CN103000835A - 电池模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池模块。电池模块包括：一对端板；多个电池单体，沿一个方向排列在所述一对端板之间；顶板，位于所述多个电池单体的上部；底板，位于所述多个电池单体的下部；外壳，与所述一对端板、顶板和底板一起容纳所述多个电池单体；以及至少一个加固构件，位于所述多个电池单体中的电池单体之间，所述至少一个加固构件包括至少一个固定单元。

Description

电池模块

本申请要求于2011年8月22日在韩国知识产权局提交的第10-2011-0083485号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请的全部内容通过引用包含于此。

技术领域

本发明的实施例的多个方面涉及一种电池模块。

背景技术

通常，电池单体在移动装置、电动车辆、混合动力车辆等中用作诸如电能的能源，电池单体的形状可以根据所应用到的外部装置的种类而变化。

诸如移动电话的小型移动装置可以通过单个电池单体的输出和容量来工作预定的时间。然而，在诸如需要较大功率的电动车辆和混合动力车辆的应用中，当需要长时间高功率驱动时，通过连接多个电池单体来构造高容量电池模块以提高输出和容量。电池模块可以根据包括在其中的电池单体的数量来提高输出电压或输出电流。此外，可以通过将多个电池模块电连接来构造电池包。

通常，当电池单体的数量较大时，电池模块的长度较长。此外，当振动或冲击作用于传统的电池模块时，存在电池模块的中部被浮置和电池模块可能会被损坏的问题。

发明内容

根据本发明的一方面，通过将加固构件插入到构造有多个电池单体的电池模块中而将电池模块被构造为防止或基本防止因振动或冲击造成的电池模块中部的下垂或下陷。这样，根据本发明实施例的电池模块尤其适合应用在电动车辆或混合电动车辆中。

根据本发明的实施例，一种电池模块包括：一对端板；多个电池单体，沿一个方向排列在所述一对端板之间；顶板，位于所述多个电池单体的上部；底板，位于所述多个电池单体的下部；外壳，与所述一对端板、顶板和底板一起容纳所述多个电池单体；以及至少一个加固构件，位于所述多个电池单体中的电池单体之间，所述至少一个加固构件包括至少一个固定单元。

所述至少一个加固构件的所述至少一个固定单元可以被固定到外壳。

所述至少一个加固构件可以位于电池模块的中部。

所述至少一个加固构件可以包括与电池单体接触并且尺寸与电池单体的尺寸基本相同的表面，所述至少一个加固构件还可以包括具有恒定厚度且从所述至少一个加固构件的上表面穿透到所述至少一个加固构件的下表面的至少一个插入孔。

所述至少一个加固构件的相对的侧表面和下表面可以延伸到与所述至少一个加固构件接触的电池单体的下表面和相对的侧表面的部分。

所述至少一个固定单元可以位于所述至少一个插入孔的底部。

所述至少一个加固构件和外壳可以通过第一固定构件固定。

底板对应于所述至少一个固定单元可以具有第一固定构件穿透的通孔。

第一固定构件可以包括螺栓或螺柱。

顶板可以包括：顶部基体单元，面向电池单体的上表面；以及顶部凸缘单元，从顶部基体单元的侧表面朝着电池单体的侧表面弯曲。

所述至少一个加固构件可以包括位于所述至少一个加固构件的与顶部凸缘单元接触的侧表面上的突起单元。

顶部凸缘单元对应于突起单元可以具有容纳突起单元的突起容纳单元。

突起单元可以具有尖端朝上的锥形形状。

底板可以包括：底部基体单元，面向电池单体的下表面；以及底部凸缘单元，从底部基体单元的侧表面朝着电池单体的侧表面弯曲。

所述至少一个加固构件可以包括形成在所述至少一个加固构件的与底部凸缘单元接触的侧表面上的结合槽。

底部凸缘单元对应于结合槽可以具有结合孔。

所述至少一个加固构件所述的侧表面和底部凸缘单元可以在结合槽和结合孔处通过第二固定构件固定。

附图说明

附图与说明书一起示出了本发明的一些示例性实施例，并且附图与描述一起用来解释本发明的多个方面和原理。

图1是根据本发明实施例的电池模块的透视图。

图2是图1的电池模块的分解透视图。

图3是根据本发明实施例的电池模块的加固构件的透视图。

图4A是图3的加固构件的俯视图。

图4B是图3的加固构件的正视图。

图4C是图3的加固构件的侧视图。

图5是图1的电池模块沿着A-A’线的剖视图，是在顶板被固定之前将加固构件固定到底板的状态下示出的。

图6是根据本发明另一实施例的电池模块的透视图。

具体实施方式

在下面详细的描述中，通过举例说明的方式示出和描述了本发明的一些示例性实施例。然而，如本领域技术人员将认识到的，所描述的实施例可以以各种不同的方式修改，而均未脱离本发明的精神或范围。因此，附图和描述在本质上被认为是说明性的而非限制性的。此外，当元件被称作“在”另一元件“上”时，该元件可以直接在所述另一元件上，或者可以间接在所述另一元件上并且在该元件和所述另一元件之间设置有一个或更多个中间元件。另外，当元件被称作“连接到”另一元件时，该元件可以直接连接到所述另一元件，或者可以间接连接到所述另一元件并且在该元件和所述另一元件之间设置有一个或更多个中间元件。在下文中，相同的标号表示相同的元件。

在此参照附图来描述本发明的特定实施例。然而，可以以权利要求书的范围内的各种不同的形式来实施本发明，并且在此描述的实施例被认为是说明性的而非限制性的。

在下面的描述中，对功能或构造的一些详细描述在对本领域普通技术人员而言是已知的情况下会被省略，这样，不必要的描述不会使本发明的技术原理变得模糊。在附图中，在几幅图中示出了相同的组件的情况下，可以重复相同的标号。此外，为了方便起见或为了说明的目的，附图中示出的尺寸或厚度会被夸大，而可以不是按比例绘出的，实际的尺寸或厚度可以是不同的情形。

图1是根据本发明实施例的电池模块的透视图；图2是图1的电池模块的分解透视图。

参照图1和图2，根据本发明的实施例，电池模块100包括多个电池单体10、一对端板110和120、顶板130、底板140以及容纳上述组件的外壳50。此外，还在多个电池单体10之间设置了至少一个加固构件160。

根据本发明的实施例，加固构件160位于电池模块100的中间部分处或附近并被固定到外壳50的底部部分。这样，由于防止或基本防止了因振动或冲击造成的电池模块100的中部的下垂或下陷，所以电池模块100能够被制造得更为坚固。此外，在包括多个电池单体10的电池模块100的长度长的情况下，防止或基本防止了由于电池模块100自身的重量导致的中部的下垂或下陷。

在一个实施例中，加固构件160具有恒定的厚度，并且形成为使得与电池单体10接触的表面具有与电池单体10的尺寸相同的尺寸。此外，加固构件160形成有从上表面160a穿透到下表面160c的插入孔162。插入孔162是这样的空间，即，当通过利用第一固定构件146将加固构件160固定到外壳50时可以插入工具170(见图5)的空间。后面将针对图5在此对其进行更详细的描述。

在一个实施例中，可以延伸并形成加固构件160的两个侧表面160b和下表面160c。可以使加固构件160的两个侧表面160b和下表面160c延伸并形成为容纳与加固构件160接触的两个电池单体10的下表面和侧表面的一部分。因而，由于两个电池单体10的与加固构件160接触的部分被容纳在加固构件160中，所以即使在固定单元松动时，电池单体10也可以被稳定地安装在电池模块100中而没有晃动。

在一个实施例中，加固构件160的固定单元163位于插入孔162的底部上。即，在加固构件160中，通过插入孔162插入第一固定构件146，并且可以将第一固定构件146固定到外壳50。在一个实施例中，底板140的底部基体单元140a对应于固定单元163设置有第一固定构件146穿透的通孔145。这里，第一固定构件146可以包括螺栓(bolt)或螺柱(stud)。

在一个实施例中，加固构件160还可以被固定到顶板130和底板140。在一个实施例中，顶板130可以包括：顶部基体单元130a，设置成面向电池单体10的上表面；顶部凸缘单元130b，从顶部基体单元130a的侧面向电池单体140的侧表面弯曲。在一个实施例中，底板140可以包括：底部基体单元140a，设置成面向电池单体10的下表面；底部凸缘单元140b，从底部基体单元140a的侧面向电池单体140的侧表面弯曲。

顶部凸缘单元130b可以被弯曲成与顶部基体单元130a近似垂直，底部凸缘单元140b可以被弯曲成与底部基体单元140a近似垂直。在一个实施例中，顶部凸缘单元130b和底部凸缘单元140b可以延伸为与电池单体10的侧表面接触。

在一个实施例中，加固构件160的与顶板130的顶部凸缘单元130b接触的两个侧表面形成有突起单元161。此外，顶部凸缘单元130b对应于突起单元161设置有容纳突起单元161的突起容纳单元132。在一个实施例中，突起单元161形成为具有尖端朝上的锥形形状，形成锥形形状的突起单元161插入作为顶部凸缘单元130b中的开口的突起容纳单元132中。因而，可以将加固构件160固定到顶板130。

在一个实施例中，加固构件160的与底板140的底部凸缘单元140b接触的两个侧表面形成有结合槽164。此外，底部凸缘单元140b对应于结合槽164设置有结合孔143，底板140和加固构件160被通过结合孔143插入到结合槽164中的第二固定构件144固定。

结合槽164的内侧可以以螺纹的形式形成，第二固定构件144可以是螺栓或螺柱的形式。

在一个实施例中，端板110、120的顶端和底端中的每一端分别被固定为与顶部凸缘单元130b和底部凸缘单元140b接触。即，在一个实施例中，面对的顶部凸缘单元130b的两个端部被固定构件30固定到端板110、120，面对的底部凸缘单元140b的两个端部被固定构件20固定到端板110、120。

根据本发明的实施例，可以通过将电极组件和电解质容纳在壳体中然后用盖板封闭壳体来制造沿一个方向排列在一对端板110、120之间的多个电池单体10。正极端子11、负极端子12以及设置在正极端子11和负极端子12之间的排气孔13可以形成在盖板上。电极组件可以包括正极板、负极板以及置于正极板和负极板之间的分隔件。

正极板连接到正极端子11，负极板连接到负极端子12，从而通过电极组件与电解质溶液的电化学反应产生的能量被传递到外部。此外，排气孔13起着将电池单体10内部产生的气体排放到外部的通道的作用。

所述一对端板110和120、顶板130以及底板140可以提供容纳多个电池单体10的空间(例如，预定的空间)。电池单体10可以安放在划分的空间内，并且可以沿一个方向排列和固定。在这种情况下，电池单体10可以肩并肩地布置成彼此面对，使得电池单体10的宽的正面彼此面对。此外，成对的相邻的电池单体10的正极端子11和负极端子12可以通过汇流条(bus bar)15彼此电连接。汇流条15可以设置有可被正极端子11和负极端子12穿透的孔，因此，可以通过诸如螺母16的构件来固定通过穿透而连接的汇流条15。

在一个实施例中，所述一对端板110、120可以被布置成与最外面的电池单体10区域接触而挤压多个电池单体10的内部。在一个实施例中，没有被加固构件160分开的成对的相邻的电池单体10可以通过阻挡板(barrier plate)150分开。在由所述一对端板110和120、顶板130及底板140支撑的多个电池单体10中，正极端子11和负极端子12可以彼此交替地布置并串联连接。

在一个实施例中，端板110、120可以在与顶板130和底板140的一端和相对端接触的部分中包括固定孔111、112、121、122。此外，在顶板130和底板140中，与固定孔112、122对应的部分可以设置有固定槽131，与固定孔111、121对应的部分可以设置有固定槽141。

固定孔111、112、121、122和固定槽131、141可以通过固定构件20、30来固定。即，由于固定构件20、30穿过固定孔111、112、121、122和固定槽131、141而被固定，所以可以改善所述一对端板110、120与顶板130和底板140之间的结合力。例如，固定构件20、30可以包括螺栓或螺柱。

根据通过固定孔111、112、121、122和固定槽131、141进行的这种固定，可以改善电池模块100的外观和微型化以及空间利用。此外，由于可以通过固定孔111、112、121、122和固定槽131、141有效地分布由多个电池单体10对顶板130和底板140造成的应力，所以改善了电池模块100的安全性。

在一个实施例中，电池模块100的两端(即，端板110、120的底部)形成有用来与外壳50结合的第一固定孔113，底板140在与第一固定孔113对应的位置处形成有第二固定孔142。因而，诸如螺栓或螺柱的固定构件148可以穿透第一固定孔113和第二固定孔142以将电池模块100固定到外壳50。

图3是根据本发明实施例的加固构件160的透视图。

参照图3，在一个实施例中，加固构件160形成为使得与电池单体10接触的表面具有与电池单体10的尺寸相同的尺寸，并且加固构件160具有恒定的厚度。插入孔162中的至少一个可以从加固构件160的上表面160a穿透到下表面160c而形成。

在一个实施例中，两个插入孔162单独地形成并且分隔开一定间隔(例如，预定的间隔)。由于形成在插入孔162的底部中的固定单元163是与外壳50(见图1)固定的部分，所以根据加固构件160的宽度，可以通过形成插入孔162来改善外壳50与加固构件160的固定力。

在一个实施例中，加固构件160的两个侧表面160b和下表面160c可以延伸并形成到与加固构件160接触的两个电池单体10(见图1)的下表面和侧表面的一部分。因而，由于这两个电池单体10的一部分被容纳在加固构件160中，所以即使在加固构件160和外壳50的固定松动时，电池单体10也可以被稳定地安装在电池模块100内部而没有晃动。此外，加固构件160由于延伸而起着支撑位于电池模块100中部的电池单体的作用。

通过将加固构件160插入到电池模块100(见图1)的中部中，防止或基本防止了由于振动或冲击导致的电池模块100的中部的下垂或下陷，并且电池模块100具有提高的坚固性。

图4A是加固构件160的俯视图；图4B是加固构件160的正视图；图4C是加固构件160的侧视图。

参照图4A至图4C与图2，从加固构件160的上表面160a穿透到下表面160c的插入孔162是可以插入工具170(见图5)以将加固构件160固定到外壳50的空间。穿过插入孔162固定到固定单元163的第一固定构件146可以以螺栓的形式形成。因而，为了使工具170或者第一固定构件146的螺栓头穿过插入孔162，加固构件160的上表面160a的插入孔162的尺寸大于加固构件160的下表面160c的固定单元163的尺寸。在一个实施例中，第一固定构件146的螺栓头不应穿过固定单元163，因此，穿过固定单元163的开口比第一固定构件146的螺栓头小。

在一个实施例中，加固构件160的两个侧表面160b的上部形成有突起单元161。突起单元161可以被容纳在顶部凸缘单元130b的突起容纳单元132中。因而，可以将加固构件160固定到顶板130。

在一个实施例中，加固构件160的两个侧表面160b的下部形成有结合槽164。结合槽164形成在与底部凸缘单元140b的结合孔143对应的区域处，加固构件160被第二固定构件144固定到底板140。

图5是图1的电池模块沿着A-A’线的剖视图，是在顶板被固定之前将加固构件160固定到底板140的状态下示出的。

参照图5，加固构件160的固定单元163可以被固定并定位在外壳50上。固定单元163被定位在形成在加固构件160中的插入孔162的底部部分处，以将外壳50固定到加固构件160的底部。在一个实施例中，如图5所示，固定单元163的插入孔从上表面穿透到下表面，并且两个插入孔以一定的间隔(例如，预定的间隔)分开形成。

在一个实施例中，从插入孔162插入固定构件146和工具170，第一固定构件146在穿过底板140的通孔145之后被固定到外壳50。这里，底板140的通孔145可以形成在与加固构件146的固定单元163对应的区域处。第一固定构件146可以是螺栓或螺柱。

如上所述，由于加固构件160被固定到外壳50，所以当振动或冲击作用于其内连接有多个电池单体10的电池模块100时，防止或基本防止了电池模块100的中部被浮置和电池模块100被损坏。

图6是根据本发明另一实施例的电池模块的透视图。

参照图6，根据本发明的另一实施例，与上面描述的且在图1中示出的电池模块100一样，电池模块200包括一对端板110和120、多个电池单体10、顶板230、底板240以及容纳上述组件的外壳50。在一个实施例中，顶板230包括顶部基体单元230a和顶部凸缘单元230b，底板240包括底部基体单元240a和底部凸缘单元240b。此外，还在沿一个方向排列的多个电池单体10之间设置了加固构件260。

每个加固构件260位于一组多个电池单体10的中心区域处，并且包括被固定到外壳50的固定单元163(见图2)。这样，当电池单体10的数量增加时，为了防止或基本防止电池模块200的中部的下垂或下陷并改善耐冲击性，可以在电池模块200的中部设置两个加固构件260。

在一个实施例中，加固构件260形成为使得与电池单体10接触的表面具有与电池单体10的尺寸相同的尺寸，并且加固构件260可以包括具有恒定厚度且从上表面穿透到下表面的至少一个插入孔162(见图2)。此外，加固构件260的两个侧表面和下表面可以形成为延伸到与加固构件260接触的两个电池单体10的下表面和侧表面的部分。

在一个实施例中，加固构件260的与底部凸缘单元240b接触的两个侧表面形成有结合槽164(见图2)，底部凸缘单元240b对应于结合槽164设置有结合孔。在一个实施例中，通过第二固定构件144固定结合槽164和底部凸缘单元240b的结合孔。

在一个实施例中，加固构件260的与顶部凸缘单元230b接触的两个侧表面形成有突起单元161，顶部凸缘单元230b对应于突起单元161形成有容纳突起单元161的突起容纳单元132。在一个实施例中，突起单元161形成为具有尖端朝上的锥形形状，并且可以容易地与突起容纳单元132结合。

在根据本发明实施例的电池模块200中，可以防止或基本防止因振动或冲击造成的电池模块200的中部的下垂或下陷，并且将电池模块200制造得坚固。

在上面的实施例中，将其中包括一个或两个加固构件的电池模块作为示例来描述，但是对于本领域普通技术人员应该清楚的是，在电池单体的数量增加的情况下可以包括更多个加固构件。

如上所述，根据本发明的多个实施例的方面，通过将加固构件插入到被构造有多个电池单体的电池模块中来制造电池模块，以防止或基本防止因振动或冲击造成的电池模块的中部的下垂或下陷。这样，根据本发明实施例的电池模块尤其适合作为用于驱使电动车辆或混合电动车辆的马达驱动电源。

虽然已经结合特定示例性实施例描述了本发明，但是应该理解的是，本发明不局限于所公开的实施例，而是相反，本发明意图覆盖包括在权利要求书及其等同物的精神和范围内的各种修改和等同布置。

Claims (18)

1.一种电池模块，所述电池模块包括：

一对端板；

多个电池单体，沿一个方向排列在所述一对端板之间；

顶板，位于所述多个电池单体的上部；

底板，位于所述多个电池单体的下部；

外壳，与所述一对端板、顶板和底板一起容纳所述多个电池单体；以及

至少一个加固构件，位于所述多个电池单体中的电池单体之间，所述至少一个加固构件包括至少一个固定单元。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述至少一个加固构件的所述至少一个固定单元被固定到外壳。

3.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述至少一个加固构件位于电池模块的中部。

4.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述至少一个加固构件包括与电池单体接触并且尺寸与电池单体的尺寸基本相同的表面，所述至少一个加固构件还包括具有恒定厚度且从所述至少一个加固构件的上表面穿透到所述至少一个加固构件的下表面的至少一个插入孔。

5.根据权利要求4所述的电池模块，其中，所述至少一个加固构件的相对的侧表面和下表面延伸到与所述至少一个加固构件接触的电池单体的下表面和相对的侧表面的部分。

6.根据权利要求4所述的电池模块，其中，所述至少一个固定单元位于所述至少一个插入孔的底部。

7.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述至少一个加固构件和外壳通过第一固定构件固定。

8.根据权利要求7所述的电池模块，其中，底板对应于所述至少一个固定单元具有第一固定构件穿透的通孔。

9.根据权利要求7所述的电池模块，其中，第一固定构件包括螺栓或螺柱。

10.根据权利要求1所述的电池模块，其中，顶板包括：顶部基体单元，面向电池单体的上表面；以及顶部凸缘单元，从顶部基体单元的侧表面朝着电池单体的侧表面弯曲。

11.根据权利要求10所述的电池模块，其中，所述至少一个加固构件包括位于所述至少一个加固构件的与顶部凸缘单元接触的侧表面上的突起单元。

12.根据权利要求11所述的电池模块，其中，顶部凸缘单元对应于突起单元具有容纳突起单元的突起容纳单元。

13.根据权利要求11所述的电池模块，其中，突起单元具有尖端朝上的锥形形状。

14.根据权利要求1所述的电池模块，其中，底板包括：底部基体单元，面向电池单体的下表面；以及底部凸缘单元，从底部基体单元的侧表面朝着电池单体的侧表面弯曲。

15.根据权利要求14所述的电池模块，其中，所述至少一个加固构件包括形成在所述至少一个加固构件的与底部凸缘单元接触的侧表面上的结合槽。

16.根据权利要求15所述的电池模块，其中，底部凸缘单元对应于结合槽具有结合孔。

17.根据权利要求16所述的电池模块，其中，所述至少一个加固构件的所述侧表面和底部凸缘单元在结合槽和结合孔处通过第二固定构件固定。

18.根据权利要求1所述的电池模块，其中，电池模块适于用作用于驱使电动车辆或混合电动车辆的马达驱动电源。

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