本公开总体上涉及能量储存电池单元和能量储存模块领域，具体地涉及锂离子启动机电池。更具体地，本公开涉及可以在车辆环境以及其他能量储存/消耗应用中使用的锂离子电池单元组装件。此外，本公开涉及相应地制造/组装这种电池单元组装件、电池单元子模块和能量储存模块的方法。
本部分旨在向读者介绍可能与本公开的下文所描述和/或要求保护的各种方面相关的现有技术的各个方面。相信此讨论有助于给读者提供背景信息以促进更好地理解本公开的各种方面。相应地，应当理解，这些陈述应以此角度进行解读而非对现有技术的承认。
车辆通常是指使用一个或多个电池系统以便为其提供启动动力和/或运动动力的至少一部分的任何交通器具。车辆可以是指发动机供以动力的车辆和/或电供以动力的车辆，例如飞行器、船舶、有轨车辆或优选为街道车辆。街道车辆可以尤其指汽车、卡车、巴士或休闲车。
在车辆中，使用不同类型的电池，例如(特别用于电动车辆或混合动力电动车辆的)牵引电池和启动机电池。在汽车应用中，启动机电池用于提供启动车辆所需的必要能量/功率。更详细地，启动机电池通常是指电池或能量储存模块，该电池或能量储存模块提供在启动车辆时所需和/或向车辆-内部电气系统(例如，灯、泵、点火和/或警报系统)提供电力所需的能量/功率的至少一部分、优选为全部能量/功率。
常规地，将12伏(v)铅酸电池用作车辆的启动机电池。然而，铅酸电池特别由于其低能量密度而具有相当重的重量。恰恰相反，锂离子能量储存模块以其高能量密度而被知晓。另外，与常规铅酸电池相比，锂离子能量储存模块例如具有更长的使用寿命、更少的自放电、改进的快速充电能力和更短的维修间隔期。然而，锂离子化学过程具有与常规铅酸电池不同的需要和需求。
随着电池技术发展，需要提供改进的电源、特别是用于车辆的能量储存模块。例如，锂离子电池或电池单元趋向于非常易于发热或过热，这可能对能量储存模块的部件产生负面影响。而且，锂离子电池或电池单元趋向于对各个电池单元或电池的过度充电和深度放电非常敏感。
因此，本申请的目的是提供一种电池单元组装件、电池单元子模块以及能量储存模块，它们克服了常规系统的缺点，并且同时易于制造、经济且通用，并且可以容易地进行适配和组装，同时满足由锂离子电池化学过程提出的特定要求。进一步的目的是提供一种以容易、灵活且成本有效的方式组装这种能量储存模块的方法。
这些目的通过根据独立权利要求的电池单元组装件、电池单元子模块、能量储存模块及其组装方法来解决。从属权利要求限定了有利的实施例。
更详细地，所述目的通过一种包括电池单元框架的电池单元组装件来解决，在该电池单元框架中集成有汇流条和热板。电池单元组装件进一步包括：锂离子袋式电池单元，该锂离子袋式电池单元包括第一面和与该第一面相对的第二面，其中该袋式电池单元进一步包括布置在该袋式电池单元顶端处的正极电池单元端子和负极电池单元端子；以及压缩元件，其中该电池单元框架被配置为在由该热板和该电池单元框架限定的空间中接纳并容纳该袋式电池单元和该压缩元件。
本发明提出形成电池单元组装件，以使得锂离子袋式电池单元和压缩元件被接纳在由电池单元框架和集成的热元件限定的空间中，实现了电池单元组装件的特别紧凑的设计，这可以容易地实现并且只用很少的标准部件。此外，通过锂离子袋式电池单元与热板之间的(相当)大的接触表面，能够以可靠的方式确保对电池单元组装件的热管理。
根据另一方面，汇流条和热板可以被模内成型在电池单元框架中，该电池单元框架优选地由聚合材料制成，由此增加了电池单元框架-汇流条-热板布置的稳定性，并提供了一种在电池单元框架中布置汇流条和热板的容易且精确的方法。
根据另一方面，该热板的底部部分可以延伸穿过该电池单元框架的底壁，其中该热板的底部部分优选地被配置为接触热管理特征。这确保了电池单元框架的结构完整性，也加强了对电池单元组装件的热管理。
根据另一方面，该袋式电池单元的电池单元端子可以被预弯曲以便接触汇流条。由此，可以以容易且成本有效的方式确保导电。
根据另一方面，该袋式电池单元可以通过有衬式或无衬式粘合剂层而被固定到热板，该粘合剂层至少部分地被施加在该热板上，优选地是胶层。因此，该袋式电池单元能够以简单的方式被牢固地布置。
根据另一方面，该压缩元件可以包括至少一个泡沫层。
根据另一方面，该电池单元框架可以包括几何特征以支撑所述电池单元端子的适当放置。
在实施例中，所述几何特征可以包括凹部，所述凹部包括与该袋式电池单元的电池单元端子对应的形状。由此，简化了该袋式电池单元在框架中的布置和定位。
根据另一方面，汇流条可以进一步包括cu汇流条以联接到该袋式电池单元的负极端子，以及al汇流条以联接到该袋式电池单元的正极端子。
根据另一方面，电池单元端子可以被焊接到汇流条，优选地被激光焊接到汇流条。由此，通过紧密接触而增强了电池单元端子与汇流条之间的导电性。
此外，本申请的目的通过根据权利要求11的电池单元子模块来解决，该电池单元子模块包括如上所述的至少两个电池单元组装件、具体地如上所述的三个电池单元组装件，其中所述至少两个电池单元组装件被堆叠以使得第一电池单元组装件的热板接触相邻电池单元组装件的压缩元件，并且以使得每个电池单元组装件的电池单元端子被布置在该电池单元子模块的第一侧上。
根据另一方面，该电池单元子模块包括三个电池单元组装件。
此外，提供了一种能量储存模块，该能量储存模块包括具有热管理特征的壳体，以及布置在该壳体中的如上所述的多个电池单元子模块，其中该壳体包括多个空腔，每个空腔被配置为接纳所述多个电池单元子模块中的相应一个，空腔由该壳体的至少一个壁和该壳体的内部隔板或者由该壳体的至少两个内部隔板限定。
本发明提出形成多个电池单元子模块的能量储存模块，实现了高度通用的产品，每个电池单元子模块包括两个或更多个电池单元组装件。更详细地，通过提供具有相应数量的电池单元组装件的对应量的电池单元子模块，可以容易地且成本有效地适配能量储存模块的期望品质(例如，总电压、总容量、能量密度等)。
根据另一方面，相邻的两个电池单元子模块的(对准的)汇流条通过双金属板而相互连接，以使得所述相邻的两个电池单元子模块串联地电连接，其中每个电池单元子模块的相应电池单元组装件同时彼此并联地电连接。由此，提供了一种电连接相应电池单元子模块和电池单元组装件的简单方式。
根据另一方面，该双金属板包括cu部分以便与该负极端子的cu汇流条连接，以及al部分以便与该正极端子的al汇流条连接。因此，简化了双金属板的部分焊接到相应的正极汇流条和负极汇流条，由此导致更好的电连接性和降低的制造成本。
根据另一方面，能量储存模块可以进一步包括感测线，以便测量电池单元组装件的电压，和/或多个电池单元子模块中的一个或多个电池单元子模块的电压。因此，可以监测电池单元组装件和/或电池单元子模块的操作，并且可以更容易地检测出缺陷或故障。
根据另一方面，该感测线进一步包括集成在该感测线中的至少一个温度传感器，因为例如可以迅速检测到热失控，由此增加了能量储存模块的操作安全性，。
根据另一方面，该能量储存模块的壳体是通过盖元件而可闭合的或被闭合。
根据另一方面，该能量储存模块是包括四个电池单元子模块的12伏锂离子启动机电池，每个电池单元子模块优选地包括三个电池单元组装件。
此外，本申请的目的还通过一种用于组装如上所述的能量储存模块的方法来解决，该方法包括以下步骤：提供多个电池单元子模块、优选地四个电池单元子模块，每个电池单元子模块包括至少两个、具体地三个电池单元组装件；将每个电池单元子模块布置到该电池壳体的相应空腔中；以及通过多个双金属板将该多个电池单元子模块串联地电连接，该多个双金属板同时将至少两个电池单元组装件并联地电连接。因此，可以以简化的方式电连接电池单元子模块的电池单元组装件和能量储存模块的电池单元子模块，这减少了制造成本和组装所需的时间。
根据另一方面，双金属板被焊接、具体地被激光焊接或超声焊接到多个汇流条，所述多个汇流条集成在该电池单元框架中且与相应袋式电池单元的相应端子电连接。
根据另一方面，正极端部连接件和负极端部连接件被焊接、具体地被激光焊接或超声焊接到该能量储存模块的两个端部电池单元子模块的相应的正极电池单元端子和负极电池单元端子，以便电联接到该能量储存模块的相应主端子。
当参照附图阅读以下详细说明时，本公开的这些和其他特征、方面和优点将得到更好的理解，在所有附图中，类似的标记表示类似的部件，在附图中：
图1a是电池单元组装件的透视图；
图1b是电池单元组装件的分解视图；
图2a是电池单元组装件的电池单元框架、汇流条和热板的详细视图；
图2b是如图2a所示的电池单元框架、汇流条和热板的剖视图；
图3是电池单元子模块的透视图；
图4a是电池壳体的透视图；
图4b是接纳多个电池单元子模块的电池壳体的透视图；
图5a是能量储存模块的说明性视图，其中以透明方式描绘了箱体；和
图5b是能量储存模块的透视图。
应当注意，术语例如“上方”、“下方”、“在...顶部”、以及“在...之下”可以用于表示元件(例如，如下文所述的电池单元子模块100和能量储存模块1000的堆叠部件)的相对位置并且不将实施例限制为水平或竖直堆叠取向。进一步地，应当注意，术语例如“上方”、“下方”、“接近(proximate)”、或“邻近(near)”旨在表示在堆栈中可以彼此直接接触或彼此不直接接触的两层的相对位置。
而且，术语例如“顶部”、“底部”和“侧面”被配置为描述相对于处于已安装的状态(例如，当已安装在车辆中时)的电池单元组装件1、电池单元子模块100和/或能量储存模块1000的相对位置。
另外，几何参照(geometricreference)并不旨在严格地进行限制。例如，术语“垂直”的使用不需要精确的直角，而是限定基本上垂直的关系，如本领域普通技术人员将理解的那样。类似地，例如，在提及几何关系时使用的术语“平行”不需要完美的数学关系，而是表示某些特征大致在相同方向上延伸。另外，术语“平面”用于描述基本上平坦的特征，其不需要完美的数学平面性。
更详细地，“基本上平行”和“基本上平面”意指相对于精确的平行或平面取向在±10°、优选±5°、最优选±2°之间的角度被认为是基本上平行或基本上平面。在相同的意义上，“基本上垂直”或“基本上直角”的角度被认为是80°至110°、优选是85°至95°、最优选是88°至92°的角度。
例如在汽车应用中使用的锂离子电池系统，可以与传统地在车辆中使用的铅酸电池结合使用或者用作铅酸电池的替代者。
本文描述了锂离子电池单元组装件1和电池单元子模块100的各种实施例和设计特征，锂离子电池单元组装件和电池单元子模块可以布置在锂离子能量储存模块1000中以供用于汽车或其他动力环境中。
那些电池单元组装件1、电池单元子模块100和能量储存模块1000也可以用在各种不同的环境中，例如休闲目的(电动自行车、滑板车等)及诸如此类。
图1a中示出了电池单元组装件1的实施例的透视图，并且在图1b中以分解视图示出电池单元组装件1的构成层。
其中，电池单元组装件1包括电池单元框架20，以容纳至少一个锂离子袋式电池单元10以及压缩元件30。
电池单元框架20优选地包括四个壁，该四个壁限定了空间以供接纳袋式电池单元10和压缩元件30。更详细地，电池单元框架20可以包括顶壁、与顶壁相对的底壁、以及在相应端部处连接顶壁和底壁的两个侧壁。顶壁可以配置有凹部，以便接纳和布置锂离子袋式电池单元10的电池单元端子12i、12ii。
电池单元框架20可以由聚合材料制成，例如聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(acrylnitril-butadien-styrol)等及其组合。
用于与锂离子袋式电池单元10的相应端子联接的汇流条22i、22ii和用于热管理目的的热板24可以被模内成型到电池单元框架20中。在一些实施例中，汇流条22i、22ii可以被接纳在电池单元框架20的顶壁中。此外，电池单元框架20的顶壁可以设置有夹持特征(例如，槽)，热板24布置在所述夹持特征中(例如，热板24可以被模内成型到电池单元框架20中)。
可以使用粘合剂40将锂离子袋式电池单元10固定至热板24。粘合剂40可以以粘合剂层、有衬式或无衬式转贴胶带层(transfertapelayer)的形式或者通过仅设置在热板24的选择部分处的粘合剂部分来提供。
热板24可以由导热材料、具体地金属例如铝、镁、铜等制成。在实施例中，热板24可以由铝制成并且面对该袋式电池单元10的表面可以涂有电绝缘的氧化铝。
袋式电池单元10可以包括电绝缘外层(例如，聚酰亚胺膜或另一种合适的电绝缘聚合物)。另外，袋式电池单元10还可以包括金属箔层(例如，铝箔层或氧化铝箔层，与单独使用绝缘聚合物膜相比，它们可以提供增强的结构完整性以对销孔变形更具弹性，从而提供更好的气体阻挡层等)。此外，袋式电池单元10可以包括电绝缘内层(例如，聚酰亚胺膜或另一种合适的电绝缘聚合物)，以将金属箔层与袋式电池单元10的内部部件电隔离。上述层可以分别被施加到袋式电池单元10，或者可以被设置为包括上述层的单个膜，该单个膜可以统称为袋材料膜。
袋材料膜可以围绕电池单元端子12i、12ii密封(例如，超声焊接、用环氧树脂密封或其他合适的密封)，以将袋电池单元10的内部部件隔离。
在袋式电池单元10内部，正极电池单元端子12i可以电联接至一个或多个阴极层，而负极电池单元端子12ii可以电联接至一个或多个阳极层。在某些实施例中，联接的层可以由铝板制成，其涂覆有阴极活性材料(例如，包括锂金属氧化物，例如锂镍钴锰氧化物(nmc)(例如，linicomno2)、锂镍钴铝氧化物(nca)(例如，linicoalo2)、或锂钴氧化物(lco)(例如，licoo2))。在某些实施例中，阳极层可以由涂覆有阳极活性材料(例如，包括石墨或石墨烯)的铜板制成。应当意识到，这些材料仅作为实例提供，并且本方法可以适用于许多不同的锂离子电池模块和镍金属氢化物电池模块。
至少一个阴极层和至少一个阳极层被配置为形成可以被实施为“果冻卷”的电化学堆栈，其中正极电池单元端子12i和至少一个阴极层可以由单个连续的铝箔条形成，并且负极电池单元端子12ii以及至少一个阳极层可以由单个连续的铜箔条形成。对于这种实现方式，铝箔条和铜箔条可以与多个电绝缘层一起堆叠并且卷绕以提供电化学堆栈。更详细地，铝箔条和铜箔条可以与多个电绝缘层一起堆叠并且围绕心轴卷绕以提供电化学堆栈。
此外，在袋式电池单元10中提供电解质(例如，包括碳酸酯溶剂和作为盐的lipef6)。但是，本发明不限于溶剂(含水)电解质。而是，可以代替地使用非水电解质。
负极电池单元端子12ii和正极电池单元端子12i优选地布置在袋式电池单元10的同一侧，并且彼此间隔开预定距离。更详细地，可以以接片的形式提供的电池单元端子12i、12ii可以是预弯曲的，以便适应对集成在电池单元框架20中的汇流条22i、22ii的固定，例如，如图1b展示的。
压缩元件30布置在袋式电池单元10的第二平面上，该第二平面与袋式电池单元10的经由粘合剂40而接触该热板24的第一平面相对。压缩元件30可以形成为泡沫层。压缩元件30有助于适应袋式电池单元10之间的尺寸差异，并且还用于提供最小量的压缩，以使得袋式电池单元10和热板24牢固地彼此接触；因此，增强了热传导。
因此，压缩元件30可以至少在一定程度上平衡在制造锂离子袋式电池单元10时存在的电池单元公差。
如图1a和图1b中所示的电池单元组装件1可以通过以下步骤进行组装或制造：将热板24和汇流条22i、22ii插入模制工具中；模制电池单元框架20以将汇流条22i、22ii和热板24集成到电池单元框架20中；以及将粘合剂40至少部分地施加到热板24的表面，所述表面面对用于接纳袋式电池单元10和压缩元件30的空间。然后，将袋式电池单元10插入该空间中，以使得相应电池单元端子12i、12ii被凹部接纳，所述凹部形成在电池单元框架20中、优选地形成在电池单元框架20的顶壁中。
电池单元端子12i、12ii可以以大约直角进行弯曲，以使得它们可以容易地连接到相应的汇流条22i、22ii。
在一些实施例中，端子可以被预弯曲成略小于90°的角度(例如，85°、83°或80°)，以使得端子通过弹力而被压到汇流条22i、22ii，而袋式电池单元10仍可以容易地插入电池单元框架20中。由此，增强电池单元端子12i、12ii与汇流条22i、22ii之间的导电性。
然后，压缩元件30被插入到电池单元框架20的空间中。可以将压缩元件30设置为泡沫材料的切片。压缩元件30可以通过粘合剂和/或通过将压缩元件30压入框架中以形成压入配合而固定在电池单元框架20中。因此，可以在电池单元框架20中(例如，在电池单元框架20的侧壁中)设置相应的固位特征，以便将压缩元件30保持和固位在空间中。
可替代地，压缩元件30也可以通过直接将泡沫层施加到袋式电池单元10而形成在袋式电池单元10上。换言之，通过使压缩元件30在袋式电池单元10上发泡。
示例性压缩元件30可以由聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯材料制成。
然后，可以通过激光焊接或超声焊接将每个电池单元端子12i、12ii固定到相应的汇流条22i、22ii。
图2a示出了电池单元框架20和热板24的更详细的视图，所述热板可以被设置成金属片、金属氧化物片或它们的组合(例如，由涂有氧化铝的铝制成的片)的形式。
如图2a所示，电池单元框架20可以由聚合材料制成，并且可以包括几何特征以支撑电池单元端子12i、12ii的适当安置。更详细地，电池单元框架20的顶壁可以包括两个凹部，所述两个凹部被配置为接纳相应的电池单元端子12i、12ii。
如图2a所展示的，汇流条22i、22ii和热板24被集成到电池单元框架20中。更详细地，汇流条22i、22ii和热板24可以由电池单元框架20模内成型或包覆成型。在实施例中，汇流条22i、22ii被模内成型到电池单元框架20的顶壁中。
图2b以剖视图示出了具有模内成型的汇流条22i、22ii和热板24的电池单元框架20。如图2b所示，热板24可以延伸穿过电池单元框架20的底壁并且可以以大约直角进行弯曲，以形成二维底部部分24ii，其平行于并且基本上覆盖电池单元框架20的底壁。热板24的底部部分24ii被配置为与能量储存模块1000的热管理特征50i接触。由此，可以将热非常有效地从能量储存模块1000的热管理特征50i传导到袋式电池单元10以及从袋式电池单元10传导到该热管理特征。
电池单元框架20的顶壁可以被包覆成型在热板24上，以使得热板24的顶部部分24i被接纳在槽中，该槽形成在电池单元框架20的顶壁中。在一些实施例中，可以在热板24的顶部部分24i中设置一个或多个孔口或底切部(undercut)，以使得电池单元框架20的顶壁的部分被模制并延伸穿过孔口，以便在电池单元框架20中提供对热板24的牢固夹持。
电池单元框架20的顶壁被配置为例如通过模内成型或包覆成型而接纳电池单元组装件1的汇流条22i、22ii。在一些实施例中，用于与袋式电池单元10的正极电池单元端子12i接触的第一(正极)汇流条22i可以由铝制成，并且用于与袋式电池单元10的负极电池单元端子12ii接触的第二(负极)汇流条22ii可以由铜制成。
图3示出了电池单元组装件1的堆栈的透视图，该堆栈产生电池单元子模块100。其中，三个电池单元组装件1被布置成堆栈，以使得第一电池单元组装件1的电池单元端子12i、12ii与相邻电池单元组装件1的电池单元端子12i、12ii基本对准。三个电池单元组装件1被堆叠，以使得第一电池单元组装件1的热板24面对并且优选地接触相邻的第二电池单元组装件1的压缩元件30。
优选地，每个电池单元组装件1被布置，以使得所有负极电池单元端子12ii和相应的负极汇流条22ii对准，并且所有正极电池单元端子12i和相应的正极汇流条22i彼此对准。因此，可以更容易地将电池单元子模块100的电池单元组装件并联地连接。
尽管图3中仅示出了具有三个电池单元组装件1的电池单元子模块100，但是电池单元子模块100可以包括大于或等于两个电池单元组装件1的任意合适数量的电池单元组装件1，由此满足对电池单元子模块100的期望要求(例如，电池单元子模块100的总电压或总容量)。
多个这样的电池单元子模块100被配置为形成能量储存模块1000。更详细地，至少两个(例如，四个)电池单元子模块100被布置在能量储存模块1000的箱体中。
箱体包括壳体50以及用于封闭该壳体50的盖元件80，所述壳体具有内部隔板52以便形成相应的空腔以供接纳至少两个电池单元子模块100中的相应一个。
如图4a和图4b所示，壳体50包括多个空腔，以使得相应数量的电池单元子模块100能够放置和固定在壳体50中。空腔由壳体50中的多个内部隔板52形成。壳体50还可以包括热管理特征50i，所述热管理特征可以被设置为散热器或冷板，以使得电池单元能够被动冷却。一旦将电池单元子模块100定位在箱体中，可以使用双金属板60来电连接电池单元子模块100。
更详细地，图4a示出了本申请的实施例的示例性壳体50。在这方面，壳体50包括四个侧壁、三个内部隔板52，从而限定了四个空腔以供接纳相应的电池单元子模块100。此外，热管理特征50i被设置在壳体50的底部，以封闭和密封壳体50的底部。热管理特征50i可以是金属散热器(例如铝散热器)，以支持对相应电池单元子模块100的被动冷却，并且从而支持对相应电池单元组装件1的被动冷却。
图4b示出了图4a的壳体50，其中四个电池单元子模块100被放置在每个对应的空腔内。每个电池单元子模块100可以通过内部隔板52和/或设置在热管理特征50i上的环氧树脂层或导热膏而被固定。
在图4b中，电池单元子模块100被布置，以使得第一电池单元子模块100的负极电池单元端子12ii和负极汇流条22ii与相邻的第二电池单元子模块100的正极电池单元端子12i和正极汇流条22i接合或对准。
然后可以通过多个双金属板60而将多个电池单元子模块100电联接，所述多个双金属板被配置为连接相邻的两个电池单元子模块100。更详细地，双金属板60包括由铜制成的第一部分和由铝制成的第二部分，其中第一部分与第一电池单元子模块100的负极电池单元汇流条22ii接触，并且第二部分与相邻的第二电池单元子模块100的正极汇流条22i接触。因此，电池单元子模块100彼此串联地连接，而每个电池单元子模块100的电池单元组装件1同时并联地连接。
可以通过激光焊接而将双金属板60焊接到电池单元汇流条22i、22ii。
此外，设置正极端部连接件60i和负极端部连接件60ii，以便将串联连接的电池单元子模块100与能量储存模块1000的相应的正极主端子82i和负极主端子82ii电连接。在这方面，负极端部连接件60ii可以连接到第一电池单元组装件1的负极汇流条22ii，并且正极端部连接件60i可以连接到最后一个(在图4b的实施例中，第四个)电池单元组装件1的正极汇流条22i。
主端子82i、82ii设置在盖元件80中，以连接至电子设备。
感测线70可以被连接并固定到电池单元子模块100，其中感测线70包括电压感测特征和温度感测特征。
图5a是已组装的能量储存模块1000的透视图，其中能量储存模块1000的壳体50和盖元件80是透明的，以便展示能量储存模块1000的内部部件。如图所示，能量储存模块1000包括各种电子设备，例如定位在电池单元子模块100上方的控制模块、继电器、信号线束及诸如此类。
图5b是已组装的能量储存模块1000的透视图。其中，盖元件80包括用于能量储存模块1000的两个主端子82i、82ii的接纳部分。此外，盖元件80可以被连接并固定到壳体50，以便提供密封的能量储存模块1000的箱体。例如，盖元件80可以被焊接、具体地激光焊接或超声焊接到壳体50。
在优选的实施例中，能量储存模块1000是12v锂离子启动机电池，包括串联地电连接的四个电池单元子模块100，并且每个电池单元子模块包括并联地电连接的堆叠的三个电池单元组装件1，如上所述。
应当理解，本发明在其应用方面不限于本文阐述的部件的构造和布置的细节。更详细地，取决于能量储存模块1000的期望电压和/或容量，可以使用任何合适数量的电池单元子模块100或电池单元组装件1，以满足期望需求。
本说明书中的技术效果和技术问题是示例性而不是限制性的。应当注意，本说明书中描述的实施例可以具有其他技术效果并且可以具有其他技术问题。
虽然已经展示和描述了本发明的仅仅某些特征和实施例，但是在实质上不脱离权利要求中所述主题的新颖性教导和优点的情况下，本领域技术人员可以想到许多修改和改变(例如，变型和大小、尺寸、结构、形状、各种元件的比例、参数值、安装布置、材料的使用、颜色、取向等)。任何过程或方法的步骤的顺序或次序可以根据替代性实施例来变化或重新排序。
附图标记
1电池单元组装件
10锂离子袋式电池单元
12i，12ii(电池单元)端子
20电池单元框架
22i，22ii(电池单元)汇流条
24热板
24i热板的顶部部分
24ii热板的底部部分
30压缩元件
40粘合剂
50壳体
50i热管理特征
52壳体的内部隔板
60双金属板
60i，60ii(双金属板的)正极端部连接件/负极端部连接件
70感测线
80盖元件
82i，82ii主端子
100电池单元子模块
1000能量储存模块
1.一种电池单元组装件(1)，包括：
-电池单元框架(20)，其中汇流条(22i，22ii)和热板(24)被集成到所述电池单元框架(20)中；
-锂离子袋式电池单元(10)，所述锂离子袋式电池单元包括第一面和与所述第一面相对的第二面，其中所述袋式电池单元(10)进一步包括布置在所述袋式电池单元(10)顶端处的正极电池单元端子和负极电池单元端子(12i，12ii)；以及
-压缩元件(30)，
其中所述电池单元框架(20)被配置为在由所述热板(24)和所述电池单元框架(20)限定的空间中接纳并容纳所述袋式电池单元(10)和所述压缩元件(30)。
2.根据权利要求1所述的电池单元组装件(1)，
其中所述汇流条(22i，22ii)和所述热板(24)被模内成型在所述电池单元框架(20)中，所述电池单元框架优选地由聚合材料制成。
3.根据权利要求1或2所述的电池单元组装件(1)，
其中所述热板(24)的底部部分(24ii)延伸穿过所述电池单元框架(20)的底壁，其中所述热板(24)的所述底部部分(24ii)优选地被配置为接触热管理特征(50i)。
4.根据权利要求1至3之一所述的电池单元组装件(1)，
其中所述袋式电池单元(10)的所述电池单元端子(12i，12ii)被预弯曲以便接触所述汇流条(22i，22ii)。
5.根据权利要求1至4之一所述的电池单元组装件(1)，
其中所述袋式电池单元(10)通过有衬式或无衬式粘合剂层(40)而被固定到所述热板(24)，所述粘合剂层至少部分地被施加在所述热板(24)上，优选地是胶层。
6.根据权利要求1至5之一所述的电池单元组装件(1)，
其中所述压缩元件(30)包括至少一个泡沫层。
7.根据权利要求1至6之一所述的电池单元组装件(1)，
其中所述电池单元框架(20)包括几何特征以支撑所述电池单元端子(12i，12ii)的适当放置。
8.根据权利要求7所述的电池单元组装件(1)，
其中所述几何特征包括凹部，所述凹部包括与所述袋式电池单元(10)的所述电池单元端子(12i，12ii)对应的形状。
9.根据权利要求1至8之一所述的电池单元组装件(1)，
其中所述汇流条(22i，22ii)包括cu汇流条(22ii)以联接到所述袋式电池单元(10)的负极端子(12ii)和al汇流条(22i)以联接到所述袋式电池单元(10)的正极端子(12i)。
10.根据权利要求1至9之一所述的电池单元组装件(1)，
其中所述电池单元端子(12i，12ii)被焊接到所述汇流条(22i，22ii)，优选地被激光焊接到所述汇流条(22i，22ii)。
11.一种电池单元子模块(100)，包括根据权利要求1至10之一所述的至少两个电池单元组装件(1)，具体地三个电池单元组装件(1)，
其中所述至少两个电池单元组装件(1)被堆叠以使得第一电池单元组装件(1)的所述热板(24)与相邻电池单元组装件(1)的所述压缩元件(30)接触，并且使得每个电池单元组装件(1)的所述电池单元端子(12i，12ii)被布置在所述电池单元子模块(100)的第一侧上。
12.根据权利要求11所述的电池单元子模块(100)，
其中所述电池单元子模块(100)包括三个电池单元组装件(1)。
13.一种能量储存模块(1000)，包括：
-壳体(50)，所述壳体具有热管理特征(50i)；
-根据权利要求11或12所述的多个电池单元子模块(100)，所述电池单元子模块被布置在所述壳体(50)中，
其中所述壳体(50)包括多个空腔，每个空腔被配置为接纳所述多个电池单元子模块(100)中的相应一个，所述空腔由所述壳体(50)的至少一个壁和所述壳体(50)的内部隔板(52)或者由所述壳体(50)的至少两个内部隔板(52)限定。
14.根据权利要求13所述的能量储存模块(1000)，
其中相邻的两个电池单元子模块(100)的所述汇流条(22i，22ii)通过双金属板(60)而相互连接，从而所述相邻的两个电池单元子模块(100)串联地电连接，其中每个电池单元子模块(100)的相应的所述电池单元组装件(1)同时彼此并联地电连接。
15.根据权利要求14所述的能量储存模块，
其中所述双金属板包括cu部分以便与所述负极端子的所述cu汇流条连接，以及al部分以便与所述正极端子的所述al汇流条连接。
16.根据权利要求13至15之一所述的能量储存模块(1000)，
进一步包括感测线(70)，以便测量电池单元组装件(1)的电压、和/或所述多个电池单元子模块(100)中的一个或多个电池单元子模块(100)的电压。
17.根据权利要求16所述的能量储存模块(1000)，
其中所述感测线(70)进一步包括集成在所述感测线(70)中的至少一个温度传感器。
18.根据权利要求13至17之一所述的能量储存模块(1000)，
其中所述能量储存模块(1000)的所述壳体(50)被配置为通过盖元件(80)而闭合。
19.根据权利要求x至x之一所述的能量储存模块(1000)，
其中所述能量储存模块(1000)是包含四个电池单元子模块(100)的12伏锂离子启动机电池，每个电池单元子模块(100)优选地包括三个电池单元组装件(1)。
20.一种用于组装根据权利要求13至19之一所述的能量储存模块(1000)的方法，包括以下步骤：
-提供多个电池单元子模块(100)、优选地四个电池单元子模块(100)，每个电池单元子模块包括至少两个、具体地三个电池单元组装件(1)；
-将每个电池单元子模块(100)布置到所述电池壳体(50)的相应空腔中；以及
-通过多个双金属板(60)将所述多个电池单元子模块(100)串联地电连接，所述多个双金属板同时将所述至少两个电池单元组装件(1)并联地电连接。
21.根据权利要求20所述的方法，
其中所述双金属板(60)被焊接、具体地激光焊接或超声焊接到所述多个汇流条(22i，22ii)，所述多个汇流条集成在所述电池单元框架(20)中且与相应的所述袋式电池单元(10)的相应所述端子(12i，12ii)电连接。
22.根据权利要求20或21所述的方法，
其中正极端部连接件和负极端部连接件(60i，60ii)被焊接、具体地被激光焊接或超声焊接到所述能量储存模块(1000)的两个端部电池单元子模块(100)的相应的正极电池单元端子和负极电池单元端子(12i，12ii)，以便电联接到所述能量储存模块(1000)的相应主端子(82i，82ii)。
技术总结