CN115066799A - 电池模块和电池组 - Google Patents

Abstract

公开了一种电池模块(110)，具有布置在第一和第二排组中的多个电池单元(130)，每个电池单元(130)具有支撑在基部上的第一端(132)和与第一端(132)相对的第二端(131)，第二端具有第一极性端子(133)和第二极性端子(134)。电池模块(110)具有覆盖多个电池单元(130)的第一汇流条(161b，161d)和覆盖第一汇流条(161b，161d)的第二汇流条(161a，161c)。第一汇流条(161b，161d)具有电连接到第一排组电池单元中的每个电池单元(130)的第一极性端子(133)的多个第一极性连接部分(162a)和散布有孔口(163a)的多个第二极性连接部分(162b)。第二极性连接部分(162b)电连接到第二排组电池单元中的每个电池单元(130)的第二极性端子(134)，并且孔口(163a)与第二排组电池单元中的每个电池单元(130)的第一极性端子(133)对准。第二汇流条(161a，161c)具有多个第一极性连接部分(162a)，其通过第一汇流条(161b，161d)的孔口(163a)连接到第二排组电池单元中的每个电池单元(130)的第一极性端子(133)。

Description

电池模块和电池组

技术领域

本发明涉及电池，尤其但不排他地，涉及电池模块和包括该电池模块的电池组。该电池模块和电池组尤其适用于电动车辆。

背景技术

电池是许多电气和电子系统不可或缺的一部分，电气和电子系统包括电动汽车和储能设备。电池组通常可以包括电连接以形成一个或多个电池模块的多个单独的电池单元。以有效方式提供电池模块的期望电输出同时降低损耗、重量和成本并提高制造的简易性的方式来电连接电池单元可能是具有挑战性的。

因此，需要提供一种实用且可靠的电池组，其易于制造并有效地运行。减轻电池组的重量是电动汽车领域的期望，以提高电动汽车的性能和效率。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种电池模块，包括布置在第一排组和第二排组中的多个电池单元，每个电池单元包括支撑在基座上的第一端和与第一端相对的第二端，包括第一极性端子和第二极性端子、在所述多个电池单元上方的第一汇流条和在所述第一汇流条上方的第二汇流条。第一汇流条包括电连接到电池单元的第一排组中的每个电池单元的第一极性端子的多个第一极性连接部分，以及散布有孔口的多个第二极性连接部分，第二极性连接部分与电池单元的第二排组中的每个电池单元的第二极性端子电连接，孔口与电池单元的第二排组中的每个电池单元的第一极性端子对齐。第二汇流条包括通过第一汇流条的孔口连接到电池单元的第二排组中的每个电池单元的第一极性端子的多个第一极性连接部分。

电池模块由此可以包括两层汇流条。这可以提供更大的区域，在其上将电流传输到电池单元和从电池单元传输电流，并且因此与具有与两层中的每个汇流条相同厚度的单层汇流条相比，可以允许更大量的总电流流过汇流条。可选地，两层配置中的第一和第二汇流条中的每一个可以具有可相当的单层汇流条的一半厚度，同时提供相同的总体电流消耗特性。更薄的汇流条可以提高制造的便利性，例如通过提高连接部分和电池单元端子之间的焊接便利性或焊接质量，尤其是在电池单元端子相对较薄的情况下。

电池模块可以用于电动车辆。第一极性可以是正极而第二极性可以是负极，反之亦然。多个电池单元可以布置成排，并且电池单元的第一排组和第二排组中的每一个可以包括来自单排或来自多排的多个电池单元。多个电池单元可以是六角密排的。

每个电池单元的第一极性端子可以包括在电池单元的第二端上的中心突起和在电池单元的第二端上的环形部分中的一个，环形部分围绕中心突起同心。每个电池单元的第二极性端子可以包括中心突起和环形部分中的另一个。环形突起可以由电池单元的外壳或筒的边沿或边缘限定。

电池模块可以包括布置在电池单元的第三排组中的多个电池单元，并且第二汇流条可以包括连接到电池单元的第三排组中的每个电池单元的第二极性端子的多个第二极性连接部分。

这样，电池单元的第三排组与电池单元的第二排组串联连接。

电池模块可以包括在第二汇流条下方并与第一汇流条共面的第三汇流条，第三汇流条包括散布有孔口的多个第一极性连接部分，第一极性连接部分电连接到电池单元的第三排组中的每个电池单元的第一极性端子，孔口与电池单元的第三排组中的每个电池单元的第二极性端子对齐。

汇流条可以是基本上平面的。一个或多个共面汇流条可以位于稍微高于或低于公共平面，例如位于公共平面之上或之下一个或多个汇流条的平均厚度的最多两倍、最多五倍或最多十倍的距离。公共平面可以由一个或多个共面汇流条限定。

第二汇流条的多个第二极性连接部分可以通过第三汇流条的孔口电连接到电池单元的第三排组中的每个电池单元的第二极性端子。

第一汇流条的第一极性连接部分可以散布有孔口并且电池模块可以包括第四汇流条，第四汇流条在第一汇流条上方并且与第二汇流条共面，第四汇流条包括多个第二极性连接部分，多个第二极性连接部分穿过第一汇流条的第一极性连接部分散布的孔口电连接到电池单元的第一排组中的每个电池单元的第二极性端子。

一个或多个连接部分可以直接连接到相应的电池单元端子。

可以通过将一个或多个连接部分焊接或结合到相应的电池单元端子来进行连接。

一个或多个连接部分可以间接连接到相应的电池单元端子。可以通过引线键合进行连接。

孔口可以至少部分地符合它们与之对齐的相应下方端子的形状。

下方汇流条的孔口可以至少部分地符合上方汇流条的相应连接部分的形状。

以这种方式，孔口可以改善连接部分对各个电池单元端子的接近，同时保持大的汇流条表面积，例如以适应流过汇流条的更高电流。

汇流条可以是彼此相同的形状。

例如，当布置在电池模块中时，汇流条可以形成重复图案。这可以提高制造汇流条的容易性，和/或降低制造汇流条的成本。例如，汇流条可以使用单个模板形成，并且可选地由单个材料片材形成。例如，与在电池模块的整个范围上形成单个图案所需的工具相比，可以使用更小的工具来形成重复图案。汇流条材料可以是导电材料，例如铜。

每个汇流条可以包括平面主体和从主体朝向相应端子悬垂的一体形成的连接部分。

连接部分可以比主体更靠近各个电池单元端子。以这种方式，如果连接部分间接连接到各个电池单元端子，例如通过引线键合，则引线键合可以更短。这可以降低材料成本和/或提高制造的便利性。

或者，一个或多个连接部分可以从主体悬垂以直接连接到各个电池单元端子。这可以在汇流条和相应的电池单元端子之间提供可靠的连接。

在每种情况下，主体可以与电池单元端子间隔开。这可以降低损坏电池模块的风险，例如通过在汇流条和相应的下方电池单元之间短路。

每个连接部分可以包括与端子的中心对齐的中心连接点之一，中心连接点包括围绕所述连接点周向隔开以将所述连接点连接到所述主体的多个臂；一个或多个周边连接点与相应端子的周边对齐，每个周边连接点从主体悬垂。

每个汇流条可以包括多个中心区域，每个中心区域与下方的电池单元端子对齐。中心连接点可以位于相应中心区域的中心。周边连接点可以围绕相应的中心区域周向地间隔开。

第二极性连接部分可以包括中心连接点和一个或多个周边连接点中的另一个。

中心区域可以是圆形、六边形、三角形或任何其他合适的形状。中心区域的形状可以对应于下方的电池单元的形状。中心连接点可以将汇流条连接到相应的电池单元端子。主体可成形为符合中心区域的周边。周边连接点可以包括从主体悬垂的凸片。

连接部分的周边连接点的数量可以与上方或下方连接部分的臂的数量相同。每个周边连接点可以与上方或下方汇流条的连接部分的臂之间限定的相应孔口对齐。

这样，汇流条的中心连接点、臂和主体一起限定了多个第一极性或第二极性孔口，周边连接部分通过这些孔口连接到相应的第一极性或第二极性端子。

臂和/或周边连接点可以围绕中心区域均匀分布。臂和/或周边连接点可以围绕中心区域不均匀地间隔开。臂可以形成Y形连接部分，例如与流过汇流条的电流方向对齐。这可以改善电流流动的方向性，例如以最小化由于电流沿不同方向流过汇流条而引起的损失。

中心连接点可以包括三个臂，其中一个臂的宽度可以是另外两个臂中的每一个的两倍。较宽的臂可以比每个周边连接部分宽达三倍。较宽的臂可以提供与两个较小的臂相似的电阻特性，每个较小的臂属于两个相邻的连接部分之一，或属于单个相邻的连接部分，并且较宽的臂和两个较小的臂在流过汇流条的总电流的方向上基本对齐。这可以允许更均匀的电流流过汇流条。

汇流条可以布置成使得总电流沿一个方向流过电池模块。

汇流条可以布置成使得总电流在电池模块的次要方向上流动。次要方向可以是电池模块的最短维度。这样，每个汇流条的长度可以更短，从而降低汇流条的电阻和/或允许使用更薄的汇流条。

多个电池单元可以由电池单元载体支撑。电池单元载体可以包括用于安装在电池单元上方间隔开的汇流条的安装特征。

安装特征可以配置为将汇流条的连接部分与相应的电池单元端子对齐。电池模块可以包括设置在汇流条层之间的绝缘材料层。电池单元载体可以由绝缘材料形成并且可以将汇流条的主体与电池单元端子隔离。电池单元载体可以包括穿过其中的载体孔口，与相应的第一极性孔口和第二极性孔口以及相应的第一极性和第二极性连接部分对齐。

本发明的第二方面提供一种电池组，包括多个根据第一方面的电池模块。

电池组可以用于电动车辆。

本发明的第三方面提供一种电动车辆，其包括根据第一方面的电池模块或根据第二方面的电池组。

附图说明

为了使本发明可能更容易理解，现在将通过示例参照附图描述本发明的实施例，在附图中：

图1是根据示例的电池组中的电池模块布置的示意图；

图2A是图1的电池组的电池模块的单元组的示意图，示出了包含在其中的电池单元和汇流条布置的一部分；

图2B是图2A的电池单元的示意性侧视图和平面图；

图3是图2A的汇流条布置的一部分的简化横截面示意图；

图4是根据示例的汇流条的一部分的更详细示意图；

图5是示出根据示例的绝缘层和载体层的汇流条布置的等距分解图；

图6是图5的汇流条布置的平面示意图；

图7A是根据示例的电动车辆的示意性侧视图，包括根据图1的电池组；和

图7B是图7A的电动车辆下侧的示意性平面图。

具体实施方式

根据示例的方法和系统的细节将参照附图从以下描述中变得显而易见。在本说明书中，出于解释的目的，阐述了示例的许多具体细节。在说明书中对“示例”或类似语言的引用意味着结合示例描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个示例中，但不一定包括在其他示例中。还应注意，附图中所示的示例以各种不同的方式描述，并且是示意性描述的，为了便于解释和理解示例背后的概念，省略和/或必要地简化了某些特征。

本文描述的某些示例涉及包括多个电池单元的电池模块。电池模块可以是形成电池组的至少一部分的电池模块布置的一部分。本发明的示例将在电动车辆的背景下进行描述。应当理解，本发明不限于该目的，并且可以应用于为任何种类的工业、商业或家用目的供应和/或存储电能，例如在智能电网、家庭储能系统、电力负载平衡等中。

在下文中，术语“电池”、“单元”和“电池单元”可以互换使用，并且可以指各种不同的电池单元类型和配置中的任何一种，包括但不限于锂离子、锂离子聚合物、镍金属氢化物、镍镉、镍氢、碱性或其他电池单元类型/配置。

图1示出了包括电池模块100a-100c和电池管理系统200的布置的电池组10的示意图。电池模块100a-100c在本文中通常可以使用附图标记100来指代。电池组10具有分别对应于电池组10的宽度和长度维度的第一维度11和第二维度12。第一和第二维度11、12可以替代地称为“x”和“y”维度。第三维度13，在本文中也称为“z”维度，与第一和第二维度11、12正交并且对应于电池组10的深度或高度维度。在所示的示例中，第一维度11也是电池组10在x-y平面中的次要维度。在其他示例中，第一维度11可以是电池组10在x-y平面中的主要维度，或者电池组10可以在x和y维度上是等边的。如本文所使用的，术语“主要维度”和“次要维度”分别指结构的最长和最短跨度或长度。主要维度通常(如本文中的情况)但不排他地垂直于次要维度。

在电池组10中示出了三个电池模块100a-100c，但是在其他示例中，在电池组10中可以有任何其他数量的电池模块100。本示例的电池模块100a-100c各自包括布置成电池单元组110的多个电池单元(如图2a所示)，在本文中统称为“单元组110”。图1的每个电池模块110a-100c包括各自的支撑件120a-120c和安装在各自的支撑件120a-120c上的四个电池单元组110。

以一个电池模块100a为例，电池模块100a包括第一电池单元组110a、第二电池单元组110b、第三电池单元组110c和第四电池单元组110d。电池模块100a的支撑件120a是平面的并且包括相对的第一和第二面121、122。电池单元组110a-110d布置成两个电池单元组110a、110b间隔开地安装在支撑件120a的第一面121上，两个电池单元组110c、110d间隔开地安装在支撑件120a的第二面122上。这样，第一通道123被限定在第一面121上的电池单元组110a、110b之间，第二通道124被限定在第二面122上的电池单元组之间。

在本示例中，每个支撑件120a-120c也示出为大致规则的矩形板状构件，包括主要维度和次要维度，并且支撑大致长方体形的电池单元组110a-110d。这样，支撑件是细长的。在一些示例中，电池模块100a-100c的通道123、124在相应支撑件120a-120c的次要维度中延伸。在一些示例中，任何数量的电池单元组110a-110d安装在支撑件120a上。在其他示例中，电池单元组110a-110d仅安装在第一面121和第二面122中的一个上。在一些示例中，每个支撑件120a-120c是冷却构件。

电池模块100a-100c在图1的电池组10中沿宽度方向并排布置，在第二维度12上彼此相邻且共面，使得每个电池模块100a-100c的电池单元组110a-110d与每个其他电池模块100a-100c的对应电池单元组110a-110d对齐。应当理解，本文使用的术语“共面”包括元件位置与平面的轻微偏差。也就是说，在一些示例中，一个或多个电池模块100a-100c可以位于电池组10的平面的略微上方或下方，例如位于由一个或多个支撑件120a-120c限定的平面上方或下方的一个或每个支撑件120a-120c的平均厚度的两倍或五倍距离处。在后面关于汇流条的示例中(图1中未示出)，术语“共面”可以以与汇流条的平均厚度相关的类似方式定义，而不是与支撑件120a-120c的平均厚度相关。

如图1的示例中所示，图1示例中的每个电池模块100a-100c的第一和第二通道123、124与每个其他电池模块100a-100c的对应的第一和第二通道123、124纵向对齐。第一通道123的对齐在电池组10中的电池单元组110a、110b之间形成第一纵向通道14，第二通道124的对齐在电池组10中的电池单元组110c、110d之间形成第二纵向通道15。在电池组10中可以有两个以上的纵向通道14、15或只有一个纵向通道。在其他示例中，电池组10中可能没有纵向通道14、15。根据本示例，第一和第二纵向通道14、15平行于电池组10的第二维度12延伸。

在所示的示例中，电池模块100a-100c沿电池组10的第二维度12间隔开以在电池组10中形成多个横向通道16。所示示例的横向通道16在电池组10的第一维度11中延伸。

本示例的电池管理系统200包括控制器210。控制器210通过通信线路220通信地联接到每个电池模块220中的每个电池单元组110。在一些示例中，通信线路220包括电线。在其他示例中，通信线路220包括汇流条。在其他示例中，控制器210和电池单元组110之间的通信可以替代地或另外地是无线的。电池模块100a-100c彼此电连接并且通过模块连接件221电连接到控制器210。也就是说，每个电池模块100的电池单元组110经由模块连接件221连接到相邻电池模块100的电池单元组110。在本示例中，相邻电池模块100的电池单元组110之间的模块连接件221位于相应的横向通道16中。

根据所示的示例，每个电池单元组110与同一排中的其他电池单元组110串联连接，使得总电流在电池组10的第二主要维度12中流动。电池模块100a中的每个电池单元组110a-110d在同一支撑件120a上与其他电池单元组110a-110d电隔离，至少直到电池模块100a连接到电池组10中的其他电池模块100b、100c。例如，在第二维度12中电池组10的端部处的支撑件120a的第一面121上的电池单元组110a、110b连接到支撑件120a的第二面122上的电池单元组110c、110d。电池单元组110a、110c通过相应的通道123、124和/或纵向通道14、15与同一支撑件120a上的相邻电池单元组110b、110d电隔离。

在一些示例中，电池管理系统200的控制器210被配置为改变电池组10的电输出，和/或重新配置电池组10。在一些示例中，电池模块100a-100c电连接到除了图1中所示的控制器210之外的控制器。在本示例中，控制器210被配置为检测和/或监测每个电池模块100a-100c的电池单元组110的一个或多个特性，如下文将参照图2描述的。

图2A示出了图1的一个电池模块100a-100c的电池单元组110的简化示意图，示出了电池单元组110中的电池单元130。电池单元组110包括排列成二维阵列140的多个电池单元130。阵列140具有平行于x轴的主要维度和平行于y轴的次要维度。阵列140中的电池单元130布置成电池单元130的多个排组(或子组)150a-150e。为了清楚起见，图2A中的电池单元130的排组150b、150d被填充为白色，并且排组150a、150c、150e被填充为阴影，以区分电池单元130的排组150a-150e。排组150a-150e在本文中通常可以使用附图标记150来指代。

图2A中所示的示例示出了并联连接的电池单元130的五个排组150a-150e，每个排组150a-150e包括八个或九个电池单元130。在其他示例中，可以有任何数量的这种排组150a-150e和在每个排组150a-150e中的任何数量的电池单元130。此外，在本示例中，电池单元130被布置成排，这些排在阵列140的主要维度上延伸。排组150a-150e在主要维度上跨越电池单元组110的长度，并且每个排组150a-150e被限制在阵列140中的单个排中。如图所示，每个排组150a-150e通常是一维矩形阵列。应当理解，在其他示例中，并联连接的电池单元130的每个排组150a-150e不跨越电池单元组110在其主要维度上的整个长度，和/或排组150a-150e跨越阵列140中的多排，或者不限于这样的排或矩形阵列。也就是说，在其他示例中，排组150a-150e中的每一个都包括两排或更多排的电池单元。

图2B示出了电池单元130的侧视图和平面图。电池单元130包括第一端131和与第一端131相对的第二端132。在该示例中，电池单元组110中的每个电池单元130的第二端132被固定到相应支撑件120a-120c的面121、122，由此电池单元130的第一端131大致共面，位于与相应支撑件120a-120c的平面平行的平面中。

本示例的电池单元130各自在各自的第一端131处包括第一极性电池单元端子133和第二极性电池单元端子134，第一极性端子133和第二极性端子134具有相反的极性。每个电池单元130的电池单元端子133、134暴露在电池单元130的第一端131上，远离各自的支撑件120a-120c。在本示例中，第一极性端子133是电池单元130的正极端子133，第二极性端子134是电池单元130的负极端子134。应当理解，在其他示例中，电池单元端子133、134的极性可以颠倒。

在本示例中，对于每个电池单元130，正极端子133包括在电池单元130的第一端131上的中心突起133，负极端子134包括在电池单元130的第一端131上围绕中心突起133的环形部分134。环形部分133由电池单元130的外壳或筒的边沿或边缘限定。将会理解，本发明的电池单元130的正极和负极电池单元端子133、134不限于这种形状，而是可以是适于便于分别连接到电池单元130的正极和负极的任何其他形状。

根据本示例，电池单元组110的电池单元130通过任何合适的方法安装在相应的支撑件120a-120c上，包括但不限于使用粘合剂、使用固定机构，例如扣钩、夹具、支架或使用任何其他合适的附接机构。电池单元130在托盘(图2B中未示出)中的相应第二端132处被支撑。托盘包括多个凹部，各个电池单元130的第二端132容纳在每个凹部中。托盘安装到相应的支撑件120a-120c。在其他示例中，托盘可能不存在，并且相应的支撑件120a-120c可以形成为接收电池单元130。也就是说，相应的支撑件120a-120c可以具有至少一个凹部，电池单元130或电池单元组110被接收和安装在该凹部中。

根据本示例，支撑件120a-120c由导电材料构成，并且电池单元130通过由电绝缘材料构成的托盘与支撑件120a-120c电绝缘。在本示例中，托盘是导热的。在其他示例中，托盘可以是绝热的。在其他示例中，支撑件120a-120c可以不导电。

返回到图2A，所示示例的电池单元组110包括汇流条装置160，汇流条装置160包括多个汇流条161，特别是四个汇流条161a-160d。我们在此一般用附图标记161指代任何一个或多个汇流条161a-160d。汇流条161在电池单元组110的主要维度上延伸。为了说明的目的，汇流条161在图2中被示为仅沿电池单元组110的一部分延伸。然而，在实践中，汇流条161a-161e各自在x方向上沿着电池单元组110的长度延伸，如图2A中从汇流条161a之一延伸的虚线所示。汇流条装置160包括交替的下层汇流条161b、161d和上层汇流条161a、161c，如下文将参照图3描述的。

更具体地，一个汇流条161a并联地电连接电池单元的至少一个排组150a-150e中的电池单元130。汇流条161进一步将并联连接的电池单元的相邻排组150a-150e串联在一起。在其他示例中，一个或多个汇流条161a-161d可以在主要维度上仅沿电池单元组110的一部分延伸，并连接到相应排组150中的电池单元的子集。在这样的示例中，电池单元组110可以包括用于连接到剩余电池单元130的附加汇流条161。

在其他示例中，可以有任何数量的汇流条161，例如多于四个或少于四个，例如只有一个汇流条161。在本示例中，每个汇流条161是细长的导电线、导电板或导电杆，其具有到电池组150a-150e中的电池单元130的正极或负极端子133、134的连接(在下文中详细描述)。

在所示示例中，一个汇流条160a被配置成将电池单元130的一个排组150a中的每个电池单元130的正极电池单元端子133连接到电池单元130的相邻排组150b中的每个电池单元130的负极电池单元端子134。在一些示例中，电池单元组110(图2A中未示出)外围上的汇流条161被配置为将电池单元130的相应外围排组150a、150e的电池单元130彼此并联连接。在一些示例中，外围汇流条161被配置为促进相邻电池模块100的电池单元组110之间的连接，例如经由模块连接件221。

在示出的示例中，电池单元130的排组150a-150e被连接，使得电流经由汇流条161在排组150a-150e之间在电池单元组110的次要维度上串联流动，如图2A中标有I的箭头所示。因此，电池单元组110中的电流总体上垂直于每个汇流条161的主要维度，该汇流条是细长的并且在电池单元组110的主要维度上延伸。换言之，电池单元组110中的总电流在电池单元组110的主要维度上均匀分布。该方向被称为“总体上”或“平均上”，因为在电流方向上可能存在一些微小的偏差，例如，这可以由电池单元130的特定布置和/或连接电池单元130的汇流条161的形状来确定，这将在下文中参照图4至图6进行描述。

具有跨越电池单元组110的主要维度的细长汇流条161，同时具有跨越电池单元组110的次要维度分布的总电流，使得汇流条161的厚度能够减小(与具有跨越次要维度并且具有在主要维度中流动的总电流的汇流条161相比)，同时保持期望的横截面积和电流密度。所示的示例包括具有大约3:1的纵横比(即，具有比次要维度长三倍的主要维度)的电池单元组110。因此，电池单元组110可以包括比具有1:1纵横比的电池单元组110所需的那些薄大约三倍的汇流条160，同时在汇流条161中提供相同的电流密度。因此，汇流条161每单位面积可以更薄更轻，这意味着它们每单位面积需要更少的空间并且可以更容易地形成，例如，为了连接到单个电池单元130的端子133、134的目的。此外，电池单元组110中较短的总电流路径可以导致汇流条161中的电阻减小，因为电阻与电流路径的长度成比例。

在所示的示例中，每个排组150包括单排中的电池单元130，并且汇流条161将该排中的电池单元130彼此并联电连接。应当理解，在其他示例中，每个排组150包括多排的电池单元130，例如两排或三排，并且汇流条161将每排中的电池单元130彼此并联连接。

图3示出了图2A的电池单元组110和汇流条装置160的一部分的简化横截面示意图。为了便于理解，电池单元130在图3中被示出为在y方向上对齐。然而，在本示例中，如图2A所示，交替的电池单元130在y方向上以交错排列的方式排列。即，图2A和3的示例中的电池单元在阵列140中呈六边形紧密堆积。

图3中的每个电池单元130包括在电池单元130的相应排组150中，排组150在x方向上延伸。因此，图3示出了电池单元130的三个排组150b-150d中的电池单元130的示例。也就是说，电池单元组100包括电池单元的第一排组150b、第二排组150c和第三排组150d。未示出其他排组150a、150e。所示示例的汇流条装置160包括四个汇流条161a-161d。也就是说，汇流条装置160包括第一汇流条161a、第二汇流条161b、第三汇流条161c和第四汇流条161d。如前所述，在电池单元组110中可以有任意数量的排组150，在汇流条装置160中可以有任意数量的汇流条161。

根据图3所示的示例，第二和第四汇流条161b、161d位于在多个电池单元130上方的平面中，并且第一和第三汇流条161a、161c位于与第二和第三汇流条161b、161d间隔开并在它们上方的平面中。即，第一汇流条161a和第三汇流条161c共面，第二汇流条161b和第四汇流条161d共面。尽管此处未示出，第一和第四汇流条161a、161d在y方向上延伸以连接到图3中未示出的电池单元130的组150a、150e中的电池单元130。

根据所示的示例，每个汇流条161包括多个正极连接部分162a和多个负极连接部分162b，连接到下方的电池单元130的相应正极和负极端子133、134。每个下层汇流条161b、161d还包括与下方的电池单元130的相应正极和负极端子133、134对齐并且散布在相应的正极和负极连接部分162a、162b中的多个孔口。为了便于理解，散布在正极连接部分162a中并与正极端子133对齐的孔口在本文中被称为“正极孔口163a”。散布在负极连接部分162b中并与负极端子134对齐的孔口在本文中被称为“负极孔口163b”。

更具体地，以第二汇流条161b为例，第二汇流条161b包括电连接到电池单元130的第一排组150b中的相应电池单元130的正极端子133的多个正极连接部分162a，以及电连接到与第一排组150b相邻的电池单元130的第二排组150c中的相应电池单元130的负极端子134的多个负极连接部分162b。第二汇流条161b还包括多个正极孔口163a，这些正极孔口163a与电池单元130的第二排组150c中的相应电池单元130的正极端子133对齐。

根据所示的示例，在第二汇流条161b上方的第三汇流条161c包括多个正极连接部分162a，该正极连接部分162a通过第二汇流条161b的正极孔口163a连接到电池单元130的第二排组150c中的相应电池单元130的正极端子133。第三汇流条161c还包括多个负极连接部分162b，通过第四汇流条161d的负极孔口133b连接到电池单元130的第三排组150d中的相应电池单元130的负极端子134。在本示例中，该图案在y方向上重复。

也就是说，根据所示的示例，上层汇流条161a、161c的正极连接部分162a穿过相应的下层汇流条161b、161d的正极孔口163a，以连接到下层电池单元130的正极端子133。类似地，上层汇流条161a、161c的负极连接部分162b穿过相应的下层汇流条161b、161d的负极孔口163b以连接到下层电池单元130的正极端子133。

图4示出了根据示例的汇流条161的一部分。根据所示示例的汇流条161包括包括多个正极连接部分162a的正极区域164a和包括多个负极连接部分162b的负极区域164b。尽管电池单元130未在图4中示出，但根据本示例，在电池单元130的每个排组150中存在沿x方向延伸的三排电池单元130。这样，汇流条161的正极区域164a包括三排正极连接部分162a，对应于电池组150的一个排组140的相应排中的电池单元130。负极区域164b包括对应于电池单元130的相邻排组150的相应排中的电池单元130的三排负极连接部分162b。

根据本示例，汇流条161包括主体165，每个正极和负极连接部分162a、162b与主体165一体成型。正极和负极连接部分162a、162b从主体165朝向下方的电池单元130的相应电池单元端子133、134悬垂。

在本示例中，汇流条161包括多个中心区域166，每个中心区域166与相应的下层电池单元130以及其正极端子133和负极端子134对齐。每个中心区域166在图4中用虚线表示。正极连接部分162a和负极连接部分162b各自相对于相应的中心区域166限定。在本示例中，中心区域的形状是圆形的，并且与下方的电池单元130的正极和负极端子133、134的形状相符。在其他示例中，中心区域166可以是任何其他形状，例如六边形或三角形，和/或可以符合下方的电池单元130和/或电池单元端子133、134的形状。

在本示例中，每个正极连接部分162a包括位于相应中心区域166的中心并从主体165悬垂的中心连接点167a。中心连接点167a包括围绕中心区域166周向间隔开的三个臂168，以将中心连接点167a连接到主体165。这样，本示例的正极连接部分为Y字形。臂168通常与在y方向上流过汇流条的电流方向对齐。中心连接点167a包括在两个臂168之间的凹陷部分173，用于连接中心连接点167a和相应电池单元130的正极端子133之间的引线键合(图4中未示出)。在其他示例中，凹陷部分173可以不存在，和/或引线键合可以不存在，并且中心连接点167a可以直接连接到相应电池单元130的正极端子133。

在图示的示例中，主体165符合围绕每个正极连接部分162a的中心区域166的形状。这样，每个正极连接部分162a的中心连接点167a、三个臂168和主体165限定了汇流条161的三个负极孔口163b。

在本示例中，每个负极连接部分162b包括围绕相应中心区域166的周边周向间隔开的周边连接点167b。周边连接点167b以凸片的形式从主体165悬垂，在图4中不可见。如下文所述，周边连接点167b在图5和6中得到最佳显示。为清楚起见，图4改为显示周边连接点167b所在的孔口。

根据图4所示的示例，在每个负极连接部分162b附近，主体165符合正极连接部分162a的形状以限定相应的正极孔口163a。这样，当汇流条161堆叠或层叠在彼此的顶部时，如上文所述，一个汇流条161的正极孔口163b符合上层汇流条161的相应正极连接部分162a的形状，并且汇流条161的负极孔口163b符合上层汇流条161的负极连接部分162b的形状。在其他示例中，正极孔口和负极孔口163a、163b可以是允许接近下方的电池单元130的相应正极端子133和负极端子134的任何合适的形状。

在本示例中，汇流条161包括安装孔口169形式的安装特征。安装孔口169被构造成与电池单元组110的对应安装特征接合，以将汇流条161的正极和负极连接部分162a、162b与下方的电池单元130的相应正极和负极电池单元端子133、134对准，如下面参照图5所述。

图5示出了电池单元组110和汇流条装置160的等距分解图，示出了根据示例的两个汇流条161b、161c。每个汇流条均根据图4所示的示例成形。根据图5所示的示例，汇流条装置160以堆叠的布置包括：位于电池单元130上方的载体层170；位于载体层170上方的第一汇流条161b；位于第一汇流条161b上方的第二汇流条161c；以及位于第一和第二汇流条161b、161c之间的绝缘层180。在本示例中，每个汇流条161b、161c的正极连接部分162a通过相应的引线键合174连接到相应电池单元130的正极端子133。负极连接部分162b的负极连接点167b直接连接到各个电池单元130的负极端子134。

根据所示的示例，载体层170被成形和布置以在各自的第一端131处支撑电池单元130。在其他示例中，载体层可以被配置为仅支撑汇流条161。在本示例中，载体层包括载体突起171形式的安装特征，用于安装汇流条161b、161c。突起171构造成与汇流条161b、161c的安装孔口169接合，以将汇流条161与电池单元130对齐，如上文参考图4所述。在其他示例中，突起171被构造成将汇流条161b、161c固定到载体层170。这可以是由于一旦装置已经组装好，突起171就会变形，或者由于突起171包括与相应的安装孔口169接合的凹口或凸片。

根据所示的示例，载体层170包括多个正极载体孔口172a和负极载体孔口172b，其与上层汇流条161b、161c的相应正极连接部分162a和负极连接部分162b对齐。正极载体孔口172a提供对下方电池单元130的正极端子133的接近。以这种方式，每个引线键合174经由相应的正极载体孔口172a将上层汇流条161b、161c的正极连接点167a连接到相应下方电池单元130的正极端子133。

本示例的负极载体孔口172b符合上层汇流条161b、161c的负极连接点167b的形状。负极载体孔口172b允许负极连接点167b通过其连接到下方电池单元130的负极端子134。

绝缘层180由电绝缘材料构成以防止第一和第二汇流条161b、161c之间的短路。绝缘层180包括正极绝缘孔口181a，其成形为与穿过其中的第二汇流条161c的正极连接部分162a的形状相符合。绝缘层180还包括负极绝缘孔口181b(在图5中不可见)，其成形为与穿过其中的第二汇流条161c的负极连接部分162b的形状相符合。在其他示例中，正极和负极绝缘孔口181a、181b和/或正极和负极载体孔口172a、172b可以是圆形、或环形、或任何其他合适的形状，以允许汇流条161b、161c通过其连接到下方的电池单元130。

图6示出了图5所示的电池单元组110和汇流条装置160的一部分的示意性平面图。根据图6所示的示例，汇流条装置160包括一个上层汇流条161c和两个下层汇流条161b、161d。为清楚起见，上层汇流条161c的阴影比下层汇流条161b、161d的阴影深，载体层170的阴影比所有的汇流条161b-161d浅。下方的电池单元130在图6中不可见。

根据所示的示例，正极连接部分162a和负极连接部分162b在汇流条装置中形成重复图案。此外，汇流条装置160中的每个汇流条161与每个其他汇流条161具有相同的形状。汇流条装置160中的每个汇流条161连接到与负极端子134相同数量的正极端子133。

下层汇流条161b、161d通过载体层沿图6中心的虚线彼此物理分离。上层汇流条161c类似地通过沿图6左侧虚线的载体层与汇流条装置160中的其他上层汇流条161隔开。这是为了防止汇流条161s之间的短路。

在一些示例中，如上文所述的电池组10和/或电池模块100适用于电动车辆1。图7A示出了电动车辆20的示意性侧视图，该电动车辆20包括布置在电动车辆20中的电池组10。电池组10可以朝向电动车辆20的下侧设置，例如以便降低电动车辆20的质心。

图7B示出了电动车辆20的下侧的示意性视图。电动车辆20包括用于向电动车辆20的驱动轮23提供动力的前部电驱动单元21和后部电驱动单元22。电池组10位于前部、后部电驱动单元21、22之间。在本示例中，前部、后部电驱动单元21、22每个都包括逆变器，用于将DC电池电流转换成AC电流以输送到牵引电动机。在其他示例中，不需要逆变器。

在所示的示例中，电池组10包括用于将电池组10连接到后部电驱动单元22的电连接件24。电连接件24沿电池组10的纵向通道14、15中的至少一个延伸。在一些示例中，电池组10被布置成使得电池输入/输出25朝向电动车辆的前部电驱动单元21定位，并且电连接件24从电池输入/输出25沿着纵向通道14、15延伸到后部电驱动单元22。电连接件连接到后部电驱动单元的逆变器。在一些示例中，将电池组10的输入/输出25连接到前部电驱动单元21或电动车辆20的充电端口的电连接件沿着电池组10的纵向通道14、15延伸。

在本示例中，电池输入/输出25是电池管理系统200的一部分。在一些示例中，电池输入/输出25是控制器210。在一些示例中，电池输入/输出25位于电池组10上的任何其他位置，例如朝向电动车辆10的后部电驱动单元22。

在图7B所示的示例中，电池组10包括八个电池模块100，每个电池模块包括四个电池单元组110。在一些示例中，在电池组10中可以有多于八个或少于八个电池模块100，和/或在电池模块100中可以有多于或少于四个电池单元组110。

在本示例中，电池组10可以配置为在400伏(V)或800伏下运行。在特定电压下运行电池组10可以包括在该电压下充电或输送能量。应当理解，在一些示例中，电池组10和其中包括的总电流路径或电路可以被配置为在不同于所描述的那些电压下操作。例如，配置用于家庭储能系统的电池组10或可以在低于400V的电压下运行，而配置用于工业用途的电池组10可以在高于800V的电压下运行。

上述示例应被理解为本发明的说明性示例。设想了本发明的其他示例。例如，电池组10或电池模块100可以替代地用于为任何种类的工业、商业或家用目的提供和存储电能，例如在智能电网、家庭储能系统、电力负载平衡等中用于能量存储和输送。电池组10可以包括任何数量的电池模块100，并且电池单元组110可以包括任何数量的电池单元130。

应注意，除非另有明确说明，否则本文使用的术语“或”应解释为表示“和/或”。

应当理解，关于任何一个示例描述的任何特征可以单独使用或与所描述的其它特征组合使用，并且还可以与任何其他示例或其他示例的任何组合的一个或多个特征组合使用。此外，在不脱离在所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，也可以采用上面未描述的等同物和修改。

Claims (17)

1.一种电池模块，包括布置在第一排组和第二排组中的多个电池单元，每个电池单元包括支撑在基座上的第一端和与第一端相对的第二端，包括第一极性端子和第二极性端子、在多个电池单元上方的第一汇流条和在第一汇流条上方的第二汇流条，其中：

所述第一汇流条包括电连接到电池单元的第一排组中的每个电池单元的第一极性端子的多个第一极性连接部分，以及散布有孔口的多个第二极性连接部分，所述第二极性连接部分电连接到电池单元的第二排组中的每个电池单元的第二极性端子，并且所述孔口与电池单元的第二排组中的每个电池单元的第一极性端子对准；并且

所述第二汇流条包括多个第一极性连接部分，通过所述第一汇流条的孔口连接到电池单元的第二排组中的每个电池单元的第一极性端子。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述电池模块包括布置在电池单元的第三排组中的多个电池单元，并且所述第二汇流条包括连接到电池单元的第三排组中的每个电池单元的第二极性端子的多个第二极性连接部分。

3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述电池模块包括位于所述第二汇流条下方并与所述第一汇流条共面的第三汇流条，所述第三汇流条包括散布有孔口的多个第一极性连接部分，所述第一极性连接部分电连接到电池单元的第三排组中的每个电池单元的第一极性端子，并且所述孔口与电池单元的第三排组中的每个电池单元的第二极性端子对齐。

4.根据权利要求3所述的电池模块，其中，所述第二汇流条的多个第二极性连接部分通过所述第三汇流条的孔口电连接到电池单元的第三排组中的每个电池单元的第二极性端子。

5.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，其中，所述第一汇流条的第一极性连接部分散布有孔口，并且所述电池模块包括在所述第一汇流条上方并与所述第二汇流条共面的第四汇流条，所述第四汇流条包括多个第二极性连接部分，通过散布在所述第一汇流条的第一极性连接部分中的孔口，第二极性连接部分电连接到电池单元的第一排组中的每个电池单元的第二极性端子。

6.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，其中，一个或多个连接部分直接连接到相应的电池单元端子。

7.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，其中，所述孔口至少部分地符合与其对齐的相应下方端子的形状。

8.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，其中，下方汇流条的孔口至少部分地符合上方汇流条的相应连接部分的形状。

9.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，其中，所述汇流条具有彼此相同的形状。

10.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，其中，每个汇流条包括平面主体和一体形成的连接部分，所述连接部分从所述主体朝向相应的端子悬垂。

11.根据权利要求10所述的电池模块，其中，每个连接部分包括以下之一：

中心连接点，与端子的中心对齐，所述中心连接点包括围绕所述连接点周向间隔开的多个臂，以将所述连接点连接到所述主体；和

一个或多个周边连接点，与相应端子的周边对齐，每个周边连接点从所述主体悬垂。

12.根据权利要求11所述的电池模块，其中，所述第二极性连接部分包括中心连接点和一个或多个周边连接点中的另一个。

13.根据权利要求12所述的电池模块，其中，所述连接部分的周边连接点的数量与上方或下方的连接部分的臂的数量相同，并且其中，每个周边连接点与限定在上方或下方汇流条的连接部分的臂之间的相应孔口对齐。

14.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，其中，所述汇流条布置成使得总电流沿一个方向流过所述电池模块。

15.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，其中，所述多个电池单元由电池单元载体支撑，并且其中，所述电池单元载体包括用于安装在电池单元上方间隔开的汇流条的安装特征。

16.一种电池组，包括根据前述权利要求中任一项所述的多个电池模块。

17.一种电动车辆，包括根据权利要求1至15中任一项所述的电池模块，或根据权利要求16所述的电池组。

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