CN102263222B - 电池连接布局 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池连接布局，具体提供一种电池模块，该电池模块包括布置成堆叠构造的多块电池组电池，电池组电池中的每块电池组电池均包括设置在电池组电池的第一端上的第一端子和设置在电池组电池的第二端上的第二端子，其中电池组电池中的至少一块电池组电池的第一端子与电池组电池中的另一不相邻的电池组电池的第二端子直接电连通。

Description

电池连接布局
技术领域
本发明总体上涉及一种电池组电池。具体地，本发明涉及包括多个电池组电池的电池模块。
背景技术
电池组电池已被提出用作电动车辆和各种其他应用的清洁、高效且有利于环境的动力源。一种电池组电池已知为锂离子电池。锂离子电池是可再充电的，并可形成为各种形状和尺寸，以便有效地填充电动车辆中的可用空间。在电池组电池模块中可设置多个单独的锂离子电池组电池，以提供足以操作电动车辆的功率量。
图1图解了传统的电池模块1的示例，其包括布置成堆叠构造并与电气装置(例如电池断开单元(BDU)4)电连通的多块电池组电池2。电池组电池2中的每个电池组电池均包括阴极端子6和阳极端子7。如图所示，端子6、7在电池组电池2中的每个电池组电池的相对端上定心。为了将电池组电池连接成串联的电气构造，电池组电池相对于彼此在翻转取向上与电池组电池2中相邻的一个电池组电池堆叠，其中一个电池组电池2的阴极端子6与相邻一个电池组电池2的阳极端子7对准并焊接到一起，以建立电连接。设置在所述堆的每个端部处的一个电池组电池2经由汇流线8与BDU4电连通。由于所述堆的一端与BDU4间隔得比另一端远，所以汇流线8中的至少一根必须相对较长。汇流线8在充电/放电期间始终产生热量，并且通常与冷却源间隔开。
需要研制一种包括布置成堆叠构造的多块电池组电池的电池模块，其中堆叠的电池组电池的布局使用于将电池组电池连接至电气装置的汇流线的长度最小化。
发明内容
与本发明一致并且根据本发明，已令人惊讶地发现一种包括布置成堆叠构造的多块电池组电池的电池模块，其中堆叠的电池组电池的布局使用于将电池组电池连接至辅助电气装置的汇流线的长度最小化。
在一个实施例中，电池模块包括布置成堆叠构造的多块电池组电池，电池组电池中的每块电池组电池均包括设置在电池组电池的第一端上的第一端子和设置在电池组电池的第二端上的第二端子，其中电池组电池中的至少一块电池组电池的第一端子与电池组电池中的另一不相邻的电池组电池的第二端子直接电连通。
在另一实施例中，电池模块包括布置成堆叠构造的多块电池组电池，电池组电池中的每块电池组电池均包括设置在电池组电池的第一端上的正端子和设置在电池组电池的第二端上的负端子，其中电池组电池中的至少一块电池组电池的正端子和负端子倾斜地设置在电池组电池中的所述至少一块电池组电池的相对端上。
在又一实施例中，电池组件包括：多块电池组电池，其布置成堆叠构造，电池组电池中的每块电池组电池均包括设置在电池组电池的第一端上的正端子和设置在电池组电池的第二端上的负端子；以及电池断开单元，其与电池组电池中的一对相邻的电池组电池电连通。
方案1. 一种电池模块，该电池模块包括布置成堆叠构造的多块电池组电池，所述电池组电池中的每块电池组电池均包括设置在所述电池组电池的第一端上的第一端子和设置在所述电池组电池的第二端上的第二端子，其中所述电池组电池中的至少一块电池组电池的第一端子与所述电池组电池中的另一不相邻的电池组电池的第二端子直接电连通。
方案2. 根据方案1所述的电池模块，其中所述电池组电池中的至少一块电池组电池的第一端子和第二端子倾斜地设置在所述电池组电池中的所述至少一块电池组电池上。
方案3. 根据方案1所述的电池模块，其中所述电池组电池中的至少一块电池组电池的第一端子直接耦联至所述电池组电池中的另一不相邻的电池组电池的第二端子。
方案4. 根据方案1所述的电池模块，还包括与所述电池组电池中的至少一块电池组电池电连通的电池断开单元。
方案5. 根据方案1所述的电池模块，还包括通过汇流线与所述电池组电池中的至少一块电池组电池电连通的电池断开单元。
方案6. 根据方案1所述的电池模块，还包括与所述电池组电池中的一对相邻的电池组电池电连通的电池断开单元。
方案7. 根据方案6所述的电池模块，其中所述电池组电池中的所述一对相邻的电池组电池中的一块电池组电池设置在所述电池组电池的堆叠构造的端部上。
方案8. 根据方案1所述的电池模块，其中所述电池组电池中的每块电池组电池以串联方式电连接。
方案9. 一种电池模块，该电池模块包括布置成堆叠构造的多块电池组电池，所述电池组电池中的每块电池组电池均包括设置在所述电池组电池的第一端上的正端子和设置在所述电池组电池的第二端上的负端子，其中所述电池组电池中的至少一块电池组电池的正端子和负端子倾斜地设置在所述电池组电池中的所述至少一块电池组电池上。
方案10. 根据方案9所述的电池模块，其中所述电池组电池中的至少一块电池组电池的正端子直接耦联至所述电池组电池中的另一不相邻的电池组电池的负端子。
方案11. 根据方案9所述的电池模块，还包括与所述电池组电池中的至少一块电池组电池电连通的电池断开单元。
方案12. 根据方案9所述的电池模块，还包括通过汇流线与所述电池组电池中的至少一块电池组电池电连通的电池断开单元。
方案13. 根据方案9所述的电池模块，还包括与所述电池组电池中的一对相邻的电池组电池电连通的电池断开单元。
方案14. 根据方案13所述的电池模块，其中所述电池组电池中的所述一对相邻的电池组电池中的一块电池组电池设置在所述电池组电池的堆叠构造的端部上。
方案15. 根据方案9所述的电池模块，其中所述电池组电池中的每块电池组电池以串联方式电连接。
方案16. 一种电池组件，包括：
多块电池组电池，其布置成堆叠构造，所述电池组电池中的每块电池组电池均包括设置在所述电池组电池的第一端上的正端子和设置在所述电池组电池的第二端上的负端子；以及
电池断开单元，其与所述电池组电池中的一对相邻的电池组电池电连通。
方案17. 根据方案16所述的电池模块，其中所述电池组电池中的至少一块电池组电池的正端子直接耦联至所述电池组电池中的另一不相邻的电池组电池的负端子。
方案18. 根据方案16所述的电池模块，其中所述电池断开单元通过汇流线与所述电池组电池中的至少一块电池组电池电连通。
方案19. 根据方案16所述的电池模块，其中所述电池组电池中的所述一对相邻的电池组电池中的一块电池组电池设置在所述电池组电池的堆叠构造的端部上。
方案20. 根据方案16所述的电池模块，其中所述电池组电池中的每块电池组电池以串联方式电连接。
附图说明
当结合附图进行考虑时，对本领域技术人员而言，本发明的上述以及其他优点将通过下面对优选实施例的详细说明而变得显而易见，附图中：
图1是用于根据现有技术的电池模块的连接布局的示意图；
图2是根据本发明实施例的与电池断开单元电连通的电池模块的示意图；
图3是图2的电池模块的多块电池组电池的示意性分解立体图；
图4A是图2的电池模块的电池组电池的示意性主视图，其中示出了第一取向；
图4B是图4A的电池组电池的示意性主视图，其中示出了第二取向；
图4C是图4A的电池组电池的示意性后视图，其中示出了第三取向；以及
图4D是图4B的电池组电池的示意性后视图，其中示出了第四取向。
具体实施方式
以下的详细说明和附图描述并图示了本发明的各种实施例。该说明和附图用于使本领域技术人员能够制作并使用本发明，并且不以任何方式限制本发明的范围。
图2-4图解根据本发明实施例的与电池断开单元12(BDU)电连通的电池模块10。应理解的是，电池模块10可与其他系统和装置电连通。还应理解的是，电池模块10可结合在电动车辆中。
如图3中更清楚地示出的，电池模块10包括布置成堆叠构造的多块电池组电池14。电池组电池14中的每块电池组电池均包括一对端子16、18(例如突出物)。作为非限制性示例，第一端子16(例如阳极)与负电荷相关，而第二端子18(例如阴极)与正电荷相关。作为另一非限制性示例，电池组电池14彼此连接成串联的电气构造。然而，也可使用其他构造。
在某些实施例中，电池组电池14中的至少一块电池组电池的第一端子16和第二端子18设置在电池组电池14中的所述至少一块电池组电池的相对端19、20上。作为非限制性示例，电池组电池14中的至少一块电池组电池的第一端子16和第二端子18倾斜地设置在其相对端19、20上，其中如图4A-4D所图解的，电池组电池14中的至少一块电池组电池可沿四个不同的取向布置。作为非限制性示例，端子16、18中的每个端子邻近电池组电池14中的每块电池组电池的相对角部设置。应理解的是，端子16、18可与电池组电池14中相关的一块电池组电池的角部隔开，或者与电池组电池14中相关的一块电池组电池的边缘齐平。
电池断开单元(BDU)12通常为可切换装置，以便有选择地提供电池模块10与电气系统(未示出)之间的电连通。在某些实施例中，BDU12保护电池模块10免于意外放电，并且在短路或故障状态的情况下能使电池模块10从所连接的电气系统断开。
在某些实施例中，BDU12与电池组电池14中的一对相邻的电池组电池电连通。作为非限制性示例，电池组电池14中的一对相邻的电池组电池中的至少一块电池组电池设置在电池组电池14的所述堆的端部上。作为另一非限制性示例，电池模块10经由多根汇流线22与BDU12电连通。汇流线22通常由高电导率的材料形成，诸如铜、铝或金。作为非限制性示例，汇流线22中的至少一根汇流线的外表面覆盖有绝缘材料(未示出)，诸如用于电缆或插头的绝缘材料，以避免不必要的电接触。
在使用中，电池组电池14中的每块电池组电池邻近电池组电池14中的具有不同取向的另一块电池组电池设置，以形成堆叠构造。电池组电池14中的每块电池组电池的端子16、18彼此以预定的序列和电气构造(例如串联)电耦联。作为非限制性示例，电池组电池14中的至少一块电池组电池的第一端子16(例如阳极)与电池组电池14中的另一不相邻的电池组电池的第二端子18(例如阴极)直接电连通。作为另一非限制性示例，直接的电连通可限定为在不干涉与电池组电池14中的另一电池组电池的电接触的情况下、在电池组电池14中的至少一块电池组电池的第一端子16(例如阳极)与电池组电池14中的不相邻的电池组电池的第二端子18(例如阴极)之间有电流流动。
在某些实施例中，电池组电池14中的至少一块电池组电池的第一端子16利用焊接技术(例如超声波)或机械紧固件(例如C槽连接器、J形杆(J-bar)等)直接耦联至电池组电池14中的另一不相邻的电池组电池的第二端子18。
BDU12于是电耦联至电池组电池14的堆。作为非限制性示例，BDU12与电池组电池14中的一对相邻的电池组电池电连通。作为另一非限制性示例，BDU12与电池组电池14中的一对相邻的电池组电池电连通，其中电池组电池14的相邻一对中的至少一块电池组电池设置在电池组电池14的堆的端部上。因此，电池组电池14的堆产生由被连接的电气系统使用的电压。
电池模块10使汇流线部件数目和所需汇流线22的长度最小化，使充电和放电期间产生自汇流线22的热量最小化，并局部定位汇流线22的位置，以使通过冷却系统的策略性位置进行的热管理最大化。
通过前述说明，本领域普通技术人员能够容易地认识到本发明的本质特征，并且在不偏离本发明的精神和范围的情况下，能对本发明作出各种变化和变型，以使本发明适用于各种使用和情况。

Claims (18)

1.一种电池模块，该电池模块包括布置成堆叠构造的多块电池组电池，所述电池组电池中的每块电池组电池均包括设置在所述电池组电池的第一端上的第一端子和设置在所述电池组电池的第二端上的第二端子，其中所述电池组电池中的至少一块电池组电池的第一端子与所述电池组电池中的另一不相邻的电池组电池的第二端子直接电连通。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述电池组电池中的至少一块电池组电池的第一端子和第二端子以偏离电池中间轴线的方式设置在所述电池组电池中的所述至少一块电池组电池上。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述电池组电池中的至少一块电池组电池的第一端子直接耦联至所述电池组电池中的另一不相邻的电池组电池的第二端子。
4.根据权利要求1所述的电池模块，还包括与所述电池组电池中的至少一块电池组电池电连通的电池断开单元。
5.根据权利要求1所述的电池模块，还包括通过汇流线与所述电池组电池中的至少一块电池组电池电连通的电池断开单元。
6.根据权利要求1所述的电池模块，还包括与所述电池组电池中的一对相邻的电池组电池电连通的电池断开单元。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其中所述电池组电池中的所述一对相邻的电池组电池中的一块电池组电池设置在所述电池组电池的堆叠构造的端部上。
8.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述电池组电池中的各块电池组电池以串联方式电连接。
9.一种电池模块，该电池模块包括布置成堆叠构造的多块电池组电池，所述电池组电池中的每块电池组电池均包括设置在所述电池组电池的第一端上的正端子和设置在所述电池组电池的第二端上的负端子，其中所述电池组电池中的至少一块电池组电池的正端子和负端子以偏离电池中间轴线的方式设置在所述电池组电池中的所述至少一块电池组电池上，
其中所述电池组电池中的至少一块电池组电池的正端子直接耦联至所述电池组电池中的另一不相邻的电池组电池的负端子。
10.根据权利要求9所述的电池模块，还包括与所述电池组电池中的至少一块电池组电池电连通的电池断开单元。
11.根据权利要求9所述的电池模块，还包括通过汇流线与所述电池组电池中的至少一块电池组电池电连通的电池断开单元。
12.根据权利要求9所述的电池模块，还包括与所述电池组电池中的一对相邻的电池组电池电连通的电池断开单元。
13.根据权利要求12所述的电池模块，其中所述电池组电池中的所述一对相邻的电池组电池中的一块电池组电池设置在所述电池组电池的堆叠构造的端部上。
14.根据权利要求9所述的电池模块，其中所述电池组电池中的各块电池组电池以串联方式电连接。
15.一种电池组件，包括：
多块电池组电池，其布置成堆叠构造，所述电池组电池中的每块电池组电池均包括设置在所述电池组电池的第一端上的正端子和设置在所述电池组电池的第二端上的负端子；以及电池断开单元，其与所述电池组电池中的一对相邻的电池组电池电连通，
其中所述电池组电池中的至少一块电池组电池的正端子直接耦联至所述电池组电池中的另一不相邻的电池组电池的负端子。
16.根据权利要求15所述的电池组件，其中所述电池断开单元通过汇流线与所述电池组电池中的至少一块电池组电池电连通。
17.根据权利要求15所述的电池组件，其中所述电池组电池中的所述一对相邻的电池组电池中的一块电池组电池设置在所述电池组电池的堆叠构造的端部上。
18.根据权利要求15所述的电池组件，其中所述电池组电池中的各块电池组电池以串联方式电连接。
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