实施例的特征是提供通过竖直和/或水平地堆叠电池模块而形成的电池组,每个电池模块通过堆叠多个单元单电池而形成,其中所述电池模块的偏斜可被减小。
至少一个上述和其它特征和优点可通过提供一种电池组而实现,所述电池组包括:第一电池模块,所述第一电池模块包括沿第一方向并排设置的第一单元单电池;与所述第一电池模块相邻的第二电池模块,所述第二电池模块包括沿所述第一方向并排设置的第二单元单电池;和位于所述第一单元单电池和所述第二单元单电池之间的空间中的至少一个支撑块,所述至少一个支撑块接触所述第一电池模块和所述第二电池模块。
所述第一电池模块和所述第二电池模块可沿水平的方向延伸,所述至少一个支撑块可坐落在所述第二单元单电池上并支撑所述第一单元单电池。
所述第一电池模块和所述第二电池模块可沿第二方向被分开,所述第二方向垂直于所述第一方向。
所述至少一个支撑块可被设置为将所述第一电池模块的重量均匀分布到所述第二电池模块上。
所述至少一个支撑块可接触所述第一单元单电池和所述第二单元单电池。
所述第二单元单电池可被设置为使得相邻的两个第二单元单电池的侧面彼此贴近,且所述至少一个支撑块中的一个坐落在所述相邻的两个第二单元单电池上。
所述至少一个支撑块可包括弹性构件,该弹性构件沿垂直于所述第一方向的方向能够弹性变形。
所述弹性构件可为橡胶构件。
所述至少一个支撑块可在所述电池组中被压缩,所述至少一个支撑块在未被压缩时具有比所述空间的高度大的高度。
所述至少一个支撑块可被固定到所述第二电池模块上。
所述电池组可进一步包括将所述至少一个支撑块固定到所述第二电池模块的粘合构件。
所述电池组可进一步包括至少一个额外的电池模块,所述至少一个额外的电池模块与所述第一电池模块和所述第二电池模块结合成竖直堆,并且额外的至少一个支撑块被布置在所述竖直堆中的所述至少一个额外的电池模块与所述第一电池模块和所述第二电池模块中的一个之间。
所述第一电池模块可包括布置在所述第一电池模块的各自端部的第一电池模块端板,所述第二电池模块可包括在所述第二电池模块的各自端部的第二电池模块端板,且所述第一电池模块端板和所述第二电池模块端板可支撑所述第一单元单电池,使得所述空间位于所述第一单元单电池和所述第二单元单电池之间。
所述电池组可进一步包括沿所述第一方向延伸的侧框架,所述侧框架被联接到所述第二电池模块端板,并从所述第二单元单电池的侧表面支撑所述第二单元单电池。
所述电池组可进一步包括沿所述第一方向延伸的上框架,所述上框架被联接到所述第二电池模块端板,并支撑所述第二单元单电池的与所述第一电池模块相反的表面。
至少一个上述和其它特征和优点还可通过提供一种车辆而被实现,所述车辆包括:电源,所述电源向所述车辆提供动力;和配置为向所述电源提供电力的电池组,所述电池组包括:第一电池模块,所述第一电池模块包括沿第一方向并排设置的第一单元单电池;与所述第一电池模块相邻的第二电池模块,所述第二电池模块包括沿所述第一方向并排设置的第二单元单电池;和位于所述第一单元单电池和所述第二单元单电池之间的空间中的至少一个支撑块,所述至少一个支撑块接触所述第一电池模块和所述第二电池模块。
至少一个上述和其它特征和优点还可通过提供一种加强电池组的方法而被实现,所述方法包括:将第一电池模块和第二电池模块固定成竖直堆,所述第一电池模块和所述第二电池模块具有沿竖直方向被固定到一起的各自的端板,以限定位于所述第一电池模块和所述第二电池模块之间的空间;和在所述空间中提供至少一个支撑块,所述至少一个支撑块坐落在所述第二电池模块的单元单电池上并支撑所述第一电池模块。
至少一个上述和其它特征和优点还可通过提供一种形成电池组的方法而被实现,所述方法包括:提供第一电池模块,所述第一电池模块包括沿第一方向并排设置的第一单元单电池;设置与所述第一电池模块相邻的第二电池模块,所述第二电池模块包括沿所述第一方向并排设置的第二单元单电池;和在所述第一单元单电池和所述第二单元单电池之间的所述空间中提供至少一个支撑块,所述至少一个支撑块接触所述第一电池模块和所述第二电池模块。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图更为全面地描述各示例性实施例;然而,这些实施例可实现为不同的形式,而不应被解释为限制于这里提出的各实施例。相反,这些实施例被提供为使本公开内容更为充分和完整,并将向本领域技术人员全面传达本发明的范围。
在附图中,为了清楚描绘,层和区域的尺寸可能被放大。还应当理解的是,当层或元件被提及为在另一层或基底“上”时,该层或元件可以直接在该另一层或基底上,或者也可以存在中间层。进一步,应当理解,当层被提及为在另一层“下”时,该层可以直接在下方,也可以存在一个或多个中间层。另外,还应该理解的是,当层被提及为在两层“之间”时,该层可以是这两层之间的唯一层,或者也可存在一个或多个中间层。相似的附图标记始终指代相似的元件。
根据一实施例的电池组10可通过竖直地和/或水平地堆叠一个或多个电池模块100而被形成。此外,每个电池模块100可通过竖直地和/或水平地堆叠一个或多个单元单电池110而被形成。
在此情况下,如图4和图5所示,电池组10可通过竖直地堆叠多个电池模块100a和100b而被形成。电池模块100a和100b包括被竖直地堆叠在一起的上电池模块100a和下电池模块100b。
当电池模块100a和100b被竖直地堆叠时,上电池模块100a可由于多个单元单电池110的重量而偏斜。此外,电池模块100可由于上电池模块100a的偏斜而发生振动。然而,在根据一实施例的电池组10中,一个或多个支撑块200可形成在被竖直堆叠的电池模块100a和100b之间。在此情况下,支撑块200可通过支撑电池模块100的将要偏斜的部分来减小电池模块100的偏斜和振动。
图1描绘出根据一实施例的电池模块100的透视图,其中多个单元单电池被竖直地堆叠在该电池模块100中。图2描绘出图1描绘的电池模块100的分解透视图。电池组可通过竖直地和/或水平地堆叠多个电池模块100而被形成。
参见图1和图2,电池模块100可包括多个单元单电池110、上框架120、下框架130、侧框架140和端板150。
单元单电池110可沿第一方向被堆叠,以形成电池模块100。上框架120可布置在沿第一方向堆叠的单元单电池110上,以从单元单电池110的上表面沿第二方向支撑单元单电池110。下框架130可布置在沿第一方向堆叠的单元单电池110下面,以从单元单电池110的下表面支撑单元单电池110。
侧框架140可布置在沿第一方向堆叠的单元单电池110的侧面处,以从单元单电池110的侧表面支撑单元单电池110。一对端板150可布置在沿第一方向堆叠的单元单电池110的端部,以从单元单电池110的端部支撑单元单电池110。
这里,第一方向可为X方向,第二方向可为Z方向。在此情况下,如果电池模块100被水平地设置,X方向可为水平方向,Z方向可为竖直方向。然而,各实施例不限于此,且X和Z方向可根据电池模块100的设置方向而不同。
图3描绘出根据一实施例的包括在图1描绘的电池模块100中的单元单电池110的透视图。多个单元单电池110可沿水平方向堆叠,以形成电池模块100。单元单电池110可大致形成为如图3所描绘的角形。然而,各实施例不限于此,且单元单电池110可具有不同的形状,例如圆柱形或袋形。
参见图1、图2和图3,一般的二次电池可用作单元单电池110。二次电池可包括电极组件和电解液。电极组件可包括正极板、负极板和隔板。电解液可包括锂离子。电极组件的正极板和负极板可向外突出,以被电连接到集流体。
电极组件可容纳在壳体111中,电极端子112可暴露在壳体111外部。电连接到正极板或负极板的相应的集流体可被电连接到电极端子112。壳体111可为圆柱形或角形。单元单电池110可包括在一个壳体111中的多个电极组件。
单元单电池110可水平地堆叠以形成电池模块100。在电池模块100中,相邻的单元单电池110的电极端子112可彼此电连接。在此情况下,相邻的单元单电池110的电极端子112可通过使用例如汇流条116彼此电连接。
相邻的单元单电池110可被布置为极性彼此相反。单元单电池110可并联地、串联地、或并联且串联地被连接。这样,单元单电池110可顺序地彼此连接,以形成一个电池模块100。单元单电池110的连接方法和数量可考虑在设计单元单电池110时所需的再充电或放电能力而被确定。
盖板113可与壳体111的开口部分结合以封闭壳体111。盖板113可为薄板。用于将电解液注入壳体111的电解液入口可形成在盖板113中。电解液入口可在电解液被注入后用密封塞114密封。
其中形成有槽的通气构件115可形成在盖板113上,从而当达到设定的内部压力时,通气构件115可破裂。如果上框架120布置在水平堆叠的单元单电池110上,上框架120的排气出口121可布置在通气构件115上。
图3所描绘的单元单电池110可为锂离子二次电池。然而,各实施例不限于此,并且,除了锂离子二次电池之外,诸如镍铬二次电池、镍氢二次电池和锂电池等各种电池可被用作单元单电池110。
在包含锂的单元单电池110中,电极组件在再充电或放电发生时可膨胀或收缩。在此情况下,电极组件的膨胀和收缩可向壳体111施加物理力。因此,壳体111可与电极组件的膨胀和收缩对应地物理地膨胀和收缩。
壳体111可由于反复的膨胀和收缩而变形。体积的膨胀可增加电阻,从而降低单元单电池110的效率。在这点上,一对端板150可布置在被水平和/或竖直地设置且彼此电连接的单元单电池110的两个端部。例如,上框架120、下框架130和侧框架140可分别被支撑在端板150的上表面、下表面和侧表面上,并且可压缩地固定单元单电池110,以减小或消除由于单元单电池110的膨胀而造成的水平膨胀。
端板150可布置在电池模块100的两个端部。一对端板150可分别接触布置在电池模块100的两个端部的单元单电池110的外表面,以支撑堆叠的单元单电池110。
端板150可包括基板151、法兰152、153和154。基板151可具有足够覆盖单元单电池110的外表面的尺寸。虽然在图1和图2中基板151具有近似正方形的形状,但基板151的形状不限于此。法兰152、153和154可从基板151弯曲远离单元单电池110。
法兰152、153和154可包括上法兰152、下法兰153和侧法兰154。上法兰152可与上框架120结合。下法兰153可与下框架130结合。侧法兰154可与侧框架140相应地结合。
多个电池模块100可竖直地和/或水平地堆叠以形成电池组。在此情况下,相邻电池模块100的端板150可相互结合以彼此支撑。
例如,第一个电池模块100的上法兰152可与第二个电池模块100的下法兰153结合。进一步,第一个电池模块100的下法兰153可与第三个电池模块100的上法兰152结合。在另一实施方式中,第一个电池模块100的侧法兰154可与并排布置的第四个电池模块100的侧法兰154结合。
上法兰152、下法兰153和侧法兰154可分别与上框架120、下框架130和侧框架140结合,例如通过使用螺钉和螺母将它们拧紧到一起。然而,各实施例不限于此,上法兰152、下法兰153和侧法兰154可通过使用各种方法,例如焊接方法、铆接等,分别与上框架120、下框架130和侧框架140结合。
上框架120可布置在水平堆叠的单元单电池110上,并可与端板150的上法兰152结合。在此情况下,排气出口121可形成在上框架120中与单元单电池110的通气构件115对应。
上框架120可具有上框架弯曲部分122,上框架弯曲部分122可从上框架120的纵向边缘弯曲。密封构件123可形成在上框架弯曲部分122的内侧上。密封构件123可例如由诸如橡胶等弹性材料形成。上框架120可与上电池模块100a的下框架130结合,而密封构件123介于上框架120和下框架130之间,以形成用于排放被密封的气体的气体通道。
密封圈117可形成在上框架120和通气构件115之间,使得从通气构件115喷射的气体通过上框架120的排气出口121流出,而不影响相邻的单元单电池110。例如,O型圈可用作密封圈117。在此情况下,上框架120将要被布置在其中的槽152a可形成在端板150的上边缘的中间。因此,上框架120的排气出口121可接触单元单电池110。
此外,在单元单电池110与上框架120之间的密封圈117可具有足够的厚度。因此,当上框架120与端板150结合时,上框架120可在单元单电池110上产生压力,以压缩布置在它们之间的密封圈117,并且因此,上框架120可接触单元单电池110。
下框架130可布置在单元单电池110下面以支撑单元单电池110的重量,且可连接到端板150的下法兰153。为了支撑单元单电池110的重量,下框架130可包括弯曲远离单元单电池110的下框架弯曲部分132。弯曲形状可使下框架130更加刚硬。
下框架弯曲部分132可向下打开。此外,下框架弯曲部分132可与下电池模块100b的上框架120结合,以形成气体通道。
通过结合上电池模块100a的下框架130和下电池模块100b的上框架120形成的气体通道可起到用于排放产生的气体的除气管道的作用。上电池模块100a的下框架130和下电池模块100b的上框架120可在密封状态下除气,或可甚至在不完全密封状态下引导除气。产生在单元单电池110中的气体可伴随有爆炸或与爆炸对应的快速化学反应,因此气体的量在短时间内爆炸性地增加。因此,如果除气管道形成在电池组中,气体可被容易地排放。
侧框架140可布置在单元单电池110的侧部,以从单元单电池110的侧表面支撑单元单电池110。侧框架140可以以均匀的宽度从一对端板150中的一个延伸到一对端板150中的另一个。
一个或多个通孔141可形成在每个侧框架140中,以减小侧框架140的重量。此外,侧框架140可包括弯曲远离单元单电池110的侧框架弯曲部分142。侧框架弯曲部分142可增加侧框架140抵抗弯曲的强度和刚度。
一个或多个支撑块200可形成在例如可竖直地堆叠的电池模块100之间。在此情况下,支撑块200可通过支撑电池模块100的将要偏斜的部分来减小电池模块100的偏斜和振动。
图4描绘出根据一实施例的竖直堆叠的电池模块100a和100b的透视图,支撑块200布置在所述电池模块100a和100b之间。图5描绘出当所述电池模块100被分开时图4所描绘的电池模块100a和100b的透视图。
参见图4和图5,电池组10可通过竖直堆叠多个电池模块而被形成。多个电池模块可包括竖直堆叠在一起的上电池模块100a和下电池模块100b。
在具有电池模块100a和100b的电池组10中,支撑块200可接触下电池模块100b的单元单电池110的上表面和上电池模块100a的单元单电池110的下表面。
在一实施方式中,双面带可粘贴到支撑块200的上表面和下表面,使得支撑块200可被粘附并固定到电池模块100a和100b上。在一实施方式中,粘合剂可被涂覆到支撑块200与电池模块100a和100b的接触部分上,以将支撑块200粘附到电池模块100a和100b上。然而,各实施例不限于此,支撑块200可通过使用各种方法被固定到电池模块100a和100b上,或可在不使用额外的固定装置的情况下由于电池模块100a和100b之间的压力而被支撑。
可使用多个支撑块200。支撑块200可被布置为均匀分布被支撑的上电池模块100a的重量。例如,相同数量的支撑快200可相对于上框架120被布置在两侧。在此情况下,可布置偶数个支撑块200
支撑块200可形成为弹性构件,使得电池模块100a和100b彼此弹性地支撑。例如,支撑块200可为橡胶块。在一实施方式中,支撑快200可被形成为具有稍大于电池模块100a和100b的单元单电池110之间的距离的高度,以提供弹性偏压。
支撑块200可被形成为例如圆柱形、棱柱形或桶形的形状。在一实施方式中,为了稳定地接触单元单电池110,支撑块200的接触单元单电池110的表面可形成为平坦的。然而,支撑块200的形状不限于此,还可以进行各种改变。
通孔或槽可形成在支撑块200的接触单元单电池110的表面中。在此情况下,支撑块200的弹性力可增加。支撑块200可通过支撑上电池模块100a的将要偏斜的部分来减小上电池模块100a的偏斜和振动。
上电池模块100a当被布置在顶层时,可进一步包括用于覆盖上框架120的盖125。在一实施方式中,盖125可形成用于排放产生在顶部电池模块100a中的气体的除气管道。
图6描绘出根据一实施例的电池组10的透视图,在电池组10中,多个图1所描绘的电池模块100被竖直地和水平地堆叠并且被外部框架300支撑。
参见图6,电池组10可通过将8个电池模块100堆叠成四层两列并结合电池模块100而形成,每个电池模块100通过水平堆叠单元单电池110而形成。
图7描绘出使用根据一实施例的电池组10的电动汽车1。
参见图7,根据一实施例的电池组10可装设在电动汽车1的主体500中。在使用电池组10的电动汽车1中,当电动汽车1行驶时,动载荷可被施加到电池组10上。在此情况下,竖直和/或水平堆叠的电池模块100可发生偏斜和/或振动。然而,在根据一实施例的电池组10中,支撑块200可通过支撑电池模块100的将要偏斜的部分来减小电池模块100的偏斜和振动。
如上所述,各实施例涉及一种电池组,并涉及一种通过竖直或水平地堆叠电池模块而形成的电池组,每个电池模块通过堆叠多个单元单电池而形成。根据一个或多个实施例,在通过竖直或水平地堆叠电池模块而形成、且每个电池模块通过堆叠多个单元单电池而形成的电池组中,电池模块的偏斜可被减小。
各示例性实施例已在本文公开,尽管使用了特定术语,但它们仅在概括和描述意义上而非出于限制目的被使用和解释。因此,本领域技术人员可以理解的是,在不背离所附权利要求提出的本发明的精神和范围的情况下可以在形式和细节上作出各种改变。