CN119452515A 用于电池的电芯偏置方法 （利滕斯汽车合伙公司）

2022.06.282022.06.282023.02.082023.04.292023.05.012024.12.27PCT/CA2023/050893202WO2024/000071EN2024.01.04以及全部彼此电连接并且与第一多个电芯电隔2模块壳体和多个电芯，其中，所述模块壳体包括第一模块壳体构件和第二所述壳体中的多个汇流条，所述多个汇流条以串联电连接和并联电至少一个电芯偏置构件，所述至少一个电芯偏置构件被定位和所述第二端构件在所述第一模块壳体构件和所述第二模块壳体构件上施加所选择的夹其中，所述第一连接和所述第二连接中的至少一个是螺纹连汇流条，所述汇流条电连接来自所述多个电芯的第芯和所述第二子集的电芯中的一者的所述全部其中，所述电芯偏置构件促使所述第一子集的电芯和所述模块壳体和多个电芯，其中，所述模块壳体包括第一模块壳体构件和第二所述壳体中的多个汇流条，所述多个汇流条以串联电连接和并联电至少一个偏置构件，所述至少一个偏置构件被定位成施其中，所述偏置力在所述低高度值和所述高高度值中的一者处度值和所述高高度值中的另一者处的高偏置并且其中，所述低偏置力与所述高偏置力的比率小于所述3所述流体保持空间中的汇流条，其中，所述汇流条电连接来自所述多个集的电芯上的正端子和来自所述多个电芯的第二子集的安装至所述模块壳体的外部的模块控制器，其中，所述电中的每一个包括限定用于保持一定量的冷却剂的冷却剂保持空间的模块壳体以及定位在冷却剂供应线，所述冷却剂供应线与冷却剂源和所述模块中的至其中，所述模块中的每一个包含全部彼此电连接的第一多冷却剂供应软管，所述冷却剂供应软管与冷却流体源以及所所述接触表面部至少0.2毫米的深度和至少0.2毫米多个电池组，其中，每个电池组包括用于存储用4控制系统，所述控制系统能够操作地连接至所述阀以控制所述阀所述电池组中的每一个电池组中的至少一个传感器，所述至少一个传感其中，所述控制系统包括处理器和存储器，所述存储器第一电池组和第二电池组，其中，所述第一电池组和所多个阀，所述多个阀控制所述冷却流体到所述第一电池控制系统，所述控制系统能够操作地连接至所述阀以控制所述阀述冷却流体到所述第一电池组和所述第二电池组中的每一个电池c)基于在步骤a)和b)中确定所述第一电池组处于热失控风险并且所述第二电池组不d)基于在步骤a)和b)中确定所述第一电池组处于热失控风险并且所述第二电池组不5f)控制所述多个阀以引导所述冷却剂通过所述冷却其中，所述存储器包含在步骤c)和d)期间能够由所述处g)控制所述多个阀以引导所述冷却剂通过所述储所述多个温度传感器被定位成向所述控制系统发送指示所述第一电池组的温度和所述第h)基于所述信号，确定所述第一电池组和所述第二电池组中的述第二电池组中的所述至少一个电池组的温度高于所述第一阈值电池组温度并且在所述第一电池组和所述第二电池组中的所述至少一个电池组的选择操作温度所述环境温度传感器被定位成向所述控制系统发送指示环境温度k)确定针对至少所述第一电池组和所述第二电池组的冷却负载指示值是否低于所选l)基于步骤j)和步骤k)中的确定，控制所述多个阀以引导所述冷却剂通过所述散热m)基于所述信号，确定所述环境温度是否高于所述第一阈值环境温度以及/或者针对至少所述第一电池组和所述第二电池组的所述冷却负载指示值是否高于所选择的冷却负n)基于步骤m)是否产生所述环境温度高于所述第一阈值环境温度的确定以及/或者针对至少所述第一电池组和所述第二电池组的所述冷却负载指示值高于所选择的冷却负载6m)基于所述信号，确定所述二次冷却介质的温度高于针对所述二次冷n)基于在步骤m)中的确定并且基于在步骤a)和b)中确定所述第一电池组不处于热失所述第二电池组保持低于所选择的上限阈值电池其中，所述上部设置在所述下部上方，所述上部与所述下使用流过所述模块壳体并且所述多个电芯浸没其中的冷却液体来调节所述多个电芯通过从所述第一壳体构件中移除所述第二模块壳体构件以使所述汇流条与所述多个7日提交的美国临时专利申请第63/367,182号、2023年2月8日提交的美国临时专利申请第63/444,173号、2023年4月29日提交的美国临时专利申请第63/463,015号以及2023年5月1连接中的至少一个是螺纹连接，使得第二端构件能够通过工具旋转直到达到选择的扭矩，所选择的扭矩指示多个电芯中的接近拉杆的任何电芯以至少所选择的接合力8的冷却剂的冷却剂保持空间的模块壳体以及定位在模块壳体中的多个电芯；冷却剂供应9部彼此电连接并且与第一多个电芯电隔离的供应软管与冷却流体源以及模块中的至少两个模块的模块壳体冷却流体入口并联流体连表面部至少0.2毫米的深度和至少0.2毫交通工具的牵引马达供电的电荷的多个电芯；用于第一电池组和第二电池组的热管理系个电芯中的任何电芯是否处于热失控风险以及第二电池组中的多个电芯中的任何电芯是到第一电池组的流动以及减少冷却流体到第[0020]图3是图2的电池组的透视图，其中顶部电池组壳体构件与电池组的其余部分分[0028]图11是图9的负汇流条端子或图10的正汇流条端子的接触表面的一部分的以放大[0033]图16A是图12的模块的透视图，其中该模块的盖组件被移除以示出模块的内部部[0034]图16B是图12的模块的俯视图，其中该模块的盖组件被移除以示出模块的内部部[0038]图20是与图2的电池组的电芯中的一些子集接触的图2的电池组的汇流条的透视[0044]图26是根据本公开内容的实施方式的包括多个电池组的多组系统中的热管理系并在下面描述了示例性实施方式，但是本公开内容的原理可以使用任何数目的技术来实[0056]除非上下文另有指示，否则贯穿本说明书使用的各种术语可以如下阅读和理解：电池组10具有八个模块22，所述八个模块22设置在由底部电池组壳体构件20a形成的桶件500的一部分。模块22还可以包括多个电芯偏置构件536。模块还可以包括模块控制系统[0070]模块壳体502可以包括第一模块壳体构件502a和第二模块壳体构件502b。在所示第一模块壳体构件502a和第二模块壳体构件502b可在其间的接头504(图12)处依次彼此密[0071]冷却流体可以是任何合适的介电流体，该介电流体可以流过电芯室505以与电芯503进行热传递(即，到电芯503以及来自电芯503的热传递)并且防止电流通过冷却流体在[0072]在所示的实施方式中，密封构件505存在于第一模块壳体构件502a与第二模块壳体构件502b之间的接头504处，以辅助防止冷却流体在第一模块壳体构件502a与第二模块用于将电芯503保持在适当位置并保持电芯503物位置510所示的)围绕电芯保持器板508的外围的选择位置处被夹持在第一模块壳体构件电芯保持孔512各自被调整尺寸以紧密地保持电芯503中的一个。每个电芯保持孔512包括多个冷却流体通孔514，以便在电池组10的操作期间允许冷却流体跨电芯保持器板508流隙突起部516协作以将每个电芯503保持在选择位置，并且保持多个电芯503物理上彼此分具有在平行于底部电池组壳体构件20a的侧壁100的水平纵向方向上延伸的两个侧壁104，以及在平行于底部电池组壳体构件20a的电池的端壁102的水平横向方向上延伸的两个端壁106。模块壳体502在横向方向上从其侧壁100中的一个侧壁跨电池组壳体20延伸到其侧括负电芯端子526和存在于第一端520处的正电芯端子524。负端子526包封除了第一端520电芯端子526包括第一端520的外围部是电芯顶部))。这减少了在模块22的组装期间或在模块22中的一个或更多个电芯503的更换期间在将电芯503插入模块壳体502期间产生[0080]在所示的实施方式中，电芯503的正电芯端子524通过由间隙525间隔开的多个支在电芯主体518内的内部压力超过选择压力的情况下通过间隙525电芯主体518可以是如所示的圆柱形或者可以具有任何其他合适的形状。每个电芯在完全538a处示出的子集538中的第一子集可以被称为电芯503的第一子集538a，电芯503的子集[0086]汇流条528中的第一汇流条在图20中以528a示出并且可以被称为第一汇流条503的第一子集538a的正电芯端子524和电芯503的第二子集538b的负电芯端子526。类似地，第二汇流条528b接合电芯503的第二子集538b的正电芯端子524和电芯503的第三子集个(被称为最后汇流条，其在本实施方式中是第十一倒数第二子集(其在本实施方式中是以538k示出的第十一子集)的正电芯端子524和电芯503的子集中的最后子集(其在本实施方式中是以538b示出的第十二子集)的负电芯端子集538中的每一个子集的电芯503与电芯503的子集538中的随后子集的电芯503串联连接。[0089]模块22还包括第一汇流条端构件540，该第一汇流条端构件540将电芯503的第一子集538a的负端子526连接至模块端子中以534a示出的第一模块端子。模块22还包括第二模块端子中以534b示出的第二模块端子。模块端子534中的第一模块端子534a延伸穿过模端子534b延伸穿过模块壳体502中的另一模块端子孔542(在本实施方式中，穿过第二模块[0090]第一汇流条端构件540可以以任何合适的方式连接至第一模块端子534a，例如通八十八个电芯503，其中多个电芯503544和第二多个电芯503546中的每一者由一百四十四个电芯503组成。在第一多个电芯503544和第二多个电芯503546中的每一者内，电芯一子集538a的负端子526连接至另一第一模块端子534a；以及另一第二汇流条端构件541，其将第二多个电芯503546中的电芯503的最后子集538I的正端子526连接至另一第二模块503544全部彼此电连接，并且第二多个电芯503546全部彼此电连接并且与第一多个电芯[0092]第一多个电芯503544和第二多个电芯503546可以由以548示出的分隔壁分开，以降低在来自第一多个544的任何电芯503与来自第二多个546的任何电芯503之间形成无壁548可以包括直接形成为第一模块壳体构件502a的一部分的第一部分548a以及直接形成为电芯保持器板508的一部分的第二部分5549接纳模制到第二模块壳体构件502b中的夹持件550。汇流条528包括被定位成接合电芯503的负电芯端子526的多个负汇流条端子552，以及被定位成接合电芯503的正电芯端子[0094]如图18所示，负汇流条端子552与第二模块壳体构件502b的支承表面556直接邻条端子554与负汇流条端子552之间延伸的正电芯端子支承件558保持。正汇流条端子支承流条端子554由弹性地柔性的正汇流条端子支承件558保持，以便减少向正电芯端子524施[0099]多个电芯偏置构件536被定位成以至少选择的接合力促使电芯503中的每一个与来自汇流条528的正汇流条端子554和负汇流条端子552中的每一[0100]当电芯偏置构件536促使电芯与汇流条端子554和552彼此接合时，电芯偏置构件[0101]电芯偏置构件536可以各自具有任何合适的形状，以便在高度值范围内提供变化的低偏置力与低高度值和高高度值中的另一者处的高偏置力之间变化。电芯偏置构件536使用用于电芯偏置构件536的不同形状，例如图22、图23和图24中所示的形状中的任何形别是在如图15和图22所示的其中电芯偏置构件536由合适的聚合物材料例如合适的弹性体中的冷却流体的压力以及电芯503与汇流条528之间的接[0110]第一连接和第二连接中的至少一个是可释放的螺纹连接。第一连接563和第二连接566中的另一个可以是可释放的螺纹连接，替选地可以是一些其他类型的可释放连接例[0111]第一端构件564可以以任何合适的方式保持在第一模块壳体构件502a中，例如借[0112]第二端构件568可从与第二模块壳体构件502b的接合中移除。在所示的实施方式持器板508中的拉杆孔572，并且沿电芯503之间的间隙空间574(还参见图16B)穿过。拉杆孔。可以转动工具以使第二端构件568旋转，直到第二端构件向下推动第二模块壳体构件应正电芯端子524和负电芯端子526接合。电芯偏置构件536在电芯503上施加阻力偏置力。工具旋转所需的扭矩何时超过选择的扭矩阈值，在此时工具可以停止并从第二端构件568在第一模块壳体构件502a的顶部上，使得拉杆532延伸通过第二模块壳体构件502b中的拉[0114]第二端构件密封构件578可以设置在第二端构件568与第二模块壳体构件502b之选择力邻接地抵靠接近该拉杆532的最高电芯503。由于电芯偏置构件536被配置成在等于供的电芯503的浸没冷却允许电芯503被温度控制到合适的程度，尽管所述电芯503的高的侧。负汇流条端子552和正汇流条端子554二者分别限定用于分别接触电芯503的负端子和接触表面124具有约21毫米的外直径和约16毫米的内直径。正汇流条端子的基本上圆形的[0119]参照图11，图11分别示出了负汇流条端子552的接触表面124或正汇流条端子554以是任何合适的值例如约1.0毫米。将凹部128的深度d和最小宽度w_min选择成使得凹部部128在相互垂直的方向上延伸，以便限定接触表面124或126的方形接触表面部130a和接触表面部130a和130b的边缘132可以形成尖锐的角，而不是平滑或逐渐变圆的角。边缘128的锐度可以被选择成使得当陷入接触表面124或126与电芯端子的表面之间的污染物颗粒例如人类毛发在接触表面124或126与电芯503的端子之间经受足够的压力时，所述边缘[0120]换句话说并且更广泛地说，接触表面124或126被纹理化以限定通过竖向凹部128于连接至电动交通工具11(图1)的电路(未示出)的负电池组端子108和正电池组端子110。个模块22具有包含第一多个电芯503544和第二多个电芯503546的模块壳体502，所述多使用公共的负电池组端子108和正电池组端子110使电流流过所述多[0124]第一模块22a的第一多个电芯503544a的第一模块端端子534a(a_1)连接至负电池组端子108或形成负电池组端子108。第一模块22a的第二多个电芯503546a的第二模块端端子534b(a_2)连接至正电池组端子110或形成正电池[0125]第一模块22a的第一多个电芯503544a的第二模块端端子534b(a_1)连接至第二个电芯503544以类似的方式连接至最多并包括第八模块22h的连续[0126]第八模块22h的第一多个电芯503544h的第二模块端端子534b(h_1)连接至第八模块22b的第二多个电芯503544b的第[0127]第八模块22h的第二多个电芯503546h的第二模块端端子534b(h_1)连接至第七芯503546以类似的方式连接至最多并包括第一模块22a的多个模块22在电池组10的纵向方向上成行布置。每个模块22a具有在电池组壳体22的侧壁100之间在电池组10的横向方向上延伸的模块壳体502。每个模块壳体502包含在电池组10的横向方向上并排布置的第一多个电芯503544和第二[0129]对于单独地考虑的每个模块22，第一多个电芯503544中的电芯个模块22，第一多个电芯503544连接至第一模块端端子534a(1)和第二模块端端子534b[0130]在电池组10中，模块22电连接在一起。该行中的第一模块22的第一多个电芯503模块22的第二多个电芯503546的第二端端子模块534b(2)连接至另一电池组端子110或形[0131]模块22的第一多个电芯503544经由模块第一端端子534a(1)和第二端端子534b模块22的第二多个电芯503546经由模块端端子534a(2)和534b(2)串联连接在该行中的连第一多个电芯544503经由第一多个电芯544的第二模块端端子534b(1)和第二多个电芯503546的第一模块端端子534a(2)与该行的同一最后模块22的第二多个电芯503546串联了该行的最后模块22之外，每个模块20内的第一多个电芯503544和第二多个电芯503546模块22的第一多个544和第二多个546包含在单个壳体502中。这改进了两个物理上离散的并排模块行的导致模块行之间的结构弱点的常规配置。在模块壳体502包含在共同的电池组壳体20中并与其接合(例如，通过连接至电池组壳体20和/或通过底部电池组壳体构件控制器702，所述两个模块控制器702中的每一个专用于多个电芯503544和546中的一者，括处理器704以及存储程序代码供处理器704执行的存储器706。程序代码可以用于将与模于模块22中的选择位置的冷却流体的温度。数据可以是来自多个电压抽头530的传感器数压抽头530有助于将汇流条528保持在第二模块壳体构件50个软管配件114e至114g与模块22的第二多个电芯503546相关联。参照图12，软管配件回流软管117a；软管配件114e和114f连接至第二冷却流体供应软管116b；并且软管配件件114a的中心分支密封地接纳有由第一模块壳体构件502a的上表面限定的模块壳体冷却其他模块壳体冷却流体入口118内。因此，冷却流体可以从第一冷却流体供应软管116a和从第二冷却流体供应软管116b(图12)经由软管配件114e和114f流入电芯室505，以浸没模[0141]参照图7，图7示出了沿与软管配件114c和114d相交的截面线B_B的图5的截面软管配件114c和114中的每一个的中心分支分别密封地接纳有由第一模块壳体构件502a的上表面限定并朝第二模块壳体构件502b向下延伸的模块壳体冷却流体出口120a和120b(概括为120)，使得软管配件114c和114d中的每一个的管腔与电芯室505流体连通。尽管未示壳体冷却流体出口120并且分别流入软管配件114g和114h，并且流入第二冷却流体回流软[0142]在图5所示的实施方式中，模块壳体502为模块22的第一多个电芯503544和第二多个电芯503546中的每一者限定两个模块壳体冷却流体入口116和两个模块壳体冷却流更多个)的模块壳体冷却流体入口116和模块壳体冷却流体入口，这可以考虑诸如电芯室[0144]将模块22的第一多个电芯503544和第二多个电芯503546分开的分隔壁548(图壳体冷却流体出口120，该模块壳体冷却流体出口120相对水平地接近模块壳体502的侧壁104并且相对水平地远离模块22的分隔壁548(图15)。模块壳体冷却流体入口118和模块壳口118和模块壳体冷却流体出口120可以具有不同的布置以实现冷却流体流过电芯室505的[0145]参照图8，图8示出了与电池组10的八个模块22a至22h相关的冷却流体供应软管122可以是电动交通工具11的热管理系统(未示出)的冷却流体回路的一部分，该冷却流体供应软管116a和116b以及模块壳体冷却流体入口118流入模块22a至22h的电芯室503。因块壳体冷却流体出口120以及冷却流体回流软管117a和117b流回到冷却流体源112。因此，模块22a至22h将冷却流体并联地回流到冷却流体源口118和至少一个模块壳体冷却流体出口120由模块壳体502的上表面限定，因此所述入口和出口可经由模块22的顶侧方便地进入。冷却流体供应软管116与两个或更多个模块22的度(DoC)和放电深度(DoD)通常也被限制在大于80％且小于100％的范围内，以保持电池寿的电芯503可以与电芯室503中的液体冷却流体直接接触，以便将热量从电芯503传导地传芯端子524与正汇流条端子554之间以及负电芯端子526与负汇流条端子552之间的电接触。这避免了将正电芯端子524和负电芯端子526分别焊接到正汇流条端子554和负汇流条端子[0151]具有浸入式冷却的电芯503和电芯503的可移除性的电池组10的组合使得电池组期期间用新电芯503更方便地牺牲性替换性能不[0154]图26中所示的每个电池组10(因此包括第一电池组10a和第二电池组10b中的每一[0156]散热器608可以是已知用于电动交通工具和非电动(例如，汽油发动机驱动的)交器主体中包含的冷却剂的冷却，如本领域公知的。加热器610可以是任何合适类型的加热[0157]储热罐613可以是包含二次冷却介质613a的罐，该二次冷却介质613a是用于在选用制冷剂系统606冷却之后也可以使冷却剂冷却的合适的相变材料。合适的二次冷却介质和至少一个部分打开位置的多个位置的阀)和无限可调节阀(其可在打开位置与关闭位置统(以620示出)控制电池组10中的哪个电池组接收冷却剂以及哪些电池组不接收冷却剂。为冷却剂阀614a至614f提供无限可调节的远程控制阀或多位置远程控制阀允许控制系统620基于每个电池组10的冷却要求来控制为每个电池组10单独提供的冷却剂的非零流动[0159]冷却剂阀614g至614i可以全部是远程控制阀，所述远程控制阀可以是双位置的、制系统620选择是将冷却剂输送到储热罐613，还是在绕过储热罐613的同时朝电池组10输送冷却剂。一个传感器向控制系统620发送指示电池组中的任何电池组的电芯中的任何电芯是否处于四温度传感器622d被定位成向控制系统620发送指示多个电池组10中的每一个电池组的温二次冷却介质温度传感器，该温度传感器622k被定位成向控制系统620发送指示二次冷却个电池组的内部并且所述温度传感器中的一些总体上以624示出且单独地以624a、624b、以被定位成比温度传感器622更接近处于热失控风险的电芯503。如图27中示意性示出的，每个电池组内部的温度传感器624可以与用于该电池组10的电池组控制系统26通信，并且每个电池组控制系统26然后可以与控制系电池组10中的每一个电池组的内部并且所述多个电压传感器中的一些总体上以628示出且[0165]传感器布置还可以包括多个流量传感器630，并且单独地示出为第一流量传感器[0167]参照图26至图35描述的传感器没有绘制回到控制系统620的连接线(除了图27)，作多个阀622以增加冷却流体(在该示例中，是冷却剂)到电池组10中的一个电池组的流动[0173]c)基于在步骤a)和b)中确定第一电池组10a处于热失控风险并且第二电池组10b[0174]d)基于在步骤a)和b)中确定第一电池组10a处于热失控风险并且第二电池组10b不处于热失控风险，操作多个阀以增加冷却流体到第一电池组10a的流动以及减少冷却流择的速率增加或者已经增加到大于比其他电池组10的温度高的选择德尔塔(增量)温度的其他电池组10的温度同步地增加，使得第一电池组10a的温度在其他电池组10的温度的选[0177]当将冷却剂发送到被确定为处于热失控风险的任何电池组时，控制系统620可以器618中使制冷剂冷凝、在膨胀阀619中使制冷剂膨胀以及在冷却器612中使制冷剂蒸发)，[0178]存储器620b可以包括可由处理器在步骤c)和d)期间执行以进行下述操作的程序[0181]在热管理系统602包括储热罐的实施方式中，存储器620b可以包括可由处理器在10中的至少一个电池组(或者在实施方式中，第一电池组10a和第二电池组10b中的一个电池组)，以使第一电池组10a和第二电池组10b中的至少一个电池组的温度高于第一阈值电池组温度并且在第一电池组10a和第二电池组10b中的至少一个电池组的选择操作温度范[0186]如示出在被动冷却模式下的热管理系统602的图29所示，在多个温度传感器622的信号的实施方式中，存储器620还可以包含可由处理器620a执行以进行下述操作的程序[0188]k)确定针对至少第一电池组和第二电池组(10a和10b)的冷却负载指示值是否低[0189]l)基于步骤j)和步骤k)中的确定，控制多个阀614以引导冷以将至少第一电池组10a和第二电池组1[0191]如示出在主动冷却模式下的热管理系统602的图30所示，在多个温度传感器622的信号的实施方式中，存储器620还可以包含可由处理器620a执行以进行下述操作的程序[0192]m)基于信号，确定环境温度是否高于第一阈值环境温度以及/或者针对至少第一[0193]n)基于步骤m)是否产生环境温度高于第一阈值环境温度的确定以及/或者针对至少第一电池组10a和第二电池组10b的冷却负载指示值高于选择的冷却负载指示值的确定，操作制冷剂系统606并且控制多个阀614以引导冷却剂通过冷却器612，以将至少第一电池组10a和第二电池组10b(或多个电池组10)保持低于选择的上限[0194]如示出了在二次冷却介质充电模式下的热管理系统602的图31所示，在传感器布[0196]m)基于信号，确定二次冷却介质的温度高于针对二次冷却介质的选择的阈值温[0197]n)基于在步骤m)中的确定并且基于在步骤a)和b)中确定第一电池组不处于热失[0199]图33示出了在环境温度被确定为非常热，使得冷却器612将不能将电池组10的温[0200]图34示出了加热器和冷却器二者组合为单个单元的实施方式，该单元是以640示可以根据需要与制冷剂系统606协作以加热或冷却[0201]图35示出了加热器和冷却器二者由以642示出的热交换器代替的又一实施方式。热交