电池组和组装电池组的方法与流程

本发明人在此已经认识到需要一种改进的电池组和一种组装电池组的方法。

技术实现要素：

提供了一种根据示例性实施例的电池组。该电池组包括电池组壳体，电池组壳体限定内部区域。电池组壳体进一步具有与内部区域连通的进口孔隙和出口孔隙。电池组进一步包括电池模块，电池模块被设置在邻近进口孔隙的、电池组壳体的内部区域中。电池模块具有第一电池单元、热交换器以及第一端板和第二端板。第一电池单元和第一热交换器被设置为彼此抵靠，并且进一步被设置在第一端板和第二端板之间。热交换器限定通过热交换器的第一流动路径部分。第一电池单元具有第一端和第二端。第一端板大体平行于电池模块的纵向轴线延伸。第一端板具有第一端部分和第二端部分。第一端板的第一端部分纵向地延伸超过第一电池单元的第一端。第一端板的第二端部分纵向地延伸超过第一电池单元的第二端。第二端板大体平行于电池模块的纵向轴线延伸。第二端板具有第一端部分和第二端部分。第二端板的第一端部分纵向地延伸超过第一电池单元的第一端。第二端板的第二端部分纵向地延伸超过第一电池单元的第二端。电池组进一步包括热传导壳体，热传导壳体在电池组壳体的内部区域中被设置成位于电池模块和电池组壳体的出口孔隙之间。热传导壳体在热传导壳体和电池组壳体之间限定第二流动路径部分。第二流动路径部分与第一流动路径部分连通。电池组进一步包括电风扇，电风扇被设置在电池组壳体的内部区域中。电风扇适于促使空气流动通过进口孔隙并且通过第一流动路径部分和第二流动路径部分、并且进一步通过电风扇的一部分并且通过电池组壳体的出口孔隙。

提供了一种根据另一示例性实施例的用于组装电池组的方法。该方法包括设置电池组壳体、电池模块、热传导壳体和电风扇。电池组壳体限定内部区域。电池组壳体进一步具有与内部区域连通的进口孔隙和出口孔隙。电池模块具有第一电池单元、热交换器以及第一端板和第二端板。第一电池单元和第一热交换器被设置为彼此抵靠，并且进一步被设置在第一端板和第二端板之间。热交换器限定通过热交换器的第一流动路径部分。第一电池单元具有第一端和第二端。第一端板大体平行于电池模块的纵向轴线延伸。第一端板具有第一端部分和第二端部分。第一端板的第一端部分纵向地延伸超过第一电池单元的第一端。第一端板的第二端部分纵向地延伸超过第一电池单元的第二端。第二端板大体平行于电池模块的纵向轴线延伸。第二端板具有第一端部分和第二端部分。第二端板的第一端部分纵向地延伸超过第一电池单元的第一端。第二端板的第二端部分纵向地延伸超过第一电池单元的第二端。该方法进一步包括将电池模块邻近于进口孔隙地设置在电池组壳体的内部区域中。该方法进一步包括将热传导壳体设置在位于电池模块和电池组壳体的出口孔隙之间、电池组壳体的内部区域中。热传导壳体在热传导壳体和电池组壳体之间限定第二流动路径部分。第二流动路径部分与第一流动路径部分连通。该方法进一步包括将电风扇设置在电池组壳体的内部区域中。电风扇适于促使空气流动通过进口孔隙并且通过第一流动路径部分和第二流动路径部分、并且进一步通过电风扇的一部分并且通过电池组壳体的出口孔隙。

附图说明

图1是根据示例性实施例的电池组的概图；

图2是图1的电池组的另一幅概图；

图3是图1的电池组的部分透视俯视图；

图4是图1的电池组的部分透视仰视图；

图5是图1所示电池组中采用的电池组壳体的基底部分的概图；

图6是图1的电池组的横截面概图；

图7是图1所示电池组中采用的电池模块的概图；

图8是图7的电池模块的另一幅概图；

图9是沿着图7所示电池模块中的线9-9截取的横截面概图；

图10是沿着图7所示电池模块中的线10-10截取的横截面概图；

图11是图7所示电池模块的一部分的分解视图；

图12是示出第一、第二和第三热交换器的端部的、图7所示电池模块的第一侧的概图；

图13是示出第一、第二和第三热交换器的端部的、图7所示电池模块的第二侧的概图；

图14是图7所示电池模块中采用的框架部件的概图；

图15是图14所示框架部件的另一幅概图；

图16是图15所示框架部件的另一幅概图；

图17是示出热交换器的端部的、图15所示框架部件的侧视图；

图18是图15所示框架部件的第一侧的概图；

图19是图15所示框架部件的第二侧的概图；

图20是图15所示框架部件中的热交换器中采用的第一导热板的第一侧的概图；

图21是图20所示第一导热板的第二侧的概图；

图22是图15所示框架部件中的热交换器中采用的第二导热板的第一侧的概图；

图23是图1所示电池组中采用的热传导壳体的概图；

图24是图23所示热传导壳体的另一幅概图；

图25是图23所示热传导壳体的底侧的概图；

图26是图23所示热传导壳体的另一幅概图；

图27是根据另一示例性实施例的、组装电池模块的方法的流程图；并且

图28是根据另一示例性实施例的、组装电池组的方法的流程图。

具体实施方式

参考图1-6，提供了根据示例性实施例的电池组10。电池组10包括电池组壳体30、电池模块34、热传导壳体38、DC/DC电压转换器42和电风扇46。电池组10的一个优点在于，电池组10具有带有端板230、232的电池模块34，端板230、232延伸超过内部电池单元，以将空气引导到接触电池单元的热交换器中。因此，电池组10不需要单独的空气歧管来将空气引导到接触电池单元的热交换器中。

参考图1、2和5，电池组壳体30设置成在其中保持电池组10的其余构件。电池组壳体30具有限定内部区域74的基底部分70和上盖72。内部区域74包括内部空间76和内部空间78。

参考图5，基底部分70包括底壁90和侧壁92、94、96、98。侧壁92、94、96、98联接到底壁90，并且大体垂直于底壁90向上延伸。侧壁92、94大体相互平行地延伸。此外，侧壁96、98大体相互平行并且垂直于侧壁92、94延伸。侧壁92包括延伸通过侧壁92的进口孔隙112，侧壁94包括延伸通过侧壁94的出口孔隙114。在一个示例性实施例中，基底部分70由钢或者铝构造。在可替代实施例中，基底部分70由塑料构造。

上盖72可移除地联接到侧壁92、94、96、98，以封装内部区域74。在一个示例性实施例中，上盖72由钢或者铝构造。在可替代实施例中，上盖72由塑料构造。

参考图5-11，电池模块34邻近于进口孔隙112设置在电池组壳体30的内部区域74的内部空间76中。电池模块34包括框架部件120、124、128、绝缘层140、电池单元150、154、158、162、166、170、180、184、188、192、196、200、电池单元互连组件220、222和端板230、232。

参考图7、9，和10，框架部件120、124、128设置成在其间保持电池单元150-200。框架部件124联接到框架部件120、128，并且位于框架部件120、128之间。框架部件120、124、128中的每一个的结构彼此相同。相应地，仅仅将在下面详细描述框架部件120的结构。

参考图14-21，框架部件120具有大体矩形环状的外塑料框架260、中央塑料壁262、263和热交换器264。热交换器264具有第一导热板360和第二导热板362，第一导热板360和第二导热板362联接到一起，并且限定延伸通过第一导热板360和第二导热板362的流动路径部分540。参考图17，流动路径部分540具有流动路径子部550、552、554、556、558、560，流动路径子部550、552、554、556、558、560中的每一个延伸通过第一导热板360和第二导热板362。

参考图14-16，大体矩形环状的外塑料框架260围绕第一导热板360和第二导热板362的外周缘区域来联接。第一大体矩形环状的外塑料框架360具有第一侧壁280、第二侧壁282、第三侧壁284和第四侧壁286。第一侧壁280和第二侧壁282大体相互平行地延伸。第三侧壁284和第四侧壁286被联接在第一和第二侧壁280、282之间，并且大体相互平行且垂直于第一侧壁280和第二侧壁282延伸。

中央塑料壁262以大体平行于第一侧壁280和第二侧壁282的方式在第三侧壁284和第四侧壁286之间延伸。中央塑料壁262被设置在热交换器264的导热板360的第一侧380(图20所示)的一部分上。

中央塑料壁263以大体平行于第一侧壁280和第二侧壁282的方式在第三侧壁284和第四侧壁286之间延伸。中央塑料壁263被设置在热交换器264的导热板362的第一侧480(图22所示)的一部分上。

第一侧壁280、第三侧壁284和第四侧壁286以及中央塑料壁262限定了用于在其中接收电池单元的区域。第二侧壁282、第三侧壁284和第四侧壁286限定了用于在其中接收另一个电池单元的区域。

第一侧壁280具有延伸通过第一侧壁280的孔隙300、302、304。孔隙300与流动路径子部550、552流体连通。而且，孔隙302与流动路径子部554、556流体连通。此外，孔隙304与流动路径子部558、560流体连通。

参考图17，第二侧壁282具有延伸通过第二侧壁282的孔隙310、312、314。孔隙310与流动路径子部550、552流体连通。而且，孔隙312与流动路径子部554、556流体连通。此外，孔隙314与流动路径子部558、560流体连通。

参考图14和15，第三侧壁284具有在其中延伸的凹槽320、322、324、326。第四侧壁286具有在其中延伸的凹槽330、332、334、336。凹槽320、330被构造成通过凹槽320、330接收电池单元的第一电端子和第二电端子。此外，凹槽324、334被构造成通过凹槽324、334接收另一个电池单元的第一电端子和第二电端子。进而，凹槽322、332被构造成通过凹槽322、332接收另一个电池单元的第一电端子和第二电端子。最后，凹槽326、336被构造成通过凹槽326、336接收另一个电池单元的第一电端子和第二电端子。

参考图20-22，热交换器264包括第一导热板360和第二导热板362，第一导热板360和第二导热板362联接到一起，并且限定了完全通过第一导热板360和第二导热板362延伸的流动路径部分540。

第一导热板360包括具有第一侧380和第二侧382的板部分370。板部分370包括细长凹陷部分390、392、394、396、398、400、402、404、406、408和凹陷边缘部分410、412。在一个示例性实施例中，板部分370由铝制成，并且呈大体矩形。

第二导热板362包括具有第一侧480和第二侧482的板部分470。板部分470包括细长凹陷部分490、492、494、496、498、500、502、504、506、508和凹陷边缘部分510、512。在一个示例性实施例中，板部分470由铝制成，并且呈大体矩形。

第一导热板360联接到第二导热板362，使得细长凹陷部分390、392、394、396、398、400、402、404、406、408分别接触并且联接到细长凹陷部分490、492、494、496、498、500、502、504、506、508，并且凹陷边缘部分410、412接触并且联接到凹陷边缘部分510、512。板360、362限定了流动路径部分540，流动路径部分540具有流动路径子部550、552、554、556、558、560，所述流动路径子部550、552、554、556、558、560完全通过板360、362的纵向长度延伸。

参考图7，框架部件124具有与上述框架部件120相同的结构。框架部件124具有大体矩形环状的外塑料框架570、第一中央塑料壁和第二中央塑料壁(未示出)以及热交换器572。

框架部件128具有与上述框架部件120相同的结构。框架部件128具有大体矩形环状的外塑料框架580、第一中央塑料壁和第二中央塑料壁(未示出)以及热交换器582。

参考图6、9和10，框架部件120和端板232被构造成在其间保持电池单元150、180。此外，框架部件120的热交换器264被设置在电池单元150、154之间并且接触电池单元150、154。而且，热交换器264被设置在电池单元180、184之间并且接触电池单元180、184。

框架部件120、124被构造成在其间保持电池单元154、158。此外，框架部件120、124被构造成在其间保持电池单元184、188。框架部件124的热交换器572被设置在电池单元158、162之间并且接触电池单元158、162。而且，热交换器572被设置在电池单元188、192之间并且接触电池单元188、192。

框架部件124、128被构造成在其间保持电池单元162、166。此外，框架部件124、128被构造成在其间保持电池单元192、196。框架部件128的热交换器582被设置在电池单元166、170之间并且接触电池单元166、170。而且，热交换器582被设置在电池单元196、200之间并且接触电池单元196、200。

框架部件128和绝缘层140(图9所示)被构造成在其间保持电池单元170、200。框架部件128的热交换器582被设置为抵靠电池单元170、200。端板230联接到框架部件128，使得绝缘层140被设置在框架部件128和电池单元170、200之间。

电池单元150、154、158、162、166、170、180、184、188、192、196、200中的每个被构造成产生操作电压。在一个示例性实施例中，电池单元150-200是具有大体矩形本体部分和一对电端子的袋型锂离子电池单元。在一个示例性实施例中，电池单元150-200利用电池单元互联和电压感测组件220、222上的互连部件相互串联地电联接。此外，在一个示例性实施例中，通过利用超声波焊接机将电池单元150-200的电端子超声波焊接到相应的互连部件，电池单元150-200的电端子联接到相应的互连部件。电池单元150-200的结构彼此相同。

参考图9，电池单元150具有矩形壳体640，所述矩形壳体640设置有电端子642、644，所述电端子642、644分别从壳体640的第一端和第二端延伸。电端子642电联接并且物理联接到电池单元互连和电压感测组件220。电端子644电联接并且物理联接到电池单元互连和电压感测组件222。

电池单元154具有矩形壳体650，所述矩形壳体650设置有电端子652、654，所述电端子652、654分别从壳体650的第一端和第二端延伸。电端子652电联接并且物理联接到电池单元互连和电压感测组件220。电端子654电联接并且物理地联接到电池单元互连和电压感测组件222。

电池单元158具有矩形壳体660，所述矩形壳体660设置有电端子662、664，所述电端子662、664分别从壳体660的第一端和第二端延伸。电端子662电联接并且物理联接到电池单元互连和电压感测组件220。电端子664电联接并且物理联接到电池单元互连和电压感测组件222。

电池单元162具有矩形壳体670，所述矩形壳体670设置有电端子672、674，所述电端子672、674分别从壳体670的第一端和第二端延伸。电端子672电联接并且物理联接到电池单元互连和电压感测组件220。电端子674电联接并且物理联接到电池单元互连和电压感测组件222。

电池单元166具有矩形壳体680，所述矩形壳体680设置有电端子682、684，所述电端子682、684分别从壳体680的第一端和第二端延伸。电端子682电联接并且物理联接到电池单元互连和电压感测组件220。电端子684电联接并且物理联接到电池单元互连和电压感测组件222。

电池单元170具有矩形壳体690，所述矩形壳体690设置有电端子692、694，所述电端子692、694分别从壳体690的第一端和第二端延伸。电端子692电联接并且物理联接到电池单元互连和电压感测组件220。电端子694电联接并且物理联接到电池单元互连和电压感测组件222。

电池单元150-170的串联组合利用细长互连部件与电池单元180-200的串联组合串联电联接。

参考图10，电池单元180具有矩形壳体700，所述矩形壳体700设置有电端子702、704，所述电端子702、704分别从壳体700的第一端和第二端延伸。电端子702电联接并且物理联接到电池单元互连和电压感测组件220。电端子704电联接并且物理联接到电池单元互连和电压感测组件222。

电池单元184具有矩形壳体710，所述矩形壳体710设置有电端子712、714，所述电端子712、714分别从壳体710的第一端和第二端延伸。电端子712电联接并且物理联接到电池单元互连和电压感测组件220。电端子714电联接并且物理联接到电池单元互连和电压感测组件222。

电池单元188具有矩形壳体720，所述矩形壳体720设置有电端子722、724，所述电端子722、724分别从壳体720的第一端和第二端延伸。电端子722电联接并且物理联接到电池单元互连和电压感测组件220。电端子724电联接并且物理联接到电池单元互连和电压感测组件222。

电池单元192具有矩形壳体730，所述矩形壳体730设置有电端子732、734，所述电端子732、734分别从壳体730的第一端和第二端延伸。电端子732电联接并且物理联接到电池单元互连和电压感测组件220。电端子734电联接并且物理联接到电池单元互连和电压感测组件222。

电池单元196具有矩形壳体740，所述矩形壳体740设置有电端子742、744，所述电端子742、744分别从壳体740的第一端和第二端延伸。电端子742电联接并且物理联接到电池单元互连和电压感测组件220。电端子744电联接并且物理联接到电池单元互连和电压感测组件222。

电池单元200具有矩形壳体750，所述矩形壳体750设置有电端子752、754，所述电端子752、754分别从壳体750的第一端和第二端延伸。电端子752电联接并且物理联接到电池单元互连和电压感测组件220。电端子754电联接并且物理联接到电池单元互连和电压感测组件222。

参考图6，端板230、232设置成引导冷却空气分别通过框架部件120、124、128的流动路径部分540、574、584。端板230、232具有框架部件120-128和设置在其间的电池单元150-200。

端板230大体平行于电池模块34的纵向轴线768延伸。端板230具有第一端部分770和第二端部分772。第一端部分770朝向进口孔隙112纵向地延伸超过电池单元150-170中的每一个的第一端。第二端部分772纵向地延伸超过电池单元180-200中的每一个的第二端。

端板232大体平行于电池模块34的纵向轴线768延伸。端板232具有第一端部分780和第二端部分782。第一端部分780朝向进口孔隙112纵向地延伸超过电池单元150-170中的每一个的第一端。第二端部分782纵向地延伸超过电池单元180-200中的每一个的第二端。

参考图5、6和23-26，热传导壳体38设置成在其中保持电联接到电池模块34的电池单元的DC/DC电压转换器42。热传导壳体38将来自DC/DC电压转换器42的热量传递至流过热传导壳体的空气。热传导壳体38被设置在位于电池组壳体30的出口孔隙114和电池模块34之间的、电池组壳体30的内部区域74的内部空间78中。热传导壳体38在热传导壳体38和电池组壳体30之间限定流动路径部分804。流动路径部分804与电池模块34的流动路径部分540、574、584流体连通，并且与出口孔隙114流体连通。

热传导壳体38包括壳体部分800和框架部件802。壳体部分800包括底壁810和在第一方向上从底壁810向外延伸的散热片820、822、824、826、840、842、844、846、848。散热片820-848相互间隔开，从而在散热片820-848之间限定了流动路径部分804。散热片820-848被设置在基底部分70的底壁90(图5所示)上。在示例性实施例中，热传导壳体38由铝制成。当然，在可替代实施例中，热传导壳体38能够例如由其它材料、诸如钢或者其它金属合金制成。

参考图6和23，框架部件802联接到热传导壳体38的外部，并且包括出口部分870，出口部分870朝向风扇46和电池组壳体30的出口孔隙114引导空气。

参考图5和6，电风扇46被设置在邻近电池组壳体30的出口孔隙114的、电池组壳体30的内部区域74中。电风扇46适于促使空气流动通过进口孔隙112，并且通过电池模块的流动路径部分540、574、584和流动路径部分804，并且进一步通过电风扇46的一部分，并且通过电池组壳体30的出口孔隙114。在可替代实施例中，电风扇46被设置为邻近进口孔隙112。

参考图6、14、16、17和27，提供了根据另一个示例性实施例的、组装电池模块34的一部分的方法的流程图。

在步骤900中，使用者提供电池单元154、184。在步骤900之后，该方法前进到步骤902。

在步骤902中，使用者提供具有大体矩形环状的外塑料框架260和热交换器264的框架部件120。热交换器264具有第一导热板360和第二导热板362，第一导热板360和第二导热板362联接到一起并且限定延伸通过第一导热板360和第二导热板362的流动路径部分540(图17所示)。流动路径部分540具有延伸通过第一导热板360和第二导热板362的至少流动路径子部554、558。大体矩形环状的外塑料框架260围绕第一导热板360和第二导热板362的外周缘区域联接。大体矩形环状的外塑料框架260具有第一侧壁280、第二侧壁282、第三侧壁284和第四侧壁286。第一侧壁280和第二侧壁282大体相互平行地延伸。第三侧壁284和第四侧壁286联接在第一侧壁280和第二侧壁282之间，并且大体相互平行且垂直于第一侧壁280和第二侧壁282延伸。第一侧壁280具有延伸通过第一侧壁280的孔隙302、304(图14所示)，孔隙302、304分别与流动路径子部554、558连通。第二侧壁282具有延伸通过第二侧壁282的孔隙312、314(图17所示)，孔隙302、304分别与流动路径子部554、558连通。在步骤902之后，该方法前进到步骤904。

在步骤904中，使用者将电池单元154设置在热交换器264的第一导热板360的第一侧上，并且使得电池单元154抵靠第一导热板360的第一侧。在步骤904之后，该方法前进到步骤906。

在步骤906中，使用者将电池单元184设置在热交换器264的第一导热板360的第一侧上，并且使得电池单元184抵靠第一导热板360的第一侧。电池单元184进一步被设置为邻近于电池单元154。在步骤906之后，该方法前进到步骤908。

在步骤908中，使用者提供电池单元158、188和具有热交换器572的框架部件124。在步骤908之后，该方法前进到步骤910。

在步骤910中，使用者将电池单元158设置在电池单元154上，并且使得电池单元158抵靠电池单元154。在步骤910之后，该方法前进到步骤912。

在步骤912中，使用者将电池单元188设置在电池单元184上，并且使得电池单元188抵靠电池单元184。在步骤912之后，该方法前进到步骤914。

在步骤914中，使用者将热交换器572设置在电池单元158、188上。

参考图2、6和28，提供了根据另一个示例性实施例的、组装电池组10的方法的流程图。

在步骤930，使用者设置电池组壳体30、电池模块34、热传导壳体38和电风扇46。电池组壳体30限定了内部区域74。电池组壳体30进一步包括与内部区域74连通的进口孔隙112和出口孔隙114。电池模块34具有电池单元154、热交换器264和端板230、232。电池单元154和热交换器264彼此抵靠设置，并且进一步被设置在端板230、232之间。热交换器264限定了通过热交换器264的流动路径部分540。电池单元154具有第一端和第二端。端板230大体平行于电池模块34的纵向轴线768延伸。端板230具有第一端部分770和第二端部分772。端板230的第一端部分770纵向地延伸超过电池单元154的第一端。端板230的第二端部分772纵向地延伸超过电池单元154的第二端。端板232大体平行于电池模块34的纵向轴线768延伸。端板232具有第一端部分780和第二端部分782。端板232的第一端部分780纵向地延伸超过电池单元154的第一端。端板232的第二端部分782纵向地延伸超过电池单元154的第二端。在步骤930之后，该方法前进到步骤932。

在步骤932中，使用者将电池模块34设置在邻近进口孔隙112的、电池组壳体30的内部区域74中。在步骤932之后，该方法前进到步骤934。

在步骤934中，使用者将热传导壳体38设置在位于电池模块34和电池组壳体30的出口孔隙114之间的、电池组壳体30的内部区域74中。热传导壳体38在热传导壳体38和电池组壳体30之间限定路径部分804。流动路径部分804与流动路径部分540流体连通。在步骤934之后，该方法前进到步骤936。

在步骤936中，使用者将电风扇46设置在邻近电池组壳体30的出口孔隙114的、电池组壳体30的内部区域74中。电风扇46适于促使空气流动通过进口孔隙112，并且通过路径部分540、804，并且进一步通过电风扇46的一部分，并且通过电池组壳体30的出口孔隙114。

电池组和组装该电池组的方法提供优于其它电池组和方法的实质性优点。特别地，该电池组和方法利用具有第一端板和第二端板的电池模块，该第一端板和第二端板延伸超过电池单元的端部以将空气引导到抵靠电池单元设置的热交换器中从而冷却电池模块。

虽然已经结合仅有限数目的实施例详细描述了要求受保护的本发明，但是应该理解，本发明不限于这种公开的实施例。实际上，要求受保护的本发明能够被修改为结合任何数目的、至此未予描述但是与本发明的精神和范围相称的变型、更改、替代或者等价布置。另外地，虽然已经描述了要求受到保护的本发明的各种实施例，但是应该理解本发明的方面可以包括所描述实施例中的仅仅某些实施例。相应地，要求受到保护的本发明不被视为受到前面的说明所限制。