CN100433410C - 导线元件和具有该元件的次级电池组模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了导线元件和具有该元件的次级电池组模块。这种导线元件至少部分地弯曲以便连接两个相邻的电池并通过电池的电极端子来形成一单个串联电路。通过利用可分离的导线元件来串联电池,可以容易和迅速地制造出包含预定数目电池的电池组模块以满足工业设备或电动车的各种动力需求。
Description
技术领域
本发明总的来说涉及一种导线元件和具有该元件的次级电池组模块,并且更具体地说涉及一种次级电池组模块,这种次级电池组模块具有多个堆叠至预定高度的电池以及对角地插入绝缘介质以串联电池并且从而为工业设备或电动车输出预期电池能量的导线元件。
背景技术
一单个单元的电池的输出有限并且蓄能能力很小。因此,在电动车中通常使用包含多个电池的电池组模块来保证足够的动力和驱动时间。
如图1所示,一种常规的电池组模块1包括:多个并排布置的电池2;两个分别设在两个最外电池2上的电极2a;两个紧固到两个最外电池外侧的端板3;以及多个整体地围绕端板3和电池2的钢带4。
然而,在现有技术中,用于串联地连接相邻电池的导线2b被焊接到电池的电极端子,这样就使得难以制造满足工业设备和电动车的各种动力需求的电池组模块。
由于串联地连接相邻电池的导线是裸露的,电池中就可能会由于金属导体意外地掉到导线上而发生意外的短路,这最终导致了整个电池组模块的损坏。
而且,既没有使用电池保护电路也没有使用安全设备来保护电池组模块免受由于电池非正常的过度电流、过度充电或过度放电情况所导致的损坏。
附图说明
图1是电动车的常规电池组模块的示意性透视图;
图2是根据本发明的次级电池组模块的示意性分解透视图;
图3是示出根据本发明的次级电池组模块的顺序装置的示意性透视图;和
图4是示出根据本发明的次级电池组模块的完全装配状态的示意性透视图。
发明内容
本发明解决了现有技术中出现的上述问题,并且本发明的一个目标是提供一种可分离的导线元件,用于利用这种可分离的导线元件来容易和快速地制造出包括预定数目电池的电池组模块以满足工业设备或电动车的各种动力需求。
本发明的另一目的是一种电池组模块,其具有裸露的导线元件以及由绝缘支架所覆盖并由紧固件所紧固的电池电极端子以有效地防止由于导体意外掉到电池组模块上而导致电池中出现的短路现象。
本发明的又一目的是提供一种电池组模块,其具有设在每个电池上的电池保护电路或设在每个导线元件上的安全设备以保护电池或电池组模块免受过度电流、过度充电或过度放电情况。
为了完成本发明的以上目标,用于次级电池模块的导线元件至少部分地弯曲以便连接相邻的电池并通过被堆叠至预定高度的电池的电极端子来形成一单个串联电路。
而且,根据本发明的次级电池组模块所使用的导线元件至少部分地弯曲以便连接两个相邻的电池并通过电池的电极端子来形成一单个串联电路。
结合附图,从下述详细描述中,本发明的前述和其它目标、特点和优点将会更加明显。
具体实施方式
现在将详细地参照如图2至4所示本发明的优选实施例。
图2是示出根据本发明的次级电池组模块的分解透视图。图3示出了根据本发明的次级电池组模块的顺序装置。
参照图2,次级电池组模块的电池5被堆叠至预定高度以便借助于导线元件6来连接相邻的电池。每个导线元件6至少局部地弯曲以便连接相邻的电池并通过相应电极端子5a形成一单个串联电路。
导线元件6可以包括比如熔丝、双金属断电器或PTC设备之类的安全设备11以保护电池5不会过度电流、过度充电和过度放电。在温度升高过度时安全设备11迅速地切断电池5的充电或放电电流并且在电池被再次冷却到正常温度范围时重新启动电流。优选地使用PTC设备来制造小型尺寸的电池组模块。
优选地,导线元件6由至少一种选自于下述组的材料制成,所述组包括铜、铝、镍铜和铜铝。
如图2至4所示,根据本发明的次级电池组模块具有堆叠至预定高度的电池5以便借助于导线元件6连接相邻的电池。导线元件6被用来通过每两个相邻电池的电极端子5a来形成一个串联电路。
次级电池组模块还可以包括绝缘介质7,每个绝缘介质具有孔7a以便导引每个导线元件6的弯曲部。
次级电池组模块还可以包括两个辅助端子8,它们分别布置在顶部电池的一个电极端子5a上和底部电池的电极端子5a上以便连接到两个最外电池(顶部和底部电池)的相应电极端子5a。
次级电池组模块还可以包括两个绝缘支架9,用于覆盖堆叠电池5的两个最外电池的相应电极端子5a并且其形状局部地暴露出相应的辅助端子8。
另外,次级电池组模块还可以包括一对紧固件10,它们同轴地穿过形成于绝缘支架9的两侧上的孔、导线元件6以及绝缘介质7以及那些形成于电极端子5a和辅助端子8上的部件,所述部件用于将绝缘支架9、导线元件6、绝缘介质7、电极端子5a和辅助端子8绝缘地组合成一单个主体。
每个导线元件6具有两个相对于导线元件6的轴线弯曲预定角度的外围安全设备11a。由于每个外围安全设备11a相对于导线元件6的轴线弯曲预定的角度,形成于相应绝缘介质7上的孔7a优选地具有一个斜面7a,所述斜面相对于绝缘介质7的轴线形成预定的角度。
为了防止电池5由于导线元件6和紧固件10所导致的短路,每个绝缘介质7优选地在紧固件10穿过的位置处具有圆柱形凸台7c。
优选地,至少一个圆柱形凸台7c具有多个肋7cc,这些肋径向向外地形成以使得传递穿过电池5的电极端子5a的热可以平稳地释放出去。
为了将这些电池5堆叠和固定到预定高度,每个绝缘介质7在一端处具有两个切口7d和两个对准凸起7e,而在另一端处具有两个互配凹陷7f和两个互配凸起7g,分别位于其底部和顶部上。
每个绝缘支架9在两个紧固件10穿过之处具有两个圆柱形凸台9a,以防止电池5由于电极端子5a、辅助端子8和紧固件10所导致的短路。而且,每个绝缘支架9优选地至少在其一端处具有在纵向上切出的开口9b。
紧固件10包括成对的螺栓10a和螺母10b或成对的锁定销和锁紧环(未示出)。螺栓10a和螺母10b更优选地将这些电池紧紧地紧固起来从而形成一单个电池组模块12。
每个绝缘介质7和绝缘支架9优选地由至少一种选自于下述组的材料制成,所述组包括PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)、ABS(丙烯睛-丁二烯-苯乙烯)和PC(聚碳酸酯)树脂。而且,优选地给每个电池5提供电池保护电路(未示出),用于保护电池5免受过度电流、过度充电或过度放电条件。
以下,将详细描述根据本发明的上述次级电池组模块的装配过程和操作。
制备预定数目的电池5并将下绝缘支架9放置在工作台(未示出)上。通过将形成于绝缘支架9上的两个圆柱形凸台9a之一装配到形成于两个辅助端子8之一的通孔中,这个辅助端子8就被固定到绝缘支架9上。
在此情况下,由于辅助端子8通过绝缘支架9的开口9b而局部地暴露,其能电连接到外部设备(未示出)。
接着,第一个电池5的两个电极端子5a被排列在绝缘支架9的两个圆柱形凸台9a上。此时,绝缘支架9的两个圆柱形凸台9a也装配入形成于两个电极端子5a上的通孔。
接着,逐步弯曲的导线元件6被对角地穿过斜孔7a插入到绝缘介质7中。与导线元件6相结合的绝缘介质7被放置在第一个电池5的电极端子5a上。
在此情况下,导线元件6的一端与形成于绝缘介质7的两个圆柱形凸台7c之一周围的多个肋7cc的侧面相接触以使得从电池5产生的热能平稳地释放出去。而且,当电池5过热时,设在导线元件6中心的安全设备11迅速地阻塞电流,从而保护电池。
接着,第二个电池5的两个电池5a被排列在绝缘介质7的两个圆柱形凸台7c上。此时,绝缘介质7的两个圆柱形凸台7c也装配入形成于两个电极端子5a上的通孔。
在此情况下,第一个和第二个电池5由对角地穿过斜孔7a插入绝缘介质7的导线元件6串联。接着,另一导线元件6被对角地穿过相应的斜孔7a插入到另一绝缘介质7中。与这个导线元件6相结合的绝缘介质7被放置在第二个电池5的电极端子5a上。
在此情况下,每个绝缘介质7在其一端处具有两个切口7d和两个对准凸起7e,而在其另一端处具有两个互配凹陷7f和两个互配凸起7g,从而将这些电池5堆叠和固定到预定高度。
接着,在堆叠了预定数目的电池5之后,将另一辅助端子8放置在最后的最上电池5的一个电极端子5a下面。然后将上绝缘支架9放置在顶部电池5的一个电极端子5a下面。上绝缘支架9、电池5的电极端子5a、绝缘介质7、辅助端子8和下绝缘支架9都借助于紧固件10紧紧地紧固起来。更具体地,两个螺栓10被插入穿过形成于上述元件上的同轴孔并且然后将相应的螺母10b紧紧地螺旋到螺栓10a的底端上。
根据本发明,通过利用可分离的导线元件串联地连接预定数目的电池,可以容易和迅速地制造出符合工业设备或电动车的各种动力需求的电池组模块。
由于电池中裸露的导线元件和电极端子被绝缘支架所覆盖并且利用紧固件紧紧地紧固,就能有效地防止由于导体意外掉到电池组模块上而在电池中出现的短路。
另外,设在每个电池上的电池保护电路或设在每个导线元件上的安全设备能保护电池或电池组模块免受由于过度电流、过度充电或过度放电情况所导致的损坏。
Claims (19)
1.一种用于次级电池组模块的导线元件,这种次级电池组模块具有堆叠至预定高度的电池,所述导线元件至少部分地弯曲以连接两个相邻的电池,并通过电池的电极端子形成一单个串联电路。
2.如权利要求1所述的导线元件,其中所述导线元件在其至少一部分上具有安装设备。
3.如权利要求2所述的导线元件,其中所述安装设备是PTC设备。
4.如权利要求1至3中任一项所述的导线元件,其中所述导线元件由选自下述组中的至少一种材料制成,所述组包括:铜、铝、镍铜和铜铝。
5.一种次级电池组模块,其具有堆叠至预定高度的电池,其包括多个如权利要求1至4中任一项所述的导线元件以连接相邻的电池,并通过这些电池的电极端子形成一单个串联电路。
6.如权利要求5所述的次级电池组模块,还包括相应的绝缘介质,该绝缘介质具有孔,该孔用于导引每个导线元件的弯曲部。
7.如权利要求5所述的次级电池组模块,还包括两个辅助端子,这两个辅助端子分别布置在顶部电池的一个电极端子上和底部电池的一个电极端子上,以便连接到所述顶部电池和所述底部电池的相应电极端子上。
8.如权利要求7所述的次级电池组模块,还包括两个绝缘支架,这两个绝缘支架用于覆盖所述顶部电池和所述底部电池的相应电极端子,并且其形状局部地暴露出相应的辅助端子。
9.如权利要求5至8中任一项所述的次级电池组模块,还包括至少两个紧固件,这些紧固件用于将绝缘支架、导线元件、绝缘介质、电极端子和辅助端子紧固在一起。
10.如权利要求6所述的次级电池组模块,其中每个导线元件具有相对于导线元件的轴线弯曲预定角度的外围安装设备,并且形成于相应的绝缘介质上的孔具有相对于绝缘介质的轴线形成预定角度的斜面。
11.如权利要求6所述的次级电池组模块,其中每个绝缘介质在紧固件穿过之处具有圆柱形凸台,以防止由于导线元件和紧固件所导致的短路。
12.如权利要求11所述的次级电池组模块,其中至少一个圆柱形凸台具有多个肋,这些肋在径向向外方向形成,以使得穿过电池的电极端子传递的热可以平稳地释放出去。
13.如权利要求6所述的次级电池组模块,其中每个绝缘介质在一端处具有切口和对准凸起,而在另一端处具有互配凹陷和互配凸起,分别位于其底部和顶部上以便将这些电池堆叠和固定到预定高度。
14.如权利要求8所述的次级电池组模块,其中每个绝缘支架在紧固件穿过之处具有圆柱形凸台,以防止由于电极端子、辅助端子和紧固件所导致的意外短路。
15.如权利要求8所述的次级电池组模块,其中每个绝缘支架至少在其一端处具有在纵向上切出的开口。
16.如权利要求9所述的次级电池组模块,其中所述紧固件包括成对的螺栓和螺母。
17.如权利要求6所述的次级电池组模块,其中所述绝缘介质由至少一种选自于下述组的材料制成,所述组包括:PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)、ABS(丙烯睛-丁二烯-苯乙烯)和PC(聚碳酸酯)树脂。
18.如权利要求8所述的次级电池组模块,其中所述绝缘支架由至少一种选自于下述组的材料制成,所述组包括:PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)、ABS(丙烯睛-丁二烯-苯乙烯)和PC(聚碳酸酯)树脂。
19.如权利要求5所述的次级电池组模块,其中每个电池包括有用于电保护而防止发生过度电流、过度充电或过度放电情况的电池保护电路。
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