背景技術(shù)：

本公開(kāi)總的來(lái)說(shuō)涉及電池和電池模塊領(lǐng)域。更具體地，本公開(kāi)涉及鋰離子(li離子)電池模塊的水管理特征。

本部分旨在向閱讀者介紹本領(lǐng)域的各個(gè)方面，這些方面可涉及下文進(jìn)行描述和/或要求保護(hù)的本公開(kāi)的各個(gè)方面。相信此討論有助于向閱讀者提供背景信息以有利于較好地理解本公開(kāi)的各個(gè)方面。因此，應(yīng)當(dāng)理解，這些陳述應(yīng)以該角度來(lái)解讀，并且不視為對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的承認(rèn)。

使用一個(gè)或多個(gè)電池系統(tǒng)以用于對(duì)車輛提供全部或一部分動(dòng)力的車輛可稱為xev，其中術(shù)語(yǔ)“xev”在本文中定義為包括所有下述車輛(其將電力用作其車輛動(dòng)力的全部或一部分)或其任何變型或組合。例如，xev包括將電力用全部動(dòng)力的電動(dòng)車輛(ev)。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，也視為xev的混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(hev)將內(nèi)燃機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)和電池供電電動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)(諸如48伏(v)或130v系統(tǒng))相組合。術(shù)語(yǔ)hev可包括混合動(dòng)力電動(dòng)車輛的任何變型。例如，全混合動(dòng)力系統(tǒng)(fhev)可利用一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)、僅利用內(nèi)燃機(jī)或利用兩者將動(dòng)力和其它電力提供至車輛。相比之下，輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)(mhev)在車輛怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)停用內(nèi)燃機(jī)，并利用電池系統(tǒng)來(lái)持續(xù)對(duì)空氣調(diào)節(jié)單元、收音機(jī)或其它電子裝置供電，以及在需要推進(jìn)時(shí)重新起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)還可應(yīng)用一定程度的動(dòng)力輔助，例如在加速期間，以作為對(duì)內(nèi)燃機(jī)的補(bǔ)充。輕度混合動(dòng)力通常為96v至130v，并且通過(guò)與皮帶或曲柄集成的起動(dòng)器發(fā)電機(jī)回收制動(dòng)能量。另外，微混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(mhev)也使用類似于輕度混合動(dòng)力的“啟-停”系統(tǒng)，但是mhev的微混合動(dòng)力系統(tǒng)可向內(nèi)燃機(jī)供應(yīng)動(dòng)力輔助或者不那樣，并且以低于60v的電壓操作。出于當(dāng)前討論的目的，應(yīng)當(dāng)指出的是，mhev通常技術(shù)上不將直接提供至曲柄軸或傳動(dòng)裝置的電力用于車輛的動(dòng)力的任何部分，但是mhev仍可視為xev，因?yàn)槠湓谲囕v怠速運(yùn)轉(zhuǎn)(其中內(nèi)燃機(jī)停用)時(shí)的確使用電力來(lái)作為對(duì)車輛動(dòng)力需求的補(bǔ)充并且通過(guò)集成式起動(dòng)器發(fā)電機(jī)回收制動(dòng)能量。此外，插電式電動(dòng)車輛(pev)為可從外部電源(諸如壁式插座)進(jìn)行充電的任何車輛，并且存儲(chǔ)于可充電電池組中的能量驅(qū)動(dòng)或有助于驅(qū)動(dòng)車輪。pev為一種亞范疇的ev，其包括全電動(dòng)或電池電動(dòng)車輛(bev)、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(phev)以及混合動(dòng)力電動(dòng)車輛和傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車輛的電動(dòng)車輛變型。

上文所描述的xev相比于較傳統(tǒng)的燃?xì)鈩?dòng)力車輛可提供多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，其中較傳統(tǒng)的燃?xì)鈩?dòng)力車輛僅使用內(nèi)燃機(jī)和傳統(tǒng)電氣系統(tǒng)，而傳統(tǒng)電氣系統(tǒng)通常為由鉛酸電池供電的12v系統(tǒng)。例如，相比于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車輛，xev可產(chǎn)生較少的不期望的排放產(chǎn)物并且可表現(xiàn)出較高的燃料效率，并且在一些情況下，此類xev可完全省去汽油的使用，如同某些類型的ev或pev那樣。

隨著技術(shù)持續(xù)發(fā)展，存在對(duì)此類車輛和其它實(shí)施方式提供改善的電源(特別是電池模塊)的需求。例如，傳統(tǒng)電池模塊可在個(gè)體設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行構(gòu)造，這意味著每個(gè)傳統(tǒng)電池模塊可針對(duì)具體實(shí)施方式(例如，電壓和容量)來(lái)設(shè)計(jì)。因此，每種類型的傳統(tǒng)電池模塊可使用針對(duì)此模塊所具體選擇的部件?，F(xiàn)已認(rèn)識(shí)到，在傳統(tǒng)方法中，可能難以針對(duì)不同應(yīng)用構(gòu)造電池模塊，而是將共享方法和共享的部件來(lái)源用于這些模塊。實(shí)際上，現(xiàn)已認(rèn)識(shí)到，可能希望提供利用一組共同(共享)部件和其它共享特征的電池模塊。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

下文闡述本文所公開(kāi)的某些實(shí)施例的概述。應(yīng)當(dāng)理解，這些方面僅用于向閱讀者提供這些特定實(shí)施例的簡(jiǎn)要概述并且這些方面不旨在限制本公開(kāi)的范圍。實(shí)際上，本公開(kāi)可涵蓋下文可能未闡述的各個(gè)方面。

本發(fā)明實(shí)施例涉及具有多個(gè)電化學(xué)電池單體(其在本文中也稱為電池單體)的一系列電池模塊，該多個(gè)電化學(xué)電池單體具有不同電壓和/或容量，其中電池模塊各自利用彼此相同的部件、架構(gòu)、生產(chǎn)方法等來(lái)構(gòu)造。例如，在本發(fā)明方法的某些實(shí)施方式中，電池模塊可包括具有第一容量和第一電壓的第一電池模塊類型、具有第二容量和第二電壓的第二電池模塊類型并且在一些實(shí)施例中包括具有不同電壓和/或容量的額外電池模塊類型(例如，具有第三容量和第三電壓的第三電池模塊類型)。

例如，在一個(gè)方面中，本公開(kāi)涉及一種鋰離子電池模塊產(chǎn)品組合，包括第一鋰離子電池模塊產(chǎn)品，該第一鋰離子電池模塊產(chǎn)品具有配置成接納第一組棱柱形電化學(xué)電池單體的第一外殼，該外殼包括具有第一占地面積的基部；第二鋰離子電池模塊產(chǎn)品，該第二鋰離子電池模塊產(chǎn)品具有配置成接納第二組棱柱形電化學(xué)電池單體的第二外殼，該第二外殼包括具有第二占地面積的基部，該第二占地面積與第一占地面積大體相同。對(duì)于第一鋰離子電池模塊產(chǎn)品和第二鋰離子模塊產(chǎn)品中的每一者來(lái)說(shuō)，與第一外殼和第二外殼的基部相對(duì)的垂直輪廓是不同的，并且第一組和第二組棱柱形電化學(xué)電池單體中的每個(gè)棱柱形電化學(xué)電池單體符合相同制造規(guī)格。第一鋰離子電池模塊產(chǎn)品的第一外殼的大小設(shè)定成裝配第一數(shù)量的棱柱形電化學(xué)電池單體，第二鋰離子電池模塊產(chǎn)品的第二外殼的大小設(shè)定成裝配第二數(shù)量的棱柱形電化學(xué)電池單體，并且第一數(shù)量和第二數(shù)量的棱柱形鋰離子電化學(xué)電池單體是不同的。鋰離子電池模塊產(chǎn)品組合還包括配置成可互換地耦接于第一鋰離子電池模塊產(chǎn)品的第一外殼的第一區(qū)域和第二鋰離子電池模塊產(chǎn)品的第二外殼的第二區(qū)域的部件，該第一區(qū)域和該第二區(qū)域在第一外殼和第二外殼上具有對(duì)應(yīng)位置。

在另一方面中，本公開(kāi)還涉及一種制造鋰離子電池模塊的方法。該方法包括通過(guò)第一工藝生產(chǎn)第一鋰離子電池模塊，該第一工藝包括：將具有一組標(biāo)準(zhǔn)化尺寸的第一數(shù)量的棱柱形電化學(xué)電池單體設(shè)置于第一外殼中，第一外殼具有一定長(zhǎng)度和寬度的第一基部；以及電連接第一數(shù)量的棱柱形電化學(xué)電池單體，使得第一鋰離子電池模塊具有第一電壓和第一容量。該方法還包括通過(guò)第二工藝生產(chǎn)第二電池模塊，該第二工藝包括：將具有該組標(biāo)準(zhǔn)化尺寸的第二數(shù)量的棱柱形電化學(xué)電池單體設(shè)置于不同于第一外殼的第二外殼中，該第二外殼具有該長(zhǎng)度和該寬度的第二基部；以及電連接第二數(shù)量的棱柱形電化學(xué)電池單體，使得第二鋰離子電池模塊具有第二電壓和第二容量。第一工藝和第二工藝共同包括使用一種類型的部件，該部件配置成可互換地耦接于第一鋰離子電池模塊的第一外殼的第一區(qū)域和第二鋰離子電池模塊的外殼的第二區(qū)域，該第一區(qū)域和該第二區(qū)域分別在其第一外殼和第二外殼上具有相同位置。

在又一方面中，本公開(kāi)還涉及一種鋰離子電池模塊產(chǎn)品組合，包括具有第一布局的第一鋰離子電池模塊產(chǎn)品。第一布局包括第一模塊外殼，該第一模塊外殼配置成容納第一組電化學(xué)電池單體。第一模塊外殼包括：第一頂部，該第一頂部具有配置成提供第一鋰離子電池模塊產(chǎn)品的電壓輸出的端子；第一基部，該第一基部設(shè)置成與頂部相對(duì)并且具有一組尺寸；以及第一電池單體插口區(qū)域，該第一電池單體插口區(qū)域設(shè)置于第一頂部和第一基部之間，該第一電池單體插口區(qū)域配置成在一定取向上接納第一組電化學(xué)電池單體。系統(tǒng)還包括具有第二布局的第二鋰離子電池模塊產(chǎn)品，該第二布局包括第二模塊外殼，該第二模塊外殼配置成容納第二組電化學(xué)電池單體，該第二組電化學(xué)電池單體相比于第一組電化學(xué)電池單體具有較大數(shù)量的電化學(xué)電池單體。第二模塊外殼包括：第二頂部，該第二頂部具有配置成提供第二鋰離子電池模塊的電壓輸出的端子；第二基部，該第二基部設(shè)置成與第二頂部相對(duì)并且具有與第一基部相同的一組尺寸；以及第二電池單體插口區(qū)域，該第二電池單體插口區(qū)域設(shè)置于第二頂部和第二基部之間，該第二電池單體插口區(qū)域配置成在該取向上接納第二組電化學(xué)電池單體。系統(tǒng)還包括配置成可互換地耦接于第一電池模塊外殼的多個(gè)對(duì)應(yīng)第一區(qū)域和第二模塊外殼的多個(gè)對(duì)應(yīng)第二區(qū)域的多個(gè)部件，并且第一布局和第二布局使得對(duì)應(yīng)第一區(qū)域和第二區(qū)域在其相應(yīng)外殼上具有相同位置。

附圖說(shuō)明

圖1為根據(jù)本公開(kāi)的一方面的xev的立體圖，其中該xev具有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例配置成對(duì)xev的各種部件提供電力的電池系統(tǒng)；

圖2為根據(jù)本公開(kāi)的一方面的xev的實(shí)施例的示意性剖視圖，其中該xev具有利用圖1的電池系統(tǒng)的啟-停系統(tǒng)，該電池系統(tǒng)具有鋰離子電池模塊；

圖3為根據(jù)本公開(kāi)的一方面的圖2的鋰離子電池模塊的實(shí)施例的布局的示意圖；

圖4為根據(jù)本公開(kāi)的一方面的圖2的鋰離子電池模塊的實(shí)施例的立體圖，其中該鋰離子電池模塊具有可用于其它型式的鋰離子電池模塊中的各種部件；

圖5為根據(jù)本公開(kāi)的一方面的圖2的鋰離子電池模塊的實(shí)施例的立體圖，其中該鋰離子電池模塊具有可用于其它型式的鋰離子電池模塊的各種部件；

圖6為根據(jù)本公開(kāi)的一方面的圖2的鋰離子電池模塊的實(shí)施例的立體圖，其中該鋰離子電池模塊具有可用于其它型式的鋰離子電池模塊的各種部件；

圖7為表示根據(jù)本公開(kāi)的一方面的制造系統(tǒng)的實(shí)施例的框圖，其中該制造系統(tǒng)配置成生產(chǎn)具有多個(gè)共同部件的一組鋰離子電池模塊；

圖8為表示根據(jù)本公開(kāi)的一方面的圖7的制造系統(tǒng)的一區(qū)域的實(shí)施例的框圖，其中各種共享部件可并入到多種不同鋰離子電池模塊中；

圖9(圖9a和圖9b)為根據(jù)本公開(kāi)的一方面的圖4和圖5的鋰離子電池模塊的實(shí)施例的組合分解立體圖并且突顯了模塊之間的各種共享部件；

圖10(圖10a和圖10b)為根據(jù)本公開(kāi)的一方面的圖4和圖6的鋰離子電池模塊的實(shí)施例的組合分解立體圖并且突顯了模塊之間的各種共享部件。

具體實(shí)施方式

下文將描述一個(gè)或多個(gè)具體實(shí)施例。為提供這些實(shí)施例的簡(jiǎn)潔描述，本說(shuō)明書未描述實(shí)際實(shí)施方式的全部特征。應(yīng)當(dāng)理解，在任何此類實(shí)際實(shí)施方式的開(kāi)發(fā)中，如在任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，必須做出許多專門針對(duì)實(shí)施方式的決策以實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)者的特定目標(biāo)，諸如符合系統(tǒng)相關(guān)和業(yè)務(wù)相關(guān)約束條件，這些約束條件可能會(huì)隨著實(shí)施方式的不同而有所改變。此外，應(yīng)當(dāng)理解，此類開(kāi)發(fā)工作可為復(fù)雜的并且耗時(shí)的，然而對(duì)于受益于本公開(kāi)的普通技術(shù)人員而言將為設(shè)計(jì)、制作和制造的例行任務(wù)。

在介紹本公開(kāi)的各種實(shí)施例的要素時(shí)，冠詞“一”和“該”旨在意指存在一個(gè)或多個(gè)所述要素。術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”和“具有”旨在為包容性的，并且意指可存在不同于所列出要素的額外要素。另外，應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本公開(kāi)的“一個(gè)實(shí)施例”或“一實(shí)施例”的引用并非旨在解釋為排除也并有所述的特征的額外實(shí)施例的存在。

本文所描述的電池系統(tǒng)可用于向各種類型的電動(dòng)車輛(xev)和其它高電壓能量存儲(chǔ)/消耗應(yīng)用(例如，電網(wǎng)電力存儲(chǔ)系統(tǒng))提供電力。此類電池系統(tǒng)可包括一個(gè)或多個(gè)電池模塊，每個(gè)電池模塊具有外殼和多個(gè)電池單體(例如，鋰離子(li離子)電化學(xué)電池單體)，該多個(gè)電池單體布置于外殼內(nèi)以提供可用于對(duì)例如xev的一個(gè)或多個(gè)部件供電的特定電壓和/或電流。作為另一個(gè)實(shí)例，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池模塊可與固定式電力系統(tǒng)(例如，非機(jī)動(dòng)車系統(tǒng))合并或?qū)㈦娏μ峁┲猎摴潭ㄊ诫娏ο到y(tǒng)。

本發(fā)明實(shí)施例涉及一種鋰離子電池模塊產(chǎn)品組合，包括具有多個(gè)電化學(xué)電池單體(其也可稱為電池單體)的一系列電池模塊產(chǎn)品，該多個(gè)電化學(xué)電池單體具有不同電氣特性，諸如電壓和/或容量，其中電池模塊產(chǎn)品各自利用彼此相同的部件、架構(gòu)、生產(chǎn)方法等來(lái)構(gòu)造。例如，在本發(fā)明方法的某些實(shí)施方式中，電池模塊產(chǎn)品(在本文也個(gè)別地稱為“電池模塊”并且共同地稱為“多個(gè)電池模塊”)可包括具有第一容量和第一電壓的第一電池模塊類型(例如，第一電池模塊產(chǎn)品)、具有第二容量和第二電壓的第二電池模塊類型(例如，第二電池模塊產(chǎn)品)并且在一些實(shí)施例中包括具有不同電壓和/或容量的額外電池模塊類型(例如，具有第三容量和第三電壓的第三電池模塊類型或產(chǎn)品)。

同樣，電池模塊類型(例如，電池模塊產(chǎn)品)可在電壓和/或容量方面不同，但可具有多個(gè)類似部件，這些類似部件可以模塊化方式用于不同設(shè)計(jì)中的任一者中。例如，這些模塊化部件可包括但不限于，電池單體、端子、匯流條連接件、分流橋、側(cè)部螺塞、風(fēng)扇、低電壓連接器、繼電器、印刷電路板(pcb)和風(fēng)扇過(guò)濾器。

不僅在不同電池模塊類型或產(chǎn)品中使用相同類型的部件，而且電池模塊類型還包括外殼，雖然這些外殼在其可容納的電池單體的數(shù)量方面不同，但是最終包括以大體相同的方式執(zhí)行相同功能的特征。即，不同電池模塊類型包括關(guān)于其相應(yīng)外殼的類似設(shè)計(jì)概念，包括類似部件的類似插口并且在一些實(shí)施例中包括類似布局。

盡管可存在兩種、三種或更多種不同電池模塊類型(例如，取決于電池模塊中所利用的電池單體的數(shù)量和它們連接的方式)，但是本發(fā)明實(shí)施例是在兩個(gè)或三個(gè)電池模塊(其也為如本文所描述的電池模塊產(chǎn)品)的背景下描述的。例如，兩個(gè)電池模塊可具有類似電壓額定值但具有不同容量，并且第三電池模塊可具有不同電壓但具有與其它兩個(gè)電池模塊中的一者相同的容量。然而，本公開(kāi)涵蓋重疊的電壓和/或容量的任何組合。

如上文所闡述，在某些xev背景(諸如非機(jī)動(dòng)車或靜止耗能應(yīng)用，等等)中，鋰離子電池模塊的12v輸出可為期望的以對(duì)某些類型的部件(例如，傳統(tǒng)上由傳統(tǒng)車輛中的傳統(tǒng)鉛酸電池供電的類似類型的部件)供電，而48v輸出可較適于對(duì)可能需要較高電壓的其它類型的部件(諸如空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng))供電。據(jù)此，現(xiàn)已認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明電池模塊實(shí)施例可特別適用于這些類型的電池模塊。

通過(guò)非限制性實(shí)例的方式，根據(jù)本文所描述的模塊化方法所構(gòu)造的不同電池模塊可包括具有12v電壓和10安培·小時(shí)(ah)容量的第一電池模塊類型、具有12v電壓和20ah容量的第二電池模塊類型以及具有48v電壓和10ah容量的第三電池模塊類型。

為便于說(shuō)明，圖1為車輛10的實(shí)施例的立體圖，車輛10可利用再生制動(dòng)系統(tǒng)。雖然下述討論相關(guān)于具有再生制動(dòng)系統(tǒng)的車輛給出，但是本文所描述的技術(shù)可適于以電池捕獲/存儲(chǔ)電能的其它車輛，所述其它車輛可包括電動(dòng)車輛和燃?xì)鈩?dòng)力車輛。

現(xiàn)已認(rèn)識(shí)到，可期望的是,非傳統(tǒng)電池系統(tǒng)12(例如，鋰離子汽車電池)很大程度上與傳統(tǒng)車輛設(shè)計(jì)兼容。在這方面，本發(fā)明實(shí)施例包括用于xev和包括xev的系統(tǒng)的各種類型的電池模塊。因此，電池系統(tǒng)12可放置于車輛10中原本容納傳統(tǒng)電池系統(tǒng)的位置中。例如，如圖示，車輛10可包括電池系統(tǒng)12，電池系統(tǒng)12類似于典型內(nèi)燃機(jī)車輛的鉛酸電池進(jìn)行定位(例如，在車輛10的發(fā)動(dòng)機(jī)蓋之下)。此外，如下文將更詳細(xì)地描述，電池系統(tǒng)12可定位成便于管理電池系統(tǒng)12的溫度。例如，在一些實(shí)施例中，將電池系統(tǒng)12定位于車輛10的發(fā)動(dòng)機(jī)蓋之下可使空氣導(dǎo)管能夠?qū)饬饕龑?dǎo)于電池系統(tǒng)12之上并且冷卻電池系統(tǒng)12。

電池系統(tǒng)12的更詳細(xì)視圖示出于圖2中。如圖所描繪，電池系統(tǒng)12包括儲(chǔ)能器部件14，儲(chǔ)能器部件14耦接至點(diǎn)火系統(tǒng)16、交流發(fā)電機(jī)18、車輛控制臺(tái)20，并且選擇性地耦接至電動(dòng)機(jī)22。一般來(lái)講，儲(chǔ)能器部件14可捕獲/存儲(chǔ)車輛10中所生成的電能，并且輸出電能以對(duì)車輛10中的電氣裝置供電。

換句話講，電池系統(tǒng)12可將電力供應(yīng)至車輛電氣系統(tǒng)的部件，這些部件可包括散熱器冷卻風(fēng)扇、氣候控制系統(tǒng)、電力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、活動(dòng)懸架系統(tǒng)、自動(dòng)泊車系統(tǒng)、電動(dòng)油泵、電動(dòng)增壓器/渦輪增壓器、電動(dòng)水泵、加熱擋風(fēng)玻璃/除霜器、車窗升降電機(jī)、閱讀燈、胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、天窗電機(jī)控制器、電動(dòng)座椅、警示系統(tǒng)、信息娛樂(lè)系統(tǒng)、導(dǎo)航特征、車道偏離警報(bào)系統(tǒng)、電動(dòng)駐車制動(dòng)器、外部燈，或其任何組合。示例性地，在所描繪的實(shí)施例中，儲(chǔ)能器部件14將電力供應(yīng)至車輛控制臺(tái)20和點(diǎn)火系統(tǒng)16，點(diǎn)火系統(tǒng)16可用于起動(dòng)(例如，曲柄起動(dòng))內(nèi)燃機(jī)24。

另外，儲(chǔ)能器部件14可捕獲由交流發(fā)電機(jī)18和/或電動(dòng)機(jī)22所生成的電能。在一些實(shí)施例中，交流發(fā)電機(jī)18在內(nèi)燃機(jī)24運(yùn)行時(shí)可生成電能。更具體地，交流發(fā)電機(jī)18可將內(nèi)燃機(jī)24的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。作為附加或替代，當(dāng)車輛10包括電動(dòng)機(jī)22時(shí)，電動(dòng)機(jī)22通過(guò)將車輛10的移動(dòng)(例如，車輪的旋轉(zhuǎn))所產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能可生成電能。因此，在一些實(shí)施例中，儲(chǔ)能器部件14可捕獲由交流發(fā)電機(jī)18和/或電動(dòng)機(jī)22在再生制動(dòng)期間所生成的電能。因此，交流發(fā)電機(jī)和/或電動(dòng)機(jī)22在本文中一般稱為再生制動(dòng)系統(tǒng)。

為便于捕獲和供應(yīng)電能，儲(chǔ)能器部件14可經(jīng)由總線26電耦接至車輛的電力系統(tǒng)。例如，總線26可使儲(chǔ)能器部件14能夠接收由交流發(fā)電機(jī)18和/或電動(dòng)機(jī)22所生成的電能。另外，總線可使儲(chǔ)能器部件14能夠?qū)㈦娔茌敵鲋咙c(diǎn)火系統(tǒng)16和/或車輛控制臺(tái)20。因此，當(dāng)使用12伏電池系統(tǒng)12時(shí)，總線26可承載通常在8伏至18伏之間的電力。

另外，如圖所描繪，儲(chǔ)能器部件14可包括多個(gè)電池模塊。例如，在所描繪的實(shí)施例中，儲(chǔ)能器部件14包括鋰離子(例如，第一)電池模塊28和鉛酸(例如，第二)電池模塊30，其各自包括一個(gè)或多個(gè)電池單體。在其它實(shí)施例中，儲(chǔ)能器部件14可包括任意數(shù)量的電池模塊。另外，雖然鋰離子電池模塊28和鉛酸電池模塊30描繪為彼此鄰近，但是它們可定位于車輛周圍的不同區(qū)域中。例如，鉛酸電池模塊可位于車輛10的內(nèi)部或其附近，而鋰離子電池模塊28可位于車輛10的發(fā)動(dòng)機(jī)蓋之下。

在一些實(shí)施例中，儲(chǔ)能器部件14可包括多個(gè)電池模塊以利用多種不同電池化學(xué)成分。例如，當(dāng)使用鋰離子電池模塊28時(shí)，電池系統(tǒng)12的性能可改善，因?yàn)殇囯x子電池化學(xué)成分相比于鉛酸電池化學(xué)成分一般具有較高的庫(kù)侖效率和/或較高的充電接受速率(例如，較高的最大充電電流或充電電壓)。因此，電池系統(tǒng)12的捕獲、存儲(chǔ)和/或配電效率可改善。

為便于控制電能的捕獲和存儲(chǔ)，電池系統(tǒng)12可額外包括控制模塊32。更具體地，控制模塊32可控制電池系統(tǒng)12中的部件的操作，諸如儲(chǔ)能器部件14、交流發(fā)電機(jī)18和/或電動(dòng)機(jī)22內(nèi)的繼電器(例如，開(kāi)關(guān))。例如，控制模塊32可調(diào)節(jié)由每個(gè)電池模塊28或30所捕獲/供應(yīng)的電能的量(例如，以對(duì)電池系統(tǒng)12降低額定值和重新設(shè)定額定值)，執(zhí)行電池模塊28和30之間的負(fù)載平衡，確定每個(gè)電池模塊28或30的充電狀態(tài)，確定每個(gè)電池模塊28或30的溫度，控制由交流發(fā)電機(jī)18和/或電動(dòng)機(jī)22所輸出的電壓，等等。

因此，控制單元32可包括一個(gè)或多個(gè)處理器34和一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器36。更具體地，一個(gè)或多個(gè)處理器34可包括一個(gè)或多個(gè)專用集成電路(asic)、一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(fpga)、一個(gè)或多個(gè)通用處理器，或其任何組合。另外，一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器36可包括易失性存儲(chǔ)器(諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram))和/或非易失性存儲(chǔ)器(諸如只讀存儲(chǔ)器(rom)、光驅(qū)、硬盤驅(qū)動(dòng)器或固態(tài)驅(qū)動(dòng)器)。在一些實(shí)施例中，控制單元32可包括車輛控制單元(vcu)的部分和/或獨(dú)立電池控制模塊。此外，如圖所描繪，鋰離子電池模塊28和鉛酸電池模塊30在其端子兩端并聯(lián)連接。換句話講，鋰離子電池模塊28和鉛酸模塊30可經(jīng)由總線26并聯(lián)耦接至車輛的電氣系統(tǒng)。

應(yīng)當(dāng)指出的是，當(dāng)前公開(kāi)的實(shí)施例可適用于具有上文所描述和下文所詳細(xì)描述的相同或不同配置和/或取向的任何電池模塊。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，用于描述根據(jù)本公開(kāi)的電池模塊的部件和實(shí)例不應(yīng)視為將本公開(kāi)僅限制于那些部件和實(shí)例。相反，所公開(kāi)實(shí)例僅旨在用作非限制性實(shí)例以便于本公開(kāi)的討論。

如上文所闡述，根據(jù)本公開(kāi)，不同類型的鋰離子電池模塊28(例如，包括不同鋰離子電池模塊產(chǎn)品的鋰離子電池模塊產(chǎn)品組合)可利用相同類型的部件并且可具有類似幾何特征(例如，布局、總體架構(gòu))。圖3中示出了鋰離子電池模塊28的布局的示例實(shí)施例。具體地，鋰離子電池模塊28的所示實(shí)施例包括外殼40，外殼40旨在表示單件式外殼或多件式外殼(例如，兩件、三件或更多件)。為便于討論，外殼40的不同部段(其可對(duì)應(yīng)于整體鋰離子電池模塊28的部段或者不那樣)可定義如下：基部42，其也可稱為底部部分并且當(dāng)處于操作中(例如，在xev10中)時(shí)大體限定鋰離子電池模塊28的占地面積；側(cè)部，包括左側(cè)部44和右側(cè)部46；以及頂部區(qū)域或頂部48。頂部48大體與基部42相對(duì)，其中側(cè)部大體在底部與頂部之間延伸。在所示實(shí)施例中，左側(cè)部44和右側(cè)部46參考電池單體插口區(qū)域50來(lái)確定，電池單體插口區(qū)域50可視為對(duì)應(yīng)于鋰離子電池模塊28的前端部52。如下文進(jìn)一步詳細(xì)地描述，電池單體插口區(qū)域50配置成在特定取向上接納多個(gè)電池單體(例如，棱柱形電化學(xué)電池單體)。鋰離子電池模塊28的后端部54可視為對(duì)應(yīng)于與電池單體插口區(qū)域50相對(duì)(并且因此，與前端部52相對(duì))的端部。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，鋰離子電池模塊28的這些不同部段在多種型式間可具有大體相同的布局和/或配置，這意味著類似部件(例如，來(lái)自相同來(lái)源的部件)(稱為相同類型的部件)可位于這些區(qū)域中。應(yīng)當(dāng)指出的是，圖3的電池模塊28旨在表示鋰離子電池模塊的多個(gè)型式(例如，產(chǎn)品組合的個(gè)別產(chǎn)品)，也稱為實(shí)施例或類型，這些鋰離子電池模塊具有相對(duì)于電池模塊的所有其它特征位于電池模塊的相同(例如，從位置的角度來(lái)看，是相對(duì)應(yīng)的)部分中的相同區(qū)域。例如，圖3的鋰離子電池模塊28的區(qū)域旨在表示對(duì)應(yīng)于電池模塊28的第一、第二、第三、第四……以此類推的相應(yīng)實(shí)施例的外殼40的第一、第二、第三、第四……以此類推的區(qū)域。

根據(jù)本公開(kāi)，短語(yǔ)“共同部件”或“共享部件”旨在代表可互換地耦接以用于一組不同類型的鋰離子電池模塊28中的部件，其中該部件是從共同來(lái)源提供的。例如，一個(gè)特定部件(諸如特定繼電器、特定匯流條、特定電池單體等)的來(lái)源可互換地用于本文所闡述的不同類型的鋰離子電池模塊28中。即，共同或共享部件為可互換的，并且具有其共同來(lái)源的制造公差范圍內(nèi)的尺寸。

根據(jù)本公開(kāi)的一方面，不同型式的鋰離子電池模塊28的一個(gè)共同布局可包括頂部區(qū)域48的電氣布局56。例如，如圖示，電氣布局56可包括對(duì)應(yīng)于鋰離子電池模塊28的第一端子和第二端子(例如，端子對(duì)，示出于圖4中)的相應(yīng)位置的第一端子區(qū)域58和第二端子區(qū)域60，這些端子配置成提供相應(yīng)鋰離子電池模塊28的電氣輸出。所示電氣布局56還包括對(duì)應(yīng)于控制板(其中該控制板的實(shí)例示出于圖9和圖10中)的位置的控制板區(qū)域62以及對(duì)應(yīng)于繼電器的位置的繼電器區(qū)域64。繼電器的實(shí)例示出于圖9和圖10中。應(yīng)當(dāng)指出的是，區(qū)域58、60、62、64不僅為對(duì)應(yīng)于這些部件的位置，而且可包括某些特征(例如，插口區(qū)域、連接器、柱、電跡線)，這些特征使該特定區(qū)域能夠與這些部件介接，并且在某些實(shí)施例中，使它們能夠以特定方式介接并容納所述部件。

鋰離子電池模塊28的側(cè)部(例如，外殼40)也可以這種方式來(lái)配置。例如，左側(cè)部44和/或右側(cè)部46(相對(duì)于電池單體插口區(qū)域50橫向地定位)可包括通風(fēng)區(qū)域66，通風(fēng)區(qū)域66對(duì)應(yīng)于其中氣體可被排出模塊14的位置。通風(fēng)區(qū)域66可包括一個(gè)或多個(gè)特征，該一個(gè)或多個(gè)特征配置成與例如用于車輛的軟管連接的通風(fēng)螺塞、通風(fēng)適配器等介接。應(yīng)當(dāng)指出的是，所公開(kāi)的實(shí)施例不限于這些區(qū)域和上文所闡述的特定部件。相反，可存在其它特征，包括但不限于下文進(jìn)一步詳細(xì)描述的那些。例如，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所配置的鋰離子電池模塊28還可包括具體地配置成與其它部件(諸如風(fēng)扇、風(fēng)扇過(guò)濾器、風(fēng)扇蓋、熱管理特征等)耦接的區(qū)域。

如上文所闡述，鋰離子電池模塊28的基部42大體限定其占地面積。關(guān)于車輛整合，這可為重要設(shè)計(jì)考慮因素，因?yàn)榛?2的某些大小由于例如空間約束可為期望的以用于整合到特定車輛中。實(shí)際上，在圖1和圖2的xev10為微混合動(dòng)力的實(shí)施例中，可期望的是，基部42具有這樣的大?。菏逛囯x子電池模塊28的位置能夠相對(duì)靠近鉛酸電池、靠近交流發(fā)電機(jī)等。因此，鋰離子電池模塊28可為允許車輛整合的大小，作為一個(gè)實(shí)例，在xev10的發(fā)動(dòng)機(jī)蓋之下或位于位置朝向xev10的前部的籠架內(nèi)。

有鑒于此，本公開(kāi)的一方面提供了一些實(shí)施例，其中第一類型、第二類型和第三類型的鋰離子電池模塊28可具有大體相同的基部配置(例如，大體相同的占地面積)。這方面可參考圖4、圖5和圖6來(lái)進(jìn)一步理解，這些圖分別描繪鋰離子電池模塊28a的第一實(shí)施例、鋰離子電池模塊28b的第二實(shí)施例和鋰離子電池模塊28c的第三實(shí)施例。同樣，基部42可由電池模塊外殼40的最終安裝至xev10或置于xev10的表面上(例如，最靠近于地面/地板)的部分的尺寸來(lái)表示。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，相應(yīng)外殼40具有多個(gè)基部42，基部42各自具有相同尺寸。

基部42可大體對(duì)應(yīng)于鋰離子電池模塊28的長(zhǎng)度(l)和寬度(w)，并且鋰離子電池模塊28的第一、第二和第三實(shí)施例的相應(yīng)基部的長(zhǎng)度和寬度可相同，這旨在將制造公差考慮在內(nèi)。另外，雖然鋰離子電池模塊28旨在表示具有鋰離子電化學(xué)電池單體的先進(jìn)電池模塊，但是基部42可對(duì)應(yīng)于針對(duì)傳統(tǒng)鉛酸電池(例如，鉛酸電池模塊30)所建立的多個(gè)群組表示中的任一者(例如，國(guó)際電池協(xié)會(huì)(bci)組號(hào)、德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(din碼)、歐洲標(biāo)準(zhǔn)(en)碼)。這一組建立的標(biāo)準(zhǔn)的每個(gè)群組(例如，組號(hào))具有對(duì)應(yīng)于特定群組牌號(hào)的特定電池的基部的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度和寬度。本文所描述的二次鋰離子電池模塊可具有大體匹配或遵守至少已知鉛酸電池標(biāo)準(zhǔn)(例如，bci群組、din碼或en碼)的基部的標(biāo)準(zhǔn)尺寸要求的尺寸或者不那樣。

作為一個(gè)實(shí)例，圖4至圖6的鋰離子電池模塊28的第一、第二和第三實(shí)施例的大小可設(shè)定成具有h5(din碼)基部，其為242mm長(zhǎng)×175mm寬。h5基部還通常稱為ln2基部。然而，鋰離子電池模塊28的基部42可具有適于大體匹配鉛酸電池的特定基部的任何長(zhǎng)度和寬度。盡管已針對(duì)鉛酸電池而被標(biāo)準(zhǔn)化，但是難以利用鋰離子電化學(xué)電池單體技術(shù)來(lái)符合此類標(biāo)準(zhǔn)，特別是當(dāng)考慮到鋰離子電池模塊(諸如本文所描述的那些)可能與傳統(tǒng)鉛酸電池中找不到的設(shè)備(諸如智能控制特征、熱管理特征、先進(jìn)通風(fēng)特征，等等)相關(guān)聯(lián)時(shí)。然而，本公開(kāi)不限于與鉛酸標(biāo)準(zhǔn)相同的大小的鋰離子電池模塊28的基部42。相反，鋰離子電池模塊28的相應(yīng)基部42可具有任何大小，該大小在某些實(shí)施例中針對(duì)不同鋰離子電池模塊28可相同。作為非限制性實(shí)例，長(zhǎng)度l可為150mm和450mm之間的值，并且寬度w可為100mm和200mm之間的值，其中這些值針對(duì)所有模塊化鋰離子電池模塊28而匹配。

雖然圖4至圖6的鋰離子電池模塊28具有帶有相同配置或布局的方面或特征(例如，大體相同的基部42或大體相同的橫向端子布置)，但是應(yīng)當(dāng)指出的是，其相應(yīng)高度(例如，與外殼的相應(yīng)基部相對(duì)的垂直輪廓)可不同，這取決于例如其電力部件。例如，在圖4中，鋰離子電池模塊28可具有第一輸出電壓(例如，12v)和第一容量(例如，10安培·小時(shí)(ah))。在圖5中，鋰離子電池模塊28可具有與第一輸出電壓相同的第二輸出電壓，但具有大于第一容量的第二容量(例如，20ah)。從電力部件的角度來(lái)看，圖5的鋰離子電池模塊28與圖4的第一鋰離子電池模塊28不同之處在于在其相應(yīng)外殼40中的總體電化學(xué)電池單體的數(shù)量。在一個(gè)實(shí)施例中，圖4的鋰離子電池模塊28a的第一實(shí)施例可包括以串聯(lián)布置電耦接的第一數(shù)量(例如，6個(gè))的電化學(xué)電池單體，而圖5的鋰離子電池模塊28b的第二實(shí)施例(其具有較大的容量(例如，兩倍容量))具有利用串聯(lián)和并聯(lián)電連接的組合耦接的第二數(shù)量(例如，12個(gè))的相同類型的電化學(xué)電池單體。電化學(xué)電池單體在外殼40內(nèi)的布置(其在下文進(jìn)一步詳細(xì)地描述)為致使圖4的鋰離子電池模塊28的相應(yīng)垂直輪廓或高度h1和圖5的鋰離子電池模塊28的垂直輪廓或相應(yīng)高度h2不同的主要因素。對(duì)于圖4中的鋰離子電池模塊28來(lái)說(shuō)，其電池單體插口區(qū)域50和因此其外殼40配置成(例如，大小設(shè)定成)接納(例如，裝配)符合一組制造規(guī)格的第一數(shù)量的棱柱形電化學(xué)電池單體，而圖5的鋰離子電池模塊28具有外殼40的實(shí)施例，外殼40配置成(例如，大小設(shè)定成)接納(例如，裝配)第二數(shù)量的棱柱形電化學(xué)電池單體，第二數(shù)量大于第一數(shù)量。

相比于圖4和圖5的鋰離子電池模塊28，圖6的鋰離子電池模塊28c的第三實(shí)施例具有顯著較大的垂直輪廓或高度h3。這至少部分地由于鋰離子電池模塊28為了達(dá)到較高電壓所需的額外數(shù)量的電化學(xué)電池單體(例如，利用串聯(lián)連接的第三數(shù)量(諸如20個(gè))的相同類型的電化學(xué)電池單體而達(dá)到48v)。即，鋰離子電池模塊28c的第三實(shí)施例的外殼40可配置成(例如，大小設(shè)定成)接納(例如，裝配)第三數(shù)量的棱柱形電化學(xué)電池單體。應(yīng)當(dāng)指出的是，圖4至圖6的不同鋰離子電池模塊28均利用具有標(biāo)準(zhǔn)化尺寸的鋰離子電化學(xué)電池單體，這些標(biāo)準(zhǔn)化尺寸為旨在針對(duì)特定電化學(xué)電池單體類型來(lái)生產(chǎn)的尺寸，并且旨在容許制造公差。例如，在一些實(shí)施例中，電化學(xué)電池單體可為具有與特定公差相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化尺寸的棱柱形電化學(xué)電池單體。

如根據(jù)本公開(kāi)將理解，本文所描述的鋰離子電池模塊28不僅從其電化學(xué)電池單體和其占地面積(例如，基部42)的角度來(lái)看，而且從其架構(gòu)和共同部件的角度來(lái)看，都可以是模塊化的。例如，每個(gè)鋰離子電池模塊28的基部42位于與鋰離子電池模塊28的一組端子的位置大體相對(duì)的端部處，該組端子示出為第一端子70(例如，正端子)和第二端子72(例如，負(fù)端子)，這些端子分別定位于第一端子區(qū)域58和第二端子區(qū)域60中。端子70、72可包括單個(gè)部件或不同鋰離子電池模塊28共同的一組部件(例如，相同類型并且配置成可互換地耦接至不同鋰離子電池模塊28的一組部件)。另外，根據(jù)某些實(shí)施例，第一端子區(qū)域58和第二端子區(qū)域60具體地配置成將第一端子70和第二端子72的端子柱74、76(例如，端子柱的端部)定位于與圖4的第一鋰離子電池模塊28的頂部蓋78、圖5的鋰離子電池模塊28b的第二實(shí)施例的頂部蓋80(其可與頂部蓋78相同)和圖6的鋰離子電池模塊28c的第三實(shí)施例的頂部蓋82大體相同的水平。就此而言，端子柱74、76可不突出超過(guò)鋰離子電池模塊28的外表面，這可減小端子74、76將經(jīng)受可能潛在地?fù)p壞鋰離子電池模塊28的切向力、短路等的可能性。在一些實(shí)施例中，端子區(qū)域58、60針對(duì)不同鋰離子電池模塊28在體積或長(zhǎng)度、寬度、高度或其任何組合中的任一者的方面可以是相同的尺寸，以落在制造公差范圍內(nèi)。在某些實(shí)施例中，頂部蓋(例如，頂部蓋78)可配置成可互換地覆蓋圖4和圖5的鋰離子電池模塊28a和28b的頂部。

在圖4至圖6的所示實(shí)施例中，緊鄰第一端子區(qū)域58的是通風(fēng)區(qū)域66，通風(fēng)區(qū)域66包括通風(fēng)螺塞84，通風(fēng)螺塞84為不同鋰離子電池模塊28的共同部件。通風(fēng)螺塞84可配置成在外殼40的內(nèi)部部分達(dá)到壓力閾值(例如，由于電池單體破裂)之后打開(kāi)鋰離子電池模塊28的通風(fēng)孔。

圖4和圖5中的鋰離子電池模塊28的第一實(shí)施例和第二實(shí)施例分別可包括額外共享部件。例如，圖4和圖5的鋰離子電池模塊28的第一實(shí)施例和第二實(shí)施例分別可包括共同風(fēng)扇組件86，共同風(fēng)扇組件86可包括過(guò)濾器部分88和風(fēng)扇部分90，過(guò)濾器部分88包括風(fēng)扇過(guò)濾器，風(fēng)扇部分90包括風(fēng)扇。圖4和圖5的鋰離子電池模塊28的第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的共同風(fēng)扇組件86還可包括蓋，該蓋被具體地配置(例如，被成形和大小設(shè)定，并且使其具有具體連接特征)以耦接于圖4和圖5的第一和第二鋰離子電池模塊28的相應(yīng)頂部48。

現(xiàn)已認(rèn)識(shí)到，在鋰離子電池模塊28的不同實(shí)施例(即，類型、型式)之間使用可互換的且模塊化的部件的能力可導(dǎo)致根據(jù)較有效的工藝(諸如由圖7所示的制造系統(tǒng)100的實(shí)施例來(lái)執(zhí)行)制造鋰離子電池模塊28的能力。此類工藝相比于傳統(tǒng)制造工藝可較有效，因?yàn)椴煌愋偷匿囯x子電池模塊可利用共享組件區(qū)域、共享部件來(lái)源等來(lái)形成，這可減少資金成本并且提高制造速度。共享組件區(qū)域和共享部件來(lái)源可包括制造公差范圍內(nèi)的相同類型、大小和整體配置的共同部件，所述共同部件可用于不同類型的鋰離子電池模塊(例如，具有不同輸出電壓、不同容量等的鋰離子電池模塊28)中的任一者或其組合中。

如圖所描繪，制造系統(tǒng)100可包括使用一組初始的共享來(lái)源部件102，該組初始的共享來(lái)源部件102可包括例如可整合到不同鋰離子電池模塊28的相應(yīng)外殼40中的部件。例如，不同鋰離子電池模塊28所共享的包覆模制部件(諸如端子、結(jié)構(gòu)支撐部件等)可并入到系統(tǒng)100的此特定部分中。

初始共享來(lái)源部件102可分配于制造系統(tǒng)100中可生產(chǎn)外殼40的不同區(qū)域之間。例如，初始共享來(lái)源部件102(例如，與外殼嵌入模制的共同散熱板)可分配至其中可模制鋰離子電池模塊28a的第一實(shí)施例的外殼40的第一外殼模制區(qū)域104，分配至其中可模制鋰離子電池模塊28b的第二實(shí)施例的外殼40的第二外殼模制區(qū)域106和/或分配至其中可模制鋰離子電池模塊28c的第三實(shí)施例的外殼40的第三外殼模制區(qū)域108。從這些區(qū)域，可將不同模塊外殼40提供至各種模塊部件整合區(qū)域110，其中模塊的不同部分被提供至外殼40以用于模塊完成。

模塊部件整合區(qū)域110可包括(如圖示)電池單體(電化學(xué)電池單體)共享來(lái)源112，電池單體共享來(lái)源112將相同類型的電池單體(例如，具有相同制造規(guī)格的棱柱形鋰離子電化學(xué)電池單體)提供至其相應(yīng)電池單體插口區(qū)域50中的不同模塊外殼40。可類似地提供其它共享來(lái)源部件114，包括風(fēng)扇、風(fēng)扇蓋、風(fēng)扇過(guò)濾器、印刷控制板、匯流條、通風(fēng)螺塞，等等。提供于區(qū)域114處的非共享來(lái)源部件116可包括特定大小的部件，諸如整合的匯流條和電壓感測(cè)載體組件、某些類型的繼電器、前蓋、熱間隙墊，等等。由于這些各種部件整合到三個(gè)不同外殼40中，例如分別對(duì)應(yīng)于模塊28a至28c的鋰離子電池模塊28的第一、第二和第三實(shí)施例被生產(chǎn)出來(lái)。

圖8中描繪了部件整合區(qū)域110的示例實(shí)施例。如圖示，區(qū)域110包括第一路徑124、第二路徑126和第三路徑128，第一路徑124輸送電池模塊28a的第一實(shí)施例的中間產(chǎn)品，第二路徑126輸送電池模塊28b的第二實(shí)施例的中間產(chǎn)品，并且第三路徑128輸送電池模塊28c的第三實(shí)施例的中間產(chǎn)品，其中術(shù)語(yǔ)“中間產(chǎn)品”是指電池模塊的未完成型式(例如，電池模塊外殼40將具有其一些但非全部的相應(yīng)部件)。作為實(shí)例，路徑124、126、128可對(duì)應(yīng)于橫貫區(qū)域110的全部或一部分的一個(gè)或多個(gè)輸送路徑，諸如輸送帶等。

所示實(shí)施例包括沿著第一路徑124引入的第一型式的電池模塊外殼130，沿著第二路徑126引入的第二型式的電池模塊外殼132和沿著第三路徑128引入的第三型式的電池模塊外殼134。第一、第二和第三型式的電池模塊外殼130、132、134可對(duì)應(yīng)于例如分別示出于圖4、圖5和圖6中的所形成的型式的電池模塊外殼40。如此形成的型式可例如是在將外殼模制于圖7的第一外殼模制區(qū)域104、第二外殼模制區(qū)域106和第三模制區(qū)域108中之后提供的。

在系統(tǒng)100的部件整合區(qū)域110中，路徑124、126、128可在其中共同部件被引入至不同模塊的區(qū)域中匯聚，同時(shí)這些路徑在其中特定大小的部件或其它非共享部件被引入至模塊28的區(qū)域中分岔。例如，如圖示，路徑124、126、128將外殼40輸送至利用電池單體來(lái)源112的電池單體定位區(qū)域136。在某些實(shí)施例中，電池單體定位區(qū)域136包括自動(dòng)化系統(tǒng)，該自動(dòng)化系統(tǒng)針對(duì)電池模塊28的不同實(shí)施例以特定方式(例如，以具體取向和具體數(shù)量)將電池單體定位于外殼130、132、134中。

然后，路徑124、126、128可彼此分岔以使第一部件整合區(qū)域的相應(yīng)部段隔開(kāi)，所述部段描繪為針對(duì)路徑124的區(qū)域138a、針對(duì)路徑126的區(qū)域138b和針對(duì)路徑128的區(qū)域138c。區(qū)域138a至138c利用未由不同鋰離子電池模塊28共享的部件的不同來(lái)源，包括針對(duì)區(qū)域138a的第一型式的第一非共享部件140a、針對(duì)區(qū)域138b的第二型式的第一非共享部件140b和第三型式的第一非共享部件140c。作為實(shí)例，不同型式的第一非共享部件可包括特定大小的部件，諸如每個(gè)鋰離子電池模塊28的整合匯流條和電壓感測(cè)組件的結(jié)構(gòu)支撐件(載體)、每個(gè)鋰離子電池模塊28的前蓋，等等。應(yīng)當(dāng)指出的是，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，通過(guò)從共同來(lái)源(即，具有制造公差范圍內(nèi)的相同尺寸和配置的一組相同類型的部件的來(lái)源)分配共享部件，可避免不同的部分電池模塊組件在共享部件的區(qū)域上的輸送。

所示部件整合區(qū)域110還可包括額外區(qū)域，其中共同(即，可互換地耦接的)部件被提供至不同類型的鋰離子電池模塊28。此類實(shí)施例旨在由利用第二共享部件148(和/或其來(lái)源)的第二部件整合區(qū)域146表示，其中不同類型的鋰離子電池模塊28可裝配有共同部件，諸如相同風(fēng)扇組件、相同匯流條、相同電氣連接器，等等。應(yīng)當(dāng)指出的是，不同型式的鋰離子電池模塊28的此類模塊性可由于所有鋰離子電池模塊28具有針對(duì)這些不同共同部件的對(duì)應(yīng)區(qū)域(例如，具有特定形狀的凹部)，這些不同共同部件包括具體地配置成接納共享部件的連接器、插口、空間等。另外，部件集成區(qū)域110可包括更多區(qū)域，其中來(lái)自這些部件的共享或非共享來(lái)源的額外部件可用于使部件與鋰離子電池模塊28整合。

本文所描述的鋰離子電池模塊28的模塊化方面可參考圖9和圖10來(lái)進(jìn)一步理解，圖9和圖10分別描繪了鋰離子電池模塊28a、28b和28c的第一、第二和第三實(shí)施例的分解立體圖。具體地，如圖9所示，第一鋰離子電池模塊28a和第二鋰離子電池模塊28b之間的比較結(jié)果展示了兩個(gè)模塊28具有類似架構(gòu)并且具有多個(gè)共享部件。

從第一鋰離子電池模塊28a和第二鋰離子電池模塊28b的相應(yīng)外殼40a和40b開(kāi)始，可看出，雖然兩者的相應(yīng)高度h1、h2(圖4和圖5)不同，但是它們實(shí)際上具有極其相似的配置。例如，鋰離子電池模塊28a的第一實(shí)施例的外殼40a和鋰離子電池模塊28b的第二實(shí)施例的外殼40b各自具有包括多個(gè)區(qū)域(例如，端子區(qū)域、繼電器區(qū)域等)的布局。該多個(gè)區(qū)域中的每個(gè)區(qū)域具有相應(yīng)外殼40a、40b上的特定位置，并且配置成機(jī)械地耦接至特定部件，諸如控制板、繼電器、螺塞等。鋰離子電池模塊28a、28b的第一和第二實(shí)施例的多個(gè)區(qū)域的特定位置和特定部件相匹配(例如，具有相同對(duì)應(yīng)位置和相同類型的部件)。

例如，所示鋰離子電池模塊28a、28b包括共同電化學(xué)電池單體160，這意味著鋰離子電池模塊28的不同實(shí)施例中所用的電化學(xué)電池單體160具有規(guī)定公差范圍內(nèi)的相同制造規(guī)格(包括相同化學(xué)成分(例如，陰極和陽(yáng)極電極活性材料、電解質(zhì)、添加劑))和相同大小制造規(guī)格。根據(jù)本公開(kāi)的一方面，現(xiàn)已認(rèn)識(shí)到，某些類型的電化學(xué)電池單體可使此類方法比其它方法有益。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，電化學(xué)電池單體160可具有陽(yáng)極活性材料(例如，包括li4ti5o12，其為鈦酸鋰(lto))和陰極活性材料(例如，包括lini1/3co1/3mn1/3o2，其為鎳鈷錳氧化物(nmc))的特定組合，這些活性材料防止電化學(xué)電池單體160膨脹超過(guò)預(yù)定閾值。例如，在所示實(shí)施例中，電化學(xué)電池單體160具有棱柱形殼體162。棱柱形殼體162服從一組制造規(guī)格(包括其所有尺寸的大小)并且可符合該組制造規(guī)格。

棱柱形殼體162包括頂部殼體部分164，其中一組電池單體端子166、168(例如，電池正單體端子和電池單體負(fù)端子)位于頂部殼體部分164中。一個(gè)或多個(gè)電池單體通風(fēng)孔170也可位于頂部殼體部分164上。電化學(xué)電池單體160中的每一者的該組電池單體端子166、168使電池單體能夠電連接至各種電氣部件(包括彼此電連接)，電連接至鋰離子電池模塊28的端子70、72并且電連接至負(fù)載(鋰離子電池模塊28可耦接至該負(fù)載)。電池單體通風(fēng)孔170配置成使氣體能夠在某些條件下通風(fēng)。

棱柱形電池單體殼體162還包括底部殼體部分172、第一倒圓側(cè)部174和第二倒圓側(cè)部176以及第一面178和第二面180，底部殼體部分172定位成與頂部殼體部分164相對(duì)，第一倒圓側(cè)部174和第二倒圓側(cè)部176鄰近電池單體端子166、168在底部殼體部分172和頂部殼體部分164之間延伸，并且第一面178和第二面180在每個(gè)電池單體160的相對(duì)端部處耦接第一倒圓側(cè)部174和第二倒圓側(cè)部176。在一些實(shí)施例中，電化學(xué)電池單體160在外殼40內(nèi)的當(dāng)前所示的取向可有利于當(dāng)前所公開(kāi)的配置。具體地，電化學(xué)電池單體160(其在圖9和圖10為棱柱形的)位于外殼40中，其中其相應(yīng)多組端子166、168從電池單體插口區(qū)域50指向外。另外，電化學(xué)電池單體160在鋰離子電池模塊28內(nèi)擱靠在其兩個(gè)面178、180中的一者上，并且電化學(xué)電池單體呈堆疊布置，其中面178、180在具有多個(gè)(即，一個(gè)以上)電化學(xué)電池單體160的特定列182中彼此大體平行取向。在圖9和圖10所示的實(shí)施例中，電化學(xué)電池單體160布置成兩個(gè)這樣的列182，其中行的數(shù)量取決于總電化學(xué)電池單體160的數(shù)量。

此類布置可為期望的，例如，以在鋰離子電池模塊28的不同實(shí)施例之間維持基部42的標(biāo)準(zhǔn)尺寸。實(shí)際上，現(xiàn)已認(rèn)識(shí)到，電池單體化學(xué)成分(例如，nmc/lto電化學(xué)電池單體)、電池單體形狀(例如，棱柱形)和電池單體大小的組合可提供傳統(tǒng)上尚未用于實(shí)現(xiàn)本文所闡述的技術(shù)效果的優(yōu)點(diǎn)。例如，現(xiàn)已認(rèn)識(shí)到，nmc/lto電化學(xué)電池單體能夠針對(duì)外殼來(lái)限定總電池單體體積，并且電池模塊28的其余布局能夠相對(duì)于此體積來(lái)限定。

如上文所指出，鋰離子電池模塊28的端子70、72在上文關(guān)于圖4至圖6所描述的不同實(shí)施例中均相同。另外，鋰離子電池模塊28的所示通風(fēng)孔配置也相同，其中電池模塊28可使用相同類型的封閉件、固定件和通風(fēng)特征，諸如一組共同螺紋和螺釘、共同側(cè)部螺塞190和共同通風(fēng)開(kāi)口192(其中對(duì)應(yīng)大小的共同帶倒鉤配件194可用于使通風(fēng)開(kāi)口192能夠耦接至xev10的通風(fēng)軟管，其中xev示出于圖2中)。作為實(shí)例，鋰離子電池模塊28a、28b的第一和第二實(shí)施例可各自包括一組相應(yīng)的共同部件，并且所述共同部件可占60％和95％之間的鋰離子電池模塊28a、28b的第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的總零件量。例如，共同部件可占60％和90％之間、65％和85％之間或70％和80％之間的鋰離子電池模塊28a、28b的總零件量。

另外，應(yīng)當(dāng)指出的是，本文所描述的不同鋰離子電池模塊28的相應(yīng)布局大體相同。例如，鋰離子電池模塊28的不同實(shí)施例的部件的相對(duì)位置針對(duì)每個(gè)模塊28相同(即，相匹配)。這包括例如上文關(guān)于圖3所描述的區(qū)域。

關(guān)于其電氣部件，鋰離子電池模塊28的第一和第二實(shí)施例包括共同繼電器200和共同的一組電子器件202，共同繼電器200配置成將端子中的一者(例如，第一端子70)電耦接至電氣負(fù)載以及與電氣負(fù)載斷開(kāi)。電子器件202可包括相同形狀和大小的電路板，以及相同電氣架構(gòu)(例如，部件、位置和連接)和布局。例如，電子器件202的單個(gè)來(lái)源旨在適當(dāng)?shù)赜糜阡囯x子電池模塊28的第一實(shí)施例或第二實(shí)施例中。電子器件202可包括控制板(如圖示)以及各種短路保護(hù)電路、電池控制模塊(包括配置成控制電池模塊28的操作參數(shù)的控制電路)，等等。

本發(fā)明方法的模塊性也反映于外殼40的不同區(qū)域中。例如，外殼40的頂部48還包括控制板區(qū)域62和繼電器區(qū)域64，這兩個(gè)區(qū)域針對(duì)鋰離子電池模塊28的第一和第二實(shí)施例均為相同布局和配置。即，鋰離子電池模塊28的第一和第二實(shí)施例兩者的控制板區(qū)域62包括相同布置的插腳、連接器等，它們使頂部48能夠機(jī)械地耦接至該組電子器件202并固定該組電子器件202。另外，鋰離子電池模塊28的第一和第二實(shí)施例兩者的繼電器區(qū)域64包括相同布置的插腳、連接器等，它們使頂部48能夠機(jī)械地耦接至繼電器200(即，相同類型和配置的繼電器)并固定繼電器200。應(yīng)當(dāng)指出的是，此類共同配置可增強(qiáng)制造能力，甚至是針對(duì)不同外殼模具也能這樣。例如，不同鋰離子電池模塊28的頂部48可相同，這意味著如果外殼40或所示外殼的部分是由不同零件形成，那么頂部48可在共同來(lái)源處生產(chǎn)。另外，在其中外殼40為單件式模制單元的實(shí)施例中，那么用于對(duì)外殼40進(jìn)行模制的模制工具可利用相同類型的設(shè)備，例如用于形成頂部48的模制工具的相同部分。

其它所示的且共同的電氣部件包括旁路橋204和繼電器匯流條206。實(shí)際上，各種其它連接器和特征對(duì)于鋰離子電池模塊28中的兩者或更多者也可以是共同的。例如，鋰離子電池模塊28的第一和第二實(shí)施例可包括共同低電壓連接器208，共同低電壓連接器208可用于將繼電器200電耦接至某些部件，例如，將鋰離子電池模塊28耦接至xev10，和/或?qū)⒐餐L(fēng)扇210電耦接至鋰離子電池模塊28以對(duì)風(fēng)扇210供電。

風(fēng)扇210設(shè)置于其上的頂部蓋78對(duì)于鋰離子電池模塊28的第一和第二實(shí)施例來(lái)說(shuō)也為共同的。另外，如上文所指出，包括風(fēng)扇過(guò)濾器212的風(fēng)扇組件86在兩個(gè)實(shí)施例之間也為共同的。風(fēng)扇組件86的后蓋214與鋰離子電池模塊28的第一和第二實(shí)施例介接的方式也可相同。

鋰離子電池模塊28c的第三實(shí)施例(如圖10所示)也包括如上文所闡述的共同部件。實(shí)際上，除了具有如上文關(guān)于鋰離子電池模塊28a、28b的第一和第二實(shí)施例所闡述的相同總布局之外，鋰離子電池模塊28c的第三實(shí)施例還利用相同的旁路橋204、繼電器匯流條206、端子70、72、側(cè)部螺塞190和帶倒鉤配件194，等等。如上文所指出，鋰離子電池模塊28的模塊化方面也包括共同電化學(xué)電池單體160的使用。

此外，雖然相應(yīng)繼電器220和一組相應(yīng)電子器件222相比于其它實(shí)施例針對(duì)鋰離子電池模塊28c的第三實(shí)施例可不同，但是這些特征在其外殼40的相應(yīng)頂部48上的相對(duì)布局和布置大體相同(即，與鋰離子電池模塊28a至28c的第一和第二實(shí)施例相匹配)。此外，因?yàn)檫@些部件不同，所以鋰離子電池模塊28c的第三實(shí)施例的電子器件區(qū)域62和繼電器區(qū)域64相比于所示的其它實(shí)施例可不同。例如，其連接器、插腳等的布局可不同，但大體位于關(guān)于模塊28a和28b所闡述的匹配位置中。

所公開(kāi)實(shí)施例中的一者或多者(單獨(dú)或組合)可提供一個(gè)或多個(gè)技術(shù)效果，包括多個(gè)共享部件在具有不同電氣特性的不同電池模塊中的使用。例如，兩個(gè)或更多個(gè)電池模塊(各自具有不同數(shù)量的電化學(xué)電池單體)可包括由共同來(lái)源提供的多個(gè)部件。此類共同部件的使用通過(guò)實(shí)現(xiàn)較快速的制造和電池模塊之間的較大兼容性而便于制造并且減小相關(guān)聯(lián)的成本。本說(shuō)明書中的技術(shù)效果和技術(shù)問(wèn)題為示例性的并且并非為限制性的。應(yīng)當(dāng)指出的是，本說(shuō)明書中所描述的實(shí)施例可具有其它技術(shù)效果，并且可解決其它技術(shù)問(wèn)題。

雖然已僅示出并描述某些特征和實(shí)施例，但是對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言可想起許多修改和變更(例如，各種元件的大小、尺寸、結(jié)構(gòu)、形狀和比例、參數(shù)值(例如，溫度、壓力等)、安裝布置、材料的使用、顏色、取向等的變化)，而不本質(zhì)上脫離所公開(kāi)主題的新穎教示和優(yōu)點(diǎn)。任何過(guò)程和方法步驟的次序或序列根據(jù)替代實(shí)施例可更改或重新排序。因此，應(yīng)當(dāng)了解，所附權(quán)利要求書旨在涵蓋落入本發(fā)明的真實(shí)精神范圍內(nèi)的所有此類修改和變更。此外，為提供示例性實(shí)施例的簡(jiǎn)潔描述，未描述實(shí)際實(shí)施方式的所有特征。應(yīng)當(dāng)理解，在任何此類實(shí)際實(shí)施方式的開(kāi)發(fā)中，如在任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，可做出許多專門針對(duì)實(shí)施方式的決策。此類開(kāi)發(fā)工作可為復(fù)雜的并且耗時(shí)的，然而對(duì)于受益于本公開(kāi)的普通技術(shù)人員而言將為設(shè)計(jì)、制作和制造的例行任務(wù)而無(wú)需過(guò)度的實(shí)驗(yàn)。