CN101558515B - 连接电池模块中的电极的构件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电极端子连接构件，其用于对构建电池模块的板形二次电池单元(“电池单元”)进行电互连，其中，电极端子连接构件包括：结合部分(“弯曲结合部分”)，其被弯曲以在电极端子连接构件后部处形成槽，从而使每个电池单元的板形电极端子(“电池单元电极端子”)插入到该槽中；外输入和输出端子，其在弯曲的同时朝向电极端子连接构件的前部突出；和电压检测端子，其在弯曲的同时朝向电极端子连接构件的前部突出。

Description

连接电池模块中的电极的构件
技术领域
本发明涉及一种电极端子连接构件，更具体地，涉及一种用于对构建电池模块的板形二次电池单元(“电池单元”)进行电互连的电极端子连接构件，其中，电极端子连接构件包括：结合部分(“弯曲结合部分”)，其被弯曲以在电极端子连接构件的后部形成槽，从而使每个电池单元的板形电极端子(“电池单元电极端子”)插入该槽中；外输入和输出端子，其在弯曲的同时朝向电极端子连接构件的前部突出；和电压检测端子，其在弯曲的同时朝向电极端子连接构件的前部突出。
背景技术
近来，可充电和放电的二次电池已经被广泛用作无线移动设备的能量来源。另外，二次电池作为电动车辆(EV)和混合电动车辆(HEV)的电源已经引起相当的关注，这些电动车辆和混合电动车辆已经被开发来解决由于现有的使用化石燃料的汽油和柴油车辆所导致的诸如空气污染等的问题。
结果，由于二次电池的优势，使用二次电池的各种应用日益增加，并且今后二次电池也被期待被用于比当前更广泛的应用和产品。
小型移动设备针对每个设备使用一个或数个电池单元。另一方面，诸如车辆的中型或大型设备使用具有彼此电连接的多个电池单元的中型或大型电池模块，因为中型或大型设备需要高输出和大容量。
电池模块的尺寸和重量与对应的中型或大型设备的接收空间和输出直接相关。为此原因，制造商正致力于制造小型的、重量轻的电池模块。此外，诸如电动自行车和电动车辆等的承受大量外部冲击和振动的设备需要在构建电池模块的构件之间的稳定的电连接和物理结合。另外，多个电池单元用于实现高输出和大容量，因此，电池模块的安全性被认为很重要。
优选地，如果可能，中型或大型电池模块被制成小尺寸和小重量。为此原因，能够以高集成堆叠并具有较小的重量容量比率的棱柱形电池或袋形电池，通常用作中型或大型电池模块的电池单元。特别地，当前对袋形电池产生了大量的关注，该袋形电池包括由铝层压片制成的罩构件，因为袋形电池的重量小，并且袋形电池的生产成本低。
然而，尽管具有上述优点，用作电池模块的单元电池的袋形电池存在很多问题。
首先，袋形电池构件为如下结构，其中，板形电极端子从电池壳的上端部突出，结果就难于在电极端子之间进行构建电池模块所必要的电连接。在电极端子之间的电连接通常通过使用导线、板或汇流条来焊接而将电极端子彼此结合来实现；然而，通过焊接在板形电极端子之间进行结合并不容易。通常，板形电极端子局部弯曲，并且板和汇流条焊接到板形电极端子的弯曲部分，这就要求熟练的技术并使得用于将电极端子彼此电连接的过程复杂化。更进一步，由于外部冲击，结合区域会彼此分离，这就导致袋形电池出现缺陷。
其次，袋形电池具有较低的机械强度。为此原因，当多个电池被堆叠以制造电池模块时，需要用于保持稳定结合和装配的附加构件。例如，当袋形电池被堆叠以制造电池模块时，使用其中安装一个或多个单元电池的诸如卡盒(cartridge)等的附加安装构件。卡盒被堆叠以制造电池模块。
另外，当多个电池单元用于构建中型或大型电池模块时，或者当多个单元模块——每个均包括预定量的电池单元——用于构建中型或大型电池模块时，通常需要大量构件来实现在电池单元之间或单元模块之间的机械结合和电连接。更进一步，需要将机械结合和电连接的构件进行结合、焊接、钎焊的空间，结果就增大了系统的总体尺寸。
另外，当袋形电池被应用于其中振动和冲击等外力持续施加到其上的诸如车辆等的设备时，由于在袋形电池的电连接区域处接触阻力增大，所述设备的输出可能不安全，并且可能发生短路。
因此，非常需要一种用于在中型或大型电池模块的单元模块的电连接结构的技术，该中型或大型电池模块被构建为，单元模块被组合以实现高输出、大容量功率，即，需要一种用于在电极端子连接构件之间的连接结构的技术，用于将在每个单元模块和绝缘构件中安装的多个电池单元进行电互连，相应的电极端子连接构件安装到该连接结构。
发明内容
因此，已经做出了本发明，以解决上述问题以及其他还未解决的技术问题。
具体而言，本发明的一个目标在于，提供一种电极端子连接构件，其能够容易地完成在中型或大型电池模块的多个单元模块之间的电连接和机械结合，从而提高中型或大型电池模块的生产率和安全性。
根据本发明的一个方面，为了能够实现上述和其他目标，提供一种用于对构建电池模块的板形二次电池单元(“电池单元”)进行电互连的电极端子连接构件，其中，所述电极端子连接构件包括：结合部分(“弯曲结合部分”)，其被弯曲以在电极端子连接构件后部形成槽，从而使每个电池单元的板形电极端子(“电池单元电极端子”)插入所述槽中；外输入和输出端子，其在弯曲的同时朝向电极端子连接构件的前部突出；和电压检测端子，其在弯曲的同时朝向电极端子连接构件的前部突出。
根据本发明的电极端子连接构件被构建为单一部件结构，其能够容易地实现在电池单元的电极端子之间的电连接和机械结合。因此，与诸如螺钉螺母等的其他连接装置以及诸如焊接的其他连接方法相比，通过根据本发明的电极端子连接构件，得以非常简单地执行装配过程，并且根据本发明的电极端子连接构件提供了优良的结合力。更进一步，在电极端子之间的电连接期间同时实现电压检测，因此，不需要用于电压检测的附加连接构件。
优选地，弯曲结合部分以及外输入和输出端子的数量对应于电池单元的数量，从而使至少两个电池单元彼此电连接。例如，当两个电池单元的电极端子彼此连接从而制造电池模块时，需要两个弯曲结合部分和两个外输入和输出端子。
可以根据待连接的电池单元的位置来确定根据本发明的电极端子连接构件的形状。例如，当两个电池单元竖直堆叠时，即，当电池单元不位于相同高度时，弯曲结合部分可被成形为使得弯曲结合部分具有不同高度。
当顺次堆叠两个或更多个电池单元时，两个弯曲结合部分优选地成形为，在弯曲结合部分之间的高度差等于每个电池单元的厚度，因此，可以采用紧凑方式将电池单元的电极端子彼此串联和/或并联连接，而不使用另外的构件。例如，当外输入和输出端子位于电极端子连接构件的相对的端部处并且电压检测端子大致位于电极端子连接构件的中部时，易于构建如下电路，该电路用于在将堆叠电池单元的电极端子彼此串联或并联地连接的同时检测在每个单元模块的对应区域处的电压。
外输入和输出端子以及电压检测端子的突出高度并不特别限制。优选地，外输入和输出端子以及电压检测端子平行于电极端子连接构件的前部而弯曲，因此，当在电池单元堆叠的同时多个电池单元彼此电连接时，通过用于将印刷电路板附接到电池单元前部的过程，就同时完成所有电池单元之间的电连接，其中连接构件位于电池单元前部处。
在一优选实施方案中，外输入和输出端子设置有结合孔，通过该结合孔，更容易地执行外部电路到外输入和输出端子的连接。例如，当外部电路为导线或线缆时，导线或线缆的端部插过结合孔，然后对导线或线缆的插入部分执行钎焊或焊接。替换性地，可将螺钉插过结合孔，从而使螺钉机械结合到导线或线缆的端部。
根据本发明的电极端子连接构件的材料并不特别限制，只要电极端子连接构件由导电材料制成即可。例如，具有预定厚度的镍板可弯曲成预定形式以制造电极端子连接构件。
根据本发明的另一方面，提供一种中型或大型电池模块，其被构建为如下结构，其中，电极端子连接构件结合到电池单元的对应电极端子。
所述中型或大型电池模块被构建为如下结构，其中，多个电池单元以高集成度堆叠。在堆叠型结构中，电池单元可彼此面对，而同时电池单元彼此接触，或者同时电池单元彼此间隔预定距离。在后一种情况中，例如，电池单元可通过附接在电池单元预定区域处的诸如双侧粘合带等的粘合构件彼此结合，以稳定堆叠型结构。替换性地，一个或多个电池单元可安装在卡盒中，并且多个卡盒以堆叠方式彼此连接。当堆叠多个单元模块而每个单元模块具有安装在卡盒中的电池单元时，由单元模块构建的电池模块展现高集成度和结构稳定性。
优选地，每个单元模块的卡盒包括：卡盒主体，其构建为与每个电池单元相对应的矩形结构，从而使电池单元安装到卡盒主体，卡盒主体在其顶部开放；和顶盖，其在电池单元安装到卡盒主体的同时安装到电池单元的开放顶部。卡盒主体在其底部设置有多个通孔，卡盒主体在其每个侧壁的上端部的一侧处设置有结合突起，卡盒主体通过该结合突起结合到另一卡盒主体，而同时卡盒主体在其每个侧壁的下端部的一侧处设置有与结合突起相对应的结合槽，并且卡盒主体在其前部处设置有结合部分，用于安装电极端子连接构件的附加构件(“安装绝缘构件”)以装配方式结合到该结合部分，从而使电极端子连接构件稳定连接到对应电池单元的对应的电极端子。
板形电池单元为如下二次电池，其具有相对小的厚度、相对大的宽度、以及相对大的长度，因此，可以在多个电池单元被堆叠而构建电池模块时将电池模块的总体尺寸最小化。在一优选实施方案中，板形电池单元为构建为如下结构的二次电池，其中，电极组件被安装在由包括树脂层和金属层的层压片制成的电池壳中，并且一对电极端子从电池壳一侧突出。具体而言，板形电池单元可构建为如下结构，其中，电极组件安装在由铝层压片制成的袋形电池壳中。构建为上述结构的二次电池可称为袋形电池单元。
构建袋形电池单元的阴极、阳极、分隔板和电解质，在本发明所属的技术领域中是众所周知。例如，锂过渡金属氧化物，例如锂钴氧化物、锰锂氧化物、或镍锂氧化物或复合氧化物，可用作用于阴极的活性材料。
在袋形电池单元的充电和放电期间，从袋形电池单元产生热。因此，卡盒主体优选在其底部设置有多个通孔，这些通孔排布为预定图案，以从电池单元有效放热，从而防止电池单元过热。
另外，通孔可分为数个通孔组，这些组彼此间隔预定距离。至少一个双侧粘合带可附接到卡盒主体上除形成通孔组的卡盒主体的区域之外的其余区域，用于固定卡盒主体和对应的电池单元。当外部冲击施加到卡盒时，电池单元在卡盒中的运动被双侧粘合带所限制，从而防止电池单元内部短路。
在卡盒主体之间的结合可采用多种不同方式执行。优选地，每个卡盒主体在其后壁的上端部处设置有结合凹凸部分，卡盒主体通过该结合凹凸部分结合到另一卡盒主体，以及卡盒主体在其后壁的下端部处设置有与结合凹凸部分相对应的结合槽，从而在不使用附加构件的情况下将卡盒主体彼此结合。替换性地，结合凹凸部分可形成在每个卡盒主体的后壁的下端部，并且结合槽可形成在每个卡盒主体的后壁的上端部处。
通常，通过以高集成度堆叠多个电池单元的方法，制造中型或大型电池模块。在这种情况下，相邻电池单元优选彼此间隔预定距离，从而有效地去除在电池单元的充电和放电期间产生的热。具体而言，具有较低机械强度的一个或多个电池单元安装在卡盒中，并且多个卡盒堆叠以构建电池模块。因此，有必要在堆叠卡盒之间形成冷却剂通道，从而有效去除在堆叠电池单元之间聚集的热。
在一优选实施方案中，可以通过如下结构形成冷却剂通道，在该结构中，卡盒在其每个侧壁的上端部处设置有至少一个突起。因此，当另一卡盒主体堆叠在所述卡盒主体上时形成冷却剂通道。卡盒主体通过所述突起彼此间隔以预定距离，以形成冷却剂沿着其流动的冷却剂通道。
用于卡盒主体和顶盖的材料并不特别限制，只要卡盒主体和顶盖由展现电绝缘性并具有预定机械强度的材料制成。例如，卡盒主体和顶盖可由涂覆以绝缘材料、绝缘聚合物或它的树脂合成物的金属制成，但用于卡盒主体和顶盖的材料并不限于上述材料。
优选地，安装绝缘构件大致构建为矩形平行六面体结构，其具有大致对应于卡盒主体前部的尺寸，安装绝缘构件在其后部设置有槽(“卡盒结合槽”)，每个卡盒主体的前端部插入该槽中，安装绝缘构件在其前部设置有孔(“电极端子通孔”)，每个电池单元的、通过结合槽引入的电极端子经该孔暴露，并且安装绝缘构件在其顶部在电极端子通孔上方设置有结合上端部，其插入到电极端子连接构件中。
安装绝缘构件用于将相邻电池单元的电极端子彼此电绝缘。为此原因，安装绝缘构件由电绝缘材料制成。电绝缘材料的优选实施例可为各种不同的塑性树脂。然而，用于安装绝缘构件的材料并不特别限制，只要安装绝缘构件实现电绝缘即可。
安装绝缘构件可采用各种不同方式结合到电池单元的电极端子和卡盒。在优选实施方案中，电池单元安装在卡盒主体上，电池单元的电极端子向下弯曲，从而使电极端子与在卡盒主体的前端部处形成的结合部分紧密接触，并且卡盒主体的前端部插入到在安装绝缘构件的后部形成的卡盒结合槽中，从而实现安装绝缘构件和电池单元的电极端子以及和卡盒之间的结合。更进一步，当电极端子连接构件结合到安装绝缘构件时，被插入到安装绝缘构件中的电极端子(围绕卡盒主体前端部的电极端子)更紧固地结合到安装绝缘构件。
优选地，安装绝缘构件构建为如下结构，其中，用于在电池单元之间进行电连接的电极端子连接构件容易地安装到安装绝缘构件。例如，安装绝缘构件进一步在其前部设置有定位部分，电极端子连接构件的外输入和输出端子和电压检测端子稳定地位于该定位部分中。另外，安装绝缘构件在其定位部分处设置有结合凹陷部，电极端子连接构件的外输入和输出端子和电压检测端子稳定地位于该定位部分中，电池单元的通过电极端子通孔暴露于外的电极端子可插入电极端子连接构件的弯曲结合部分的后槽中。
因此，安装绝缘构件的结合上端部和通过安装绝缘构件插入的电极端子紧密结合到电极端子连接构件的弯曲结合部分，从而稳定实现电极端子连接构件到安装绝缘构件的结合。
例如，可以通过将电池单元安装在卡盒主体上、堆叠多个卡盒主体、并将顶盖结合到最上方的卡盒主体，来制造使用上述卡盒的中型或大型电池模块。
根据本发明的进一步方面，提供了一种高输出大容量的电池模块组件，其包括多个中型或大型电池模块。中型或大型电池模块的数量可根据所希望的容量和输出来改变。
考虑到安装效率和结构稳定性，根据本发明的中型或大型电池模块以及电池模块组件优选用作电动车辆和混合型电动车辆的电源，所述电动车辆和混合型电动车辆具有受限的安装空间并被暴露于频繁振动和强烈冲击。
附图说明
本发明的上述和其他目标、特征和其他优点将从下文结合附图而做的详细说明中得到更为清晰的理解，其中：
图1-3为图示了根据本发明优选实施方案的多种电极端子连接构件的典型视图；
图4为图示一种安装绝缘构件的典型视图，在构建电池模块期间，图1-3的电极端子连接构件安装到该安装绝缘构件；
图5和6为分别图示了构建单元模块的卡盒主体和顶盖的立体图，在该单元模块中，使用图1-3的电极端子连接构件和图4的安装绝缘构件；
图7和8为图示用于将电池单元安装到图5的卡盒主体的过程的典型视图；
图9-15为图示如下两种结构的典型视图，其中，第一种结构为，电池单元的电极端子安装到根据本发明的卡盒主体，第二种结构为，电极端子连接构件结合到根据本发明的安装绝缘构件；
图16为图示电极端子连接构件向根据本发明的安装绝缘构件的结合的截面图；
图17为图示不包括卡盒主体和电池单元的彼此结合的电极端子连接构件和安装绝缘构件的后视立体图；
图18是图示中型或大型电池模块的结构的典型视图，该中型或大型电池模块包括一些使用根据本发明优选实施方案的电极端子连接构件而彼此串联连接的电池单元；
图19为图示使用图18的中型或大型电池模块制造的、根据一优选实施方案的大型电池模块组件的结构的典型视图；
图20为图示中型或大型电池模块的结构的典型视图，其中该中型或大型电池模块包括一些使用根据本发明优选实施方案的电极端子连接构件而彼此并联连接的电池单元；
图21为使用图20的中型或大型电池模块制造的、根据一优选实施方案的大型电池模块组件的结构的典型视图；
图22-25为图示根据本发明另一优选实施方案的中型或大型电池模块的结构以及使用该中型或大型电池模块制造的电池模块组件的结构的典型视图；和
图26为图示根据本发明的进一步优选实施方案的中型或大型电池模块中的电极端子连接构件的电压检测端子的连接的典型视图。
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，应该注意到，本发明的范围不限于所说明的实施方案。
图1-3为图示根据本发明优选实施方案的多种电极端子连接构件的典型视图，图4为图示安装绝缘构件的典型视图，在电池模块构建期间电极端子连接构件安装到该安装绝缘构件。
为易于理解，图1所示的电极端子连接构件100a称为“A型连接构件”，图2所示的电极端子连接构件100b称为“B型连接构件”，以及图3所示的电极端子连接构件100c称为“C型连接构件”。
参照这些附图，电极端子连接构件100a包括：弯曲结合部分120a，其被弯曲以在电极端子连接构件100a后部处形成槽140a，从而使电池单元(未示出)的电极端子(例如，阴极端子)插入到槽140a中；外输入和输出端子110a，其在弯曲的同时朝向电极端子连接构件100a的前部突出；和电压检测端子130a，其在弯曲的同时朝向电极端子连接构件100a前部突出。电极端子连接构件100b包括：弯曲结合部分120b，其被弯曲以在电极端子连接构件100b后部处形成槽140b，从而使电池单元(未示出)的电极端子(例如，阴极端子)插入到槽140b中；外输入和输出端子110b，其在弯曲的同时朝向电极端子连接构件100b前部突出；和电压检测端子130b，其在弯曲的同时朝向电极端子连接构件100b前部突出。电极端子连接构件100c包括：弯曲结合部分120c，其被弯曲以在电极端子连接构件100c后部处形成槽140c，从而使电池单元(未示出)的电极端子(例如，阴极端子)插入到槽140c中；外输入和输出端子100c，其在弯曲的同时朝向电极端子连接构件100c前部突出；和电压检测端子130c，其在弯曲的同时朝向电极端子连接构件100c前部突出。
外输入和输出端子110a和电压检测端子130a平行于电极端子连接构件100a前部而弯曲。外输入和输出端子110b和电压检测端子130b平行于电极端子连接构件100b前部而弯曲。外输入和输出端子110c和电压检测端子130c平行于电极端子连接构件100c前部而弯曲。
与待电连接的电池单元的数量相对应地形成弯曲结合部分120a、120b和120c以及外输入和输出端子110a、110b和110c。例如，如图2所示的电极端子连接构件110b包括两个弯曲结合部分120b和121b以及两个外输入和输出端子110b和111b，通过这些弯曲结合部分和外输入和输出端端子，两个电池单元的电极端子彼此并联或串联地连接。另外，弯曲结合部分120b和121b被成形为，在弯曲结合部分120b和121b之间的高度差大致等于电池单元的厚度。外输入和输出端子110b和111b位于电极端子连接构件100b的相对的端部处。电压检测端子130b大致位于电极端子连接构件100b的中部处。
外输入和输出端子110a、110b和110c各自设置有结合孔150a、150b和150c，通过这些结合孔就易于实现使用导线来确保电连接。
参照图4，安装绝缘构件200大致构建为矩形平行六面体结构。在安装绝缘构件200后部处形成卡盒结合槽210，卡盒主体(未示出)的前端插入该卡盒结合槽210中。在安装绝缘构件200的前部处形成一对电极端子通孔220，通过该对电极端子通孔220暴露出电池单元的、通过结合槽210引入的电极端子。
在安装绝缘构件200的顶部处，在电极端子通孔220上方形成结合上端部230，其被插入到电极端子连接构件100a、100b、100c的弯曲结合部分120a、120b、120c的后槽140a、140b、140c(见图1-3)中。
在安装绝缘构件200前部还形成定位部分240，在该定位部分中稳定地定位有电极端子连接构件100a、100b、100c的外输入和输出端子110a、110b、110c和电压检测端子130a、130b、130c(见图1-3)。另外，在电极端子连接构件100a、100b、100c安装到安装绝缘构件200的同时，结合凹陷部250形成在与外输入和输出端子110a、110b、110c的结合孔150a、150b、150c相对应的位置处。
图5和6为分别图示了构建单元模块的卡盒主体和顶盖的立体图，在该单元模块中，使用图1-3的电极端子连接构件和图4的安装绝缘构件，并且图7和8为图示用于将电池单元安装到图5的卡盒主体的过程的典型视图。
参照这些附图，卡盒主体300构建为与板形电池单元400(下文中将简称为“电池单元”)相对应的矩形结构，从而使电池单元400安装到卡盒主体300。卡盒主体300在其顶部处开口。此外，卡盒主体300在其底部310处设置有多个通孔320，它们被排布为预定图案，用于有效放热并因此防止电池单元400过热。通孔320分为数个通孔组322，这些通孔组以与每个粘合带450相对应的距离彼此相隔开，每个粘合带450将附接到卡盒主体300的底部310。顶盖390也设置有多个通孔320，这些通孔被排布为预定图案，以将通孔320分为数个通孔组322。
卡盒主体300在其每个侧壁330的上端部的一侧处设置有结合突起340，通过该结合突起，卡盒主体300连接到另一卡盒主体(未示出)。卡盒主体300在其每个侧壁330的下端部的一侧处设置有与结合突起340相对应的结合槽342。此外，卡盒主体300在其前部350处设置有结合部分352，安装绝缘构件200以装配方式结合到该结合部分352。
卡盒主体300在其相对的侧壁330的上端部处设置有多个突起360，当另一卡盒主体(未示出)堆叠在卡盒主体300上时，所述多个凸起360形成冷却剂通道。卡盒主体通过突起360彼此间隔以预定距离，以形成使冷却剂沿着其流动的冷却剂通道。
另外，卡盒主体300在其后壁370的上端部处设置有结合槽380，卡盒主体300通过该结合槽380结合到另一卡盒主体。卡盒主体300在其后壁370的下端部处设置有与结合槽380相对应的结合凹凸部分382。
粘合带450可根据粘合带450是附接到电池单元400的顶部还是底部而有所不同。例如，当每个粘合带450附接到电池单元400的顶部时，粘合带450可为弹性单侧粘合带，其具有预定厚度并仅在每个粘合带450的一侧展现出粘合特性。另一方面，当每个粘合带450附接到电池单元400底部时，粘合带450可为双侧粘合带，其仅在每个粘合带450的两侧展现粘合特性。当一个卡盒堆叠在另一个卡盒上时，在这两个卡盒之间限定的空间填充有单侧粘合带，同时单侧粘合带被弹性压迫到电池单元，从而使电池单元稳定安装在相应卡盒中。单侧粘合带可为具有预定厚度并展现弹性的粘合带，例如海绵。替换性地，单侧粘合带可以不附接到电池单元的顶部，而可以在另一卡盒主体施加于电池单元顶部时与电池单元的顶部接触。
下文中，将参照图1-8描述用于组装单元模块的过程。首先，粘合带450附接到卡盒主体300上除形成通孔组322的卡盒主体300的区域之外的其余区域，以及电池单元400安装到卡盒主体300。接着，电池单元400的电极端子410和420向下弯曲，并与形成在卡盒主体300前部处的结合部分352紧密接触，从而使电池单元400的弯曲电极端子410和420围绕该结合部分352。接着，安装绝缘构件200组装到结合部分352，电池单元400的电极端子410和420与该结合部分352紧密接触。最后，电极端子连接构件100a、100b和100c结合到安装绝缘构件200，粘合带450附接到电池单元400的顶部，顶盖390安装到电池单元400的顶部。由此就制造出单元模块。
然而可以根据情况改变单元模块装配过程。
图9-16中更为清晰地示出其中电池单元的电极端子安装到卡盒主体的结构，以及在电极端子连接构件和安装绝缘构件之间的结合结构。
首先参照图9和10，电池单元400安装到卡盒主体300。接着，电池单元400的电极端子410和420被弯曲，并与形成在卡盒主体300前部的结合部分352紧密接触，从而使电池单元400的弯曲电极端子410和420围绕该结合部分352。接着，电池单元400的、机械性质可能较弱的电极端子410和420被卡盒主体300的结合部分352支撑，从而极大地提高了结合的结构稳定性。
在电池单元安装在相应卡盒主体中的同时，两个卡盒主体被堆叠，如上所述，安装绝缘构件结合到每个上述卡盒主体。结果，堆叠的卡盒主体的前部结构如图11所示进行构建。具体而言，下卡盒主体300的阴极端子411和阳极端子421以及上卡盒主体301的阴极端子412和阳极端子421彼此电隔离，同时通过相应的安装绝缘构件200和201暴露于外。
如图12所示，B型连接构件结合到安装绝缘构件，从而使这些电极端子彼此串联连接。
参照图12，B型连接构件100b的弯曲结合部分120b和121b被成形为，在弯曲结合部分120b和121b之间的高度差大致等于每个电池单元的厚度，外输入和输出端子110b和111b位于电极端子连接构件100b的相对的端部处，并且电压检测端子130b大致位于电极端子连接构件100b的中间处，如前文所述。
安装绝缘构件200的结合上端部230插入到电极端子连接构件100b的相应弯曲结合部分120b和121b的后槽140b和141b中，结果使得电极端子连接构件100b结合到安装绝缘构件。在电极端子连接构件100b和安装绝缘构件之间的结合期间，电极端子连接构件100b连接到电池单元的电极端子411和422，电极端子411和422通过安装绝缘构件200的通孔220暴露。
图13-15中示出电极端子连接构件100b到安装绝缘构件200的结合。图16和图17中更详细示出在电极端子连接构件100b和安装绝缘构件200之间的结合，其中图16为图示电极端子连接构件到安装绝缘构件的结合的截面图。为了使易于理解，图17中以后视立体图图示了不包括卡盒主体和电池单元的、彼此结合的电极端子连接构件和安装绝缘构件。
参照图16和17，电池单元400的电极端子411被弯曲以围绕形成于卡盒主体300前部的结合部分352。电池单元400的弯曲电极端子411通过安装绝缘构件200的对应通孔220暴露。更具体地，电池单元400的弯曲电极端子411与安装绝缘构件200的结合上端部230的下表面紧密接触。
因此，当电极端子连接构件100b结合到安装绝缘构件200时，安装绝缘构件200的结合上端部230和卡盒主体300的结合部分352插入到电极端子连接构件100b的后槽中，结果使得与安装绝缘构件200的结合上端部230紧密接触的电极端子411与电极端子连接构件100b接触。
根据情况，电极端子连接构件100b可结合到安装绝缘构件200，同时电池单元400的电极端子411被向上弯曲以围绕安装绝缘构件200的结合上端部230，并与安装绝缘构件200的结合上端部230紧密接触。
参照图13-15，电极端子连接构件100b将安装在第一卡盒主体300中的电池单元的阴极端子411与安装在第二卡盒主体301中的电池单元的阳极端子422彼此电连接。采用同样的方式，安装在第一卡盒主体300中的电池单元的阳极端子412可连接到堆叠在第一卡盒主体300下方的另一卡盒主体(未示出)的阴极端子，并且安装在第二卡盒主体301中的电池单元的阴极端子421可连接到堆叠在第二卡盒主体301上方的另一卡盒主体(未示出)的阳极端子。
图18是图示中型或大型电池模块的结构的典型视图，该中型或大型电池模块包括一些使用根据本发明优选实施方案的电极端子连接构件而彼此串联连接的电池单元。
参照图18，中型或大型电池模块500包括总计八个电池单元，在每个电池单元安装在卡盒模块300中的同时，安装绝缘构件200结合到每个电池单元。具体而言，中型或大型电池模块500构建为如下结构，其中，A型连接构件100a结合到位于电池模块500左上端部的阴极端子，C型连接构件100c结合到位于电池模块500右下端部的阳极端子，B型连接构件100b结合到其余的电极端子，从而使所述八个电池单元彼此串联连接(8S)。
图19为图示使用图18的中型或大型电池模块制造的、根据一优选实施方案的大型电池模块组件的结构的典型视图。
参照图19，大型电池模块组件600构建为如下结构，其中，总计三个的中型或大型电池模块501、502和503——图18示出其中一个——通过诸如电缆等的电连接构件610彼此串联连接。因此，大型电池模块组件600具有的输出电压比单个的中型或大型电池模块——即，中型或大型电池模块501——的输出电压大两倍。
图20为图示中型或大型电池模块的结构的典型视图，其中该中型或大型电池模块包括一些使用根据本发明优选实施方案的电极端子连接构件而彼此并联连接的电池单元。
参照图20，中型或大型电池模块700包括总计八个电池单元，在每个电池单元安装在卡盒模块300中的同时，安装绝缘构件200结合到每个电池单元。具体而言，中型或大型电池模块700构建为如下结构，其中，A型连接构件100a结合到位于电池模块700左侧的七个阴极端子，C型连接构件100c结合到位于电池模块700右侧的七个阳极端子，以及同样的电极端子通过诸如电缆的连接构件彼此并联连接(8P)。
图21是图示使用图20的中型或大型电池模块制造的、根据一优选实施方案的大型电池模块组件的结构的典型视图。
参照图21，大型电池模块组件800构建为如下结构，其中，总计三个的中型或大型电池模块701、702和703——图21中示出其中一个——彼此并联连接以提供大容量(24P)。
图22-25是图示根据本发明另一优选实施方案的中型或大型电池模块的结构以及使用该中型或大型电池模块制造的电池模块组件的结构的典型视图。
首先参照图22，电池模块900构建为如下结构，其中，每两个电池单元通过电极端子连接构件彼此并联连接，并且四个电池单元组——每组均具有两个彼此并联连接的电池单元——彼此串联连接，即，4串联2并联结构(4S2P)。
参照图23，电池模块组件1000构建为如下结构，其中，电池模块701、702和703彼此串联连接(3S)，并且每个电池模块的电池单元彼此并联连接(8P)。
参照图24，电池模块组件1100构建为如下结构，其中，每个电池模块的每四个电池单元通过电连接构件彼此并联连接(4P)，并且电池模块彼此串联连接(6S)。
参照图25，电池模块组件1200构建为如下结构，其中，电池模块彼此并联连接(3P)，并且每个电池模块的电池单元彼此串联连接(8S)。
图26是根据本发明的进一步优选实施方案的中型或大型电池模块中的电极端子连接构件的电压检测端子的连接的典型视图。
参照图26，多个卡盒主体301、302......被堆叠，并且电极端子连接构件的与卡盒主体301、302......的前部结合的电压检测端子突出预定长度。
因此，当其中印刷有多个连接电路1310的印刷电路板(PCB)1300应用于堆叠的卡盒主体301、302......时，电极端子连接构件100n的电压检测端子130n与PCB 1300接触，从而立即实现电极端子连接构件100n的电压检测端子130n之间的连接。
PCB 1300的其中一条连接电路1310，例如连接电路1312，连接到一安装在第一卡盒主体301中的电极端子连接构件101，并且基于在该连接处的电压测出相应电池单元的电压。
如上文所述，基于所希望的输出和容量，构建电池模块组件的电池单元或电池模块通过根据本发明的电极端子连接构件和安装绝缘构件彼此串联和/或并联地电连接。另外，电池单元或电池模块被电连接到一个用于控制所有电池模块的控制器件和一个用于控制过充电和过放电的场效应晶体管(FET)器件。另外，各种部件通过诸如汇流条、导线或缆线等的电连接构件电连接到电池模块，用于执行必要操作。
虽然出于示意性目的已经公开了本发明的优选实施方案，但是本领域技术人员将认知到，在不偏离如所附权利要求书所公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。
工业应用
从上述说明可知，根据本发明的用于二次电池模块的电极端子连接构件和安装绝缘构件能够通过简单的装配方法稳定连接电池单元的电极端子，并使用诸如卡盒等的安装构件紧固地堆叠电池单元，从而构建电池模块。
另外，电池单元基于所希望的输出和容量彼此串联和/或并联连接，从而提高生产率和产品质量。因此，使用根据本发明的电极端子连接构件和安装绝缘构件组装的中型或大型电池模块或大型电池模块组件，优选用作电动自行车、电动摩托车、电动车辆或混合型电动车辆的电源。

Claims (16)

1.一种用于对构建电池模块的板形二次电池单元进行电互连的电极端子连接构件，其中，所述电极端子连接构件包括：
弯曲结合部分，其被弯曲以在电极端子连接构件后部形成槽，从而使每个板形二次电池单元的板形电极端子插入所述槽中，
外输入和输出端子，其在弯曲的同时朝向电极端子连接构件的前部突出，和
电压检测端子，其在弯曲的同时朝向电极端子连接构件的前部突出。
2.根据权利要求1所述的电极端子连接构件，其中弯曲结合部分以及外输入和输出端子的数量对应于板形二次电池单元的数量，从而使至少两个板形二次电池单元彼此电连接。
3.根据权利要求2所述的电极端子连接构件，其中弯曲结合部分被成形为使得所述弯曲结合部分具有不同高度。
4.根据权利要求3所述的电极端子连接构件，其中两个弯曲结合部分被成形为，在弯曲结合部分之间的高度差等于每个板形二次电池单元的厚度，外输入和输出端子位于电极端子连接构件的相对的端部处，电压检测端子位于电极端子连接构件的中部。
5.根据权利要求1所述的电极端子连接构件，其中外输入和输出端子和电压检测端子平行于电极端子连接构件的前部而弯曲。
6.根据权利要求1所述的电极端子连接构件，其中外输入和输出端子设置有结合孔。
7.一种电池模块，其被构建为如下结构，其中，根据权利要求1-6中任一项所述的电极端子连接构件结合到板形二次电池单元的对应电极端子。
8.根据权利要求7所述的电池模块，其中电池模块通过堆叠多个单元模块形成，每个单元模块具有安装在卡盒中的板形二次电池单元。
9.根据权利要求8所述的电池模块，其中所述卡盒包括：
卡盒主体，其构建为与每个板形二次电池单元相对应的矩形结构，从而使板形二次电池单元安装到卡盒主体，卡盒主体在其顶部开放；和顶盖，其在板形二次电池单元安装到卡盒主体的同时安装到板形二次电池单元的开放顶部，并且其中
卡盒主体在其底部处设置有多个通孔，
卡盒主体在其每个侧壁的上端部的一侧处设置有结合突起，通过该结合突起，所述卡盒主体结合到另一卡盒主体，同时所述卡盒主体在其每个侧壁的下端部的一侧处设置有与结合突起相对应的结合槽，并且
所述卡盒主体在其前部处设置有结合部分，用于安装电极端子连接构件的附加安装绝缘构件以装配方式结合到该结合部分，从而使电极端子连接构件稳定连接到对应板形二次电池单元的对应电极端子。
10.根据权利要求9所述的电池模块，其中每个板形二次电池单元是袋形电池单元，其被构建为其中电极组件被安装在由包括树脂层和金属层的层压片制成的电池壳中的结构。
11.根据权利要求10所述的电池模块，其中
安装绝缘构件构建为矩形平行六面体结构，其尺寸对应于卡盒主体的前部，
安装绝缘构件在其后部设置有卡盒结合槽，每个卡盒主体的前端部插入该卡盒结合槽，
安装绝缘构件在其前部设置有一对电极端子通孔，每个板形二次电池单元的、通过结合槽引入的电极端子经所述的一对电极端子通孔暴露，并且
安装绝缘构件在其顶部在电极端子通孔上方设置有结合上端部，其插入到电极端子连接构件的弯曲结合部分的后槽中。
12.根据权利要求11所述的电池模块，其中安装绝缘构件在其前部设置有定位部分，电极端子连接构件的外输入和输出端子以及电压检测端子稳定地位于该定位部分中。
13.根据权利要求12所述的电池模块，其中安装绝缘构件在其定位部分处设置有结合凹陷部，电极端子连接构件的外输入和输出端子以及电压检测端子稳定地位于该定位部分中。
14.根据权利要求11所述的电池模块，其中每个板形二次电池单元的通过电极端子通孔暴露于外的电极端子，向上弯曲并与安装绝缘构件的结合上端部紧密接触，以围绕安装绝缘构件的结合上端部，并且安装绝缘构件的结合上端部插入到电极端子连接构件的弯曲结合部分的后槽中。
15.根据权利要求9所述的电池模块，其中板形二次电池单元安装到每个单元模块的卡盒主体，卡盒主体被堆叠，并且顶盖结合到最上方的卡盒主体。
16.一种包括多个根据权利要求9所述的电池模块的高输出大容量电池模块组件。
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