CN113228386A - 电池组组件 - Google Patents

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Abstract

一种电池组组件(1)，包括：第一保持框架(10A)和第二保持框架(10B)，第一保持框架(10A)和第二保持框架(10B)用于在它们之间保持多个电池单元(15A，15B……15Z)；导体(11A)，导体(11A)用于接合多个电池单元(15A，15B……15Z)并且至少具有用于接合第一电池单元端子(TA)的第一接触部(17A)和用于接合第二电池单元端子(TB)的第二接触部(17B)；弹性构件(13A)，弹性构件(13A)位于导体(11A)与第一保持框架(10A)或第二保持框架(10B)中的一个之间，以邻近第一接触部(TA)和第二接触部(TB)抵靠导体(11A)。

Description

电池组组件
本发明总体上涉及电池组组件。更具体地，但非排他地，本发明涉及锂离子电池组组件例如大规格电池组组件、制造该锂离子电池组组件的方法以及该锂离子电池组组件的用途。
已知锂离子电池具有多种电池单元规格，圆柱形、棱柱形和袋式电池单元是最常见的种类。在圆柱形电池单元中，电极被绕其本身紧紧缠绕，并且端子通常位于圆柱体的任一端处，电极包含在通常由铝或钢制成的壳体内。由于电池单元的形状，封装效率的可能是低的，但是在相邻电池单元之间提供空间对于热管理目的是有用的。棱柱形电池单元的电极可以被缠绕、堆叠或折叠，并且通常位于铝或塑料外壳内。端子通常在电池单元的一端，其与电池单元的形状耦接会提高封装效率。袋式电池单元通常具有包裹在柔性塑料壳体中的堆叠或折叠电极。袋式电池单元的端子可以从袋的不同侧延伸，但是方便地，所述端子可以均可以从袋的一侧例如顶部延伸。
已知将锂离子电池或电池单元串联连接以增加电压，从而产生“大规格电池组”。这些提供了包括以下的若干优点：高操作电压、缓慢的自放电以及与其重量相比的高能量密度。因此，这种类型的大规格电池组在消费者和工业应用两者的范围中找到包括如应急电源备用、车辆电源和太阳能存储器的用途。
似乎没有对于构成“大规格电池组”的内容的设定定义。例如，联合国(例如，关于UN38.3程序)规定，“大型电池”是质量超过12kg的电池，而一些制造商指定大型电池或大规格电池组的储能超过1kWh。出于本发明的目的，认为大规格电池组是具有超过三个串联连接的电池单元(其为圆柱形、棱柱形或袋式)的电池组。
使用圆柱形电池单元的大规格电池组通常具有多个电池单元，通常为15个或更多个电池单元，这些电池单元电连接并且呈现为称为电池模块的单个单元。在工业中，这些模块通常使用永久性组装技术(结构粘合剂、点焊、焊接等)组装。由于组件的各个组件不能容易地被获取或移除，因此这样的永久性组装技术对修理或重新使用模块(或其电池单元或其他部件)提出了挑战。由于各种材料不能容易地被分离，这也使得难以对模块进行回收利用。
因此，这样的生产技术可能导致不符合欧盟废物管理法规的储能产品，并且阻止在电池和电池模块的修理和重新利用中的更大的收益机会。
因此，本发明的第一非排他目的是提供被配置成使得部件可以更容易地回收利用的大规格电池组组件。
因此，本发明的第一方面提供了一种电池组组件，该电池组组件包括：第一保持框架和第二保持框架，第一保持框架和第二保持框架用于在它们之间保持多个电池单元；导体，导体用于接合多个电池单元并且至少具有用于接合第一电池单元端子的第一接触部和用于接合第二电池单元端子的第二接触部；以及弹性构件，弹性构件位于导体与第一保持框架或第二保持框架中的一个之间，以在邻近第一接触部和第二接触的位置处抵靠导体。
在电池组组件中，导体位于弹性构件与所述多个电池单元的电池单元端子之间。导体包括用于接合第一、第二、……第n电池单元端子的第一主表面以及弹性构件抵靠的第二主表面。所谓的术语“邻近”意指导体的第一主表面上的相应接触部与相应的电池单元端子接合，并且弹性构件在对应位置抵靠导体的第二主表面。
在实施方式中，电池组组件包括位于第一导体与第一保持框架之间的第一弹性构件以及位于第二导体与第二保持框架之间的第二弹性构件。
导体优选地并联或串联连接三个或更多个电池单元端子。优选地，导体在两个保持框架中的每一个中的布置是互补的，使得当多个电池单元保持在两个保持框架内时，导体和电池单元一起形成完整的电路，从而并联和/或串联电连接组件中的所有电池单元。例如，电池单元可以与相邻的电池单元布置成交替地定位成分别正端子向上和正端子向下，并且每侧的正端子和负端子连接在一起，使得形成完整的电路。
导体可以包括一个或更多个导电板。在实施方式中，第一导体和/或第二导体可以包括两个或更多个导电板，例如，三个、四个、五个或n个导电板(其中，“n”是正整数)。例如，导体可以包括与第一保持框架和第一弹性构件相关联的第一一个或更多个导电板以及与第二保持框架和第二弹性构件相关联的第二一个或更多个导电板。导电板可以是将覆盖一个以上电池单元端子的任何形状，例如矩形、U形、S形、L形、T形、H形等。
弹性构件可以抵靠导体的多个导电板。在实施方式中，弹性构件可以抵靠导体的大部分或全部导电板。
在实施方式中，用于接合第一电池单元端子的导体的第一接触部和/或用于接合第二电池单元端子的导体的第二接触部由突起提供。第一接触部可以包括导体的第一主表面上的突起。第一接触部可以包括导体的第二主表面上的槽口。槽口可以与突起对应。可以提供用于与相应的“n”个电池单元端子接合的“n”个接触部。例如，可以在导体上设置有接触部例如突起，以用于接合第n电池单元端子。可以在导体上设置有接触部例如突起，以接合位于电池组组件内的多个电池单元的每个电池单元端子，使得每个电池单元端子提供一个接触部例如突起。导体将被定向成使得突起通常将被引导朝向电池单元端子。
在实施方式中，导体可以由导电塑料材料或由一个或更多个金属片制成。例如，可以通过冲压形成导电装置例如导电板的金属片来制造突起。一个或更多个导体可以由铝或钢例如铝片制成。金属片例如铝片的厚度可以在0.1至1.0mm之间，例如厚度从0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9mm中的任何一个到1.0、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3或0.2mm中的任何一个。优选地，金属片例如铝片的厚度在0.6至1.0mm。例如在0.7至0.9mm厚之间，或者为0.8mm厚。
例如，可以通过冲压形成导体板的金属片来制造突起。有利地，突起有助于在导体板例如一个或更多个导电板与电池单元端子之间进行电接触。突起中的一个或更多个(例如，每一个)将从导体板的第一主表面延伸。第二主表面可以具有对应的凹陷。这通过从薄的导电材料例如金属片冲压来有利地实现。在实施方式中，突起在导体板的平面上方延伸从0.1至0.3mm，例如0.1至0.2mm或0.2至0.3mm。
有利地，突起有助于在导体例如一个或更多个导电板与电池单元端子之间进行电接触。突起中的一个或更多个(例如，每一个)将从导体的第一主表面延伸。第二主表面可以具有对应的凹陷。这通过从薄的导电材料例如金属片冲压来有利地实现。
电池单元组件可以容易地组装和/或拆卸。也就是说，电池单元组件可以容易地被拆卸成其组成部分，使得可以容易地移除多个电池单元。电池单元组件可以包括紧固装置。第一保持框架和第二保持框架优选地通过紧固装置或紧固件相对于彼此可逆地保持在闭合状态。紧固装置或紧固件使两个电池单元的端子被推动而抵靠在导体上(和/或反之亦然)，并且紧固件或紧固装置的移除或松开使得电池单元能够从组件中脱离。
有利地，在实施方式中，电池组组件不包括任何“永久性”紧固装置，例如粘合剂。紧固装置可以是可逆的，使得多个电池单元容易地从电池组组件移除而不会对电池组组件的任何部件造成损坏。
在电池组组件的闭合状态下，导体的突起延伸朝向电池单元端子。例如通过紧固所述紧固装置或紧固件，弹性构件的邻近导体的突起的部分优选地被推动以延伸至导体的对应凹陷中(存在的情况下)。当电池组组件在使用中时，弹性构件的弹性在导体例如相应的突起与电池单元端子之间提供有效或紧密的电接触。
一个或更多个或者每个导体例如一个或更多个或者每个导电板还可以包括电终端以将适当的导体或者诸如导电板的导体连接至外部装置例如外部电路以使用电力。
弹性构件可以是整体本体。弹性构件可以包括片。弹性构件可以包括与电池组组件的保持框架相关联的一个或更多个弹性片。在实施方式中，弹性构件可以包括两个或更多个，例如三个、四个、五个弹性片。弹性构件可以安置在保持框架中的一个或更多个内。弹性构件可以被定尺寸成延伸至一个或更多个内边缘以及/或者延伸至保持框架的内周界。替选地，弹性构件可以被定尺寸成具有比保持框架的主表面小的主表面。
在实施方式中，弹性构件可以包括一个或更多个弹性材料片例如聚合材料或弹性材料或由其组成。弹性构件可以由橡胶材料制成。在实施方式中，弹性构件可以由硅基材料例如硅橡胶制成或者包括其。在实施方式中，弹性材料可以由乙烯-丙烯-二烯橡胶、氢化丁腈橡胶或其他橡胶制成。弹性构件可以由膨胀聚合材料例如膨胀聚苯乙烯形成。弹性构件将具有足够的耐热性能以承受典型的电池操作温度。
有利地，弹性构件用于促进导体的第一、第二或第n接触部与一个或更多个电池单元端子接合的电接触。例如，当组件处于压紧状态时，例如，由于紧固装置或紧固件的紧固，弹性构件的一部分可以被迫进入对应于导体的突起的凹陷中。这确保即使在组件经受振动时也能保持紧密的电接触。
另外，提供弹性构件例如形成为例如延伸至保持框架的一个或更多个内部边缘的整体本体的弹性构件在电池单元端子与导体之间提供增强且均匀的电接触。提供单个弹性构件确保易于制造。此外，如果以及当部件磨损时，整体本体易于制造和/或更换，以实现组件的部件的较大可回收性。
在其中第一接触部包括槽口或一个或更多个槽口的实施方式中，例如在第一接触部包括在导体的第一主表面上的突起和在导体的第二主表面上的对应的槽口的情况下，弹性构件可以延伸至一个或更多个槽口例如导体的第二主表面上的一个或更多个槽口中。
第一保持框架和/或第二保持框架可以包括一个或更多个定位构件。弹性构件可以包括一个或更多个配合构件。定位构件和配合构件配合以确保弹性构件相对于保持框架适当地定位或可定位。在实施方式中，第一保持框架和/或第二保持框架可以包括例如作为定位构件的构造，并且弹性构件可以包括对应的部分。在实施方式中，第一保持框架和/或第二保持框架包括例如作为定位构件的一个或更多个栓，并且弹性构件包括一个或更多个对应的孔。有利地，第一保持框架和/或第二保持框架具有复数个定位构件。所述复数个定位构件可以配合以提供一个或更多个电池单元定位结构。电池单元定位结构提供第一保持框架和/或第二保持框架的电池单元被定位或可定位在其中的区域。
弹性构件可以包括孔或者由包括孔的片组成。每个孔可以对应于相应的定位构件，例如相应的构造。
在实施方式中，定位构件可以一起限定多个整体或部分大致圆柱形区域，每个区域由凹弧形例如侧壁部分和至少一个凹弧形基部突起壁部分限定，其中每个大致圆柱形的区域可以安置圆柱形电池单元。
导体可以包括一个或更多个导体配合构件，导体配合构件优选地被布置成与第一保持框架和/或第二保持框架的定位构件配合。
第一接触部和第二接触部可以位于所述导体配合构件之间。导体配合构件可以描述导体配合构件阵列。第一和第二(例如以及第n)接触部可以形成接触部阵列。接触部阵列和导体配合构件阵列可以相对于彼此移位，使得接触部不覆盖导体配合构件。
紧固装置或紧固件可以是本领域技术人员已知的任何合适的可逆紧固装置。例如，紧固装置可以包括多个紧固螺母和/或螺栓或者可以由多个紧固螺母和/或螺栓组成。每个紧固螺栓可以分别穿过两个保持框架中的每一个中的孔并且用于压紧组件，促进电池单元与导体之间的接触。
在实施方式中，电池组组件包括位于两个平行保持框架之间的电池单元组，每个电池单元通过被紧固、固定或“拧紧”以将电池单元夹在保持框架之间的紧固装置被纵向保持在两个保持框架之间。
有利地，在组装或闭合配置中，紧固装置促使导体的至少第一接触部和第二接触部与两个或更多个电池单元端子接触。紧固装置可以在拆卸或打开配置中被松开或移除，以使得多个电池单元能够从电池组组件中脱离。
这允许将大规格电池组组件完全拆卸成其各个部件。完全拆卸组件的能力允许经由更换各个电池单元或其他部件来修复模块，允许在整个组件的使用寿命结束时重新使用模块的各个部件以用于其他应用，并且由于可以对模块的各个部件中的每一个进行分离和分类以相应地进行回收利用而实现改进的回收利用。此外，还允许在组件的使用寿命期间根据需要升级或更换部件。优选地，使用具有配合构件的单个弹性构件简化了制造并且减少了制造时间。此外，优选地使用单个弹性构件意味着更容易进行寿命结束回收。
除了帮助制造商满足欧盟废物管理法规之外，重复使用、修复和回收利用电池模块的各个部件的能力还可以为制造商节省金钱和资源。单个或多个电池单元可以轻松更换，这意味着组件可以在寿命结束时被反复重建，而不是被丢弃。这也在电池单元在原始模块应用中不再执行或者不再需要模块时，呈现了将来自模块的电池单元重新用于其他储能应用中的机会。
保持框架之一可以是或者可以提供接近盖，该接近盖可以被打开或被移除以接近电池单元。
两个或更多个保持框架可以被成形为容纳圆柱形电池单元和/或不同于圆柱形电池单元的不同形状的电池单元，例如矩形或其他形状。
在实施方式中，一个或更多个或者每个保持框架可以包括大致平坦的基部和一个或更多个侧壁，例如直立的侧壁。在实施方式中，一个或更多个或者每个保持框架可以包括侧壁，该侧壁从一个或更多个或者每个保持框架的基部的外围直立。在实施方式中，一个或更多个或者每个保持框架可以包括围绕一个或更多个或者每个保持框架的基部的整个外围延伸的直立的侧壁。在替选的实施方式中，直立的侧壁可以围绕一个或更多个或者每个保持框架的基部的外围的一部分延伸。在实施方式中，侧壁可以是不连续的。在其中保持框架将与圆柱形电池一起使用的实施方式中，至少一个侧壁——并且优选地面向侧壁——还可以包括一个或更多个凹弧形部分，该凹弧形部分与要插入至组件中的电池单元的侧壁互补。
在实施方式中，保持框架中的一个或更多个(例如，每个保持框架)可以被配置成或者被成形成在使用时包围一个或更多个电池单元的端部。例如，在使用时，一个或更多个(例如每个)保持框架可以包围每个电池单元的相应端部。在实施方式中，保持框架中的一个或更多个(例如，每个保持框架)可以包围一个或更多个电池单元端子，例如每个电池单元端子。在实施方式中，保持框架中的一个或更多个可以包括其外围内侧的配合部分。配合部分可以被成形成与一个或更多个电池单元的至少一部分的外部外围配合和/或对应。
有利地，在使用时提供直立的侧壁和/或包围电池单元的一个或更多个端部或端子提供了相对于多个电池单元更安全的电池组组件。这提供了导体与电池单元端子之间的更好的接触，该接触通过位于导体与保持框架中的一个或更多个之间的弹性构件进一步增强。当电池组组件内没有提供永久性紧固装置(例如粘合剂)时，这特别是有利的，使得组件在使用时是刚性和稳定的，但是可以容易地拆卸成其组成部分。
在替选实施方式中，每个保持框架可以包括基部部分而没有侧壁。
保持框架可以包括从基部延伸的多个突起例如从基部垂直延伸的多个突起例如以将电池单元的相邻部分彼此界定或隔开。例如，基部突起的壁可以包括多个成形部分例如凹弧形部分，其与要插入组件中的电池单元的面对部分互补。
在实施方式中，电池组组件可以包括第n保持框架和/或中间保持框架。在这些实施方式中，电池组组件包括：位于第一外部保持框架与第n保持框架和/或中间保持框架之间的第一多个电池单元；以及位于第n保持框架和/或中间保持框架与第二外部保持框架之间的第二多个电池单元。
在实施方式中，保持框架(F)-电池单元(C)-保持框架(F)(即FCF)架构可以重复多次以形成FCFCF架构，或FCFCF....CF架构，也就是说，可以存在多于两个保持框架，例如第一外部保持框架以及第二外部保持框架，第一多个电池单元位于第一外部保持框架与中间保持框架之间，其中第二多个电池单元位于第二外部保持框架与中间保持框架之间。在实施方式中，可以存在位于第一外部保持框架与第二外部保持框架之间的多于一个中间保持框架，例如，两个、三个或更多个中间保持框架，其中多个电池单元位于每个保持框架之间。
在这样的情况下，作为处于电池组的端子边缘处的框架的“端部”框架可以具有接纳面对的一个或多个电池单元的部分，而作为端部框架之间的框架的“中间”框架可以具有第一侧和第二侧，其中，第一侧具有接纳面对的一个或多个电池单元的部分，第二侧具有接纳面对的一个或多个电池单元的部分。
两个或更多个保持框架可以由电绝缘材料例如聚合材料或塑料材料制成。两个或更多个保持框架可以使用任何合适的方法制造，例如，合适的材料的注射成型。用于制造保持框架的合适材料包括尼龙、PPE(聚苯醚)、ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)、PA(聚酰胺)、PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)。每个保持框架可以是任何合适的厚度，例如超过1mm厚度，以承受由紧固装置或紧固件施加的压缩力(compressive force)。
在实施方式中，电池组组件包括一个或更多个传导阻断装置或传导断路器。传导阻断装置或传导断路器可以位于每个电池单元端子与可以是导电板的导体或导体之间。优选地，传导阻断装置或传导断路器设置在每个电池单元端子与相关联的导体或导体之间。一个或更多个传导阻断装置或传导断路器的目的是，当所述电池单元超过规定的电和/或热极限时，断开电池单元与导体或导体之间的电气回路。在超过规定的电和/或热极限时，传导阻断装置或传导断路器切断故障电池单元即已超过规定的电和/或热极限的电池单元的连接，从而使所述故障电池单元与电池组组件的其余电池单元隔离。
传导阻断装置或传导断路器可以包括：第一导电部分，其用于与电池单元端子进行接触；第二导电部分，其用于与导体或导体进行接触；绝缘部分；以及传导断路器部分。传导阻断装置或传导断路器可以包括金属合金或多金属元件，并且可以包括双金属熔断器。传导断路器部分可以包括低熔点材料，例如，诸如银、或镀银铜、锡或锌、或它们的合金的金属，当超过由材料的熔点确定的电和/或热极限时，该低熔点材料熔化。
有利地，当紧固装置“收紧”而电池组组件处于压紧状态下时，传导阻断装置或传导断路器在一个主表面上与导体之间的接触以及在相反主表面上与电池单元端子之间的接触二者均增加。更有利地，一个或更多个传导阻断装置或传导断路器通过将一个或更多个故障电池单元与电池组组件中的其他正常工作的电池单元隔离，使电池组组件在单个电池单元失效时继续正常工作。
在实施方式中，电池组组件包括用于监测每个电池单元的状态的监测装置或监测器。监测装置可以包括集成电路，该集成电路通过检测由电池组组件内的故障电池单元即超过规定的电和/或热极限的电池单元引起的被触发的传导阻断装置或传导断路器的数目来监测每个电池单元的状态。监测装置可以包括确定电池组组件的状况的方法。例如，监测装置可以发送已经收集的关于组件内每个电池单元的状态的数据，以通过算法进行馈送以用于与组件的最佳功能进行比较，来确定全功能电池单元的数目和故障电池单元的数目。有利地，这提供了有关电池组组件的整体状况和剩余使用寿命的信息。更有利地，该信息可以用于向用户通知维护要求以及由于使用性能不佳的电池组组件而引起的潜在安全危害。
电池组组件可以是任何规格，包括层压、袋式、圆柱形和/或棱柱形。
组件的设计还允许针对大功率应用来集成液体冷却。
本发明的电池组组件可以容易地拆卸和/或分离成其组成部分，从而允许更换或维护电池组组件内的一个或更多个电池单元。
本发明的另一方面提供了一种用于组装电池组组件的方法，该方法包括：提供第一保持框架和第二保持框架，以用于在其间定位多个电池单元；将第一导体定位在第一保持框架与多个电池单元之间，第一导体至少包括用于接合第一电池单元端子的第一接触部和用于接合第二电池单元端子的第二接触部；以及将第二导体定位在第二保持框架与多个电池单元之间；将弹性构件定位在导体与第一保持框架或第二保持框架中的一个之间，以邻近第一接触部和第二接触部抵靠导体。
该方法还可以包括提供第三保持框架并且将第二多个电池单元定位在第二保持框架与第三保持框架之间。
该方法还可以包括将第三导体定位在第二保持框架与第二多个电池单元之间。该方法还可以包括将第四导体定位在第二保持框架与第二多个电池单元之间。
本发明的电池组组件可以用作静态电源，用于为家庭、办公室或工作空间中需要电力的装备供电，或者用作可移动电源，例如，用于汽车，例如电动汽车。例如，当与可再生能源发电机，例如太阳能、风能、潮汐能发电机耦合时，电池组组件可以用作用于可再生能源的储存器。
在实施方式中，电池组组件具有超过12kg的质量和/或1kWh或更大的能量存储。在实施方式中，电池组组件是大型电池组。
在本申请的范围内，明确地旨在，在前面段落中、权利要求中和/或下面的描述和附图中阐述的各个方面、实施方式、示例和替选方案以及特别是其各个特征可以被独立地采用或者以任意组合采用。也就是说，所有的实施方式和/或任何实施方式的特征可以按任何方式和/或组合来进行组合，除非这些特征不可兼容。为了避免疑义，本文中所使用的术语“可以”、“和/或”、“诸如”、“例如”和任何类似的术语应当被解释为非限制性的，使得无需展示如此描述的任何特征。实际上，在不脱离本发明的范围的情况下，明确设想了可选特征的任何组合，无论这些是否明确要求保护。申请人保留更改任何原始提交的权利要求或者相应地提交任何新的权利要求的权利，包括对任何原始提交的权利要求进行修改以从属于任何其他权利要求和/或并入任何其他权利要求的任何特征——尽管最初并非以该方式要求保护——的权利。
现在将参照附图仅通过示例的方式描述本发明的实施方式，在附图中：
图1A至图1D是根据本发明的第一实施方式的电池组组件的分解图；
图2A至图2C是根据本发明的第二实施方式的电池组组件的分解图；
图2D是根据本发明的第二实施方式的电池组组件的平面图；
图2E是处于组装或闭合状态的根据本发明的第二实施方式的电池组组件；
图3A至图3C是根据本发明的第三实施方式的电池组组件的分解图；
图3D是根据本发明的第三实施方式的电池组组件的平面图；
图4A至图4C是根据本发明的第四实施方式的电池组组件的分解图；以及
图4D是根据本发明的第四实施方式的电池组组件的平面图。
现在参照图1A至图1D，示出了根据本发明的第一实施方式的电池组组件1。电池组组件1包括第一保持框架10A、第二保持框架10B、第一导体11A、第二导体11B、多个紧固件12A、12B、……、12Z、第一弹性构件13A和第二弹性构件13B以及多个电池单元15A、15B、……、15Z(在该实施方式中示出了6×4阵列)。
在该实施方式中，第一保持框架10A包括盖14。第二保持框架10B也可以可选地包括盖。
电池组组件1在使用时被配置成在第一保持框架10A与第二保持框架10B之间保持多个电池单元15A、15B、……、15Z。在该实施方式中，电池组组件1被配置成保持二十四个电池单元，例如，锂离子电池。为了方便起见，图1A中仅标记了三个电池单元。在该实施方式中，多个电池单元15A、15B、……、15Z在形状上是圆柱形的，尽管电池组组件1也可以被配置成保持不同形状的电池单元。
第一保持框架10A和第二保持框架10B各自大致为矩形，并且各自分别包括平坦的基部B1、B2以及外围侧壁S1、S2。侧壁S1、S2分别从第一保持框架10A和第二保持框架10B的基部B1、B2的外围竖立以形成外壳，该外壳是开口的以接纳多个电池单元15A、15B、……、15Z的相应端子。
当电池组组件1处于组装配置时，多个电池单元15A、15B、……、15Z被纵向地保持在第一保持框架10A与第二保持框架10B之间。在该实施方式中，第一保持框架10A和第二保持框架10B的各自的基部B1、B2包括多个凹弧形侧壁部分例如P1以及多个基部突起例如P2，所述P1、P2提供电池单元定位结构，各自电池单元15A、15B、……、15Z的一部分被接纳在这些电池单元定位结构之间。
第一保持框架10A还包括用于接纳紧固件12A、12B、……、12Z的槽16A、16B、……、16Z。在该实施方式中，紧固件12A、12B、……、12Z是螺栓，提供了十五个螺栓。尽管数目并不关键，但是如果电池单元的数目为C×R，则螺栓的数目优选为(C-1)×(R-1)。槽16A、16B、……、16Z被配置成接纳紧固件12A、12B、……、12Z，并且因此，在该实施方式中，提供了十五个槽。
第二保持框架10B还包括用于接纳紧固件12A、12B、……、12Z的槽(未示出)，使得每个紧固件例如12A被插入至第一保持框架10A的槽16A中并且被接纳在第二保持框架10B中对应的槽(未示出)内。例如通过螺母将紧固件12A、12B、……、12Z固定至适当位置。
第一导体11A和第二导体11B被定位在电池组组件1中以连接多个电池单元15A、15B、……、15Z中的至少两个。第一导体11A位于第一弹性构件13A与多个电池单元15A、15B、……、15Z中的每一个的第一端TA、TB、……、TZ处的端子之间。以类似的方式，第二导体11B位于第二弹性构件13B与多个电池单元15A、15B、……、15Z的第二端子(未示出)之间。
在该实施方式中，并且如图1B最佳所示，第一导体11A包括三个单独的导电板1a、1b、1c，并且第二导体11B包括两个单独的导电板1d、1e。每个导电板1a、1b、1c、1d、1e包括用于连接至外部装置的端子18a、18b、18c、18d、18e，以使用由电池组组件生成的电力。
导电板1a、1b、1c、1d、1e包括针对导电板1e示出的多个突起例如17A、17B、……、17Z。每个电池单元端子设置一个突起，使得导电板1a至1e经由突起与每个电池单元端子电接触。
在组装配置中，保持板10A位于弹性构件13A邻近，并且导电板1a、1b、1c位于弹性构件13A与电池组组件1的第一端处的第一电池单元端子TA、TB、……、TZ之间。在该实施方式中，导电板1a延伸跨过(across)电池单元15A的六个电池单元端子，导电板1b延伸跨过电池单元15B的其他十二个电池单元端子，导电板1c延伸跨过电池单元15Z的另外六个电池单元端子。
类似地，在组装配置中，保持板10B位于弹性构件13B邻近，并且导电板1d、1e位于弹性构件13B与电池组组件1的第二端处的第二电池单元端子(未示出)之间。在该实施方式中，导电板1d延伸跨过电池单元15A的每一个和电池单元15B的一半的十二个电池单元端子，并且导电板1e延伸跨过电池单元15B的剩余一半和电池单元15Z的每一个的另外十二个电池单元端子。
以此方式，二十四个电池单元15A、15B、……、15Z串联连接。
在该实施方式中，第一导体11A和第二导体11B以及第一弹性构件13A和第二弹性构件13B均包括孔例如A。孔例如A定位在不与电池单元端子例如TA、TB、……、TZ接触的区域中，当电池组组件1被组装时，并且与电池单元定位结构对应配合。
在使用时，紧固件12A、12B、……、12Z被接纳在槽16A、16B、……、16Z中，并且被配置成使用压缩力来将第一保持框架10A和第二保持框架10B相对于彼此可逆地保持在闭合或组装状态。
在闭合或组装状态下，紧固件12A、12B、……、12Z促使多个电池单元15A、15B、……、15Z的端子抵靠第一导体11A和第二导体11B。
第一弹性构件13A用于促使第一导体11A与多个电池单元15A、15B、……、15Z中的每一个的第一端处的端子TA、TB、……、TZ接触。以类似的方式，第二弹性构件13B用于促使第一导体11B与多个电池单元15A、15B、....15Z中的每一个的第二端(未示出)处的端子接触。
在该实施方式中，第一弹性构件13A和第二弹性构件13B由硅橡胶被制造为整体主体，硅橡胶是在将压缩力施加至电池组组件1时通过延伸至对应于设置在第一导体11A和第二导体11B上的多个突起例如17A、17B、……、17Z中的每一个的凹部中而用于执行上述功能的特别有效的材料。
有利地，这提供了附加的安全性能而不折中电池组组件1的组装/拆卸的容易性。此外，当被拆卸成其构成部件时，第一弹性构件13A和第二弹性构件13B两者的整体性质使得制造、移除和/或更换容易，以用于翻新或回收利用电池组组件1的组件。
紧固件12A、12B、……、12Z是可逆的，并且因此，紧固件12A、12B、……、12Z的移除或松开使得当在打开或拆卸的情况下多个电池单元15A、15B、……、15Z能够从电池组组件1脱离。
现在参照图2A至2C，示出了根据本发明的第二实施方式的电池组组件2的分解图。还参照图2D，示出了电池组组件2的平面图。还参照图2E，示出了处于组装或闭合状态的电池组组件2。
电池组组件2与图1A至图1C中描述的类似，并且因此，类似的特征用撇号(’)指示，并且将不进一步描述。
在本实施方式中，第一保持框架和第二保持框架20A、20B不具有侧壁。代替地，第一保持框架和第二保持框架20A、20B各自包括多个基部突起例如仅P1’、P2’，P1’、P2’中的每一个对应电池单元端子例如TA’。另外，在该实施方式中没有盖14。
在图2A至图2C中，示出了螺母21A、21B、……、21Z’，所述螺母用于固定至紧固件15A’、15B’、……、15Z’(螺栓)以向电池组组件2提供压缩力。
现在参照图3A至图3C，示出了根据本发明的第二实施方式的电池组组件3的分解图。还参照图3D，示出了处于组装或闭合状态的电池组组件3。
电池组组件3包括第一外部保持框架30A、第二外部保持框架30B、第一导体31A、第二导体31B、多个紧固件32A、32B、……、32Z、第一弹性构件33A和第二弹性构件33B。
电池组组件3的特征与针对图1A和图2A中示出的电池组组件1和电池组组件2示出的特征类似并且执行基本相同的功能。将仅描述不同之处。
在该实施方式中，电池组组件3还包括中间保持框架37、第三导体31C和第四导体31D。
电池组组件3被配置成在使用时以纵向配置方式在第一外部保持框架30A与中间保持框架37之间保持第一多个电池单元35A、35B、....35Z。电池组组件3还被配置成在使用时以纵向配置方式在中间保持框架37与第二外部保持框架30B之间保持第二多个电池单元38A、38B、……、38Z。
第三导体31C被定位在第一多个电池单元35A、35B、……、35Z与第四导体31D之间，并且第四导体31D被定位在第三导体31C与中间保持板37之间。中间保持板37被定位在第四导体31D与第二多个电池单元38A、38B、……、38Z之间。
在该实施方式中，电池组组件3被配置成保持第一多个电池单元35A、35B、……、.35Z中的四十八个电池单元以及第二多个电池单元38A、38B、……、38Z中的四十八个电池。电池单元可以例如是锂离子电池。为了方便起见，图3A中的每组仅标记了三个电池单元。
第一外部保持框架30A还包括用于接纳紧固件32A、32B、……、32Z的槽36A、36B、……、36Z。
第二外部保持框架30B和中间保持框架37还包括用于接纳紧固件32A、32B、……、32Z的槽(未示出)，使得每个紧固件例如32A被插入至第一保持框架30A的槽36A中并且被接纳在中间保持框架37和第二外部保持框架30B中的对应槽(未示出)内。
在使用时，紧固件32A、32B、……、32Z被接纳在槽36A、36B、……、36Z中，并且被配置成使用压缩力来将第一外部保持框架30A、中间保持框架37和第二外部保持框架30B相对于彼此可逆地保持在闭合或组装状态下。
在闭合或组装状态下，紧固件32A、32B、……、32Z促使第一多个电池单元35A、35B、……、35Z和第二多个电池单元38A、38B、……、38Z的端子分别抵靠第一导体31A和第二导体31B。
现在参照图4A至图4C，示出了根据本发明的第四实施方式的电池组组件4的分解图。还参照图2D，示出了处于组装或闭合状态的电池组组件4。
电池组组件4与图3A至图3D中描述的类似，并且因此，类似的特征用撇号(’)指示，并且将不进一步描述。仅描述不同之处。
电池组组件4包括第一多个电池单元35A’、35B’、……、35Z’和第二多个电池单元38A’、38B’、……、38Z’。第一多个电池单元35A’、35B’、……、35Z’和第二多个电池单元38A’、38B’、……、38Z’两者均包括九十六个电池单元。因此，本发明的电池组组件中的电池单元的数目可以针对不同的应用进行定制。
本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下能够设想对前述实施方式的若干变型。例如，代替螺栓(以及螺栓定位在其中的螺纹孔)，可以提供可以被收紧以将板朝向彼此夹紧或推动的其他紧固装置。
本领域技术人员还将理解，前述特征和/或附图中示出的特征的任何数目的组合提供优于现有技术的明显优势，并且因此在本文所述的本发明的范围内。

Claims (25)

1.一种电池组组件，包括：第一保持框架和第二保持框架，所述第一保持框架和所述第二保持框架用于在它们之间保持多个电池单元；导体，所述导体用于接合所述多个电池单元并且至少具有用于接合第一电池单元端子的第一接触部和用于接合第二电池单元端子的第二接触部；弹性构件，所述弹性构件被定位在所述导体与所述第一保持框架或所述第二保持框架中的一个之间，以邻近所述第一接触部和所述第二接触部抵靠所述导体。
2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述导体包括一个或更多个导电板。
3.根据权利要求2所述的组件，其中，所述一个或更多个导电板包括用于与所述多个电池单元的端子中的一个或更多个接触的一个或更多个突起。
4.根据权利要求3所述的组件，其中，在闭合状态下，每个电池单元端子与所述一个或更多个导电板上的突起电接触。
5.根据权利要求3或4所述的组件，其中，在闭合状态下，所述弹性构件延伸至所述一个或更多个突起中。
6.根据任一前述权利要求所述的组件，其中，所述弹性构件由整体本体构成。
7.根据任一前述权利要求所述的组件，其中，所述弹性构件被定尺寸成延伸穿过所述第一保持框架和/或所述第二保持框架中的至少一个的基部部分到保持框架中的一个保持框架的一个或更多个内部边缘和/或内周界。
8.根据任一前述权利要求所述的组件，其中，所述第一保持框架和/或所述第二保持框架包括用于提供一个或更多个电池单元定位结构的一个或更多个定位构件。
9.根据权利要求8所述的组件，其中，所述弹性构件包括用于与所述第一保持框架和/或所述第二保持框架的所述定位构件配合的配合构件。
10.根据权利要求8或9所述的组件，其中，所述导体包括用于与所述第一保持框架和/或所述第二保持框架的所述定位构件配合的配合构件。
11.根据任一前述权利要求所述的组件，其中，所述弹性构件包括弹性体材料或由弹性体材料组成，所述弹性体材料例如为弹性体。
12.根据任一前述权利要求所述的组件，其中，保持框架中的至少一个包括基部部分和/或侧壁。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的组件，其中，保持框架中的至少一个不存在侧壁。
14.根据任一前述权利要求所述的组件，其中，至少一个保持框架包括从基部垂直地延伸的基部突起。
15.根据任一前述权利要求所述的组件，其中，一个或更多个基部突起的壁包括多个凹弧形部分，曲率半径大致等于所述多个电池单元中的一个电池单元的半径，使得电池单元被所述凹弧形部分至少部分地接纳。
16.根据任一前述权利要求所述的组件，还包括第三保持框架，例如位于所述第一保持框架与所述第二保持框架之间的中间保持框架。
17.根据任一前述权利要求所述的组件，其中，紧固装置包括多个紧固螺栓和螺母。
18.根据任一前述权利要求所述的组件，其中，框架中的一个是接近盖或者提供接近盖，所述接近盖可以被打开或被移除以接近电池单元。
19.根据任一前述权利要求所述的组件，其中，至少一个保持框架包括用于连接至外部电路的一个或更多个端子。
20.根据任一前述权利要求所述的组件，其中，所述导体或导体包括一个或更多个导电板。
21.根据权利要求20所述的组件，其中，所述导电板中的一个或更多个包括用于提供用于将所述导电板连接至外部电路的装置的装置。
22.根据任一前述权利要求所述的组件，还包括一个或更多个摩擦保持式传导断路器。
23.根据权利要求22所述的组件，其中，每个电池单元具有与之相关联的摩擦保持式传导断路器。
24.根据权利要求22或23中任一项所述的组件，其中，所述传导断路器或每个传导断路器被定位在电池单元端子与所述导体或导体之间。
25.一种用于组装电池组组件的方法，所述方法包括：提供第一保持框架和第二保持框架；将多个电池单元定位在所述第一保持框架与所述第二保持框架之间；将导体定位在所述第一保持框架和所述第二保持框架中的每一个与所述多个电池单元之间，以连接至所述多个电池单元中的至少两个，例如两个、三个或更多个电池单元端子；将弹性构件定位在所述导体或导体的至少一部分与所述第一保持框架或所述第二保持框架中的一者或两者之间；以及紧固至少一个紧固装置或紧固件以使所述第一保持框架和所述第二保持框架相对于彼此可逆地保持在闭合状态下，使得在所述第一保持框架和所述第二保持框架处于闭合状态下的情况下，所述导体或导体被所述弹性构件推动而与所述电池单元端子接触。
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