带有附接的系统模块的电池组

文档序号:813455 发布日期:2021-03-26 浏览:38次 >En<

阅读说明:本技术 带有附接的系统模块的电池组 (Battery pack with attached system module ) 是由 H·巴拉拉姆 N·J·博尼 汪澎川 于 2020-07-27 设计创作,主要内容包括:本公开涉及带有附接的系统模块的电池组。根据本技术的实施方案的电池系统可包括电池。电池可包括能够沿着电池的第一表面触及的第一电极端子和第二电极端子。系统可包括与电池电耦接的模块。模块可包括电路板,该电路板通过第一表面和与第一表面相对的第二表面来表征。模块可包括从电路板的第一表面朝向电池延伸的模具。模块可包括将模块与第一电极端子电耦接的第一导电接片。模块可包括将模块与第二电极端子电耦接的第二导电接片。第二导电接片可基本上平行于电路板的第一表面延伸跨过模具。(The present disclosure relates to a battery pack with attached system modules. A battery system according to embodiments of the present technology may include a battery. The battery may include a first electrode terminal and a second electrode terminal accessible along a first surface of the battery. The system may include a module electrically coupled to the battery. The module may include a circuit board characterized by a first surface and a second surface opposite the first surface. The module may include a mold extending from the first surface of the circuit board toward the battery. The module may include a first conductive tab electrically coupling the module with the first electrode terminal. The module may include a second conductive tab electrically coupling the module with the second electrode terminal. The second conductive tab may extend across the die substantially parallel to the first surface of the circuit board.)

带有附接的系统模块的电池组

相关申请的交叉应用

本申请要求于2019年9月25日提交的美国非临时专利申请16/582,461的权益,其内容以引用方式全部并入本文。

技术领域

本技术涉及电池系统。更具体地讲,本技术涉及结合有带有电池的模块的电池部件配置。

背景技术

电池用于许多设备中。由于容纳电池的设备尺寸减小,电池单元和相关系统材料的可用空间可限制放置选项。

发明内容

根据本技术的实施方案的电池系统可包括电池。电池可包括能够沿着电池的第一表面触及的第一电极端子和第二电极端子。系统可包括与电池电耦接的模块。模块可包括电路板,该电路板通过第一表面和与第一表面相对的第二表面来表征。模块可包括从电路板的第一表面朝向电池延伸的模具。模块可包括将模块与第一电极端子电耦接的第一导电接片。模块可包括将模块与第二电极端子电耦接的第二导电接片。第二导电接片可基本上平行于电路板的第一表面延伸跨过模具。

在一些实施方案中,电池可包括靠近电池的第一表面的侧向边缘定位的端口。第二导电接片可在模具和端口之间延伸。系统可包括第一粘合剂,该第一粘合剂靠近端口定位在第二导电接片和模具之间。第一导电接片可延伸超过模块的第一侧向边缘。第二导电接片可延伸超过模块的与模块的第一侧向边缘相对的第二侧向边缘。第一导电接片和第二导电接片可从模块的第二表面延伸。第二导电接片可以围绕模块的第二侧向边缘延伸,并且朝向第二电极端子缠绕在模具上。第一电极端子可朝向电路板的第一表面延伸出电池的第一表面。第一导电接片可延伸经过电路板的第二表面的平面以与第一电极端子耦接。电子设备可从电路板的第一表面朝向电池延伸。电路板可基本上平行于电池的第一表面延伸到靠近第一电极端子的位置。系统可包括延伸跨过模块的粘合剂。粘合剂的第一端部和粘合剂的第二端部可与电池耦接。粘合剂可包括沿着粘合剂的一部分的绝缘体,并且其中绝缘体从粘合剂的第一端部延伸跨过第一电极端子。系统可包括柔性耦接件,该柔性耦接件从模块延伸并且包括在柔性耦接件的远侧端部处的板对板连接器。

本技术的一些实施方案可涵盖电池系统。系统可包括电池,该电池通过第一表面、第二表面和第三表面来表征。第二表面和第三表面可基本上彼此平行。电池的第一表面可在第二表面和第三表面之间延伸。第一表面可包括第一电极端子和第二电极端子。系统可包括模块,该模块与电池的第一表面耦接并包括电路板,该电路板通过第一表面和与第一表面相对的第二表面来表征。模块可包括从电路板的第一表面朝向电池延伸的模具。模块可包括从电路板的第二表面延伸到第一电极端子的第一导电接片。模块可包括从电路板的第二表面延伸到第二电极端子的第二导电接片。模块可包括柔性耦接件,该柔性耦接件从电路板的第二表面延伸。

在一些实施方案中,模具可平行于电池的第一表面侧向延伸。电池的第一电极端子可从电池的第一表面延伸。模具可保持在电池的第一电极端子和电池的侧向边缘之间。第二导电接片可以围绕模块的侧向边缘延伸,并且朝向第二电极端子缠绕在模具上。第二导电接片可通过第一粘合剂与模具耦接。第二导电接片可通过第二粘合剂与电池耦接。电池的第二表面可包括凸缘,该凸缘延伸出电池的第一表面与电池的第二表面的交叉点。模块的电路板可在凸缘和电池的第三表面之间基本上平行于电池的第一表面延伸。模块可延伸跨过电池的第二电极端子。电路板可包括能够在电路板的第二表面上触及的测试点。柔性耦接件可包括在柔性耦接件的远侧端部处的连接器。柔性耦接件可在柔性耦接件的近侧端部处与电路板的第二表面耦接。

本技术的一些实施方案可涵盖电池系统。系统可包括电池。电池可包括能够沿着电池的第一表面触及的第一电极端子、第二电极端子和端口。系统可包括与电池电耦接的模块。模块可包括朝向电池延伸的模具。模具可延伸跨过第二电极端子以及第一电极端子与电池的侧向边缘之间的端口。模块可包括将模块与第一电极端子电耦接的第一导电接片。模块可包括将模块与第二电极端子电耦接的第二导电接片。第二导电接片可从模块的与模具相对的表面延伸。第二导电接片可围绕模块的侧向边缘延伸跨过模具并且在模具与电池之间延伸。系统可包括柔性耦接件,该柔性耦接件从模块的与模具相对的表面从模块延伸。系统可包括定位在模具和第二导电接片之间的粘合剂。

此类技术可以提供优于常规技术的诸多优势。例如,本系统可提供带有电池的电池系统部件的紧凑定位。另外,电池系统部件可被定位成容纳电池的限定体积和几何形状。这些和其他实施方案,以及其许多优点和特征,结合以下描述和附图以更详细地描述。

附图说明

可通过参考说明书和附图的其余部分来实现所公开的实施方案的特点和优点的进一步理解。

图1示出了根据本技术的一些实施方案的电池单元的示意性横截面图。

图2示出了根据本技术的一些实施方案的电池系统的示意性平面图。

图3示出了根据本技术的一些实施方案的电池系统的示意性正视图。

图4示出了根据本技术的一些实施方案的电池系统的示意性横截面、局部顶视图。

图5示出了根据本技术的一些实施方案的电池系统的示意性局部侧视图。

图6示出了根据本技术的一些实施方案的包括导电接片的模块的示意图。

这些附图中的几个附图作为示意图包含在内。应当理解,附图仅用于例示性目的,并且除非具体表明按比例或比率,否则不应被视为按比例或比率。另外,作为示意图,提供附图以帮助理解,并且可不包括与实际表示相比的所有方面或信息,并且可包括用于示例性目的的放大材料。

在附图中,类似的部件或特征部可以具有相同数字的参考标号。此外,相同类型的各种部件可以通过在参考标号后用在相似部件和/或特征部之间区分的字母来区分。如果在说明书中仅使用第一数字参考标号,则该描述适用于具有相同第一数字参考标号的任何一个类似部件和/或特征部,而与字母后缀无关。

具体实施方式

电池、电池单元和更一般的储能设备用于不同系统的主机中。在许多设备中,电池单元可在设计时考虑到特性的平衡。例如,包括较大的电池可提供增加的充电之间的使用,然而,较大的电池可能需要较大的外壳,或者设备内的空间增加。随着设备设计和配置改变,尤其是为了减小设备大小,用于附加电池系统部件的可用空间可能受到限制。这些约束可包括可用体积以及此类体积的几何形状的限制。常规设备往往被限制为更大的形状因数以容纳足够的电池以及相关联的电池系统部件。然而,本技术可通过提供一种配置来克服这些问题,通过该配置,电池控制系统部件可以一种或多种方式被限制为容纳电池或电池系统的体积。在示出可在本技术的实施方案中使用的示例性单元之后,本公开将描述具有受控形状因数的电池系统设计,以用于其中可使用电池单元的各种设备中。

虽然说明书的剩余部分将参考锂离子电池,本领域技术人员将容易理解本技术并不限于此。本技术可与任何数量的电池或储能设备一起使用,包括其他可再充电电池类型和一次电池类型以及二次电池或电化学电容器。此外,本技术可应用于在任何数量的技术中使用的电池和储能设备,所述技术可包括但不限于电话和移动设备、手表、眼镜、手镯、脚链和其他可穿戴技术,包括健身设备、手持电子设备、膝上型计算机和其他计算机,以及可能受益于各种所述电池技术的使用的其他设备。

图1示出了根据本技术的实施方案的储能设备或电池单元100的示意性剖视图。电池单元100可以是或包括电池单元,并且可以是耦接在一起以形成电池结构的多个单元中的一个单元。如将容易理解的,这些层未以任何特定比例示出,并且仅旨在示出可结合到储能设备中的一个或多个单元的可能的单元材料层。在一些实施方案中,如图1所示,电池单元100包括第一集流体105和第二集流体110。在实施方案中,一个或两个集流体可包括金属或非金属材料,诸如聚合物或复合物,其可包括导电材料。第一集流体105和第二集流体110可以是实施方案中的不同材料。例如,在一些实施方案中,第一集流体105可以是基于阳极活性材料115的电势而选择的材料,并且可以是或包括铜、不锈钢或任何其他合适的金属以及包括聚合物的非金属材料。第二集流体110可以是基于阴极活性材料120的电势而选择的材料,并且可以是或包括铝、不锈钢或其他合适的金属以及包括聚合物的非金属材料。换句话讲,可基于与使用的阳极活性材料和阴极活性材料的电化学相容性来选择用于第一集流体和第二集流体的材料,并且该材料可以是已知相容的任何材料。

在一些情况下,用于第一集流体和第二集流体的金属或非金属可为相同的或不同的。选择用于阳极活性材料和阴极活性材料的材料可以是可在可再充电电池设计以及原电池设计中操作的任何合适的电池材料。例如,阳极活性材料115可以是硅、石墨、碳、锡合金、锂金属、含锂材料诸如锂钛氧化物(LTO),或可在电池单元中形成阳极的其他合适材料。另外,例如,阴极活性材料120可为含锂材料。在一些实施方案中,含锂材料可以是锂金属氧化物诸如锂钴氧化物、锂锰氧化物、锂镍锰钴氧化物、锂镍钴铝氧化物或钛酸锂,而在其他实施方案中,含锂材料可以是磷酸铁锂或可在电池单元中形成阴极的其他合适材料。

第一集流体和第二集流体以及活性材料可具有任何合适的厚度。隔板125可设置在电极之间,并且可以是聚合物膜或可允许锂离子穿过结构而不是以其他方式导电的材料。在完整的单元配置中,活性材料115和120可另外包括一定量的电解质。电解质可为包含已溶解于一种或多种溶剂中的一种或多种盐化合物的液体。在实施方案中,盐化合物可包括含锂盐化合物,并且可包括一种或多种锂盐,包括例如掺入一种或多种卤素元素诸如氟或氯的锂化合物,以及其他非金属元素诸如磷和包括例如硼的半金属元素。

在一些实施方案中,盐可包括可溶于有机溶剂中的任何含锂材料。与含锂盐一起包含的溶剂可以是有机溶剂,并且可包括一种或多种碳酸酯。例如,溶剂可包括一种或多种碳酸酯,包括碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和氟代碳酸亚乙酯。可包括溶剂的组合,并且可包括例如碳酸亚丙酯和碳酸甲乙酯作为示例性组合。可包括任何其他溶剂,该溶剂可使得能够例如溶解一种或多种含锂盐以及其他电解质组分,或者可提供有用的离子电导率,诸如大于或约5-10mS/cm。

虽然示出为单层的电极材料,但电池单元100可以是任何数量的层。虽然单元可由一层阳极材料和阴极材料中的每一者构成为片材,但这些层也可形成为果冻卷设计或折叠设计、棱柱设计或任何形式,使得电池单元100中可包括任何数量的层。对于包括多个层的实施方案,每个阳极集流体的接片部分可耦接在一起,其可为每个阴极集流体的接片部分。一旦单元已形成,可围绕单元形成小袋、外壳或壳体以在单元结构内包含电解质和其他材料,如将在下文描述的。端子可从壳体延伸以允许用于设备的单元的电耦接,包括阳极端子和阴极端子。耦接件可与可利用电力的负载直接连接,并且在一些实施方案中,电池单元可与控制模块耦接,该控制模块可监测并控制电池单元的充电和放电。图1作为可结合到根据本技术的电池系统中的示例性电池而被包括。然而,应当理解,本技术可涵盖任何数量的电池和电池单元设计和材料,其可类似地包括充电和放电能力。

图2示出了根据本技术的一些实施方案的电池系统200的示意性平面图。如图所示,电池系统200可包括电池单元或电池205以及电池模块210,该电池单元或电池可包括任何数量的电池单元。电池模块210可与电池205电连接以提供多种功能。例如,电池模块210可在充电和放电操作期间监测电池205,并且可确保电池在使用期间不会过度充电或过度耗尽。另外,电池模块210可监测电池205的总体健康状况以确保正常运转。电池模块210可与电池的端子耦接,诸如正极端子和负极端子中的一者或两者,以便提供此功能。

电池模块210还可包括附加电连接器,诸如耦接件,该附加电连接器可允许设备部件通过电池模块210访问电池容量。以这种方式,电池模块210可提供用于从电池205输送电力的直通功能。因此,电池模块210可处于来自电池的恒定负载下。电池205可包括电池单元,该电池单元可类似于上述电池单元100,并且可包括小袋或壳体以保护电池单元不暴露于环境。外壳还可操作以将电解质和其他材料保持在电池单元内。为了通过该外壳触及电池单元,一个或多个端子或引线可延伸穿过外壳。一些常规设计可将电池模块210缠绕到电池205的端子上,这可允许提供附加材料以保护端子和导电部件不与流体接触。但是,由于设备配置继续缩小,电池设计改变,并且制造过程包括具有更小和/或更薄材料的更多小规模操作,这些类型的结合可能变得不太可行或易于造成损坏。本技术允许电池模块210相邻耦接到电池205的端子上,这可在结合在电子设备内时进一步减小总体电池系统包络。

图3示出了根据本技术的一些实施方案的电池系统300的示意性剖视图。电池系统300可包括前述部件中的任一个部件,并且可包括电池305和模块310。电池305可包括如先前在图1中所述的电池单元,并且可包括包括在小袋或封装内的一个或多个单元。例如,在一些实施方案中,电池305可包括刚性外壳,并且可包括导电外壳。在实施方案中,导电外壳可保持在正电势或负电势,并且可保持在负电势,然后可将其作为设备接地来操作,并且被认为类似于中性连接。另外,通过使用刚性外壳而不是柔性小袋,可以减小电池尺寸的制造公差,这可以为内部电池单元提供增加的体积,这可以提供比起常规设计增加的容量。刚性外壳或罐可包括围绕电池305延伸的凸缘306,该凸缘可以是用于外壳的其余部分的封盖壳体,并且可以是或包括无缝或基本上无缝的形式,从而提供可包含一个或多个电池单元和电解质的内部体积。

模块310可监测并管理电池305的操作的各方面,并且在实施方案中可以是功率控制模块。模块310可与电池305的电极端子电耦接,并且可通过连接器315传输电力,该连接器可为任何类型的连接器,诸如板对板连接器。在一些实施方案中,模块310可至少部分地包含在电池305的侧向尺寸内,并且可部分地保持在电池305的宽度内。连接器315可以是耦接件320的一部分,该耦接件可以是从模块310延伸的柔性耦接件。例如,连接器315可位于耦接件320的远侧端部处或附近。耦接件320可部分地延伸超过电池305的侧向尺寸,如图所示,尽管耦接件320可为柔性的,并且当结合在设备内时可能够在特定体积内移动。然而,在一些实施方案中,模块310可部分地或完全地包含在电池305的侧向宽度内。模块310可包括一个或多个部件,该一个或多个部件包括电路板312以及模具314,该模具可包括延伸跨过电路板312的单个模具,以及实施方案中的多个部分,包括与电路板312单独耦接的离散部分,如将在下文进一步解释的。耦接件320可从电路板延伸并以一种或多种方式折叠以将连接器315定位在模块310下方,或者在附加位置中,如可在下文进一步解释的。当然,该位置可相对于电池系统300的取向。

例如,在实施方案中,电池305可具有第一表面307,该第一表面可以是与模块310相邻或面向模块310的表面。电池305可包括凸缘306可从其延伸的第二表面308,并且电池305可包括与第二表面308相对的第三表面309。第一表面307可在第二表面308和/或第三表面309之间延伸并且部分地或基本上垂直于第二表面308和/或第三表面309。所谓“基本上”意指角度可小于或大于完全垂直,这可解释弯曲表面以及加工或制造公差。如前所述,电池305的外壳可包括其上设置封盖的凹罐,并且因此在一些实施方案中,第一表面307和第三表面309可为连续结构的一部分并且可以不具有离散的交叉点。类似地,凸缘306可由从第一表面延伸的材料以及限定第二表面的材料形成,诸如其中第一表面307可在边缘处限定唇缘,作为第二表面的封盖可沿着该边缘耦接。无论如何,在实施方案中,凸缘可与第二表面成直线地延伸。

返回到耦接件320,当折叠时,连接器315可沿着电池305的第一表面307至少部分地定位成与模块310成直线,但是连接器315可至少部分地定位在模块310和第三表面309之间,以及在第二表面和第三表面之间在至少部分地沿着或平行于电池的第一表面307的方向上至少部分地延伸经过第三表面309。耦接件可以是多个柔性耦接件,包括印刷电路板、柔性板或其他电路材料或电缆,其可以允许在各个电路模块或电池与系统板之间的电传输以及通信传输。

耦接件320可根据电子设备配置以多种方式折叠以适当地定位连接器。例如,在所示的一个非限制性实施方案中,耦接件320可在基本上平行于第一表面307的方向上从电路板312朝向电池305的侧向边缘延伸。同样,所谓“基本上”意指部件可并非完全彼此平行,而是可大致在类似方向上延伸,并且在整个本公开中以相同的方式理解。耦接件320可包括多个折叠部,如将在下文进一步详细描述的。耦接件可包括一个或多个弓形节段,该一个或多个弓形节段在朝向或远离电池或模块的部分的平面中延伸耦接件,这可考虑与将系统设置在电子设备内相关的几何形状和配置。应当理解,耦接件320可采用多种形式以根据待连接的部件的位置适当地定位用于耦接的连接器,并且图3仅示出耦接件320配置的一个示例。

可包括粘合剂以抵靠电池305至少部分地保持模块310,如下文将进一步描述的。粘合剂可以是掺入以保持带有电池305的模块310的若干粘合剂中的一种粘合剂,如将在下文更详细地描述的。

图4示出了根据本技术的一些实施方案的电池系统400的示意性横截面、局部顶视图。如图4所示,电池系统400可包括上述电池单元或系统的部件、特性或方面中的一些或全部,尽管一些方面可被调整以示出本技术的另外涵盖的实施方案。例如,该视图中的电池系统400示出了电池305和模块410。示出了电池305和模块410两者的附加方面,包括用于部件的电耦接和/或机械耦接的多个位置。模块410可包括上述模块310的特性的特征中的任一者,但根据本技术的一些实施方案,模块410可被定位成柔性耦接件在单独的方向上延伸,并且模块面向电池。本技术可利用任何数量的模块设计,并且在一些实施方案中可包括系统级封装模块,该系统级封装模块比起其他方案可改善设备尺寸。例如,系统级封装模块可在单个承载衬底或板上结合多个集成电路。与常规设计相比,这可提供紧凑的设备放置和布线。这样的配置可结合模块的待结合到模块的单个侧面上的部件以减小模块占有面积,如下文将进一步解释的。

电池305可包括从电池305延伸并提供到电池单元的电通路的一个或多个端子。另外,端口402可沿着电池305的第一表面307定位。端口402可以是填充端口或到电池305的其他通路,并且在一些实施方案中可以是密封的。端口402可定位在电池305的侧向边缘或电池305的第一表面307附近,诸如靠近或邻近电池305的第四表面404,该第四表面可与电池305的第一表面307的侧向边缘相交或延伸到该侧向边缘中。

第一电极端子405和第二电极端子407可从电池305的第一表面307延伸或能够沿着电池305的第一表面307触及。在一些实施方案中,第一电极端子和第二电极端子中的每一者可从电池305的第一表面307延伸到相同的位置。在一些实施方案中,如图所示,第一电极端子405可从第一表面307向外延伸比第二电极端子407更远。如前所述,在一些实施方案中,电池305的外壳可为导电的并且可处于电极中的一个电极(诸如阳极端子)的电势,但是外壳也可保持处于阴极电势。第二电极端子407可表示保持外壳的电势的电极端子。因此,端子可以是外壳的触点、接片或通路。然而,第一电极端子405可处于外壳和/或第二电极端子407的相反电势,并且可以被保持或与外壳的其余部分电隔离。例如,第一电极端子405可以是阴极端子,但是在其他实施方案中端子也可以保持处于阳极电势。

为了将第一电极端子405与外壳的其余部分隔离,间隔件406可围绕第一电极端子周向延伸穿过电池305的外壳,包括沿着电池305的第一表面307。因此,第一电极端子405可比第二电极端子407延伸得更远。为了限制模块的延伸部以适应该配置,在一些实施方案中,模块410可包括模块的不同导电接片以及侧向空间偏移以适应两个端子的空间偏移。

模块410可在第一电极端子和第二电极端子处与电池305电耦接。如上所述,模块410可包括电路板312以及模具314。电路板312可通过第一表面413和与第一表面相对的第二表面414来表征。模具314可从电路板312的第一表面413朝向电池305延伸,诸如朝向电池305的第一表面307。与电路板和总体模块410类似,模具314可与电池305的第一表面307平行或基本上平行地侧向延伸,并且可与电路板312一起保持在第一电极端子405和电池的侧向边缘(诸如表面404)之间。在一些实施方案中,模块410可延伸跨过端口402以及第二电极端子407。第一触点415和第二触点417可被包括在第二表面414上以将模块与电池305电耦接。在第一触点415与第一电极端子405之间延伸并且将第一触点415与第一电极端子405电耦接的可以是第一导电接片418。在第二触点417与第二电极端子407之间延伸并且将第二触点417与第二电极端子407电耦接的可以是第二导电接片420。这些连接将在下文进一步详细地描述。

在实施方案中,模块410还可包括可延伸跨过电路板312的模具314。在一些实施方案中,如图所示,模具314可沿着第一表面413完全延伸跨过电路板312。例如,模具314可包括与电路板的第一表面413耦接的第一表面423和第二表面424。如上所述,模具314可从电路板312朝向电池305或朝向电池305的第一表面307延伸。电路板312可包括从电路板的第一表面413或第二表面414中的任一者或两者延伸的一个或多个电子设备430或部件,其中一些可由模具314包封。例如,电子设备430a和430b被示出为从电路板312的第一表面413延伸。设备430由模具314包封,这可为电子设备提供保护。下文将进一步描述电路板312的部件的附加方面,诸如用于诊断的可触及方面。

耦接件320还可延伸或与电路板312的第二表面414耦接。耦接件320可在第一导电接片418和第二导电接片420之间的位置中与电路板电耦接。耦接件可在耦接件的近侧端部处与电路板的第二表面连接,并且可以以任何数量的方式延伸到耦接件的远侧端部,连接器315可设置在该远侧端部处。

返回到将模块410与电池305电耦接的导电接片,第一导电接片418可从模块410的第一侧向边缘延伸,并且从电路板312的第二表面414延伸。导电接片可朝向第一电极端子405侧向延伸,并且可与第一电极端子密封、焊接或以其他方式电耦接。如图所示,第一电极端子405可从电池305的第一表面307向外延伸或延伸出电池305的第一表面307超过沿着模具314的第一表面423延伸的平面。第一电极端子405还可延伸到电路板312的第一表面413或朝向电路板312的第一表面413延伸。第一导电接片418可以包括如图所示的凹陷弯曲部或凹凸部,该凹陷弯曲部或凹凸部可以使第一导电接片从与电路板的第二表面成直线的第一平面延伸到与第一平面平行并且与第一电极端子405的外部或耦接表面成直线的第二平面。

在一些实施方案中,第二导电接片420可延伸比第一导电接片418更大的距离。第二导电接片420可从模块410的第二侧向边缘延伸,该第二侧向边缘可与第一导电接片418可从其延伸的第一侧向边缘相对。第二导电接片420也可从电路板312的第二表面414延伸。一旦清除模块410的外部侧向边缘,诸如电池305的近侧表面404,第二导电接片420便可沿着模块410在与电池的第一表面307以及电路板312的第一表面413正交的方向上弯曲。一旦清除模具314的第一表面423,第二导电接片420便可以沿着模块410在基本上平行于电池305的第一表面307的方向上再次弯曲,并且可以从初始延伸方向往回延伸。例如,从导电接片420的从电路板延伸的近侧端部,接片可在第一方向上延伸到模块410的外部边缘,并且沿着面向电池的模块的前表面往回延伸约180°。第二导电接片420可围绕模块的侧向边缘缠绕,如朝向第二电极端子所示。然后,第二导电接片420的远侧端部可以与第二电极端子407焊接、接合或以其他方式电耦接。

如图所示,第二导电接片420可在模块410或模具314与电池的第一表面307之间延伸。第二导电接片420可在模具314和端口402之间延伸。如上所述,可包括多种粘合剂以用于部件保护和定位。尽管可包括任何数量的粘合剂以用于装饰和/或耦接目的,但在本技术的一些实施方案中可包括一些粘合剂。第一粘合剂435可定位在第二导电接片和模具314的第一表面423之间。第一粘合剂435可从模块的第二侧向边缘附近的第一位置(诸如靠近端口402)延伸到模块的第一侧向边缘附近的第二位置(诸如靠近第二导电接片407)。

粘合剂435连同在别处描述的粘合剂中的任一种可以是任何数量的粘合剂,并且在一些实施方案中,可以提供环境保护和/或绝缘连同耦接。虽然在一些实施方案中,粘合剂是防水的,但在其他实施方案中,粘合剂可被配置为仅仅保护部件免受任何环境污染物(包括粉尘、棉绒或其他颗粒)的影响,并且使部件绝缘以防接触。另外,粘合剂可被配置为保持模块410相对于电池305的位置。粘合剂可以是或包括具有施加的粘合剂的聚合物背衬。聚合物可以是提供电阻率、结构回弹力、疏水性或柔性的任何数量的聚合物。例如,在一些实施方案中,可使用聚酰亚胺背衬的胶带,其可提供薄膜带,该薄膜带可为柔性的以适应模块310的形貌,同时限制模块周围的间隙或间隔。虽然描述为胶带,但也可利用附加的粘合剂、密封剂和壳体来向模块410的部件提供类似的保护,并且类似地由本技术涵盖。

例如,粘合剂435可包括与粘合剂的一定量的绝缘,以保护模具314以及第二导电接片420两者。第二粘合剂437也可与第二导电接片420耦接,诸如在第二电极接片的与第一表面相对的第二表面上,第一粘合剂435可利用该第一表面将第二电极接片与模具314耦接。第二粘合剂437可将第二导电接片420与电池305的第一表面307耦接,这可将模块410至少部分地固定到电池305。在一些实施方案中,第二粘合剂437可在端口402和第二电极端子407之间延伸。第三粘合剂439还可将模块410与电池305固定在一起。如图所示,第三粘合剂439可延伸跨过模块410并且在粘合剂的第一端部和第二端部处与电池305耦接。

例如,第三粘合剂439的第一端部可与电池305的第一表面307耦接,但是粘合剂也可围绕电池的边缘延伸并缠绕在第一表面307的边缘周围。第三粘合剂439可延伸跨过模块410,并且第三粘合剂439的第二端部可与电池305的表面404耦接。第三粘合剂439还可包括沿着粘合剂的一部分的一定量的绝缘。例如,在绝缘停止之前,绝缘体可从粘合剂的第一端部延伸到跨过第一导电接片418的位置。绝缘体可延伸跨过粘合剂的与第一导电接片418接触的一部分,并且可完全延伸跨过第一导电接片418,这可进一步保护可处于阴极电势的接片。

转到图5,示出了根据本技术的一些实施方案的电池系统400的示意性局部侧正视图。如图5所示,电池系统400可包括前述电池系统400的部件、特性或方面中的一些或全部。例如,该视图中的电池系统400示出了电池305和模块410。示出了电池305和模块410两者的附加方面,包括柔性耦接件320的一些实施方案的附加方面。

如前所述,电池305可包括从第二表面308向外延伸或向外延伸出第二表面308超过第一表面307的凸缘306。模块410的所示视图可示出电路板312、模具314以及围绕电路板和模块410的模具延伸或缠绕在电路板和模块410的模具周围的第二导电接片420。如图所示,在一些实施方案中,没有耦接件320的模块410可保持在电池305的第二表面308和第三表面309之间,并且可至少部分地驻留在电池305的凸缘306和第三表面309之间。电路板312和模具314可各自基本上平行于电池305的第一表面307延伸,并且可朝向第一表面307至少部分地凹陷超过凸缘306。例如,凸缘306可从第一表面307延伸出经过模具314,并且可延伸到或超过电路板312的第一表面413的平面。凸缘306可完全延伸经过电路板312,或者在一些实施方案中可朝向或超过电路板312的第二表面414至少部分地延伸经过电路板312的第一表面413。通过在电池305的体积或包络内使模块410至少部分地凹陷,电池功率模块可消耗电子设备内的更少空间。

该图还示出了耦接件320的附加配置,该耦接件可在朝向电池305的第三表面309的方向上从电路板312的第二表面414延伸。虽然如前所述本技术涵盖任何数量的耦接几何形状,但在一些实施方案中,柔性耦接件320可如图所示跨过模块410往回弯曲或延伸,并且可延伸到电池305或朝向电池305延伸。在一些实施方案中,耦接件320可延伸经过第一表面307的平面,并且延伸跨过而且可接触电池305的第三表面309。耦接件可往回弯曲越过第一表面307并且可包括一个或多个附加弯曲部,然后到达耦接件320的远侧端部,连接器315可耦接在该远侧端部处。

图6示出了根据本技术的一些实施方案的包括导电接片的模块600的示意图。应当理解,在本技术中可使用任何数量的导电材料或接片几何形状,并且因此模块600的示例并非旨在限制本技术。模块600可包括上述模块310或410的一些或任何部件,并且可包括电路板312。电路板312可包括第一触点602和第二触点604,它们可与电池上的电极端子电耦接,如前所述。第一导电接片418可与第一触点602耦接并从该第一触点延伸,并且第二导电接片420可与第二触点604耦接并从该第二触点延伸。

导电接片可包括各种几何形状,从而提供用于与电池的电极接片耦接的表面。尽管导电接片418和420可为矩形的,但在一些实施方案中,导电接片可通过可被成形用于容纳几乎任何形状的触点或端子的任何数量的几何形状来表征。每个导电接片的第一端部和第二端部可以是或形成焊接片,该焊接片可以提供着陆空间和表面,电极接片可以焊接、粘结到该着陆空间和表面,或者以其他方式粘附到相关联的触点或端子。导电接片还可包括在导电接片的第一端部和第二端部之间的延伸部分。

延伸部分可包括沿着延伸部分的长度的一个或多个凹口、区域、厚度或宽度。延伸部分可被成形或配置为便于导电接片的弯曲、折叠或操纵,以改善焊接片的接触表面位置,以及限制在导电接片上的剪切力或其他力。另外,在实施方案中,导电接片的端部部分可具有不同的形状或大小。例如,尽管触点可具有类似的大小,但在一些实施方案中,电池端子可大于或小于电路板触点。因此,导电接片的第一端部的大小可被设定成容纳电路板的触点,而导电接片的第二端部的大小可被设定成容纳电池的电极端子。因此,本技术可提供任何数量的变型形式以容纳模块和电池两者。

模块600可包括耦接件320,该耦接件可沿着与如前所述的导电接片类似的表面与电路板312耦接。耦接件320可使用表面安装技术与垫605电耦接,这可允许与电路板电耦接。可包括附加温度敏感粘合剂610以进一步耦接和支撑耦接件320。可包括温度敏感粘合剂以确保在与模块耦接期间保持耦接,这可包括相对较高温度过程,这可减少耦接或损坏其他粘合剂,诸如压敏粘合剂。

电路板312的第二表面(导电接片和耦接件320可坐置在该第二表面上)可面向远离模块600所接合的电池暴露,如前所述。这样的暴露可允许触及测试点615或垫,该测试点或垫可提供功率模块、系统或电池的诊断测试。因此,在一些实施方案中,在电路板的第二表面上可以不包括附加的模制件或覆盖物。如前所述,可能够通过外部粘合剂或在外部粘合剂周围触及测试点,或者粘合剂的移除可提供对测试点的触及。

根据本技术的实施方案的电池系统可为与电池相关联的控制模块提供有限的占有面积扩展。因为许多电子设备对于电池具有有限的体积,所以本技术允许更多的这种体积用于电池单元材料,这可增加或保持较小设备中的电池容量。另外,虽然许多电池配置通过不均匀的外部形貌来表征,但是根据本技术的一些实施方案的模块可通过提供适应不均匀电池特性的内部模具和部件配置来保持基本上均匀的外表面。

在先前描述中,为了说明的目的,讨论许多特定细节以便提供对本技术的实施方案的理解。然而,对本领域的技术人员而言显而易见的是,可以在不存在这些具体细节中某些细节,或者具有另外细节的情况下实践某些实施方案。

公开了几个实施方案,本领域的技术人员能够认识到,可使用多种修改,另选结构,和等价物而不背离实施方案的精神。此外,许多公知的过程和元素没有描述以避免不必要地模糊本技术。因此,不应将上述描述视为限制本技术的范围。

如果提供了一系列值,则应当理解,除非上下文另有明确规定,也具体公开了在该范围的上限和下限之间所述下限的单元的最小部分的每个居间值。涵盖了所述范围中的任何所述值或未说明居间值以及所述范围中任何其他所述或居间值之间的任何较窄范围。这些较小范围的上限和下限可独立地包括在所述范围内或被排除在外,并且任何限制,没有一个限制或两者包括在较小范围内的每个范围也涵盖在所述技术范围内,但受所述范围内的任何具体排除的限制。在所述范围包括一个或两个限制范围的情况下,也包括排除那些包括的限制中的一者或两者的范围。如果列表中提供了多个值,则类似地具体公开了涵盖或基于任何这些值的任何范围。

如本文和所附权利要求中所使用,单数形式“一”,“一个”,和“该”包括复数引用除非上下文明确地另有规定。因此,例如,提及“材料”包括多个此类材料,并且提及“单元”包括提及本领域技术人员已知的一个或多个单元及其等同物等等。

另外,词语“包括”,“包含”和“含有”,当用于本说明书和以下权利要求书中时,旨在指定所述特征,整数,部件或操作的存在,但它们不排除存在或添加一个或多个其他特征,整数,部件,操作,行为或分组。

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