相關申請的交叉引用

本申請要求于2014年8月18日提交的標題為“利用提供機械完整性和導熱性兩者的粘合劑材料將鋰離子電池保持在換熱器中(retentionofalithiumioncellinaheatexchangerbymeansofanadhesivematerialthatprovidesbothmechanicalintegrityandthermalconductivity)”的美國臨時申請no.62/038,664的優(yōu)先權和利益，該申請據此以引用方式并入本文。

背景技術：

本公開整體涉及蓄電池和蓄電池模塊領域。更具體地，本公開涉及將蓄電池單元約束于蓄電池模塊內的方法。

該部分旨在向閱讀者介紹本領域的各個方面，這些方面可涉及下文描述的本公開的各個方面。相信該討論有助于向閱讀者提供背景信息以便于本公開各個方面的更好理解。因此，應當理解，這些陳述以該角度來閱讀，并且不視為現有技術的承認。

使用一個或多個蓄電池系統(tǒng)以用于對車輛提供所有或一部分的原動力的車輛可稱為xev，其中術語“xev”在本文中定義為包括所有將電功率用于所有或一部分車輛原動力的下述車輛或其任何變型或組合。例如，xev包括將電功率用于所有原動力的電動車輛(ev)。如本領域的技術人員將理解，也視為xev的混合動力電動車輛(hev)將內燃機推進系統(tǒng)和蓄電池供能電動推進系統(tǒng)(諸如48伏特或130伏特系統(tǒng))相組合。術語hev可包括混合動力電動車輛的任何變型。例如，全混合動力系統(tǒng)(fhev)可利用一個或多個電動機，僅利用內燃機或利用兩者將原動力和其它電功率提供至車輛。相比之下，輕度混合動力系統(tǒng)(mhev)在車輛空轉時停用內燃機，并且利用蓄電池系統(tǒng)來持續(xù)對空氣調節(jié)單元、收音機或其它電子裝置供能以及在需要推進時重新啟動引擎。輕度混合動力系統(tǒng)還可應用一定程度的功率輔助，例如在加速期間，以作為內燃機的補充。輕度混合動力通常為96v至130v，并且通過皮帶或曲軸集成起動器發(fā)電機回收制動能量。另外，微混合動力電動車輛(mhev)也使用類似于輕度混合動力的“啟?！毕到y(tǒng)，但是mhev的微混合動力系統(tǒng)可向內燃機供應或不供應功率輔助并且以低于60v的電壓操作。出于當前討論的目的，應當指出的是，mhev通常技術上不將直接提供至機軸或傳動裝置的電功率用于車輛的任何部分的原動力，但是mhev仍可視為xev，因為其在車輛空轉(其中內燃機停用)時確實使用電功率來補充車輛功率需求，并通過集成啟動器發(fā)電機回收制動能量。此外，插入式電動車輛(pev)是任何可從外部電源(諸如壁插座)進行充電的車輛，并且存儲于可充電電池組中的能量驅動或有助于驅動車輪。pev為ev的子類，包括所有電動或蓄電池電動車輛(bev)、插入式混合動力電動車輛(phev)，以及混合動力電動車輛和常規(guī)內燃機車輛的轉換型電動車輛。

相比于僅使用內燃機和傳統(tǒng)電氣系統(tǒng)(通常為由鉛酸蓄電池供能的12v系統(tǒng))的較傳統(tǒng)氣體供能車輛，如上文所描述的xev可提供多個優(yōu)點。例如，相比于傳統(tǒng)內燃機車輛，xev可產生較少不期望排放產物并且可表現出較高燃料效率，并且在一些情況下，此類xev可以像某些類型的ev或pev那樣完全不使用汽油。

隨著技術持續(xù)發(fā)展，需要對此類車輛提供改善功率源，特別是蓄電池模塊。例如，在傳統(tǒng)配置中，鋰離子蓄電池模塊的鋰離子蓄電池單元通常緊密地封裝于蓄電池模塊包裝內以使蓄電池模塊的能量密度最大化。某些鋰離子蓄電池單元的特征為基于使用和充電狀態(tài)而鼓起的趨勢，該趨勢可致使有關蓄電池單元中電阻增長的問題。因此，整體蓄電池壽命減少。因此，現已認識到，蓄電池設計可進行改善以提供用于減少蓄電池模塊內蓄電池單元的鼓起的改善機構，這些改善機構實現了每個蓄電池單元的更長壽命。

技術實現要素：

以下對本文所公開的某些實施例進行概述。應當理解，這些方面僅用于向閱讀者提供這些特定實施例的簡要概述并且這些方面不旨在限制本公開的范圍。實際上，本公開可涵蓋下文可能未闡述的各個方面。

本公開涉及一種蓄電池模塊，該蓄電池模塊包括蓄電池模塊外殼、包括設置于蓄電池模塊外殼中的多個散熱片的換熱器，以及設置于蓄電池模塊外殼內的第一鋰離子蓄電池單元和第二鋰離子蓄電池單元。第一鋰離子蓄電池單元和第二鋰離子蓄電池單元由多個散熱片的散熱片分開，并且溫度感測部件可聯接至分開第一鋰離子蓄電池單元和第二鋰離子蓄電池單元的散熱片。由可固化環(huán)氧樹脂形成的填充材料可設置于蓄電池模塊外殼內以及第一鋰離子蓄電池單元和第二鋰離子蓄電池單元與散熱片之間，使得填充材料配置成固化以將第一鋰離子蓄電池單元和第二鋰離子蓄電池單元機械約束于蓄電池模塊外殼內并在第一鋰離子蓄電池單元和第二鋰離子蓄電池單元與散熱片之間傳導熱能。填充材料覆蓋散熱片的自由端和溫度傳感部件，并且溫度感測部件聯接至從填充材料延伸出的導體。

本公開還涉及一種鋰離子蓄電池模塊，該鋰離子蓄電池模塊包括模塊外殼、多個換熱器散熱片、多個鋰離子蓄電池單元、溫度傳感器和環(huán)氧樹脂填充材料；該多個換熱器散熱片從設置于模塊外殼內的散熱器延伸，該多個鋰離子蓄電池單元設置于模塊外殼內并與多個換熱器散熱片交錯，該溫度傳感器設置于多個換熱器散熱片的換熱器散熱片的自由端上，該環(huán)氧樹脂填充材料設置于多個換熱器散熱片和多個鋰離子蓄電池單元之間以及散熱器之上。環(huán)氧樹脂填充材料可覆蓋多個鋰離子蓄電池單元的每個鋰離子蓄電池單元的一部分，覆蓋溫度傳感器，和覆蓋換熱器散熱片的自由端。

本公開還涉及一種用于形成蓄電池模塊外殼的方法。蓄電池模塊外殼由包括如下步驟的方法制備：將包括多個換熱器散熱片的換熱器放置于蓄電池模塊外殼中；將第一鋰離子蓄電池單元和第二鋰離子蓄電池單元定位于多個換熱器散熱片的散熱片的任一側上；將一個或多個溫度感測部件定位至多個換熱器散熱片中的一者或多者的自由端；以環(huán)氧樹脂填充材料填充蓄電池模塊外殼，使得多個換熱器散熱片的散熱片和一個或多個溫度感測部件覆蓋有環(huán)氧樹脂填充材料；和固化環(huán)氧樹脂填充材料，使得環(huán)氧樹脂填充材料約束鋰離子蓄電池單元、多個換熱器散熱片和溫度感測部件，并且用作從第一鋰離子蓄電池單元和第二鋰離子蓄電池至換熱器板的導熱路徑，該換熱器板聯接至多個換熱器散熱片。

附圖說明

閱讀下述具體實施方式并參考附圖，可更好地理解本公開的各個方面，其中：

圖1為根據本公開的一個方面的具有根據這些實施例配置為對車輛的各種部件提供功率的蓄電池模塊的車輛的透視圖；

圖2為根據本公開的一個方面的圖1的車輛和蓄電池模塊的實施例的示意性剖面圖；

圖3為根據本公開的一個方面的用于蓄電池模塊的棱柱蓄電池單元的實施例的俯視透視圖；

圖4為根據本公開的一個方面的蓄電池模塊的功率組件的實施例的俯視透視圖；

圖5為根據本公開的一個方面的沿著線5-5截取的圖4的蓄電池模塊的剖面透視圖；

圖6為根據本公開的一個方面的沿著線6-6截取的圖5所示的蓄電池模塊的一部分的放大視圖；

圖7為根據本公開的一個方面的圖4的感測和匯流條組件的溫度感測部件的實施例的透視圖；

圖8為根據本公開的一個方面的圖6的蓄電池模塊的一部分的放大透視圖，并且示出了溫度感測特征件相對于模塊的換熱散熱片和蓄電池單元的定位；和

圖9為根據本公開的一個方面的示出用于制造蓄電池模塊的方法的實施例的流程圖。

具體實施方式

下文將描述一個或多個具體實施例。為提供這些實施例的簡潔描述，該說明書未描述實際實施方式的所有特征。應當理解，在任何此類實際實施方式的開發(fā)中，如在任何工程或設計項目中，必須做出許多實施方式具體決策以達到開發(fā)者的特定目標，諸如符合系統(tǒng)相關和業(yè)務相關約束條件，這些約束條件根據實施方式可變化。此外，應當理解，此類開發(fā)工作可能復雜且耗時，然而對于受益于本公開的技術人員而言將為是設計、制作和制造的例行任務。

本文所描述的蓄電池系統(tǒng)可用于向各種類型的電動車輛(xev)和其它高電壓能量存儲/消耗應用(例如，電網功率存儲系統(tǒng))提供功率。此類蓄電池系統(tǒng)可包括一個或多個蓄電池模塊，每個蓄電池模塊具有多個棱柱蓄電池單元(例如，鋰離子(li離子)電化學電池)，該多個蓄電池單元布置成提供可用于對例如xev的一個或多個部件供能的特定電壓和/或電流。

蓄電池單元可具有各種形狀和尺寸，并且適當時，本公開旨在廣義上應用于所有這些變型。然而，如上文所述，具有特定形狀的某些類型的蓄電池單元(諸如棱柱蓄電池單元)可受特定制造公差內的鼓起和變化影響。遺憾的是，此類鼓起可導致蓄電池單元中的電阻增長和造成蓄電池模塊中的變形。因此，蓄電池模塊的可用壽命減少。

現已認識到，這些變形對于蓄電池模塊制造所涉及的某些技術可能造成麻煩，諸如對一組蓄電池模塊構建基本均勻的能量密度，以及利用匯流條構建蓄電池單元電互連。例如，隨著蓄電池單元鼓起，其相應端子之間的距離可增大。因此，構建某些制造規(guī)格，諸如蓄電池單元端子之間的距離，可具有挑戰(zhàn)性。

另外，由于尺寸的潛在變化，可使用可致動夾持機構將蓄電池單元壓縮特定量，可致動夾持機構諸如附接至蓄電池模塊的夾具、設置于蓄電池模塊外殼內的可移動板，或用于致動蓄電池模塊外殼的部件(例如，外壁或內壁)的可調整系帶和螺栓機構，該可移動板可致動(例如，利用曲軸、夾具、可調整系帶和螺栓機構)以抵接蓄電池單元。這樣做可以將蓄電池單元的能量密度和性能維持在預定范圍內。例如，棱柱蓄電池單元傳統(tǒng)上通過此類可致動夾持機構保持在位，此類可致動夾持機構是蓄電池模塊外殼的一部分或與之一體。

現已認識到，采用某些約束材料將蓄電池單元單個地約束于模塊內可減小對此類夾持特征件的依賴，并且基于熱管理觀點，還可提供某些益處。根據本公開的一個方面，這些實施例包括蓄電池模塊設計，其中蓄電池單元利用填充材料單個地約束于換熱器的散熱片之間，該填充材料在制造時由可固化環(huán)氧樹脂形成。蓄電池單元可與蓄電池模塊包裝內的換熱器的多個散熱片交錯，這可增大導熱表面積以允許熱量被帶離蓄電池單元。

另外，所公開填充材料可防止每個蓄電池單元在操作期間顯著鼓起(例如，鼓起超過預定量)，從而改善蓄電池單元在蓄電池模塊的壽命期間的性能。一般來講，所公開的約束介質(例如，填充材料)可為電絕緣的以防止蓄電池單元之間的電流泄漏，并且可為導熱的以在操作期間促進蓄電池單元冷卻。另外，在某些實施例中，約束介質通過充當熱耗散事件期間所釋放的熱量和/或氣體的接收器(sink)，還可提供一些優(yōu)點。

考慮到前述內容，有關單個約束蓄電池單元和相關特征件的這些實施例可應用于任意數量的能量消耗系統(tǒng)中(例如，車輛情形和靜止功率情形)。為了便于討論，本文所描述的蓄電池模塊的實施例呈現于xev所用的蓄電池模塊(例如，鋰離子蓄電池模塊)情形中。為便于說明，圖1為車輛10的實施例的透視圖，車輛10可利用再生制動系統(tǒng)。雖然下述討論相關于具有再生制動系統(tǒng)的車輛，但是本文所描述的技術可適于以蓄電池捕獲/存儲電能的其它車輛，該其它車輛可包括電動供能車輛和氣體供能車輛。

如上文所討論，將期望的是，蓄電池系統(tǒng)12很大程度上兼容傳統(tǒng)車輛設計。因此，蓄電池系統(tǒng)12可放置于車輛10中的可用于容納傳統(tǒng)蓄電池系統(tǒng)的位置。例如，如圖所示，車輛10可包括蓄電池系統(tǒng)12，蓄電池系統(tǒng)12類似于典型內燃機車輛的鉛酸蓄電池進行定位(例如，在車輛10的引擎蓋之下)。此外，如下文將更詳細地描述，蓄電池系統(tǒng)12可定位成便于管理蓄電池系統(tǒng)12的溫度。例如，在一些實施例中，將蓄電池系統(tǒng)12定位于車輛10的引擎蓋之下可允許空氣導管將氣流引導于蓄電池系統(tǒng)12之上并且冷卻蓄電池系統(tǒng)12。

蓄電池系統(tǒng)12的更詳細視圖示出于圖2中。如圖所示，蓄電池系統(tǒng)12包括儲能器部件14，儲能器部件14聯接至點火系統(tǒng)16、交流發(fā)電機18、車輛控制臺20，并且任選地聯接至電動機21。一般來講，儲能器部件14可捕獲/存儲車輛10中所生成的電能，并且輸出電能以對車輛10中的電氣裝置供能。

換句話講，蓄電池系統(tǒng)12可將功率供應至車輛電氣系統(tǒng)的部件，這些部件可包括散熱器冷卻風扇、氣溫控制系統(tǒng)、電動助力轉向系統(tǒng)、主動懸架系統(tǒng)、自動泊車系統(tǒng)、電動油泵、電動超級/渦輪增壓器、電動水泵、加熱擋風玻璃/除霜器、車窗升降電機、裝飾燈、胎壓監(jiān)測系統(tǒng)、天窗電機控制器、電動座椅、警示系統(tǒng)、信息娛樂系統(tǒng)、導航特征件、車道偏離報警系統(tǒng)、電動駐車制動器、外部燈，或其任何組合。示例性地，在所示實施例中，儲能器部件14將功率供應至車輛控制臺20和點火系統(tǒng)16，點火系統(tǒng)16可用于起動(例如，啟動)內燃機22。

另外，儲能器部件14可捕獲由交流發(fā)電機18和/或電動機21所生成的電能。在一些實施例中，交流發(fā)電機18在內燃機22運行時可生成電能。更具體地，交流發(fā)電機18可將內燃機22的旋轉所產生的機械能轉換成電能。另外或另選地，當車輛10包括電動機21時，電動機21通過將車輛10的移動(例如，車輪的旋轉)所產生的機械能轉換成電能可生成電能。因此，在一些實施例中，儲能器部件14可捕獲由交流發(fā)電機18和/或電動機21在再生制動期間所生成的電能。因此，交流發(fā)電機和/或電動機21在本文中一般稱為再生制動系統(tǒng)。

為便于捕獲和供應電能，儲能器部件14可經由總線24電聯接至車輛的電力系統(tǒng)。例如，總線24可允許儲能器部件14接收由交流發(fā)電機18和/或電動機21所生成的電能。另外，總線可允許儲能器部件14將電能輸出至點火系統(tǒng)16和/或車輛控制臺20。因此，當使用12伏特蓄電池系統(tǒng)12時，總線24可承載通常在8伏特至18伏特之間的電力。

另外，如圖所示，儲能器部件14可包括多個蓄電池模塊。例如，在所示實施例中，儲能器部件14包括鋰離子(例如，第一)蓄電池模塊25和鉛酸(例如，第二)蓄電池模塊26，其各自包括一個或多個蓄電池單元。在其它實施例中，儲能器部件14可包括任何數量的蓄電池模塊。另外，雖然鋰離子蓄電池模塊25和鉛酸蓄電池模塊26示出為彼此鄰近，但是它們可定位于車輛周圍的不同區(qū)域。例如，鉛酸蓄電池模塊26可位于車輛10的內部或其附近，而鋰離子蓄電池模塊25可位于車輛10的引擎蓋之下。

在一些實施例中，儲能器部件14可包括多個蓄電池模塊以利用多種不同蓄電池化學性質。例如，當使用鋰離子蓄電池模塊25時，蓄電池系統(tǒng)12的性能可改善，因為鋰離子蓄電池化學性質相比于鉛酸蓄電池化學性質一般具有較高庫侖效率和/或較高功率充電接收率(例如，較高最大充電電流或充電電壓)。因此，蓄電池系統(tǒng)12的捕獲、存儲和/或分布效率可改善。

為便于控制電能的捕獲和存儲，蓄電池系統(tǒng)12可額外包括控制模塊27。更具體地，控制模塊27可控制蓄電池系統(tǒng)12中的部件的操作，諸如儲能器部件14、交流發(fā)電機18和/或電動機21內的繼電器(例如，開關)。例如，控制模塊27可調控由每個蓄電池模塊25或26所捕獲/供應的電能的量(例如，以對蓄電池系統(tǒng)12降低定額和重新定額)，執(zhí)行蓄電池模塊25和26之間的負載平衡，確定每個蓄電池模塊25或26的充電狀態(tài)，確定每個蓄電池模塊25或26的溫度，控制由交流發(fā)電機18和/或電動機21所輸出的電壓，等等。

因此，控制模塊27可包括一個或多個處理器28和一個或多個存儲器29。更具體地，一個或多個處理器28可包括一個或多個專用集成電路(asic)、一個或多個現場可編程門陣列(fpga)、一個或多個通用處理器，或其任何組合。另外，一個或多個存儲器29可包括易失性存儲器，諸如隨機存取存儲器(ram)，和/或非易失性存儲器，諸如只讀存儲器(rom)、光驅、硬盤驅動器或固態(tài)驅動器。在一些實施例中，控制模塊27可包括部分的車輛控制單元(vcu)和/或獨立蓄電池控制模塊。此外，如圖所示，鋰離子蓄電池模塊25和鉛酸蓄電池模塊26以其端子并行跨接。換句話講，鋰離子蓄電池模塊25和鉛酸模塊26可經由總線24并行聯接至車輛的電氣系統(tǒng)。

本文所描述的鋰離子蓄電池模塊25(如所指出)可包括多個鋰離子蓄電池單元(例如，鋰離子蓄電池單元)，該多個鋰離子蓄電池單元電聯接以提供特定電流和/或電壓來對xev10提供功率。圖3為可用于當前所公開蓄電池模塊25內的蓄電池單元30(特別是棱柱蓄電池單元)的實施例的透視圖。同樣，其它蓄電池單元形狀和設計可并入其它類似配置的蓄電池模塊中。所示蓄電池單元30具有包裝32(例如，金屬或塑料“殼體”或“罐”)，包裝32封閉蓄電池單元的內部部件，包括陰極材料和陽極材料以及合適電解質。蓄電池單元30可為任何合適類型的鋰離子電化學電池，包括但不限于鋰鎳錳鈷氧化物(nmc)和鈦酸鋰(lto)蓄電池單元、nmc/石墨蓄電池單元，等等。舉例來說，正極(陰極)有源材料和/或負極(陽極)有源材料可為鋰金屬氧化物(lmo)成分或多種lmo成分的共混物。如本文所用，鋰金屬氧化物(lmo)可指任何種類的材料，其化學式包括鋰和氧以及一種或多種額外金屬物質(例如，鎳、鈷、錳、鋁、鐵，或另一種合適金屬)。實例lmo的非限制性列表可包括：混合金屬組合物(包括鋰、鎳、錳和鈷離子)，諸如鋰鎳鈷錳氧化物(nmc)(例如，linixcoymnzo2)、鋰鎳鈷鋁氧化物(mca)(例如，linixcoyalzo2)、鋰鈷氧化物(lco)(例如，licoo2)和鋰金屬氧化物尖晶石(lmo尖晶石)(例如，limn2o4)。

具體舉例來說，在某些實施例中，正極(陰極)有源材料可包括nmc共混物，并且負極(陽極)有源材料可包括用于所示蓄電池單元30的lto。在其它實施例中，正極(陰極)有源材料可包括上文所提及鋰金屬氧化物的任一者或組合，并且負極(陽極)有源材料可包括用于所示蓄電池單元30的石墨。然而，可以領會，本公開不旨在限于陰極有源材料和陽極有源材料的特定組合，并且實際上，旨在可兼容有源材料(包括可受鼓起影響的陰極有源材料和陽極有源材料)的任何適當組合。另外，所示棱柱蓄電池單元30的包裝或殼體32可不具有基本極性(為中性罐)，或可具有正極性或負極性。

圖3中所示的蓄電池單元30為棱柱形，其中如本文所定義的棱柱蓄電池單元包括棱柱殼體，該棱柱殼體在形狀上相比于袋型電池一般為矩形，該棱柱殼體由較剛性硬(例如，金屬或塑料)材料形成。然而，應當指出的是，下文所描述的某些實施例可包含袋型電池和/或圓柱形電池作為棱柱蓄電池單元的額外補充或替代。

所示棱柱蓄電池單元30的包裝32包括圓形端部部分34a和34b以及大體平坦正面36a和背面36b。根據當前實施例，每個棱柱蓄電池單元30可包括頂部部分38a，其中一組電池端子40,42(例如，電池正端子和負端子)位于頂部部分38a上。一個或多個電池通風孔44也可位于頂部部分38a上，或任何其它合適位置。所示棱柱蓄電池單元30的包裝32還包括位于頂部部分38a相對位置的底部部分38b。可為直線型或圓形的第一端部部分34a和第二端部部分34b在對應于電池端子40,42的相應位置在底部殼體部分38a和頂部殼體部分38b之間延伸?？蔀槠教沟?如圖所示)或可包括其它幾何形狀特征的正面36a和背面36b在所示棱柱蓄電池單元30的包裝32的相對端部處聯接第一端部部分34a和第二端部部分34b。

可以領會，在某些實施例中，所示棱柱蓄電池單元30在操作期間可鼓起或膨脹。例如，在其中棱柱蓄電池單元30為具有石墨陽極有源材料(例如，或設置于棱柱蓄電池單元30的包裝32內的“線圈”的層)的鋰離子蓄電池單元的實施例中，線圈在充電期間由于li嵌入可膨脹。另外，在某些實施例中，棱柱蓄電池單元30在充電時由于電阻加熱也可膨脹。因此，對于某些實施例，如果棱柱蓄電池單元30的包裝32未適當地約束，那么包裝32由于蓄電池單元的內部部件的膨脹可鼓包和鼓起。這減小了蓄電池單元30的能量密度和性能。另外，隨著棱柱蓄電池單元30鼓起，可允許“線圈”的個體陰極層和陽極層彼此分開(例如，脫層)，從而增大蓄電池單元30的電阻。因此，通常期望以這樣的方式約束棱柱蓄電池單元30：包裝32在充電/放電周期期間不能顯著鼓起或膨脹以維持棱柱蓄電池單元30的性能和壽命。約束蓄電池單元30還有益于維持單元端子至端子連接。

蓄電池模塊25的當前所公開實施例可包括多個此類棱柱蓄電池單元30，棱柱蓄電池單元30經由約束機構抵著散熱器金屬被約束，該約束機構在充電/放電周期期間可限制蓄電池單元的膨脹。圖4為示出其中棱柱蓄電池單元30可布置于蓄電池模塊25的外殼47內的方式的非限制性實例的透視圖。在圖4中，僅示出了蓄電池模塊25的一部分。所示蓄電池模塊25包括功率組件48，功率組件48包括經由第一匯流條50和第二匯流條52彼此電聯接的多個棱柱蓄電池單元30。更具體地，第一匯流條50位于設置在模塊25的第一側56處的蓄電池單元30的端子40,42之上的第一載體54上(參見圖3)，并且第二匯流條52位于設置于模塊25的第二側60處的第二載體58上。每個棱柱蓄電池單元30可取向成與相鄰棱柱蓄電池單元30電性相反，使得棱柱蓄電池單元30的負端子42設置于相鄰棱柱蓄電池單元30的正端子40附近。在所示實施例中，第一匯流條50和第二匯流條52將一個棱柱蓄電池單元的正端子(例如，棱柱蓄電池單元30的正端子40)電聯接至相鄰棱柱蓄電池單元的負端子(例如，棱柱蓄電池單元30的負端子42)。一旦完全組裝，則功率組件48的棱柱蓄電池單元30的每個端子將聯接至第一匯流條50或第二匯流條52中的一者，功率組件的任一端部處的蓄電池單元30除外，其可電聯接蓄電池模塊25的其它部分(例如，主繼電器、功率轉換電路)。正面36a和背面36b可大體平行于相鄰棱柱蓄電池單元30的正端部部分34a和背端部部分34b。

在某些實施例中，匯流條載體54,58可為聚合物，并且匯流條50,52可為單金屬或雙金屬。即，對于其中棱柱蓄電池單元30包括由第一金屬(例如，鋁)制成的正端子40的實施例和由第二金屬(例如，銅)制成的負端子42的實施例的實施例，匯流條50,52各自的一部分可由第一金屬(例如，鋁)制成，并且另一部分可由第二金屬(例如，銅)制成以實現有效激光焊接并減輕流電效應。匯流條50,52還可包括其它材料(諸如涂層)以有利于焊接(例如，激光焊接)從而將蓄電池單元30電聯接至其端子40,42。

根據這些實施例，第一匯流條50和第一載體54可視為感測和匯流條組件64的一部分，感測和匯流條組件64可包括配置成電聯接蓄電池單元30的特征件(例如，匯流條50)和配置成感測例如蓄電池單元30的溫度(例如，在蓄電池模塊25的操作期間)的其它特征件。在所示實施例中，感測和匯流條組件64包括連接至第一匯流條50的感測線路65(例如，電壓感測線路66)以允許控制模塊27(參見圖2)監(jiān)測蓄電池單元30兩端的電壓。此類監(jiān)測可允許控制模塊27控制蓄電池模塊25的操作以用于電壓輸出、溫度控制或類似目的。所示感測和匯流條組件64還包括某些溫度感測特征件，這些溫度感測特征件在下文參考圖8和圖9進一步詳細描述。

蓄電池單元30在模塊外殼47內的約束可參考圖5進一步理解。特別地，圖5為沿著線5-5截取的圖4的蓄電池模塊25的剖面透視圖。在蓄電池模塊25的所示實施例中，位于外殼47內的多個棱柱蓄電池單元30固定于散熱器70的多個換熱器散熱片68之間。需注意，具體地，換熱器散熱片68和蓄電池單元30交錯(例如，交替)。散熱器70可設置于外殼47的底部72上。換熱器散熱片68可大體平行于棱柱蓄電池單元30的正面36a和背面36b，這可實現相比于其它相對位置的改善熱交換。除了其中蓄電池單元30約束于外殼47中的區(qū)域之外，所示蓄電池模塊25還包括其它隔室，包括一個或多個隔室74，隔室74配置成與蓄電池單元30和填充材料76分開地容納蓄電池模塊25的其它部件(例如，繼電器、控制電路)，填充材料76將蓄電池單元30約束于外殼47中。

如圖6的放大視圖所示，填充材料76覆蓋換熱器散熱片68和蓄電池單元30的一些部分。在一些實施例中，填充材料76可接觸正面36a和背面36b的一部分。填充材料76還可接觸散熱器70的一些部分，這些部分大體垂直于棱柱蓄電池單元30的正面36a和背面36b。填充材料76可適形于其接觸的所有表面，從而使得填充材料76和某些導熱部件(例如，換熱器散熱片68和蓄電池單元30)之間的熱傳遞增強。

填充材料76還可吸收由蓄電池單元30所產生的一些熱量。在某些實施例中，填充材料76可在所有方向上具有基本均勻的導熱性。通過非限制性實例的方式，填充材料76的導熱性值可在約0.5瓦特/米開爾文(w/m-k)和約1.5w/m-k之間。另外，換熱器散熱片68可提供更大的表面積使得棱柱蓄電池單元30所產生的熱量散布于此。例如，散熱片68可將熱量(例如，通過傳導)從棱柱蓄電池單元30向下傳遞至散熱器70，如圖6進一步所描述。

圖6為根據本公開的一個方面的沿著線6-6截取的圖5所示的蓄電池模塊25的一部分的放大視圖。填充材料76提供了棱柱蓄電池單元30和換熱器散熱片68之間的導熱路徑。因此，隨著熱蓄電池單元30的熱量流動(例如，如箭頭77所示)至換熱器散熱片68的較冷表面，棱柱蓄電池單元30所產生的熱量可耗散。

如上文所提及，蓄電池單元30的正面36a和背面36b(例如，界面表面)在蓄電池單元30的頂部部分38a和底部部分38b之間延伸。填充材料76可完全覆蓋換熱器散熱片68和棱柱蓄電池單元30的一部分。填充材料76可覆蓋蓄電池單元30的底部部分38b。取決于所用填充材料76的量，填充材料76可覆蓋約60％、65％、70％、75％、80％、85％至90％的蓄電池單元30的側部部分36a、36b的縱向距離80。覆蓋蓄電池單元30的側部部分36a、36b改善了蓄電池單元30在蓄電池模塊外殼47內的約束，并且提供了從第一和第二鋰離子蓄電池單元30至換熱器板的導熱路徑，該換熱器板聯接至多個換熱器散熱片68。蓄電池單元30各自的頂部部分38a可沿著蓄電池單元30的縱向距離80突出超過散熱片68的自由端82(例如，換熱器板的遠部)。填充材料76還可覆蓋散熱器70的一部分。填充材料76還可接觸散熱器70的一些部分，這些部分大體垂直于棱柱蓄電池單元30的正面36a和背面36b。應當理解，雖然所描述的換熱器散熱片68為大體直線型，但是換熱器散熱片68可為錐形，或具有不同幾何形狀。所有或一部分的換熱器散熱片68(無論是否為大體直線型、錐形或具有不同幾何形狀)可覆蓋有填充材料76，如關于圖8進一步描述。換熱器散熱片68可聯接至設置于匯流條組件64(參見圖4)中的溫度感測部件84以向控制模塊27提供溫度讀數。

匯流條組件64的溫度感測部件84的實施例示于圖7中。具體地，圖7為根據本公開的一個方面的圖4的感測和匯流條組件64的溫度感測部件84的實施例的透視圖。還示出了匯流條組件64的感測電路組件93，感測電路組件93可為包括溫度感測部件84和電壓感測線路66的柔性電路。多個溫度感測部件84可為配置成監(jiān)測散熱片68的溫度的表面安裝裝置(參見圖6)。溫度感測部件84可通信地聯接至控制模塊27(參見圖2)?？刂颇K可以是控制蓄電池系統(tǒng)12中的部件諸如儲能器部件14、交流發(fā)電機18和/或電動機21內的繼電器(例如，開關)的操作的相同控制模塊27。在一些實施例中，控制模塊可不同于控制其它部件(例如，電動機21)的控制模塊27。在任一種情況下，至少部分地基于溫度感測部件84所感測的溫度，控制模塊27可調控蓄電池模塊25所捕集/供應的電能的量。

溫度感測部件84可聯接至設置于承載梁58上的多個感測線路65(例如，電壓感測線路66或溫度感測線路67)(參見圖4)。電壓感測線路66可將電流和/或電壓信號承載至控制模塊27。多個溫度感測線路67可向控制模塊27提供溫度感測部件84的溫度讀數。感測線路65可經由焊接(例如，超聲焊接)或以其它合適方式聯接至承載梁58和/或一個或多個匯流條50，52。還提供了聯接至匯流條50,52的多個焊墊94。在一些實施例中，焊墊94意指結合至匯流條50,52的銅側。焊墊94聯接至設置于感測電路組件93上的電壓感測線路66。端部連接器88(第一端部連接器90、第二端部連接器92)可聯接至其它部件，諸如板連接器。

感測電路組件93的部件的位置可進一步理解，如圖8所示。圖8為根據本公開的一個方面的圖6的蓄電池模塊25的一部分的放大透視圖，并且示出了溫度感測特征件84相對于模塊的換熱散熱片68和蓄電池單元30的定位。多個溫度感測線路67設置于承載梁54,58上。同樣，溫度感測線路67從溫度感測部件84延伸以將蓄電池模塊25的溫度讀數通信至控制模塊27。

如圖所示，蓄電池單元30的頂部部分38a保持未被環(huán)氧樹脂覆蓋。一旦固化，則環(huán)氧樹脂根據這些實施例可用作約束介質并且可防止、減小或減輕鼓起。應當理解，通過適形于每個棱柱蓄電池單元30的形狀，環(huán)氧樹脂可提供每個棱柱蓄電池單元30周圍的更均勻接觸，而不論與每個棱柱蓄電池單元的制造可變性相關聯的任何缺點或缺陷。如本文所定義，術語“適形”和“適形涂布”不應與柔性和可適形材料混淆。相反，如本文所用，環(huán)氧樹脂的適形性質旨在表明環(huán)氧樹脂在其凝固之前適形于棱柱蓄電池單元30的能力，使得約束介質在某種意義上模制于棱柱蓄電池單元30周圍。在某些實施例中，環(huán)氧樹脂可接觸棱柱蓄電池單元30的包裝32的每側或面，包括通風孔特征件44(例如，接觸側部36a,36b,34a,34b,38b，而不是接觸側部38a，如圖3所示)和端子40,42的包裝32的側部除外。

在固化環(huán)氧樹脂之前，當承載梁58位于蓄電池模塊外殼47之上時，溫度感測部件84可適當定位(例如，手工裝配)成對準并聯接至換熱器散熱片68。一旦將溫度感測部件84裝配至指定的換熱器散熱片68，則用戶可將溫度感測部件84(例如，表面安裝裝置)彎曲，使得溫度感測部件84設置于蓄電池單元30之間并接觸指定的換熱器散熱片68。溫度感測部件84可設置于蓄電池單元30的側部部分36a,36b之間。在一些實施例中，溫度感測部件84設置于側部部分36a,36b之間的距離可沿著縱向距離80改變。溫度感測部件84在蓄電池單元30之間延伸的距離可部分地取決于換熱器散熱片68的高度。例如，溫度感測部件84可在蓄電池單元之間延伸足夠遠以接觸換熱器散熱片68的自由端82(例如，換熱器板的遠部)。溫度感測部件84的位置可通過定位承載梁58進行固定，使得溫度感測部件84位于蓄電池單元30之間的空間中。

在某些實施例中，環(huán)氧樹脂可為電絕緣的，特別是當棱柱蓄電池單元30的包裝32具有正極性或負極性時；然而，電絕緣環(huán)氧樹脂仍可用于限制具有中性包裝32的棱柱蓄電池單元30之間的泄漏電流。根據這些實施例，環(huán)氧樹脂可為導熱性的?？梢灶I會，利用適形環(huán)氧樹脂確保了約束介質良好熱接觸每個棱柱蓄電池單元30的包裝32的大部分表面和蓄電池模塊包裝47，這可改善棱柱蓄電池單元30和前述散熱器特征件之間的熱傳遞。在某些實施例中，環(huán)氧樹脂還可用于吸收氣體(例如，co2)和熱量，該氣體和熱量在棱柱蓄電池單元30的一者或多者經歷熱事件的情況下可釋放。

在某些實施例中，環(huán)氧樹脂可包括二元環(huán)氧樹脂和/或熱環(huán)氧樹脂，并且可包括一種或多種添加劑以提供前述特性。例如，在某些實施例中，環(huán)氧樹脂可浸漬有金屬(例如，鋁粉)或碳顆粒以增強環(huán)氧樹脂的導熱性。在某些實施例中，環(huán)氧樹脂可由在固化時可硬化的一種或多種約束介質前體材料形成。例如，在某些實施例中，環(huán)氧樹脂可由雙組分環(huán)氧樹脂形成，該雙組分環(huán)氧樹脂僅在兩種組分已混合在一起之后開始硬化。在某些實施例中，一種或多種約束介質前體材料響應于熱量、光或混合時間可固化和硬化。在某些實施例中，環(huán)氧樹脂前體可為液體、固體、凝膠、粉末、球劑或合適的壓縮材料(例如，陶瓷)(可經由固化、交聯、燒結、精整或其它合適的硬化或精整方法而形成)。

所述實施例的制造方法可參考圖9來進一步理解，圖9為示出用于制造本公開的蓄電池模塊25的方法的實施例的流程圖。特別地，圖9示出了制造蓄電池模塊的方法100的實施例，方法100包括將換熱器添加(框102)添加至蓄電池模塊外殼47。然后，蓄電池單元30定位于換熱器的散熱片68的任一側上(框104)。接下來，溫度感測部件84定位成鄰近換熱器的散熱片68的自由端(框106)。然后，蓄電池模塊外殼47以填充材料76進行填充(框108)以覆蓋換熱器的散熱片68和溫度感測部件84。接下來，棱柱蓄電池單元30附接(框110)至匯流條50和52，例如，利用激光焊接將棱柱蓄電池單元30的端子40,42焊接至匯流條組件64的匯流條50,52。然后，填充材料76可固化(框112)以形成固化蓄電池模塊25。固化(或其它精整/硬化步驟)導致約束體系和導熱路徑的形成，并且各自固定和約束蓄電池模塊25的每個棱柱蓄電池單元30。另外，在某些實施例中，蓄電池模塊25的其它部件(例如，繼電器、控制電路)可與棱柱蓄電池單元30同時類似地約束于約束介質內以用于增強效率。

本公開的技術效果包括制造具有個體約束蓄電池單元的蓄電池模塊。所公開設計允許使用環(huán)氧樹脂，該環(huán)氧樹脂設置于多個換熱器散熱片上，換熱器散熱片設置于蓄電池模塊的外殼中，以在環(huán)氧樹脂固化時將蓄電池單元單個地約束在位。所公開約束介質單獨地防止每個蓄電池單元在操作期間顯著鼓起，從而改善蓄電池單元在蓄電池模塊的壽命期間的性能。另外，約束介質在蓄電池模塊的操作期間可使蓄電池單元電絕緣，以及促使蓄電池單元冷卻。因此，相比于其它蓄電池模塊設計，所公開蓄電池模塊設計提供了改善的靈活性和性能。

上文所描述的具體實施例已通過實例的方式示出，并且應當理解，這些實施例可以有各種修改和另選形式。還應當理解，權利要求書不旨在限于所公開的特定形式，而是覆蓋落入本公開的精神和范圍內的所有修改、等同物和替代形式。