电池包

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年6月11日提交的美国临时专利申请号63/037,710的优先权，该美国临时专利申请的全部内容通过援引并入本文。

背景技术

本披露内容涉及电池包。

发明内容

在一个方面，本披露内容涉及一种电池包，该电池包具有框架构件。框架构件包括电池单元接纳凹部、粘合剂引入端口、粘合剂通道和通气端口。电池单元接纳凹部能够接纳电池单元。粘合剂引入端口能够接纳穿过其中的粘合剂。粘合剂通道至少部分地围绕电池单元接纳凹部延伸。粘合剂通道与粘合剂引入端口和电池单元接纳凹部流体连通。通气端口与粘合剂通道流体连通。

在另一方面，本披露内容涉及一种电池包，该电池包具有框架构件、多个电池单元和粘合剂。框架构件包括多个电池单元接纳凹部、多个粘合剂引入端口、多个粘合剂通道和多个通气端口。每个粘合剂引入端口对应于相应的电池单元接纳凹部。每个粘合剂通道至少部分地围绕相应的电池单元接纳凹部延伸。每个通气端口与相应的粘合剂通道流体连通。每个电池单元被接纳在相应的电池单元接纳凹部中。粘合剂被接纳在每个相应的粘合剂通道中。粘合剂接触每个相应的电池单元以将电池单元联接到框架构件。

通过考虑以下具体实施方式和附图，本披露内容的特征和方面将变得清楚。

附图说明

图1是根据本文所披露的实施例的电池包的立体图。

图2是图1的电池包的立体图，其中第一框架构件被移除。

图3是图1的电池包的正视立视图。

图4是图1的电池包的侧视立视图。

图5是图1的电池包的俯视平面图。

图6是图1的电池包的第一框架构件的仰视平面图。

图7是图6的第一框架构件沿着线7-7截取的正视截面立视图。

图8是图6的第一框架构件沿着线8-8截取的正视截面立视图。

图8A是图8的第一框架构件的详细正视截面立视图，但是其中电池单元、金属连接器带条和导线设置在第一框架构件中。

图9是图6的第一框架构件沿着线9-9截取的侧视截面立视图。

图10是根据本文所披露的实施例的电池包的立体图。

图11是图10的电池包的立体图，其中第一框架构件被移除。

图12是图10的电池包的正视立视图。

图13是图10的电池包的侧视立视图。

图14是图10的电池包的俯视平面图。

图15是图10的电池包的仰视平面图。

图16是图10的电池包的第一框架构件的仰视平面图。

图17是图16的第一框架构件沿着线17-17截取的正视截面立视图。

图18是图16的第一框架构件沿着线18-18截取的正视截面立视图。

图19是图16的第一框架构件沿着线19-19截取的侧视截面立视图。

图20是图10的电池包的立体截面图。

图21是图10的电池包的正视截面立视图。

具体实施方式

在详细解释本披露内容的任何实施例之前，将理解，本披露内容在其应用方面不限于以下描述中阐述或附图中展示的构造细节和部件布置。本披露内容能够具有其他实施例并且能够以多种不同的方式来实践或执行。此外，应理解，本文所使用的措辞和术语是为了描述的目的而不应当视为限制性的。

参考图1，示出了电池包100的实施例。电池包100包括第一框架构件102、第二框架构件104和多个电池单元106。多个电池单元106中的每一个电池单元均联接到第一框架构件102和第二框架构件104。因而，所示出的电池包100的实施例中的第一框架构件102和第二框架构件104仅经由电池单元106彼此连接。在这种配置中，电池单元106的至少一部分可以在侧向方向上暴露。这种配置可以提供益处，比如通过从电池单元106移除热量而实现的更有效的热传递。

如图2所示，每个电池单元106具有联接到第一框架构件102的第一端部108。每个电池单元106还具有联接到第二框架构件104的第二端部110。在图2中，电池单元106的第二端部110被接纳在第二框架构件104内。在电池包100的所展示的实施例中，第二框架构件104与第一框架构件102相同。因此，为了简洁起见，下文关于第一框架构件102描述的一些特征将不会关于第二框架构件104重复。

如图5所示，第一框架构件102包括外表面112。参考图6，第一框架构件102还包括与外表面112相反的内表面114。第一框架构件102具有限定在内表面114中的多个电池单元接纳凹部116。每个电池单元接纳凹部116的大小和形状被设定成接纳对应电池单元106的第一端部108。

如图6所示，每个电池单元接纳凹部116进一步包括限定在第一框架构件102中的粘合剂通道118。在所展示的实施例中，粘合剂通道118与电池单元接纳凹部116流体连通。特别地，所展示的实施例包括粘合剂通道118，该粘合剂通道具有向电池单元接纳凹部116开放的至少一侧。以这种方式，一旦电池单元106联接到第一框架构件102，圆柱形电池单元106的边缘便被设置成邻近于粘合剂通道118。电池单元106相对于粘合剂通道118的这种定位允许粘合剂接触电池单元106和第一框架构件102两者，从而将电池单元106和第一框架构件102结合在一起。如图6所示，每个粘合剂通道118至少部分地围绕对应电池单元接纳凹部116延伸。在图6所示的特定实施例中，粘合剂通道118被展示为半环形通道。然而，本文设想的其他实施例可以包括一个或多个粘合剂通道118，该一个或多个粘合剂通道是完全围绕对应电池单元接纳凹部116延伸的环形通道。

参考图5和图6，第一框架构件102进一步包括限定在其中的粘合剂引入端口120。粘合剂引入端口120限定在第一框架构件102的外表面112中，并且延伸穿过第一框架构件102以与粘合剂通道118连通。用户或机器可以通过粘合剂引入端口120引入粘合剂，以便用粘合剂填充粘合剂通道118，从而将第一框架构件102联接到对应电池单元106。

继续参考图5与图6两者，第一框架构件102还包括限定在其中的通气端口122。通气端口122也限定在第一框架构件102的外表面112中，并且也延伸穿过第一框架构件102以与粘合剂通道118连通。当粘合剂通道118用粘合剂填充时，通气端口122允许空气从粘合剂通道118逸出。进一步地，通气端口122可以提供粘合剂通道118用粘合剂充分填充的视觉确认。

如图6所示，粘合剂引入端口120和通气端口122都不需要邻近于粘合剂通道118的末端，但是一些实施例可以包括这种配置。粘合剂引入端口120与通气端口122两者在大致垂直于粘合剂通道118的长度的方向上延伸穿过第一框架构件102。

参考图7，每个电池单元接纳凹部116均包括截头圆锥形区段124和圆柱形区段126。电池单元接纳凹部116的截头圆锥形区段124限定在第一框架构件102的内表面114中。这种配置可以易于将电池单元106安装在相应的电池单元接纳凹部116中。

如图7所示，截头圆锥形区段124变窄以与每个电池单元接纳凹部116的圆柱形区段126相遇。每个电池单元接纳凹部116的圆柱形区段126的大小可以被设定成使得在第一框架构件102与电池单元106之间实现了期望配合。这种配合可以取决于粘合剂的粘度，但是可以是例如过渡配合或干涉配合。由于电池单元106与圆柱形区段126的侧壁128之间的配合，许多实施例提供了显著的流动阻力，以使得很少或没有粘合剂穿过圆柱形区段126超过第一框架构件102的内表面114。

还如图7所示，所展示的实施例进一步包括具有截头圆锥形形状的粘合剂引入端口120。这种配置可以易于将粘合剂注射喷嘴安装到粘合剂引入端口120中，无论粘合剂注射喷嘴是由用户手动移动还是由机器人机械移动。在所展示的实施例中，粘合剂引入端口120在粘合剂引入端口120的底端处与粘合剂通道118相遇并连通。换句话说，所展示的实施例包括在第一框架构件102的外表面112与粘合剂通道118的最靠近第一框架构件102的外表面112的表面之间延伸的粘合剂引入端口120。这种配置可以允许尽可能最短的粘合剂引入端口120辅助粘合剂流动到粘合剂通道118并穿过该粘合剂通道。

现转到图8，示出了粘合剂引入端口120与通气端口122之间的粘合剂通道118的截面。在所展示的实施例中，粘合剂通道118限定在电池单元接纳凹部116的圆柱形区段126的凹部端表面130中，该凹部端表面接纳并保持对应电池单元106的一部分。在这样的实施例中，粘合剂通道118中的粘合剂可以仅接触对应电池单元106的电池单元端表面132，或者粘合剂通道118中的粘合剂可以接触对应电池单元106的电池单元端表面132以及侧表面134的一部分两者(这两个表面132、134在图2中最佳示出)。在一些实施例中，粘合剂通道118限定在圆柱形区段126的侧壁128和凹部端表面130两者中，以使得对应电池单元106的边缘136(在图2中最佳示出)至少部分地设置在粘合剂通道118中，并且电池单元端表面132和侧表面134两者在其上接纳粘合剂。所展示的实施例中还示出，在粘合剂通道118接近圆柱形区段126的侧壁128时，粘合剂通道118径向向内较宽而径向向外较窄。在一些实施例中，这种配置可以辅助引导粘合剂，以使得很少或没有粘合剂沿着侧壁128在侧壁128与电池单元106之间行进。

如图9所示，在所展示的实施例中，通气端口122也具有截头圆锥形形状。通气端口122在通气端口122的底端处与粘合剂通道118相遇并连通。换句话说，所展示的实施例包括在第一框架构件102的外表面112与粘合剂通道118的最靠近第一框架构件102的外表面112的表面之间延伸的通气端口122。这种配置可以允许粘合剂通道118在填充通气端口122之前充满粘合剂。

还如图9所示，在所展示的实施例中，粘合剂引入端口120和通气端口122中的每一者以倾斜的方式与粘合剂通道118相遇。在一些实施例中，这种配置进一步允许粘合剂被引导以使得很少或没有粘合剂沿着侧壁128在侧壁128与电池单元106之间朝向第一框架构件102的内表面114行进。通气端口122和粘合剂引入端口120被展示为相同的，这可以允许用户在两个端口120、122中的一个或另一个中引入粘合剂，而没有挑错端口的风险。

如在图8、图8A和图9中可见，电池包100可以进一步包括限定在框架构件102、104中的每一个框架构件中的多个通孔138。每个通孔138将相应的框架构件102、104的外表面112与限定在相应的框架构件102、104的内表面114中的对应电池单元接纳凹部116连通。以这种方式，可以从框架构件102、104中的每一个框架构件的外表面112接近相应的电池单元106的每个端部108、110的至少一部分(如图5中最佳示出)。

如图1和图5所示，框架构件102、104中的每一个框架构件进一步包括限定在每个框架构件102、104的外表面112中的至少一个带条凹部140。每个带条凹部140邻近于多个通孔138并与其流体连通。

特别如图8A所示，这种配置允许金属连接器带条142放置在带条凹部140中。在一些实施例中，金属连接器带条(例如，母线)142通过一个或多个紧固件、粘合剂等永久地固定到带条凹部140中的相应的框架构件102、104。多根导线144在电池单元106的端部108、110处焊接到金属连接器带条142和对应电池单元106。导线144穿过通孔138，以便到达电池单元106的相应端部108、110。这种焊接导线配置也被称为导线键合电池包(wire-bondedbattery pack)100。所展示的电池包100的带条凹部140允许金属连接器带条142和焊接导线144定位在相应的框架构件102、104的外表面112下方。这种布置允许对金属连接器带条142和导线144采取一定程度的保护，以免受由于例如电池包100掉落而造成的损坏。在一些实施例中，一个或多个盖(未示出)联接到相应的框架构件102、104中的每一个框架构件的外表面112，以覆盖金属连接器带条142和导线144，从而进一步保护这些部件。

使用粘合剂将电池单元106联接到框架构件102、104实现了较稳定的电池包100组件。由于对电池包100的部件分离有抵抗性，因此焊接导线接口不太可能分离，并且导线144本身不太可能断裂。换句话说，电池单元106不相对于框架构件102、104移动(或者至少相对少地移动)。这种很少或没有移动实现了较稳定且较持久的导线键合电池包100。在施加和固化粘合剂之后，电池单元106与框架构件102、104之间的相对静态关系也实现了较容易的导线键合施加过程。

参考图10，示出了电池包200的另一实施例。电池包200在许多方面类似于上文讨论的电池包100。因而，为了简洁起见，类似于上文关于电池包100讨论的特征的许多特征此处将不再重复。这些特征将被赋予比上文关于电池包100讨论的对应的类似特征的值高一百的附图标记。将在下文讨论电池包100、200之间的差异。

如图10所示，第一框架构件202和第二框架构件204是不同的，但是在一些实施例中它们可以是相同的。第一框架构件202具有从第一框架构件202的第一外表面112延伸的第一侧壁250。第二框架构件204具有从第二框架构件204的第二外表面254延伸的第二侧壁252。在所展示的实施例中，第一侧壁250和第二侧壁252相遇以封闭大部分电池单元206。在一些实施例中，侧壁250、252可以在电池单元206的侧向方向上相遇并完全封闭电池单元206。所展示的实施例包括比第二侧壁252短的第一侧壁250，但是其他实施例可以包括(在电池单元206的轴向方向上)长度相等的侧壁250、252。

在图11中，所展示的实施例包括具有多个第二定位突出部256的第二框架构件204。这些第二定位突出部256可以易于将第一框架构件202安装成与第二框架构件204接触。第二定位突出部256在外边缘上倾斜，以使得第一框架构件202的第一侧壁250可以接合第二定位突出部256并被其引导。在一些实施例中，第二定位突出部256还可以用于定位和/或稳定电池单元206，无论整个电池包200是否完全组装好，或者是否只有第二框架构件204与电池单元206联接。

参考图14，第一框架构件202包括限定在其中的至少一个第一紧固件开口258。第一紧固件开口258的大小可以被设定成将紧固件262(比如螺栓或螺钉)的头部260接纳在埋头位置中。换句话说，第一紧固件开口258可以具有宽到足以容纳紧固件262的头部260的直径，以使得紧固件262的头部260被设置成相对于第一框架构件202的外表面212凹入。

如图15所示，第二框架构件204还包括限定在其中的至少一个第二紧固件开口264。虽然在一些实施例中，第二紧固件开口264在形状和大小上可以与第一紧固件开口258相同，但是所展示的实施例包括仅大到足以接纳紧固件262的螺纹部分266的第二紧固件开口264。并且，虽然所展示的实施例包括通孔形式的第二紧固件开口264，但是一些实施例可以替代地包括凹部形式的第二紧固件开口264。在这样的实施例中，第二紧固件开口264将在第二外表面254不远处终止，并且不限定在第二外表面254中。

现转到图17，第一框架构件202还包括多个第一定位突出部268。第一定位突出部268可以与上述第二定位突出部256基本上相同。在所展示的实施例中，第一定位突出部268被定位成使得每个第一定位突出部268邻近于对应的第二定位突出部256(或者在一些实施例中与其间隔开)。这种配置允许将突出部256、268定位成接合对应侧壁250、252，而不会相互干扰。

进一步参考图17，第一框架构件202进一步包括围绕对应的第一紧固件开口258的至少一个第一凸台270。第一凸台270从第一框架构件202的内表面214延伸。在一些实施例中，第一凸台270用于导引紧固件262。在一些实施例中，第一凸台270进一步用于保护电池单元206免受紧固件262的影响。所展示的实施例进一步包括具有凸形端部272的第一凸台270。

如图20所示，第二框架构件204还进一步包括围绕对应的第二紧固件开口264的至少一个第二凸台274。第二凸台274从第二框架构件204的内表面276延伸。所展示的实施例进一步包括具有凹形端部278的第二凸台274。凹形端部278的大小和形状被设定成接纳对应的第一凸台270的凸形端部272。在一些实施例中，第一凸台270具有凹形端部，并且第二凸台274具有凸形端部。在其他实施例中，凸台270、274具有某种其他互补界面，以辅助将第一框架构件202和第二框架构件204相对于彼此定位来进行组装。

在一些实施例中，离散的粘合剂引入端口120、220被配置成依次接纳粘合剂枪的喷嘴。然而，在其他实施例中，离散的粘合剂引入端口120、220被配置成通过粘合剂注射喷嘴歧管同时接纳粘合剂。这种实施例可以有助于加快组装时间和简化组装。

虽然本文已披露了各种实施例，但是在本披露内容中还考虑了其他实施例。例如，代替具有离散的粘合剂引入端口120、220，一些实施例可以包括用于多个电池单元106、206的共用的粘合剂注射部位。在这样的实施例中，多个粘合剂通道118、218例如经由限定在框架构件102、202中的通道歧管彼此流体连通，以形成至少部分地围绕多个电池单元接纳凹部116、216的单一粘合剂通道。这种实施例可以有助于加快组装时间和简化组装。在一些实施例中，仍然可以设置通气端口122、222，以允许充满的粘合剂通道的通气和指示。然而，在一些实施例中，可以仅设置一个通气端口122、222。

在所附权利要求中阐述了本披露内容的各种特征。