CN112602163A - 具有可熔连片的汽车电池导体板 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种用于在电动车辆的电池包的多个电池电芯之间提供电连接的导体板组件。该导体板组件包括：多个第一导体板；至少一个第二导体板；多个可熔连片，该多个可熔连片位于该至少一个第二导体板处，该多个可熔连片被配置为将该至少一个第二导体板连接至多个电池电芯；以及多个非可熔连片，该多个非可熔连片位于该多个第一导体板处，该多个非可熔连片被配置为将该多个第一导体板连接至多个电池电芯。本发明还描述了相关的设备、系统和方法。

Description

具有可熔连片的汽车电池导体板
本申请要求在2018年8月23日提交的名称为“具有可熔连片的汽车电池导体板(Automotive Battery Conductor Plates With Fusible Links)”的美国临时专利申请第62/721951号的权益，该申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本公开涉及用于包括电动车辆的机动车辆的电池，并且更具体地，涉及用于电动机动车辆的多电芯电池的导体板。
背景技术
电动车辆通常具有多电芯电池作为能量存储装置。此类电池必须经历包括充电和放电的剧烈的工作循环。典型的电池具有多个电化学电芯模块，该多个电化学电芯模块组合成仔细优化的包，其中一些模块经过电串联连接，并且一些模块经过电并联连接。汽车设计要求需要在单个车辆电池中使用数百且有时数千个单独的电化学电芯。大量的电芯、制造能力上的限制以及严格的工作循环可导致汽车电池中的一个或多个电芯的故障。当发生此类电芯故障时，并且有时当此类故障尚未发生但即将发生时，单独的电芯或电芯组的电阻可能会下降。依据电池包的电气配置，此类电阻下降可导致流过受影响的电芯的电流显著增加。高电流可导致该电芯和其他电池部件过热，从而引起热失控并且危害电动车辆的安全性。
电池设计者已经使用各种方法来降低此类热事件的概率。一些用于提高电动车辆电池的热稳健性的已知装置和技术包括电流中断装置(CID)、压力温度电流(PTC)开关以及电芯级熔丝的使用。已知的电芯级熔丝通常是在电芯之间引入的线接合。在导致过热的过载电流的情况下，此类线接合被设计成熔化并断开至受影响电芯的电连接。当电芯不再电连接到电池的其余部分时，不再有电流流过该电芯，这可有助于防止发起或传播热失控事件。
然而，本发明人已经观察到，线接合具有技术限制并且可能会不利地影响电池。例如，线接合显著地增加了包级电阻，并且使用线接合还增加了制造时间和成本。通常，线接合被超声焊接至电池电芯，这是每个电芯可能要耗费达两秒的过程。在典型的电动车辆电池中具有约7,500个电芯的情况下，线接合在电池制造时间方面要占两小时以上。此外，此过程通常具有低良率并且可能需要大量返工。如果线接合制造可靠性是99％，则当使用每个电芯两个线接合时，每个电池约150个接合可需要返工。返工通常是人工过程，这导致给电池制造添加了大量的成本和时间。
因此，本发明人已经观察到需要一种向电动车辆多电芯电池提供保护的替代性方法，该方法将提高可靠性、降低成本，并且增加制造良率。
发明内容
根据一个示例，一种用于机动车辆的电池包括多个电池电芯和第一导体板组件，该第一导体板组件提供该多个电池电芯之间的电连接。该第一导体板组件包括：多个第一导体板；至少一个第二导体板；多个可熔连片，该多个可熔连片位于该至少一个第二导体板处，用于将该至少一个第二导体板连接至多个电池电芯；和多个非可熔连片，该多个非可熔连片位于该多个第一导体板处，用于将该多个第一导体板连接至多个电池电芯。
根据另一示例，描述了一种将汽车电池中的电化学电芯电连接的方法。该方法包括：提供多个电池电芯；提供第一导体板组件，该第一导体板组件包括多个第一导体板和至少一个第二导体板；使用多个可熔连片将多个电池电芯电连接至该至少一个第二导体板；以及使用多个非可熔连片将多个电池电芯电连接至该多个第一导体板。
根据另一示例，描述了一种用于在电动车辆的电池包的多个电池电芯之间提供电连接的导体板组件。该导体板组件包括：多个第一导体板；至少一个第二导体板；多个可熔连片，该多个可熔连片位于该至少一个第二导体板处，并且被配置为将该至少一个第二导体板连接至多个电池电芯；和多个非可熔连片，该多个非可熔连片位于该多个第一导体板处，并且被配置为将该多个第一导体板连接至多个电池电芯。
本文描述的主题可提供许多技术优势，包括，例如在模块级下更快速地制造汽车多电芯电池、在热事件中对多电芯电池的稳健保护、防止过载电流发起热失控，以及提高的车辆安全性。在附图和以下描述中陈述了本文描述的主题的示例。通过描述和附图并且通过权利要求，本文描述的主题的其他特征和优势将显而易见。
附图说明
图1A至图1B是示出机动车辆的电池的示例的图。
图2A至图2C是示出导体板组件的示例的图。
图3是示出导体板的可熔连片和非可熔连片的示例的图。
图4A至图4B是示出导体板组件的可熔连片和非可熔连片的示例的图。
图5是示出扣状部和框边可熔连片的示例的图。
图6A至图6C是示出导体板组件的可熔连片和非可熔连片的示例的图。
图7A至图7C是示出具有导体板组件的可熔连片和非可熔连片的电池的示例的图。
图8A至图8B是示出顶部电芯固持器的示例的图。
图9A是示出示例性导体板组件的俯视图。
图9B是示出附接了框架构件的图9A的示例性导体板组件的俯视图。
图9C是示出在图9A中示出的示例性导体板组件的左下部分的俯视图。
图9D示出了在图9B中示出的示例性导体板组件的一部分的仰视图。
图9E是在没有线束的情况下从右边观看的在图9A中示出的示例性导体板组件的一部分的侧视图。
各种附图中的相同的参考符号大体上指示相同的元件。
具体实施方式
图1A至图1B是示出用于电动车辆的电池的示例的图，该电动车辆诸如为可在道路上用于运输乘客和/或货物的机动车辆，其中该电池被配置为向电动驱动系统供电以提供车辆的推进以及用于向其他车辆系统供电。典型的电池包101可包括两个电池模块或组件103和105，每个电池模块或组件包括多个电化学电池电芯115，在图1A中仅示出了若干个该电化学电池电芯以便避免使该模块103和105的其他部分模糊不清。顶部模块103可与底部模块105相同。换句话说，顶部模块103和底部模块105可具有相同结构并且具有相同数目个电化学电池电芯115。在此情况下，模块103和105可称为顶部半包103和底部半包105。可替代地，顶部模块103和底部模块105可具有相同结构，但具有不同数目个电化学电芯115。电池包101还可仅包含一个模块或两个以上模块。
每个模块103、105可被结构化为具有矩形框架，该矩形框架用作用于封围并保护电化学电芯115的封围体。如图1A和图1B中所示，模块103、105可各自包括第一框架构件117(还称为托盘)，该第一框架构件可包括多个凹部117a(还称为巢)，该多个凹部接纳并保持(固定)电池电芯115的至少一端。凹部117a各自具有被配置为固定电池电芯115的横截面形状(例如，圆形)和深度，该电池电芯的端部配合到该凹部117a中。凹部117a可布置成图案或阵列，诸如六边形紧密包装阵列、正方形阵列或任何其他合适的阵列或图案。模块103、105还可包括第二框架构件118以及两个或更多个侧框架构件111(或侧板)。在一些示例中，第二框架构件118可被配置为定位在模块103的周边处的结构材料的矩形环。在一些示例中，第二框架构件118可跨越电池包101的长度和宽度延伸，并且可包含孔，该孔准许电池电芯115的部分延伸穿过该孔，使得可进一步固定和支撑电池电芯。侧板111、第一框架构件117和第二框架构件118可使用例如螺栓、螺丝、紧固夹、铆钉、焊接、粘合剂等任何合适的紧固机构固定在一起，以便提供用于固持并固定电池电芯115的结构刚性组件，并且可由任何适当牢固的材料制成，该材料诸如为金属合金(例如，铝合金、钢合金等)、碳纤维复合材料、其他复合材料、塑料等，包括其组合。模块103还包括固定到模块103的导体板组件113，该导体板组件提供电化学电芯115之间的电连接，并且将在本文更详细地描述。类似地，模块105也包括与导体板组件113相同的导体板组件(在图1A中不可见)。
出于说明起见，图1B仅示出了一个电化学电芯115，并且图1A仅示出了若干电化学电芯以避免使模块结构的其他方面模糊不清，但将了解，典型的模块103、105可具有大量电芯115。模块103、105中的电芯115的数目和电池包101中的模块103、105的数目确定了电池包101中的电芯115的总数目。电池中的电芯的总数大体上取决于电动车辆设计要求。较大数目的电芯可提供电动车辆的较大的能量存储、较大的距离范围、在利用更快的加速的同时仍然维持充足的范围的能力以及较大的电力输送(例如，针对较大的车辆)等。电池中的较小数目的电芯可降低电池成本、重量和大小并且可具有较低的冷却要求。电池包101中的电芯115的数目可在十与一百之间、在一百与一千之间、在一千与一万之间或者在一万与十万之间。电池模块103、105中的电芯115的数目可在十与一百之间、在一百与一千之间、在一千与五千之间或者在五千与二万之间。
如上文所反映的，侧板111向模块103、105提供结构稳定性，该侧板被配置为具有适合于固持期望数目的电池电芯115的大小和强度。侧板111还可控制导体板组件113与托盘117之间的间隔。侧板111可以是中空的，以允许更好地对模块103和电芯115进行冷却，并且可具有在电池包101具有一个以上模块的情况下允许将模块103更容易地连接至另一模块105的设计特征。侧板111还可具有用于将电池101固定在车辆中的其封装空间中的措施。侧板111可由金属合金(例如，铝合金、钢合金等)、碳纤维复合材料、其他复合材料、塑料等(包括其组合)制成。模块103、105各自可具有两个侧板111，在那种情况下，这两个侧板111可位于模块103、105的两个相对侧上。模块103、105可各自具有四个侧板111，在那种情况下，这四个侧板111可在导体板组件113与托盘117之间位于模块103、105的四侧中的每一侧上。
如图1A中所示，电池包101可具有用于冷却电池电芯115的冷板107。冷板107可在模块103的侧面处附接至框架构件(托盘)117，并且可沿着模块103的那一侧的整个长度延伸。如果电池包101具有两个半包103和105，则电池包101可具有位于两个半包103和105之间并且被该两个半包约束的冷板107，该冷板与框架构件117或118热接触以提供电池冷却。例如，在电池包101具有两个或更多个模块103、105的情况下，电池包101可包括一个以上冷板107。在一些示例中，冷板的数目可比电池包中的模块的数目小一。在此情况下，每个冷板107可位于一对相邻模块之间并且被该一对相邻模块约束。每个冷板107可使冷却剂流过该冷板。每个冷板可具有两个冷却剂连接器109，该两个冷却剂连接器中的一个冷却剂连接器可用于冷却剂入口，并且另一个冷却剂连接器可用于冷却剂出口。
如上文所述，模块103可具有在电化学电芯115之间提供电连接的导体板组件113，并且模块105同样可具有此类导体板组件。导体板组件113可由任何导电材料制成，该导电材料包括(但不限于)铝、铜、镍、其合金、其他金属合金、其他导电材料和它们的组合。本领域技术人员将了解，对用于导体板组件113的材料的选择可取决于电池101的设计要求。虽然较高的导电性、较低的密度、较低的成本和更好的制造性质(以允许更快且更便宜的冲压、挤压和焊接)是优选的，但对合适材料的选择可涉及平衡这些考虑因素。导体板组件113可具有用于将模块103附接至电池中的其他模块以进行紧固的措施(例如，凸出部、孔洞、闩锁等)。导体板组件113还可具有用于将电池101附接至车辆内的其封装空间以进行紧固的措施(例如，凸出部、孔洞、闩锁等)。
如上文所述，模块103和105可具有托盘117。托盘117提供对电化学电芯115的支撑。托盘117可以是薄矩形结构，该薄矩形结构在一侧上包括凹部117a(或巢)以用于定位单独的电化学电芯115。托盘117还允许控制相邻的电池电芯115之间的间隔。托盘117的与电芯所处的侧相对的侧可邻近于冷板107。托盘117可由金属合金(例如，铝合金、钢合金等)、碳纤维复合材料、其他复合材料、塑料等(包括其组合)制成。可基于电池设计要求来选择托盘117的具体几何形状和材料。优选的是，托盘更薄并且具有更高的热导率以通过冷板107提供对电芯115的更好的冷却。另一方面，由更牢固的材料制成的较厚的托盘可向模块103提供更好的结构稳定性并且向电芯115提供更好的支撑。还期望托盘材料具有较低的密度和良好的制造性质，以允许较低的成本、较短的制造时间和较高的良率。
图2A至图2C是示出可例如用于在图1A和图1B中示出的导体板组件113的导体板组件213的示例的图。导体板组件213可具有顶部(第一)导体板集合219和底部(第二)导体板集合225。应了解，词语顶部和底部无意在本文限制车辆中的电池包101的任何特定定向，并且仅用于便于描述来指示，例如在此示例中顶部可以指更远离电池电芯115并且底部可以指更靠近此类电池电芯115。如图2B中所示，顶部导体板集合219可具有一个或多个顶部导体板220。顶部导体板220可包括一个或多个顶部导体端板221和一个或多个顶部导体中间板223。在一个示例中，顶部导体板集合219具有两个顶部导体端板221和至少一个顶部导体中间板223。在一个示例中，顶部导体板集合219具有两个顶部导体中间板223。如图2C中所示，底部导体板集合225可具有一个或多个底部导体板227。在一个示例中，底部导体板集合225具有三个底部导体板227。在一个示例中，底部导体板227的数目可比顶部导体板220的数目小一。顶部导体板或底部导体板可简称为导体板。
在此类布置中，一些底部导体板227对应于一个顶部导体端板221和邻近于该顶部导体端板221的一个顶部导体中间板223的一半。其他底部导体板227对应于一个顶部导体中间板223的一半和另一顶部导体中间板223的一半，其中这两个顶部导体中间板彼此邻近。每个顶部导体端板221对应于一个底部导体板227的一半。每个顶部导体中间板223对应于一个底部导体板227的一半和另一底部导体板227的一半，其中这两个底部导体板227彼此邻近。在此段落中，术语“对应”是指所提及的导体板电连接到同一电化学电芯。
顶部导体板集合219和底部导体板集合225可以是薄矩形结构，具有大致相同的面积。可将它们组装在一起以制成导体板组件213。当如此组装时，顶部导体板集合219和底部导体板集合225通过电绝缘材料彼此电隔离，该电绝缘材料诸如为电绝缘薄片(未示出)。当将导体板组件213组装成电池包时，底部导体板集合225定位成邻近于电化学电芯，使得该底部导体板集合被夹在电化学电芯与顶部导体板集合219之间，其中电绝缘材料(例如，电绝缘薄片)设置在顶部导体板集合219与底部导体板集合225之间。
对于给定组电芯，局部是顶板的板具有与局部是底板的板相反的极性。对于相邻组电芯，可颠倒局部是顶板和底板的对应板的极性。此布置允许将电化学电芯组装成许多组，使得电芯组被串联电连接，而同一组内的所有电芯被并联电连接。串联连接的组越多，电池将能够提供的电压越高。在每个组中并联连接的电芯越多，电池将具有的能量存储容量越高。
每个顶部导体板220和每个底部导体板227可具有一个或多个梁229。在一个示例中，顶部导体板组件中的所有导体板220都具有相同数目的梁229，并且底部导体板的组件中的所有导体板227都具有相同数目的梁。梁229可具有矩形横截面，其中一边长于另一边。梁的横截面的短边可称为该梁的厚度。梁的横截面的长边可称为该梁的宽度。梁的在垂直于该梁的厚度和宽度两者的方向上的维度可称为该梁的长度。梁229的宽度可与导体板组件共面。梁229的长度也可与导体板组件共面。梁229的厚度可垂直于导体板组件的平面。梁229的宽度与梁229的厚度的比率可以是2:1或5:1或10:1或20:1或在2:1与5:1之间或在5:1与20:1之间或在20:1与100:1之间。梁229的长度与梁229的宽度的比率可以是5:1或10:1或20:1或50:1或在2:1与5:1之间或在5:1与20:1之间或在20:1与100:1之间。每个导体板上的梁的数目可在2与5之间、在5与10之间或在10与100之间。
在一个示例中，属于同一导体板的梁229可彼此平行。属于同一导体板的梁229可彼此等距。属于同一导体板的相邻梁229可通过平板230进行连接。平板230可具有与梁229相同的厚度。平板230的宽度可与梁229的宽度相同，或者可在梁229的宽度的0.5倍与2.0倍之间。平板230的长度与其宽度的比率可以是1:1或1.5:1或2:1或在0.5:1与2:1之间或在1:1与5:1之间。除了导体板的边缘上的梁之外的每个梁可具有连接至该梁的两个平板。在此情况下，两个平板可连接至沿着该梁的长度的同一位置。在一个示例中，两个平板连接至沿着该梁的长度的两个不同位置，使得这两个平板彼此偏移。此偏移与平板的长度的比率可以是0.5:1或1:1或2:1或在0.2:1与1:1之间或在1:1与10:1之间。梁229和平板230可由相同材料制成。在一个示例中，每个导体板的梁和平板可由冲压操作中的金属片形成。顶部导体端板可具有在冲压操作之后添加至该顶部导体端板的轨道，以允许将导体板组件固定至电池模块的其余部分，或者用于将电池模块固定至电池包的其余部分，或者用于将电池包固定至其在车辆内的位置。
图3是示出导体板的可熔连片和非可熔连片的示例的图。在一个示例中，每个梁329可具有一个或多个可熔连片331和一个或多个非可熔连片341。可熔连片331可在梁329与电池模块的一个或两个电化学电芯之间提供电连接。非可熔连片341也可在梁329与电池模块的一个或两个电化学电芯之间提供电连接。可熔连片331和非可熔连片341可由诸如金属或金属合金的导电材料制成。在一个示例中，可熔连片331和非可熔连片341可由铜、铝、镍或它们的合金冲压而得。
可熔连片331可具有根部335，而非可熔连片341可具有根部343。根部335和343分别是可熔连片331和非可熔连片341连接至梁329的区域。可熔连片331和非可熔连片341可在产生梁329和导体板的同一冲压过程中制成。可替代地，可熔连片331和非可熔连片341可在单独过程(例如，通过冲压过程)中制成并且随后被焊接至梁329。可熔连片331和非可熔连片341可具有焊盘。可熔连片331可具有焊盘337，并且非可熔连片可具有焊盘345。可熔连片331的焊盘337和非可熔连片的焊盘345两者都可比梁329更薄并且比平板330更薄。梁329的厚度与可熔连片331的焊盘337的厚度的比率可以是2:1或10:1或100:1或在1:1与5:1之间或在5:1与100:1之间或在50:1与1000:1之间。平板330的厚度与可熔连片331的焊盘337的厚度的比率可以是2:1或10:1或100:1或在1:1与5:1之间或在5:1与100:1之间或在50:1与1000:1之间。梁329的厚度与非可熔连片341的焊盘345的厚度的比率可以是2:1或10:1或100:1或在1:1与5:1之间或在5:1与100:1之间或在50:1与1000:1之间。平板330的厚度与非可熔连片341 331的焊盘345的厚度的比率可以是2:1或10:1或100:1或在1:1与5:1之间或在5:1与100:1之间或在50:1与1000:1之间。
可熔连片331与非可熔连片341之间的主要差异在于，可熔连片331包括可被结构化为颈部333的作为电导体的较窄和/或较薄区域的熔丝部分，而非可熔连片341可不具有熔丝部分，即，没有颈部。颈部333是可熔连片331在可熔连片的根部335与焊盘337之间的一部分。颈部333的厚度可与根部335的厚度相同，或者在根部335的厚度的0.5倍与2.0倍之间。颈部333的厚度可与焊盘337的厚度相同，或者在焊盘337的厚度的0.5倍与2.0倍之间。颈部333的横截面面积可小于根部335的横截面面积并且小于焊盘337的横截面面积。根部335的横截面面积与颈部333的横截面面积的比率可以是1.5:1或2:1或5:1或10:1或在1:1与5:1之间或在5:1与20:1之间。焊盘337的横截面面积与颈部333的横截面面积的比率可以是1.5:1或2:1或5:1或10:1或在1:1与5:1之间或在5:1与20:1之间。
可熔连片331的颈部333可在电芯故障或初期故障的事件中保护电化学电池电芯115、电池模块103、电池包101和车辆。当电化学电芯出故障或接近故障时，其电阻可能会下降。在电阻减小的情况下，流过此类电芯的电流可增加。这可导致电芯和周围部件过热。与此类电芯接触的可熔连片331也可由于穿过该可熔连片的电流而与欧姆加热成比例地变热。对可熔连片的欧姆加热在该可熔连片的最窄部分处可以是最高的，该最窄部分是该可熔连片的颈部333。在适当地选择了可熔连片材料和颈部333的大小的情况下，可在电芯的故障致使电池包101发生热失控之前达到加热至那种材料的熔点。当达到熔点时，颈部333可熔化，进而断开在可熔连片附接至的电芯与导体板的梁329之间的电连接。在没有电连接的情况下，电流可不再流过电芯，从而防止电芯的进一步恶化。换句话说，颈部333可允许可熔连片331充当可熔连片331连接至的电芯的熔丝。
可熔连片331与非可熔连片341之间的另一差异在于，可熔连片331的焊盘337可具有卵形形状，而非可熔连片341的焊盘345可具有矩形形状。
可熔连片331的焊盘337可具有孔口339。孔口339可具有圆形形状或卵形形状。孔口339是焊盘337中的通孔。可在形成可熔连片331的同一过程期间或在形成焊盘337的同一过程期间或在形成焊盘337之后的单独过程中形成孔口339。可熔连片331和焊盘337可在同一过程中形成。如果孔口339是在单独的过程中形成，则其可通过冲压或通过穿孔或通过切割或通过钻孔来形成。例如，切割或钻孔可以是机械或激光切割或钻孔。
非可熔连片341的焊盘345可具有孔口347。孔口347可具有矩形形状、卵形形状或具有圆角的矩形形状。孔口347是焊盘345中的通孔。可在形成非可熔连片341的同一过程期间或在形成焊盘345的同一过程期间或在形成焊盘345之后的单独过程中形成孔口347。非可熔连片341和焊盘345可在同一过程中形成。如果孔口347是在单独的过程中形成，则其可通过冲压或通过穿孔或通过切割或通过钻孔来形成。切割或钻孔可以是机械的或激光。
可使用焊接将可熔连片331的焊盘337和非可熔连片341的焊盘345连接至电化学电芯。在一个示例中，可使用激光焊接。还可使用超声焊接、电阻焊接或另一种类型焊接。在一个示例中，同一梁329上的所有可熔连片331可相对于平板330位于梁329的同一侧上，而该梁329上的所有非可熔连片341可位于梁的相对于该平板的另一(相对)侧上。在一个示例中，梁329上的所有可熔连片331和连接至同一梁329的所有非可熔连片341可位于梁的其中两个平板330中的同一个平板连接至该梁的侧上。
图4A是示出导体板组件的可熔连片和非可熔连片的示例的透视图(例如，俯视透视图)。此视图示出了一个顶部导体端板421、一个顶部导体中间板423和一个底部导体板427。使用电绝缘材料(在图4A中未示出)使底部导体板427与顶部导体端板421和顶部导体中间板423电隔离，该电绝缘材料诸如为电绝缘薄片或膜。图4B是示出图4A的一部分的横截面视图，其中电绝缘材料428设置在底部导体板427与顶部导体板421和423之间。当将顶部导体板421、423和底部导体板427一起组装成导体板组件时，可对准所有导体板的梁429。相邻的顶部导体板的梁可在它们的长度的方向上纵向对准。相邻的顶部导体板和底部导体板的梁可在垂直于它们的长度的方向上横向地对准。当将导体板组装在导体板组件中时，在相邻的顶部导体板之间可以存在间隙。可使两个相邻的顶部导体板之间的此间隙与对应的底部导体板上的该底部导体板的平板所处的位置对准。当将导体板组装在导体板组件中时，在相邻的底部导体板之间可以存在间隙。可使两个相邻的底部导体板之间的此间隙与对应的顶部导体板上的该顶部导体板的平板所处的位置对准。
如图4A的示例中所示，可熔连片431和非可熔连片441可通过一种方式在它们的相应的导体板上间隔开，该方式使得当将顶部导体板和底部导体板组装为导体板组件时，可以存在至少一个邻近于每个非可熔连片的可熔连片，并且可以存在至少一个邻近于每个可熔连片的非可熔连片。
图5是示出扣状部可熔连片和框边可熔连片的示例的图。导体板的梁529可具有一个或多个可熔连片531。可熔连片531可具有不同类型，例如扣状部可熔连片549和框边可熔连片559。扣状部可熔连片549被设计成连接至电化学电芯的扣状部。电化学电芯的扣状部通常是该电芯的正极端子。框边可熔连片559被设计成连接至电化学电芯的框边。电化学电芯的框边通常是该电芯的负极端子。给定电池电芯的扣状部和框边通常可布置在电池电芯的同一端处。
扣状部可熔连片549可具有颈部551、根部553、焊盘555和孔口557。这些元件的结构和功能可与如上文关于图3所论述的相同。框边可熔连片559可被设计成连接至两个相邻电芯的框边。因此，框边可熔连片559的焊盘分裂为两个部分：第一焊盘565和第二焊盘567。框边可熔连片559的第一焊盘565和第二焊盘567可被狭缝569分离。狭缝569可以是两个焊盘565和567之间的笔直且狭窄的开口。狭缝569的宽度可小于焊盘565和567的宽度。焊盘565和567的宽度与狭缝569的宽度的比率可以是1.5:1或2:1或5:1或在1:1与2:1之间或在2:1与10:1之间或在10:1与100:1之间。狭缝569的宽度可以是0.1mm或1mm或5mm或在0.1mm与1mm之间或在1mm与10mm之间。
在狭缝569的一端上，该狭缝可开放。在狭缝569的另一端上，该狭缝可端接在框边可熔连片559的根部564处。在狭缝569的端子端处，可定位扩张部571。扩张部571可用于减小框边可熔连片559的第一焊盘565的第一颈部561的宽度并且减小框边可熔连片559的第二焊盘567的第二颈部563的宽度的目的。在一个示例中，框边可熔连片可关于狭缝569的中心轴线对称，使得焊盘565和567的面积是相同的，并且颈部561和563的横截面面积是相同的。术语“相同”必须理解为在制造公差的界限内。
焊盘565和567可连接至两个相邻的电化学电芯的框边。如果这两个相邻电芯中的一个电芯出故障，则框边可熔连片559的对应颈部(焊盘565的颈部561或焊盘567的颈部563)可熔化，这可防止电流流过出故障的电芯。同时，连接至该两个焊盘中的另一焊盘的该两个相邻电芯中的另一电芯可继续正常起作用，因为同一框边可熔连片559的其对应颈部不会熔化。
图6A至图6C是示出根据一个实施方案的导体板组件的可熔连片和非可熔连片的示例的图。图6A示出了两个顶部导体板620、一个底部导体板627和电化学电芯615。使用电绝缘材料(未示出)使底部导体板627与顶部导体板620电隔离，该电绝缘材料诸如为电绝缘薄片或膜。每个电芯615可具有扣状部673，该扣状部通常是电芯的正极端子。每个电芯615可具有框边675，该框边通常是电芯的负极端子。电芯615可以是圆柱形电化学电芯，其中在圆柱体的一端上具有扣状部。一组电芯615可定位成彼此平行。组中的所有电芯的扣状部可在同一方向上定向。在图6A的视图中，电芯定向成使得在此视图中示出的电芯的所有扣状部都向上定向。
底部导体板627可位于一组电化学电芯与两个顶部导体板620之间。在一个实施方案中，导体板627和620具有孔677。孔677可具有不同形状，例如第一形状679(例如，细长的，其中两个端部部分比较宽的中心部分窄)和第二形状681(例如，细长的，其中两个端部部分比较窄的中心部分宽)。孔677可通过一种方式布置在导体板上，该方式使得当组装导体板时，顶部导体板620上的具有第一孔形状679的每个孔677可叠加于底部导体板627上的具有第二孔形状681的孔677上。顶部导体板620上的具有第二孔形状681的每个孔677可叠加于底部导体板627上的具有第一孔形状679的孔677上。底部导体板627上的具有第一孔形状的每个孔677可对应于顶部导体板620上的具有第二孔形状681的孔677，而底部导体板627上的具有第二孔形状681的每个孔677可对应于顶部导体板620上的具有第一孔形状679的孔677。
如上文所述，在一个示例中，第一孔形状679可在中间具有比其两端中的任一端处的开口更大的开口。在一个示例中，第二孔形状681可在中间具有比其两端中的任一端处的开口更窄的开口。当可熔连片和非可熔连片被焊接至电芯时，孔形状的此布置可允许焊接装备更容易地接近电芯的扣状部673和框边675。孔可允许任何适当的连结工具的接近，包括超声波焊头、激光焊头、激光焊接固定设备、激光束。在一个实施方案中，可熔连片和非可熔连片在孔的狭窄部分处连接至导体板的部分。在此实施方案中，可熔连片的端部和非可熔连片的端部两者都可连接至导体板的部分。顶部导体板620可承载非可熔连片641，而底部导体板627可承载框边可熔连片659和扣状部可熔连片649。
图6B从底部示出了导体板组件的视图。非可熔连片可具有不同的宽度，这取决于它们是连接至电芯的扣状部还是框边。框边非可熔连片685可宽于扣状部非可熔连片683。框边非可熔连片685中的每一个框边非可熔连片可具有沿着其长度可以是恒定的相同宽度。扣状部非可熔连片683中的每一个扣状部非可熔连片可具有沿着其长度可以是恒定的相同宽度。扣状部可熔连片649中的每个扣状部可熔连片可具有沿着其长度位于中心的焊盘655以及位于焊盘655的每一侧上的两个颈部651。框边可熔连片659中的每个框边可熔连片可具有狭缝669，该狭缝可使框边可熔连片的第一焊盘665与框边可熔连片的第二焊盘667分离。两个焊盘665和667可关于狭缝669的中心轴线对称。焊盘665和667中的每个焊盘可在其侧面中的两个侧面上连接至对应的导体板。
所有可熔连片和非可熔连片可朝向电芯突出它们的相应导体板的平面之外。每个可熔连片和非可熔连片的两端可连接在(例如，附接至)其对应的导体板的部分处。位于该连片的中心附近的每个可熔连片和非可熔连片的焊盘离对应的导体板的平面最远。
图6C示出了导体板组件的横截面视图。顶部导体板620可位于底部导体板627上方。非熔断中间层687可连接至顶部导体板620的底部。熔断中间层691可连接至底部导体板627的底部。在图6C中示出了在非熔断中间层687的底部与底部导体板627的顶部之间的间隙689，并且间隙689可容纳电绝缘材料，诸如电绝缘膜(未示出)。框边可熔连片659可连接至熔断中间层691。扣状部熔断连片649也可连接至熔断中间层691。框边非可熔连片685可连接至非熔断中间层687。扣状部非熔断连片683也可连接至非熔断中间层687。
电绝缘膜可被设计成承受达到例如2000V、3000V、4000V或5000V的电压，但不限于这些值。在正常操作中，最大工作电压可达到例如500V或达到1000V或达到2000V。电池包可被设计成承受在同一电芯组内的电芯-电芯电流，该电芯-电芯电流例如在3A与5A之间或在5A与10A之间，但不限于这些值。穿过在正常操作中串联连接的组内的单独的电芯的最大电流可达到例如50A，并且范围在例如2A与30A之间或在5A与20A之间或在15A与40A之间，但不限于这些值，并且可预期在给定应用内变化。如本文描述的导体板配置可容忍在电芯组之间流动并且对于整个电池包在给定时间达到约3500A(在正常操作中标称2200A)的最大电流。在正常操作中在给定时间流过整个电池包的典型最大电流可达到2200A(标称)，并且在正常操作中在给定的十分钟时期内的均方根(RMS)电流也可处于各种范围，例如在50A与400A之间、在300A与500A之间、在100A与1000A之间，但不限于这些值。电池组可被设计成在最大电流下操作达，例如一秒或在一秒与两秒之间或在两秒与二十秒之间或在二十秒与两分钟之间，但不限于这些范围。电池组可被设计成例如在最高等级的10分钟RMS电流下操作，例如达20分钟或在20分钟与1小时之间或在1小时与3小时之间或在3小时与10小时之间，但不限于这些范围。可熔连片可被设计成当流过单独的电芯的最大电流处于它们的正常操作范围内时不熔断。电池可被设计成在正常操作中具有以下环境温度上升：例如，达20摄氏度或在20摄氏度与30摄氏度之间或在30摄氏度与50摄氏度之间或在50摄氏度与100摄氏度之间，但不限于这些范围。
图7A至图7C是示出具有导体板组件的可熔连片和非可熔连片的电池的示例的图。图7A示出了一组圆柱形电化学电芯715。导体板组件713可具有顶部导体板720和底部导体板727。在此示例中，一组电芯具有布置成2s8p配置的十六个电芯715。此名称意味着一组电芯在每一组中具有两个八个电芯的组，使得每组中的八个电芯并联电连接，而两个电芯组串联电连接。
图7B从顶部示出了导体板组件713。在此示例中，导体板组件713具有两个顶部导体板720和一个底部导体板727。导体板可具有孔777。一些孔777可拥有具有圆形孔形状779的部分，而其他孔777可拥有具有矩形孔形状781的部分。每个圆形孔形状779可在直径上相对的侧上具有两个指状物793。两个指状物793的形状可相同。每个指状物793可具有矩形形状。同一孔的两个指状物793之间的间隙可大致等于指状物的宽度。在一个实施方案中，圆形孔形状779可对应于电芯715的扣状部，而矩形孔形状781可对应于电芯715的框边。具有圆形孔形状779的孔777可具有扣状部可熔连片749或扣状部非可熔连片783。具有矩形孔形状779的孔777可具有框边可熔连片759或框边非可熔连片785。
图7C从底部示出了导体板组件713。此视图示出了根据一个实施方案的可熔连片和非可熔连片以及导体板的孔的细节。底部导体板727上的具有矩形孔形状781的孔可具有与顶部导体板720上的相同形状的对应孔相同的大小。具有矩形孔形状781的孔的此类布置可用于框边可熔连片759。在此布置中，框边可熔连片759可连接在(例如，附接至)底部导体板727处。底部导体板727上的具有矩形孔形状781的孔可大于顶部导体板720上的相同形状的对应孔。具有矩形孔形状781的孔的此类布置可用于框边非可熔连片759。在此布置中，框边非可熔连片785可连接在(例如，附接至)顶部导体板720处。在一个示例中，所有可熔连片连接在(例如，附接至)底部导体板727处。
可熔连片可由薄金属片制成。金属可以是铝或铜或镍或铝合金或铜合金或镍合金或另一合适的金属。可熔连片可具有0.01mm至0.1mm或在0.05mm与0.2mm之间或在0.1mm与0.5mm之间的厚度。可熔连片可具有在0.1mm至0.2mm之间或在0.2mm与1mm之间或在0.5mm与5mm之间的宽度。可熔连片可具有，例如在0.1mm2与0.2mm2之间或在0.2mm2与0.5mm2之间或在0.5mm2与1mm2之间的横截面面积，但不限于这些值。
底部导体板727上的具有圆形孔形状779的孔可具有与顶部导体板720上的相同形状的对应孔相同的大小。具有圆形孔形状779的孔的此类布置可用于扣状部可熔连片749。在此布置中，扣状部可熔连片749可连接在(例如，附接至)底部导体板727处。底部导体板727上的具有圆形孔形状779的孔可具有比顶部导体板720上的相同形状的对应孔短的指状物793。具有圆形孔形状779的孔的此类布置可用于扣状部非可熔连片783。在此布置中，扣状部非可熔连片783可连接在(例如，附接至)顶部导体板720处。
扣状部可熔连片749、扣状部非可熔连片783、框边可熔连片759和框边非可熔连片785可全部在中心具有焊盘，并且每个连片的每个中心可具有至其对应的导体板的两个连接。每个中心可在底部导体板727的侧上突出远离导体板组件713的平面。孔777的布置和形状可被设计成适应对可熔连片和非可熔连片的容易接近以将它们附接至电芯。在一个示例中，可熔连片和非可熔连片被激光焊接至电芯。其他附接方法可包括超声波焊接、电阻焊接和其他类型的焊接。
图8A示出了顶部电芯固持器870，该顶部电芯固持器定位在导体板820和827处并且被配置为固持电芯(未示出)。图8B示出了在移除了导体板的情况下的同一顶部电芯固持器870。顶部电芯固持器870可由诸如注射模制塑料的非传导材料制成。可例如使用模具通过注射模制来制造电芯固持器，该模具分离为两个或更多个区段并且当处于闭合(模制)位置时提供电芯固持器870的期望形状。合适的材料包括例如聚碳酸酯、聚丙烯、尼龙、其混合物等。塑料材料的色彩可以是透明、不透明或彩色的，例如黑色或橙色。为了降低在热事件中损坏的可能性，可在塑料材料中包括耐燃性添加剂，诸如四溴双酚A、三(三溴苯基)三聚氰酸酯或其他。例如，该塑料可被设计成在3mm下满足UL94V-0标准。当对密集包装的基于圆柱形电芯的电池组进行末端冷却时，将局部顶部导体板820连接至电芯扣状部并且将局部底部导体板827连接至电芯的框边可以是有利的。
如图8B中所示，顶部电芯固持器870可具有可定位在导体板与电芯之间的基本上平面部分872。该基本上平面部分872的厚度可例如在0.5mm与2mm之间、在1mm与5mm之间、在2mm与10mm之间，但不限于这些值。顶部电芯固持器870还可具有壁部分874，该壁部分可环绕电芯的侧面的顶部部分。该壁部分874可成锥形，以在更靠近导体板的横向横截面中较厚并且在远离导体板的横向横截面中较窄。
壁部分874的厚度可变化，其中最小厚度出现在沿着被穿过两个相邻电芯的中心轴线的平面截取的横截面。壁部分874的最小厚度可在0.1mm与0.5mm之间、在0.2mm与1mm之间、在0.5mm与2mm之间、在1mm与5mm之间。壁部分874的高度可在1mm与5mm之间、在2mm与10mm之间、在5mm与30mm之间、在10mm与50mm之间。壁部分可延伸达电芯的整个高度。壁部分874可以定位器876为特征，该定位器可在组装期间辅助将电芯导引到顶部电芯固持器870中，并且在操作期间辅助将电芯定位在该顶部电芯固持器中。该电芯可另外由位于电芯的底部附近的底部电芯固持器保持。
顶部电芯固持器870可具有用于在导体板与电芯之间形成电连接的接近孔(孔洞)878和880。接近孔(孔洞)878可提供开口，以便将导体板连接至电芯的扣状部。接近孔(孔洞)880可提供开口，以便将导体板连接至电芯的框边。随着相邻电芯之间的间距减小，用于框边连接的接近孔可在制造注射模制的部分期间妨碍模具流程。在图8A至图8B中示出的布置可允许更紧密的电芯包装，该电芯包装保持了用于在电芯集合的扣状部端部处进行连续的注射模制的顶部电芯固持器870的模具流程。
子模块导体板820和827可被布置成使得它们不覆盖每对电芯的这三个孔(两个孔洞878和一个孔洞880)中的任一孔。在一个实施方案中，电芯可以是相同的平行的电芯砖(电芯组)的部分，使得两个扣状部电连接到同一导体板，并且两个框边电连接到同一导体板(在此示例中不同于连接至扣状部的导体板)。在此实施方案中，电芯可彼此并联电连接。在此实施方案的一个示例中，相邻电芯的两个框边可使用两个不同的连片来形成它们至导体板的电连接。在此实施方案的另一示例中，相邻电芯的两个框边可共享共同的连片。
在另一实施方案中，相邻电芯的两个框边可电连接到不同的导体板，并且两个扣状部可同样地电连接到不同的导体板。在此实施方案的一个示例中，两个电芯可彼此串联电连接。
在所描述的顶部电芯固持器中，在每对相邻的电芯有三个孔洞的情况下，可另外基本上存在处于合理的厚度的在导体板与电芯之间的塑料，使得在电芯组之间有足够的塑料横截面882来允许该塑料完全填充模具，而不需要每一组电芯的任一侧上的单独的门。横截面882的横截面面积可以例如在0.05mm2与0.1mm2之间、在0.2mm2与1mm2之间、在0.5mm2与2mm2之间、在1mm2与5mm2之间、在2mm2与10mm2之间、在5mm2与20mm2之间、在10mm2与100mm2之间，但不限于这些值。示例性实施方案可降低模具加工的成本和复杂性以支持电池组中的增加的电芯密度，并且因此减小该电池组的体积要求。
图9A是根据本公开的另一示例性导体板组件913的俯视图图示。与在图1A和图1B中示出的导体板组件113一样，可将导体板组件913用于电池包，诸如在图1A中示出的电池包101。例如，可在电池包的顶部模块处以及在电池包的底部模块处使用示例性导体板组件913以及冷板、第一框架构件(或托盘)、第二框架构件、电池电芯和其他特征，诸如顶部模块103、底部模块105、冷板107、第一框架构件(或托盘)117、第二框架构件118、电池电芯115和诸如在图1A中示出的其他特征，在这里出于简明起见不再重复对该特征的描述。
导体板组件913在电池包的多个电池电芯之间提供电连接，该电池电芯例如是在图1A中示出的电池包的电池电芯115。如图9A中所示，导体板组件913包括多个第一导体板923和至少一个第二导体板921。在图9A的示例中，示出了五个第一导体板923和两个第二导体板921。与导体板组件113一样，第一导体板923和第二导体板921可由任何合适的导电材料制成，包括(但不限于)铝、铜、镍、其合金、其他金属合金、其他导电材料和其组合，本文先前已经论述了选择该导电材料的考虑因素。与导体板组件113一样，导体板组件913可包括用于将导体板固定至电池包101的其他部分以进行紧固的措施，例如凸出部、孔洞、闩锁等。
第一导体板923和第二导体板921包括梁929和平板930。如图9A的示例中所示并且与在图1A中示出的导体板组件113一样，梁可以是在一个方向上(例如，在图9A中的页平面中水平地)定向的金属的细长部分，并且平板可以是在另一方向上(例如，在图9A中的页平面中基本上垂直地)定向的金属的细长部分。与导体板组件一样，平板930在给定导体板的相关联的梁929之间提供电气互连。可如本文先前论述来选择平板930和梁929的合适尺寸以与整体结构一致地满足电池电芯的电流和电压处置要求、物理强度要求和期望的包装密度，并且支持由整个电池模块和支撑导体板组件913的一个或多个框架构件提供的措施。如图9A的示例中所示，平板930可在导体板组件913的平面中的平面图中具有弯曲形状(即，不直)，使得给定平板930的与相应梁929相交的两端彼此横向地偏移，即，彼此横向地移位，通过平板930的弯曲中间部分进行连接。具有偏移端部的平板930的此类弯曲结构可提供以下优势：为给定梁929的端部处的可熔连片或非可熔连片提供空间以提高电池包中的电池电芯的包装密度。
可将第一导体板923和第二导体板921组装在一起以制成导体板组件913。参考图9B，在一个示例中，可以是，例如电绝缘的注射模制的塑料框架或提供足够的结构支撑和电隔离的其他框架的框架917可通过将第一导体板和第二导体板923和921附接至该框架917而为该第一导体板和第二导体板923和921提供支撑。可使用如本文先前描述的任何合适的紧固方法将导体板923、921附接至该框架，该紧固方法包括粘合剂，诸如任何合适的甲基丙烯酸甲酯粘合剂，以及依据用于电绝缘框架的材料，该紧固方法包括热铆合、超声波焊接、激光焊接以及将零件机械地咬合在一起。如图9B的示例中所示出，框架917诸如在所示出的配置中可包括在两个或更多个方向上延伸的互连的肋状物，例如在第一方向上定向的肋状物917A和在基本上垂直于该第一方向的第二方向上(例如，为了便于参考，在图9A的纸张平面的俯视图中水平地和垂直地)定向的肋状物917B。然而，本公开不限于此类示例性方向，并且可使用在其他方向上定向的肋状物，并且肋状物可在两个以上方向上定向。此类肋状物917A、917B的位置和定向可对应于导体板923、921的相关联的梁929和平板930的位置和定向，并且还可在附加的位置处提供以实现附加的结构稳定性(例如，可在相邻平板930之间的一个或多个位置处提供附加的框架肋状物917B)。另外，框架917还可包括框架917的周边处的外围部分。如图9A和图9B中所示出，当组装好时，导体板组件913可在俯视图或仰视图中具有整体矩形形状轮廓，但该轮廓不限于矩形形状。当如此组装时，并且在不存在连接至导体板932、921的电池电芯的情况下，导体板通过框架917的电绝缘材料被彼此电隔离。框架917和其肋状物917A、917B的尺寸可大体上对应于导体板组件913的相关联的梁929和平板930的尺寸。本文先前描述的其他导体板、梁和平板的尺寸适用于导体板组件913。与由电池包的其他结构构件提供的支撑一致地并且鉴于该支撑，可对框架917的厚度(即，在垂直于图9B的页平面的方向上)进行选择以提供足够的电隔离和结构支撑，并且此类厚度可例如在1mm与5mm之间、在2mm与10mm之间、在5mm与30mm之间、在10mm与50mm之间，但该厚度不限于这些值。另外，请注意，框架917和导体板组件913是在电池电芯集合的扣状部-框边侧(例如，为了便于参考，顶侧)处提供的，将了解，可在该电池电芯集合的相对侧(例如，为了便于参考，底侧)处提供电芯固持器，诸如在图8A和图8B中示出的电芯固持器870。以此方式，电池包(诸如在图1A中示出的电池包101)中的电池电芯集合可被支撑在其顶端和底端两者处。如先前所述，可将冷板(诸如在图1A中示出的冷板107)用于单模块布置(例如，仅使用在图1A中示出的模块103)或双模块布置(例如，使用在图1A中示出的模块103和105两者)。
与导体板组件913一样，相邻的导体板923和/或921可具有交叉指型结构，借此一个导体板923、921的梁929邻近于一个或两个相邻的导体板923、921的梁929而延伸并且在该梁之间延伸。此类交叉指型结构可促进电池电芯的增加的包装密度。
如图9A的示例中所示，第一导体板923可包括第一类型923A的导体板，该导体板可被视为外部或外侧类型，因为那种类型包括定位在导体板组件913的外边缘处的梁929。如图9A的示例中所示，第一导体板923还可包括第二类型923B的导体板，该导体板可被视为内部或内侧板类型，因为那种类型的梁929都不定位在导体板组件913的外边缘处。
如图9A中所示，导体板组件913还可包括第二导体板921处(在此示例中在图9A的右侧处)的多个可熔连片931，该多个可熔连片被配置为将第二导体板921连接至多个电池电芯。导体板组件913还可包括多个第一导体板923处的多个非可熔连片941，该多个非可熔连片被配置为将多个第一导体板923连接至多个电池电芯。如在图9A中还示出的，另一第二导体板921(例如，在此示例中在图9A的左手侧处)可包括该其他第二导体板处的多个非可熔连片941。在一个示例中，诸如在图9A中所示出，一个第二导体板921(例如，图9A的右手侧)可仅包括可熔连片931并且没有非可熔连片941。另外，在一个示例中，导体板组件913的另一(不同的)第二导体板921(例如，图9A的左手侧)可仅包括非可熔连片941并且没有可熔连片931。然而，本公开不限于此，并且一个或多个第二导体板可包括可熔连片931和非可熔连片941两者。而且，多个第一导体板可各自包括可熔连片931和非可熔连片941两者。另外，可熔连片可以是扣状部类型(扣状部可熔连片)或框边类型(框边可熔连片)中的任一者，并且非可熔连片可以是诸如本文先前描述的扣状部类型(扣状部非可熔连片)或框边类型(框边非可熔连片)，本文对此的先前论述(包括对配置、材料和尺寸的论述)适用于图9A至图9E的示例。
图9C是以展开视图示出在图9A中示出的示例性导体板组件的左下部分的俯视图。如图9A、图9B和图9C中所示，可提供包括电连接器914、缆线916和多个子缆线926的线束912来监测各个导体板923、921处的电压。具体地，子缆线926可在连接点922处附接至导体板923、921以便使用合适的电压监测电路(未示出)进行电压监测。另外，如图9C中所示，导体板923、921还包括对准特征(尖头或指状物)951，该对准特征促进导体板923、921与框架的适当对准，如参考图9D进一步论述。
图9D示出了在图9B中示出的示例性导体板和框架组件的一部分的仰视图。具体地，图9D示出了两个相邻的第一导体板923的较高放大倍率下的展开视图，每个第一导体板具有诸如上文先前描述的梁929和平板930。使用诸如粘合剂的任何合适的紧固构件将导体板923附接至框架917。再次可以是或包括注射模制塑料的框架917包括多个第一对准特征，例如栓钉或销952，并且导体板923(和921)包括第二对准特征，例如尖头或指状物951，借此尖头/指状物951定位在栓钉/销952周围以在组装期间对准该结构。另外，框架917包括突出的间隔物954和953，该突出的间隔物用于分离相邻的导体板923(和921)的部分以在组装期间进一步促进对准。如图9D中所示，框架917还可包括缆线导引件955，该缆线导引件包括缆线或电线可通过的孔以及位于该孔上方的凸出部，以辅助将缆线或电线固持在适当位置。如果需要，框架917还可包括位于垂直肋状物或水平肋状物上的凸出部956，该凸出部用于辅助固定可置于导电板/框架组件的顶部上的附加的电绝缘片。
在图9A至图9E中示出的示例中，并且如图9D中的展开视图中所示，该示例的每个可熔连片931包括焊盘937，该焊盘具有浑圆的略微圆形的形状，并且定位成与相关联的电池电芯的扣状部重合。在此示例中，此类可熔连片931是扣状部可熔连片。如图9D中所示，并且如先前描述，扣状部可熔连片931可包括作为熔断部分的颈部933、焊盘937和根部935，其中颈部933具有比根部935和焊盘937更小的横截面面积。颈部933的小横截面面积准许该颈部用作熔断部分。另外，如图9D中所示，在此示例中的非可熔连片941具有焊盘945，该焊盘具有带缩进侧的略微矩形形状。那些非可熔连片941包括根部943和焊盘945，但没有熔断部分。在此示例中，每个焊盘945定位成与两个相关联的电池电芯的框边重合，一个电池电芯的一个框边的一部分连接至焊盘945的一侧，并且另一电池电芯的框边的一部分连接至焊盘945的相对侧。在此示例中，此类非可熔连片是框边非可熔连片。然而，本公开不限于此，并且如先前所述，一个或多个第一导体板以及一个或多个第二导体板可包括可熔连片931和非可熔连片941两者。另外，可熔连片可以是扣状部类型(扣状部可熔连片)或框边类型(框边可熔连片)中的任一者，并且非可熔连片可以是诸如本文先前描述的扣状部类型(扣状部非可熔连片)或框边类型(框边非可熔连片)。而且，虽然在图9A至图9E的示例中参考的可熔连片931和非可熔连片941未示出有狭缝或孔口(孔)，但如果需要，可熔连片931和非可熔连片941的焊盘或其他部分可具备狭缝和/或孔口/孔。另外，本文先前描述的可熔连片和非可熔连片的其他方面(包括对配置、材料和尺寸、制造等的论述)适用于图9A至图9E的示例。
因此，将了解，在一个示例中，多个电池电芯中的每个电池电芯可包括扣状部和框边，并且多个可熔连片931可包括扣状部可熔连片，并且多个非可熔连片941可包括框边非可熔连片。可替代地或另外，在一个示例中，多个可熔连片931可包括框边可熔连片，并且多个非可熔连片941可包括扣状部非可熔连片。另外，在一个示例中，第一导体板923中的每个第一导体板可包括连接至扣状部的扣状部连片并且还可包括连接至框边的框边连片，使得第二导体板921中的第一者包括连接至扣状部的扣状部连片而没有连接至框边的框边连片，并且其中第二导体板中的第二者包括连接至框边的框边连片而没有连接至扣状部的扣状部连片。
图9E是在没有线束的情况下从右边观看的在图9A中示出的示例性导体板组件的一部分的侧视图(非横截面)。如图9E中所示，当从右侧观看图9A的导体板组件913时，第二导体板921的该侧是可见的，该侧是一排可熔连片931和相邻排的非可熔连片941的部分。在图9E中示出的侧视图中，朝向图9A的左侧更远的附加排的可熔连片931和非可熔连片941被遮蔽。类似地，朝向图9A的左侧更远的附加的导体板923和921在图9E中被遮蔽。从图9A至图9D的论述也可明白，图9E的示例示出了第一导体板923和第二导体板921可布置成平面配置，使得第一导体板923和第二导体板921设置在同一平面中，并且可熔连片931和非可熔连片941包括在导体板923、921的该平面下方延伸的部分，以便与对应的电池电芯的扣状部和框边形成电接触。
重新参见图2A至图4B的示例，将了解，第一导体板和第二导体板可替代地可布置成堆叠配置，使得第一导体板设置在第一平面中并且第二导体板设置在第二平面中，该第一平面和该第二平面在垂直于该第一平面和该第二平面的方向上彼此移位。在此类情况下，电绝缘材料层可分离该第一导体板和该第二导体板，诸如在图4A和图4B中示出，其中通过电绝缘材料428使第一导体板421和423与底部导体板427分离。在一些示例中，设想给定的电池包可利用具有平面配置的导体板组件的电池模块和具有堆叠配置的导体板组件的电池模块。
应当理解，与以上图1A至图8B相关的本公开意欲适用于在图9A至图9E中公开的示例，并且与所描述的特征相关的所有变化和组合意欲适用于结合图9A至图9E所描述的示例，该特征包括(但不限于)导体板、可熔连片和非可熔连片、电芯固持器、冷却特征、安全保护特征、诸如框架构件和侧板的结构构件、电池模块和电池包等的形状、材料、尺寸、制造、连接、紧固等。
在以上描述中以及在权利要求书中，诸如“…中的至少一者”或“…中的一者或多者”的短语的后面可紧跟着元件或特征的连接列表。术语“和/或”还可出现在两个或更多个元件或特征的列表中。除非由使用措辞的上下文另外含蓄地或明确地否认，否则此类措辞意在是指单独地列出的元件或特征中的任一者或所叙述的元件或特征中的任一者与其他叙述的元件或特征中的任一者的组合。还将理解，如本文描述中和整个所附权利要求书中所使用，“一”和“该”的含义包括复数参考，除非上下文另有清楚规定。而且，如本文描述中和整个所附权利要求书中所使用，“在…中”的含义包括“在…中”和“在…上”，除非上下文另有清楚规定。最后，如本文描述中和整个所附权利要求书中所使用，“和”和“或”的含义包括连接词和反意连接词两者，并且可互换地使用，除非上下文另有明确规定；可使用措辞“异或”来指示仅反意连接词含义可适用的情形。另外，如本文描述中和整个所附权利要求书中所使用，“约”和/或“大致”的含义是指所指示的量的±10％，除非另有指示。另外，在上文以及在权利要求书中使用术语“基于”意在是指“至少部分地基于”，使得未叙述的特征或元件也是可允许的。
本文描述的主题可依据期望的配置而体现于系统、设备、方法和/或制品中。在前述描述中陈述的具体实施不表示与本文描述的主题一致的所有具体实施。而是，它们仅仅是与关于所描述的主题相关的方面一致的一些示例。虽然上文已经详细描述了数个变化，但其他修改或添加是可能的。具体来说，可提供除了本文陈述的特征和/或变化之外的其他特征和/或变化。例如，上文描述的具体实施可针对于所公开的特征的各种组合和子组合，和/或上文公开的若干其他特征的组合和子组合。其他具体实施可处于所附权利要求书的范围内。

Claims (48)

1.一种用于机动车辆的电池，所述电池包括：
多个电池电芯；和
第一导体板组件，所述第一导体板组件在所述多个电池电芯之间提供电连接，所述第一导体板组件包括：
多个第一导体板；
至少一个第二导体板；
多个可熔连片，所述多个可熔连片位于所述至少一个第二导体板处并且将所述至少一个第二导体板连接至多个电池电芯；和
多个非可熔连片，所述多个非可熔连片位于所述多个第一导体板处并且将所述多个第一导体板连接至多个电池电芯。
2.根据权利要求1所述的电池，所述电池还包括：
多个非可熔连片，所述多个非可熔连片位于所述至少一个第二导体板处。
3.根据权利要求2所述的电池，所述电池还包括：
多个可熔连片，所述多个可熔连片位于所述多个第一导体板处。
4.根据权利要求1所述的电池，所述电池包括多个第二导体板，其中所述第二导体板中的第一者仅包括可熔连片并且没有非可熔连片。
5.根据权利要求4所述的电池，其中所述第二导体板中的第二者仅包括非可熔连片并且没有可熔连片。
6.根据权利要求1所述的电池，其中所述多个电池电芯中的每个电池电芯包括扣状部和框边，并且其中所述多个可熔连片包括扣状部可熔连片，并且其中所述多个非可熔连片包括框边非可熔连片。
7.根据权利要求1所述的电池，其中所述多个电池电芯中的每个电池电芯包括扣状部和框边，并且其中所述多个可熔连片包括框边可熔连片，并且其中所述多个非可熔连片包括扣状部非可熔连片。
8.根据权利要求1所述的电池，其中所述多个电池电芯中的每个电池电芯包括扣状部和框边，
其中第一导体板中的每个第一导体板包括连接至扣状部的扣状部连片和连接至框边的框边连片，并且
其中所述至少一个第二导体板包括多个第二导体板，
其中所述第二导体板中的第一者包括连接至扣状部的扣状部连片并且没有连接至框边的框边连片，并且
其中所述第二导体板中的第二者包括连接至框边的框边连片并且没有连接至扣状部的扣状部连片。
9.根据权利要求1所述的电池，其中所述第一导体板和所述至少一个第二导体板布置成堆叠配置，使得所述第一导体板设置在第一平面中并且所述至少一个第二导体板设置在第二平面中，所述第一平面和所述第二平面在垂直于所述第一平面和所述第二平面的方向上彼此移位。
10.根据权利要求1所述的电池，其中所述第一导体板和所述至少一个第二导体板布置成平面配置，使得所述第一导体板和所述至少一个第二导体板设置在同一平面中。
11.根据权利要求1所述的电池，所述电池还包括：
第一电池包，所述第一电池包包括所述多个电池电芯的第一半部；
第二电池包，所述第二电池包包括所述多个电池电芯的第二半部；
冷板，所述冷板位于所述第一电池包与所述第二电池包之间；和
第二导体板组件，
其中所述多个电池电芯的所述第一半部位于所述冷板与所述第一导体板组件之间，并且所述多个电池电芯的所述第二半部位于所述冷板与所述第二导体板组件之间。
12.根据权利要求1所述的电池，其中所述多个电池电芯中的每个电池电芯包括扣状部和框边，并且
其中多个可熔连片包括多个扣状部可熔连片和多个框边可熔连片，并且
其中多个非可熔连片包括多个扣状部非可熔连片和多个框边非可熔连片。
13.根据权利要求12所述的电池，其中所述多个扣状部可熔连片和所述多个扣状部非可熔连片在所述第一导体板组件与所述多个电池电芯的所述扣状部之间提供电连接，并且
其中多个框边可熔电芯和多个框边非可熔电芯在所述第一导体板组件与所述多个电池电芯的所述框边之间提供电连接。
14.根据权利要求12所述的电池，其中所述多个扣状部可熔连片中的每个扣状部可熔连片包括所述扣状部可熔连片的根部、所述扣状部可熔连片的颈部、所述扣状部可熔连片的焊盘和所述扣状部可熔连片的孔口，并且
其中所述多个扣状部非可熔连片中的每个扣状部非可熔连片包括所述扣状部非可熔连片的根部、所述扣状部非可熔连片的焊盘和所述扣状部非可熔连片的孔口，但不包括所述扣状部非可熔连片的颈部。
15.根据权利要求12所述的电池，其中所述多个框边可熔连片中的每个框边可熔连片包括所述框边可熔连片的根部、所述框边可熔连片的两个颈部、所述框边可熔连片的两个焊盘和所述框边可熔连片的狭缝，并且
其中所述多个框边非可熔连片中的每个框边非可熔连片包括所述框边非可熔连片的根部、所述框边非可熔连片的焊盘，但不包括所述框边非可熔连片的狭缝并且不包括所述框边非可熔连片的颈部。
16.根据权利要求15所述的电池，其中所述框边可熔连片的所述狭缝包括接近所述框边可熔连片的所述根部的变宽部分。
17.根据权利要求1所述的电池，其中所述多个可熔连片中的每个可熔连片和所述多个非可熔连片中的每个非可熔连片是冲压制品。
18.根据权利要求17所述的电池，其中所述多个可熔连片中的每个可熔连片具有矩形横截面，所述矩形横截面具有多于1.0mm的较大边和多于0.1mm的较小边。
19.根据权利要求17所述的电池，其中所述多个可熔连片中的每个可熔连片和所述多个非可熔连片中的每个非可熔连片是由以下材料中的一种材料制成：铝、铝合金、铜、铜合金、镍、镍合金。
20.一种将汽车电池中的电化学电芯电连接的方法，所述方法包括：
提供多个电池电芯；
提供第一导体板组件，所述第一导体板组件包括多个第一导体板和至少一个第二导体板；
使用多个可熔连片将多个电池电芯电连接至所述至少一个第二导体板，并且使用多个非可熔连片将多个电池电芯电连接至所述多个第一导体板。
21.根据权利要求20所述的方法，所述方法还包括：
多个非可熔连片，所述多个非可熔连片位于所述至少一个第二导体板处。
22.根据权利要求21所述的方法，所述方法还包括：
多个可熔连片，所述多个可熔连片位于所述多个第一导体板处。
23.根据权利要求20所述的方法，所述方法包括多个第二导体板，其中所述第二导体板中的第一者仅包括可熔连片并且没有非可熔连片。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述第二导体板中的第二者仅包括非可熔连片并且没有可熔连片。
25.根据权利要求20所述的方法，其中所述多个电池电芯中的每个电池电芯包括扣状部和框边，并且其中所述多个可熔连片包括扣状部可熔连片，并且其中所述多个非可熔连片包括框边非可熔连片。
26.根据权利要求20所述的方法，其中所述多个电池电芯中的每个电池电芯包括扣状部和框边，并且其中所述多个可熔连片包括框边可熔连片，并且其中所述多个非可熔连片包括扣状部非可熔连片。
27.根据权利要求20所述的方法，其中所述多个电池电芯中的每个电池电芯包括扣状部和框边，
其中第一导体板中的每个第一导体板包括连接至扣状部的扣状部连片和连接至框边的框边连片，并且
其中所述至少一个第二导体板包括多个第二导体板，
其中所述第二导体板中的第一者包括连接至扣状部的扣状部连片并且没有连接至框边的框边连片，并且
其中所述第二导体板中的第二者包括连接至框边的框边连片并且没有连接至扣状部的扣状部连片。
28.根据权利要求20所述的方法，其中所述第一导体板和所述至少一个第二导体板布置成堆叠配置，使得所述第一导体板设置在第一平面中并且所述至少一个第二导体板设置在第二平面中，所述第一平面和所述第二平面在垂直于所述第一平面和所述第二平面的方向上彼此移位。
29.根据权利要求20所述的方法，其中所述第一导体板和所述至少一个第二导体板布置成平面配置，使得所述第一导体板和所述至少一个第二导体板设置在同一平面中。
30.根据权利要求20所述的方法，所述方法还包括：
提供第一电池包，所述第一电池包包括所述多个电池电芯的第一半部；
提供第二电池包，所述第二电池包包括所述多个电池电芯的第二半部；
提供冷板，所述冷板位于所述第一电池包与所述第二电池包之间；以及
提供第二导体板组件，
其中所述多个电池电芯的所述第一半部位于所述冷板与所述第一导体板组件之间，并且所述多个电池电芯的所述第二半部位于所述冷板与所述第二导体板组件之间。
31.根据权利要求20所述的方法，其中所述多个电池电芯中的每个电池电芯包括扣状部和框边，并且
其中多个可熔连片包括多个扣状部可熔连片和多个框边可熔连片，并且
其中多个非可熔连片包括多个扣状部非可熔连片和多个框边非可熔连片。
32.根据权利要求31所述的方法，其中所述多个扣状部可熔连片和所述多个扣状部非可熔连片在所述第一导体板组件与所述多个电池电芯的所述扣状部之间提供电连接，并且
其中多个框边可熔电芯和多个框边非可熔电芯在所述第一导体板组件与所述多个电池电芯的所述框边之间提供电连接。
33.根据权利要求31所述的方法，其中所述多个扣状部可熔连片中的每个扣状部可熔连片包括所述扣状部可熔连片的根部、所述扣状部可熔连片的颈部、所述扣状部可熔连片的焊盘和所述扣状部可熔连片的孔口，并且
其中所述多个扣状部非可熔连片中的每个扣状部非可熔连片包括所述扣状部非可熔连片的根部、所述扣状部非可熔连片的焊盘和所述扣状部非可熔连片的孔口，但不包括所述扣状部非可熔连片的颈部。
34.根据权利要求31所述的方法，其中所述多个框边可熔连片中的每个框边可熔连片包括所述框边可熔连片的根部、所述框边可熔连片的两个颈部、所述框边可熔连片的两个焊盘和所述框边可熔连片的狭缝，并且
其中所述多个框边非可熔连片中的每个框边非可熔连片包括所述框边非可熔连片的根部、所述框边非可熔连片的焊盘，但不包括所述框边非可熔连片的狭缝并且不包括所述框边非可熔连片的颈部。
35.根据权利要求34所述的方法，其中所述框边可熔连片的所述狭缝包括接近所述框边可熔连片的所述根部的变宽部分。
36.根据权利要求20所述的方法，其中所述多个可熔连片中的每个可熔连片和所述多个非可熔连片中的每个非可熔连片是冲压制品。
37.根据权利要求36所述的方法，其中所述多个可熔连片中的每个可熔连片具有矩形横截面，所述矩形横截面具有多于1.0mm的较大边和多于0.1mm的较小边。
38.根据权利要求36所述的方法，其中所述多个可熔连片中的每个可熔连片和所述多个非可熔连片中的每个非可熔连片是由以下材料中的一种材料制成：铝、铝合金、铜、铜合金、镍、镍合金。
39.一种用于在电动车辆的电池包的多个电池电芯之间提供电连接的导体板组件，所述导体板组件包括：
多个第一导体板；
至少一个第二导体板；
多个可熔连片，所述多个可熔连片位于所述至少一个第二导体板处并且被配置为将所述至少一个第二导体板连接至多个电池电芯；和
多个非可熔连片，所述多个非可熔连片位于所述多个第一导体板处并且被配置为将所述多个第一导体板连接至多个电池电芯。
40.根据权利要求39所述的导体板组件，所述导体板组件还包括：
多个非可熔连片，所述多个非可熔连片位于所述至少一个第二导体板处。
41.根据权利要求39所述的导体板组件，所述导体板组件还包括：
多个可熔连片，所述多个可熔连片位于所述多个第一导体板处。
42.根据权利要求39所述的导体板组件，所述导体板组件包括多个第二导体板，其中所述第二导体板中的第一者仅包括可熔连片并且没有非可熔连片。
43.根据权利要求42所述的导体板组件，其中所述第二导体板中的第二者仅包括非可熔连片并且没有可熔连片。
44.根据权利要求39所述的导体板组件，其中所述多个电池电芯中的每个电池电芯包括扣状部和框边，并且其中所述多个可熔连片包括扣状部可熔连片，并且其中所述多个非可熔连片包括框边非可熔连片。
45.根据权利要求39所述的导体板组件，其中所述多个电池电芯中的每个电池电芯包括扣状部和框边，并且其中所述多个可熔连片包括框边可熔连片，并且其中所述多个非可熔连片包括扣状部非可熔连片。
46.根据权利要求39所述的导体板组件，其中所述多个电池电芯中的每个电池电芯包括扣状部和框边，
其中第一导体板中的每个第一导体板包括连接至扣状部的扣状部连片和连接至框边的框边连片，并且
其中所述至少一个第二导体板包括多个第二导体板，
其中所述第二导体板中的第一者包括连接至扣状部的扣状部连片并且没有连接至框边的框边连片，并且
其中所述第二导体板中的第二者包括连接至框边的框边连片并且没有连接至扣状部的扣状部连片。
47.根据权利要求39所述的导体板组件，其中所述第一导体板和所述至少一个第二导体板布置成堆叠配置，使得所述第一导体板设置在第一平面中并且所述至少一个第二导体板设置在第二平面中，所述第一平面和所述第二平面在垂直于所述第一平面和所述第二平面的方向上彼此移位。
48.根据权利要求39所述的导体板组件，其中所述第一导体板和所述至少一个第二导体板布置成平面配置，使得所述第一导体板和所述至少一个第二导体板设置在同一平面中。
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