CN102263301B - 电池模块 - Google Patents
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Abstract
本发明的电池模块包括多个单元电池和电连接所述多个单元电池的连接构件。所述连接构件包括：多个汇流条，所述多个汇流条中的每个具有两个通孔，该两个通孔分别对应于从所述多个单元电池中的相邻的两个电池单元突出的两个电极端子；以及绝缘引导件，具有被构造为支撑所述多个汇流条的多个支持单元和被定位在所述多个支持单元之间并沿第一方向连接所述多个支持单元的多个窄宽度部分。
Description
技术领域
以下的描述涉及包括通过连接构件联接的多个单元电池的电池模块。
背景技术
电池模块是包括串联连接的多个单元电池从而实现了高功率和大容量的模块。可再充电电池模块被用作需要大容量的设备的电源，例如用于驱动电动车或混合动力车的电动机。单元电池可以是能够被再充电的可再充电电池。近来，已经开发了具有高能量密度的使用非水电解液的高功率的可再充电电池。
正极端子和负极端子从每个单元电池突出，并且多个单元电池被交替地布置，使得正极端子和负极端子的位置彼此相对。电池模块包括连接构件，以使单元电池被串联联接。连接构件包括附接到相邻的两个单元电池的正极端子和负极端子从而连接它们的汇流条和紧固到正极端子和负极端子并在附接汇流条后固定所述汇流条的紧固构件。
然而，在上述结构中，汇流条被分离地提供，因而需要将多个汇流条和多个紧固构件联接到单元电池的多个装配过程，因此增加了装配时间。
另一方面，在制造单元电池的过程中，存在单元电池的外部尺寸和电极端子的位置的容差。另外，在反复对单元电池充电和放电的过程中，单元电池会产生体积膨胀。然而，包括汇流条和紧固构件的连接构件不能适应单元电池不规则的容差或体积变化。这可能引起装配质量的变差和单元电池的变形。
在本背景技术部分中公开的上述信息只是用来增进对本发明的背景技术的理解，因此，上述信息可能包含不构成在此国家中对本领域技术人员而言已经知道的现有技术的信息。
发明内容
本发明的实施例的一方面致力于通过多个改进的汇流条而容易装配的电池模块。该电池模块能够防止单元电池的变形并增加连接构件的装配质量，从而适应单元电池的制造容差和/或体积变化。
根据本发明的示例性实施例的电池模块包括多个单元电池和电连接所述多个单元电池的连接构件。所述连接构件包括：多个汇流条，所述多个汇流条中的每个具有两个通孔，该两个通孔分别对应于从所述多个单元电池中的相邻的两个单元电池突出的两个电极端子；以及绝缘引导件，包括被构造为支撑所述多个汇流条的多个支持单元，和被定位在所述多个支持单元之间并沿第一方向连接所述多个支持单元的多个窄宽度部分，所述多个窄宽度部分中的对应窄宽度部分可以包括形成在所述对应窄宽度部分的两个相反侧面上的一对便于弯曲的弯曲槽。
所述多个支持单元可以与所述多个窄宽度部分被整体提供，并所述多个支持单元和所述多个窄宽度部分可以由弹性绝缘材料制成。所述多个窄宽度部分中的每个可以被定位在所述多个支持单元中的相邻的两个支持单元之间的中心轴上。其中由所述一对便于弯曲的弯曲槽形成的弯曲轴垂直于所述通孔中的每个的中心轴以及所述多个支持单元被沿着连接的所述第一方向。所述对应窄宽度部分可以具有比所述支持单元薄的厚度。
所述多个汇流条中的对应汇流条可以包括具有带有通孔的板形状的中心部分和从所述中心部分的边缘突出的突出部。所述多个支持单元中的对应支持单元可以具有被构造为容纳所述对应汇流条的所述中心部分的开口和被构造为容纳所述突出部的滑槽。
所述对应汇流条可以具有带有均匀厚度的板形状。所述对应支持单元可以具有被构造为容纳所述对应汇流条的开口和被构造为容纳所述对应汇流条的边缘的滑槽。
所述对应支持单元可以通过围绕所述对应汇流条的所有边缘来支撑所述对应汇流条。
所述对应支持单元可以通过围绕平行于所述对应汇流条的长度方向的所述对应汇流条的两个侧表面来支撑所述对应汇流条。内部空间可以沿所述对应汇流条的长度方向被形成在所述对应支持单元和所述对应汇流条之间，并且所述对应支持单元可以进一步包括布置在所述内部空间中的弹性引导件。
所述弹性引导件可以具有条形状，所述弹性引导件的一端可以被固定到所述对应支持单元，另一端可以沿倾斜的方向从所述对应支持单元朝向所述对应汇流条延伸。所述内部空间可以沿所述对应汇流条的长度方向被形成在所述对应汇流条的相反侧面处，并且所述弹性引导件可以被提供在所述相反侧面处的每个内部空间中。
所述弹性引导件中的每个的一端被固定到所述对应支持单元，使得所述弹性引导件被沿相同的倾斜方向布置。
所述绝缘引导件可以进一步包括多个紧固构件，所述多个紧固构件中的每个被联接到所述两个电极端子中的对应电极端子，该对应电极端子被插入通过所述多个汇流条中的对应汇流条。所述对应电极端子可以具有螺纹表面，并且所述多个紧固构件中的每个是螺母。
根据本发明的示例性实施例，所述绝缘引导件被用来将所述多个汇流条构造在装配的正确位置，使得装配可以变得简单，并且因此可以减少装配需要的时间。此外，所述绝缘引导件由弹性绝缘材料形成，使得在单元电池的充电和放电过程中产生的单元电池的制造容差和体积变化可以被容易适应。因此，可以提高电池模块的装配质量，并且可以防止任何单元电池的变形。
附图说明
附图与说明书一起示出本发明的示例性实施例，并且与实施方式一起用于解释本发明的原理。
图1是根据本发明的第一示例性实施例的电池模块的分解透视图。
图2是图1中所示电池模块的连接构件的放大的透视图。
图3是显示图1中所示的电池模块中的汇流条和绝缘引导件的组合状态的俯视图。
图4是显示图1中所示的单元电池和连接构件的装配过程的示意图。
图5是根据本发明的第二示例性实施例的电池模块的连接构件的分解透视图。
图6是显示图5中所示的电池模块中的汇流条和绝缘引导件的组合状态的俯视图。
具体实施方式
在以下具体实施方式中，通过例示方式仅仅显示并描述了本发明的某些示例性实施例。本领域技术人员会认识到，本发明可以诸多不同的形式被具体化，而不应当被解释为受限于这里所提出的实施例。同样地，在本申请的上下文中，当第一元件被描述为被“联接”至第二元件时，第一元件可以被直接联接至第二元件，或者也可以被间接联接至第二元件且之间被插入一个或更多个中间元件。进一步地，为了清楚起见，省略了对完全理解本发明来说不必要的一些元件。同样地，在整个说明书中，相同的附图标记始终表示相同的元件。
为了便于本领域技术人员容易实现本发明，在下文中，参照图1至图6更详细地描述本发明的实施例。
图1是根据本发明的第一示例性实施例的电池模块的分解透视图，图2是图1中所示的电池模块的连接构件的放大的透视图，图3是显示图1中所示的电池模块中的汇流条和绝缘引导件的组合状态的俯视图。
参见图1至图3，根据第一示例性实施例的电池模块100包括多个单元电池10和装配到单元电池10并电连接单元电池10的连接构件20。
每个单元电池10是一次电池或可再充电电池。与一次电池不同，可再充电电池能够被充电。单元电池10包括包含正电极、负电极和隔板的电极组件、用于容纳所述电极组件的壳体11和突出到壳体11外面的电极端子12和13。电极端子12和13包括电连接到正电极的正极端子12和电连接到负电极的负极端子13。
多个单元电池10中的每个单元电池彼此靠近并在一个方向上彼此平行排列。这里，单元电池10被排列，使得相邻的单元电池10的正极端子12和负极端子13彼此相对。因此，按照图1中箭头方向A指示的单元电池10的排列方向，一个正极端子12面对相邻的两个单元电池10的负极端子13。在相反侧面，一个负极端子13面对相邻的两个单元电池10的正极端子12。
当单元电池10是可再充电电池时，在充电和放电过程中将产生体积变化。因此，为了抑制由于体积变化引起的单元电池10的移位，一对端板14、一对侧板15、一个顶板16以及一个底板17可以被安装在单元电池10的外侧。
所述一对端板14位于最外面的单元电池10的外侧。所述一对侧板15被联接到所述一对端板14，同时在侧面与单元电池10的侧面相接。顶板16和底板17被分别联接到所述一对端板14，同时分别邻接单元电池10的上表面和下表面。因此，端板14、侧板15、顶板16和底板17挤压单元电池10，因而单元电池10的体积变化引起的变形被抑制。
连接构件20被电连接到相邻的单元电池10的正极端子12和负极端子13，使得所有的单元电池10被串联连接。为此，连接构件20包括多个汇流条30和多个紧固构件40。此外，连接构件20包括被连接到多个汇流条30的绝缘引导件50，由此将多个汇流条30连接成为一个组件。
如图2所示，每个汇流条30都由金属制成，并且可以包括具有板形状和均匀厚度的中心部分31和从中心部分31的边缘突出或延伸到外侧的突出部32。中心部分31的长度L1比相邻的两个单元电池10的两个电极端子12和13之间的距离大。中心部分31具有在对应于两个电极端子12和13的位置处形成的两个通孔33，并且两个电极端子12和13穿过该两个通孔33。突出部32的厚度比中心部分31的厚度薄。
紧固构件40对应于每个电极端子12和13被提供。电极端子12和13可以具有螺纹表面。在一个实施例中，紧固构件40是螺母。
在一个实施例中，绝缘引导件50包括：多个支持单元51，每个支持单元51被构造为支撑汇流条30；和被布置在多个支持单元51之间并沿一个方向连接多个支持单元51的多个窄宽度部分52。多个支持单元51和多个窄宽度部分52被整体提供，并且由具有弹性的柔性绝缘材料制成。例如，绝缘引导件50由具有弹性的橡胶或塑料制成。
在一个实施例中，支持单元51具有近似矩形的形状，并通过围绕汇流条30的边缘来支撑汇流条30。支持单元51具有汇流条30的中心部分被插入其中的开口53，和用于容纳汇流条30的突出部32的滑槽54，突出部32被布置在限定了开口53的支持单元51的内表面上。
在一个实施例中，支持单元51具有比汇流条30厚的厚度，使得支持单元51的一部分突出或延伸到汇流条30之上，并且支持单元51的一部分突出或延伸到汇流条30之下。因此，支持单元51可以防止或避免汇流条30接触除了电极端子12和13以外的单元电池10的其它部分。
参见图3，支持单元51具有按照如箭头方向B所指示的汇流条30的宽度方向的第一宽度W1。窄宽度部分52具有比第一宽度W1窄的按照汇流条30的宽度方向的第二宽度W2。在一个实施例中，窄宽度部分52在相邻的两个支持单元51之间没有偏离按照汇流条30的宽度方向的一个方向，并且被布置在中间。即，窄宽度部分52被定位在相邻的两个支持单元51之间的中心轴上。在一个实施例中，一对弯曲槽55被对称地形成在窄宽度部分52的两个侧面上。弯曲槽55使得窄宽度部分52能够被弯曲。一对弯曲槽55形成的弯曲轴垂直于通孔33的每个的中心轴和所述多个支持单元51被沿着连接的所述第一方向。
在一个实施例中，窄宽度部分52被形成为具有比支持单元51薄的厚度。参见图2，当支持单元51具有第一厚度t1时，窄宽度部分52具有比第一厚度t1薄的第二厚度t2。在此情况下，可以便于窄宽度部分52的弯曲。
多个窄宽度部分52沿一个方向连接支撑汇流条30的多个支持单元51。因此，如图3所示，多个汇流条30形成为用绝缘引导件50沿一个方向连接的一个组件。该组件在相邻的两个汇流条30之间的每个部分处，也就是在每个窄宽度部分52处，通过一对弯曲槽55容易被外力弯曲。
在一个实施例中，突出部32被形成在汇流条30处，并且突出部32被插入至支持单元51的滑槽54中。在可替代的实施例中，汇流条30被形成为不带有突出部32，并且在这种情况下，汇流条30的边缘部分被插入至支持单元51的滑槽54中。
图4是显示图1中所示的多个单元电池10和连接构件20的装配过程的示意图。
参见图4，准备多个单元电池10，并且交替地排列单元电池10，以使相邻的单元电池10的每个正极12和每个负极13的位置彼此相对。接着，按照如箭头方向A所示的单元电池10的排列方向，将包括多个汇流条30和绝缘引导件50的连接构件20布置在单元电池10上，并且将汇流条30一个接一个地装配到单元电池10的电极端子12和13。
位于图4中的最左侧的汇流条30使两个电极端子12和13被插入其中，并且紧固构件40随后被固定到电极端子12和13。然后，右侧的汇流条30使接下来的两个电极端子12和13插入其中，并且紧固构件4随后被固定到电极端子12和13。此过程被连续地重复以将多个汇流条30装配到单元电池10，从而形成电池模块100。在此过程中，绝缘引导件50在窄宽度部分52处容易弯曲，使得可以便于用于单元电池10的汇流条30的装配。
如上所述，绝缘引导件50被用于将多个汇流条30形成在装配的正确位置中，使得可以减少装配所需的时间。
另一方面，绝缘引导件50由具有弹性的绝缘材料制成，使得在单元电池10的充电和放电过程中产生的单元电池10的制造容差和体积变化可以被容易地适应。也就是说，绝缘引导件50的窄宽度部分52在单元电池10的排列方向和与排列方向交叉或垂直的方向都被容易地弯曲。这样的柔性允许电池模块100被设计为使绝缘引导件50的弯曲状态对应于制造容差。绝缘引导件50的膨胀或弯曲也可以对应于单元电池10的体积变化。由此，单元电池10的制造容差和体积变化可以被适应而不会使连接变差。
图5是根据本发明的第二示例性实施例的电池模块的连接构件201的分解透视图，图6是图5中所示的连接构件中的汇流条301和绝缘引导件501的组合状态的俯视图。
参见图5和图6，根据第二示例性实施例的电池模块具有与根据第一示例性实施例的电池模块100相同的构造，除了连接构件201的汇流条301被形成为具有均匀厚度的矩形形状并且绝缘引导件501具有至少一个弹性引导件56。与第一示例性实施例中相同的构件被使用相同的附图标记表示。
在一个实施例中，绝缘引导件501包括支持单元51、窄宽度部分52和弹性引导件56。支持单元51围绕与汇流条301的长度方向平行的汇流条301的两个侧表面，并且与汇流条301分开按照汇流条301的长度方向设定或预定的内部空间57。汇流条301的长度方向与由箭头方向A所示的单元电池的排列方向一致。
支持单元51具有用于容纳汇流条301的两个侧表面的滑槽541，滑槽541被布置在限定了开口53’的支持单元51的内表面上。支持单元51被形成为具有比汇流条301厚的厚度，使得支持单元51的一部分突出到汇流条301之上，并且支持单元51的一部分突出到汇流条301之下。
弹性引导件56被安装在支持单元51的内部空间57中。在一个实施例中，弹性引导件56具有条形状。弹性引导件56的一端被固定到支持单元51，并且沿倾斜的方向从支持单元51朝向汇流条301被拉伸或延伸。在一个实施例中，两个内部空间57(参见图6)沿汇流条301的长度方向被提供在汇流条301的两个侧面上，并且一对弹性引导件56可以被定位在一个支持单元51的内侧。在一个实施例中，支持单元51中的一对弹性引导件56中的每个弹性引导件的倾斜端被彼此相对定位，并且它们沿相同的倾斜方向被平行布置。
支持单元51、弹性引导件56和窄宽度部分52被连接为一体。窄宽度部分52具有与第一示例性实施例相同的结构。在一个实施例中，汇流条301被形成为具有均匀厚度的板形状。在可替代的实施例中，平行于汇流条301的长度方向的两个侧表面具有突出部，并且容纳所述突出部的滑槽可以被形成在支持单元51中。
在第二示例性实施例的电池模块中，在将汇流条301装配到单元电池10之前，弹性引导件56在合适的位置处固定汇流条301，并在装配过程中或装配之后在外力作用下变形，从而具有吸收单元电池的制造容差和体积变化的作用。如图6所示，弹性引导件56在外力作用下变形，使得在汇流条301和支持单元51之间的内部空间57的宽度W3可以被改变，因此，单元电池的制造容差可以被吸收并且可以容易适应单元电池任何可能的体积变化。
尽管结合特定的示例性实施例已经描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施例，相反，旨在覆盖所附权利要求及其等同物的精神和范围内所包含的各种修改和等同物。
对附图标记的说明
100：电池模块 20，201：连接构件
30，301：汇流条 31：中心部分
32：突出部 33：通孔
40：紧固构件 50，501：绝缘引导件
51：支持单元 52：窄宽度部分
53，53′：开口 54，541：滑槽
55：弯曲槽 56：弹性引导件
Claims (17)
1.一种电池模块，包括：
多个单元电池，和
电连接所述多个单元电池的连接构件，
所述连接构件包括：
多个汇流条，所述多个汇流条中的每个具有两个通孔，该两个通孔分别对应于从所述多个单元电池中的相邻的两个单元电池突出的两个电极端子；以及
绝缘引导件，包括被构造为支撑所述多个汇流条的多个支持单元和被定位在所述多个支持单元之间并沿第一方向连接所述多个支持单元的多个窄宽度部分，
其中所述多个窄宽度部分中的对应窄宽度部分包括形成在所述对应窄宽度部分的两个相反侧面上的一对便于弯曲的弯曲槽。
2.如权利要求1所述的电池模块，其中：
所述多个支持单元与所述多个窄宽度部分被整体提供，并且所述多个支持单元和所述多个窄宽度部分由弹性绝缘材料制成。
3.如权利要求2所述的电池模块，其中：
所述多个窄宽度部分中的每个被定位在所述多个支持单元中的相邻的两个支持单元之间的中心轴上。
4.如权利要求3所述的电池模块，其中由所述一对便于弯曲的弯曲槽形成的弯曲轴垂直于所述两个通孔中的每个的中心轴和所述多个支持单元被沿着连接的所述第一方向。
5.如权利要求3所述的电池模块，其中：
所述对应窄宽度部分具有比所述多个支持单元薄的厚度。
6.如权利要求2所述的电池模块，其中：
所述多个汇流条中的对应汇流条包括具有带有所述通孔的板形状的中心部分和从所述中心部分的边缘突出的突出部。
7.如权利要求6所述的电池模块，其中：
所述多个支持单元中的对应支持单元具有被构造为容纳所述对应汇流条的所述中心部分的开口和被构造为容纳所述突出部的滑槽。
8.如权利要求2所述的电池模块，其中：
所述多个汇流条中的对应汇流条具有带有均匀厚度的板形状。
9.如权利要求8所述的电池模块，其中：
所述多个支持单元中的对应支持单元具有被构造为容纳所述对应汇流条的开口和被构造为容纳所述对应汇流条的边缘的滑槽。
10.如权利要求1所述的电池模块，其中：
所述多个支持单元中的对应支持单元通过围绕所述多个汇流条中的对应汇流条的所有边缘来支撑所述对应汇流条。
11.如权利要求1所述的电池模块，其中：
所述多个支持单元中的对应支持单元通过围绕平行于所述多个汇流条中的对应汇流条的长度方向的所述对应汇流条的两个侧表面来支撑所述对应汇流条。
12.如权利要求11所述的电池模块，其中：
内部空间沿所述对应汇流条的长度方向被形成在所述对应支持单元和所述对应汇流条之间，并且所述对应支持单元进一步包括布置在所述内部空间中的弹性引导件。
13.如权利要求12所述的电池模块，其中：
所述弹性引导件具有条形状，所述弹性引导件的一端被固定到所述对应支持单元，另一端沿倾斜的方向从所述对应支持单元朝向所述对应汇流条延伸。
14.如权利要求13所述的电池模块，其中：
所述内部空间沿所述对应汇流条的长度方向被形成在所述对应汇流条的相反侧面处，并且所述弹性引导件被提供在所述相反侧面处的每个内部空间中。
15.如权利要求14所述的电池模块，其中：
所述弹性引导件中的每个的一端被固定到所述对应支持单元，使得所述弹性引导件被沿相同的倾斜方向布置。
16.如权利要求1所述的电池模块，其中：
所述绝缘引导件进一步包括多个紧固构件，所述多个紧固构件中的每个被联接到插入通过所述多个汇流条中的对应汇流条的所述两个电极端子中的对应电极端子。
17.如权利要求16所述的电池模块，其中：
所述对应电极端子具有螺纹表面，并且所述多个紧固构件中的每个是螺母。
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