CN116034510A - 电池模块和车辆 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于车辆的电池模块，其可以作为包括多个电池模块的电池组的一部分操作。该车辆具有底盘，电池组安装在该底盘中。在使用期间，电池模块通过实质低剖面的印刷电路板(PCB)柔性电导体向车辆输送功率。因此，可以将电池模块安装在具有实质低的地板的车辆的底盘中。

Description

电池模块和车辆
技术领域
本公开涉及电池模块、电池组和车辆。本公开还涉及用于组装电池模块、电池组和车辆(包括机器人生产)的***和方法。
我们在本说明书中广泛使用术语“车辆”来涵盖可以例如在公路、铁路、空中或海上移动或运输人员或货物的任何事物；其包括手动驾驶车辆；具有SAE(J3016)自动级别0-5的车辆；其包括无人机。其包括轿车、班车、货车、厢型车、公共汽车、火车、有轨电车、船、气垫船和飞行器。零排放电动车辆是重要的焦点。
背景技术
常规电动车辆通常串联连接若干(通常是四个)电池模块，每个电池模块产生90V-100V的标称电压。低电压电池模块通过电缆线束串联连接在一起，并封装成大型密封电池组，其输出电压约为350V-400V。
因此，大约350V-400V的高电压仅在可以生成的最晚可能点生成。汽车部门倾向于在任何早期阶段都不会连接电池模块以产生高电压，因为这将增加生产和维修期间遇到的电气危险。在最晚可能点生成高电压降低了电池模块的生产成本，以及它们组装成电池组的成本，以及安装在车辆中的成本。
电池组通常安装在车辆的底盘或车顶中。电池组的重量和大小影响电池组位置的选择，这影响车辆外部和内部的设计。
对车辆线束的投资对电动车辆的成本有很大贡献。选择具有低电阻的材料以降低电阻损耗，这增强车辆的效率，生成少量的热，因此增强车辆续航里程。在车辆线束的重量和通过使用具有高横截面积的电缆实现的降低的电阻损耗之间找到折衷。
汽车部门正在向增加的自主性过渡，需要简化部件，使得它们可以容易地被生产和组装。这延伸到电池组及其部件，允许车辆电子器件的组装。车辆线束通常具有复杂的形状，并且包括机器人难以抓取和安装的电气端子。需要生产通过简单线束连接的简单电池模块，以加快向执行车辆电子器件的安装的机器人的过渡。
参考PCT/GB2021/051519，其内容通过引用并入。
发明内容
本发明在所附权利要求集中限定。一个示例实施方式是通过
Figure BDA0004032466320000021
***。Arrival***包括电池模块、由多个电池模块形成的电池组、车辆和车辆的车队。
作为第一方面，提供了一种用于车辆的电池模块。电池模块被配置为作为包括多个电池模块的电池组的一部分操作。电池模块被配置为通过实质低剖面的印刷电路板(PCB)柔性电导体输送功率。作为第二方面，提供了一种包括多个电池模块的电池组，每个电池模块根据第一方面进行配置。作为第三方面，提供了一种包括多个电池模块的车辆，每个电池模块根据第一方面进行配置。作为第四方面，提供了一种车辆的车队，其中每个车辆包括多个电池模块，每个电池模块根据第一方面进行配置。一些可选特征包括下列项：
·车辆电池模块被配置为在最大储电时生成至少300V的输出。
·电池模块被配置为与至少两个其他实质相似的电池模块并联电连接以形成电池组。
·电池模块被配置为包括可充电单体的阵列以及监测和控制***，该监测和控制***被配置为使得电池模块能够使用自主监测和控制进行操作；并且电池模块被配置为电连接到另外的电池模块，以形成完整的电池组。
·电池模块被配置为包括可充电单体的阵列以及监测和控制***，该监测和控制***被配置为使得电池模块能够使用自主监测和控制进行操作；并且电池模块被配置为电连接到另外的电池模块，以形成完整的电池组。
·电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块具有符合规则大小间隔标度的大小并且是其他类型的部件系列的一部分，该其他类型的部件的大小调整也符合相同的大小间隔标度。
·电池模块包括多个部件，该多个部件被配置用于凭借以下方式被机器人安装或组装到设备或***中：以规则的直线网格或安装图案定位在设备或***中。
·电池模块被配置用于凭借以下方式被机器人安装或组装到电池组：具有针对机器人安装或组装而优化的形状。
·电池模块包括多个圆柱形状因子的可充电单体，其中电池模块包括基部，可充电单体定位在该基部上，基部被配置为对单体提供结构上刚性的支撑。
·电池模块被配置为对单体提供热冷却。
·电池模块包括以相同极性取向来取向的多个单体。
·电池模块包括单个外壳或盖子，该单个外壳或盖子被配置为封闭可充电单体的阵列并抵靠模块的刚性基部而密封，并且电池模块被配置为电连接到另外的实质相似的电池模块，以形成完整的电池组。
·电池模块被配置为个体地或作为电池组的一部分***到位于车辆的实质平坦的底盘基部之上的空隙中。
·电池模块包括多个可充电单体，该可充电单体被配置为在一对输出端子处生成输出电压。
·电池模块包括内部隔绝开关***，该内部隔绝开关***被配置为将所有单体与输出端子中的一个或两个隔绝。
·电池模块被配置为其中单体中的至少一些可串联连接以形成单体串，并且模块包括开关，该开关被配置为将两个或更多个单体串联连接或绕过那些单体。
·电池模块被配置为具有层构造，其中，位于电池单体之上的是一个或多个单独的层，其具有使得电池模块能够管理其内部操作的部件或***，每个层实质占据电池模块的整个宽度或横截面积。
·电池模块被配置为将高电压输出直接输送到车辆的高电压功率总线中。
·电池模块被配置为与导体电接合，该导体被集成到车辆部件或具有除了传导功率之外的目的的其他车辆结构中，诸如结构部件或面板。
·电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块被提供有监测和控制电池***的模块化软件部件。
·电池模块包括模块化软件部件，该模块化软件部件包括(i)应用层和(ii)基础软件层或中间件层，其将应用层与电池模块的硬件具体特征隔离或分离并向应用层呈现标准化接口。
·电池模块包括模块化软件部件，该模块化软件部件被配置为使得电池模块能够自主操作，并且个体模块化软件部件被配置为与其他电池模块上的模块化软件部件交换数据以提供分布式架构。
·电池模块被配置为建立模块的网络的数据网络的一部分。
·电池模块被配置为包括内部性能监测和管理子***，该内部性能监测和管理子***被配置为自主管理电池模块并向外部BMS报告数据。
·电池模块被配置为与其他模块自主协商以确定功率或性能兼容性。
·当电池模块被添加到网络或被打开时，电池模块配置自身或以其他方式进行自初始化以与网络一起操作。
·电池模块(i)自身由安装有电池模块的设备中的子***使用安全协议来验证或认证，并且(ii)每个电池模块验证或认证安装有电池模块的设备中的子***。
·电池模块是被配置为在车辆数据网络上操作的车辆部件，并且其中部件将车辆数据网络视为不受信任的网络，并且使用车辆网络来往于部件的所有通信被加密，并且部件在没有验证或认证的情况下不接受来自其他部件的命令。
·电池模块被配置为具有至少IP 65的入口保护。
·电池模块被配置为包括空气压力均衡通风口，该空气压力均衡通风口被配置为使得模块内部的空气压力能够与环境或外部空气压力均衡，同时维持入口保护。
·电池模块包括在机箱或盖子中的气体逸出通风口，并且其中一个或多个标签在正常使用时覆盖气体逸出通风口，并且标签被配置为释放以使得在模块内部由单体故障产生的加压气体能够从电池模块逸出。
·电池模块被配置为执行去中心化的监测或控制。
·电池组包括串联和/或并联连接的多个电池模块。
·电池组还包括一个或多个印刷电路板(PCB)柔性电导体，该印刷电路板(PCB)柔性电导体被配置为连接电池模块。
·电池组具有分散在多个电池模块中的每一个之上的监测或控制架构。
·电池组包括电池管理***，该电池管理***跨每个个体电池模块分布并且也在所有电池模块外部的主BMS中，使得每个个体电池模块能够将自身电流隔绝，并且主BMS也能够独立地将任何电池模块电流隔绝。
·电池组包括多个相同的电池模块，其中每个电池模块被配置用于凭借以下方式被机器人安装或组装到电池组：具有针对机器人安装或组装而优化的形状。
·车辆包括安装在车辆的底盘中的多个电池模块。
·车辆具有实质低的地板。
·车辆的车队被配置为其中车队的运营商已经定义了其对车队中的车辆具有的一组或多组性能和续航里程要求，并且在选择被包括在车队的每个车辆中的电池模块的数量时已经使用了这些要求。
附图说明
Arrival HVBM***的实施方式在附图中示出，其中：
图1A-图1H图示了单个电池模块，即Arrival HVBM，其中图1A提供了透视图，图1B提供了透视图，其中部分被切除以揭示内部部件，图1C提供了示出针对机器人生产进行了优化的多层结构的分解视图，图1D提供了包括螺纹端子的电池模块的电接触件的示例布置，图1E提供了包括环形端子的电池模块的电接触件的示例布置，图1F提供了电池模块的电接触件的俯视图，图1G提供了电池模块内的连接单体的柔性PCB层的俯视图，并且图1H提供了电池模块的基板的透视图，其图示了电池模块的空气冷却；
图2A-图2C图示了由线性布置并通过柔性印刷电路板(柔性PCB)连接的多个电池模块形成的电池组，其中图2A提供了透视图，图2B提供了俯视图，并且图2C提供了电池组的一部分的透视图，示出了连接到柔性PCB连接器的电池模块；
图3提供了由以二维网格布置的多个电池模块形成的电池组的透视图，电池模块由多个柔性PCB连接；
图4A-图4D图示了连接电池组的电池模块的柔性PCB，其中图4A提供了被配置为连接到电池模块的柔性PCB的端部的俯视图，图4B提供了安装在电池组中的柔性PCB的横截面视图，图4C提供了柔性PCB的层的横截面视图，并且图4D提供了柔性PCB和电池模块之间的边缘连接器的示意视图；
图5A-图5F图示了电池模块内的部件，其中图5A提供了示出电池模块的部件之间的电连接的示意图，图5B提供了示出电池模块的监测功能的示意图，图5C提供了演示电池模块的隔绝开关的示意图，并且图5D-图5F图示了电池模块的单体旁路开关；
图6A-图6D图示了包括由多个电池模块形成的电池组的车辆内的电连接，其中图6A提供了车辆的示意图，该车辆包括包含多个电池模块的高电压电池***，图6B图示了电池模块相对于车辆的其他部件的可能布置，图6C示出了由多个电池模块和包括高电压和低电压电缆的柔性PCB形成的电池组，并且图6D提供了作为高电压网络和低电压网络的一部分的电池模块的示意图；
图7A-图7F图示了电池模块的盖子的生产技术，提供了被注入模具的所料的渐进视图；
图8A-图8B图示了电池模块的盖子，其中图8A提供了盖子外部的视图，并且图8B提供了盖子内部的视图；
图9A-图9H图示了电池组的生产技术，其中图9A提供了电池组的分解视图，图9B提供了解释生产过程的细节的流程图，并且图9C-图9H提供了组装电池组的部件的渐进视图；
图10A-10D图示了布置成包括电池组的车辆，其中图10A提供了安装有电池组的车辆平台的俯视图，图10B提供了机器人生产环境中的车辆平台的透视图，并且图10C-图10D示出了安装有由不同数量的电池模块形成的电池组的另一车辆；并且
图11A-图11D图示了车辆和服务器之间的数据连接，其中图11A提供了硬件的示意视图，图11B提供了解释车辆向服务器注册的流程图，图11C提供了解释电池模块向服务器注册的流程图，并且图11D提供了解释用服务器认证电池模块的流程图。
附图中示出的特征的索引
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本公开的综述
在本综述中，在继续提供详细描述之前，我们对Arrival电池模块***进行了高级演练，详细描述将被进一步的详细描述补充。
Arrival***使用由多个电池模块组成的车辆电池组，这些电池模块是模块化的、可扩展的，被设计用于机器人组装——Arrival***的关键使能属性。
在一个实施方式中，这些模块是高电压电池模块(HVBM)：Arrival的高电压电池模块或HVBM被设计为具有内部安全***和350V到400V标称的隔绝高电压输出的自包含的电池模块。每个HVBM能够作为独立或自主单元操作并且能够接收充电，例如，在再生制动和从外部功率源充电期间。图1A示出了Arrival HVBM；该电池模块包括以102S2P配置布置的204个个体21700锂离子单体。HVBM中的每个单体生成3.63V(标称)和4.2V(最大)，具有5Ah容量，存储18.2Wh。每个HVBM提供高输出电压(范围从100％ SOC时的428V到0％ SOC时的255V)，促进低输出电流、低重量线束布置以及使用一个模块为高电压部件供电的能力。更多模块并联增加能量存储/续航里程。两个HVBM可以串联连接以输送近似800V的电压。该模块被设计用于高效机器人生产。其被设计用于车辆中的高效机器人安装：这些模块的阵列可以以任意数量连接在一起，因为它们是并联连接的。HVBM处于稳健的封装，该封装被设计用于机器人处理(例如，设计有易于抓取的表面；个体不重，重量低于20Kg；紧凑，尺寸为：350×350×100mm)。图10C-图10D示出了滑入Arrival公共汽车的侧面的十二个模块的阵列(参见PCT/GB2021/051519的章节J)。HVBM不仅可以为车辆牵引提供功率，还可以用于家庭和工业能量存储，并作为可再生能量***的一部分。
由于HVBM是自包含的模块化设备，并且每个HVBM都以车辆的DC总线所需的电压(例如400V)输出，因此HVBM并联连接在一起，并还使用柔性的薄的基于PCB的连接(称为柔性)连接到高电压总线，该柔性的薄的基于PCB的连接被设计用于以机器人方式处理并安装到车辆中。由于柔性PCB导体是平坦的、轻的且柔性的，因此它可以以机器人方式进行处理和安装，远比常规电缆布线容易得多。图2A示出了使用这种柔性的薄PCB导体连接在一起的一组五个HVBM。
HVBM方法导致容易的可扩展性：使用柔性连接可以并联连接更多HVBM，以提供具体车辆所需的任何电池组容量。对于常规串联连接的电池模块，这种直接的可扩展性是不可能的。由于HVBM既是模块化的又是可扩展的，无需对整体电池组架构进行重大改变，因此自动车辆构建者***(参见PCT/GB2021/051519的章节D)可以自动为具有完全不同数量的HVBM和电池组容量的车辆创建构建定义，因为它通常只需要扩展用于输送所需电池组容量的并联连接的HVBM的阵列的长度。Arrival微型工厂(参见PCT/GB2021/051519的章节F)中的机器人制造***(参见PCT/GB2021/051519的章节E)然后可以容易地同时构件具有非常不同的电池组容量的不同车辆，而无需重新配置微型工厂布局或其操作，因为根本上，这只是在给定车辆中添加所需数量的HVBM并适当连接它们的问题。
这种针对具体要求有效定制的能力是Arrival***的定义属性之一，并且HVBM是使之成为可能的使能技术之一。
所公开的特征适用于不考虑电池化学性质：虽然当前实施方式使用锂离子单体，但相同原理同样很好地适用于固态电池，诸如锂-金属电池和锂-硫电池。固态电池本质上比锂离子电池更安全、更轻；Arrival电池模块被设计为易于可堆叠以用于存储，容易且安全地手动携带，并且易于机器人安装到电池组中，即使使用常规锂离子单体也是如此。在使用轻且稳定的固态电池的电池模块的情况下，这些优势将更加突出。
将电池模块制成高电压模块具有优势(即电池模块输出与设备的主DC总线电压匹配——对于驱动车辆的牵引马达的DC总线，通常为300V到400V)。但是，能够作为形成更大电池组的一部分的独立或自主单元操作的自包含的电池模块的原理不限于输送高电压的模块；它也适用于不是高电压的模块，例如需要串联连接以提供所需DC总线电压的模块。
在形成本公开的一部分的进一步详细描述中，我们集中于Arrival电池模块的具体特征，组织为五个主要组：
组A：核心电池模块原理
组B：电池模块物理结构特征
组C：电池模块内部部件特征
组D：电池模块和完整的功率***，包括BMS和电池
组E：电池模块操作特征
组A：核心电池模块原理
特征1.电池模块在300V+DC总线处生成输出并被连接
特征2.电池模块作为电池组中的自主模块操作
组B：电池模块物理结构特征
特征3.电池模块具有标准网格大小调整(sizing)
特征4：模块化部件使用相同的规则的直线网格或安装图案来安装
特征5.电池模块被配置用于机器人组装
特征6.电池模块位于刚性基板上，刚性基板进而位于液体冷却板上特征7.在电池模块中，所有可充电单体具有相同极性取向
特征8.电池模块具有其自己的罩并且连接到其他相似的模块以形成电池组
特征9.电池模块滑入底盘空隙
组C：电池模块内部部件特征
特征10.电池模块具有内部隔绝开关
特征11.电池模块具有旁路串联开关
特征12.电池模块具有分层部件架构
组D：电池模块和完整的功率***，包括BMS和电池组
特征13.电池模块具有柔性PCB功率电缆
特征14.电池模块将HV直接输送到HV总线
特征15.电池模块连接到集成功率电缆
特征16.电池组包含电池模块和BMS
组E：电池模块操作特征
特征17.电池模块实施即插即用软件部件
特征18.电池模块具有去中心化的自主性，在分布式架构中操作
特征19电池模块具有性能报告
特征20.电池模块与其他电池模块自主协商
特征21.电池模块具有加密网络
特征22.电池模块是自初始化的
特征23：电池模块具有环境压力均衡通风口
特征24：电池模块具有气体逸出通风口
特征25：电池模块具有内部监测或控制***
具体实施方式
Arrival***使用由多个高电压电池模块(HVBM)组成的车辆电池组；HVBM是模块化的、可扩展的，并且被设计用于机器人组装——Arrival***的关键使能属性。HVBM使用称为Flex的柔性的薄的基于PCB的连接来连接到高电压总线。
1.基本原理：HVBM是高电压的并联连接的电池模块，使得能够实现模块化和可扩展性
Arrival的高电压电池模块或HVBM被设计为具有内部安全***和350V到400V标称的隔绝高电压输出的自包含的电池模块。每个HVBM能够作为独立或自主单元操作并且能够接收充电，例如，在再生制动和从外部功率源充电期间。HVBM不仅可以为车辆牵引提供功率，还可以用于家庭和工业能量存储，并且作为可再生能量***的一部分。
图1A-图1H图示了包括壳体(110、120、130)和固定装置140的电池模块100。壳体包括盖子110、罩120和基板130。
盖子110围绕容纳在HVBM 100内的电气部件。盖子110包括指定身份信息的标签112。身份信息112包括HVBM 100的名称，其中每个HVBM 100被分配唯一的名称。身份信息还可以包括提供如何配置HVBM 100的细节的属性信息。身份信息包括文本、数字和机器可读代码(诸如条形码、QR码、微芯片)中的至少一种。通过提供加密的身份信息来增强安全性。盖子110被配置为提供规范信息114，盖子110打印有指定HVBM 100的属性的文本114。
盖子110包括容纳电气端子170的凹槽116。罩120被配置为覆盖电连接器。移除罩120以接近电连接器。罩120的提供不是必需的，尽管它确实通过防止电接触件被意外接触而增强了HVBM 100的安全性。
基板130具有多个孔以容纳固定装置140。基板130具有平坦的基部，使得HVBM 100可以与将要在其上固定HVBM 100的表面接触。基板130具有平坦的顶部，其上放置有由盖子110封闭的电气部件。
固定装置140被配置为将基板130附接到要在其上固定HVBM 100的表面。作为示例，基板包括多个孔132，这些孔132被配置为容纳紧固件140(例如螺钉、螺栓)。电池模块100通常附接到冷却板，该冷却板在使用期间调节HVBM 100的温度。螺母和螺栓固定装置通常用于将HVBM 100固定到表面。
壳体是大致长方体形状。HVBM 100的形状允许多个HVBM 100以网格布置放置。此外，HVBM 100的形状增强与空气冷却和/或液体冷却的兼容性。
基板130是平坦的，具有大致矩形形状，在拐角和边缘处平滑，这增强了热量从基板130到在其中固定HVBM 100的表面的传导。盖子110具有八棱柱的大致剖面，并且在安装时从基板130的边缘略微缩回，这增强了热量从HVBM 100到每个HVBM 100周围的空气中的对流。盖子110的大致倒角外观的进一步效果是促进接近固定装置140，使得HVBM可以从表面安装或移除。
壳体是黑色的，因为黑色主体可以更有效地将热量辐射到其周围环境，从而允许HVBM 100在使用期间冷却。通过盖子110将热量辐射到HVBM 100周围的空气中来观察到这种效果。通过基板130将热量辐射到在其中固定HVBM100的表面中来观察到这种效果。
HVBM 100是自包含的电气部件，具有内部安全***和隔绝输出，能够作为独立单元为车辆牵引提供功率。
电池模块100的内部特征160包括印刷电路板(PCB)161、介电分离器162、平衡柔性件163、功率柔性件164、上单体载体165、多个单体166和下单体载体167。PCB 161包括输入/输出(I/O)单元152、存储器152和控制器153。PCB 161监测电压、电流和温度并控制隔绝接触器。图1G更详细地图示了功率柔性件164。
2.模块高电压的意义
每个HVBM输出近似350V到400V，因为它被设计用于具有400V DC总线和其他负载部件的车辆。多个HVBM并联连接以形成适合车辆的350V-400V电池组；例如，对于小型Arrival轿车，五个HVBM并联连接。即使若干HVBM故障，车辆也可以继续安全操作；续航里程通常将受到影响，但正常的车辆操作仍然保持可能。个体HVBM可以快速移除和替换以用于高效维修。
在连接多个电池模块以形成350V-400V电池组的早期***中，每个模块将通常输出90V-100V，并且然以将这些模块中的四个串联连接以输出大约350V-400V：告知该方法的假设或技术偏差是，为了使安全性最大化，个体功率模块应各自显着低于车辆DC总线所需的400V。简短的题外话：进而需要选择400V DC功率总线，因为电动汽车通常选择的马达在近似400V下操作；虽然人们可以选择较低电压的马达，但这进而将需要高电流，并且因此需要更大、更重和更昂贵的功率电缆；同样可以使用700V-800V马达和相关的功率总线；这将意味着更薄、更便宜的功率电缆，但更昂贵的功率隔绝接触器和为800V***设计的其他部件。低排放或零排放车辆中已经实现的典型折衷方案是选择350V-400V***(马达、DC功率总线和最终电池组输出)。因此例如，特斯拉型号3具有四个电池模块，每个电池模块输送大约90V-100V，所有电池模块串联连接成大型密封电池组，其最终提供350V-400V的DC输出，为一个或多个350V-400V马达供电。
Arrival HVBM颠覆了常规方法：代替在最晚可能点生成350V-400V输出，在最早点(即在每个个体模块)生成。因此，每个模块生成350V-400V的高电压标称输出(同样，如果Arrival HVBM用于的车辆是800V或1200V***，则每个HVBM自身可以视情况被配置为生成800V或1200V)。然后可以以任何期望数量并联连接模块，以提供具体车辆所需的续航里程或功率。高电压意味着显着较低的电流，这最小化模块内以及模块与最终使用点之间的电缆/电线/汇流条/轨距。因此，我们拥有具有固有性能优势的模块化且易于可扩展的电池架构。
图2A-图2C图示了由多个电池模块100形成的电池组200，这些电池模块100线性布置并通过柔性印刷电路板(柔性PCB)300连接。HVBM 100布置在包括多个HVBM的电池组200中。电池组200被配置为与电气设备(诸如车辆)交换电流。为了增强容量，柔性PCB 300将HVBM 100并联连接。这输送了可扩展且高度冗余的分布式***。
图3图示了由多个电池模块100形成的电池组200，这些电池模块100以二维网格布置，电池模块100通过多个柔性PCB 300连接。
3.HVBM为车辆设计输送灵活性、可扩展性和容易定制
我们之前已经描述了常规车辆设计范例如何锁定某些车辆属性：如果你设计了由四个串联连接的电池模块组成的大型350V-400V电池组，每个电池模块产生90V-100V，那么该电池组的固定尺寸和功率廓线本质上将其用途限制在与母车非常相似的尺寸和功率要求的车辆中：如果该母车是中等大小的轿车，则该电池组只能可行地用于其他中等大小的轿车，而不是用于例如大型公共汽车。然而，Arrival HVBM架构非常灵活：模块相对小(例如350mm正方形)、相对轻(例如，在锂离子单体的情况下低于20Kg；固态单体将更轻)并且可以通过任意数量的方式组合——在极限情况下，只有单个模块，但对于小型城市轿车，可能是十个成直线的模块的网格；对于较大轿车，或者需要较长的续航里程的轿车，可能是2×5阵列中的20个模块的网格(对于顶排，沿宽度两个，沿长度五个；然后对于位于下方的下排相同)。对于小型厢型车，6×7模块的网格可能是足够的；对于大型厢型车，可能需要6×10模块的网格。
这在设计新车辆时产生了相当的灵活性：也许主要的包裹快递公司需要购买一些新的零排放厢型车，这些厢型车需要每天100英里的续航里程(在两次充电之间)，并且一小部分需要250英里的续航里程(在两次充电之间)；Arrival厢型车可以利用不同数量的HVBM定制设计(例如使用车辆构建者)和定制构建(在微型工厂中使用机器人制造)——例如，一些具有足够数量的HVBM以覆盖250英里(在两次充电之间)，并且其余具有少得多的HVBM(并且因此更轻、更便宜)，这对于仅100英里续航里程是足够的。常规车辆生产商可能最多具有对客户可用的一种或两种不同大小的电池(例如标准续航里程电池和长续航例程电池)，但HVBM方法使客户能够选择任意数量的HVBM，以完美满足他们的需求。
由于电池组是车辆中最昂贵的单个部件，也是最重的部件，因此客户准确选择他们的(一个或多个)车辆所需的HVBM数量并使在不同车辆中具有不同的电池组的能力使得客户能够跨所有相关因素(初始成本、剩余价值、总拥有成本、续航里程、性能、充电成本、充电时间等)进行优化。这对车队运营商尤其有价值，诸如快递公司或叫车/电子出租车公司。Arrival基于软件和高度自动的车辆设计***(车辆构建者)足够灵活，以自动配置客户选择的任意数量的HVBM所需的布局和所有功率/数据连接；机器人制造和微型工厂足够灵活，以将车辆投入生产；可以进行有效的定制以满足购买者的确切要求。
并且随着购买者需求的演变，车辆可以根据需要进行适应性调整：例如，如果需要更多的长续航里程厢型车，那么以前只针对100英里续航里程具有足够电池组容量的厢型车可以，因为HVBM的完全模块化和自包含设计，在维护期间添加了另外的电池，无需替换整个电池组，或者实际上用长续航里程变体替换整个厢型车。
因此，高度模块化的Arrival HVBM***提供了比早期电池模块和电池组更大的灵活性，使得能够满足客户的具体成本、续航里程、功率和寿命需求，并满足他们演变的需求。
相似地，对于小型公共汽车，以5×20布置的100个HVBM的网格可能是合适的；对于长公共汽车，可能需要以5×30布置的150个HVBM的网格。但是由于高度模块化的ArrivalHVBM***，设计和生产即使相对少量的公共汽车也变得简单，这些公共汽车具有精确数量的电池，这些电池对于客户的预期范续航里程/功率要求是最佳的。
我们现在将更详细地着眼于HVBM。多个电池模块并联连接以用于所需的电池组容量，为具有400V高电压DC总线的车辆提供功率——即每个HVBM输出400V。它们还可以为800V HV***提供功率(例如，使用一对串联连接的HVBM，每个输出400V，或者其中每个个体HVBM输出800V)。这种模块化输送了可扩展且高度冗余的分布式***；可以针对不同容量的电池组添加或移除模块，使得可以简单地通过并联连接更多或更少的HVBM，来针对续航里程、成本和寿命对电池组容量进行优化。
每个个体HVBM作为模块化的独立单元操作；这意味着每个单元必须被设计为提供安全处理，尽管它可以输送400V(或更高)。因此，每个HVBM包括其自己的内部接触器(例如，由PWM驱动)，以允许每个模块作为独立单元(例如，独立于其他单元自行确定是否应关闭的单元)安全地提供功率，不依赖其他模块。为了增强安全性，每个HVBM包括内部接触器健康监测，这是通过提供被配置为监测HVBM的内部接触器的性能的传感器来实现的。每个HVBM包含预充电电路，该电路在连接到DC总线之前被激活，以防止潜在的危险电流涌入。
由于每个HVBM是模块化的独立功率单元，其提供高冗余度，因此这最小化停机时间并最大化车辆设计灵活性。它还使得在其他环境中重用这些HVBM更加容易；例如，如果使用这些HVBM的车辆发生严重事故，那么打捞公司安全移除HVBM并将其安装在另一辆车中变得更加容易。更一般地说，在需要可充电能源的地方使用这些HVBM变得更加容易；例如，这些HVBM的机架可以用于家庭或商业电能存储，作为其用于车辆牵引功率(或作为“第一次生命”)之后的“第二次生命”。
HVBM目前使用锂离子单体；这些可以是任何格式，诸如圆柱形、棱柱形或袋形。随着固态电池变得更加广泛可用，它们增强的功率-重量比率和固有的安全性使其成为用于HVBM的特别有吸引力的电池技术。
关于术语的注意；电池组中最小的功率单元是个体可充电单体；它们有各种形式，诸如广泛使用的圆柱形18650格式锂离子可充电单体(直径18mm，并且长65mm)和21700格式锂离子可充电单体(直径21mm，并且长70mm)。可充电单体以串联/并联布置连接在一起以形成电池模块；例如，在常规电池模块中，可以将各自标称3.7V的二十个单体串联连结在一起以形成模块；每个模块具有一对输出端子，并且在该示例中，输出端子提供74V的标称输出。40个这些单体可以由2个并联连接的单体组组成，每组是串联连接的串。同样，模块的输出端子对处的标称输出为74V。模块的输出端子要么连接到负载，要么连接到另外的相似模块以形成电池组；通常，常规模块串联连接以将电压提升到所需电平。在上面的示例中，常规混合动力轿车可以使用150V***，在这种情况下，两个74V模块串联连接以形成电池组，并且该电池组连接到车辆的DC功率总线以输送该输出。对于常规纯电动汽车，通常运行350V-400V***，然后5个这些模块将常规地串联连接以形成输送近似370V的电池组。
4.HVBM要求
我们现在将更详细地着眼于HVBM产品要求。在一个实施方式中，每个HVBM包括以102S2P配置布置的204个个体21700锂离子单体，诸如LGM50U单体。HVBM中的每个单体生成3.63V(标称)和4.2V(最大)，具有5Ah的容量，存储18.2Wh。每个HVBM提供高输出电压(范围从100％ SOC时的428V到0％ SOC时的255V)，促进低输出电流、低重量线束布置以及使用一个模块为高电压部件供电的能力。更多模块并联增加能量存储/续航里程。两个HVBM可以串联连接以输送近似800V。
电流监测、单体电压监测、单体平衡、温度监测、隔绝接触器和固态开关以及HVIL(高电压互锁)安全***被包含在每个HVBM内。每个HVBM的关闭和打开自己的输出以及进入或退出睡眠模式的自主能力允许车辆应对处于不同荷电状态的模块，并增加许多安全特征。
HVBM中的单体始终带电，但可以通过内部机电PWM受控接触器与HVBM模块的输出断开连接。不需要单独的PDU(功率分配单元)(它们大且昂贵，因此取消PDU节省了重量和成本)；相反，完全非机械的外部PDU(即主BMS(MBMS))可以以低成本、可靠的方式控制HVBM。
内部熔断为模块提供短路保护，并且不需要带熔断器的单独接线盒。从模块到车辆主DC总线的直接HV输出是可能的：可以利用控制电池组中的所有HVBM的仅单个主BMS(MBMS)或BMS以低成本、可靠的方式控制每个HVBM。这允许每个HVBM模块选择性地提供功率，以便优化整体电池组功率输出、热管理和模块寿命。
我们可以将HVBM的一些关键要求/属性总结如下：
·每个HVBM完全独立于网络中的其他HVBM操作
·每个HVBM有能力将自己连接到网络/与网络断开连接，但出于安全原因，只能在没有指示的情况下这样做
·每个HVBM可以自行打开/关闭，包括在负载下(固态开关)
·每个HVBM没有持有用于HV网络连接/断开的非安全相关策略，并通过CAN/Ethernet连接从BMS获取开关请求
·每个HVBM包括冗余联网能力，这防止或降低HVBM与网络断开连接的风险。
·每个HVBM控制板由主BMS上电，并且不能从自身对自身上电——即从相关HVBM中的单体上电
·每个HVBM在没有施加LV功率时不具有功能并且开路——即为控制板上电的LV功率只能来自外部BMS。
·每个HVBM通过连接器互锁监测其连接器状况
·每个HVBM不监测***HVIL
·每个HVBM不监测隔绝电阻
·平衡连接：使用点焊柔性PCB连接到单体对
·平衡到PCB的连接：柔性平衡PCB经由闩锁连接器直接连接到主PCB
·单体安装：使用隔绝(3.42KV隔绝)、导热粘合剂(TC-2002)刚性粘合到基板
·单体定位：单体载体将单体定位在基板上
·单体到单体的连接：点焊到柔性功率PCB(以102s2p配置)
·连接器互锁：连接器帽提供连接器互锁能力
·连接器保护：通过塑料模块连接器壳体避免短路风险并维持电压爬电距离
·内部接地：主PCB接地到模块基板。
·模块连接器配置：主模块连接器包括螺栓连接
·安装配置：模块能够倒置安装(例如用于双排或双层配置)，并且在所有配置中都抵抗负载。
·每模块的单体数量：HVBM由204个单体组成
·PCB安装：PCB刚性安装在单体载体上
·PCB可维修性：主PCB可移除且可维修
·功率到PCB的连接：柔性功率PCB使用螺栓连接直接连接到主PCB
·压力均衡：主PCB可移除且可维修
·内部保护/密封：盖子封闭、保护和密封电池内部，并且使得多个HVBM能够相互堆叠，并利用UL94.0 V0塑料提供阻燃性。盖子为黑色，以用于有效且可预测地散热。
·通风：盖子在热失控情况下安全排放气体
·容量：10Ah
·存储的能量：3.7kWh
·开路稳定电压：375v(标称)306v(最小值)428v(峰值)
·最大电流：15A(连续)30A(5分钟)80A(10秒脉冲)
·内部监测：输出电压传感器、DC总线电压传感器、电流传感器
·附加内部功能：单体平衡、内部熔断器
·内部接触器：3x高电压接触器，额定电流40A
·预充电能力：240或300欧姆内部预充电电路
·连接器：螺栓端子适用于电缆或Arrival FlexTM(见下文)。
·入口保护：IP 65
·汽车安全级别：ISO26262 ASIL C
·唯一的可追溯的ID
·第一次生命：车辆的牵引电池；第二次生命：任何能量存储装置
HVBM具有以下电气接口：
·CAN连接：2个引脚
·以太网连接：2或4个引脚
·低电压电源：2个引脚
·连接器互锁：1个引脚
·HVIL：1个引脚
·HV电源：2个引脚
·点火：1个引脚
·RS232连接：2个引脚
HVBM安全规范要求：
·维持HV功率可用性：该模块以20％的准确度(TBD)为***提供可预测的可用功率。
·维持HV功率可用性：车辆/***级别可用功率衰减率不超过每秒标称可用功率的1％或每10秒步进不超过10％。标称是在原位测量温度下参考的，其中：放电时SOC>20％；充电时SOC<80％
·防止单体相关的热事故或有害气体排放：模块监测单体的SOA。
·防止单体相关的热事故：任何SOA在轨迹上退出到TI(热事故)通过CAN作为安全问题重复报告，同时请求与网络断开连接。
·防止单体相关的热事故：在通过CAN通知SOA在轨迹上退出到TI的100秒后，并且如果***之前没有要求，则模块关闭功率网络。
·防止单体相关的热事故：HVBM不允许再次打开，除非所有存储的故障都已由高级用户使用适当的服务模式擦除。
·防止电击：当检测到HVBM连接器脱离时，模块立即关闭。
·防止电击：当检测到崩溃CAN消息时，HVBM立即关闭。
·防止有害气体排放：任何SOA在轨迹上退出到烟雾排放通过CAN作为安全问题重复报告，同时重复请求与网络断开连接。
·防止有害气体排放：在通过CAN通知SOA在轨迹上退出到烟雾排放的100秒后，并且如果***之前没有要求，则模块关闭功率网络。
·防止有害气体排放：模块不允许再次打开，除非所有存储的故障都已由高级用户使用适当的服务模式擦除。
·防止与单体无关的热事故：模块监测其部件的SOA。
·防止与单体无关的热事故：任何SOA在轨迹上退出到触发任何不期望的不可逆和危险的热释放通过CAN重复通知，然后无论SG1如何，模块都应立即关闭。
·防止与单体无关的热事故：当检测到HVBM连接器脱离时，模块立即关闭。
·防止与单体无关的热事故：模块不允许再次打开，除非所有存储的故障都已由高级用户使用适当的服务模式擦除。
5.HVBM设计规范
HVBM单元各自是基于网格的部件：基本是正方形，边缘被截断，并且尺寸为：350×350×100mm，并且重量低于20Kg，使得它们可以轻松移动和安装(手动和通过机器人执行器)。HVBM内部设计是稳健的。它使用基板作为主要结构元件和空气和/或液体冷却表面。冷却单体的基部的优点是通过单体轴线的高导热性(是径向方向的25倍高)。
每个HVBM具有塑料外壳或盖子(PC/ABS)，其为模块提供环境密封(IP65)，并且使其易于处理、存储和运输，以用于车辆组装和维修。盖子包括卸压通风孔的阵列，其允许高压气体逸出，并且因此不会在HVBM内积聚到危险水平；孔的阵列覆盖有粘性标签，该标签布置为膨胀并最终在足够高的气体压力下脱粘。除了卸压通风孔外，还存在压力均衡孔，其使得HVBM内部的压力与环境外部空气压力均衡；其包括透气不透液体的屏障。
如图1C所示，HVBM的内部零件以水平层设计，以允许快速、竖直的机器人组装。例如，主PCB 161形成一个完整的层，其可以竖直降低到HVBM中。分层架构不仅促进初始生产，还促进稍后的移除和升级：例如，其中可以将新技术并入PCB中(例如，用以改善快速充电和减少老化的新技术)，然后可以将整个旧PCB提升出HVBM并添加新的升级的PCB层161。相似地，如果HVBM中的单体需要替换，则可以将位于单体上方的HVBM中的层提升出并在其位置***新的单体阵列。
外部尺寸：最大350mm×350mm×100mm(110mm的高度尺寸可以根据用于不同占空比的散热器设计而改变)
冷却：空气冷却选项(16mm翅片散热器作为基板)；液体冷却选项(6mm平坦板作为基板)。HVBM能够将热量传递输送到14.1瓦/摄氏度的外部冷却/加热***。
质量：18.5kg(205Wh/kg)(302Wh/升)
6.HVBM的热性能
可以对HVBM应用两种冷却策略：空气冷却和液体冷却。在这两种情况下，热量都经由电池的基部、通过散热器或冷板130排出，如图1H所示。空气冷却可以考虑用于低负荷应用，而液体冷却可以处理更高的连续功率。电池温度是老化、效率和能量使用之间的权衡。允许电池在较暖的温度下工作增加了其效率，并且默认情况下需要更少的用于冷却的能量。然而，它们将老化得更快，并且可能无法达到设定的老化目标。最后，冷却策略的选择是车辆决定，并且应该考虑功率需求、成本、实施方式、与其他热***的交互等。然而，这里的这些准则从热视角使决策更容易。
HVBM包括在内表面上使用的膨胀材料。替代地或另外地，HVBM被配置为储存在容器中，该容器包括在内表面上的膨胀材料。
可以配置HVBM以便于处理和存储。这例如通过提供具有一个或多个外部手柄的HVBM来实现。替代地或附加地，HVBM被配置为存储在存储容器中。存储容器被配置为存储一个或多个HVBM。储存容器包括内部液体冷板。储存容器包括气体卸压阀。储存容器具有涂有膨胀材料的内表面。储存容器的内表面具有被配置为接收一个或多个HVBM的形状。储存容器具有一个或多个外部手柄。例如，存储容器具有公文包样式。
7.冷却策略
液体冷却
对于具有更高连续功率需求的应用，建议液体冷却。通常，液体由具有比空气更好的热属性的水/乙二醇混合物组成，从而确保的HVBM的更高的热传递速率。HVBM的基板(6mm厚的铝)通常直接位于冷板上(中间有导热膏)。替代地，液体冷却通道可以被直接提供在HVBM的基板内部。图1B图示了与基板130热连通的HVBM 100的内部部件160。
空气冷却
图1H图示了电池的空气冷却，为此空气被迫通过板翅片散热器。利用空气的电池冷却需要驱动周期具有允许电池冷却的低功率序列，或确保温度不会上升太快的连续低功率输出。然而，一般而言，HVBM在其放电时预计改变温度。
8.FlexTM功率电缆
图4A-图4D图示了柔性PCB 300，其演示了HVBM 100如何在电池组200内连接。采用柔性件300的车辆设计可以使用带有集成传感器的平坦电缆线束，其生产和组装可以完全自动，包括连接器和部件的拾取和放置，从而实现分布式架构。在每个HVBM电池模块100内，可以使用柔性件164(参见图1G)将单体连接在一起，该柔性件164将控制电子器件并入在单件上。可以在Arrival牵引逆变器和IDU内使用具有高电流能力的柔性PCB——消除了汇流条和电缆组装，允许将电路折叠到可用空间中。历史上比电缆更昂贵，近年来柔性电路的更高容量利用率以及连续卷对卷生产的引入已将成本降低到可以根据柔性与传统技术(诸如电缆线束)的相对优劣做出决定的水平。
柔性PCB(164、300)是夹在两个聚合物隔离体(通常是橙色的聚酰亚胺(杜邦商标名Kapton))之间的导体(通常是铜)。该过程开始于将铜层压到聚酰亚胺基层，并且然后蚀刻铜以创建PCB轨道。然后，我们在聚酰亚胺覆盖层上机械切割孔(冲压或激光)，并且然后小心地将其与蚀刻的基层对准，中间有粘合剂，并用热压。替代地，我们可以替代使用绿色的可光学成像覆盖层，将其作为液体分配在蚀刻的铜基层上。聚合物用紫外线固化并洗掉，留下孔。这种技术避免了仔细对准覆盖层的需要。也可以在层压后通过使用激光烧蚀隔离件来暴露这些孔，尽管这通常是缓慢的过程。对于电磁屏蔽，我们使用了层压到外面的导电膜，其称为Tatsuta，用石墨制成黑色。将所有东西层压在一起后，外部剖面通过激光、刀或冲压切割。
柔性件(164、300)与常规电缆线束相比具有许多优势：
流线型的机械和电气设计
·部件、连接器、设备、传感器和轨道的灵活定位
·将功率、信号、数据、低电压功率等全部组合在一个平台上
·在跨PCB的路由和连接性上自由选择
·拼接、总线、菊花链配置
·集成传感器、设备、层压汇流条和连接器
·局部特征，诸如需要的选择性屏蔽、加固、粘合
最小化重量并减小整个封装的大小
·增加性能和封装的灵活性
·与电缆相比，体积最小、弯曲半径紧
·天生低剖面；较小的连接器
·与包括连接器在内的同等电缆线束相比，显着的(数量级)重量节省
生产和可靠性
·与电缆解决方案相比，增加可靠性和产率
·减少手动电缆组装错误
·降低组装时间
·减少返工和重新检查，以及零废品(没有来自边角料的浪费)
·免工具过程为定制自动设计和快速迭代提供了灵活性
自动过程
·线束的机器人处理
·机器人拾取和放置部件(连接器、设备和传感器)
·消除布线劳动；没有压接端子或电线组装
性能
·改善散热(高表面积)。温度稳定性
·平坦的表面，粘合：消除嘎嘎声并为自动耦合创建刚性区域
·阻抗控制，最小的信号损失
柔性特征
图4A图示了包括电接触件310、高电压功率电缆320、低电压功率电缆330和互锁回路电缆340的柔性PCB 300。HV功率电缆320包括HV总线连接器350。此外，LV功率电缆330和340包括相似的连接器。图示的电接触件310被配置为连接以连接到电池组200内的HVBM100的端子。柔性PCB是高度通用的并且可以并入广泛的特征并将多种功能组合到单个部件中。
散热器：导热散热器可以层压到柔性电路，以将热量从敏感部件中散发出去。左下描绘了利用铜选择性电线键合镍/铝组装和散热器键合的三层柔性件。
包覆模制：连接器护套、密封、应力卸放可以利用低压模制(诸如，热塑性弹性体，TPE)、压缩模制(例如硅橡胶)、注射(例如液体硅橡胶)或冷铸(例如两部分树脂)来实现。在电缆组件内嵌入电子电路是对板载电子器件的成本有效的替代。通常被称为“智能电缆”的这些嵌入式设备可以解决许多封装挑战。左下描绘了利用包覆模制和电线附接的两层柔性件。
屏蔽件：在电磁或静电干扰是问题的情况下，可以将屏蔽件集成到柔性件中以降低噪声并控制信号线的阻抗。最具成本效益的方法(并且巧合的是，提供最为柔性构造的方法)使用了用丝网印刷或光学可成像覆盖涂层包封的银聚合物丝网。金属化屏蔽膜比铜具有更低的成本和更大的柔性。屏蔽件也可以利用铜层来实现。添加附加铜层并蚀刻它们以创建交叉影线图案，比标准的覆铜层相比，这具有更大的柔性。实心铜层可能增加FPC的成本并增加其弯曲半径(并且因此降低故障风险)。
加强件：在需要额外支撑的地方(诸如部件组装区域或将***以用于连接的暴露迹线下方)添加粘合刚性层。常见的加强件包括聚酰亚胺和FR4(常规玻璃增强环氧树脂PCB材料)。
电线组装：在某些应用中，柔性或刚性电路与传统电线的组合可能是更经济的设计。
柔性附接方法：
可以使用多种公用方法将电线、连接器、部件、电池单体等附接到柔性PCB，包括：
·焊料
·超声焊接
·激光焊接
·铆钉
·层压附接
·镍片到铜柔性焊盘
·镍片到铝汇流条
·铝汇流条到电池单体
·连接器(例如零***力“ZIF”型)
用于Arrival设备连接的卡边缘连接器使用PCB作为连接器的一半。借助加强件或作为刚性-柔性件，线束可以形成公接触件，在设备具有母插座。替代地，可以将插座安装在加固的柔性PCB上，或安装在附接到线束的单独PCB上。替代地，可以使用螺栓连接器。
柔性件组装在五个HV电池模块的顶部。功率PCB在端部处如轮廓所示：
穿孔连接器
图4B提供了穿过连接到HVBM 100的通孔连接器的柔性PCB 300的横截面视图。到电池模块的加强穿孔莫莱克斯功率边缘连接器由FR4加强件机械支撑。电连接是经由柔性PCB上的覆盖层隔离件中的孔口将穿孔连接器引脚直接焊接到暴露的焊盘上。横截面视图图示了柔性PCB 300的低剖面，凭借其传导的高电压而具有低厚度。例如，可以提供具有大约150μm厚的总厚度的柔性PCB 300。柔性PCB 300包括导电材料层(例如铜)，其具有基于要传导的电流选择的厚度(例如，大约25μm、大约50μm、大约70μm)。结合每个HVBM100高度低(例如，100mm)，这导致电池组200具有低剖面。这进而允许将电池组安装在具有实质低的地板的车辆的底盘400中。此外，这允许提供实质平坦的底盘400，从而简化车辆内部的定制。
柔性端接
图2C示出了电池组200的一部分，其中电接触件310的铜焊盘被示出经由覆盖层隔离件中的孔口暴露。施加焊膏，将功率板定位就位，加热接头，并且焊料回流。通过功率板中的电镀通孔可看到焊料痕迹。替代地，使用导电粘合剂(银环氧树脂或z轴各向异性)。
柔性电池单体附接
图1G提供了用于汽车应用中的18650单体的单体附接柔性PCB 164的图像。这件被设计用于4A连续电流，最大允许温升为50℃。铜的测量70μm厚，这与2oz规格的铜一致；替代地可以使用3oz(105μm厚)。包括粘合剂和两个PEN隔离层的总厚度测量为270μm。暴露焊盘的最大尺寸为：矩形＝5*7mm；月牙形＝5*7.5mm。
采用柔性连接器的车辆设计可以使用带有集成传感器(例如使用高速表面安装技术)的平坦PCB电缆线束300，其生产和组装可以完全自动，包括连接器和部件的拾取和放置，启用分布式架构。可以使用柔性连接器300将Arrival HVBM连接在一起，该柔性连接器300将控制电子器件并入在单件上。可以在Arrival牵引逆变器和IDU内使用具有高电流能力的柔性PCB——消除了汇流条和电缆组装，允许将电路折叠到可用空间中。
柔性PCB的类型
单面(SS)柔性
·单导电层
·柔性衬底与铜层压，蚀刻有轨道，并夹有覆盖层以用于保护
单面柔性，具有双接近
·又名“背部裸露”柔性；使用激光将柔性隔离层削开，以允许对单个铜层进行双接近
双面(DS)柔性
·两个导电层，柔性隔离体衬底的每一侧上一个
·镀铜穿孔可以用于在两层之间进行电连接
多层柔性
·多个单面或双面电路与互连件、屏蔽件和表面安装设备的组合。
·层压可以仅限于需要它们的局部区域
·最多可能约20层
刚性柔性
·多个柔性电路内层使用环氧树脂预浸粘合膜选择性地附接在一起，外部并入刚性板，或者
·内部(或这两者)
·通过电镀穿孔互连
·四、六、八层
聚合物厚膜(PTF)
·导体印刷到聚合物基膜上
·稍高电压下的典型低功率应用
柔性机架宽度
Figure BDA0004032466320000321
Figure BDA0004032466320000322
Figure BDA0004032466320000331
弯曲半径：允许至少6-12倍材料厚度或3mm最小静态。
图4C示出了PCB的横截面视图，该PCB由多个层形成，包括覆盖层、基础铜层、聚酰亚胺层和聚酰胺加强层。这些层通过粘合剂连结在一起。暴露的手指区域提供电接触，为此去除覆盖层以揭示基础铜层。
加强件：(一个或多个)粘合刚性层可以在需要附加支撑的地方(例如部件组装区域或将***以用于连接的暴露迹线下方(例如卡边缘))添加到柔性件外部。公用加强材料包括FR4(常规玻璃增强环氧树脂PCB材料)和聚酰亚胺。
尽管已经参考实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施例。在不脱离本发明的主要特征的情况下，可以以各种形式实施本发明。所附权利要求的范围应给予最广泛的解释，以涵盖所有此类修改和等效结构和功能。
9.HVBM架构
图5A图示了包含以下部件的HVBM 100：
1.单体1660:——包含HVBM的电化学能量的实际能量存储元件
2.内壳：——由上下塑料单体载体组成，将单体保持在一起
3.外壳：——由盖子和下冷板组成，确保HVBM与环境的热界面和密封
4.单体连接板160a：PCB将所有单体以给定的串联/并联布置连接在一起，并嵌入单体平衡电路
5.接口板：
a.HV板160b：PCB(的节段)包含单体和HVBM外部连接之间的所有HV功率部件
b.LV控制板160c：PCB(的节段)包含监测模块并与外部***通信的控制电子器件
该架构依赖于三个子***：
·单体监测：测量单体电压和温度
·HV控制，包括接触器和预充电电路，用于打开/关闭HV输出以及HV测量和电流感测
·LV控制，由MCU(带有所有支持部件和HW看门狗)、功率源、闪存、通信芯片、IsoSPI和CAN组成。LV输入使用以下向进行保护和滤波：熔断器；TVS；EMI滤波器和反极性保护。
HVBM在通信通道上连接到BMS和其他HVBM。HVBM将接收打开/关闭请求并提供状况/故障信息，以及向网络广播估计的可用功率以供BMS使用。
在该示例中，单体连接板160a、HV板160b和控制板160c都形成图1C所示的PCB层161的一部分。作为替代方案，单体连接板160a的功能由平衡柔性件163和功率柔性件164执行，而HV板160b和控制板160c的功能由PCB层161执行。
10.HVBM操作模式
HVBM具有以下操作模式：
关闭-睡眠模式：HVBM关闭功率网络，仅监测CAN唤醒信号。
关闭-待机：HVBM关闭电源网络，监测开关请求并提供状况信息。
打开-预充电：HVBM将预充电电路连接到功率网络以防止电流涌入。
打开：HVBM连接到功率网络并输送功率(充电和放电)。状况在通信网络上连续更新和流式传输。
维修模式：HVBM仅在车辆静止时在维修模式中操作，为高级用户提供对所有功能的超控访问以进行测试。
11.HVBM自监测功能
每个HVBM 100能够估计其自己的操作状态/状况，每个HVBM 100被配置为主动监测个体单体电压；主动监测放电和充电电流；主动监测并提供个体单体荷电状态(SOC)的估计；主动监测并提供模块荷电状态(SOC)的估计；主动监测并提供瞬时可用功率的估计；主动监测并提供总可用功率的估计；主动监测并提供模块剩余容量的估计；主动监测并提供模块剩余能量的估计；与外部BMS通信状态数据；主动测量/估计模块内的温度分布；汇总温度数据并将其传送到外部BMS。
每个HVBM 100能够估计其自身的健康状态，每个HVBM 100被配置为主动监测个体单体电阻；主动监测个体单体电容；主动估计和监测个体单体健康状态(SOH)；主动估计和监测HVBM的健康状态(SOH)；主动估计和监测接触器健康状态(SOH)；并且与外部BMS通信健康状态数据。
每个HVBM 100监测其数据连接，每个HVBM被配置为主动监测与HV总线的连接器接口；主动监测连接器连接状况和与HV总线的接口；并与外部主BMS(也可以使用每个HVBM内部的BMS代替外部主BMS(MBMS)，或补充外部主BMS)通信连接器状况。HVBM 100被配置为通过连接器互锁监测其自身的连接器状况。HVBM 100通常必须能够监测其所有内部安全参数，以确保其能够在不产生危险的情况下操作。
每个HVBM 100收集数据，每个HVBM 100被配置为计算和收集模块统计数据；计算和收集相关部件数据；计算和收集相关保修数据；与外部MBMS或内部BMS(如果使用)通信所收集的数据。
焊接检测：***中的若干电压传感器允许模块使用特殊的启动和关闭例程知道是否发生接触器焊接。
电压测量：在每个单体上和所有单体的输出处测量电压。还在DC总线上测量电压，以允许在连接到DC总线之前进行有效的预充电并增强安全算法。电压传感器放置在接触器之后，更靠近外部电路，以便能够测量外部电压，与预充电和主开关管理的单体电压的总和进行比较。电压传感器旨在用作与单体电压的总和的交叉检查，并且因此必须准确到大约1V以内。单体电压的总和最差准确到0.4V。
电流测量：电流是在模块级别测量的。这允许在电池周围进行准确的功率流映射。电流传感器基于霍尔效应，与经典的分流传感器相比，避免了需要逐单元校准、限制散热并避免需要附加隔绝屏障。
内部预充电：内部预充电电路使用PTC电阻来防止打开电压输出时的电流涌入。预充电电路由额定电流低得多的第三接触器和一对PTC组成，如果太频繁地使用预充电，则限制电流并防止过热。PTC的电阻也可以从HV和单体电压总和测量以及电流传感器原位估计，从而给出PTC温度的指示。
单体监测：针对每对单体计算温度并测量电流和电压。这允许高度准确地确定SOC、SOH和容量。
单体平衡：单体在模块内部独立于其他模块进行平衡。这允许电池在其整个生命周期内维持最佳容量。每个HVBM监测其所有单体并运行算法来评估和管理自平衡。HVBM可以对个体单体进行被动放电以自平衡。
接触器：存在两个接触器：出于安全原因，每个HV线上一个，以便将HV电路与车辆完全隔绝。它们是在每个HVBM的输出上的450v 40A额定接触器。一个在模块的负输出上，并且一个在正输出上。这确保了模块可以在其关闭状态下实现与车辆的电流隔绝。它具有的附加优点是电池模块对于处理和运输是安全的，因为不存在外部电压。接触器最终旨在通过PWM驱动以在连续模式下节省能量，驱动器支持高达约1kHz的PWM操作。
图5B提供了被配置为执行上述功能的HVBM 100的硬件的示意图。
12.主BMS
主BMS(MBMS或简称BMS)是从电池组到车辆的其余部分的接口。其自动发现和管理所连接的电池模块。BMS完全独立于网络中的HVBM操作；使用单独的CAN网络用于与EVC和HVBM进行通信；从HVBM收集信息和数据以进行计算。电池电量状况和BMS使用(一个或多个)HVIL回路监测HVBM连接器状况。
BMS规范：
·100×200mm网格大小的部件(符合网格大小架构)
·8个CAN网络，用于最多72个电池模块(使用CAN-FD时更多)
·用于模块的低电压功率控制
·与隔绝监测器通信
·自动模块发现和管理
·对荷电状态和可用功率的数据分析
·以太网/CAN车辆网络接口和网关
·管理电池模块的空中更新
·ASIL-D、ISO 26262功能安全
·为黑色，以用于有效且可预测的散热。
BMS报告聚合电池组的高级状况功能值(HLSF)，如下：
·充电时的可用功率，以kW为单位(每秒)
·放电时的可用功率，以kW为单位(每秒)
·SOC百分比(每秒)
·NAC——主动连接到网络的模块数量(启用接触器和MOSFET)(每秒)
·SOA状况包括：安全标志级别(正常操作、小心、警告、安全关键)(每秒)
·最小/最大续航里程(每秒)
·BMS广播网络上的所有HVBM的连接器锁定状况，相应地提供模块数量和连接器状况(0用于脱离，或1用于接合)。
·BMS每10分钟或每次值与之前广播的值相比改变超过1％时(以两者中最先发生的为准)广播聚合包的健康状态，对于能量(SOHE)以百分比表示并且对于功率(SOHP)以百分比表示。
13.HVBM是故障容差的，并具有内部隔绝开关
HVBM具有故障容差架构：在电池模块内，(i)集成电流传感器防止过电流条件，以及(ii)单体电线键合允许熔断器动作以用于安全。内部温度传感器使得电池管理能够保护单体并优化效率和寿命。具有集成金属冷却板的坚固、防震和入口保护的外壳降低穿透风险。
图5C图示了电动汽车中的安全高电压电池模块的示例实施方式，展示了若干控制和冗余模式。使用(i)在过电流条件的情况下充当熔断器的电线键合或(ii)柔性连接器，将单体166组合成串181。使用传感器182监测单体166的条件，包括温度、电压和电流。智能控制器183维持对单体串181的每个单体166的条件、健康状态和荷电状态的了解，并且可以与车辆400共享该数据。
单体串166输出初级开关由IGBT 184处理(在该示例中)：高效率和快速开关类型的晶体管。IGBT 184可以使用脉冲宽度调制(PWM)来改变模块输出以用于可变输出、对HVDC***进行预充电以及模块间平衡。IGBT 184主要由智能控制器183控制，智能控制器183通过使用与门185也需要合适的互锁信号。源自电池模块100外部并通过组合的混合连接器传导的恒定信号电压包括用于控制和超控内部开关184的互锁回路155。该次级开关186电平确保与车辆400的连接并且独立于车载***，以降低故障污染的风险。断开HVBM连接器170会破坏互锁回路155并禁用电池模块100的输出；该互锁回路155也可以用于禁用所有其他连接的电池模块100和使用相同互锁回路155的***。
在需要电流隔绝的情况下并为了防止通过半导体开关的泄漏电流，可以使用接触器或继电器187。这由智能控制器183操作并在固态设备之后开关，大大降低了接触器焊接的风险，因为没有电流开关。另外的与门188基于从智能控制器183和互锁回路155接收的信号导致电流隔绝。在接触器部件故障的情况下，智能控制器183可以监测焊接检测反馈，从而禁用电池模块100的输出并向车辆***报告故障。
使用触摸安全连接器和稳健的、入口保护的“双隔离”模块外壳为处理和维护提供了最终级别的保护。
单体总线和端子输出之间的内部开关将模块隔绝，大大改善了处理、运输和安装的安全性，以及使得电池模块能够进行“智能”开关。内部开关可以由来自负载的数据信号455触发，诸如电动汽车车载控制器453。
内部开关的端子输出使得模块能够表现为脉冲宽度调制功率逆变器。三个模块可以一起使用来为三相AC感应马达供电，移除了外部功率逆变器的需要及其相关联的效率损失。通过PWM对端子输出开关，可以将模块预充电到HVDC***。模块PWM开关降低了对跨模块以及阵列中的模块之间的低温变化(ΔT)的要求。
模块外壳可以防震和防入口保护，从而为安装位置、存储和处理提供更大的灵活性。集成模块冷却特征进一步简化了安装。
14.HVBM具有旁路串联开关
串联单体旁路开关电路：此特征涉及用于开关串联阵列内的电池单体的***，从而可以将具体单体与阵列断开连接并绕过，使得剩余的阵列继续以降低的电压输送功率。电池阵列是多个串联连接的电池，每个电池具有个体隔绝和旁路电路；此类***可以用作并联阵列的一部分或与并联阵列结合使用，例如串-并联或并-串联。
可开关单体旁路电路阵列为HVDC***的输出和再充电以及电容预充电提供增量端子电压控制。通过将单体的子集从阵列中隔绝，模块可以呈现小于所有单体的总和的端子电压。这允许模块将端子电压与输入电压匹配，促进不同SOC的模块之间的平衡，并从低于单体的总和的输入电压进行充电。端子电压可以按组成单体电压的增量进行调整；由于这种新颖的架构允许单体处于不同的SOC，因此经调整的电压可以是高度精细的，尤其是对于大型单体阵列。
在充电期间，单体可以在达到最大电压后从电路移除，从而允许模块快速“恒电流”充电，直到所有单体完全充电，只有在所有单体达到饱和电压并切换回到阵列中后才切换到较慢的“恒电压”。
该电路可以被配置为将单体在串联配置和并联配置之间切换，在增量可变电压下维持恒定功率输出。电路可以被配置为从单个单体阵列输出多个并发电压，例如为主负载输送HV，为辅助***输送LV。
·输出全串DC电压或降低的DC电压
·输出AC交流电(多级方波)
·通过斜升端子电压对HVDC***进行电容预充电
·通过匹配端子电压来匹配处于不同SOC的其他模块
·从单个模块输出多个并发电压
·以全串电压或降低的电压充电以匹配输入
·从可变电压输入充电
每个单体可以独立地与阵列断开连接，从而允许测量开路电压(OCV)，以用于更准确的SOC确定。可以通过将个体单体从串联阵列中隔绝来管理单体负荷，在任何健康状态(SOH)下将所有单体平衡到相等的荷电状态(SOC)。可以实现真正的无损平衡——对现有技术的重大进步。该技术尤其良好地适用于将需要大量“升压”变压器来实现主动平衡的高电压阵列。软件级电池管理为使用许多智能控制算法最大化单体寿命和容量而无需硬件改变提供了机会。
可以同时使用具有不同SOC的模块，无需进行预平衡。与现有技术不同，该模块不受最弱单体的限制，并且可以利用每个和每一个单体的全部容量——无论是充电还是放电——无论老化、温度和健康条件如何。这降低了对跨模块和阵列中的模块之间的低温变化(ΔT)的要求。
其还提供了为对个体单体的精确数据收集、数据分析、批量性能分析和电池管理算法改善以及“升压模式”提供了机会。这并入了可变单体冗余，通过隔绝故障或单体故障实现了更高的可靠性。
示例开关设备包括但不限于晶体管、FET、MOSFET、IGBT、晶闸管、继电器或真空管。一个信号线和两个MOSFET用于断开和绕过串联的个体单体。电路设计利用常规单体平衡芯片来读取电压和控制开关矩阵。
图5D图示了用于单体的旁路。每个单体连接到由可开关信号控制的“双掷”开关。当信号为高时，开关通过单体闭合电路，将单体串联连接。当信号为低时，开关在单体上断开，闭合旁路回路并隔绝单体。
图5E图示了HVBM的多个单体。这些单体串联连接，每个单体具有由可开关信号控制“双掷”开关。在此示例中，单体2已被绕过，从而递送等于
Figure BDA0004032466320000401
通过超控指定输送串电压所需的单体的数量(在本例中为4:3)，可以依次关闭一个单体，从而在所有单体之间共享工作量。通过改变每个单体的负荷(每个单体被使用的时间与单体被绕过的时间之比)，该技术可以用于平衡单体之间的电荷。例如，具有较高荷电状态(SOC)的单体可以比具有较低SOC的单体使用更大部分的时间；使所有单体更接***衡。相同的技术可以用于处理具有较低的健康状态(SOH)或具有较高的温度的单体。
图5F示出了并联连接的单体，其用于增加电流；开关电路的原理不受并联连接的单体的数目的影响。开关必须能够承载整个串电流。若干单体串联布置，总和为总串电压。每个串联单体通过专用开关信号可个体控制。
图5F进一步图示了使用P和N沟道晶体管作为开关的单体开关原理的实施方式。P沟道晶体管常闭——即传导，而N沟道晶体管常开，即未连接。这意味着所有单体被绕过，直到接收到开关信号。每个单体的一个开关信号同时使两个晶体管开关，从而将单体连接到电路中。
15.到柔性功率导管的盖子连接器
盖子包括柔性功率导管被附接到的连接器，以使得每个HVBM能够连接到电池组中的其他HVBM。连接器被提供在凹槽中，上面的生产方法解释了如何将熔融材料注射模制以形成具有最佳光洁度和结构完整性的壳体。
图1D-图1E图示了HVBM 100的端子170的示例。在凹槽116中提供HVBM电接触件用于容纳功率电缆300(诸如柔性功率电缆)的对应的电接触件。凹槽116与HVBM壳体的其他边缘相比具有增加的曲率半径，其用于通过确保功率电缆不被弯曲变形来保护功率电缆300。此外，HVBM外壳110的形状的选择意味着更容易实现由机器人组装电池组200。在安装之前，凹槽116容纳罩120，其保护HVBM 100的电接触件170。
除了包括HVBM电接触件的凹槽之外，HVBM壳体还可以包括容纳和保护柔性功率电缆的附加凹槽。作为示例，在包括电接触件的凹槽的对面提供附加凹槽，这促进布置成横穿HVBM盖子的顶面的柔性PCB。因此，HVBM盖子两侧的曲率半径增加，并且因此柔性PCB在HVBM壳体的与柔性PCB相遇的两个边缘处受到保护。因此，本公开提供了被配置为接收柔性PCB的一个或多个凹槽(例如，提供了包括端子的凹槽，这些端子被配置为连接到柔性PCB的对应的端子)。
图1F图示了HVBM 100的电接触件170。2个NC引脚用于检测连接器帽是否就位。这些应该用于用螺栓固定帽。因此，HVBM包括被配置为执行完整性监测的连接器帽。除了经由HV+和HV-引脚提供高电压功率外，HVBM还被配置为经由LV+和LV-引脚提供低电压功率。通过监测来自这些引脚的功率输出来增强安全性。本公开提供了包括高电压功率监测的HVBM。本公开进一步提供了包括低电压功率监测的HVBM。用螺栓固定帽的动作应将这2个引脚电连接在一起，并将帽固定到位。这允许模块在没有帽存在的情况下关闭。
16.检测松动的连接器
存在维持HVDC网络的可靠连接的主要要求。此外，由于***中有如此多的HV连接器(20-100个，具体取决于车辆平台)，因此这将可靠连接的要求驱使得更高。但是松动的HVDC连接器是危险，因此***必须监测HV连接器状况并在它们断开连接时采取相关动作。因此，***监测所有HVDC连接器，并且可以用于防止因松动的接触而产生电弧、过热和电击。其可以通过关闭电路的相关部分来抑制流过断开连接的连接器的电流。当连接器开始脱离时，必须将流过它的电流带到零以避免产生电弧。当连接器开始脱离时，电流被带到零或尽可能接近零，以避免连接(过)热。当连接器完全断开连接时，根据情况/连接器类型，可以建议在合理的时间内将电压带到低值(通常在几秒钟内低于60V)，以避免电击。
作为特定应用，我们将看向HVBM-柔性PCB(FPC)连接。
HV连接器是功率边缘类型的连接器(在模块侧为公头并且在FPC侧为母头)或螺栓连接器。在典型的车辆应用中，将要有通过***FPC以并联布置连接在一起的模块阵列。
在这种情况下，一个模块在没有警告的情况下断开连接不是安全问题，因为这不会切断***级功率。因此，当连接器松动时，模块可以并且应该停止提供电流，向***(在这种情况下为主BMS)发信号通知此事。
图4D图示了HVBM 100和柔性PCB 300之间的模块边缘连接。电池组200包括HVBM的电气端子170和柔性PCB 300的对应的电气端子310。
边缘连接器包括HVBM连接器互锁件155。模块互锁回路155用于检测模块100并立即将模块100与松动的连接器断开连接。
可选地，边缘连接器包括***高电压互锁回路555。***可选HVIL回路555被配置为检测断开连接的连接器。这是可选的，因为电池模块100将已经采取动作，并且***可以基于哪个电池模块正在发送错误消息或减弱通信线路来确定哪个模块100正在断开连接。
17.整体***架构
我们在前面的章节中详细着眼于HVBM和BMS。我们现在将更广泛地着眼于整个功率***。图6A-图6D图示了车辆(超级***)400内的电连接，车辆(超级***)400包括由多个电池模块(子***)100形成的高电压电池组(***)200。
图6C示出了并联连接以形成车辆400的电池组200的多个HVBM 100。柔性PCB 300包括高电压功率电缆320和低电压功率电缆330。高电压功率电缆贡献于被配置为向车辆提供高电压功率的车辆高电压直流总线320。低电压功率电缆贡献于连接到主BMS 500的私用控制器局域网(CAN)总线330。
图6D示出了HVBM 100连接到CAN、LV输入(8V到30V)和HV输出。私用CAN网络连接到BMS 500；BMS 500监测电池组200中的每个HVBM 100的性能和状态，并且可以指示每个HVBM100关闭和打开，并且连接DC总线或与DC总线断开连接，进入或退出睡眠模式。BMS 500经由CAN或以太网与车辆通信。
车辆400包括电动车辆充电(EVC)***570，其被配置为经由CAN或以太网与BMS500通信，并向BMS 500提供低电压功率。BMS 500被配置为向电池组200的每个HVBM 100供应低电压功率。HVBM 100向高电压网络550提供高电压功率。
车辆400包括集成马达驱动(IMD)***560，其被配置为从高电压网络550接收高电压功率并且经由CAN或以太网与BMS 500通信。
整体***具有以下状态：
·关闭模式。HV功率***不工作。没有能量供应，没有信息交换。
·待机模式。主BMS PCB被供电。信息交换在相关接口处保持进行。HV功率模块与HV总线断开连接。
·正常工作模式。HV功率被连接。HV功率***正常操作。根据控制命令和嵌入式控制算法执行能量提供和消耗。
·故障模式。不执行能量提供，主BMS PCB被供电，但HV功率模块与HV总线断开连接。故障消息经由信息接口传输。
HV功率***的主要部件是：
主BMS：实施用于HV功率模块(HVBM)的操作的控制算法的PCB，经由CAN总线提供与其他车辆设备的交互。
HVBM(n计数)：智能HV功率模块，每个模块内部具有PCB。HVBM PCB实施单体块电压、电流和温度的测量和控制功能，经由CAN总线提供与主BMS的通信。
连接器：连接信息交换网络、LV电源和功率端子的接口槽。
18.盖子生产和连接器设计
为了保护HVBM内部的安全关键电子部件，并促进个体HVBM的安全存储、处理和安装，每个个体HVBM被封装在外壳或盖子中，该外壳或盖子被配置为封闭可充电单体的阵列和每个HVBM内部的安全关键电子部件。盖子是使用四闸阀***注射模制***制成的。使用4个阀使熔融塑料流动允许塑料在相同温度下的更均匀分布，因此其防止以不同速率固化，否则这可能导致缺陷。可以对通过4个闸的流动进行排序，以使熔融塑料的前部保持相同的温度。对流顺序进行定时允许控制在不太突出的地方发生的任何缺陷。最小化缺陷是重要的，因为盖子提供了结构完整性，因为HVBM可以摞在一起存储；其还提供阻燃性，包含任何热失控事件。
一般而言，外壳或盖子通过熔融材料经由多个闸阀的注射模制而形成，每个闸阀被排序以控制材料的固化。图7A-图7F示出了将熔融材料注射模制到赋予HVBM的外壳或盖子110的形状的模具中。这导致如图8A-图8B所示的外壳110。
注射模制过程开始于多个闸阀中的单个闸阀将熔融材料提供到模具中。该熔融材料在模具内散布，随着热量散发到外部环境而冷却，这导致材料固化。当熔融材料遇到特征时，熔融材料散布的方向因特征而改变。作为示例，HVBM包括具有开口的凹槽，该开口由熔融材料分离成围绕开口的两个分离的流而形成，并且一旦开口完全被熔融材料围绕就重新汇合。
当分离的流重新汇合以形成单个流时，这导致固化材料的缺陷，因为流处于不同的温度。这导致焊接线，当获得更精细的表面光洁度时，焊接线更明显。熔融材料的注入通过对附加闸阀进行排序来控制，使得它们按顺序注入熔融材料，确保两个分离的流重新汇合，以在选定的位置和高温下形成单个流。优选地，分离的流的温度尽可能相似。为了改善焊接线的外观，熔体前沿温度保持高，并且发现四个阀闸有助于实现这一点。
当熔融材料流到达另一个闸阀时，该闸阀开始将熔融材料注入模具中。闸阀被排序以为成品提供最佳可能光洁度的速率注入熔融材料，从而防止位于视觉表面上的视觉缺陷，诸如焊接线、流线和缩痕。闸阀的排序确保熔融材料的流动以一致的速率发生，并且因此以一致的速率冷却。
缩痕是通过使用多个闸阀来防止的另外的缺陷。上图从上方和下方显示了壳体。壳体的下表面包括用于加强盖子的顶部的肋，使得壳体被配置为支撑自身，而无需由HVBM的内部部件提供附加支撑。肋的图案被设计为避免与BMS PCB上的从顶表面显着突出的盖子支撑件和部件发生组装碰撞。肋的图案改变，使得该肋存在于组件中平衡柔性连接器所在的位置周围，以避免肋与连接器碰撞的风险。肋被图示为六边形布置，这对表面赋予强度。一个或多个凹槽下侧上的肋用于加强一个或多个凹槽节段，这用于显着降低当密封盖子与连接器壳体垫圈界接时盖子经历弯曲效应的风险。
通过降低壳体内部的肋的厚度来实现缩痕的减少。壳体具有多个肋，肋具有在1.2mm到1.67mm的范围内的厚度。发现具有较低厚度(诸如1.2mm)的肋最小化HVBM壳体的顶部外表面上发现的缩痕。在HVBM顶部外表面已形成之后，可以随后增加肋的厚度，从而在增强壳体的强度的同时最小化缩痕。
结果，HVBM外壳或盖子的结构完整性被增强。注入的材料的流动顺序如何增强HVBM壳体的生产的示例包括：减少剪切应力；减少体积收缩；一致的密度；一致的冷却温度，以实现一致的光洁度；减少焊接线；焊接线的选定位置；减少缩痕；并减少翘曲。对于这些示例中的每一个，注入的材料的流动顺序沿x轴、y轴和z轴建模，从而增强在所有方向上的结构完整性。盖子为黑色，以用于有效且可预测的散热(出于相同的原因，Arrival***中的其他部件也是黑色的)。
19.电池组组装
HVBM生产过程流程全部或部分使用微型工厂内的机器人制造来实施。同样，车辆的电池组和其他部件也通过机器人制造在微型工厂内生产。
小型轿车可以使用电池组，其中5个并联连接的HVBM的顶排位于倒置的5个并联连接的HVBM的底排之上。图9A-图9H图示了此类电池组200的生产技术，其中图9A提供了电池组的分解视图，图9B提供了解释生产过程的细节的流程图，并且图9C-图9H提供了电池组的部件的组装的渐进视图。
图9A示出了电池组200的分解视图，其包括多个电池模块100、多个电池模块紧固件140、多个电连接器250、冷却板组件260和壳体270。多个电池模块包括电池模块的顶排210a和电池模块的底排210b。每排210的电池模块通过柔性印刷电路板(柔性PCB)300彼此电连接，并经由电池组连接器250电连接到车辆的其余部分。柔性PCB 300的定制尺寸被配置到正在设计的具体车辆。
冷却板组件260被提供在电池模块的排210和电池模块的底排1130b之间。冷却板组件260包括冷却板顶片261、冷却板底片262、冷却回路263和多个T形槽连接器264。电池组通过电池模块紧固件140保持在一起。
图9B-图9H图示了电池组的生产方法S100：
·在第一步中，将冷却回路263的冷却管组装以形成歧管(S110，图9C)，这例如通过钎焊来实现。
·在第二步中，将歧管263和T形槽连接器264组装到上冷却板261和下冷却板262(S120，图9D)，从而形成冷却组件260。这例如通过钎焊、粘合剂或螺钉来实现。
·在第三步中，将电池模块的顶排210a连接到冷却组件基板261(S130，图9E)。为了实现这一点，将热界面膏施加到冷却板260的顶部，并且然后将电池模块210a的顶层用螺栓固定到冷却板260。多个模块紧固件140(例如，螺母和螺栓)附接冷却板260的部件。
·在第四步中，在电池组的电池模块100之间提供电连接(S140，图9F)。这通过将柔性PCB 300电缆连接到排210a中的每个电池模块来实现。
·柔性PCB 300示出为以“有轨电车线”配置连接平台的5个HVBM。为HVBM 100的具体配置生产定制柔性PCB 300，使得柔性PCB 300的所有电连接与电池组200中每个HVBM100的电连接对齐。这简化了组装，因为一旦HVBM就位，它们就可以通过与车辆的其余部分形成电气接口进行电子连接。
·柔性PCB(互连柔性件)300提供了HVBM和车辆的其余部分之间的唯一电气接口。柔性件300执行到负载的高电压功率分配，以及到部件(诸如电池管理***)的低电压功率分配。
·在第五步中，将壳体270a应用于电池组(S150，图9G)。柔性PCB 300的端部附接到电连接器250a。顶罩270a使用螺钉或可移除的聚氨酯粘合剂附接到基板。
·在第六步骤中，针对电池模块的底排210b重复该程序(S160，图9H)。因此，电池模块的底排210b通过多个模块紧固件140(例如，螺母和螺栓)连接到冷却组件基板260(S130，图9E)，然后在电池组的电池模块100之间提供电连接(S140，图9F)，然后将壳体270b应用于电池组(S150，图9G)。如果不提供电池模块的底排210b，则不执行该程序。
·用于具体车辆的定制电池组200的生产被简化，因为共享部件通过应用共享技术连接。机器人组装这些部件增强了安全性，使得减少了工程师暴露于HVBM的高电压。
各种其他电池组大小是可用的，诸如：
20个模块组(2×10HVBM网格)
容量：74kWh
续航里程：100km至120km
充电时间(22kW)：3小时50分钟
快速充电功率：80kW
30个模块组(2×15HVBM网格)
容量：111kWh
续航里程：150km至180km
充电时间(22kW)：5小时30分钟
快速充电功率：120kW
40个模块组(2×20HVBM网格)
容量：148kWh
续航里程：200km至240km
充电时间(22kW)：7小时10分钟
快速充电功率：170kW
图10A-图10D图示了包括电池组200的车辆平台400。图10A-图10B图示了电池组在Arrival轿车的滑板平台中的安装(参见PCT/GB2021/051519的章节J)。图10C-图10D图示了电池组在Arrival公共汽车的底盘中的安装(参见PCT/GB2021/051519的章节K)。
图10A示出了其中已安装车辆电池组200的底盘400。图10B示出了机器人生产环境1000中的车辆平台400，即“微型工厂”，其包括多个机器人(1001、1002)，这些机器人被配置为安装车辆的部件，诸如电池组200。图10A图示的电池组200描绘了电池组200的示例，其中二十个电池模块100被布置成4×5网格。图10B图示的电池组200描绘了电池组200的示例，其中HVBM 100布置成3×3网格。
图10C-图10D示出了另一个机器人生产环境1000，其中十二个电池模块100的阵列200从侧面滑入Arrival公共汽车的底盘或滑板平台中(参见PCT/GB2021/051519的章节J)。HVBM不仅可以为车辆牵引提供功率，还可以用于家庭和工业能量存储，并作为可再生能量***的一部分。
20.HVBM通过加密网络发送和接收数据
遵循Arrival***和部件的即插即用原理，一旦Arrival部件***Arrival车辆、设备或***，它将容易地且自动地开始运行，而无需配置或修改现有***。如上所述，这完全适用于HVBM及其一旦***到Arrival车辆就运行。此时，网络安全要求可能与为车辆部件提供即插即用功能的任务相冲突。图11A-图11D图示了车辆和服务器之间的数据连接。
现代车辆是网络物理***，即根据或取决于计算算法和物理部件的无缝集成构建的工程***，并且网络安全漏洞可能影响生命安全。
世界各地的多个权威机构和法规都涵盖了车辆网络安全，以确保***被设计成不会对车辆安全造成不合理的风险，包括由于存在潜在的网络安全漏洞而可能导致的风险。因此，需要不断增强车辆网络安全，以缓解可能对公众呈现不合理安全风险或损害敏感信息(诸如消费者个人数据)的网络威胁。Arrival***设想了Arrival车辆和车辆部件的网络安全的独特方法，如下所述。
常规方法基于将车辆网络视为受信任的环境，而将车辆外部的一切视为不受信任的环境。相反，Arrival***将车辆网络视为不受信任的网络。因此，部件之间使用车辆网络的所有通信都被加密，并且在没有验证或认证的情况下部件不接受来自其他部件的命令。因此，车辆和车辆部件防止未经授权的使用，并且防止未经授权访问个人数据以及车辆的有价值的分析或诊断数据。下面更详细地描述了Arrival网络安全方法。
***布置
图11A提供了用于连接设备的硬件示意图。设备400(例如车辆)是连接的***的成员。设备400包括多个部件100，诸如HVBM。每个部件100(例如HVBM)被配置为与设备400(例如车辆)通信。服务器600(例如由云服务提供)被配置为与设备通信。
部件100、设备400和服务器600具有促进它们通信的对应的架构。部件包括输入/输出单元(I/O)151、存储器152和控件153，它们中的每一个被配置为经由总线154通信。相似地，设备400包括输入/输出单元(I/O)451、存储器452和控件453，它们中的每一个被配置为经由总线454通信。服务器包括输入/输出单元(I/O)651、存储器652和控件653，它们中的每一个被配置为经由总线654通信。部件100、设备400和服务器600中的每一个包括用作控件的处理器。部件的I/O 151被配置为与设备的I/O 451通信。设备的I/O 451被配置为与服务器651的I/O通信。
部件的存储器152包括身份信息。身份信息包括部件的唯一名称。身份信息还可以包括提供如何配置部件的细节的属性信息。身份信息包括文本、数字和机器可读代码(诸如条形码、QR码、微芯片)中的至少一个。作为示例，身份信息包括区块链，该区块链通过跟踪每个部件先前如何以及在何处部署来增强可追溯性。通过提供加密的身份信息来增强安全性。由存储器存储的身份信息也可以通过附接到部件的壳体的标签来呈现。
将I/O 151和存储器152提供为每个部件的一部分允许每个部件用作可以从一个设备转移到另一个设备的独立单元。作为示例，HVBM包括I/O 151和存储器152。设备的存储器152将设备的身份信息与已经注册的一个或多个部件(例如HVBM)的身份信息一起存储。对于每个电气部件(例如，HVBM)，设备的存储器存储该具体部件(例如，HVBM)是否被授权由设备使用的指示。服务器的存储器存储数据库，该数据库指定电气部件(例如，HVBM)是否已被授权使用。每个个体设备400和每个个体电气部件100(例如HVBM)被存储在服务器600的数据库652上。
服务器的控件653被配置为从数据库652中检索信息，并且更新数据库652。因此，服务器的控件653被配置为确定设备100和电气部件400是否被授权。此外，控件653被配置为更新设备100和电气部件400是否被授权的授权。
服务器600远离设备400。服务器600被认为是“云服务器”，因为服务器的功能经由互联网跨多个服务器分布。云服务器600的提供增强了弹性，防止了个体服务器的性能的漏洞。此外，云服务器跨多个位置的分布式特性促进云服务器600和移动设备400之间的通信，并且特别有利于增强云服务器和大量分布式设备之间的通信。作为替代，服务器600是具体个体服务器。
注册和授权
图11B提供了***10用于确立设备(例如车辆)是否被授权的通信方法S10的综述。在步骤S11中，设备400将设备400的标识信息传输到服务器600。在步骤S12中，设备400接收对设备400是否被授权使用的确认。
图11C提供了***10用于确立设备(例如车辆)是否被授权使用部件(例如HVBM)的通信方法S20的综述。总之，标识信息从部件100传递到设备400到服务器600(S21、S22)，并且然后授权信息从服务器600传递到设备400到部件100(S23；S24)。在步骤S21中，部件100将标识信息注册到设备200。在步骤S24中，电子设备400向部件100确认其是否被授权由电子设备400使用。在步骤S23中，设备400将部件100的标识信息传输到服务器600。在步骤S24中，设备400接收部件100是否被授权由设备400使用的确认。
图11D提供了认证方法的进一步细节。从部件(左，S30)、设备(中，S30)和服务器(右，S50)的角度图示了注册和认证过程。
关于从部件100的角度的方法(S30)：
·在步骤S31中，部件的控件从部件的存储器获得身份信息(ID)。
·在步骤S32中，控件指示部件的I/O将身份信息(ID)发送到设备的I/O(S21)，其中在设备接收到ID信息后，ID信息存储在设备的存储器中。因此，部件被认为是由设备注册的。
·在步骤S35中，部件的I/O从设备的I/O接收授权信息(Auth)(S24)。
·在步骤S36中，部件的控件处理授权信息。如果部件被授权，则允许部件的操作。如果部件未被授权，则限制部件的操作。
关于从设备400的角度的方法(S40)：
·在步骤S41中，设备的控件从设备的存储器获得身份信息(ID)，其中ID信息与设备本身(S10)或部件(S20)有关。
·在步骤S42中，控件指示设备的I/O将身份信息(ID)发送到服务器的I/O(S11、S22)。
·在步骤S44中，设备的I/O从服务器的I/O接收授权信息(Auth)(S12、S23)。
·在步骤S45中，设备的I/O将授权信息(Auth)发送到部件的I/O。
·在步骤S46中，设备的控件处理授权信息。关于设备的授权(S10)，如果设备被授权，则允许设备的操作，而如果设备未被授权，则限制设备的操作。关于部件的授权(S20)，如果部件被授权，则允许部件的操作，而如果部件未被授权，则限制部件的操作。
关于从服务器600的角度的方法(S50)：
·在步骤S51中，服务器的控件维持由服务器的存储器存储的数据库(DB)，该数据库针对部件和设备两者将身份信息(ID)与授权信息(Auth)相关联。
·在步骤S52中，服务器的I/O从设备的I/O接收身份信息(ID)(S11、S22)。
·在步骤S53中，服务器的处理器从服务器的存储器中检索与身份信息(ID)对应的授权信息(Auth)。处理器更新数据库(DB)以记录它已被访问。此外，对于身份信息(ID)对应于与设备相关联的部件的情况(S20)，处理器更新数据库(DB)以记录部件与设备之间的关联。
·在步骤S54中，服务器的I/O将授权信息(Auth)发送到设备的I/O(S12、S23)。服务器返回到S51并继续维持数据库(DB)。
每个部件100通过确立其安全要求是否得到满足而独立操作。每个车辆400验证个体部件，其中该验证基于外部服务器600对授权信息的接收。每个部件100具有监测装置以确定它是否可以安全操作，这包括部件100检查其关于安装有部件的设备400的认证状况。
置信度的阈值确定部件100可以执行的功能的级别。设备400或部件100受到限制的结果由所有者(例如，车辆的车队的运营商)选择，结果是基于保护和安全要求限制功能的级别。
置信度的阈值基于部件的内部因素，以及部件所暴露到的环境因素。例如，如果部件100被改变，或者如果车辆400被移动到不寻常的位置，则这指示部件应该对其外部环境更加怀疑。因此，可以选择定制的安全级别，同时确保符合安全法规。作为示例，HVBM 100被配置为使得，如果它没有被认证，那么它将以减少的功能操作，从而允许安全地控制车辆400，而不是在车辆400行驶时突然停止功能。
技术上可行的功能的限制包括：
·完全防止设备/部件的操作，
·减少设备/部件的操作，以及
·触发中央警报，允许远程用户干预设备/部件的操作。
根据适用的要求，Arrival网络安全方法可以涉及不同的解决方案和安全级别。Arrival网络安全方法中的另一个解决方案如下所述。
包括HVBM 100在内的所有Arrival部件可以包括用于验证或认证的硬件安全模块(HSM)。与此相反，常规方法在车辆中提供单个HSM。Arrival网络安全方法可以进一步在车辆的一些或每个部件被允许完全操作之前提供该部件的分布式验证或认证。分布式验证或认证设想在经受验证或认证的部件外部的车辆的若干部件、模块和/或***(以下——部件)应验证或认证部件。以此类方式，车辆安全性随着参与验证或认证(以下——认证基础)的车辆的部件的数量的增加而增加。Arrival网络安全方法的该方面高度灵活：车辆400的不同部件100可以被包含在认证基础中，并且认证基础可以包括不同数量的车辆部件，具体取决于环境、情况和/或要求。在成功验证或认证的情况下，认证基础的部件可以共同生成加密密钥，该加密密钥被传输到经验证或认证的部件，以使得所述部件能够使用所述密钥参与：与车辆的其余部件的加密通信。
因此，Arrival网络安全方法可以实施Shamir的秘密共享算法，其中秘密(密钥)被分成部分，给每个参与者(认证基础的每个部件)其自己独特的部分。利用Arrival网络安全方法，可以设置重建原始秘密(以生成密钥)所需的最小数量的部分(认证基础的部件)。以此类方式，可以设置和改变车辆***的安全级别。
此外，Arrival网络安全方法设想了双向验证或认证：与上述程序并行，每个Arrival部件应在允许部件完全操作之前验证或认证安装了该部件的车辆、设备或***。根据以上公开，为了验证或认证车辆，安装的部件应验证或认证车辆的若干部件、模块和/或***。
上述所有验证或认证程序可以通过集成在Arrival部件中的HSM来实施。此外，如果车辆包括没有集成HSM的部件或模块，诸如常规车辆模块，仍可以实现分布式验证或认证。例如，此类常规模块的寄存器可以分布在车辆的若干部件中，为常规模块提供认证基础，使得常规模块的验证或认证由所述认证基础的若干部件进行，例如，以类似区块链的方式。
此外，Arrival网络安全方法设想将部件绑定到预期安装，诸如具体车辆。部件可以旨在用于具体安装，诸如具体车辆，并且因此可以预先配置或绑定到所述安装或车辆。在从预期安装中移除的情况下，绑定到安装的部件将被禁用。为了使绑定到第一安装的部件能够在另一个(第二)安装中操作，需要在从第一安装中移除之前预先适当解绑部件。
作为在该部件的第一连续验证或认证程序的结果，新生产的Arrival部件可以被绑定到它***的第一安装。相应地，每个Arrival部件可以绑定到经授权的安装，诸如具体车辆，并且在从经授权的安装中移除绑定的部件之前可能需要适当的解绑，以使得部件能够在另一个安装中操作。这时，每个Arrival部件(包括绑定的部件和整个Arrival车辆)可以被配置为具有服务模式，在该模式中，部件在任何安装(包括未经授权的安装)中完全操作。服务模式是对Arrival车辆和部件的容易和不间断服务所需要的。服务模式仍应具有一组的限制，诸如服务模式的有限时间、服务模式中的车辆的最大移动范围等。
进一步的详细描述
在以下章节中，我们将集中于Arrival电池模块的具体特征，组织为五个主要组：
组A：核心电池模块原理
组B：电池模块物理结构特征
组C：电池模块内部部件特征
组D：电池模块和完整的功率***，包括BMS和电池
组E：电池模块操作特征
该进一步的详细描述形成说明书的一部分。结合上面已经介绍或如附图所公开的任何特征，本公开提供了任何以下特征。
组A：核心电池模块原理
特征1.电池模块在300V+DC总线电压处生成输出并被并联连接到其他HVBM以形成电池组
常规方法是车辆电池模块产生90V-100V标称，并将这些电池模块串联连接以达到所需的输出电压(例如350V-400V)，并且然后将这些模块封装成输出350V-400V的大的密封电池组。因此，350V-400V仅在可以生成的最晚可能点生成。
Arrival HVBM 100颠覆了这种方法：代替最晚可能点生成350V-400V输出，其在最早点(即在每个个体电池模块100)生成。Arrival的HVBM是电池模块，当它设计用于具有400VDC总线和其他负载部件的车辆时，该电池模块输出近似350V到400V标称。多个HVBM100并联而不是串联连接以形成350V-400V电池组200；例如，对于小型Arrival轿车，可以并联连接十个HVBM。对于厢型车，可以并联连接二十个模块。高度模块化的Arrival HVBM***提供了比早期电池模块和电池组更大的灵活性，使得能够满足客户的具体成本、续航里程、功率和寿命需求，并满足他们演变的需求。例如，常规车辆设计范例锁定某些车辆属性：如果你设计了由四个串联连接的电池模块组成的大型350V-400V电池组，每个电池模块产生90V-100V，那么该电池组的固定尺寸和功率廓线本质上将其用途限制在与母车非常相似的尺寸和功率要求的车辆中：如果母车是中等大小的轿车，则电池组只能可行地用于其他中等大小的轿车，而不是例如用于大型公共汽车。然而，使用Arrival HVBM，相同的电池模块可以单独使用，例如为小型摩托车供电，或者组装成10到20个电池模块的组用于轿车，或100多个模块的组用于公共汽车。
在Arrival***中，例如厢型车的客户可能指定具有利用40个HVBM可以满足的续航里程的电池组。相同类型的厢型车的另一客户可能指定具有需要60个HVBM的续航里程的电池组。由于HVBM 100既是模块化的又是可扩展的，无需对整体电池组200架构进行重大改变，因此自动车辆构建者***可以自动为两种类型的厢型车创建构建定义，因为它通常只需要扩展所使用的并联连接的HVBM的阵列的长度；Arrival微型工厂中的机器人制造***可以同时构建两个厢型车，无需重新配置微型工厂布局或其操作。
我们可以概括如下：
1：一种电池模块，其被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块(i)生成至少300V的标称输出，并且(ii)与至少2个其他实质相似的电池模块并联电连接以形成电池组。
2：设计低排放或零排放车辆的方法，包括选择合适数量的电池模块以提供该车辆所需的性能和续航里程的步骤，其中每个电池模块(i)生成至少300V的标称输出，并且(ii)与至少2个其他实质相似的电池模块并联电连接以形成电池组。
3：修理或更新低排放或零排放车辆的方法，包括替换需要替换的车辆中的电池模块的步骤，其中电池模块(i)生成至少300V的标称输出，并且(ii)与至少2个其他实质相似的电池模块并联电连接以形成电池组。
4：一种由多个电池模块形成的电池组，每个电池模块被配置为(i)生成至少300V的标称输出，并且(ii)与至少2个其他实质相似的电池模块并联电连接以形成电池组。
5：一种车辆，其包括电池模块，该电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块(i)生成至少300V的标称输出，并且(ii)与至少2个其他实质相似的电池模块并联电连接以形成电池组。
6：一种车辆的车队，其中每个车辆包括电池模块，该电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块(i)生成至少300V的标称输出模块以形成电池组；
并且其中车队的运营商已经定义了其对车队中的车辆具有的一组或多组性能和续航里程要求，并且在选择被包括在车队的每个车辆中的电池模块的数量时已经使用了这些要求。
可选子特征包括：
·电池模块被配置为支持模块化、可扩展、去中心化的电池组设计。
·电池模块被配置为使得用于具体车辆或车辆的车队的电池组能够跨包括以下一项或多项的因素优化：初始成本、剩余价值、总拥有成本、续航里程、性能、充电成本、充电时间。
·电池模块在被设计用于具有近似400V DC总线和其他负载部件的车辆时被配置为在最大储电时生成300V和450V之间。
·电池模块在被设计用于具有近似400V DC总线和其他负载部件的车辆时被配置为在最大储电时生成350V和450V之间。
·电池模块被配置为输送标称350伏特、最大450伏特和最小约250伏特，以及最高1200安培的峰值放电率。
·电池模块在被设计用于具有近似800V DC总线和其他负载部件的车辆时被配置为生成600V和900V之间。
·电池模块被配置为输出至少300V标称以使得能够使用功率线束或连接器，其中功率线束或连接器具有与在使用实质较低电压时将需要的线束或连接器相比大体较低的重量。
·电池模块被配置为向车辆主DC总线提供直流HV输出。
·与另外的、实质相似的电池模块的电连接只是并联连接而不是串联连接。
·两个电池模块被配置为串联连接在一起以形成单元，该单元被设计用于具有近似800V DC总线和其他负载部件的车辆。
·串联连接的电池模块对被配置为与其他串联连接的电池模块对并联连接。
·与另外的、实质相似的电池模块的电连接是串联连接以形成一组两个或更多个串联连接的电池模块，并且然后该组模块并联电连接到另外的、实质相似的一组电池模块，以形成完整的电池组。
ο每组电池模块输出的高电压在700V到850V之间。
ο高电压是低于1500V的任何电压。
·电池模块被配置为通过数据网络连接到外部BMS。
·电池模块被配置为生成以下一项或多项：每个个体单体荷电状态(SOC)的估计、模块荷电状态(SOC)的估计、瞬时可用功率的估计、总可用功率的估计、模块剩余容量的估计、模块剩余能量的估计、温度数据。
·电池模块被配置为向BMS发送状态数据，诸如以下一项或多项：每个个体单体荷电状态(SOC)的估计、模块荷电状态(SOC)的估计、瞬时可用功率的估计、总可用功率估计、模块剩余容量的估计、模块剩余能量的估计、温度数据。
·电池模块被配置为向BMS发送健康状态数据，诸如以下一项或多项：个体单体电阻；个体单体电容；个体单体健康状态(SOH)；模块的健康状态(SOH)；接触器健康状态(SOH)。
·电池模块被配置为向BMS发送连接数据，诸如：连接器与HV总线的接口的状况。
·电池模块被配置为向BMS发送保修相关数据。
·电池模块包括内部开关的端子输出。
·电池模块包括内部开关的端子输出，用于电流隔绝以及因此安全操作。
·电池模块包括内部开关的端子输出，用于以下一项或多项：防止电池模块在未经授权的应用/安装中用作功率源；防止来自未知来源的模块充电；使得电池能够远程禁用。
ο例如，防盗器或产品安全召回。
ο例如，强制订阅/出租/租赁电池模块。
ο例如，使得能够进行定时“保质期”到期或基于周期的“寿命结束”控制。
·电池模块包括内部开关的端子输出，以使得电池模块能够表现为脉冲宽度调制功率逆变器。
·三个电池模块被配置为一起为三相AC感应马达供电。这移除了对外部功率逆变器的需要和相关联的效率损失。
·电池模块是一个350×350×100mm网格大小的部件。
·当外部BMS未将LV功率施加到电池模块中的控制板时，电池模块不具有功能并且开路。
·电池模块在通信通道上连接到BMS和其他电池模块。
·电池模块包括单体平衡***。
·电池模块包括预充电电路，该预充电电路在连接到HV总线之前被激活，以防止潜在的危险电流涌入。
·电池模块包括内部电流传感器。
·电池模块包括内部电流传感器，该内部电流传感器被配置为使得能够针对过电流进行保护。
·电池模块在单体之间包括抗传播材料。
·电池模块在单体上方包括抗传播材料。
·电池模块包括内部气体传感器，以检测气体是否从单体释放。
·电池模块包括内部接触器健康监测***。
·电池模块包括内部隔绝监测***。
·电池模块包括HVIL(高电压互锁)***。
·电池模块包括低电压功率监测***。
·电池模块包括内部短路保护熔断器。
·电池模块被配置为以睡眠模式操作，在睡眠模式中，它与电源断开连接，而仅监测外部唤醒信号。
·电池模块被配置为以省电模式操作，在省电模式中，它与电源断开连接，而监测开关请求并提供状况信息。
·电池模块被配置有多个冗余联网能力。
·电池模块在其一些或全部内表面上包括膨胀材料。
·电池模块包括外部手柄。
·电池模块被配置为适配在带有外部手柄的携带箱内。
·电池模块被配置为适配在带有外部手柄的公文包式携带箱内。
·携带箱包括内部液体冷板。
·携带箱包括气体卸压阀。
·携带箱在其一些或全部内表面上包括膨胀材料。
·电池模块被配置为直接或间接连接到基于云的***。
·电池模块被配置用于OTA软件更新。
·电池模块被配置用于连续或24/7单体监测。
·电池模块被配置为自动检测一个或多个单体何时与内部电路断开连接。
·电池模块被配置有基于MCU的单体监测和单体平衡***。
·电池模块被配置为估计个体单体的退化水平。
·电池模块被配置为使得能够预测短期和长期电池性能预测。
·电池模块被配置有不同地平衡单体退化和电池模块性能的操作模式。
·电池模块包括无线连接***。
·电池模块包括多个个体可充电单体。
·可充电单体是圆柱形单体、袋形单体或棱柱形单体。
·可充电单体是锂离子或锂聚合物单体。
·可充电单体是固态单体。
·电池模块包括三个主要子***，即单体监测子***；HV控制子***；LV控制子***。
·单体监测子***测量单体电压和温度；HV控制子***包括接触器和预充电电路，以打开/关闭HV压输出以及HV测量和电流感测；LV控制子***包括MCU(带有所有支持部件和HW看门狗)、功率源、闪存、通信芯片、IsoSPI和CAN。
·电池组包括布置成网格的电池模块的阵列，并且阵列中使用的电池模块的数量被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·电池模块的网格的长度被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·网格由单层电池模块或两层或更多层电池模块组成。
·电池模块包括本文档剩余部分所公开的一个或多个特征或子特征(例如，选自组A-E中的任何一个)。特别是，本公开规定了：
ο电池模块包括组A的特征1-2中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组B的特征3-9中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组C的特征10-12中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组D的特征13-16中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组E的特征17-25中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
特征2.电池模块作为电池组中的自主模块操作
我们在上面也看到，Arrival HVBM 100自包含的模块，其能够独立或自主操作；该特征导致在设计车辆时的相当的灵活性(例如，使用自动车辆构建者来提供广泛数量的HVBM 100以满足具体客户对具体车辆400或车辆的车队的要求)，因为它使得更容易针对续航里程、成本和寿命的具体客户要求使用最佳数量的HVBM：Arrival电池模块100是模块化和可扩展的，并且电池组200的控制架构是去中心化的(无论它是否是HVBM或输出较低电压并且需要串联连接到其他相似的电池模块)。
在没有这些属性的情况下，将很难能够同时在同相同的微型工厂中生产如此广泛的车辆。由于每个模块能够独立或自主操作，因此在构建时为具体车辆提供电池模块变得更加容易；在以下情况下这一点尤其重要，即你的灵活机器人制造***能够扩展以将任意数量的电池模块安装到不同的车辆中，所有这些车辆可以在相同的微型工厂1000中同时生产。
我们可以概括如下：
1：一种电池模块，其(i)包括可充电单体的阵列以及监测和控制***，该监测和控制***被配置为使得电池模块能够使用自主监测和控制进行操作；并且(ii)被配置为电连接到另外的电池模块，以形成完整的电池组。
2：设计低排放或零排放车辆的方法，包括选择合适数量的电池模块以提供该车辆所需的性能和续航里程的步骤，其中每个电池模块(i)是自包含的电池模块，其包括可充电单体的阵列以及监测和控制***，该监测和控制***被配置为使得电池模块能够使用自主监测和控制进行操作；并且(ii)被配置为电连接到另外的实质相似的电池模块，以形成完整的电池组。
3：修理或更新低排放或零排放车辆的方法，包括替换需要替换的车辆中的电池模块的步骤，其中电池模块(i)是自包含的电池模块，其包括可充电单体的阵列以及监测和控制***，该监测和控制***被配置为使得电池模块能够使用自主监测和控制进行操作；并且(ii)被配置为电连接到另外的实质相似的电池模块，以形成完整的电池组。
4：一种低排放或零排放车辆，其包括电池模块，该电池模块(i)包括可充电单体的阵列以及监测和控制***，该监测和控制***被配置为使得电池模块能够使用自主监测和控制进行操作；并且(ii)被配置为电连接到另外的电池模块，以形成完整的电池组。
5：一种低排放或零排放车辆的车队，其中每个车辆包括电池模块，该电池模块(i)包括可充电单体的阵列以及监测和控制***，该监测和控制***被配置为使得电池模块能够使用自主监测和控制进行操作；并且(ii)被配置为电连接到另外的电池模块，以形成完整的电池组。
并且其中车队的运营商已经定义了其对车队中的车辆具有的一组或多组性能和续航里程要求，并且在选择被包括在车队的每个车辆中的电池模块的数量时已经使用了这些要求。
可选子特征包括：
·电池模块是自包含的电池模块，具有内部安全***和隔绝输出，能够作为独立或自主功率单元操作。
·电池模块是独立单元，它独立于其他单元，不依赖于其他模块，自己确定是否应该打开和关闭。
·电池模块被配置为个体地从电池组中换出和替换。
·电池模块具有关闭和打开自己的输出以及进入或退出睡眠模式的自动能力，以允许车辆应对处于不同荷电状态的模块。
·电池模块被配置为完全独立于网络中的其他模块操作。
·电池模块具有将其自身连接到网络/从网络断开连接的能力，但出于安全原因，只能在没有指示的情况下这样做。
·电池模块自身可以打开/关闭网络，包括在负载下，例如使用固态开关。
·电池模块包括内部开关的端子输出。
·电池模块包括内部开关的端子输出，用于电流隔绝以及因此安全操作。
·电池模块没有持有用于HV网络连接/断开的非安全相关策略，并通过CAN/Ethernet连接从BMS获取开关请求。
·电池模块能够估计其自身的运行状态/状况。
·电池模块包括多个个体可充电单体。
·可充电单体是圆柱形单体、袋形单体或棱柱形单体。
·可充电单体是锂离子或锂聚合物单体。
·可充电单体是固态单体。
·电池模块被配置为主动监测其包含的单体的个体单体电压。
·电池模块被配置为主动监测其放电和充电电流；
·电池模块被配置为主动监测并提供其包含的单体的个体单体荷电状态(SOC)的估计。
·电池模块被配置为作为独立自主单元操作，并且是外部BMS的从属，因为它只能在BMS的控制下进入操作连接状态。
·电池模块包括控制板，该控制板由模块外部的外部BMS供电，并且只能利用来自BMS的低电压信号自行上电。
·电池模块被配置为主动监测其荷电状态(SOC)估计并将其提供到外部BMS或其他***。
·电池模块被配置为主动监测其瞬时可用功率的估计并将其提供到外部BMS或其他***。。
·电池模块被配置为主动监测其总可用功率的估计并将其提供到外部BMS或其他***。
·电池模块被配置为主动监测其剩余容量的估计并将其提供到外部BMS或其他***。
·电池模块被配置为主动监测其剩余能量的估计并将其提供到外部BMS或其他***。
·电池模块被配置为与外部BMS通信状态数据。
·电池模块被配置为主动测量/估计模块内的温度分布。
·电池模块被配置为汇总温度数据并将其传送到外部BMS。
·电池模块被配置为主动监测模块中的整个单体组内的个体单体、单体对或其他单体子组的单体电阻。
·电池模块被配置为主动监测模块中的整个单体组内的个体单体、单体对或其他单体子组的单体电容。
·电池模块被配置为主动监测模块中的整个单体组内的个体单体、单体对或其他单体子组的单体健康状态(SOH)。
·电池模块被配置为主动估计和监测其自身的健康状态(SOH)。
·电池模块被配置为主动估计和监测模块中的接触器的健康状态(SOH)。
·电池模块被配置为与外部BMS通信健康状态数据。
·电池模块被配置为监测其数据连接。
·电池模块被配置为主动监测与HV总线的连接器接口。
·电池模块被配置为主动监测连接器连接状况和与HV总线的接口。
·电池模块被配置为当外部BMS未将LV功率施加到电池模块中的控制板时不具有功能并且开路。
·电池模块被配置为在通信通道上连接到BMS和其他电池模块。
·电池模块能够自主进行单体平衡。
·电池模块与外部BMS通信连接器状况。
·电池模块收集模块统计数据。
·电池模块计算和收集部件数据、保修数据；并其与外部BMS通信收集到的数据。
·电池模块包括用于以下每一项的部件或***：电流监测、单体电压监测、单体平衡、温度监测、隔绝接触器和固态开关，以及HVIL(高电压互锁)安全***。
·电池模块包括焊接检测***，其中若干电压传感器允许模块使用特殊的启动和关闭例程知道是否发生接触器焊接。
·电池模块包括电压测量***，其中在每个单体上和所有单体的输出处测量电压。
·还在DC总线上测量电压，以允许在连接到DC总线之前进行有效的预充电并允许增强的安全算法。
·电池模块包括电流测量***，其中在电池模块级别测量电流，以使得能够在整个电池组周围进行准确功率流映射。
·电池模块包括内部预充电***，诸如PTC电阻器，以防止打开电压输出时的电流涌入。
·电池模块包括单体监测***，其中，针对每对单体计算温度并测量电流和电压，以允许高度准确地确定SOC、SOH和容量。
·电池模块包括单体平衡***，其中，单体在电池模块内部独立于其他模块进行平衡，以允许电池组在其整个生命周期内维持最佳容量。
·电池模块监测其所有单体并运行算法来评估和管理自平衡。
·电池模块可以对个体单体进行被动放电以自平衡。
·电池模块被配置为连接到处于不同荷电状态的其他模块，并且由于连接的并联特性，连接的模块然后将平衡
·电池模块使用阳极氧化基板和导热粘合剂层对电池单体进行电气隔绝。
·电池模块包括内部开关电路，用于将单体并联连接，以便除了其他可能性之外，更好地充电。
·电池模块包括连接器帽以提供连接器互锁能力
·电池模块包括：(i)单体；(ii)内壳，由上塑料单体载体和下塑料单体载体组成，将单体保持在一起；(iii)外壳，由盖子和下冷板组成，确保HVBM与环境的热界面和密封；(iv)单体连接板，它是将所有单体以给定的串联/并联布置连接在一起并嵌入单体平衡电路的PCB；(v)接口板；(vi)HV板，它是PCB的节段或单独的PCB，包含单体和HVBM外部连接之间的所有HV功率部件；(vii)LV控制板，它是PCB的节段或单独的PCB，包含监测模块并与外部***通信的控制电子器件。
·电池模块的阵列被布置成网格以形成电池组，并且阵列中使用的电池模块的数量被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·电池模块的网格的长度被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·网格由单层电池模块或两层或更多层电池模块组成。
·电池模块被配置为生成处于一电压幅值的高电压输出，该电压幅值用于由该模块供电的车辆***，并且至少为300V标称。
·电池模块包括本文档剩余部分所公开的一个或多个特征或子特征(例如，选自组A-E中的任何一个)。特别是，本公开规定了：
ο电池模块包括组A的特征1-2中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组B的特征3-9中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组C的特征10-12中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组D的特征13-16中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组E的特征17-25中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
组B：电池模块物理特征
特征3.电池模块具有标准网格大小调整
Arrival电池模块100具有350×350×100mm的标准大小；该大小由大小架构数字***(参见PCT/GB2021/051519章节A)定义，该大小架构数字***是准确覆盖定义各种各样的不同部件的宽范围大小的大小间隔的简单且兼容的***。“大小”这个词应该广义地解释。在许多情况下，它将指长度的尺寸，但它也可以指面积、重量、执行容量、评级等。
通过使电池模块的大小符合用于车辆中的许多不同部件的标准大小架构，为这些部件设计封装变得更加可靠和快速，因为所有封装和安装接口符合标准大小架构。这在车辆具有标准“滑板”平台400时尤其有用，如在PCT/GB2021/051519的章节K中描述的Arrival轿车。
在车辆中的各种结构上提供机器位置安装孔也容易得多，知道使用标准大小架构设计的任何部件应该适配这些安装孔。还促进了部件的机器人处理和安装，因为我们已经显着减小了不同部件的可能大小以及它们可以放置或安装的位置。标准大小架构也可以用于定义规则网格，诸如直线网格；用于电池模块的阵列的安装接口可以定位在安装板上，从而限定这些安装接口的直线网格。然后可以将每个电池模块100定位在该网格上；然后知道电池模块的阵列被准确定位，并且大小也符合标准大小架构的其他相关部件(诸如柔性PCB功率总线)然后可以整齐且准确地定位在电池模块上。
标准大小架构是作为Arrival***中的一致主题的物理模块化的示例：不仅跨电池模块使用标准大小架构，而且更普遍地跨许多其他部件中使用标准大小架构；该其他类型的部件系列包括以下一项或多项：电池模块；主BMS；低电压电池；车载充电器；充电控制器；DC-DC转换器；集成驱动单元；牵引逆变器；驱动控制单元；通信模块；以太网交换机；HMI平台；视频监控***；车辆音响引擎平台；统一计算平台；它还可以包括非电子部件，诸如底盘梁、侧面板，以及甚至整体车辆尺寸。
这种方法导致简单、快速和高效的设计(诸如使用PCT/GB2021/051519的章节D中描述的车辆构建者***的自动设计)和更可靠的机器人处理，如上所述。它还导致这些部件的一致外观，这使得更容易和更快地设计这些部件的布局，更有效地利用空间，以及更美观的车辆或其他安装；车辆中的内部部件(诸如HVBM 100或MBMS500)的美学价值或设计语言不可小觑：在个体内部部件自身就是美的东西的情况下，那么整个***的整体工程质量将更高；客户也欣赏质量和美学设计，这不仅仅是表面，并且甚至延伸到通常隐藏的部件，这些部件通常只能在工程师设计和构建时看到。出于功能原因，标准大小架构也可以带来更好的产品质量：例如，计算机视觉***可以轻松且快速地确定部件是否完全符合标准大小架构要求，并且可以作为生产车辆或在车辆中安装新部件时应用的质量控制的一部分；可以自动检测不符合这些严格要求的劣质假冒产品。
我们可以概括如下：
1：一种电池模块，其被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块具有符合规则大小间隔标度的大小并且是其他类型的部件系列的一部分，该其他类型的部件的大小调整也符合相同的大小间隔标度。
2：一种电动设备或***，包括多个车辆部件，每个车辆部件具有符合规则大小间隔标度的大小并且是其他类型的部件系列的一部分，该其他类型的部件的大小调整也符合相同的大小间隔标度。
3：一种车辆，其包括电池模块，该电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块具有符合规则大小间隔标度的大小并且是其他类型的部件系列的一部分，该其他类型的部件的大小调整也符合相同的大小间隔标度。
4：一种车辆的车队，其中每个车辆车包括电池模块，该电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块具有符合规则大小间隔标度的大小并且是其他类型的部件系列的一部分，该其他类型的部件的大小调整也符合相同的大小间隔标度；
并且其中车队的运营商已经定义了其对车队中的车辆具有的一组或多组性能和续航里程要求，并且在选择被包括在车队的每个车辆中的多个电池模块时已经使用了这些要求。
可选子特征包括：
·大小意味着线性尺寸。
·每个电池模块是350×350×100mm网格大小的部件。
·大小意味着面积。
·大小意味着形状。
·大小意味着重量。
·大小意味着体积。
·大小意味着外部大小。
·重量小于20Kg。
·大小间隔定义网格。
·网格是直线的。
·网格是直线的，以使得能够对模块进行可靠的机器人放置和安装。
·部件被限制占据单位体积的倍数的体积，用于容纳部件的空间被划分为这些单位体积的网格。
·大小间隔定义了标准化形状和大小，或该标准化形状和大小的倍数，以帮助自动车辆设计和/或机器人组装。
·规则大小间隔被选择以促进一致的部件设计。
·电池模块被配置为使得能够进行模块化、可扩展、去中心化的电池组设计。
·电池模块被配置为使得具体车辆或车辆的车队的电池组能够跨包括以下一项或多项的因素优化：初始成本、剩余价值、总拥有成本、续航里程、性能、充电成本、充电时间。
·规则大小间隔被选择以促进车辆的自动布局或设计。
·规则大小间隔被选择以促进被配置有不同数量电池模块的车辆的自动设计。
·规则大小间隔被选择以促进部件的可靠机器人处理。
·规则大小间隔被选择以促进部件的可靠机器人安装。
·规则大小间隔被选择以促进计算部件在它们被机器人安装时所采用的行进路径。
·规则大小间隔被选择以促进部件的计算机视觉分析。
·规则大小间隔被选择以促进空间的最佳使用。
·其他类型的部件系列包括以下一项或多项：主BMS；低电压电池；车载充电器；充电控制器；DC-DC转换器；集成驱动单元；牵引逆变器；驱动控制单元；通信模块；以太网交换机；HMI平台；视频监控***；车辆音响引擎平台；统一计算平台。
·其他部件包括：底盘梁、支撑侧面和/或车顶面板的框架元件、外侧面板、整体车辆尺寸。
·电池模块包括多个个体可充电单体。
·可充电单体是圆柱形单体、袋形单体或棱柱形单体。
·可充电单体是锂离子或锂聚合物单体。
·可充电单体是固态单体。
·电池模块的阵列被布置成网格以形成电池组，并且阵列中使用的电池模块的数量被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·电池模块的网格的长度被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·网格由单层电池模块或两层或更多层电池模块组成。
·电池模块包括本文档剩余部分所公开的一个或多个特征或子特征(例如，选自组A-E中的任何一个)。特别是，本公开规定了：
ο电池模块包括组A的特征1-2中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组B的特征3-9中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组C的特征10-12中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组D的特征13-16中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组E的特征17-25中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
特征4：模块化部件使用相同的规则的直线网格或安装图案来安装
如上所述，标准大小架构不仅适用于电池模块，而且跨越许多不同的部件更普遍地适用于整个车辆。这使得机器人处理和安装更可靠，因为你限制了例如可能的物理布局变量，这使得像车辆构建者这样的自动车辆设计***变得可行。此外，它限制了多个安装点的可能位置，这些安装点必须以正确安装部件为目标，这再次使自动车辆设计***车辆构建者以及机器人组装变得可行。此外，在追踪部件在空中的移动时，机器人需要知道这些部件将采取的尺寸和在空中以及到达最终目的地的完整路径，使得可以避免碰撞；通过标准化部件大小，其使得更快、更可靠地计算这些路径以避免冲突。Arrival电池模块在平面视图中可以是方形的(例如350mm正方形)；实质相邻的电池模块的网格可以容易地组装和固定到位。由于Arrival电池模块可以是正方形的，因此它们可以组装成电池组中的矩形阵列——例如，4个模块宽以及4个长用于轿车，或者4个模块宽并且6个长用于厢型车。
其他类型的部件包括以下一项或多项：电池模块；主BMS；低电压电池；车载充电器；充电控制器；DC-DC转换器；集成驱动单元；牵引逆变器；驱动控制单元；通信模块；以太网交换机；HMI平台；视频监控***；车辆音响引擎平台；统一计算平台。
我们可以概括如下：
1：一种电动设备或***，包括多个车辆部件，这些车辆部件被配置用于凭借以下方式被机器人安装或组装到设备或***中：以规则的直线网格或安装图案定位在设备或***中。
2：一种车辆，其包括多个部件，这些部件被配置用于凭借以下方式被机器人安装或组装到车辆的设备或***中：以规则的直线网格或安装图案定位在设备或***中。
3：一种车辆的车队，其中每个车辆包括多个部件，这些部件被配置用于凭借以下方式被机器人安装或组装到车辆的设备或***中：以规则的直线网格或安装图案定位在设备或***中；
并且其中车队的运营商已经定义了其对车队中的车辆具有的一组或多组性能和续航里程要求，并且在选择被包括在车队的每个车辆中的电池模块的数量和类型时已经使用了这些要求。
可选子特征包括：
·电动设备或***对应于根据本文描述的任何其他特征的电池模块。
·其他类型的部件包括以下一项或多项：电池模块；主BMS；低电压电池；车载充电器；充电控制器；DC-DC转换器；集成驱动单元；牵引逆变器；驱动控制单元；通信模块；以太网交换机；HMI平台；视频监控***；车辆音响引擎平台；统一计算平台。
·电池模块包括本文档剩余部分所公开的一个或多个特征或子特征(例如，选自组A-E中的任何一个)。特别是，本公开规定了：
ο电池模块包括组A的特征1-2中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组B的特征3-9中任一项(特别是特征3)所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组C的特征10-12中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组D的特征13-16中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组E的特征17-25中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
特征5.电池模块被配置用于机器人组装
我们已经在上面谈到了部件的标准化形状和大小如何帮助使用车辆构建者进行自动设计以及机器人组装。Arrival电池模块举例说明了这一点，其尺寸为350×350×100mm。电池模块还具有其他物理特征，诸如电池模块的形状，这促进机器人处理。例如，它与大的平坦顶部的盖子110一起封装：这使得机器人吸盘末端执行器能够可靠地处理。当由机器人(1001、1002)安装时，它也可能具有用于自动对准的倒角边缘；边缘是倒圆的——没有锋利的边缘，否则可能在安装时卡住。
我们可以概括如下：
1：一种电池模块，其被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块被配置用于凭借以下方式被机器人安装或组装到电池组：具有针对机器人安装或组装而优化的形状。
2：一种电池组，其包括多个相同的电池模块，其中每个电池模块被配置用于凭借以下方式被机器人安装或组装到电池组：具有针对机器人安装或组装而优化的形状。
3：一种车辆，其包括电池模块，该电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块被配置用于凭借以下方式被机器人安装或组装到电池组：具有针对机器人安装或组装而优化的形状。
4：一种车辆的车队，其中每个车辆包括电池模块，该电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块被配置用于凭借以下方式被机器人安装或组装到电池组：具有针对机器人安装或组装而优化的形状；
并且其中车队的运营商已经定义了其对车队中的车辆具有的一组或多组性能和续航里程要求，并且在选择被包括在车队的每个车辆中的电池模块的数量时已经使用了这些要求。
可选子特征包括：
·电池模块具有平坦顶部的罩，以使得能够进行可靠的吸盘处理。
·电池模块具有倒角边缘，用于在机器人安装时自动对准。
·电池模块具有倒圆边缘并且没有锋利的边缘，否则可能在安装时卡住。
·在平面视图中，电池模块被成形为截断的正方形或矩形，截断的区域使得能够接近将模块固定到下方或相邻冷板的固定机构。
·电池模块在主机设备或***中安装在符合直线网格或安装图案的位置，并且所有电池模块都安装在符合该直线网格或安装图案的位置。
·电池模块以外的部件也符合相同的标准化形状和大小或该标准化形状和大小的倍数。
·电池模块以外的部件也在主机设备或***中安装在符合直线网格或安装图案的位置。
·电池模块被配置为使得能够进行模块化、可扩展、去中心化的电池组设计。
·电池模块被配置为使得具体车辆或车辆的车队的电池组能够跨包括以下一项或多项的因素优化：初始成本、剩余价值、总拥有成本、续航里程、性能、充电成本、充电时间。
·电池模块包括多个个体可充电单体。
·可充电单体是圆柱形单体、袋形单体或棱柱形单体。
·可充电单体是锂离子或锂聚合物单体。
·可充电单体是固态单体。
·电池模块的阵列被布置成网格以形成电池组，并且阵列中使用的电池模块的数量被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·电池模块的网格的长度被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·网格由单层电池模块或两层或更多层电池模块组成。
·电池模块包括本文档剩余部分所公开的一个或多个特征或子特征(例如，选自组A-E中的任何一个)。特别是，本公开规定了：
ο电池模块包括组A的特征1-2中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组B的特征3-9中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组C的特征10-12中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组D的特征13-16中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组E的特征17-25中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
特征6.电池模块位于刚性基板上，刚性基板进而位于液体冷却板上
电池模块通常具有复杂的液体冷却结构，延伸经过可充电电池的直立圆柱面(在使用圆柱形状因子的电池的情况下)。这对于扩展本质上是复杂的，因为必须针对电池模块的不同布置显着重新设计液体冷却结构：它本质上是一件复杂的且定制的工程。冷却直立圆柱形表面也是低效的，因为从个体可充电电池径向出来的热量传递是轴向热量传递的1/25低。
Arrival电池模块100利用了这一点，因为电池模块的支撑基部130(其为6mm厚)不仅提供了结构刚性，还提供了冷却功能。例如，支撑基部130可以定位成与为整个电池组200提供支撑的外部刚性基板260热接触，并且然后将液体冷却板或***定位在外部刚性基板260下方或集成在外部刚性基板260内部。高导热凝胶可以用于所有接口表面以增强热量传递。通过提供完全在电池模块外部但通常形成电池模块的整体基部的液体冷却***，电池模块100和电池组200的构造被简化并且机器人组装(例如，在微型工厂1000中的机器人制造)变得可行。
这种冷却方法本质上是可扩展的；随着电池模块的数量增加，不需要附加的硬管道。此外，液体冷却***260的修理和升级容易得多，因为它不在电池模块或电池组内部，而是形成电池模块的外部基部。并且集成的金属冷却板也降低了穿透的风险。
所有单体(166、181)具有接触电池模块100的支撑基部130的其负端，以及从单体的相对端的边沿或边缘引出的负电极。这确保了所有单体和电池模块的基部之间的最大和一致的热接触。支撑基部130在两个主要表面上进行硬质阳极氧化处理以提供电隔离。每个电池模块在其每个拐角使用4个机械安装点，用于最小M6螺栓，具有8mm穿孔。
我们可以概括如下：
1：一种车辆电池模块，其包括多个圆柱形状因子的可充电单体，其中电池模块包括基部，可充电单体定位在该基部上，其中基部对单体提供结构上刚性的支撑并且还为单体提供热冷却。
2：一种车辆，其包括电池模块，该电池模块包括多个圆柱形状因子的可充电单体，其中电池模块包括基部，可充电单体定位在该基部上，其中基部对单体提供结构上刚性的支撑并且还为单体提供热冷却。
3：一种车辆的车队，其中每个车辆车包括电池模块，该电池模块包括多个圆柱形状因子的可充电单体，其中电池模块包括基部，可充电单体定位在该基部上，其中基部对单体提供结构上刚性的支撑并且还为单体提供热冷却；
并且其中车队的运营商已经定义了其对车队中的车辆具有的一组或多组性能和续航里程要求，并且在选择被包括在车队的每个车辆中的多个电池模块时已经使用了这些要求。
可选子特征包括：
·可充电单体被布置成垂直于基部并且因此垂直于提供热冷却的基部，利用电池模块中的单体的高纵向导热性。
·可充电单体被布置成垂直于基部并且因此垂直于提供热冷却的基部，并且该布置利用通过单体轴的高导热性。
·所有单体具有接触支撑基部的其负端以及从单体的相对端的边沿或边缘引出的负电极。
·电池模块中的可充电单体各自为18650形状因子电池。
·电池模块中的可充电单体各自为21700形状因子电池。
·基部是液体冷却板。
·基部自身包括整体或内部液体冷却通道。
·基部自身不包括整体或内部液体冷却通道，而是靠在为电池模块提供支撑的外部刚性基板上，并且外部刚性基板包括整体或内部液体冷却通道。
·外部刚性基板不包括整体或内部液体冷却通道，而是靠在或位于液体冷却***之上。
·在基部和外部刚性基板之间使用导热膏。
·电池模块不包括经过或沿单体的纵向侧面延伸的任何冷却***。
·电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作。
·基部是铝基部。
·基部是6mm厚的铝基部。
·基部被配置为降低穿透模块的风险。
·电池模块具有黑色的罩或盖子，以用于优化的辐射散热。
·电池模块包括翅片或其他高表面积结构，与基部热接触，以用于增强的空气冷却。
·电池模块被配置为使得能够进行模块化、可扩展、去中心化的电池组设计。
·电池模块被配置为使得具体车辆或车辆的车队的电池组能够跨包括以下一项或多项的因素优化：初始成本、剩余价值、总拥有成本、续航里程、性能、充电成本、充电时间。
·电池模块包括多个个体可充电单体。
·可充电单体是锂离子或锂聚合物单体。
·可充电单体是固态单体。
·电池模块的阵列被布置成网格以形成电池组，并且阵列中使用的电池模块的数量被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·电池模块的网格的长度被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·网格由单层电池模块或两层或更多层电池模块组成。
·电池模块包括本文档剩余部分所公开的一个或多个特征或子特征(例如，选自组A-E中的任何一个)。特别是，本公开规定了：
ο电池模块包括组A的特征1-2中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组B的特征3-9中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组C的特征10-12中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组D的特征13-16中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组E的特征17-25中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
特征7.在电池模块中，所有可充电单体具有相同极性取向
我们在上面提到，Arrival电池模块中的所有单体(166、181)具有接触支撑基板的其负端以及从单体的相对端的边沿或边缘引出的负电极；电池模块中的所有单体共享相同极性取向。
在常规电池模块中，相邻的单体通常具有相反的极性取向。但保持相同的极性取向促进电池模块的快速且可靠的构造；这对于机器人组装(例如微型工厂1000中的机器人制造)尤其重要，因为所有电池单体以相同的取向***；机器人末端执行器可以简单地拾取102个单体(全部以相同的方向取向)的机架，并将它们放入设计用于保留所有单体166的底盘或支架(165、167)中，并且然后将整个底盘连同完整的一组单体一起定位在电池模块的基部130上。
我们可以概括如下：
1：一种车辆电池模块，其包括多个圆柱形状因子的可充电单体，其中电池模块包括基部，可充电单体定位在该基部上，其中基部被配置为对单体提供结构上刚性的支撑，并且其中电池模块中的所有单体以相同极性取向进行取向。
2：一种车辆，其包括电池模块，该电池模块包括多个圆柱形状因子的可充电单体，其中电池模块包括基部，可充电单体定位在该基部上，其中基部被配置为对单体提供结构上刚性的支撑，并且其中电池模块中的所有单体以相同极性取向进行取向。
3：一种车辆的车队，其中每个车辆包括电池模块，该电池模块包括多个圆柱形状因子的可充电单体，其中电池模块包括基部，可充电单体定位在该基部上，其中基部被配置为对单体提供结构上刚性的支撑，并且其中电池模块中的所有单体以相同极性取向进行取向；
并且其中车队的运营商已经定义了其对车队中的车辆具有的一组或多组性能和续航里程要求，并且在选择被包括在车队的每个车辆中的电池模块的数量时已经使用了这些要求。
可选子特征包括：
·所有单体具有接触支撑基板的其负端以及从单体的相对端的边沿或边缘引出的负电极。
·电池模块中的可充电单体各自为18650形状因子电池。
·电池模块中的可充电单体各自为21700形状因子电池。
·支撑基板提供热冷却。
·支撑基板定位在液体冷却板上。
·单体以相同极性取向进行取向，以优化热冷却。
·电池模块以相同极性取向进行取向，以促进机器人将单体安装到电池模块中。
·电池模块被配置为使得能够进行模块化、可扩展、去中心化的电池组设计。
·电池模块被配置为使得具体车辆或车辆的车队的电池组能够跨包括以下一项或多项的因素优化：初始成本、剩余价值、总拥有成本、续航里程、性能、充电成本、充电时间。
·电池模块包括多个个体可充电单体。
·可充电单体是锂离子或锂聚合物单体。
·可充电单体是固态单体。
·电池模块的阵列被布置成网格以形成电池组，并且阵列中使用的电池模块的数量被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·电池模块的网格的长度被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·网格由单层电池模块或两层或更多层电池模块组成。
·电池模块包括本文档剩余部分所公开的一个或多个特征或子特征(例如，选自组A-E中的任何一个)。特别是，本公开规定了：
ο电池模块包括组A的特征1-2中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组B的特征3-9中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组C的特征10-12中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组D的特征13-16中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组E的特征17-25中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
特征8.电池模块具有其自己的罩并且连接到其他相似的模块以形成电池组。
因为Arrival电池模块被设计成易于配置成不同的布置(例如，一组五个电池模块可以形成用于车辆的完整的电池组200；或者相同的车辆可能需要一组二十五个)，所以如果每个个体电池模块100可以被人或机器安全地存储、处理和安装到车辆400中，则这是非常有用的。每个电池模块100的安全处理也特别重要，因为每个电池模块包括安全关键电子部件，包括驻留在位于每个电池模块中的可充电单体之上的一个或多个电路板(160a、b、c；161、163、164)上的多个微控制器。这些限制都不适用于常规电池模块。
为了保护这些对安全关键电子部件，并且促进安全存储、处理和安装个体电池模块，每个个体电池模块被封装在外壳或盖子110中，该外壳或盖子110被配置为封闭可充电单体166的阵列以及每个电池模块100内部的安全关键电子部件。盖子110使用四闸阀***注射模制***制成。
我们可以概括如下：
1：一种车辆电池模块，其被配置为在最大储电时生成至少300V的输出，并且(i)包括单个外壳或盖子，该单个外壳或盖子被配置为封闭可充电单体的阵列并抵靠模块的刚性基部而密封，以及(ii)被配置为电连接到另外的实质相似的电池模块，以形成完整的电池组。
2：设计低排放或零排放车辆的方法，包括选择任意数量的电池模块(例如从1到100个)以提供该车辆所需的性能和续航里程的步骤，其中每个电池模块生成至少300V的标称输出，并且(i)包括单个外壳或盖子，该单个外壳或盖子被配置为封闭可充电单体的阵列并抵靠模块的刚性基部而密封，以及(ii)被配置为电连接到另外的实质相似的电池模块，以形成完整的电池组。
3：修理或更新低排放或零排放车辆的方法，包括替换需要替换的车辆中的电池模块的步骤，其中电池模块生成至少300V的标称输出，并且(i)包括单个外壳或盖子，该单个外壳或盖子被配置为封闭可充电单体的阵列并抵靠模块的刚性基部而密封，以及(ii)被配置为电连接到另外的实质相似的电池模块，以形成完整的电池组。
4：一种车辆，其包括电池模块，电池模块被配置为生成至少300V的标称输出，并且(i)包括单个外壳或盖子，该单个外壳或盖子被配置为封闭可充电单体的阵列并抵靠模块的刚性基部而密封，以及(ii)被配置为电连接到另外的实质相似的电池模块，以形成完整的电池组。
5：一种车辆的车队，其中每个车辆包括电池模块，电池模块被配置为生成至少300V的标称输出，并且(i)包括单个外壳或盖子，该单个外壳或盖子被配置为封闭可充电单体的阵列并抵靠模块的刚性基部而密封，以及(ii)被配置为电连接到另外的实质相似的电池模块，以形成完整的电池组；
并且其中车队的运营商已经定义了其对车队中的车辆具有的一组或多组性能和续航里程要求，并且在选择被包括在车队的每个车辆中的电池模块的数量时已经使用了这些要求。
可选子特征包括：
·电池模块包括基部以提供结构刚性，并且外壳或盖子与基部密封以提供至少IP65的环境密封。
·电池模块包括基部以提供结构刚性，并且外壳或盖子与基部密封并且在日常维护使用时也可从基板移除，以使得能够替换或修理电池模块中的部件。
·基部进行阳极氧化处理以提供电气隔离。
·外壳或盖子被配置为提供抗震性。
·外壳或盖子被配置为完全封闭可充电单体的阵列。
·外壳或盖子被配置为使得模块能够以机器人方式处理。
·外壳或盖子被配置为使得能够安全手动处理。
·外壳或盖子被配置为封闭可充电单体的阵列、功率输入和功率输出连接、功率管理子***和数据连接子***。
·外壳或盖子为黑色，以用于有效散热。
·外壳或盖子能够通过压力均衡通风口均衡内部到外部压力梯度。
·外壳或盖子被配置为在热失控的情况下通过气体逸出通风口安全排放气体。
·外壳或盖子被配置为保护和密封电池模块内部区域并使得能够将多个电池模块堆叠在彼此的顶部。
·外壳或盖子被配置为提供阻燃性，并且由UL94.0 V0塑料制成。
·电池模块在盖子上包括唯一的、可追溯的ID。
·电池模块包括(i)占据电池模块的整个区域的一个或多个单体载体，(ii)一个或多个板，每个板占据电池模块的整个区域，并且壳或盖子的大小被设计为牢固地适配在(一个或多个)载体以及板上方。
·板包括：PCB、介电分离器、单体平衡板、功率输出板。
·外壳或盖子包括用于高电压输出；低电压功率；数据的电气接口连接器(诸如一对CAN端子)。
·外壳或盖子包括用于以太网连接的电气接口连接器。
·外壳或盖子包括用于RS232连接的电气接口连接器。
·外壳或盖子包括一个或多个凹槽，凹槽具有比外壳或盖子的其他边缘的曲率半径大的曲率半径。
·外壳或盖子的凹槽包括电气接口连接器。
·外壳或盖子经由多个闸阀通过熔融材料的注射模制形成，每个闸阀被排序以控制材料的固化。
·外壳或盖子采用四闸阀***注射模制***制成。
·在生产期间，外壳或盖子竖直降低到一个或多个单体载体以及板的上方，到基部上。
·电池模块具有正方形横截面。
·电池模块和外壳或盖子的面积为350mm×350mm。
·基部是实心铝基部。
·电池模块在其一些或全部内表面上包括膨胀材料。
·电池模块包括外部手柄。
·电池模块被配置为适配在具有外部手柄的携带箱内。
·电池模块被配置为适配在具有外部手柄的公文包式携带箱内。
·携带箱包括内部液体冷板。
·携带箱包括气体卸压阀。
·携带箱在其一些或全部内表面上包括膨胀材料。
·电池模块被配置为使得能够进行模块化、可扩展、去中心化的电池组设计。
·电池模块被配置为使得具体车辆或车辆的车队的电池组能够跨包括以下一项或多项的因素优化：初始成本、剩余价值、总拥有成本、续航里程、性能、充电成本、充电时间。
·电池模块包括多个个体可充电单体。
·可充电单体是圆柱形单体、袋形单体或棱柱形单体。
·可充电单体是锂离子或锂聚合物单体。
·可充电单体是固态单体。
·电池模块的阵列被布置成网格以形成电池组，并且阵列中使用的电池模块的数量被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·电池模块的网格的长度被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·网格由单层电池模块或两层或更多层电池模块组成。
·电池模块包括本文档剩余部分所公开的一个或多个特征或子特征(例如，选自组A-E中的任何一个)。特别是，本公开规定了：
ο电池模块包括组A的特征1-2中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组B的特征3-9中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组C的特征10-12中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组D的特征13-16中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组E的特征17-25中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
特征9.电池模块滑入底盘空隙
因为每个电池模块用平坦顶部的刚性盖子110和平坦刚性基部130封装，所以可以容易地将电池模块100个体地或作为电池组200的一部分***到位于车辆400的实质平坦的底盘基部上方的空隙中。
我们可以概括如下：
1：一种车辆电池模块，其被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中一个或多个电池模块被配置为个体地或作为电池组的一部分***到位于车辆的实质平坦的底盘基部之上的空隙中。
2：一种车辆，其包括电池模块，该电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中一个或多个电池模块被配置为个体地或作为电池组的一部分***到位于车辆的实质平坦的底盘基部之上的空隙中。
3：一种车辆的车队，其中每个车辆包括电池模块，该电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中一个或多个电池模块被配置为个体地或作为电池组的一部分***到位于车辆的实质平坦的底盘基部之上的空隙中；并且其中车队的运营商已经定义了其对车队中的车辆具有的一组或多组性能和续航里程要求，并且在选择被包括在车队的每个车辆中的电池模块的数量时已经使用了这些要求。
可选子特征包括：
·每个电池模块包括实质平坦的支撑基部和实质平坦顶部的外壳或盖，该外壳或盖被配置为由空隙接收。
·实质平坦的支撑基部被配置为充当热导体，从模块吸取热量。
·实质平坦的支撑基部被配置为位于液体冷却***之上或包括液体冷却***。
·实质平坦的支撑基部实心铝基部。
·实质平坦的底盘基部包括液体冷却***。
·每个电池模块被配置为生成处于由模块供电的***中使用的电压幅度的高电压。
·每个电池模块是自包含的模块，其包括可充电单体的阵列以及使得电池模块能够自主操作所需的所有监测和控制***。
·盖子与基部密封，以提供至少IP 65的环境密封。
·电池模块包括基部以提供结构刚性，并且外壳或盖子与基部密封并且在日常维护使用时也可从基板移除。这使得能够替换或修理电池模块中的部件。
·基部进行阳极氧化处理以提供电气隔离。
·外壳或盖子被配置为提供抗震性。
·外壳或盖子被配置为完全封闭可充电单体的阵列。
·外壳或盖子被配置为使得模块能够以机器人方式处理。
·外壳或盖子被配置为使得能够安全手动处理。
·外壳或盖子被配置为封闭可充电单体的阵列、功率输入和功率输出连接、功率管理子***和数据连接子***。
·外壳或盖子为黑色，以用于有效散热。
·外壳或盖子能够均衡内部到外部压力梯度。
·外壳或盖子被配置为在热失控的情况下安全排放气体。
·外壳或盖子被配置为保护和密封电池模块内部区域并使得能够将多个电池模块堆叠在彼此的顶部。
·外壳或盖子被配置为提供阻燃性，并且由UL94.0 V0塑料制成。
·电池模块在盖子上包括唯一的、可追溯的ID。
·电池模块包括(i)占据电池模块的整个区域的一个或多个单体载体，(ii)一个或多个板，每个板占据电池模块的整个区域，并且壳或盖子的大小被设计为牢固地适配在(一个或多个)载体以及板的上方。
·板包括：PCB、介电分离器、单体平衡板、功率输出板。
·外壳或盖子包括用于高电压输出；低电压功率；数据的电气接口连接器(诸如一对CAN端子)。
·外壳或盖子包括用于以太网连接的电气接口连接器。
·外壳或盖子包括用于RS232连接的电气接口连接器。
·以太网和RS232连接提供或复制CAN功能。
·外壳或盖子使用四闸阀***注射模制***制成。
·在生产期间，外壳或盖子竖直降低到一个或多个单体载体以及板的上方，到基部上。
·电池模块具有正方形横截面。
·电池模块和外壳或盖子的面积为350mm×350mm。
·电池模块被配置为使得能够进行模块化、可扩展、去中心化的电池组设计。
·电池模块被配置为使得具体车辆或车辆的车队的电池组能够跨包括以下一项或多项的因素优化：初始成本、剩余价值、总拥有成本、续航里程、性能、充电成本、充电时间。
·电池模块包括多个个体可充电单体。
·可充电单体是圆柱形单体、袋形单体或棱柱形单体。
·可充电单体是锂离子或锂聚合物单体。
·可充电单体是固态单体。
·电池组包括被布置成网格的电池模块的阵列，并且阵列中使用的电池模块的数量被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·电池模块的网格的长度被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·网格由单层电池模块或两层或更多层电池模块组成。
·电池模块包括本文档剩余部分所公开的一个或多个特征或子特征(例如，选自组A-E中的任何一个)。特别是，本公开规定了：
ο电池模块包括组A的特征1-2中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组B的特征3-9中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组C的特征10-12中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组D的特征13-16中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组E的特征17-25中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
组C：电池模块内部部件特征
特征10.电池模块具有内部隔绝开关
通过多个特征将安全性设计到每个电池模块100中。每个电池模块是集成的电池模块，其为电动汽车(EV)、家用能量存储装置以及可再生发电输送例如高电压(标称450VDC)。集成到电池模块中的开关将(一个或多个)单体串与模块端子解耦，使模块对于处理和运输是安全的，并且移除了对外部接触器的需要。
个体电池模块的隔绝允许阵列内的电池模块的安全断开和热插拔。示例开关设备(184、186、187)包括但不限于晶体管、FET、MOSFET、IGBT、继电器或接触器。开关设备提供电流隔绝和快速开关能力。(一个或多个)内部开关设备的控制可以通过以下机制的任一项或组合进行：
1.来自“智能”负载(例如EV车载控制器)的数据信号：模块仅在成功的两次数据握手后才输送电压输出。
2.来自连接器互锁回路的电压(相似于HVIL)，在连接模块时保持内部开关闭合。
3.模块端子连接器内的桥接回路，使用内部信号电压检测连接器配对；解耦时禁用模块输出。
除了在成功的数据握手之后之外，电池模块的隔绝允许控制模块使用，防止滥用并且在从预期的安装/车辆中移除的情况下禁用模块：
·防止模块在未经授权的应用/安装中用作功率源。
·防止来自未知源的模块充电。
·使得电池能够远程禁用；例如防盗器或产品安全召回。
·强制执行电池模块的订阅/出租/租赁。
·使得能够进行定时“保质期”到期或基于周期的“寿命结束”控制。
我们可以概括如下：
1:一种车辆电池模块，其被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块(i)包括被配置为在一对输出端子处生成输出电压的可充电单体，以及(ii)包括内部隔绝开关***，该内部隔绝开关***被配置为将所有单体与输出端子中的一个或两个隔绝。
2：一种车辆，其包括电池模块，模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块(i)包括被配置为在一对输出端子处生成输出电压的可充电单体，以及(ii)包括内部隔绝开关***，该内部隔绝开关***被配置为将所有单体与输出端子中的一个或两个隔绝。
3：一种车辆的车队，其中每个车辆包括电池模块，该电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块(i)包括被配置为在一对输出端子处生成输出电压的可充电单体，以及(ii)包括内部隔绝开关***，该内部隔绝开关***被配置为将所有单体与输出端子中的一个或两个隔绝；
并且其中车队的运营商已经定义了其对车队中的车辆具有的一组或多组性能和续航里程要求，并且在选择被包括在车队的每个车辆中的电池模块的数量时已经使用了这些要求。
可选子特征包括：
·电池模块被配置为生成至少300V标称的输出电压。
·内部开关***被配置为仅在电池模块与外部***(诸如BMS)之间成功握手后将单体连接到输出端子。
·电池模块包括控制板，其由在模块外部的主BMS供电，并且不能由自身(即电池模块)供电。
·在没有施加LV功率时，电池模块不具有功能并且开路。
·电池模块在通信通道上连接到BMS和其他电池模块。
·电池模块将接收打开/关闭请求并提供状况/故障信息，以及向网络广播估计的可用功率以供BMS使用。
·内部安全***隔绝开关的控制通过以下机制的任一项或组合进行：1.来自“智能”负载(例如EV车载控制器)的数据信号：模块仅在成功的两次数据握手后才输送电压输出；2.来自连接器互锁回路的电压(相似于HVIL)，在连接模块时保持内部开关闭合；3.模块端子连接器内的桥接回路，使用内部信号电压检测连接器配对；解耦时禁用模块输出。
·内部开关***被配置用于以下一项或多项：防止电池模块在未经授权的应用/安装中用作功率源；防止来自未知源的模块充电；使得电池能够远程禁用；例如防盗器或产品安全召回；强制执行电池模块的订阅/出租/租赁；使得能够进行定时“保质期”到期或基于周期的“寿命结束”控制。
·内部开关***被配置用于固态开关，并且包括至少一个晶体管、FET、MOSFET、IGBT。
·内部开关***包括被配置为提供电流隔绝的继电器或接触器。
·一个接触器在电池模块的负输出上，并且一个接触器接在正输出上，以保证电池模块在关闭状态时可以实现电流隔绝。
·接触器受PWM控制。
·电池模块中的电压传感器***检测在启动和关闭例程期间是否发生接触器焊接。
·每个电池模块包括三个子***：
ο单体监测：测量单体电压和温度。
οHV控制，包括接触器和预充电电路，以打开/关闭HV输出以及HV测量和电流感测。
οLV控制，由MCU(带有所有支持部件和HW看门狗)、功率源、闪存、通信芯片、IsoSPI和CAN组成。
·电流传感器是基于霍尔效应的传感器。
·电压传感器放置在接触器之后，更靠近外部电路，以便能够测量外部电压，与预充电和主开关管理的单体电压的总和进行比较。
·电池模块包括预充电电路，该预充电电路在连接到DC总线之前被激活，以防止潜在的危险电流涌入。
·预充电电路包括第三接触器和PTC(正温度系数)设备，如果太频繁地使用预充电，则限制电流并防止过热。
·PTC的电阻可以从HV和单体电压总和测量以及电流传感器原位估计，给出PTC温度的指示。
·电池模块被配置为使用内部隔绝开关***独立于其他模块打开和关闭。
·当外部BMS未将LV功率施加到电池模块中的控制板时，电池模块不具有功能并且开路。
·电池模块在通信通道上连接到BMS和其他电池模块。
·电池模块包括单体平衡***。
·电池模块包括预充电电路，该预充电电路在连接到HV总线之前被激活，以防止潜在的危险电流涌入。
·电池模块包括内部电流传感器。
·电池模块包括内部电流传感器，该内部电流传感器被配置为使得能够针对过电流进行保护。
·电池模块在单体之间包括抗传播材料。
·电池模块在单体上方包括抗传播材料。
·电池模块包括内部气体传感器，以检测气体是否从单体释放。
·电池模块包括内部接触器健康监测***。
·电池模块包括内部隔绝监测***。
·电池模块包括HVIL(高电压互锁)***。
·电池模块包括低电压功率监测***。
·电池模块包括内部短路保护熔断器。
·电池模块被配置为以睡眠模式操作，在睡眠模式中，它与电源断开连接，而仅监测外部唤醒信号。
·电池模块被配置为以省电模式操作，在省电模式中，它与电源断开连接，而监测开关请求并提供状况信息。
·电池模块被配置有多个冗余联网能力。
·电池模块被配置为直接或间接连接到基于云的***。
·电池模块被配置用于OTA软件更新。
·电池模块被配置用于连续或24/7单体监测。
·电池模块被配置为自动检测一个或多个单体何时与内部电路断开连接。
·电池模块被配置有基于MCU的单体监测和单体平衡***。
·电池模块被配置为估计个体单体的退化水平。
·电池模块被配置为使得能够预测短期和长期电池性能预测。
·电池模块被配置有不同地平衡单体退化和电池模块性能的操作模式。
·电池模块包括无线连接***。
·电池模块被配置为使得能够进行模块化、可扩展、去中心化的电池组设计。
·电池模块被配置为使得具体车辆或车辆的车队的电池组能够跨包括以下一项或多项的因素优化：初始成本、剩余价值、总拥有成本、续航里程、性能、充电成本、充电时间。
·电池模块包括多个个体可充电单体。
·可充电单体是圆柱形单体、袋形单体或棱柱形单体。
·可充电单体是锂离子或锂聚合物单体。
·可充电单体是固态单体。
·电池组包括被布置成网格的电池模块的阵列，并且阵列中使用的电池模块的数量被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·电池模块的网格的长度被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·网格由单层电池模块或两层或更多层电池模块组成。
·电池模块包括本文档剩余部分所公开的一个或多个特征或子特征(例如，选自组A-E中的任何一个)。特别是，本公开规定了：
ο电池模块包括组A的特征1-2中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组B的特征3-9中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组C的特征10-12中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组D的特征13-16中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组E的特征17-25中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
特征11.电池模块具有旁路串联开关
在Arrival电池模块100中，单体(166、181)串联连接，每个单体具有由可开关信号控制的“双掷”开关。当信号为高时，开关使电路通过单体闭合，将单体串联连接。当信号为低时，开关在单体上断开，闭合旁路回路并隔绝单体。通过改变每个单体的负荷(每个单体被使用的时间与单体被绕过的时间之比)，该技术可以用于平衡单体之间的电荷。例如，具有较高荷电状态(SOC)的单体可以比具有较低SOC的单体使用更大部分的时间；使所有单体更接***衡。相同的技术可以用于处理具有较低的健康状态(SOH)或具有较高的温度的单体。
我们可以概括如下：
1:一种车辆电池模块，其被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块(i)包括被配置为在一对输出端子处生成输出电压的可充电单体，并且其中单体中的至少一些可串联连接以形成单体串，并且电池模块包括开关，该开关被配置为将两个或更多个单体串联连接或绕过那些单体。
2：一种车辆，其包括电池模块，模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块(i)包括被配置为在一对输出端子处生成输出电压的可充电单体，并且其中单体中的至少一些可串联连接以形成单体串，并且开关被配置为将两个或更多个单体串联连接或绕过那些单体。
3：一种车辆的车队，其中每个车辆包括电池模块，该电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块(i)包括被配置为在一对输出端子处生成输出电压的可充电单体，并且其中单体中的至少一些可串联连接以形成单体串，并且开关被配置为将两个或更多个单体串联连接或绕过那些单体；
并且其中车队的运营商已经定义了其对车队中的车辆具有的一组或多组性能和续航里程要求，并且在选择被包括在车队的每个车辆中的电池模块的数量时已经使用了这些要求。
可选子特征包括：
·电池模块被配置为生成至少300V标称的输出电压。
·开关被配置为将一组或多组并联连接的单体连接到成串，或绕过那些并联连接的单体。
·旁路开关操作以改变每个单体串输出的电压。
·旁路开关操作以改变每个单体串输出的电压，以用于串之间的负载平衡。
·旁路开关操作以改变每个单体串输出的电压，以在串内提供冗余。
·旁路开关操作以改变每个单体串输出的电压，以对输出电压整形。
·旁路开关操作以匹配单体串容量以用于最佳充电。
·通过改变每个单体的负荷，即每个单体被使用的时间与单体被绕过的时间之比，旁路开关用于平衡单体之间的电荷。
·旁路开关操作，使得具有较高荷电状态(SOC)的单体比具有较低SOC的单体使用更大部分的时间，使所有单体更接***衡。
·旁路开关操作，使得具有较低健康状态(SOH)的单体比具有较高SOC的单体使用更小部分地时间。
·旁路开关操作，使得具有较高温度的单体比具有较低温度的单体使用更小部分的时间。
·每个开关包括微控制器，并且每个微控制器被配置为向电池模块中的内部性能监测和管理子***报告，该子***被配置为自主管理电池模块。
·阵列是102S2P阵列，并且存在100个开关。
·每个开关测量其相关联的单体对输送的电压和电流。
·每个开关测量或计算其相关联的单体对的温度。
·每个开关是一对P和N沟道晶体管。
·每个开关在印刷电路板(PCB)功率导体上实施或形成(参见下面的特征13)。
·电池模块包括本文档剩余部分所公开的一个或多个特征或子特征(例如，选自组A-E中的任何一个)。特别是，本公开规定了：
ο电池模块包括组A的特征1-2中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组B的特征3-9中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组C的特征10-12中任一项(特别是特征10)所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组D的特征13-16中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组E的特征17-25中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
特征12.电池模块具有分层部件架构
我们在上面已经看到，每个Arrival电池模块100都能够独立于模块外部的任何控制***来管理其内部操作。这需要每个模块内部的各种控制部件。在Arrival电池模块中，我们采用层构造，其中位于电池单体之上的是具有这些部件或***的一个或多个单独的全宽度层。例如，可以存在单个PCB层161，其提供(i)功率处理；(ii)每个模块内的单体平衡；(iii)性能监测(电压(包括接触器焊接检测)、电流和温度)。通过将这些部件放置在层161上，维修或替换电池模块100变得更加容易；盖子110被移除并且暴露出主PCB层161；然后可以容易地测试或替换个体部件。同样，可以移除整个PCB层161以用于测试或用新的或升级的PCB层替换。
图1C以分解视图示出了总体以100指示的HVBM，暴露层结构：从上向下移动，存在盖子110、PCB 161、介电分离器163、平衡柔性件164、上单体载体165、锂离子单体166、下单体载体167和基板133。
分层部件结构也更快、更容易以机器人方式组装，因为所有部件可以在构造时竖直升高或降低到电池模块中。因此，HVBM 100被配置用于在机器人生产环境(例如，微型工厂)1000中进行机器人制造。
我们可以概括如下：
1：一种车辆电池模块，其具有层构造，其中，位于电池单体之上的是一个或多个单独的层，其具有使得电池模块能够管理其内部操作的部件或***，每个层实质占据电池模块的整个宽度或横截面积。
2：一种车辆，其包括具有层构造的电池模块，其中，位于电池单体之上的是一个或多个单独的层，其具有使得电池模块能够管理其内部操作的部件或***，每个层实质占据电池模块的整个宽度或横截面积。
3：一种车辆的车队，其中每个车辆包括具有层构造的电池模块，其中，位于电池单体之上的是一个或多个单独的层，其具有使得电池模块能够管理其内部操作的部件或***，每个层实质占据电池模块的整个宽度或横截面积，并且其中车队的运营商已经定义了其对车队中的车辆具有的一组或多组性能和续航里程要求，并且在选择被包括在车队的每个车辆中的电池模块的数量时已经使用了这些要求。
可选子特征包括：
·存在包括所有部件的单个PCB层，其用于(i)功率处理PCB；(ii)单体平衡PCB；(iii)性能监测(电压(包括接触器焊接检测)、电流和温度)PCB。
·单个PCB层在电池模块的盖子的直接下方。
·电池模块中的至少一层包括(i)功率处理PCB；(ii)单体平衡PCB；(iii)性能监测PCB(电压(包括接触器焊接检测)、电流和温度)。
·存在分布在下列项之上的若干层：(i)功率处理PCB；(ii)单体平衡PCB；(iii)性能监测(电压(包括接触器焊接检测)、电流和温度)PCB。
·层构造使得能够或促进电池的竖直机器人组装。
·层构造使得能够或促进将不同功能分离到不同层中。
·分层架构不仅促进电池模块的初始制造，而且还促进以后的层移除和用增强层升级。
·层构造使得具体层能够被新的层替换，该新的层包括更新或改善的部件、固件、软件、性能和/或特征。
·层构造使得具体层能够被新的层替换，该新的层提供以下一项或多项：增加的充电速度、减少的单体老化、更好的单体平衡、更好的单体监测或其他改善的电池管理特征。
·层构造使得一些或全部电池单体能够从电池模块中移除并用新的电池单体替换。
·每个电池模块包括主PCB，其形成完整的层，实质占据了电池模块的整个内部横截面，并且可以竖直降低到电池模块中。
·主PCB接地到电池模块基板。
·电压测量在附加PCB层中，该附加PCB层在功率柔性PCB的背面上或在单独的柔性PCB上。
·每个串具有串联连接的单体或并联单体组，并且测量PCB提供跨每个单体或单体组的电压测量连接。
·当外部BMS未将LV功率施加到电池模块中的控制板时，电池模块不具有功能并且开路。
·电池模块包括本文档剩余部分所公开的一个或多个特征或子特征(例如，选自组A-E中的任何一个)。特别是，本公开规定了：
ο电池模块包括组A的特征1-2中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组B的特征3-9中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组C的特征10-12中任一项(特别是特征10)所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组D的特征13-16中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组E的特征17-25中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
组D：电池模块和完整的功率***，包括BMS和电池组
特征13.电池模块具有FlexTMPCB功率电缆
因为每个HVBM 100输出至少300V标称，所以可以使用轻重量、低剖面、印刷电路板(PCB)型电连接器300将所有HVBM连接在一起并且将所有HVBM直接连接到主DC功率总线。因为每个HVBM 100输出至少300V，所以每个HVBM 100供应的电流远低于生成所说的50V或70V的常规电池模块将供应的电流。
因此，HVBM 100之间的并联电连接承载比在生成所说的50V或70V的常规串联连接的模块之间将流动的电流低得多的电流。这开辟了使用轻重量、低剖面、印刷电路板(PCB)型电连接器300的可能性；这些将不适合常规模块输送的电流水平；相反，常规模块通常使用笨重且沉重的电缆线束连接。
在封装、重量和设计自由方面，PCB连接器相比于常规电缆线束提供了显着优势：我们将Arrival***中使用的PCB功率连接器称为FlexTM连接器300。柔性连接器300不仅可以用于将HVBM 100连接在一起以及用于DC功率总线，但也可以在HVBM 100内部以将单体彼此连接，这由一个或多个层(161、163、164)提供。因此，连接板160a、HV板160b和控制板160c的功能由HVBM 100的一个或多个层赋予。有利地，因为柔性PCB(300、161、163、134)连接器具有大的平坦的表面，所以它们可以容易地被机器人抓取器抓取，并且因为它们是柔性的，因此它们可以以机器人方式定位和固定到位。
图4A是连接到HVBM的柔性连接器的端部的俯视图。总体以300指示的柔性连接器包括一对印刷高电压导体320、数据连接路径(330、340)和到HVBM的低剖面标准化电气接口310。
图2C示出了安装在HVBM 100上的这个PCB连接器300；来自并联连接的HVBM的四个附加PCB连接器示出为铺设在HVBM 100的顶部上。五个柔性连接器在一端终止于到HV总线的连接350，而在它们的另一端终止于标准化接口310处的HVBM。
图2B是该整组五个并联连接的HVBM的俯视图，示出了五个单独的柔性PCB导体300中的每一个如何连接到单个HVBM 100，并且整个高电压连接铺设在五个HVBM 100的顶部之上。每个柔性连接器300的形状可以看出是相同的，唯一的区别在于它们的长度；这简化了柔性件生产、物流和处理。图2A是该布置的透视图，示出了PCB导体如何低剖面。
我们可以概括如下：
1：一种用于车辆的电池模块，该电池模块被配置为作为包括多个电池模块的电池组的一部分操作，并且通过实质低剖面的印刷电路板(PCB)柔性电导体输送功率。
2：一种由多个电池模块形成的电池组，每个电池模块被配置为通过实质低剖面的印刷电路板(PCB)柔性电导体输送功率。
3：一种车辆，其包括电池模块，该电池模块被配置为作为包括多个电池模块的电池组的一部分操作，每个电池模块被配置为通过实质低剖面的印刷电路板(PCB)柔性电导体输送功率。
4：一种车辆的车队，其中每个车辆包括电池模块，该电池模块被配置为作为包括多个电池模块的电池组的一部分操作，每个电池模块被配置为通过实质低剖面的印刷电路板(PCB)柔性电导体输送功率；
并且其中车队的运营商已经定义了其对车队中的车辆具有的一组或多组性能和续航里程要求，并且在选择被包括在车队的每个车辆中的电池模块的数量时已经使用了这些要求。
可选子特征包括：
·电池模块包括被配置为在一对输出端子处生成至少300V标称的可充电单体。
·PCB导体被配置为将多个电池模块电连接到并联网络中。
·电池组的每个电池模块与其他电池模块实质相似。
·PCB导体被配置为将多个电池模块直接电连接到DC功率总线。
·每个电池模块被配置为将HV输出直接输送到HV功率总线，而无需任何PDU。
·高电压DC功率总线是使用实质低剖面的柔性PCB导体制成的。
·导体是具有实质平坦的节段的PCB导体。
·导体是PCB导体，其具有被折叠以供应可用空间的节段。
·功率、信号、数据、低电压功率中的两个或更多个组合在共享的PCB衬底上。
·PCB导体包括以下一项或多项：拼接、总线和菊花链配置。
·PCB导体包括以下一项或多项：集成或嵌入式传感器、设备、层压汇流条和连接器。
·PCB导体包括以下一项或多项：选择性屏蔽、加固和粘合。
·PCB导体包括使用丝网印刷或光学可成像覆盖涂层包封的银聚合物丝网的选择性屏蔽。
·PCB导体包括使用一层铜的选择性屏蔽。
·PCB导体包括使用以交叉影线图案蚀刻的铜层的选择性屏蔽。
·PCB导体包括被配置为提供附加支撑的粘合刚性层。
·PCB导体包括导热散热器。
·PCB导体被配置用于机器人处理。
·PCB导体被配置用于通过包括加强支撑层进行机器人处理。
·PCB导体被配置用于通过包括被配置为由机器人末端执行器抓取的平坦外表面进行机器人处理。
·PCB导体包括使用低压模制(诸如热塑性弹性体，TPE)、压缩模制(例如硅橡胶)、注射(例如液体硅橡胶)或冷铸(例如两部分树脂)的连接器护套、密封和/或应力卸放。
·PCB导体包括连接器，该连接器形成卡边缘连接器的一半或一侧。
·PCB导体将电压测量***集成在附加PCB层中，该附加PCB层在PCB导体的背面上或在单独的PCB导体上。
·模块中的单体使用柔性PCB导体进行电连接。
·使用柔性PCB连接将单体电连接到它们的串联/并联连接中，诸如102S2P布置。
·每个串具有串联连接的单体或并联单体组，并且测量PCB提供跨每个单体或单体组的电压测量连接。
·电池模块包括单体对之间的PCB或PCB部分，其负责单体平衡并直接连接到模块中的主PCB。
·电池模块包括壳体、壳或盖子，其被成形为在壳体、壳或盖子中的一个或多个凹槽处接收柔性PCB导体。
·一个或多个凹槽包括端子，该端子被配置为连接到PCB导体的对应的端子。
·一个或多个凹槽沿模块的一侧定位，使得柔性PCB导体远离模块的任何拐角，否则这可能损坏柔性PCB导体。
·当外部BMS未将LV功率施加到电池模块中的控制板时，电池模块不具有功能并且开路。
·电池模块在通信通道上连接到BMS和其他电池模块。
·电池模块包括单体平衡***。
·电池模块包括预充电电路，该预充电电路在连接到HV总线之前被激活，以防止潜在的危险电流涌入。
·电池模块包括内部电流传感器。
·电池模块包括内部电流传感器，该内部电流传感器被配置为使得能够针对过电流进行保护。
·电池模块在单体之间包括抗传播材料。
·电池模块在单体上方包括抗传播材料。
·电池模块包括内部气体传感器，以检测气体是否从单体释放。
·电池模块包括内部接触器健康监测***。
·电池模块包括内部隔绝监测***。
·电池模块包括HVIL(高电压联锁)***。
·电池模块包括低电压功率监测***。
·电池模块包括内部短路保护熔断器。
·电池模块被配置为以睡眠模式操作，在睡眠模式中，它与电源断开连接，而仅监测外部唤醒信号。
·电池模块被配置为以省电模式操作，在省电模式中，它与电源断开连接，而监测开关请求并提供状况信息。
·电池模块被配置有多个冗余联网能力。
·电池模块被配置为直接或间接连接到基于云的***。
·电池模块被配置用于OTA软件更新。
·电池模块被配置用于连续或24/7单体监测。
·电池模块被配置为自动检测一个或多个单体何时与内部电路断开连接。
·电池模块被配置有基于MCU的单体监测和单体平衡***。
·电池模块被配置为估计个体单体的退化水平。
·电池模块被配置为使得能够预测短期和长期电池性能预测。
·电池模块被配置有不同地平衡单体退化和电池模块性能的操作模式。
·电池模块包括无线连接***。
·电池模块被配置为使得能够进行模块化、可扩展、去中心化的电池组设计。
·电池模块被配置为使得具体车辆或车辆的车队的电池组能够跨包括以下一项或多项的因素优化：初始成本、剩余价值、总拥有成本、续航里程、性能、充电成本、充电时间。
·电池模块包括多个个体可充电单体。
·可充电单体是圆柱形单体、袋形单体或棱柱形单体。
·可充电单体是锂离子或锂聚合物单体。
·可充电单体是固态单体。
·电池组包括被布置成网格的电池模块的阵列，并且阵列中使用的电池模块的数量被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·电池组包括被配置为连接电池模块的一个或多个印刷电路板(PCB)柔性电导体。
·电池模块的网格的长度被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·网格由单层电池模块或两层或更多层电池模块组成。
·电池模块包括本文档剩余部分所公开的一个或多个特征或子特征(例如，选自组A-E中的任何一个)。特别是，本公开规定了：
ο电池模块包括组A的特征1-2中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组B的特征3-9中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组C的特征10-12中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组D的特征13-16中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组E的特征17-25中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
特征14.电池模块将HV直接输送到HV总线
我们已经在上面看到每个个体电池模块100可以如何输出处于由电池模块供电的***中使用的电压幅度的高电压(HV)，例如对于400V的典型汽车牵引***，每个在350V和450V之间的电压下输出电流。因此，每个电池模块100可以直接连接到400V DC功率总线。DC总线的功率分配可以通过前面描述的柔性连接300。
我们可以概括如下：
1：一种车辆电池模块，其被配置为将HV输出直接输送到车辆的HV功率总线中。
2：一种车辆，其包括电池模块，该电池模块被配置为将HV输出直接输送到车辆的HV功率总线中。
3：一种车辆的车队，其中每个车辆包括电池模块，该电池模块被配置为将HV输出直接输送到车辆的HV功率总线中；
并且其中车队的运营商已经定义了其对车队中的车辆具有的一组或多组性能和续航里程要求，并且在选择被包括在车队的每个车辆中的电池模块的数量时已经使用了这些要求。
可选子特征包括：
·每个电池模块被配置为通过实质低剖面的柔性PCB电导体将HV输出直接输送到HV功率总线中。
·没有使用PDU(功率分配单元)。
·柔性PCB电导体如上定义(参见特征13)。
·当外部BMS未将LV功率施加到电池模块中的控制板时，电池模块不具有功能并且开路。
·电池模块在通信通道上连接到BMS和其他电池模块
·电池模块包括本文档剩余部分所公开的一个或多个特征或子特征(例如，选自组A-E中的任何一个)。特别是，本公开规定了：
ο电池模块包括组A的特征1-2中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组B的特征3-9中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组C的特征10-12中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组D的特征13-16中任一项(特别是特征13)所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组E的特征17-25中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
特征15.电池模块连接到集成功率电缆
我们已经描述了在柔性衬底上形成的柔性连接器300；这可以使用连续的卷对卷生产，这使得柔性连接器300能够铺设在电池模块100之上并围绕拐角折叠，等。还可以将导电路径(用于HV功率、数据以及低电压)不添加到常规PCB衬底，而是直接添加到部件或具有除了传导功率之外的目的的其他结构，诸如结构部件或面板。因此，例如，公共汽车可以包括这些面板300的阵列，这些面板300略低于车顶沿着外侧和内侧的整个长度延伸。用于这些LCD面板的功率和数据可以使用沿着侧主体面板向上延伸的单独的柔性连接器300输送。但替代地，主体面板自身可以包括集成的功率和数据轨道，例如直接印刷到主体面板的内表面上。
我们可以概括如下：
1：一种车辆电池模块，其被配置为与导体电接合，该导体被集成到车辆部件或具有除了传导功率之外的目的的其他车辆结构中，诸如结构部件或面板。
2：一种车辆部件，诸如面板、底盘或其他结构或子结构，其包括集成的高电压功率导体轨道或***，被布置成将功率从车辆中的一个或多个电池模块传递到一个或多个马达或其他车辆***。
3：一种车辆，其包括电池模块或其他部件，该电池模块或其他部件被配置为与导体电接合，该导体被集成到车辆部件或具有除了传导功率之外的目的的其他车辆结构中，诸如结构部件或面板。
4：一种车辆的车队，其中每个车辆包括电池模块或其他部件，该电池模块或其他部件被配置为与导体电接合，该导体被集成到车辆部件或具有除了传导功率之外的目的的其他车辆结构中，诸如结构部件或面板；
并且其中车队的运营商已经定义了其对车队中的车辆具有的一组或多组性能和续航里程要求，并且在选择被包括在车队的每个车辆中的电池模块的数量时已经使用了这些要求。
可选子特征包括：
·集成的高电压功率导体轨道或***是实质低剖面的柔性PCB电导体。
·柔性PCB电导体如上定义(参见特征14)。
·电池模块包括本文档剩余部分所公开的一个或多个特征或子特征(例如，选自组A-E中的任何一个)。特别是，本公开规定了：
ο电池模块包括组A的特征1-2中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组B的特征3-9中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组C的特征10-12中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组D的特征13-16中任一项(特别是选自特征13或特征14)所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组E的特征17-25中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
特征16.电池组包含电池模块和BMS
Arrival电池组200包括电池管理***，该电池管理***跨每个个体电池模块(100、161)分布，并且也在所有电池模块外部的主BMS 500中。每个个体电池模块能够将自身电流隔绝187，并且主BMS 500也能够独立地将任何电池模块电流隔绝。这种方法增加了整体电池组200的安全性。
我们可以概括如下：
1、一种电池组，其包括多个电池模块，其中电池组被配置为由多个并联连接的电池模块组装；
以及电池管理***，该电池管理***跨每个个体电池模块分布并且也在所有电池模块外部的主BMS中，使得每个个体电池模块能够将自身电流隔绝，并且主BMS也能够独立地将任何电池模块电流隔绝。
2.一种车辆，其包括电池组，该电池组包括多个电池模块，其中电池组被配置为由多个并联连接的自包含的电池模块组装；
以及电池管理***，该电池管理***跨每个个体电池模块分布并且也在所有电池模块外部的主BMS中，使得每个个体电池模块能够将自身电流隔绝，并且主BMS也能够独立地将任何电池模块电流隔绝。
3：一种车辆的车队，其中每个车辆包括电池组，该电池组包括多个电池模块，其中电池组被配置为由多个并联连接的自包含的电池模块组装；
以及电池管理***，该电池管理***跨每个个体电池模块分布并且也在所有电池模块外部的主BMS中，使得每个个体电池模块能够将自身电流隔绝，并且主BMS也能够独立地将任何电池模块电流隔绝；
并且其中车队的运营商已经定义了其对车队中的车辆具有的一组或多组性能和续航里程要求，并且在选择被包括在车队的每个车辆中的电池模块的数量时已经使用了这些要求。
可选子特征包括：
·电池组被配置为由多个并联连接的自包含的或独立的电池模块组装。
·电池组是按以下布置中的任一种的电池模块的网格：1×2、1×3、1×4、……1×N；2×2、2×3、2×4……2×N、N×M，其中N和M是从2到50的整数。
·通过选择适当数量的自包含的电池模块以包括在电池组中，可以针对车辆续航里程、成本和寿命优化电池组容量。
·电池组被配置为使得个体电池模块能够在正常使用中被移除和替换(例如，如果故障；或升级部件)。
·电池组被配置为使得个体电池模块能够被添加到电池组，例如以增加续航里程。
·电池组被配置为可扩展的，其中附加电池模块可以被添加到电池组，并且这些电池模块然后将自动工作，例如通过与BMS建立通信。
·电池模块各自并联连接，并且各自提供车辆的工作电压，使得可以通过改变并联连接的电池模块的数量来改变续航里程、功率和速率。
·每个模块被配置为生成处于由模块供电的***中使用的并且至少300V标称的电压幅度的高电压输出。
·电池组是由多个电池模块组成的可扩展且高度冗余的分布式***，其中电池模块可以被添加或移除以用于不同容量电池组，使得电池组容量可以简单地通过并联连接更多或更少的电池模块来针对续航里程、成本和寿命进行优化。
·每个电池模块仅利用单个主BMS(MBMS或BMS)控制，该单个主BMS以低成本、可靠的方式控制电池组中的所有电池模块，并且使得每个电池模块可以选择性地提供功率，以优化整体电池组功率输出、热管理和模块寿命。
·BMS是从电池组到车辆其余部分的接口，并且自动发现和管理所连接的电池模块。
·BMS完全独立于网络中的电池模块操作，并使用单独的CAN网络以用于与EVC和电池模块通信，从电池模块收集信息和数据以计算电池电量状况，并且BMS使用(一个或多个)HVIL回路监测电池模块连接器状况。
·BMS是100×200mm网格大小的部件(8×CAN网络，用于最多72个电池模块(使用CAN-FD时更多)。
·BMS被配置为对电池模块提供低电压功率控制。
·BMS被配置为与隔绝监测器通信。
·BMS具有自动模块发现和管理。
·BMS配置用于分析荷电状态和可用功率。
·BMS包括以太网/CAN车辆网络接口和网关。
·BMS包括以太网车辆网络接口和网关。
·BBMS包括加速度计。
·BMS被配置为管理电池模块的空中更新。
·BMS为黑色，以用于有效且可预测的散热。
·BMS被配置为报告聚合电池组的高级状况功能值(HLSF)，如下：
ο充电时的可用功率，以kW为单位(例如每秒)。
ο放电时的可用功率，以kW为单位(例如每秒)。
οSOC百分比(例如每秒)。
οNAC——主动连接到网络的模块数量(启用接触器和MOSFET)(每秒)。
οSOA状况包括：安全标志级别(正常操作、小心、警告、安全关键)(例如每秒)。
ο最小/最大续航里程(每秒)。
οBMS被配置为广播网络上的所有电池模块的连接器锁定状况，相应地提供电池模块数量和连接器状况(0用于脱离，或1用于接合)。
οBMS被配置为定期广播聚合包的健康状态，对于能量(SOHE)以百分比表示并且对于功率(SOHP)以百分比表示。例如每10分钟或每次值与之前广播的值相比改变超过设定量(例如1％)，以两者中最先发生的为准。
·当外部BMS未将LV功率施加到电池模块中的控制板时，电池模块不具有功能并且开路。
·电池模块被配置为在通信通道上连接到BMS和其他电池模块。
·电池模块被配置为使得具体车辆或车辆的车队的电池组能够跨包括以下一项或多项的因素优化：初始成本、剩余价值、总拥有成本、续航里程、性能、充电成本、充电时间。
·电池模块包括多个个体可充电单体。
·可充电单体是圆柱形单体、袋形单体或棱柱形单体。
·可充电单体是锂离子或锂聚合物单体。
·可充电单体是固态单体。
·电池组包括被布置成网格的电池模块的阵列，并且阵列中使用的电池模块的数量被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·电池模块的网格的长度被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·网格由单层电池模块或两层或更多层电池模块组成。
·电池模块包括本文档剩余部分所公开的一个或多个特征或子特征(例如，选自组A-E中的任何一个)。特别是，本公开规定了：
ο电池模块包括组A的特征1-2中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组B的特征3-9中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组C的特征10-12中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组D的特征13-16中任一项(特别是特征13)所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组E的特征17-25中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
组E：电池模块操作特征
特征17.电池模块实施即插即用软件部件
PCT/GB2021/051519的章节B中描述的模块化软件部件被部署到车辆ECU。但此外，相同的软件模块化方法可以用于其他车辆硬件设备，包括用于电池模块100。
我们可以概括如下：
1：一种车辆电池模块，其被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块被提供有监测和控制电池***的模块化软件部件，并且模块化软件部件包括(i)应用层和(ii)基础软件层或中间件层，其将应用层与电池模块的硬件具体特征隔离或分离并向应用层呈现标准化接口。
2：一种车辆，其包括电池模块，该电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块被提供有监测和控制电池***的模块化软件部件，并且模块化软件部件包括(i)应用层和(ii)基础软件层或中间件层，其将应用层与电池模块的硬件具体特征隔离或分离并向应用层呈现标准化接口。
3：一种车辆的车队，其中每个车辆包括电池模块，该电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块被提供有监测和控制电池***的模块化软件部件，并且模块化软件部件包括(i)应用层和(ii)基础软件层或中间件层，其将应用层与电池模块的硬件具体特征隔离或分离并向应用层呈现标准化接口；
并且其中车队的运营商已经定义了其对车队中的车辆具有的一组或多组性能和续航里程要求，并且在选择被包括在车队的每个车辆中的电池模块的数量时已经使用了这些要求。
可选子特征包括：
·当外部BMS未将LV功率施加到电池模块中的控制板时，电池模块不具有功能并且开路。
·电池模块在通信通道上连接到BMS和其他电池模块。
·电池模块包括单体平衡***。
·电池模块包括预充电电路，该预充电电路在连接到HV总线之前被激活，以防止潜在的危险电流涌入。
·电池模块包括内部电流传感器。
·电池模块包括内部电流传感器，该内部电流传感器被配置为使得能够针对过电流进行保护。
·电池模块在单体之间包括抗传播材料。
·电池模块在单体上方包括抗传播材料。
·电池模块包括内部气体传感器，以检测气体是否从单体释放。
·电池模块包括内部接触器健康监测***。
·电池模块包括内部隔绝监测***。
·电池模块包括HVIL(高电压互锁)***。
·电池模块包括低电压功率监测***。
·电池模块包括内部短路保护熔断器。
·电池模块被配置为以睡眠模式操作，在睡眠模式中，它与电源断开连接，而仅监测外部唤醒信号。
·电池模块被配置为以省电模式操作，在省电模式中，它与电源断开连接，而监测开关请求并提供状况信息。
·电池模块被配置有多个冗余联网能力。
·电池模块被配置为直接或间接连接到基于云的***。
·电池模块被配置用于OTA软件更新。
·电池模块被配置用于连续或24/7单体监测。
·电池模块被配置为自动检测一个或多个单体何时与内部电路断开连接。
·电池模块被配置有基于MCU的单体监测和单体平衡***。
·电池模块被配置为估计个体单体的退化水平。
·电池模块被配置为使得能够预测短期和长期电池性能预测。
·电池模块被配置有不同地平衡单体退化和电池模块性能的操作模式。
·电池模块包括无线连接***。
·电池模块被配置为使得能够进行模块化、可扩展、去中心化的电池组设计。
·电池模块被配置为使得具体车辆或车辆的车队的电池组能够跨包括以下一项或多项的因素优化：初始成本、剩余价值、总拥有成本、续航里程、性能、充电成本、充电时间。
·电池模块包括多个个体可充电单体。
·可充电单体是圆柱形单体、袋形单体或棱柱形单体。
·可充电单体是锂离子或锂聚合物单体。
·可充电单体是固态单体。
·电池组包括被布置成网格的电池模块的阵列，并且阵列中使用的电池模块的数量被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·电池模块的网格的长度被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·网格由单层电池模块或两层或更多层电池模块组成。
·电池模块包括本文档剩余部分所公开的一个或多个特征或子特征(例如，选自组A-E中的任何一个)。特别是，本公开规定了：
ο电池模块包括组A的特征1-2中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组B的特征3-9中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组C的特征10-12中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组D的特征13-16中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组E的特征17-25中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
特征18.电池模块具有去中心化的自主性，在分布式架构中操作
PCT/GB2021/051519的章节B详细地并且还与车辆ECU相关地描述了去中心化的自主性的一般原理。这种去中心化的自主性的一般原理也适用于其他车辆硬件设备，包括适用于电池模块100。
我们可以概括如下：
1：一种车辆电池模块，其被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块被提供有监测和控制电池***的模块化软件部件，以使得电池模块能够自主操作，并且个体模块化软件部件被配置为与其他电池模块上的模块化软件部件交换数据以提供分布式架构。
2：一种车辆，其包括电池模块，该电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块被提供有监测和控制电池***的模块化软件部件，以使得电池模块能够自主操作，并且个体模块化软件部件被配置为与其他电池模块上的模块化软件部件交换数据以提供分布式架构。
3：一种车辆的车队，其中每个车辆包括电池模块，该电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块被提供有监测和控制电池***的模块化软件部件，以使得电池模块能够自主操作，并且个体模块化软件部件被配置为与其他电池模块上的模块化软件部件交换数据以提供分布式架构；
并且其中车队的运营商已经定义了其对车队中的车辆具有的一组或多组性能和续航里程要求，并且在选择被包括在车队的每个车辆中的电池模块的数量时已经使用了这些要求。
可选子特征包括：
·网格由单层电池模块或两层或更多层电池模块组成。
·电池模块包括本文档剩余部分所公开的一个或多个特征或子特征(例如，选自组A-E中的任何一个)。特别是，本公开规定了：
ο电池模块包括组A的特征1-2中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组B的特征3-9中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组C的特征10-12中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组D的特征13-16中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组E的特征17-25中任一项(特别是特征17)所公开的一个或多个特征或子特征。
特征19电池模块具有性能报告
硬件设备(如HVBM 100)的去中心化的自主性可以基于设备中的内部性能监测和管理子***，该内部性能监测和管理子***自主管理设备并向外部监测***报告数据。
我们可以概括如下：
1：一种电池模块，其被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块是建立模块的网络的数据网络的一部分，并且每个电池模块包括内部性能监测和管理子***，该内部性能监测和管理子***被配置为自主管理电池模块并向外部BMS报告数据。
2：一种车辆，其包括电池模块，该电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块是建立模块的网络的数据网络的一部分，并且每个电池模块包括内部性能监测和管理子***，该内部性能监测和管理子***被配置为自主管理电池模块并向外部BMS报告数据。
3：一种车辆的车队，其中每个车辆包括电池模块，该电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块是建立模块的网络的数据网络的一部分，并且每个电池模块包括内部性能监测和管理子***，该内部性能监测和管理子***被配置为自主管理电池模块并向外部BMS报告数据；
并且其中车队的运营商已经定义了其对车队中的车辆具有的一组或多组性能和续航里程要求，并且在选择被包括在车队的每个车辆中的多个电池模块时已经使用了这些要求。
可选子特征包括：
·内部性能监测和管理子***被配置为自主确定模块是否应该输送功率。
·内部性能监测和管理子***被配置为向数据网络提供模块性能数据。
·内部性能监测和管理子***被配置为测量或确定模块中的所有可充电单体的单体充电/放电状态。
·内部性能监测和管理子***被配置为测量或确定模块中的所有可充电单体的单体退化。
·内部性能监测和管理子***被配置为跨模块中的所有可充电单体执行平衡。
·内部性能监测和管理子***被配置为独立于其他模块平衡模块内的可充电单体，以允许电池在其整个生命周期维持最佳容量。
·内部性能监测和管理子***被配置为控制内部熔断器。
·内部性能监测和管理子***被配置为独立监测与电负载的电连接。
·内部性能监测和管理子***被配置为检测是否发生任何电气故障。
·内部性能监测和管理子***被配置为检测是否发生任何电气故障，并且仅允许模块在其按预期运行时输送或接收功率。
·内部性能监测和管理子***至少部分以软件实施。
·内部性能监测和管理子***被配置为通过标准化通信物理接口和标准化通信协议向外部BMS报告数据。
·电池模块包括本文档剩余部分所公开的一个或多个特征或子特征(例如，选自组A-E中的任何一个)。特别是，本公开规定了：
ο电池模块包括组A的特征1-2中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组B的特征3-9中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组C的特征10-12中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组D的特征13-16中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组E的特征17-25中任一项(特别是特征17)所公开的一个或多个特征或子特征。
特征20.电池模块与其他电池模块自主协商
去中心化的自主性也适用于电池模块100如何与其他模块协商以确定功率或性能兼容性。
我们可以概括如下：
1：一种电池模块，其被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块是模块的数据连接网络的一部分，并且每个模块被配置为与其他模块自主协商以确定功率或性能兼容性。
2：一种车辆，其包括电池模块，该电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块是模块的数据连接网络的一部分，并且每个模块被配置为与其他模块自主协商以确定功率或性能兼容性。
3：一种车辆的车队，其中每个车辆包括电池模块，该电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块是模块的数据连接网络的一部分，并且每个模块被配置为与其他模块自主协商以确定功率或性能兼容性；
并且其中车队的运营商已经定义了其对车队中的车辆具有的一组或多组性能和续航里程要求，并且在选择被包括在车队的每个车辆中的电池模块的数量时已经使用了这些要求。
可选子特征包括：
·每个模块被配置为通过标准化通信物理接口和标准化通信协议与其他模块自主协商。
·电池模块包括本文档剩余部分所公开的一个或多个特征或子特征(例如，选自组A-E中的任何一个)。特别是，本公开规定了：
ο电池模块包括组A的特征1-2中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组B的特征3-9中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组C的特征10-12中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组D的特征13-16中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组E的特征17-25中任一项(特别是特征17)所公开的一个或多个特征或子特征。
特征21.电池模块具有加密网络
遵循Arrival***和部件的即插即用原理(参见PCT/GB2021/051519的章节B)，一旦Arrival部件***Arrival车辆、设备或***，它将容易且自主地运行，无需配置或修改现有的***。如上所述，这完全适用于Arrival电池模块100及其一旦***到Arrival车辆400就运行。网络安全要求可能与为车辆部件提供即插即用功能相冲突。Arrival***为Arrival车辆和车辆部件的网络安全设想了一种独特的方法(参见PCT/GB2021/051519的章节C)。
常规方法基于将车辆网络视为受信任的环境，而将车辆外部的一切视为不受信任的环境。相反，Arrival***将车辆网络视为不受信任的网络。因此，部件之间使用车辆网络的所有通信都被加密，并且在没有验证或认证的情况下部件不接受来自其他部件的命令。因此，车辆和车辆部件防止未经授权的使用，并且防止未经授权访问个人数据以及车辆的有价值的分析或诊断数据。
我们可以概括如下：
1：一种电池模块，其被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块都是被配置用于双向验证或认证的模块的数据连接网络的一部分，并且其中每个模块(i)自身由安装有电池模块的设备中的子***使用安全协议来验证或认证，并且(ii)每个电池模块验证或认证安装有电池模块的设备中的子***。
2：一种车辆，其包括电池模块，该电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块都是被配置用于双向验证或认证的模块的数据连接网络的一部分，并且其中每个模块(i)自身由安装有电池模块的设备中的子***使用安全协议来验证或认证，并且(ii)每个电池模块验证或认证安装有电池模块的设备中的子***。
3：一种车辆的车队，其中每个车辆包括电池模块，该电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块都是被配置用于双向验证或认证的模块的数据连接网络的一部分，并且其中每个模块(i)自身由安装有电池模块的设备中的子***使用安全协议来验证或认证，并且(ii)每个电池模块验证或认证安装有电池模块的设备中的子***；
并且其中车队的运营商已经定义了其对车队中的车辆具有的一组或多组性能和续航里程要求，并且在选择被包括在车队的每个车辆中的电池模块的数量时已经使用了这些要求。
可选子特征包括：
·每个电池模块在电池模块被允许完全操作之前由模块外部的认证***进行验证或认证。
·电池模块外部的认证***被配置为在电池模块被允许完全操作之前检查车辆或其他环境的安全状况或性能记录。
·每个模块被配置为在电池模块被允许完全操作之前由模块内部的认证***进行验证或认证。
·验证或认证使用安全双向握手。
·在从预期安装(在诸如具体车辆)中移除的情况下，验证或认证禁用电池模块。
·验证或认证防止电池模块在未经授权的应用/安装中用作功率源。
·验证或认证防止电池模块从未知源充电。
·验证或验证使得电池能够远程禁用。例如防盗器或产品安全召回。
·验证或认证使得能够强制执行电池模块的订阅/出租/租赁。
·验证或认证使得能够进行定时“保质期”到期或基于周期的“寿命结束”控制。
·存在相互双向认证，其中HVBM(i)自身由HVBM外部的某物认证(例如，车辆询问此HVBM是否是已知的且与其一起安全工作)，并且HVBM(ii)认证它被安装在的***(例如，HVBM询问车辆的其他模块/其余部分是否是已知的并且与其一起安全工作)。
·电池模块包括本文档剩余部分所公开的一个或多个特征或子特征(例如，选自组A-E中的任何一个)。特别是，本公开规定了：
ο电池模块包括组A的特征1-2中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组B的特征3-9中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组C的特征10-12中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组D的特征13-16中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组E的特征17-25中任一项(特别是特征17)所公开的一个或多个特征或子特征。
我们可以进一步概括如下：
1：一种车辆部件，其被配置为在车辆数据网络上操作，并且其中部件将车辆数据网络视为不受信任的网络，并且使用车辆网络来往于部件的所有通信被加密，并且部件在没有验证或认证的情况下不接受来自其他部件的命令。
2：一种车辆，其包括被配置为在车辆数据网络上操作的部件，并且其中部件将车辆数据网络视为不受信任的网络，并且使用车辆网络来往于部件的所有通信被加密，并且部件在没有验证或认证的情况下不接受来自其他部件的命令。
可选子特征包括：
·车辆被配置为连接到远程或基于云的***。
·部件、车辆和基于云的***各自包括输入/输出单元(I/O)、存储器和控件，它们中的每个被配置为经由总线通信。
·部件是一个HVBM。
·部件存储器存储身份信息，该身份信息包括以下一项或多项：唯一名称；配置信息；区块链数据。
·部件存储器存储该部件是否被授权由具体车辆使用的指示。
·基于云的***存储哪些部件被授权使用的记录，例如被授权由具体车辆使用。
·部件被配置为通过自身检查保存在基于云的***上的数据来确定它是否被授权用于具体车辆，例如其被安装在的具体车辆。
·基于云的***被配置为通过以下方式确定部件是否被授权用于具体车辆：检查保存在基于云的***上的数据，并且如果其被授权，则向部件发送授权信号，并且如果其未被授权，则发送非授权信号。
·部件被配置为确定其将提供给车辆的功能的级别。
·部件被配置为基于其所确定的置信度或信任级别来确定其将提供的功能的级别。
·部件被配置为基于与车辆的操作或环境相关的置信度或信任级别来确定其将提供的功能的级别。
·功能的级别包括完全防止部件的操作；减少部件的操作；触发警报，允许远程用户干预车辆或部件的操作。
·部件包括用于验证或认证的硬件安全模块(HSM)。
·部件经受车辆和/或基于云的***中的一个或多个部件进行验证或认证，并且该验证或认证的结果确定部件被允许提供给车辆的功能的级别。
·部件经受车辆和/或基于云的***中的构成认证基础的一组分布式部件进行验证或认证，并且该验证或认证的结果确定部件被允许提供给车辆的功能的级别。
·认证基础取决于被认证或验证的部件而变化。
·认证基础取决于被激活的部件的功能而变化。
·部件被预先配置或绑定到具体安装或车辆，并且在从预期安装或车辆中移除的情况下被自动禁用。
·部件包括本文档剩余部分所公开的一个或多个特征或子特征(例如，选自组A-E中的任何一个)。特别是，本公开规定了：
ο部件包括组A的特征1-2中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο部件包括组B的特征3-9中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο部件包括组C的特征10-12中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο部件包括组D的特征13-16中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο部件包括组E的特征17-25中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
特征22.电池模块是自初始化的
去中心化的自主性的另一个方面是部件(如电池模块100)必须形成车辆数据网络的一部分，使得它们可以跨该网络发送和接收数据。代替当外部设备指示这样做时被动地配置或初始化，而是每个电池模块100自主地自初始化以在网络上操作。
我们可以概括如下：
1：一种车辆电池模块，其被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块是车辆电池模块的数据连接网络的一部分，并且其中每个电池模块在被添加到网络或被打开时配置自身或以其他方式进行自初始化以与网络一起操作。
2：一种车辆，其包括电池模块，该电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块是车辆电池模块的数据连接网络的一部分，并且其中每个电池模块在被添加到网络或被打开时配置自身或以其他方式进行自初始化以与网络一起操作。
3：一种车辆的车队，其中每个车辆包括电池模块，该电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块是车辆电池模块的数据连接网络的一部分，并且其中每个电池模块在被添加到网络或被打开时配置自身或以其他方式进行自初始化以与网络一起操作；
并且其中车队的运营商已经定义了其对车队中的车辆具有的一组或多组性能和续航里程要求，并且在选择被包括在车队的每个车辆中的电池模块的数量时已经使用了这些要求。
可选子特征包括：
·电池模块被配置为通过网络发送数据，声明它已将自身配置到网络或以其他方式进行自初始化，并且通过标准化通信物理接口和标准化通信协议这样做。
·电池模块包括本文档剩余部分所公开的一个或多个特征或子特征(例如，选自组A-E中的任何一个)。特别是，本公开规定了：
ο电池模块包括组A的特征1-2中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组B的特征3-9中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组C的特征10-12中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组D的特征13-16中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组E的特征17-25中任一项(特别是特征17)所公开的一个或多个特征或子特征。
特征23：电池模块具有环境压力均衡通风口
每个电池模块100包括至少一个空气压力通风口，其确保电池模块内的空气压力可以快速地与环境空气压力均衡。因此，在正常使用中出现的环境空气压力的变化(例如与环境空气温度的变化或环境因素(诸如海拔的变化或进入或离开隧道)相关联)不会导致电池模块损坏，诸如如果模块内部的空气压力与环境之间的压力差超过阈值，则可能发生环境密封的损坏。
空气通风口由透气疏油膜制成，其还可以防止水、灰尘和污垢进入电池模块，并保持密封电池模块的IP 65入口保护等级，并且因此保护电池模块内部的敏感电子器件；戈夫通风口聚通风口200是合适的。空气压力均衡通风口可以位于电池模块的侧壁中，通常位于主PCB之一下方和上方，以及单体接触器之间。第二空气压力均衡通风口可以位于电池模块盖子110中。
我们可以概括如下：
1：一种电池模块，其具有至少IP 65的入口保护，其中电池模块包括空气压力均衡通风口，该空气压力均衡通风口被配置为使得模块内部的空气压力能够与环境或外部空气压力均衡，同时维持入口保护。
2：一种车辆，其包括电池模块，该电池模块具有至少IP 65的入口保护，其中电池模块包括空气压力均衡通风口，该空气压力均衡通风口被配置为使得模块内部的空气压力能够与环境或外部空气压力均衡。
3：一种车辆的车队，其中每个车辆包括电池模块，该电池模块具有至少IP 65的入口保护，其中电池模块包括空气压力均衡通风口，该空气压力均衡通风口被配置为使得模块内部的空气压力能够与环境或外部空气压力均衡；
并且其中车队的运营商已经定义了其对车队中的车辆具有的一组或多组性能和续航里程要求，并且在选择被包括在车队的每个车辆中的电池模块的数量时已经使用了这些要求。
可选子特征包括：
·空气压力均衡通风口被配置为在正常使用期间实现空气压力均衡，诸如与环境空气温度的变化或环境因素(诸如海拔的变化或进入或离开隧道)相关联的环境空气压力的变化。
·空气压力均衡通风口是透气疏油膜，其还可以防止水、灰尘和污垢进入电池模块，并保持IP 65入口保护等级。
·空气压力均衡通风口位于电池模块的侧壁中。
·空气压力均衡通风口位于电池模块的盖子中。
·电池模块在单体之间包括抗传播材料。
·电池模块在单体上方包括抗传播材料。
·电池模块包括内部气体传感器，以检测气体是否从单体释放。
·电池模块包括多个个体可充电单体。
·可充电单体是圆柱形单体、袋形单体或棱柱形单体。
·可充电单体是锂离子或锂聚合物单体。
·可充电单体是固态单体。
·电池组包括布置成网格的电池模块的阵列，并且阵列中使用的电池模块的数量被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·电池模块的网格的长度被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·网格由单层电池模块或两层或更多层电池模块组成。
·电池模块包括本文档剩余部分所公开的一个或多个特征或子特征(例如，选自组A-E中的任何一个)。特别是，本公开规定了：
ο电池模块包括组A的特征1-2中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组B的特征3-9中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组C的特征10-12中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组D的特征13-16中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组E的特征17-25中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
特征24：电池模块具有气体逸出通风口
在电池模块100中的一个或多个单体(166、181)严重故障时，气体可以被释放并迅速积累到危险的压力；即使在电池模块包括环境空气压力均衡阀的情况下，气体也可能积累到可能最终导致整个模块以不受控制的方式故障的压力。为了避免这种情况，每个电池模块盖子110包括多个小孔，例如由单体故障引起的高压气体可以通过这些小孔快速排出。标签112覆盖所有这些孔以在电池模块的正常使用和操作中保持密封电池模块100的IP 65保护等级。标签12可释放地固定到盖子110，例如用粘合剂围绕其周边粘到盖子，使得直接位于气体逸出通风口之上的标签部分没有粘合剂。在故障导致模块内的加压气体积累的情况下，粘性标签112在气体逸出通风口之上向外膨胀，并且这导致粘合剂快速脱粘；标签112不再覆盖气体逸出通风口，并且因此气体可以迅速从气体逸出通风口逸出。
电池模块包括内部气体传感器182。因此，在释放了气体的情况下，该气体被检测到。这为减轻故障提供了机会，其中HVBM自动关闭，并自动传输警告。电池模块
我们可以概括如下：
1：一种电池模块，其具有提供至少IP 65的入口保护的机箱或盖子，其中电池模块在机箱或盖子中包括气体逸出通风口，并且其中一个或多个标签在正常使用时覆盖气体逸出通风口，并且标签被配置为释放以使得在模块内部由单体故障产生的加压气体能够从电池模块逸出。
2：一种车辆，其包括电池模块，该电池模块具有提供至少IP 65的入口保护的机箱或盖子，其中电池模块在机箱或盖子中包括气体逸出通风口，并且其中一个或多个标签在正常使用时覆盖气体逸出通风口，并且标签被配置为释放以使得在模块内部由单体故障产生的加压气体能够从电池模块逸出。
3：一种车辆的车队，其中每个车辆包括电池模块，该电池模块具有提供至少IP 65的入口保护的机箱或盖子，其中电池模块在机箱或盖子中包括气体逸出通风口，并且其中一个或多个标签在正常使用时覆盖气体逸出通风口，并且标签被配置为释放以使得在模块内部由单体故障产生的加压气体能够从电池模块逸出；
并且其中车队的运营商已经定义了其对车队中的车辆具有的一组或多组性能和续航里程要求，并且在选择被包括在车队的每个车辆中的电池模块的数量时已经使用了这些要求。
可选子特征包括：
·标签被配置为在电池模块的正常使用和操作期间覆盖气体逸出通风口，以维持IP 65入口保护。
·标签可释放地固定在机箱或盖子。
·标签使用粘合剂可释放地固定在机箱或盖子，该粘合剂被配置为在释放加压气体的情况下脱粘。
·粘合剂被施加到标签周边区域，不覆盖任何气体逸出通风口。
·气体逸出通风口位于电池模块的机箱或盖子中。
·气体逸出通风口是垂直于机箱或盖子的主面延伸的圆柱形孔。
·气体逸出通风口以阵列形成。
·气体逸出通风口以阵列形成，并且至少2.5mm的盖子壁厚分离每个通风口。
·空气压力均衡通风口被配置为在正常使用期间实现空气压力均衡，诸如与环境空气温度的变化或环境因素(诸如海拔的变化或进入或离开隧道)相关联的环境空气压力的变化。
·空气压力均衡通风口是透气疏油膜，其还可以防止水、灰尘和污垢进入电池模块，并保持IP 65入口保护等级。
·空气压力均衡通风口位于电池模块的侧壁中。
·空气压力均衡通风口位于电池模块的机箱或盖子中。
·电池模块在单体之间包括抗传播材料。
·电池模块在单体上方包括抗传播材料。
·电池模块在其一些或全部内表面上包括膨胀材料。
·电池模块包括内部气体传感器，以检测气体是否从单体释放。
·电池模块包括多个个体可充电单体。
·可充电单体是圆柱形单体、袋形单体或棱柱形单体。
·可充电单体是锂离子或锂聚合物单体。
·可充电单体是固态单体。
·电池组包括布置成网格的电池模块的阵列，并且阵列中使用的电池模块的数量被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·电池模块的网格的长度被选择以提供组所需的续航里程或容量。
·网格由单层电池模块或两层或更多层电池模块组成。
·电池模块包括本文档剩余部分所公开的一个或多个特征或子特征(例如，选自组A-E中的任何一个)。特别是，本公开规定了：
ο电池模块包括组A的特征1-2中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组B的特征3-9中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组C的特征10-12中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组D的特征13-16中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组E的特征17-25中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
特征25：电池模块具有内部监测或控制***
对于上述特征中的一些，电池模块100被公开为高电压(HV)模块(例如，输送300V+)。例如，特征1描述了使这种形式的高电压模块特别有用的各种特征。这些特征中的许多可以有用地用在电池模块100中，该电池模块100自身不是高电压模块，而是更常规的模块，其输出明显低于100V的电压，并且因此必须与其他相似模块串联连接以达到电动汽车400中的牵引功率所需的典型的300V-400V操作电压。
在此特征25中，我们定义了可以有用地部署在电池模块中的那些特征，该电池模块可以形成去中心化的电池组架构的一部分，即其中存在分配到电池模块级别的监测和/或控制的元素(从部分到完整)的架构。
我们可以概括如下：
1：一种电池模块，其被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块(i)包括可充电单体的阵列并且还包括监测或控制***，该监测或控制***被配置为使得电池模块能够监测或控制自身；并且(ii)被配置为串联和/或并联电连接到另外的电池模块的阵列，以形成具有去中心化的监测或控制架构的完整的电池组。
2：一种车辆，其包括电池模块，该电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块(i)包括可充电单体的阵列并且还包括监测或控制***，该监测或控制***被配置为使得电池模块能够监测或控制自身；并且(ii)被配置为串联和/或并联电连接到另外的电池模块的阵列，以形成具有去中心化的监测或控制架构的完整的电池组。
3：一种车辆的车队，其中每个车辆包括电池模块，该电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中每个电池模块(i)包括可充电单体的阵列并且还包括监测或控制***，该监测或控制***被配置为使得电池模块能够监测或控制自身；并且(ii)被配置为串联和/或并联电连接到另外的电池模块的阵列，以形成具有去中心化的监测或控制架构的完整的电池组；
并且其中车队的运营商已经定义了其对车队中的车辆具有的一组或多组性能和续航里程要求，并且在选择被包括在车队的每个车辆中的电池模块的数量时已经使用了这些要求。
可选子特征包括：
·电池模块包括内部预充电能力。
·电池模块包括电流传感器。
·电池模块包括电流传感器和过电流保护***。
·电池模块包括气体传感器。
·电池模块包括接触器健康监测***。
·电池模块包括连接器帽完整性监测***。
·电池模块包括隔绝监测***。
·电池模块包括HVIL***。
·电池模块包括低电压功率监测***。
·电池模块包括内部短路保护熔断器。
·电池模块包括冗余联网能力。
·电池模块被配置为直接或间接连接到基于云的***。
·电池模块被配置用于OTA软件更新。
·电池模块被配置用于连续或24/7单体监测。
·电池模块被配置为自动检测一个或多个单体何时与内部电路断开连接。
·电池模块被配置有基于MCU的单体监测和单体平衡***。
·电池模块被配置为估计个体单体的退化水平。
·电池模块被配置为使得能够预测短期和长期电池性能预测。
·电池模块被配置有不同地平衡单体退化和电池模块性能的操作模式。
·电池模块包括无线连接***。
·电池模块包括本文档剩余部分所公开的一个或多个特征或子特征(例如，选自组A-E中的任何一个)。特别是，本公开规定了：
ο电池模块包括组A的特征1-2中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组B的特征3-9中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组C的特征10-12中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组D的特征13-16中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。
ο电池模块包括组E的特征17-25中任一项所公开的一个或多个特征或子特征。

Claims (42)

1.一种用于车辆的电池模块，所述电池模块被配置为作为包括多个电池模块的电池组的一部分操作，并且通过实质低剖面的印刷电路板(PCB)柔性电导体输送功率。
2.根据权利要求1所述的电池模块，所述车辆电池模块被配置为在最大储电时生成至少300V的输出。
3.根据权利要求1或2所述的电池模块，所述电池模块被配置为与至少两个其他实质相似的电池模块并联电连接以形成所述电池组。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，其中，所述电池模块被配置为：
包括可充电单体的阵列以及监测和控制***，所述监测和控制***被配置为使得所述电池模块能够使用自主监测和控制进行操作；并且
电连接到另外的电池模块，以形成完整的电池组。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，所述电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中，每个电池模块具有符合规则大小间隔标度的大小并且是其他类型的部件系列的一部分，所述其他类型的部件的大小调整也符合相同的大小间隔标度。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，所述电池模块包括多个部件，所述多个部件被配置用于凭借以下方式被机器人安装或组装到所述设备或***中：以规则的直线网格或安装图案定位在所述设备或***中。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，所述电池模块被配置用于凭借以下方式被机器人安装或组装到所述电池组：具有针对机器人安装或组装而优化的形状。
8.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，所述电池模块包括多个圆柱形状因子的可充电单体，其中，所述电池模块包括基部，所述可充电单体定位在所述基部上，所述基部被配置为对所述单体提供结构上刚性的支撑。
9.根据权利要求8所述的电池模块，所述电池模块被配置为对所述单体提供热冷却。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的电池模块，其中，所述电池模块中的所有单体以相同极性取向来取向。
11.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，其中，所述电池模块：
包括单个外壳或盖子，所述单个外壳或盖子被配置为封闭可充电单体的阵列并抵靠所述模块的刚性基部而密封，并且
被配置为电连接到另外的实质相似的电池模块，以形成完整的电池组。
12.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，其中，所述电池模块被配置为个体地或作为电池组的一部分***到位于所述车辆的实质平坦的底盘基部之上的空隙中。
13.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，其中，所述电池模块包括多个可充电单体，所述可充电单体被配置为在一对输出端子处生成输出电压。
14.根据权利要求13所述的电池模块，其中，所述电池模块包括内部隔绝开关***，所述内部隔绝开关***被配置为将所有单体与所述输出端子中的一个或两个隔绝。
15.根据权利要求13或14所述的电池模块，其中，所述单体中的至少一些能够串联连接以形成单体串，并且所述模块包括开关，所述开关被配置为将两个或更多个单体串联连接或绕过那些单体。
16.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，其中，所述电池模块具有层构造，其中，位于电池单体之上的是一个或多个单独的层，所述单独的层具有使得所述电池模块能够管理其内部操作的部件或***，每个层实质占据所述电池模块的整个宽度或横截面积。
17.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，所述电池模块被配置为将高电压输出直接输送到车辆的高电压功率总线中。
18.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，所述电池模块被配置为与导体电接合，所述导体被集成到车辆部件或具有除了传导功率之外的目的的其他车辆结构中，诸如结构部件或面板。
19.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，所述电池模块被配置为作为包括多个相同的此类电池模块的电池组的一部分操作，其中，每个电池模块被提供有监测和控制电池***的模块化软件部件。
20.根据权利要求19所述的电池模块，其中，所述模块化软件部件包括：(i)应用层和(ii)基础软件层或中间件层，所述基础软件层或中间件层将所述应用层与所述电池模块的硬件具体特征隔离或分离并向所述应用层呈现标准化接口。
21.根据权利要求19或20所述的电池模块，其中，所述模块化软件部件被配置为使得所述电池模块能够自主操作，并且个体模块化软件部件被配置为与其他电池模块上的模块化软件部件交换数据以提供分布式架构。
22.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，其中，所述电池模块是建立模块的网络的数据网络的一部分。
23.根据权利要求22所述的电池模块，其中，每个电池模块包括内部性能监测和管理子***，所述内部性能监测和管理子***被配置为自主管理所述电池模块并向外部BMS报告数据。
24.根据权利要求22或23所述的电池模块，其中，每个模块被配置为与其他模块自主协商以确定功率或性能兼容性。
25.根据权利要求22至24中任一项所述的电池模块，其中，当所述电池模块被添加到所述网络或被打开时，所述电池模块配置自身或以其他方式进行自初始化以与所述网络一起操作。
26.根据权利要求22至25中任一项所述的电池模块，其中，每个模块(i)自身由安装有所述电池模块的所述设备中的子***使用安全协议来验证或认证，并且(ii)每个电池模块验证或认证安装有所述电池模块的所述设备中的子***。
27.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，其中，所述电池模块是被配置为在车辆数据网络上操作的车辆部件，并且其中，所述部件将所述车辆数据网络视为不受信任的网络，并且使用所述车辆网络来往于所述部件的所有通信被加密，并且所述部件在没有验证或认证的情况下不接受来自其他部件的命令。
28.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，其中，所述电池模块被配置为具有至少IP 65的入口保护。
29.根据权利要求28所述的电池模块，所述电池模块包括空气压力均衡通风口，所述空气压力均衡通风口被配置为使得所述模块内部的空气压力能够与环境或外部空气压力均衡，同时维持入口保护。
30.根据权利要求28或29所述的电池模块，所述电池模块包括在所述机箱或盖子中的气体逸出通风口，并且其中，一个或多个标签在正常使用时覆盖所述气体逸出通风口，并且所述标签被配置为释放以使得在所述模块内部由单体故障产生的加压气体能够从所述电池模块逸出。
31.根据前述权利要求中任一项所述的电池模块，其中，所述电池模块被配置为执行去中心化的监测或控制。
32.一种电池组，其包括多个电池模块，每个电池模块根据前述权利要求中的任一项进行配置。
33.根据权利要求32所述的电池组，其中，所述电池组包括串联和/或并联连接的多个电池模块。
34.根据权利要求32或33所述的电池组，所述电池组还包括一个或多个印刷电路板(PCB)柔性电导体，所述印刷电路板(PCB)柔性电导体被配置为连接所述电池模块。
35.根据权利要求32至34中任一项所述的电池组，所述电池组具有分散在所述多个电池模块中的每一个之上的监测或控制架构。
36.根据权利要求32至35中任一项所述的电池组，所述电池组包括电池管理***，所述电池管理***跨每个个体电池模块分布并且也在所有电池模块外部的主BMS中，使得每个个体电池模块能够将自身电流隔绝，并且所述主BMS也能够独立地将任何电池模块电流隔绝。
37.根据权利要求32至36中任一项所述的电池组，所述电池组包括多个相同的电池模块，其中，每个电池模块被配置用于凭借以下方式被机器人安装或组装到所述电池组：具有针对机器人安装或组装而优化的形状。
38.一种车辆，其包括多个电池模块，每个电池模块根据权利要求1至31中的任一项进行配置。
39.根据权利要求38所述的车辆，所述多个电池模块安装在所述车辆的底盘中。
40.根据权利要求39所述的车辆，所述车辆具有实质低的地板。
41.一种车辆的车队，其中，每个车辆包括多个电池模块，每个电池模块根据权利要求1至31中的任一项进行配置。
42.根据权利要求41所述的车辆的车队，其中，所述车队的运营商已经定义了所述运营商对所述车队中的所述车辆具有的一组或多组性能和续航里程要求，并且在选择被包括在所述车队的每个车辆中的电池模块的数量时已经使用了这些要求。
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