CN102683621A - 用于高压汽车电池的电池盖 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于高压汽车电池的电池盖，具体地，用于具有以堆叠式构造布置的多个电池单元的电池模块的盖，包括非导电主体以及多个导电连接器，所述非导电主体具有在其中形成的多个隔开的凹区，每个连接器布置在凹区中的一个中并且连接到主体。

Description

用于高压汽车电池的电池盖

技术领域

本发明总体涉及一种电池模块。具体地，本发明涉及一种用于包括多个电池单元的电池模块的电池盖。

背景技术

已经提出将电池单元作为用于电动车辆和各种其他应用的清洁、高效并且环境负责的功率源。一类电池单元已知为锂离子电池。锂离子电池是可再充电的，并且可形成各式各样的形状和尺寸，以便有效地填充电动车辆中的可用空间。在电池单元模块中可提供多个单独的锂离子电池单元，以提供足够操作电动车辆的功率量。

例如，传统的电池模块包括堆叠式构造布置并且与电气设备（例如，电池切断单元（BDU）或负荷）电通信的多个电池单元。每个电池单元包括阴极端子和阳极端子。典型地，为了最大化电池模块的电压输出，电池单元的每一个的阳极端子和阴极端子以串联结构电气地连接。在某些设计中，电池盖被布置在电池单元的堆上方以隔离和保护每个电池单元的阳极和阴极端子。

希望开发一种用于包括堆叠式构造布置的多个电池单元的电池模块的盖，其中盖在最小化复杂性的同时优化电池单元之间的机械和电气连接。

发明内容

与本发明协调和一致，出人意料地发现一种用于电池模块的盖，其中电池模块包括以堆叠式构造布置的多个电池单元，所述盖在最小化复杂性的同时优化电池单元之间的机械和电连接。

在一种实施方式中，一种用于具有以堆叠式构造布置的多个电池单元的电池模块的盖包括：非导体主体，其具有形成在其中的多个隔开的凹区；以及多个导电连接器，每个连接器布置在凹区中的一个中并且连接到主体。

在另一种实施方式中，电池模块包括：以堆叠式构造布置的多个电池单元，每个电池单元包括布置为临近其第一端的具有正电荷的第一端子以及具有负电荷的第二端子；盖，其具有主体，所述主体具有在其中形成的多个间隔开的凹区；和多个导电连接器，每个连接器布置在形成在所述盖的所述主体中的所述凹区中的一个中，所述连接器每个紧靠所述电池单元中至少一个的第一端子和第二端子中的至少一个，其中，所述电池单元中的所述至少一个的第一端子与所述电池单元的相邻一个的第二端子通过连接器中的一个直接电连通。

本发明还包括制造电池模块的方法。

一种方法包括步骤：将多个电池单元安装为堆叠式构造，每个电池单元包括被设置为接近其第一端的具有正电荷的第一端子和具有负电荷的第二端子；将盖配置成与每个电池单元的第一端子和第二端子邻近，盖具有主体，所述主体具有形成在其中的多个隔开的凹区，并且多个导电连接器的每一个布置在凹区中的一个中，每个连接器紧靠电池单元中至少一个的第一端子和第二端子中的至少一者；以及使电磁辐射经过盖的主体以将每个连接器焊接到电池单元中至少一个的第一端子和第二端子中的所述至少一者上，其中，电池单元中所述至少一个的第一端子与电池单元中相邻一个的第二端子通过连接器中的一个直接电连通。

本发明还提供如下方案：

1.一种用于电池模块的盖，所述电池模块具有堆叠式构造布置的多个电池单元，所述盖包括：

非导电主体，其具有形成在其中的多个间隔开的凹区；

多个导电连接器，所述连接器中每个布置在所述凹区中的一个中并且连接到所述主体。

2.根据方案1所述的盖，其中所述主体基本上是透射的。

3.根据方案1所述的盖，其中所述连接器中的至少一个具有基本上平面形状，具有由第一导电材料形成的第一部分和由第二导电材料形成的第二部分。

4.根据方案3所述的盖，其中所述第一导电材料和所述第二导电材料不同。

5.根据方案1所述的盖，其中所述连接器中的至少一个为大体“L”形。

6.根据方案1所述的盖，其中所述连接器中的至少一个延伸超过所述主体的外围边缘。

7.一种电池模块，包括：

以堆叠式构造布置的多个电池单元，每个电池单元包括布置为临近其第一端的具有正电荷的第一端子以及具有负电荷的第二端子，

盖，其具有主体，所述主体具有在其中形成的多个间隔开的凹区；和

多个导电连接器，每个连接器布置在形成在所述盖的所述主体中的所述凹区中的一个中，所述连接器每个紧靠所述电池单元中至少一个的第一端子和第二端子中的至少一个，其中，所述电池单元中的所述至少一个的第一端子与所述电池单元的相邻一个的第二端子通过连接器中的一个直接电连通。

8.根据方案7所述的电池模块，其中，在每个所述电池单元上的第一端子由第一导电材料形成，而每个所述电池单元上的第二端子由不同于所述第一导电材料的第二导电材料形成。

9.根据方案8所述的电池模块，其中，每个所述连接器包括由所述第一导电材料形成的第一部分以及由所述第二导电材料形成的第二部分。

10.根据方案9所述的电池模块，其中，每个所述电池单元的第一端子连接到所述连接器中的一个的第一部分，而每个所述电池单元的第二端子连接到所述连接器中的一个的第二部分。

11.根据方案7所述的电池模块，其中，所述电池单元以相反定向构造为使所述电池单元中其中一个的第一端子和所述电池单元中相邻一个的第二端子对齐。

12.根据方案7所述的电池模块，其中所述主体基本上是透射的。

13.根据方案7所述的电池模块，其中，所述连接器中的至少一个具有大体平面形状，具有由所述第一导电材料形成的第一部分以及由所述第二导电形成的第二部分。

14.根据方案13所述的电池模块，其中所述第一导电材料不同于所述第二导电材料。

15.根据方案7所述的电池模块，其中所述连接器中的至少一个基本上为“L”形。

16.根据方案7所述的电池模块，其中所述连接器中的至少一个延伸超过所述主体的外围边缘。

17.一种制造电池模块的方法，所述方法包括步骤：

以堆叠式构造布置多个电池单元，每个电池单元包括布置为临近其第一端的具有正电荷的第一端子以及具有负电荷的第二端子，

将盖布置成与每个电池单元的第一端子和第二端子邻近，盖具有主体，所述主体具有形成在其中的多个隔开的凹区，并且多个导电连接器的每一个布置在凹区中的一个中，每个连接器紧靠电池单元中至少一个的第一端子和第二端子中的至少一者；以及

使电磁辐射通过盖的主体以将每个连接器焊接到电池单元中至少一个的第一端子和第二端子中的所述至少一者上，其中，电池单元中所述至少一个的第一端子与电池单元中相邻一个的第二端子通过连接器中的一个直接电连通。

18.根据方案17所述的方法，其中所述电池单元每个上的第一端子由第一导电材料形成而所述电池单元每个上的第二端子由不同于所述第一导电材料的第二导电材料形成。 

19.根据方案18所述的方法，其中所述连接器每个包括由所述第一导电材料形成的第一部分和由所述第二导电材料形成的第二部分。 

20.根据方案19所述的方法，其中所述电池单元每个的第一端子连接到所述连接器中的其中一个的第一部分，而所述电池单元每个的第二端子连接到所述连接器中的其中一个的第二部分。 

附图说明

在根据在此描述的附图考虑时，本发明的以上以及其他的优点将通过以下对优选实施例的详细说明对本领域的技术人员变得显而易见，在附图中：

图1为根据本发明实施方式的包括电池盖的电池模块的部分分解前透视图；

图2为图1的电池模块的前透视图，示出连接到电池模块的多个电池单元的电池盖；

图3为图1的电池模块的电池盖的底透视图；和

图4为根据本发明实施方式的图1的电池模块与电池断开单元电连通的示意图。

具体实施方式

下列详述和附图描述和例示本发明的多种实施方式。描述和附图用于使得本领域技术人员能够实现和使用本发明，并非意图以任何形式限制本发明的保护范围。就所公开的方法而言，所提出的步骤实质上是示范性的，因此，步骤的顺序不是必须的或关键的。

图1-2例示根据本发明实施方式的电池模块10。如所示，电池模块10包括布置成堆叠式构造的多个电池单元12以及布置成临近电池单元12堆的电池盖14。作为非限制性的例子，电池模块10包括12个电池单元12。然而，可包括任何数量的电池单元12用以提供预定的电压。

每个电池单元12包括一对端子16、18(例如，耳片)。作为非限制性的例子，第一端子16(例如阳极)与负电荷关联而第二端子18(例如阴极)与正电荷关联。在特定的实施方式中，每个电池单元12的第一端子16由铜形成，而每个电池单元12的第二端子18由铝形成。然而，要理解每个端子16、18可由任何导电材料形成。

在所示的实施方式中，每个电池单元12的第一端子16和第二端子18布置在所关联电池单元12中每个的相同端，如本领域技术人员所明白。在特定的实施方式中，每个电池单元12为具有矩形金属罐(例如，壳体)的棱形电池单元。然而，具有其他形状和构造的其他类型的电池单元也可被使用。作为非限制性的例子，电池单元12布置为交替构造，其中电池单元12中其中一个的第一端子16与电池单元12中相邻一个的第二端子18对齐。然而，也可使用其他构造。

在特定的实施方式中，冷却板20被配置在相邻的电池单元12之间。需要理解的是冷却板20可被配置为在其中通过冷却液。作为非限制性的例子，每个冷却板20形成流体冷却液系统的冷却回路的一部分（没有示出），如本领域技术人员所明白。然而，可使用其他冷却系统和热管理系统。

如图3更清楚地示出，电池盖14包括主体22以及连接到主体22的多个导电连接器24。主体22典型地由非导电材料（例如塑料、玻璃等）形成（例如模制）。作为非限制性例子，主体22基本上透射，其中电磁辐射（例如，激光）能在其中穿过。在所示实施方式中，主体22具有基本为矩形的平面形状。然而，主体22可具有任意的形状和尺寸。作为进一步的非限制性的例子，多个间隔开的凹区26（即，剪切部）形成在主体22的下侧上，同时，主体22的上侧基本上是平面和平坦的。需要理解的是可在主体22上形成任意数量的凹区26。

当盖14定位在电池单元12的堆上时，连接器24通常连接到主体22的下侧从而紧靠每个电池单元12的端子16、18中每个。作为非限制性的例子，每个连接器24具有基本上为平面的形状。然而，连接器24可具有任意尺寸和形状。作为进一步的非限制性的例子，每个连接器24被配置在形成于主体22中的凹区26中的一个中。在特定的实施方式中，每个连接器24随主体22镶嵌模制（insert molded）。然而，连接器24可使用其他方式诸如粘结剂和其他机械连接而连接到主体22的任何部分。

在所示的实施方式中，每个连接器24具有由第一导电材料（例如，铜）形成的第一部分28和由第二导电材料（例如铝）形成的第二部分30。作为非限制性例子，第一导电材料和第二导电材料不同。然而，连接器24可由任何导电材料形成。作为非限制性例子，通过使用超声焊接技术、扩散结合或现在已知的或将来发展的其他连接技术，至少一个连接器24的第一部分28连接到第二部分30。作为进一步的非限制性例子，例如，第一导电材料的带布置为与第二导电材料的带邻近，并且这些带使用诸如连续超声焊接的连接技术而连接在一起。然后，连结的带被剪切以提供连接器24，其具有由第一导电材料形成的第一部分28以及由第二导电材料形成的第二部分30。需要理解的是，可使用连接第一部分28和第二部分30的其他方式。

在所示的实施方式中，一对端连接器24’的每一个，除了此处以下所描述的之外与连接器24相同，布置为邻近盖14的主体22的相对端并且被定位为延伸超越主体22的外围边缘。作为非限制性例子，端连接器24’中的一个被电连接到定位在堆叠式构造的端部处的电池单元12中其中一个的阳极端子16，而端连接器24’中的另一个被电连接到定位在堆叠式构造的另一端的电池单元12中其中一个的阴极端子18。因此，例如（如图4所示），端连接器24’共同提供用于电路连接到另一设备32例如负载，BDU，和另一电池模块10的正和负端端子。作为进一步的非限制性的例子，端连接器24’每个为大体“L”形并且被定位在形成于主体22中的凹区26中。然而，需要被理解的是，端连接器24’可具有任何形状并且可被定位在相对于盖14的任何位置。

为了组装电池模块10，每个电池单元12被配置为与具有相反定向的电池单元12的另一个邻近从而形成堆叠式构造。每个电池单元12的端子16,18以预设的顺序和电构造（例如，串联）彼此电连接。特别地，盖14被定位为邻近每个电池单元12的端子16、18，其中连接器24,24’与电池单元12的端子16、18对齐。作为非限制性例子，连接器24以预设的布局布置从而每个连接器24的第一部分28布置为邻近电池单元12的关联一个的第一端子16，并且每个连接器24的第二部分30布置为邻近电池单元12的关联一个的第二端子18。此外，端连接器24’的一个布置为邻近布置在堆的端处的电池单元12的其中一个的第一端子16，而端连接器24’的另一个布置为邻近布置在堆的相反端的电池单元12的其中一个的第二端子18。需要理解的是连接器24、24’可直接紧靠端子16、18的相应端子。

一旦盖14处于适当位置，连接器24、24’被连接到电池单元12的相应端子16、18。在某些实施方式中，电磁辐射（例如，激光）穿过盖14的主体22以将连接器24、24’焊接到相应的端子16、18。然而，可使用其他连接方式。

作为非限制性例子，电池单元12中至少一个的第一端子16（例如，阳极）与电池单元12中邻近一个的第二端子18（例如，阴极）直接电通信。作为进一步的非限制性例子，直接电通信可被定义为电流在电池单元12中至少一个的第一端子16（例如，阳极）和电池单元12中邻近一个的第二端子18（例如，阴极）之间流动而没有与电池单元12的其他电池单元的中间电接触。在特定的实施方式中，端连接器24’从盖14的主体22突出以便利电池模块10到设备32或其他系统（如图4所示）的连接。需要理解的是电导总线（没有示出）可用于将端连接器24’电连接到设备32。还应理解，在电池模块10和另一个设备或系统之间提供电连通的其他方式可被使用。

每个电池单元12典型性地具有两个电连接点（即，端子16、18），其中连接点的其中一个由铜材料形成而连接点的另一个由铝材料形成。为了有效地连接在一起，电连接点的材料需要用类似的材料来连接。换言之，铜应连接到铜而铝应连接到铝。本发明的包括盖14的电池模块10便利了通过单个组装设备（即，包括连接器24、24’的盖14）电连接多个电池单元。

因为导电连接器24、24’与主体22形成整体，本发明的盖14最小化了电连接设备的轮廓以及电池模块10的整体轮廓。盖14包括电绝缘主体22，其提供“接触安全”的表面而无需别的安全盖。本发明的电池模块10优化了电池单元12之间的机械和电连接同时最小化复杂程度和所需部件的总数量。

从前述说明，本领域技术人员可容易地确定本发明的本质特征，并且在不背离其精神和范围的情况下可对本发明做出多种变化和修改以使其适应于多种用途和情况。

Claims (10)

1.一种用于电池模块的盖，所述电池模块具有堆叠式构造布置的多个电池单元，所述盖包括：

非导电主体，其具有形成在其中的多个间隔开的凹区；

多个导电连接器，所述连接器中每个布置在所述凹区中的一个中并且连接到所述主体。

2.根据权利要求1所述的盖，其中所述主体基本上是透射的。

3.根据权利要求1所述的盖，其中所述连接器中的至少一个具有基本上平面形状，具有由第一导电材料形成的第一部分和由第二导电材料形成的第二部分。

4.根据权利要求3所述的盖，其中所述第一导电材料和所述第二导电材料不同。

5.根据权利要求1所述的盖，其中所述连接器中的至少一个为大体“L”形。

6.根据权利要求1所述的盖，其中所述连接器中的至少一个延伸超过所述主体的外围边缘。

7.一种电池模块，包括：

以堆叠式构造布置的多个电池单元，每个电池单元包括布置为临近其第一端的具有正电荷的第一端子以及具有负电荷的第二端子，

盖，其具有主体，所述主体具有在其中形成的多个间隔开的凹区；和

多个导电连接器，每个连接器布置在形成在所述盖的所述主体中的所述凹区中的一个中，所述连接器每个紧靠所述电池单元中至少一个的第一端子和第二端子中的至少一个，其中，所述电池单元中的所述至少一个的第一端子与所述电池单元的相邻一个的第二端子通过连接器中的一个直接电连通。

8.根据权利要求7所述的电池模块，其中，在每个所述电池单元上的第一端子由第一导电材料形成，而每个所述电池单元上的第二端子由不同于所述第一导电材料的第二导电材料形成。

9.根据权利要求8所述的电池模块，其中，每个所述连接器包括由所述第一导电材料形成的第一部分以及由所述第二导电材料形成的第二部分。

10.一种制造电池模块的方法，所述方法包括步骤：

以堆叠式构造布置多个电池单元，每个电池单元包括布置为临近其第一端的具有正电荷的第一端子以及具有负电荷的第二端子，

将盖布置成与每个电池单元的第一端子和第二端子邻近，盖具有主体，所述主体具有形成在其中的多个隔开的凹区，并且多个导电连接器的每一个布置在凹区中的一个中，每个连接器紧靠电池单元中至少一个的第一端子和第二端子中的至少一者；以及

使电磁辐射通过盖的主体以将每个连接器焊接到电池单元中至少一个的第一端子和第二端子中的所述至少一者上，其中，电池单元中所述至少一个的第一端子与电池单元中相邻一个的第二端子通过连接器中的一个直接电连通。

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