專利名稱：電池組匯流排的制作方法
技術領域：
本公開內容涉及電池組(用作汽車用、商用、工業用和海洋用電池組的啟動、照明 和點火(“SLI”)和其他應用的鉛酸電池組)。本公開內容更具體涉及電池組和電池組的 內部電連接。
背景技術：
已知提供可以用于SLI和其他應用的卷繞構型(如，螺旋卷繞或膠輥的)中的具 有一個或多個電池組電池元件的電池組。這種已知的電池組通常包括多種形狀和構型。在 具有多個纏繞電池元件的電池組中，電池通過導電的匯流排(strap)被串聯連接，這需要 相當多額外的材料成本和重量。然而，這種已知的電池組并不能實現某些有優勢的特征和 /或多個特征的組合。
發明內容
本發明涉及一種包括六個電池組電池的電池組，這六個電池以2X3的方式且在 分隔線的每側分別有三個電池，其中電池通過5個匯流排被串連地電連接且其中不超過兩 個匯流排穿過分隔線。本發明還涉及包括第一排的三個電池組電池和第二排的三個電池組電池的電池 組，其中第一排的電池通過2個電池組匯流排串連地電連接且其中第二排中的第一電池和 第二電池通過電池組匯流排電連接以及其中連接第二排中的第一電池或第二電池的其中 一個的匯流排被電連接至第一排中的電池，且其中匯流排將第二排中的第三電池電連接至 第一排的電池且其中電池組電池通過匯流排串連地電連接。根據本發明的系統和方法的各種實施例的這些和其他特征和優勢描述在下面的 根據本發明的各種裝置、結構和/或方法的各種示例性實施例的詳細描述中或可以從這樣 的詳細描述中明顯看出。
參照下面的附圖，將會詳細描述根據本公開內容的系統和方法的各種示例性的實 施例圖1是根據示例性實施例的包括電池組的交通工具的等軸測圖；圖2根據示例性實施例的電池組的一部分的分解等軸測圖；圖3根據示例性實施例的去除了蓋的電池組的等軸測圖；圖4是現有技術的去除了蓋的電池組的俯視圖5是圖4所示的鑄焊匯流排(cast-on strap)的俯視圖；圖6是根據示例性實施例的去除了蓋的電池組的俯視圖；以及圖7是圖6所示的鑄造匯流排的俯視圖。應該理解，附圖并不一定是按比例的。在某些情況下，可以省略對理解本發明不需 要的或造成其他細節難以設想的細節。當然，應該理解，本發明并不一定限于此處所闡釋的 具體實施例。
具體實施例方式本公開內容改善了電池組性能和/或減少了重量和成本。本公開內容涉及用于使 用比常規的電池組匯流排(strap)減小的總尺寸和電阻的匯流排來串聯連接電池組電池 的方法和裝置。根據各種示例性實施例的匯流排和構型提供了比常規的電池組電池更有效 的電路徑和/或使用更少的材料。現在參考圖1，顯示的交通工具130包括根據示例性實施例的電池組100。雖然交 通工具130顯示為汽車，但是根據各種可選擇的實施例，交通工具可以包括任意各種類型 的交通工具，包括摩托車、公共汽車、休閑汽車、船以及類似結構等等。根據示例性的實施 例，交通工具130使用內燃機用于機車目的。圖1顯示的電池組100被配置成提供啟動或操作交通工具100和/或各種交通工 具系統(如，SLI)所需的動力的至少一部分。而且，應該理解，電池組100可以被用在不涉 及交通工具130的各種應用中，且所有這樣的應用預期在本公開內容的范圍內。電池組可以包括任何類型的二次電池組(如，可充電的電池組)。根據示例性的實 施例，電池組100包括鉛酸蓄電池組。鉛酸蓄電池組的各種其他實施例可以是密封的(如， 免維護)或未密封的(如，濕式)。根據示例性的實施例，圖2闡釋了電池組100。在各種示例性的實施例中，電池組 100包括蓋102和罩或容器101、一個或多個電池組元件110、匯流排106以及電池組端子 (terminal) 103-104。在各種示例性的實施例中，每一個電池組元件110包括負極、正極和 呈卷繞構型(如，螺旋卷繞的或膠輥的)的隔板。電池組電池或元件通過匯流排106串聯 連接且電池組端子103-104在串連的每一端部處電連接至電池。根據示例性的實施例，圖3闡釋了去除了蓋的電池組100。在各種實施例中，電池 組100包括設置在由容器或罩101界定的隔室內的若干個電池元件111-116。本文提供的 示例涉及機動車的應用，其中6個螺旋卷繞的電池用于產生標準的機動車12V電池組。在 閱讀此說明書之后，對本領域的技術人員將會感到明顯的是，用于構建電池組的電池的尺 寸和數目可以廣泛變化，這取決于期望的最終用途。在多個實施例中，容器101包括由一個或多個壁界定的多個罩或電池容器。雖然 附圖通常闡釋了具有6個電池容器或隔室的容器，但是根據其他示例性的實施例，可以設 置不同數目的電池容器或隔室。雖然附圖通常闡釋了電池容器以對稱方式布置，但是應理 解，電池容器可以以其他方式(如，偏置或交錯方式)被布置。在多個實施例中，每一個電池容器被配置成在其內大體包含電池組100的電池元 件。電池元件可以是卷繞電池元件，其包括正極、負極以及設置在正極與負極之間的隔板， 諸如吸附性玻璃墊(“AGM”)隔板。在多個實施例中，電極和隔板以螺旋方式被卷繞或纏繞，且酸(如，硫酸)可以被設置在電池容器內。根據示例性的實施例，每一個容器或隔室具有通常圓柱形的構型。然而，一個或 多個電池容器可以具有其他構型(如，在電池容器的底部或頂部其中一個具有不同直徑的 “錐形”形狀，“沙漏”形狀，等)。一個或多個電池容器或隔室還可以具有形成于其底部上的 特征(即，閉合端部)。在多個實施例中，容器101還包括底座。根據一個示例性的實施例，底座與容器 101整體形成。根據另一個示例性的實施例，底座被單獨制造并連接到容器。圖3還顯示了鑄焊匯流排121-125，其包括長度足以電連接線圈中的每一圈(如， 經由從線圈向上延伸的接線柱(lug)(未顯示))的細長主體部分。圖2也闡釋了將接線柱 連接至負端的鑄焊匯流排。在鑄焊過程中，熔融的鉛被傾倒入包含電池組電池線圈的一部 分(如，接線柱)的模具中，當鉛冷卻且硬化時，其粘附到模具上。在多個實施例中，多個單獨的電化學電池或元件111-116布置在電池組100的電 池容器內。在多個實施例中，元件111-116優選地是大體圓柱形的形式。在不同實施例 中，元件111-116和電池容器或隔室布置成兩個大體平行的列，每列三個電池。電池元件 111-116通過導電的匯流排或匯流排構件121-125被串聯地電連接。端子通過端部匯流排 U6-127被電連接至電池元件111-116。某些通道設置在電池容器或隔室之間以允許匯流 排構件121-125被放置在容器頂部之下。圖4闡釋了現有技術的6電池電池組200的一部分的實施例。圖5顯示了圖4的 電池組的匯流排221-225。匯流排221-225的尺寸、形狀和構型每一個都影響電池組200 的成本和/或性能。包括匯流排221-225在內的材料的成本是電池組成本的相當大的部 分。匯流排221-225還對電池組200的重量有貢獻。匯流排221-225形成內部電流流動路 徑的一部分。總的路徑長度影響總電阻且因而影響電池組200的性能。因此，減小匯流排 221-225的尺寸和質量將是有優勢的。圖6闡釋了匯流排構件121-125、端部匯流排126-127、電池容器和電池元件 111-116的一個示例性構型。圖7顯示了圖6的電池組的匯流排121-125。正如在圖6中 顯示的，第一匯流排121將第一元件111電連接至第二元件112，第二匯流排構件122將第 二元件112電連接至第三元件113，第三匯流排構件123將第三元件113電連接至第四元件 114，第四匯流排構件IM將第四元件114電連接至第五元件115以及第五匯流排構件125 將第五元件115電連接至第六元件116。在多個實施例中，第一端部匯流排1 將第一端子 接線柱電連接至第一元件111且第二端部匯流排127將第二端子接線柱電連接至第六元件 116。匯流排構件121-125和端部匯流排1沈_127可以用在任意數目的構型中。例如， 匯流排構件121-125可以將第六元件116電連接至第二元件112，將第二元件112電連接至 第五元件115，將第五元件115電連接至第四元件114，將第四元件114電連接至第三元件 113以及將第三元件113電連接至第一元件111。可選擇地，匯流排構件121-125可以將第三元件113連接至第四元件114，將第四 元件114連接至第一元件111，將第一元件111連接至第二元件112，將第二元件112連接 至第六元件116以及將第六元件116連接至第五元件115。在又一個可選擇的實施例中，匯流排構件121-125可以將第五元件115電連接至第四元件114，將第四元件114電連接至第六元件116，將第六元件116電連接至第二元件 112，將第二元件112電連接至第一元件111以及將第一元件111電連接至第三元件113。通過以這些或類似的方式來串連地電連接電池111-116，提高了電池組100的總 效率并減少了電連接電池111-116所需的材料。更具體而言，圖6-7所闡釋的電池組(如， 匯流排構件的構型)使用了比圖4-5所闡釋的電池組(如，匯流排構件的構型)少至少約 13%的材料。而且，圖6-7所闡釋的電池組(如，匯流排構件的構型)的性能比圖4-5所 闡釋的電池組(如，匯流排構件的構型)的好至少約25% (在低溫冷啟動條件下測得的性 能)。在多個示例性的實施例中，正如圖6所闡釋的，包括6個電池組電池的電池組100 對稱地布置成2X3的方式。在這些實施例中，電池組可以被認為包括兩部分，每一個部分 包括三個完整的電池組電池元件(圖6中由分隔線105所闡釋的)。在多個示例性的實施 例中，5個匯流排構件121-125中不超過2個穿過分隔線105。例如，在圖6的實施例中，第 二匯流排構件122和第五匯流排構件125穿過分隔線105，但第一匯流排構件121、第三匯 流排構件123或第四匯流排構件IM不穿過。在其他示例性的實施例中，諸如上面描述的 那些，穿過或不穿過分隔線105的匯流排可以是不同的，但根據各種示例性的實施例，不超 過兩個匯流排穿過分隔線105。在具有呈2X3方式的六個電池的各種示例性的實施例中，諸如圖6的實施例，每 一個電池組電池元件直接相鄰兩個或三個其他電池元件且對角線相鄰一個或兩個其他電 池元件(如，第一電池元件111直接相鄰第二電池元件112和第三電池元件113且對角線 相鄰第四電池元件114 ；第二電池元件112直接相鄰第一電池元件111、第四電池元件114 和第六電池元件116且對角線相鄰第三電池元件113和第五電池元件115 ；等)。在多個示 例性的實施例中，存在五個電池組匯流排，且其中四個電池組匯流排與直接相鄰的電池元 件電連接且一個電池組匯流排與對角線相鄰的電池元件電連接。例如，在圖6的實施例中， 第二匯流排構件122電連接對角線相鄰的第二電池元件112和第三電池元件113，而第一匯 流排構件121將第一電池元件111電連接至第二電池元件112，第三匯流排構件123將第三 電池元件113電連接至第四電池元件114，第四匯流排構件124將第四電池元件114電連接 至第五電池元件115以及第五匯流排構件125將第五電池元件115電連接至第六電池元件 116。在各種其他示例性的實施例中，除第二匯流排構件112之外的匯流排構件可以用于電 連接對角線相鄰的電池構件。在多個示例性的實施例中，第一端子接線柱103和第二端子接線柱104從蓋102 的頂面延伸。在多個示例性的實施例中，第一端子接線柱103和第二端子接線柱104從蓋 102的頂面延伸并大體位于蓋102的邊緣附近。在一個示例性的實施例中，第一端子接線柱 103和第二端子接線柱104位于大體靠近前邊緣或后邊緣(端子接線柱103和104都靠近 相同的邊緣)與第一端部和第二端部的交叉處的區域內。電池組的各種元件，電池組罩、電池組蓋和電池容器可以由本領域眾所周知的多 種材料制成。例如，蓋、容器和/或各種部件可以由任何聚合物(如，聚乙烯、聚丙烯、含有 聚丙烯的材料，等)或復合(如，玻璃增強的聚合物)材料制成。例如，容器可以由含有聚 丙烯的材料(如，純聚丙烯、包括聚丙烯的共聚物、含有添加劑的聚丙烯等)制成。這種聚 合物材料對由設置在容器的電池內的酸(如，硫酸)造成的降解具有相對的抵抗性。端子接線柱、側部端子和連接構件可以由一種或多種導電材料(如，鉛或含鉛的材料)制成。匯流排構件121-125和端部匯流排1沈_127可以由一種或多種導電材料(如，鉛 或含鉛的材料)制成。在多個實施例中，容器101包括構建成連接(如，熱密封)至蓋102的一個或多個 唇緣和/或凸緣。蓋102包括電連接或傳導連接(燃熔(postburned))至端部匯流排1 和/或127的一個或多個端子103和/或104。為了運輸和/或處理的目的，容器101還可以包括位于容器每一個端部的上部部 分上的一個或多個凸緣。電池組100可以由凸緣，而不是蓋102提升和/或承載以防止對 蓋102與容器101之間的密封產生任何損壞。基于裝配的目的，容器還可以還包括位于容器的一個端部或兩個端部的下部部分 上的一個或多個底腳。此外，可以設置適配器系統以抬高電池組并改善裝配。正如本文中使用的，術語“近似(approximately) ”、“約(about)，，“大體 (substantially)”和類似的術語預期具有與本公開內容的主題有關的技術領域的技術人 員通用的且認可的用法一致的寬泛的意義。閱讀此公開內容的本領域的技術人員應該理 解，這些術語預期允許所描述的和所要求保護的某些特征的描述不會將這些特征的范圍限 制到所提供的準確的數值范圍。因此，這些術語應該被解釋為表明所描述的和所要求保護 的主題的非實質性的或不重要的修改和變化被認為在正如所附權利要求引述的本發明的 范圍內。應注意，在此說明書中提及相對位置(如，“頂部”和“底部”)僅僅用于確認不同 的元件，正如它們在附圖中定位的那樣。應認識到，具體部件的方位可以根據它們所使用的 應用廣泛地變化。為了本公開內容的目的，術語“連接”意指兩個構件直接或間接地彼此相連。這種 相連可以本質上是靜止的或本質上是可活動的。這種相連可以用兩個構件或彼此整體形成 為單一整體的兩個構件和任何額外的中間體構件來實現，或用兩個構件或彼此連接的兩個 構件和任何額外的中間體構件實現。這種相連可以本質上是永久性的或可以本質上是可活 動的或可釋放的。為了本公開內容的目的，術語“電連接”意指以電流可以在構件之間流動的方式使 兩個構件直接或間接地彼此相連或連接。這種電連接可以本質上是靜止的或可活動的。這 種電連接可以用兩個構件或彼此整體形成為單一整體的兩個構件和任何額外的中間體構 件來實現，或用兩個構件或彼此連接的兩個構件和任何額外的中間體構件實現。這種電連 接可以本質上是永久性的或可以本質上是可活動的或可釋放的。重要地是，注意到正如優選的和其他示例性實施例所顯示和描述的，系統的元件 的結構和布置僅僅是示例性的。雖然在此公開內容中僅詳細描述了本發明的一些實施例， 但是閱讀此公開內容的本領域的技術人員將會理解，許多改動是可能的(如，各種元件的 大小、尺寸、結構、形狀和比例、參數值、安裝布置、使用的材料、顏色、方位的變化，等)而不 會實質上偏離所引述主題的新穎性的教導和優勢。例如，顯示為整體形成的元件可以由多 個部件或元件構建，和/或顯示為多個部件的元件可以整體形成，界面的操作可以被顛倒 或以其他方式變化，結構和/或構件或連接或系統的其他元件的長度和/或寬度可以被改 變，設置在元件之間的調整位置的性質或數目可以被改變，元件的位置可以被顛倒或以其他方式變化以及分離元件的性質或數目或位置可以被改變或變化。應注意，系統的元件和 /或組件可以由賦予足夠的強度或耐久性，呈多種顏色、質地以及組合中的任一種的多種材 料中的任一種構建。因此，所有這樣的改動預期被包括在本發明的范圍內。可以在優選的 和其他示例性實施例的設計、操作條件和布置中做出其他替換、改動、變化和省略而不會偏 離本發明的范圍。
權利要求
1.一種電池組，其包括六個電池組電池，其以2X3的方式排布且在分隔線的每側分別有三個電池； 其中所述電池通過5個匯流排被串連地電連接；以及 其中不超過兩個所述匯流排穿過所述分隔線。
2.如權利要求1所述的電池組，其還包括第一電池組端子，其在所述電連接電池的序列的第一端處電連接電池； 第二電池組端子，其在所述電連接電池的序列的第二端處電連接電池；以及 其中所述第一端子和第二端子兩者都位于所述分隔線的相同側上。
3.如權利要求2所述的電池組，其中所述電池組電池和匯流排被容納在罩內且所述端 子位于接近所述罩的蓋的拐角處。
4.如權利要求1到3中任一項所述的電池組，其中所述匯流排是鑄焊匯流排。
5.一種電池，其包括 第一排的三個電池組電池； 第二排的三個電池組電池；其中所述第一排的所述電池通過2個電池組匯流排串連地電連接； 其中所述第二排中的第一電池和第二電池通過電池組匯流排電連接； 其中連接所述第二排中的所述第一電池或所述第二電池的其中一個的匯流排被電連 接至所述第一排中的電池；其中匯流排將所述第二排中的第三電池電連接至所述第一排的電池；以及 其中所述電池組電池通過所述匯流排被串連地電連接。
6.如權利要求5所述的電池組，其中所述電池組具有前側、后側以及兩個端部，其中端 部近似等于兩個電池的寬度，且前側或后側近似等于三個電池的寬度，且其中第一端子位 于靠近所述電池組的第一拐角，第二端子位于靠近所述電池組的第二拐角，且所述第一拐 角和第二拐角都靠近所述電池組的相同側。
7.根據權利要求5所述的電池組，其中所述匯流排是鑄焊匯流排。
全文摘要
本公開內容涉及使用在各種應用中的電池組，這些應用包括諸如汽車和船的交通工具的啟動、照明和點火以及其他目的。所公開的電池組設計包括通過許多匯流排串聯連接的許多電池組電池元件。本公開內容描述了一種連接電池的系統，該系統使匯流排的尺寸最小且重量最輕并增大了電池組的操作效率。
文檔編號H01M2/24GK102077391SQ200980124487
公開日2011年5月25日 申請日期2009年6月30日 優先權日2008年6月30日
發明者R·J·麥克 申請人:約翰遜控制技術公司