起動器電池組的制作方法
【專利說明】起動器電池組
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年11月11日提交的標題為“車輛起動器電池組”的美國臨時專利申請號61/902，689的優先權，其全部內容通過引用包含于此并用于所有目的。
技術領域
[0003]本說明書涉及諸如鋰離子車輛起動器電池組等的車輛起動器電池組的架構、結構和操作。
【背景技術】
[0004]電池組是利用電化電池來儲存電能的裝置。電池組可以包括一個電化電池、或者以并聯或串聯或它們的組合的方式構成的多個電化電池。電池組可以使用電化電池來將化學能轉換成電能。該處理的基礎是作為化學反應的結果而以電子釋放的形式獲得電能。存在包括鎳鎘(NiCd)型、鉛酸型、鎳金屬氫化物(NiMH)型、鎳鋅(NiZn)型、鋰離子和鋰聚合物型的多個可再充電電池化學性質。這些電池組可被配置為圓柱形電池、紐扣電池、方形電池或袋式電池。
[0005]電池組電池包括負極和正極，其中在負極和正極之間存在用于攜帶離子的電解質。經由電化學處理對電池組電池進行充放電的結果可以包括釋放氣體、產生熱或在電極上沉積材料。這些電化學處理可能導致電池組電池腫脹或膨脹。
[0006]還可以使用其它組件來儲存電能，例如:電容器通過向利用電介質隔開的兩個板施加電場以使得電子因該電池而聚集并被保持，來以靜電方式儲儲存電能。
【實用新型內容】
[0007]一種起動器電池組，包括:多個袋型方形電池，其堆疊以形成陣列，并且用于輸出足以啟動車輛引擎的電壓；以及外殼，用于容納所述陣列。所述外殼包括托盤以及和托盤安裝在一起的蓋，以使得所述外殼提供足以在工作期間防止電池分層以及約束所述電池膨脹或腫脹的約束力。所述電池還可以包括:板或架，其配置在所述陣列和所述蓋之間，具有大致平坦的表面，并且用于使壓縮力分布在所述陣列上。所述架可以具有蜂窩或肋結構。所述托盤和所述蓋可以各自互鎖，所述互鎖用于使所述托盤與所述蓋對齊并固定。所述蓋可以接合至所述托盤。所述蓋可以緊固(諸如以機械方式緊固等)至所述托盤。所述電池還可以包括:多個墊，其與所述電池交錯并且附著至所述電池，以防止所述電池的相對移動。
[0008]一種起動器電池組，包括:多個袋型方形電池，其堆疊以形成陣列，并且用于輸出足以啟動車輛引擎的電壓；以及外殼配置，其包圍所述陣列，并且用于利用足以在工作期間防止所述電池的分層以及約束所述電池膨脹或腫脹的力，來在無需利用壓縮支架的情況下壓縮所述陣列。所述外殼配置可以包括與所述陣列相接觸的具有大致平坦表面的構件。所述構件可以具有蜂窩或肋結構。所述電池還可以包括交錯并且附著有所述電池以防止所述電池的相對移動的多個墊。
[0009]一種電池組，包括:多個方形電池，各自具有延伸出的端子；電介質架，其包括多個焊接件；以及母線，其支撐在被配置為形成陣列的柔性基板上，所述陣列具有以電氣方式連接所述電池的夾持母線配置。所述端子彎曲在所述焊接件其中之一的上方，并且配置在所述焊接件其中之一和所述母線之間并這兩者其中之一接合，并且以形成所述夾持母線配置。所述電池組還可以包括架，所述架用于支撐所述焊接件并且定義多個槽，并且所述端子各自可以經由所述多個槽其中之一延伸。所述柔性基板可以是柔性電路。所述電池組還可以包括熱敏電阻，并且所述柔性電路可以定義安裝有所述熱敏電阻的片。可以將所述片折疊成陣列，以使得所述熱敏電阻與所述端子其中之一相接觸。
[0010]一種電池組包括:電介質架，其定義多個槽并且支撐內部所嵌入的多個焊接件；多個方形電池，其堆疊以形成陣列，所述電池各自具有片，所述片經由所述多個槽其中之一而突出并且折疊在所述多個焊接件其中之一上；以及母線，其配置在所述架上，并且與所述片和所述多個焊接件接合以使所述電池以電氣方式連接。所述電池組還可以包括基板，所述基板用于支撐所述母線。所述基板可以是柔性電路。所述片各自可以夾持在所述焊接件其中之一和所述母線之間。所述片各自的長度可以大于或等于所述架的厚度和所述焊接件其中之一的寬度。
[0011]一種電池組包括:多個方形電池，其堆疊以形成陣列，所述電池各自具有端子；母線，其配置在所述陣列的一部分上方，并且以電氣方式與所述端子中的至少一些端子相連接；柔性電路，用于支撐所述母線并定義片；以及熱敏電阻，其安裝有所述片。所述片折疊成所述陣列，以使得所述熱敏電阻與所述端子其中之一相接觸。所述熱敏電阻還可以與所述電池其中之一或所述電池其中之一的電極相接觸。
【附圖說明】
[0012]圖1是起動器電池組的立體圖；
[0013]圖2是圖1的起動器電池組的內部結構的立體圖；
[0014]圖3是圖1的起動器電池組的截面立體圖；
[0015]圖4是圖1的起動器電池組的分解立體圖；
[0016]圖5是壓縮板的立體圖；
[0017]圖6是電池陣列和壓縮板的分解立體圖；
[0018]圖7是下部母線組件的支撐架和下部母線的立體圖；
[0019]圖8是與下部母線組件對齊的來自圖6的電池陣列和壓縮板的立體圖；
[0020]圖9是穿過下部母線組件的槽而突出的電池組電池端子的立體組裝圖；
[0021]圖10是彎曲在下部母線組件的焊接柵線上方的電池組電池端子的立體圖；
[0022]圖11是上部母線組件的立體圖；
[0023]圖12是與上部母線組件對齊的圖10的組件的立體圖；
[0024]圖13是安裝有上部母線組件的圖10的組件的立體組裝圖；
[0025]圖14和15分別是采用圖13的組裝配置的電池陣列的一部分在焊接之前和之后的截面側視圖。
[0026]圖16是采用圖14的組裝配置的上部母線、呈彎曲的電池片和焊接柵線的分解立體圖；
[0027]圖17是圖15的焊縫其中之一的截面側視剖面圖；
[0028]圖18是下部母線、電池組電池端子、上部母線和柔性電路的組裝配置的截面側視圖；
[0029]圖19是柔性電路的立體圖；
[0030]圖20是與柔性電路對齊的圖10的組件的立體圖；
[0031]圖21是安裝有柔性電路的圖10的組件的立體組裝圖；
[0032]圖22是圖18的組裝配置的替代實施例的截面側視圖；
[0033]圖23是下部母線、電池組電池端子和柔性電路的組裝配置的截面側視圖；
[0034]圖24是圖6的組裝配置中的圖1的起動器電池組的一部分在焊接之前的截面側視圖；
[0035]圖25是陣列的組裝工藝圖；
[0036]圖26是蓋的立體圖；
[0037]圖27是與蓋對齊的組件的立體圖；
[0038]圖28是陣列和蓋的立體組裝圖；
[0039]圖29是托盤的立體圖；
[0040]圖30是陣列和蓋的分解立體圖；
[0041]圖31和32是圖1的起動器電池組的截面正視圖；
[0042]圖33是另一下部母線組件的分解圖；
[0043]圖34是來自圖1的起動器電池組的另一實施例的立體圖；
[0044]圖35是根據如圖27所述的實施例的圖1的起動器電池組的分解立體圖；以及
[0045]圖36是雙金屬母線的平面圖。
【具體實施方式】
[0046]這里說明本實用新型的實施例。然而，應當理解，所公開的實施例僅是示例并且其它實施例可以采用各種替代形式。附圖不一定是按比例繪制的；一些特征可能被夸大或最小化以示出特定組件的詳情。因此，這里所公開的特定結構和功能詳情不應被解釋為限制性的，而僅是作為教導本領域技術人員以各種方式采用本實用新型的代表基礎。如本領域普通技術人員應當理解，可以將參考任一附圖例示并說明的各種特征與一個或多個其它附圖所示的特征相組合，以產生沒有明確例示或說明的實施例。所例示的特征的組合提供典型應用的代表實施例。然而，針對特定應用或實現，可以期望與本實用新型的教導一致的特征的各種組合和變形。
[0047]以下說明涉及起動器電池組的組裝和制造。起動器電池組可以包含多個方形或圓柱形電池，其中這多個方形或圓柱形電池堆疊而形成陣列，并且以串聯和并聯方式配置成以提供足以滿足電池的要求的電壓和電流。電池組電池可以具有電池端子，其中這些電池端子從這些電池端子的穿過下部母線組件中的多個槽而突出的端部的其中之一延伸出。然后，電池端子可以折疊在下部母線組件的焊接柵線上并接合至該焊接柵線，并且可以經由一系列電氣接線與上部或下部母線以串聯和并聯方式連接。來自電池組電池的電流可被輸送至柔性電路，然后可被傳送至諸如電池管理模塊等的附加電池組件以監視電池組電池的電壓。電池組電池端子、母線和柔性電路之間的準確配置、焊接和電氣連接可以根據起動器電池組的具體類型而不同。
[0048]在以下說明中，給出了用于固定并以電氣方式連接電池組電池的幾個結構。在所有結構中，電池組電池端子折疊在下部母線上并且焊接至下部母線。另外，柔性電路安裝至下部母線并且與電池端子電氣連接以將電氣感應電流輸送至電池管理模塊，從而監視電池組電池的電壓。結構上的差異在于是否使用上部母線來將電池組電池端子固定至下部母線、以及如何將柔性電路固定至下部母線。在一些方法中，電池組電池端子夾持在下部母線和上部母線之間。上部母線可以固定地安裝至柔性電路，或者柔性電路可以獨立于上部母線而安裝至下部母線。在另一方法中，將電池組電池端子直接焊接在下部母線上而無需使用上部母線。針對電池組電池端子的焊接和電氣耦合的各方法根據制造中的起動器電池組的特定類型而提供特定優點。
[0049]圖1是具有正極端子102和負極端子104的起動器電池組100的立體圖。該圖是按比例繪制的，但還可以使用其它尺寸和相對比例。起動器電池組可以是適合用于儲存電能的鋰離子電池或任何其它可再充電式起動器電池組(例如，鎳鎘(NiCd)型、鉛酸型、鎳金屬氫化物(NiMH)型、鎳鋅(NiZn)型等)。起動器電池組100具有蓋106和電池殼體托盤108。這里可以將蓋106所位于的電池的端部稱為起動器電池組100的“頂部”。起動器電池組100的“底部”是指起動器電池組100的與蓋106相對的端部。蓋106和托盤108可以以物理方式彼此連接以形成電池殼體110。在一個實施例中，電池殼體110可以是容納起動器電池組的內部組件的中空矩形棱柱。在另一實施例中，托盤可以是圓柱形。電池殼體托盤108包括脊部112，其中該脊部112可被配置為形成相對于電池殼體托盤108的表面凸起的柵格，以向電池殼體110提供支撐、強度和提高的剛度。
[0050]圖2是起動器電池組100的內部結構和組件的立體圖。從起動器電池組100開始并且向著電池組殼體蓋106向上移動，該內部結構包括電池組電池托盤底部210、電池組電池堆202、柔性墊204、電氣絕緣墊