电池模块的制作方法

1.本公开内容总体上涉及电气工程领域。特别地但不排他地，本公开内容涉及一种包括多个电池单元的可再充电电池模块。另外，本公开内容的实施方式涉及一种用于在热失控期间对电池模块中的气体进行通风的布置。


背景技术：

2.由于不可再生资源的高消耗以及其量的迅速减少，现代制造商已经选择制造可以以可再生能源作为替代能源进行操作的机械。随着技术的出现，可以主要由电能进行操作的机械的制造一直在增加。这样的机械需要持续的能量供应以高效工作。这些机械中的一些可以包括但不限于需要持续的能量供应的交通工具、渡轮、工具等。通常，电能可以存储在通常被称为电池系统的存储介质中，该电池系统包括一个或更多个电池模块，电池模块又可以包括用于存储电能的多个电池单元。存储在电池系统中的电能可以用于机械的操作。电池模块可以是便携式的、可再充电的并且可以以各种供电容量提供以在操作机械中适当地采用，并且因此，可以是对不可再生资源的主要替代物。
3.电池模块中的常规电池单元在某些情况下可能表现出内部短路和发热。这些内部短路中的一些可能导致自放电率增加，但是这样的内部短路状况偶尔可能引起电池单元过热。在这样过热的情况下，电池单元在将化学能转换为电能的期间可能从中散发或释放可燃、有毒和热的气体，其中，这样的气体可能被截留在电池模块内。这些可燃、热的和有毒的气体可能往往使电池模块变热，并且可以将热量传递至电池单元中的一些电池单元。以这种方式，在电池模块的局部区域处，电池单元中的一些也可能经受升高的温度。电池模块中升高的温度可能扰乱化学能到电能的正常转换，并且继而可能在从多个电池单元产生电能时引起过载。这可能引起多个电池单元经历燃烧，导致电池模块中的热失控。电池单元中的一些电池单元的燃烧可能损坏电池模块的各种部件例如但不限于位于附近的电池单元、汇流板、烧坏的电线、壳体等，这可能是不期望的。
4.过去一直在努力改造电池模块以使截留在电池模块中的热气体通风。在美国专利号us10158102 b2[以下称为
‘
102专利]中讨论了所采用的一个这样的常规布置。
‘
102专利公开了一种用于为便携式装置供电的电能存储装置。存储装置包括用于在电能存储单元故障、爆裂和着火的罕见情况下使热能的迁移和燃烧的传播最小化的屏障。存储装置由偏置通风口组成，偏置通风口被配置成在存储装置中的一个或更多个单元的热事件期间打开。偏置通风口被配置成在存储装置中的压力由于热事件而超过预定值时打开。然而，延迟偏置通风口的打开直到存储装置中的压力超过预定值可能是不可靠的，因为存储装置中的热气体在从偏置通风口排出之前可能热影响了周围的电池单元。
[0005]
替选地，还对电池模块的部件例如汇流板进行了改造，以限制由于热失控而对其他部件造成的电损坏。在日本专利号jp3219703u b2[以下称为
‘
703专利]中讨论了所采用的一个这样的常规布置。
‘
703专利公开了一种设置有桥接部的汇流板，其中，桥接部被配置成将汇流板与电池的端子连接。桥接部被配置成在从电池产生突然的大电流期间熔化并电
断开电池端子和汇流板。
[0006]
然而，常规系统特别关注使由于电池单元的热失控而造成的电损坏最小化，并且没有有效地公开减少对电池模块的其他电池单元的热损坏的方面。
[0007]
本公开内容涉及克服上述一个或更多个限制或与现有技术相关联的任何其他限制。


技术实现要素：

[0008]
通过如本公开内容中要求保护的装置和系统，克服了传统装置或系统的一个或更多个缺点并且提供了附加的优点。通过本公开内容的技术实现了附加的特征和优点。本公开内容的其他实施方式和方面在本文中被详细描述并且被认为是所要求保护的公开内容的一部分。
[0009]
在本公开内容的一个非限制性实施方式中，公开了一种用于电池模块的盖构件。盖构件包括限定有第一主表面和第二主表面的伸长本体，其中，第二主表面被限定有多个槽。盖构件还包括沿第一主表面和第二主表面中的至少一个限定的多个凹窝。另外，多个凹窝中的至少一个凹窝在电池模块中的至少一个电池单元经历热失控时熔化并形成孔以流体地连接第一主表面与多个槽。
[0010]
在本公开内容的实施方式中，多个凹窝中的每个凹窝定位在多个槽中的至少两个槽的相交处。另外，多个槽中的每个槽由限定在第二主表面上的脊分隔。
[0011]
在本公开内容的实施方式中，第二主表面与壳体元件邻接以覆盖多个槽。
[0012]
在本公开内容的实施方式中，壳体元件的热导率高于伸长本体。
[0013]
在本公开内容的实施方式中，伸长本体由自熄性聚合物材料制成。
[0014]
在本公开内容的实施方式中，多个凹窝中的每一个限定在伸长本体的在第一主表面与第二主表面之间的一部分中。
[0015]
在本公开内容的实施方式中，多个凹窝中的每一个的深度为伸长本体的厚度的至少15％。
[0016]
在本公开内容的另一非限制性实施方式中，公开了一种用于电池模块的汇流板。汇流板包括基部构件，该基部构件限定有多个接触部。多个接触部中的每一个包括：接触垫；以及连接臂，该连接臂在接触垫与基部构件之间沿接触垫的部分圆周延伸。汇流板还包括沿连接臂的一部分沉积的金属衬底。连接臂和金属衬底被配置成在电池模块中的热失控期间熔断。
[0017]
在本公开内容的实施方式中，连接臂在热失控期间熔断以禁止接触垫与基部构件之间的连接。
[0018]
在本公开内容的实施方式中，连接臂被限定有在接触区处延伸的宽度，以与基部构件和接触垫连接。
[0019]
在本公开内容的实施方式中，连接臂被限定有沿接触垫的部分圆周的窄的宽度。
[0020]
在本公开内容的实施方式中，接触垫通过连接臂连接至基部构件，使得沿接触垫的主圆周和基部构件限定有间隙。
[0021]
在本公开内容的实施方式中，多个接触部的一个接触垫的连接臂最大程度远离来自相邻接触垫的连接臂。
[0022]
在本公开内容的实施方式中，连接臂由铜制成，并且金属衬底由锡制成。
[0023]
在本公开内容的实施方式中，金属衬底被配置成在电池模块中的热失控期间熔化并与连接臂形成合金，以增加连接臂的热导率以用于熔断。
[0024]
在本公开内容的实施方式中，汇流板包括设置在连接臂与金属衬底之间的填充材料，其中，填充材料被配置成熔化并且将金属衬底固定至连接臂。
[0025]
在本公开内容的实施方式中，连接臂的至少一部分被限定有多个切槽，其中，连接臂被配置成围绕至少一个切槽熔断。可以根据连接臂上的确定的图案蚀刻或开槽或压制多个切槽。确定的图案可以在连接臂上沿水平方向、竖直方向、倾斜方向等。
[0026]
在本公开内容的又一非限制性实施方式中，公开了一种电池模块。电池模块包括多个电池单元和汇流板。汇流板包括限定有多个接触部的基部构件。多个接触部中的每一个包括：接触垫；以及连接臂，该连接臂在接触垫与基部构件之间沿接触垫的部分圆周延伸。汇流板还包括金属衬底，该金属衬底沿连接臂的一部分沉积。连接臂和金属衬底被配置成在电池模块中的热失控期间熔断。另外，电池模块包括绝缘体构件，该绝缘体构件定位在多个电池单元与汇流板之间。绝缘体构件防止在热失控期间汇流板与多个电池单元中的至少一个电池单元的直接电接触和热接触。另外，电池模块包括定位在汇流板上方的盖构件。盖构件包括限定有第一主表面和第二主表面的伸长本体，其中，第二主表面被限定有多个槽。盖构件还包括多个凹窝，所述多个凹窝沿第一主表面和第二主表面中的至少一个限定。另外，多个凹窝中的至少一个凹窝在电池模块的至少一个电池单元经历热失控时熔化并形成孔，以流体地连接第一主表面与多个槽。另外，电池模块包括壳体元件，该壳体元件安置在盖构件的第二主表面上，用于覆盖多个槽。
[0027]
在本公开内容的实施方式中，电池模块包括电池单元框架，该电池单元框架被配置成容纳多个电池单元中的每一个。电池单元框架还包括多个电池单元中的每个电池单元之间的间隔件元件以分隔多个电池单元中的至少一个电池中的每一个。
[0028]
在本公开内容的实施方式中，多个槽和壳体元件被配置成：当多个电池单元中的至少一个电池单元经历热失控时，使多个电池单元中的每一个周围的气体按照路线行进。
[0029]
在本公开内容的实施方式中，汇流板中的接触部的数目对应于电池单元的数目。
[0030]
在本公开内容的实施方式中，绝缘体构件由芳族聚酰胺聚合物材料制成。
[0031]
应当理解，上述公开内容的方面和实施方式可以以彼此的任何组合来使用。若干个方面和实施方式可以组合在一起以形成本公开内容的另外的实施方式。
[0032]
前述概述仅是示意性的，并且不旨在以任何方式进行限制。除了上述示意性方面、实施方式和特征之外，通过参照附图和以下详细描述，其他方面、实施方式和特征将变得明显。
附图说明
[0033]
本公开内容的新颖特征和特性在所附权利要求中阐述。然而，当结合附图阅读时，通过参照示例性实施方式的以下详细描述，将最好地理解本公开内容本身及其优选的使用模式、其他目的和优点。现在仅通过示例的方式参照附图描述一个或更多个实施方式，其中，相似的附图标记表示相似的元件，并且在附图中：
[0034]
图1示出了根据本公开内容的实施方式的包括电池单元的电池模块的电池单元框
架的透视图。
[0035]
图2a是根据本公开内容的实施方式的示出定位在多个电池单元上的盖构件的电池模块的截面透视图。
[0036]
图2b示出了根据本公开内容的实施方式的示出电池单元框架、盖构件、绝缘体构件和汇流板的电池模块的截面图。
[0037]
图3a示出了根据本公开内容的一个实施方式的示出汇流板和多个电池单元的电池模块的透视图。
[0038]
图3b是示出电池模块的汇流板的图3a的顶视图。
[0039]
图3c示出了沉积在图3a的汇流板上的金属衬底的详细视图。
[0040]
图3d示出了限定在图3a的汇流板上的多个切槽的详细视图。
[0041]
图4示出了根据本公开内容的实施方式的电池模块的分解图，其中示出电池模块内的气体的行进路线。
[0042]
图5示出了根据本公开内容的实施方式的采用了壳体元件的电池模块的截面图。
[0043]
图6a示出了根据本公开内容的实施方式的电池模块的示意性透视图。
[0044]
图6b是根据本公开内容的一个实施方式的图6a的电池模块的一部分的截面图，其中示出一个或更多个堆叠中的多个电池单元的布置。
[0045]
附图仅出于说明的目的描绘了本公开内容的实施方式。本领域技术人员将从以下描述容易地认识到，可以在不脱离本文描述的本公开内容的原理的情况下采用本文示出的结构和方法的替选实施方式。
具体实施方式
[0046]
尽管本公开内容中的实施方式经受各种修改和替选形式，但是其具体实施方式在附图中通过示例的方式示出，并且将在以下进行描述。然而，应当理解，不旨在将本公开内容限制于所公开的具体形式，而是相反，本公开内容将涵盖落入本公开内容的范围内的所有修改、等同方案和替选方案。
[0047]
要注意，在不脱离本公开内容的范围的情况下，本领域技术人员将从本公开内容中得到启示并且修改系统的各种特征。因此，这样的修改被认为是本公开内容的一部分。因此，附图仅示出了与理解本公开内容的实施方式相关的那些具体细节，以使本公开内容不会由于对于受益于本文的描述的本领域普通技术人员来说相当明显的细节而模糊。
[0048]
本公开内容中使用的术语“包括”、“包含”或其任何其他变体旨在涵盖非排他性的包括，使得包括一系列部件的装置、系统、方法和组件不仅包括这些部件，而是可以包括没有明确列出的或者对于这样的系统、方法或组件或装置所固有的其他部件。换句话说，系统或装置中以“包括
……
一个”继续的一个或更多个元件，在没有更多约束的情况下，不排除在该系统或装置中存在其他元件或附加元件。
[0049]
本公开内容的实施方式公开了电池模块。电池模块包括多个电池单元和汇流板。汇流板包括限定有多个接触部的基部构件。多个接触部中的每一个包括接触垫以及在接触垫与基部构件之间沿接触垫的部分圆周延伸的连接臂。汇流板还包括沿连接臂的一部分沉积的金属衬底。连接臂和金属衬底被配置成在电池模块中的热失控期间熔断。另外，电池模块包括定位在多个电池单元与汇流板之间的绝缘体构件。绝缘体构件防止在热失控期间汇
流板与多个电池单元中的至少一个电池单元的直接电接触和热接触。另外，电池模块包括定位在汇流板上方的盖构件。盖构件包括限定有第一主表面和第二主表面的伸长本体，其中，第二主表面限定有多个槽。盖构件还包括沿第一主表面和第二主表面中的至少一个限定的多个凹窝。另外，多个凹窝中的至少一个凹窝在电池模块的至少一个电池单元经历热失控时熔化并形成孔，以流体地连接第一主表面与多个槽。另外，电池模块包括安置在盖构件的第二主表面上的壳体元件以覆盖多个槽。以这种方式，使热失控下从电池单元释放或产生的气体按照路线远离正在受影响的相邻或周围的多个电池单元。
[0050]
以下段落参照图1至图6b描述了本公开内容。在图中，相同的元件或具有相似功能的元件由相同的附图标记表示。
[0051]
图1示出了用于支承多个电池单元(200)的电池模块(1000)的电池单元框架(128)[或者也称为“单元框架(128)”]的示意图。电池模块(1000)可以包括多个电池单元(200)，其中，多个电池单元(200)中的每个电池单元可以具有确定的形状和构造，例如但不限于圆柱形、立方形、三角形、五边形等。多个电池单元(200)中的每一个的形状和构造沿长度方向可以是一致的，以便以确定的顺序适当地布置多个电池单元(200)中的每一个。多个电池单元(200)可以以一个或更多个堆叠或者以多个电池单元(200)的阵列[以下简称为“一个或更多个堆叠”]布置，其可以被配置成单独地或共同地提供电能。一个或更多个堆叠中的每个堆叠中的多个电池单元(200)可以以串联连接、并联连接以及其组合中的至少一者电互相连接。另外，电池模块(1000)中一个或更多个堆叠中的每个堆叠中的多个电池单元(200)因此可以基于电池模块(1000)的多个参数以串联连接或以并联连接电互相连接。参数可以包括但不限于：可以由电池模块(1000)向其供应电力的机械的额定功率、连接至电池模块(1000)以进行操作的机械的数目、电池模块(1000)的容量等。
[0052]
电池单元框架(128)可以被配置成牢固地扣住多个电池单元(200)中的每个电池单元。电池单元框架(128)可以包括多个接收部(130)，其可以以预定的图案限定在电池单元框架(128)中。多个接收部(130)的轮廓可以被设置成与多个电池单元(200)的顶表面或底表面处的轮廓对应。另外，多个电池单元(200)中的每一个可以沿至少一个确定的方向(也就是说，沿电池单元的纵向方向)插入对应的接收部(130)中。以这种方式，多个接收部(130)可以被配置成接收多个电池单元(200)中的每个电池单元、将多个电池单元(200)中的每个电池单元安置并定位在电池单元框架(128)中。在实施方式中，多个接收部(130)中的每个接收部(130)可以被对应地指定给电池模块(1000)中多个电池单元(200)中的每个电池单元。然而，还可以注意到的是，接收部(130)可以被限定有与多个电池单元(200)类似的轮廓。该轮廓有助于将多个电池单元(200)中的每个电池单元选择性地容纳在电池单元框架(128)中。以这种方式，在不偏离容纳多个电池单元(200)的方面的情况下，可以改变多个接收部(130)的轮廓。在示意性实施方式中，多个接收部(130)中的每一个可以被限定为电池单元框架(128)中的圆形腔，以便接收和容纳多个电池单元(200)中的对应电池单元。
[0053]
在实施方式中，除了多个接收部(130)之外，电池单元框架(128)还可以被限定有用于将多个电池单元(200)固定在电池单元框架(128)上的多个指状件(132)。多个指状件(132)可以适于围绕电池单元框架(128)中的多个接收部(130)中的每个接收部(130)延伸。多个指状件(132)可以从电池单元框架(128)的表面侧向延伸[也就是说，向外并垂直延伸]。另外，多个指状件(132)可以被限定围绕多个接收部(130)中的每一个的外围区域，由
此，多个指状件(132)可以被配置成与定位在电池单元框架(128)的对应接收部(130)中的多个电池单元(200)接合，并且扣住定位在电池单元框架(128)的对应接收部(130)中的多个电池单元(200)。在示意性实施方式中，多个指状件(132)中的每一个被限定有梯形基部轮廓，所述多个指状件(132)围绕该梯形基部轮廓从电池单元框架(128)的表面延伸。多个指状件(132)可以适于以约5
°
至约45
°
的角度[相对于竖直平面]延伸和倾斜，并且朝向定位在对应的接收部(130)中的多个电池单元(200)中的每个电池单元定向。另外，多个指状件(132)中的每一个被限定有弯曲表面，其中，弯曲表面可以沿多个指状件(132)中的每一个的纵轴限定。另外，弯曲表面可以被限定为接近于对应的电池单元，以便增加电池单元与指状件之间的接触面积，由此增加的接触面积导致接合表面上压力施加增加。以这种方式，多个电池单元(200)中的每一个可以牢固地紧固在电池单元框架(128)上。在示意性实施方式中，多个指状件(132)中的每一个可以由拥有弹性特性的材料制成，使得多个指状件(132)可以选择性地变形以便将对应的电池单元适当地容纳在电池单元框架(128)上。另外，多个指状件(132)可以与电池单元框架(128)整体地限定。
[0054]
另外，为了防止外来颗粒进入到电池模块(1000)中，如图2a和图2b中最佳可见，电池模块(1000)包括盖构件(100)。盖构件(100)可以与汇流板(300)和定位在汇流板(300)下方的绝缘体构件(118)分层。盖构件(100)可以适于从顶表面部分地包围多个电池单元(200)。盖构件(100)包括伸长本体(102)，其可以覆盖在汇流板(300)上并且继而覆盖在多个电池单元(200)上，如图2b中最佳可见的那样。盖构件(100)可以被限定有第一主表面(104a)和第二主表面(104b)，其中，第一主表面(104a)和第二主表面(104b)可以限定在盖构件(100)的相对面上。在实施方式中，第一主表面(104a)和第二主表面(104b)可以被限定为关于盖构件(100)的宽度的表面，其可以被横穿以沿盖构件(100)的长度延伸。第一主表面(104a)可以适应性地被定位成面对多个电池单元(200)的端子(202)，而第二主表面(104b)可以被定位成远离多个电池单元(200)的端子(202)。另外，第一主表面(104a)和第二主表面(104b)中的任一个可以被限定有多个槽(110)。多个槽(110)可以被限定为使得在多个电池单元(200)的相邻电池单元(200)上方所述多个槽(110)形成相交的路径。另外，多个槽(110)中的每个槽可以被脊(116)分隔，脊(116)可以形成在多个槽(110)中的每一个之间。脊(116)可以被配置成安置在间隔件元件(114)上，该间隔件元件(114)被设置成接近于多个电池单元(200)的顶表面，其中，脊(116)可以被配置成限定盖构件(100)与汇流板(300)之间的气穴(138)。气穴(138)可以适于包容从多个电池单元(200)产生或释放的气体中的一些。
[0055]
在实施方式中，如图2a和图2b中最佳可见，间隔件元件(134)可以设置在多个电池单元(200)中的每一个的顶表面处，以便使一个电池单元与周围的电池单元(200)分隔并且维持一个电池单元与周围的电池单元(200)之间均匀的间隔。这可以补充由多个电池单元(200)中的每一个的一个端部处的多个接收部(130)限定的空间。另外，该空间可以为在操作期间由多个电池单元(200)产生或释放的气体提供必要的容纳区域。另外，在多个电池单元(200)中的至少一个电池单元的热失控期间，该空间还可以充当空气屏障(136)。也就是说，空气屏障(136)可以吸收来自由多个电池单元(200)产生或释放的气体的一些热的量，由此使从气体到经历热失控的至少一个电池单元的周围电池单元的常规热传递最小化。
[0056]
盖构件(100)还可以包括多个凹窝(106)，其中，多个凹窝(106)可以沿第一主表面
(104a)和第二主表面(104b)中的至少一个限定，如图2a中最佳可见的那样。特别地，多个凹窝(106)可以被限定在盖构件(100)的可以包括多个槽(110)的表面上。然而，盖构件(100)的这样的构造不应当被解释为限制，因为多个槽(110)和多个凹窝(106)也可以限定在盖构件(100)的相对表面上。在示意性实施方式中，多个凹窝(106)和多个槽(110)限定在第二主表面(104b)上。多个凹窝(106)中的每个凹窝(106)位于多个槽(110)中的至少两个槽(110)的相交处。在实施方式中，多个凹窝(106)中的每一个的深度可以为伸长本体(102)的厚度的至少15％至约55％。可以注意到的是，在多个槽(110)中的每一个处的盖构件(100)的厚度在尺寸上可以减小到这样的程度：使得盖构件(100)的一部分可以由于在热失控期间从至少一个电池释放的热量和气体而适应性地熔化并形成孔(108)。在实施方式中，盖构件(100)可以由自熄性聚合材料制成，其中，盖构件(100)可以使可能由于经历热失控的至少一个电池的燃烧引起的任何火焰自动熄灭。
[0057]
再次参照图2b，当多个电池单元(200)中的每一个的一个端部可以紧固在电池单元框架(128)中时，多个电池单元(200)中的每一个的另一个端部可以选择性地与绝缘体构件(118)接合。绝缘体构件(118)可以适于与多个电池单元(200)中的每一个的顶表面处的外围衬里[也就是说，接近于边缘]接合[或覆盖所述外围衬里]。以这种方式，多个电池单元(200)中的每一个的一部分，例如电池单元的每一个的端子(202)的一部分，可以暴露而不是被绝缘体构件(118)遮盖，如图3中可见的那样。在该实例中，多个电池单元(200)可以电可连接，以用于电池模块(1000)的操作。在示例性实施方式中，多个电池单元(200)可以与汇流板(300)接合以用于电连接。汇流板(300)可以被定位成使得仅汇流板(300)的一部分与多个电池单元(200)中的每一个接合。由此，绝缘体构件(118)可以被配置成阻止与多个电池单元(200)中的每一个的顶表面的直接电接触和热接触，从而在多个电池单元(200)的至少一个电池单元的热失控期间避免局部电回路。在实施方式中，绝缘体构件(118)可以是可以由包括但不限于芳族聚酰胺聚合物的聚合物制成的薄膜、片或板中的至少一种，以便适当地容纳在汇流板(300)与多个电池单元(200)之间而不影响电池模块(1000)的整体厚度。
[0058]
转到图3a，汇流板(300)可以包括基部构件(302)，其可以被配置成安置在多个电池单元(200)中的每一个上。汇流板(300)可以适于定位在多个电池单元(200)中的每一个的顶表面和底表面中的至少一者上，使得基部构件(302)可以在一个或更多个堆叠中的每一个堆叠中离散地设置在多个电池单元(200)中的每一个之间。另外，基于电池模块(1000)的确定的操作构造，基部构件(302)可以借助于经由多条电线[图中未示出]的电连接来适当地与其他堆叠的基部构件(302)连接。以这种方式，一个或更多个堆叠中的每一个可以可电连接，以便从电池模块(1000)向物品适当地供应电能。
[0059]
如图3b中最佳可见，基部构件(302)可以限定有多个接触部。接触部的数目可以对应于电池单元(200)的数目。多个接触部中的每一个可以包括接触垫(304)和连接臂(306)。接触垫(304)可以经由连接臂(306)从基部构件(302)悬垂[也就是说，当接触垫(304)未接合时，悬置在空气中]。接触垫(304)可以与多个电池单元(200)中的每一个的对应电池单元的端子(202)可接合，而连接臂(306)可以被配置成电桥接基部构件(302)与多个电池单元(200)中的每一个的端子(202)。也就是说，连接臂(306)可以在接触垫(304)与基部构件(302)之间延伸，以经由接触垫将基部构件(302)处的汇流板(300)和端子(202)处的多个电
池单元(200)进行连接。
[0060]
在示意性实施方式中，汇流板(300)的接触垫(304)可以具有环形轮廓以与圆形和椭圆形中的至少一个相似，以用于与多个电池(200)中的每一个的端子(202)接合[也就是说，完全覆盖电池单元的端子(202)，并且可以延伸超出端子(202)的外围]，如图4a中最佳可见的那样。另外，连接臂(306)被限定有从基部构件(302)开始并且沿接触垫(304)的部分圆周变窄的延伸的宽度，以便增加接触垫(304)与基部构件(302)之间的连接长度。连接臂(306)长度的增加可以增强电阻率和热导率，由此增加连接臂(306)的熔断功能以在对应于接触垫(304)的电池单元经历热失控时提供帮助。另外，为了改进连接臂(306)的熔断功能，如图3c中最佳可见，可以沿连接臂(306)的一部分沉积金属衬底(316)。这里，可以注意到的是，连接臂(306)的一部分可以指代连接臂的完整长度，或者连接臂(306)的接近于接触垫(304)的部分，或者连接臂(306)的接近于基部构件(302)的部分。连接臂(306)的一部分不应被视为限制，因为金属衬底(316)可以在连接臂(306)上沉积到任何程度。另外，可以利用填充材料(318)将金属衬底(316)连结至连接臂(306)，其中，填充材料(318)可以固定在金属衬底(316)与连接臂(306)之间，或者夹在金属衬底(316)与连接臂(306)之间。在热失控期间，填充材料(318)可以被配置成使金属衬底(316)熔化并且将金属衬底(316)固定至连接臂(306)。随着金属衬底(316)熔化，金属衬底(316)可以被配置成由于来自对应电池单元的热失控的能量耗散而与连接臂(306)形成合金。所形成的合金还可以增加连接臂(306)的热导率，由此减小热失控期间连接臂(306)的合金部分处进行熔断的时间段。由于这个，因为可以通过连接臂(306)的熔断发生与汇流板(300)的电接触和热接触的中断，所以处于热失控的电池单元周围[也就是说，也可以称为相邻]的多个电池单元(200)可以在电和热上不受影响。另外，接触垫(304)可以通过连接臂(306)连接至基部构件(302)，使得可以沿接触垫(304)的主圆周和基部构件(302)限定有间隙，以便促进来自气穴的气体的行进。在实施方式中，汇流板(300)[也就是说，包括基部构件(302)和接触部]可以由包括但不限于铜、铝、银、铁、镍、石墨等的材料制成，而金属衬底(316)可以是包括但不限于锡。然而，不应将前述视为限制，因为汇流板(300)的连接臂(306)和接触垫(304)可以由与基部构件(302)的材料不同的材料制成，以便适当地适于汇流板(300)的操作要求。
[0061]
在一个实施方式中，来自多个接触部的连接臂(306)中的每一个可以被限定使得连接臂(306)的从基部构件(302)延伸的部分可以距离相邻接触部(314)中的每一个在远侧定位。由于这种远侧定位，可以减少与一个接触部(314)相关联的电池单元的热失控期间从一个接触部(314)到在其周围的多个接触部的热传递[也就是说，通过传导的模式]。以这种方式，可以将汇流板(300)内的热传递维持到可忽略的值。
[0062]
在一个实施方式中，如图3d中最佳可见，连接臂(306)的至少一部分可以被限定有多个切槽(308)。多个切槽(308)可以被配置成在连接臂(306)上赋予或注入热应力集中，使得连接臂(306)可以被配置成在多个电池单元(200)中的对应电池单元的热失控期间围绕至少一个切槽熔断。可以注意到的是，连接臂(306)可以与金属衬底(316)的沉积结合地限定有一个或更多个切槽(308)，以增强连接臂(306)的熔断功能。然而，可以独立地采用连接臂(306)的每个方面[也就是说，设置一个或更多个切槽(308)以及金属衬底(316)的沉积]以用于操作。
[0063]
现在转向图4，图4示出了电池模块(1000)的示意图，其中示出热失控期间从多个
电池单元(200)释放的气体的逃逸或排放路线以及热传递。在电池模块(1000)的操作期间，气体通常可以从多个电池单元(200)中的每一个的底表面[也就是说，从电池单元的负极端子(202)]释放。在多个电池单元(200)中的至少一个电池单元的热失控期间，气体可以获得潜热。气体然后可以从多个电池单元(200)的底表面上升并且可以朝向顶表面行进。气体可以行进通过限定在多个电池单元(200)中的每一个之间的空间以到达多个电池单元(200)的顶表面处的气穴(138)。另外，气穴(138)中的气体可以与盖构件(100)和汇流板(300)接合以传递包含在其内的潜热。汇流板(300)可以适于接收和传导来自气体的潜热，而盖构件(100)可限制热量的传递。当气体中的热含量可以增加[也就是说，气体的热含量由于电池模块(1000)的持续操作而增加]时，设置在经历热失控的电池单元上方的连接臂(306)可以熔断[或断开或禁止]以便电断开该至少一个电池单元。另外，盖构件(100)可以选择性地经受来自气体的对流热传递和辐射热传递，由此，盖构件(100)的与处于热失控下的电池单元对应的部分可以围绕至少一个凹窝(106)熔化以形成孔(108)。孔(108)可以限定可以连接盖构件(100)的第一主表面(104a)与第二主表面(104b)的通路，由此提供用于气体行进的路线。另外，当气体可以处于升高的温度时，气体可以拥有用于运动的动能。气体的动能可以允许从限定在电池模块(1000)中的空气屏障(136)与气穴之间的空间的移动，以沿多个槽(110)行进。以这种方式，汇流板(300)和盖构件(100)可以将经历热失控的至少一个电池单元与周围的多个电池单元(200)在电和结构上断开。
[0064]
可以通过壳体元件(112)限制可以按照从气穴(138)穿过盖构件(100)的路线行进的气体进一步向上行进，如图5中最佳可见的那样。壳体元件(112)可以定位成接近于盖构件(100)并且可以定位成邻接盖构件(100)的多个槽(110)。壳体元件(112)可以被配置成吸收来自气体的热量并使其扩散。气体然后可以在盖构件(100)上方并沿多个槽(110)分散，使得气体可以不与周围的多个电池单元(200)接合以免在电池模块(1000)内引起集中的热区。另外，可以在电池模块(1000)中限定横向开口[图中未示出]以从该横向开口排放气体。
[0065]
在实施方式中，如图6a所示，电池模块(1000)可以包括外壳(120)。外壳(120)可以被配置成包容一个或更多个堆叠以容纳电池模块(1000)的多个电池单元(200)。在示意性实施方式中，外壳(120)由多个围绕构件(122)组成，其中，多个围绕构件(122)中的每一个借助于机械连结处理和热连结处理中的至少一种彼此连结。多个围绕构件(122)可以被配置成将一个或更多个堆叠紧固在外壳(120)的至少四个侧面上。也就是说，多个围绕构件(122)可以设置在一个或更多个堆叠的顶侧、底侧、左侧和右侧中的至少一个上，而一个或更多个堆叠的前侧和后侧可以由支承构件(124)覆盖。前侧或后侧上的支承构件(124)可以被限定有至少一个接口模块[图中未示出]，其中，接口模块可以被配置成将电池模块(1000)与物品或电源中的至少一个电连接。另外，接口模块可以被配置成提供用于由操作员对电池模块(1000)进行操作的用户接口。另外，外壳(120)可以被限定有用于帮助将一个或更多个堆叠中的每个堆叠离散地定位在电池模块(1000)中的设置装置(provision)(126)。设置装置(126)可以限定在与门相似的至少一个围绕构件上。设置装置(126)可以适于在设置装置(126)的选择性操作下允许访问一个或更多个堆叠中的至少一个堆叠的多个电池单元(200)。设置装置(126)还可以被配置成允许从外壳(120)移除或者收回一个或更多个堆叠中的至少一个堆叠，以允许访问多个电池单元(200)。以这种方式，一个或更多个堆叠中的每个堆叠可以在用于维修和/或可更换性的取回时适应性地独立，以用于电池模
块(1000)的不间断操作。
[0066]
现在转向图6b，图6b示出了在一个或更多个堆叠中的多个电池单元(200)的布置。如上所述，可以在一个或更多个堆叠的每个堆叠之间设置绝缘体构件(118)、汇流板(300)、盖构件(100)和壳体元件(112)。堆叠中的一个堆叠的壳体元件(112)可以居中地设置在两个相邻堆叠[或另一堆叠]的盖构件(100)之间。也就是说，另一堆叠可以包括与多个电池单元(200)类似的布置，然而，多个电池单元(200)的顶表面可以向下定向以便与壳体元件(112)接合。以这种方式，在一个或更多个堆叠中的任一个中的至少一个电池单元的热失控期间，气体从电池模块(1000)排出而不影响其他堆叠中的多个电池单元(200)的操作。
[0067]
在一个实施方式中，电池单元框架(128)可以由包括但不限于聚合物、陶瓷、聚苯乙烯的材料以及其他不可燃并且限制热传递的材料制成。
[0068]
在一个实施方式中，汇流板(300)可以被限定有一个或更多个切口(312)。一个或更多个切口(312)可以被配置成接收并紧固至少一个传感器，例如但不限于热敏电阻、红外传感器、热电偶等，其中，传感器可以帮助检测或确定多个电池单元(200)中的至少一个电池单元的热失控。在示意性实施方式中，如图4b中最佳可见，一个或更多个切槽(308)被限定有u形轮廓。
[0069]
在一个实施方式中，汇流板(300)可以被限定有多个凹槽(slot)(310)，其中，凹槽(310)可以被配置成接收凸耳(lug)，以相对于电池单元框架(128)刚性地固定汇流板(300)。以这种方式，可以持续地维持汇流板(300)与多个电池单元(200)之间的电连接。
[0070]
在实施方式中，基部构件(302)或连接臂(306)的一部分可以借助例如但不限于钨极惰性气体保护焊接、点焊接等固定至多个电池单元(200)中的每一个的外围衬里。通过这个，基部构件(302)并且进而汇流板(300)可以刚性地固定至多个电池单元(200)中的每一个，以用于接触垫(304)与多个电池单元(200)的端子(202)之间的结构接触。
[0071]
在一个实施方式中，壳体元件(112)可以包括但不限于铝、钢、铜、银等。可以注意到的是，可以选择壳体元件(112)使得壳体元件(112)的热导率可以高于盖构件(100)的热导率，以便扩散从气体传递的热量。
[0072]
在一个实施方式中，可以注意到的是，用于将多个电池单元(200)与电池单元框架(128)进行紧固的紧固装置可以包括但不限于紧扣、粘接等。另外，多个指状件(132)可以限定多个接收部(130)中的每个接收部(130)之间的空间。
[0073]
在实施方式中，可以采用电池模块(1000)来操作机械，所述机械包括但不限于交通工具、电动工具、机械等中的部件。交通工具可以是例如但不限于海上交通工具、渡轮、电动汽车等，而机械可以是石油钻塔、驱动装置例如发动机、空调单元、泵送单元等。然而，电池模块(1000)的这样的应用可以不限于上述领域，因为可以在包括但不限于生物技术、机器人、太阳能单元等的各种技术领域中采用这样的应用。
[0074]
等同方案：
[0075]
关于本文中基本上任何复数和/或单数术语的使用，本领域技术人员可以根据上下文和/或应用适用的情况从复数转换为单数和/或从单数转换为复数。为了清楚起见，可以在本文中明确地阐述各种单数/复数置换。
[0076]
本领域技术人员将理解，通常，本文中使用的术语尤其是在所附权利要求书(例如，所附权利要求书的主要部分)中使用的术语通常意为“开放式”术语(例如，术语“包括
(comprise)”应当被解释为“包括但不限于”，术语“具有”应当被解释为“至少具有”，术语“包括(include)”应当被解释为“包括但不限于”等)。本领域技术人员还将理解，如果意指特定数目的引入的权利要求的记载，则在权利要求中将明确地记载这种意图，并且在没有这样的记载的情况下，不存在这样的意图。例如，为了帮助理解，以下所附权利要求可以包含引入性短语“至少一个”和“一个或更多个”的使用以引入权利要求的记载。然而，即使在同一权利要求包括引入性短语“一个或更多个”或“至少一个”以及不定冠词例如“一”或“一个”(例如，“一”和/或“一个”通常应被解释为意指“至少一个”或“一个或更多个”)，这样的短语的使用也不应被解释为暗指通过不定冠词“一”或“一个”引入的权利要求记载将包含这样引入的权利要求记载的任何特定权利要求限制为仅包含一个这样的记载的发明；这同样适用于用于引入权利要求的记载的定冠词的使用。另外，即使明确记载了特定数目的引入的权利要求的记载，本领域技术人员也将认识到，这种记载通常应该被解释为意指至少所记载的数目(例如，在没有其他修饰语的情况下，“两种记载”的简单记载通常意味着至少两种记载或者两种或更多种记载)。另外，在使用类似于“a、b和c等中的至少一个”的约定的那些情况下，通常这样的结构旨在本领域技术人员应当理解该约定的意义(例如，“具有a、b和c中的至少一个的系统”将包括但不限于单独具有a、单独具有b、单独具有c、具有a和b、具有a和c、具有b和c和/或具有a、b和c的系统；等等)。在使用类似于“a、b或c等中的至少一个”的约定的那些情况下，通常，这样的结构意在本领域技术人员将理解该约定的意义(例如，“具有a、b或c中的至少一个的系统”将包括但不限于单独具有a、单独具有b、单独具有c、具有a和b、具有a和c、具有b和c和/或具有a、b和c的系统；等等)。本领域技术人员还将理解，呈现两个或更多个替选术语的任何分隔的词和/或短语，不论在说明书、权利要求书还是附图中，都应当被理解为构思了包括所述术语中的一个、所述术语中的任何一个或所述术语两者的可能性。例如，短语“a或b”将被理解为包括“a”或“b”或者“a和b”的可能性。尽管本文已经公开了各个方面和实施方式，但是其他方面和实施方式对于本领域技术人员将是明显的。本文公开的各个方面和实施方式是出于说明的目的，而不旨在进行限制，其中，真实范围和精神由所附权利要求指示。
[0077]
附图标记
[0078]
盖构件(100)
[0079]
伸长本体(102)
[0080]
第一主表面(104a)
[0081]
第二主表面(104b)
[0082]
多个凹窝(106)
[0083]
孔(108)
[0084]
多个槽(110)
[0085]
壳体元件(112)
[0086]
间隔件元件(114)
[0087]
脊(116)
[0088]
绝缘体构件(118)
[0089]
外壳(120)
[0090]
围绕构件(122)
[0091]
支承构件(124)
[0092]
设置装置(126)
[0093]
电池单元框架(128)
[0094]
接收部(130)
[0095]
指状件(132)
[0096]
间隔件元件(134)
[0097]
空气屏障(136)
[0098]
气穴(138)
[0099]
多个电池单元(200)
[0100]
端子(202)
[0101]
汇流板(300)
[0102]
基部构件(302)
[0103]
接触垫(304)
[0104]
连接臂(306)
[0105]
切槽(308)
[0106]
凹槽(310)
[0107]
切口(312)
[0108]
接触部(314)
[0109]
金属衬底(316)
[0110]
填充材料(318)
[0111]
电池模块(1000)