CN102931364A - 用于高电压电池组的电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于高电压电池组的电池模块。该电池模块被配置成沿着竖直方向堆叠多个固定板和多个电池单元，因而防止由于不正确地装配而产生不合格的产品，并且堆叠要求数目的电池单元以被模块化，因此在封装方面很有利，并改善了电池单元的冷却性能。

Description

用于高电压电池组的电池模块
技术领域
本发明总地来说涉及一种构成高电压电池组的电池模块，更具体涉及一种用于高电压电池组的电池模块，其中多个电池单元堆叠在一起形成模块。
背景技术
一般地，混合动力电动车、燃料电池车和电动车均是利用电动机驱动的车辆，必要地装备有高电压电池组以提供驱动功率给电动机。高电压电池组被配置成在车辆运行过程中通过反复充电和放电来提供所需的功率。这种高电压电池组一般包括电池壳体、安装在电池壳体中的多个电池模块，和电池管理系统(BMS)，其中电池管理系统被配置成检测构成电池模块的各个单元电池的电压、电流，和温度，以便可以控制其操作。
如图1所示，传统的电池模块包括多个电池单元1，和用于支撑电池单元1的上部和下部的上板2和下板3。每个电池单元1以向上直立的方式插入下板3中。电池单元1的上部插入下板2中。为了装配电池单元1，上板2和下板3具有插入凹口2a和3a，其中电池单元安装在凹口中。
然而，极有可能的是，在装配电池时，在每个电池1的上端和下端均被安装在上板2和下板3的插入凹口2a和插入凹口3a中的传统设计中，会不正确地装配电池。特别地，由于只将与插入凹口2a和3a数目相对应的电池1的数目模块化，因此电池模块的封装性是不利的。
上述内容仅仅是为了帮助理解本发明的背景，而并不意味着本发明将落在本领域技术人员已知的相关技术的范围内。
发明内容
因此，本发明牢记现有技术中存在的上述问题，并且本发明的一个目的在于提供一种用于高电压电池组的电池模块，以防止因不正确地装配电池单元产生不合格的产品，并通过堆叠所需数目的电池单元形成模块，因此就封装而言也是有利的。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于车辆的高电压电池组的电池模块，包括：多个固定板，沿竖直方向堆叠，并被装配成以预定间隔彼此间隔开；多个电池单元，由固定板支撑并被安装在固定板上，其中一个电池单元被放置在固定板之间；和紧固部件，将固定板彼此整体地连接在一起。
每个固定板可以包括每个电池单元被安装在其上的金属板部件，使得金属板部件支撑电池单元并用于冷却电池单元；和壳体部件，与金属板部件结合以形成金属板部件的框架，并支撑电池单元的左、右两端。
电池单元可以分别电极，所述电极分别从相应电池单元的左、右两端伸出；并且电极可以以之字形彼此连接，使得在电池单元通过固定板堆叠在一起时，最低电极与最高电极连接。
壳体部件可以包括在其相反两端上的电极安装凹进，以允许每个电池单元的电极被插入并安装在该电极安装凹进中。
多个伸出部可以一体形成在金属板部件上，并且与位于金属板部件下方的电池单元相接触以支撑电池单元。
金属板部件可以由铝制成，以改善电池单元的冷却性能；壳体部件可以由塑料制成。紧固部件可以包括整体穿过堆叠的固定板的角部的长螺栓，和分别紧固于长螺栓的螺母。
优选地，可以在堆叠的固定板与电池单元之间形成有空气通道，以允许冷却空气从其中流动。每个固定板可以一体地包括板突起和板凹进，以便在固定板被堆叠和装配时，控制固定板被装配的位置。板突起和板凹进可以以成行对齐的方式分别形成在固定板的壳体部件的上表面和下表面上。
根据本发明的用于高电压电池组的电池模块是有利的，因为多个固定板和多个电池单元沿着竖直方向堆叠，因而防止由于不正确地装配而产生不合格的产品，并且所需数目的电池单元被堆叠以被模块化，因而在封装方面很有利，并且改善了电池单元的冷却性能。
附图说明
下面根据详细说明书连同附图将更清晰地理解本发明的上述目的和其他目的、特征、和优势。在附图中：
图1是示出传统电池模块的图；
图2是示出根据本发明示例性实施例装配的电池模块的立体图；
图3是示出根据本发明示例性实施例的电池模块装配过程的分解立体图；和
图4-图6是分别沿着图2中的I-I线、II-II线、和III-III线的剖视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述根据本发明优选实施例的用于高电压电池组的电池模块。
应当理解，此处所使用的“车辆”或“车辆的”或其他相似的术语一般包括诸如包括运动型多用途汽车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用汽车的机动车辆，包括多种小船和轮船的水运工具、飞机等，和包括混合动力车辆、电动车辆、插入式混合动力车辆、氢提供动力的车辆、和其他可选燃料提供动力的车辆(例如，从除了石油以外的资源获取的燃料)。如此处所指，混合动力车辆是具有两种或以上动力源的车辆，例如同时汽油提供动力和电提供动力的车辆。
如图2-图6所示，根据本发明的用于高电压电池组的电池模块包括多个固定板10、多个电池单元20，和紧固部件30。固定板10沿垂直方向堆叠，并被装配成彼此间隔开预定间隔。电池单元20以一个电池单元20布置在固定板10之间的方式，由固定板10支撑并安装在固定板10上。紧固部件30将固定板10彼此连接成一整体。
在此，每个固定板10包括金属板部件11和壳体部件12。电池单元20位于金属板部件11上，使得部件11支撑电池单元20并起到冷却电池单元20的作用。壳体部件12与金属板部件11结合成整体以形成金属板部件11的框架，并支撑电池单元20的左、右两端。
此外，电池单元20分别具有电极21。电极21从相应的电池单元20的左端和右端伸出。电极21以之字形方式彼此连接，如图4所示，以便在利用固定板10将电池单元20堆叠起来时最低电极21与最高电极21连接。电极安装凹进(depression)13形成于壳体部件12的相反两端，使得每个电池单元20的电极21被插入并固定在电极安装凹进13中。
多个伸出部14一体形成在每个金属板部件11上，并且与位于金属板部件11下方的电池单元20的上表面相接触，以支撑电池单元20并抑制电池单元20移动。
金属板部件11可以由铝(Al)制成，以改善电池单元20的冷却性能。壳体部件12可以由塑料制成。通过通过铝来制成金属板部件11，可以进一步提高电池单元20的冷却性能，因为铝具有良好的导热性。此外，通过利用塑料来制成壳体部件12，本发明的示例性实施例可以使结构变轻、提高耐用性，并提供电绝缘性。此外，可以通过夹物模压将金属板部件11和壳体部件12结合成一体结构。
紧固部件30包括多个长螺栓31，其整体穿过堆叠的固定板10的角部；和分别被固定到长螺栓31的螺母32。
进一步地，每个固定板10一体地包括板突起15和板凹进16，以便在固定板10被堆叠和装配时，控制固定板10被装配的位置。在此，板突起15和板凹进16形成在壳体部件12上。板突起15和板凹进16可以以成行对齐的方式分别形成在壳体部件12的上表面和下表面上。
优选地，在堆叠起来的固定板10和电池单元20之间形成有空气通道17，以允许进行冷却的空气通过。在下文中，将描述根据本发明的电池模块的装配步骤。
将具有金属板部件11和壳体部件12的一个固定板10放在地板上。然后，如图3所示，将一个电池单元20安装在固定板10上。电池单元20可以彼此成行地连接，并可被布置成使得其电极21彼此连接。如果一个电池单元20被安装在固定板10上，则电池单元20被安装在金属板部件11上，电池单元20的边缘安装在壳体部件12，电极21被插入在形成于壳体部件12的左端和右端的电极安装凹进13中。
在将一个电池单元20安装在一个固定板10上之后，将另一个固定板10安装在电池单元20上。接着，如图3中的箭头R1所示旋转并安装另一个电池单元20。随后，将另一个固定板10安装在电池单元20上，和如图3中的箭头R2所示旋转另一个电池单元20并将其安装在固定板10上。以此方式，将多个固定板10和多个电池单元20垂直地堆叠在一起，如图4所示。此外，电池单元20通过以之字形方式彼此连接的电极21而彼此连接在一起。
固定板10和电池单元20堆叠起来并被固定在适当位置，同时通过包括长螺栓31和螺母32等的紧固部件30两两彼此连接。堆叠的电池单元20由金属板部件11的伸出部14支撑，从而防止电池单元20移动。此外，如果固定板10和电池单元20竖直堆叠在一起，则在固定板10与电池单元20之间限定有空气通道17，允许进行冷却的空气通过。因此，根据本发明的电池模块是有利的，因为多个电池单元20竖直地堆叠，因此可以防止因不正确地装配而产生不合格的产品。此外，将预期数目的电池单元20堆叠起来形成模块，因此在封装方面也是有利的。此外，可以由铝制成的金属板部件11的伸出部14在装配过程中与电池单元20接触，以便因铝具有较高的导热性而进一步提高了电池单元20的冷却性能。进一步地，空气通道17形成在堆叠的电池单元20的上方和下方，从而允许用于冷却的空气通过，因而改善了电池单元20的冷却性能。此外，当多个固定板10被堆叠起来时，板突起15被装配到相应的板凹进16中，因而防止不正确地装配固定板10并控制装配位置。而且，根据本发明的电池模块是有利的，因为固定板10的壳体部件12是由塑料制成的，因而实现质轻、改善耐用性、防止外部的热侵入，并提供电绝缘性。
尽管已经出于说明的目的公开了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员应该理解的是，在不偏离权利要求中所公开的本发明的范畴和精神的情况下，还可以做出各种改进、增加，和替代。

Claims (10)

1.一种用于车辆的高电压电池组的电池模块，包括：
多个固定板，沿竖直方向堆叠，并被装配成以预定间隔彼此间隔开；
多个电池单元，由所述固定板支撑并被安装在所述固定板上，其中一个电池单元被放置在所述固定板之间；和
紧固部件，将所述固定板彼此整体地连接在一起。
2.如权利要求1所述的电池模块，其中每个所述固定板包括：
每个所述电池单元被安装在其上的金属板部件，其中所述金属板部件支撑所述电池单元并用于冷却所述电池单元；和
壳体部件，与所述金属板部件结合以形成所述金属板部件的框架，并支撑所述电池单元的左、右两端。
3.如权利要求1所述的电池模块，其中所述电池单元包括电极，所述电极分别从相应电池单元的左、右两端伸出，并且
所述电极以之字形彼此连接，其中在所述电池单元通过所述固定板堆叠起来时，最低电极与最高电极连接。
4.如权利要求2所述的电池模块，其中所述壳体部件包括在其相反两端上的电极安装凹进，以允许每个所述电池单元的电极被插入并安装在所述电极安装凹进中。
5.如权利要求2所述的电池模块，其中多个伸出部一体形成在所述金属板部件上，并且与位于所述金属板部件下方的所述电池单元相接触以支撑所述电池单元。
6.如权利要求2所述的电池模块，其中所述金属板部件由铝制成，以提高所述电池单元的冷却性能，并且
所述壳体部件由塑料制成。
7.如权利要求1所述的电池模块，其中所述紧固部件包括：
整体穿过堆叠的固定板的角部的多个长螺栓；和
分别紧固于所述长螺栓的螺母。
8.如权利要求1所述的电池模块，其中在所述堆叠的固定板与电池单元之间形成有空气通道，以允许冷却空气从其中流过。
9.如权利要求1所述的电池模块，其中每个所述固定板一体地包括板突起和板凹进，以便在所述固定板被堆叠和装配时，控制所述固定板被装配的位置。
10.如权利要求9所述的电池模块，其中所述板突起和所述板凹进以成行对齐的方式分别形成在所述固定板的所述壳体部件的上表面和下表面上。
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