车辆电池组、用于冷却电池组的系统以及在该系统中使用的冷却板

摘要

用于控制用于车辆的可再充电电池组的温度的系统。该电池组包括成排地布置的多个可再充电电化学储存电池单元，每排具有一个或更多个电池单元。该系统包括用于具有一个或更多个电池单元的所述排中的每一排的两个热交换器板。每个热交换器板可构造成并且布置成允许传热流体在其内部流动，并且用于所述排中的一排的两个热交换器板中的第一热交换器板构造成并且布置成允许传热流体沿第一大致方向流动。用于所述一排的所述两个热交换器板中的第二热交换器板构造成并且布置成允许传热流体沿第二大致方向流动。并且第一大致方向和第二大致方向彼此基本不同。

权利要求

1.一种用于控制可再充电电池组的温度的系统，所述可再充电电池组包括成排地布置的多个可再充电电化学储存电池单元，每排具有一个或更多个电池单元，所述系统包括用于具有一个或更多个电池单元的所述排中的每一排的两个热交换器板，每一排设置在用于该排的两个热交换器板之间，并且每个热交换器板设置成允许传热流体在其内部流动；

其中，用于所述排中的一排的两个热交换器板中的第一热交换器板构造成并且/或者设置成允许传热流体沿第一大致方向流动；

其中，用于所述一排的所述两个热交换器板中的第二热交换器板构造成并且/或者设置成允许传热流体沿第二大致方向流动；并且其中，所述第一大致方向和所述第二大致方向彼此基本不同；并且

其中，每个热交换器板包括一个入口和一个出口，并且其中，所述入口布置在比所述出口更高的高度处。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一大致方向和所述第二大致方向大致成对角线并且彼此大致相反。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，每个热交换器板的所述入口布置在所述热交换器板的与所述出口相反的一侧上。

4.根据权利要求1或2所述的系统，其中，每个热交换器板包括两个面，并且其中，在一个面或两个面上形成有一个或更多个物理构造部，用于提供内部导引，以当传热流体在所述热交换器板中流动时迫使传热流体遵循优选路径。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述热交换器板的内侧表面是不平滑的并且引起在所述热交换器板中流动的传热流体的翻滚运动，所述翻滚运动有助于迫使传热流体遵循优选路径。

6.根据权利要求4所述的系统，其中，位于一个面或两个面上的所述一个或更多个物理构造部包括一个或更多个凹痕和/或一个或更多个翅片。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，位于一个面或两个面上的所述一个或更多个物理构造部包括以大致平行关系设置的一系列翅片。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述一系列翅片中的每个翅片的起点和终点与每个其他翅片的起点和终点以逐渐的并且线性的方式偏移或错开。

9.根据权利要求6所述的系统，其中，位于一个面或两个面上的所述一个或更多个物理构造部还包括间隔开的两个线性系列的凹痕，并且其中，两个系列中的每个凹痕与翅片的起点或终点大致间隔开并且大致水平地对准。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述一个或更多个物理构造部形成在两个面上并且包括两个线性系列和八个翅片，每系列具有八个凹痕，每个翅片具有160mm、320mm或

480mm的长度并且/或者分别间隔开15mm到20mm。

11.一种用于控制用于车辆的可再充电电池组的温度的系统，所述系统为根据权利要求1或2所述的系统，所述电池组包括成排地布置的多个可再充电电化学储存电池单元，每排具有一个或更多个电池单元，并且所述用于控制所述可再充电电池组的温度的系统包括用于环绕两个温度控制回路中的每个温度控制回路泵送传热流体的至少一个泵。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述用于控制所述可再充电电池组的温度的系统包括至少两个泵，其中，一个泵用于环绕两个温度控制回路中的第一温度控制回路泵送传热流体，而另一个泵用于环绕两个温度控制回路中的第二温度控制回路泵送传热流体。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，每个泵能够独立控制，并且其中，每个泵联接至控制单元。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述控制单元构造成根据以下方面来控制通过所述泵中的每个泵泵送的传热流体的流量：测量到的电池单元温度、测量到的所述电池组上的负载、测量到的充电率、测量到的传热流体温度以及/或者测量到的环境温度。

15.根据权利要求11所述的系统，包括用于具有一个或更多个电池单元的所述排中的每一排的两个热交换器板，其中，每个热交换器板构造成并且设置成允许传热流体在其内部流动，其中，用于所述排中的一排的两个热交换器板中的第一热交换器板构造成并且设置成允许传热流体沿第一大致方向流动，其中，用于所述排的所述两个热交换器板中的第二交换器板构造成并且设置成允许热交换流体沿第二大致方向流动，并且其中，所述第一大致方向和所述第二大致方向彼此基本不同，并且所述系统包括传热流体调节器、第一温度控制回路和第二温度控制回路。

16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述第一温度控制回路构造成使得所述至少两个泵中的第一泵构造成泵送传热流体离开所述传热流体调节器、沿第一输入路径(108a)朝向第一热交换器板的第一入口歧管(32a)行进、进入所述第一热交换器板并且沿第一方向通过所述第一热交换器板，经由第一出口歧管(34a)离开所述第一热交换器板，沿着第一出口路径(110a)行进并且返回与所述传热流体调节器热接触。

17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述第二温度控制回路构造成使得所述至少两个泵中的第二泵构造成泵送传热流体离开所述传热流体调节器、沿着第二输入路径(108b)朝向第二热交换器板的第二入口歧管(32b)行进，进入所述第二热交换器板并且沿第二方向通过所述第二热交换器板，经由第二出口歧管(34b)离开所述第二热交换器板、沿着第二出口路径(110b)行进并且返回与所述传热流体调节器(105)热接触，其中所述第二热交换器板的所述第二入口歧管(32b)布置在所述电池组的与所述第一入口歧管相反的一侧上。

18.一种用于车辆的可再充电电池组，包括多个可再充电电化学储存电池单元和根据权利要求1至17中的任一项所述的用于控制可再充电电池组的温度的系统，其中，所述多个可再充电电化学储存电池单元成排地布置，每排具有一个或更多个电池单元。

19.一种用在根据权利要求1至17中的任一项所述的用于控制可再充电电池组的温度的系统中的热交换器板。

20.一种控制可再充电电池组的温度的方法，所述可再充电电池组包括：成排地布置的多个可再充电电化学储存电池单元，每排具有一个或更多个电池单元；以及用于具有一个或更多个电池单元的所述排中的每一排的两个热交换器板，每一排设置在用于该排的两个热交换器板之间，每个热交换器板包括一个入口和一个出口，并且其中，所述入口布置在比所述出口更高的高度处，所述方法包括：(i))使传热流体在所述两个热交换器板中的第一热交换器板内部沿第一大致方向流动；以及(ii)使传热流体在所述两个热交换器板中的第二热交换器板内部沿第二大致方向流动，

其中，所述第一大致方向和所述第二大致方向彼此基本不同。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述第一大致方向从接近所述第一热交换器的顶部朝向所述第一热交换器的底部大致成对角线，所述第二大致方向从接近所述第二热交换器板的顶部朝向所述第二热交换器板的底部大致成对角线，并且所述第一大致方向和第二大致方向在所述第一热交换器板和第二热交换器板的大致中央交叉。

22.一种控制根据权利要求1的系统的可再充电电池组的温度的方法，所述方法包括：

(i)提供至少一个泵；

(ii)使用泵来环绕两个独立的温度控制回路中的第一温度控制回路泵送传热流体，所述第一温度控制回路包括至少一个所述热交换器板；以及(iii)使用泵来环绕所述两个独立的温度控制回路中的第二温度控制回路泵送传热流体，所述第二温度控制回路包括至少一个所述热交换器板。

23.根据权利要求22所述的方法，所述方法还包括：

(i)提供至少两个泵；

(ii)使用第一泵来环绕所述两个独立的温度控制回路中的第一温度控制回路泵送传热流体；以及(iii)使用第二泵来环绕所述两个独立的温度控制回路中的第二温度控制回路泵送传热流体。

24.根据权利要求23所述的方法，包括独立地控制所述泵中的每个泵，以及独立地控制传热流体的流量。

说明书

车辆电池组、用于冷却电池组的系统以及在该系统中使用的

冷却板

技术领域

[0001] 本发明涉及例如用于电动车辆(EV)或混合动力车辆(HEV)的电池组。更具体地，但非排他性地，本发明涉及用于控制电池组温度的系统，其中，布置在用于电池组的电池单元模块的一个或更多个电池单元的两侧的热交换器板构造成并且设置成能够使传热流体以不同的大致方向流动。在实施方式中，两个热交换器板构造成并且设置成能够使传热流体以相反的大致对角线的方向流动以实现对一个或更多个电池单元的更高效的温度控制。本发明所具有的特定益处在于包括一个或更多个电池单元模块的电池组，该一个或更多个电池单元模块包括被热交换器板分开的、布置成系列的具有多于一个电池单元的排。

[0002] 本发明的方面涉及：用于控制电池组温度的系统；热交换器板；用于电池组的电池单元模块，其包括交替系列的相反定向的热交换器板；车辆；控制电池组中的一个或更多个电池单元的温度的方法；以及由包括两个或更多个热交换器板的一个或更多个电池单元模块组装电池组的方法。

背景技术

[0003] 可再充电电池组(本文中简称作电池组)通常包括一系列密封的电化学储能电池单元。一些已知的电池单元为锂离子基电池单元并且整个电池组的电能取决于一些特性：包括例如，包含在电池组中的电池单元的数量、电池单元的电荷状态(SOC)、电池单元的温度以及由电池单元供给的电压。

[0004] 在授予A123系统公司(A123System Inc.)的WO2012/009145A2中公开了一种电池组，其中，使用保持带(retention band)来将一叠电池保持在一起。其还公开了将电池单元联接至由金属板形成的电池单元散热器，该金属板在一个或更多个侧上具有弯曲90度的边缘以形成凸缘边。还公开了外壳散热器，该外壳散热器也由金属板形成，该金属板具有基部，该基部在一个或更多个侧上具有弯曲90度的边缘以形成凸缘边。该外壳散热器可容纳电池单元使得电池单元的凸缘边与外壳散热器接触并且电池单元的底面与外壳散热器的基部接触以便于热传递。

[0005] 在可再充电电池的特性中，可再充电电池性能、电力输出和健康状态(SOH)尤其会受到电池单元的工作温度的影响。因此，理想的是具有用于对电池单元温度进行控制及管理的改进的系统。

[0006] 本发明寻求通过提供例如可用于车辆的用于温度控制和管理的改进的系统来提供在可再充电电池组领域的改进。

[0007] 本发明可在除了使用可再充电电池组的车辆和乘用车辆之外的应用中使用，例如，本发明的可再充电电池组可以有利地用在下列应用中：商用车辆或多用途车辆，比如叉车；电网储存器；便携式发电机；以及备用电力供应，例如用在通信应用中。

发明内容

[0008] 本发明的各方面提供：用于控制可再充电电池组的温度的系统；热交换器板；用于可再充电电池组的电池单元模块，该可再充电电池组包括交替系列的相反定向的热交换器板；车辆；控制可再充电电池组中的一个或更多个电池单元的温度的方法；以及由一个或更多个电池单元模块以及两个或更多个热交换器板组装可再充电电池组的方法。

[0009] 根据本发明要求保护的一方面，提供了用于控制用于车辆的可再充电电池组的温度的系统，该电池组包括成排地布置的多个可再充电电化学储存电池单元，每排具有一个或更多个电池单元，并且该系统包括用于具有一个或更多个电池单元的所述排中的每一排的两个热交换器板，其中，每个热交换器板构造成并且设置成允许传热流体在其内部流动，其中，用于所述排中的一排的两个热交换器板中的第一热交换器板构造成并且设置成允许传热流体沿第一大致方向流动，其中，用于所述一排的两个热交换器板中的第二热交换器板构造成并且设置成允许传热流体沿第二大致方向流动，并且其中，第一大致方向和第二大致方向彼此基本不同。这样可以提供对于一个或更多个电池单元的有效的温度管理。有利地，横跨一个或更多个电池单元的平均温度可以被管理并且保持在适宜的工作范围内。此外，这可有利地使得温度差(一个或更多个电池单元的最高温度与最低温度之间的差)能够保持在可接受的公差内。

[0010] 可选地，第一大致方向和第二大致方向可以大致成对角线并且可以彼此大致相反。双向冷却剂流动和交叉的冷却剂流动路径可以使得排中的电池单元的平均温度能够被更好的管理以控制单元的平均温度。在所述排包含多于一个电池单元的情况下更是如此。

[0011] 可选地，每个热交换器板可包括一个入口和一个出口，并且其中，该入口可布置在比出口更高的高度处。有利地，这使得在一个或更多个电池单元的最热区域中输入最低温度的冷却剂以促进对电池单元的更有效冷却。

[0012] 此外或替代性地，每个热交换器板的入口可以布置在热交换器板的与出口的相反的一侧上。这可以通过以下方式来实现电池单元和热交换器板的紧凑包装：分隔开最上部入口和最下部入口的位置，使得在电池单元模块的每侧上，每个入口通过框架构件与相邻的入口间隔开，并且类似地，每个出口通过框架构件与相邻的出口间隔开。

[0013] 可选地，每个热交换器板可包括两个面，并且其中，在一个面或两个面上形成有一个或更多个物理构造部，用于提供内部导引，以当传热流体在热交换器板中流动时迫使传热流体遵循优选的路径。可选地，热交换器板的内侧表面是不平滑的并且可以引起在热交换器板中流动的传热流体进行翻滚运动，这样可有助于迫使传热流体遵循优选的路径。

[0014] 可选地，位于一个面或两个面上的一个或更多个物理构造部可包括一个或更多个凹痕和/或一个或更多个翅片。

[0015] 可选地，位于热交换器板的一个面或两个面上的一个或更多个物理构造部可包括以大致平行关系设置的一系列翅片。此外，该系列翅片中的每个翅片的起点和终点可以与每个其他翅片的起点和终点以逐渐的并且线性的方式偏移或错开。

[0016] 此外，位于热交换器板的一个面或两个面上的一个或更多个物理构造部还可包括间隔开的两个线性系列的凹痕，并且其中，所述两个系列中的每个凹痕可与翅片的起点或终点大致间隔开并且大致水平地对准。

[0017] 优选地但是可选地，一个或更多个物理构造部可以形成在冷却板的两个面上并且可以分别包括两个线性系列和八个翅片，每系列包括八个凹痕，每个翅片具有大约160mm、320mm或480mm的长度和/或分别间隔离开大约15mm到大约20mm。

[0018] 根据本发明要求保护的另一方面，提供了用于控制用于车辆的可再充电电池组的温度的系统，该电池组包括成排地布置的多个可再充电电化学储存电池单元，每排具有一个或更多个电池单元，并且用于控制可再充电电池组的温度的系统包括用于环绕两个温度控制回路中的每个温度控制回路泵送传热流体的至少一个泵。这有利可以实现对电池单元的温度的精确控制或更可变的控制。

[0019] 可选地，用于控制可再充电电池组的温度的系统可包括至少两个泵，其中，一个泵用于环绕两个温度控制回路中的每个温度控制回路泵送传热流体，而另一个泵用于环绕两个温度控制回路中的第二温度控制回路泵送传热流体。

[0020] 可选地，每个泵可以是能够独立控制的，并且每个泵可联接至控制单元。

[0021] 此外，控制单元可以构造成根据以下方面来控制通过所述泵中的每个泵而泵送的传热流体的流量：测量到的电池单元温度、测量到的电池组上的负载、测量到的充电速度、测量到的传热流体温度以及/或者测量到的环境温度。

[0022] 可选地，系统还可包括用于所述具有一个或更多个电池单元的排中的每一排的两个热交换器板，其中，每个热交换器板可构造成并且设置成允许传热流体在其内部流动，其中，用于所述排中的一排的两个热交换器板中的第一热交换器板可构造成并且设置成允许传热流体沿第一大致方向流动，其中，用于所述排的两个热交换器板中的第二热交换器板可构造成并且设置成允许传热流体沿第二大致方向流动，并且其中，第一大致方向与第二大致方向可选地彼此基本不同，并且该系统可包括传热流体调节器、第一温度控制回路和第二温度控制回路。

[0023] 可选地，第一温度控制回路可构造成使得至少两个泵中的第一泵构造成泵送传热流体离开传热流体调节器、沿着输入路径朝向第一热交换器板的第一入口歧管行进、进入第一热交换器中并且沿第一方向通过第一热交换器板，经由出口歧管离开第一热交换器板，沿着出口路径行进并且返回与传热流体调节器热接触。

[0024] 可选地，第二温度控制回路可构造成使得至少两个泵中的第二泵构造成泵送传热流体离开传热流体调节器、沿着输入路径朝向第二热交换器板的布置在电池组的与第一入口歧管相反的一侧上的第二入口歧管，进入第二热交换器板并且沿第二方向通过第二热交换器板，经由出口歧管离开第二热交换器板，沿着出口路径行进并且返回与传热流体调节器热接触。

[0025] 根据本发明要求保护的又一方面，提供了用于车辆的可再充电电池组，该可再充电电池组包括多个可再充电电化学储存电池单元和根据以上段落中的任意段落所述的用于控制可再充电电池组温度的系统，其中，所述多个可再充电电化学储存电池单元成排地布置，每排具有一个或更多个电池单元。

[0026] 根据本发明要求保护的另一方面，提供了热交换器板，该热交换器板用在根据相关以上段落中的任意段落所述的用于控制可再充电电池组的温度的系统中。

[0027] 根据本发明要求保护的又一方面，提供了控制可再充电电池组的温度的方法，该可再充电电池组包括：成排地布置的多个可再充电电化学储存电池单元，每排具有一个或更多个电池单元；以及用于具有一个或更多个电池单元的所述排中的每一排的两个热交换器板，该方法包括：使传热流体在所述两个热交换器板中的第一热交换器板内部沿第一大致方向流动；以及使得传热流体在所述两个热交换器板中的第二热交换器板内部沿第二大致方向流动，其中，第一大致方向和第二大致方向彼此基本不同。

[0028] 可选地，第一方向从接近第一热交换器板的顶部朝向第一热交换器板的底部大致成对角线，第二方向从接近第二热交换器板的顶部朝向第二热交换器的底部大致成对角线，并且第一大致对角线方向与第二大致对角线方向在第一热交换器板和第二热交换器板的大致中央交叉。

[0029] 根据本发明要求保护的又一方面，提供了控制可再充电电池组的温度的方法，该可再充电电池组包括：成排地布置的多个可再充电电化学储存电池单元，每排具有一个或更多个电池单元；以及用于所述排中的每一排的两个热交换器板，所述方法包括：提供至少一个泵；使用泵来环绕两个温度控制回路中的一个温度控制回路泵送传热流体；以及使用泵来环绕两个温度控制回路中的第二温度控制回路泵送传热流体。

[0030] 可选地，该方法还可包括：提供至少两个泵；使用第一泵来环绕两个温度控制回路中的一个温度控制回路泵送传热流体；以及使用第二泵来环绕两个温度控制回路中的第二温度控制回路泵送传热流体。

[0031] 可选地，该方法可包括独立地控制所述泵中的每个泵以及独立地控制传热流体的流量。

[0032] 在本申请的范围内，可以设想的是在以上段落、权利要求和/或以下描述和附图中阐述的各个方面、实施方式、示例和替代物，特别地是其特征，可独立地或以任何组合使用。例如，结合一个实施方式描述的特征可以在所有实施方式中应用，除非这些特征不相容。

附图说明

[0033] 现在将参照附图仅通过示例的方式对本发明的实施方式进行描述，在附图中：

[0034] 图1为根据本发明的实施方式的包括电池组的车辆的示意性立体图；

[0035] 图2A为根据本发明的实施方式的电池组的示意性立体图；

[0036] 图2B为根据本发明的实施方式的可再充电电化学储存电池单元袋的示意性立体图；

[0037] 图2C为根据本发明的实施方式的冷却系统的示意性图示；

[0038] 图3A为根据本发明的实施方式的用于形成电池组的冷却板的顶部、正面和侧部的立体图；

[0039] 图3B为图3A中所示冷却板的从顶部、背面和侧面观察的立体图；

[0040] 图4为图3A和图3B的冷却板的正面的图示，其中，示出了冷却系统的入口歧管和出口歧管的可选连接和定位；

[0041] 图5A为布置成处于间隔开的、相反的关系的一对板的从顶部及背面观察的视图，在该一对板之间可布置有三个电池单元，例如三个图2B中所示的电池单元；

[0042] 图5B为图5A中所示的一对板的从顶部和正面观察的视图；

[0043] 图6A为根据本发明的实施方式的用于形成电池组的第一模块化框架构件的组件的分解视图；

[0044] 图6B为根据本发明的实施方式的用于形成电池组的第二模块化框架构件的组件的分解视图；

[0045] 图6C为由六个组装好的框架构件(三个图6A的第一模块化框架构件和三个图6B的第二模块化框架构件)形成的电池单元模块的立体图；

[0046] 图6D为电池单元模块的一部分的立体示意图，其中，示出了布置于框架的任一侧的一对冷却板，省略了电池单元及其他部件以便于图示冷却板和可选的冷却系统入口歧管和冷却系统出口歧管；

[0047] 图7A为冷却剂温度的计算机建模的图解表示，冷却剂流动通过邻近包括三个电池单元的排布置的一对冷却板中的一者；

[0048] 图7B为冷却剂的温度的计算机建模的图解表示，冷却剂流动通过邻近包括三个电池单元的排布置的一对冷却板中的另一者；

[0049] 图7C为图7A和图7B中所示冷却板温度的平均温度的图解表示，并且同样是布置在这些冷却板之间的三个电池单元的温度的表示；以及

[0050] 图8为穿过以下模块的横截面的立体示意性图示，该模块包括六个根据本发明的实施方式的组装好的框架构件。

[0051] 为了帮助理解附图以及附图中所示的部件和特征，提供了带有所指特征的简要描述的附图标记的下表：

[0052]

具体实施方式

[0053] 本文公开了本发明的电池组、模块、框架和方法的具体实施方式的详细描述。应理解的是，公开的实施方式仅作为示例的方式，在这些示例中能够实施本发明的一些方面，而不代表本发明可实施全部方式的详细的列表。实际上，应理解的是，本文中描述的电池组、模块、框架以及方法可以呈多种不同形式。附图未必按比例并且一些特征可以被放大或缩小以示出特定部件的细节。众所周知的部件、材料或方法未必非常详细地描述，以避免使本公开内容不清楚。本文中公开的任何具体结构性和功能性的细节不应理解为是限制性的，而仅作为对于权利要求书的基础，并且作为用于教示本领域所属技术人员以各种方式实施本发明的代表性基础。

[0054] 在图1中，示出了车辆10，该车辆10可以可选地是电动车辆(EV)，该电动车辆(EV)具有用于为车辆10的推进提供电力的电池组20。电池组20联接至车辆10的传动系，特别是联接至马达(未示出)，以为马达提供能量。电池组20可以可选地包括两个主电池组。在另一设想的实施方式中，电池组20可包括单个电池组或多于两个的主电池组。在又一设想的实施方式中，车辆10不完全是电动车辆，而是混合动力车辆(HEV)，例如插电式混合动力车辆(PHEV)。在又一设想的实施方式中，车辆10可以不是单独或部分地由电力驱动，而且还可包括可再充电电池组20，用于为除了车辆10的传动系的电动马达以外的电子部件提供电力。设想了电池组20的其他应用，例如，用于便携式动力源的电力储存器；电网；可再生能源发电机；以及备用电源。

[0055] 图2A中示意性地图示了根据本发明的示例性实施方式的可选的电池组20。电池组20可选地包括电池组基部24和电池组盖22。电池组基部24提供了用于支承电池组20的部件的表面，并且电池组盖22提供了防护性屏障以防止或减少例如灰尘、水分和污垢进入电池组20中。基部24和盖22的形状、尺寸、配置和结构可根据包含在其中的电池组20的形状、尺寸、配置和结构而改变。

[0056] 电池组20包括多个密封的可再充电电化学储能电池单元44，图2B中示意性地示出了该多个密封的可再充电电化学储能电池单元的示例。可再充电电化学储能电池单元44在本文中也可被称作电池单元、袋和电池单元袋44。可选地，每个电池单元44可以是Li-ion(锂离子)基的电化学储能电池单元44。在另一设想的实施方式中，可以使用替代性的适当电化学储存电池单元44或其组合。每个电池单元44包括一对端子40a、40b，该一对端子40a、40b可选地设置成当以大致竖直取向布置时从电池单元44向上突出的突出部40a、40b(如例如图2B中所示)。每个电池单元44可以可选地在其每侧上包括电池单元翼部54，该电池单元翼部54可以由铝片形成。根据一个可选实施方式，电池单元44可具有分别为大约160mm的宽度(W)尺寸、大约7mm的深度(D)尺寸和大约227mm的高度(H)尺寸。

[0057] 电池组20还包括温度控制系统100(在图2C中示意性示出)，用于监控及调整包含在电池组20中的电池单元44的温度。期望对电池单元44的温度进行控制以优化电池组20的性能。电池单元44应该被保持处于适宜的温度或处于适宜的温度范围内。可选地，适宜的温度或范围可介于大约32℃至大约37℃，并且优选地但是可选地，适宜的温度可以是大约35℃。该温度控制系统100在本文中也可以被称作冷却系统100，因为通常温度控制系统100将被用于管理电池组20的电池单元44的冷却。然而，应认识到的是在特定情况下，即，非常冷的环境下，可能需要加热电池单元44以达到可选地大约为35℃的适宜温度。

[0058] 除了温度控制(冷却)系统100之外，电池组20可包括另外的部件(未示出)，例如，用于管理、控制和平衡各个电池单元44的充电及放电的电子电路。

[0059] 根据示例性的并图示的非限制性实施方式，温度控制系统(也被称作冷却系统)100包括：控制单元102；一个或更多个泵104a、104b，该一个或更多个泵104a、104b用于使传热流体(本文中也被称作冷却剂)环绕冷却系统100流通；多个第一热交换器(也被称作热交换器板和冷却板)42，其布置在电池组的电池单元模块36内；一个或更多个传热流体调节器
105；管道，该管道用于在环绕温度控制系统100的路径108a、108b、110a、110b中按路线传送传热流体；一个或更多个入口歧管32a；以及一个或更多个出口歧管32b。

[0060] 本发明的方面主要涉及电池单元44的温度控制并且在下述电池组20中具有特别的优势：在该电池组20中，电池单元44成排布置，每排具有多于一个电池单元44。在该结构、以及其他结构中，平的金属板(比如在WO2012/009145A2中公开的)可能不能为电池单元提供充足的冷却并且/或者在使用中不能适应性修改或不能控制。

[0061] 可选地，电池组20可包括成排设置的多于一个的电池单元44，这些排相邻地彼此堆叠以产生成电池单元44的矩阵、排列或系列。这样，在本文中描述的电池组20和/或电池单元模块36(例如，参见图6C)在每排中可以包括多于一个的电池单元44，而不是相邻地堆叠单个电池单元44(如WO2012/009145A2中公开的)。优选地，但可选地，在容纳在框架26中的一排中并排地布置有三个电池单元44(参见图6A和图6B)。每个带框架的排的电池单元44被夹在形成为热交换器板42的一对第一热交换器42之间。在图3A、图3B、图4、图5A、图5B、图6A、图6B、图6D和图8中示出了根据本发明的方面的可选实施方式的热交换器板42。

[0062] 热交换器板42的尺寸(例如其长度和高度)根据在热交换器板42之间的每排中布置的电池单元44的整体尺寸(由单个电池单元44的数量和尺寸决定)而适当地确定。同样地在本发明的其他实施方式中，热交换器板42可具有更短的长度(L)(长度(L)为如图3A中所示的热交换器板42的侧部之间的尺寸)以使得其适于邻近仅包含一个或两个电池单元44的电池单元排布置，或者热交换器板42可具有更长的长度以使得其适于邻近包含多于两个的电池单元44的电池单元排布置，并且/或者可以具有不同的高度以匹配电池单元44的高度Cy，并且/或者可以具有不同的宽度以匹配电池单元44的宽度Cx。

[0063] 在示例性实施方式中，根据本发明的方面的温度控制系统100包括两个泵104a、104b，每个泵可选地能够由一个或更多个控制单元102独立地控制。在图示的实施方式中，各个泵104a、104b联接至一个控制单元102。在本发明的其他设想的实施方式中，每个泵
104a、104b联接至单独的控制单元102。控制单元102构造成使得其可以控制、管理并且适应每个泵104a、104b的频率或速度。从而，通过每个泵104a、104b而流通的传热流体的体积流量能够独立于泵104a、104b中的另一者而进行控制。

[0064] 控制单元102可直接联接至温度传感器38，该温度传感器38联接至电池组20的每个电池单元44。在其他实施方式中，控制单元102间接地联接至温度传感器38并且/或者可以接收关于每个电池单元44的温度的信息。除此以外或替代性地，控制单元102可接收关于包含在电池组20内的电池单元44的平均温度的信息。该信息和其他信息可用于确定加热或冷却所需的速度，换句话说，期望的温度管理程度。根据期望的温度管理程度，控制单元102可以配置成控制或以其他方式管理应该由泵104a、104b实现的传热流体(冷却剂)的流量。在本发明其他设想的实施方式中，泵104a、104b中的一者或两者的速度/频率可以是固定的并且不能被控制单元102改变。在本发明的其他实施方式中，泵104a、104b的速度/频率的控制可以除了电池单元44的温度之外还依据其它因素或依据替代电池单元44的温度的因素。
在其他设想的实施方式中，泵104a、104b中的一者或两者具有固定的频率或转速，并且通过设置可变阀或旁路回路而管理及改变流量。

[0065] 温度控制(冷却)系统100可选地包括两个独立的温度控制(冷却)回路108a/108b、110a/110b。

[0066] 第一温度控制回路108a、110a包括：泵104a；一个或更多个第一热交换器板42；传热流体调节器105；输入路径108a；入口歧管32a；出口歧管34a；以及出口路径110a。传热流体调节器105布置成与传热流体热接触以从传热流体传递热(或替代性地将热传递至传热流体)。从而，传热流体调节器105产生温度受控的传热流体(通常是经冷却的传热流体)的供给，该传热流体由泵104a泵出，沿着输入路径108a并且朝向入口歧管32a行进。从此处，温度受控的传热流体(通常是经冷却的传热流体)流入并且流过一个或更多个第一热交换器板42，以管理邻近热交换器板42的电池单元(多个电池单元)44的温度。为了使电池单元44冷却，热能从电池单元44经由热交换器板42被传递至传热流体。从而，传热流体的温度上升。

[0067] 然后，温度被改变的传热流体(如果热能已经从电池单元44传递至传热流体，则该传热流体通常是更热的)从一个或更多个热交换器板42经由出口歧管34a(在图2C中不可见)泵出，沿着出口路径110a行进，并且返回与传热流体调节器105热接触。当返回至传热流体调节器105时，传热流体的温度可被调节并且因此被管理。通常，来自传热流体的热能可以被传递至传热流体调节器105。然后，传热流体就准备好在其通过第一温度控制回路108a、110a流通时管理电池单元44的温度。

[0068] 类似地，第二温度控制回路108b、110b包括：泵104b；两个或更多个第一热交换器板42；传热流体调节器105；输入路径108b；入口歧管32b；出口歧管34b；以及出口路径110b。传热流体调节器105布置成与传热流体热接触以从传热流体传递热能(或可选地将热能传递至传热流体)。从而，传热流体调剂器105产生温度受控的传热流体(通常为经冷却的传热流体)的供应，该传热流体由泵104b泵出，沿着输入路径108b并且朝向入口歧管32b行进。从此处，温度受控的传热流体(通常经冷却的传热流体)流入并且流过一个或更多个热交换器板42，以管理邻近热交换器板42的电池单元(多个电池单元)44的温度。为了使电池单元44冷却，热能从电池单元44经由热交换器板42传递至传热流体。因此，传热流体的温度上升。

[0069] 然后，温度被改变的传热流体(由于热能已经从电池单元44传递至传热流体以冷却电池单元44，则传热流体通常是更热的)从一个或更多个热交换器板42经由出口歧管34b泵出，沿着出口路径110b行进，并且返回与传热流体调节器105热接触。当返回至传热流体调节器105时，传热流体的温度可以被管理，以准备好在其通过第一温度控制回路108b、110b流通时管理电池单元44的温度。

[0070] 在图示的实施方式中，传热流体调节器105联接至车辆10的空气调节单元。该空气调节单元包括压缩机以提高制冷剂的压力并且使得制冷剂释放热能从而冷却制冷剂。温度管理系统100的传热流体被泵送成与来自空气调节单元的经冷却的空气和/或经冷却的制冷剂热接触，以将热从传热流体传递至车辆10的空气调节单元的冷空气和/或制冷剂。因此，传热流体调节器105构造成仅冷却传热流体。

[0071] 在其他设想的实施方式中，传热流体控制器105包括加热器和/或多于一个热交换器。可选地，在其他设想到的实施方式中，传热流体调节器105联接至控制单元，该控制单元可以通过传热流体调节器105确定传热流体的冷却(或加热)速度。可使用其他适当的机构来控制在第二热交换器105处的传热流体的温度。

[0072] 设置两个回路使得能够在电池单元模块36的两侧上同时输送温度受控的(可选地，经冷却的)传热流体。这可提供对布置在电池组20的电池单元模块36内的电池单元44的高效温度控制以及增强的控制。

[0073] 控制单元102构造成控制传热流体环绕第一温度控制回路和第二温度控制回路的流量，以可选地调整冷却速度、冷却效率并且/或者以达到特定的适宜的电池单元44温度。可选地，至少两个泵中的每个泵的流量根据以下任一者或其组合来进行控制：测量到的电池单元温度；测量到的电池组上的载荷；测量到的电池单元的(最大、最小和/或平均)充电速度；测量到的(最大、最小和/或平均)传热流体温度；和/或测量到的(最大、最小和/或平均)环境温度。

[0074] 在其他设想的实施方式中，第一温度控制回路和第二温度控制回路两者由单个泵驱动，并且在电池单元模块36的任一侧上使用适当的管道用于传热流体经过。

[0075] 参照图3A和图3B，其中，图示了热交换器板/冷却板42。在图3A中，冷却板42的正面63在最外侧，而在图3B中，冷却板42的背面65示出为在最外侧。冷却板42可由两个金属片构成。金属片可以例如通过冲压而形成。金属片可由单一金属例如铝构成，或由多于一种金属材料的组合构成。两个面63、65可选地钎焊在一起。在冷却板42的两个面之间产生有腔。冷却板42可为大约620mm乘大约157mm。

[0076] 可选地，在冷却板42的上部、冷却板42的当从如图3A中的正面63观察时的左手侧上设置有入口50a。可选地，在冷却板42的下部、冷却板42的当从如图3A中的正面63观察时的右手侧上设置有出口52a。在相反的取向中，如图3B中所示，可选地，在冷却板的上部、冷却板的右手侧上(当从如图3B中的背面65观察时)设置有入口50b。可选地，在冷却板的下部、冷却板的左手侧上(当从如图3B中的背面65观察时)设置出口52b。

[0077] 由此，传热流体(例如乙二醇基的传热流体)可以经由入口50a或50b输入至冷却板42中的腔中并且可以流过该腔，在腔中，由于该传热流体与金属的热交换器板42——该金属的热交换器板42与电池单元44热接触——热接触，因此在电池单元44与传热流体之间能够发生热交换。换句话说，冷却剂可以被电池单元44加热(冷却)，虽然是间接地。由于冷却剂将热能从电池单元44传递出去(或在加热应用中将热能传递至电池单元44)，电池单元44的温度下降(或上升)。冷却剂经由出口52a或52b从冷却板42流出。

[0078] 电池单元44的化学性能和/或电池单元44的竖直取向可能导致横跨电池单元袋44的不均匀的热分布。因此可选地，冷却板42使冷却剂在最接近电池单元44的通常具有最高温度的区域的位置处进入(此时冷却剂处于其较低温度)。在一个实施方式中，电池单元44在其顶部近处通常具有更高温度，并且因此在本发明的一个实施方式中，冷却板42的入口50a、50b位于冷却板42的顶部处。可选地，入口50a、50b和出口52a、52b定位在冷却板42的边缘处，使得冷却板42平的且宽度最窄部分可以被布置在电池单元44之间以便于电池单元44的有效且紧凑的包装。在其他实施方式中，入口50a、50b可以以替代的方式定位并且/或者可以设置有多于一个入口。可选地，冷却板42构造成使得冷却剂靠近下述位置离开冷却板
42(此时冷却剂处于其已经从电池单元44获得热的最高温度)：在该位置中，电池单元44通常具有最低温度。

[0079] 在图3A中，冷却板42内的制冷剂的当从正面63观察时的大致流动方向由线F2示出。类似地，在图3B中，冷却板42内的制冷剂的当从背面65观察时的大致流动方向由线F1示出。第一大致流动方向F2与第二大致流动方向F1彼此不同。可选地，第一大致流动方向F2和第二大致流动方向F1是大致对角的并且指向相反。为了控制不同类型的电池单元(44)和/或不同地布置的电池单元和/或不同地包装的电池单元，大致流动方向F1、F2可以不同地定向以实现适宜的电池单元温度管理。

[0080] 在电池单元44的温度管理中的另一考虑是横跨电池单元(多个电池单元)44的温度差。该温度差为电池单元(多个电池单元)44的最高温度部分与最低温度部分之间的差。可选地，温度差可通过由本公开内容提供的反向流动的传热流体来管理，并且可选地可以保持小于大约10℃。

[0081] 可选地，热交换器板42的面63、65或每个面可以包括一个或更多个物理构造部51a、51b、51c、51d、51e、51f、51g、51h；49a、49b、49c、49d、49e、49f、49g、49h；45a、45b、45c、
45d、45e、45f、45g、45h用于导引传热流体的大致流动路径。这促进或迫使冷却剂/传热流体沿特定的路径或方向流动。该一个或更多个构造部51a、51b、51c、51d、51e、51f、51g、51h；
49a、49b、49c、49d、49e、49f、49g、49h；45a、45b、45c、45d、45e、45f、45g、45h可提供内部导引装置以迫使或促进进入的冷却剂在沿冷却板向下流之前流动横过冷却板的顶部的至少较短的路径。

[0082] 在一个示例性非限制性说明的实施方式中，物理构造部包括一系列的一个或更多个翅片51a、51b、51c、51d、51e、51f、51g、51h。翅片51a、51b、51c、51d、51e、51f、51g、51h物理地形成在冷却板42的正面63上(参见图3A)。此外，可选的一系列的一个或更多个翅片51a、51b、51c、51d、51e、51f、51g、51h物理地形成在冷却板42的背面65上(参见图3A)。当从冷却板42外侧观察时，正面63和背面65上的一个或更多个翅片51a、51b、51c、51d、51e、51f、51g、
51h可以呈现为凹入部。换句话说，当从冷却板42的内侧观察时，一个或更多个翅片51a、
51b、51c、51d、51e、51f、51g、51h为凸起部。可选地，在每个面63、65上设置有包括一系列的八个翅片。可选地，一个或更多个翅片51a、51b、51c、51d、51e、51f、51g、51h彼此大致平行。
可选地，一个或更多个翅片51a、51b、51c、51d、51e、51f、51g、51h大致平行于冷却板42的顶部边缘和底部边缘。可选地，一个或更多个翅片51a、51b、51c、51d、51e、51f、51g、51h的长度大约为480mm±20mm。可选地，翅片之间的间隔介于大约15mm与大约20mm，并且优选地但可选地为大约17mm。可选地，每个翅片51a、51b、51c、51d、51e、51f、51g、51h的起点和终点相对于上方的翅片和/或下方的翅片是错开的。

[0083] 在另一示例性实施方式中，一个或更多个物理构造部可替代性地或额外地包括一个或更多个凹痕49a至49h和45a至45h(当从冷却板42的外侧观察时)。可选地，该一个或更多个可选的凹痕49a至49h和45a至45h设置成与翅片51a、51b、51c、51d、51e、51f、51g、51h对准。相对于凹痕49a至49h和45a至45h，每个翅片51a、51b、51c、51d、51e、51f、51g、51h的起点和终点可以是错开的。可选地，在最靠近入口50a、50b处，最顶部翅片51a的起点与最顶部凹痕49a间隔最远。凹痕49b至49h与相邻翅片51a、51b、51c、51d、51e、51f、51g、51h的起点之间的间隔逐渐减小。

[0084] 可选地物理构造部，比如设置在冷却板42的正面63上的翅片51a、51b、51c、51d、51e、51f、51g、51h，相对于设置在背面65上的构造部可以是对称的或非对称的。

[0085] 此外，在相邻的排中设置有多于一个的电池单元44的情况下，与当在排中设置仅一个电池单元44时相比，冷却剂行进更长路径(与电池单元44的宽度X成比例)并且获得更多热能。因此，与冷却剂对最靠近冷却剂入口32a、32b处的电池单元44进行的冷却相比，冷却剂对距冷却入口32a、32b最远处的电池单元44进行的冷却可能不太有效。因此，根据本发明的另一有益的可选的方面，一排电池单元44的两侧的冷却板42以相反的构型布置。这样，每个电池单元44或者布置在两个冷却板42的正面63之间，或者布置在两个冷却板42的背面65之间。

[0086] 在图5A和图5B中(还参见图6C)，示出了一对冷却板42。图5A、图5B和图6C中的冷却板42布置成使其背面65彼此面对。这样，在冷却板42之间存在间隙，该间隙可容置可选地包括三个电池单元44的一排，使每个电池单元44的每侧最靠近冷却板42的背面。两个冷却板42中的冷却剂以相反方向F1和F2流动。这可以描述为双向冷却或冷却流体路径交叉。布置在冷却板42之间的三个电池单元44的温度可以通过本发明的冷却系统100而被更周密地管理。

[0087] 在冷却系统100的用于电池组20——其呈每排具有三个电池单元44的构型——的优选但可选的应用中，每对热交换器板42需要控制三个电池单元44的温度。因此，置于冷却系统100上的载荷是置于现有技术的冷却系统(例如WO2012/009145A2中公开的冷却系统)上的载荷的三倍大。本发明的实施方式的用于控制温度的系统100通过以下方式来管理这些增大的载荷：导引冷却剂以大致成对角线且大致相反的方式流过包括三个电池单元的排的每一侧。由此，冷却剂在包括三个电池单元的排的顶部左侧和顶部右侧处输入(与排中的电池单元的相反表面相邻)，略微横过每个热交换器的上部流动，之后向下流动且行进经过最中央的电池单元，然后分别从包括三个电池单元44的排的底部右侧和底部左侧流出。

[0088] 已经使用计算机模型来图形化地表示在示例性应用(比如图5A、图5B和图6C中所示的应用)中横跨一对热交换器板42中的每个热交换器板42的温度分布。在图7A中，示出了第一热交换器板42(对应于图5B中的定位在最前侧的热交换器板)的温度分布。流动方向大致如图5B中的F2所示。图7A的图形化表示对应于在图5A中定位在最后侧的热交换器42中流动的传热流体。通过温度图在某种程度上图示了传热流体/冷却剂的流动路径。冷却剂在入口50a处输入时是最冷的，并且该冷却剂通过一个或更多个物理构造部被导引横过冷却板42并且沿着冷却板42向下。由于热从电池单元44传递至冷却剂，因此当冷却剂横过冷却板
42并且朝向出口52a向下移动时，冷却剂的温度升高。

[0089] 现在参照图7B，示出了第二热交换器板42(对应于定位在图5A中最前侧的热交换器板)的温度分布。所示出的温度图为定位在图5A中最前侧的并且具有大致如F1所示的流动方向的热交换器板42的温度图。在某种程度上，也示出了传热流体/冷却剂的流动路径。在所示出的示例中，冷却剂当在入口50b处输入时是最冷的(如由较浅的阴影所示出的)并且该冷却剂通过一个或更多个物理构造部被导引横过冷却板42并且沿冷却板42向下。由于冷却剂从电池单元44获取热，因此当冷却剂进一步沿冷却板42向下且横过冷却板42并且朝向出口52b移动时该冷却剂的温度升高(如通过较浅的阴影示出)。

[0090] 考虑图7A和图7B中的两个冷却板的平均温度，示出了在冷却板42之间成排地定位的三个电池单元44的整体效果。这在图7C中示出。由于双向流动以及通过物理构造部促进的流动路径，因此横跨三个电池单元的平均温度受到良好的管理，使得三个电池单元44的大部分区域保持大致处于对于电池单元而言适宜的工作温度；高温度区域非常少；以及可选地温度差小于大约10℃。

[0091] 可以看出，认为对于定位在中央的电池单元44——换句话说，定位距冷却剂入口50a、50b最远处的电池单元——的冷却效果最差。在其他实施方式中，一个或更多个冷却剂入口可以不同地定位以不同地控制和管理电池单元44的温度。然而，最中央的电池单元44的温度被控制得远远优于没有本发明的温度控制系统100的情况，并且最中央的电池单元
44可以保持在适于电池组20的性能的工作温度范围内。此外，通过使用温度较低的冷却剂和较快的流量，最中央的电池单元的温度可以被控制至除了图7C的示例性图示中所示温度之外的其他温度。

[0092] 应理解的是图7A、图7B、图7C的图形化表示出于说明本发明的许多有益方面的中的一个方面的目的，并且有助于读者理解本发明。该图形化表示未必指示由申请人、其权利继承人或其各个子公司和/或附属公司中的任一者当前或将来销售的任何产品的性能、特征或任何其他品质。为了避免所有疑义，图7A、图7B和图7C的示意性图示为建模的示例并且不认为与由申请人、其权利继承人或其各个子公司和/或附属公司中的任一者当前或将来销售的任何产品的规格有任何关联。

[0093] 可选地，根据另一设想的实施方式的用于冷却电池组20的系统100用于控制以下电池组的温度：该电池组包括具有多于三个电池单元44的排的电池单元模块。在该结构中，可以增大冷却剂的流量并且/或者降低冷却剂的冷却的温度并且/或者改变冷却剂的类型以确保对所有电池单元44的充分冷却并且/或者提高热交换器板42的能力以允许更大体积的传热流体进行流通。

[0094] 冷却板42——其允许冷却剂以受控的流量在每个电池单元的两侧流通，并且通过传热流体调节器105而被冷却——可以比金属块或实心金属片提供对电池单元44的改进的且更有效的冷却。靠近电池单元44的最热部分的冷却剂入口进一步可提高冷却系统100的效益。使冷却剂能够以不同的(可选地相反的)方向横跨每排中的该电池单元44或每个电池单元44流动可进一步提高冷却系统100在冷却单个电池单元的温度方面的效率和/或效益。在冷却板42内部引导冷却剂流动所采取的路径以使得冷却剂更大程度上在遵循横跨电池单元44的热分布的方向上行进，可进一步有利地影响冷却系统100的效率和效益。

[0095] 根据本发明的实施方式的另一可选的方面，一个或更多个电池单元44可与其他部件(比如冷却板42)一起附接于框架26以形成第一模块化框架构件92a(也称作‘A’框架)和第二模块化框架构件92b(也称作‘B’框架)，如分别在分解视图6A和6B中示意性示出的那样。第一模块化框架构件92a和第二模块化框架构件92b可选地与另外的部件(如以下描述的)以堆叠的交替布置附接在一起，以形成电池单元模块36，比如图6C中所示的电池单元模块，其中，包括一个或更多个电池单元44的每一排布置在冷却系统100的一对冷却板42之间，使得电池单元袋44的每侧与冷却板的面63、65热接触并且因此与流动的冷却剂热接触。

[0096] 图6A和图6B中图示了根据本发明的实施方式的可选的、示例性而非限制性的框架26。

[0097] 框架26是有益的，因为框架26可选地允许多于一个的电池单元44在多于一个的电池单元44的排的宽度上彼此紧挨着布置，使得电池单元44可以密集地包装在一起并且允许热交换器板42紧挨着一排电池单元44而简单地组装。多于一个的电池单元44一旦组装在框架26中，则与另外的没有框架26的情况相比，可以被更容易地搬运以用于矩阵电池组20的组装。在一个可选的实施方式中，框架26构造成并且设置成容纳并排的三个电池单元，这在图6A和图6B中所示。在形成电池组20的过程中，多个框架26——其各自可选地包括多于一个的电池单元44——和与其相邻的冷却板42的组装在一起(如以下描述的)以形成紧凑的电池组20结构。

[0098] 在阅读电池单元模块36、电池组20和冷却板42的以上描述后，将理解本发明的用于冷却电池组20的系统100可以应用于其他不同的电池组20结构，并且，本文中所示并且描述的用于冷却电池组的系统100被用于具体说明的电池组20的应用并不以任何方式将本发明的冷却系统100及其零部件局限于所说明的应用。

[0099] 现在参照电池单元模块36，每个电池单元模块36可选地包括交替排序的第一模块化框架构件92a和第二模块化框架构件92b；另外的冷却板(图6A至图6D中未示出)；以及一对端部板30(在图6A至图6D中仅示出一个)。第一模块化框架构件92a和第二模块化框架92b中的每一者包括(未必按下述顺序)：框架26；冷却板42；一个或更多个可再充电电池单元44(在该示例中为三个电池单元44)；一个或更多个泡沫单元(泡沫层)48(在该示例中为三个泡沫单元(泡沫层)，每个泡沫单元大约1.6mm厚)；一个或更多个温度传感器38(在该示例中为三个热敏电阻)；以及一个或更多个泡沫块46(在该示例中，三个泡沫块用于每个电池单元44的每个温度传感器)。图6A和图6B中分别图示了第一模块化框架构件92a和第二模块化框架92b中的每一者的组件。在描述第一模块化框架构件92a和第二模块化框架构件92b的组件之前，将进一步详细描述图6A的示例性并且可选的框架26的结构特征。

[0100] 每个框架26可选地形成第一模块化框架构件92a和第二模块化框架92b中的每一者的结构基础，并且因此提供下述结构：包括冷却板42在内的各种前述部件可以被容置或安装在该结构上。框架26另外还可选地使得能够紧凑地容纳并且/或者容易地组装：冷却板42、每个电池单元的温度传感器38；冷却系统的入口和出口50a、50b、52a、52b；以及泡沫单元(泡沫层)48。此外，框架26可提供用于将电池单元44一起固定或附接在一起形成堆或电池单元模块36的装置，使得电池单元44可以被紧凑地、有效地并且牢固地堆叠在一起形成致密构型。为了实现这些功能，框架26设置有许多特征，这些特征中的任意或全部特征可独立于其他特征中的任意特征使用。换句话说，所示出的框架26的特征未必在结构和功能上彼此相关，除非以其他方式明确地阐明。然而，应意识到的是，特征——在设置有该特征的情况下——一起形成根据优选的但可选的实施方式的框架26。

[0101] 所说明的示例性实施方式的框架26的本体包括通过竖向分隔件划分的三个部段，每个部段用于容纳单独的电池单元44。

[0102] 更详细地参照图6A的示例性的可选的框架26，大致矩形的本体可选地由塑料材料模制成型。

[0103] 此外，再次参照图6A，框架26另外还可选地在每个部段的顶部部段中包括具有适当形状、尺寸和构造的成对孔口，电池单元44的突出端子40a、40b可以穿过这些孔口，使得每个突出端子40a、40b被孔口的边缘支承、并且与同一电池单元44和/或相邻电池单元44——如果设置有的话——的相邻突出端子40a、40b间隔开。此外，孔口和这些孔口的边缘可提供电池单元44的另一机械保持部，以协助将电池单元44固定在框架26内并且使电池单元44能够一致地定位，使得例如温度传感器38(比如热敏电阻)可以可靠地并且准确地联接至电池单元44，该电池单元44将在框架的部段内保持在设定位置处(考虑到制造公差)。

[0104] 顶部部段96可选地还包括具有适当形状、尺寸和构造的孔口66，温度传感器38可插入该孔口66，可选地用于在预定的适宜的温度感测位置处接触电池单元44，以确定及监控电池单元44的温度。

[0105] 可选地，孔口66形成在框架26的顶部部段的大致中央处，使得当先看到框架26正面或先看到其背面(参见图6A和图6B)时，这些特征看起来类似。

[0106] 框架26的底部部段可选地包括一个或更多个构造部或冷却板定位凹口，一个或更多个构造部或冷却板定位凹口以与冷却板42的可选的构造部、定形部、突起或冷却板突出部互补的方式确定尺寸、形状和/或构造(参见图6A和图6B)。冷却板突出部可以定位在冷却板定位凹口中，以便于组装好的第一模块化框架构件92a和组装好的第二模块化框架构件92b的组装；以确保冷却板42的正确定位和对准，并且可选地至少临时地将冷却板42固定至框架26以在第一模块化框架构件92a和第二模块化框架构件92b中的每一者的部件的组装期间辅助将这些部件保持在一起。

[0107] 优选地但可选地，框架26的侧部分别设置有一个或更多个成形的构造部(多个构造部)。这些构造部也可以被称作冷却板入口/出口构造部。当两个框架26紧挨着彼此(并排)放置时，一个框架26的构造部与另一框架26的构造部配合，使得两个框架26的两个构造部一起产生孔口，该孔口具有适当的形状、尺寸和构造以接纳并且支承冷却板42的入口或出口50a、50b；52a、52b。可以制造标准的框架26，标准的框架26能够用于形成具有不同结构的第一模块化框架构件92a和第二模块化框架构件92b，并且/或者用于形成具有位置不同的冷却板42入口或出口50a、50b；52a、52b的第一模块化框架构件92a和第二模块化框架构件92b。其优势在阅读关于如何使用框架26形成第一模块化框架构件92a和第二模块化框架构件92b以及之后如何使用这些第一模块化框架构件92a和第二模块化框架构件92b来形成模块36的下列描述时，可以被更好理解。

[0108] 转至第一模块化框架构件92a的结构，参照图6A，图6A以分解视图示出了第一模块化框架构件92a的主要部件(冷却板42、框架26、三个热敏电阻38；三个电池单元44；三个泡沫块46；以及三个泡沫单元(泡沫层)48)。第一模块化框架构件92a可以可选地通过将部件按顺序一个放置在另一个顶部上来组装，例如，冷却板42可放置在最下部，并且通过冷却板42与框架26之间的相对运动，使冷却板42位于框架26的背面上。电池单元44可从框架26的正面放置在框架26的每个部段中。可选地，可以通过将突出部40a、40b穿入到孔口中、然后推动电池单元翼部54越过侧部和/或分隔部以可选地将电池单元44卡扣配合到位，而每个电池单元44操控至该部段中。然后，热敏电阻38插入每个部段的每个孔口66中，并且布置成与电池单元44接触。然后，泡沫块46可以放置在电池单元44的突出部40a、40b之间并且最终可以将泡沫单元(泡沫层)48放置在每个电池单元44的顶部上。可以将粘接剂或粘接装
置——例如树脂、粘合剂或机械固定装置——放置在框架内并且/或者放置在主要部件之间，并且/或者应用至部分组装好的结构的外侧。粘接剂可以是任意化学的和/或机械的粘接剂。可选地，适当的化学粘接剂可以是树脂，其可选地是例如双组份环氧基树脂(two-part epoxy based resin)，比如 可选地，可以通过加热，可选地通过将组装好
的第一模块化框架构件92a放置在烤箱中，而使组装好的第一模块化框架构件92a的树脂固化。图5A中示意性地示出了完成的并且粘接好的第一模块化框架构件92a。

[0109] 转至第二模块化框架构件92b的结构，参照图6B，图6B以分解视图示出了第二模块化框架92b的主要部件(冷却板42；三个泡沫块46；三个电池单元44；框架26；三个热敏电阻38；以及三个泡沫单元(泡沫层)48)。第二模块化框架构件92b可以可选地通过将部件按顺序一个放置在另一个顶部上来组装，例如，泡沫单元泡沫层(多个层)48可放置在最下部，并且通过泡沫单元48与框架26之间的相对运动，使泡沫单元48位于框架26的背面上。电池单元44可从框架26的正面放置在框架26的每个部段中。可选地，可以通过将突出部40a、40b穿入到孔口中、然后推动电池单元翼部54越过侧部和/或分隔部以可选地将电池单元44卡扣配合到位，而将每个电池单元44操控至该部段中。然后，热敏电阻38插入每个部段的每个孔口66中，并且布置成与电池单元44接触。然后，泡沫块46可以放置在电池单元44的突出部
40a、40b之间，并且最终冷却板42放置在电池单元44的顶部上并且位于框架凹口中。可以将粘接剂或粘接装置——例如树脂、粘合剂或机械固定装置——放置在框架内并且/或者放置在主要部件之间，并且/或者应用至部分组装好的结构的外侧。粘接剂可以是任意化学的和/或机械的粘接剂。可选地，适当的化学粘接剂可以是树脂，其可选地是例如双组份环氧基树脂，比如 可选地，可以通过加热，可选地通过将组装的第二模块化框架构件
92b放置在烤箱中，而使组装好的第二模块化框架构件92b的树脂固化。

[0110] 为了由第一模块化框架构件92a和第二模块化框架构件92b形成电池单元模块36，第一模块化框架构件92a和第二模块化框架构件92b以交替系列堆叠。在一个实施方式中，模块包括三个第一模块化框架构件92a和三个第二模块化框架构件92b、两个端部板和另外的冷却板42。该另外的冷却板42设置成使得每个电池单元44布置在或夹在两个冷却板42之间。以该方式，优化了每个电池单元44的冷却或温度管理。可选地，可以通过将具有充分长度和适当强度的螺栓旋入通过两个或更多个主模块固定孔，来完成电池单元模块36。图6C中示出了电池单元模块36的立体视图并且图8中示出了横截面示意性视图。

[0111] 可以看到，包括三个电池单元44的每个组或排被夹在两个冷却板42之间。冷却系统100的入口歧管和出口歧管32a、32b、34a、34b可被连接至位置错开的一系列的三个入口或三个出口50a、52a；50b、52b。第一模块化框架构件92a和第二模块化框架构件92b形成并且布置成使得其相应的冷却板入口50a、50b和出口52a、52b彼此布置在模块36的相对侧上。换句话说，第一模块化框架构件92a的冷却板42的入口50a布置在电池单元模块36的与第二模块化框架构件92b的冷却板42的入口50b相反的一侧上。如以上描述的，这样允许传热流体在布置在一排电池单元44的两侧上的两个冷却板42中双向流动。

[0112] 例如，参见图6C，其中，可以看到单个入口歧管32a可以横跨分别由三个第一模块化框架构件92a提供的三个冷却板入口50a而被连接。入口歧管32a将入口50a连接至冷却系统100，以通过泵104a而将来自传热流体调节器105(在该传热流体调节器105处,传热流体的温度被控制或调节(通常传热流体将被冷却))的温度受控的传热流体提供至冷却板42中。类似地，第二入口歧管32b布置在电池单元模块36的相反侧上以用于由三个第二模块化框架构件92b提供的三个冷却板入口50b。类似地，第一模块化框架构件92a的三个冷却板42的出口52a通过单个歧管34a连接，以将这些出口52a连接至冷却系统100从而从冷却板42泵出(通常)变暖的冷却剂。类似地，第二模块化框架构件92b的三个冷却板42的出口52b类似地通过单个歧管34b连接。

[0113] 电池单元模块36的结构和布置使得能够在交替的组件中使用相同的框架26和冷却板42，以使得(除了其他方面外)歧管32a、32b、34a、34b能够配装至电池单元模块36。尽管这些部件的尺寸大于框架26的宽度，但由于入口和出口50a、50b、52a、52b的交替位置，因此歧管32a、32b、34a、34b的存在不会使得在框架构件92a、92b之间所需的空间增大,并且电池单元模块36的整体尺寸保持尽可能紧凑。通过形成第一类型的和第二类型的模块化框架构件而交替地形成的冷却板42可以使得冷却板42能够以正面63与正面63配对而背面65与背面65配对的方式而容易地组装。冷却板42的交替形成可以使得电池单元44能够非常紧密地包装，同时为歧管32a、32b、34a、34b和入口/出口50a、50b、52a、52b提供足够的空间。

[0114] 可选地，歧管32a、32b、34a、34b可通过螺钉附接至框架26的侧部。

[0115] 为了完成电池组20，电池单元模块36可与一个或更多个其他电池单元模块36(具有类似或不同的模块化框架数量)堆叠以进一步增加电池单元44的数量并且因此增加电池组20的电力输出。每个电池单元44的端子40a、40b联接至适当的电子电路用于以控制提供至每个电池单元44以及从每个电池单元44获取的电荷。冷却系统100附接至电池单元模块36。电池组20可选地可以被包装并且容置在如图1中所示的车辆10内。

[0116] 可选地并且有益地，框架26可以是充分对称的，使得由单个成型工具产生的框架26适于形成多个框架26，而这些框架26能够用于制成第一模块化框架构件92a和第二模块化框架构件92b，从而可以形成将所有电池单元44都夹在两个冷却板42之间的堆叠的结构。
这样是成本可取的并且高效的设计。然而，在其他实施方式中，可使用两个区别且不同的框架来形成第一模块化框架结构92a和第二模块化框架结构92b。

[0117] 应了解的是，可以在本发明的范围内做出多种改变。