CN220774519U - 电池包组件 - Google Patents

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M·A·巴罗克利夫特
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王商红
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Abstract

一种电池包组件包括外壳、电池单体组件和风扇。该外壳具有多个侧并且限定内部空腔。该电池单体组件定位在该内部空腔中。该电池单体组件包括多个电池单体和支撑这些电池单体的框架。该框架包括第一支撑构件、第二支撑构件以及连接该第一支撑构件和该第二支撑构件的多个支腿构件。该第一支撑构件和该第二支撑构件各自具有主体，该主体在第一边缘与第二边缘之间延伸，该第二边缘与该第一边缘相反。该主体限定了被配置成与这些电池单体中的一个对准的多个开口。该风扇被配置成使空气在该外壳内循环并通过该电池单体组件。

Description

电池包组件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年5月28日提交的共同未决美国临时专利申请号63/194,614的优先权，并且要求于2021年3月8日提交的共同未决中国专利申请号202110252873.1以及于2020年12月4日提交的共同未决中国专利申请号202011411151.8的外国优先权，这些专利申请的全部内容通过援引并入本文。
技术领域
本实用新型涉及密封电池包，更特别地涉及一种电池包的内部结构，该电池包的内部结构被配置成促进密封外壳内的热冷却。
背景技术
通常，比如动力工具等电气装备可以由可再充电电池包供电。电池包可以在兼容的电池充电器中充电。
实用新型内容
在本文披露的一方面，提供了一种电池包组件，该电池包组件包括外壳、电池单体组件和风扇。该外壳具有多个侧并且限定内部空腔。该电池单体组件定位在该内部空腔中。该电池单体组件包括多个电池单体和支撑这些电池单体的框架。该框架包括第一支撑构件、第二支撑构件以及连接该第一支撑构件和该第二支撑构件的多个支腿构件。该第一支撑构件和该第二支撑构件各自具有主体，该主体在第一边缘与第二边缘之间延伸，该第二边缘与该第一边缘相反。该主体限定了被配置成与这些电池单体中的一个对准的多个开口。该风扇被配置成使空气在该外壳内循环并通过该电池单体组件。
在一些实施例中，该电池包组件进一步包括与该外壳集成的散热器。
在一些实施例中，该电池包组件进一步包括定位在该内部空腔内的多个挡板。
在一些实施例中，这些挡板中的每一个被定位成将气流朝向该电池单体组件引导。
在一些实施例中，该电池包组件被配置成高功率电池包，并且该电池包组件可连接到各种机动化动力工具并可操作为向这些机动化动力工具供电。
在一些实施例中，该电池单体组件被布置在该内部空腔内，使得这些电池单体中的每一个相对于该外壳的纵向轴线定向。
在一些实施例中，这些电池单体中的每一个通过电线连接到连接器，该连接器被定位成邻近相应的电池单体。
在一些实施例中，该连接器是导电板并且直接联接到这些电池单体中的至少两个。
在一些实施例中，该连接器定位在该第二支撑构件的侧表面上。
在一些实施例中，该电池包组件进一步包括电池端子触点。
在一些实施例中，该电池单体组件被电连接在该电池包组件内并且被电连接到该电池端子触点。
在一些实施例中，该第一支撑构件和该第二支撑构件被配置成维持这些电池单体在该内部空腔内的位置。
在一些实施例中，该第一支撑构件被定位成邻近该外壳的内表面。
在一些实施例中，该第一支撑构件被联接到该外壳的内表面。
在一些实施例中，该电池包组件进一步包括电池电子器件。
在一些实施例中，该内部空腔内未被该电池单体组件或该电池电子器件占据的空间被分成一个或多个气流通道，该一个或多个气流通道被定位成围绕该电池单体组件。
在一些实施例中，该电池包组件进一步包括设置在该外壳的顶侧上的气流隧道。
在一些实施例中，该气流隧道与该外壳的内部空腔处于流体连通。
在一些实施例中，该气流隧道具有曲线形状以用于接收气流并将该气流往回朝向这些电池单体引导。
在一些实施例中，该气流隧道包括偏转器，该偏转器被配置成围绕该电池单体组件的周边和定位在该电池单体组件内的邻近的电池单体之间的间隙来引导通过该风扇循环的一些空气。
在一些实施例中，该偏转器具有端部部分和两个引导构件。
在一些实施例中，这些电池单体通过密封该外壳或该外壳的一部分的导热间隙填充物、粘合剂、灌封物或密封剂而热联接到该气流隧道、该偏转器或该端部部分。
在一些实施例中，该风扇被定位成邻近该电池单体组件。
在一些实施例中，这些电池单体定位在金属套筒或塑料套筒中。
在一些实施例中，该外壳或该外壳的围绕这些电池单体的一部分未被密封，使得该风扇可以从该电池包组件外部交换空气。
在一些实施例中，这些电池单体中的每一个被等距间隔开。
在一些实施例中，邻近行的电池单体在纵向方向、竖直方向和横向方向上对准。
在一些实施例中，邻近行的电池单体相对于彼此交错并偏移。
在本文披露的另一方面，提供了一种电池包组件，该电池包组件包括外壳、电池单体组件、风扇和气流隧道。该外壳限定内部空腔。该电池单体组件定位在该内部空腔中。该电池单体组件包括多个电池单体和支撑这些电池单体的框架。该风扇被配置成使空气在该外壳内循环并通过该电池单体组件。该气流隧道被设置在该外壳的顶侧上并且与该外壳的内部空腔处于流体连通。该气流隧道包括偏转器，该偏转器被配置成围绕该电池单体组件的周边和定位在该电池单体组件内的邻近的电池单体之间的间隙来引导通过该风扇循环的一些空气。
在一些实施例中，该外壳被密封，使得防止空气存在于该内部空腔。
在一些实施例中，该电池包组件进一步包括与该外壳集成的散热器。
在一些实施例中，该电池包组件进一步包括定位在该内部空腔内的多个挡板。
在一些实施例中，这些挡板中的每一个被定位成将气流朝向该电池单体组件引导。
在一些实施例中，该电池包组件被配置成高功率电池包，并且该电池包组件可连接到各种机动化动力工具并可操作为向这些机动化动力工具供电。
在一些实施例中，该电池单体组件被布置在该内部空腔内，使得这些电池单体中的每一个相对于该外壳的纵向轴线定向。
在一些实施例中，该框架包括第一支撑构件、第二支撑构件以及连接该第一支撑构件和该第二支撑构件的多个支腿构件。
在一些实施例中，该第一支撑构件和该第二支撑构件各自具有主体，该主体在第一边缘与第二边缘之间延伸，该第二边缘与该第一边缘相反。
在一些实施例中，该主体限定被配置成与这些电池单体中的一个对准的多个开口。
在一些实施例中，该第一支撑构件和该第二支撑构件被配置成维持这些电池单体在该内部空腔内的位置。
在一些实施例中，该第一支撑构件被定位成邻近该外壳的内表面。
在一些实施例中，该第一支撑构件被联接到该外壳的内表面。
在一些实施例中，这些电池单体中的每一个通过电线连接到连接器，该连接器被定位成邻近相应的电池单体。
在一些实施例中，该连接器是导电板并且直接联接到这些电池单体中的至少两个。
在一些实施例中，该连接器定位在该第二支撑构件的侧表面上。
在一些实施例中，该电池包组件进一步包括电池端子触点。
在一些实施例中，该电池单体组件被电连接在该电池包组件内并且被电连接到该电池端子触点。
在一些实施例中，该电池包组件进一步包括电池电子器件。
在一些实施例中，该内部空腔内未被该电池单体组件或该电池电子器件占据的空间被分成一个或多个气流通道，该一个或多个气流通道被定位成围绕该电池单体组件。
在一些实施例中，该气流隧道具有曲线形状以用于接收气流并将该气流往回朝向这些电池单体引导。
在一些实施例中，该偏转器具有端部部分和两个引导构件。
在一些实施例中，这些电池单体通过密封该外壳或该外壳的一部分的导热间隙填充物、粘合剂、灌封物或密封剂而热联接到该气流隧道、该偏转器或该端部部分。
在一些实施例中，该风扇被定位成邻近该电池单体组件。
在一些实施例中，这些电池单体定位在金属套筒或塑料套筒中。
在一些实施例中，该外壳或该外壳的围绕这些电池单体的一部分未被密封，使得该风扇可以从该电池包组件外部交换空气。
在一些实施例中，这些电池单体中的每一个被等距间隔开。
在一些实施例中，邻近行的电池单体在纵向方向、竖直方向和横向方向上对准。
在一些实施例中，邻近行的电池单体相对于彼此交错并偏移。
在本文披露的又一方面，提供了一种电池包组件，该电池包组件包括外壳和接收在该外壳中的一个或多个电池单体组件。该一个或多个电池单体组件中的每一个包括：框架，该框架至少部分地在其内限定内部空腔；多个电池单体，该多个电池单体定位在该内部空腔中；以及散热器。该散热器包括主体，该主体具有第一侧和与该第一侧相反的第二侧。该散热器进一步包括从该第一侧延伸的多个翅片以及从该第二侧延伸的多个突起。这些翅片在该内部空腔的外部，并且该多个突起定位在该内部空腔内。这些突起定位在这些电池单体之间，使得这些电池单体和这些突起在至少一个方向上被顺序地布置在该内部空腔内。
在一些实施例中，这些突起中的一个或多个包括部分地延伸穿过其中的通道，并且该一个或多个电池单体组件中的每一个进一步包括接收在这些通道中的每一个中的加热棒。
在一些实施例中，该散热器的主体包括多个开口，每个开口被连接到这些通道中的一个，并且该加热棒通过该相应的开口插入到该通道中。
在一些实施例中，这些开口中的每一个定位在该散热器的主体的第一侧上的多个翅片中的一些翅片之间。
在一些实施例中，每个加热棒的端部被定位在相应对准的通道和开口的外部。
在一些实施例中，该一个或多个电池单体组件中的每一个包括定位在该内部空腔中的粘合剂材料。该粘合剂材料接触这些突起和这些电池单体。该粘合剂材料是导热的以促进这些电池单体与这些突起之间的热传递。
在一些实施例中，该多个突起中的每一个从该主体的第二侧延伸到端部，该多个突起中的每一个平行于这些电池单体中的每一个延伸，并且这些突起中的每一个的端部被定位成邻近这些电池单体中的一个的端部。
在一些实施例中，该框架包括多个支撑构件。每个支撑构件可以定位在电池单体与该多个突起中的邻近突起之间。这些支撑构件中的每一个可以被配置成将这些电池单体中的一个和这些突起中的一个定位在该内部空腔中。
在一些实施例中，该电池包组件包括定位在该外壳内并靠近该一个或多个电池单体组件的风扇组件。该风扇组件可操作以引导气流经过该一个或多个电池单体组件的翅片。
在一些实施例中，该电池包组件进一步包括联接到该框架的盖。该框架、该盖和该散热器的主体的第二侧可以协作地限定该内部空腔。
在一些实施例中，该电池包组件进一步包括由该框架支撑的多个连接器，这些连接器中的每一个连接到这些电池单体中的两个或更多个。
在本文披露的又一方面，提供了一种电池包组件，该电池包组件包括外壳和接收在该外壳中的一个或多个电池单体组件。该一个或多个电池单体组件中的每一个包括：框架，该框架至少部分地在其内限定内部空腔；多个电池单体，该多个电池单体定位在该内部空腔中；以及散热器。该散热器包括主体，该主体具有第一侧和与该第一侧相反的第二侧。该散热器进一步包括从该第二侧延伸的多个突起。该第一侧在该内部空腔的外部，并且该多个突起定位在该内部空腔内。这些突起中的一个或多个包括部分地延伸穿过其中的通道。这些电池单体组件中的一个或多个进一步包括多个加热棒。每个加热棒被接收在这些通道中的一个中。这些突起定位在这些电池单体之间，使得这些电池单体和这些突起被顺序地布置在该内部空腔内。
在一些实施例中，这些突起中的一个或多个包括部分地延伸穿过其中的通道，并且该一个或多个电池单体组件中的每一个进一步包括接收在这些通道中的每一个中的加热棒。
在一些实施例中，该散热器的主体包括多个开口，每个开口被连接到这些通道中的一个，并且该加热棒通过该相应的开口插入到该通道中。
在一些实施例中，该一个或多个电池单体组件中的每一个包括定位在该内部空腔中的粘合剂材料，该粘合剂材料接触这些突起和这些电池单体，并且该粘合剂材料是导热的以促进这些电池单体与这些突起之间的热传递。
在一些实施例中，该多个突起中的每一个从该主体的第二侧延伸到端部，该多个突起中的每一个平行于这些电池单体中的每一个延伸，并且这些突起中的每一个的端部被定位成邻近这些电池单体中的一个的端部。
在一些实施例中，该电池包组件进一步包括联接到该框架的盖。该框架、该盖和该散热器的主体的第二侧可以协作地限定该内部空腔。
在本文披露的另一方面，提供了一种用于电池包的电池单体组件，该电池单体组件包括：框架，该框架至少部分地在其内限定内部空腔；多个电池单体，该多个电池单体定位在该内部空腔中；以及散热器。该散热器包括主体，该主体具有第一侧和与该第一侧相反的第二侧。该散热器进一步包括从该第一侧延伸的多个翅片以及从该第二侧延伸的多个突起。这些翅片在该内部空腔的外部，并且该多个突起定位在该内部空腔内。这些突起中的一个或多个包括部分地延伸穿过其中的通道。这些突起定位在这些电池单体之间，使得这些电池单体和这些突起被顺序地布置在该内部空腔内。
在一些实施例中，该电池单体组件进一步包括一个或多个加热棒，该一个或多个加热棒中的每一个被接收在这些通道中的一个中。
在一些实施例中，该电池单体组件进一步包括定位在该内部空腔中的粘合剂材料，该粘合剂材料接触这些突起和这些电池单体，并且该粘合剂材料是导热的以促进这些电池单体与这些突起之间的热传递。
在本文披露的又一方面，提供了一种电池包组件。该电池包组件包括：外壳，该外壳具有多个侧并限定内部空腔；多个电池单体，该多个电池单体被接收在该内部空腔中；以及电池电子器件，该电池电子器件被接收在该内部空腔中。电池包接口由该外壳支撑并且可连接到设备。注入端口由该外壳支撑。该注入端口包括定位该外壳的一侧或多侧上的一个或多个通道。每个通道将该内部空腔连接到该电池包的外部。该注入端口被配置成将包括粘合剂材料的流体从该电池包的外部引导到该内部空腔中。该流体被配置成覆盖这些电池单体的一部分和该电池电子器件的一部分中的至少一个。
在一些实施例中，该外壳包括顶部外壳部分和底部外壳部分，并且该顶部外壳部分包括该注入端口。
在一些实施例中，该底部外壳部分包括被配置成将该多个电池单体保持在该内部空腔内的电池单体固持器，该电池单体固持器包括与该顶部外壳部分成相向关系的表面，该表面被配置成支撑该电池电子器件，并且该流体被配置成覆盖该表面的一部分。
在一些实施例中，该电池电子器件包括印刷电路板和从其延伸的电池触点，该电池包接口包括围封这些电池触点的端子块，并且该流体被配置成覆盖该印刷电路板的表面。
在一些实施例中，该外壳包括延伸穿过其中的纵向轴线，该注入端口的一个或多个通道中的每一个沿着注入轴线延伸，并且该注入轴线相对于该纵向轴线以一定角度延伸。
在一些实施例中，该电池电子器件包括印刷电路板，并且该注入端口的一个或多个通道的端部被定位成靠近该印刷电路板的表面。
在一些实施例中，该流体包括导热硅树脂密封剂。
在本文披露的又一方面，提供了一种制造电池包组件的方法。该方法包括组装电池包组件的外壳的至少一部分，将多个电池单体和电池电子器件定位在该外壳的内部空腔内，以及通过该外壳的注入端口将包括粘合剂材料的流体注入到该内部空腔中，使得该流体覆盖这些电池单体的一部分和该电池电子器件的一部分中的至少一个。
在一些实施例中，组装该外壳的至少该部分包括提供电池单体固持器，并且将该多个电池单体和该电池电子器件定位在该内部空腔内包括由该电池单体固持器接收该多个电池单体，并且将该电池电子器件的印刷电路板固定到该电池单体固持器。
在一些实施例中，注入该流体包括覆盖该印刷电路板的表面。
在一些实施例中，组装该外壳的至少该部分包括将底部外壳部分联接到顶部外壳部分以形成该内部空腔，并且注入该流体包括使用该注入端口通过该顶部外壳部分来注入该流体。
在一些实施例中，组装该外壳的至少该部分包括组装底部外壳部分，并且该方法进一步包括在将顶部外壳部分联接到该底部外壳部分之前将该流体注入该底部外壳部分中。
在一些实施例中，该流体包括导热硅树脂密封剂。
在本文披露的又一方面，提供了一种电池包组件。该电池包组件包括：外壳，该外壳具有多个侧并限定内部空腔；多个电池单体，该多个电池单体被接收在该内部空腔中；以及电池电子器件，该电池电子器件被接收在该内部空腔中。电池包接口由该外壳支撑并且可连接到设备。包括粘合剂材料的层在该内部空腔内定位在这些电池单体的一部分与该电池电子器件的一部分之间，并且该外壳的多个内表面。该层具有覆盖这些电池单体的部分和该电池电子器件的部分的连续表面。该层可作为流体注入该内部空腔中，该流体被配置成硬化以形成该层。
在一些实施例中，该电池包组件进一步包括注入端口，该注入端口被配置成将该流体从该电池包的外部引导到该内部空腔中。
在一些实施例中，该外壳包括顶部外壳部分和底部外壳部分，并且该顶部外壳部分包括该注入端口。
在一些实施例中，该底部外壳部分包括被配置成将该多个电池单体保持在该内部空腔内的电池单体固持器，该电池单体固持器包括与该顶部外壳部分成相向关系的表面，该表面被配置成支撑该电池电子器件，并且该层被配置成覆盖该表面的一部分。
在一些实施例中，该电池电子器件包括印刷电路板和从其延伸的电池触点，该电池包接口包括围封这些电池触点的端子块，并且该层被配置成覆盖该印刷电路板的表面。
在一些实施例中，该电池电子器件包括印刷电路板，该流体通过注入端口接收在该内部空腔中，并且该注入端口的端部被定位成靠近该印刷电路板的表面。
在一些实施例中，该层包括导热硅树脂密封剂。
通过考虑详细说明和附图，本实用新型的其他独立方面将变得清楚。本文关于一个方面或实施例描述的(一个或多个)任何特征可以与本文关于任何其他方面或实施例描述的(一个或多个)任何其他特征在适当和适用时组合。
附图说明
图1是电池包组件的立体图。
图2是图1的电池包组件的截面视图。
图3是图1的电池包组件的另一截面视图，展示了电池包组件的外壳中的多个电池单体组件。
图4是图1的电池包组件的侧视截面视图，展示了图3的在外壳中的多个电池单体组件。
图4A是图3的电池单体组件中的一者的立体图。
图5A是另一电池包组件的示意性截面视图。
图5B是又一电池包组件的示意性截面视图。
图6是再一电池包组件的截面视图。
图7是图6的电池包组件的另一截面视图，展示了印刷电路板的位置。
图8是根据第一配置的图4的电池单体组件中的一者的多个电池单体中的一些并且进一步包括多个偏转器的立体图，偏转器中的一者定位在多个电池单体的两个邻近行之间。
图9是图8的多个电池单体中的一些和多个风扇的示意图。
图10是根据第二配置的图4的电池单体组件中的一者的多个电池单体中的一些并且进一步包括多个偏转器的立体图。
图11是图10的多个电池单体中的一些和多个风扇的示意图。
图12A是图11的多个电池单体中的一些和多个风扇的另一示意图，展示了通过多个偏转器的气流的第一方向。
图12B是图11的多个电池单体中的一些和多个风扇的又一示意图，展示了通过多个偏转器的气流的第二方向。
图12C是图11的多个电池单体中的一些和多个风扇的再一示意图，展示了通过多个偏转器的气流的往复方向。
图13是根据第三配置的图4的电池单体组件中的一者的多个电池单体中的一些并且进一步包括多个偏转器的立体图。
图14是包括多个电池单体组件和多个风扇的另一电池包组件的一部分的立体图。
图15是图14的电池包组件的没有多个风扇的那部分的侧视图。
图16是图15的电池包组件的部分的截面视图。
图17是包括多个电池单体组件和定位在电池单体组件中的一者中的导热材料的又一电池包组件的一部分的立体图。
图18是图17的电池包组件的部分的截面视图，展示了定位在图17的电池单体组件中的一者中的导热材料。
图19是根据另一配置的多个电池单体组件的立体图，并且展示了印刷电路板的第一位置。
图20是图19的多个电池单体组件的立体图，展示了印刷电路板的第二位置。
图21是图19的电池单体组件中的一者的分解图。
图22是多个电池单体组件中的一者的一部分的截面视图，展示了定位在多个电池单体组件中的一者中的导热材料。
图23是图1的电池包组件的截面视图，展示了外壳内的气流路径。
图24是图3的电池单体组件中的一者的一部分的示意图。
图25是图3的电池单体组件中的一者的一部分的替代布置的示意图。
图26是包括多个电池单体组件和多个风扇的另一电池包组件的立体图。
图27是图26的电池包组件的截面视图。
图28是图26的电池包组件的另一截面视图。
图29是图26的电池包组件的另一示例的立体图。
图30是图29的电池包组件的立体截面视图。
图31是图26的电池包组件的又一示例的截面视图。
图32是图29的电池包组件的另一截面视图，展示了沿外壳内的气流路径流动的气流的动能。
图33是再一电池包组件的立体图。
图34是图33的电池包组件的立体截面视图。
图35是图33的电池包组件的截面视图。
图36是图33的电池包组件的另一截面视图，展示了沿外壳内的气流路径流动的空气的气流速度大小。
图37是另一电池包组件的立体图。
图38是可定位在图37的电池包组件的外壳中的多个电池单体组件。
图39是图37的电池包组件的截面视图。
图40是图26的电池包组件的又一示例的截面视图。
图41是被配置成接收电池包组件中的一者的系统的立体图。
图42是电池包组件的一部分的立体图，展示了电池包组件的多个电池单体组件。
图43是图42的电池单体组件中的两者和风扇组件的立体图。
图44是图43的电池单体组件中的一者的前立体图，展示了框架、盖、多个连接器、和散热器。
图45是图44的电池单体组件的后立体图。
图46是图44的电池单体组件的一部分的放大图。
图47是图45的电池单体组件的后视图。
图48是图44的电池单体组件的立体图，其中移除了散热器的一部分。
图49是图44的电池单体组件的另一立体图，其中移除了散热器的部分、盖和连接器。
图49A是图44的电池单体组件的分解图。
图49B是图49A的电池单体组件的一部分的分解图。
图49C是图49A的电池单体组件的另一部分的分解图。
图49D是图44的电池单体组件的框架的立体图。
图49E是图49D的框架的一部分的立体图。
图50是图44的电池单体组件的后立体图，其中移除了盖、散热器和连接器，并且包括框架。
图51是图44的电池单体组件的一部分的放大后视图，其中移除了框架和散热器。
图52是图44的电池单体组件的立体图，其中移除了盖和连接器。
图53是图52的电池单体组件的一部分的放大图。
图54是图52的电池单体组件的一部分的放大前视图。
图55是图52的电池单体组件的截面视图，展示了加热棒。
图56是图44的电池单体组件的散热器的前立体图。
图57是图56的散热器的后立体图。
图58是图56的散热器的一部分的另一前立体图。
图59是图56的散热器和多个电池单体的后立体图。
图60是图55的加热棒的立体图。
图61是图52的电池单体组件的一部分并且进一步包括定位在电池单体组件内的粘合剂材料的放大前视图。
图62是图44的电池单体组件的另一示例。
图63是图42的电池包组件的电池包的另一示例。
图64是图42的电池包组件的电池包的又一示例。
图65是电池包组件的立体图。
图66是图65的电池包组件的顶视图。
图67是图65的电池包组件的侧视图。
图68是图65的电池包组件的分解图。
图69是图65的电池包组件的顶部外壳部分的底视立体图。
图70是图65的电池包组件的截面视图。
图71是图65的电池包组件的另一截面视图。
图72是电池包组件的下外壳部分的顶视立体图。
图73A至图73F是展示了用于图65的电池包组件的制造过程的一系列图。
图73G至图73H展示了在图65的电池包组件的制造过程的另一示例期间定位在电池包内的粘合剂材料。
图74是图65的电池包组件的电池包的另一示例。
具体实施方式
在详细解释本实用新型的任何独立实施例之前，应该理解的是，本实用新型的应用不限于在以下描述中阐述的或在以下附图中展示的构造细节和部件布置。本实用新型能够具有其他独立实施例并且能够以各种方式来实现或执行。
本文所使用的“包含”和“包括”及其变型旨在涵盖下文所列各项及其等同物以及附加项。本文所使用的“由……组成”及其变型旨在仅涵盖下文所列各项及其等同物。
结合量或条件使用的相对术语，比如“约”、“大约”、“基本上”等，将被本领域普通技术人员理解为包含所述的值并且具有由上下文所规定的含义(例如，术语至少包括与特定值等相关联的公差(例如，制造、组装、使用等)的测量相关联的误差程度)。这样的术语还应当被视为披露了由两个端点的绝对值定义的范围。例如，表述“约2到约4”也披露了范围“2到4”。相对术语可以指加减所指示的值的百分比(例如，1％、5％、10％、或更多)。
并且，本文中描述为由一个部件执行的功能可以由多个部件以分布式方式执行。同样，由多个部件执行的功能可以由单一部件合并和执行。类似地，被描述为执行特定功能的部件也可以执行本文未描述的附加功能。例如，以某种方式“配置”的设备或结构至少以该方式被配置，但是也可以以未列出的方式被配置。
此外，本文描述的一些实施例可以包括一个或多个电子处理器，该一个或多个电子处理器被配置成通过执行存储在非暂时性计算机可读介质中的指令来执行所描述的功能。类似地，本文描述的实施例可以被实施为存储可由一个或多个电子处理器执行以执行所描述的功能的指令的非暂时性计算机可读介质。如本申请中所使用，“非暂时性计算机可读介质”包括所有计算机可读介质，但不是由暂时性传播信号组成。相应地，非暂时性计算机可读介质可以包括例如硬盘、CD-ROM、光存储设备、磁存储设备、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、寄存器存储器、处理器高速缓存、或它们的任何组合。
所描述的模块和逻辑结构中的许多模块和逻辑结构能够在由微处理器或类似设备执行的软件中实施，或者能够使用包括例如专用集成电路(ASIC)的各种部件在硬件中实施。像“控制器”和“模块”等术语可以包括或指代硬件和/或软件两者。大写的术语符合惯例，并帮助将描述与编码示例、方程式和/或绘图相关。然而，没有任何特定的含义仅仅因为使用了大写字母就是隐含的或者应该被推断出来。因此，权利要求不应限于特定示例或术语，或任何特定硬件或软件实施方案或软件或硬件的组合。
图1至图4A展示了电池包组件10，该电池包组件包括外壳14和接收在外壳14内的多个电池单体组件18。在所展示的实施例中，电池包组件10包括两个电池单体组件18。在其他实施例中，电池包组件10可以包括一个或多个电池单体组件18(例如，三个、四个等)。电池包组件10被配置成高功率电池包(例如，具有至少约80伏特(V)的标称电压)，其可连接到各种机动化动力工具(例如，横截锯、斜切锯、台锯、岩芯钻、螺旋钻、破碎机、拆除锤、压实机、振动器、压缩机、排水管清洗机、焊机、电缆拖拉器、泵等)、户外工具(例如，链锯、打边机(string trimmer)、绿篱修剪机、鼓风机、割草机等)、其他机动化设备(例如，车辆、实用车、物料搬运车等)等以及非机动化电气设备(例如，电源、灯、AC/DC适配器、发电机、个人电子设备等)并且可操作为向它们供电，其中任一者现在在本文中称为“设备”。
外壳14包括顶侧22、底侧26、第一横向侧30、与第一横向侧30相反的第二横向侧34、第一端38和与第一端38相反的第二端42。此外，外壳14包括延伸穿过第一端38和第二端42的纵向轴线46。外壳14的横向轴线50延伸穿过第一横向侧30和第二横向侧34。横向轴线50垂直于纵向轴线46。
参考图2至图4，外壳14进一步包括限定在其内的内部空腔58。每个电池单体组件18被定位在内部空腔58内。此外，外壳14被密封，使得内部空腔58不与电池包组件10的外部处于流体连通。
参考图3至图4A，每个电池单体组件18包括多个电池单体62、多个连接器66、以及将多个电池单体62支撑在内部空腔58内的外壳或框架70。每个电池单体62具有在第一端78与第二端82之间延伸的主体74。此外，每个主体74沿着电池单体轴线86(图4)延伸，该电池单体轴线分别延伸穿过主体74的相应的第一横向侧30和第二横向侧34。
每个电池单体组件18被布置在内部空腔58内，使得每个电池单体62相对于外壳14的纵向轴线46定向。在所展示的实施例中，每个相应电池单体62的电池单体轴线86在内部空腔58内垂直于纵向轴线46(或平行于横向轴线50)延伸。在其他实施例中，电池单体轴线86可以平行于纵向轴线46定向和/或一些电池单体轴线86可以在相同或不同的方向上定向。此外，每个展示的电池单体组件18包括七十个电池单体62。在其他实施例中，电池单体组件18可以包括两个或更多个电池单体62。外壳14被确定形状和大小以接收预定数量的电池单体组件18，其中，每个电池单体组件18具有预定数量的电池单体62的一部分。
每个电池单体62可以具有大约3V与大约5V之间的标称电压，并且可以具有大约2Ah与大约6Ah之间(在一些情况下，大约3Ah与大约5Ah之间)的标称容量。电池单体62可以是任何可再充电电池单体化学物质类型，比如锂(Li)、锂离子(Li-ion)、其他锂基化学物质、镍镉(NiCd)、镍金属氢化物(NiMH)等。
参考图4A，电池单体62可以以串联连接、并联连接或串并联组合连接以提供电池包组件10的期望电特性(例如，标称电压、电流输出、电流容量、功率容量等)。电池单体62通过连接器66(例如，汇流条)连接在一起。每个电池单体62通过一根或多根电线90连接到连接器66中的一个。在所展示的实施例中，每个电池单体62通过一根电线90连接到与相应电池单体62邻近的连接器66。电线90被联接到电池单体62的第二端82(例如，通过比如焊接的电线结合工艺)。每个连接器66直接联接到至少两个或更多个电池单体62。在所展示的实施例中，每个连接器66直接联接到十个电池单体62。
每个展示的连接器66被配置成导电板。此外，连接器66被配置成电连接到电池包组件10内的其他电池单体组件18和/或电池包组件10的电池端子触点(未示出)。如图5所示，两个电池单体组件18通过压接结合每个电池单体组件18的邻近外壳14的底侧26的端部而电联接。电池包组件10的电池端子触点被配置成电气和机械地接合设备的设备触点，以促进设备与电池包组件10之间的电力传送。因此，电池单体组件18中的每一个可以电连接在电池包组件10内并且电连接到电池端子触点。电池包组件10被配置成模块化的，使得每个电池包组件10可以包括一个或多个电池单体组件18，并且其中，每个电池单体组件18可以包括两个或更多个电池单体62。电池包组件10可以进一步包括定位在外壳14内的电池包电子器件。除了其他方面，电池包电子器件可以包括印刷电路板(PCB 94；图5A)、一个或多个电气部件(例如，CPU、变压器、FET等)以及电池端子触点。
图5A和图5B中的每一个示意性地展示了电池包组件10’、10”的另一示例，其中，与图1至图4A所示的电池包组件10的实施例相同的部件和特征用相同的附图标记分别加撇号(“’”)、双撇号(“””)来标记。因此，上文对电池包组件10的讨论同样适用于电池包组件10’、10”并且不再重述。特别地，图5A和图5B展示了电池包电子器件的PCB 94的位置。PCB 94可相对于电池单体组件18’、18”定位。在一个示例中，如图5A所示，PCB 94定位在每个电池单体组件18’的最顶部边缘与外壳14’的顶侧22’之间。在另一示例中，如图5B所示，PCB 94定位在电池单体组件18”的面向横向的表面之间。
再次参考图2至图4A，每个电池单体组件18的框架70包括多个支撑构件102、104以及连接多个支撑构件102、104的多个支腿构件106。每个支撑构件102、104具有在第一边缘114与第二边缘118之间延伸的主体110，该第二边缘与第一边缘114相反(图4A)。此外，主体110限定多个开口122。每个开口122被配置成与内部空腔58内的电池单体62中的一个对准。因此，每个支撑构件102、104具有与电池单体62的数量相同数量的开口122。相应的电池单体62的每个端部78、82被接收在开口122中的一个中。所展示的开口122被布置成行，并且一些行彼此间隔开以在电池单体62的一些行之间形成间隙126(图4)，如下文进一步讨论。因此，支撑构件102、104可以被配置成定位和维持电池单体62在内部空腔58内的位置。可以密封电池单体组件18中未形成间隙126的剩余空间。
在所展示的实施例中，每个电池单体组件18包括定位在电池单体78、82的相反端处的两个支撑构件102、104。第一支撑构件102被定位成邻近外壳14的内表面。每个电池单体组件18的第一支撑构件102被联接到外壳14的内表面。因此，框架70被配置成将电池单体62至少部分地支撑在外壳14的内部空腔58内。
第二支撑构件104被定位成与第一支撑构件102相对。两个电池单体组件18的每个第二支撑构件104包括侧表面130(图4A)。第二支撑构件104的侧表面130在内部空腔58内以彼此相向的关系定位。每个电池单体组件18的连接器66被定位在第二支撑构件104的相应侧表面130上。
参考图4A，框架70的支腿构件106分别在第一支撑构件102与第二支撑构件104之间延伸。每个支腿构件106分别定位在支撑构件102、104的第一边缘114或第二边缘118上。每个支腿构件106平行于相应的电池单体62的电池单体轴线86延伸。支腿构件106可以由一个或多个节段134、136、138形成。例如，在所展示的实施例中，每个支腿构件106由三个节段134、136、138形成，其中，第一节段134联接到第一支撑构件102，第二节段136联接到第二支撑构件104，并且第三中间节段138在第一节段134与第二节段136之间延伸。此外，支腿构件106和/或其一部分可以与一个或多个支撑构件102、104成一体。替代地，支腿构件106可以单独形成并固定到支撑构件102、104。
参考图2至图4，内部空腔58内未被电池单体组件18或电池电子器件占据的空间被分成一个或多个气流通道142。气流通道142被定位成围绕密封外壳14内的每个电池单体组件18。在所展示的实施例中，电池包组件10进一步包括设置在外壳14的顶侧22上的多个气流隧道150。气流隧道150与外壳14的内部空腔58处于流体连通。所展示的外壳14包括四个孔154和两个气流隧道150。每个气流隧道150被定位成覆盖孔154中的一个。剩余两个孔154被板构件158(图3)覆盖。在其他实施例中，所展示的电池包组件10可以包括四个或更少的气流隧道150。
参考图2，电池包组件10可以进一步包括多个风扇162。每个风扇162被定位成邻近多个电池单体组件18中的一个或多个。在所展示的实施例中，电池包组件10包括两个风扇162，其中，每个风扇162被定位在气流隧道150中的一个内。因此，一个、一些或所有气流隧道150包括风扇162。在其他实施例中，一个、一些或所有风扇162可定位在电池包组件10的外壳14内。例如，如图5A至图5B所示，电池包组件10包括定位在外壳14的内部空腔58内的两个风扇162。更具体地，风扇162定位在PCB 94的每一侧上并且靠近外壳14的顶侧22。
多个风扇162可操作以使气流在电池包组件10的密封外壳14内循环。更具体地，空气围绕密封电池包组件10的内部空腔58循环，但不逸出电池包组件10的内部空腔58(或者至少只有可忽略量的空气可以逸出)。在所展示的实施例中，在外壳14的顶侧22与底侧26之间引导气流。在其他实施例中，电池包组件10可以包括一个或多个风扇162(三个、四个等)，以用于使气流在密封外壳14内沿相同或不同方向循环。图23展示了在外壳14内循环的气流的一个示例。
图6至图7展示了电池包组件10”’的又一示例，其中，与图1至图4A中所示的电池包组件10的实施例相同的部件和特征用相同的附图标记加上三撇号“”’”来标记。因此，上文对电池包组件10的讨论同样适用于电池包组件10”’并且不再重述。特别地，图6至图7展示了多个风扇162”’的替代位置。多个风扇162”’可在内部空腔58”’内相对于电池单体组件18”’定位。此外，每个风扇162都靠近外壳14”’的第一端38”’和第二端42”’中的每一个定位。此外，每个风扇162”’被定位在外壳14”’的相应端部38”’、42”’与电池单体组件18”’之间。针对每个风扇162”’，一个或多个气流隧道150”’可以靠近电池包组件10”’的外壳14”’的第一端38”’和第二端42”’设置(而不是如图1至图4A所示在顶侧22上)，以便与图1至图4A中所示的气流隧道150”’类似地在外壳14”’内引导气流。在所展示的实施例中，在外壳14”’的第一横向侧30”’与第二横向侧34”’之间引导气流。更具体地，可以在增加通过多个电池单体62”’的电压的方向上引导气流。
参考图8至图13，在其他实施例中，一个或多个气流隧道150和/或外壳14可以包括包含在其中的多个偏转器170A、170B、170C，使得一些空气可以由一个或多个风扇162围绕电池单体组件18的周边引导，并且一些空气可以被引导通过电池单体组件18的邻近电池单体行之间的间隙126。
偏转器170A、170B、170C可以联接到电池包组件10的外壳14、一个或多个电池单体组件18的框架70，或它们的组合。偏转器170A、170B、170C可以与外壳14/框架70一体形成或单独形成。偏转器170A、170B、170C中的一个或多个可以彼此处于流体连通。
图8至图9展示了具有邻近彼此定位的两个偏转器170A的一个示例。每个偏转器170A被定位在多行电池单体62的一个端部处，并且延伸穿过两行电池单体62之间的相应间隙126。每个偏转器170A包括端部部分174和流体连接到端部部分174的多个引导构件178。所展示的偏转器170A包括两个引导构件178，其中，每个引导构件178延伸穿过间隙126中的一个。此外，端部部分174可定位成邻近风扇162中的一个(图9)以便引导气流通过相应的偏转器170A。在一些实施例中，端部部分174可以被配置成至少部分地接收风扇162中的一个或定位成邻近风扇中的一个。
在另一示例中，参考图10至图11，偏转器170B可以定位在多行电池单体62的一个端部处，并且延伸经过电池单体62的第一端78和第二端82中的一个。与上文类似，偏转器170B包括端部部分174和流体连接到端部部分174的多个引导构件178。每个引导构件178延伸经过电池单体62的第一端78和第二端82中的一个，而不是如图8至图9所示延伸穿过邻近的电池行之间的间隙126。端部部分174可定位成邻近风扇162中的一个(图11)以便引导气流通过相应的偏转器170B。此外，在所展示的示例中，第一偏转器170B的引导构件178中的一个与第二偏转器170B的邻近引导构件178处于流体连通。因此，多个风扇162可以被配置成引导组合气流通过两个或更多个偏转器170B。
图12A至图12C展示了通过偏转器170B的气流方向的多个示例。图12A展示了具有单个风扇162的一个示例，该单个风扇引起气流在第一方向上通过第一偏转器170B，然后气流在与第一方向相反的第二方向上被引导通过第二偏转器170B。图12B展示了具有两个风扇162的另一示例，其中，每个风扇162使气流通过相应的偏转器170B。图12C展示了也具有两个风扇162的又一示例，其中，气流可以以往复流动的方式被引导通过连接的偏转器170B。
图13展示了包括邻近彼此定位的四个偏转器170C的又一示例，其中，每个偏转器170C具有端部部分174和两个引导构件178。类似于上文讨论的示例，引导构件178延伸经过电池单体62的第一端78和第二端82中的一个。在一些实施例中，风扇162可定位成邻近相应偏转器170C的每个端部部分174。在其他实施例中，只有一些端部部分174与相应的风扇162邻近，并且剩余的偏转器170C被流体连通到接收来自风扇162的气流的偏转器170C。在进一步的其他实施例中，一些引导构件178可以被定位成延伸经过电池单体62的第一端78和第二端82中的一个，并且剩余的引导构件178可以延伸穿过电池单体62的邻近行之间的间隙126。
在其他实施例中，气流隧道150和偏转器170A、170B、170C的配置，电池单体62可以通过用于密封外壳14或其一部分的导热间隙填充物、粘合剂、灌封或/和密封剂而热联接到气流隧道150、偏转器170A、170B、170C和/或端部部分174。PCB 94、电源布线和电池单体62定位在外壳14的密封部分中。在密封外壳14或其一部分中，气流隧道150、偏转器170A至170C和/或端部部分174经由导热间隙填充物、粘合剂、灌封物或/和密封剂而热联接到电池单体62。因此，风扇162被配置成将来自密封电池包组件10或其一部分的外部的空气引导通过气流隧道150。
图14至图16展示了电池包组件210的一部分的又一示例，其中，与图1至图4A中所示的电池包组件10的实施例相同的部件和特征用相同的附图标记加上“200”来标记。因此，上文对电池包组件10的讨论同样适用于电池包组件210并且不再重述。特别地，图14至图16展示了电池包组件210的气流隧道350和多个风扇362的替代配置。气流隧道350定位在电池单体组件218的一侧上，并且风扇362定位在另一相反侧上。每个气流隧道350具有曲线形状，以用于接收气流并将气流往回朝向电池包组件210的电池单体262引导。风扇362被定向成将气流引导通过电池单体组件218并朝向气流隧道350。在电池包组件210的外壳214内产生横流气流。换句话说，每个风扇362被配置成使空气在第一方向上流过相应的电池单体组件218，然后通过相应的气流隧道350重新引导以在与第一方向相反的第二方向上流过相应的电池单体组件218。
此外，参考图16，每个电池单体行彼此等距间隔开(而不是如图4中在一些邻近行之间设置间隙126)。电池单体262中的每一个定位在套筒构件382中。肋386在套筒构件382之间延伸并连接这些套筒构件。更具体地，一行中的每个电池单体通过肋386进行连接。在其他实施例中，电池单体组件218的所有电池单体362通过肋386进行连接。套筒构件382和肋386由某种材料形成。在所展示的实施例中，该材料是塑料。
电池单体262定位在金属或塑料套筒382中以便密封电池单体262而使其与外部环境隔绝。在此配置中，包围电池单体262的外壳14或其一部分可以不被密封，使得风扇362可以从电池包组件310的外部交换空气。此外，气流隧道350和电源布线(例如，汇流条、单元集流排等)也可以被密封但热联接到框架270的气流隧道。这可以抑制或防止从外部环境流出的空气对电池单体262的损坏。
在其他实施例中，电池单体262不在金属或塑料套筒中，而是定位在密封外壳14中，如图1至图4A中所披露。横流风扇362然后被配置成使空气在图1至图4A的密封外壳14内部循环。
图17至图18展示了电池包组件410的一部分的又一示例，其中，与图1至图4A中所示的电池包组件10的实施例相同的部件和特征用相同的附图标记加上“400”来标记。因此，上文对电池包组件10的讨论同样适用于电池包组件410并且不再重述。特别地，图17至图18展示了与外壳414(图18)的内表面416联接的气流隧道550的替代配置。所展示的气流隧道550是挡板，这些挡板与外壳414的顶侧422成一体并且至少部分地限定一个或多个气流隧道542。气流隧道550具有曲线表面。气流隧道550定位在内部空腔458内。电池包组件410可以进一步包括类似于图1至图4A的气流隧道150的附加气流隧道(未示出)，这些气流隧道被设置在外壳414的与气流隧道550相反的一侧(例如，底侧426)上。此外，一个或多个风扇(例如，图1至图4A的风扇162)可以定位在内部空腔458和/或一个或多个附加气流隧道中。
图19至图22展示了包括多个电池单体组件618的电池包组件610的另一示例，其中，与图1至图4A中所示的电池包组件10的实施例相同的部件和特征用相同的附图标记加上“600”来标记。因此，上文对电池包组件10的讨论同样适用于电池包组件610并且不再重述。特别地，本文讨论了外壳和框架的差异。
每个电池单体组件618包括多个电池单体662、多个连接器666以及支撑多个电池单体662的外壳或框架670。框架670包括基部部分672和联接到基部部分672的盖部分676。基部部分672和盖部分676协作地限定了电池包组件610的内部空腔658的一部分。内部空腔658的部分被分成多个节段680。
在所展示的实施例中，基部部分672包括多个外壁684、685、687和多个内壁688(图21)。多个外壁684、685、687包括分别限定电池单体组件618的第一边缘714和第二边缘718的第一外壁和第二外壁684。多个外壁684、685、687进一步包括侧壁685以及第一端壁和第二端壁687。多个内壁688在第一外壁和第二外壁684之间延伸。内壁688还从侧壁685朝向盖部分676延伸。内壁688将内部空腔658分成多个节段680。
基部部分672进一步包括从侧壁685朝向盖部分676延伸的多个突起692。突起692可定位在多个节段680中的每一个中。此外，突起692可定位在内部空腔658内的多个电池单体662之间。每个所展示的突起692具有大致菱形的截面形状。在其他实施例中，突起692可以具有其他截面形状，比如矩形、圆形等，并且一些或所有突起692可以具有相同或不同的形状。每个突起692平行于每个电池单体662延伸。
盖部分676包括主体696和由主体696限定的多个开口722。每个开口722被配置成与内部空腔658内的电池单体662中的一个对准。因此，盖部分676具有与电池单体662的数量相同数量的开口722。电池单体662中的每一个的第一端678被接收在开口722中的相应开口中。此外，主体696具有表面698，并且连接器666由表面698支撑。
特别参考图19和图20，电池包组件10包括两个电池单体组件618。电池单体组件618被布置成使得盖部分676成彼此相向的关系。电池单体组件618可以被定位成使得盖部分676间隔开预定距离A。选择预定距离A以在电池单体组件618之间形成空间699。
每个电池单体组件618形成电池包组件610的外壳614的一部分(而不是如图1至图4A的电池包组件10中披露的被定位在外壳中)。更具体地，每个电池单体组件618的基部部分672限定外壳614的一侧或多侧。在所展示的实施例中，每个电池单体组件618形成电池包组件610的一半。此外，空间699被密封以在电池单体组件618之间形成密封区域。空间699被配置成接收电子器件(例如，PCB 694、连接电池单体662的连接器666等)。因此，由电池单体组件618和其间的密封间隙699形成密封外壳。
PCB 694可相对于电池单体组件618定位。在一个示例中，如图20所示，PCB 694定位在空间699中并靠近每个电池单体组件618的第一边缘714。在该实施例中，PCB 694相对于电池单体组件618横向延伸。在如图19所示的另一示例中，PCB 694定位在电池单体组件618的盖部分676之间的空间699中，并且平行于盖部分676的表面延伸。
图24和图25示意性地展示了用于电池单体组件18的电池单体62的替代布置。每个电池单体62等距间隔开。如图24所示，邻近行中的每一行被对准，使得电池单体62在纵向方向(平行于纵向轴线46)、竖直方向和横向方向(平行于横向轴线50)中的一个或多个方向上对准。相反，如图25所示，邻近行中的每一行被交错，使得电池单体62相对于彼此偏移。这可能会影响气流通过外壳14的方向。
图26至图28展示了电池包组件810的另一示例，其中，与图1至图4A中所示的电池包组件10的实施例相同的部件和特征用相同的附图标记加上“800”来标记。因此，上文对电池包组件10的讨论同样适用于电池包组件810并且不再重述。特别地，图26至图28展示了如图25所示的多行电池单体862的交错布置。此外，图26至图28展示了风扇962在外壳814内靠近一个端部(第二端842)和顶侧822的替代位置。此外，图26至图28展示了气流隧道950(即，挡板)的替代配置，这些气流隧道各自具有曲线形状以便沿着流动路径引导气流通过外壳814。此外，气流隧道950在外壳814内靠近每个端部838和842定位。风扇962被定向成将气流朝向靠近一个端部842的气流隧道950引导，以便引导气流通过电池单体组件818。气流隧道950可以联接到外壳814或以其他方式与外壳集成。气流隧道950定位在内部空腔858内。
特别参考图28，外壳814可以包括位于电池单体862的外周边上的螺钉凸台928。PCB 894定位在每个电池单体组件818的最顶部边缘与外壳814的顶侧822之间。风扇962定位在PCB 894的边缘与外壳814的端部842之间。
图29至图32展示了电池包组件1010的另一示例，其中，与图1至图4A中所示的电池包组件10的实施例相同的部件和特征用相同的附图标记加上“1000”来标记。因此，上文对电池包组件10的讨论同样适用于电池包组件1010并且不再重述。类似于图26至图28的实施例，图29至图32的实施例也展示了如图25所示的多行电池单体1062的交错布置、风扇1162在外壳1014内靠近一个端部(第二端1042)和顶侧1022的替代位置以及气流隧道1150(即，挡板)。风扇1162被定向成将气流朝向靠近一个端部1042的气流隧道1150引导，以便引导气流通过电池单体组件1018。气流隧道1150可以联接到外壳1014或以其他方式与外壳集成。气流隧道1150定位在内部空腔1058内。此外，PCB 1194(图31)定位在每个电池单体组件1018的最顶部边缘与外壳1014的顶侧1022之间。风扇1162(仅示出其中一个)定位在PCB1094的边缘与外壳1014的端部1042之间。
电池包组件1010进一步包括多个端口1152、1156。在所展示的实施例中，电池包组件1010包括第一多个端口1152和第二多个端口1156。每个端口1152、1156都由外壳1014限定。第一多个端口1152是静压端口，并且第二多个端口1156是速度端口。风扇1162在外壳1014内与第二多个端口1156间隔开。每个端口1152、1156都可调节以选择性地将内部空腔1058与电池包组件1010的外部流体连通。
图32通过稳态气流在空间上展示了空气的湍流能量的强度。
图33至图36展示了电池包组件1210的另一示例，其中，与图1至图4A中所示的电池包组件10的实施例相同的部件和特征用相同的附图标记加上“1200”来标记。因此，上文对电池包组件10的讨论同样适用于电池包组件1210并且不再重述。类似于图26至图28的实施例和图29至图32的实施例，图33至图36的实施例也展示了如图25所示的多行电池单体1262的交错布置、风扇1362在外壳1214内靠近一个端部(第二端1242)和顶侧1222的替代位置以及气流隧道1350(即，挡板)。电池包组件1210可以包括在外壳1214内并且定位在电池单体组件1218的端部与外壳1214的相应端部1238、1242之间的附加的气流引导构件1353。挡板1350可以定位在引导构件1353中。此外，类似于图26至图28的实施例和图29至图32的实施例，图33至图36的实施例进一步展示了PCB 1394(图34)定位在每个电池单体组件1218的最顶部边缘与外壳1214的顶侧1222之间。风扇1362(仅示出其中一个)定位在PCB 1294的边缘与外壳1214的端部1242之间。
电池包组件1210进一步包括多个散热器1360(图35至图36)，该多个散热器联接到外壳1214的内部或以其他方式与外壳的内部集成。在所展示的实施例中，外壳1214的一个或多个壁的内表面1364包括散热器1360。每个所展示的散热器1360包括板构件1366，该板构件具有从其延伸的多个翅片1368。此外，每个所展示的散热器1360都是通过嵌入模制铝冲压制成的。每个散热器1360被配置成将热量从内部空腔1258热传导到外壳1214。
图37至图39展示了电池包组件1410的另一示例，其中，与图1至图4A中所示的电池包组件10的实施例相同的部件和特征用相同的附图标记加上“1400”来标记。因此，上文对电池包组件10的讨论同样适用于电池包组件1410并且不再重述。图37至图39的实施例展示了定位在外壳1414内的每个电池单体组件1418，使得每个相应的电池单体1462的电池单体轴线1486在内部空腔1458内垂直于纵向轴线1446并且垂直于横向轴线1450延伸。换句话说，电池单体1462在外壳1414内竖直延伸。
图40展示了图26至图28的电池包组件810的另一示例，其中，与图26至图28中所示的电池包组件810的实施例相同的部件和特征用相同的附图标记加上“A”来标记。因此，上文对电池包组件810的讨论同样适用于电池包组件810A并且不再重述。图40的实施例展示了风扇962A相对于电池单体862A在中间或中心的替代位置。此外，挡板950定位在电池单体862A之间的中心，以将来自风扇962A的气流沿相反的方向朝向定位在外壳814内的相反侧上的两个单独的电池单体组件818A分开。
每个电池包组件10、210、410、610、810、1010、1210、1410是密封外壳，并且由电池单体62、262、462、662、862、1062、1262、1462产生的热量被配置成从内部空腔58、258、458、658、858、1058、1258、1458内传递到电池包组件10、210、410、610、810、1010、1210、1410的外壳14、214、414、614、814、1014、1214、1414。在一些实施例中，外壳14、214、414、614、814、1014、1214、1414由塑料制成，并且热量被传递到塑料外壳14、214、414、614、814、1014、1214、1414。
参考图41，密封电池包组件10、210、410、610、810、1010、1210、1410可以定位在系统192中。系统192可以或可以不密封。系统192的风扇196可以定位在密封电池包组件10、210、410、610、810、1010、1210、1410的外部以用于引导气流经过密封电池包组件10、210、410、610、810、1010、1210、1410(例如，横向侧和顶侧)，以便将热量从外壳14、214、414、614、814、1014、1214、1414传递到外壳14、214、414、614、814、1014、1214、1414的外部。
此外，参考图9、图16、图18和图22，电池包组件10、10’、10”、10”’、210、410、610被配置成比如在电池单体组件18的组装期间接收流体190。流体190包括具有粘合特性的导热材料，比如导热的间隙填充物、灌封物、密封剂或粘合剂材料(例如，胶水)。在所展示的实施例中，流体190是导热硅树脂。参考图9和图18，电池单体组件18、418的每个电池单体行被配置成接收流体190(仅有一行被示出为接收流体190)。流体190被配置成填充由电池单体组件18、418的电池单体行限定的未被相应的电池单体62、462占据的空间。这些行由设置在电池单体组件18、418内的间隙126、526分开。参考图16，流体190被配置成接收在相应电池单体262的每个套筒构件382中。因此，流体190定位在电池单体262与相应套筒构件382的内表面之间。参考图22，流体190被配置成接收在内部空腔658的一个或多个节段680中。更具体地，流体190被配置成定位在框架670的基部部分672的邻近内壁688之间。
流体190被定位成接触电池单体行内的每个电池单体62、262、462、662。一旦硬化，粘合剂材料便被配置成促进热量从电池单体62、262、462、662传递出去。特别地，在一些所展示的实施例中，粘合剂材料被定位成将由电池单体62、262、462、662产生的热量朝向间隙126、526和/或电池单体62、262、462、662的第一端78和第二端82引导。因此，主要的热量消散是轴向地沿着相应电池单体62、262、462、662的电池单体轴线86。
在操作中，由多个风扇162、362、962、1162、1362产生的气流中的一者或组合和粘合剂材料190被配置成促进热量从电池单体62、262、462、662、862、1062、1262、1462传递出去。更具体地，当电池包组件10正在放电时，由电池单体62、262、462、662、862、1062、1262、1462产生的热量经由粘合剂材料190(相对于一些实施例)朝向气流通道142引导，并且在一些实施例中，朝向外壳14的内部空腔58、58’、58”、58”’、258、458、658、858、1058、1258中的一些邻近行之间的与气流通道142处于流体连通的间隙126、526引导。因此，粘合剂材料190促进电池单体组件18、18’、18”、18”’、218、418、618内的热量的热传导。电池单体组件18、18’、18”、18”’、218、418、618定位在外壳14、14’、14”、14”’、214、414中以促进热量从粘合剂材料190传递到由多个风扇162产生的流过气流通道142和/或间隙126、526的气流。此外，在外壳14、214、414、614、814、1014、1214、1414内或以其他方式与该外壳集成的气流隧道/挡板150、350、550、950、1150、1350被进一步配置成将气流引导通过电池单体组件18、218、418、618、818、1018、1218、1418。
图42展示了电池包组件2010的一部分，包括外壳2014的一部分和接收在外壳2014的该部分内的多个电池单体组件2018。在所展示的实施例中，电池包组件2010包括四个电池单体组件2018。在其他实施例中，电池包组件2010可以包括一个或多个电池单体组件2018(例如，两个、三个等)。电池包组件2010被配置成高功率电池包(例如，具有至少约2080伏特(V)的标称电压)，其可连接到各种机动化动力工具(例如，横截锯、斜切锯、台锯、岩芯钻、螺旋钻、破碎机、拆除锤、压实机、振动器、压缩机、排水管清洗机、焊机、电缆拖拉器、泵等)、户外工具(例如，链锯、打边机、绿篱修剪机、鼓风机、割草机等)、其他机动化设备(例如，车辆、实用车、物料搬运车等)等以及非机动化电气设备(例如，电源、灯、AC/DC适配器、发电机等)并且可操作为向它们供电，其中任一者现在在本文中称为“设备”。
参考图44至图47，每个电池单体组件2018包括多个电池单体2022、外壳或框架2026、联接到框架2026的盖2030、多个连接器2034、2038、2042、以及散热器2050。电池单体组件2018包括前侧2054、后侧2058、第一横向侧2062、与第一横向侧2062相反的第二横向侧2066、第一端2070和与第一端2070相反的第二端2074。在所展示的实施例中，多个连接器2034、2038、2042定位在前侧2054上，并且散热器2050定位在后侧2058上。此外，电池单体组件2018包括延伸穿过第一端2070和第二端2074的纵向轴线2078。
参考图49，框架2026和盖2030协作地限定电池单体组件2018的内部空腔2082，一个或多个电池单体2022被接收在该内部空腔中。每个电池单体2022在内部空腔2082内垂直于纵向轴线2078延伸。在所展示的实施例中，电池单体组件2018包括八十四个电池单体2022。在其他实施例中，电池单体组件2018可以包括两个或更多个电池单体2022。例如，如图62所示，电池单体组件2018’包括三十个电池单体2022。框架2026和盖2030被确定形状和大小以接收预定数量的电池单体2022。盖2030被定位成邻近每个电池单体2022的第一端2086。框架2026和盖2030被配置成支撑电池单体2022。
参考图49B和图49D至图50，电池单体组件2018的框架2026包括多个支撑构件2087。每个支撑构件2087被联接到框架2026的底表面2088并从该底表面延伸(图49E)。在所展示的实施例中，支撑构件2087与框架2026是一体的。替代地，支撑构件2087可以单独形成并固定到框架2026。每个支撑构件2087定位在内部空腔2082内。此外，每个支撑构件2087被配置成定位在内部空腔2082内的多个电池单体2022中的两个邻近的电池单体2022之间。此外，彼此相向的两个支撑构件2087协作地限定内部空腔2082内的空间2089以接收散热器2050的一部分，如下文进一步讨论的。因此，每个支撑构件2087形成一对支撑构件组件2091中的一个。如图50所示，每个空间2089连接到延伸穿过框架2026的底表面的孔2089A。
特别参考图49C，盖2030包括主体2092和由主体2092限定的多个开口2093。每个开口2093被配置成与内部空腔2082内的电池单体2022中的一个对准。因此，盖2030具有与电池单体2022的数量相同数量的开口2093。电池单体2022中的每一个的第一端2086被接收在开口2093中的相应开口中。此外，主体2092具有表面2096，并且连接器2034、2038、2042由表面2096支撑。因此，盖2030可以被配置成定位和维持电池单体2022在内部空腔2082内的位置。
框架和盖各自由某种材料形成。该材料可以是塑料(例如，尼龙、聚碳酸酯、ABS等)。在一些实施例中，该材料可以是导热材料，比如金属(例如，铝)。
每个电池单体2022可以具有大约3V与大约5V之间的标称电压，并且可以具有大约2Ah与大约6Ah之间(在一些情况下，大约3Ah与大约5Ah之间)的标称容量。电池单体2022可以是任何可再充电电池单体化学物质类型，比如锂(Li)、锂离子(Li-ion)、其他锂基化学物质、镍镉(NiCd)、镍金属氢化物(NiMH)等。
参考图46，电池单体2022可以以串联连接、并联连接或串并联组合连接以提供电池包组件2010的期望电特性(例如，标称电压、电流输出、电流容量、功率容量等)。电池单体2022通过连接器2034、2038、2042(例如，汇流条)连接在一起。连接器2034、2038、2042包括第一连接器2034、第二连接器2038和一个或多个中间连接器2042。每个电池单体2022通过一根或多根电线2090连接到连接器2034、2038、2042中的两个。在所展示的实施例中，每个电池单体2022通过三根电线2090连接到与相应电池单体2022邻近的每个连接器2034、2038、2042。电线2090被联接到电池单体2022的第一端2086(例如，通过比如焊接的电线结合工艺)。每个连接器2034、2038、2042直接联接到至少两个或更多个电池单体2022。在所展示的实施例中，每个连接器2034、2038、2042直接联接到十二个电池单体2022。
如图44和图49C所示，连接器2034、2038、2042定位在电池单体组件2018的前侧2054上。此外，所展示的连接器2034、2038、2042联接到盖2030。第一连接器2034定位在电池单体组件2018的第一端2070处。第二连接器2038定位在电池单体组件2018的第二端2074处。每个中间连接器2042相对于纵向轴线2078定位在第一连接器2034与第二连接器2038之间。每个展示的连接器2034、2038、2042被配置成导电板。此外，第一连接器2034和第二连接器2038中的每一个分别被配置成电触点，这些电触点被配置成电连接到电池包组件2010内的其他电池单体组件2018和/或电池包组件2010的电池端子触点(未示出)。第一连接器2034被配置成正电触点，并且第二连接器2038被配置成负电触点。
电池包组件2010的电池端子触点被配置成电气和机械地接合设备的设备触点以促进设备与电池包组件2010之间的电力传送。因此，电池单体组件2018中的每一个可以电连接在电池包组件2010内并且电连接到电池端子触点。电池包组件2010被配置成模块化的，使得每个电池包组件2010可以包括一个或多个电池单体组件2018，并且其中，每个电池单体组件2018可以包括两个或更多个电池单体2022。电池包组件2010可以进一步包括定位在外壳2014内的电池包电子器件(未示出)。除了其他方面，电池包电子器件可以包括印刷电路板(PCB)、一个或多个电气部件(例如，CPU、变压器、FET等)以及电池端子触点。
参考图54至图59，每个电池单体组件2018的散热器2050包括主体2094、多个翅片2098以及与翅片2098相反的多个突起2102。主体2094被定位成邻近电池单体组件2018的后侧2058。主体2094包括第一侧2106和与第一侧2106相反的第二侧2110(图46和图57)。第一侧2106包括从其向外延伸的多个翅片2098。因此，翅片2098定位在电池单体组件2018的内部空腔2082的外部。主体由导热材料形成。该材料可以是金属，比如铝、铜等。
主体2094的第二侧2110部分地限定内部空腔2082。更具体地，主体2094覆盖电池单体组件2018的后侧2058。第二侧2110包括从其延伸的多个突起2102。当散热器2050联接到框架2026时，突起2102从主体2094延伸到内部空腔2082中。突起2102可定位在内部空腔2082内的多个电池单体2022之间。特别地，如图54所示，每个突起2102的一部分定位在多个电池单体2022的两个邻近的电池单体2022之间。因此，每个突起2102被定位成邻近电池单体2022中的四个。
每个所展示的突起2102具有大致菱形的截面形状。在其他实施例中，突起2102可以具有其他截面形状，比如矩形、圆形等，并且一些或所有突起2102可以具有相同或不同的形状。每个突起2102平行于每个电池单体2022延伸。此外，每个突起2102被接收在由支撑构件组件2091中的一个限定的空间2089中。因此，电池单体组件2018包括与支撑构件组件2091的数量相同数量的突起2102。
支撑构件组件2091被确定大小和形状以定位在一个或多个电池单体2022与相应的突起2102之间(图44)。在所展示的实施例中，支撑构件组件2091中的一个的每个支撑构件2087定位在两个电池单体2022之间并且在突起2102的一侧上。在其他实施例中，一个、一些或所有支撑构件2087被配置成定位在一个或多个电池单体2022与一个突起2102之间。支撑构件2087被配置成有助于比如在组装期间将每个电池单体2022和突起2102定位在内部空腔2082内。此外，支撑构件2087被配置成将散热器2050的突起2102与电池单体2022分开。支撑构件2087可以使电池单体2022与散热器2050的突起2102绝缘。
特别参考图44和图45，电池单体2022和支撑构件组件2091/突起2102被按顺序布置在内部空腔2082内。特别地，电池单体2022和支撑构件组件2091/突起2102在一个或多个方向上(例如，从图54的参照系来看，向上，并且从图52的参照系来看，从第一端2070向右到第二端2074)按顺序(即，一个接一个)布置，但在其他实施例中可以在所有方向上按顺序布置。因此，电池单体2022和支撑构件组件2091/突起2102可以按顺序布置。每个支撑构件组件2091的一部分将电池单体2022中的每一个彼此分开。
如图55所示，散热器2050的主体2094限定多个开口2118(图55)，该多个开口穿过第一侧2106延伸到第二侧2110。每个开口2118与突起2102中的一个对准。更具体地，每个突起2102限定部分地延伸穿过其中的通道2122。每个开口2118连接到相应的通道2122。每个通道2122从主体2094的第二侧2110延伸以靠近相应突起2102的端部2126。每个突起2102的端部2126被定位成邻近每个电池单体2022的第一端2086(图53)。此外，开口2118定位在散热器2050的第一侧2106上的翅片2098之间。在其他实施例中，仅一些突起2102可以包括通道2122。此外，每个开口2118与框架2026的孔2089A中的相应一个孔对准。
参考图55和图58至图60，电池单体组件2018进一步包括多个加热棒2130。每个棒2130被选择性地接收在突起2102的通道2122中的一个中。更具体地，每个棒2130通过主体2094的开口2118插入到通道2122中。棒2130的第一端2134被定位成邻近突起2102的端部2126(以及每个电池单体2022的第一端2086)。棒2130的与第一端2134相反的第二端2138靠近开口2118定位。在所展示的实施例中，棒2130被确定大小以使得第二端2138延伸穿过开口2118并且定位在开口2118和通道2122的外部。
加热棒2130可以定位在一些或所有突起2102中。例如，在所展示的实施例中，加热棒2130被交替地接收在突起2102的通道2122中(图55和图58)。因此，每隔一个突起2102定位加热棒2130。在其他实施例中，加热棒2130可以定位在所有突起2102中。此外，电线2142将每个加热棒2130连接到电池包组件电子器件(例如，PCB)。电线2142从相应的加热棒2130的第二端2138延伸。此外，电线2142在散热器2050的第一侧2106上的翅片2098之间延伸。
加热棒2130由比如铜等导电金属材料形成。在其他实施例中，加热棒2130被配置成由铜制成并填充有液体或气体的热管。
棒2130中的每一个被配置成从单独的源产生(例如，用电产生)热量或以其他方式传递热量，以便选择性地加热电池单体2022，如下文进一步讨论的。该源可以是用于电池包组件2010或电池单体2022的双向充电器。在一些实施例中，一个或多个加热棒2130被定位以加热电池单体2022中的四个。
参考图49A、图49C和图51，每个电池单体组件2018的内部空腔2082被配置成比如在电池单体组件2018的组装期间接收流体。该流体包括粘合剂材料2150(例如，胶水)。在所展示的实施例中，流体是导热硅树脂。当流体被接收在内部空腔2082中时，流体被配置成填充突起2102与电池单体2022之间的剩余空间。特别地，流体被配置成填充突起2102与电池单体2022之间的间隙。一旦硬化，粘合剂材料2150便被配置成促进电池单体2022与散热器2050之间的热传递。
在操作中，散热器2050和粘合剂材料2150被配置成促进热量传递到电池单体2022和从电池单体传递出去。更具体地，可以启动加热棒2130以产生热量。散热器2050的每个突起2102被定位成经由粘合剂材料2150将来自加热棒2130的热量朝向电池单体2022引导。在一些实施例中，当电池包组件电子器件确定电池包组件2010和/或相应的电池单体组件2018中的一个等于或大于预定温度限制时，可以启动加热棒2130中的一个、一些或全部。此外，在一些实施例中，加热棒2130可以在电池包组件2010放电或未在放电时启动。
电池单体组件2018被进一步配置成将热量从电池单体2022中引导出去。更具体地，当电池包组件2010正在放电时，由电池单体2022产生的热量经由粘合剂材料被引导至突起2102并且随后被引导至散热器2050的主体2094并且最终引导至翅片2098。因此，散热器2050和粘合剂材料2150促进电池单体组件2018内的热量的热传导。此外，散热器2050被确定形状以促进热量朝向和远离电池单体组件2018内的电池单体2022的平均分布。
参考图43，电池包组件2010可以进一步包括具有一个或多个风扇的风扇组件2154。风扇组件2154被定位成邻近多个电池单体组件2018中的一个或多个。在所展示的实施例中，风扇组件2154被定位成邻近电池单体组件2018中的两个。风扇组件2154可定位在电池包组件2010的外壳2014内。电池包组件2010被配置成密封的，并且风扇组件2154可操作以使气流在电池包组件2010的密封外壳2014内循环。
风扇组件2154靠近一个或多个电池单体组件2018的翅片2098定位。此外，所展示的风扇组件2154被定位成邻近每个电池单体组件2018的第一端2070，但可以可替代地被定位成邻近电池单体组件2018的任一侧或端部(例如，第一横向侧2062、第二横向侧2066、第二端2074等)。风扇组件2154可操作以产生用于引导空气越过和/或经过散热器2050的翅片2098的气流。电池包组件2010还可以包括一个或多个引导构件，该一个或多个引导构件被定位成将空气朝向和/或远离电池包组件2010的外壳2014内的电池单体组件2018的翅片2098引导。因此，电池包组件2010可以具有提高的热性能，从而可以提高电池包循环寿命和循环运行时间。
图63和图64中的每一个展示了电池包组件2010’、2010”的另一示例，该电池包组件可以包括与上文图42至图62中所示的电池包组件10的实施例相同的一个或多个部件和特征。因此，上文对电池包组件2010的讨论同样适用于电池包组件2010’、2010”并且不再重述。
图65至图69展示了包括电池包3014和注入端口3018的电池包组件3010。在所展示的实施例中，电池包组件3010包括高功率电池包3014(例如，具有至少约80伏特(V)的标称电压)，其可连接到各种机动化动力工具(例如，横截锯、斜切锯、台锯、岩芯钻、螺旋钻、破碎机、拆除锤、压实机、振动器、压缩机、排水管清洗机、焊机、电缆拖拉器、泵等)、户外工具(例如，链锯、打边机、绿篱修剪机、鼓风机、割草机等)、其他机动化设备(例如，车辆、实用车、物料搬运车等)等以及非机动化电气设备(例如，电源、灯、AC/DC适配器、发电机等)并且可操作为向它们供电，其中任一者现在在本文中称为“设备”。
电池包3014包括电池包外壳3030。所展示的外壳包括主体部分3034、盖部分3038以及分别联接到主体部分3034的第一侧和第二侧的第一侧部分3042和第二侧部分3046。外壳3030的盖部分3038在本文中可以称为“顶部外壳部分3050”，并且主体部分3034以及第一侧部分3042和第二侧部分3046在本文中可以统称为“底部外壳部分3054”。在其他实施例中，外壳3030可以包括一个或多个部分以形成外壳3030。此外，外壳3030包括延伸穿过其中的纵向轴线3058。
外壳3030包括前侧3062、后侧3066、第一横向侧3070、与第一横向侧3070相反的第二横向侧3074、顶侧3078以及与顶侧3078相反的底侧3082。在所展示的实施例中，主体部分3034形成前侧3062、后侧3066和底侧3082。第一侧部分3042和第二侧部分3046分别形成第一横向侧3070和第二横向侧3074，并且盖部分3038形成外壳3030的顶侧3078。
具体参考图69，外壳3030限定内部空腔3086，一个或多个电池单体3090被支撑在该内部空腔中。更具体地，主体部分3034定位在内部空腔3086内并且被配置成接收电池单体3090。因此，主体部分3034被配置成将电池单体90约束在内部空腔3086内的电池单体固持器。
每个电池单体3090可以具有大约3V与大约5V之间的标称电压，并且可以具有大约2Ah与大约6Ah之间(在一些情况下，大约3Ah与大约5Ah之间)的标称容量。电池单体3090可以是任何可再充电电池单体化学物质类型，比如锂(Li)、锂离子(Li-ion)、其他锂基化学物质、镍镉(NiCd)、镍金属氢化物(NiMH)等。
电池单体3090可以以串联连接、并联连接或串并联组合连接以提供电池包14的期望电特性(例如，标称电压、电流输出、电流容量、功率容量等)。电池单体3090通过电池带3094连接在一起(图73B)。此外，电池单体3090电联接到电池触点3098(图69)，这些电池触点被支撑在外壳3030内并且被配置成电气和机械接合设备的设备触点，以促进设备与电池包3014之间的电力传送。
参考图65至图69，顶部外壳部分3050包括壁3102和从壁3102延伸的电池包接口3106。电池包接口3106包括端子块3110，该端子块具有延伸穿过其中的开口3114，这些开口允许触及定位在外壳3030内的电池触点3098(图69)。端子块3110围封电池触点3098。电池包接口3106进一步包括定位在端子块3110的相反侧上的导轨3118、3122和凹槽3126、3130。特别地，凹槽3126、3130被限定在相应的导轨3118、3122与壁3102之间。电池包接口3106被配置成选择性地与具有对应于电池包接口3106的结构(例如，设备触点和凹槽/导轨)的结构的设备接口联接。
参考图69和图71，电池包3014包括定位在外壳3030内的电池包电子器件3134。除了其他方面，电池包电子器件3134包括印刷电路板(PCB)3138、一个或多个电气部件3142(例如，CPU、变压器、FET等)以及电池触点3098。PCB 3138(例如，通过焊接)牢固地联接到主体部分3034并由主体部分支撑。顶部外壳部分3050包括与顶部外壳部分3050的壁3102相反的内表面3146。PCB 138包括与顶部外壳部分3050的内表面3146(图71)成相向关系并与其间隔开的表面3150。
电池触点3098在PCB 3138的一端处(例如，通过焊接)牢固地联接到PCB 3138并从其朝向向内表面3146延伸。电池触点3098的端部被定位成邻近端子块3110的开口3114。此外，电池触点3098与PCB 3138电连接。
参考图65和图70至图72，外壳3030包括注入端口3018。注入端口3018包括一个或多个通道3158，该一个或多个通道定位在外壳3030的一个或多个侧(例如，顶侧3078、底侧3082、前侧3062、后侧3066、第一横向侧面3070、第二横向侧面3074)上。在所展示的实施例中，注入端口3018包括由顶部外壳部分3050限定的单个通道3158，使得通道3158定位在外壳3030的顶侧3078上。通道3158在位于壁3102上的第一端3162穿过顶部外壳部分3050(例如，盖部分3038)到位于顶部外壳部分3050的内表面3146上的第二相反端3166之间延伸。在其他实施例中，外壳3030可以包括延伸穿过外壳3030的相同或不同侧的多个通道(例如，顶侧3078上的两个通道，或顶侧3078上的一个通道和后侧3066上的另一个通道等)。注入端口3018将电池包3014的内部空腔3086连接到外壳3030的外部。
参考图71和图72，通道3158沿注入轴线3170延伸。注入轴线3170相对于纵向轴线3058延伸。在所展示的实施例中，注入轴线3170相对于纵向轴3058以角度A(例如，九十度)延伸。在其他实施例中，一个或多个通道3158可以被定位成使得相应的注入轴线3170平行于纵向轴线3058延伸。此外，所展示的注入轴线3170延伸穿过纵向轴线3058(图72)，但可以替代地与纵向轴线3058间隔开。当提供多个通道3158时，通道3158的每个注入轴线3170可以相对于纵向轴线58以相同或不同的角度A延伸，和/或一个、一些或所有通道3158的注入轴线3170可以延伸穿过纵向轴线3058或与其间隔开。
继续参考图71和图72，通道3158可以被定位成更靠近外壳3030的一些侧3062、3066、3070、3074、3078、3082而不是相应的相反侧3062、3066、3070、3074、3078、3082。例如，从图71的参照系来看，所展示的通道3158被定位为更靠近外壳3030的前侧3062而不是外壳3030的后侧3066。从图72的参照系来看，通道3158被等距地定位在第一横向侧3070与第二横向侧3074之间。因此，注入端口3018选择性地定位在外壳3030上的预定位置处。
通道3158靠近端子块3110定位。此外，通道3158的第二端3166靠近PCB 3138的表面3150定位。通道3158被确定形状和大小以允许流体从外壳3030的外部通过注入端口3018到达内部空腔3086。所展示的通道3158具有圆形截面形状，并且具有预定大小B(例如，直径)。
参考图70至图72，电池包组件3010进一步包括多个引导构件3174。每个引导构件3174被配置成从顶部外壳部分3050的内表面3146延伸的壁(图70)。每个引导构件3174的端部与PCB 3138间隔开(图71至图72)。引导构件3174在内部空腔3086内限定腔室3178，注入端口3018延伸穿过该腔室。腔室3178被定位成邻近PCB 3138(例如，从图72的参照系来看，在上方)。此外，特别参考图71，腔室3178在相对于纵向轴线3058的轴向方向上将端子块3110与内部空腔3086内的PCB 3138的表面3150上方的剩余空间分开。多个引导构件3174被配置成将流体从注入端口3018引导至内部空腔3086的其他部分。
电池包的内部空腔3086被配置成比如在电池包3014的组装期间接收流体。具体地，内部空腔3086具有一定体积，并且电池包3014的每个部件(例如，电池单体3090、PCB3138等)和流体占据预定百分比的体积。例如，在一些实施例中，电池包部件占据至少百分之七十五的体积并且流体占据百分之十五或更少的体积。因此，流体被配置成填充电池包部件与外壳3030的内表面之间的间隙。更进一步地，在一些实施例中，流体可以不填充一些间隙，使得内部空腔3086的体积的一部分(例如，百分之十或更少)可以不被电池包部件或流体占据。这部分体积在本文中可以称为内部空腔3086的“未占据空间”。在所展示的实施例中，未占据空间位于由顶部外壳部分3050限定的内部空腔3086的一部分内(例如，靠近顶部外壳部分3050的内表面3146并且靠近电池触点3098)。
在一些实施例中，电池包部件占据体积的百分之八十至百分之八十五之间，流体占据体积的百分之五到十五，并且剩余体积是未占据空间。在进一步的实施例中，电池包部件占据体积的百分之八十五至百分之九十之间，流体占据体积的百分之五到十五，并且剩余体积是未占据空间。在进一步的实施例中，电池包部件占据体积的百分之九十至百分之九十五之间，流体占据体积的百分之二至百分之五之间，并且剩余体积是未占据空间。
该流体包括粘合剂材料(例如，胶水)。在所展示的实施例中，流体是905两部分加成固化导热硅树脂密封剂。粘合剂材料被配置成(例如，经由注入端口3018)倾注到电池包3014中，直到粘合剂材料占据内部空腔3086的预定体积，然后允许在电池包3014内固化成为硬化涂层或层3188(图73H)。具体地，流体被配置成覆盖电池单体3090的一个、一些或所有端部、主体部分3034的上表面3182(图73C)和/或PCB 3138的表面3150(即，包括PCB 3138的电部件3142，如图73G所示)。流体分布在内部空腔3086内(例如，比如通过引导构件3174和重力)，使得至少每个电池触点3098的端部部分未被粘合剂材料覆盖。一旦硬化，粘合剂材料便被配置成在内部空腔3086内形成表面。
如下表1所示，可以制造905两部分加成固化导热硅树脂密封剂粘合剂材料，使得粘合剂材料的比如热导率(W/m-K)、密度(g/cm3)、体积电阻率(Ω·cm)和混合粘度(mPa-sec)的特性中的一些可以变化。例如，TDS-905(G11)的热导率等于0.7或更大，并且TDS-9225(G91)的热导率等于3.0或更大。此外，TDS-905(G11)的体积电阻率等于1.0*1013，并且TDS-9225(G91)的体积电阻率大于1.0*1012。
表1：展示特性差异的各类型的粘合剂材料。(905两部分加成固化导热硅树脂密封剂粘合剂材料的每种类型均可以从供应商深圳市安品硅树脂材料有限公司(ShenzhenAnpin Silicone Material co.,Ltd.)商购获得)
图73A至图73F展示了图65的电池包组件3010的制造过程的一个示例。在步骤一中，参考图73A，提供电池单体3090和电池单体固持器(即，主体部分3034)。电池单体3090中的每一个被接收在(例如，推入)电池单体固持器3034中。在步骤二中，参考图73B，将电池带3094(例如，通过焊接)固定到电池单体3090中的每一个的端部。在步骤三中，参考图73C，将PCB 3138(例如，通过焊接)固定到主体部分3034的上表面3182。在步骤四中，参考图73D，将顶部外壳部分3050(具有注入端口3018)定位在底部外壳部分3054的主体部分3034上。在步骤五中，参考图73E，将第一侧部分3042和第二侧部分3046定位在主体部分3034的第一侧和第二侧上。延伸穿过第一侧部分3042和第二侧部分3046的紧固件(例如，螺钉3186；图69)将整个组件固定在一起。在所展示的实施例中，在外壳3030的每个横向侧3070、3074上使用四个紧固件3186。在步骤六中，参考图73F，使用注入端口3018将流体注入到外壳3030的内部空腔3086中。在所展示的实施例中，管3190与通道3158的注入轴线3170对准，并且流体通过管3180被引导进入通道3158中。因此，通过单次注入流体来将流体接收在内部空腔3086中。
在其他实施例中，如图73G至图73H所示，首先组装底部外壳部分3054(例如，将主体部分3034以及第一侧部分3042和第二侧部分3046联接在一起)，并且在将顶部外壳部分3050联接到底部外壳部分3054之前，将一些流体接收在(例如，注入)底部外壳部分3054中(图73G)。然后使用顶部外壳部分3050的注入端口3018将剩余的流体接收在完成的组件的内部空腔3086中。图73H展示了在剩余流体被接收在内部空腔3086中并且顶部外壳部分3050与底部外壳部分3054分离之后位于内部空腔3086中的流体。因此，通过至少两次注入流体来将流体接收在内部空腔3086中。
在进一步的其他实施例中，完全组装电池包3014(即，通过图73A至图73E中的步骤一至五)，然后将电池包3014定位在真空内，然后再发起将流体注入到电池包3014的内部空腔3086中的步骤六(图73F)。
粘合剂材料被配置成是导热的。例如，如下表2所示，在以下三种不同放电下测试了多个电池包的热测试：40A、50A和60A。温度传感器T1至T6分别定位在背包内的六个不同位置：T1靠近PCB 3138的一端定位在主体部分3034的上表面3182上，T2靠近PCB 3138的具有电池触点3098的相反端定位在主体部分3034的上表面3182上，T3至T5定位在相应电池单体3090的端部上，并且T6定位在外壳3030的底侧3082上。每个温度传感器确定相应位置处的温度读数。与没有粘合剂材料的电池包相比，具有粘合剂材料的电池包3014(例如，电池包3#和4#)在相应电池包3014的放电期间在六个位置中的每一个处具有整体较低的温度。因此，当电池单体3090放电时，具有粘合剂材料的电池包3014有助于将热量从电池单体3090和电池单体固持器3034热传导出去。因此，粘合剂材料可以提高电池包3014的热性能，从而可以提高电池包循环寿命和循环运行时间。
表2：在以下三种不同放电下有粘合剂材料和无粘合剂材料的电池包的热测试的测试结果：40A、50A和60A。
粘合剂材料被配置成抑制水和/或湿气的进入和/或增加电池包外壳3030的强度。更具体地，粘合剂材料被配置成在电池包部件(电池单体3090、PCB 3138等)与外壳3030的外部之间形成屏障。因此，水和/或湿气被抑制到达电池包外壳3030的内部空腔3086。粘合剂材料还被配置成消除容纳在电池包3014中的各种结构/部件之间的空间，并且将电池包部件联接到外壳3030的内表面以及彼此联接。因此，外壳3030的强度增加(例如，如果电池包3014掉落)。此外，粘合剂材料被配置成承受-50℃至200℃之间的温度范围，未被配置成在固化期间收缩，和/或被配置成是非腐蚀性的。
图74展示了电池包组件3010的电池包3014’的另一示例，该电池包可以包括与上文图65至图73F中所示的电池包3014的实施例相同的部件和特征。因此，上文对电池包组件3010的讨论同样适用于电池包3014并且不再重述。具体地，电池包3014’可以包括具有一个或多个通道3158的注入端口3018，该一个或多个通道被配置成将流体引导到电池包3014的内部空腔中。
附录中提供了本披露内容的另外细节。
尽管已经参考某些优选实施例详细描述了本实用新型，但是在所描述的本实用新型的一个或多个独立方面的范围和精神内存在变化和修改。
在权利要求中阐述了本实用新型的各种特征。

Claims (20)

1.一种电池包组件，其特征是，包括：
外壳，该外壳具有多个侧并且限定内部空腔，其中，该外壳被密封，使得防止空气存在于该内部空腔；
电池单体组件，该电池单体组件定位在该内部空腔中，该电池单体组件包括多个电池单体和支撑这些电池单体的框架，其中，该框架包括第一支撑构件、第二支撑构件以及连接该第一支撑构件和该第二支撑构件的多个支腿构件，其中，该第一支撑构件和该第二支撑构件各自具有在第一边缘与第二边缘之间延伸的主体，该第二边缘与该第一边缘相反，并且其中，该主体限定被配置成与这些电池单体中的一个对准的多个开口；以及
风扇，该风扇被配置成使空气在该外壳内循环并通过该电池单体组件。
2.如权利要求1所述的电池包组件，其中，进一步包括与该外壳集成的散热器。
3.如权利要求1所述的电池包组件，其中，进一步包括定位在该内部空腔内的多个挡板，其中，这些挡板中的每一个被定位成将气流朝向该电池单体组件引导。
4.如权利要求1所述的电池包组件，其中，该电池包组件被配置成高功率电池包，并且该电池包组件可连接到机动化动力工具并可操作为向该机动化动力工具供电。
5.如权利要求1所述的电池包组件，其中，该电池单体组件被布置在该内部空腔内，使得这些电池单体中的每一个相对于该外壳的纵向轴线定向。
6.如权利要求1所述的电池包组件，其中，这些电池单体中的每一个通过电线连接到连接器，该连接器被定位成邻近相应的电池单体，其中，该连接器是导电板并且直接联接到这些电池单体中的至少两个，并且其中，该连接器定位在该第二支撑构件的侧表面上。
7.如权利要求1所述的电池包组件，其中，进一步包括电池端子触点，其中，该电池单体组件被电连接在该电池包组件内并且被电连接到该电池端子触点。
8.如权利要求1所述的电池包组件，其中，该第一支撑构件和该第二支撑构件被配置成维持这些电池单体在该内部空腔内的位置。
9.如权利要求1所述的电池包组件，其中，该第一支撑构件被定位成邻近该外壳的内表面，并且其中，该第一支撑构件联接到该外壳的内表面。
10.如权利要求1所述的电池包组件，其中，进一步包括电池电子器件，其中，该内部空腔内未被该电池单体组件或该电池电子器件占据的空间被分成一个或多个气流通道，该一个或多个气流通道被定位成围绕该电池单体组件。
11.如权利要求1所述的电池包组件，其中，该风扇被定位成邻近该电池单体组件。
12.如权利要求1所述的电池包组件，其中，这些电池单体定位在金属套筒或塑料套筒中，并且其中，该外壳或该外壳的围绕这些电池单体的一部分未被密封，使得该风扇能够从该电池包组件的外部交换空气。
13.如权利要求1所述的电池包组件，其中，这些电池单体中的每一个被等距间隔开。
14.如权利要求1所述的电池包组件，其中，邻近行的电池单体在纵向方向、竖直方向和横向方向上对准。
15.如权利要求1所述的电池包组件，其中，邻近行的电池单体相对于彼此交错并偏移。
16.一种电池包组件，其特征是，包括：
外壳，该外壳限定内部空腔；
电池单体组件，该电池单体组件定位在该内部空腔中，该电池单体组件包括多个电池单体和支撑这些电池单体的框架；
风扇，该风扇被配置成使空气在该外壳内循环并通过该电池单体组件；以及
气流隧道，该气流隧道被设置在该外壳的顶侧上并且与该外壳的内部空腔处于流体连通，该气流隧道包括偏转器，该偏转器被配置成围绕该电池单体组件的周边和定位在该电池单体组件内的邻近的电池单体之间的间隙来引导通过该风扇循环的一些空气。
17.如权利要求16所述的电池包组件，其中，该外壳被密封，使得防止空气存在于该内部空腔。
18.如权利要求16所述的电池包组件，其中，该框架包括第一支撑构件、第二支撑构件以及连接该第一支撑构件和该第二支撑构件的多个支腿构件，其中，该第一支撑构件和该第二支撑构件各自具有在第一边缘与第二边缘之间延伸的主体，该第二边缘与该第一边缘相反，并且其中，该主体限定被配置成与这些电池单体中的一个对准的多个开口。
19.如权利要求18所述的电池包组件，其中，该气流隧道具有曲线形状，以用于接收气流并将该气流往回朝向这些电池单体引导。
20.如权利要求16所述的电池包组件，其中，该偏转器具有端部部分和两个引导构件，其中，这些电池单体通过密封该外壳或该外壳的一部分的导热间隙填充物、粘合剂、灌封物或密封剂而热联接到该气流隧道、该偏转器或该端部部分。
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