电池组组件的制作方法

文档序号:37156949发布日期:2024-02-26 17:19阅读:19来源:国知局
电池组组件的制作方法

本发明总体上涉及电池组组件。更具体地,但非排他地,本发明涉及在电池组组件、例如锂离子电池组组件、例如大规格电池组组件中使用的保持框架、制造该保持框架的方法以及该保持框架的用途。


背景技术:

1、已知锂离子电池具有多种单池规格,其中,圆柱形、棱柱形和袋状单池是最常见的种类。在圆柱形单池中,电极绕其自身紧紧卷绕,并且端子通常位于圆柱体的任一端部处,电极容纳在通常由铝或钢制成的外壳内。由于单池的形状,封装效率可能是低的,但是在相邻单池之间提供空间对于热管理目的而言是有用的。棱柱形单池的电极可以被卷绕、堆叠或折叠,并且通常位于铝或塑料壳体内。端子通常位于单池的一个端部上,该端子与单池的形状的联接提高了封装效率。袋状单池通常具有包裹在柔性塑料外壳中的堆叠或折叠式电极。袋状单池的端子可以从袋的不同侧部延伸,但是方便地,所述端子可以均从袋的一个侧部例如顶部延伸。

2、已知将锂离子电池或单池串联和/或并联连接以增加电压,从而产生“大规格电池组”。这些提供了包括以下的多个益处:高操作电压、缓慢自放电以及与其重量相比的高能量密度。因此,这种类型的大规格电池组在消费者和工业应用两者的范围中具有包括作为应急电源备用、车辆电源和太阳能存储器的用途。

3、似乎没有对于构成“大规格电池组”的内容的设定定义。例如,联合国(例如,关于un38.3程序)规定,“大型电池”是质量超过12kg的电池,而一些制造商指定大型电池或大规格电池组具有超过1kwh的储能。出于本发明的目的,认为大规格电池组是这样的电池组,该电池组具有多于三个例如并联或串联连接的单池(这些单池为圆柱形、棱柱形或袋状),并且在一些情况下具有多于6个、9个或12个被连接的单池,例如48个、96个、64个、128个单池。

4、使用圆柱形单池的大规格电池组通常具有多个单池、通常为15个或更多个单池,这些单池电连接并且呈现为称为电池模块的单个单元。在工业中,这些模块通常使用永久性组装技术(结构粘合剂、点焊、软钎焊等)进行组装。由于组件的各个部件不能容易地被获取或移除,因此这样的永久性组装技术对维修或重新使用模块(或其单池或其他部分)提出了挑战。由于各种材料不能容易地被分离,这也使得难以对模块进行回收。

5、因此,这样的生产技术可能导致不符合欧盟废物管理法规的储能产品,并且阻止在电池和电池模块的维修和重新利用中的更大的收益机会。

6、在早期的专利申请wo2020/128532中,描述了一种旨在解决该问题的电池组组件。该电池组组件包括:第一保持框架和第二保持框架;多个单池,在多个单池的每个端部处具有端子;紧固装置,紧固装置用于在闭合状态下将第一保持框架和第二保持框架相对于彼此可逆地保持;导电导体板,导体板用于与所述多个单池中的至少两个单池电接触,导体板具有用于与所述至少两个单池中的每个单池接触的相应突出部,第一保持框架直接抵靠所述导体板,以使导体板的突出部在所述闭合状态下与所述至少两个单池电接触。

7、在早期的专利申请wo2020/128533中,描述了另一种旨在解决上述问题的电池组组件。该电池组组件包括:第一保持框架和第二保持框架,第一保持框架和第二保持框架用于将多个单池保持在第一保持框架与第二保持框架之间;导体,导体用于接合多个单池并且至少具有用于接合第一单池端子的第一接触部和用于接合第二单池端子的第二接触部;弹性构件,该弹性构件位于导体与第一保持框架或第二保持框架中的一者之间,以邻近第一接触部和第二接触部抵靠导体。

8、这些专利申请中描述的发明有效地实现了电池组组件的快速组装和拆卸,以对大规格电池组内的单池进行回收和再利用。


技术实现思路

1、本发明的第一非排他性目的是提供一种用于在对电池组组件、例如大规格电池组组件进行组装中使用的部件、例如保持框架,其构造成使得各部件可以在制造期间甚至更容易地组装。

2、因此,本发明的第一方面提供了一种用于在制造电池组组件中使用的保持框架,该保持框架具有第一主表面和第二主表面,该保持框架在第一主表面和第二主表面中的一者或两者上具有一个或更多个单池定位结构,一个或更多个单池定位结构定形状成和/或定尺寸成和/或构造成容纳一个或更多个单池的至少一部分,一个或更多个单池定位结构包括从第一主表面或第二主表面中的一者直立的第一壁,第一直立壁包括定形状成提供引入部分的自由部分或端子部分。

3、至少一个单池定位结构可以包括一个第一直立壁或多于一个的直立壁,例如第二直立壁、第三直立壁或第n直立壁。至少一个单池定位结构可以包括两个、三个、四个、五个、六个或多个其他直立壁。一个直立壁和/或第二直立壁和/或多个直立壁可以至少部分地限定框架上的单池定位区域。

4、一个或更多个直立壁可以各自包括端子边缘,所述端子边缘定形状成提供引入部分。

5、有利地,保持框架可以包括提供单池定位结构的成阵列的直立壁。成阵列的直立壁中的至少一些直立壁可以配合成提供一个或更多个单池定位结构。

6、该直立壁或每个直立壁可以从与主表面相邻的基部部分延伸至端子边缘,直立壁从所述主表面延伸。

7、第一直立壁可以与第一单池定位区域相关联,第二直立壁可以与第二单池定位区域相关联,第三或多个直立壁可以与第三或第n单池定位区域相关联。

8、单池定位结构可以包括单个直立壁,该单个直立壁布置成完全或基本上界定单池定位区域。替代性地,每个单池定位结构可以包括多个直立壁、例如两个、三个或四个直立壁,以提供围绕单池定位区域的不连续边界。出于重量和热管理的原因,提供多个直立壁可能是优选的,这些直立壁一起提供了围绕单池定位区域的不连续边界。

9、第二直立壁或其他直立壁中的一者或更多者或每一者可以各自包括端子部分,该端子部分定形状成提供引入部分。第二直立壁或多个其他直立壁中的一者或更多者可以包括端子部分,该端子部分定形状成提供引入部分。

10、框架具有周缘。周缘壁可以设置成例如从第一主表面和第二主表面中的一者或两者延伸。至少一个单池定位结构可以位于周缘的内侧。

11、有利地,根据本发明的保持框架使得电池组组件能够快速且有效地组装,而不必完全对准每个单池的轴线。例如,在将多个单池于单个操作中装载到框架上的情况下,提供的引入部分允许在没有使单池完全轴向对准的情况下使单池快速且有效地定位。例如,如果成阵列的24个(或更多个)单池要被例如同时装载到框架上,则提供具有引入部分的单池定位结构将允许成阵列的单池在单池的主轴与框架之间没有完全对准的情况下被定位在各个单池定位区域内。这通过促进单池相对于框架的对准而减少了电池组组件的组装时间。

12、保持框架可以用作电池组组件中的外部保持框架、或者用作中间保持框架。在保持框架构造成用作外部保持框架的情况下,单池定位结构设置在第一主表面或第二主表面中的一者上。在保持框架构造成用作中间保持框架的情况下,单池定位结构设置在第一主表面和第二主表面中的两者上。在电池组组件中,中间保持框架位于两个单独的单池阵列之间,一个阵列与第一主表面相邻,第二阵列与第二主表面相邻。

13、该单池定位结构或每个单池定位结构可以包括用于接纳单池的开口。

14、在实施方式中,保持框架的第一主表面和第二主表面中的一者或每一者可以包括多个单池定位结构。在实施方式中,保持框架的一个主表面或每个主表面可以包括两个或更多个单池定位结构,例如,三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十三个、十四个、十五个、十六个、十七个、十八个、十九个、二十个或多于二十个的单池定位结构。也就是说,保持框架的每个主表面可以构造成安置三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十三个、十四个、十五个、十六个、十七个、十八个、十九个、二十个或多于二十个的单池。

15、该单池定位结构或每个单池定位结构可以在其端子边缘处包括第一直径尺寸和第二直径尺寸,第二直径尺寸优选地大于第一直径尺寸,从而提供引入部分。

16、例如,第一直径尺寸可以是在靠近单池定位结构从其延伸的第一主表面或第二主表面的位置处跨单池定位区域的最大横向距离。第二直径尺寸可以是在靠近直立壁的端子边缘的位置处或在直立壁的端子边缘所在的位置处跨单池定位区域的最大横向距离。

17、在实施方式中,第二直径尺寸可以大于第一直径尺寸的1倍并且小于或等于第一直径尺寸的1.5倍,例如,大于第一直径尺寸的1倍、1.1倍、1.2倍、1.3倍或1.4倍并且小于或等于第一直径尺寸的1.5倍、1.4倍、1.3倍、1.2倍、1.1倍。在实施方式中,第二直径尺寸可以大于或等于第一直径尺寸的1.1倍。在实施方式中,第二直径尺寸可以大于或等于第一直径尺寸的1.2倍、1.3倍、1.4倍或1.5倍。

18、在实施方式中,一些直立壁或每个直立壁可以包括从框架的主表面延伸的第一部分、以及端子部分。第一部分可以包括直立壁的大部分。第一部分可以包括直立壁的55%至98%,例如直立壁的60%、65%、70%或75%至98%、97%、96%、95%。端子部分可以包括直立壁的一小部分。端子部分可以包括直立壁的45%至2%,例如直立壁的40%、35%、30%或25%至2%、3%、4%、5%。

19、第一部分可以垂直于框架的主表面。端子部分可以是阶梯形的和/或渐缩的。在使用中,单池可以与第一部分接触或与第一部分相邻。在实施方式中,渐缩或端子部分可以相对于非渐缩或第一部分的轴线成角度。在实施方式中,端子部分可以从第一部分以一角度延伸。该角度可以大于零度且小于60度,例如,小于55度、50度、45度、40度、35度、30度、25度、20度、15度、10度或5度。在实施方式中,该角度可以大于或等于0度、5度、10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度、45度、50度、55度中的任一者,并且小于或等于60度、55度、50度、45度、40度、35度、30度、25度、20度、15度、10度、5度中的任一者。由端子或渐缩部分与第一部分形成的角度可以大于或等于15度且小于或等于50度,例如,大于或等于20度且小于或等于45度。

20、在实施方式中,保持框架可以适合于制造电池组组件,该电池组组件包括例如圆柱形单池或棱柱形单池,例如定形状成容纳例如圆柱形单池或棱柱形单池。

21、当保持框架适合于制造包括圆柱形单池的电池组组件时,单池定位结构可以限定圆形或大致圆形的单池定位区域。直立壁可以包括圆柱形或部分圆柱形的形状。一个或更多个直立壁可以一起限定围绕单池定位区域的圆柱形或部分圆柱形周缘。例如,一个或更多个直立壁可以包括具有凹形弓状形状的直立壁,从而形成用以安置圆柱形单池的大致圆柱形区域。

22、在实施方式中,保持框架可以适合于制造包括18650个圆柱形单池的电池组组件,该圆柱形单池具有18mm的单池直径和65mm的单池高度。在实施方式中,一个或更多个单池定位结构可以定尺寸成安置18650个圆柱形单池。在实施方式中,第一直径尺寸可以大于18mm且小于19mm,例如大于18mm且小于18.5mm、或小于18.4mm、或小于18.3mm、或小于18.2mm、或小于18.1mm。

23、在实施方式中,保持框架可以适合于制造包括21700个圆柱形单池的电池组组件,该圆柱形单池具有21mm的单池直径和70mm的单池高度。在实施方式中,第一直径尺寸可以大于21mm且小于22mm,例如大于21mm且小于21.5mm、或小于21.4mm、或小于21.3mm、或小于21.2mm、或小于21.1mm。

24、在实施方式中,保持框架可以适合于制造包括26650个圆柱形单池的电池组组件,该圆柱形单池具有26mm的单池直径和65mm的单池高度。在实施方式中,第一直径尺寸可以大于26mm且小于27mm,例如大于26mm且小于26.5mm、或小于26.4mm、或小于26.3mm、或小于26.2mm、或小于26.1mm。

25、在实施方式中,保持框架可以适合于制造包括32650个圆柱形单池的电池组组件,该圆柱形单池具有32mm的单池直径和65mm的单池高度。在实施方式中,第一直径尺寸可以大于32mm且小于33mm,例如大于32mm且小于32.5mm、或小于32.4mm、或小于32.3mm、或小于32.2mm、或小于32.1mm。

26、直立壁的高度可以小于70mm、或者小于65mm、或者小于60mm、或者小于55mm、或者小于50mm、或者小于45mm、或者小于40mm、或者小于35mm、或者小于30mm、或者小于25mm、或者小于20mm、或者小于15mm、或者小于10mm。直立壁的高度可以在10mm至30mm之间、例如在10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm、21mm、22mm、23mm、24mm、25mm、26mm、27mm、28mm、29mm中的任一者至30mm、29mm、28mm、27mm、26mm、25mm、24mm、23mm、22mm、21mm、20mm、19mm、18mm、17mm、16mm、15mm、14mm、13mm、12mm、11mm中的任一者之间。直立壁的高度可以在15mm至23mm之间、例如大于或等于15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm、21mm、22mm中的任一者且小于或等于23mm、22mm、21mm、20mm、19mm、18mm、17mm、16mm中的任一者。直立壁的高度可以在15mm至23mm之间、例如为15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm、21mm、22mm中的任一者至23mm、22mm、21mm、20mm、19mm、18mm、17mm、16mm中的任一者。

27、有利地,直立壁的高度可以根据该直立壁构造成对其进行保持的单池的直径来选择。直径较小的单池需要较高的直立壁,而直径相对较大的单池需要相对较短的直立壁。直立壁可以具有10mm至30mm的总高度(距离相邻主表面的正交距离)。已经发现,就18650型单池、21700型单池、26650型单池、32650型单池而言,在15mm与23mm之间的高度对于为电池组组件提供稳定性且同时节省材料成本是最佳的。因此,构造成容纳18650型单池的框架可以具有小于19mm的第一直径尺寸和大于23mm(例如,23mm至26mm)的直立壁的高度,而构造成容纳32650型单池的框架可以具有小于33mm的第一直径尺寸和大约15mm(例如,13mm至18mm)的直立壁的高度。

28、端子部分或渐缩部分的角度可以与第一直径尺寸成比例,直径尺寸越大,端子部分相对于第一部分的角度就越大。例如,较小的单池(例如,18650型单池)需要较小的角度、例如需要20度至45度的角度,而较大的单池(例如,32650型单池)需要较大的角度、例如需要在45度与75度之间的角度。

29、保持框架可以适用于制造包括诸如18650型锂离子单池、21700型锂离子单池、26650型锂离子单池、32650型锂离子单池的锂离子单池的电池组组件,所述锂离子单池例如为圆柱形锂离子单池。

30、在实施方式中,保持框架的厚度可以在2mm至30mm之间、例如为2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm、21mm、22mm、23mm、24mm、25mm、26mm、27mm、28mm、29mm中的任一者至30mm、29mm、28mm、27mm、26mm、25mm、24mm、23mm、22mm、21mm、20mm、19mm、18mm、17mm、16mm、15mm、14mm、13mm、12mm、11mm、10mm、9mm、8mm、7mm、6mm、5mm、4mm、3mm中的任一者。

31、在实施方式中,一个或更多个单池定位结构的直立壁的厚度可以在1.0mm至2.0mm之间、例如为1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm中的任一者至2.0mm、1.9mm、1.8mm、1.7mm、1.6mm、1.5mm、1.4mm、1.3mm、1.2mm或1.1mm中的任一者。

32、在实施方式中,保持框架可以适用于制造包括、例如定形状成容纳除了圆柱形单池之外的不同形状的单池、比方说矩形单池或其他形状的单池的电池组组件。

33、在实施方式中,保持框架的第一表面的单池定位结构和保持框架的第二表面的单池定位结构可以不同。在实施方式中,保持框架的第一表面的一个或更多个单池定位结构的直立壁的高度可以大于保持框架的第二表面的一个或更多个单池定位结构的直立壁的高度。

34、在实施方式中,保持框架可以包括大致平坦的基部以及一个或更多个侧壁、例如直立的侧壁。在实施方式中,保持框架可以包括从一个或更多个保持框架或者每个保持框架的基部的周缘直立的侧壁。侧壁可以面向侧壁。在实施方式中,一个或更多个保持框架或者每个保持框架可以包括围绕一个或更多个保持框架或者每个保持框架的基部的整个周缘延伸的直立的侧壁。在替代性实施方式中,直立的侧壁可以围绕一个或更多个保持框架或者每个保持框架的基部的周缘的一部分延伸。在实施方式中,侧壁可以是不连续的。在其中保持框架将与圆柱形单池一起使用的实施方式中,至少一个侧壁——并且优选地面对的侧壁——还可以包括与要插入到组件中的单池的侧壁互补的一个或更多个凹形弓状部段。

35、在实施方式中,侧壁的位于保持框架的基部的周缘处的一个或更多个侧壁的厚度可以在2.0mm至3.0mm之间、例如为2.0mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm中的任一者至3.0mm、2.9mm、2.8mm、2.7mm、2.6mm、2.5mm、2.4mm、2.3mm、2.2mm或2.1mm中的任一者。

36、在实施方式中,保持框架可以构造成或定形状成在使用中包围一个或更多个单池的端部。例如,在使用中,一个或更多个(例如每个)保持框架可以包围每个单池的相应端部。在实施方式中,保持框架中的一个或更多个保持框架(例如,每个保持框架)可以包围一个或更多个单池端子、例如每个单池端子。在实施方式中,保持框架中的一个或更多个保持框架可以包括位于其周缘内侧的配合部分。配合部分可以定形状成与一个或更多个单池的至少一部分的外部周缘配合和/或对应。

37、有利地,设置直立的侧壁和/或设置成在使用中包围单池的一个或更多个端部或端子提供了相对于多个单池更安全的电池组组件。这提供了导体与单池端子之间的更好的接触,这种接触通过可以位于导体与保持框架中的一个或更多个保持框架之间的弹性构件进一步增强。这在于电池组组件内没有设置永久性紧固装置(例如,粘合剂)时是特别有利的,使得组件在使用中是刚性和稳定的,但是可以容易地拆卸成其组成部分。

38、在替代性实施方式中,保持框架可以包括没有侧壁的基部部分。保持框架还可以包括从基部垂直延伸的多个突出部,例如以将单池的相邻部分彼此划界或间隔开。例如,基部突出部的壁可以包括与要插入到组件中的单池的面对部分互补的多个凹形弓状部段。

39、保持框架、例如外部保持框架中的一个或两个外部保持框架可以是或者可以提供入口盖,该入口盖可以被打开或移除以触及单池。

40、在实施方式中,保持框架可以由电绝缘材料例如聚合物或塑料材料制成。保持框架可以使用任何合适的方法、例如合适材料的注射模制来制造。用于制造保持框架的合适材料包括尼龙、ppe(聚苯醚)、abs(丙烯腈丁二烯苯乙烯)、pa(聚酰胺)、pp(聚丙烯)、ps(聚苯乙烯)。模制是一种方便的技术,因为它允许形成具有引入部的单池定位结构以及提供减轻压缩期间所经历的应力的凸起部并且/或者允许制造不同的底板高度,以允许框架间空间在电池组组件上变化。

41、应当理解,对于其中单池通过压缩来保持的电池组组件而言,重要的是在单池的寿命期间保持压缩。同样重要的是,确保压缩在单池阵列上是均匀的,以平衡导体与单池的端子之间的接触电阻。这种考虑可能导致紧固件的数目的增加以及/或者保持框架的壁的厚度的增加。然而,这两种措施将使重量和/或体积增加,从而降低电池组组件的质量能量密度或体积能量密度。

42、已经意外地发现,通过在保持框架中的至少一个保持框架的主表面上设置增强凸起部和/或通过使用于接纳单池的内部保持框架间隙尺寸可变、即靠近紧固件的间隙尺寸大于远离紧固件的内部保持框架间隙尺寸,可以在面对的保持框架之间保持多个单池,其中,紧固件的数目明显少于所保持的单池的数目。这些措施允许施加均匀的压缩力,同时使重量和体积的增加最小化。

43、本发明的另一方面提供了一种电池组组件,该组件包括第一保持框架和第二保持框架、具有端子的多个单池、以及用于与所述多个单池中的至少两个单池电接触的导电导体板,第一保持框架具有第一主表面和第二主表面,第一主表面具有从该第一主表面延伸的第一单池定位结构和第二单池定位结构,第一单池定位结构和第二单池定位结构中的每一者定形状成和/或定尺寸成和/或构造成容纳所述多个单池中的一个单池的至少一部分,第二保持框架具有第一主表面和第二主表面,第一主表面具有从该第一主表面延伸的第一单池定位结构和第二单池定位结构,第一单池定位结构和第二单池定位结构中的每一者定形状成和/或定尺寸成和/或构造成容纳所述多个单池中的所述一个单池的至少一部分,第一保持框架和第二保持框架的面对的第一主表面之间的距离对于相应的第一单池定位结构和第二单池定位结构而言是不同的。

44、本发明的另一方面提供了一种电池组组件,该组件包括在其每个端部处具有端子的多个单池、用于与所述多个单池中的至少两个单池电接触的导电导体板、以及用于在制造电池组组件中使用的保持框架,该保持框架具有第一主表面和第二主表面,在第一主表面和第二主表面中的一者或两者上,保持框架具有一个或更多个单池定位结构,所述一个或更多个单池定位结构定形状成和/或定尺寸成和/或构造成容纳一个或更多个单池的至少一部分,所述一个或更多个单池定位结构包括从第一主表面或第二主表面中的一者直立的第一壁,第一直立壁包括定形状成提供引入部分的自由部分或端子部分。

45、在本发明的电池组组件中,导电导体板位于保持框架与多个单池的端子中的至少一些端子之间。

46、在实施方式中,电池组组件可以包括多于一个的保持框架、例如包括两个、三个、四个或更多个保持框架。有利地,设置多于一个的保持框架使得能够对多于两组的单池、例如三组、四组、五组或更多组的单池进行堆叠,以形成电池组组件。

47、在实施方式中,电池组组件可以包括第一外部保持框架和/或第二保持框架。

48、在实施方式中,电池组组件可以包括位于第一外部保持框架与保持框架之间的第一多个单池、以及位于保持框架与第二外部保持框架之间的第二多个单池。

49、在实施方式中,电池组组件包括第一外部保持框架(f)、第一组单池(c)、中间保持框架(f)、第二组单池(c)和第二外部保持框架(f)。在实施方式中,可以存在多于一个的中间保持框架(f)、例如存在两个、三个或更多个中间保持框架(f),这些中间保持框架(f)例如位于第一外部保持框架与第二外部保持框架之间,其中,每个保持框架之间定位有多个单池。在实施方式中,保持框架(f)-单池(c)-保持框架(f)(即fcf)架构可以重复多次以形成fcfcf架构或fcfcf……cf架构。在实施方式中,电池组组件包括架构fcfcfc……f。

50、有利地,这种架构允许多组单池堆叠在电池组组件中。

51、在实施方式中,电池组组件还包括构造成在闭合状态下将第一外部保持框架和第二外部保持框架相对于彼此可逆地保持的紧固装置或紧固件。

52、紧固装置可以是本领域技术人员已知的任何合适的可逆的紧固装置。例如,紧固装置可以包括多个紧固螺母和/或螺栓或者可以由多个紧固螺母和/或螺栓构成。每个紧固螺母可以各自旋拧穿过两个外部保持框架中的每个外部保持框架中的孔并且用于对组件进行压缩,以促进单池与导体之间的接触。

53、在实施方式中,电池组组件可以包括定位在第一外部保持框架与保持框架之间的第一组单池、以及定位在第二外部保持框架与保持框架之间的第二组单池,第一保持框架和第二保持框架处于平行关系,每个单池借助于将紧固装置固定或“拧紧”成将单池夹持在保持框架之间而纵向地保持在相应的保持框架与保持框架之间。

54、紧固装置或紧固件使两个单池的端子被迫压抵靠导体(以及/或者使导体被压迫抵靠两个单池的端子),并且将紧固件或紧固装置移除或松开成拆卸构型或打开构型使得单池能够从组件释放。

55、这允许将大规格的电池组组件完全拆卸成其各个部件。将组件完全拆卸的能力允许通过各个单池或其他部件的更换来对模块进行维修,从而允许在整个组件的使用寿命结束时将模块的各个部件重新用于其他应用,并且由于可以将模块的各个部件中的每个部件分离和分类以相应地进行回收而实现改进的回收。此外,这还允许在组件的使用寿命期间根据可能的需要对部件进行升级或更换。

56、除了帮助制造商满足欧盟废物管理法规之外,重复使用、维修和回收电池模块的各个部件的能力还可以为制造商节省金钱和资源。单个或多个单池可以容易地更换,这意味着组件可以在寿命结束时被反复重建,而不是被丢弃。当单池在原始模块应用中不再发挥作用时或者当模块不再被需要时,这也为将来自模块的单池重新用于其他储能应用提供了机会。

57、在实施方式中,可以设置多于一个的导体板。在实施方式中,一个或更多个导体板可以包括一个或更多个配合构件。在实施方式中,保持框架的单池定位结构和导体板的配合构件进行配合以确保导体板相对于保持框架适当地定位或者能够相对于保持框架适当地定位。

58、在实施方式中,一个或更多个导体板可以包括具有一个或更多个开孔的片材或者由该片材构成。每个开孔可以与相应的直立壁、例如相应的成形部对应。在实施方式中,保持框架的单池定位结构可以包括一个或更多个直立壁,并且导体板可以包括一个或更多个开孔。

59、在实施方式中,导体板在主表面上、例如在第一主表面上可以包括一个或更多个突出部。在实施方式中,导体板在主表面上、例如在第二主表面上可以包括一个或更多个槽口。在实施方式中,导体板在第二主表面上可以包括与导体板的第一主表面的突出部对应的槽口。

60、在实施方式中,导体板可以具有用于与所述至少两个单池中的每个单池接触的相应的突出部。在电池组组件的闭合状态下,导体板的突出部朝向单池端子延伸。

61、一个或更多个突出部可以位于所述导体板配合构件之间。导体板配合构件可以形成导体板配合构件阵列。第一接触部和第二接触部(例如以及第n接触部)可以形成接触部阵列。接触部阵列和导体配合构件阵列可以相对于彼此移位成使得接触部不会覆盖导体配合构件。

62、在实施方式中,保持框架可以直接抵靠所述导体板,以使导体板的突出部在闭合状态下与单池端子电接触。有利地,在其中电池组组件的导体板设置有一个或更多个突出部的实施方式中,每个突出部都构造成与一个或更多个单池端子接触。

63、有利地,突出部有助于在一个或更多个导体板与单池端子之间建立电接触。在电池组组件的闭合状态下,导体板的突出部朝向单池端子延伸。当电池组组件在使用中时,通过将紧固装置拧紧来迫使导体板的突出部与单池端子接触,从而在导体与单池端子之间提供有效的电接触。这防止了单池端子与导体的故障和/或断开。

64、已经意外地发现,所述紧固装置或紧固件能够产生足够的压缩力,以迫使导电装置的突出部与单池端子接触以进行电连接。还已经意外地发现,即使在组件经受振动时,也会保持高质量的电接触。

65、有利地,本发明的电池组组件包括较少的部件,从而使得能够实现快速的组装和拆卸以及制造的容易性。此外,可以避免在一个或更多个保持框架上设置弹性突出部,这从制造角度来看是有利的。

66、外部保持框架的第二主表面可以包括构造成将由紧固装置施加的压缩力分布在外部保持框架的第二表面上的成阵列的成形部、例如成阵列的凸起部。

67、以这种方式,可以减少所使用的紧固件的数目。例如,当多个单池呈多列多行定位时,根据以下公式,紧固件的数目b可以小于单池的数目(cxr):

68、1≤b≤((cc-1).(cr-1))-1

69、其中,cc是每列中的单池的数目,并且cr是每行中的单池的数目。

70、在实施方式中,外部保持框架的表面、例如第二主表面可以定形状成在整个电池组件上实现均匀的压缩力。例如,在保持框架的不同部分中,面对的保持框架的面对部分之间用于容纳单池的空间可以不同。例如,可以限定在保持框架与第二保持框架之间的用于容纳单池的空间(或间隙尺寸)可以变化。靠近用于接纳紧固件的开孔的间隙尺寸可以大于远离开孔的间隙尺寸,以在使用中减轻靠近紧固件所经历的有效夹紧力的增加。

71、本发明的另一方面提供了一种电池组组件,该组件包括具有端子的多个单池、用于与所述多个单池中的至少两个单池电接触的导电导体板、外部保持框架、以及构造成施加压缩力以迫使多个单池的端子、导电导体板和外部保持框架进行接触的可逆的紧固装置或紧固件,其中,外部保持框架具有第一主表面和第二主表面,外部保持框架的第一主表面可以具有一个或更多个单池定位结构,所述一个或更多个单池定位结构定形状成和/或定尺寸成和/或构造成容纳一个或更多个单池的至少一部分,外部保持框架的第二主表面包括构造成将由紧固装置施加的压缩力分布在外部保持框架的第二表面上的成阵列的成形部、例如成阵列的凸起部。

72、在本发明的电池组组件中,导电导体板位于外部保持框架与多个单池的端子中的至少一些端子之间。

73、紧固装置或紧固件使两个单池的端子被迫压抵靠导体(以及/或者使导体被迫压抵靠两个单池的端子),并且将紧固件或紧固装置移除或松开成拆卸构型或打开构型使得单池能够从组件释放。

74、紧固装置或紧固件可以是本领域技术人员已知的任何合适的可逆紧固装置。例如,紧固装置可以包括多个紧固螺母和/或螺栓或者可以由多个紧固螺母和/或螺栓构成。每个紧固螺母可以各自旋拧穿过两个外部保持框架中的每个外部保持框架中的孔并且用于对组件进行压缩,以促进单池与导体之间的接触。

75、本发明的电池组组件构造成使得由紧固装置施加的压缩力分布在外部保持框架的表面上。有利地,这减少了所需的压缩点的数目,并且因此减少了迫使多个单池的端子、导电导体板和外部保持框架进行接触所需的紧固件、例如螺母和螺栓的数目。有利地,包括较少紧固件的电池组组件被更有效地组装和拆卸。

76、由保持框架保持的单池的数目c可以通过以下公式与紧固件的数目b相关:

77、

78、例如,成8×8阵列的单池c可以由成3×3阵列的紧固件b来固定。

79、在实施方式中,位于保持框架的第一主表面上的一个或更多个单池定位结构可以包括从第一主表面直立的第一壁。在实施方式中,第一直立壁可以包括定形状成提供引入部分的自由部分或端子部分。

80、在实施方式中,电池组组件可以包括多于一个的外部保持框架,例如可以包括第一外部保持框架和第二外部保持框架。在实施方式中,第一外部保持框架和第二外部保持框架可以各自包括第一主表面和第二主表面,第一主表面具有一个或更多个单池定位结构,所述一个或更多个单池定位结构定形状成和/或定尺寸成和/或构造成容纳一个或更多个单池的至少一部分,第二主表面包括成阵列的凸起部,这些成阵列的凸起部构造成将由紧固装置施加的压缩力分布在第二表面上。

81、在实施方式中,电池组组件还可以包括一个或更多个中间保持框架,中间保持框架用于定位在第一多个单池与第二多个单池之间。有利地,设置多于一个的中间保持框架使得能够对多于两组的单池、例如三组、四组、五组或更多组的单池进行堆叠,以形成电池组组件。

82、在实施方式中,中间保持框架可以包括位于中间保持框架的第一主表面和第二主表面中的一者或两者上的一个或更多个单池定位结构。在实施方式中,一个或更多个单池定位结构可以包括从第一主表面或第二主表面直立的第一壁。在实施方式中,第一直立壁可以包括定形状成提供引入部分的自由部分或端子部分。

83、在实施方式中,外部保持框架和/或中间保持框架可以各自包括用于接纳一个或更多个紧固装置或紧固件的一个或更多个开孔。在实施方式中,外部保持框架和/或中间保持框架可以各自包括用于接纳n个紧固装置或紧固件的n个开孔。例如,外部保持框架和/或中间保持框架可以包括用于接纳一个或更多个紧固装置或紧固件的两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个或更多个开孔。

84、在实施方式中,外部保持框架包括用于接纳九个紧固装置或紧固件、例如九个螺栓的九个开孔。

85、已经意外地发现,本发明的电池组可以用非常少的部件有效地形成,例如,包括128个单池的电池组可以使用少至9个压缩螺栓来形成。

86、外部保持框架的第二表面是面向外的表面。

87、在实施方式中,构造成将由紧固装置施加的压缩力分布在第二表面上的成阵列的凸起部可以包括外部保持框架的第二表面上的成阵列的直立壁。

88、在实施方式中,成阵列的凸起部(例如,成阵列的直立壁)可以包括一组或更多组同心圆。一组同心圆可以环绕用于接纳一个或更多个紧固装置或紧固件的开孔,例如,其中,开孔可以位于每组的最靠内的圆的中心。一组同心圆可以包括例如环绕用于接纳一个或更多个紧固装置或紧固件的开孔的两个、三个、四个或更多个同心圆。

89、在实施方式中,外部保持框架可以包括用于接纳一个或更多个紧固装置或紧固件的n个开孔,并且成阵列的凸起部可以包括n组同心圆,其中,每组同心圆环绕用于接纳一个或更多个紧固装置或紧固件的开孔,例如,其中,开孔可以位于每组的最靠内的圆的中心。

90、在实施方式中,成阵列的凸起部(例如,成阵列的直立壁)可以包括线性直立壁。线性直立壁可以从一个开孔延伸至另一开孔。例如,外部保持框架可以包括例如以直线形图案布置的n个开孔。线性直立壁可以从一个开孔例如以直线形图案延伸至相邻的开孔。

91、在实施方式中,成阵列的凸起部(例如,成阵列的直立壁)可以包括一组或更多组同心圆与一个或更多个线性直立壁。一个或更多个线性直立壁可以与一组或更多组同心圆相交。

92、在实施方式中,外部保持框架可以包括用于接纳一个或更多个紧固装置或紧固件的n个开孔,并且成阵列的凸起部可以包括n组同心圆,其中,每组同心圆环绕一个开孔,使得该开孔位于最内侧同心圆的中央部中,成阵列的凸起部还包括与n组同心圆相交的一个或更多个线性直立壁,其中,每个线性直立壁从一个开孔以直线形图案延伸至相邻的开孔。

93、直立壁中的至少一些或全部直立壁的高度可以在1mm至8mm之间,例如,在2mm至7mm之间,或在3mm至6mm之间,或在4mm至5mm之间。在实施方式中,直立壁中的至少一些或全部直立壁的高度可以是从1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm中的任一者至10mm、9mm、8mm、7mm、6mm、5mm、4mm、3mm、2mm中的任一者。

94、直立壁中的至少一些或全部直立壁的宽度可以在0.1mm至4.0mm之间,例如,在0.1mm至3.5mm之间,或在0.1mm至3mm之间,或在0.2mm至1.8mm之间,或在0.4mm至1.7mm之间,或在0.6mm至1.6mm之间,或在0.8mm至1.5mm之间。在实施方式中,直立壁中的至少一些或全部直立壁的宽度可以是从0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2.0mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3.0mm、3.1mm、3.2mm、3.3mm、3.4mm、3.5mm、3.6mm、3.7mm、3.8mm、3.9mm中的任一者至4.0mm、3.9mm、3.8mm、3.7mm、3.6mm、3.5mm、3.4mm、3.3mm、3.2mm、3.1mm、3.0mm、2.9mm、2.8mm、2.7mm、2.62=mm、2.5mm、2.4mm、2.3mm、2.2mm、2.1mm、2.0mm、1.9mm、1.8mm、1.7mm、1.6mm、1.5mm、1.4mm、1.3mm、1.2mm、1.1mm、1.0mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm、0.2mm中的任一者。

95、在实施方式中,外部保持框架的表面、例如第二主表面可以定形状成实现整个电池组件上的均匀的压缩力。例如,面对的保持框架的面对部分之间用于容纳单池的空间可能在保持框架的不同部分中是不同的。例如,可以限定在保持框架与第二保持框架之间的用于容纳单池的空间(或间隙尺寸)可能不同。靠近用于接纳紧固件的开孔的间隙尺寸可以大于远离这些开孔的间隙尺寸,以减轻在使用中靠近紧固件所经受的有效夹紧力的增加。

96、本发明的另一方面提供了一种电池组组件,该组件包括:多个单池,所述多个单池的数目超过四个且每个单池都有端子;导电导体板,该导电导体板用于与所述多个单池中的至少两个单池电接触;第一外部保持框架和第二外部保持框架;以及可逆的紧固件,该可逆的紧固件用于施加压缩力,以将多个单池固定在第一外部保持框架与第二外部保持框架之间,并促使多个单池的端子、导电导体板和外部保持框架接触,其中,多个单池呈多列多行定位,并且其中,根据下式,紧固件的数目b小于单池的数目cxr:

97、b≤((cc-1).(cr-1))-1

98、且可以满足以下要求:

99、

100、其中,cc是每列中的单池数目,并且cr是每行中的单池数目。

101、有利地,紧固件越少,电池组组件的组装及拆卸速度就越快。然而,由于电池组组件需要进行压缩以实现单池端子与导体板之间的适当接触,减少紧固件的数目必然将会导致每个紧固件在试图保持所需的整体压缩力时于保持框架上施加的点载荷增加。增加的点载荷必须由保持框架承担。当然,随着紧固件数目的减少,存在下述风险:将在整组单池上无法施加均匀的压缩力,这会导致局部失去接触。发现的是,可以通过下述方式来满足这两项要求:在第一外部保持框架和/或第二外部保持框架的外表面上设置载荷分散结构,以允许较少的紧固件施加足够的点载荷,来达到用以实现电接触所需的整体压缩力,同时又不必大幅增加保持框架的重量和/或厚度以适应额外的点载荷。

102、在一实施方式中,紧固件的数目b少于12个,例如11个、10个或9个。优选地,这些紧固件呈阵列、例如呈多列多行定位。

103、根据本发明的任何方面的电池组组件可以包括以下特征。

104、单池中的一个、一些或每个单池可以在单池的端部中的一个端部上具有端子。单池中的一个、一些或每个单池可以在单池的端部中的任一端部上具有端子。

105、在实施方式中,导体板可以由导电塑料材料或由一个或更多个金属片制成。导体板可以由铝、例如铝片制成。导体板、比如金属片、例如铝片的厚度可以在0.1mm至1.0mm之间,厚度例如为从0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm中的任一者至1.0mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm或0.2mm中的任一者。优选地,金属片、比如铝片的厚度在0.6mm至1.0mm之间,例如在0.7mm至0.9mm之间,或是0.8mm。导体板通常是刚性的,这意味着它们是自支承的。

106、例如,可以通过对形成导体板的金属片进行冲压来制造突出部。有利地,突出部有助于导体板、例如一个或更多个导体板与单池端子之间进行电接触。突出部中的一个或更多个(例如,每个)突出部将从导体板的第一主表面延伸。第二主表面可以有相应的凹陷部。这通过从薄导电材料、例如金属片冲压而有利地实现。在实施方式中,突出部从导体板的平面延伸0.1mm至3mm,例如从导体板的平面延伸0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm中的任一者至3mm、2.9mm、2.8mm、2.7mm、2.6mm、2.5mm、2.4mm、2.3mm、2.2mm、2.1mm、2.0mm、1.9mm、1.8mm、1.7mm、1.6mm、1.5mm、1.4mm、1.3mm、1.2mm、1.1mm中的任一者。突出部可以从导体板的平面延伸0.5mm至2.0mm,例如从导体板的平面延伸0.6mm至1.9mm、0.7mm至1.5mm、0.8mm至1.4mm、0.8mm至1.2mm。

107、优选地,导体板将两个或更多个单池端子并联或串联连接。优选地,导体板在保持框架中的布置是互补的,使得在多个单池被保持于保持框架内时,导体板和单池一起形成完整的回路,从而将组件中的单池中的所有单池并联和/或串联地电连接。例如,单池可以通过下述方式布置成使得形成完整的回路:相邻单池分别以正极端子向上而负极端子向下的方式交替定位并且每侧上的正极端子和负极端子连接在一起。

108、电池组组件可以包括多于一个的导体板。在实施方式中,可以设置有两个或更多个导体板,例如三个、四个、五个或n个导体板(其中,“n”为正整数)。在实施方式中,一个或更多个导体板可以与一个保持框架相关联。在实施方式中,第二个或更多个导体板可以与第二保持框架相关联。导体板可以是将多于一个单池端子覆盖的任何形状,比如片状、矩形、u形、s形、l形、t形、h形等。

109、优选地,一个或更多个导体板将两个、三个或更多个单池端子串联连接。优选地,两个保持框架中的每个保持框架中的一个或更多个导体板的布置是互补的,使得当多个单池被保持在保持框架内或两个保持框架内时,这些单池就形成完整的回路,从而将组件中的单池中的所有单池串联地电连接。例如,单池可以通过下述方式布置成使得形成完整的回路:相邻单池分别以正极端子向上而负极端子向下的方式交替定位并且每侧上的正极端子和负极端子连接在一起。

110、在实施方式中,导体板可以包括用于与“n”个单池端子接触的“n”个突出部。

111、一个或更多个导体板或者每个导体板还可以包括电气端子,该电气端子用于将适当的导体或将诸如导体板之类的导体连接至外部装置、比如外部回路,以使用电力。

112、保持框架可以由聚合物材料制成。聚合物材料可以包括尼龙(聚酰胺)、聚丙烯、聚氨酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯中的一者或更多者。聚合物材料可以包括增强物。聚合物材料可以包括纤维增强物,例如玻璃的、陶瓷的、碳的纤维或纤维股。导体板可以由铝片制成,该铝片被冲压以形成突出部,突出部中的每个突出部从导体板的平面延伸0.8mm至1.2mm。已经令人惊奇地发现,根据本发明的电池组组件在使用紧固为比如说在0.5nm至10nm之间、优选地0.5nm至2nm、例如0.75nm至2nm或者2nm、比如说1nm与2nm之间的扭矩的紧固件组装时,能够在使用期间保持单池与导体板之间的接触。这对于静态用途或非静态用途而言尤其令人惊喜,因为在静态用途或非静态用途中,组件可能会经历明显振动。

113、附加地或替代地,电池组组件还可以包括一个或更多个弹性构件。在实施方式中,一个或更多个弹性构件位于导体板与保持框架之间,以抵靠导体板支撑,从而在所述闭合状态下与一个或更多个单池端子进行电接触。

114、在包括一个或更多个弹性构件的电池组组件中,导体位于弹性构件与所述多个单池的单池端子之间。导体包括用于与第一、第二、......第n个单池端子接合的第一主表面,以及供弹性构件抵靠支撑的第二主表面。术语“相邻”是指导体的第一主表面上的各接触部与各单池端子接合,并且弹性构件在相应位置中抵靠导体的第二主表面支撑。

115、在实施方式中,电池组组件包括位于第一导体与第一保持框架之间的第一弹性构件,以及位于第二导体与第二保持框架之间的第二弹性构件。

116、弹性构件可以抵靠导体的多个导电板支撑。在一实施方式中,弹性构件可以抵靠导体的导电板中的大部分或所有导电板支撑。

117、在实施方式中,导体的用于与第一单池端子接合的第一接触部和/或导体的用于与第二单池端子接合的第二接触部由突出部提供。第一接触部可以包括位于导体的第一主表面上的突出部。第一接触部可以包括位于导体的第二主表面上的槽口。槽口可以与突出部对应。可以设置有用于与各自的“n”个单池端子接合的“n”个接触部。例如,导体上可以设置有用于与第n个单池端子接合的接触部、例如突出部。接触部、例如突出部可以在导体上设置成与位于电池组组件内的多个单池的每个单池端子接合,使得每个单池端子就有一个接触部、例如突出部。导体将定向成使得突出部将通常指向单池端子。

118、在电池组组件的闭合状态下,导体的突出部向单池端子延伸。优选地,弹性构件与导体的突出部相邻的部分被促使延伸到导体的相应凹陷部——如果存在的话——中,例如通过紧固所述紧固装置或紧固件被促使延伸到导体的相应凹陷部中。当电池组组件在使用时,弹性构件的弹性可以在导体、例如各自的突出部与单池端子之间提供有效或紧密的电接触。

119、弹性构件可以是一个整体本体。弹性构件可以包括片状件。弹性构件可以包括与电池组组件的保持框架相关联的一个或更多个弹性片状件。在实施方式中,弹性构件可以包括两个或更多个弹性片状件,例如三个、四个或五个弹性片状件。弹性构件可以安置在保持框架中的一个或更多个保持框架内。弹性构件可以定尺寸成延伸至保持框架的一个或更多个内边缘和/或延伸至保持框架的内周缘。替代地,弹性构件可以定尺寸成其主表面小于保持框架的主表面。

120、在实施方式中,弹性构件可以包括一个或更多个弹性片材或由一个或更多个弹性片材构成,弹性材料例如为聚合物材料或弹性材料。弹性构件可以由橡胶材料制成。在一实施方式中,弹性构件可以由硅基材料制成或包括硅基材料,硅基材料例如为硅橡胶。在一实施方式中,弹性材料可以由乙烯-丙烯-二烯橡胶、氢化丁腈橡胶或其他橡胶制成。弹性构件可以由发泡聚合物材料、例如发泡聚苯乙烯制成。弹性构件将具有足够的耐热性能,以承受典型的电池工作温度。

121、有利地,弹性构件用于促进导体的第一、第二或第n个接触部与一个或更多个单池端子之间的电接触。例如,当组件受到压缩、例如受到由于紧固装置或紧固件的紧固而造成的压缩时,弹性构件的一部分会被迫进入与导体的突出部相对应的凹陷部中。这样即使在组件受到振动时,也能确保紧密的电接触得到保持。

122、另外,设置有弹性构件、例如形成为整体本体的弹性构件,该弹性构件例如延伸至保持框架的一个或更多个内边缘,提供了单池端子与导体之间的增强且均匀的电接触。设置有单个弹性构件确保制造方便。此外,如果部件发生磨损以及在部件发生磨损时,则整体本体易于制造和/或更换,以能够提高组件中的部件的可回收性。

123、在第一接触部包括一槽口或者包括一个或更多个槽口的实施方式中,例如第一接触部包括位于导体的第一主表面上的突出部和位于导体的第二主表面上的相应槽口,弹性构件可以延伸到一个或更多个槽口中,例如延伸到导体的第二主表面上的一个或更多个槽口中。

124、弹性构件可以包括具有开孔的片状件或由具有开孔的片状件构成。每个开孔可以对应一个相应的定位构件、例如相应的成形部。

125、在实施方式中,根据本发明的任何方面的电池组组件可以包括壳体,例如,壳体包括基部,基部包括直立壁并且优选地还包括盖,例如可移除盖。壳体可以保持电池组组件。壳体可以具有用于将单池连接至使用地点的端子。

126、在实施方式中,电池组组件包括一个或更多个导电阻断装置或导电断路器。导电阻断装置或导电断路器可以定位在每个单池端子与所述导体或可以作为导体板的导体之间。优选地,在每个单池端子与相关导体或与导体之间都设置有导电阻断装置或导电断路器。一个或更多个导电阻断装置或导电断路器的目的是,在所述单池超过规定的电气极限和/或热极限时,将单池与所述导体或与导体之间的电路断开。一旦超过规定的电气极限和/或热极限,导电断路器的导电阻断装置就会切断故障单池、即超过规定电气极限和/或热极限的单池的连接,从而将故障单池与电池组组件的其他单池隔离。

127、导电阻断装置或导电断路器可以包括用于与单池端子接触的第一导电部分、用于与所述导体或与导体接触的第二导电部分、绝缘部分、以及导电断路器部分。导电阻断装置或导电断路器可以由金属合金或多金属元件构成,并且可以包括双金属保险丝。导电断路器部分可以包括低熔点材料、例如银或镀银铜、锡或锌等金属或其合金,低熔点材料在超过由材料熔点决定的电气极限和/或热极限时会熔化。

128、有利地,当紧固装置“紧固”后电池组组件受到压缩时,导电阻断装置或导电断路器与主表面上的导体和相反主表面上的单池端子两者之间的接触会增加。更有利地,一个或更多个导电阻断装置或导电断路器允许电池组组件通过将电池组组件中的一个或更多个故障单池与其他工作的单池隔离,以在单个单池故障时继续工作。

129、在实施方式中,电池组组件包括用于监控每个单池状态的监控装置或监控器。监控装置可以包括集成电路,该集成电路通过检测电池组组件内的由于故障单池、即超过规定电气极限和/或热极限的单池而触发的导电阻断装置或导电断路器的数目来监控每个单池的状态。监控装置可以包括确定电池组组件状况的方法。例如,监控装置可以传输已收集到的有关组件内每个单池状态的数据,以通过算法进行馈送来与组件的最佳功能进行比较,进而确定完全工作单池的数目和故障单池的数目。有利地,这提供了关于电池组组件整体状况和剩余使用寿命的信息。更有利地,该信息可以用于告知用户维护要求,以及使用性能不佳的电池组组件的潜在安全隐患。

130、电池组组件可以是任何规格,包括层叠的、袋型的、圆柱形的和/或棱柱形的。

131、该组件的设计还允许为高功率应用结合液体冷却。

132、在一实施方式中,电池组组件的质量为12kg或更重,并且/或者储电量为1kwh或更多。在一实施方式中,电池组组件是大规格电池组。

133、本发明的电池组组件可以容易地拆卸和/或分离成其组成部分,从而允许更换或维护电池组组件内的单池中的一个或更多个单池。

134、本发明的另一方面提供了一种组装电池组组件的方法,该方法包括:

135、设置具有第一主表面和第二主表面的保持框架,其中一个或两个主表面包括多个单池定位结构,多个单池定位结构定形状成和/或定尺寸成和/或构造成用于安置多个单池,多个单池定位结构各自包括从第一主表面或第二主表面中的一者直立的第一壁,直立的第一壁包括自由部分或端子部分,该自由部分或端子部分定形状成提供引入部分;

136、将导体板定位在保持框架上;

137、通过使单池移动经过每个单池定位结构的引入部分,将多个单池定位在导体板上。

138、该方法还可以包括设置具有第一主表面和第二主表面的第二框架,其中一个或两个主表面包括多个单池定位结构,多个单池定位结构定形状成和/或定尺寸成和/或构造成用于安置多个单池,多个单池定位结构各自包括从第一主表面或第二主表面中的一者直立的第一壁,直立的第一壁包括自由部分或端子部分,该自由部分或端子部分定形状成提供引入部分。

139、该方法可以包括通过将引入部分移动经过单池的自由端部使得第一主表面邻近或接近单池,从而将第二框架定位在所述多个单池上。

140、在第二框架与单池之间可以设置有导体板。

141、第二框架可以是端部框架或中间框架。

142、如果第二框架是中间框架,则该方法可以包括将第二多个单池定位在中间保持框架上。

143、中间框架可以包括第二主表面,该第二主表面包括多个单池定位结构,其定形状成和/或定尺寸成和/或构造成安置多个单池,多个单池定位结构各自包括从第一主表面或第二主表面中的一者直立的第一壁,直立的第一壁包括自由部分或端子部分,该自由部分或端子部分定形状成提供引入部分。

144、该方法可以包括提供其他的中间保持框架和其他的单池阵列。

145、在实施方式中,该方法可以包括设置外部保持框架,外部保持框架具有第一主表面和第二主表面,其中一个或两个主表面包括多个单池定位结构,多个单池定位结构定形状成和/或定尺寸成和/或构造成安置多个单池,多个单池定位结构各自包括从第一主表面或第二主表面中的一者直立的第一壁,直立的第一壁包括自由部分或端子部分,该自由部分或端子部分定形状成提供引入部分。

146、在实施方式中,该方法还可以包括提供第n个保持框架,第n个保持框架具有第一主表面和第二主表面,其中一个或两个主表面包括多个单池定位结构,多个单池定位结构定形状成和/或定尺寸成和/或构造成安置多个单池,多个单池定位结构各自包括从第一主表面或第二主表面中的一者直立的第一壁,直立的第一壁包括自由部分或端子部分,该自由部分或端子部分定形状成提供引入部分。

147、该方法可以包括将导体板定位在第n个保持框架与第n组单池之间。该方法可以包括将第二组单池定位在一保持框架与第n个保持框架之间或定位在所述保持框架与第n个保持框架之间。

148、在实施方式中,该方法可以包括在导体板、例如第一导体板或第二导体板中的一者或两者与保持框架、例如第一保持框架和第二保持框架中的一者或两者之间设置一个或更多个弹性构件。

149、在实施方式中,该方法可以包括设置紧固装置,紧固装置用于在闭合状态下将保持框架和多个单池可逆地保持,例如将第一保持框架和第二保持框架相对于彼此保持。

150、在实施方式中,紧固装置可以使保持框架直接抵靠导体板支撑,以使导体板的突出部与单池端子电接触。

151、本发明的又一方面提供了用于拆卸根据本发明的电池组组件的方法,该方法包括可选地移除紧固装置、将保持框架从电池组组件移除、移除导体板、以及将多个单池中的至少一个单池从电池组组件移除。

152、有利地,拆卸根据本发明的电池组实现了方便维护以及部件中的一些或所有部件在其他电池组中的重复使用。

153、此外,电池组组件可以与新单池和曾经使用过的单池一起多次重复使用。

154、本发明的电池组组件可以(例如在与诸如太阳能、风能或潮汐发电机等的可再生能源联结时)用作供消费品、车辆例如电动汽车所用的电源或用作可再生能源储存器。

155、在本技术的范围内,明确意图的是,在前述段落中、在权利要求中和/或在下面的描述和附图中阐述的各个方面、实施方式、示例和替代方案以及特别是其各个特征可以被独立地采用或者以任何组合采用。也就是说,所有的实施方式和/或任何实施方式的特征可以以任何方式和/或组合进行组合,除非这些特征不兼容。为了避免疑义,如本文中所使用的术语“可以”、“和/或”、“诸如”、“例如”和任何类似的术语应当被解释为非限制性的,使得无需展示如此描述的任何特征。实际上,在不脱离本发明的范围的情况下,明确地设想到可选特征的任何组合,无论这些组合是否被明确地要求。申请人保留更改任何原始提交的权利要求或相应地提交任何新的权利要求的权利,包括将任何原始提交的权利要求修改成从属于和/或并入任何其他权利要求的任何特征的权利,尽管最初并未以这种方式要求保护。

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