为偏置构件116的凹口122可以简单地插入到突起124上方即可将偏置构件116固定到载体102上。
此外，接口126可以包括图8中所示的切口部分132。例如，切口部分132可以使得偏置构件110、112、114和/或116对于从电池单元突起的某些特征具有额外的顺应性。例如，某些电池单元可以覆盖以电池单元套管，以使这些电池单元相对于没有此类套管的电池单元而言需要额外的空间。切口部分132提供的额外顺应性与偏置构件110、112、114和/或116的材料成份相结合可以使偏置构件110、112、114和/或116能够向所有电池单元50施加大体相同的偏置力，无论电池单元高度如何(例如，从底部到顶部)以及电池单元50是否包括电池单元套管(例如，图3中的中间电池单元包括电池套管)。电池单元套管或其他此类突起可以设置在电池单元壳体58上方，以使电池单元50的高度和宽度增大。例如，电池单元50中包括电池套管的一个电池单元可以高于其余的电池单元50。因此，切口部分132使接口126能够对于增加的高度具有顺应性，以使电池单元套管施加到电池单元的力不会损害壳体58。在某些实施例中，切口部分132具有与电池单元套管的增大高度(例如，具有电池单元套管的电池单元与不具有电池单元套管的电池单元之间的差)对应的深度134。此外，切口部分132可以包括当电池套管设置在电池单元50上时与电池单元50的总厚度相对应的宽度136(例如，电池单元壳体78和电池单元套管的组合厚度)。
图9示出了切口部分132以及具有电池单元套管133的电池单元50的展开图。如图示的实施例中所示，电池套管133使电池单元50相对于不具有电池套管133的电池单元50而言(例如，具有套管133的电池单元50右侧和左侧的电池单元50)具有增大的高度137和增大的宽度138。因此，切口部分132的深度134可以对应于增大的高度137，并且切口部分132的宽度136可以对应于具有电池单元套管133的电池单元50的总宽度139，以便偏置构件110、112、114和/或116可以对具有电池单元套管133的电池单元50具有额外的顺应性。
一体式感测和汇流条子组件67的实施例可以包括通道140(例如，缺口、凹入处)，所述通道具有壁142并且配置成接纳一个或多个偏置构件110、112、114和/或116的各部分，如图10中所示。偏置构件110、112、114和/或116可以通过摩擦配合、使用粘合剂或者它们的组合固定到通道140中。在此类实施例中，偏置构件110、112、114和/或116可以使用，例如，偏置构件116的最外表面144与通道140的壁142之间的摩擦来固持在通道140内。因此，偏置构件116以防止意外去除的方式固定到通道140中。在某些实施例中，偏置构件110、112、114和/或116的仅一部分插入通道140中，以使第二部分从通道140突起，以使偏置构件110、112、114和/或116可以向电池单元50施加偏置力。
此外，通道140还可以包括突起124，以使偏置构件110、112、114和/或116中的凹口122与突起124之间干涉配合，以便偏置构件110、112、114和/或116使用两种固定机构(例如，通道表面与偏置构件的最外表面之间的摩擦，以及偏置构件凹口与突起表面和/或唇缘之间的摩擦)保持在载体102上。在采用通道140的实施例中，通道140的深度可以取决于偏置构件110、112、114和/或116的大小以及即将施加到电池单元50的偏置力。例如，通道140在需要较大的偏置力时相对较浅。相反，通道140在需要较小的偏置力时相对较深。
当偏置构件110、112、114和/或116固定到载体102上时，偏置构件110、112、114和/或116可以向电池单元50施加偏置力，以减少电池单元50在电池模块28中的移动。图11示出了设置在电池单元50的顶部70上的偏置构件110和112的顶视图。如图示的实施例中所示，偏置构件110和112设置成使得电池单元通风孔72位于偏置构件110和112之间。因此，偏置构件110和112不影响通风孔布置(例如，与之形成物理干涉)。在某些实施例中，偏置构件110和112可以设置在电池单元端子56之间。在其他实施例中，偏置构件110和112可以设置成使电池单元端子56位于偏置构件110和112之间。在其他进一步实施例中，偏置构件110和112可以设置成使其中一个电池单元端子56位于偏置构件110和112之间。
根据本公开的一个方面，偏置构件110、112、114和/或116与一体式感测和汇流条子组件67相组合，可提供一定程度的挤压，该等挤压足以减少或者完全省去额外的挤压机构。此类额外挤压机构通常包括可致动的挤压机构，例如使用螺纹接头、曲柄机构、移动式压板等的挤压机构。此类额外的挤压机构可能较为昂贵并且难以实施到电池模块28中。相反，根据本公开的某些实施例的电池模块只能使用载体102、偏置构件110、112、114和/或116提供的挤压以及电池单元50在操作期间的膨胀。图12中示出了具有本公开的偏置特征的完全组装版电池模块28的一个实施例。应认识到，当如图所示大体上组装时，电池模块28不包括可致动的挤压机构。
鉴于以上内容，应认识到，一个或多个所公开的实施例单独地或组合在一起可以用于提供减少电池单元在电池模块内的移动的技术效果，从而增强电池单元及其相关接头的结构整体性。例如，在一个方面，现在认识到，如果未使用可致动的挤压机构固定，电池模块中的电池单元可能在电池模块的使用期间移动。现在还认识到，此类移动可能导致电池单元及其相关电气接头退化，降低电池模块的可靠性和/或寿命。为缓解这些不想要的效果并且提供其他优势和技术效果，本公开使用设置在一体式感测和汇流条子组件上的偏置构件来使电池单元向内朝向模块外壳偏置，例如，朝向设置在外壳内的传热层偏置。所述偏置还使得能够增强电池单元与模块外壳的某些冷却特征之间的传热，并且可以便于对模块使用被动冷却而不是主动冷却。本说明书中的技术效果和技术问题是示例性而非限定性的。应了解，本说明书中所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。
上文已经以实例方式描述了上述具体实施例，但是应了解，这些实施例可以进行各种修改和替代。应进一步了解，权利要求书并非旨在限于所公开的特定形式，而是涵盖属于本公开的精神和范围内的所有修改、等效物和额外物。

Claims (43)

1.一种电池模块，包括：
外壳；
电池单元堆，所述电池单元堆设置在所述外壳的容口区域中，所述电池单元堆中的每个电池单元均具有包括电池单元端子的顶部以及与所述顶部相对的底部，其中所述电池单元堆设置成使每个电池单元的所述顶部背离所述容口区域地朝向；以及
汇流条子组件，所述汇流条子组件抵靠所述电池单元堆设置，其中所述汇流条子组件包括载体、整合到所述载体上的汇流条以及整合到所述载体上的偏置构件；
其中所述汇流条配置成以电气布置电连接所述电池单元堆中的电池单元；并且
其中所述偏置构件直接地定位在所述电池单元堆中的每个电池单元的所述顶部与所述载体之间，其中所述偏置构件包括第一材料，所述第一材料的顺应性高于所述载体的第二材料的顺应性，其中所述偏置构件使所述电池单元堆向内朝向所述外壳偏置，其中所述偏置构件经由摩擦配合整合到所述载体，所述摩擦配合由定位在所述偏置构件的对应凹口内的所述载体的突起产生，并且其中所述偏置构件的所述凹口包括凹入处，所述凹入处配置成围绕所述载体的所述突起贴合以接触所述突起的相对表面。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述突起包括切口，所述切口配置成容纳围绕所述电池单元堆中的一个电池单元设置的电池单元套管。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中所述切口包括与由所述电池单元套管引起的所述电池单元的增大高度和增大宽度相对应的深度和宽度。
4.根据权利要求2所述的电池模块，其中所述电池单元堆包括第一电池单元、具有所述电池单元套管的第二电池单元以及第三电池单元，所述第二电池单元设置在所述第一电池单元和所述第三电池单元之间，并且所述切口位于所述突起上的、与所述第二电池单元对应的位置处。
5.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述突起包括唇缘，所述唇缘配置成将所述偏置构件固定在所述突起上。
6.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述偏置构件通过粘合剂整合到所述载体上。
7.根据权利要求1所述的电池模块，所述电池模块包括传热层，所述传热层设置在所述外壳的内表面与所述电池单元堆中的所述电池单元的所述底部之间，其中所述传热层配置成便于从所述电池单元堆向设置在所述外壳的外表面上的热管理特征传热，并且所述传热层包括顺应性材料。
8.根据权利要求7所述的电池模块，其中所述热管理特征包括散热器、散热片或者配置成接收热能的其他装置。
9.根据权利要求1所述的电池模块，所述电池模块包括额外的偏置构件，其中所述偏置构件和所述额外的偏置构件配置成抵靠住每个电池单元的所述顶部，以使每个电池单元的通风孔位于所述偏置构件与所述额外的偏置构件之间。
10.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述偏置构件包括介于40到60之间的萧氏A型硬度值。
11.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述偏置构件包括弹性体、聚烯烃、弹性体和另一种聚合物的混合物、聚酯或者它们的任何组合。
12.根据权利要求11所述的电池模块，其中所述偏置构件进一步包括配置成提供结构补强的填料。
13.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述电池模块不包括可致动的挤压机构。
14.根据权利要求5所述的电池模块，其中所述凹入处被配置成贴合并且接纳所述唇缘。
15.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述偏置构件直接地接触所述电池单元堆的每个电池单元的所述顶部和所述载体。
16.一种电池模块，包括：
外壳；
电池单元堆，所述电池单元堆设置在所述外壳的容口区域中，所述电池单元堆中的每个电池单元均具有包括电池单元端子的顶部以及与所述顶部相对的底部，其中所述电池单元堆设置成使每个电池单元的所述顶部背离所述容口区域地朝向；以及
汇流条子组件，所述汇流条子组件抵靠所述电池单元堆设置，其中所述汇流条子组件包括载体、整合到所述载体上的汇流条以及整合到所述载体上的偏置构件；
其中所述汇流条配置成以电气布置电连接所述电池单元堆中的电池单元；并且
其中所述偏置构件直接地定位在所述电池单元堆中的每个电池单元的所述顶部与所述载体之间，其中所述偏置构件包括第一材料，所述第一材料的顺应性高于所述载体的第二材料的顺应性，并且所述偏置构件使所述电池单元堆向内朝向所述外壳偏置。
17.根据权利要求16所述的电池模块，其中所述偏置构件经由摩擦配合整合到所述载体上，其中所述载体的突起设置在所述偏置构件的对应凹口内。
18.根据权利要求17所述的电池模块，其中所述突起包括切口，所述切口配置成容纳围绕所述电池单元堆中的一个电池单元设置的电池单元套管。
19.根据权利要求18所述的电池模块，其中所述切口包括与由所述电池单元套管引起的所述电池单元的增大高度和增大宽度相对应的深度和宽度。
20.根据权利要求18所述的电池模块，其中所述电池单元堆包括第一电池单元、具有所述电池单元套管的第二电池单元以及第三电池单元，所述第二电池单元设置在所述第一电池单元和所述第三电池单元之间，并且所述切口位于所述突起上的、与所述第二电池单元对应的位置处。
21.根据权利要求17所述的电池模块，其中所述突起包括唇缘，所述唇缘配置成将所述偏置构件固定在所述突起上。
22.根据权利要求16所述的电池模块，其中所述偏置构件经由包覆模制而整合到所述载体上。
23.根据权利要求16所述的电池模块，其中所述偏置构件经由凹口整合到所述载体上，所述凹口设置在所述载体上并且配置成接纳所述偏置构件。
24.根据权利要求16所述的电池模块，其中所述偏置构件通过粘合剂整合到所述载体上。
25.根据权利要求16所述的电池模块，所述电池模块包括传热层，所述传热层设置在所述外壳的内表面与所述电池单元堆中的所述电池单元的所述底部之间，其中所述传热层配置成便于从所述电池单元堆向设置在所述外壳的外表面上的热管理特征传热，并且所述传热层包括顺应性材料。
26.根据权利要求25所述的电池模块，其中所述热管理特征包括散热器、散热片或者配置成接收热能的其他装置。
27.根据权利要求16所述的电池模块，所述电池模块包括额外的偏置构件，其中所述偏置构件和所述额外的偏置构件配置成抵靠住每个电池单元的所述顶部，以使每个电池单元的通风孔位于所述偏置构件与所述额外的偏置构件之间。
28.根据权利要求16所述的电池模块，其中所述偏置构件包括介于40到60之间的萧氏A型硬度值。
29.根据权利要求16所述的电池模块，其中所述偏置构件包括弹性体、聚烯烃、弹性体和另一种聚合物的混合物、聚酯或者它们的任何组合。
30.根据权利要求29所述的电池模块，其中所述偏置构件进一步包括配置成提供结构补强的填料。
31.根据权利要求16所述的电池模块，其中所述电池模块不包括可致动的挤压机构。
32.一种锂离子电池模块，包括：
外壳；
棱柱形电池单元堆，所述棱柱形电池单元堆设置在所述外壳的容口区域中，所述棱柱形电池单元堆中的每个棱柱形电池单元均具有包括电池单元端子的顶部以及与所述顶部相对的底部，其中所述棱柱形电池单元堆设置成使每个棱柱形电池单元的所述顶部背离所述容口区域地向外朝向；
传热层，所述传热层定位成邻近所述外壳内的所述棱柱形电池单元的所述底部，并且配置成便于从所述棱柱形电池单元传热；以及
汇流条子组件，所述汇流条子组件抵靠所述棱柱形电池单元堆设置并且位于所述外壳内，其中所述汇流条子组件包括载体、整合到所述载体上的汇流条、整合到所述载体上的第一偏置构件以及整合到所述载体上的第二偏置构件；
其中所述汇流条配置成以电气布置电连接所述棱柱形电池单元堆中的棱柱形电池单元；并且
其中所述第一偏置构件和所述第二偏置构件定位在所述棱柱形电池单元堆中的每个棱柱形电池单元的所述顶部与所述载体之间，所述第一偏置构件和所述第二偏置构件各自包括具有第一材料的条带，所述第一材料的顺应性高于所述载体的第二材料的顺应性，所述第一偏置构件和所述第二偏置构件使所述棱柱形电池单元堆向内朝向所述外壳偏置，并且所述棱柱形电池单元堆中的每个棱柱形电池单元的电池单元通风孔定位在所述第一偏置构件与所述第二偏置构件之间。
33.根据权利要求32所述的锂离子电池模块，其中所述第一偏置构件和所述第二偏置构件经由摩擦配合整合到所述载体上，其中所述载体的第一突起定位在所述第一偏置构件的第一凹口内，并且所述载体的第二突起定位在所述第二偏置构件的第二凹口内。
34.根据权利要求32所述的锂离子电池模块，其中所述传热层包括顺应性材料，并且配置成便于从所述棱柱形电池单元堆向设置在所述外壳的外表面上的热管理特征传热，并且其中所述热管理特征包括散热器、散热片或者配置成接收热能的其他装置。
35.根据权利要求32所述的锂离子电池模块，其中所述第一偏置构件和所述第二偏置构件中的一个或多个偏置构件包括弹性体、聚烯烃、弹性体和另一种聚合物的混合物、聚酯或者它们的任何组合。
36.根据权利要求32所述的锂离子电池模块，其中所述第一偏置构件和第二偏置构件各自经由摩擦配合整合到所述载体上。
37.一种用于锂离子电池模块的汇流条子组件，所述汇流条子组件包括：
载体；
汇流条，所述汇流条整合到所述载体上，并且配置成以电气布置电连接电池单元堆中的电池单元；以及
经由摩擦配合整合到所述载体上的第一偏置构件和第二偏置构件，其中所述载体的第一突起定位在所述第一偏置构件的第一凹口内，并且所述载体的第二突起定位在所述第二偏置构件的第二凹口内；其中所述第一偏置构件和所述第二偏置构件配置成定位在所述电池单元堆中的每个电池单元的表面与所述载体之间，所述第一偏置构件和所述第二偏置构件各自具有条带，所述条带具有顺应性高于所述载体的第二材料的第一材料，所述第一偏置构件和所述第二偏置构件使所述电池单元堆向内朝向所述锂离子电池模块的外壳偏置，并且所述电池单元堆中的每个电池单元的电池单元通风孔定位在所述第一偏置构件与所述第二偏置构件之间。
38.根据权利要求37所述的汇流条子组件，其中所述第一偏置构件和所述第二偏置构件中的一个或多个偏置构件包括弹性体、聚烯烃、弹性体和另一种聚合物的混合物、聚酯或者它们的任何组合。
39.根据权利要求38所述的汇流条子组件，其中所述偏置构件进一步包括配置成提供结构补强的填料。
40.一种电池模块，包括权利要求1-15中的任一项技术特征或技术特征的任意组合。
41.一种电池模块，包括权利要求16-31中的任一项技术特征或技术特征的任意组合。
42.一种锂离子电池模块，包括权利要求32-36中的任一项技术特征或技术特征的任意组合。
43.一种汇流条子组件，包括权利要求37-39中的任一项技术特征或技术特征的任意组合。
CN202010806554.6A 2015-01-05 2016-01-16 用于电池模块的偏置特征 Active CN112103585B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010806554.6A CN112103585B (zh) 2015-01-05 2016-01-16 用于电池模块的偏置特征

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562100001P 2015-01-05 2015-01-05
US14/675,618 2015-03-31
US14/675,618 US10199631B2 (en) 2015-01-05 2015-03-31 Biasing features for a battery module
PCT/US2016/013740 WO2016112406A1 (en) 2015-01-05 2016-01-16 Biasing features for a battery module
CN202010806554.6A CN112103585B (zh) 2015-01-05 2016-01-16 用于电池模块的偏置特征
CN201680003878.8A CN107251262B (zh) 2015-01-05 2016-01-16 用于电池模块的偏置特征

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680003878.8A Division CN107251262B (zh) 2015-01-05 2016-01-16 用于电池模块的偏置特征

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112103585A true CN112103585A (zh) 2020-12-18
CN112103585B CN112103585B (zh) 2024-09-06

Family

ID=92567334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010806554.6A Active CN112103585B (zh) 2015-01-05 2016-01-16 用于电池模块的偏置特征

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112103585B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115602978A (zh) * 2021-07-09 2023-01-13 宝马股份公司（De） 具有浸没式调温的电池装置和机动车辆

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6071643A (en) * 1995-12-27 2000-06-06 Idemitsu Petrochemical Co., Ltd. Battery jar material for sealed secondary battery and battery jar for sealed secondary battery using the same
JP2006351364A (ja) * 2005-06-16 2006-12-28 Honda Motor Co Ltd 組電池
US20120247107A1 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 Johnson Controls Technology Llc Battery module and method incorporating exterior casing and liner
CN103492892A (zh) * 2011-05-13 2014-01-01 株式会社Lg化学 电压感测组件和包括电压感测组件的电池模块
WO2014034079A1 (ja) * 2012-08-30 2014-03-06 三洋電機株式会社 電源装置及び電源装置を備える車両並びに蓄電装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6071643A (en) * 1995-12-27 2000-06-06 Idemitsu Petrochemical Co., Ltd. Battery jar material for sealed secondary battery and battery jar for sealed secondary battery using the same
JP2006351364A (ja) * 2005-06-16 2006-12-28 Honda Motor Co Ltd 組電池
US20120247107A1 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 Johnson Controls Technology Llc Battery module and method incorporating exterior casing and liner
CN103492892A (zh) * 2011-05-13 2014-01-01 株式会社Lg化学 电压感测组件和包括电压感测组件的电池模块
WO2014034079A1 (ja) * 2012-08-30 2014-03-06 三洋電機株式会社 電源装置及び電源装置を備える車両並びに蓄電装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115602978A (zh) * 2021-07-09 2023-01-13 宝马股份公司（De） 具有浸没式调温的电池装置和机动车辆
CN115602978B (zh) * 2021-07-09 2023-10-03 宝马股份公司 具有浸没式调温的电池装置和机动车辆

Also Published As

Publication number Publication date
CN112103585B (zh) 2024-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107251262B (zh) 用于电池模块的偏置特征
US11462795B2 (en) Battery module having a cell assembly
US20220320650A1 (en) Thermal epoxy and positioning of electrochemical cells
EP3183763B1 (en) Lead frame for a battery module having sacrificial interconnects
CN109314198B (zh) 电化学电池固定在电池模块的壳体内
EP3243228B1 (en) Battery cell separator
CN107431155B (zh) 电池组模块隔板
EP3195385B1 (en) Recessed terminal in module body
CN112103585B (zh) 用于电池模块的偏置特征
EP3243233B1 (en) Biasing features for a battery module
EP3243239B1 (en) Battery module cooling fins and footings system

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant