CN104253252A - 电池模块 - Google Patents

Abstract

提供了一种电池模块。所述电池模块包括：多个电池单元，沿第一方向布置；一对端板，邻近于所述多个电池单元的最外部的电池单元，所述一对端板在第二方向上沿所述多个电池单元延伸并且沿第一方向间隔开；以及至少一个套构件，结合到每个端板。

Description

电池模块

本申请要求在美国专利商标局于2013年6月27日提交的第61/839,965号美国临时申请以及于2014年4月4日提交的第14/245,586号美国非临时申请并且标题为“BATTERY MODULE(电池模块)”的优先权，其全部内容通过引用包含于此。

技术领域

实施例涉及一种电池模块。

背景技术

近来，已经开发了具有高能量密度的利用非水电解质的高功率电池模块。高功率电池模块被构造为通过串联连接多个电池单元而制造的大容量电池模块，以用于驱动需要高功率的装置，例如，电动车辆的马达等。

通常，当电池模块被固定于设备的使电池模块正要安装到的基部时，用于螺栓连接的孔被设置为穿过与最外部的电池单元邻近的端板的延伸部。然而，根据电池模块的重量和环境规范，为确保硬度，上述方法可能导致端板的基础材料的过度设计(over design)。此外，由于局部模块固定的结构引起的应力的集中的危险会增大。

发明内容

实施例涉及一种电池模块，所述电池模块包括：多个电池单元，沿第一方向布置；一对端板，邻近于所述多个电池单元的最外部的电池单元，所述一对端板在第二方向上沿所述多个电池单元延伸并且沿第一方向间隔开；以及至少一个套构件，结合到每个端板。

所述至少一个套构件可以沿第二方向延伸。

套构件可以从端板朝向基部突出并且将各个端板缚固到基部。

套构件可以包括孔和插入到各个套构件的每个孔中的固定构件，每个固定构件从孔沿第二方向突出并将端板缚固到基部。

固定构件可以为螺栓。

所述至少一个套构件可以包括结合到各个端板的一对套构件，所述一对套构件沿正交于第一方向和第二方向的第三方向分离。

所述一对套构件可以结合到各个端板的相应端。

每个端板可以包括沿第一方向从相应端朝向最外部的电池单元延伸的延伸部，套构件结合到延伸部。

套构件可以包括引导部，引导部与基部相对地从沿第二方向延伸的端板突出，并且沿第一方向与端板叠置且沿第三方向与延伸部重叠。

套构件和延伸部可以通过激光焊接结合。

电池模块可以包括位于最外部的电池单元和端板之间的端块。

每个端块包括用于所述至少一个套构件的安装区域。

每个端块可以紧靠端板和相应的最外部的电池单元。

端板可以包括第一配合区域，端块可以包括与第一配合区域结合的第二配合区域。

第一配合区域可以从端板朝向最外部的电池单元突出。

端块可以由比端板的材料轻的材料制成。

电池模块可以包括结合所述一对端板的侧板，侧板在第一方向上沿所述多个电池单元延伸。

套构件可以从端板朝向基部突出并且将各个端板缚固到基部，其中，套构件包括孔以及插入到各个套构件的每个孔中的固定构件，每个固定构件从孔沿第二方向突出并且将端板缚固到基部。侧板可以包括从侧板的与基部邻近的一端沿正交于第一方向和第二方向的第三方向朝向所述多个电池单元延伸的延伸部。电池模块可以包括位于延伸部中的固定孔，固定构件延伸穿过固定孔以将侧板缚固到套构件。

电池模块可以包括覆盖所述多个电池单元的顶部的顶板。

套构件可以从端板朝向基部突出并且将各个端板缚固到基部，其中，套构件包括孔以及插入到各个套构件的孔中的固定构件，每个固定构件从孔沿第二方向突出并且将端板缚固到基部。顶板可以包括位于套构件的孔上方的延伸部。电池模块可以包括位于延伸部中的固定孔，固定构件延伸穿过固定孔以将顶板缚固到套构件。

附图说明

通过参照附图详细地描述示例性实施例，特征对于本领域的普通技术人员来说将变得清楚，在附图中：

图1示出了根据实施例的电池模块的透视图。

图2示出了图1中示出的电池模块的分解透视图。

图3示出了根据实施例的端板、套构件(bush member)和固定构件之间的结合关系的示图。

图4示出了根据实施例的端板和套构件的透视图。

图5示出了根据实施例的端板和套构件的透视图。

图6示出了根据实施例的电池模块的透视图。

图7示出了图6中的端块、端板和套构件的透视图。

图8示出了根据实施例的端块、端板和套构件的透视图。

图9示出了根据实施例的端块和端板的透视图。

图10示出了根据实施例的端块和端板的透视图。

图11示出了根据实施例的电池模块的透视图。

图12示出了图11中的电池模块的分解透视图。

具体实施方式

现在将在下文中参照附图更充分地描述示例实施例；然而，它们可以以不同的形式来实现并且不应被解释为局限于在此阐述的实施例。相反，这些实施例被提供使得本公开将是彻底的和完整的，且将把示例性实施方式充分地传达给本领域的技术人员。

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，或者可以间接地在所述另一元件上并且在它们之间插入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，或者可以间接地连接到所述另一元件并且在它们之间插入有一个或更多个中间元件。在下文中，同样的附图标记表示同样的元件。

图1示出了根据实施例的电池模块的透视图。图2示出了在图1中示出的电池模块的分解透视图。

在实施例中，电池模块100可以包括沿第一方向布置的多个电池单元110。电池单元110可以被布置成使得相邻的电池单元110的宽表面彼此面对。

构成电池模块100的电池单元110可以包括一侧敞开的电池壳体以及储存在电池壳体中的电极组件和电解质。电极组件和电解质可以在电化学反应中产生能量。可以通过第一表面118来密封电池壳体。电池单元110的第一表面118可以包括帽组件。第一表面118可以包括正电极端子112和负电极端子113(正电极端子和负电极端子具有不同的极性)以及通气孔114。通气孔114作为安全预防措施用作使产生于电池单元110内部的气体排放到外部所通过的通道。

在此实施例中，作为示例，将描述电池单元110为棱柱状锂离子二次电池的情况。然而，实施例可以应用于不同类型的电池，例如，锂聚合物电池。

一对端板160可以被设置成邻近于最外部的电池单元110。这对端板160沿第三方向延伸。结合这对端板160的一对侧板170可以设置在电池单元110的侧面上。端板160和侧板170可以例如利用激光焊接或超声波焊接来彼此结合。可以在由这对端板160和这对侧板170划分的空间中在一个方向上布置多个电池单元110。

多个电池单元110可以被并排布置成使得宽表面彼此面对。两个相邻的电池单元110的正电极端子112和负电极端子113可以通过汇流条130彼此电连接。汇流条130可以由导电金属(例如，金、银、铜、镍、铝、铜合金、铝合金等)形成以电连接端子部111。此外，汇流条130可以例如通过焊接结合到端子部111。焊接可以为激光焊接或超声波焊接。基于端子部111的形状，汇流条130可以采用不同的形式。

套构件140可以结合到端板160。套构件140可以具有位于套构件140内部的第一孔140a。电池模块100可以被紧固于设备10的基部11，电池模块100通过插入到套构件140中的固定构件150来安装在基部11处。

图3示出了根据实施例的端板、套构件和固定构件之间的结合关系的示图。参照图3，端板160可以包括在端板160的两端处朝向电池单元110弯曲并且沿沿第二方向延伸的延伸部161，即，沿第一方向分离的延伸部。套构件140可以结合到延伸部161。

端板160和套构件140可以由金属(例如，钢)形成。套构件140可以例如利用激光焊接或超声波焊接来坚固地结合到延伸部161。

在套构件140处，可以形成沿套构件140的长度的方向贯穿的第一孔140a。可以穿过第一孔140a来插入固定构件150。

固定构件150可以为长螺栓。可以通过将形成在固定构件150的下部的螺纹线151紧固到形成在设备10的基部11处的孔来将电池模块100固定到基部11。

在实施例中，电池模块100没有通过如下方法固定到基部11：通过扩展端板利用贯穿基部11的孔并且使电池模块100通过该孔螺栓连接到基部11；而是，电池模块100可以利用诸如套构件140的分离构件来坚固地紧固到基部11。

图4示出了根据实施例的端板和套构件的透视图。

参照图4，被构造为在端板160的延伸部161处引导套构件240的位置的引导部241可以形成在套构件240的顶部上。可以以这样的方式来引导套构件240：随着套构件240被钩在端板160的顶部，通过引导部241将套构件240定位到期望使套构件240所在的位置处。因此，套构件240可以被容易地焊接到端板160。如图4所示，引导部241可以形成为以与基部11相对的方式从沿第二方向延伸的端板160突出，并且可以沿第一方向与端板160叠置且沿第三方向与延伸部161叠置。

图5示出了根据实施例的端板和套构件的透视图。

参照图5，端板260可以包括第一延伸部261和第二延伸部262，第一延伸部261在端板260的两个侧端处朝向电池单元110弯曲并沿第二方向延伸，第二延伸部262在端板260的上端和下端处朝向电池单元110弯曲并沿第三方向延伸。套构件140可以结合到第二延伸部262。

图6示出了根据实施例的电池模块的透视图。图7示出了图6中的端块、端板和套构件的透视图。在此实施例中，参照图6和图7，将描述端块、端板和套构件。同样的附图标记始终指示同样的元件，将省略重复的描述。

参照图6和图7，端块180可以设置在最外部的电池单元110和端板160之间。端块180可以填充由套构件140产生的在端板160和电池单元110之间的空间。安装套构件140的安装区域181可以设置在端块180的两端处。安装区域181可以在形状上与套构件相对应。

端块180可以被布置成在表面上与最外部的电池单元110相接触。端块180可以朝向内部向多个电池单元110施加压力，其防止了在电池单元110处发生膨胀现象。对于传统的电池模块100，仅利用端板160向电池单元110施加压力。在这种情况下，端板160薄，因此，对可以施加到电池单元110的压力的大小具有限制。然而，在实施例中，进一步包括端块180，端块180增加了向电池单元110施加压力的部分的厚度。因此，压力可以被更强地施加到电池单元110。

与由金属材料形成的端板160不同，端块180可以由较轻的材料(例如塑料材料)形成。因此，端板180不会显著地增加电池模块100的重量。

图8示出了根据实施例的端块、端板和套构件的透视图。在此实施例中，将参照图8描述端块、端板和套构件。同样的附图标记始终指示同样的元件，并且将省略重复的描述。

参照图8，安装套构件140的安装区域281可以被设置在端块280的上端和下端处。安装区域281在形状上可以与套构件140相对应。

图9示出了根据实施例的端块和端板的透视图。在此实施例中，将参照图9来描述端块和端板。同样的附图标记始终指示同样的元件，并且将省略重复的描述。

参照图9，至少突出区域363可以形成在端板360的侧面上。突出区域363可以沿端块380的方向突出。容纳区域383可以形成在端块380的侧面上。容纳区域383可以容纳突出区域363。当突出区域363被容纳区域383容纳时，端块380和端板360可以紧密地结合在一起，并且可以提高硬度来抵抗端板360的弯曲。

图10示出了根据实施例的端块和端板的透视图。在此实施例中，将参照图10来描述端块和端板。同样的附图标记始终指示同样的元件，并且将省略重复的描述。

参照图10，至少突出区域463可以形成在端板460的侧面上。突出区域463可以朝向端块480突出。至少容纳区域483可以形成在端块480的侧面上。容纳区域483可以容纳突出区域463。当突出区域463被容纳区域483容纳时，端块480和端板460可以紧密地结合在一起，并且可以提高硬度来抵抗端板460的弯曲。

端板460可以包括第一延伸部461和第二延伸部462，第一延伸部461在端板460的两个侧端处朝向电池单元110弯曲并沿第二方向延伸，第二延伸部462在端板460的上端和下端处朝向电池单元110弯曲并沿第三方向延伸。套构件140可以结合到第二延伸部462。

安装套构件140的安装区域481可以被设置在端块480的上端和下端处。安装区域481在形状上可以与套构件140相对应。

图11示出了根据实施例的电池模块的透视图。图12示出了图11中的电池模块的分解透视图。在此实施例中，将参照图11和图12来描述端块和端板。同样的附图标记始终指示同样的元件，并且将省略重复的描述。

参照图11和12，侧板270可以布置在电池单元110的侧面上。侧板270可以延伸到套构件140的底部。侧板270可以包括在内部具有第二孔271a的第一固定孔部271。固定构件150可以在套构件140处插入到第一孔140a和第二孔271a中，以将侧板270和套构件140紧固在一起。因此，侧板270和端板160可以更坚固地结合。

电池模块100可以包括覆盖电池单元110的顶部的顶板290。顶板290可以覆盖电池单元110的第一表面118。第一表面118可以是端子部111被拉出的电池单元110的一侧。当顶板290覆盖第一表面118时，可以防止端子部111或汇流条130与外部导电体的短路。顶板290可以例如利用超声波焊接或激光焊接来结合到侧板270。

在内部具有第三孔291a的第二固定孔部291可以设置在顶板290处。第二固定孔部291可以延伸到套构件140的顶部。固定构件150可以在套构件140处插入到第一孔140a和第三孔291a中，以将顶板290和套构件140紧固在一起。因此，顶板290和端板160可以更坚固地结合。

通过总结和回顾的方式，根据一个或更多个实施例，电池模块可以各自包括套构件，从而将电池模块固定到基部。因此，电池模块可以被稳固地固定。根据一个或更多个实施例，由于套构件结合到一对端板中的每个端板的上端和下端或者两端时，施加到整个电池模块的来自外部的冲击可以均匀地分布到端板，其防止仅向某些部分施加冲击。

示例性实施例已经被公开于此，虽然使用了特定的术语，但是仅以普通的和描述性的含义而不是出于限制的目的来使用并解释这些术语。在一些情况下，如本领域普通技术人员将清楚的是，自提交本申请之时起，除非另外具体地指出，否则结合特定实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独地使用，或者与结合其他实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，本领域技术人员将理解的是，在不脱离如权利要求所阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的各种改变。

Claims (20)

1.一种电池模块，所述电池模块包括：

多个电池单元，沿第一方向布置；

一对端板，邻近于所述多个电池单元的最外部的电池单元，所述一对端板在第二方向上沿所述多个电池单元延伸并且沿第一方向间隔开；以及

至少一个套构件，结合到每个端板。

2.如权利要求1所述的电池模块，其中，所述至少一个套构件沿第二方向延伸。

3.如权利要求2所述的电池模块，其中，套构件从端板朝向基部突出并将各个端板缚固到基部。

4.如权利要求3所述的电池模块，其中，套构件包括：

孔；以及

固定构件，插入到各个套构件的每个孔中，每个固定构件沿第二方向从孔突出并将端板缚固到基部。

5.如权利要求4所述的电池模块，其中，固定构件为螺栓。

6.如权利要求3所述的电池模块，其中，所述至少一个套构件包括结合到各个端板的一对套构件，所述一对套构件沿正交于第一方向和第二方向的第三方向分离。

7.如权利要求6所述的电池模块，其中，所述一对套构件结合到各个端板的相应端。

8.如权利要求7所述的电池模块，其中，每个端板包括沿第一方向从相应端朝向最外部的电池单元延伸的延伸部，套构件结合到延伸部。

9.如权利要求8所述的电池模块，其中，套构件包括引导部，引导部与基部相对地从沿第二方向延伸的端板突出，并且沿第一方向与端板叠置且沿第三方向与延伸部叠置。

10.如权利要求8所述的电池模块，其中，套构件和延伸部通过激光焊接结合。

11.如权利要求1所述的电池模块，所述电池模块还包括位于最外部的电池单元和端板之间的端块。

12.如权利要求11所述的电池模块，其中，端块包括用于所述至少一个套构件的安装区域。

13.如权利要求11所述的电池模块，其中，每个端块紧靠端板和相应的最外部的电池单元。

14.如权利要求11所述的电池模块，其中：

端板，包括第一配合区域；以及

端块，包括与第一配合区域结合的第二配合区域。

15.如权利要求14所述的电池模块，其中，第一配合区域从端板朝向最外部的电池单元突出。

16.如权利要求11所述的电池模块，其中，端块由比端板的材料轻的材料制成。

17.如权利要求1所述的电池模块，其中，所述电池模块还包括：

侧板，结合所述一对端板，侧板在第一方向上沿所述多个电池单元延伸。

18.如权利要求17所述的电池模块，其中：

套构件从端板朝向基部突出并且将各个端板缚固到基部，其中，套构件包括：孔；固定构件，插入到各个套构件的孔中，固定构件从孔沿第二方向突出并且将端板缚固到基部；并且

侧板包括：延伸部，从侧板的与基部邻近的一端沿正交于第一方向和第二方向的第三方向朝向所述多个电池单元延伸；固定孔，位于延伸部中，固定构件延伸穿过固定孔以将侧板缚固到套构件。

19.如权利要求1所述的电池模块，所述电池模块还包括覆盖所述多个电池单元的顶部的顶板。

20.如权利要求19所述的电池模块，其中，

套构件从端板朝向基部突出并且将各个端板缚固到基部，其中，套构件包括：孔；固定构件，插入到各个套构件的孔中，固定构件从孔沿第二方向突出并且将端板缚固到基部；并且

顶板包括：延伸部，位于套构件的孔上方；固定孔，位于延伸部中，固定构件延伸穿过固定孔以将顶板缚固到套构件。