CN103326082B - 电池模块 - Google Patents

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Abstract

一种电池模块，包括：多个单元单电池、电连接所述多个单元单电池的多个汇流条、与所述多个单元单电池的两端电连接的正极端子和负极端子、容纳所述多个单元单电池和所述多个汇流条的电池外壳，以及分别与所述多个汇流条电连接的多个检测端子，其中所述多个检测端子被暴露在所述电池外壳的外部。因此，可在不拆开所述电池模块的情况下控制所述单元单电池之间的电压平衡。

Description

电池模块
相关申请
本申请要求于2012年3月23日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请第10-2012-0030234号的利益，其公开内容通过引用被全部合并于此。
技术领域
本发明的一个或多个实施例涉及一种电池模块。
背景技术
与一次电池不同，二次电池可被充电和放电。二次电池可以单个电池的形式被使用，或者以单元单电池模块的形式，根据所应用的将与该单元单电池模块一起使用的外部设备的类型，通过将多个单元单电池连接成单个单元而被使用。
单元单电池模块具有多个单电池被结合其中的结构，因而当单电池之间的电压平衡由于一些单电池的过电压而不被保持时，单元单电池模块的安全性和操作效率可能被降低。因此，用于检测并控制单电池之间的电压平衡的装置或机构是必要的，而且这种设备或类似设备通常被包括在单元单电池模块的内部，以保持单电池之间的电压平衡。
然而，当被包括在单元单电池模块中的这种设备失效时，单元单电池模块可能不得不被拆开以控制每个单电池的电压平衡。因此，在紧急情况下采取适当的行动可能是困难的。
发明内容
本发明的一个或多个实施例包括一种电池模块，该电池模块用于在不拆开所述电池模块的情况下控制所述电池模块中的单元单电池之间的电压平衡。
更多的方面部分地将在接下来的文字描述中陈述，部分地将从该文字描述中而明显，或者可通过所提供的实施例的实践而被学会。
根据本发明的一个或多个实施例，一种电池模块包括：多个单元单电池、电连接所述多个单元单电池的多个汇流条、与所述多个单元单电池的两端电连接的正极端子和负极端子、容纳所述多个单元单电池和所述多个汇流条的电池外壳，以及各自被电连接到所述多个汇流条的多个检测端子，其中所述多个检测端子被暴露在所述电池外壳的外部。
另外，所述正极端子和所述负极端子被暴露在所述电池外壳的外部，而且所述多个单元单电池中的被设置在从所述正极端子、所述负极端子和所述多个检测端子之中随机选择的两个端子之间的一个单元单电池或数个单元单电池的电压，通过所述随机选择的两个端子是能测量的。
在这里，被设置在所述随机选择的两个端子之间的所述单元单电池或所述数个单元单电池的充电或放电，可通过所述随机选择的两个端子来执行。
另外，所述多个单元单电池可通过彼此并联连接而形成至少一个单元单电池模块。
另外，所述多个检测端子的可各自被连接到所述多个汇流条中具有彼此不同电位的汇流条。
另外，所述电池外壳包括具有在其上形成的开口的壳体和覆盖所述开口的封盖部分，其中所述多个检测端子通过穿过所述封盖部分而被暴露在外部。
另外，所述多个检测端子中的每个包括接触所述封盖部分的上表面和下表面的支撑部分。
在另一实施例中，本发明包括一种电池模块，其包括：多个单元单电池，所述多个单元单电池被连接在一起以在所述多个电池单元中选择的单元单电池之间限定的多个节点，所述多个节点包括第一端节点和第二端节点；和接纳所述多个单元单电池的电池外壳。在这个方面，所述电池模块还包括多个端子，所述多个端子包括分别与所述第一端节点和所述第二端节点电连接的正极端子和负极端子，以及被联接到所述多个单元单电池的所述多个节点中的至少一个节点的至少一个检测端子，其中所述正极端子和所述负极端子以及所述至少一个检测端子延伸到所述电池外壳的外部，并且其中位于至少包括一个检测端子的随机选择的两个端子之间的所述单元单电池的电特性，在所述电池外壳的外部是能测量的。
附图说明
这些和/或其他方面，从以下结合附图对各实施例的描述中将变得明显和更容易理解，其中：
图1为根据本发明实施例的电池模块的透视图；
图2为图1的所述电池模块在拆分状态下的透视图；
图3为图1的所述电池模块的电池部分的透视图；
图4为图1的所述电池模块的检测端子的透视图；和
图5为图1的所述电池模块在不带有封盖部分的情况下的俯视图。
具体实施方式
现在将详细参照实施例，实施例的示例被例示在附图中，其中相同的附图标记始终指代相同的元件。关于这点，本实施例可具有不同的形式，并且不应该被解释为被限制于在此列举的文字描述。因此，下面仅通过参照附图描述实施例来解释文字描述的各方面。
将要理解的是，当元件被提及为在另一个元件“之上”或“之下”时，该元件可被“直接地”或“间接地”形成在另一个元件之上或之下，待被形成在之上或之下的元件的标准参照附图而被描述。另外，为易于描述和清楚起见，每个元件被放大、被省略或被示意性地描述。
图1为根据本发明实施例的电池模块的透视图，图2为图1的电池模块在拆分状态下的透视图，图3为图1的电池模块的电池部分的透视图。另外，图4为图1的电池模块的检测端子的透视图。
参照图1至图3，根据本发明的实施例的电池模块100可包括执行充电和放电操作的电池部分120和容纳电池部分120并形成电池模块100的外表的电池外壳110。另外，电池模块100可包括电连接多个单元单电池130的汇流条140和被电连接到汇流条140并被暴露在电池外壳110外部的检测端子180。
首先，参照图2和图3详细描述电池部分120。电池部分120可包括被按队列排列的单元单电池130、电连接单元单电池130的汇流条140、围绕按队列排列的单元单电池130设置的限制器150，和被联结（bind）到限制器150的端板160。
单元单电池130可被准备为诸如锂离子电池的二次电池，并可被准备为接近矩形的形式。单元单电池130中的每个可包括第一电极131和第二电极132。第一电极131和第二电极132可通过电连接来输出单元单电池130中的每个内部储存的电或接收从外部供给的电。另外，用于将单元单电池130中产生的气体释放到外部的排气元件134可被安装在单元单电池130中的每个的顶部。
同时，尽管在附图中未示出，但是电极组件（未示出）可包括作为单元单电池130中的每个内的发电元件的第一电极板、第二电极板和被插入到第一电极板与第二电极板之间的隔板。通过在作为正极板的第一电极板与作为负极板的第二电极板之间插入隔板并以卷的形式卷绕该组合，可形成电极组件。第一电极131被电连接到第一电极板，第二电极132被电连接到第二电极板，因而电极组件的充电和放电通过第一电极131和第二电极132而被执行。
单元单电池130可沿单元单电池130的厚度方向被平行布置，并可通过汇流条140彼此电连接。同时，隔离物（未示出）可被设置在按队列排列单元单电池130中的每两个之间。隔离物（未示出）可通过被设置在单元单电池130之间来保持单元单电池130之间的间隔，以支撑单元单电池130的侧壁并使空气在单元单电池130之间流入和流出。
汇流条140用于串联连接单元单电池130，并且汇流条140各自为连接一个单元单电池130的第一电极131和相邻的单元单电池130的第二电极132的元件。因而，根据本发明实施例，被安置在电池部分120的两端并分别被连接到正极端子P1和负极端子P2的两个连接部分140P1和140P2被描述为不同于汇流条140的元件。
汇流条140中的每个可通过沿单元单电池130被排列的方向延伸横过单元单电池130的顶部而电连接单元单电池130的第一电极131和第二电极132。这里，单元单电池130可以极性水平交替的方式被排列。因此，单元单电池130可通过沿一个方向延伸的汇流条140被串联连接。
同时，单元单电池130之间通过汇流条140形成的电连接可为并联连接和串联连接的组合或仅为串联连接的组合。因而，汇流条140起到使相邻电池相互连接的节点的作用，而且两个连接部分140P1和140P2可被看作端节点。在一种实施方式中，一种电池模块可包括：多个单元单电池，所述多个单元单电池被连接在一起以在所述多个单元单电池中选择的一些之间限定包括第一端节点和第二端节点的多个节点；接纳所述多个单元单电池的电池外壳；多个端子，所述多个端子包括分别与所述第一端节点和所述第二端节点电连接的正极端子和负极端子，以及被联接到所述多个单元单电池的所述多个节点中的至少一个节点的至少一个检测端子，其中所述正极端子和所述负极端子以及所述至少一个检测端子延伸到所述电池外壳的外部，并且其中位于至少包括一个检测端子的随机选择的两个端子之间的所述单元单电池的电特性，在所述电池外壳的外部是能测量的。在一种实施方式中，所述至少一个检测端子可包括多个检测端子。在一种实施方式中，被设置在随机选择的两个端子之间的所述单元单电池或数个单元单电池可通过所述随机选择的两个端子是能充电的或能放电的。在一种实施方式中，所述多个单元单电池可由多个汇流条相互连接，而且所述多个检测端子被分别联接到所述多个汇流条。在一种实施方式中，所述多个汇流条和所述多个单元单电池可被布置为使在所述第一端节点与所述第二端节点之间以串联和并联的组合形式或仅串联连接所述多个单元单电池。
多个单元单电池130可通过彼此并联连接而形成至少一个单元单电池模块。在一种实施方式中，所述多个单元单电池可通过彼此并联连接所述多个单元单电池中的至少一些而形成至少一个单元单电池模块。
例如，如附图中所示，相邻的单元单电池130可通过彼此并联连接而形成图5中的多个单元单电池模块A至D。另外，图5的单元单电池模块A至D可通过汇流条140而被彼此串联连接，因而电池部分120的电压可被调节到期望水平。这里，图5中的单元单电池模块A至D可通过一个或多个汇流条140而被连接。
此外，在下文中，图5中的单元单电池模块A至D包括一个或多个单元单电池130。因而，当图5的单元单电池模块A至D的每个中包括一个单元单电池130时，图5的单元单电池模块A至D便与单元单电池130相同，因而图5的单元单电池模块A至D与单元单电池130二者可被兼容地使用。
电压检测线142的一端可被附接到汇流条140中的每个以及两个连接部分140P1和140P2。电压检测线142的另一端被连接到电池管理系统的电路基板145，因此单元单电池130的电压平衡可被自动控制。
限制器150被形成为围绕单元单电池130在其按队列排列的方向上的一个端壁和单元单电池130的两个侧壁。另外，端板160被安置在单元单电池130的在其按队列排列的方向上的另一个端壁处。端板160可被联结到限制器150。因而，单元单电池130被布置在其中的一个队列的四个壁可被限制器150和端板160围绕，因而单元单电池130的膨胀可被有效地抑制。
具体而言，限制器150可被形成为具有一个开放侧的矩形框架，并可围绕单元单电池130的侧壁和单元单电池130的一个端壁。另外，限制器150可包括在限制器150的一个壁上被向下突出形成的接合部分152。另外，可在限制器150的两个侧壁上均形成多个冷却孔154。冷却孔154被形成在对应于隔离物（未示出）的位置，由此允许空气从外部流入隔离物。
电池外壳110可包括容纳电池部分120的壳体112和封盖部分114。
基底框架170可位于壳体112的下表面上。基底框架170可包括支撑电池部分120并限定用以装配电池部分120的位置的定位配置部分172。定位配置部分172可被形成为凹口的形式，并且限制器150的接合部分152可被联结到定位配置部分172。
而且，基底框架170还可起到热绝缘板的作用，用以释放由于单元单电池130的充电和放电操作而产生的热。
封盖部分114通过覆盖容纳电池部分120的壳体112的上表面上的开口，形成用于电池部分120的封闭空间。
用于与外部的外围设备形成电接触的正极端子P1和负极端子P2可被形成在封盖部分114上。正极端子P1和负极端子P2可被形成为穿过封盖部分114。另外，正极端子P1和负极端子P2被分别电连接到两个连接部分140P1和140P2，两个连接部分140P1和140P2被附接到串联连接的多个单元单电池130的两端或图5中的多个单元单电池模块A至D的两端。
同时，检测端子180可被设置在电池部分120上。检测端子180可被形成为多个，与汇流条140电连接，并通过电池外壳110而被暴露在外部，更具体而言，通过形成在封盖部分114上的孔115而被暴露在外部。
检测端子180通过电缆182被分别电连接到汇流条140。例如，如附图中所示，三个检测端子180被分别连接到汇流条140中具有彼此不同的电位的汇流条140a至140c。因此，各自与汇流条140中的一个等电位的多个端子可被暴露在电池外壳110的外部。
此外，正极端子P1和负极端子P2被连接到位于电池部分120两端的两个连接部分140P1和140P2。另外，正极端子P1和负极端子P2被暴露在电池外壳110的外部。因而，在正极端子P1、负极端子P2和检测端子180之中随机选择的两个端子的电位，可在不拆开电池模块100的情况下被测量，而且被设置在所述随机选择的两个端子之间的单元单电池130之间的电压也可被测量。
另外，被设置在所述随机选择的两个端子之间的单元单电池130的充电或放电，可通过所述随机选择的两个端子来执行，因而单元单电池130之间的电压平衡可在不拆开电池模块100的情况下被控制。这将参照图5来描述。
此外，图4为检测端子180的一种形式的透视图。参照图4，检测端子180可包括用于电接触外部的外围设备的插入部分183和用于固定检测端子180的位置的支撑部分184。支撑部分184可被在竖向上隔开一对应于封盖部分114的厚度的距离，以使支撑部分184能够接触封盖部分114的上表面和下表面。另外，支撑部分184可包括在垂直于封盖部分114的厚度方向的方向上突出的两个突出部分。而且，用于接触电缆182的O形环形式的接线端子可与检测端子180的下部分结合。
图5为图1的电池模块100在不带有封盖部分110的情况下的俯视图。
图5例示八个单元单电池130。这些单元单电池130被配成对且被并联连接，以形成四个单元单电池模块A至D。四个单元单电池模块A至D通过三个汇流条140a至140c串联连接而形成电池部分120。另外，两个连接部分140P1和140P2被形成在电池部分120的两端，并且正极端子P1和负极端子P2被连接到两个连接部分140P1和140P2，以与外部的外围设备形成电接触。然而，本发明的实施例并不只限于图5中例示的结构，而且可具有多种结构。
参照图5，四个单元单电池模块A至D可以极性水平交替的方式被排列。因此，第一汇流条140a可被延伸横过第一单元单电池模块A的第一电极131和横过第二单元单电池模块B的第二电极132，第二汇流条140b可被延伸横过第二单元单电池模块B的第一电极131和横过第三单元单电池模块C的第二电极132，第三汇流条140c可被延伸横过第三单元单电池模块C的第一电极131和横过第四单元单电池模块D的第二电极132。
例如，第二汇流条140b可将第二单元单电池模块B的第一电极131彼此并联连接并将第三单元单电池模块C的第二电极132彼此并联连接，并且同时可将第二单元单电池模块B和第三单元单电池模块C串联连接。
另外，三个检测端子180a至180c通过电缆182被分别电连接到三个汇流条140a至140c，因而可测量单元单电池模块A至D中的每个的电压，或者可被用于通过与外部的充电器连接而直接将电源电荷供给单元单电池模块A至D中的每个。
例如，如图5所示，第一检测端子180a通过电缆182中的一个被连接到第三汇流条140c，第二检测端子180b通过电缆182中的另一个被连接到第二汇流条140b，第三检测端子180c通过电缆182中的另一个被连接到第一汇流条140a。也就是说，三个检测端子180a至180c被分别连接到彼此具有不同电位的三个汇流条140a至140c。
如上所述，三个检测端子180a至180c被暴露在外部，而且被连接到两个连接部分140P1和140P2的正极端子P1和负极端子P2也被暴露到外部，因而可从外部测量四个单元单电池模块A至D的电位。
因此，如果正极端子P1、负极端子P2和三个检测端子180a至180c中随机选择的两个端子的电位差被测量，则被设置在随机选择的两个端子之间的单元单电池130之间的电压可被测量。另外，被设置在两个随机端子之间的单元单电池130的充电或放电，可通过随机选择的两个端子来执行。在一种实施方式中，所述正极端子和所述负极端子可被暴露在所述电池外壳的外部，而且所述多个单元单电池中的被设置在从所述正极端子、所述负极端子和所述多个检测端子中随机选择的两个端子之间的一个单元单电池或数个单元单电池的电压，可通过所述随机选择的两个端子是能测量的。在一种实施方式中，被设置在所述随机选择的两个端子之间的所述一个单元单电池或所述数个单元单电池的充电或放电，可通过所述随机选择的两个端子来执行。
例如，如果第一检测端子180a和第二检测端子180b被选择，则第三单元单电池模块C的电压被测量，而且第三单元单电池模块C的充电或放电可被相应地执行。类似地，如果第一检测端子180a和第三检测端子180c被选择，则第二单元单电池模块B和第三单元单电池模块C的电压被测量，而且第二单元单电池模块B和第三单元单电池模块C的充电或放电可被相应地执行。
因此，可在不拆开电池模块100的情况下通过测量单元单电池130之间的电压并相应地执行充电或放电来控制单元单电池130之间的电压平衡。
尽管根据本发明实施例的电池模块已通过参照其示例性实施例而被具体示出和描述。本领域的普通技术人员将理解，在不背离如下面的权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，在其中可作出形式和细节上的各种改变。

Claims (10)

1.一种电池模块，包括：
多个单元单电池；
电连接所述多个单元单电池的多个汇流条；
与所述多个单元单电池的两端电连接的正极端子和负极端子；
容纳所述多个单元单电池和所述多个汇流条的电池外壳；和
多个检测端子，所述多个检测端子各自被电连接到所述多个汇流条，
其中所述多个检测端子被暴露在所述电池外壳的外部，
其中所述多个检测端子中的每个包括用于电接触外部的外围设备的插入部分和用于固定所述多个检测端子的位置的支撑部分；
其中所述电池外壳包括具有在其上形成的开口的壳体和覆盖所述开口的封盖部分，
其中所述多个检测端子通过穿过所述封盖部分而被暴露在外部；
其中所述支撑部分包括在垂直于所述封盖部分的厚度方向的方向上突出的两个突出部分，所述两个突出部分被隔开对应于所述封盖部分的厚度的距离以接触所述封盖部分的上表面和下表面。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述正极端子和所述负极端子被暴露在所述电池外壳的外部，而且所述多个单元单电池中的被设置在从所述正极端子、所述负极端子和所述多个检测端子中随机选择的两个端子之间的一个单元单电池或数个单元单电池的电压，通过所述随机选择的两个端子是能测量的。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中被设置在所述随机选择的两个端子之间的所述一个单元单电池或所述数个单元单电池的充电或放电，通过所述随机选择的两个端子来执行。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述多个单元单电池通过彼此并联连接所述多个单元单电池中的至少一些而形成至少一个单元单电池模块。
5.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述多个检测端子各自被连接到所述多个汇流条中具有彼此不同电位的汇流条。
6.一种电池模块，包括：
多个单元单电池，所述多个单元单电池被连接在一起以在所述多个单元单电池中选择的单元单电池之间限定多个节点，所述多个节点包括第一端节点和第二端节点；
接纳所述多个单元单电池的电池外壳；
多个端子，所述多个端子包括分别与所述第一端节点和所述第二端节点电连接的正极端子和负极端子，以及被联接到所述多个单元单电池的所述多个节点中的至少一个节点的至少一个检测端子，
其中所述正极端子和所述负极端子以及所述至少一个检测端子延伸到所述电池外壳的外部，
其中所述至少一个检测端子中的每个包括用于电接触外部的外围设备的插入部分和用于固定所述至少一个检测端子的位置的支撑部分；
其中所述电池外壳包括具有在其上形成的开口的壳体和覆盖所述开口的封盖部分，
其中所述至少一个检测端子通过穿过所述封盖部分而被暴露在外部；
其中所述支撑部分包括在垂直于所述封盖部分的厚度方向的方向上突出的两个突出部分，所述两个突出部分被隔开对应于所述封盖部分的厚度的距离以接触所述封盖部分的上表面和下表面，并且
其中位于至少包括一个检测端子的随机选择的两个端子之间的所述单元单电池的电特性，在所述电池外壳的外部是能测量的。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其中所述至少一个检测端子包括多个检测端子。
8.根据权利要求7所述的电池模块，其中被设置在所述随机选择的两个端子之间的所述单元单电池或数个单元单电池通过所述随机选择的两个端子是能充电的或能放电的。
9.根据权利要求7所述的电池模块，其中所述多个单元单电池由多个汇流条相互连接，而且所述多个检测端子被分别联接到所述多个汇流条。
10.根据权利要求9所述的电池模块，其中所述多个汇流条和所述多个单元单电池被布置为在所述第一端节点与所述第二端节点之间以串联和并联的组合形式或仅串联连接所述多个单元单电池。
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