本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2009年6月30日、國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮閜ct/us2009/049231，國(guó)家申請(qǐng)?zhí)枮?00980124487.1、發(fā)明名稱(chēng)為“電池組匯流排”的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2008年6月30日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)61/076,948的優(yōu)先權(quán)，該專(zhuān)利在此通過(guò)引用全文并入。

本公開(kāi)內(nèi)容涉及電池組(用作汽車(chē)用、商用、工業(yè)用和海洋用電池組的啟動(dòng)、照明和點(diǎn)火(“sli”)和其他應(yīng)用的鉛酸電池組)。本公開(kāi)內(nèi)容更具體涉及電池組和電池組的內(nèi)部電連接。

背景技術(shù)：

已知提供可以用于sli和其他應(yīng)用的卷繞構(gòu)型(如，螺旋卷繞或膠輥的)中的具有一個(gè)或多個(gè)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(gòu)型。在具有多個(gè)纏繞電池元件的電池組中，電池通過(guò)導(dǎo)電的匯流排(strap)被串聯(lián)連接，這需要相當(dāng)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(shí)現(xiàn)某些有優(yōu)勢(shì)的特征和/或多個(gè)特征的組合。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及一種包括六個(gè)電池組電池的電池組，這六個(gè)電池以2×3的方式且三個(gè)電池位于分隔線的任一側(cè)上，其中電池通過(guò)5個(gè)匯流排被串連地電連接且其中不超過(guò)兩個(gè)匯流排穿過(guò)分隔線。

本發(fā)明還涉及包括第一排的三個(gè)電池組電池和第二排的三個(gè)電池組電池的電池組，其中第一排的電池通過(guò)2個(gè)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(guò)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(gè)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(guò)匯流排串連地電連接。

根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的各種實(shí)施例的這些和其他特征和優(yōu)勢(shì)描述在下面的根據(jù)本發(fā)明的各種裝置、結(jié)構(gòu)和/或方法的各種示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述中或可以從這樣的詳細(xì)描述中明顯看出。

附圖說(shuō)明

參照下面的附圖，將會(huì)詳細(xì)描述根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的系統(tǒng)和方法的各種示例性的實(shí)施例：

圖1是根據(jù)示例性實(shí)施例的包括電池組的交通工具的等軸測(cè)圖；

圖2根據(jù)示例性實(shí)施例的電池組的一部分的分解等軸測(cè)圖；

圖3根據(jù)示例性實(shí)施例的去除了蓋的電池組的等軸測(cè)圖；

圖4是現(xiàn)有技術(shù)的去除了蓋的電池組的俯視圖；

圖5是圖4所示的匯流排鑄焊(cast-onstrap)的俯視圖；

圖6是根據(jù)示例性實(shí)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(yīng)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(duì)理解本發(fā)明不需要的或造成其他細(xì)節(jié)難以設(shè)想的細(xì)節(jié)。當(dāng)然，應(yīng)該理解，本發(fā)明并不一定限于此處所闡釋的具體實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

本公開(kāi)內(nèi)容改善了電池組性能和/或減少了重量和成本。本公開(kāi)內(nèi)容涉及用于使用比常規(guī)的電池組匯流排(strap)減小的總尺寸和電阻的匯流排來(lái)串聯(lián)連接電池組電池的方法和裝置。根據(jù)各種示例性實(shí)施例的匯流排和構(gòu)型提供了比常規(guī)的電池組電池更有效的電路徑和/或使用更少的材料。

現(xiàn)在參考圖1，顯示的交通工具130包括根據(jù)示例性實(shí)施例的電池組100。雖然交通工具130顯示為汽車(chē)，但是根據(jù)各種可選擇的實(shí)施例，交通工具可以包括任意各種類(lèi)型的交通工具，包括摩托車(chē)、公共汽車(chē)、休閑汽車(chē)、船以及類(lèi)似結(jié)構(gòu)等等。根據(jù)示例性的實(shí)施例，交通工具130使用內(nèi)燃機(jī)用于機(jī)車(chē)目的。

圖1顯示的電池組100被配置成提供啟動(dòng)或操作交通工具100和/或各種交通工具系統(tǒng)(如，sli)所需的動(dòng)力的至少一部分。而且，應(yīng)該理解，電池組100可以被用在不涉及交通工具130的各種應(yīng)用中，且所有這樣的應(yīng)用預(yù)期在本公開(kāi)內(nèi)容的范圍內(nèi)。

電池組可以包括任何類(lèi)型的二次電池組(如，可充電的電池組)。根據(jù)示例性的實(shí)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(shí)施例可以是密封的(如，免維護(hù))或未密封的(如，濕式)。

根據(jù)示例性的實(shí)施例，圖2闡釋了電池組100。在各種示例性的實(shí)施例中，電池組100包括蓋102和罩或容器101、一個(gè)或多個(gè)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(shí)施例中，每一個(gè)電池組元件110包括負(fù)極、正極和呈卷繞構(gòu)型(如，螺旋卷繞的或膠輥的)的隔板。電池組電池或元件通過(guò)匯流排106串聯(lián)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(jù)示例性的實(shí)施例，圖3闡釋了去除了蓋的電池組100。在各種實(shí)施例中，電池組100包括設(shè)置在由容器或罩101界定的隔室內(nèi)的若干個(gè)電池元件111-116。本文提供的示例涉及機(jī)動(dòng)車(chē)的應(yīng)用，其中6個(gè)螺旋卷繞的電池用于產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)動(dòng)車(chē)12v電池組。在閱讀此說(shuō)明書(shū)之后，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)感到明顯的是，用于構(gòu)建電池組的電池的尺寸和數(shù)目可以廣泛變化，這取決于期望的最終用途。

在多個(gè)實(shí)施例中，容器101包括由一個(gè)或多個(gè)壁界定的多個(gè)罩或電池容器。雖然附圖通常闡釋了具有6個(gè)電池容器或隔室的容器，但是根據(jù)其他示例性的實(shí)施例，可以設(shè)置不同數(shù)目的電池容器或隔室。雖然附圖通常闡釋了電池容器以對(duì)稱(chēng)方式布置，但是應(yīng)理解，電池容器可以以其他方式(如，偏置或交錯(cuò)方式)被布置。

在多個(gè)實(shí)施例中，每一個(gè)電池容器被配置成在其內(nèi)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(fù)極以及設(shè)置在正極與負(fù)極之間的隔板，諸如吸附性玻璃墊(“agm”)隔板。在多個(gè)實(shí)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(shè)置在電池容器內(nèi)。

根據(jù)示例性的實(shí)施例，每一個(gè)容器或隔室具有通常圓柱形的構(gòu)型。然而，一個(gè)或多個(gè)電池容器可以具有其他構(gòu)型(如，在電池容器的底部或頂部其中一個(gè)具有不同直徑的“錐形”形狀，“沙漏”形狀，等)。一個(gè)或多個(gè)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(gè)實(shí)施例中，容器101還包括底座。根據(jù)一個(gè)示例性的實(shí)施例，底座與容器101整體形成。根據(jù)另一個(gè)示例性的實(shí)施例，底座被單獨(dú)制造并連接到容器。

圖3還顯示了匯流排鑄焊121-125，其包括長(zhǎng)度足以電連接線圈中的每一圈(如，經(jīng)由從線圈向上延伸的接線柱(lug)(未顯示))的細(xì)長(zhǎng)主體部分。圖2也闡釋了將接線柱連接至負(fù)端的匯流排鑄焊。在鑄焊過(guò)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(dāng)鉛冷卻且硬化時(shí)，其粘附到模具上。

在多個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)單獨(dú)的電化學(xué)電池或元件111-116布置在電池組100的電池容器內(nèi)。在多個(gè)實(shí)施例中，元件111-116優(yōu)選地是大體圓柱形的形式。在不同實(shí)施例中，元件111-116和電池容器或隔室布置成兩個(gè)大體平行的列，每列三個(gè)電池。電池元件111-116通過(guò)導(dǎo)電的匯流排或匯流排構(gòu)件121-125被串聯(lián)地電連接。端子通過(guò)端部匯流排126-127被電連接至電池元件111-116。某些通道設(shè)置在電池容器或隔室之間以允許匯流排構(gòu)件121-125被放置在容器頂部之下。

圖4闡釋了現(xiàn)有技術(shù)的6電池電池組200的一部分的實(shí)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(gòu)型每一個(gè)都影響電池組200的成本和/或性能。包括匯流排221-225在內(nèi)的材料的成本是電池組成本的相當(dāng)大的部分。匯流排221-225還對(duì)電池組200的重量有貢獻(xiàn)。匯流排221-225形成內(nèi)部電流流動(dòng)路徑的一部分。總的路徑長(zhǎng)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(zhì)量將是有優(yōu)勢(shì)的。

圖6闡釋了匯流排構(gòu)件121-125、端部匯流排126-127、電池容器和電池元件111-116的一個(gè)示例性構(gòu)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(gòu)件122將第二元件112電連接至第三元件113，第三匯流排構(gòu)件123將第三元件113電連接至第四元件114，第四匯流排構(gòu)件124將第四元件114電連接至第五元件115以及第五匯流排構(gòu)件125將第五元件115電連接至第六元件116。在多個(gè)實(shí)施例中，第一端部匯流排126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(gòu)件121-125和端部匯流排126-127可以用在任意數(shù)目的構(gòu)型中。例如，匯流排構(gòu)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(gòu)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(gè)可選擇的實(shí)施例中，匯流排構(gòu)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(guò)以這些或類(lèi)似的方式來(lái)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(gòu)件的構(gòu)型)使用了比圖4-5所闡釋的電池組(如，匯流排構(gòu)件的構(gòu)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(gòu)件的構(gòu)型)的性能比圖4-5所闡釋的電池組(如，匯流排構(gòu)件的構(gòu)型)的好至少約25％(在低溫冷啟動(dòng)條件下測(cè)得的性能)。

在多個(gè)示例性的實(shí)施例中，正如圖6所闡釋的，包括6個(gè)電池組電池的電池組100對(duì)稱(chēng)地布置成2×3的方式。在這些實(shí)施例中，電池組可以被認(rèn)為包括兩部分，每一個(gè)部分包括三個(gè)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(gè)示例性的實(shí)施例中，5個(gè)匯流排構(gòu)件121-125中不超過(guò)2個(gè)穿過(guò)分隔線105。例如，在圖6的實(shí)施例中，第二匯流排構(gòu)件122和第五匯流排構(gòu)件125穿過(guò)分隔線105，但第一匯流排構(gòu)件121、第三匯流排構(gòu)件123或第四匯流排構(gòu)件124不穿過(guò)。在其他示例性的實(shí)施例中，諸如上面描述的那些，穿過(guò)或不穿過(guò)分隔線105的匯流排可以是不同的，但根據(jù)各種示例性的實(shí)施例，不超過(guò)兩個(gè)匯流排穿過(guò)分隔線105。

在具有呈2×3方式的六個(gè)電池的各種示例性的實(shí)施例中，諸如圖6的實(shí)施例，每一個(gè)電池組電池元件直接相鄰兩個(gè)或三個(gè)其他電池元件且對(duì)角線相鄰一個(gè)或兩個(gè)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(duì)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(duì)角線相鄰第三電池元件113和第五電池元件115；等)。在多個(gè)示例性的實(shí)施例中，存在五個(gè)電池組匯流排，且其中四個(gè)電池組匯流排與直接相鄰的電池元件電連接且一個(gè)電池組匯流排與對(duì)角線相鄰的電池元件電連接。例如，在圖6的實(shí)施例中，第二匯流排構(gòu)件122電連接對(duì)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(shí)施例中，除第二匯流排構(gòu)件112之外的匯流排構(gòu)件可以用于電連接對(duì)角線相鄰的電池構(gòu)件。

在多個(gè)示例性的實(shí)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(gè)示例性的實(shí)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(gè)示例性的實(shí)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(qū)域內(nèi)。

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(lǐng)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(fù)合(如，玻璃增強(qiáng)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(duì)由設(shè)置在容器的電池內(nèi)的酸(如，硫酸)造成的降解具有相對(duì)的抵抗性。端子接線柱、側(cè)部端子和連接構(gòu)件可以由一種或多種導(dǎo)電材料(如，鉛或含鉛的材料)制成。

匯流排構(gòu)件121-125和端部匯流排126-127可以由一種或多種導(dǎo)電材料(如，鉛或含鉛的材料)制成。

在多個(gè)實(shí)施例中，容器101包括構(gòu)建成連接(如，熱密封)至蓋102的一個(gè)或多個(gè)唇緣和/或凸緣。蓋102包括電連接或傳導(dǎo)連接(燃熔(postburned))至端部匯流排126和/或127的一個(gè)或多個(gè)端子103和/或104。

為了運(yùn)輸和/或處理的目的，容器101還可以包括位于容器每一個(gè)端部的上部部分上的一個(gè)或多個(gè)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(duì)蓋102與容器101之間的密封產(chǎn)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(gè)端部或兩個(gè)端部的下部部分上的一個(gè)或多個(gè)底腳。此外，可以設(shè)置適配器系統(tǒng)以抬高電池組并改善裝配。

正如本文中使用的，術(shù)語(yǔ)“近似(approximately)”、“約(about)”“大體(substantially)”和類(lèi)似的術(shù)語(yǔ)預(yù)期具有與本公開(kāi)內(nèi)容的主題有關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通用的且認(rèn)可的用法一致的寬泛的意義。閱讀此公開(kāi)內(nèi)容的本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些術(shù)語(yǔ)預(yù)期允許所描述的和所要求保護(hù)的某些特征的描述不會(huì)將這些特征的范圍限制到所提供的準(zhǔn)確的數(shù)值范圍。因此，這些術(shù)語(yǔ)應(yīng)該被解釋為表明所描述的和所要求保護(hù)的主題的非實(shí)質(zhì)性的或不重要的修改和變化被認(rèn)為在正如所附權(quán)利要求引述的本發(fā)明的范圍內(nèi)。

應(yīng)注意，在此說(shuō)明書(shū)中提及相對(duì)位置(如，“頂部”和“底部”)僅僅用于確認(rèn)不同的元件，正如它們?cè)诟綀D中定位的那樣。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，具體部件的方位可以根據(jù)它們所使用的應(yīng)用廣泛地變化。

為了本公開(kāi)內(nèi)容的目的，術(shù)語(yǔ)“連接”意指兩個(gè)構(gòu)件直接或間接地彼此相連。這種相連可以本質(zhì)上是靜止的或本質(zhì)上是可活動(dòng)的。這種相連可以用兩個(gè)構(gòu)件或彼此整體形成為單一整體的兩個(gè)構(gòu)件和任何額外的中間體構(gòu)件來(lái)實(shí)現(xiàn)，或用兩個(gè)構(gòu)件或彼此連接的兩個(gè)構(gòu)件和任何額外的中間體構(gòu)件實(shí)現(xiàn)。這種相連可以本質(zhì)上是永久性的或可以本質(zhì)上是可活動(dòng)的或可釋放的。

為了本公開(kāi)內(nèi)容的目的，術(shù)語(yǔ)“電連接”意指以電流可以在構(gòu)件之間流動(dòng)的方式使兩個(gè)構(gòu)件直接或間接地彼此相連或連接。這種電連接可以本質(zhì)上是靜止的或可活動(dòng)的。這種電連接可以用兩個(gè)構(gòu)件或彼此整體形成為單一整體的兩個(gè)構(gòu)件和任何額外的中間體構(gòu)件來(lái)實(shí)現(xiàn)，或用兩個(gè)構(gòu)件或彼此連接的兩個(gè)構(gòu)件和任何額外的中間體構(gòu)件實(shí)現(xiàn)。這種電連接可以本質(zhì)上是永久性的或可以本質(zhì)上是可活動(dòng)的或可釋放的。

重要地是，注意到正如優(yōu)選的和其他示例性實(shí)施例所顯示和描述的，系統(tǒng)的元件的結(jié)構(gòu)和布置僅僅是示例性的。雖然在此公開(kāi)內(nèi)容中僅詳細(xì)描述了本發(fā)明的一些實(shí)施例，但是閱讀此公開(kāi)內(nèi)容的本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解，許多改動(dòng)是可能的(如，各種元件的大小、尺寸、結(jié)構(gòu)、形狀和比例、參數(shù)值、安裝布置、使用的材料、顏色、方位的變化，等)而不會(huì)實(shí)質(zhì)上偏離所引述主題的新穎性的教導(dǎo)和優(yōu)勢(shì)。例如，顯示為整體形成的元件可以由多個(gè)部件或元件構(gòu)建，和/或顯示為多個(gè)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(jié)構(gòu)和/或構(gòu)件或連接或系統(tǒng)的其他元件的長(zhǎng)度和/或?qū)挾瓤梢员桓淖?，設(shè)置在元件之間的調(diào)整位置的性質(zhì)或數(shù)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(zhì)或數(shù)目或位置可以被改變或變化。應(yīng)注意，系統(tǒng)的元件和/或組件可以由賦予足夠的強(qiáng)度或耐久性，呈多種顏色、質(zhì)地以及組合中的任一種的多種材料中的任一種構(gòu)建。因此，所有這樣的改動(dòng)預(yù)期被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)?？梢栽趦?yōu)選的和其他示例性實(shí)施例的設(shè)計(jì)、操作條件和布置中做出其他替換、改動(dòng)、變化和省略而不會(huì)偏離本發(fā)明的范圍。