起动器电池组的制作方法
【专利说明】起动器电池组
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年11月11日提交的标题为“车辆起动器电池组”的美国临时专利申请号61/902，689的优先权，其全部内容通过引用包含于此并用于所有目的。
技术领域
[0003]本说明书涉及诸如锂离子车辆起动器电池组等的车辆起动器电池组的架构、结构和操作。
【背景技术】
[0004]电池组是利用电化电池来储存电能的装置。电池组可以包括一个电化电池、或者以并联或串联或它们的组合的方式构成的多个电化电池。电池组可以使用电化电池来将化学能转换成电能。该处理的基础是作为化学反应的结果而以电子释放的形式获得电能。存在包括镍镉(NiCd)型、铅酸型、镍金属氢化物(NiMH)型、镍锌(NiZn)型、锂离子和锂聚合物型的多个可再充电电池化学性质。这些电池组可被配置为圆柱形电池、纽扣电池、方形电池或袋式电池。
[0005]电池组电池包括负极和正极，其中在负极和正极之间存在用于携带离子的电解质。经由电化学处理对电池组电池进行充放电的结果可以包括释放气体、产生热或在电极上沉积材料。这些电化学处理可能导致电池组电池肿胀或膨胀。
[0006]还可以使用其它组件来储存电能，例如:电容器通过向利用电介质隔开的两个板施加电场以使得电子因该电池而聚集并被保持，来以静电方式储储存电能。
【实用新型内容】
[0007]一种起动器电池组，包括:多个袋型方形电池，其堆叠以形成阵列，并且用于输出足以启动车辆引擎的电压；以及外壳，用于容纳所述阵列。所述外壳包括托盘以及和托盘安装在一起的盖，以使得所述外壳提供足以在工作期间防止电池分层以及约束所述电池膨胀或肿胀的约束力。所述电池还可以包括:板或架，其配置在所述阵列和所述盖之间，具有大致平坦的表面，并且用于使压缩力分布在所述阵列上。所述架可以具有蜂窝或肋结构。所述托盘和所述盖可以各自互锁，所述互锁用于使所述托盘与所述盖对齐并固定。所述盖可以接合至所述托盘。所述盖可以紧固(诸如以机械方式紧固等)至所述托盘。所述电池还可以包括:多个垫，其与所述电池交错并且附着至所述电池，以防止所述电池的相对移动。
[0008]一种起动器电池组，包括:多个袋型方形电池，其堆叠以形成阵列，并且用于输出足以启动车辆引擎的电压；以及外壳配置，其包围所述阵列，并且用于利用足以在工作期间防止所述电池的分层以及约束所述电池膨胀或肿胀的力，来在无需利用压缩支架的情况下压缩所述阵列。所述外壳配置可以包括与所述阵列相接触的具有大致平坦表面的构件。所述构件可以具有蜂窝或肋结构。所述电池还可以包括交错并且附着有所述电池以防止所述电池的相对移动的多个垫。
[0009]一种电池组，包括:多个方形电池，各自具有延伸出的端子；电介质架，其包括多个焊接件；以及母线，其支撑在被配置为形成阵列的柔性基板上，所述阵列具有以电气方式连接所述电池的夹持母线配置。所述端子弯曲在所述焊接件其中之一的上方，并且配置在所述焊接件其中之一和所述母线之间并这两者其中之一接合，并且以形成所述夹持母线配置。所述电池组还可以包括架，所述架用于支撑所述焊接件并且定义多个槽，并且所述端子各自可以经由所述多个槽其中之一延伸。所述柔性基板可以是柔性电路。所述电池组还可以包括热敏电阻，并且所述柔性电路可以定义安装有所述热敏电阻的片。可以将所述片折叠成阵列，以使得所述热敏电阻与所述端子其中之一相接触。
[0010]一种电池组包括:电介质架，其定义多个槽并且支撑内部所嵌入的多个焊接件；多个方形电池，其堆叠以形成阵列，所述电池各自具有片，所述片经由所述多个槽其中之一而突出并且折叠在所述多个焊接件其中之一上；以及母线，其配置在所述架上，并且与所述片和所述多个焊接件接合以使所述电池以电气方式连接。所述电池组还可以包括基板，所述基板用于支撑所述母线。所述基板可以是柔性电路。所述片各自可以夹持在所述焊接件其中之一和所述母线之间。所述片各自的长度可以大于或等于所述架的厚度和所述焊接件其中之一的宽度。
[0011]一种电池组包括:多个方形电池，其堆叠以形成阵列，所述电池各自具有端子；母线，其配置在所述阵列的一部分上方，并且以电气方式与所述端子中的至少一些端子相连接；柔性电路，用于支撑所述母线并定义片；以及热敏电阻，其安装有所述片。所述片折叠成所述阵列，以使得所述热敏电阻与所述端子其中之一相接触。所述热敏电阻还可以与所述电池其中之一或所述电池其中之一的电极相接触。
【附图说明】
[0012]图1是起动器电池组的立体图；
[0013]图2是图1的起动器电池组的内部结构的立体图；
[0014]图3是图1的起动器电池组的截面立体图；
[0015]图4是图1的起动器电池组的分解立体图；
[0016]图5是压缩板的立体图；
[0017]图6是电池阵列和压缩板的分解立体图；
[0018]图7是下部母线组件的支撑架和下部母线的立体图；
[0019]图8是与下部母线组件对齐的来自图6的电池阵列和压缩板的立体图；
[0020]图9是穿过下部母线组件的槽而突出的电池组电池端子的立体组装图；
[0021]图10是弯曲在下部母线组件的焊接栅线上方的电池组电池端子的立体图；
[0022]图11是上部母线组件的立体图；
[0023]图12是与上部母线组件对齐的图10的组件的立体图；
[0024]图13是安装有上部母线组件的图10的组件的立体组装图；
[0025]图14和15分别是采用图13的组装配置的电池阵列的一部分在焊接之前和之后的截面侧视图。
[0026]图16是采用图14的组装配置的上部母线、呈弯曲的电池片和焊接栅线的分解立体图；
[0027]图17是图15的焊缝其中之一的截面侧视剖面图；
[0028]图18是下部母线、电池组电池端子、上部母线和柔性电路的组装配置的截面侧视图；
[0029]图19是柔性电路的立体图；
[0030]图20是与柔性电路对齐的图10的组件的立体图；
[0031]图21是安装有柔性电路的图10的组件的立体组装图；
[0032]图22是图18的组装配置的替代实施例的截面侧视图；
[0033]图23是下部母线、电池组电池端子和柔性电路的组装配置的截面侧视图；
[0034]图24是图6的组装配置中的图1的起动器电池组的一部分在焊接之前的截面侧视图；
[0035]图25是阵列的组装工艺图；
[0036]图26是盖的立体图；
[0037]图27是与盖对齐的组件的立体图；
[0038]图28是阵列和盖的立体组装图；
[0039]图29是托盘的立体图；
[0040]图30是阵列和盖的分解立体图；
[0041]图31和32是图1的起动器电池组的截面正视图；
[0042]图33是另一下部母线组件的分解图；
[0043]图34是来自图1的起动器电池组的另一实施例的立体图；
[0044]图35是根据如图27所述的实施例的图1的起动器电池组的分解立体图；以及
[0045]图36是双金属母线的平面图。
【具体实施方式】
[0046]这里说明本实用新型的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅是示例并且其它实施例可以采用各种替代形式。附图不一定是按比例绘制的；一些特征可能被夸大或最小化以示出特定组件的详情。因此，这里所公开的特定结构和功能详情不应被解释为限制性的，而仅是作为教导本领域技术人员以各种方式采用本实用新型的代表基础。如本领域普通技术人员应当理解，可以将参考任一附图例示并说明的各种特征与一个或多个其它附图所示的特征相组合，以产生没有明确例示或说明的实施例。所例示的特征的组合提供典型应用的代表实施例。然而，针对特定应用或实现，可以期望与本实用新型的教导一致的特征的各种组合和变形。
[0047]以下说明涉及起动器电池组的组装和制造。起动器电池组可以包含多个方形或圆柱形电池，其中这多个方形或圆柱形电池堆叠而形成阵列，并且以串联和并联方式配置成以提供足以满足电池的要求的电压和电流。电池组电池可以具有电池端子，其中这些电池端子从这些电池端子的穿过下部母线组件中的多个槽而突出的端部的其中之一延伸出。然后，电池端子可以折叠在下部母线组件的焊接栅线上并接合至该焊接栅线，并且可以经由一系列电气接线与上部或下部母线以串联和并联方式连接。来自电池组电池的电流可被输送至柔性电路，然后可被传送至诸如电池管理模块等的附加电池组件以监视电池组电池的电压。电池组电池端子、母线和柔性电路之间的准确配置、焊接和电气连接可以根据起动器电池组的具体类型而不同。
[0048]在以下说明中，给出了用于固定并以电气方式连接电池组电池的几个结构。在所有结构中，电池组电池端子折叠在下部母线上并且焊接至下部母线。另外，柔性电路安装至下部母线并且与电池端子电气连接以将电气感应电流输送至电池管理模块，从而监视电池组电池的电压。结构上的差异在于是否使用上部母线来将电池组电池端子固定至下部母线、以及如何将柔性电路固定至下部母线。在一些方法中，电池组电池端子夹持在下部母线和上部母线之间。上部母线可以固定地安装至柔性电路，或者柔性电路可以独立于上部母线而安装至下部母线。在另一方法中，将电池组电池端子直接焊接在下部母线上而无需使用上部母线。针对电池组电池端子的焊接和电气耦合的各方法根据制造中的起动器电池组的特定类型而提供特定优点。
[0049]图1是具有正极端子102和负极端子104的起动器电池组100的立体图。该图是按比例绘制的，但还可以使用其它尺寸和相对比例。起动器电池组可以是适合用于储存电能的锂离子电池或任何其它可再充电式起动器电池组(例如，镍镉(NiCd)型、铅酸型、镍金属氢化物(NiMH)型、镍锌(NiZn)型等)。起动器电池组100具有盖106和电池壳体托盘108。这里可以将盖106所位于的电池的端部称为起动器电池组100的“顶部”。起动器电池组100的“底部”是指起动器电池组100的与盖106相对的端部。盖106和托盘108可以以物理方式彼此连接以形成电池壳体110。在一个实施例中，电池壳体110可以是容纳起动器电池组的内部组件的中空矩形棱柱。在另一实施例中，托盘可以是圆柱形。电池壳体托盘108包括脊部112，其中该脊部112可被配置为形成相对于电池壳体托盘108的表面凸起的栅格，以向电池壳体110提供支撑、强度和提高的刚度。
[0050]图2是起动器电池组100的内部结构和组件的立体图。从起动器电池组100开始并且向着电池组壳体盖106向上移动，该内部结构包括电池组电池托盘底部210、电池组电池堆202、柔性垫204、电气绝缘垫