CN101084592B - 用于二次电池模块的可分离连接构件和通过平准化电压改进电池模块性能的方法 - Google Patents

Abstract

此处揭露一种分离式连接构件，其电气连接至单元电池的电极终端。该连接构件包含两个以上分离连接主体，在装配一二次电池模块时连接至该些对应的电极终端，以及藉由附加导电性组件彼此电气连接以完成该电池模块。本发明也提出一种增加一电池模块效能的方法，可使单元电池彼此互相并联连接以平准化该些单元电池的电压同时该电池模块使用该连接构件制造，特别的是，在该些单元电池彼此互相串联连接之前，或当该电池模块使用过，从而最小化这些单元电池电压的差异。

Description

用于二次电池模块的可分离连接构件和通过平准化电压改进电池模块性能的方法

技术领域

本发明涉及连接构件，其用于电气连接在高输出、大容量二次电池模块或组内的单元电池的电极终端，以及涉及一种通过平准化电压来改进电池模块性能的方法。

更具体的是，本发明涉及分离式连接构件，其电气连接至单元电池的电极终端，包含两个或更多分离连接体，在装配二次电池模块期间连接至对应的电极终端，以及通过附加导电构件彼此电气连接，以完成电池模块，本发明还涉及一种改进电池模块性能的方法，可在使用连接构件制造电池模块时，具体地，在单元电池彼此串联连接之前，或使用电池模块时，使单元电池彼此并联连接以平准化该些单元电池的电压，从而最小化该些单元电池的电压差异。

背景技术

最近，一种可充放电的二次电池被广泛使用作为无线移动装置的电源。同时，二次电池作为电动车与混合动力电动车的电源已引起相当大的注意，其可用来解决使用石油的现有汽油和柴油引擎所造成的空气污染问题。结果，由于二次电池的好处，各种使用二次电池的应用因而增加，而且预期未来二次电池将会比现在用于更多的应用与产品。

二次电池根据适用于各种应用与产品所需的输出及容量具有不同的结构。举例来说，小型移动装置，如手机，个人数字助理(PDA)、数字相机与膝上型电脑，依据对应产品的尺寸及重量的减小，对于每个装置使用一个或多个小型轻电池。另一方面，因为中或大型装置需要高输出及大容量，中或大型装置如电动自行车、电动摩托车、电动汽车与混合动力电动车使用中或大型电池模块(或中或大型电池组)，这些模块具有彼此互相电气连接的多个电池。电池模块的尺寸与重量与对应中或大型装置的容量空间与输出直接相关。因此，制造商尝试生产小型轻量化的电池模块。

一般来说，中或大型的电池模块通过在具有预定尺寸的壳体(外壳)内安装多个单元电池并电气连接单元电池而制成。可高度集成层叠的长方形二次电池或袋型二次电池可作为单元电池。优选的是，袋型电池常常作为单元电池，因为袋型电池轻且不贵。

该二次电池模块通过彼此电气连接单元电池而制造。特别的是，全部或部分单元电池彼此互相串联连接以提供高输出。结果，当制造该电池模块时，工程师可能暴露于高电压情形中，且因此，须特别注意制造该电池模块的安全性。装配该电池模块期间的电气短路可造成工程师的伤害以及降低这些单元电池的性能。因此，需要更小心装配该电池模块以解决上述短路问题，这会大幅降低电池模块的生产率。

同样地，在异常状态例如，过电流或过热情况发生时必须中断该电池模块的操作，从而保证该电池模块的安全性。另外，优选的是该电池模块操作的中断通过提供模块式构件而完成，其允许检查与更换引起电池模块的异常操作的单元电池，因为这样的方式有经济上的用处。

同时，当该些单元电池为具有相同容量与电压的电池时，该中型或大型二次电池为最佳操作。虽然该些单元电池具有相同容量与电压，然而，因为制造单元电池中的限制，该些单元电池通常具有电压差异，其由各种因素造成。同样地，如制造该电池模块一样，由于使用该电池模块期间的各种因素也会发生单元电池间的电压差。

因此，有高度的需要来最小化模块单元电池之间的电压差，且由此最佳维持该电池模块的操作。

发明内容

因此，本发明的目的为充分避免传统技术的上述问题以及过去要求的技术问题。

本发明第一个目的为提供连接构件，其用于电气连接单元电池的电极终端，且能够大幅降低工程师因短路受到电击的风险以及当装配一二次电池模块时单元电池损坏的机率。

本发明第二个目的为提供连接构件，其提供安全元件来允许中断单元电池的操作，该中断操作可以导致电池模块的异常操作例如当过电流或过热，该安全元件提供用于让每个单元电池易于检查与更换。

本发明第三个目的为提供一种用该连接构件制造中或大型电池模块的方法。

本发明第四个目的为提供一种当装配或使用该电池模块时增加电池模块性能的方法，以最佳地操作该电池模块。

本发明第五个目的为提供能够执行增加该电池模块性能的方法的装置。

根据本发明的一个方面，上述及其他目的可通过提供用于彼此电气连接组成二次电池模块的单元电池的电极终端的连接构件而完成，该连接构件包含：第一终端连接体，连接至一个单元电池(a)的电极终端；和第二终端连接体，连接至另一单元电池(b)的电极终端，此处该第一终端连接体与该第二终端连接体彼此互相分开，同时该第一终端连接体与该第二终端连接体连接至对应的电极终端，且通过将导电构件耦合至该第一终端连接体与该第二终端连接体来完成该一个单元电池(a)与该另一个单元电池(b)之间的电气连接。

根据本发明，该些单元电池以预定形式布置，举例来说，制造该二次电池模块期间，层叠单元电池，该连接构件的终端连接体被连接至该对应的单元电池，且然后组装与耦合该电池模块的其他构件。随后，在该电池模块制造流程的较晚或最后步骤，该些单元电池通过导电构件彼此互相电气连接。因此，装配该电池模块期间的电气短路的风险可大幅降低。同样地，当导电构件的每个为熔丝、双金属或正温度系数(PTC)元件时，通过上述指定的安全元件完成终端连接体之间的电气连接。因此，可将安全元件耦合至该些对应单元电池，并易于检查与更换造成该电池模块异常操作的单元电池。另外，如后面将提到的，在利用导电构件的单元电池的电气连接之前，该连接构件的终端连接体彼此互相并联连接，以易于完成电压平准化，从而最佳化电池模块的操作。

该些单元电池并无特别限制只要该些单元电池为可充放电的二次电池即可。优选的是，该些二次电池为使用锂转换金属氧化物或合成氧化物作为阴极活性材料的锂二次电池。同样地，该些单元电池的形状并无特别限制。优选的是，使用以高集成度层叠的矩形电池与袋型电池作为该些单元电池。

该连接构件的该些终端连接体并没有特别限制，只要该些终端连接主体可连接至该些对应单元电池的该些电极终端，同时该些终端连接体彼此互相分开即可。

在本发明的优选实施例中，该连接构件进一步包含：绝缘构件，安装在邻近单元电池的电极终端之间，以完成该些电极终端之间的电气绝缘，该绝缘构件耦合至该些电极终端，此处该连接构件的该些第一与第二终端连接体电气连接至对应单元电池的电极终端，同时该连接构件的第一与第二终端连接体被耦合至该绝缘构件。藉由提供该绝缘构件，保证当层叠单元电池时单元电池的电极终端之间的电气绝缘。因此，短路的可能性大幅降低，且该连接构件易于连接至该些电极终端。

该绝缘构件用于将该些邻近单元电池的电极终端彼此电气绝缘。因此，该绝缘构件由电气绝缘材质制成。虽然该绝缘构件并没有特别限制，只要该绝缘构件将该些单元电池的电极终端彼此绝缘即可，但优选的是，该绝缘构件由各种塑性树脂制成。

该绝缘构件可以各种方式与该些单元电池的电极终端耦合。在本发明的一优选实施例中，单元电池的电极终端具有通孔，以及该绝缘构件具有对应于该些通孔的耦合突出部。因此，该绝缘构件的耦合突出部配合到该些电极终端的通孔中，且因此，完成该绝缘构件与该些电极终端间的安全耦合。优选的是，该些耦合突出部也具有通孔，使得在绝缘构件布置在该些电极终端之间的同时层叠，通过插入通过耦合突出部的通孔的耦合构件，彼此更安全地互相耦合。

在本发明的一优选实施例中，该绝缘构件以矩形块的形状构建，其符合层叠单元电池的电极终端之间的间隙。在层叠单元电池的同时，电极终端之间的间隙具有矩形形状。因此，符合间隙的矩形块更为稳固。

更优选的是，该块包含两个已建立的组合单元体，使得该些组合单元体可彼此耦合或分离，该单元电池的阴极终端耦合至组合单元主体之一，同时该单元电池的阳极终端耦合至组合单元主体的另一个。因此，本发明具有这样的优点：通过提供该组件式绝缘构件，顺序执行该些电极终端的连接和该连接构件的耦合。

该连接构件以导电材料制造，其用于该些单元电池的该些电极终端彼此之间的电气连接。虽然该连接构件并无特别限制，只要该连接构件能够彼此电气连接该些电极终端即可，但优选的是，该连接构件由金属制造。

当该连接构件耦合至该绝缘构件并电气连接至该些对应电极终端时，该连接构件与该绝缘构件间的耦合可以各种方式完成。在本发明的一优选实施例中，该连接构件包含：第一终端连接体，连接至一个单元电池(a)的电极终端；以及第二终端连接体，连接至另一单元电池(b)的电极终端，单元电池(b)邻近该单元电池(a)。该连接构件的第一终端连接体与该第二终端连接体以这样的方式耦合至该绝缘构件：该第一终端连接体与第二终端连接体环绕该绝缘构件，或该第一终端连接体与第二终端连接体插入形成在绝缘构件处的耦合槽中。

举例来说，该第一终端连接体与该第二终端连接体耦合至该绝缘构件，使得该第一与第二终端连接体连接至对应的电极终端，且该第一终端连接体与该第二终端连接体通过导电构件彼此互相连接，以在该第一与该第二终端连接体耦合至该绝缘构件后，完成该第一终端连接体与该第二终端连接体间的电气连接。优选的是，该绝缘构件为安全元件，如熔丝、双金属或正温度系数(PTC)元件。

根据本发明的另一方面，这里提出一种使用上述连接构件制造二次电池模块的方法。特别的是，依据本发明的二次电池模块制造方法包含下列步骤：(A)在模块壳体内，安装可充放电的单元电池模块；(B)将如权利要求1所述的连接构件终端连接体连接到至单元电池的电极终端；(C)组装及耦合该电池模块的其他构件；以及(D)将导电构件耦合至该些终端连接体，以形成该些电极终端之间的电气连接。

在步骤(A)中，该模块壳体可具有各种结构。如后续所将提到，该模块壳体可包含能够彼此互相分离的上壳体与下壳体，在该两个壳体之间，该些单元电池一个个层叠。该些电极终端可具有各种方向。优选的是，该些单元电池层叠，使得该些单元电池的该些电极终端在同一方向上排列。

当连接构件的该些电极终端体于步骤(B)中连接至该些电极终端时，该绝缘构件可如上述方式装置，且然后连接构件的该些电极终端体耦合至绝缘构件。

步骤(C)，例如，装配及耦合该电池模块的其他构件的步骤包含使用除该些连接构件外的全部或部分的电池模块的剩余构件来制造该电池模块。举例来说，装配及耦合该电池模块的其他构件的方法可包含安装用于控制该电池模块的操作的电路单元。因此，部分构件的装配及耦合可在步骤(D)后完成。

优选的是，在步骤(B)与步骤(C)之间或在步骤(C)与步骤(D)之间，该二次电池模块制造方法更包含下列步骤：以并联连接方式彼此互相连接该连接构件的终端连接体，以平准化该些单元电池的电压。

于步骤(D)中使用的该些导电构件可为上述的安全元件。在步骤(D)中，该些单元电池通过该些导电元件彼此互相电气连接。在此方式中，该些单元电池间的电气连接在该电池模块制造流程的较晚或最后一个步骤完成，且因此，当装配该电池模块时的短路机率可大幅降低。

根据本发明的另一观点，这里提出一种包含上述连接构件的二次电池模块。该二次电池模块的实施例将在之后配合图1说明。

同时，发明者已完成各种实验与研究，并且发现在制造或使用该些单元电池安装于其中的电池模块期间，当多个单元电池以彼此互相并联连接预定时间时，该些单元电池的电压差为最小，且因此，该电池模块达到最佳操作。

根据本发明的另一观点，这里提出一种增加具有多个单元电池的电池模块性能的方法，包含下列步骤：当制造或使用该电池模块时，将两个或以上彼此互相串联连接、并联连接的该些单元电池连接预定时间，以平准化该些单元电池的电压，藉此最小化该些单元电池的电压差。

该性能增进方法施加到具有两个或以上单元电池的中或大型电池模块，该些单元电池的部分或全部彼此互相串联连接以提供高输出与大容量。

组成该电池模块的该些单元电池的数目可根据该电池模块的容量及输出而改变。该些单元电池可彼此互相串联连接。或者，该些单元电池可彼此互相串联连接与并联连接。

根据本发明，至少两个彼此互相串联连接的单元电池，同时彼此互相并联连接以平准化该些单元电池的电压。优选的是，所有该些彼此互相串联连接的单元电池电压被平准化，或所有该些彼此互相串联连接与并联连接的单元电池电压被平准化。

完成该并联连接所需的时间可根据该电压的数目、电压、容量与期望平准化值而改变。在本发明的一优选实施例中，已设定该并联连接时间，使得各该已被电压平准化的单元电池的电压，在0.001V的范围内彼此互相相等。

当制造或使用该电池模块时，根据本发明的该电压平准化可随机执行。当制造该电池模块时，优选的是在该些单元电池彼此互相串联连接之前完成电压平准化。

根据本发明的另一观点，这里提出并联连接装置以完成上述电压平准化。

根据本发明，该并联连接构件包含阴极终端连接单元与阳极终端连接单元，以及各该连接单元具有多个连接构件，其连接至单元电池的阴极终端与阳极终端，该些连接构件彼此互相电气连接。

在本发明的一优选实施例中，该些连接构件为具有板状条结构的导电构件，该些连接构件排成一线同时该些连接构件彼此互相电气连接，该些连接构件附着到连接单元的每个的绝缘单元体，与电线，用作另外的连接构件，耦合至连接单元的每个的绝缘单元体，同时该电线电气连接至该些连接构件。

该些并联连接装置可有效地用于平准化具有多个层叠的单元电池的电池模块的电压。该些单元电池的该些电极终端每隔一定距离地排列，且因此，可在一个行为中，将具有和电极终端一样的布置的连接构件连接至该些单元电池的电极终端。

附图说明

上述及本发明的其他目标、特征与其余优势将会从以下结合附属图式的详细描述获得清楚认知，其中：

图1为说明根据本发明的优选实施例的二次电池模块的立体图，对该二次电池模块施加根据本发明的分离式连接构件；

图2为说明该些单元电池层叠在示于图1中的该电池模块下层壳体上的示意图；

图3为说明根据本发明的优选实施例的组合式绝缘构件的示意图，在组装该绝缘构件之前，根据本发明的分离式连接构件被耦合；

图4为说明根据本发明的优选实施例的分离式连接构件的示意图；

图5为说明部分描述使用示于图3中的组合式绝缘构件和示于图4中的分离式连接构件的电极终端的连接的示意图；

图6为说明根据本发明的用于平准化电池模块的单元电池电压的结构的示意图；

图7为说明根据本发明的优选实施例的电压平准化用途并联连接装置的立体图；

图8为说明根据本发明的七个单元电池的电压平准化测试结果的图；与

图9为说明熔丝至图4的每个分离式连接构件的连接的立体图，其耦合至该电池模块的感应板组件。

图中符号说明

100电池模块

200单元电池

300绝缘构件

400连接构件

500扣件

600双面胶带

700电压平准化用途并联连接装置

800熔丝

实施方式

现在，本发明的优选的实施方式将会参照图示作详细描述。这里必须注意本发明的范围并不仅限于所描述的实施例而已。

图1为说明根据本发明的优选实施例的二次电池模块100的立体图，对其施加根据本发明的分离式连接构件。

请参考图1，该电池模块100包含上壳体110，下壳体120，多个单元电池200，第一电路单元130，第二电路单元140，与第三电路单元150。该些单元电池200层叠在该上壳体110与该下壳体120之间，彼此互相分离。该第一电路单元130安装在该电池模块100的前表面处，该第二电路单元140安装在该电池模块100的下表面处，以及该第三电路单元150安装在该电池模块100的后表面处。

因为该上壳体110与该下壳体120彼此互相分离，该些彼此层叠的单元电池200的数目不会因该上壳体110与该下壳体120而被限制。因此，可易于设计该电池模块100，以至于通过根据该些层叠单元电池200的数目来调整该第一电路单元130与该第三电路单元150，使得该电池模块100具有所需的电容量及输出。同样地，该单元电池200为暴露的，且因此，当该些单元电池200充放电时可有效地完成散热。根据这些情况，该上壳体110可省略。

该第一电路单元130安装在邻近该些单元电池200的电极终端的电池模块100的一侧表面处。根据本发明，该第一电路单元130包含根据本发明的连接构件，以串联或并联方式彼此互相连接该单元电池200，以及包括感应板组件，以感应各个单元电池200的电压和/或电流信号。

该第二电路单元140电气连接至该第一电路单元130。该第二电路单元140包含主板组件以控制该电池模块100。该主板组件安装在该下壳体120的下接收部中。该电池的温度可利用该主板组件来感应。

该第三电路单元150电气连接至该第二电路单元140。同样地，该第三电路单元150连接至外部输入/输出终端，防止放电时的过电流。该第三电路单元150安装在该电池模块100的另一侧表面处，使得该第三电路单元150对第一电路单元130相对。

根据情况，第一电路单元130、第二电路单元140与该第三电路单元150可部分或全部建立于组合结构中。同样地，该些电路单元130、140与150可部分或全部安装在该电池的同样位置上，例如该电池模块的一或两个表面上。该些电路单元的构造被解释为在本发明所述的范围中。

图2为说明该些单元电池层叠在示于图1中的该电池模块的下壳体上的示意图。

请参考图2，该下壳体120为矩形结构，其几乎对应于单元电池200的外观。该下壳体120包含上接收部121，该单元电池200接收到其中。根据情况，该下壳体120可为简单板结构。优选的是，该下壳体120由塑性树脂制成，如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)，聚碳酸酯(PC)，或聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)，其具有高强度与电气绝缘性。

层叠在下壳体120上的单元电池200为袋型二次电次，其具有从电池体210的上端突出的阴极终端220与阳极终端230。在该些阴极终端220与阳极终端230处分别形成通孔240。附加的固定构件，举例来说，扣件500，当该些单元电池200与201层叠时，扣件插入通过通孔240和形成在该下壳体120终的固定孔122中，，然后螺母(图未示)配合安装到该下壳体120的下表面处的该些扣件500上。因此，该些单元电池200与201彼此互相固定。

该些单元电池200的该些阴极终端220与阳极终端230及该些单元电池201的该些阴极终端220与阳极终端230之间安装有绝缘构件300，以完成该些单元电池200与201之间的电气绝缘。在该绝缘构件300处形成突出部310，其配合在该些阴极端220与阳极端230的通孔240中。在该突出部310处也形成通孔320，且因此，插入通过该些突出部310的通孔320的扣件500与该些阴极终端220与阳极终端230间的电气绝缘得以维持。

同样地，双面胶带600附着到该单元电池200的电池体201，藉以保证该些层叠单元电池200与201更为稳定的耦合。更进一步，该些层叠单元电池200与201藉由该些双面胶带600的厚度彼此间隔开。该些层叠电池单元200与201间的间隙可用来当该些单元电池200与201充放电时，吸收该些单元电池体积上的变化并且当该些单元电池200与201充放电时可有效地散除从该些单元电池200与201生成的热。

图3为说明根据本发明的优选实施例的组合式绝缘构件的示意图，在装配绝缘构件之前，对其施加根据本发明的分离式连接构件。

请参考图3，该绝缘构件300包含：第一组合单元体330，在其一侧处形成有母耦合部331；与第二组合单元体340，在其一侧处形成有有公耦合部341，使得该公耦合部341对应于该母耦合部331。该第一组合单元体330与该第二组合单元体340彼此互相耦合或分离。当该第一组合单元体330与该第二组合单元体340彼此互相耦合时，该绝缘构件300以矩形块的形状构造。

在各个组合单元体330与340上的上端的外部处形成有耦合突出部350，藉此该些装配单元体330与340和层叠在该些组合单元体330与340上的其他绝缘构件(图未示)耦合。在各该些组合单元体330与340上的下端表面处形成有对应于该耦合突出部350的耦合槽352。同样地，该突出部310形成于各个组合单元体330与340上端的中间部处，使得该突出部310配合在该单元电池的该些电极终端的通孔(图未示)中，如图2所示。

在该第二组合单元体340的侧处形成有中空部343，藉此绝缘构件(图未示)耦合至藉由耦合该第一组合单元体330与该第二组合单元体340建立的绝缘构件300。

图4为说明根据本发明的优选实施例的分离式连接构件的示意图。

请参考图4，该分离式连接构件400包含：第一终端连接体410，其连接至该单元电池的该些电极终端其中之一个(举例来说，该阴极终端)；与第二终端连接体420，其连接至该单元电池的另一个电极终端(举例来说，该阳极终端)。该些终端连接体410与420由一种导电材料制成并呈板状。在各个终端连接体410与420处形成有啮合槽412与422，在其中配合有该绝缘构件(请参考图3)的突出部310。形成在该第一终端连接体410处的啮合槽412以封闭形式建立，使得该绝缘构件的对应突出部只从上方配合至该第一连接终端体410的啮合槽412中。另一方面，位于第二终端连接部420处的啮合槽422系呈开放形式，使得该绝缘构件的对应突出部从上面与侧面都配合到第二连接终端体420的啮合槽422。之后将参考图5描述组装该绝缘构件与该连接构件的方法。

在该第一连接终端主体410形成有从其侧边突出的连接延伸部415，使得该连接延伸部415可在组装状态下连接至该感应板组件。

在各该终端连接体410与420处分别形成啮合部430与440，其稳固地插入该绝缘构件的中空部343中(请参考图3)。啮合部430与440的每个包含：第一弯曲段431，在一预定高度处由向内弯曲主体所形成，该弯曲段由板状材料制成；以及第二弯曲段432，由垂直弯曲该第一弯曲段431所形成。因此，该些啮合部430与440可弹性插入该绝缘构件的中空部中。

图5为说明使用示于图3中的组合式绝缘构件以及在图4中所示的根据本发明的优选实施例的分离式连接构件的单元电池的电极终端的连接的示意图。特别的是，使用绝缘构件300与连接构件400以串联形式连接单元电池200与201示于图5中。

请参考图5，连接构件的该些第一与第二终端连接体410与420的该些啮合部430与440稳固的插入绝缘构件的第二组合单元体340的该中空部343中。特别的是，第一终端连接体410的啮合部430插入中空部343，且啮合部430朝上，以及该板型主体414覆盖第一组合单元体330与该第二组合单元体340的下端表面。当第一终端连接体410耦合至上述的绝缘构件时，啮合部430的侧弯曲段431沿着下引导槽345向内移动，该下引导槽在中空部343的下端处形成预定长度。当第一终端连接体410的啮合部430插入绝缘构件300的中空部343时，第一终端连接体410安装另一个没有突出部的绝缘构件(图未示)的下端表面处。因为这个原因，啮合槽412形成为封闭形式。

另一方面，第二终端连接体420的啮合部440插入中空部343，且啮合部440是朝下设置，以及板型主体424覆盖该第二组合单元体340的上端表面。当第二终端连接体420耦合至上述的绝缘构件时，啮合部440的侧弯曲段441沿着上引导槽344向内移动，该上引导槽在中空部343上端处形成预定长度。当第二终端连接体420的啮合部440插入绝缘构件300的中空部343时，第二终端连接体420安装在具有突出部312的绝缘构件300上端表面处。因为这个原因，啮合槽422形成为开口形式。

两终端连接体410与420就算在该些终端连接体410与420耦合至该绝缘构件300后仍然保持如图所示(显示耦合前的状态)彼此分离的形式。该第一连接终端体410连接至该单元电池201的阴极终端221，单元电池201耦合至该第一组合单元体330的下端表面，以及该第二连接终端体420连接至该单元电池200的阳极终端230，单元电池200耦合至第二组合单元体340的突出部312。

现在，将描述组装该绝缘构件与该连接构件的方法。

第一，第二终端连接体420耦合至第二组合单元体340(S1)。然后，该第一终端连接体410耦合至绝缘构件300(S2)。接着，如上所述耦合至如上述的第二组合单元体340的第二终端连接体420的啮合槽422与该单元电池200的阳极端230的通孔240对齐(S3)。之后，第一组合单元体330耦合至第二组合单元体340(S4)。最后，单元电池200安装在绝缘构件300处，使得该突出部310配合到该阴极终端220的通孔240中，且突出部312配合到该阳极终端230的通孔240中(S5)。此时，使得该阴极终端220与另外第一终端连接体(图未示)接触以从上方耦合同时该阴极终端220耦合至该突出部310。另一方面，该阳极终端230与该第二终端连接体420接触，其耦合至该突出部312。

上述的组装方法仅是一可能组装方法的例子，且该组装方法的顺序可部分改变。举例来说，耦合该第一组合单元体330与第二组合单元体340的步骤(S4)可首先执行。

如上所述，当连接构件400的终端连接体410与420分别连接至电极终端220和230时，该电极终端220与230并无彼此互相电气连接。因此，在组装电池模块的同时，可大幅减低短路的风险。

于图5中所示组装的电池模块具有如图6所示的电路结构。

请参考图6，该电池模块100包含多个可充放电的单元电池200、201、202……209。该些单元电池200、201、202……209彼此互相串联连接以提供高输出。如图6所示，介于该些单元电池200、201、202……209之间的电气连接被释放以完成电压平准化。当介于该些单元电池之间的电气连接被释放时，利用并联连接装置700，将该些单元电池200、201、202……209的该些阴极终端210、211、212……219彼此互相并联，以及将该些单元电池200、201、202……209的该些阳极终端220、221、222……229也彼此互相并联，以完成电压平准化。

图7为说明根据本发明的优选实施例的电压平准化用途并联连接装置700的立体示意图。

请参考图7，电压平准化用途并联连接装置700包含阴极终端连接单元701与阳极终端连接单元702。该阴极终端连接单元701与该阳极终端连接单元702以几乎相同的形状构建。每个连接单元具有附着到其的单元体710的多个连接构件720。至每个单元体710连接电线730。该些连接构件720具有板状条结构。该些连接构件720以每隔一定间距排列。连接构件720彼此互相电气连接。每条电线730在一端处具有连接头732。该电线730的另一端连接至对应的单元体710。该电线730也同样电气连接至该些连接构件720。该阴极终端连接单元701与该阳极终端连接单元702可如图3所示分别制造。根据情况，然而，该阴极终端连接单元701与该阳极终端连接单元702可制造，使得该阴极终端连接单元701与该阳极终端连接单元702可彼此互相分离或组合。或者，该阴极终端连接单元701与该阳极终端连接单元702可以单个体来制造。在任何例子中，该电压平准化用途并联连接装置的阴极终端连接部与阳极终端连接部保持电气绝缘。

图8为说明如上所述该些单元电池电压平准化测试的结果的图。

七个单元电池彼此互相并联连接大约7000秒以完成电压平准化。该些待测单元电池从多个锂二次电池(LG Chem，Ltd：E1^TM)随机选择。可从图8的图看出大部分单元电池具有从4.150V至4.160V的初始电压，而有些单元电池具有从4.130V至4.140V的初始电压，且因此，该些单元电池之间的最大电压差大约0.030V。当完成根据本发明的并联形式电压平准化时，在一段时间之后，各该单元电池的电压达到大约4.147至4.148V，已达到平准化电压。因此，当所有单元电池在一段时间后调整至平准化电压，且然后该些单元电池彼此互相串联连接时，该些单元电池以最佳电池模块操作状态彼此互相电气连接。

图9为说明在上述电压平准化流程完成后将熔丝连接至各分离式连接构件，使得该连接构件的终端连接体彼此互相电气连接的立体图。为了方便了解，只有该些连接构件，利用其单元电池的电极终端彼此互相连接，利用虚线部分地指出。图9的印刷电路板为组成图1中所示的第一电路单元的其中一个构件。为了方便描述，该印刷电路板此后将以数字130表示。

该印刷电路板130为矩形板状构件。宽开口131形成于该印刷电路板130的中心，且在该宽开口131的一侧形成多个钻孔132，其穿过该印刷电路板130。至各该些钻孔132为连接电路(图未示出)，其被印刷在该印刷电路板130的板体133上。该电气连接至插座135，其在该电路板主体133的一端形成。该插座135的数目根据该些电气连接至该插座135的电路的数目可作适当地决定。在该电路板体133的左上端与右上端分别形成相对大钻孔136与137，当单元电池(图未示)彼此互相串联连接时，最后的阴极终端与阳极终端连接。特别的是，用于该些单元电池间的电气连接的最后的阴极与阳极电线连接至该些钻孔136与137。

该开口131被提供以暴露单元电池的电极终端的连接区域，该区域位于与该电路板体133相对。因该印刷电路板130已安装，安全元件，如熔丝，双金属或正温度系数(PTC)元件，可穿过开口131安装在电极终端上。

如参考图5所述，当每个连接构件耦合至该对应绝缘构件时，每个第一终端连接体410的连接延伸部415朝向该印刷电路板130。因为每个第一终端连接体410稳固地固定于对应于该单元电池的电极终端的位置处，该终端连接延伸部415也同样位于他们所预定的位置处。由此，该印刷电路板130放置在连接构件400上，使得该些终端连接延伸部415可插入通过该印刷电路板130的钻孔132，其为此装配方法的第一步。在此组装方法的第一步完成后，该连接延伸部415的顶端从该电路板体134突出穿过该钻孔132。焊接该连接延伸部415的突出顶端以完成连接构件400与印刷电路板130之间的电气连接与物理耦合。

甚至完成连接构件400与印刷电路板130间的耦合之后，连接构件400的该第一与第二终端连接体410与420仍保持彼此互相分离，且因此，该第一与第二终端连接体410与420彼此互相并无电气连接。因此，在完成该些有关构件的组装后，其必须将终端连接体410和420与安全元件或附加导电元件连接，使得该些终端连接主体410与420间的电气传导得以完成。图9说明使用熔丝800的电气连接的示意图，熔丝为安全元件的一种，以及图1为该电池模块100的全部结构，其电气连接通过该熔丝完成。

特别的，弹性连接槽433与443在该第一与第二终端连接体410与420的啮合部430与440处形成，同时第一终端连接体410与该第二终端连接体耦合至该绝缘构件。熔丝800的连接终端820与830插入啮合部430与440的连接槽433与443中，由此完成该第一终端连接体410与该第二终端连接体420之间的电气连接。

因此，图7的阴极终端连接单元701与阳极终端连接单元702分别连接至该第一与第二终端连接体410与420的啮合部430与440，当移除该些熔丝800以完成电压平准化时。特别的是，具有板状条结构的连接构件720(请参考图7)以直线排列，并插入连接槽433与443中，以及该电线730的连接绳732连接至电池模块的最后电终端连接部230与240(请参考图1)，藉此该些阴极终端彼此互相并联连接且该些阳极终端也彼此互相并联连接。该些具有板状条结构的连接构件720(请参考图7)，以和分别电气连接到单元电池(未示出)的阴极终端和阳极终端的该第一与第二终端连接体410与420相同的间隔进行布置。因此，藉由该一步安装过程来完成连接。接着，该些电线730连接至最后阴极终端连接部230与阳极终端连接部240，藉此完成该并联连接。

在图1中的电池模块100中，该些单元电池200的电极终端利用熔丝800彼此互相电气连接。当在使用该电池模块100期间需要电压平准化时，则移除熔丝800以释放该些单元电池200间的电气连接，且然后图7的并联连接装置700连接至该电池模块100。因此，可在使用该电池模块100的同时完成该电池模块100的电压平准化。

本发明在上文中已以优选实施例揭露，但本领域技术人员应理解的是，该实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是，举凡与该实施例等效的变化、修改与置换，均应设为涵盖于本发明的范畴内，而不偏离如在附加权利要求中公开的本发明的范围和精神。

工业实用性

上述显而易见的，根据本发明的构成用于二次电池模块的分离式连接构件的第一与第二终端连接体，就算在终端连接体连接至该些单元电池的电极终端之后，仍彼此互相分离。因此，大幅降低工程师因短路而受到电击的风险，以及大幅降低了当装配二次电池模块时单元电池损坏的机率。另外，造成该电池模块的异常操作如过电流及过热的单元电池的操作，可通过对每个单元电池提供的安全元件来中断。同样地，该些安全元件易于检查与更换。

更进一步，包括上述连接构件的电池模块的单元电池，彼此互相并联连接以完成该电压平准化。因此，该些单元电池之间的电压差可最小化，且因此，该电池模块的操作达到最佳化。当制造该电池模块时，电压平准化可随机完成，具体地，在该些单元电池彼此互相串联连接之前或当使用该电池模块时完成电压平准化。

根据本发明的电池模块可作多样化的用为中或大型装置如电动自行车、电动汽车与混合动力汽车的电池模块。

Claims (13)

1.一种用于将构成二次电池模块的单元电池的电极终端彼此电气连接的连接构件，该连接构件包含：

第一终端连接体，连接至一个单元电池(a)的电极终端；

第二终端连接体，连接至另一个单元电池(b)的电极终端；及

绝缘构件，安装在邻近单元电池的电极终端之间，以完成这些电极终端之间的电气绝缘，该绝缘构件耦合到这些电极终端，

其中当该第一终端连接体与该第二终端连接体连接到对应的电极终端时，该第一终端连接体与该第二终端连接体彼此分开，且通过将导电构件耦合到该第一终端连接体和该第二终端连接体来完成该一个单元电池(a)与该另一个单元电池(b)间的电气连接，

其中当连接构件的第一与第二终端连接体耦合到该绝缘构件时，该连接构件的第一与第二终端连接体被电气连接到对应单元电池的电极终端，及

其中单元电池的电极终端设有通孔，且该绝缘构件设有对应于这些通孔的耦合突出部，以至于该绝缘构件的耦合突出部配合到电极终端的通孔中。

2.如权利要求1所述的连接构件，其中绝缘构件包含两个组合单元体，其被构造为使得组合单元体能够彼此互相耦合或分离，单元电池的阴极终端耦合到这些组合单元体的一个，同时单元电池的阳极终端耦合到另一组合单元体。

3.如权利要求2所述的连接构件，

其中绝缘构件包含：第一组合单元体，其在其一侧处形成有母耦合部；及第二组合单元体，其在其一侧处形成有公耦合部，该公耦合部对应于该母耦合部，该第一组合单元体与该第二组合单元体彼此组装或分离，

其中该第一与第二组合单元体在它们的上端的侧部处提供耦合突出部，利用其该第一与第二组合单元体被耦合到层叠在该第一与第二组合单元体上的另一个绝缘构件，同时该第一与第二组合单元体在它们的下端表面处提供耦合槽，其和该耦合突出部对应，且

其中该第二组合单元体在其侧处提供中空部，通过该中空部所述第一终端连接体和所述第二终端连接体耦合至由耦合的第一与第二组合单元体组成的绝缘构件。

4.如权利要求1所述的连接构件，其中该连接构件的该第一终端连接体和该第二终端连接体依这样的方式耦合至绝缘构件：第一终端连接体和第二终端连接体围绕该绝缘构件，或第一终端连接体与第二终端连接体插入形成在该绝缘构件处的啮合槽中。

5.如权利要求1所述的连接构件，其中连接构件的第一终端连接体与该第二终端连接体具有啮合部，其可稳固插入绝缘构件的中空部中，及

其中啮合部的每个包含：第一弯曲段，在预定高度处使主体向内部弯曲所形成，该弯曲段由板状材料制成；以及第二弯曲段，通过垂直弯曲该第一弯曲段所形成，利用这些弯曲段啮合部可弹性插入该绝缘构件的中空部中。

6.如权利要求1所述的连接构件，其中该第一终端连接体在其侧处设有连接延伸部。

7.如权利要求1所述的连接构件，其中该导电构件为保险丝、双金属或正温度系数(PTC)元件。

8.一种制造二次电池模块的方法，包含下列步骤：

(A)在模块壳体内，安装可充电和放电的单元电池模块；

(B)将如权利要求1所述的连接构件的终端连接体连接到单元电池的电极终端；

(C)组装及耦合该电池模块的其他部件；以及

(D)将导电构件耦合到这些终端连接体，以执行该些电极终端之间的电气连接。

9.如权利要求8所述的方法，进一步包含下列步骤：

在步骤(B)与步骤(C)之间或在步骤(C)与步骤(D)之间，以并联连接方式彼此连接构件的终端连接体，以平准化该些单元电池的电压。

10.一种包含如权利要求1所述的连接构件的二次电池模块。

11.一种用于执行电压平准化的并联连接装置，该装置包含：

阴极终端连接单元；以及

阳极终端连接单元，

其中连接单元的每个具有多个连接构件，连接构件连接至单元电池的阴极终端与阳极终端，这些连接构件彼此电气连接，及

其中这些连接构件为具有板状条结构的导电构件，当这些连接构件彼此电气连接时，这些连接构件排成一线，这些连接构件附着到连接单元的每个的绝缘单元体，及电线，其作为另一连接构件，当其电气连接到连接构件时，其耦合到连接单元的每个的绝缘单元体。

12.如权利要求11所述的装置，其中该并联连接装置用于平准化中或大型二次电池模块的电压，其包含：

多个单元电池，其为可充电且可放电二次电池；

矩形下壳体，其具有下接收部，主板组件附着到其上，及上接收部，单元电池可在其上顺序层叠；

矩形上壳体，具有下接收部，用于覆盖层叠在下壳体上的单元电池的上端；

第一电路单元，用于执行层叠单元电池之间的电气连接，该第一电路单元包含感应板组件，用于感应该电池的电压、电流和/或温度；

第二电路单元，其电气连接至第一电路单元，该第二电路单元包括主板组件，用于控制该电池模块；及

第三电路单元，其电气连接至第二电路单元，该第三电路单元具有切换元件，用于当发生该电池的异常操作如过充电、过放电、过电流或过热时，控制该电池的操作。

13.如权利要求12所述的装置，

其中第一电路单元具有熔丝，其布置在这些单元电池彼此电气连接的连接区域处，以及

其中在安装熔丝之前或移除熔丝之后，在连接区域处执行并联连接，以平准化单元电池的电压。

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