电力模块及其组装方法与流程

本发明涉及一种电源模块及其制造方法。

背景技术：

本发明所属的技术领域是产生为依靠电力运行的机器或装置提供动力的电力系统的技术领域。

在该领域中，对非常紧凑的电池的需求不断增长，这种电池还可以长时间提供高功率。

在该领域中存在现有技术的解决方案，其中方形电池彼此连接以形成功率更大的电力模块。然而，这些解决方案有若干缺点。这些缺点由于方形电池的成本而可能是经济的，但也可能降低最终模块的灵活性，在任何情况下都与其基本单元(在这种情况下是方形电池)的功率有关。

在其他现有技术的解决方案中，使用彼此连接的较小电力单元(例如圆柱形)。后者是在成本与灵活性之间良好的折衷。然而，在功率相等的情况下，要进行的连接的数量非常高，并且这转化为与模块组装相关的成本显著增加，这使先前提到的优点无效。

实际上，使用两种已知方法进行连接：“引线接合”，其中可熔材料的导线连接至电力单元的电极，其使用焊接到电极和铜集电器(或连接导线)的薄板进行连接。

然而，这些解决方案不能自动化，因此具有需要较长组装时间才能获得高水平电力的缺点。

技术实现要素：

本发明的目的是提供克服现有技术的上述缺点的电力模块及其组装方法。

如所附权利要求书中所述的，所述目的通过根据本发明的电力模块及其组装方法来实现。

根据本说明书的一方面，本发明提供了一种电力模块。在一个实施方式中，电源模块包括多个电力单元。每个电力单元沿着纵向从第一端延伸到第二端。在一个实施方式中，第一端包括第一电极。在一个实施方式中，第二端包括第二电极。在一个实施方式中，所述多个电力单元相对于所述纵向(l)横向地(沿着垂直的横向)彼此并置。

在一个实施方式中，所述电力模块包括第一面板。第一面板具有面向所述多个电力单元的电力单元的第一端的内表面。在一个实施方式中，第一面板包括多个第一接触元件(端子)。所述多个第一接触元件(端子)的每个接触元件(端子)与对应的电力单元的第一电极接触。

在一个实施方式中，所述电力模块包括第二面板。第二面板具有面向所述多个电力单元的电力单元的第二端的内表面。在一个实施方式中，第二面板包括多个第二接触元件(端子)。所述多个第二接触元件(端子)的每个接触元件(端子)与对应的电力单元的第二电极接触。

应该注意的是，相对于表述“接触元件”，在没有限制保护范围的情况下，在本说明书中使用术语“端子”来指代“接触元件”。接触元件，换言之，端子，可以是任何“接触件”、“薄片”或“接线片”。

在一个实施方式中，第一面板包括多个第一孔。所述多个第一孔的每个孔沿着纵向与多个第一端子的相应端子对齐。所述多个第一孔的每个孔沿着纵向与所述多个第一端子的相应端子对齐并且与相应第一电极对齐。在一个实施方式中，第二面板包括多个第二孔。所述多个第二孔的每个孔沿着纵向与所述多个第二端子的相应端子对齐。所述多个第二孔的每个孔沿着纵向与所述多个第二端子的相应端子对齐并且与相应第二电极对齐。

该特征允许从第一面板(和/或第二面板)与所述内表面相对的外表面所面对的环境进入在多个第一端子与第一电极之间的接触区(以及进入在多个第二端子与第二电极之间的接触区域)。该特征允许电力单元的组装工艺的自动化，因此减少了其组装时间。

在一个实施方式中，第一面板包括第一印刷电路板。第一面板的第一印刷电路板连接至多个第一端子。在一个实施方式中，第二面板包括第二印刷电路板。第二面板的第二印刷电路板连接至多个第二端子。

面板上印刷电路板的存在允许减少电力单元接线操作，因为这允许获得已提供电气路径的面板。

在一个实施方式中，所述电力模块包括控制单元。所述控制单元被配置成控制由电力模块供应的电力(也就是说，监控电力单元的状态并且调节其充电状态)。控制单元被配置成调节由电力模块供应的电力。所述电力模块包括第一连接器。所述电力模块包括第二连接器。

在一个实施方式中，所述控制单元通过第一连接器连接至多个第一端子。在一个实施方式中，控制单元通过第二连接器连接至多个第二端子。在一个实施方式中，控制单元通过第一连接器和第一印刷电路板连接至多个第一端子。在一个实施方式中，控制单元通过第二连接器和第二印刷电路板连接至多个第二端子。

在一个实施方式中，电力模块包括温度传感器。温度传感器被配置成检测电力模块的温度。温度传感器连接至控制单元。在一个实施方式中，温度传感器通过第一印刷电路板和/或第一连接器连接至控制单元。在一个实施方式中，温度传感器通过第二印刷电路板和/或第二连接器连接至控制单元。

温度传感器连接至控制单元以向其发送控制信号。在该实施方式中，控制信号代表电力模块的温度。在一个实施方式中，温度传感器在面板的印刷电路板上，以能够在电极与薄片之间的接触点处测量其温度的方式靠近电极。

温度传感器的存在允许关于模块的温度的反馈，根据该反馈能够考虑对电力模块的热状态采取任何纠正措施。

在一个实施方式中，模块包括多个温度传感器。所述多个温度传感器的每个温度传感器与所述多个电力单元中的相应电力单元相关联。所述多个温度传感器的每个温度传感器连接至控制单元，以向其发送代表与之相关联的相应电力单元的温度的相应控制信号。

在一个实施方式中，所述多个温度传感器的每个温度传感器与对应电力单元的相应第一或第二电极相关联。在该实施方式中，模块对于每个电力单元而言具有两个温度传感器，任一个用于所述电力单元的所述第一和第二电极中的每一个。

该特征允许精确的温度分布，其与电力单元紧密相关。这对于考虑进行任何精确的热调节或对于评估单个电力单元的运行状态而言非常有利。

在一个实施方式中，电力模块包括热调节系统。热调节系统被配置成修改电力模块的温度。

在一个实施方式中，热调节系统包括风扇。该风扇被配置成将空气流引向所述多个电力单元。在一个实施方式中，该空气流沿横向进行引导。

在一个实施方式中，控制单元被配置成产生驱动信号。通常而言，驱动信号是用于驱动连接至控制单元的模块组件的未来措施的信号。在一个实施方式中，驱动信号是控制信号的函数。在一个实施方式中，驱动信号是所述多个温度传感器的每个温度传感器的控制信号的函数。控制单元被配置成将所述驱动信号发送至热调节系统，用于教导其通过反馈来调节电力模块的温度。本质上，控制单元被配置成通过反馈来调节热调节系统。

在一个实施方式中，电力模块包括垫片。在一个实施方式中，垫片设置在第一面板的内表面与所述多个电力单元的第一端之间。在一个实施方式中，垫片设置在第二面板的内表面与所述多个电力单元的第二端之间。

在一个实施方式中，电力模块包括第一垫片。在一个实施方式中，电力模块包括第二垫片。

第一垫片设置在第一面板的内表面与所述多个电力单元的第一端之间。第二垫片设置在第二面板的内表面与所述多个电力单元的第二端之间。

所述垫片(或多个垫片)的存在允许电力单元的其他部分与第一面板或第二面板保持隔离，并且仅在第一电极和第二电极处保持电接触。

在一个实施方式中，所述垫片包括板。所述板对于每个电力单元包括相应凹部。每个凹部被配置成容纳相应电力单元的第一端或第二端。在一个实施方式中，对于每个电力单元，所述板包括相应通孔。该通孔在凹槽内制成。所述通孔被配置成允许相应电力单元的第一电极或第二电极分别与第一或第二面板的所述多个第一端子或所述多个第二端子的相应端子接触。

在一个实施方式中，电力模块包括多个拉杆。所述多个拉杆偶联至所述第一面板和第二面板。具体而言，所述第一面板和第二面板分别包括多个第一组装孔和多个第二组装孔。多个拉杆连接至第一面板的多个第一组装孔。多个拉杆连接至第二面板的多个第二组装孔。所述多个拉杆偶联至所述第一面板和第二面板，以将多个电力单元保持处于组装位置。在一个实施方式中，所述组装位置是在多个第一端子和第二端子与电力单元的相应第一或第二电极之间进行电连接的位置。

在一个实施方式中，多个第一和第二端子的端子包括相应接线片。所述接线片连接至第一面板和第二面板的内表面。所述接线片从第一面板和第二面板的内表面突出。具体而言，所述接线片包括第一端，其连接至第一面板和第二面板的内表面。具体而言，所述接线片包括第二端，其连接至第一面板和第二面板的内表面。设置在第一端与第二端之间的接线片的一部分不与第一面板和第二面板的内表面接触，而是相对于其沿着纵向突出。设置在第一端和第二端之间的接线片的一部分越过第一面板和第二面板的所述多个第一孔和多个第二孔的相应孔。

根据本说明书的一方面，本发明还提供了一种电力系统。在一个实施方式中，电力系统是集成电力系统。所述集成电力系统包括根据本发明中描述的任何特征的多个电力模块。所述多个电力模块彼此连接以为供给电压提供供给电流。

集成电力系统包括监控单元。所述监控单元连接至所述多个电力模块的每个控制单元以接收相应控制信号。在一个实施方式中，所述多个电力模块的至少两个电力模块彼此并联连接。在一个实施方式中，所述多个电力模块的至少两个电力模块彼此串联连接。

在一个实施方式中，所述集成系统的多个电力模块限定了电力块。集成系统可以包括串联块，其中电力单元彼此串联连接。集成系统可以包括并联块，其中电力单元彼此并联连接。

每个集成电力块可以包括相应管理单元，其被配置成收集属于该块的每个电力模块的控制信号。集成电力系统的管理单元连接至监控单元。

在一个实施方式中，第一并联块可以串联连接至第二并联块。在一个实施方式中，第一串行块可以并联连接至第二串行块。

在一个实施方式中，集成电源系统包括多个面板。在一个实施方式中，所述多个面板相对于第一面板和第二面板垂直地定向，第一面板和第二面板对应于集成的电力系统的电力模块(至少一个模块)。在一个实施方式中，所述多个面板的每个面板包括以下组件中的一个或多个：

-多个连接器，其被配置成允许在电力模块的控制单元与监控单元之间进行电连接。

-印刷电路板，其被配置成允许在电力模块的控制单元与监控单元之间进行电连接。

-至少一个机械连接器，其被配置成允许在集成的电力系统的电力模块之间进行机械连接。

在一个实施方式中，调节系统的至少一部分沿着所述纵向被插入在所述多个面板的两个面板之间。具体而言，在一个实施方式中，热调节系统的风扇被保持在所述多个面板的两个面板之间，处于与电力模块的电力单元横向对齐的位置。

根据本发明的一个方面，该方法还提供一种用于组装电力模块的方法。

在一个实施方式中，该方法包括制备多个电力单元的步骤，每个电力单元沿着纵向从包括第一电极的第一端延伸到包括第二电极的第二端。在一个实施方式中，该方法包括将所述多个电力单元定位在包括多个第一端子的第一面板与包括多个第二端子的第二面板之间的步骤。所述多个第一端子的每个端子与对应电力单元的第一电极接触以限定第一焊接区。所述多个第二端子的每个端子与对应电力单元的第二电极接触以限定第二焊接区。

在一个实施方式中，该方法包括在多个第一端子与多个电力单元的第一电极之间进行第一焊接的步骤。第一焊接的步骤发生在第一焊接区。第一焊接的步骤在第一电极和第一面板的相应端子之间形成电连接。

在一个实施方式中，该方法包括在多个第二端子与多个电力单元的第二电极之间进行第二焊接的步骤。第二焊接的步骤发生在第二焊接区。第二焊接的步骤在第二电极和第二面板的相应端子之间形成电连接。

所述电力单元的这种集成允许在小空间内以快速组装工艺获得高功率水平。

在一个实施方式中，在第一焊接的步骤中，通过多个第一孔可进入第一焊接区。所述多个第一孔的每个孔沿着纵向与所述多个第一端子的相应端子对齐。

在一个实施方式中，在第二焊接的步骤中，通过多个第二孔可进入第二焊接区。所述多个第二孔的每个孔沿着纵向与所述多个第二端子的相应端子对齐。

这允许焊接技术从第一和第二面板外部的环境进入第一和第二焊接区。多个第一和第二孔所允许的容易进入允许组装工艺相当大的自动化，这极大地减少了其所需的时间并因此减少了相关的成本。

在一个实施方式中，该方法包括将第一面板固定至第二面板的步骤。在一个实施方式中，所述固定步骤可通过附接多个拉杆来进行。所述多个拉杆首先被插入设置在第一面板中的多个第一组装孔中，然后被插入设置在第二面板中的多个第二组装孔中(反之亦然)。该固定步骤允许将多个电力单元保持处于组装位置。

在一个实施方式中，第一焊接步骤和/或第二焊接步骤通过激光焊接来完成。

该焊接技术允许进一步减少组装时间。

根据本说明书的一个方面，本发明还提供一种用于组装集成的电力系统的方法。该方法包括根据本文档中描述的任何特征的制备多个电力模块的步骤。该方法包括制备多个面板的步骤。

在一个实施方式中，该方法包括连接步骤，其中，所述多个面板的至少一个面板连接至所述多个电力模块的至少一个电力模块。在一个实施方式中，在连接步骤中，所述多个面板的至少一个面板连接至所述多个面板的至少两个电力模块。

在一个实施方式中，在连接步骤中，所述多个面板的至少两个面板连接至所述多个面板的至少两个电力模块。在该实施方式中，所述至少两个面板的每个面板沿着所述横向设置在两个电力模块的模块的相对侧上。

附图说明

在一个实施方式中，该方法包括定位调节系统的步骤。在该定位步骤中，调节系统(风扇)沿着所述纵向插入在所述多个面板的两个面板之间。在以下对仅在附图中通过示例的方式示出的优选非限制性实施方式的描述中，该特征和其他特征将变得更加明显，其中：

-图1示意性地示出了电力模块的第一侧视图；

-图1a示意性地示出了在图1的模块的电池的电极与图1的模块的面板的端子之间的接触的细节；

-图2a和图2b分别示意性地示出了图1的模块的一部分的第一实施方式和第二实施方式；

-图3a和图3b分别示意性地示出了图1的模块的第二侧视图和图1的模块的第二侧视图。

-图4a和图4b分别示意性地示出了图1的模块的第一面板的内表面和外表面；

-图5a和图5b分别示意性地示出了图1的模块的第二面板的内表面和外表面；

-图6示意性地示出了图1的模块的垫片的平面图；

-图7示意性地示出了集成电力系统；

-图8示意性地示出了在图7的电力系统的模块之间的互连的实施方式；-图9示意性地示出了图7的电力系统的面板。

具体实施方式

参考附图，数字1表示电源模块。模块1包括多个电力单元。在一个实施方式中，多个电力单元是多个电池10。在一个实施方式中，所述多个电池10是圆柱形电池。所述多个电池的每个电池10沿着纵向l延伸。所述多个电池的每个电池10包括第一端10a。所述多个电池的每个电池10包括第二端10b。电池10的所述第一端10a和第二端10b中的每一个分别包括第一电极11和第二电极12。在下文中，将用术语负极11来指代电池10的第一电极11。在下文中，将用术语正极12来指代电池10的第二电极12。电池10的所述第一端10a和第二端10b中的每一个分别包括第一接触表面11a和第二接触表面12a。在一个实施方式中，负极11在纵向l上相对于第一接触表面11a突出。在一个实施方式中，正极12在纵向l上相对于第二接触表面12a突出。应注意，在一个实施方式中，负极11和正极12分别与第一接触表面11a和第二接触表面12a共面。在一个实施方式中，所述多个电池10彼此横向并置，也就是说，沿着与纵向l垂直的横向t并置。

在一个实施方式中，模块1包括第一面板13。

在一个实施方式中，第一面板13至少部分地由绝缘材料制成。在一个实施方式中，第一面板13包括内表面13a和外表面13b。在一个实施方式中，内表面13a(和外表面13b)垂直于纵向l。内表面13a面向所述多个电池10。内表面13a面向所述多个电池10的负极11。外表面13b与内表面13a相对并且面向外部环境。

在一个实施方式中，第一面板13包括多个第一端子131。所述多个第一端子131由导电材料制成。所述多个第一端子的每个端子131被配置成与所述多个电池的对应电池10的相应负极11接触。所述多个第一端子131可以有许多实施方式。

在一个实施方式中，所述多个第一端子131连接至第一面板13的内表面13a。所述多个第一端子131从第一面板13的内表面13a突出。在一个实施方式中，所述多个第一端子131包括多个第一接线片。在一个实施方式中，所述多个第一端子的每个端子131包括第一端131a。在一个实施方式中，所述多个第一端子的每个端子131包括第二端131b。所述多个第一端子的每个端子131在其第一端131a中连接至内表面13a。端子131的所述第一端131a和第二端131b的每一个通过表面安装技术(smt)连接至面板13a的电路。所述多个第一端子的每个端子131在其第二端131b中连接至内表面13a。所述多个第一端子的每个端子131从第一端部131a(其连接至内表面13a的位置)开始，沿着纵向l相对于内表面13a突出(上升)，然后在端子131的第二末端131b中将其重新连接。所述多个第一端子的每个端子131包括接触部分131c，其位于第一端131a与第二端131b之间并且被配置成与相应负极11接触。

在其他实施方式中，所述多个第一端子的每个端子131以填充在第一面板13中形成的相应通孔的方式集成在第一面板13中。在该实施方式中，端子的接触部分131c可被制成为从所述通孔朝向相应负极11突出的过量材料。

在一个实施方式中，在所述多个第一端子的每个端子131与相应负极11之间的接触限定了第一焊接区s1，用于随后焊接以完成模块1的组装。在一个实施方式中，所述多个第一端子的每个端子131和相应负极11被焊接以进行电连接。

在一个实施方式中，第一面板13包括第一印刷电路板132。第一印刷电路板132允许所述多个第一端子131的布线。第一印刷电路板132包括多个轨道，其被配置成通过所述多个第一端子131将多个电池10的电力传输至使用它的外部装置。多个轨道可以在内表面13a上或在外表面13b上制成，只要它们随后连接至多个第一端子131即可。

多个轨道也可以在位于外表面13b与内表面13a之间的印刷电路板13的内层中制成。

在一个实施方式中，第一面板13包括多个第一孔(狭槽)133。在一个实施方式中，所述多个第一孔133是通孔，并且从外表面13b到内表面13a地穿过第一面板13。

所述多个第一孔的每个孔133沿着纵向l与多个第一端子的相应端子131对齐。所述多个第一孔的每个孔133沿着纵向l与相应负极11对齐。由在相应负极11与所述多个第一端子的相应端子131之间的接触所限定的、在所述多个第一孔133与相应第一焊接区s1之间的这种对齐允许进入用于焊接系统的第一焊接区s1(自动)。

在一个实施方式中，第一面板13包括多个第一组装孔134。在一个实施方式中，所述多个第一组装孔134是通孔，并且从外表面13b到内表面13a地穿过第一面板13。

在一个实施方式中，所述多个第一组装孔均匀地分布在第一面板13上。

在一个实施方式中，第一面板13包括至少一个机械连接器135。所述至少一个机械连接器135被配置成允许模块1连接至集成电力系统中的其他模块1。所述至少一个机械连接器135连接在第一面板13的内表面13a上。在一个实施方式中，第一面板13包括四个机械连接器135。在一个实施方式中，所述四个机械连接器135中的两个在第一面板与所述横向t垂直的一侧处设置在内表面13a上。剩余的两个机械连接器135在第一面板13与设置有其他两个机械连接器的一侧相对的一侧处设置在内表面13a上。

在一个实施方式中，第一面板13包括至少一个电连接器136。所述至少一个电连接器136被配置成允许模块1传输电信号。所述至少一个电连接器136连接在第一面板13的内表面13a上。在一个实施方式中，第一面板13包括两个电连接器136。在一个实施方式中，两个电连接器136中的一个在第一面板与所述横向t垂直的一侧处设置在内表面13a上。另一个电连接器136在第一面板13与设置有另一电连接器的一侧相对的一侧处设置在内表面13a上。在一个实施方式中，两个电连接器136中的一个用于传输从所述多个第一端子131的第一部分到达的电信号。相反，另一个电连接器136用于传输从所述多个第一端子131的其余部分到达的电信号。

在一个实施方式中，第一面板13包括电力连接器。电力连接器被配置成将存储在多个电池10中的电力传输至外部电负载。在一个实施方式中，电源连接器和机械连接器135是集成的。

在一个实施方式中，模块1包括热调节系统17。热调节系统17被配置成修改模块1的温度。在一个实施方式中，热调节系统包括风扇17a。风扇17a被配置成在横向t上产生冷却剂流体(例如空气)的物流，使得所述物流穿过所述多个电池中的所有电池10。

在一个实施方式中，模块1包括控制单元16。控制单元通过所述至少一个电连接器136连接至多个第一端子131。控制单元通过所述第一印刷电路板132连接至多个第一端子131。控制单元16被配置成管理模块1的操作。具体而言，在一个实施方式中，控制单元被配置成执行以下操作中的一项或多项：

-测量模块1的电压；

-接收控制信号151以监理每个电池10的负极11和正极12的温度；

-根据控制信号151将驱动信号发送至热调节系统17；

-连接至另外模块1的其他控制单元16，其可以连接至模块1；

-允许对模块1充电；

-根据控制信号151评估每个电池的状态，特别是每个电池的每个电极的情况。

在一个实施方式中，模块1包括(至少)一个温度传感器15。温度传感器15被配置成检测模块1的温度。温度传感器被配置成产生控制信号151，其表示模块1的温度。温度传感器15被配置成将控制信号151传输至控制单元。

在一个实施方式中，第一面板13包括多个第一温度传感器137。每个温度传感器137与对应电池10的相应负极11相关联。每个温度传感器137被配置成产生相应控制信号151，其表示对应电池10的相应负极11的温度。每个温度传感器137被配置成将相应控制信号151传输至控制单元。每个温度传感器137通过焊接而被安装在第一面板13和/或第二面板14的下表面13a、14a的印刷电路板上，靠近端子131与相应负极11和/或相应正极12之间的接触点(或焊接)。

在一个实施方式中，控制单元通过所述至少一个电连接器136和/或通过所述第一印刷电路板132连接至所述多个第一温度传感器137。

在一个实施方式中，两个电连接器136均用于传输从多个温度传感器137到达的电信号，并且携带电力供应和通信线(现场总线)以互连位于模块1的端部处的控制模块20。

在一个实施方式中，控制单元被配置成根据多个第一温度传感器发送的控制信号151来产生要发送至热调节系统17的驱动信号。这允许在考虑更精确的热分布的同时产生驱动信号，从而能够更好地引导热调节系统17的冷却剂流体的物流。

在一个实施方式中，模块1包括第二面板14。

在一个实施方式中，第二面板14至少部分地由绝缘材料制成。在一个实施方式中，第二面板14包括内表面14a和外表面14b。在一个实施方式中，内表面14a(和外表面14b)垂直于纵向l。

内表面14a面向所述多个电池10。内表面14a面对所述多个电池10的正极12。外表面14b与内表面14a相对并且面向外部环境。

在一个实施方式中，第二面板14包括多个第二端子141。所述多个第二端子141由导电材料制成。所述多个第二电池的每个端子141被配置成与所述多个电池的相对应电池10的相应正极12接触。所述多个第二端子141可以有许多实施方式。

在一个实施方式中，所述多个第二端子141连接至第二面板14的内表面14a。所述多个第二端子141从第二面板14的内表面14a突出。在一个实施方式中，所述多个第二端子141包括多个第二接线片。在一个实施方式中，所述多个第二端子的每个端子141包括第一端141a。在一个实施方式中，所述多个第二端子的每个端子141包括第二端141b。所述多个第二端子的每个端子141在其第一端141a中连接至内表面14a。所述多个第二端子的每个端子141在其第二端141b中连接至内表面14a。所述多个第二端子的每个端子141从第一端部141a(其连接至内表面14a的位置)开始，沿着纵向l相对于内表面14a突出(上升)，然后在端子141的第二末端141b中将其重新连接。所述多个第二端子的每个端子141包括接触部分141c，其位于第一端141a与第二端141b之间并且被配置成与相应正极12接触。

在其他实施方式中，所述多个第二端子的每个端子141以填充在第二面板14中形成的相应通孔的方式集成在第二面板14中。在该实施方式中，端子的接触部分141c可被制成为从所述通孔朝向相应正极12突出的过量材料。

在一个实施方式中，在所述多个第二端子的每个端子141与相应正极12之间的接触限定了第二焊接区s2，用于随后焊接以完成模块1的组装。在一个实施方式中，所述多个第二端子的每个端子141和相应正极12被焊接以进行电连接。

在一个实施方式中，第二面板14包括第二印刷电路板142。第二印刷电路板142允许所述多个第二端子141的布线。第二印刷电路板142包括多个轨道，其被配置成通过所述多个第二端子141将多个电池10的电力传输至使用它的外部装置。多个轨道可以在内表面14a上或在外表面14b上制成，只要它们随后连接至多个第二端子141即可。

在一个实施方式中，第二面板14包括多个第二孔(狭槽)143。在一个实施方式中，所述多个第二孔143是通孔，并且从外表面14b到内表面14a地穿过第二面板14。

所述多个第二孔的每个孔143沿着纵向l与多个第二端子的相应端子141对齐。所述多个第二孔的每个孔143沿着纵向l与相应正极12对齐。在所述多个第二孔143与(由在相应正极12与所述多个第二端子的相应端子141之间的接触所限定的)相应第二焊接区s2之间的这种对齐允许进入用于焊接系统的第二焊接区s2(自动)。

在一个实施方式中，第二面板14包括多个第二组装孔144。在一个实施方式中，所述多个第二组装孔144是通孔，并且从外表面14b到内表面14a地穿过第一面板14。

在一个实施方式中，所述多个第二组装孔144均匀地分布在第二面板14上。

在一个实施方式中，第二面板14包括至少一个机械连接器145。所述至少一个机械连接器145被配置成允许模块1连接至集成电力系统中的其他模块1。所述至少一个机械连接器145连接在第二面板14的内表面14a上。在一个实施方式中，第二面板14包括四个机械连接器145。在一个实施方式中，所述四个机械连接器145中的两个在第二面板14与横向t垂直的一侧处设置在内表面14a上。剩余的两个机械连接器145在第二面板14与设置有其他两个机械连接器145的一侧相对的一侧处设置在内表面14a上。

在一个实施方式中，第二面板14包括至少一个电连接器146。所述至少一个电连接器146被配置成允许模块1传输电信号。所述至少一个电连接器146连接在第二面板14的内表面14a上。在一个实施方式中，第二面板14包括两个电连接器146。在一个实施方式中，两个电连接器146中的一个在第二面板与横向t垂直的一侧处设置在内表面14a上。另一个电连接器146在第二面板14与设置有另一电连接器146的一侧相对的一侧处设置在内表面14a上。在一个实施方式中，两个电连接器146中的一个用于传输从所述多个第二端子141的第一部分到达的电信号。相反，另一个电连接器146用于传输从所述多个第二端子141的其余部分到达的电信号。

在一个实施方式中，两个电连接器146均用于传输从多个第二温度传感器147到达的电信号，并且携带电力供应和通信线(现场总线)以互连位于模块1的端部处的控制模块20。

在一个实施方式中，第二面板14包括电力连接器。电力连接器被配置成将存储在多个电池10中的电力传输至外部电负载。在一个实施方式中，电源连接器和机械连接器145是集成的。

在一个实施方式中，第二面板14包括多个第二温度传感器147。所述多个第二温度传感器的每个温度传感器147与对应电池10的相应正极12相关联。所述多个第二温度传感器的每个温度传感器147被配置成产生相应控制信号151，其表示对应电池10的相应正极12的温度。所述多个第二温度传感器的每个温度传感器147被配置成将相应控制信号151传输至控制单元。

在一个实施方式中，控制单元通过所述至少一个电连接器146和/或通过所述第二印刷电路板142连接至所述多个第二温度传感器147。

在一个实施方式中，控制单元被配置成根据多个第二温度传感器发送的控制信号151来产生要发送至热调节系统17的驱动信号。

控制单元通过所述至少一个电连接器136连接至多个第一端子131。控制单元通过所述第一印刷电路板132连接至多个第一端子131。

在一个实施方式中，模块1包括多个拉杆18。所述多个拉杆被配置成保持模块1处于组装位置，其中所述多个第一端子的每个端子131与相应负极11接触，并且其中所述多个第二端子的每个端子141与相应正极接触12。

在一个实施方式中，所述多个拉杆18插入所述多个第一组装孔134中并且插入所述多个第二组装孔144中。在一个实施方式中，模块1包括至少一个垫片19。在一个实施方式中，垫片19设置在第一面板13的内表面13a与所述多个电池10的第一端10b之间。在一个实施方式中，垫片19设置在第二面板14的内表面14a与所述多个电池10的第一端10b之间。

在一个实施方式中，垫片19包括至少一个凹槽191。在一个实施方式中，垫片19包括多个凹槽191，每个凹槽与所述多个电池的相应电池10相关联。在一个实施方式中，垫片19对于每个凹部191而言包括相应通孔192。每个通孔192允许相应电池10的负极11或正极12与所述多个第一端子的相应端子131接触或者与所述多个第二端子的相应端子141接触。

在一个实施方式中，与纵向l垂直的并且其中形成有通孔192的凹部191表面被配置成与对应电池10的第一端10a的第一接触表面11a接触。

在一个实施方式中，与纵向l垂直的并且其中形成有通孔192的凹部191表面被配置成与对应电池10的第二端10b的第二接触表面12a接触。

应注意，垫片19中形成的每个通孔194允许形成空间，在该空间内部设置有以下元件的一个或多个：

-所述多个端子的端子131；

-所述多个第二端子的端子141；

-温度传感器。

在一个实施方式中，在第一面板13或第二面板14与电力单元之间的剩余空间(由于垫片19的存在)填充有导热材料，其允许温度传感器测量在所述多个第一端子131或所述多个第二端子141与负极11或正极12之间的接触的温度。在一个实施方式中，例如，使用导热硅橡胶，其被配置成电绝缘但导热。

在一个实施方式中，模块1包括第一垫片19a。在一个实施方式中，模块1包括第二垫片19b。第一垫片19a设置在多个电池10与第一面板13的内表面13a之间。第二垫片19b设置在多个电池10与第二面板14的内表面14a之间。

在一个实施方式中，第一垫片19a可以通过粘附胶而被固定至第一面板13。在一个实施方式中，第二垫片19b可以通过粘附胶而被固定至第二面板14。

所述第一垫片19a和第二垫片19b的每一个分别包括多个第一凹部191a和多个第二凹部191b。

所述第一垫片19a和第二垫片19b的每一个分别包括多个第一通孔192a和多个第二通孔192b。

所述多个第一凹部的每个凹部191a被配置成容纳相应电池10的第一端10a。所述多个第二凹部的每个凹部191b被配置成容纳相应电池10的第二端10b。具体而言，在一个实施方式中，对应电池10的第一端10a的第一接触表面11a接触所述多个第一凹部的相应凹部191a与纵向l垂直的表面。此外，对应电池10的第二端部10b的第二接触表面12a接触所述多个第二凹部的相应凹部191b与纵向l垂直的表面。

所述多个第一通孔的每个通孔192a允许相应电池10的负极11与所述多个第一端子的相应端子131接触。所述多个第二通孔的每个通孔192b允许相应电池10的正极12与所述多个第二端子的相应端子141接触。

所述第一垫片19a和第二垫片19b的每一个包括用于使多个拉杆18通过的多个孔194a和194b。

根据本说明书的一方面，本发明还旨在保护集成电力系统100。

系统100包括根据任何先前描述的特征的多个模块1。所述多个模块1彼此连接，以便根据具体要求增加系统100的电压或系统100的电容。具体而言，为了增加电压，所述多个模块1的一部分可以串联连接。相反，为了增加电容，所述多个模块1的一部分可以并联连接。

在一个实施方式中，系统100包括电力组装块(powerblock)101。电力组装块101包括系统100的所述多个模块1的至少一部分。属于所述组装块101的模块1可以串联或并联连接。在一个实施方式中，系统包括多个组装块101。所述多个组装块101可以依次串联或并联连接。

在优选的实施方式中，组装块101的模块1并联连接。在该优选的实施方式中，系统100的组装块101串联连接。最终，在一些实施方式中，系统100包括进一步程度的模块化。在该实施方式中，组装块101被分组为串102。在优选实施方式中，串102彼此并联连接。

在一个实施方式中，组装块101的模块1沿着与所述纵向l和横向t垂直的方向彼此设置并且并置。在一个实施方式中，系统100(或串102)的组装块101沿着纵向l并置。

在模块1被分组成组装块101的实施方式中，能够共享控制单元16。本质上，组装块101的每个模块1将相应控制信号151发送至单个管理单元16’(由组装块101的所有模块1共享)。在模块1在组装块101中被分组的实施方式中，能够共享热调节系统17。具体而言，每个组装块101包括相应热调节系统17’。在一个实施方式中，组装块101的热调节系统17’包括至少一个风扇17a’。

在一个实施方式中，每个块包括其自己的管理单元16’。如已指出的，组装块101的管理单元16’可以与模块1的控制单元16一致。在一个实施方式中，每个串102包括其自己的管理单元，其配置成控制并且接收属于串102的所有块的控制信号151。最后，电力系统100可以包括监控单元，其被配置成控制并且管理电力系统。

具体而言，组装块101的管理单元被配置成执行以下操作中的一项或多项：

-测量组装块101的电压；

-接收所有模块1的控制信号151以监视每个模块1的每个电池10的负极11和正极12的温度；

-根据控制信号151将驱动信号发送至每个模块1的热调节系统17’；

-对所述电力块充电以均衡组装块101之间的电压；

-根据控制信号151，将每个电池的状态，特别是每个模块的每个电池的每个电极的情况发送至监控单元。

在一个实施方式中，串102的管理单元被配置成执行以下操作中的一项或多项：

-通过激活安装在每个组装块101上的均衡电路来均衡属于组装块101的模块1；

-激活热调节系统17’(例如，激活所述至少一个风扇17’)；

-在充电或放电模式下为电池的用户产生限制信号；

-对组装块101的电压进行分类；

-对与组装块101相关联的电池的温度进行分类。

在一个实施方式中，电力系统100的监控单元被配置成执行以下操作中的一项或多项：

-收集与单个电池有关的信息，并且产生含有与整个电力系统100有关的信息的报告；

-为连接至电力系统100的装置产生限制信号或使能信号；

-计算电力系统100的充电状态，其表示电力的剩余量；

-评估电力系统100的健康状态。

在一个实施方式中，系统100包括多个面板20。多个面板20被配置成允许多个模块1之间的(机械的和/或电子的)集成。多个面板20被配置成允许多个块101之间的(机械的和/或电子的)集成。

以下是对所述多个面板20中的单个面板20的描述，其也将相同特征扩展到多个面板20中的其他面板。

面板20包括内表面20a，其垂直于横向t并且面向模块1。面板20包括外表面20b，其垂直于横向t并且与内表面20a相对。

在一个实施方式中，面板20包括与其连接的相应块的管理单元16’。在一个实施方式中，面板20连接至模块1属于第一组装块101a的第一面板13。在一个实施方式中，面板20连接至模块1属于第二组装块101b的第一面板13。在一个实施方式中，面板20连接至模块1属于第二组装块101b的第二面板14。

在一个实施方式中，面板20连接至模块1属于第三组装块101c的第二面板14。

在一个实施方式中，面板20包括多个第一电连接器21。在一个实施方式中，面板20包括多个第二电连接器22。在一个实施方式中，面板20包括多个第三电连接器23。

在一个实施方式中，所述多个第一电连接器的每个电连接器21被配置成将面板20连接至模块1属于第一组装块101a的相应第二面板14。在一个实施方式中，所述多个第二电连接器的每个电连接器22a被配置成将面板20连接至模块1属于第二组装块101b的相应第一面板13。在一个实施方式中，所述多个第二电连接器的每个电连接器22b被配置成将面板20连接至模块1属于第二组装块101b的相应第二面板14。

在一个实施方式中，所述多个第三电连接器的每个电连接器23被配置成将面板20连接至模块1属于第三组装块101c的相应第一面板13。

在一个实施方式中，面板20上存在的电路控制在连接器22a和22b之间连接的组装块101b的模块1。

在一个实施方式中，在所述多个面板的每个面板20上形成的电路允许电力供应和数据在属于不同块的控制单元16和监控单元之间通过。

在一个实施方式中，所述多个面板20设置在第一行20’和第二行20”中。所述第一行20’和第二行20”的每一个中的每个面板20沿着纵向l与限定纵向裂缝的相应行的在后面板和/或在前面板相距一定距离。

在一个实施方式中，第一行20’的每个面板20的内表面面向第二行20”的每个面板20的内表面。

在一个实施方式中，第一行20’的每个面板20的内表面沿着横向t与由第二行20”的两个面板20之间的距离所限定的纵向裂缝对齐。在一个实施方式中，第二行20”的每个面板20的内表面沿着横向t与由第一行20’的两个面板20之间的距离所限定的纵向裂缝对齐。

在一个实施方式中，面板20包括彼此等电势的多个第一电连接器和机械连接器235。多个第一电连接器和机械连接器235中的多个第一连接器235a连接至存在于模块1(其由同一面板20的装置16连接和控制并且形成组装块101b)的第一面板13上的多个第一电连接器和机械连接器135。多个第一电连接器和机械连接器235中的多个第二连接器235a连接至存在于模块1(其连接至前一个组装块101a的面板20)的第二面板14上的多个第二电连接器和机械连接器145。

在一个实施方式中，面板20包括彼此等电势的多个第二电连接器和机械连接器245。多个第二电连接器和机械连接器245中的多个第一连接器245a连接至存在于模块1(其由同一面板20的装置16连接和控制并且形成组装块101b)的第二面板14上的多个第二电连接器和机械连接器145。多个第二电连接器和机械连接器245中的多个第二连接器245a连接至存在于模块1(其连接至下一个组装块101c的面板20)的第一面板13上的多个第二电连接器和机械连接器135。

在一个实施方式中，多个面板20包括多个固定点24。

在一个实施方式中，由多个连接21和23形成的将属于相邻块101的模块1集成的电路的连接允许串联连接块101的电力并形成串102。

在一个实施方式中，第二组装块101b的面板20上存在的电路控制在连接器22a和22b之间连接的组装块101b的模块1。

在一个实施方式中，电路允许电力供应和数据传输在属于不同块的控制单元16与监控单元之间的电连接的连续性。相同的考虑因素还扩展到电力系统的所有其他模块(例如，第一组装块101a和第三组装块101c)。

在一个实施方式中，将热调节系统17’(所述至少一个风扇17a’)设置在(占据)由所述第一行20a的两个面板20之间的距离所限定的裂缝中，或者设置在由所述第二行20b的两个面板20之间的距离所限定的裂缝之间。在一个实施方式中，热调节系统17’在所述多个固定点24处连接至所述多个面板的至少一个面板20。

根据本说明书的一个方面，本发明提供一种用于组装电力模块1的方法。

在一个实施方式中，该方法包括制备多个(电力单元)电池10的步骤，每个电池沿着纵向l延伸并且包括其上设置有第一电极(负极11)的第一端10a和其上设置有第二电极(正极12)的第二端10b。在制备多个电池10的步骤中，电池10彼此横向(也就是说，沿着与纵向l垂直的横向t)并置。

在一个实施方式中，该方法包括定位所述多个电池10的步骤。在该定位步骤中，所述多个电池10被定位在包括多个第一端子131的第一面板13与包括多个第二端子141的第二面板14之间。在该定位步骤中，所述多个第一端子131和多个第二端子141分别设置(连接)在第一面板13和第二面板14面对多个电池10的对应内表面13a、14a上。在该定位步骤中，所述多个第一端子中的每个端子131接触对应电池10的相应负极11，从而限定了第一焊接区s1。在该定位步骤中，所述多个第二端子中的每个端子141接触相应电池10的相应正极12，从而限定了第二焊接区s2。

在一个实施方式中，该方法包括第一焊接步骤。在该第一焊接步骤中，在第一焊接区s1处焊接多个第一端子131和多个电池10的负极11。第一焊接步骤允许在所述多个第一端子131中的每个端子与对应电池10的相应负极11之间形成电连接。在一个实施方式中，第一焊接步骤是通过自动焊接而完成。在一个实施方式中，第一焊接步骤是通过激光焊接而完成。

在第一面板13包括多个第一孔133(每个孔沿着纵向l与所述多个第一孔的相应端子131对齐)的一个实施方式中，第一焊接步骤经由通过所述多个第一孔133进入第一焊接区s1而发生。这允许该方法(特别是第一焊接步骤)自动化，从而知道所述多个第一孔133在第一面板13上的分布。

在一个实施方式中，该方法包括第一连接步骤。在该第一连接步骤中，多个第一端子131通过机械和电连接135而连接至控制(和测量)单元16并且连接至面板20上创建的电力电路，用于传输第一面板13的所有负极11至相应电力块的面板20的连接。

在一个实施方式中，在该第二连接步骤中，多个第一端子131通过至少一个电连接器136而连接至控制单元16，用于传输(所述多个电池10的一部分的)电力到连接至电力模块1的装置。

在一个实施方式中，该方法包括第二焊接步骤。在该第二焊接步骤中，在第二焊接区s2处焊接多个第二端子141和多个电池10的正极12。第二焊接步骤允许在所述多个第二端子141中的每个端子与对应电池10的相应正极12之间形成电连接。在一个实施方式中，第二焊接步骤是通过自动焊接而完成。在一个实施方式中，第二焊接步骤是通过激光焊接而完成。

在第二面板14包括多个第二孔143(每个孔沿着纵向l与所述多个第二孔的相应端子141对齐)的一个实施方式中，第二焊接步骤经由通过所述多个第二孔143进入第二焊接区s2而发生。这允许该方法(特别是第二焊接步骤)自动化，从而知道所述多个第二孔143在第二面板14上的分布。

在一个实施方式中，该方法包括第二连接步骤。在该第二连接步骤中，多个第二端子141通过机械和电连接145而连接至测量和控制单元16并且连接至面板20上创建的电力电路，用于传输第二面板14的所有正极12至相应电力块的面板20的连接。

在一个实施方式中，在该第二连接步骤中，多个第二端子141通过至少一个电连接器146而连接至控制单元16，用于传输(所述多个电池10的一部分的)电力到连接至电力模块1的装置。

在一个实施方式中，该方法包括热监视的步骤。在热监视的这一步骤中，温度传感器15测量模块1的至少一个温度。在热监视的步骤中，温度传感器15产生控制信号151，其表示模块1的所述至少一个温度。温度传感器15将控制信号151发送至控制单元16。

在一个实施方式中，热监视的步骤包括热监视的第一步骤。在热监视的第一步骤中，多个第一温度传感器137测量多个温度值，每个温度值与相应电池10的相应负极11(与温度传感器相关联)相关联。在热监视的第一步骤中，所述多个第一温度传感器的每个温度传感器137产生对应控制信号151，其代表相应负极11的温度。所述多个第一温度传感器的每个温度传感器137将相应控制信号151发送至控制单元16。所述控制信号通过连接器136进行发送，该连接器136将第一面板13连接至相应电力块的面板20，所述控制单元16可被安装在其上。

在一个实施方式中，热监视的步骤包括热监视的第二步骤。在热监视的第二步骤中，多个第二温度传感器147测量多个温度值，每个温度值与相应电池10的相应正极12(与温度传感器相关联)相关联。在热监视的第二步骤中，所述多个第二温度传感器的每个温度传感器147产生对应控制信号151，其代表相应正极12的温度。所述多个第二温度传感器的每个温度传感器147将相应控制信号151发送至控制单元16。所述控制信号通过连接器146进行发送，该连接器136将第二面板14连接至相应电力块的面板20，所述控制单元16可被安装在其上。

在一个实施方式中，该方法包括热调节的步骤。在热调节的该步骤中，热调节系统17调节电力模块1的温度。具体而言，在热调节系统17包括风扇17a的一个实施方式中，风扇17a以旋转速度旋转，以沿横向t分配冷却剂流体的物流。该冷却剂流体的物流撞击所述多个电池10，从而修改其温度。

在一个实施方式中，控制单元根据从所述温度传感器15(从多个第一温度传感器137和/或多个第二温度传感器147)接收的控制信号产生驱动信号。在一个实施方式中，风扇17a的旋转速度是驱动信号的函数。控制单元将驱动信号发送至热调节系统17，用于修改其操作配置(用于控制风扇17a的旋转速度)。

在一个实施方式中，该方法包括固定步骤。在该固定步骤中，多个电池10、第一面板13和第二面板14被约束并保持在组装位置。该固定步骤借助于多个拉杆18而进行。在该固定步骤中，将多个拉杆18插入在第一面板13中形成的多个第一组装孔134中。在该固定步骤中，多个拉杆18穿过在第一面板与第二面板之间的空间，并且拉杆被定位在所述多个电池10之间留下的空腔中。在该固定步骤中，将多个拉杆18插入在第二面板14中形成的多个第二组装孔144中。在该固定步骤中，以使所述多个第一和第二端子的每个端子131、141与对应电池10的相应负极11和正极12接触的方式紧固多个拉杆18。

根据本说明书的一个方面，本发明还提供一种用于组装集成电力系统100的方法。

在一个实施方式中，该方法包括分组步骤。分组步骤包括第一分组步骤，其中，将多个电力模块1分组以形成至少一个块101。在所述至少一个块101中，模块1串联或并联连接。

分组步骤包括第二分组步骤，其中，将多个块101分组以形成至少一个串102。在所述至少一个串102中，块101串联或并联连接。

分组步骤包括第三分组步骤，其中，将多个串102分组以形成所述集成电力系统100。在电力系统100中，串102可以串联或并联连接。

在优选实施方式中，在第一分组步骤中，模块1并联连接。在优选实施方式中，在第二分组步骤中，块101串联连接。在优选实施方式中，在第三分组步骤中，串102并联连接。

在一个实施方式中，该方法包括制备多个面板20的步骤。这些面板具有机械连接系统100的块101和电连接块101的模块1和/或串102的块101的双重功能。

具体而言，该方法包括机械固定步骤。在机械固定步骤中，所述多个面板20借助于多个机械连接器而被机械地固定至第一组装块101a、第二组装块101b和第三组装块101c。具体而言，所述多个面板20被机械地固定至第一组装块101a的模块1的第二面板14。所述多个面板20被机械地固定至第二组装块101b的模块1的第一面板13和第二面板14。所述多个面板20被机械地固定至第三组装块101c的模块1的第一面板13。

具体而言，该方法包括电集成步骤。在机械固定步骤中，所述多个面板20借助于多个电连接器而被电连接至第一组装块101a、第二组装块101b和第三组装块101c。具体而言，所述多个面板20借助于多个第一电连接器21而被电连接至第一组装块101a的模块1的第二面板14。所述多个面板20借助于多个第二电连接器22而被电连接至第二组装块101b的模块1的第一面板13和第二面板14。所述多个面板20借助于多个第三电连接器23而被电连接至第三组装块101c的模块1的第一面板13。

在一个实施方式中，该方法包括共享控制步骤，其中，管理单元16’充当用于属于块101的模块1的监视和控制单元。

在一个实施方式中，该方法包括第一监控步骤，其中，另一个管理单元控制串102的多个块101。在一个实施方式中，该方法包括第二监控步骤，其中，监控单元控制集成电力系统100的多个串102。

具体地说，管理单元16’执行以下步骤中的一个或多个：

-测量块101的电压；

-接收所有模块1的控制信号151并且监控每个模块1的每个电池10的负极11和正极12的温度；

-根据控制信号151将驱动信号发送至每个模块1的热调节系统17；

-对模块充电以均衡块101之间的电压；

-根据控制信号151，将每个电池的状态，特别是每个模块的每个电池的每个电极的情况发送至监控单元。

在一个实施方式中，控制串102的另一个管理单元执行以下步骤中的一个或多个：

-通过激活安装在每个块101上的均衡电路来均衡属于块101的模块1；

-激活热调节系统17’(例如，激活所述至少一个风扇17’)；

-在充电或放电模式下为电池的用户产生限制信号；

-对块101的电压进行分类；

-对与块101相关联的电池的温度进行分类。

在一个实施方式中，电力系统100的监控单元执行以下步骤中的一个或多个：

-收集与单个电池有关的信息，并且产生含有与整个电力系统100有关的信息的报告；

-为连接至电力系统100的装置产生限制信号或使能信号；

-计算电力系统100的充电状态，其表示电力的剩余量；

-评估动力系统100的健康状态。