CN103311465A - 电池模块 - Google Patents

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Abstract

一种电池模块，包括：多个电池单元，每个电池单元具有排气部；在所述多个电池单元上的绝缘构件，所述绝缘构件具有多个开口和围绕所述多个开口中的每一个的周界延伸的凸起密封件；在所述绝缘构件上的挤压构件，所述挤压构件具有多个开口；以及覆盖所述绝缘构件和所述挤压构件的盖。

Description

电池模块
相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年3月7日在美国专利商标局提交的第61/607,907号美国临时申请和于2013年2月4日在美国专利商标局提交的第13/759,002号美国非临时申请的优先权和利益，其全部公开内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明涉及一种电池模块。
背景技术
近来，高输出电池模块已通过使用高能量密度的非水电解液而被开发，高输出电池模块包括串联连接的多个电池单元，以便驱动诸如电动车辆等需要高功率的电动机。
典型的电池单元包括由正极板、负极板和电解液构成的电极组件，其通过极板与电解液的电化学反应产生能量。在这种情况下，电化学反应的副反应可在电池单元内产生气体。
发明内容
提供一种电池模块，该电池模块能够通过在覆盖排气部的盖与衬垫之间形成挤压构件来防止除气时从电池单元产生漏气。在一个实施例中，所述电池模块能够通过形成沿面向所述排气部的第一开口的周界的凸起来单独密封每一个排气部。
在一个实施例中，提供一种电池模块，该电池模块包括：多个电池单元，每个电池单元具有排气部；在所述多个电池单元上的绝缘构件，所述绝缘构件具有多个开口和围绕所述多个开口中的每一个的周界延伸的凸起密封件；在所述绝缘构件上的挤压构件，所述挤压构件具有多个开口；以及覆盖所述绝缘构件和所述挤压构件的盖。
在一个实施例中，所述凸起密封件为双凸起密封件。所述绝缘构件的所述双凸起密封件可包括第一凸起和被配置为能相对于所述第一凸起移动的第二凸起。而且，所述凸起密封件可围绕所述多个电池单元的每一个的所述排气部的周界延伸。
在一个实施例中，所述挤压构件包括第一挤压构件和与所述第一挤压构件成台阶的第二挤压构件。另外，所述盖可具有被配置为接触所述挤压构件的肋结构，其中所述肋结构包括具有第一高度的一对第一肋和具有第二高度的一对第二肋，所述第二高度与所述第一高度不同。在一个实施例中，所述一对第一肋接触所述第一挤压构件，并且其中所述一对第二肋接触所述第二挤压构件。而且，所述挤压构件可进一步包括从所述挤压构件延伸的固定凸起，并且所述盖可具有容纳所述挤压构件的所述固定凸起的固定槽。
在一个实施例中，所述挤压构件包括朝向所述多个电池单元凸出的挤压凸起，其中所述挤压凸起与所述绝缘构件上的所述凸起密封件大致对准。在实施例中，所述凸起密封件由柔性材料制成，并且所述凸起密封件与所述绝缘构件整体构成为单一主体。在一个实施例中，所述挤压构件上的所述多个开口中的每一个与所述绝缘构件上的所述多个开口的对应一个对准。在一个实施例中，所述盖限定排放通道，离开所述排气部的气体能够流动通过所述排放通道。
在另一实施例中，提供一种电池模块，该电池模块包括：多个电池单元，每个电池单元具有排气部；挤压构件，该挤压构件具有多个开口和围绕所述多个开口中的每一个的周界延伸的凸起密封件；以及覆盖所述挤压构件的盖。
附图说明
图1为显示根据本发明第一实施例的电池模块的透视图。
图2为显示图1的电池模块的分解透视图。
图3为图1的电池模块的盖、挤压构件和衬垫的后视透视图。
图4为沿图1的线A-A’截取的剖视图。
图5为沿图3的线B-B’截取的剖视图。
图6为显示根据本发明第二实施例的电池模块的分解透视图。
图7显示图6的电池模块的顶部的竖向透视图。
具体实施方式
在下面的详细描述中，仅简单地通过例示的方式显示并描述本发明的某些示例性实施例。
将参照附图详细描述本公开的实施例。
图1为显示根据本发明第一实施例的电池模块的透视图，图2为显示根据本发明第一实施例的电池模块的分解透视图。
参见图1和图2，根据本发明的电池模块包括：多个电池单元10，形成用于排放气体的排气部13；在与电池单元10的排气部13大致对应的位置形成的绝缘构件130；以及在排气部13和绝缘构件130的顶部覆盖排气部13和绝缘构件130的盖120。另外，在盖120与绝缘构件130之间包括挤压构件140。在一个实施例中，盖120可限定排放通道，离开排气部13的气体能够流动通过该排放通道。
在这种情况下，盖120为六面体形状，其中盖120的一侧为开放的，其中盖120的内部具有空间，并且其中盖120的开放表面面向电池单元10的顶部上的排气部13。因此，盖120内的空间可形成能够在除气期间移动从排气部13排放的气体的路径。
另外，绝缘构件130可由诸如硅的弹性或柔性材料制成，并在与排气部13大致对应的位置包括第一开口131。这种绝缘构件130可被整体形成为覆盖所有排气部13，可沿面向排气部13的表面的第一开口131的周界形成双凸起（见图3中的132）。
因为电池单元10在电池充电的过程中产生热，因而这种绝缘构件130可由耐热材料制成。
有时，多个电池单元10可发热，该热使附接到电池单元10的绝缘构件130熔融。如上所述，当绝缘构件被熔融时，气体由于绝缘构件130与盖120之间的密封性能的下降而泄漏。因此，绝缘构件130可由耐热材料制成来防止漏气。
另外，放置在绝缘构件130的顶部上的挤压构件140在与第一开口131大致对应的区域包括第二开口141。这种挤压构件140包括：沿挤压构件140的纵向方向的中心部分的第一挤压构件145、沿第一挤压构件145的两侧与第一挤压构件145成台阶形成的第二挤压构件146以及连接第一挤压构件145和第二挤压构件146的连接部143。
在一个实施例中，第一挤压构件145被放置在绝缘构件130和电池单元10的顶部上方，第二挤压构件146被放置在电池单元的未形成绝缘构件的顶部的上方。因此，由第一挤压构件145、连接部143和排气部13围绕的空间通过第一挤压构件145和第二挤压构件146之间的台阶而形成，并且其中绝缘构件130可位于该空间中。
另外，第二挤压构件的两端均具有朝向盖120竖向弯曲的至少一个固定凸起142。而且，与固定凸起142大致对应的固定槽126被形成在盖120中。挤压构件146被稳固地固定，并且被放置在挤压构件146下方的绝缘构件130可通过将固定凸起142插入固定槽126中而被进一步挤压。这改进了形成在盖120内的气体流动路径的密封。
另外，盖120位于电池单元10的顶部上，从而盖120的开放表面与排气部13连通，并且至少一个肋121和122沿纵向方向形成在盖120的内部空间中。这种肋121和122包括形成在与挤压构件140的第一挤压构件145大致对应的位置处的一对第一肋121和形成在与挤压构件140的第二挤压构件146大致对应的位置处的一对第二肋122。在这种情况下，因为第一挤压构件145和第二挤压构件146成台阶，所以第一肋121的高度比第二肋122的高度小。
盖的一端形成有与外部连接的排气口125。在电池单元10中除气时，通过排气部13排放的气体移动通过盖120并被排放到排气口125外。在这种情况下，排气口125被形成为T形。因为左侧和右侧是开放的，因而气体对相邻的电池模块100没有影响。然而，排气口的类型不限于在此描述的类型。
接下来，将简要描述电池单元和外壳。
电池单元10包括电极壳体和密封开放区域的盖板14。电极壳体容纳电极组件，该电极组件具有正极板和负极板、位于这些极板之间的隔板以及电解液。形成在盖板14的两端处的与正极板连接的正极端子11和与负极板连接的负极端子12从电极组件凸出。电极组件的正极板和负极板与电解液反应以产生能量。能量通过正极端子11和负极端子12被传递到外部。
另外，如果在电池单元10的内部产生的气压高于预定值，提供在盖板14的正极端子11与负极端子12之间的排气部13用作来自电池单元10的气体的排放路径。因此，排气部13可防止电池单元10由于电池单元10的内部压力而损坏。气体可在电池单元10被充电时作为极板与电解液的副产物而产生，并且这种气体通过排气部13被排放。
电池单元10的外部壳体由金属制成，盖120由塑性树脂制成。在这种情况下，因为电池单元10和盖120由不同种类或不同材料制成，当电池单元10与盖120彼此接触时，它们不会形成牢固的连接，并且在脆弱区域中可能发生漏气。为了防止漏气或使漏气最小化，绝缘构件130被提供在电池单元10与盖120之间，以便保持电池单元10与盖120之间的区域为密封。
另外，外壳110包括：提供在多个电池单元10的两端的一对端板111、连接端板111的侧部的侧支架112以及连接端板111的底部的底支架。
这里，该对端板111被形成为表面接触最外面的电池单元10，以压紧多个电池单元10。
另外，侧支架112被连接到每一个端板111以支撑多个电池单元的两侧。而且，电池单元10的底部被底支架支撑。如上所述，多个电池单元10被由一对端板111、侧支架112和底支架构成的外壳110容纳。
图3为根据本发明第一实施例的盖、挤压构件和衬垫的后视透视图。
参见图3，根据本发明第一实施例，绝缘构件130被形成为与根据本发明第一示例性的电池单元（见图2中的10）的顶部的排气部（见图2中的13）大致对应。
挤压构件140被形成在绝缘构件130的下方，盖120被形成在绝缘构件130和挤压构件140的下方。盖120被形成为六面体形状，从而在盖与电池单元之间提供空间，盖120的一侧为开放的。这种盖120的开放表面被放置在排气部13的上方。
在一个实施例中，绝缘构件130包括在与排气部13大致对应的区域处的第一开口131和沿第一开口131的周边延伸的凸起密封件。在一个实施例中，该凸起密封件可为沿绝缘构件130的面向排气部13的第一开口131的周界形成的双凸起132。双凸起132包括沿第一开口131的周界形成的第一凸起132a和沿第一凸起132a的周界形成的第二凸起132b。第一凸起132a和第二凸起132b在未挤压状态彼此紧密接触，第一凸起132a与第二凸起132b之间的间隙由于挤压而变宽。在一个实施例中，凸起密封件可包括柔性材料。在一个实施例中，第一凸起132a和第二凸起132b与绝缘构件130构成整体并可由与绝缘构件130相同的硅材料制成。尽管已在此描述了双凸起，但是在本发明的精神和范围内也可使用单一凸起。在一个实施例中，第二凸起132b可被配置成能相对于第一凸起132a移动。
另外，挤压构件140在与第一开口131大致对应的区域包括第二开口141。
这种挤压构件140包括沿纵向方向的中心部分延伸的第一挤压构件145和沿第一挤压构件145的两侧延伸并与第一挤压构件145成台阶的第二挤压构件146。第一挤压构件145和第二挤压构件146通过连接件143而连接。在一个实施例中，由第一挤压构件145和连接部143围绕的空间通过使第一挤压构件145和第二挤压构件146成台阶而形成。绝缘构件130可被容纳在该空间中。
另外，盖120容纳绝缘构件130和挤压构件140，并且盖120内的空间可被用作流动路径，气体在除气期间移动通过该流动路径而从排气部13排放。
另外，至少一个肋121和122沿盖120的纵向方向形成在盖120的空间内。肋121和122包括形成在与挤压构件140的第一挤压构件145大致对应的位置处的一对第一肋121和形成在与挤压构件140的第二挤压构件146大致对应的位置处的一对第二肋122。
在一个实施例中，因为挤压构件140的第一挤压构件145和第二挤压构件146成台阶，所以挤压第一挤压构件145的第一肋121的高度比挤压第二挤压构件146的第二肋122的高度小。在一个实施例中，与第一挤压构件145大致对应的位置处的一对第一肋被形成为与绝缘构件130的双凸起132大致对应。
此外，挤压构件140的第二挤压构件146的两侧均具有朝向盖120竖向弯曲的至少一个固定凸起142，并且盖120被形成为具有与固定凸起142对应的固定槽126。这能使挤压构件140的固定凸起142被插入盖120的固定槽126中。
图4为沿图1的线A-A’截取的剖视图，图5为沿图3的线B-B’截取的剖视图。
参见图4和图5，绝缘构件130被形成在与电池单元10的排气部13大致对应的位置。
如图所示，绝缘构件130的与电池单元10接触的一个表面被形成为具有沿第一开口131的周界的双凸起132。另外，挤压构件140被形成在绝缘构件130之上。挤压构件140包括：第一挤压构件145，靠近绝缘构件130的顶部；第二挤压构件146，被放置在第一挤压构件145的两个侧部并被形成为与第一挤压构件145成台阶以便靠近电池单元10的顶部；以及连接第一挤压构件145和第二挤压构件146的连接部143。
另外，绝缘构件130和挤压构件140被具有内部空间的盖120覆盖。在这种情况下，挤压构件140的的第二挤压构件146的两端均形成有朝向盖120竖向弯曲的至少一个固定凸起142。固定凸起142被插入盖120上的固定槽126中，挤压构件140通过由盖120挤压挤压构件140来挤压绝缘构件130。因此，绝缘构件130的双凸起变得更宽以更容易密封排气部。
另外，盖120的内部的面向挤压构件140的顶部被形成有沿盖120的纵向方向的至少一个肋121和122。在此，定位为与第一挤压构件145大致对应的一对第一肋121可挤压挤压构件140和绝缘构件130以及电池单元10。在此，定位为与第二挤压构件146大致对应的一对第二肋122可挤压挤压构件140和电池单元10。在这种情况下，第一肋121被形成为与绝缘构件130的双凸起132大致对应，以便将更大的压力施加到双凸起132。
压力通过形成在盖的内侧上的第一肋121和第二肋122被施加到挤压构件140，并且这种压力通过挤压构件140被施加到绝缘构件130。因此，绝缘构件130的不与第一肋121和第二肋122对应的部分也可挤压抵靠电池单元10的顶部。
在不施加压力时，第一凸起132a和第二凸起132b彼此靠近，而在压力被施加到第一凸起132a和第二凸起132b时，它们沿大致相反的方向分离。这能使电池单元10的顶部和绝缘构件130靠近。因此，在除气时从排气部排放的气体可通过第一开口131被排放。另外，由于挤压构件140被盖120挤压，在绝缘构件130与挤压构件140之间不会出现间隙。因此，通过第一开口131排放的气体可通过第二开口141被排放到盖120的内部空间中，也就是说，通过气体流动路径排放到外部。
图6为根据本发明第二实施例的电池模块的分解透视图，图7为根据本发明第二实施例的电池模块的顶部的竖向剖视图。
除形成在挤压构件中的挤压凸起外，根据本发明第二实施例的电池模块与第一实施例的电池模块基本类似。因此，重复的详细描述将被省略。
参见图6和图7，根据本发明第二实施例的电池模块200沿一个方向被布置，并包括：多个电池单元10，具有将气体排放到其顶部的排气部13；绝缘构件130，被形成在与电池单元10的排气部13大致对应的位置；以及覆盖排气部13和绝缘构件130的盖120。挤压构件140进一步位于盖120与绝缘构件130之间。
在此，绝缘构件130被形成为具有沿面向排气部13的第一开口131周界的双凸起132。
另外，挤压构件140的面向绝缘构件130的一个表面被形成有沿第二开口141的周界的挤压凸起144。在一个实施例中，挤压凸起144被形成在与双凸起132形成的区域对应的位置。在一个实施例中，挤压凸起144可朝向多个电池单元10凸出。
盖120施加到电池单元10的压力通过挤压构件140被传递到绝缘构件130，但是形成挤压凸起144的区域承受更大的压力。也就是说，与其它区域相比，具有双凸起132的区域由于被形成为与绝缘构件130的双凸起132对应的挤压凸起144而被暴露于更剧烈的压力。这使电池单元10与绝缘构件130之间的密封性能能够防止或减少电池单元10与绝缘构件130之间漏气的可能性。
在一个实施例中，挤压构件可具有多个开口和围绕所述多个开口中的每一个的周界延伸的凸起密封件。
本发明的实施例通过在覆盖排气部的盖与衬垫之间形成挤压构件来防止从电池单元到外部所产生的漏气，这改进了气体排放路径的密封。
另外，每一个排气部通过沿衬垫的面向排气部的第一开口的周界的双凸起而被单独密封，从而防止气体泄漏到外部。
如本领域的技术人员将认识到，所描述的实施例可以各种不同的方式被修改，而全部不背离本发明的精神或范围。

Claims (20)

1.一种电池模块，包括：
多个电池单元，每个电池单元具有排气部；
在所述多个电池单元上的绝缘构件，所述绝缘构件具有多个开口和围绕所述多个开口中的每一个的周界延伸的凸起密封件；
在所述绝缘构件上的挤压构件，所述挤压构件具有多个开口；以及
覆盖所述绝缘构件和所述挤压构件的盖。
2.如权利要求1所述的电池模块，其中所述凸起密封件为双凸起密封件。
3.如权利要求2所述的电池模块，其中所述绝缘构件的所述双凸起密封件包括第一凸起和被配置为能相对于所述第一凸起移动的第二凸起。
4.如权利要求1所述的电池模块，其中所述凸起密封件围绕所述多个电池单元中的每一个的所述排气部的周界延伸。
5.如权利要求1所述的电池模块，其中所述挤压构件包括第一挤压构件和与所述第一挤压构件成台阶的第二挤压构件。
6.如权利要求5所述的电池模块，其中所述盖具有被配置为接触所述挤压构件的肋结构。
7.如权利要求6所述的电池模块，其中所述肋结构包括具有第一高度的一对第一肋和具有第二高度的一对第二肋，所述第二高度与所述第一高度不同。
8.如权利要求7所述的电池模块，其中所述一对第一肋接触所述第一挤压构件，并且其中所述一对第二肋接触所述第二挤压构件。
9.如权利要求1所述的电池模块，其中所述挤压构件进一步包括从所述挤压构件延伸的固定凸起。
10.如权利要求9所述的电池模块，其中所述盖具有容纳所述挤压构件的所述固定凸起的固定槽。
11.如权利要求1所述的电池模块，其中所述挤压构件上的所述多个开口中的每一个与所述绝缘构件上的所述多个开口的对应一个对准。
12.如权利要求1所述的电池模块，其中所述挤压构件包括朝向所述多个电池单元凸出的挤压凸起。
13.如权利要求12所述的电池模块，其中所述挤压凸起与所述绝缘构件上的所述凸起密封件对准。
14.如权利要求1所述的电池模块，其中所述盖限定排放通道，离开所述排气部的气体能够流动通过所述排放通道。
15.如权利要求1所述的电池模块，其中所述凸起密封件包括柔性材料。
16.如权利要求1所述的电池模块，其中所述凸起密封件与所述绝缘构件整体构成为单一主体。
17.一种电池模块，包括：
多个电池单元，每个电池单元具有排气部；
挤压构件，该挤压构件具有多个开口和围绕所述多个开口中的每一个的周界延伸的凸起密封件；以及
覆盖所述挤压构件的盖。
18.如权利要求17所述的电池模块，其中所述凸起密封件为双凸起密封件。
19.如权利要求17所述的电池模块，其中所述凸起密封件围绕所述多个电池单元中的每一个的所述排气部的周界延伸。
20.如权利要求17所述电池模块，其中所述凸起密封件包括柔性材料。
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