电池组的制作方法
【专利说明】电池组
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2014年8月11日提交的美国临时专利申请62/035890的优先权，其全部内容合并于此。
技术领域
[0003]本实用新型涉及电池组，更为具体地，涉及具有相变材料的电池组。
【背景技术】
[0004]电池组可以包括一个或多个电池单元，并且每个电池单元通常包括正电极、负电极、设置为防止电极之间短路的分离器以及外罩或封盖。电解液促进电极之间的电荷转移。用于电极或电解质的材料取决于电池的化学成分。
[0005]多个电池单元可以共同配置在一个电池组中。电池组可以为便携充电的电池组，且这样的电池组可以用于电动工具或电子设备。
[0006]在操作期间，当电池组放电并向工具或电子设备提供电力，或当连接电源充电或再次充电时，电池单元产生热量。热量导致电池单元温度的升高。电池组在正常运行期间，电池单元温度不会对电池单元或电池组有不利的影响。然而，在某些操作的情况下，例如长时间使用或释放高电流(例如，40A或更多)时，电池单元可能产生多余的热量，过度提高电池单元的温度。由于暴露于高温而引起的电池单元损伤和降解，使得缩短了电池单元和电池组的使用寿命。
[0007]电池组可以包括温度管理组件，以解决高温情况。例如，电池组可以包括热电偶，以监控电池单元的温度，并且使每个电池单元在高温情况下的损坏最小化，使超过最大温度极值的任何电池单元电力失效。电池组通常维持失效状态直到电池单元冷却，且温度降至预设阈值以下。
[0008]不幸的是，当电池单元由于高温工况而失效时，电池组不能向有关工具或电子备提供电力。因此，当电池组面临失效时，使用者不能继续使用工具或电子设备。
[0009]此外，温度管理组件试图减小由于高温情况导致的电池单元的潜在损坏，但仍有可能发生损坏，这将导致电池单元和电池组使用寿命的缩短。此外，在电池单元中储存的能量完全释放(放电结束)之前，高温情况通常导致电池单元失效。因此，使用者可能在工具或电子设备完成使用之前拥有失效的电池组。
【实用新型内容】
[0010]在一个独立的方面，电池组通常可包括壳体;支撑在所述壳体中的至少一个电池单元，所述电池单元包括外罩，通过所述外罩限定的开口以及位于所述壳体中且至少部分地封装电池单元的相变材料，所述相变材料通过所述开口接触所述电池单元。
[0011]所述电池组可以包括多个电池单元，每个电池单元包括外罩、通过每个所述电池单元的所述外罩限定的开口、以及可以通过相关开口接触每个所述电池单元的相变材料。所述外罩可由塑料形成。所述电池组可以包括与所述相变材料处于传热关系中的散热器，所述散热器延伸至所述壳体的外部。
[0012]所述电池组可以包括支撑在壳体中的密封腔，所述相变材料被包含在所述腔中。所述电池单元可以包含在所述密封腔中。所述相变材料可以包括固-液相变材料，所述相变材料在固态和在液态下具有不同的体积。所述腔限定的内部体积可以大于所述相变材料在固态和液态时的体积。所述腔可以包括柔性壁，以适应相变材料在固态与液态之间的体积变化。
[0013]所述相变材料可以包括固体石蜡和微晶相变材料化合物。所述电池组可以包括温度调节系统，以可操作地测量所述电池单元的温度，如果测量温度超过预设温度，将使所述电池单元失效。在测量温度超过预设温度之前，所述相变材料可以改变相态。
[0014]在另一独立方面，电池组通常可以包括壳体、支撑在壳体中的至少一个电池单元；位于壳体中且至少部分地封装电池单元的相变材料，所述相变材料与电池单元处于传热关系中；以及与相变材料处于传热关系中的散热器，所述散热器延伸至所述壳体的外部。
[0015]在另一个独立方面，电池组通常可以包括壳体;支撑在壳体中的至少一个电池单元;位于壳体中且至少部分地封装电池单元的相变材料；以及支撑在壳体中的密封腔，所述相变材料包含在所述腔中。
[0016]在另一个独立方面，电池组通常可以包括壳体;支撑在壳体中的至少一个电池单元；以及位于壳体中且至少部分地封装电池单元的相变材料，相变材料包括固体石蜡和微晶相变化合物。
[0017]在另一个独立方面，电池组通常可以包括壳体;支撑在壳体中的至少一个电池单元;相变材料；以及包含所述相变材料的囊状物，所述囊状物限定具有开口的通道，所述囊状物与至少一个电池单元处于传热关系中。
[0018]在另一个独立方面，电池组通常可以包括壳体;相变材料;包含相变材料且限定通道的囊状物，所述相变材料围绕所述通道的一部分；以及多个电池单元，该多个电池单元相对于所述囊状物均匀设置并与所述囊状物处于传热关系中。
[0019]在另一个独立方面，电池组通常可以包括壳体;相变材料;包含相变材料的至少一个囊状物；以及多个电池单元，该多个电池单元相对于至少一个所述囊状物均匀、等间距设置并与至少一个所述囊状物处于传热关系中。
[0020]本实用新型的其他独立特征和独立方面将通过参考下面的具体描述、权利要求和附图而显而易见。
【附图说明】
[0021 ]图1是电池组的等轴测图；
[0022]图2是图1的电池组的等轴测图，其中移除壳体和相变材料以显示电池单元和相关组件；
[0023]图3是图2的电池组的等轴测图，用于显示相对面；
[0024]图4是图2的电池组底部的等轴测图；
[0025]图5是图2的电池组的等轴测图，其中移除电池单元支架部的一部分和多个电池单元以显示保持电池单元的单元插座；
[0026]图6是移除壳体部的图1的电池组的等轴测图，以显示电路板和封装电池单元支架部和电池单元的相变材料；
[0027]图7是图1的电池组的侧面示意图，用于显示设置在密封容器中的相变材料，该密封容器具有便于散热的散热器；
[0028]图8是移除壳体和电路的图1的电池组的结构的等轴测图，用于显示管理相变期间相变材料的材料体积的系统；
[0029]图9是从相对面观察图8的电池组的等轴测图；
[0030]图10是通常沿图8中的线10-10剖开的图8的电池组的剖视图；
[0031]图11是图8的电池组的等轴测图，其中移除电池单元支架并且分解部分囊状物(bladders)以显示电池单元、单元插座和接收囊状物的孔；
[0032]图12是通常沿图8中的线12-12剖开的图8的电池组的剖视图；
[0033]图13是用于图8的电池组中的囊状物的等轴测图；
[0034]图14是从相对面观察的图13的囊状物的等轴测图；
[0035]图15是图13的囊状物的正面视图；
[0036]图16是图15的囊状物的剖视图；
[0037]图17是移除电池壳体和电路的图1的电池组的结构的等轴测图，以显示管理相变期间相变材料的材料体积的另一种系统；
[0038]图18是具有从相变壳体移除的电池单元支架的图17的电池组的爆炸图；
[0039]图19是用于图17的电池组的组合电池单元支架的爆炸等轴测图；
[0040]图20是从相对面观察的图19的组合电池单元支架爆炸等轴测图；
[0041]图21是电池单元温度(y轴)与时间(X轴)的图表，用于显示不具有相变材料的电池单元在放电期间的温度，以及具有相变材料的图1的电池单元在放电期间的温度。
【具体实施方式】
[0042]在具体解释本实用新型的一些独立的实施方式之前，应该理解的是本实用新型并不局限于其应用细节或者不限于在附图中显示或在以下描述的组件的结构和设置。本实用新型的其他独立的实施方式能够通过不同的方式实施或体现。
[0043]应该理解的是【具体实施方式】的描述并不用于限定在被公开的构思和范围内的所有的修改、等同和备选方案的公开。同样，应该理解的是在此使用的措辞和术语仅用于说明的目的，并不应该视为限制。
[0044]图1至图7显示了一种电池系统10，该电池系统10包括具有温度调节系统的电池组
14。该温度调节系统通常包括集成到电池组14中的相变材料18。图8至图20显示了包括具有温度调节系统的电池组14的电池系统10，例如，该温度调节系统具有一种用于可操作的控制相变材料18的系统，以在相变时管理相变材料18的材料体积等。
[0045]相变材料18通常具有一个熔化热，该熔化热充分吸收由电池单元22产生的多余热量，其可以延迟电池组14中的高温条件。例如，可以通过使电池单元22最小化地暴露于高温条件和潜在性损伤或降解(degradat