TW201633585A - 電池總成、電池系統以及車輛電池 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種包括多個圓柱形類型單元的電池。三個圓柱形單元可按三角形架構配置，其中電隔離間隔物位於三個圓柱形單元之間，且殼體可包覆單元以限制形成單元群組的單元的相對移動。藉由電隔離間隔物分離的多個單元群組可經由匯流條電性耦接且經配置以形成單元模組，其中多個單元模組可包含於電池中，且其中單元模組可經由模組間連接器電性耦接。

Description

電池模組系統

本申請案是有關於包括圓柱形類型電池單元的多單元電池系統的模組化設計。

許多電池利用串聯及並聯組裝的圓柱形電池單元來滿足電池的電流及/或電壓要求。電池單元可經堆疊且經由匯流條電連接至彼此。此等圓柱形類型電池可用於混合電動車輛（hybrid electric vehicle；HEV）及完全電動車輛中以用於推進。

然而，本發明者在本文中已認識到圓柱形類型多單元電池的可能問題。作為一個實例，歸因於圓柱形類型電池中的電池單元的低填充密度，電池可為龐大的。因此，可增加車輛的封裝大小以適應電池的大小。另外，相對於包括矩形電池單元的電池而言，電池的結構穩定性可能受到減少，這至少部分歸因於圓柱形電池單元的形狀。另外，此等圓柱形類型電池包括複雜的電氣電路系統，且因此，子總成層級下的診斷及校正問題可能花費大量時間。

在一個實例中，可藉由一種包括單元群組的電池總成解決上文所描述的問題，單元群組包括：三個圓柱形電池單元，其以三角形架構配置；電隔離間隔物，其位於三個圓柱形電池單元之間且在電池單元的末端之間延伸；以及殼體，其包覆於電池單元周圍以用於限制單元及間隔物的相對移動，電池更包括用於保持單元群組的外殼。

在另一實例中，一種電池可包括：多個圓柱形單元；初級外鞘，其將多個圓柱形單元中的三個結合在一起以形成單元群組；次級外鞘，其結合兩個或大於兩個單元群組；電池單元模組，其包括次級外鞘及兩個或大於兩個單元群組；以及外殼，其容納電池單元模組。

在又一實例中，一種車輛電池可包括：兩個或大於兩個電池單元模組，兩個或大於兩個電池單元模組中的每一者包括：兩個或大於兩個單元群組，兩個或大於兩個單元群組包括三個圓柱形電池單元及包覆於單元周圍的初級外鞘；兩個或大於兩個電隔離間隔物，其位於兩個或大於兩個單元群組之間；次級外鞘，其包覆於兩個或大於兩個單元群組周圍；匯流條，其電性耦接至兩個或大於兩個單元群組的圓柱形電池單元；以及電壓監測突片，其電性耦接至匯流條以用於監測圓柱形電池單元的電壓；模組間連接器，其用於電性耦接兩個或大於兩個電池單元模組；以及外殼，其用於保持兩個或大於兩個電池單元模組。

以此方式，可藉由利用外鞘包覆以三個為群組形式的電池單元而增加圓柱形類型電池的填充密度。另外，可藉由堆疊群組以形成單元模組且接著經由匯流條電性耦接單元模組而增加填充密度。藉由包覆以三個為群組形式的單元並實體地將其結合，可增加單元模組的剛性。換言之，可減少圓柱形單元相對於彼此的移動。

應理解的是，提供以上發明內容以按簡化形式介紹進一步描述於實施方式中的概念的選擇。其並不意欲識別所主張標的物的關鍵或必需特徵，所主張標的物的範疇唯一地藉由實施方式之後的申請專利範圍來界定。此外，所主張標的物並不限於解決上文或在本揭露內容的任何部分中指出的任何缺點的實施。

以下描述是有關於圓柱形單元類型電池的模組化設計。如圖1及圖2中所繪示，圓柱形單元可以三個為群組形式填充在一起，舉例來說，每一群組具有確切三個個別圓柱形單元。接著可堆疊多個單元群組且將其緊固至彼此以形成較大的總成（諸如圖3及圖4中所繪示的電池單元模組）。可藉由匯流條以串聯及並聯的方式電性耦接單元。匯流條端子可電性耦接至佈線線束（如圖5及圖6的實例中所繪示），且不同單元模組的佈線線束可經由連接器電性耦接至彼此（如圖7及圖8中所繪示）。以此方式，若干單元模組可包含於單一電池中。模組化設計可提供圓柱形單元的較緊密的填充密度，其可增加電池的效率，增加大量生產電池的能力，以及增加在子總成層級診斷及校正發生故障組件的能力。具體而言，圓柱形單元柱總成的相對移動可能更受限制，且因此，電池單元總成的結構可保持硬質並維持特定架構。因此，可增加電池單元總成的結構穩定性，當與圓柱形單元一起運作時，所述情形可為重要的設計挑戰。

圖1至圖8繪示電池的實例架構，諸如參看以下圖7及圖8繪示的電池系統701，其中電池的各種組件相對定位。若組件經繪示為彼此直接接觸或直接耦接，則至少在一個實例中，此等組件可分別被稱作直接接觸或直接耦接。類似地，至少在一個實例中，經繪示為相連或鄰近彼此的組件，其可分別為相連或鄰近彼此。作為實例，彼此共面接觸佈置的組件可被稱作彼此共面接觸或彼此實體地接觸。作為另一實例，在至少一個實例中，彼此隔開定位且之間僅存在空間而無其他組件之元件，其可被稱作彼此隔開定位且之間僅存在空間而無其他組件。作為又一實例，經繪示為在彼此上方/下方、在彼此對置側或在彼此左/右方的元件可被稱作相對於彼此在彼此上方/下方、在彼此對置側或在彼此左/右方。另外，如諸圖中所繪示，在至少一個實例中，最頂部的元件或元件點可被稱作組件的「頂部」，且最底部的元件或元件點可被稱作組件的「底部」。如本文所使用，頂部/底部、上部/下部、上方/下方可相對於諸圖的垂直軸線而言，且用以描述諸圖的元件相對於彼此的定位。因此，在一個實例中，經展示為在其他元件上方的元件，其垂直地定位於其他元件上方。作為又一實例，諸圖內描繪的元件的形狀可被稱作具有彼等形狀（例如，諸如為圓形、直線形、平面、彎曲、磨圓、倒角、有角，或其類似者）。另外，在至少一個實例中，繪示為彼此相交的元件可被稱作與元件相交或元件彼此相交。再另外，在一個實例中，繪示於另一元件內或繪示於另一元件外部的元件可稱作在另一元件內或在另一元件外部。

圖1繪示可包含於電池中的單元區塊或群組101的例示性實施例的分解側視透視圖100。單元群組101包括一或多個圓柱形電池單元102，電池單元102各自包含陽極或負單元端子104及陰極或正單元端子106，端子104及端子106安置於電池單元102相對的末端處。具體而言，電池單元102中的每一者可包括第一末端103處的陽極104及與之相對的第二末端105處的陰極106。末端103及末端105可藉由彎曲表面107接合。因此，單元102的圓柱形形狀可藉由末端103及末端105的大小以及在末端103與末端105之間延伸的彎曲表面107的輪廓界定。如圖1的實例中所繪示，單元群組101可包含三個電池單元102。然而，應瞭解，在其他實例中，單元群組101可包含多於三個或少於三個電池單元102。

電池單元102可按界定單元群組101的形狀的似金字塔形或三角形架構配置。因此，單元102的末端103及末端105可彼此齊平，且單元102可經由單元102中的每一者的彎曲表面107彼此介接。群組101中的單元102可取決於其陽極及陰極相對於彼此的定向而彼此平行或反平行定向。因此，當單元102的陽極及陰極面向相同方向時，單元102中的兩者或大於兩者可彼此平行定向。替代性地，當單元102的陽極及陰極面向相反方向時，單元102中的兩者或大於兩者可彼此反平行定向，以使得對於任何兩個反平行單元102而言，單元102中的每一者的第一末端103與另一單元的第二末端105對準。在單元群組101包含單元102中的三者的實例中，諸如在圖1中所繪示的實例中，單元102中的兩者可彼此平行定向，其中單元102的陽極及陰極指向相同方向，且單元群組101中的第三單元可在相反方向上定向。在相同方向上定向的兩個單元可被稱作電池單元102的並行對110。在與並行對110相反方向上或與並行對110反平行定向的第三單元可被稱作反向單元112。因此，在單元群組101包含單元102中的三者的實例中，並行對110及反向單元112可一起包括單元群組101。

換言之，當堆疊電池單元時，鄰近電池單元102可經配置以使得單元端子104及單元端子106在相似極性鄰接彼此的匹配定向中對準，或在相反極性鄰接彼此的交替架構中對準。換言之，鄰近電池單元102的陽極及陰極可在相對於彼此相同或相反的位置中定向。因此，在匹配的定向中，電池單元102中的一者的負單元端子104可與鄰近電池單元的負單元端子104對準，或在交替的架構中，電池單元102中的一者的負單元端子104可與電池單元102中的另一者的正單元端子106對準。在實例中，其中單元102以三個為群組的形式耦接至彼此（諸如圖1的實例中所繪示），群組101中的三個單元102中的兩者可在匹配的定向上定向。

群組101可更包含定位於群組101中的單元102之間的非導電介電間隔物108。具體而言，間隔物108可定位於距單元群組101中的單元102中的每一者的中心軸線X-X'等距處。間隔物108可由彈性擠出物製成以例如提供單元102之間的間距及衝擊吸收。間隔物108之形狀可為三角形，其具有符合單元102的形狀的幾何結構。另外，間隔物108可在電池單元102的末端103與末端105之間延伸。間隔物108可包含凹表面109。凹表面109中的每一者可實體地接觸單元群組101中的單元102中的一者的彎曲表面107。因此，間隔物108可實體地及電性地分離單元群組101中的單元102。因此，單元群組101中的單元102可不實體地彼此接觸，且取而代之的是單元102可僅接觸間隔物108。具體而言，單元群組101中的單元102中的每一者的彎曲表面107可實體地接觸間隔物108，且可能並不實體地接觸群組101中的其他單元102中的任一者的彎曲表面107。因此，單元群組101中的單元102可彼此實體地分離，其中間隔物108可定位於群組101中的單元102中的每一者之間。然而，在其他實例中，除接觸間隔物108之外，單元群組101中的單元102亦可彼此接觸。間隔物108可由電絕緣材料建構而成以減少及/或防止在單元102之間傳遞的電流。換言之，間隔物108可確保在單元102之間的適當空隙以維持電絕緣間隙。如參看以下圖2所繪示，可在組裝時將單元群組101中的單元102包覆並結合在一起。

現參看圖2，其繪示完全組裝時的單元區塊或群組101的例示性實施例的側視透視圖200。因此，以上關於圖1論述的單元群組101組件以及在圖2中具有類似標號的組件於本文圖2的描述中可能不再重新介紹或描述。因此，單元群組101的視圖200繪示經組裝的群組101，其中電池單元102可包覆於初級外鞘204中。初級外鞘204因此可合併及/或結合單元群組101的組件（包含單元102及間隔物108）。初級外鞘204可實體地接觸單元102中的每一者的表面107。然而，初級外鞘204可能並不實體地接觸單元102的末端103及末端105。因此，末端103及末端105以及正單元端子106及負單元端子104分別可能不被初級外鞘204覆蓋且可被曝露。初級外鞘204可為收縮包覆物、聚合物塑膠或保持單元群組101的形狀的其他合適介質。因此，外鞘204可包括在以下情形之材料：在經加熱時收縮且符合單元群組101中的單元102中的每一者的表面107以形成限制單元102的相對移動的硬質結構。因此，當外鞘204在單元群組101的單元102周圍收縮時，單元群組101可包括一系列的頂點206及凹面隆脊208。在圖2中所繪示的實例中，單元群組101可包括三個頂點206及三個凹面隆脊208。然而，應瞭解的是，頂點206及隆脊208的數目取決於包含於群組101中的單元102的數目而可大於或少於3。

以此方式，初級外鞘204可減少及/或防止單元群組101中的單元102及間隔物108的相對移動。換言之，初級外鞘204可對單元群組101提供可維持單元群組101的形狀的向內壓縮力。包含初級外鞘204的經組裝的單元群組101可包含與第二末端205對置的第一末端203。第一末端203可包括單元102中的一者的陽極104，其在圖2中所繪示的實例中為反向單元112。因此，第二末端205可包括反向單元112的陰極106。因此，得出結論：第一末端203包括陰極及並行對110的單元102中的每一者的第二末端105，且第二末端203包括陽極及並行對110的單元102中的每一者的第一末端103。因此，單元102中的兩者的陽極及單元102中的一者的陰極可包含於第二末端205處，且單元102中的兩者的陰極及單元102中的一者的陽極可包含於單元群組101的第一末端203處。如以下參看圖3所繪示，單元群組101可包含於其他的單元群組中以形成可包含於電池中的單元模組。

現參看圖3，其繪示單元群組101與其他單元群組組合且經配置以形成電池單元模組302的側視透視圖300。因此，以上關於圖1及圖2論述的單元群組101組件以及在圖3中具有類似標號的組件於本文圖3的描述中可能不再重新介紹或描述。電池單元模組302因此可包括兩個或大於兩個單元群組，其中電池單元模組302中的單元群組中的每一者可與單元群組101相同或類似。因此，應瞭解的是，單元群組101的多個複製物可包含於電池單元模組302中。舉例而言，在圖3中所繪示的實例中，電池單元模組302可包含單元群組101的四個複製物。然而，應瞭解的是，在其他實例中，電池單元模組302可包含單元群組101的多於或少於四個複製物。包含於電池單元模組302中的單元群組的數目及/或其相對於彼此的定向可取決於包含有電池單元模組302的電池的規格而不同。

於圖3中繪示軸線系統315以提供關於電池模組302的組件的相對位置的指示。軸線系統包含垂直軸線319及水平軸線317。垂直軸線319在圖3中指向上下，且水平軸線跨越圖3指向左右。稱為相對於彼此「水平地移位」的電池模組302的組件可沿水平軸線317相對於彼此移位。類似地，稱為相對於彼此「垂直地移位」的電池模組302的組件可沿垂直軸線319相對於彼此移位。因此，電池模組302的組件的大小及/或位置可相對於軸線系統315加以描述。

另外，介電間隔物108可定位於單元群組101的相鄰複製物之間。因此，介電間隔物108可減少及/或防止在電池單元模組302中的每一單元群組101之間傳遞的電流。換言之，間隔物108可確保在單元群組之間的適當空隙以維持電絕緣間隙。因此，每一單元群組101可僅接觸間隔物108而可不接觸電池單元模組302中的另一單元群組101。然而，在其他實例中，單元群組可實體地接觸介電間隔物108及其他單元群組兩者。具體而言，每一單元群組101的初級外鞘204可與介電間隔物108的凹表面109中的一者實體接觸。

此外（或替代地），每一單元群組101的初級外鞘204可與一或多個其他單元群組的初級外鞘204實體地接觸。因此，如圖3的實例中所繪示，其中四個單元群組包含於電池單元模組302中，介電間隔物108的兩個複製物可包含於電池單元模組302中的單元群組之間。換言之，電池單元模組302可包含兩個介電間隔物。總計，介電間隔物108的六個複製物可包含於電池單元模組302中：在四個單元群組內的介電間隔物108的四個複製物（每一單元群組101中的介電間隔物108的一個複製物）以及包含於單元群組之間的介電間隔物108的兩個複製物。然而，應瞭解的是，取決於包含於電池單元模組302中的單元群組101的複製物的數目，於電池單元模組302中可包含介電間隔物108的多於或少於六個複製物。

單元群組可經定向以使得每一單元群組101的頂點206中的一者配合於兩個其他單元群組的鄰近凹面隆脊208之間。以此方式，介電間隔物108在定位於單元群組之間時可定位於單元群組101的頂點206中的一者與電池單元模組302中的兩個其他單元群組的凹面隆脊208之間。因此，在經組裝時，如以下參看圖4所示，每一單元群組101的反向單元112可與鄰近單元群組的反向單元112鄰近及/或實質上對準。因此，鄰近單元群組的反向單元可實質上平行於每一單元群組101的並行對110。另外，單元102可定向於電池單元模組302中以使得並行對110平行於彼此。

另外，包含於電池單元模組302中的單元群組的一半可彼此平行並與單元群組的另一半反平行而定向。因此，在圖3中所繪示的實例中，其中四個單元群組包含於電池單元模組302中，單元群組中的兩者可在相同方向上定向，以使得每一平行單元群組的第一末端203對準。換言之，兩對平行單元群組（每一對反平行於彼此）可包含於單元模組302中。因此，六個陽極及六個陰極可在電池單元模組302的每一末端處對準。

以此方式，當沿軸線系統315的垂直軸線319前進時，電池單元端子的極性（例如，陽極104及陰極106）可交替。因此，陽極104可堆疊於陰極106上方及陰極106下方。類似地，陰極106可堆疊於陽極104上方及陽極104下方。然而，當沿軸線系統315的水平軸線317前進時，電池單元102可經配置以使得存在相同極性的交替對端子。因此，兩個陰極後可接續兩個陽極，如圖3的實例中所繪示。因此，單元102可經堆疊，以使得其形成單元的列，其中所述列平行於彼此並平行於水平軸線317。

現在轉向圖4，其展示在經組裝時的電池單元模組302的例示性實施例的側視透視圖400，電池單元模組302可包含於電池中。因此，以上關於圖1至圖3論述的電池單元模組302以及在圖3中具有類似標號的組件於本文圖4的描述中可不再重新介紹或描述。因此，電池單元模組302的視圖400繪示經組裝的電池單元模組302，其中單元群組可包覆於次級外鞘410中。次級外鞘410因此可合併電池單元模組302的組件（包含單元群組及介電間隔物）。次級外鞘410可實體地接觸電池單元模組302中的單元群組101中的每一者的初級外鞘204。然而，次級外鞘410可不實體地接觸單元102的末端103及末端105。因此，末端103及末端105可不被次級外鞘410覆蓋，且可能被曝露。次級外鞘410可為收縮包覆物、聚合物塑膠，或保持單元群組101的形狀的其他合適介質。因此，次級外鞘410可包括以下情形之材料：在經加熱時收縮且符合電池單元模組302中的每一單元群組101的初級外鞘204，因此界定電池單元模組302的形狀。次級外鞘410因此可形成包封電池單元模組302的單元群組的硬質結構，並因此限制單元群組的相對移動。在一些實例中，次級外鞘410可由與初級外鞘204相同的材料建構而成。然而，在其他實例中，次級外鞘410可由與初級外鞘204不同的材料建構而成。一旦利用次級外鞘410包覆後，電池單元模組302可變成硬質總成。因此，次級外鞘410可為電池單元模組302提供結構穩定性，並可限制及/或抑制電池單元模組302的組件相對於彼此的相對移動。換言之，次級外鞘410可提供向內壓縮力，向內壓縮力可維持電池單元模組302的單元群組、介電間隔物以及其他組件的相對位置。

可使用任何目前最先進的連接技術電性連接每一陽極104及陰極106。在圖4中所繪示的實例中，可將焊接的匯流條404耦接至單元102的電性端子（例如，陽極104及陰極106）以提供其之間的電性連通。具體而言，匯流條404可以並聯的方式電性耦接鄰近單元102。舉例而言，如圖4中所繪示，並行對110可經由匯流條404以並聯的方式電性耦接。另外，單元群組101的反向單元112可經由匯流條404與鄰近單元群組101的反向單元112以並聯的方式電性耦接。因此，匯流條404可以並聯的方式電性耦接相同極性的鄰近單元端子以形成平行對412。平行對412因此可包括彼此以並聯的方式電性耦接的兩個鄰近單元102。因此，平行對412的陽極可經由匯流條404電性耦接至彼此，且平行對412的陰極可經由匯流條404電性耦接至彼此。因此，匯流條404可彼此以並聯的方式電性耦接兩個鄰近單元102的陽極。類似地，匯流條404可彼此以並聯的方式電性耦接兩個鄰近單元102的陰極。

換言之，電池單元102可藉由匯流條404以串聯及並聯的方式電性耦接至彼此。來自相同或不同單元群組101的兩個單元102可以並聯的方式電性耦接以形成平行對412。因此，在圖4中所繪示的實例中，電池模組302可包括六個平行對。每一平行對412可接著藉助於匯流條404而彼此以串聯的方式配置。

因此，在圖4的實例中，其中電池單元模組302經繪示為包含12個單元102，12個單元102可經由匯流條404電性耦接至彼此以形成6個平行對。然而，取決於包含於電池單元模組302中的單元102的數目，可形成多於或少於6個並行對。匯流條404中的每一者可實質上實體地平行於彼此，且可彼此以串聯的方式電性耦接並行對。

匯流條404可更包含用於將匯流條404電性耦接至電池模組302的輸出端的端子。具體而言，匯流條404可包含電流傳遞或互連端子408及電壓監測端子406。互連端子408可提供自電池單元模組302輸出的電流。如以下參看圖7及圖8更詳細的解釋，多個電池模組可在其互連端子408處經由電連接器電性耦接至彼此。如以下參看圖5至圖8更詳細的解釋，電壓監測端子406可電性連接至電池管理系統以用於監測單元電壓。

現在轉向圖5至圖6，其分別繪示描繪電池單元模組302的不同的側視透視圖500及600，其中電壓連接器502在一個末端上電性耦接至電壓監測端子406且在另一其他末端上電性耦接至佈線線束504。因此可在本文的描述中一起描述圖5及圖6。因此，以上關於圖1至圖4論述的電池單元模組302的組件以及在圖5及圖6中具有類似標號的組件於本文圖4及圖5的描述中可能不再重新介紹或描述。具體而言，圖5繪示電池單元模組302的前側透視圖500，其中顯示電池單元模組302的前側503且其中電池單元模組302的背側505自視圖隱藏。圖6繪示電池單元模組302的背側透視圖600，其顯示背側505。因此，圖6繪示相對於圖5中所繪示的視圖500翻轉約180度的電池模組302。

佈線線束504可耦接至電壓連接器502及電池管理連接器506，以用於提供其之間的電性連通。電壓連接器502及佈線線束504可一起提供電壓監測端子406與可電性耦接至電池管理系統（未圖示）的電池管理連接器506之間的電性連接。另外，熱敏電阻508可電性耦接至佈線線束504以量測並監測電池單元102的溫度。因此，來自熱敏電阻508的輸出可用以估計電池單元102的溫度。

圖7至圖8分別繪示示意圖700及示意圖800，其描繪經組裝至外殼708中並經由模組間連接器702電性連接至彼此的多個電池單元模組，以形成電池。因此，可在本文的描述中一起描述圖7及圖8。具體而言，圖7繪示模組化電池或總成701的分解側視透視圖700。圖8繪示經組裝時的電池系統701的側視透視圖800。

因此，電池模組302的多個複製物可電性耦接至彼此以形成電池模組陣列703，其可包含於電池系統701中。因此以上關於圖1至圖6論述的電池單元模組302的組件以及在圖7及圖8中具有類似標號的組件於本文圖7及圖8的描述中可能不再重新介紹或描述。在圖7至圖8中所繪示的實例中，電池模組302的四個複製物可包含於電池系統701中。然而，應瞭解的是，在其他實例中，多於或少於四個電池單元模組可包含於陣列703及電池系統701中。電池單元模組可相對於彼此平行對準以使得不同電池單元模組的單元端子104及單元端子106面向彼此。另外，每一模組302的電池管理連接器506可在陣列703的相同側上對準。

模組間連接器702可在任一末端上電性耦接至不同電池單元模組的互連端子408。因此，模組間連接器702可電性連接鄰近電池單元模組302的互連端子408。換言之，電池模組302的鄰近於彼此定位的兩個複製物可經由模組間連接器702以串聯的方式電性耦接至彼此（模組間連接器702耦接至其各別互連端子408）。因此，在圖7及圖8中所繪示的實例中，其中電池系統701包含電池單元模組302的四個複製物，三個模組間連接器702可包含於電池系統701中以將模組以串聯的方式電性耦接在一起。然而，應瞭解的是，取決於包含於電池系統701中的電池模組的數目，可使用多於或少於三個模組間連接器702。連接器702的數目可相當於比包含於電池系統701中的電池單元模組的數目少1。

負單元連接器704可電性耦接至電池系統701的負第一端子末端705。具體而言，連接器704的第一末端712可耦接至電池模組302（其位於最靠近電池系統701的負第一端子末端705）的互連端子408中的一者，且連接器704的相對第二末端714可形成及/或可耦接至電池系統701的負端子。因此，負單元連接器704可形成電池系統701的負端子的部分或全部。正單元連接器706可電性耦接至電池系統701的相對正第二端子末端707。具體而言，正單元連接器706的第一末端716可耦接至電池模組302（其位於最靠近電池系統701的正第二端子末端707）的互連端子408中的一者，且連接器707的相對第二末端718可形成及/或可耦接至電池系統701的正端子。因此，正單元連接器706可形成電池系統701的正端子的部分或全部。以此方式，負單元連接器704的第二末端714及正單元連接器706的第二末端718可分別在陣列703的相同側上對準（如同每一電池管理連接器506在陣列703的相同側上對準）。

外殼708可包含凹口710，其可經設定大小並經配置以保持電池單元模組。外殼708可為硬質結構，且可限制電池單元模組及其組件在外殼708內的相對移動。外殼708、電池單元模組的陣列701以及連接器702、704以及706可一起形成電池系統701。因此，電池系統701可包含四個電池單元模組，每一模組包括四個電池單元群組，且每一單元群組包括三個圓柱形電池單元102。因此，電池系統701可包含16個電池單元群組，且因此包含48個電池單元102。

以此方式，電池總成可包括：單元群組，其包括以三角形架構配置的三個圓柱形電池單元；電隔離間隔物，其定位於三個圓柱形電池單元之間並在電池單元的末端之間延伸；以及殼體，其包覆於電池單元周圍以用於限制單元及間隔物的相對移動；以及外殼，其用於保持單元群組。在電池總成的以上實例中，三個圓柱形電池單元中的兩者可在相同的平行方向上定向，所述平行方向與三個圓柱形電池單元中的第三者的反平行方向相反，且其中間隔物距三個圓柱形電池單元中的每一者的中心軸線等距。上述電池總成中的任一者或上述電池總成的組合可更包括兩個或大於兩個電池單元模組，其中兩個或大於兩個電池單元模組中的每一者可包含單元群組。在上述電池總成中的任一者或上述電池總成的組合中，兩個或大於兩個電池單元模組中的每一者可更包括三個額外的單元群組，其經由第二殼體實體地耦接至單元群組，且所述第二殼體包覆於三個額外的單元群組及單元群組周圍以用於限制三個額外的單元群組及單元群組的相對移動。在上述電池總成中的任一者或上述電池總成的組合中，兩個或大於兩個電池單元模組中的每一者可更包括兩個次級電隔離間隔物，其位於三個額外的單元群組與單元群組之間。在上述電池總成中的任一者或上述電池總成的組合中，三個額外的單元群組中的兩者可反平行於單元群組而定向。上述電池總成中的任一者或上述電池總成的組合可更包括匯流條，其電性耦接三個額外的單元群組及單元群組的圓柱形單元，其中匯流條可更包括電壓監測端子及電流傳遞端子。上述電池總成中的任一者或上述電池總成的組合可更包括佈線線束，其將電壓監測端子電性耦接至電壓管理連接器以用於提供關於電池單元的電壓的指示。

在另一表示中，電池可包括：多個圓柱形單元；初級外鞘，其將多個圓柱形單元中的三者結合在一起以形成單元群組；次級外鞘，其結合兩個或大於兩個單元群組；電池單元模組，其包括次級外鞘及兩個或大於兩個單元群組；以及外殼，其容納電池單元模組。在上述電池中，多個圓柱形單元中的三者可以三角形架構配置，且初級外鞘可包覆於多個圓柱形單元中的三者中的每一者的彎曲表面周圍。在上述電池中的任一者或電池的組合中，單元群組可包括非導電電隔離間隔物，其定位於多個圓柱形單元中的三者之間以用於限制多個圓柱形單元中的三者之間的電流。在上述電池中的任一者或電池的組合中，電池單元模組可更包括兩個電隔離間隔物，其定位於兩個或大於兩個電池單元群組之間。在上述電池中的任一者或電池的組合中，初級外鞘可由塑膠聚合物建構而成，所述塑膠聚合物在經加熱時可收縮且符合多個圓柱形單元中的三者的形狀並形成圍繞多個圓柱形單元中的三者的硬質結構。在上述電池中的任一者或電池的組合中，多個圓柱形單元可包括正端子及負端子，且其中多個圓柱形單元中的三者中的兩者可在相同的定向上對準以使得單元群組的第一末端包含兩個負端子且單元群組的第二末端包含兩個正端子。在上述電池中的任一者或電池的組合中，電池模組可更包括匯流條，其中匯流條可以串聯或並聯的方式電性耦接多個圓柱形單元，且其中匯流條可包括電壓監測端子及互連端子。在上述電池中的任一者或電池的組合中，電池模組可更包括電壓管理連接器，其電性耦接至電壓監測端子，以用於提供關於多個圓柱形單元的電壓的指示。上述電池中的任一者或電池的組合可更包括模組間連接器，其電性耦接至互連端子中的一者，其中連接器可提供在包含於電池中的電池模組與鄰近電池模組之間的電性連通。

在又一表示中，車輛電池可包括：兩個或大於兩個電池單元模組，其中兩個或大於兩個電池單元模組中的每一者可包括兩個或大於兩個單元群組，且其中兩個或大於兩個單元群組可包括三個圓柱形電池單元及包覆於所述單元周圍的初級外鞘；兩個或大於兩個電隔離間隔物，其定位於兩個或大於兩個單元群組之間；次級外鞘，其包覆於兩個或大於兩個單元群組周圍；匯流條，其電性耦接兩個或大於兩個單元群組的圓柱形電池單元；以及電壓監測突片，其電性耦接至匯流條以用於監測圓柱形電池單元的電壓。電池可另外包含模組間連接器，其用於電性耦接兩個或大於兩個電池單元模組；以及外殼，其用於保持兩個或大於兩個電池單元模組。在上述車輛電池中，初級外鞘及次級外鞘可包括塑膠聚合物。在上述車輛電池中的任一者或車輛電池的組合中，兩個或大於兩個電池單元模組可平行於彼此而對準。

以此方式，藉由以下操作達成增加圓柱形電池單元的填充密度的技術效應：包覆以三個為群組的電池單元、將群組堆疊於單元模組中以及接著經由連接器電性耦接單元模組。藉由包覆以三個為群組的單元以及藉由將其實體地與收縮包覆物或其他可行的包封物結合，可增加單元模組的剛性。換言之，可減少單元相對於彼此的移動。可藉由以下操作進一步增加電池的結構完整性：將單元群組中的兩者堆疊於兩個其他單元群組的頂部上，且接著利用收縮包覆物或其他可行的包封物包覆並結合四個單元群組以形成單元模組。

雖然以上描述了例示性實施例，但此等實施例不意欲描述本發明的所有可能形式。說明書中使用的單詞是描述性而非限制性的單詞，且應理解的是，在不脫離本揭露內容的精神及範疇的情況下可進行各種改變。如先前所描述，可組合各種實施例的特徵以形成可能並未明確地描述或說明的本發明的其他實施例。

雖然可能已將各種實施例描述為關於一或多個所要的特性而言，其提供優勢或者比其他實施例或先前技術實施更佳，但一般熟習此項技術者認識到，可能損害一或多個特徵或特性以達成所要的總的系統屬性，其取決於特定應用及實施。此等屬性可包含（但不限於）成本、強度、耐久性、生命週期成本、可銷售性、外觀、封裝、大小、可服務性、重量、可製造性、易於組裝等。因此，經描述為關於一或多個特性而言，與其他實施例或先前技術實施相比不太需要的實施例並不在本揭露內容的範疇之外且可為特定應用所需要的。

100‧‧‧分解側視透視圖
101‧‧‧群組
102‧‧‧電池單元
103、105‧‧‧末端
104‧‧‧陽極/端子
106‧‧‧陰極/端子
107‧‧‧表面
108‧‧‧間隔物
109‧‧‧凹表面
110‧‧‧並行對
112‧‧‧反向單元
200‧‧‧視圖
203‧‧‧第一末端
204‧‧‧外鞘
205‧‧‧第二末端
206‧‧‧頂點
208‧‧‧凹面隆脊
300‧‧‧側視透視圖
302‧‧‧電池單元模組
315‧‧‧軸線系統
317‧‧‧水平軸線
319‧‧‧垂直軸線
400‧‧‧視圖
404‧‧‧匯流條
406‧‧‧電壓監測端子
408‧‧‧互連端子
410‧‧‧次級外鞘
412‧‧‧平行對
500‧‧‧視圖
502‧‧‧電壓連接器
503‧‧‧前側
504‧‧‧佈線線束
505‧‧‧背側
506‧‧‧電池管理連接器
508‧‧‧熱敏電阻
600‧‧‧背側透視圖
700‧‧‧示意圖/分解側視透視圖
701‧‧‧電池系統
702、704、706‧‧‧連接器
703‧‧‧電池模組陣列
705‧‧‧負第一端子末端
707‧‧‧正第二端子末端
708‧‧‧外殼
710‧‧‧凹口
712‧‧‧第一末端
714‧‧‧第二末端
716‧‧‧第一末端
718‧‧‧第二末端
800‧‧‧示意圖/側視透視圖
X-X'‧‧‧中心軸線

圖1繪示圓柱形電池單元的單元群組的分解側視透視圖。 圖2繪示圖1的經組裝的單元群組的側視透視圖。 圖3繪示包含多個單元群組的電池模組的分解側視透視圖。 圖4繪示圖3的經組裝的電池模組的側視透視圖。 圖5至圖6繪示圖3的電池模組的側視透視圖。 圖7繪示包含多個電池單元模組的電池的分解側視透視圖。 圖8繪示圖7的經組裝的電池的側視透視圖。 此等圖中的每一者大致按比例繪製且因此顯示出組件相對於彼此的相對大小及定位。在替代實施例中，必要時，可使用不同的相對大小及/或定位。

100‧‧‧分解側視透視圖

101‧‧‧群組

102‧‧‧電池單元

103、105‧‧‧末端

104‧‧‧陽極/端子

106‧‧‧陰極/端子

108‧‧‧間隔物

109‧‧‧凹表面

110‧‧‧並行對

112‧‧‧反向單元

X-X'‧‧‧中心軸線

Claims (20)

1. 一種電池總成，其包括： 單元群組，其包括： 三個圓柱形電池單元，其以三角形架構配置； 電隔離間隔物，其位於所述三個圓柱形電池單元之間並在所述電池單元的末端之間延伸；以及 殼體，其包覆於所述電池單元周圍以用於限制所述單元及所述間隔物的相對移動；以及 外殼，其用於保持所述單元群組。
2. 如申請專利範圍第1項所述的電池總成，其中所述三個圓柱形電池單元中的兩者在相同的平行方向上定向，所述平行方向與所述三個圓柱形電池單元中的第三者的反平行方向相反，且其中所述間隔物距所述三個圓柱形電池單元中的每一者的中心軸線等距。
3. 如申請專利範圍第1項所述的電池總成，其更包括兩個或大於兩個電池單元模組，其中所述兩個或大於兩個電池單元模組中的每一者包含所述單元群組。
4. 如申請專利範圍第3項所述的電池總成，其中所述兩個或大於兩個電池單元模組中的每一者更包括經由第二殼體實體地耦接至所述單元群組的三個額外單元群組，所述第二殼體包覆於所述三個額外單元群組及所述單元群組周圍以用於限制所述三個額外單元群組及所述單元群組的相對移動。
5. 如申請專利範圍第4項所述的電池總成，其中所述兩個或大於兩個電池單元模組中的每一者更包括位於所述三個額外單元群組與所述單元群組之間的兩個次級電隔離間隔物。
6. 如申請專利範圍第4項所述的電池總成，其中所述三個額外單元群組中的兩者與所述單元群組反平行定向。
7. 如申請專利範圍第4項所述的電池總成，其更包括匯流條，所述匯流條電性耦接所述三個額外單元群組及所述單元群組的圓柱形單元，且所述匯流條更包括電壓監測端子及電流傳遞端子。
8. 如申請專利範圍第7項所述的電池總成，其更包括佈線線束，所述佈線線束將所述電壓監測端子電性耦接至電壓管理連接器以用於提供關於所述電池單元的電壓的指示。
9. 一種電池系統，其包括： 多個圓柱形單元； 初級外鞘，其將所述多個圓柱形單元中的三者結合在一起以形成單元群組； 次級外鞘，其結合兩個或大於兩個單元群組； 電池單元模組，其包括所述次級外鞘及所述兩個或大於兩個單元群組；以及 外殼，其容納所述電池單元模組。
10. 如申請專利範圍第9項所述的電池系統，其中所述多個圓柱形單元中的所述三者以三角形架構配置，且其中所述初級外鞘包覆於所述多個圓柱形單元中的所述三者中的每一者的彎曲表面周圍。
11. 如申請專利範圍第9項所述的電池系統，其中所述單元群組包括非導電電隔離間隔物，所述非導電電隔離間隔物位於所述多個圓柱形單元中的所述三者之間以用於限制所述多個圓柱形單元中的所述三者之間的電流。
12. 如申請專利範圍第9項所述的電池系統，其中所述電池單元模組更包括位於所述兩個或大於兩個電池單元群組之間的兩個電隔離間隔物。
13. 如申請專利範圍第9項所述的電池系統，其中所述初級外鞘由塑膠聚合物建構而成，所述塑膠聚合物在經加熱時收縮且符合所述多個圓柱形單元中的所述三者的形狀並形成圍繞所述多個圓柱形單元中的所述三者的硬質結構。
14. 如申請專利範圍第9項所述的電池系統，其中所述多個圓柱形單元包括正端子及負端子，且其中所述多個圓柱形單元中的所述三者中的兩者在相同定向上對準以使得所述單元群組的第一末端包含兩個負端子且所述單元群組的第二末端包含兩個正端子。
15. 如申請專利範圍第9項所述的電池系統，其中所述電池模組更包括匯流條，其中所述匯流條以串聯或並聯的方式電性耦接所述多個圓柱形單元，且其中所述匯流條包括電壓監測端子及互連端子。
16. 如申請專利範圍第15項所述的電池系統，其中所述電池模組更包括電性耦接至所述電壓監測端子的電壓管理連接器，以用於提供關於所述多個圓柱形單元的電壓的指示。
17. 如申請專利範圍第15項所述的電池系統，其更包括模組間連接器，所述模組間連接器電性耦接至所述互連端子中的一者，並提供在包含於所述電池中的所述電池模組與鄰近電池模組之間的電性連通以用於在其之間傳導電流。
18. 一種車輛電池，其包括： 兩個或大於兩個電池單元模組，所述兩個或大於兩個電池單元模組中的每一者包括： 兩個或大於兩個單元群組，所述兩個或大於兩個單元群組確切地包括三個圓柱形電池單元及包覆於所述單元周圍的初級外鞘； 兩個或大於兩個電隔離間隔物，其位於所述兩個或大於兩個單元群組之間； 次級外鞘，其包覆於所述兩個或大於兩個單元群組周圍； 匯流條，其電性耦接所述兩個或大於兩個單元群組的所述圓柱形電池單元；以及 電壓監測突片，其電性耦接至所述匯流條以用於監測所述圓柱形電池單元的電壓； 模組間連接器，其用於電性耦接所述兩個或大於兩個電池單元模組；以及 外殼，其用於保持所述兩個或大於兩個電池單元模組。
19. 如申請專利範圍第18項所述的車輛電池，其中所述初級外鞘及所述次級外鞘包括塑膠聚合物。
20. 如申請專利範圍第18項所述的車輛電池，其中所述兩個或大於兩個電池單元模組彼此平行對準。