CN118120104A - 电池模块 - Google Patents

Abstract

具有多个电池单元的电池模块，所述多个电池单元以群组布置，所述群组位于两个或更多个模块区段中。多个整体式互连结构连接到电池单元。互连结构连接到电池单元以使电流在模块区段中的一者中沿第一方向流动并在模块区段中的另一者中沿相反的第二方向流动。互连结构在单层中布置。

Description

电池模块

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年10月11日提交的美国临时专利申请号63/254,187的根据35U.S.C.§119(e)的优先权，所述美国临时专利申请以引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开涉及一种电池模块，且更具体地涉及一种具有电池单元互连系统的电池模块。

背景技术

已知具有包括多个电池单元的电池模块，所述多个电池单元被安装在壳体中并连接在一起以从而具有预确定的容量和电压输出。这样的电池模块广泛用作车辆及各种其它装置和设备的电源。多个电池模块常连接在一起来形成也具有预确定的容量和电压输出的电池系统。在特定的电池模块中，电池单元可并联和/或串联连接在一起来提供所期望的容量和电压输出。通常，电池单元紧密布置在一起并单独熔断，以避免相邻的电池单元和/或其它部件的损坏或过度加热。

具有上述构造的电池模块通常难以制造且往往需要复杂的工序和专门的机械。因此，存在对于这样的电池模块的需求，即所述电池模块具有使电池模块的制造更简单且不那么昂贵的改进的互连系统。

发明内容

公开了一种具有多个电池单元的电池模块。所述电池单元中的每个包括正极端子和负极端子。电池单元成位于至少两个模块区段中的群组布置。多个整体式互连结构连接到电池单元。互连结构由传导性金属形成并且包括连接到电池单元的正极端子的多个接头和连接到电池单元的负极端子的多个负极接头。互连结构连接到电池单元以使电流在所述模块区段中的一者中沿第一方向流动并在所述模块区段中的另一者中沿相反的第二方向流动。互连结构在单层中布置。

每个群组的电池单元可包括通过一对互连结构被并联连接在一起的四个或更多个电池单元，并且电池单元的群组可通过互连结构串联连接。

附图说明

根据以下的描述、所附权利要求书以及附图，本发明的特征、方面和优点将变得更好理解，在附图中：

图1示出电池模块的电池单元的立体图；

图2示出根据本公开的第一实施例构造的第一电池模块的顶视立体图；

图3示出图2的第一电池模块的顶视平面图；

图4示出图2的第一电池模块的顶视平面图，三个电池群组被移除以便更好地图示；

图5示出图2的第一电池模块的顶视平面图，四个其它的电池群组被移除以便更好地图示；

图6示出根据本公开的第二实施例构造的第二电池模块的顶视平面图；

图7示出根据本公开的第三实施例构造的第三电池模块的顶视平面图；

图8示出根据本公开的第四实施例构造的第四电池模块的顶视平面图；

图9示出根据本公开的第五实施例构造的第五电池模块的顶视平面图；

图10示出图9的第五电池模块的顶视平面图，七个电池群组被移除以便更好地图示；

图11示出图9的第五电池模块的顶视平面图，七个其它的电池群组被移除以便更好地图示；

图12示出根据本公开的第六实施例构造的第六电池模块的顶视立体图；

图13示出图12的第六电池模块的顶视平面图，三个电池群组被移除以便更好地图示；

图14示出图12的第六电池模块的顶视平面图，四个其它的电池群组被移除以便更好地图示；

图15示出可用在第一至第六电池模块中的一者或多者中的壳体的顶视立体图；以及

图16示出具有图15的壳体的第六电池模块的顶视平面图，其中，壳体的盖及其它部件已被移除以便更好地图示。

具体实施方式

应注意的是，在随后的详细说明中，相同的部件具有相同的附图标号，无论它们是否在本公开的不同实施例中示出。还应注意的是，出于清楚和简洁的目的，附图不一定按比例绘制，并且本公开的某些特征可能会以稍微示意性的形式示出。

诸如“顶”、“底”、“下”、“上方”、“上”等空间相对术语仅出于描述的方便而用在本文中以描述如在所提及的附图中图示出的一个元素或特征与另一个元素或特征的关系。将理解的是，这些空间相对术语并不旨在限制，并且除附图中所绘的取向之外，还意图包括装置在使用或操作中的不同的取向。

本公开涉及一种电池模块，该电池模块可用于车辆的电池系统中，所述车辆比如是电动车(“EV”)或混合动力电动车(“HEV”)。电池模块总体包括壳体、多个电池单元14以及电池互连系统(BIS)。BIS包括正极端子和负极端子，所述正极端子和负极端子可用于连接到其它电池模块以形成电池模块的电路，电池模块串联和/或并联连接在所述电路中。

现在参考图1，电池单元14可以是可再充电的锂离子(LI-ION)电池或其它类型的可再充电电池。可使用的可再充电LI-ION电池的示例是18650型LI-ION电池，其具有圆柱形的形状，具有大约18mm的直径和大约65mm的长度。替代地，也可使用其它的可再充电电池形状因数和/或化学物质。在包括所示实施例在内的或多个实施例中，每个电池单元14具有筒形的外壳50，所述外壳具有第一端部和第二端部。中心正极端子52和周围环形负极端子54位于第一端部处。

在以下描述的电池模块实施例中，电池单元14布置成包括行和列的矩阵。该矩阵具有十行或更多行以及十列或更多列电池单元14。每行和每列的电池单元14一般可称为两个或更多个电池单元14的线性系列。行水平地延伸，所述水平也即端子(例如100、102)的纵向取向，并且列竖直地延伸。相邻列会在竖直方向上偏移，而相邻行会在水平方向上偏移。每个电池模块实施例中的电池单元14都成这样的两个或更多个模块区段布置，即在所述两个或更多个模块区段中电流在一个模块区段中的流动方向与电流在相邻模块区段中的流动方向相反。模块区段并排布置或大部分并排布置。每个模块区段包括多个群组的电池单元14。每个群组的电池单元14包括在多个行中的多个电池单元14和在多个列中的多个电池单元14。在每个模块区段中，群组以串联的方式竖向布置。

BIS总体包括多个互连结构，所述多个互连结构在上覆盖(overlay)电池单元14并在单层中布置，也即未布置成多个重叠的层，并且至少大部分相互共面。每个互连结构都是一体式或整体式的，并且由诸如铜或铜合金之类的传导性金属形成(比如通过冲压)。此外，每个互连结构具有不规则的形状，具有联结到臂55并从所述臂延伸的正极接头56和/或负极接头57。互连结构连接(例如通过激光焊接)到电池单元14，以形成针对第一电池模块10所期望的电路布置结构。电路布置结构可具有以串联、并联和/或它们的组合的方式连接在一起的电池单元14。例如，在下文描述的每个实施例中，BIS形成这样的电路布置结构，即在所述电路布置结构中多个群组的电池单元14以串联方式电连接，其中在每个群组中，电池单元14以并联方式电连接。在每个实施例中，互连结构中的第一者仅具有连接到电池单元14的正极端子的正极接头；互连结构中的最后一者仅具有连接到电池单元的负极端子的负极接头；并且所述互连结构中的其它者每个具有连接到电池单元14的正极端子的正极接头和连接到电池单元14的负极端子的负极接头。BIS连接到电池模块的正极端子和负极端子。每个正极端子和负极端子可与互连结构成一体，或者可与互连结构分开但连接到互连结构，比如通过缆线或汇流条。

图2和图3示出了电池模块(由附图标号10标示)的第一实施例，该电池模块具有成十四行和十二列布置的电池单元14的矩阵，即14×12矩阵。总共有八十四个电池单元14，每行中有六个电池单元14且每列中有七个电池单元14。有七个群组的电池单元14，每个群组中有十二个电池单元14。第一至第七电池群组分别具有附图标号64、66、68、70、72、74、76。第一电池群组64、第二电池群组66和第三电池群组68布置在第一模块区段16中，而第四电池群组70、第五电池群组72、第六电池群组74和第七电池群组76布置在第二模块区段18中。第一模块区段16和第二模块区段18彼此相邻并沿水平方向并排设置。如以下将更全面描述的，在第一模块区段16中电流的流动方向与在第二模块区段18中电流的流动方向相反。

出于更好地图示的目的，在图4中没有示出第二群组66、第四群组70和第六群组74的电池单元14，而在图5中没有示出第一群组64、第三群组68、第五群组72和第七群组76的电池单元14。

电池模块10具有BIS24，该BIS包括八个整体式互连结构，即第一至第八互连结构80、82、84、86、88、90、92和94，它们可通过冲压形成。这八个互连结构80-94全部在单层中设置。第一或正极互连结构80是最正极互连结构并具有正极端子100。第八或负极互连结构94是最负极互连结构并具有负极端子102。如所示的，正极端子100和负极端子102设置在电池模块10的同一(第一)侧，但位于不同的模块区段中，正极端子100位于第一模块区段16中并且负极端子102位于第二模块区段18中。第一至第三互连结构80、82、84位于第一模块区段16中且分别附在第一至第三电池群组64、66、68上设置并连接到第一至第三电池群组，而第五至第八互连结构88、90、92、94位于第二模块群组18中并附在第四至第七电池群组70、72、74、76上设置且连接到第四至第七电池群组。第四互连结构86部分位于第一模块区段16中且部分位于第二模块区段18中并且附在第三电池群组68和第四电池群组70上设置且连接到第三和第四电池群组。因此，第四互连结构86形成第一模块区段16和第二模块区段18之间的桥接部并将它们连接在一起。利用该构造，电流从正极端子100、上经第一模块区段16、穿过桥接的第四互连结构86且因此下经第二模块区段18流动到负极端子102。以该方式，电流从正极端子100沿大致U形的路径流动到负极端子102。换言之，在第一模块区段16中电流的流动方向与在第二模块区段18中电流的流动方向相反。

第一互连结构80的正极接头56被固定(例如通过激光焊接)到第一电池群组64中的电池单元14的正极端子52。第一电池群组64中的电池单元14的负极端子54被固定(例如通过激光焊接)到第二互连结构82的负极接头57。第二互连结构82的正极接头56被固定(例如通过激光焊接)到第二电池群组66中的电池单元14的正极端子52。第二电池群组66中的电池单元14的负极端子54被固定(例如通过激光焊接)到第三互连结构84的负极接头57。这种连接方式一直继续到第七互连结构92的正极接头56固定到第七电池群组76中的电池单元14的正极端子52并且第八互连结构94的负极接头57固定到第七电池群组76中的电池单元14的负极端子54。以这种方式，第一至第七电池群组64-76串联连接，每个电池群组中的电池单元14并联连接。每个电池群组具有特有的电池单元14的配置构造，如以下更全面描述的。

如图4中所示，第一电池群组64包括呈六列相邻的电池单元14的形式的电池单元14。从左到右，六列分别包含三个、两个、两个、两个、两个和一个电池单元14。第三电池群组68包括呈五列相邻的电池单元14的形式的电池单元14。从左到右，五列分别包含两个、三个、两个、三个和两个电池单元14。第五电池群组72包括呈七列相邻的电池单元14的形式的电池单元14。从左到右，七列分别包含一个、一个、两个、一个、一个、三个和三个电池单元14。第七电池群组72包括呈六列相邻的电池单元14的形式的电池单元14，每列包含两个电池单元14。

如图5中所示，第二电池群组66包括呈六列相邻的电池单元14的形式的电池单元14。从左到右，六列分别包含两个、两个、三个、两个、两个和一个电池单元14。第四电池群组70包括呈六列相邻的电池单元14的形式的电池单元14。从左到右，六列分别包含一个、三个、两个、两个、两个和两个电池单元14。第六电池群组74包括呈七列相邻的电池单元14的形式的电池单元14。从左到右，七列分别包含一个、两个、一个、两个、两个、两个和两个电池单元14。

简而言之，BIS24中的每个互连结构80-94连接到至少一个电池群组。更具体地，每个互连结构都连接到两个电池群组，除了第一互连结构80和第八(最末)互连结构94，第一和第八互连结构各自都只连接到一个电池群组。此外，BIS24中的每个互连结构80-94都连接到至少五列相邻的电池单元14中的每列中的至少一个电池单元14。此外，BIS24中的每个互连结构80-94都连接到至少四行相邻的电池单元14中的每行中的至少一个电池单元14。此外，BIS24中的每个互连结构都具有特有的配置构造来与电池群组中的电池单元14的特有的配置构造互连。

图6示出了根据第二实施例构造并具有第二BIS224的第二电池模块200。第二电池模块200包括电池单元14的14×22矩阵，总共有一百五十四个电池单元14，每行中有十一个电池单元14并且每列中有七个电池单元14。在矩阵之内，十四个群组的电池单元14串联连接并布置在相邻的第一模块区段216和第二模块区段218中，第一模块区段216和第二模块区段218中的每个具有七个电池群组。第一模块区段216和第二模块区段218并排布置。

在每个电池群组中，十一个电池单元14并联连接。第二BIS224具有在单层中布置的十五个整体式互连结构。第一或正极互连结构230是最正极互连结构并具有正极端子232。第十五或负极互连结构240是最负极互连结构并具有负极端子242。如所示的，正极端子232和负极端子242设置在第二电池模块200的同一(第一)侧，但位于不同的模块区段中，正极端子232位于第一模块区段216中并且负极端子242位于第二模块区段218中。第八互连结构250用作将第一模块区段216和第二模块区段218连接在一起的桥接部。更具体地，第八互连结构250将第一模块区段216中的第七电池群组260连接到第二模块区段218中的第八电池群组262。与在第一电池模块10中一样，电流从正极端子232沿大致U形的路径流动到负极端子242。换言之，在第一模块区段216中电流的流动方向与在第二模块区段218中电流的流动方向相反。

在第二电池模块200中，每个群组的电池单元14包括一行电池单元14中的一部分和相邻一行电池单元14中的一部分，其中，在一行中的电池单元14的数量为六并且在相邻一行中的电池单元14的数量为五，总共十一个电池单元14。在第一模块区段216中，每个群组的电池单元14具有相同的配置构造，即上一行中的五个电池单元14位于下一行中的六个电池单元14之上。在第二模块区段218中，每个群组电池单元14具有相同的配置构造，即上一行中的六个电池单元14位于下一行中的五个电池单元14之上。第一模块区段216和第二模块区段218中的电池群组对齐，即对于矩阵中特有的每一对上下行，在第一模块区段216和第二模块区段218中的每个中都有电池单元14的群组。

互连结构的主干条270设置在电池单元14的每个群组之间，并且沿着两行电池单元14的部分延伸。在每个互连结构中，臂55联结到主干条270并从主干条延伸。第二BIS224中的每个互连结构连接到至少一个电池群组。更具体地，每个互连结构都连接到两个电池群组，除了第一互连结构230和第十五(最后)互连结构240，它们每个只连接到一个电池群组。

图7示出了根据第三实施例构造并具有第三BIS 324的第三电池模块300。第三电池模块300包括电池单元14的14×33矩阵，总共有两百三十一个电池单元14，每列中有七个电池单元14并且有七个行中为十七个电池单元14且有七个行中为十六个电池单元14。具有十七个电池单元14的行与具有十六个电池单元14的行交替布置。在矩阵之内，二十一群组的电池单元14串联连接并布置在相邻的第一模块区段316、第二模块区段318和第三模块区段320中，每个模块区段中有七个群组，其中每个群组具有并联连接的十一个电池单元14。第一模块区段316、第二模块区段318和第三模块区段320并排布置。

BIS 324具有在单层中布置的二十二个整体式互连结构。第一互连结构330是最正极互连结构并具有正极端子332。第二十二互连结构340是最负极互连结构并具有负极端子342。如所示，正极端子332和负极端子342设置在第三电池模块300的相反两侧(第一侧和第二侧)，正极端子332位于第一模块区段316中的第一侧上并且负极端子342设置在第三模块区段320中的第二侧上。第八互连结构350用作将第一模块区段316和第二模块区段318连接在一起的桥接部。更具体地，第八互连结构350将第一模块区段316中的第七电池群组362连接到第二模块区段318中的第八电池群组364。第十五互连结构372用作将第二模块区段318和第三模块区段320连接在一起的桥接部。更具体地，第十五互连结构372将第二模块区段318中的第十四电池群组376连接到第三模块区段320中的第十五电池群组378。电流从正极端子332沿着大致蜿蜒的路径流动到负极端子342。更具体地，电流从正极端子332向上流动到第八互连结构350，然后流出到第二模块区段318并向下流动到第十五互连结构372且然后流出到第三模块区段320并向上流动到负极端子342。换言之，在第一模块区段316中电流的流动方向与在第二模块区段318中电流的流动方向相反，但与在第三模块区段320中电流的流动方向相同。

在第三电池模块300中，每个群组的电池单元14包括一行电池单元14中的一部分和相邻一行电池单元14中的一部分，其中，在一行中的电池单元14的数量为六个并且在相邻一行中的电池单元14的数量为五个，总共十一个电池单元14。在第一模块区段316中，每个群组的电池单元14具有相同的配置构造，即上一行中的五个电池单元14位于下一行中的六个电池单元14之上。在第二模块区段318中，每个群组的电池单元14具有相同的配置构造，即上一行中的六个电池单元14位于下一行中的五个电池单元14之上。在第三模块区段320中，每个群组的电池单元14具有相同的配置构造，即上一行中的五个电池单元14位于下一行中的六个电池单元14之上。第一模块区段316、第二模块区段318和第三模块区段320中的电池群组对齐，即对于矩阵中每对唯一的上下行，在第一模块区段316、第二模块区段318和第三模块区段320中的每个中都有电池单元14的群组。

互连结构的主干条270设置在电池单元14的每个群组之间。在每个互连结构中，臂55联结到主干条270并从主干条延伸。每个互连结构连接到至少一个电池群组。更具体地，第三BIS 324中的每个互连结构都连接到两个电池群组，除了第一互连结构330和第二十二(最末)互连结构340，第一和第二十二互连结构各自仅连接到一个电池群组。

图8示出了根据第四实施例构造且具有第四BIS 424的第四电池模块400。第四电池模块400包括电池单元14的14×44矩阵，总共有三百零八个电池单元14，每列中有七个电池单元14且每行中有二十二个电池单元14。在矩阵之内，二十八个群组的电池单元14串联连接并布置在相邻的第一模块区段416、第二模块区段418、第三模块区段420和第四模块区段422中，每个模块区段中有七个群组，其中每个群组具有并联连接的十一个电池单元14。第一模块区段416、第二模块区段418、第三模块区段420和第四模块区段422并排布置。

BIS 424具有在单层中布置的二十九个整体式互连结构。第一互连结构430是最正极互连结构并具有正极端子432。第二十九互连结构440是最负极互连结构并具有负极端子442。如所示的，正极端子432和负极端子442设置在第四电池模块400的同一(第一)侧，正极端子432设置在第一模块区段416中的第一侧上并且负极端子442设置在第四模块区段422中的第一侧上。第八互连结构450用作将第一模块区段416和第二模块区段418连接在一起的桥接部。更具体地，第八互连结构450将第一模块区段416中的第七电池群组464连接到第二模块区段418中的第八电池群组466。第十五互连结构472用作将第二模块区段418和第三模块区段420连接在一起的桥接部。更具体地，第十五互连结构472将第二模块群组418中的第十四电池群组478连接到第三模块区段420中的第十五电池群组480。第二十二互连结构486用作将第三模块区段420和第四模块区段422连接在一起的桥接部。更具体地，第二十二互连结构486将第三模块区段420中的第二十一电池群组490连接到第四模块区段422中的第二十二电池群组492。电流从正极端子432沿着大致蜿蜒的路径流动到负极端子442。更具体地，电流从正极端子432向上流动到第八互连结构450，然后流出到第二模块区段418并向下流动到第十五互连结构472且然后流出到第三模块区段420并向上流动到第二十二互连结构486且然后流出到第四模块区段422并向下流动到负极端子442。

在第四电池模块400中，每个群组的电池单元14包括一行电池单元14中的一部分和相邻一行电池单元14中的一部分，其中，在一个序列中的电池单元14的数量为六个并且在相邻序列中的电池单元14的数量为五个，总共十一个电池单元14。

在第一模块区段416中，电池单元14的每个群组具有相同的配置构造，即上一行的五个电池单元14位于下一行的六个电池单元14之上。在第二模块区段418中，电池单元14的每个群组具有相同的配置构造，即上一行的六个电池单元14位于下一行的五个电池单元14之上。在第三模块区段420中，电池单元14的每个群组具有相同的配置构造，即上一行的五个电池单元14位于下一行的六个电池单元14之上。在第四模块区段422中，电池单元14的每个群组具有相同的配置构造，即上一行的六个电池单元14位于下一行的五个电池单元14之上。第一模块区段416、第二模块区段418、第三模块区段420和第四模块区段422中的电池群组对齐，即对于矩阵中每对唯一的上下行，第一模块区段416、第二模块区段418和第三模块区段420、422中的每个中都有电池单元14的群组。

互连结构的主干条270设置在电池单元14的每个群组之间。在每个互连结构中，臂55联结到主干条270并从主干条延伸。第四BIS 424中的每个互连结构都连接到至少一个电池群组。更具体地，每个互连结构都连接到两个电池群组，除了第一互连结构430和第二十九(最末)互连结构440，第一和第二十九互连结构各自仅连接到一个电池群组。

图9-11示出了根据第五实施例构造并具有第五BIS 524的第五电池模块500。第五电池模块500包括电池单元14的28×11矩阵，总共有一百五十四个电池单元14，每列中有十四个电池单元14并且有十四个行中为六个电池单元14且有十四个行中为五个电池单元14。具有六个电池单元14的行与具有五个电池单元14的行交替布置。在矩阵之内，第五电池模块500具有串联连接的十四个群组的电池单元14，并布置在相邻的第一模块区段516和第二模块区段518中，每个模块区段具有七个电池群组。在每个电池群组中，十一个电池单元14并联连接。第一模块区段516和第二模块区段518并排布置。

第五BIS 524具有在单层中布置的十五个整体式互连结构。第一或正极互连结构530是最正极互连结构并具有正极端子532。第十五或负极互连结构540是最负极互连结构并具有负极端子542。如所示的，正极端子532和负极端子542设置在BIS 524的同一(第一)侧，正极端子532设置在第一模块区段516中的第一侧上并且负极端子542设置在第二模块区段518中的第一侧上。第八互连结构550用作将第一模块区段516和第二模块区段518连接在一起的桥接部。更具体地，第八互连结构550将第一模块区段516中的第七电池群组560和第二模块区段518中的第八电池群组562连接在一起。与在第一电池模块10中一样，电流从正极端子532沿着大致U形的路径流动到负极端子542。换言之，在第一模块区段516中电流的流动方向与在第二模块区段518中电流的流动方向相反。

出于更好地图示的目的，在图10中未示出第二、第四、第六、第八、第十、第十二和第十四群组的电池单元14，而在图11中未示出第一、第三、第五、第七、第九、第十一和第十三群组的电池单元14。如在图10和图11中最佳示出的，第五BIS 502中的每个互连结构都连接到至少一个电池群组。更具体地，每个互连结构都连接到两个电池群组，除了第一互连结构530和第十五(最末)互连结构540，第一和第十五互连结构各自仅连接到一个电池群组。

图12-14示出了根据第六实施例构造并具有第六BIS 602的第六电池模块600。第六电池模块600包括电池单元14的14×12矩阵，总共有八十四个电池单元14，每行中有六个电池单元14并且每列中有七个电池单元14。在矩阵之内，第六电池模块600具有串联连接的七个群组的电池单元14，并且布置在大部分相邻的第一模块区段616和第二模块区段618中，所述第一和第二模块区段通过桥接部连接在一起，所述桥接部包括第四群组626的电池单元14以及第四互连结构646和第五互连结构648。第一模块区段616具有第一电池群组620、第二电池群组622和第三电池群组624，而第二模块区段618有第五电池群组628、第六电池群组630和第七电池群组632。在每个电池群组中，十二个电池单元14并联连接。第一模块区段616和第二模块区段618大部分并排布置，第四电池群组626将第一模块区段616和第二模块区段618的电池群组624、628分开。

第六BIS 602具有在单层中布置的八个整体式互连结构640、642、644、646、648、650、652、654。第一个或正极互连结构640是最正极互连结构并具有正极端子662。第八或负极互连结构654是最负极互连结构并具有负极端子664。如所示的，正极端子662和负极端子664设置在BIS 602的同一(第一)侧，正极端子662设置在第一模块区段616中的第一侧上并且负极端子664设置在第二模块区段618中的第一侧上。

如上所述，桥接部将第一模块区段616和第二模块区段618连接在一起。更具体地，第四互连结构646和第五互连结构648连接在第一模块区段616中的第三电池群组624与第二模块区段618中的第五电池群组628之间的第四群组626的电池单元14。利用该构造，电流从正极端子662上经第一模块区段616、水平穿过第四群组626的电池单元14且自其下经第二模块区段618流动到负极端子664。以这种方式，电流从正极端子662沿着通道形状(channel-shaped)的路径流动到负极端子664。再次地，在第一模块区段616中电流的流动方向与在第二模块区段618中电流的流动方向相反。

出于更好地图示的目的，在图13中未示出第二群组622、第四群组626和第六群组640的电池单元14，而在图14中未示出第一群组620、第三群组624、第五群组628和第七群组的电池单元14。如在图13和图14中最佳示出的，第五BIS 602中的每个互连结构都连接到至少一个电池群组。更具体地，每个互连结构都连接到两个电池群组，除了第一互连结构640和第八(最末)互连结构654，第一和第八互连结构每个都只连接到一个电池群组。在电池群组620、622、630、632中的每个中，设有布置在矩阵的四个相邻的行中的每个中的三个电池单元14，电池群组620和632对齐并且电池群组622、630对齐。在电池群组624、626、628中的每个中，设有布置在矩阵的六个相邻的行中的每个中的两个电池单元14。电池群组624、626、628对齐。

以上描述的电池模块中的每个都包括壳体。这样的壳体(由附图标号800标示)的示例在图15中示出。在图16中，电池模块600被示出为包括壳体800，其中为了更好的图示，一些部件被移除。壳体800具有本体802和盖804，所述本体和盖中的一者或两者可由热塑性树脂形成。优选地，所述热塑性树脂具有良好的电绝缘性能并且耐热。可使用的热塑性树脂的示例包括聚丙烯、聚苯醚、聚酰胺、聚酯、聚苯硫醚、液晶聚合物、聚苯乙烯、聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二酯。本体802和盖804可各自被构造为具有闩锁结构806的组成部分，所述闩锁结构将盖804固定到本体802以在它们之间形成密封，由此本体802的内部相对于外部环境密封。本体802包括多个外壁808。一对相对的外壁808可包括用于在安装轨中接收的突起，其用于将多个电池模块安装到诸如车辆的底盘之类的结构。

壳体本体802的形状可为大体立方形的，并限定用于保持电池单元14的内部保持空间，所述电池单元通过BIS连接在一起。一个或多个电池保持器设置在壳体本体的内部保持空间中并保持电池单元14。每个电池保持器可由塑料构成并包括基板，所述基板具有延伸穿过其的多个开口。每个开口紧密地保持一个电池单元14，且因此，每个开口可由基板的、具有与电池单元14的外部配置构造相对应的配置构造的内表面形成。因此，如果电池单元14是圆柱形的(如所示的)，则开口可以是圆形的。可提供上单元保持器和下单元保持器，上单元保持器保持电池单元14的上部，并且下单元保持器保持电池单元14的下部。上单元保持器和下单元保持器中的一者或两者可一体地联结到壳体本体802以从而与之形成一体或整体式结构。例如，下单元保持器可以是壳体本体802的底壁的部分。在一些实施例中，可只提供单个单元保持器。

将理解的是，对以上示例性实施例的描述旨在仅为说明性的，而不是穷尽的。本领域普通技术人员将能够对所公开的主题的实施例作出某些添加、删除和/或修改，而不背离本公开的精神或其范围。

Claims (21)

1.一种电池模块，包括：

多个电池单元，每个电池单元包括正极端子和负极端子，所述电池单元以群组布置，所述群组位于至少两个模块区段中；以及

连接到所述电池单元的多个整体式互连结构，所述互连结构由传导性金属形成并包括连接到所述电池单元的正极端子的多个正极接头和连接到所述电池单元的负极端子的多个负极接头，所述互连结构连接到电池单元以使电流在所述模块区段中的一者中沿第一方向流动并在所述模块区段中的另一者中沿相反的第二方向流动；并且

其中，所述互连结构在单层中布置。

2.根据权利要求1所述的电池模块,其中，每个群组的电池单元包括通过一对互连结构并联连接在一起的四个或更多个电池单元；并且

其中，电池单元的群组通过所述互连结构串联连接。

3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述电池单元被布置成具有十行或更多行和十列或更多列电池单元的矩阵；并且

其中，所述模块区段至少部分地并排设置，并且每个包含至少两个群组的电池单元。

4.根据权利要求3所述的电池模块，其中，电池单元的每个群组在四行电池单元中的每行中各具有至少一个电池单元。

5.根据权利要求3所述的电池模块，其中，电池单元的每个群组在两行电池单元中的每行中各具有至少五个电池单元。

6.根据权利要求3所述的电池模块，其中，电池单元的每个群组都具有并联连接在一起的至少十一个电池单元。

7.根据权利要求6所述的电池模块，其中，每个模块区段包括至少三个群组的电池单元。

8.根据权利要求3所述的电池模块，还包括壳体，所述壳体具有由盖封闭的本体，所述本体包含所述电池单元和所述互连结构。

9.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述互连结构包括多个主干条，并且其中，在电池单元的每个群组中，主干条连接到一行电池单元的至少一部分并沿着所述一行电池单元的至少一部分延伸。

10.根据权利要求9所述的电池模块，其中，在电池单元的每个群组中，所述主干条连接到至少五个相邻的电池单元并沿着所述至少五个相邻的电池单元延伸。

11.根据权利要求10所述的电池模块，其中，每个主干条连接至多个负极接头和多个正极接头。

12.根据权利要求1所述的电池模块，其中，每个群组的电池单元包括至少四个电池单元，其中，每个模块区段包括至少三个群组的电池单元，并且其中，所述模块区段并排设置。

13.根据权利要求12所述的电池模块，其中，所述电池模块包括第一、第二和第三模块区段，所述第二模块区段设置在第一和第三模块区段之间，并且其中，电流在所述第一和第三模块区段中沿第一方向流动且在所述第二模块区段中沿相反的第二方向流动。

14.根据权利要求13所述的电池模块，其中，在电池单元的每个群组中，电池单元并联连接，并且其中，电池单元的群组串联连接。

15.根据权利要求13所述的电池模块，其中，所述电池模块还包括第四模块区段，所述第四模块区段与所述第三模块区段相邻设置使得所述第三模块区段设置在所述第二和第四模块区段之间，并且其中，电流在所述第一和第三模块区段中沿第一方向流动并在所述第二和第四模块区段中沿相反的第二方向流动。

16.根据权利要求1所述的电池模块，还包括连接到模块区段中的不同者的正极端子和负极端子。

17.根据权利要求17所述的电池模块，其中，所述正极端子与所述互连结构中的第一者成一体，并且所述负极端子与所述互连结构中的最后一者成一体；

其中，所述互连结构中的第一者仅具有连接到电池单元的正极端子的正极接头；

其中，所述互连结构中的最后一者仅具有连接到电池单元的负极端子的负极接头；并且

其中，所述互连结构中的其它者各自具有连接到电池单元的正极端子的正极接头和连接到电池单元的负极端子的负极接头。

18.根据权利要求17所述的电池模块，其中，所述正极端子和所述负极端子位于电池模块的同一侧。

19.根据权利要求16所述的电池模块，其中，电流从正极端子沿着大致蜿蜒的路径流动到负极端子。

20.根据权利要求16所述的电池模块，其中，电流从正极端子沿着通道形状的路径流动到负极端子。

21.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述互连结构的传导性金属包括铜或铜合金，并且其中，所述互连结构通过冲压形成。