CN102270754B - 电池组 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种小型且紧凑的电池组。所述电池组包括：电池模块，包括在竖直方向和水平方向上堆叠的多个电池单元以及电联接至所述多个电池单元的多个汇流条；以及连接器，包括连接至所述电池模块的绝缘主体以及形成在所述绝缘主体中且电联接至所述多个汇流条中的一组汇流条的电源端子。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2010年6月7日递交的韩国专利申请No.10-2010-0053426的优先权和权益，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明的实施例涉及电池组。
背景技术
一般来说，混合动力车(可以通过内燃机和电动机的互补操作而移动)或电动车包括作为电源的电池组。电池组包括可充电的多个电池单元和容纳多个电池单元的外壳。这里，多个电池单元在水平方向上堆叠，并且彼此串联连接。
电池单元以竖立的状态置于外壳内部。进一步地，电池单元在外壳内水平排列为多列和多行。就这一点来说，外壳的尺寸相对较大，以容纳所有的电池单元。此外，为了保证机械强度，外壳上附着多个加强构件，使得难以实现小型且紧凑的电池组。
另外，由于电池组以竖立的状态置于外壳内部，因此电联接至电池单元的包括汇流条和检测线的布线可能变复杂。
相似电池组的制造工艺，包括将多个电池单元放置在外壳中、将导线连接至电池单元、将导线连接至电路板，以及组装外壳，涉及制造工艺流程复杂性的增加，这可能对制造工艺效率有不利的影响。
发明内容
本发明实施例的一方面致力于一种小型且紧凑的电池组。
本发明实施例的另一方面致力于一种具有改善的制造效率的电池组。
本发明的实施例提供一种电池组，包括：电池模块，包括在竖直方向和水平方向上堆叠的多个电池单元以及电联接至所述多个电池单元的多个汇流条；以及连接器，包括连接至所述电池模块的绝缘主体以及形成在所述绝缘主体中且电联接至所述多个汇流条中的一组汇流条的电源端子。
在一个实施例中，所述电池模块包括连接至所述连接器并且在竖直方向或水平方向上堆叠的多个电池模块，并且所述多个电池模块彼此连接。
在一个实施例中，所述电池模块包括覆盖所述多个电池单元和所述多个汇流条的保护盖。在一个实施例中，所述多个汇流条中的该组汇流条延伸出所述保护盖，并且电联接至所述电源端子。
在一个实施例中，多条检测线连接至所述多个汇流条，并且所述多条检测线还连接至所述连接器。在一个实施例中，所述连接器进一步包括电联接至所述多条检测线的检测端子。在一个实施例中，所述电池模块进一步包括覆盖所述多个电池单元、所述多个汇流条和所述多条检测线的保护盖。在一个实施例中，所述多条检测线延伸出所述保护盖，并且电联接至所述连接器的检测端子。
在一个实施例中，电绝缘且导热的隔板进一步布置于在竖直方向或水平方向上堆叠的多个电池单元之间。
在一个实施例中，连接槽或连接突起进一步形成在所述电池模块的连接至所述连接器的侧部上。
在一个实施例中，连接槽或连接突起进一步形成在所述连接器的连接至所述电池模块的侧部上。
在一个实施例中，所述电池模块进一步包括：与所述多个电池单元的底部相接触的下盖；与所述多个电池单元的顶部相接触的上盖；和在穿过所述下盖和所述上盖的同时连接至所述电池模块的连接构件。在一个实施例中，所述下盖和所述上盖由钢或工程塑料制成。在一个实施例中，所述连接器进一步包括：形成在所述绝缘主体的表面上且电联接至所述多个汇流条中的该组汇流条和所述电源端子的多个电源图案。在一个实施例中，所述连接器进一步包括：形成在所述绝缘主体的表面上并且电联接至所述多条检测线和所述连接器的检测端子的多个检测图案。
如上所述，根据本发明的实施例，具有在竖直方向和水平方向上堆叠的多个电池单元的多个电池模块被提供在下盖与上盖之间，并且多个电池模块在竖直方向或水平方向上紧密联接至连接器，从而提供小型且紧凑的电池组。
另外，由于电池组通过将多个电池模块在竖直方向或水平方向上顺次连接至连接器而完成，因此制造工艺效率得到改善。
附图说明
附图与说明书一起图示本发明的示例性实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。
图1A和图1B是根据本发明一实施例的电池组的透视图和平面图；
图2是示出图1A和图1B所示电池组中电池模块连接至连接器的状态的透视图；
图3是示出图1A和图1B所示电池组中电池模块连接至连接器的状态的正视图；
图4A是示出图1A和图1B所示电池组中的连接器的正视图，且图4B是示出电池模块与连接器之间的连接关系的正视图；
图5是示出根据本发明另一实施例的电池组中电池模块与连接器之间的连接关系的正视图；
图6是示出根据本发明一实施例的电池组中电池模块的组装方法的正视图；并且
图7A至图7F是示出根据本发明一实施例的电池组的制造方法的正视图。
具体实施方式
在以下详细描述中，仅通过例示方式示出和描述本发明的某些示例性实施例。本领域技术人员会认识到，本发明可以以多种不同的形式具体体现，而不应当被解释为限于这里所给出的实施例。相同的附图标记在整个说明书中指代相同的元件。
图1A和图1B是根据本发明一实施例的电池组的透视图和平面图。
如图1A和图1B所示，电池组100包括至少一个电池模块110和连接至电池模块110的一侧的至少一个连接器120。
电池模块110包括下盖111a和上盖111b。多个电池单元114(参见图3和图6)在竖直方向和水平方向上堆叠于下盖111a与上盖111b之间。另外，多个电池单元114连接至汇流条。另外，保护盖112联接在下盖111a与上盖111b之间，并覆盖汇流条。进一步地，由于连接构件113联接至下盖111a和上盖111b，因此下盖111a和上盖111b约束多个电池单元114。
下盖111a和上盖111b可以成形为具有大体矩形板的形状。下盖111a和上盖111b可以由例如钢、工程塑料和/或其等同物制成，但是本发明不限于此。钢可以包括形成在其上的绝缘层，用于防止电池单元发生不期望的短路或保护电池单元免于发生不期望的短路。也就是说，钢可以包括涂覆在其表面上的绝缘树脂或者形成在其上的厚氧化物膜。另外，工程塑料可以是通过与玻璃纤维和/或碳纤维混合的加强塑料。
保护盖112形成在下盖111a与上盖111b之间，并覆盖多个电池单元114和汇流条。保护盖112可以由绝缘树脂制成。保护盖112保护汇流条免受其外部环境影响。
连接构件113可以由各自具有设定长度或预定长度的螺钉和螺母形成。如上所述，连接构件113允许下盖111a和上盖111b紧密接触多个电池单元114，从而防止多个电池单元离开(偏离)到外部或保护多个电池单元不离开(偏离)到外部。在图1A和图1B中，117a表示隔板，将在下文对其进行更详细的描述。
这里，在一个实施例中，连接器120机电联接至电池模块110的一侧。连接器120包括电源端子(或多个电源端子)124和检测端子125。电源端子124从连接器120突出。充电器或外部负载可以连接至电源端子124。另外，检测端子125从连接器120突出。控制电池组100的充电和放电的控制电路也可以连接至检测端子125。
图1A和图1B示出六个电池模块110连接至一个连接器120的状态，但是本发明的实施例不限于此。也就是说，根据本发明实施例，少于六个电池模块110或多于六个电池模块110可以连接至一个连接器120。另外，图1A和图1B示出电池组100处于横卧的状态，但是本发明的实施例不限于此。也就是说，根据本发明实施例，根据本发明实施例的电池组100可以处于竖立状态。
如上所述，堆叠的多个电池模块110提供在下盖111a与上盖111b之间，并且多个电池模块110在竖直方向或水平方向上紧密联接至连接器120，并且被彼此连接，从而获得小型且紧凑的电池组100。
另外，根据本发明的实施例，多个电池模块110在竖直方向或水平方向上依次联接至连接器120，从而完成电池组100，并最终改善了制造工艺效率。
图2是示出图1A和图1B所示电池组中电池模块连接至连接器的状态的透视图。
如图2所示，根据本发明一实施例的电池组100包括依次(例如，顺次)机电联接至连接器120的多个电池模块110。如上所述，由于多个电池模块110被依次连接至连接器120，因此多个电池模块110在水平方向上堆叠。可替换地，在连接器120处于竖立状态的情况下，多个电池模块110在竖直方向上堆叠。因此，根据本发明实施例的电池组100可以变得小型且紧凑。另外，由于电池模块110和连接器120以简化的方式彼此连接，因此电池组100的制造工艺效率得到了改善。
图3是示出图1A和图1B所示电池组中电池模块连接至连接器的状态的正视图。
为了更好地理解本发明，保护盖在附图中没有示出。
如图3所示，电池模块110包括在竖直方向和水平方向上堆叠在下盖111a与上盖111b之间的多个电池单元114。在一个实施例中，可以在竖直方向上堆叠两个电池单元114，并且可以在水平方向上堆叠六个电池单元114，但是本发明实施例不限于此。
电池单元114可以是从锂离子电池、锂聚合物电池及其等同物中选择的任意一种类型的电池单元，但是本发明的实施例不限于此。每个电池单元114包括正电极端子114a和负电极端子114b。从电池单元114中选择的一个电池单元中提供的正电极端子114a通过汇流条115被连接至从电池单元114中选择的另一相邻电池单元中提供的负电极端子114b。在一个实施例中，汇流条115可以机电联接至与从电池单元114中选择的一个电池单元中提供的正电极端子114a相邻的负电极端子114b。以此方式，例如，12个电池单元114可以彼此串联连接。
另外，位于与连接器120相邻的区域处的汇流条115进一步延伸到电池模块110的外部，并且机电联接至连接器120。也就是说，延伸到电池模块110外部的汇流条115可以通过焊接被机电联接至连接器120中提供的电源图案122。
另外，检测线116连接至每个汇流条115。检测线116可以通过例如焊接连接至汇流条115。检测线116进一步延伸到电池模块110的外部，并且机电联接至连接器120。也就是说，延伸到电池模块110外部的检测线116可以通过焊接被机电连接至连接器120中提供的检测图案123。
另外，电绝缘且导热的隔板117a和117b可以进一步布置在每两个相邻的电池单元114之间。也就是说，隔板117a布置于在水平方向上堆叠的每两个相邻的电池单元114之间，而隔板117b布置于在竖直方向上堆叠的每两个相邻的电池单元114之间。隔板117a和117b防止在电池单元114之间发生不期望的电短路或保护电池单元114之间免于发生不期望的电短路，和/或隔板117a和117b将从电池单元114产生的热量释放或传导出去。
另外，连接构件113联接在下盖111a与上盖111b之间，从而允许牢固地支撑多个电池单元114以及隔板117a和117b。在一个示例中，连接构件113可以包括具有设定长度或预定长度的螺钉和与螺钉啮合的螺母，但本发明的实施例不限于此。
图4A是示出图1A和图1B所示电池组中的连接器的正视图，并且图4B是示出电池模块与连接器之间的连接关系的正视图。
参见图4A和图4B，连接器120包括绝缘主体121、形成在绝缘主体121中的电源图案122、形成在绝缘主体121中的检测图案123、形成在绝缘主体121中的电源端子124和形成在绝缘主体121中的检测端子125。
绝缘主体121包括例如竖直主体121a和从竖直主体121a的下端和上端在水平方向上延伸设定长度或预定长度的水平主体121b。绝缘主体121可以由一般的热固化树脂和/或热硬化树脂制成，但本发明的实施例不限于此。
电源图案122例如可以在竖直主体121a中形成为两行。电源图案122可以由例如铜或其等同物制成，但本发明的实施例不限于此。延伸到电池模块110外部的汇流条115机电联接至电源图案122。在一个示例中，第一电池模块110的正和负电极汇流条115分别联接至上和下电源图案，即连接至最左侧的电源图案122，如图4A中所示。接下来，第二电池模块110的正和负电极汇流条115分别联接至与最左侧的电源图案122相邻的下电源图案122a。以此方式，所有的电池模块110可以连接至相应的电源图案122。另外，由于电源图案122电联接至电源端子124，因此彼此串联连接的所有电池模块110的电压可以通过电源端子124输出。
检测图案123例如也可以以行形成在竖直主体121a中。延伸到电池模块110外部的检测线116机电联接至检测图案123。另外，检测图案123电联接至检测端子125。因此，所有电池模块110和电池模块110中所有电池单元114的电压数据被输出到检测端子125。
如上所述，电源端子124电联接至电源图案122，并且充电器或外部负载连接至电源端子124。
如上所述，检测端子125电联接至检测图案123，并且对电池组100的充电和放电进行控制的控制电路也可以连接至检测端子125。
如图4B所示，下盖111a与上盖111b之间的电池单元114、汇流条115和检测线116可以由保护盖112覆盖。可替代地，汇流条115和检测线116可以暴露于且延伸到保护盖112的外部，具体是暴露于且延伸到电池模块110的外部。以这种方式暴露且延伸的汇流条115被连接至连接器120的电源图案122，并且检测线116被连接至检测图案123。
这里，电池模块110可以包括形成在其一侧处的连接槽118a。连接槽118a机械联接至连接器120。在一个实施例中，连接槽118a以线形形成在电池模块110的保护盖112和一侧的隔板117a处。另外，连接突起126a也可以对应于电池模块110的连接槽118a而形成在连接器120处，具体是形成在连接器120的水平主体121b处。
因此，电池模块110的连接槽118a和连接器120的连接突起126a互相啮合，从而实现了电池模块110与连接器120之间的机械连接。
图5是示出根据本发明另一实施例的电池组中电池模块与连接器之间的连接关系的正视图。
如图5所示，电池模块110’可以包括位于其一侧处以被机械联接至连接器120的连接突起118b。在一个实施例中，连接突起118b以线形形成在电池模块110’的保护盖112和一侧的隔板117b处。另外，连接槽126b也可以对应于电池模块110’的连接突起118b而形成在连接器120处，具体是形成在连接器120的水平主体121b处。
因此，电池模块110’的连接突起118b和连接器120的连接槽126b互相啮合，从而实现了电池模块110’与连接器120之间的机械连接。
图6是示出根据本发明一实施例的电池组中电池模块的组装方法的正视图。
如图6所示，多个电池单元114在竖直方向和水平方向上堆叠。这里，隔板117a和117b分别安装在竖直堆叠的电池单元114之间和水平堆叠的电池单元114之间。布置在多个电池单元114中每两个相邻电池单元114之间的隔板117a和117b电绝缘且导热。因此，可以防止多个电池单元114中每两个相邻的电池单元114之间发生不期望的短路或保护多个电池单元114中每两个相邻的电池单元114之间不发生不期望的短路，并且从电池单元114产生的热量可以容易地释放或传导到电池单元114的外部。在一个实施例中，隔板117a还安装在最外侧电池单元114的侧部处。
下盖111a和上盖111b分别紧密联接至堆叠的电池单元114的下部和上部。另外，下盖111a和上盖111b的联接通过由螺钉113a和螺母113b组成的连接构件113来实现。以这种方式，多个电池单元114以及隔板117a和117b由下盖111a和上盖111b保持为具有设定形状或预定形状。
图7A至图7F是示出根据本发明一实施例的电池组的制造方法的正视图。
首先，如图7A所示，提供一种电池模块110，包括：在竖直方向和水平方向上堆叠的多个电池单元114、布置在每两个相邻的电池单元114之间的多个隔板117a和117b，以及用于将下盖111a和上盖111b联接至电池单元114的多个连接构件113。每个电池单元114包括正电极端子114a和负电极端子114b。
接下来，如图7B所示，将汇流条115电联接至从电池单元114中选择的一个电池单元的负电极端子114b，并电联接至与所选择的这个电池单元114相邻的另一电池单元的正电极端子114a。在一个实施例中，将汇流条115焊接至从电池单元114中选择的一个电池单元的负电极端子114b，并焊接至与所选择的这个电池单元114相邻的另一电池单元的正电极端子114a。多个电池单元114通过前述汇流条115彼此串联连接。
如图7C所示，将检测线116电联接至汇流条115。进一步地，也可以在每个电池单元114或每个电池模块110中提供温度传感器和连接至温度传感器的检测线。
如图7D所示，保护盖112覆盖布置在下盖111a与上盖111b之间的电池单元114、汇流条115和检测线116。保护盖112可以是例如绝缘树脂。更具体地，保护盖112可以简单地联接在预先制作的上盖111b与下盖111a之间。另外，保护盖112可以通过注塑成形而形成。也就是说，将图7C所示的中间产物装入模具中，向布置在下盖111a与上盖111b之间的电池单元114、汇流条115和检测线116传送液相树脂，并对液相树脂进行冷却，从而形成覆盖下盖111a与上盖111b之间的电池单元114、汇流条115和检测线116的保护盖112。
这里，如图7E所示，将多个汇流条115的某些汇流条暴露于且延伸到保护盖112的外部。附加地，将检测线116的某些部分也暴露于且延伸到保护盖112的外部。也就是说，将汇流条115和检测线116暴露于且延伸到电池模块110的外部。此外，连接槽118a(或连接突起)形成在电池模块110的一侧处。实际上，电池模块110的连接槽118a(或连接突起)可以在如图7D所示的形成保护盖112的工艺中被形成。在一个实施例中，连接槽118a(或连接突起118b)也形成在面对连接器120的隔板117a处。
最后，如图7F所示，将暴露于且延伸到电池模块110外部的汇流条115电联接至连接器120中提供的电源图案122。例如，将汇流条115焊接至电源图案122，从而将汇流条115固定。另外，将暴露于且延伸到电池模块110外部的检测线116电联接至连接器120中提供的检测图案123。例如，将检测线116焊接至检测图案123，从而将检测线116固定。
另外，将形成在电池模块110的一侧处的连接槽118a(或连接突起)与连接器120的连接突起126a(或连接槽)啮合。因此，电池模块110被机电联接至连接器120。
进一步地，多个电池模块110也以上述方式被机电联接至连接器120。因此，多个电池模块110可以彼此串联连接或并联连接。另外，多个电池模块110可以在竖直方向或水平方向上堆叠。
如上所述，根据本发明一实施例的电池组100包括彼此紧密接触且在竖直方向或水平方向上堆叠的多个电池模块110，从而实现了小型和紧凑。
另外，在根据本发明一实施例的电池组100中，多个电池模块110被机电联接至连接器120，从而改善了电池组100的制造工艺效率。
尽管已通过具体实施例示出了根据本发明的电池组中的布置和激励机制，但是应当理解，可以在本发明的范围内，通过选择性地组合这里所描述的全部或某些图示实施例，对这些实施例进行多种变更和修改。也就是说，尽管已经结合某些示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，本发明意在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围及其等同物内的各种修改和等同布置。
Claims (15)
1.一种电池组，包括：
多个电池模块，所述多个电池模块中的每一个包括在竖直方向和水平方向上堆叠的多个电池单元以及电联接至所述多个电池单元的多个汇流条；以及
连接器，包括连接至所述多个电池模块的绝缘主体以及形成在所述绝缘主体中且电联接至所述多个汇流条中的一组汇流条的电源端子，
其中在所述连接器与所述多个电池模块中的一方形成的连接槽与在所述连接器和所述多个电池模块中的另一方形成的连接突起互相啮合，以形成所述连接器与所述电池模块之间的机械连接；
其中，形成在所述连接器的所述连接槽或所述连接突起在所述多个电池模块的堆叠方向上贯通延伸。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中所述多个电池模块在竖直方向或水平方向上堆叠，并且所述多个电池模块彼此连接。
3.根据权利要求1所述的电池组，其中所述电池模块包括覆盖所述多个电池单元和所述多个汇流条的保护盖。
4.根据权利要求3所述的电池组，其中所述多个汇流条中的该组汇流条延伸出所述保护盖，并且电联接至所述电源端子。
5.根据权利要求1所述的电池组，进一步包括连接至所述多个汇流条的多条检测线，其中所述多条检测线进一步连接至所述连接器。
6.根据权利要求5所述的电池组，其中所述连接器进一步包括电联接至所述多条检测线的检测端子。
7.根据权利要求5所述的电池组，其中所述电池模块进一步包括覆盖所述多个电池单元、所述多个汇流条和所述多条检测线的保护盖。
8.根据权利要求7所述的电池组，其中所述多条检测线延伸出所述保护盖，并且电联接至所述连接器的检测端子。
9.根据权利要求1所述的电池组，进一步包括隔板，所述隔板电绝缘且导热，并且布置于在竖直方向或水平方向上堆叠的多个电池单元之间。
10.根据权利要求1所述的电池组，其中所述连接槽或所述连接突起形成在所述电池模块的连接至所述连接器的侧部上。
11.根据权利要求1所述的电池组，其中所述连接槽或所述连接突起形成在所述连接器的连接至所述电池模块的侧部上。
12.根据权利要求1所述的电池组，其中所述电池模块进一步包括：
与所述多个电池单元的底部相接触的下盖；
与所述多个电池单元的顶部相接触的上盖；和
在穿过所述下盖和所述上盖的同时连接至所述电池模块的连接构件。
13.根据权利要求12所述的电池组，其中所述下盖和所述上盖由钢或工程塑料制成。
14.根据权利要求1所述的电池组，其中所述连接器进一步包括：形成在所述绝缘主体的表面上并且电联接至所述多个汇流条中的该组汇流条和所述电源端子的多个电源图案。
15.根据权利要求7所述的电池组，其中所述连接器进一步包括：形成在所述绝缘主体的表面上并且电联接至所述多条检测线和所述连接器的检测端子的多个检测图案。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SAMSUNG SDI CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: SB LIMOTIVE CO., LTD. Effective date: 20130307 Owner name: BOSCH GMBH ROBERT Effective date: 20130307 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20130307 Address after: Gyeonggi Do, South Korea Applicant after: Samsung SDI Co., Ltd. Applicant after: Robert Bosch GmbH Address before: Gyeonggi Do, South Korea Applicant before: SB LiMotive Co., Ltd. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |