具有包覆模制汇流条的电池模块的制作方法

具有包覆模制汇流条的电池模块
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2021年2月18日提交的题为“battery module with overmolded busbar”的美国专利申请号63/200166的优先权，其公开内容通过引用整体结合于此。
技术领域
3.本公开涉及具有包覆模制汇流条的电池模块。


背景技术：

4.近年来，世界交通已经开始从主要由化石燃料驱动的动力系统向更可持续的能源过渡，其中主要是由车载储能装置驱动的电动马达。为了使这些新的交通方式能够被更多的人使用，汽车制造商正在努力降低制造成本，包括组装电池组来驱动电动马达的成本。


技术实现要素：

5.在第一方面，一种电池模块包括：以多行和多列的阵列并排布置的电化学电池，所述电化学电池包括端子，所述端子包括位于电化学电池的相应第一端的第一端子和位于相应第一端的第二端子的至少一部分；保持电化学电池的壳体，所述壳体由聚合物材料通过模制过程形成；以及在整个阵列中沿着端子延伸的平面汇流条，所述平面汇流条在模制过程中通过包覆模制操作连接到壳体，在平面汇流条和壳体之间没有粘合剂。
6.实施方式可以包括以下任何或所有特征。平面汇流条包括铝，聚合物材料包括聚碳酸酯。聚合物材料还包括聚碳酸酯中的玻璃线束。壳体具有基本直线形状，包括四个彼此成对面对的侧壁，以及在直线形状的第一端垂直邻接四个侧壁中的每个的第一端壁，其中壳体不具有在与第一端相对的直线形状的第二端面对第一端壁的第二端壁。平面汇流条包括共面交错指状物。第一端壁在至少一些共面交错指状物之间具有开口。电池模块还包括延伸穿过至少一个开口的导电结合，该导电结合将至少一个端子连接到至少一个共面交错指状物。电化学电池的阵列具有六个侧面，并且其中壳体通过包围阵列的六个侧面中的五个侧面来保持电化学电池。电池模块还包括在阵列的第六侧面邻接电化学电池的相应第二端的冷却板，第二端与电化学电池的第一端相对。平面汇流条包括共面交错指状物。壳体配置成使得平面汇流条仅在背离电化学电池的端子的方向上暴露。模制过程在壳体的外侧形成脚，该脚包括对应于壳体类型的标记，以及配置用于安装电池模块的防差错销。脚还设置有压缩限制器，其配置用于安装电池模块。电池模块还包括电连接到平面汇流条的端部汇流条。电池模块包括沿着整个阵列中的端子延伸的多个平面汇流条，该多个平面汇流条通过包覆模制操作连接到壳体。
7.在第二方面，一种制造电池模块的方法包括：用聚合物材料模制壳体以保持电池模块的电化学电池，其中模制壳体包括通过用聚合物材料包覆模制平面汇流条而将平面汇流条连接到壳体，而不在平面汇流条和壳体之间放置粘合剂；将电化学电池放置在壳体内，其中电化学电池以多行和多列的阵列并排布置，所述电化学电池包括端子，所述端子包括
位于电化学电池的相应第一端的第一端子和位于相应第一端的第二端子的至少一部分；以及在端子和汇流条之间形成导电结合。
8.实施方式可以包括以下任何或所有特征。汇流条包括铝，聚合物材料包括聚碳酸酯。壳体被模制成基本直线形状，包括成对地彼此面对的四个侧壁，以及在直线形状的第一端处垂直邻接四个侧壁中的每个的第一端壁，其中壳体不具有在直线形状的与第一端相对的第二端处面对第一端壁的第二端壁。电化学电池的阵列具有六个侧面，并且其中壳体通过包围阵列的六个侧面中的五个侧面来保持电化学电池，该方法还包括将冷却板安装到壳体，使得冷却板在阵列的第六侧面邻接电化学电池的相应第二端，第二端与电化学电池的第一端相对。该方法还包括在用聚合物材料包覆模制平面汇流条之前等离子体处理平面汇流条。
附图说明
9.图1示出了电池模块的示例。
10.图2示出了图1的电池模块的分解图的示例。
11.图3示出了图1的电池模块的壳体的示例。
12.图4示出了图3的壳体的另一视图。
13.图5示意性地示出了制造电池模块的方法的示例。
14.图6示出了制造电池模块的方法的示例的流程图。
15.图7a-7d示意性地示出了包括包覆模制操作的模制过程。
16.图8示出了电化学电池阵列的示例。
17.图9示出了容纳图8的电化学电池阵列的图3的壳体的示例。
18.图10a-10b示出了可以与图3的壳体一起使用的端部汇流条的示例。
19.图11-12示出了可以设置在图3的壳体上的脚的示例。
20.图13-14示出了图3的壳体的平面汇流条的示例，该平面汇流条具有共面交错指状物和在电化学电池的端子与平面汇流条之间的导电结合。
21.图15示出了用于组装在电池组中的图1的电池模块的多个实例的示例。
22.不同附图中相同的参考符号表示相同的元件。
具体实施方式
23.该文献描述了使用壳体制造电池模块的系统和技术的示例，通过用聚合物材料包覆模制汇流条，汇流条附接到该壳体。这种方法可以消除在汇流条和壳体之间施加粘合剂的需要，从而通过消除材料需求和省略组装期间的多个操作来降低制造成本和复杂性。作为另一示例，壳体可被模制成单个单元，该单元配置成保持电化学电池阵列，从而进一步减少制造操作的数量，并且还可能减少部件重量。上述方法中的任一种或两种都可以减少生产的节拍时间，即生产零件所需的时间除以时间间隔内所需的零件数量，和/或可以减少废品率，废品率是制造过程中被废弃的材料的百分比。
24.这里的示例指的是电池模块，其是配置用于在充电、存储和使用期间保持和管理多个电化学电池的独立部件。电池模块可以作为一个或多个负载(例如电动马达)的唯一电源，或者可以使用相同或不同类型的一个以上电池模块。两个或更多个电池模块可以在系
统中单独实现，或者作为更大能量存储单元的一部分实现。例如，电池组可以包括相同或不同类型的两个或更多个电池模块。电池模块可以包括用于管理电化学电池中电能的充电、存储和/或使用的控制电路，或者电池模块可以由外部部件控制。例如，电池管理系统可以在一个或多个电路板(例如印刷电路板)上实现。
25.这里的示例指的是电化学电池。电化学电池可以包括电解质和两个电极以储存能量并在使用时将其输送。在一些实施方式中，电化学电池可以是可再充电电池。例如，电化学电池可以是锂离子电池。在一些实施方式中，电化学电池在放电时可以充当原电池，在充电时可以充当电解池。电化学电池可以具有用于每个电极的至少一个端子。端子或其至少一部分可以位于电解池的一端。例如，当电化学电池具有圆柱形形状时，其中一个端子可以设置在电池端部的中心，形成圆柱体的罐可以构成另一个端子，因此也存在于端部。可以使用其他形状的电化学电池，包括但不限于棱柱形。
26.这里的示例指的是模制，这是使用模具将液体或柔韧材料形成形状的过程。注射成型是一种将熔融材料注入模具型腔的成型过程。包覆模制是指首先将一个或多个部件放置在模具内，然后将熔融材料引入模具的模制操作。这允许熔融材料在模制过程中与部件接触，因此部件与最终的模制部件结合。
27.这里的示例指的是用聚合物材料模制，该聚合物材料是适于模制的热塑性或热固性物质。聚合物材料将被选择为具有这样的特性，使得最终的部件具有适于预期用途的特性。例如，考虑到电池的重量及其应用，被模制成保持电化学电池的壳体的聚合物材料在其成品状态下应该具有适当的强度和刚度，并且考虑到电化学电池的充电、储存和/或使用，还应该具有适当的热和电性能。聚碳酸酯是可以模制成电化学电池壳体的聚合物的示例。聚碳酸酯材料含有碳酸酯基团，通常是良好的绝缘体，耐热和耐燃。在模制之前，可以将一种或多种其他材料添加到聚合物材料中，以改变其一种或多种性质。在一些实施方式中，聚碳酸酯材料可以具有一种或多种添加剂。例如，玻璃和/或另一种材料的线束可以添加到聚碳酸酯或另一种聚合物材料中。
28.这里的示例指的是在包覆模制部件之前对部件进行等离子体处理，这是用于从部件表面去除污染物和/或以其他方式为包覆模制部件做准备的过程。等离子体处理包括将一种或多种工作流体的等离子体施加到部件表面。空气、惰性气体(例如氩气)或氢气只是可以使用的工作流体的几个示例。等离子体可以通过任何合适的技术产生，包括但不限于通过在工作流体上施加电势以从分子/原子中分离电子，从而产生离子。等离子体源然后可以在一次或多次重复中向表面施加等离子体(例如以束的形式)。
29.这里的示例指的是汇流条，并且电池模块可以具有至少一个汇流条。汇流条是导电的，用于在充电时向电化学电池导电，或者在放电时从电池导电。汇流条由导电材料(例如金属)制成，并且考虑到电化学电池的特性和预期用途，具有合适的尺寸。在一些实施方式中，汇流条包括铝(例如铝合金)。取决于电池模块的形状和预期用途，汇流条可以是平面的(例如扁平的)或者可以具有一个或多个弯曲。
30.这里的示例指的是顶部或底部。这些和类似的表述基于明确的或任意的观点以相对的方式识别事物或方面。也就是说，这些术语仅是说明性的，用于解释的目的，并不一定指示唯一可能的位置、方向等。
31.图1示出了电池模块100的示例。电池模块100和/或其任何部件可以与本文别处描
述的一个或多个其他示例一起使用。电池模块100包括壳体102。在一些实施方式中，壳体102是具有限定用于保持电化学电池(未示出)的空间(例如一个或多个腔)的形状的模制结构。电池模块100可以包括盖子104。在一些实施方式中，盖子104可以覆盖电池模块100的一个或多个电气部件。例如，盖子104可以覆盖一个或多个汇流条和/或汇流条和电池之间的一个或多个结合。这里，示出了在电池模块100的一端安装到壳体102的端部汇流条106。另一个汇流条(未示出)可以通过在模制壳体102的过程中被包覆模制而连接到壳体102，例如将在下面描述。电池模块100包括至少一个控制电路108。例如，控制电路108可以包括形成在印刷电路板上的电池管理系统。
32.图2示出了图1的电池模块100的分解图的示例。这里，电池模块100包括壳体102和盖子104、控制电路108、电化学电池202的阵列200以及冷却板204。阵列200具有以多行和多列并排布置的电化学电池202。可以根据任何任意方向来定义行和列，包括但不限于，使得列沿着控制电路108延伸，而行垂直于控制电路108。任意多个电化学电池202可以位于每行和每列中。在一些实施方式中，每行可以保持约2-10个电池，例如约5个电池。在一些实施方式中，每列可以容纳约10-50个电池，例如约30个电池。可以使用每行和/或每列中其他数量的电池。
33.这里，移除盖子104示出了壳体102，该壳体102具有邻近端部汇流条106的平面汇流条206。在使用聚合物材料模制壳体102的过程中，平面汇流条206通过包覆模制操作连接到壳体102。这样，在平面汇流条206和壳体102之间不存在粘合剂。壳体102可被模制成聚合物材料的单件部件，包括包覆模制平面汇流条206的操作。这减少了制造过程中的部件数量，并且可以消除与将壳体102模制成单个部件相关的时间和成本，以及将这些部件组装成单个单元的时间和成本。
34.平面汇流条206沿着电化学电池202的端子延伸，并且将在平面汇流条206和端子之间产生结合(未示出)。每个电化学电池202具有第一和第二端子，例如正和负端子。第一和第二端子都可以在位于平面汇流条206附近的电化学电池202的一端暴露(至少部分暴露)。在一些实施方式中，第一端子可以仅在电化学电池202的该端暴露，第二端子可以在该端和电化学电池202上的其他地方都暴露，使得第二端子的至少一部分存在于电化学电池202的该端。
35.图3示出了图1的电池模块100的壳体102的示例。壳体102具有平面汇流条206和端部汇流条106，以及位于壳体102的与端部汇流条106相对的端部汇流条300。端部汇流条300电耦合到平面汇流条206。壳体102具有通向其内部的开口302。在一些实施方式中，可以通过至少一个开口302形成到电化学电池端子的一个或多个结合。这里，平面汇流条206由壳体102的聚合物材料包覆模制，使得平面汇流条206的暴露部分(即未被聚合物材料覆盖的部分)面向远离电化学电池的端子的方向。
36.图4示出了图3的壳体102的另一视图。在一些实施方式中，壳体102基本具有棱柱形状，例如基本直线形状。壳体102可以具有内部400，其配置用于保持电化学电池(例如图2的阵列200)。这里，壳体102具有四个侧壁402a-402d。在一些实施方式中，侧壁402a-402d成对地彼此面对。例如，这里侧壁402a和402b彼此面对。作为另一示例，侧壁402c和402d在这里彼此面对。平面汇流条206和包覆模制它的聚合物材料可以共同被认为构成壳体102的端壁。在一些实施方式中，这种端壁可以垂直邻接侧壁402a-402d中的每个。相比之下，通向内
部400的开口可以不具有被模制成壳体102的一部分的端壁，该开口在此面向平面汇流条206和聚合物材料的端壁并与之相对。例如，开口可以替代地被另一部件覆盖，包括但不限于冷却板204(图2)。
37.图5示意性地示出了制造电池模块的方法500的示例。方法500可以与本文别处描述的一个或多个其他示例一起执行。这里的方法500包括操作502、504、506和508。除非另有说明，操作502-508中的两个或更多个可以不同的顺序执行。可以执行更多或更少的操作。
38.在操作502中，可以提供用于电化学电池的固定装置510，并用电池填充。固定装置510有助于电化学电池以多行和多列的阵列并排布置。电化学电池和/或其阵列可以与图2中的电化学电池202的阵列200相似或相同。例如，可以手动或使用机器人操作将电池放置在固定装置510中。配置成保持电化学电池的壳体512通过用聚合物材料的模制过程形成。壳体512可以与图2中的壳体102相似或相同。
39.在操作504中，可以在壳体512的内部分配粘合剂，并且可以定位壳体512和/或固定装置510，使得壳体512在其内部保持电化学电池。例如，壳体512可以降低到固定装置510上，以便从上方覆盖电池。例如，壳体512和/或电化学电池可以通过手动操作或使用机器人相对于彼此移动。在一些实施方式中，关于壳体512执行组装的一个或多个附加方面。例如，一个或多个端部汇流条可以附接到壳体512。作为另一示例，在壳体512就位之后，可以在电化学电池的端子和壳体512的平面汇流条之间形成一个或多个导电结合。
40.在操作506中，粘合剂可被分配在冷却板514上。冷却板514和/或壳体512可以定位成使得冷却板514邻接壳体512的端部，在该端部电化学电池没有被壳体512覆盖。例如，冷却板514可以固定到电化学电池的与面向壳体512的平面汇流条的端部(例如顶端)相对的端部(例如底端)。在一些实施方式中，关于壳体512执行组装的一个或多个附加方面。例如，可以在电化学电池的端子和壳体512的平面汇流条之间形成一个或多个导电结合。
41.在操作508中，可以向壳体512提供至少一个控制电路516。控制电路516可以与图1中的控制电路108相似或相同。在一些实施方式中，关于壳体512执行组装的一个或多个附加方面。例如，可以在电化学电池的端子和壳体512的平面汇流条之间形成一个或多个导电结合。
42.图6示出了制造电池模块的方法600的示例的流程图。方法600可以与本文别处描述的一个或多个其他示例一起执行。除非另有说明，两个或更多个操作可以不同的顺序执行。可以执行更多或更少的操作。
43.在操作602中，可以提供汇流条。在一些实施方式中，汇流条是平面汇流条。例如，图3中的平面汇流条206可以由原料金属冲压而成，包括但不限于由铝或铝合金板冲压而成。
44.在操作604中，汇流条可被等离子体处理。在一些实施方式中，离子化工作流体的等离子体可以指向汇流条，或者以其他方式与汇流条接触。
45.在操作606中，可以执行一个或多个附加操作来处理汇流条。例如，可以执行功能化操作，其中在暴露于等离子体之后，汇流条经受一种或多种化学物质、化合物或其他试剂，它们用于激活汇流条表面以用于后续的包覆模制操作。这样，汇流条可以设置有活性涂层，其有助于结合模制操作的聚合物材料。
46.在操作608中，作为壳体模制过程的一部分，可以用聚合物材料包覆模制汇流条。
在一些实施方式中，平面汇流条206可以在形成图3中的壳体102时被包覆模制。例如，可以进行注射成型。
47.在操作610中，电池可被填充在固定装置中。例如，电化学电池202(图2)可被填充到固定装置510(图5)中。
48.在操作612中，可以在壳体的内部分配粘合剂。例如，粘合剂可以放置在一个或多个侧壁402a-402d的内表面上(图4)。
49.在操作614中，电化学电池可以位于壳体的内部。例如，壳体512(图5)可以从上方放置在电化学电池上。
50.在操作616中，保护盖子可以放置在壳体上。例如，盖子104可以放置在壳体102上(图2)。
51.在操作618中，到目前为止组装的壳体可被倒置。例如，可以通过手动操作或使用机器人来执行翻转。在一些实施方式中，倒置导致电化学电池阵列的未覆盖侧沿特定方向定向。例如，倒置会导致电化学电池的底部朝上。
52.在操作620中，粘合剂可被分配在冷却板上。例如，粘合剂可以放置在冷却板204上(图2)。
53.在操作622中，可以通过粘合剂将冷却板固定到至少电化学电池。例如，冷却板至少固定到电化学电池的底部，该底部由壳体的开口端暴露。
54.在操作624中，一个或多个控制电路可以附接到电池模块。在一些实施方式中，控制电路包括电路板，并且可以配置用于在电能的充电、存储和放电方面管理电化学电池。
55.在操作626中，可以在壳体的平面汇流条和电化学电池的端子之间形成一个或多个导电结合。壳体的一个或多个平面汇流条可以在一个或多个方向上暴露(没有聚合物材料)，包括但不限于背离电池端子的方向。在一些实施方式中，可以在壳体中设置开口，以便于形成与端子的结合。例如，壳体可以在汇流条的共面交错指状物之间具有开口。
56.在操作628中，保护盖子可以放置在壳体上。在一些实施方式中，盖子104可以放置在壳体102上(图2)。例如，在操作618的倒置中，可以将盖子放在壳体上用于保护，并且之后可以移除盖子以便于在操作626中形成导电结合。
57.图7a-7d示意性地示出了包括包覆模制操作的模制过程700。模制过程700可以与本文别处描述的一个或多个其他示例一起执行。这里的模制过程700包括操作702、704、706和708。除非另有说明，否则操作702-708中的两个或更多个可以不同的顺序执行。可以执行更多或更少的操作。
58.在操作702中，提供平面汇流条710。平面汇流条710可以代表平面汇流条206(图2)的一个或多个实例，并且与其相似或相同。平面汇流条710包括导电材料(例如金属)层712，其当前被包括至少一种物质716的层714覆盖。例如，物质716可以包括污染物和/或氧化物(例如金属氧化物)。
59.在操作704中，平面汇流条710经受等离子体718。在一些实施方式中，等离子体718完全或部分去除层714。例如，操作704可以暴露先前被覆盖的层712的金属。
60.在操作706中，可以在层712上形成层720。在一些实施方式中，层720用于使平面汇流条710在被聚合物材料包覆模制方面具有活性。例如，层720可以通过使平面汇流条710经受一种或多种功能化化学物质、化合物或其他试剂来产生。
61.在操作708中，平面汇流条710用聚合物材料包覆模制以产生聚合物层722。出于说明的目的，聚合物层722在此覆盖平面汇流条710的整个侧面。在一些实施方式中，平面汇流条710的一个或多个区域没有聚合物层722。
62.可以在聚合物层722的材料中提供一种或多种其他材料。可以选择添加剂来赋予聚合物层722一种或多种期望的特性。在一些实施方式中，聚合物层722可以包括玻璃线束724。例如，玻璃线束相对于聚合物材料量的百分比可以根据期望的特性来选择。
63.图8示出了电化学电池802的阵列800的示例。阵列800和/或电化学电池802可以与本文别处描述的一个或多个其他示例一起使用。电化学电池802可以放置在固定装置中，例如图5中的固定装置510，以便将它们以阵列800并排布置。例如，电化学电池802可被放置在六边形紧密堆积的配置中，其中阵列800的每个内部电池(即除了在阵列800的侧面面向外的电池之外的所有电池)被六个其他电池邻接。
64.阵列800可以具有任意数量的电化学电池802行和任意数量的电化学电池802列。例如，这里阵列800的每列具有30个电池。作为另一示例，这里阵列800的每行具有5个电池。在列和/或行中可以使用其他数量的电池。
65.这里的阵列800具有由电化学电池802形成的六个侧面。阵列800的侧面804a-804d由电化学电池802的横向表面形成。例如，侧面804a在这里与侧面804b相对。作为另一示例，侧面804c在这里与侧面804d相对。阵列800的侧面804e在这里由电化学电池802的至少部分端子形成。例如，每个电池的第一端子和第二端子的至少一部分可以位于电化学电池802的端部，从而形成侧面804e。阵列800的侧面804f在这里与侧面804e相对，并且由电化学电池802的与形成侧面804e的端部相对的相应端部形成。
66.图9示出了图3的壳体102的示例，该壳体保持图8的电化学电池的阵列800。壳体102可以通过包围阵列800的六个侧面中的五个来保持电化学电池802。还将简要参考图4和8。例如，壳体102的侧壁402a-402d可以分别包围阵列800的侧面804a-804d。作为另一示例，具有平面汇流条206的壳体102的侧壁可以包围壳体102的侧面804e。相比之下，阵列800的侧面804f可以不被壳体102包围。例如，冷却板204(图2)可以包围侧面804f。
67.图10a-10b示出了可以与图3的壳体102一起使用的端部汇流条1000和1002的示例。仅为了说明的目的，端部汇流条1000被示出安装到壳体102。端部汇流条1000和/或1002可以与本文别处描述的一个或多个其他示例一起使用。端部汇流条1000和1002由相同或不同的导电材料制成。例如，可以使用铝或铝合金。端部汇流条1000和1002的尺寸可以根据实施方式和预期用途来确定，考虑一个或多个因素，包括但不限于重量、用于与电池模块进行电连接的可用空间或者端部汇流条1000或1002的特定配置的载流能力。
68.端部汇流条1000具有共面指状物1004，端部汇流条1002具有共面指状物1006。当形成与一个或多个电化学电池的端子的结合时，可以使用共面指状物1004和1006。在一些实施方式中，共面指状物1004和1006可以配置为在壳体的端部或侧面中的开口的相应侧面上延伸，例如壳体102中的开口1008。例如，共面指状物1004和/或1006中的单个指状物之间的间距可以基本对应于共面指状物之间的间距，共面指状物是已经包覆模制到壳体中的平面汇流条的一部分。
69.端部汇流条可以具有至少一个弯曲。端部汇流条1000具有靠近共面指状物1004的弯曲1010，以及更靠近端部汇流条1000的另一端的弯曲。端部汇流条1002具有靠近共面指
状物1006的弯曲1012。这样，端部汇流条1000定位至少一个电端子1016，以便面向与壳体102的电化学电池的端子的共同方向。类似地，端部汇流条1002定位至少一个电端子1018，以便在垂直方向上面向相应壳体的电化学电池的端子。可以使用其他方法。
70.图11-12示出了可以设置在图3的壳体102上的脚1100和1200的示例。脚1100和/或1200可以与本文别处描述的一个或多个其他示例一起使用。脚1100和1200可以通过制成相应壳体的模制操作形成在壳体的外部。
71.这里的脚1100包括压缩限制器1102，且这里的脚1200包括压缩限制器1202。压缩限制器1102和/或1202可以用于在相应壳体安装到另一部件时保持结构完整性。例如，当电池模块被栓接到电池组的壁时，压缩限制器1102和/或1202可以保护壳体的聚合物材料免受被拧紧的螺栓的压缩载荷。
72.可以制造多于一种类型的电池模块。在一些实施方式中，多种类型的电池模块可以包括在同一系统中，例如电池组中。例如，电池组可被设计成要求具有端部汇流条1000的模块端部在电池组中向内(例如朝向脊柱或中心)定位，而不是向外(例如在电池组的边缘)。以前的方法可能使用不同的端部汇流条来区分不同类型的电池模块，这意味着额外的汇流条部件是设计和组装的一部分。然而，在根据本公开的一些实施方式中，电池模块类型之间的这种差异可以由模制壳体来解决或包含。因此，可以省略额外的汇流条部件。
73.代替地，插入物可被放置在对应于例如脚1200的(注射)模制工具中。工具可以使模制过程提供对应于壳体类型的标记1204(这里是字母a),以及配置用于安装电池模块的防差错销1206。防差错销1206从脚1200延伸，并且配置成防止电池模块以除了预期定向之外的任何其他方式安装。具有脚1100的电池模块可以具有相应的标记，例如字母b。现在人们确定在模制工具中制造的电池模块的类型(例如a或b),并且额外的端部汇流条不需要在制造过程中生产或考虑。
74.图13-14示出了图3的壳体的平面汇流条206的示例，其在电化学电池1300的端子和平面汇流条206之间具有共面交错指状物和导电结合。平面汇流条206是电池模块的壳体的端壁的一部分，该端壁通过用聚合物材料包覆模制平面汇流条206而形成。为了简单起见，仅示出了端壁的一部分。
75.每个电化学电池1300包括位于电化学电池1300的圆柱形一端中心的端子1302。例如，端子1302可以是正端子。端子1302通过导电结合1306(例如导线)连接到平面汇流条206的共面交错指状物1304，该导电结合延伸穿过在用聚合物材料包覆模制共面交错指状物1304的过程中形成的开口1308。这里，已经包覆模制在相应的共面交错指状物1304上的聚合物材料1310存在于每个开口1308附近(例如并充当其衬里)。例如，电池模块的壳体可以配置成使得共面交错指状物1304仅在背离端子1302的方向上暴露。在一些实施方式中，通过导电结合1306，共面交错指状物1304可以连接到至少一些电化学电池1300的正端子。
76.每个电化学电池1300包括端子1312，其至少部分位于电化学电池1300的圆柱形一端的外围。例如，端子1312可以是负端子。端子1312通过延伸穿过开口1308的导电结合1316(例如导线)连接到平面汇流条206的共面交错指状物1314。类似于上面的示例，已经包覆模制在相应的共面交错指状物1314上的聚合物材料1310存在于每个开口1308附近(例如衬里)。例如，电池模块的壳体可以配置为使得共面交错指状物1314仅在背离端子1312的方向上暴露。在一些实施方式中，通过导电结合1316，共面交错指状物1314可以连接到至少一些
电化学电池1300的负端子。
77.平面汇流条206可以包括多个平面汇流条。在一些实施方式中，共面交错指状物1304和共面交错指状物1314可以是平面的并且已经用聚合物材料包覆模制的单独汇流条的一部分。
78.图15示出了用于组装在电池组1500中的图1的电池模块100的多个实例的示例。电池组1500可以与本文别处描述的一个或多个其他示例一起使用。为了说明的目的，已经省略了电池组1500的壳体。
79.电池模块100可以在电池组1500中被组织成一层或多层。这里，电池模块100布置成两层：层1502包括19个电池模块100，层1504包括3个电池模块100。
80.电池模块100可以在电池组1500内沿一个或多个方向定向。例如，电池模块100之一(被称为电池模块100a)在这里被定向为使得其端部汇流条1000位于电池组1500的内部(例如朝向脊柱或中心)，并且使得其端部汇流条1002位于电池组1500的外部(例如在边缘)。可以使用其他方法。例如，防差错销1206(图12)可以确保电池模块100(包括电池模块100a)的正确定向。
81.本说明书中使用的术语“基本”和“大约”用于描述和说明小的波动，例如由于处理中的变化。例如，它们可以指小于或等于
±
5％，例如小于或等于
±
2％，例如小于或等于
±
1％，例如小于或等于
±
0.5％，例如小于或等于
±
0.2％，例如小于或等于
±
0.1％，例如小于或等于
±
0.05％。此外，当在此使用时，不定冠词如“一”或“一个”表示“至少一个”。
82.应该理解，前述概念和下面更详细讨论的附加概念的所有组合(假设这些概念不是相互矛盾的)被认为是这里公开的发明主题的一部分。特别地，出现在本公开末尾的要求保护的主题的所有组合被认为是这里公开的发明主题的一部分。
83.已经描述了许多实施方式。然而，应当理解，在不脱离本说明书的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。
84.此外，图中所示的逻辑流程不需要所示的特定顺序或连续顺序来实现期望的结果。此外，可以提供其他过程，或者可以从所描述的流程中删除过程，并且可以向所描述的系统添加其他部件，或者从所描述的系统中删除其他部件。因此，其他实施方式也在以下权利要求的范围内。
85.尽管如本文所述，已经示出了所描述的实施方式的某些特征，但本领域技术人员现在将会想到许多修改、替换、改变和等同物。因此，应当理解，所附权利要求旨在覆盖落在实施方式范围内的所有这样的修改和改变。应理解的是，它们仅是以示例的方式给出的，而不是限制性的，并且可以进行形式和细节上的各种改变。这里描述的装置和/或方法的任何部分可以任何组合进行结合，除了互斥的组合。这里描述的实施方式可以包括所描述的不同实现的功能、部件和/或特征的各种组合和/或子组合。

技术特征：
1.一种电池模块，包括：以多行和多列的阵列并排布置的电化学电池，所述电化学电池包括端子，所述端子包括位于电化学电池的相应第一端的第一端子和位于相应第一端的第二端子的至少一部分；保持电化学电池的壳体，所述壳体由聚合物材料通过模制过程形成；以及在整个阵列中沿着端子延伸的平面汇流条，所述平面汇流条在模制过程中通过包覆模制操作连接到壳体，在平面汇流条和壳体之间没有粘合剂。2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述平面汇流条包括铝，并且所述聚合物材料包括聚碳酸酯。3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述聚合物材料还包括在所述聚碳酸酯中的玻璃线束。4.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述壳体具有基本直线形状，包括彼此成对面对的四个侧壁，以及在直线形状的第一端处垂直邻接四个侧壁中的每个的第一端壁，其中，所述壳体不具有在直线形状的与第一端相对的第二端处面对第一端壁的第二端壁。5.根据权利要求4所述的电池模块，其中，所述平面汇流条包括共面交错指状物。6.根据权利要求5所述的电池模块，其中，所述第一端壁在至少一些共面交错指状物之间具有开口。7.根据权利要求6所述的电池模块，还包括延伸穿过至少一个开口的导电结合，所述导电结合将至少一个端子连接到至少一个共面交错指状物。8.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述电化学电池单元的阵列具有六个侧面，并且其中，所述壳体通过包围所述阵列的六个侧面中的五个侧面来保持所述电化学电池单元。9.根据权利要求8所述的电池模块，还包括冷却板，其在所述阵列的第六侧面邻接所述电化学电池的相应第二端，所述第二端与电化学电池的第一端相对。10.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述平面汇流条包括共面交错指状物。11.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述壳体配置成使得所述平面汇流条仅在背离所述电化学电池的端子的方向上暴露。12.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述模制过程在所述壳体的外侧形成脚，所述脚包括对应于壳体类型的标记，以及配置用于安装所述电池模块的防差错销。13.根据权利要求12所述的电池模块，其中，所述脚还设置有压缩限制器，其配置用于安装所述电池模块。14.根据权利要求1所述的电池模块，还包括电连接到所述平面汇流条的端部汇流条。15.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述电池模块包括沿整个阵列中的端子延伸的多个平面汇流条，所述多个平面汇流条通过所述包覆模制操作连接到所述壳体。16.一种制造电池模块的方法，该方法包括：用聚合物材料模制壳体以保持电池模块的电化学电池，其中模制壳体包括通过用聚合物材料包覆模制平面汇流条而将平面汇流条连接到壳体，而不在平面汇流条和壳体之间放置粘合剂；将电化学电池放置在壳体内，其中电化学电池以多行和多列的阵列并排布置，所述电化学电池包括端子，所述端子包括位于电化学电池的相应第一端的第一端子和位于相应第
一端的第二端子的至少一部分；以及在端子和汇流条之间形成导电结合。17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述汇流条包括铝，并且所述聚合物材料包括聚碳酸酯。18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述壳体被模制成基本直线形状，包括彼此成对面对的四个侧壁，以及在直线形状的第一端处垂直邻接四个侧壁中的每个的第一端壁，其中，所述壳体不具有在直线形状的与第一端相对的第二端处面对第一端壁的第二端壁。19.根据权利要求16所述的方法，其中，所述电化学电池单元的阵列具有六个侧面，并且其中，所述壳体通过包围所述阵列的六个侧面中的五个侧面来保持电化学电池单元，所述方法还包括将冷却板安装至所述壳体，使得冷却板在所述阵列的第六侧面邻接电化学电池的相应第二端，所述第二端与电化学电池的第一端相对。20.根据权利要求16所述的方法，还包括在用所述聚合物材料包覆模制所述平面汇流条之前对平面汇流条进行等离子体处理。

技术总结
一种电池模块，包括：以多行和多列的阵列并排布置的电化学电池，该电化学电池包括端子，该端子包括在电化学电池的相应第一端的第一端子和在相应第一端的第二端子的至少一部分；保持电化学电池的壳体，该壳体由聚合物材料通过模制过程形成；以及在整个阵列中沿着端子延伸的平面汇流条，该平面汇流条在模制过程中通过包覆模制操作连接到壳体，在平面汇流条和壳体之间没有粘合剂。和壳体之间没有粘合剂。和壳体之间没有粘合剂。


技术研发人员：J
受保护的技术使用者：源捷公司
技术研发日：2022.02.18
技术公布日：2023/10/11