CN101523635A - 电池组壳 - Google Patents

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Abstract

在此公开了一种被构造为如下结构的组壳以及一种包括所述组壳的电池组，在该结构中，多个电池组电池被安装在所述组壳内以将所述电池组电池相互电连接，其中，所述组壳包括被构造为空心结构的上壳和下壳，在该空心结构中，所述上壳和所述下壳彼此结合，同时所述电池组电池被安装在所述上壳和下壳之间，每个壳在其内部部分整体地设置有多个隔离物，该隔离物用于支撑所述电池组电池，并且每个壳在其外部部分整体地设置有多个通风口，该通风口与每个壳的内部相连通。根据本发明的组壳具有以下效果：通过简单的装配过程，多个电池组电池被以紧凑结构稳定地安装在所述组壳内，在电池组电池的充电和放电过程中从电池组电池产生的热量被有效移除，以及诸如检测部件和/或保护电路模块等的附加安全单元可被容易地安装至组壳。

Description

电池组壳
技术领域
本发明涉及一种电池组壳，更具体而言，涉及一种被构造为如下结构的组壳，在该结构中多个电池组电池(battery cell)被安装在组壳内以将所述电池组电池相互电连接，其中所述组壳包括被构造为空心结构的上壳和下壳，在该空心结构中所述上壳和下壳彼此结合同时所述电池组电池被安装在所述上壳和下壳之间，每个壳在其内部部分整体地设置有多个隔离物以支撑所述电池组电池，并且每个壳在其外部部分设置有多个与每个壳的内部相连通的通风口。
背景技术
随着移动设备的日益发展，以及对这些移动设备的要求增加，对作为移动设备能量来源的二次电池的要求也急剧增加。在这些二次电池中存在一种具有高能量密度和高放电电压的锂二次电池，针对锂二次电池已进行了许多研究，并且锂二次电池现已投入市场并被广泛使用。
根据其中使用二次电池的外部设备的种类，可以单个电池的形式，或者以具有多个相互电连接的单元电池的电池组的形式，使用二次电池。例如，诸如移动电话等的小型设备可利用一个电池的输出及容量运行一预定时间段。另一方面，在诸如膝上型计算机、电动工具和混合电动车辆等的中型或大型设备中需要使用电池组，因为对于中型或大型设备高输出和大容量是必需的。
电池组是一种这样的电池结构，在该结构中，多个单元电池相互串联和/或并联地电连接。对于电池组很重要的是，保持单元电池的稳定排列结构，使得单元电池可以顺序地相互电连接。
尤其是，被用作电池组的单元电池的圆柱形二次电池，由于其外观特征，在保持排列结构方面具有极大困难。由于该原因，对于圆柱形二次电池需要使用附加的固定部件。
通常，包括上述圆柱形二次电池的电池组被构造为使得，具有一对应于圆柱形二次电池的外部形状的结构的隔离物被放置在各圆柱形二次电池之间，从而保持圆柱形二次电池的排列结构。然而，所述隔离物影响在圆柱形二次电池的充电和放电过程中自圆柱形二次电池产生的热的流动，从而造成电池组的退化。此外，所述隔离物被作为单独的部件安装至电池组，结果导致装配过程复杂，制造成本增加。另外，通过在一附加外部壳体内安装被固定至隔离物的圆柱形二次电池，来制造电池组。但是，使用隔离物和外部壳体增加了电池组的体积和重量。
尤其是，用作诸如电钻等的便携式电动工具或混合电动车辆的电源的电池组，非常需要一种这样的单元，该单元用于即使在向电池组施加诸如振动或跌落等外部物理冲击时也稳定地保持单元电池的排列结构，以及用于顺畅地将由于从电池组高速放电而从电池组瞬间产生的大量热移出。
发明内容
技术问题
因此，作出了本发明，以解决上述问题以及其他尚须解决的技术问题。
具体而言，本发明的一个目的在于提供一组壳，所述组壳被构造为使得多个电池组电池可通过一简单的装配过程以紧凑结构被稳定地安装在该组壳内。
本发明的另一目的在于提供一组壳，所述组壳能够有效地将在电池组电池的充电和放电过程中自所述电池组电池产生的热量移出。
本发明的另一目的在于提供一组壳，所述组壳被构造为如下结构，在该结构中，一附加的安全单元，诸如检测部件和/或保护电路模块，被容易地安装至所述组壳。
本发明的又一目的在于提供一种包括上述组壳的电池组。
技术方案
根据本发明的一方面，可以通过提供一种被构造为如下结构的组壳实现上述和其他目的，在该结构中，多个电池组电池被安装在组壳内以将所述电池组电池相互电连接，其中所述组壳包括被构造为空心结构的上壳和下壳，在该空心结构中所述上壳和下壳彼此结合同时所述电池组电池被安装在所述上壳和下壳之间，每个壳在其内部部分整体地设置有多个隔离物用以支撑所述电池组电池，并且每个壳在其外部部分设置有多个与每个壳的内部相连通的通风口。
因此，根据本发明的组壳具有的优点在于，通过一简单的装配过程，多个电池组电池被以紧凑结构稳定地安装在所述组壳内，并且在电池组电池的充电和放电过程中从电池组电池产生的热量被有效地移除，从而提高了电池组的结构稳定性和防止电池组着火的安全性。
所述上壳和下壳的形状没有特别限制。因此，可以以多种形状制造所述上壳和下壳。例如，所述上壳和下壳可以以六面体结构彼此结合，以便所述电池组电池被稳定地堆叠在所述上壳和下壳之间。此外，所述上壳和下壳可以相同形状制造，使得所述上壳和下壳以对称结构彼此结合。在这种情况下，在组壳的装配过程中可以将所述上壳和下壳彼此结合，而无需区分上壳和下壳，从而实现高装配效率。
此外，所述上壳和下壳可以以各种结构彼此结合而不受限制。例如，可通过将钩状物插入联接凹槽中，将上壳和下壳彼此结合。在这种情况下，钩状物和联接凹槽可形成在上壳和下壳之间的界面的一侧，使得钩状物对应于联接凹槽。
当如上所述以对称结构构造所述上壳和下壳时，钩状物和联接凹槽可以以对称形式形成于上壳和下壳之间的界面。具体而言，当钩状物在上壳和下壳之间的界面的一侧形成于上壳，并且联接凹槽在上壳和下壳之间的界面的一侧形成于下壳时，联接凹槽在上壳和下壳之间的界面的另一侧形成于上壳，钩状物在上壳和下壳之间的界面的另一侧形成于下壳，籍此以对称结构布置钩状物和联接凹槽。
在一优选实施方案中，所述隔离物自组壳的内部部分突出一预定长度，使得所述隔离物部分地围绕相邻各电池组电池的外周边。根据情况，所述组壳可以在其对应于所述隔离物的外部部分中设置有多个通孔，使得所述隔离物在其中心与组壳的外部相连通。例如，当将圆柱形二次电池用作电池组的单元电池时，所述隔离物可被构造为一结构，以部分地围绕相邻的四个圆柱形二次电池。具体而言，当使得相邻的四个圆柱形二次电池相互接触时，所述隔离物可被构造为由在一空的空间内聚集(cluster)的四个相邻弧形部分形成的空心圆柱形结构，所述空的空间是由于曲面的特征而在相邻的圆柱形二次电池之间产生的。
在一优选实施方案中，每个壳在其对应于电池组电池的电极端子的外部部分中设置有连接通孔，所述电池组电池的电极端子通过所述连接通孔被暴露，并且每个壳在其处于各连接通孔之间的外部部分设置有用于将连接部件安装至组壳的突出部。在这种情况下，可以以各种尺寸和形状形成所述连接通孔和突出部而没有特别限制。
在上述结构中，用于连接部件的材料没有特别限制，只要所述连接部件将电池组电池的电极端子相互连接。优选的是，所述连接部件是一金属板。
根据情况，所述上壳和/或下壳可设置有用于将一保护电路单元安装至相应壳的联接部件。所述联接部件的结构没有特别限制，只要所述联接部件稳定地将所述保护电路单元安装至相应的壳。例如，所述联接部件可被构造为钩形结构。
根据本发明的另一方面，提供了一种包括具有上述构造的组壳的电池组。所述电池组可用作需要结合多个电池组电池的高速放电电源。所述电池组没有特别限制，只要在所述电池组中安装圆柱形电池组电池。优选的是，所述电池组被用作电动工具或者混合电动车辆的电源。
根据本发明，构成所述电池组的电池组电池的电极端子通过连接通孔被暴露，所述连接通孔在对应于所述组壳内的电池组电池的电极端子的位置形成于所述上壳和下壳的外部部分中，并且其中通过安装至相应壳的外部部分的连接部件，将所述电池组电池的电极端子相互电连接。
在上述结构中，用于检测电池组电池的电压的检测部件可被进一步连接至连接部件。优选的是，所述检测部件是印刷电路板(PCB)或柔性印刷电路板(FPCB)。
此外，一保护电路单元可被进一步安装至组壳的一侧。在该情况下，所述保护电路单元优选连接至所述检测部件。
附图说明
根据以下结合附图的详细描述，可更加清楚地理解本发明的上述和其他目的、特征和其他优点，其中：
图1是一个分解立体图，示出包括根据本发明一优选实施方案的电池组壳的电池组；
图2是一个立体图，示出构成在图1中示出的电池组的组壳(一上壳或一下壳)的内部结构；
图3是一个立体图，示出在图1中示出的电池组的装配过程中，通过将上壳和下壳彼此结合在组壳内安装多个电池组电池的过程；
图4是一个立体图，示出在图1中示出的电池组的装配过程中，将连接部件安装至在图3中示出的组壳的外表面的过程；
图5～7是放大视图，示出根据本发明优选实施方案的连接部件；
图8是一个立体图，示出在图1中示出的电池组的装配过程中，将一检测部件安装至在图5～7中所示出的连接部件使得所述检测部件被电连接至所述连接部件以及将一保护电路模块安装至所述检测部件使得所述保护电路模块被电连接至所述检测部件的过程；以及
图9是一个立体图，示出根据本发明一优选实施方案装配的电池组。
<对附图中主要参考数字的说明>
100：组壳 101：上壳
102：下壳 110：隔离物
120：通风口 200：电池组电池
300：连接部件 400：检测部件
500：保护电路模块
具体实施方式
现在，将参照附图详细描述本发明的优选实施方案。然而，应注意的是，本发明的范围并不受所示出的实施方案限制。
图1是一个分解立体图，一般地示出根据本发明一优选实施方案的电池组。
参照图1，电池组600包括：被构造为如下结构的电池组壳100，以该结构，多个圆柱形电池组电池200被安装在电池组壳100内；金属板300，用于将电池组电池200相互电连接；一连接至金属板300的柔性印刷电路板(FPCB)400，用于检测电池组电池200的电压；以及一连接至FPCB 400的保护电路单元500，用于控制电池组电池200。
电池组壳100包括上壳101和下壳102，所述上壳和下壳以对称结构彼此结合。上壳101和下壳102中的每一个在其内部部分整体地设置有多个隔离物110，用以支撑圆柱形电池组电池200。上壳101和下壳102中的每一个在其外部部分设置有多个通风口120(参见图2)，所述通风口与上壳101和下壳102中的每一个的内部相连通。所述组壳的详细结构在图2和图3中被更加详细地示出。为了便于描述，将组壳的一部分在图2中示出；然而，在图2中所示出的结构可等同地应用于上壳和下壳两者。
参考图1～3，组壳100通常被构造为空心六面体结构。组壳100在其底部103设置有隔离物110和连接通孔130，所述隔离物110用于保持电池组电池200的排列结构，所述电池组电池的电极端子210通过该连接通孔130暴露于组壳100的外部。此外，组壳100在其侧面104设置有通风口120，从电池组电池200产生的热量通过该通风口120被排放到组壳100的外部。
隔离物110从组壳100的底部103伸出。隔离物110被布置为使得相邻的四个隔离物110、111、112和113形成一空心圆柱形结构。因此，每个隔离物110部分地围绕相邻的四个圆柱形电池组电池200、201、202和203的外周边。
沿着组壳100的侧面104位于组壳100的最外面区域的隔离物110’，部分地围绕位于组壳100的最外面区域的两个相邻电池组电池201和203的外周边。具体而言，所述最外面的隔离物110’被构造为对应于中间的隔离物110的一半的形式。在每个隔离物110的中心形成一通孔114，所述通孔114通过组壳100的底部103与组壳100的外部相连通。隔离物110的通孔114用于与通风口120一起，将来自电池组电池200的热量排放到组壳100的外部。
连接通孔120被布置为如下结构，在该结构中，每个连接通孔120位于相邻的四个隔离物110、111、112和113之间，使得电池组电池200的电极端子210通过组壳100的底部103被暴露于组壳100的外部。
每个通风口120位于对应于两个相邻电池组电池201和202之间的界面的位置。因此，从电池组电池200产生的热量沿着各个电池组电池200之间的界面被有效地排放。
在组壳100的侧面104的上端形成第一钩状物140和第一联接凹槽150。如图3中所示，第一钩状物140和第一联接凹槽150被布置为使得，在上壳101和下壳102的各个侧面104的上端，第一钩状物140和第一联接凹槽150彼此相对应。因此，通过将第一钩状物140插入对应的第一联接凹槽150中，所述两个壳101和102彼此结合。此外，第二钩状物180形成于组壳100的侧面104的下端，使得保护电路单元500借助于第二钩状物180被安装至组壳100。
组壳100在其底部103设置有多个突出部160和另外的多个突出部170，用于将电池组电池200相互电连接的金属板300借助于突出部160被安装至组壳100，用于检测电池组电池200的电压的、连接至金属板300的FPCB 400借助于突出部170被安装至组壳100。
所述金属板安装突出部160沿着电池组电池200的行，被形成在连接通孔130之间。所述FPCB安装突出部170被形成在组壳100的底部103的相对侧的中部区域。
此外，组壳100在其底部103设置有凹槽190，该凹槽190被成形用以将连接通孔130互连，以使得金属板300在适当的位置被连接至电池组电池的电极端子210。
图4是一个立体图，一般地示出一作为上述连接部件被安装至在图1中示出的电池组的金属板，图5～7是放大视图，一般地示出在图4中示出的金属板的示例性结构。
参照这些附图以及图1，金属板300借助于突出部160被安装至组壳100的底部103，从而将如图3中所示被暴露于外部的电极端子210电连接。
金属板300包括接触电池组电池200的电极端子210的端子接触部分310、用以将端子接触部分310相互连接的连接部分320，以及从端子接触部分310或连接部分320突出的外部输入和输出端子部分330和350。每个连接部分320都设置有凹槽360，所述凹槽360对应于在组壳100的底部103形成的金属板安装突出部160。金属板300的端子接触部分310低于金属板300的连接部分320一为组壳100的底部103的厚度的量，以便金属板300被稳定地安装至组壳100的底部103。
基于金属板300的端子接触部分310和连接部分320的结构，金属板300被分为A-型金属板301、B-型金属板302和C-型金属板303。
如在图5中所示出的，每个A-型金属板301被构造为将两个被布置成一行的电池组电池电连接的结构。具体而言，每个A-型金属板301包括两个端子接触部分310，以及用以将所述两个端子接触部分310互连的一个连接部分320。
如在图6中所示出的，每个B-型金属板302被构造为将四个被布置为矩形形状的电池组电池电连接。具体而言，每个B-型金属板302包括四个端子接触部分310，以及用以将所述四个端子接触部分310互连的四个连接部分320。
如在图7中所示出的，C-型金属板303被构造为将被布置成一行的四个电池组电池电连接的结构。具体而言，C-型金属板303包括四个端子接触部分310，以及用于将所述四个端子接触部分310互连的三个连接部分320。
对于每个A-型金属板301，外部输入和输出端子部分350从相应的端子接触部分310朝向组壳100的、保护电路单元500所被安装到的侧面104突出，以便外部输入和输出端子部分350直接连接至保护电路单元500。对于每个B-型金属板302和C-型金属板303，外部输入和输出端子部分330从相应的连接部分320突出，以便外部输入和输出端子部分330连接至FPCB 400。特别地，每个A-型金属板301的外部输入和输出端子部分350在其末端被弯曲，以便通过该弯曲的外部输入和输出端子部分350将保护电路单元500机械固定。A-型金属板301的外部输入和输出端子部分350是电池组电池200的最终电极端子，该最终电极端子用作电池组600的外部输入和输出端子。
图8是一个立体图，一般地示出被安装至图1中所示的电池组的一作为上述检测部件的FPCB和一保护电路单元。
参照图1和图8，借助于FPCB安装突出部170，FPCB 400被安装至组壳100的底部103，使得FPCB 400连接至金属板300的外部输入和输出端子部分330。借助于第二钩状物180，所述保护电路单元500被安装至组壳100的侧面104，使得保护电路单元500电连接至FPCB400。为此，FPCB 400设置有凹槽470，所述凹槽470对应于形成在组壳100的底部103的FPCB安装突出部170，并且所述保护电路单元500设置有联接凹槽580，所述联接凹槽580对应于形成在组壳100的侧面104的第二钩状物180。
借助于组壳100的第二钩状物180，保护电路单元500基本被结合至组壳100。然而，如之前关于图5所描述的，保护电路单元500和组壳100之间的结合力可借助A-型金属板301的外部输入和输出端子部分350进一步增大。
图9是一个立体图，一般地示出了根据一示例性结构和过程制造的电池组。
参照图1和图9，通过以下过程装配电池组600：通过将第一钩状物140插入到相应的联接凹槽150中，将上壳101和下壳102彼此结合，同时多个电池组电池被安装在于上壳101和下壳102之间限定的空间内；通过将金属板安装突出部160插入相应的凹槽360中，将金属板300安装至组壳，同时金属板300被连接至电池组电池200(参见圆圈A)；通过将FPCB安装突出部170插入到相应的凹槽470中，将FPCB 400安装至组壳，同时作为检测部件的FPCB 400被连接至金属板300(参见圆圈B)；以及，通过将第二钩状物180插入到相应的联接凹槽580中，将保护电路单元500安装至组壳，同时所述保护电路单元500被连接至FPCB 400(参见圆圈C)。
尽管出于说明的目的，已公开了本发明的优选实施方案，但本领域普通技术人员将意识到，在不偏离如在所附的权利要求书中所公开的本发明的范围和主旨的情况下，可以做出多种修改、添加和替代。
工业适用性
如根据以上描述显而易见的，根据本发明的组壳具有以下效果：通过简单的装配过程，多个电池组电池被以紧凑结构稳定地安装在所述组壳内，在电池组电池的充电和放电过程中从电池组电池产生的热量被有效移除，以及诸如检测部件和/或保护电路模块等的附加安全单元可被容易地安装至组壳。

Claims (16)

1.一种被构造为如下结构的组壳，在该结构中，多个电池组电池被安装在所述组壳内以将所述电池组电池相互电连接，其中，
所述组壳包括被构造为空心结构的上壳和下壳，在该空心结构中，所述上壳和所述下壳彼此结合，同时所述电池组电池被安装在所述上壳和下壳之间，每个壳在其内部部分整体地设置有多个隔离物，该隔离物用于支撑所述电池组电池，并且每个壳在其外部部分整体地设置有多个通风口，该通风口与每个壳的内部相连通。
2.根据权利要求1所述的组壳，其中所述上壳和下壳被构造为对称的六面体结构。
3.根据权利要求1所述的组壳，其中通过在所述上壳和下壳之间的界面的一侧形成的钩状物和联接凹槽的结合，所述上壳和下壳彼此结合。
4.根据权利要求1所述的组壳，其中所述隔离物从每个壳的内部部分突出，使得所述隔离物部分地围绕相邻电池组电池的外周边，并且每个壳在其对应于所述隔离物的外部部分中设置有通孔，使得所述隔离物在其中心与所述组壳的外部相连通。
5.根据权利要求1所述的组壳，其中每个壳在其对应于所述电池组电池的电极端子的外部部分中设置有连接通孔，所述电池组电池的电极端子通过所述连接通孔被暴露，并且每个壳在其处于所述连接通孔之间的外部部分设置有用于将连接部件安装至所述组壳的突出部。
6.根据权利要求5所述的组壳，其中所述连接部件是一金属板。
7.根据权利要求1所述的组壳，其中所述上壳和/或所述下壳设置有用于将一保护电路单元安装至相应壳的联接部件。
8.根据权利要求7所述的组壳，其中所述联接部件被构造为钩形结构。
9.一种包括根据权利要求1～8中任一权利要求所述的组壳的电池组。
10.根据权利要求9所述的电池组，其中所述电池组被用于高速放电。
11.根据权利要求10所述的电池组，其中所述电池组被用作电动工具的电源。
12.根据权利要求10所述的电池组，其中所述电池组被用作混合电动车辆的电源。
13.根据权利要求9所述的电池组，其中构成所述电池组的电池组电池的电极端子通过连接通孔被暴露，所述连接通孔在对应于在所述组壳内的电池组电池的电极端子的位置形成于所述上壳和下壳的外部部分，并且其中电池组电池的电极端子通过安装至相应壳的外部部分的连接部件相互电连接。
14.根据权利要求13所述的电池组，其中一用于检测所述电池组电池的电压的检测部件被进一步连接至所述连接部件。
15.根据权利要求14所述的电池组，其中所述检测部件是印刷电路板(PCB)或柔性印刷电路板(FPCB)。
16.根据权利要求14所述的电池组，其中一保护电路单元被进一步安装至所述组壳的一侧面，并且所述检测部件被连接至所述保护电路单元。
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