CN104124405A - 用于车辆电池组的电池模块组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池模块组件，其包括四个电池模块，每个电池模块具有介于上框架和下框架之间的多个圆柱状二次电池单元(下文中也称为“单元”)，其中在这四个电池模块中，两个电池模块并排布置，并且两个电池模块堆叠在并排布置的两个电池模块上。因此，可以提供包括多个二次电池单元的稳定且经济的电池模块组件。

Description

用于车辆电池组的电池模块组件
申请背景
对相关申请的交叉引用
本申请要求在大韩民国提交于2013年4月29日的韩国专利申请No.10-2013-0047475和提交于2013年5月31日的韩国专利申请No.10-2013-0063089的优先权，其公开内容通过引用纳入本文中。
技术领域
本公开内容涉及电池模块组件，更具体地说涉及用于车辆电池组的电池模块组件中的电池模块之间的机械连接。
背景技术
具有向多种产品类别的良好应用并具有良好的电学特性例如高能量密度的二次电池不仅广泛应用于便携设备，也广泛应用于由电驱动源驱动的电动车(EV)或混合电动车(HEV)。二次电池具有显著降低化石燃料使用的主要优点，以及在能源的使用中不产生副产物的次要优点，因而由于强化的环境友好和能效性质而作为新的能源吸引注意力。
锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等目前广泛用作二次电池。这样的单位二次电池单元具有约2.5V至4.2V的工作电压。因此，如果要求更高的输出电压，可以将多个二次电池单元串联连接以配置电池组。此外，根据对电池组要求的充电/放电容量，也可以将多个二次电池单元并联连接以配置电池组。因此，包括在电池组中的二次电池单元的数量可以根据所要求的输出电压或充电/放电容量以不同方式设定。
同时，如果将多个二次电池单元串联或并联连接以配置电池组，包括在电池组中的二次电池单元应当被牢固地电连接和机械连接。因此，对于电池模块组件和电池组，需要稳定且经济的设计，以确保二次电池单元的牢固连接。
发明内容
本公开内容旨在解决现有技术的问题，因此本公开内容涉及提供用于车辆电池组的电池模块组件。
在本公开内容的一方面，提供一种电池模块组件，其包括四个电池模块，每个电池模块具有介于上框架和下框架之间的多个圆柱状二次电池单元(下文中也称为“单元”)，其中在这四个电池模块中，两个电池模块并排布置，并且两个电池模块堆叠在并排布置的两个电池模块上。
根据本公开内容的一种实施方案，可以在电池模块的上框架的顶部上形成凸起，可以在下框架的底部中形成具有与凸起对应的形状和位置的凹陷部分，并且任何一个堆叠的电池模块的凸起可以联接至另一个堆叠的电池模块的凹陷部分。
根据本公开内容的一种实施方案，可以在上框架或下框架的一侧形成连接部件，以用于与另一电池模块的连接，并且在四个电池模块中，并排布置的电池模块可以通过连接部件连接。此时，连接部件可以具有“┐”或“└”形状。
根据本公开内容的一种实施方案，并排布置并位于下部的两个电池模块可以通过设置在电池模块下的板连接。在这种情况下，设置在电池模块下的板可以具有比并排布置并位于下部的两个电池模块的面积之和大的面积，并且设置在电池模块下的板的超出并排布置并位于下部的两个电池模块之外的区域可以被竖直折叠并通过螺钉连接至并排布置并位于下部的两个电池模块的侧部。
根据本公开内容的一种实施方案，其部分区域被竖直折叠的板可以连接至并排布置并位于下部的两个电池模块的顶部，并且该板的竖直折叠区域可以分别连接至堆叠在并排布置的两个电池模块上的两个电池模块。此时，可以在上框架和下框架的侧部形成螺纹，并且板的竖直折叠区域可以通过螺纹使用螺钉连接至上框架或下框架。
在本公开内容的一方面，可以提供包括多个二次电池单元的稳定且经济的电池模块组件。
附图说明
附图阐明了本公开内容的优选实施方案，并且与以上公开内容一起用于提供对本公开内容的技术精神的进一步理解。然而，本公开内容不应当被解释为限于附图。在图中：
图1是表明一种电池组的立体图，所述电池组包括根据本公开内容一种实施方案的电池模块组件。
图2是表明一种电池组的分解立体图，所述电池组包括根据本公开内容一种实施方案的电池模块组件。
图3是表明根据本公开内容的电池模块组件的电池模块的立体图。
图4是表明包括在根据本公开内容一种实施方案的电池模块组件中的四个电池模块中的第一电池模块的立体图。
图5是表明包括在根据本公开内容一种实施方案的电池模块组件中的四个电池模块中的第二电池模块的立体图。
图6是一个分解立体图，其表明包括在根据本公开内容一种实施方案的电池模块组件中的四个电池模块中的第一和第二电池模块被连接。
图7是一个分解立体图，其表明包括在根据本公开内容一种实施方案的电池模块组件中的四个电池模块中的第三和第四电池模块被堆叠。
图8是表明根据本公开内容一种实施方案的电池模块组件的立体图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开内容的优选实施方案。在描述之前，应理解，用在本说明书和权利要求书中的术语不应被解释为限于一般和字典含义，而是应在发明人被允许适当地为最佳解释而定义术语的原则的基础上，基于与本公开内容的技术方面对应的含义和概念来理解。因此，此处提出的描述只是仅为了例示目的的优选实施例，而不旨在限制本公开内容的范围，因此应理解，在不脱离本公开内容的精神和范围的前提下，也可以做出其他等同物和改型。
图1是表明包含根据本公开内容一种实施方案的电池模块组件50的电池组1的立体图。
图1中描绘的电池组1是可以被安装到车辆、混合电动车辆(HEV)、电动车辆(EV)等的车辆电池组1。
优选地，电池组1可以具有根据针对车辆电池的标准的尺寸。因此，电池组1可以总体具有六面体形状。
也优选地，电池模块组件50也可以具有根据针对车辆电池的标准的尺寸。然而，电池组1和电池模块组件50不限于上述尺寸，且它们的长度、宽度和高度可以有多种设定。
图2是表明一种电池组1的分解立体图，所述电池组包括根据本公开内容一种实施方案的电池模块组件50。
根据本公开内容一种实施方案的电池模块组件50连接至内盒30，并包括在上电池组盒10和下电池组盒70之间以配置电池组1。
图3是表明根据本公开内容一种实施方案的电池模块组件50的电池模块60的立体图。
参见图3，将电池模块60配置为使得多个圆柱状二次电池单元62(下文中也称为“单元”)介于上框架61和下框架63之间。为了方便，将假定单元62的向上框架61暴露的电极是高电势电极(+)，并且单元62的向下框架63暴露的电极是低电势电极(-)。此外，为了用裸眼更好地识别上框架61和下框架63，将上框架61用深色绘制并将下框架63用浅色绘制。
根据本公开内容一种实施方案的电池组1在用于车辆时可以具有12V的工作电压。此外，根据本公开内容一种实施方案的二次电池单元62可以具有3V的工作电压。因此，四个电池模块60可以串联连接以配置电池模块组件50。
在下文中，将描述由图3中所示的电池模块60组成的电池模块组件50。作为参考，本说明书中使用的术语“上”、“下”、“顶部”和“底部”表示基于附图的位置。
根据本公开内容一种实施方案的电池模块组件50由四个电池模块60组成。在下文中，这四个电池模块60将用数字区分。
图4是表明包括在根据本公开内容一种实施方案的电池模块组件50中的四个电池模块中的第一电池模块60-1的立体图。
参见图4，可以发现将板51加入了图3中所描绘的电池模块60的上框架61-1。板51由金属制成并电连接至电池模块60-1的高电势端。因此，包括在电池模块60-1中的单元62-1的高电势端可以通过板51并联电连接。
根据本公开内容的一种实施方案，板51可以由选自镍、铜、黄铜和镀镍铜中的任何一种制成。这些材料仅仅是例子，并且板51可以由本领域技术人员可以容易地替换的任何种类的金属制成。
根据本公开内容的一种实施方案，板51具有0.1mm至0.4mm的厚度。该厚度可以在根据金属的性质考虑刚性、电导率等的情况下以不同的方式设定。
根据本公开内容的一种实施方案，板51和单元62-1通过电阻焊接、超声焊接、激光焊接或导电粘合剂被连接。
板51的总面积大于第一电池模块60-1的上框架61-1的面积。此外，板51的一部分，即超出第一电池模块60-1的上框架61-1的面积以外的区域51-a，被竖直折叠。当随后配置电池模块组件50时，将折叠区域51-a用于与堆叠于其上的电池模块60-3(参见图7)的机械连接和电连接。
图5是表明包括在根据本公开内容一种实施方案的电池模块组件50中的四个电池模块中的第二电池模块60-2的立体图。
参见图5，可以发现第二电池模块60-2具有与图3中所描绘的电池模块60颠倒的形状。此外，还可以发现将板52加入了第二电池模块60-2的下框架63-2。板52由金属制成并电连接至电池模块60-2的低电势端。因此，包括在第二电池模块60-2中的单元62-2的低电势端可以通过板52并联电连接。
板52的材料、厚度和焊接方法与图4的板51基本相同。
板52的总面积大于第二电池模块60-2的下框架63-2的面积。此外，板52的一部分，即超出第二电池模块60-2的下框架63-2的面积以外的区域52-a，被竖直折叠。当随后配置电池模块组件50时，将折叠区域52-a用于与堆叠于其上的电池模块60-4(参见图7)的机械连接和电连接。
图6是一个分解立体图，其表明包括在根据本公开内容一种实施方案的电池模块组件50中的四个电池模块中的第一电池模块60-1和第二电池模块60-2被连接。
参见图6，可以发现板53置于第一电池模块60-1和第二电池模块60-2的底部。
板53由金属制成并电连接至第一电池模块60-1的低电势端。因此，包括在第一电池模块60-1中的单元62-1的低电势端可以通过板53并联电连接。而板53由金属制成并电连接至第二电池模块60-2的高电势端。因此，包括在第二电池模块60-2中的单元62-2的高电势端可以通过板53并联电连接。同时，板53具有包括第一电池模块60-1和第二电池模块60-2两者的面积。因此，第一电池模块60-1的低电势端和第二电池模块60-2的高电势端可以串联地电连接。
板53的材料、厚度和焊接方法与图4的板51基本相同。
根据本公开内容的一种实施方案，板53的总面积大于第一电池模块60-1和第二电池模块60-2的面积之和。此外，板53的一部分，即超出第一电池模块60-1和第二电池模块60-2的总面积以外的区域53-a，被竖直折叠。此外，在第一电池模块60-1的一侧和第二电池模块60-2的一侧形成螺纹68。因此，可以在竖直折叠区域53-a中形成螺钉孔，并且板53可以通过螺纹68和螺钉机械连接至第一电池模块60-1和第二电池模块60-2。
根据本公开内容的一种实施方案，在电池模块60中，连接部件67、67-1形成于上框架61或下框架63的一侧上以用于连接至另一电池模块。
再次参见图3，描绘了在电池模块60的上框架61和下框架63的侧部形成的连接部件67、67-1。如上所述，在根据本公开内容一种实施方案的电池组1中，四个电池模块60配置电池模块组件50(见图2)。此时，电池模块60可以通过连接部件67、67-1机械联接至与其侧部相邻的另一电池模块60。
根据本公开内容的一种实施方案，连接部件67、67-1具有“┐”或“└”形状。具有“┐”形状的连接部件67和具有“└”形状的连接部件67-1可以彼此连接以防止电池模块60在水平方向偏离。为此，当配置电池模块组件50时，可以将彼此相邻的电池模块60布置成使得具有“┐”形状的连接部件67和具有“└”形状的连接部件67-1彼此连接。
如果连接部件67、67-1形成于第一电池模块60-1和第二电池模块60-2的侧部，则第一电池模块60-1和第二电池模块60-2可以通过连接部件67、67-1机械连接。连接部件67、67-1强化电池模块组件50的电池模块60中的机械联接能力。
图7是一个分解立体图，其表明包括在根据本公开内容一种实施方案的电池模块组件50中的四个电池模块中的第三和第四电池模块60-3、60-4被堆叠。
参见图7，板54联接至第三电池模块60-3的高电势端。此外，板55联接至第三电池模块60-3的低电势端。包括在第三电池模块60-3中的单元62-3可以通过板54、55并联电连接。
板56联接至第四电池模块60-4的高电势端。此外，板57联接至第四电池模块60-3的低电势端。包括在第四电池模块60-4中的单元62-4可以通过板56、57并联电连接。
参见图7，可以发现第三电池模块60-3和第四电池模块60-4分别堆叠在并排布置的第一电池模块60-1和第二电池模块60-2上。
第三电池模块60-3串联地电连接至第一电池模块60-1。因此，第三电池模块60-3的低电势端堆叠成与第一电池模块60-1的高电势端相邻。
此外，第四电池模块60-4串联地电连接至第二电池模块60-2。因此，第四电池模块60-4的高电势端堆叠成与第二电池模块60-2的低电势端相邻。
根据本公开内容的一种实施方案，在电池模块60的上框架61的顶部上形成凸起66，并且在下框架63的底部中形成具有对应于凸起66的形状和位置的凹陷部分66-1。
再次参见图3至5，可以发现在根据本公开内容一种实施方案的上框架61的顶部上形成凸起66，并且在下框架63的底部中形成具有对应于凸起66的形状和位置的凹陷部分66-1。
如上所述，在根据本公开内容一种实施方案的电池组1中，四个电池模块60配置电池模块组件50(见图2)。此时，当电池模块60-1至60-4竖直堆叠时，凸起66和凹入部分66-1可以将位于上方的电池模块和位于下方的电池模块的位置固定。此外，当电池模块60-1至60-4通过凸起66和凹陷部分66-1堆叠时，电池模块60可以容易地堆叠，并且也可以防止上电池模块60和下电池模块60从正确位置偏离。
当凸起66和凹陷部分66-1形成于第一电池模块60-1和第三电池模块60-3上时，第一电池模块60-1和第三电池模块60-3可以通过凸起66和凹陷部分66-1机械连接。此外，当凸起66和凹陷部分66-1形成于第二电池模块60-2和第四电池模块60-4上时，第二电池模块60-2和第四电池模块60-4可以通过凸起66和凹陷部分66-1机械连接。
同时，第一电池模块60-1和第三电池模块60-3可以通过板51的竖直折叠区域51-a机械连接和电连接。此外，第二电池模块60-2和第四电池模块60-4可以通过板52的竖直折叠区域52-a机械连接和电连接。此时，可以使用形成于第三电池模块60-3的下框架上的螺纹68、板51的竖直折叠区域51-a和螺钉进行机械连接。类似地，也可以使用形成于第四电池模块60-4的上框架上的螺纹68、板51的竖直折叠区域51-a和螺钉进行机械连接。
图8是表明根据本公开内容一种实施方案的电池模块组件50的立体图。
参见图8，可以发现在图4至7中所描绘的电池模块60-1至60-4机械连接且电连接。
根据本公开内容的一种实施方案，将电池模块60竖直堆叠，即第一电池模块60-1和第三电池模块60-3通过汇流条(bus bar)58串联地电连接,以及第二电池模块60-2和第四电池模块60-4也通过汇流条58串联地电连接。汇流条58也可以在第一电池模块60-1和第三电池模块60-3之间以及在第二电池模块60-2和第四电池模块60-4之间通过螺钉连接。
根据本公开内容，可以提供包括多个二次电池单元的稳定且经济的电池模块组件。
已详细描述了本公开内容。然而，应当理解，详细的说明和具体的实例尽管指明了本公开内容的优选实施方案，但是仅仅是以示例的方式给出的，因为从该详细说明出发，在本公开内容精神和范围内的多种变化和修改对于本领域技术人员将变得明显。

Claims (8)

1.一种电池模块组件，其包括四个电池模块，其特征在于，每个电池模块具有介于上框架和下框架之间的多个圆柱状二次电池单元(下文中也称为“单元”)，
其中在所述四个电池模块中，两个电池模块并排布置，并且两个电池模块堆叠在并排布置的两个电池模块上。
2.根据权利要求1所述的电池模块组件，其特征在于，
其中在电池模块的上框架的顶部上形成凸起，并且在下框架的底部中形成具有与凸起对应的形状和位置的凹陷部分，并且
其中任何一个堆叠的电池模块的凸起联接至另一个堆叠的电池模块的凹陷部分。
3.根据权利要求1所述的电池模块组件，其特征在于，
其中在所述上框架或所述下框架的一侧形成连接部件，以用于与另一电池模块的连接，并且
其中在所述四个电池模块中，并排布置的电池模块通过所述连接部件连接。
4.根据权利要求3所述的电池模块组件，其特征在于，
其中所述连接部件具有“┐”或“└”形状。
5.根据权利要求1所述的电池模块组件，其特征在于，
其中并排布置并位于下部的两个电池模块通过设置在电池模块下的板连接。
6.根据权利要求5所述的电池模块组件，其特征在于，
其中该设置在电池模块下的板具有比并排布置并位于下部的两个电池模块的面积之和大的面积，并且
其中该设置在电池模块下的板的超出并排布置并位于下部的两个电池模块之外的区域被竖直折叠，并通过螺钉连接至并排布置并位于下部的两个电池模块的侧部。
7.根据权利要求1所述的电池模块组件，其特征在于，
其中其部分区域被竖直折叠的板连接至并排布置并位于下部的两个电池模块的顶部，并且
其中该板的竖直折叠区域分别连接至堆叠在并排布置的两个电池模块上的两个电池模块。
8.根据权利要求7所述的电池模块组件，其特征在于，
其中在所述上框架和所述下框架的侧部形成有螺纹，并且
其中该板的竖直折叠区域通过螺纹使用螺钉被连接至所述上框架或所述下框架。
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