CN104078628A

CN104078628A - 电池模块

Info

Publication number: CN104078628A
Application number: CN201410123560.6A
Authority: CN
Inventors: 郑显民
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2014-10-01
Also published as: JP2014199813A; EP2793289A3; US20140295235A1; KR20140118734A; EP2793289A2; EP2793289B1

Abstract

一种电池模块包括多个电池单元；以及容纳电池单元的外壳，外壳包括侧板、底板以及在侧板与底板之间的弯曲部分，其中弯曲部分被配置为朝电池单元偏压侧板或底板。

Description

电池模块

相关申请的交叉引用

此申请要求2013年3月29日递交到美国专利和商标局的美国临时申请61/806,745和2013年12月4日递交到美国专利和商标局的美国非临时申请14/097,229的优先权和权益，它们的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明的方面涉及电池模块。

背景技术

使用非水电解质的具有高能量密度的高功率电池模块最近已被开发出来。高功率电池模块被配置为通过串联连接多个电池单元而制造的大容量电池模块，以被用于驱动例如电动汽车的电动机等的需要高功率的设备。

基于指定的输出电压和电流，电池模块包括多个电池单元。电池模块还包括用于牢固地固定电池单元的框架。当具有电池单元的宽度大于或小于框架的宽度的公差时，电池单元可能不能被框架牢固地固定。

发明内容

实施例提供了一种电池模块，其中即使当具有电池单元的宽度大于或小于框架的宽度的公差时，框架也被紧密地附着到电池单元，使得电池单元能被框架牢固地固定。

根据本发明的一个方面，提供了一种电池模块，包括：沿一个方向布置的一个或多个电池单元；被设置为与电池单元的侧部进行表面接触的一对侧板；被形成为从一对侧板延伸并面对电池组件的底部的底板，其中在侧板和底板彼此连接的区域中形成有具有向电池模块的外部凸出的横截面形状的弯曲部分，使得侧板沿电池单元的侧方向或沿与电池单元的侧部相反的方向移动。

凸出的横截面形状可以是圆形形状。

当电池单元沿宽度方向的长度比一对侧板之间的间隔小时，圆形形状可以因沿电池单元的侧方向从外部施加的力而改变，并且侧板可沿电池单元的侧方向水平移动。

当电池单元沿宽度方向的长度比一对侧板之间的间隔大时，圆形形状可以因沿与电池单元的侧部相反的方向从外部施加的力而改变，并且侧板可沿与电池单元的侧部相反的方向水平移动。

弯曲部分可包括从底板延伸的第一延伸部分以及从第一延伸部分相对于电池单元的侧方向对角延伸的第二延伸部分。

当电池单元沿宽度方向的长度比一对侧板之间的间隔小时，形成在第一和第二延伸部分之间的角度因沿电池单元的侧方向从外部施加的力而减小，并且侧板可沿电池单元的侧方向水平移动。

当电池单元沿宽度方向上的长度比一对侧板之间的间隔大时，形成在第一和第二延伸部分之间的角度因沿电池单元的侧方向从外部施加的力而增大，并且侧板可沿与电池单元的侧部相反的方向水平移动。

侧板可被形成为从第二延伸部分沿与电池单元的侧部平行的方向延伸。

弯曲部分可进一步包括形成在第一和第二延伸部分之间的切口槽。

电池模块可以进一步包括分别与电池单元中的最外面的电池单元进行表面接触的一对端板以及覆盖电池单元的顶部的顶盖。

侧板的一端可以通过激光焊接被紧固到端板的一端。

侧板可包括被紧固到顶盖的至少一个第一紧固部分，并且底板可包括被紧固到端板的至少一个第一紧固部分。

顶盖可包括被紧固到侧板的至少一个第一紧固部分以及被紧固到端板的至少一个第二紧固部分。

端板可包括被紧固到顶盖的至少一个第一紧固部分以及被紧固到底板的至少一个第二紧固部分。

侧板的第一紧固部分和顶盖的第一紧固部分、顶盖的第二紧固部分和端板的第一紧固部分、或端板的第二紧固部分和底板的第一紧固部分可以由紧固构件的介质或通过激光焊接被紧固到彼此。

紧固构件可以是螺栓-螺母或螺柱。

侧板可具有形成在其中的至少一个开口。

根据本发明的另一个方面，提供了一种电池模块，包括：多个电池单元；和容纳所述电池单元的外壳，所述外壳包括侧板、底板以及在所述侧板与所述底板之间的弯曲部分，其中所述弯曲部分被配置为朝所述电池单元偏压所述侧板或所述底板。

根据本发明的又一个方面，提供了一种电池模块，包括：多个电池单元；和容纳所述电池单元的外壳，所述外壳包括侧板、底板以及在所述侧板与所述底板之间的弯曲部分，其中所述弯曲部分从所述侧板或所述底板中的至少一个向外突出。

根据本发明，有可能提供能吸收宽度公差的电池模块。

因此，框架可以与电池单元进行表面接触，而不管电池单元沿宽度方向的尺寸，从而牢固地固定电池单元。

附图说明

附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例，并与描述一起用来解释本发明的原理。

图1是示意性地示出了根据本发明的实施例的电池模块的透视图。

图2是图1的分解透视图。

图3A至图3C是示出了图1的区域A的放大剖视图。

图4A和图4B是示出了当没有弯曲部分被形成时的电池模块的前下部的局部放大剖视图。

图5A至图5C是示出了根据本发明的另一实施例的电池模块的前下部的局部放大剖视图。

图6是示出了根据本发明的又一实施例的电池模块的前下部分的局部放大剖视图。

具体实施例

在下面的详细描述中，已经简单地通过举例说明的方式示出和描述了本发明的仅仅某些示例性实施例。如本领域技术人员将认识到的那样，所描述的实施例可以以各种不同的方式修改，所有这些都不脱离本发明的精神或范围。因此，附图和描述在本质上将被视为说明性的，而不是限制性的。此外，当元件被称为在另一元件“上”时，它可以直接在另一元件上，或间接在另一元件上，一个或多个中间元件位于它们之间。另外，当元件被称为“连接到”另一元件时，它可以被直接连接到另一元件，或者被间接连接到另一元件，一个或多个中间元件位于它们之间。在下文中，相同的附图标记指代相同的元件。

图1是示意性地示出了根据本发明的一个实施例的电池模块的透视图。图2是图1的分解透视图。

根据此实施例的电池模块100包括沿一个方向布置并且每个具有电极端子11和12的多个电池单元10。在这种情况下，电池单元10被布置为使得相邻的电池单元10的宽表面彼此面对。

构成电池模块100的每一个电池单元10可通过在电池壳体中容纳电极组件和电解质然后使用盖板14密封电极组件被容纳在其中的电池壳体来制造。在一个实施例中，电极组件包括正电极板和负电极板以及位于这些电极板之间的隔板。盖板14可以被提供有突出到其外部的电极端子。电极端子可以是被分别连接到正和负电极板的正和负电极端子11和12。正电极板和负电极板可通过与电解质反应产生电化学能。因此，所产生的能量通过正和负电极端子11和12被传送到电池单元10的外部。排气孔被提供在盖板14中的正和负电极端子11和12之间，以作为气体被排放到电池单元10的外部通过的通道。

在此实施例中，将作为示例描述电池单元10是棱柱形二次电池的情况。然而，本发明并不局限于此，而可以被应用于多种类型的电池，包括锂聚合物电池、圆柱形电池等。

根据此实施例的外壳构件110包括分别与多个电池单元10中的最外面的电池单元10进行表面接触的一对端板112、位于一对端板112之间并与电池单元10的表面进行表面接触的一对侧板113以及面对电池单元10的底部的底板114。在一个实施例中，底板114可从一对侧板113沿竖向方向延伸，从而和侧板113一体地形成。

侧板113具有被紧固到顶盖115的至少一个第一紧固部分1131，第一紧固开口113a2被形成在侧板113的第一紧固部分113a1中。

底板114具有被紧固到端板112的至少一个紧固部分114a1，紧固开口114a2被形成在底板114的紧固部分114a1中。

顶盖115具有被紧固到侧板113的至少一个第一紧固部分115a1和被紧固到端板112的至少一个第二紧固部分115b1。第一和第二紧固开口115a2和115b2被分别形成在顶盖115的第一和第二紧固部分115a1和115b1中。

端板112具有被紧固到顶盖115的至少一个第一紧固部分112a1和被紧固到底板114的至少一个第二紧固部分112c1。第一和第二紧固开口112a2和112c2被分别形成在端板112的第一和第二紧固部分112a1和112c1中。

第一和第二端板112被定向为与各自的最外侧的电池单元10进行表面接触，从而对多个电池单元10向其内部加压，即，将电池单元压在一起。侧板113将第一和第二端板112彼此连接。侧板113的一端被紧固到第一端板112，侧板113的另一端被紧固到第二端板112。在一个实施例中，第一和第二端板112可通过激光焊接被紧固到侧板113。

侧板113通过将第一和第二端板112彼此连接而提供了多个电池单元10可以在其中对齐的空间并同时支撑电池单元10的两侧。参考图2，在此实施例中已经描述侧板113支撑电池单元10的两侧，并具有形成在其中的冷却剂流动路径的开口O。然而，侧板113的形状等可根据电池模块100的设计自由修改。电池单元10被固定在由第一和第二端板112以及侧板113限定的空间中，以便不容易因外部冲击而移动。

阻挡件30可以位于相邻的电池单元10之间。间隔件被提供在每个阻挡件30中，以将多个相邻的电池单元10彼此隔开并形成电池单元10之间的空间。因此，有可能提供用于冷却电池单元10的冷却剂的流动路径。

电池模块100可进一步包括连接相邻的电池单元10的正和负电极端子11和12的汇流条20以及围绕相邻的汇流条20的屏蔽壁21。

屏蔽壁21可以被提供来分隔电连接相邻的电池单元10的电极端子11和12的多个汇流条20。因此，有可能防止相邻的汇流条20之间的短路，并防止是电池模块100中使用的材料的金属制成的诸如螺栓-螺母的导电体引起的短路。

在此实施例中，紧固部分1131、114a1、115a1、115b1、112a1或112c1和紧固开口113a2、114a2、115a2、115b2、112a2或112c2可通过例如螺栓-螺母或螺柱的紧固构件被紧固到彼此。在必要时，紧固部分和紧固开口可以通过焊接被紧固到彼此。

图3A至图3C是示出了图1的区域A的放大剖视图。

参考图3A至图3C，弯曲部分116被形成在侧板113和底板114彼此连接的区域中。弯曲部分116具有向外突出的截面形状，使得侧板113可以沿电池单元10的侧方向或沿与其相反的方向移动。根据一个实施例，弯曲部分116被配置为朝电池单元10偏压侧板113或底板114。根据一个实施例，弯曲部分116是柔性的，并被配置为依据每一个电池单元10的尺寸改变形状。根据一个实施例，侧板113、底板114和弯曲部分116作为单一的部件是一体的。根据一个实施例，弯曲部分116沿侧板113的整个长度延伸。

根据一个实施例，弯曲部分116的截面形状可以是圆形的形状。

例如，在电池单元10沿宽度方向的长度比一对侧板113之间的间隔小的情况下，通过图3B中所示的弯曲部分116中的变化，侧板113可沿电池单元10的侧方向水平移动。也就是，侧板113因从外部施加的力沿电池单元10的侧方向移动，从而与电池单元10的侧部进行表面接触。

在电池单元10沿宽度方向的长度比一对侧板113之间的间隔大的情况下，通过图3C中所示的弯曲部分116中的变化，侧板113可沿与电池单元10的侧方向相反的方向移动。也就是说，通过侧板113的水平移动，电池单元10被插入到形成在侧板113与底板114之间的空间中，从而组装电池组。当电池单元10被插入到形成在侧板113与底板114之间的空间中时，侧板113与电池单元10的侧部进行表面接触。

在没有弯曲部分被形成的情况下，侧板413可被形成为沿竖向方向从底板414突出。

在电池单元10沿宽度方向的长度比一对侧板413之间的间隔小的情况下，如图4A所示，空隙出现在侧板413与电池单元10的侧部之间。尽管侧板413沿电池单元10的侧方向移动，侧板413不能与电池单元10的侧部进行表面接触。

当电池单元10沿宽度方向的长度比一对侧板413之间的间隔大时，如图4B所示，电池单元10可能无法被组装在形成在侧板413与底板414之间的空间中。

因此，在根据此实施例的电池模块中，弯曲部分116被形成在如图3所示的侧板113和底板114彼此连接的区域中，使得即使电池单元10沿宽度方向的长度不是恒定的，电池单元10的侧部也能与侧板113进行表面接触。

参考图5A，具有向电池模块的外部凸出的横截面形状的弯曲部分516被形成在侧板513和底板514彼此连接的区域中。

弯曲部分516可包括从底板514延伸的第一延伸部分516a以及相对于电池单元10的侧方向从第一延伸部分516a对角延伸的第二延伸部分516b。

在这种情况下，侧板513可被形成为沿平行于电池单元10的侧部的方向从第二延伸部分516b延伸。

尽管已经在图5A中示出了第一延伸部分516a被形成为沿平行于底板514的方向延伸，第一延伸部分516a也可被形成为延伸同时具有90度或更小的倾斜度。

例如，在电池单元10沿宽度方向的长度比一对侧板513之间的间隔小的情况下，如图5B所示，通过沿电池单元10的侧方向从外部施加的力，形成在第一和第二延伸部分516a和516b之间的角度可以减小。因此，侧板513沿电池单元10的侧方向水平移动，使得侧板513可以与电池单元10的侧部进行表面接触。

在电池单元10沿宽度方向的长度比一对侧板513之间的间隔大的情况下，如图5C所示，通过沿与电池单元10的侧部相反的方向从外部施加的力，形成在第一和第二延伸部分516a和516b之间的角度可以增大。在这种情况下，侧板513沿与电池单元10的侧部相反的方向水平移动。因此，在电池单元10沿宽度方向的长度比一对侧板513之间的间隔大的情况下，电池单元10可以被插入到形成在侧板513和底板514之间的空间中，在插入电池单元10期间，侧板513可以与电池单元10的侧部进行表面接触。

参考图6，除了弯曲部分516之外，此实施例中的部件和图5中所示的实施例中的部件相同。因此，相同的部件由相同的附图标记表示，并且它们的详细描述将被省略。

如图6所示，弯曲部分516可包括从底板514延伸的第一延伸部分516a、相对于电池单元10的侧方向从第一延伸部分516a对角延伸的第二延伸部分516b以及形成在第一和第二延伸部分516a和516b之间的槽，例如切口槽516c。

这里，切口槽516c可以执行促进第二延伸部分516b沿横向方向变化的功能。

如上所述，使侧板113或513能移动的弯曲部分116或516形成在侧板113或513和底板114或514彼此连接的区域中，使得即使当电池单元10沿宽度方向的长度和一对侧板113或513之间的间隔之间出现了公差，侧板113或513也可以与电池单元10的侧部进行表面接触。换句话说，框架可以与电池单元进行表面接触，而不管电池单元沿宽度方向的长度，使得电池单元可以被框架牢固地固定。

尽管已经结合某些示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明并不限于所公开的实施例，而是相反，意在覆盖被包括在所附权利要求及其等同方案的精神和范围内的各种修改和等同结构。

Claims

1.一种电池模块，包括：

多个电池单元；和

容纳所述电池单元的外壳，所述外壳包括侧板、底板以及在所述侧板与所述底板之间的弯曲部分，其中所述弯曲部分被配置为朝所述电池单元偏压所述侧板或所述底板。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述弯曲部分是圆形的。

3.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述弯曲部分从所述侧板或所述底板中的至少一个向外突出。

4.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述弯曲部分从所述侧板和所述底板二者向外突出。

5.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述弯曲部分的至少一部分与每一个所述电池单元隔开。

6.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述弯曲部分包括从所述底板延伸的第一延伸部分和从所述侧板延伸的第二延伸部分。

7.根据权利要求6所述的电池模块，其中所述第二延伸部分相对于所述侧板成一角度延伸。

8.根据权利要求6所述的电池模块，其中所述弯曲部分进一步包括槽。

9.根据权利要求8所述的电池模块，其中所述槽在所述第一延伸部分与所述第二延伸部分之间。

10.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述弯曲部分是柔性的，并被配置为依据每一个所述电池单元的尺寸改变形状。

11.根据权利要求1所述的电池模块，进一步包括一对端板，每一个所述端板位于所述电池单元的一端处，其中所述端板被联接到所述底板或所述侧板中的至少一个。

12.根据权利要求11所述的电池模块，其中所述底板具有包括紧固开口的紧固部分，并且其中所述底板被联接到每一个所述端板。

13.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述侧板、所述底板和所述弯曲部分作为单一的部件是一体的。

14.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述弯曲部分沿所述侧板的整个长度延伸。

15.根据权利要求1所述的电池模块，进一步包括联接到所述侧板的顶盖。

16.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述侧板基本上平行于每一个所述电池单元的侧部延伸。

17.一种电池模块，包括：

多个电池单元；和

容纳所述电池单元的外壳，所述外壳包括侧板、底板以及在所述侧板与所述底板之间的弯曲部分，其中所述弯曲部分从所述侧板或所述底板中的至少一个向外突出。

18.根据权利要求17所述的电池模块，其中所述弯曲部分是圆形的。

19.根据权利要求17所述的电池模块，其中所述弯曲部分包括从所述底板延伸的第一延伸部分和从所述侧板延伸的第二延伸部分。

20.根据权利要求17所述的电池模块，其中所述侧板、所述底板和所述弯曲部分作为单一的部件是一体的。