CN101138109A - 机械及电连接部件 - Google Patents
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Abstract
这里公开一种机械及电连接两个或更多物体的部件，其包含绝缘本体，具有多个联接孔，用于联接形成与其中的这些物体，板状导电带，沿着绝缘本体的对角方向装设于绝缘本体的后表面上，同时导电带与绝缘本体的前表面隔离开，导电带具有在其相对端处形成的连接孔，使得连接孔与绝缘本体相连通，以及连接杆，其构造成使得连接杆能够插入导电带对应的连接孔，同时导电带连接至这些物体。本发明的连接部件实现了极佳的物体机械连接性及稳定电连接性，易于组装及拆卸，且短路可能性较低。此外，物体可以以紧密结构彼此互相连接起来，且因此，根据本发明的连接部件能够优选用于连接组成中型或大型电池系统的电池模组，特别是用于电动车或混合动力电动车的电池模组。
Description
技术领域
本发明涉及一种连接部件，用以机械及电连接两个或更多物体，而且，更特别的是，本发明涉及一种连接部件，用以机械及电连接两个或更多物体，包含：绝缘本体，其具有多个联接孔，以联接形成于其中的物体；板状导电带，沿着绝缘本体的对角方向装设于绝缘本体的后表面上，同时导电带从绝缘本体的前表面隔离开，导电带具有在其相对端处形成的连接孔，使得连接孔与绝缘本体相通；以及连接杆，其构造成使得连接杆可插入导电带的对应连接孔，同时导电带连接至物体。
背景技术
最近，可充放电的二次电池被广泛使用在无线移动装置上，作为能量源。同时，二次电池作为电动车与混合动力电动车的动力源的情况已引起相当大的注意，已经研制出了电动车，用来解决诸如使用石油的汽柴油发动机所造成的空气污染的问题。
小型移动装置在每个装置上使用一或多个小型电池。另一方面，中型或大型装置，如汽车，因为中型或大型装置需要高输出与大容量，所以使用具有彼此互相电连接的多个电池单元的中型或大型电池系统。一般来说，藉由机械及电连接多个电池匣，制造出电池模组，其中这些电池匣具有多个机械特性较低的、装设于其中的电池单元，且将多个电池模组彼此互相连接，藉此制造出中型或大型电池系统。
需要的是具有紧密结构的中型或大型电池系统，如果可能的话，根据应用电池系统的装置的特性，且需要电池系统具有极佳的机械特性及稳定电连接性。在装置运作时，可能有极大外力作用于这个特定装置，如电动车及混合动力电动车。结果，极大外力也同样会作用于装置中所使用的电池系统。
当将壳体用于增加机械及电连接时，可以使得电池系统装设于此壳体中，然而，会增加电池系统的总尺寸及重量，这是不希望的。
因此，当可电连接电池系统的组件的单元也可作为机械连接此电池系统的组件的单元时，可以实现紧密结构。一些现有技术已提出了具有各种结构的连接组件。然而，当有外部力量作用于连接组件时，大部分连接组件都容易损坏。
发明内容
因此，已经做出本发明来解决前述问题，以及其他尚未被解决的技术问题。
做了各种广泛及深入的研究及实验的结果为，本发明的发明人研制出一种具有特定结构的连接组件，并且发现其可制造出紧密结构的电池系统，这种电池系统具有多个电池模组，而且，当有外部力量作用于此电池系统时，经由力量的有效分散，此电池系统电连接损坏的可能性被大幅降低。同样，本发明的发明人发现，此连接组件可优选用于需要彼此互相机械及电连接的物体，以及中型或大型电池系统。
因此，本发明的目的为提供一种连接组件，其具有紧密结构及优异的机械连接性与稳定电连接性。
本发明的另一个目的为提供一种利用此连接组件制造的中型或大型电池系统。
根据本发明的一个方面，上述及其他目的可藉由提供一种用以机械及电连接两个或更多物体的连接组件而实现，这种连接组件包含：绝缘本体，其具有多个联接孔，以联接形成于其中的物体；板状导电带，沿着绝缘本体的对角方向装设于该绝缘本体的后表面上，同时该导电带与该绝缘本体的前表面隔离开，该导电带具有在其相对端处形成的连接孔，使得连接孔与该绝缘本体相通；以及连接杆，其被设置为使得连接杆可插入该导电带的对应连接孔，同时该导电带连接至所述物体。
根据本发明，放置绝缘本体，使得连接杆可插入连接孔，其中连接杆一体设置于或联接于所需机械及电连接的各物体上，并且之后使用联接单元(如螺栓及螺母)，将连接杆经由联接孔联接至这些物体，由此完成这些物体的机械及电连接。因此，这些物体的组装及拆卸非常易于完成。这些物体间的机械连接主要藉由绝缘本体完成，而这些物体间的电连接藉由导电带完成。结果，当有外部力量作用于这些物体时，物体间的电连接不易断开，完成了这些物体间的紧密连接。此外，易于形成阴极端子及阳极端子之间的区别，且因此，当运作时短路的可能性会大幅降低。
绝缘本体及导电带的材质并无特别限制，只要绝缘本体及导电带可提供适当的机械强度即可。举例来说，绝缘本体可由塑料材质制造，如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)树脂或尼龙，其具有优异的拉伸强度及耐撞击性。导电带可由金属材质制造。而且，绝缘本体的形状并无特别限制。优选的是，绝缘本体构造成六面体结构。
在优选实施例中，有安装槽形成于此绝缘本体的后表面。此安装槽的形状近似对应于导电带的形状。导电带在导电带插入安装槽的状态下装设于绝缘本体。
连接杆帮助装设该导电带至该绝缘本体上，并且增强了物体的电连接部(举例来说，电池模组的汇流排)及导电带之间的电接触。根据情况，连接杆可由导电材质制造，使得连接杆可有助于导电带的电连接。举例来说，螺纹部可在连接杆的上端或相对端处形成，使得联接单元，如螺母，可与此螺纹部螺纹啮合。因此，物体的电连接部及导电带之间的接触力增加，且此绝缘本体及此物体之间的联接力也同样增加。
本发明的特征之一为，导体带沿着绝缘本体的对角方向装设于此绝缘本体的后表面上。优选的是，减少连接组件的长度，以实现两个物件之间的紧密机械连接。在下列情况中，即这些物件的电连接部藉由水平方向的连接单元(本发明的导电带)而彼此互相连接起来，当有外部力量作用于这些物件或连接组件时，将有过度负荷施加于导电带，结果造成导电带容易损坏。根据本发明，因为此导电带在此绝缘本体的对角方向上与物件的电连接部(举例来说，汇流排)相接触，因此当有外部力量作用于此连接组件时，造成断裂或变形的力量并不会直接作用于此连接组件。因此，实现了两个物件之间的紧密机械连接及两个物件之间的稳定电连接。
在优选实施例中，导电带的后表面的一部分或全部，在此导电带装设于绝缘本体的后表面的状态下，从绝缘本体的后表面突出。导电带与所要连接的物件之间的电连接藉由向后突出的结构而得到更进一步改善。
根据本发明的连接组件可用于各种用途。特别是，当电池模组彼此互相连接起来，以制造出具有紧密及稳定结构的中型或大型电池系统时，可以优选地使用此连接组件。特别的是，考虑到在汽车中电池系统的大容量及高输出以及电池系统的尺寸的必需性，优选地是，用于电动车及混合动力电动车的电池系统以紧密结构制造。而且，当汽车工作时，有巨大外部力量可能会作用于此电池系统。因此，特别需要维持此电池系统的机械及电连接。
在优选实施例中，本发明提供了一种高输出及大容量的电池系统，其具有两个或更多彼此互相耦合的电池模组，每个电池模组包含模组壳体，用于经由其开放前部来容置多个电池匣，和前板，前板装设于模组壳体的开放前部，以用于电连接这些电池匣，其中，当每个前板连接至相邻电池模组的开放前板时，各前板在其相对侧处具有凹口，这些凹口的尺寸与外型近似对应于连接组件的尺寸与外型，各模组壳体在其前部对应于前板凹口的相对侧处具有连接凹槽，连接组件的连接杆插入这些连接凹槽，且有多个联接凹槽用于其他的联接单元，且连接组件插入这些凹口，并且在这些电池模组彼此互相邻接排列的状态下，借助于联接单元，连接组件联接至这些模组壳体，藉此完成这些电池模组的机械及电连接。
根据本发明的高输出及大容量电池系统的电池匣(电池匣中装设有两个或更多的电池单元)的细节揭露于韩国专利申请No.2004-111699中，该申请以本发明的申请人的名义提出。而且，装设于模组壳体的开放前部的前板(用以电连接这些电池匣)的细节在韩国专利申请No.2005-11380中揭露，该申请以本发明的申请人的名称提出。因此，将不再详细描述它们的细节，并且上述专利申请在此一并做为参考文件引入。
在综合考虑本专利申请的完整揭露及本发明的说明书后，根据本发明的中型或大型电池系统具有非常紧密的结构且具有极佳的机械与电连接性。
附图说明
上述及本发明的其他的目的、特征与其他优点将会从以下结合所附图的详细描述中获得清楚的认知，其中：
图1至图3分别为根据本发明的优选实施例的连接组件的绝缘本体的立体图，后视图及侧视图；
图4为根据本发明的优选实施例的连接组件的导电带立体图；
图5为根据本发明所构成的中型或大型电池系统的电池模组立体图；
图6为示于图5中电池模组的A部分的部分透视图；
图7为组成图5的电池模组的模组壳体立体图；
图8为组成图5的电池模组的前板立体图；及
图9为图5的电池模组的部分分解的正视图。
图中符号说明
100 连接组件
110 绝缘本体
120 导电带
130 连接杆
200 电池模组
210 模组壳体
220 前板
具体实施方式
现在，本发明的优选的实施方式将会参照附图作详细描述。然而，这里必须注意，本发明的范围并不仅限制于此实施方式的说明。
图1至图3分别为根据本发明的优选实施例的连接组件的绝缘本体的立体图，后视图及侧视图，图4为根据本发明的优选实施例的连接组件的导电带立体图。
参考这些附图，根据本发明的机械及电连接组件包含：绝缘本体110，其形成矩形的外型；导电带120，形成平板的外型；及连接杆130(参考图6)。
优选的是，绝缘本体110由具有高拉伸强度及高度尺寸稳定性的塑料材质所制成，且绝缘本体110通常形成矩形平行六面体的外型。而且，两个连接孔111及112沿对角方向形成于绝缘本体110中，且两个联接孔113及114沿对角方向形成于绝缘本体110中，使得两个联接孔113及114的连接线与两个连接孔111及112的连接线相垂直。在绝缘本体110的后表面处，在两个连接孔111及112排列的方向上形成有安装槽115，其形状近似对应于导电带120的外型。优选的是，导电带120具有略大于安装槽115深度的厚度。因此，当导电带插入绝缘本体110的安装槽115时，导电带120的后表面从绝缘本体110的后表面略为突出，藉此更加稳定地保证物体(图未示)的电连接。
导电带120为具有稍大厚度的板状金属带。导电带120的相对两端为圆形，且连接孔121及122邻近于导电带120的圆形相对端形成于导电带120中。因此，当导电带120插入绝缘本体110的安装槽115中时，导电带120的连接孔121及122与绝缘本体110的连接孔111及112对齐。
图5为根据本发明所构成的中型或大型电池系统的电池模组立体图，图6为示于图5中的电池模组的A部分的部分透视图。
参考图5及图6，电池模组200包含：模组壳体210，其具有装设于其中的多个电池匣(图未示)；前板220，装设于模组壳体210的开放前部；及连接组件100，用以机械或电连接两个或更多电池模组200。
下面将参照图7描述模组壳体210的细节。
模组壳体210具有开放前部211及内空间212，内空间212中装设了多个电池匣(图未示)。模组壳体210一般构造成盒形结构。在模组壳体210的上端213及下端214形成多个长条型通孔215，这些通孔215与模组壳体210的内空间212相通。根据情况，长条型通孔可形成于模组壳体210的后部中。在模组壳体210的侧部217装设有电池管理系统(BMS)(图未示)。在模组壳体210前部的各侧均形成有连接槽218，连接组件100(参考图6)的连接杆130(参考图6)插入此连接凹槽218中，并且形成有多个联接凹槽219。连接槽218形成对应于连接杆130(参考图6)的下端外型的有角结构。因此，当螺母131(参考图5)在连接杆130插入连接凹槽的状态下与连接杆130的螺纹上端螺纹啮合时，有效防止连接杆130的空转。
再参考图5及图6，提供用于电池匣之间的电连接的汇流排221及印刷电路板(PCB)(图未示)被装设于前板220的后表面上，而前板220装设于模组壳体210的开放前部。前板示于图8中其中汇流排及PCB并未装设在前板中。
参考图8，前板220为薄板状组件。上开孔阵列222及下开孔阵列223形成于前板220的中间，汇流排221(参考图5)被装设于上下开孔阵列中。在前板220的下相对两侧形成有凹口224。上开孔阵列222及下开孔阵列223以交替结构排列，它们的细节已在先前所提到的韩国专利申请No.2005-11380中描述了，且因此在此处不再详细描述。
当两个电池模组彼此互相邻接排列时，凹口224之一形成一个空间，所述空间具有这样的尺寸和形状，即足够用于让连接组件100(参考图5)与邻接前板(图未示)的凹口中对应一个一起插入其中。因此，由两个邻接凹口224形成的空间的尺寸及外形近似等于连接组件的尺寸及外形。然而，当两个电池模组排列而同时彼此互相略为分隔开时，考虑隔开的距离，由两个邻接凹口224形成的空间的尺寸将略小于对应的连接组件的尺寸。
再参考图5及图6，可看到连接组件100联接至电池模组200。在电池模组200相对侧处的连接杆130的位置是不同的，以对应于沿对角方向形成于连接组件100的绝缘本体110中的连接孔111及112。特别的是，右侧连接杆130的位置高于左侧连接杆130的位置，高度差为连接孔111及112之间的高度差。优选的是，各连接杆130可以形成具有有角下端及螺纹上端的螺栓的外型。因此，连接杆130的有角下端插入连接凹槽218(参考图7)，且螺母131与连接杆130的螺纹上端螺纹啮合，藉此加强了导电带120及对应的电池模组200的汇流排211之间的电连接。
藉由螺栓(图未示)至分别形成于连接组件100及前板220上的联接凹槽113及225的螺纹啮合，完成连接组件100至模组壳体210的联接及前板220至模组壳体210的联接。然而，连接组件100至模组壳体210的联接及前板220至模组壳体210的联接并不限于使用螺栓的螺纹啮合。
图9为典型显示电池模组在前板及连接组件联接至模组壳体情况下的部分分解正视图。
参考图9，连接组件100的导电带120位于绝缘本体110的后表面上，这意味着导电带120与外侧隔离，藉此有效防止了因湿气而发生锈蚀或发生短路。导电带120电连接至对应的前板220的汇流排221。根据情况，连接杆130可由导电材质制造，且连接杆130可电连接至前板220的对应汇流排221，从而经由导电带120促进电连接。电池模组200之间的机械联接主要藉由绝缘本体110完成，且用于电连接的导电带120以倾斜状态(沿着绝缘本体的对角线)而非水平状态设置。因此，当有外部力量作用于电池模组200时，此外部力量被适当分散，且因此电池模组扭曲或损坏的可能性较低。
将具有上述架构的多个电池模组200连接起来，制造出高输出及大容量的电池系统。此电池系统作为电动车的能源，特别是，混合动力电动车的能源非常有用。
虽然出于说明的目的，已经公开了本发明的优选实施例，但是本领域技术人员应理解的是，在不脱离揭示于本发明所附的权利要求中的精神与范畴内，多种变化、增加与置换都是可能的。
工业实用性
如上述所揭露，根据本发明的连接组件实现了物件的极佳机械连接性及稳定电连接性，易于组装及拆卸，并且短路的机率低。此外，物件能够以紧密结构彼此互相连接，且因此，根据本发明的连接组件能够优选用于连接电池模组，电池模组组成中型或大型电池系统，特别是用于电动车或混合动力电动车。
Claims (9)
1.一种部件，用以机械及电连接两个或更多物体，其包含：
绝缘本体，具有多个联接孔，以联接形成于其中的所述物体；
板状导电带，沿着该绝缘本体的对角方向装设于该绝缘本体的后表面上，同时该导电带与该绝缘本体的前表面隔离开，该导电带具有在其相对端处形成的连接孔，使得连接孔与该绝缘本体相通；以及
连接杆，其被设置为使得连接杆能够插入该导电带的对应连接孔，同时导电带连接至所述物体。
2.如权利要求1所述的连接部件，其中绝缘本体由塑料材质所制成，导电带由金属材质所制成。
3.如权利要求1所述的连接部件，还包含：
安装槽，其形成在该绝缘本体的后表面，该安装槽的形状近似对应于导电带的形状，其中，
该导电带在该导电带插入该安装槽的状态下被装设于该绝缘本体。
4.如权利要求3所述的连接部件，其中导电带的后表面的一部分或全部在该导电带装设于该绝缘本体的后表面的状态下从该绝缘本体的后表面突出。
5.如权利要求1所述的连接部件，其中连接杆具有螺纹上端或螺纹相对端，使得附加联接单元，如螺帽能够联接至该连接杆。
6.如权利要求5所述的连接部件，其中连接杆形成具有有角下端及螺纹上端的螺栓的形状。
7.一种中型或大型电池系统，具有两个或更多彼此互相耦合的电池模组，每个电池模组均包含模组壳体，用于经由壳体开放前部来容置多个电池匣，以及前板，该前板装设于该模组壳体的开放前部，以用于电连接所述电池匣，其中，
当前板连接至相邻电池模组的开放前板时，每个前板在其相对侧处均具有凹口，凹口的尺寸与形状大约对应于如权利要求1所述的连接部件的尺寸与形状。
每个模组壳体在其开放前部对应于前板的凹口的相对侧处具有连接凹槽，连接部件的连接杆插入于这些连接凹槽中，且有多个联接凹槽用于其他联接单元，并且
连接部件插入凹口，而且在电池模组彼此互相邻接排列的状态下，连接部件借助于联接单元而联接至模组壳体，藉此实现电池模组的机械及电连接。
8.如权利要求7所述的连接部件，其中在各模组壳体的前部的相对侧处形成的连接凹槽构造成有角的结构。
9.如权利要求7所述的连接部件，其中电池系统用作电动车或混合动力电动车的能源。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20211129 Address after: Seoul, South Kerean Patentee after: LG Energy Solution Address before: Seoul, South Kerean Patentee before: LG CHEM, Ltd. |