电池组的制作方法

本发明人已经认识到一种对能够更易于制造的改进电池组的需求。

技术实现要素：

提供一种根据示例性实施例的电池组。该电池组包括第一电池模块，所述第一电池模块具有第一电池框架组件和第二电池框架组件以及第一电池单体和第二电池单体。第一电池框架组件具有第一塑料框架构件、第一导热板、第一汇流条和第一电压感测构件。第一塑料框架构件具有第一矩形环状主体，第一矩形环状主体具有限定第一中央空间的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁。第一矩形环状主体的第一侧壁和第二侧壁彼此大体垂直地延伸。第一矩形环状主体的第三侧壁和第四侧壁被联接至第一矩形环状主体的第一侧壁和第二侧壁，并且彼此大体垂直地延伸。第一导热板被联接至第一矩形环状主体的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁，并且适于封入第一中央空间。第一导热板的第一板部被布置在第一矩形环状主体的第二侧壁的外表面上。第一汇流条具有第一立柱和联接至第一立柱的第一导电主体。第一立柱从第一矩形环状主体的第一侧壁向外延伸。第一导电主体延伸穿过第一矩形环状主体的第三侧壁并且从该第三侧壁向外延伸。第一电压感测构件具有第一感测立柱和联接至第一感测立柱的第一感测主体。第一感测立柱从第一矩形环状主体的第一侧壁向外延伸。第一感测主体延伸穿过第一矩形环状主体的第四侧壁并且从该第四侧壁向外延伸。第一电池单体具有第一主体部以及分别从第一主体部的第一端和第二端向外延伸的第一电端子和第二电端子。第一电池单体的第一电端子被联接至第一汇流条的第一导电主体。第一电池单体的第二电端子被联接至第一电压感测构件的第一感测主体。第二电池单体具有第二主体部以及分别从第二主体部的第一端和第二端向外延伸的第一电端子和第二电端子。第二电池单体的第二电端子被联接至第一电池单体的第二电端子。第二电池框架组件被联接至第一电池框架组件，使得第一电池单体和第二电池单体被布置在第一电池框架组件和第二电池框架组件之间。

附图说明

图1是根据示例性实施例的具有电池组的电池系统的示意图；

图2是图1的电池组的示意图；

图3是示出在其中采用第一电池模块和第二电池模块的图2的电池组的局部分解图；

图4是图2的电池组的横截面图；

图5是图2的电池组的示意图，指示了流过电池组的电流的路径；

图6是图3的第一电池模块的分解图；

图7是图6的第一电池模块的另一分解图；

图8是在图6的第一电池模块中采用的第一电池框架组件的示意图；

图9是图8的第一电池框架组件的另一示意图；

图10是图8的第一电池框架组件的分解示意图；

图11是图8的第一电池框架组件的部分透明视图；

图12是图8的第一电池框架组件的横截面示意图；

图13是在图8的第一电池框架组件中采用的汇流条的示意图；

图14是在图8的第一电池框架组件中采用的电压感测构件的示意图；

图15是在图6的第一电池模块中采用的第二电池框架组件的示意图；

图16是图15的第二电池框架组件的另一示意图；

图17是图15的第二电池框架组件的分解示意图；

图18是图15的第二电池框架组件的部分透明视图；

图19是图15的第二电池框架组件的横截面示意图；

图20是图15的第二电池框架组件的一部分的示意图；以及

图21是图15的第二电池框架组件的放大部分的示意图。

具体实施方式

参考图1-图4，其中提供了根据示例性实施例的电池系统10。电池系统10包括电池组20、冷却板22、冷却系统24、电力分配系统26、电压感测电路28和微处理器30。电池系统10的优点在于系统10采用具有电池模块的电池组20，该电池模块易于采用被至少部分地嵌入电池模块的电池框架组件内的汇流条(而不采用单独互连电路板)电联接在一起。因此，电池组20易于“扩展”，这意味着能够易于通过仅将新电池模块抵靠电池组中的另一电池模块布置，并且采用联接在两者之间的外部汇流条将新电池模块的汇流条物理联接和电联接至其它电池模块的汇流条而将另外的电池模块添加至电池组20。此外，电池组20采用至少部分地嵌入电池框架组件内的电压感测构件，这允许了电压感测电路易于与该电压感测构件联接，以监测电池组20的电压水平和电流水平。

电池组20包括电池模块70、72和外部汇流条74。外部汇流条74将电池模块70电联接至电池模块72。

参考图1、图2和图6，电池模块70包括电池框架组件90、92和电池单体94、96。电池框架组件90、92彼此联接，并且在两者之间保持电池单体94、96。

参考图8-图12，电池框架组件90包括塑料框架构件110、导热板112、汇流条114和电压感测构件116。

塑料框架构件110包括矩形环状主体130和多个交叉构件132。矩形环状主体130具有限定第一中央空间140的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁150、152、154、156。第一侧壁和第二侧壁150、152彼此大体垂直地延伸。第三侧壁和第四侧壁154、156被联接至第一侧壁和第二侧壁150、152，并且彼此大体垂直地延伸。第三侧壁154包括延伸穿过其中的凹槽160，以接收穿过其中的电端子442(如图6中所示)。第四侧壁156包括延伸穿过其中的凹槽162，以接收穿过其中的电端子444(如图7中所示)。

多个交叉构件132联接在第一侧壁和第二侧壁150、152之间并且联接到第一侧壁和第二侧壁150、152，并且横跨第一中央空间140延伸。多个交叉构件132中的每个交叉构件都被彼此以预定距离布置，使得在每对交叉构件之间形成空间。

参考图8和图10，导热板112被联接至矩形环状主体130的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁150、152、154、156，并且适于封入(enclose)第一中央空间140。特别地，导热板112包括板部170、172。板部172包括第一外周端、第二外周端、第三外周端和第四外周端180、182、184、186。板部170被联接至板部172的第二端182，并且大体垂直于板部172延伸。板部172的第一外周端、第二外周端、第三外周端和第四外周端180、182、184、186被分别至少部分地封装(encapsulated)在矩形环状主体130的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁150、152、154、156内。板部172的第二外周端182延伸穿过矩形环状主体130的第二侧壁152。此外，导热板112的板部170被布置在矩形环状主体130的第二侧壁152的外表面上。在示例性实施例中，导热板112由钢构成。在可替代实施例中，例如，导热板112能够由其它导热材料诸如铜、铝或者不锈钢构成。

参考图6、图8和图14，汇流条114被构造成电联接至电池单体94的电端子442。在示例性实施例中，例如，汇流条114由导电金属诸如铜或者钢构成。汇流条114具有立柱200和联接至立柱200的导电主体202。导电主体202包括板部204、206、208、210。立柱200被联接至板部204并且大体垂直于板部204延伸。板部202被联接至板部204的端部，并且大体垂直于板部204延伸。板部208被联接至板部206的侧边缘，并且大体垂直于板部206延伸。同样地，板部210被联接至板部208的端部，并且大体垂直于板部208延伸。此外，板部206、210彼此大体平行地延伸。立柱200从矩形环状主体130的第一侧壁150向外延伸。导电主体202的板部210延伸穿过处于凹槽160的近端的矩形环状主体130的第三侧壁154，并且从第三侧壁154向外延伸。

参考图7、图8、图13和图15，电压感测构件116被构造成电联接至电池单体94的电端子444。在示例性实施例中，例如，电压感测构件116由导电金属诸如铜或者钢构成。导电构件116具有感测立柱220和联接至感测立柱220的感测主体222。感测主体222包括板部224、226、228、230。联接至板部224的感测立柱220大体垂直于板部224。联接至板部224的端部的板部222大体垂直于板部224延伸。板部228被联接至板部226的侧边缘，并且大体垂直于板部226延伸。此外，板部232被联接至板部228的端部，并且大体垂直于板部228延伸。此外，板部226、230彼此大体平行地延伸。感测立柱220从矩形环状主体130的第一侧壁150向外延伸。电压感测构件116的感测主体222的板部230延伸穿过处于凹槽162的近端的矩形环状主体130的第四侧壁156并且从第四侧壁156向外延伸。

参考图15-图21，电池框架组件92包括塑料框架构件130、导热板312和汇流条314。

参考图6和图15-图17，塑料框架构件310包括矩形环状主体330和多个交叉构件332。矩形环状主体330具有限定第二中央空间340的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁350、352、354、356。第一侧壁和第二侧壁350、352彼此大体垂直地延伸。第三侧壁和第四侧壁354、356联接至第一侧壁和第二侧壁350、352，并且彼此大体垂直地延伸。第三壁354包括延伸穿过其中的凹槽360，以接收穿过其中的电端子452(如图6中所示)。此外，第四壁156包括延伸穿过其中的凹槽362(如图16中所示)，以接收穿过其中的电端子454(如图6中所示)。

多个交叉构件332联接在第一侧壁和第二侧壁350、352之间且与第一侧壁和第二侧壁350、352联接，并且横跨第二中央空间340延伸。多个交叉构件332中的每个交叉构件都彼此以预定距离布置，所得在每对交叉构件之间形成空间。

参考图15-图17，导热板312被联接至矩形环状主体330的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁350、352、354、356，并且适于封入第二中央空间340。特别地，导热板312包括板部370、372。板部372包括第一外周端、第二外周端、第三外周端和第四外周端380、382、384、386。板部370被联接至板部372的第二端382，并且大体垂直于板部372延伸。板部372的第一外周端、第二外周端、第三外周端和第四外周端380、382、384、386被分别至少部分地封装在矩形环状主体330的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁350、352、354、356内。板部372的第二外周端382延伸穿过矩形环状主体330的第二侧壁352。此外，导热板312的板部370被布置在矩形环状主体330的第二侧壁352的外表面上。在示例性实施例中，导热板312由钢构成。在可替代实施例中，例如，导热板312能够由其它导热材料，诸如铜、铝或者不锈钢构成。

参考图6和图17，汇流条314被构造成电联接至电池单体96的电端子452。在示例性实施例中，例如，汇流条314由导电金属，诸如铜或者钢构成。汇流条314具有立柱400和联接至立柱400的导电主体402。导电主体402包括板部404、406、408、410。立柱400被联接至板部404并且大体垂直于板部404延伸。板部402被联接至板部404的端部，并且大体垂直于板部404延伸。板部408被联接至板部406的侧边缘，并且大体垂直于板部406地延伸。同样地，板部410被联接至板部408的端部，并且大体垂直于板部408延伸。此外，板部406、410彼此大体平行地延伸。立柱400从矩形环状主体330的第三侧壁354向外延伸。导电主体402的板部410延伸穿过处于凹槽360的近端的矩形环状主体330的第三侧壁354，并且从第三侧壁354向外延伸。

参考图3、图6和图7，电池单体94抵靠电池框架组件90的塑料框架构件110和导热板112布置，并且被进一步抵靠电池单体96布置。电池单体94包括主体部440和电端子442、444。电端子442从主体部440的第一端向外延伸，并且电联接至主体部440内的有源元件。电端子442进一步延伸穿过形成在塑料框架构件110中的凹槽160。此外，电端子442电联接至汇流条114。电端子444从主体部440的第二端向外延伸，并且电联接至主体部440内的有源元件。电端子444进一步延伸穿过形成在塑料框架构件110中的凹槽162(如图7中所示)。此外，电端子444电联接至电池单体96的电压感测构件116和电端子454两者。在示例性实施例中，电池单体94是锂离子袋袋式电池单体。当然，在可替代实施例中，例如，电池单体94能够为另一种电池单体，诸如镍金属氢化物电池单体。在运行期间，电池单体94在电端子442、444之间产生电压。此外，在运行期间，电池单体94的主体部440接触导热板112，导热板112从电池单体94的主体部440提取热能从而冷却电池单体94。

参考图3、图6和图7，电池单体96抵靠电池框架组件92的塑料框架构件310和导热板312布置。电池单体96包括主体部450和电端子452、454。电端子452从主体部450的第一端向外延伸，并且电联接至主体部450内的有源元件。电端子452进一步延伸穿过形成在塑料框架构件310中的凹槽360。此外，电端子452电联接至汇流条314。电端子454从主体部450的第二端向外延伸，并且电联接至主体部450内的有源元件。电端子454进一步延伸穿过形成在塑料框架构件310中的凹槽362(如图7中所示)。此外，电端子454电联接至电池单体94的电端子444。在示例性实施例中，电池单体96是锂离子袋式电池单体。当然，在可替代实施例中，例如，电池单体96能够为另一种电池单体，诸如镍金属氢化物电池单体。在运行期间，电池单体96在电端子452、454之间产生电压。此外，在运行期间，电池单体96的主体部450接触导热板312，导热板312从主体部450提取热能从而冷却电池单体96。

电池框架组件90、92被构造成联接在一起，并且被构造成在两者之间保持电池单体94、96。在示例性实施例中，电池框架组件90、92的塑料框架构件110、310分别被超声焊接在一起。

参考图1-图4，其中示出具有与电池模块70相同结构的电池模块72。电池模块72包括电池框架组件490、492和电池单体494、496。电池框架组件490、492彼此联接，并且在两者之间保持电池单体494、496。

电池框架组件490包括塑料框架构件510、导热板512、汇流条514和电压感测构件516，它们分别具有与塑料框架构件110、导热板112、汇流条114和电压感测构件116相同的结构。

参考图4和图7，电池框架组件490包括塑料框架构件610、导热板612和汇流条614，它们具有分别与塑料框架构件310、导热板312和汇流条314相同的结构。

参考图2-图4，电池单体494抵靠电池框架组件490的塑料框架构件510和导热板512布置，并且被进一步抵靠电池单体496布置。电池单体494包括主体部730(如图4所示)和电端子732、734。电端子732从主体部730的第一端向外延伸，并且电联接至主体部730内的有源元件。电端子732进一步延伸穿过形成在塑料框架构件510中的凹槽。此外，电端子732电联接至汇流条514。电端子734从主体部730的第二端向外延伸，并且电联接至主体部730内的有源元件。电端子734进一步延伸穿过形成在塑料框架构件510中的凹槽。此外，电端子734被联接至电池单体496的电压感测构件516和电端子754两者。在示例性实施例中，电池单体494是锂离子袋式电池单体。当然，在可替代实施例中，例如，电池单体494能够为另一种电池单体，诸如镍金属氢化物电池单体。在运行期间，电池单体494在电端子732、734之间产生电压。此外，在运行期间，电池单体494的主体部730接触导热板512，导热板512从主体部730提取热能从而冷却电池单体494。

电池单体496抵靠电池框架组件492的塑料框架构件610和导热板612布置。电池单体496包括主体部750和电端子752、754。电端子752从主体部750的第一端向外延伸，并且电联接至主体部750内的有源元件。电端子752进一步延伸穿过形成在塑料框架构件610中的凹槽。此外，电端子752电联接至汇流条614。电端子754从主体部750的第二端向外延伸，并且电联接至主体部750内的有源元件。电端子754进一步延伸穿过形成在塑料框架构件610中的凹槽。此外，电端子754电联接至电池单体494的电端子734。在示例性实施例中，电池单体496是锂离子袋式电池单体。当然，在可替代实施例中，例如，电池单体496能够为另一种电池单体，诸如镍金属氢化物电池单体。在运行期间，电池单体496在电端子752、754之间产生电压。此外，在运行期间，电池单体496的主体部750接触导热板512，导热板512从主体部750提取热能从而冷却电池单体496。

参考图1、图3和图5，外部汇流条74被设置成将电池模块70电联接至电池模块72。外部汇流条74联接至汇流条314的立柱和汇流条514的立柱并且位于汇流条314的立柱和汇流条514的立柱之间。外部汇流条74包括彼此联接的汇流条板部800、802。汇流条板部802大体垂直于汇流条板部800延伸。汇流条板部800包括延伸穿过其中的凹槽，以接收穿过其中的汇流条314的立柱，并且汇流条板部802包括延伸穿过其中的孔口，以接收穿过其中的汇流条514的立柱。汇流条板部800被布置在塑料框架构件310的矩形环状主体的第三侧壁和塑料框架构件510的矩形环状主体的第三侧壁上并且抵靠它们布置。汇流条板部802被布置在塑料框架构件510的第一侧壁上并且抵靠其布置。

参考图3-图5，现在将描述一种用于流过电池组20的电流的路径。电流从汇流条114流过电池单体94到达电压感测构件116。电流从电压感测构件116流过电池单体96到达汇流条314。电流从汇流条314流过外部汇流条74到达汇流条514。电流从汇流条514流过电池单体494到达电压感测构件516。电流从电压感测构件516流过电池单体496到达汇流条614。

参考图1，电池组20被布置在冷却板22上并且与抵靠其布置。设置冷却板22以冷却电池组20，使得电池组20保持在预定温度范围内。冷却板22具有内部通道，该内部通道延伸穿过冷却板22，以在其中接收来自冷却系统24的冷却剂或者制冷剂。在运行期间，冷却板22从电池组20提取热能，并且将热能传递给流过冷却板22的冷却剂或者制冷剂。冷却系统24被可操作地联接至微处理器30，并且从微处理器30接收控制信号，以控制电池组20的温度。

电力分配系统26被分别地电联接在电池模块70、72的汇流条114、514之间。例如，设置电力分配系统26以将由电池组20产生的运行电压传递给期望的负载，诸如被电联接至电动机的逆变器。电力分配系统26被可操作地联接至微处理器30，并且从微处理器30接收控制信号，以控制将来自电池组20的操作电压传递至期望的负载。

电压感测电路28被电联接在电压感测构件116、516之间。电压感测电路28产生表示电压感测构件116、516之间的电压，并且进一步表示流过电池组20的电流水平的信号。电压感测电路28被可操作地联接至微处理器30，微处理器30从电压感测电路28接收信号，以确定构件116、516之间的电压水平，以及流过电池组20的电流水平。

设置微处理器30以控制冷却系统24和电力分配系统26的操作。进一步设置微处理器30以确定如上所述的流过电池组20的电流水平。特别地，设置微处理器30以执行用于实施上述功能的软件算法。本文所述的功能能够至少部分地体现为具有用于实践该方法的计算机可执行指令的一个或者更多个计算机可读介质的形式。计算机可读介质能够包括一个或者更多个易失性存储装置和/或一个或者更多个非易失性存储装置，其中当计算机可执行指令被载入一个或者更多个存储装置并且被微处理器30执行时，微处理器30变为被编程为实施本文所述的至少部分功能的设备。

本文所述的电池组提供优于其它电池组的实质优点。特别地，该电池组具有易于采用至少部分地嵌入电池模块的电池框架组件内的汇流条(而不采用单独的互连电路板)电联接在一起的电池模块。此外，该电池组采用至少部分地嵌入电池框架组件内的电压感测构件，这允许电压感测电路将易于与该电压感测构件联接，以监测电池组的电压水平和电流水平。

虽然已经仅结合有限数量的实施例详细地描述了所要求保护的发明，但是应易于理解，本发明不限于这些公开的实施例。相反，所要求保护的发明能够被修改，以并入上文未描述，但是符合本发明的精神和范围的任何数量的变体、替代、替换或者等效布置。另外，虽然已经描述了所要求保护的发明的各种实施例，但是应理解，本发明的方面可以仅包括一些所述实施例。因此，所要求保护的发明不应被视为受上述说明限制。