CN104716378B - 电池模块及制造电池模块的方法 - Google Patents

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Abstract

公开电池模块及制造电池模块的方法。所述电池模块包括：布置在第一方向上的多个电池单元，多个电池单元的每一个具有在其上表面上的端子部分；定位在多个电池单元上的汇流条保持器，汇流条保持器具有暴露多个电池单元的端子部分的开口；定位在汇流条保持器的开口中的汇流条，汇流条与汇流条保持器的开口的周边以预定间隔隔开，汇流条电连接多个电池单元中的相邻电池单元的端子部分；沿开口在第一方向上延伸的引导部分，引导部分向上延伸超出开口；以及在引导部分的内表面上的固定构件。

Description

电池模块及制造电池模块的方法
相关申请的交叉引用
2013年12月17日递交到韩国知识产权局的名称为“电池模块”的韩国专利申请第10-2013-0156832号通过引用整体合并于此。
技术领域
实施例的方面涉及电池模块，更具体地说，涉及多个电池单元彼此电连接的电池模块。
背景技术
通常，电池单元用作移动设备、电动车辆、混合动力车辆等的能源。电池单元的形状根据电池单元所应用的外部设备的种类进行各种改变。
在消耗大量电力的电动车辆或混合动力车辆中需要长时间驱动及大功率驱动的情况下，为了增加电力和容量，通过电连接多个电池单元配置大容量的电池模块。电池模块的输出电压或输出电流可以根据内置在电池模块中的电池单元的数目增加。
发明内容
实施例提供具有在汇流条保持器的引导部分上的固定构件的电池模块，使得汇流条可以容易地固定。
实施例还提供具有与汇流条保持器的开口的周边以预定间隔隔开的汇流条的电池模块，使得可以防止汇流条保持器被热损坏，并改善焊道的外观。
实施例还提供具有在汇流条保持器中的气体排放部分的电池模块，使得当汇流条被焊接到电池单元的端子部分时保护气体可顺利地排放通过。
根据实施例的一个方面，提供一种电池模块，包括：布置在第一方向上的多个电池单元，多个电池单元的每一个具有在其上表面上的端子部分；定位在多个电池单元上的汇流条保持器，汇流条保持器具有暴露多个电池单元的端子部分的开口；定位在汇流条保持器的开口中的汇流条，汇流条与汇流条保持器的开口的周边以预定间隔隔开，汇流条电连接多个电池单元中的相邻电池单元的端子部分；沿开口在第一方向上延伸的引导部分，引导部分向上延伸超出开口；以及在引导部分的内表面上的固定构件。
固定构件可以形成在对应于汇流条的上表面的位置。
汇流条可以包括弯曲以向上突出的弯曲部分，固定构件可以形成在对应于弯曲部分的位置。
固定构件的一部分可以伸出在汇流条的弯曲部分的边缘之上。
固定构件可以形成为钩的形状。
引导部分可以沿多个电池单元被布置的第一方向连续地形成。
绝缘构件可以形成在汇流条保持器的相邻开口之间，绝缘构件的两侧可以被连接到引导部分。
绝缘构件可以包括气体排放部分，其中一个区域的高度被形成为比其他区域低。
短路防止构件可以被形成为在气体排放部分的一个区域中向上突出。
气体排放部分可以被形成为比汇流条的上表面高。
汇流条保持器可以由塑料复合材料制成。
开口的一部分可以将汇流条与汇流条保持器分隔，开口的该部分是空的空间。
根据实施例的另一方面，提供一种制造电池模块的方法，包括：在第一方向上布置多个电池单元，多个电池单元的每一个具有在其上表面上的端子部分；在多个电池单元上形成汇流条保持器，汇流条保持器具有暴露多个电池单元的端子部分的开口；在汇流条保持器的开口中形成汇流条，汇流条与汇流条保持器的开口的周边以预定间隔隔开，汇流条电连接多个电池单元中的相邻电池单元的端子部分；形成沿开口在第一方向上延伸的引导部分，引导部分向上延伸超出开口；以及在引导部分的内表面上形成固定构件。
电池单元的端子部分与汇流条可以通过焊接接合。
电池单元的端子部分与汇流条可以通过激光焊接或超声波焊接接合。
附图说明
通过参照附图详细描述示例性实施例，对于本领域普通技术人员来说特征将变得明显，附图中：
图1例示根据一个实施例的电池模块的透视图。
图2例示图1的电池模块的分解透视图。
图3例示显示图1的部分A的俯视图。
图4例示显示图1的部分A的透视图。
图5例示根据另一实施例的电池模块中被焊接到汇流条保持器和电池单元的端子部分的汇流条的透视图。
图6例示根据又一实施例的电池模块中被焊接到汇流条保持器和电池单元的端子部分的汇流条的透视图。
图7例示图6的俯视图。
具体实施方式
在下文中将参照附图更详细地描述示例实施例；然而，这些示例实施例可以以不同的形式体现，并且不应当认为限于本文所提出的实施例。相反，提供这些实施例是为了使得公开完全和完整，并向本领域技术人员充分地传达示例性实施方式。
在图中，为了例示清楚，尺寸可能被放大，并且不一定按比例绘制。还应当理解，当一个元件被称为在两个元件“之间”时，它可以是这两个元件之间的唯一元件，或者也可以存在一个或多个中间元件。此外，当一个元件被称为在另一元件“上”时，它可以直接在另一元件上，或者间接在另一元件上，其间插入有一个或多个中间元件。另外，当一个元件被称为“连接到”另一元件时，它可以直接连接到另一元件，或者间接连接到另一元件，其间插入有一个或多个中间元件。在下文中，相同的附图标记在全文指代相同的元件。
图1是根据一个实施例的电池模块的透视图。图2是图1的电池模块的分解透视图。
参照图1和图2，根据实施例的电池模块100可以包括多个电池单元110、汇流条保持器120和汇流条130。这里，多个电池单元110布置在一个方向上，每个电池单元110具有形成在其上表面上的端子部分111。汇流条保持器120定位在多个电池单元110上并具有开口121，端子部分111通过该开口121暴露。汇流条130定位在汇流条保持器120的开口121中，并电连接在多个单电池110中相邻的电池单元110之间。
在这种情况下，电池单元110的端子部分111与汇流条130通过焊接接合。例如，电池单元110的端子部分111与汇流条130可以通过激光焊接或超声波焊接彼此接合。
汇流条保持器120可以由塑料复合材料制成。因此，当常规的汇流条被焊接到电池单元的端子部分时，焊接部分周围的汇流条保持器被反射热熔化，因此，会产生杂质。杂质可能穿透到用于在焊接过程中保持真空状态的保护气体中，因此，焊道中可能出现黑化。
因此，根据实施例，汇流条130被形成为与汇流条保持器120的开口121的周边(即，边界)以预定间隔隔开。也就是，汇流条130的尺寸，例如沿x轴的宽度，可以被形成为比开口121的尺寸小，例如，开口121的一部分可以将汇流条130与汇流条保持器120沿x轴分隔，开口121的该部分是空的空间。这样，汇流条130的焊接部分132(参照图3)与汇流条保持器120可以彼此隔开，例如，汇流条130的焊接部分132和汇流条保持器120可以通过开口121的一部分彼此分隔，所以在焊接过程中从汇流条130向汇流条保持器120的热传递可大幅减少。换句话说，当汇流条130被焊接到电池单元110的端子部分111时，能够减少对汇流条保持器120的热影响。此外，即使汇流条保持器120由塑料材料制成，汇流条保持器120与汇流条130之间的分隔防止汇流条保持器120熔化，从而能够改善焊道的外观。
引导部分123可以被形成为沿开口121的周边并沿布置的多个电池单元110的排列方向(例如，沿y轴)向上突出。例如，引导部分123可沿布置的多个电池单元110的排列方向连续形成，例如，引导部分123可以连续重叠电池模块100中的所有电池单元110。例如，如图1至图2所示，引导部分123可以包括彼此面对并沿y轴延伸的第一和第二板形引导部分123，所以多个开口121可定位在面对的第一和第二引导部分123之间，例如，多个开口可以沿y轴彼此相邻，使得每个开口121沿x轴直接在第一和第二引导部分123之间。
固定构件122形成在引导部分123的内表面上，即，引导部分123的面对开口121的表面，开口121面对汇流条130。这里，固定构件122形成在对应于汇流条130的上表面的位置。汇流条130包括弯曲以向上突出的弯曲部分130b，固定构件122形成在对应于(例如，邻近)弯曲部分130b的位置。例如，固定构件122可以被形成为朝下的钩的形状，例如，固定构件122可以包括突出或伸出在开口121的边缘之上的部分。例如，固定构件可定位为与弯曲部分130b对准，使得固定构件的突出部分(即，钩)伸出在弯曲部分130b的边缘之上(图4)。因此，当被安装在电池单元110的端子部分111上时，由于钩的弹性，例如，通过经由固定构件122的伸出部分滑动到位，汇流条130容易地插入到汇流条保持器120的开口121中。另外，由钩引起的干扰发生在汇流条130的上方向中，例如，固定构件122的伸出部分可以防止汇流条130移动到开口121外，因此汇流条130固定到位，即，不会向上分隔。
虽然已经在此实施例描述固定构件122被形成为钩的形状，但是实施例不限于此。也就是，固定构件122可以被形成为能够使汇流条130被固定到电池单元110的端子部分111的任何合适的形状。
根据此实施例的电池模块100包括布置在一个方向上的多个电池单元110。电池单元110被排列，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的每个电池单元110可以包括电池壳体以及容纳在电池壳体中的电极组件和电解质，电池壳体的一个表面敞开。电极组件和电解质通过其间的电化学反应产生能量，电池壳体可由第一表面密封。例如，电池壳体的第一表面，即，电池单元110的上表面，可以包括盖组件。电池单元110的上表面提供有具有不同极性的端子部分，(即，正电极端子112和负电极端子113)以及通风口部分114。通风口部分114用作电池单元110内产生的气体排出到电池单元110的外部所通过的通道，从而增加电池单元110的安全性。
一对端板160可以被分别提供为与最外面的电池单元110相邻，在一对端板160之间连接的一对侧板170可以分别设置在电池单元110的侧面。多个电池单元110可布置在由一对端板160和一对侧板170限定的空间中的一个方向上。另外，可以提供气体通路140，来自多个电池单元110的通风口部分114的气体通过该气体通路140被提取，例如，气体通路140可以延伸以重叠电池模块100中的多个电池单元110的所有通风口部分114。
在这种情况下，多个电池单元110平行布置，使得它们的宽前表面彼此相对，因而两个相邻的电池单元110的正电极端子112和负电极端子113可通过汇流条130电连接。汇流条130可以由导电金属(例如金、银、铜、镍、铝、铜合金或铝合金)制成，从而电连接在端子部分111之间。汇流条130可通过焊接(例如，激光焊接或超声波焊接)接合到端子部分111。汇流条130的形状可以根据端子部分111的形状不同地形成。
在此实施例中，电池单元110是棱柱形锂离子二次电池的情况将作为示例描述。然而，实施例不限于此，并可以应用于各种类型的电池，例如锂聚合物电池。
图3是图1的部分A的放大俯视图。图4是图1的部分A的放大透视图。
参照图3和图4，汇流条130在安装在汇流条保持器120的开口121中之后，通过焊接接合。如前面所讨论的，引导部分123被形成为在多个电池单元110布置的方向上沿开口121的周边向上突出。固定构件122形成在引导部分123的内表面上并可以具有朝下的钩形。固定构件122形成在对应于汇流条130的上表面的位置。
这里，汇流条130具有弯曲部分130b，该弯曲部分130b的中间区域弯曲成向上突出，固定构件122形成在对应于汇流条130的弯曲部分130b的位置。弯曲部分130b用于增强汇流条130的刚性，并能吸收被施加到汇流条130的冲击。如上所述，钩形固定构件122形成在引导部分123的内表面上，以固定汇流条130的弯曲部分130b。因此，当汇流条130被焊接到电池单元110的端子部分111时，能够提高可加工性。
如前所述，汇流条130与汇流条保持器120的开口121以预定间隔隔开。也就是，汇流条130的尺寸被形成为比汇流条保持器120的开口121的尺寸小。因此，当汇流条130被焊接到电池单元110的端子部分111时，可以防止可能由塑料制成的汇流条保持器120熔化。电池单元110的端子部分111与汇流条130的焊接部分132被定位为在汇流条130的边缘区域彼此相邻。因此，汇流条130与汇流条保持器120的开口121可彼此隔开到汇流条保持器120不会被在焊接过程中产生的热损坏的程度。
绝缘构件124形成在汇流条保持器120的相邻开口121之间。绝缘构件124可以被形成为板形，以防止相邻的汇流条130之间的短路。
图5是显示根据另一实施例的电池模块100中汇流条130被焊接到汇流条保持器120和电池单元110的端子部分111的状态的透视图。
在下文中，将参照图5描述根据此实施例的绝缘构件124、气体排放部分125和短路防止构件126。这里，和前述实施例的部件相同或相应的部件将用相同的附图标记表示，它们的详细描述将被省略，以避免冗余。
参照图5，汇流条130与汇流条保持器120的开口121以预定间隔隔开，引导部分123被形成为在多个电池单元110布置的方向上沿开口121的周边向上突出。钩形固定构件122形成在引导部分123的内表面上。固定构件122形成在对应于汇流条130的弯曲部分130b的位置。
板形绝缘构件124形成在汇流条保持器120中的相邻开口121之间。绝缘构件124的两侧可被连接到面对的引导部分123。此外，绝缘构件124可以包括气体排放部分125，其中一个区域的高度被形成为比其他区域低。例如，如图5所示，绝缘构件124的边缘可以比其中心部分高，从而限定排放部分125。这里，气体排放部分125被形成为比汇流条130的上表面高。因此，能够防止在汇流条130之间出现短路。
当汇流条130被焊接到电池单元110的端子部分111时，使用保护气体(例如，氮气或氩气)形成真空气氛。在这种情况下，如果保护气体没有耗尽而是留在焊接部分132，当汇流条保持器120被焊接热熔化时，焊道的外观可能被损坏。因此，具有低高度的气体排放部分125形成在绝缘构件124的一个区域中，使得在焊接过程中保护气体可以通过气体排放部分125更容易地排放。
短路防止构件126被形成为在气体排放部分125的一个区域中向上突出。例如，短路防止构件126可以被形成为在气体排放部分125的中间区域突出，因此，能够防止在汇流条130之间出现短路。
图6是显示根据又一实施例的电池模块中汇流条被焊接到汇流条保持器和电池单元的端子部分的状态的透视图。图7是图6的俯视图。
这里，和前述实施例的部件相同或相应的部件将用相同的附图标记表示，它们的详细描述将被省略，以避免冗余。
参照图6和图7，当多个电池单元被不同地串联/并联连接时，汇流条230可被形成为定位在四个电池单元的端子部分211上。在这种情况下，形成在汇流条保持器220中的一个开口221被形成为使得四个电池单元的端子部分211通过其暴露，汇流条230具有被形成为增强其刚性的两个弯曲部分230b。汇流条230的焊接部分232与汇流条保持器220可以彼此隔开。
引导部分223被形成为在多个电池单元被布置的方向上沿开口221的周边向上突出，钩形固定构件222形成在引导部分223的内表面上。固定构件222形成在对应于汇流条230的弯曲部分230b的上表面的位置。
板形绝缘构件224形成在汇流条保持器220的相邻的开口221之间。这里，绝缘构件224的两侧被连接到引导部分223。绝缘构件224包括气体排放部分225，其中一个区域的高度被形成为比其他区域低，短路防止构件226被形成为在气体排放部分225的一个区域中向上突出。
汇流条230被形成为与汇流条保持器220的开口221以预定间隔隔开。因此，由塑料复合材料制成的汇流条保持器220可以更少地受焊接热影响。
根据实施例，电池模块包括在汇流条保持器的引导部分上的固定构件，使得汇流条能够容易地固定，从而提高在焊接汇流条的过程中的可加工性。另外，汇流条与汇流条保持器的开口的周边以预定间隔隔开，从而可以防止汇流条保持器被热损坏，并改善焊道的外观。此外，气体排放部分形成在汇流条保持器中，使得当汇流条被焊接到电池单元的端子部分时保护气体可顺利地排放通过。
在本文中已经公开示例实施例，尽管采用特定的术语，但它们仅以一般和描述性的意义被使用并将被解释，而不是为了限制的目的。在一些情况下，正如自递交本申请时起对本领域普通技术人员将变得明显的那样，结合特定实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独使用，或可以和结合其它实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用，除非有相反的明确表示。因此，本领域技术人员将理解，在不背离如所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对形式和细节进行各种改变。

Claims (14)

1.一种电池模块，包括：
布置在第一方向上的多个电池单元，所述多个电池单元的每一个具有在其上表面上的端子部分；
定位在所述多个电池单元上的汇流条保持器，所述汇流条保持器具有暴露所述多个电池单元的端子部分的开口；
定位在所述汇流条保持器的所述开口中的汇流条，所述汇流条与所述汇流条保持器的所述开口的周边以预定间隔隔开，所述汇流条电连接所述多个电池单元中的相邻电池单元的端子部分；
沿所述开口在所述第一方向上延伸的引导部分，所述引导部分向上延伸超出所述开口；
在所述引导部分的内表面上的固定构件；和
在所述汇流条保持器的相邻开口之间的绝缘构件，所述绝缘构件的两侧被连接到所述引导部分，
其中所述绝缘构件包括气体排放部分，所述气体排放部分的中心区域的高度比边缘区域低。
2.如权利要求1所述的电池模块，其中所述固定构件在对应于所述汇流条的上表面的位置。
3.如权利要求2所述的电池模块，其中所述汇流条包括向上突出的弯曲部分，所述固定构件在对应于所述弯曲部分的位置。
4.如权利要求3所述的电池模块，其中所述固定构件的一部分伸出在所述汇流条的所述弯曲部分的边缘之上。
5.如权利要求1所述的电池模块，其中所述固定构件具有钩的形状。
6.如权利要求1所述的电池模块，其中所述引导部分沿所述第一方向是连续的。
7.如权利要求1所述的电池模块，进一步包括在所述气体排放部分的中心区域中向上突出的短路防止构件。
8.如权利要求1所述的电池模块，其中所述气体排放部分比所述汇流条的上表面高。
9.如权利要求1所述的电池模块，其中所述汇流条保持器包括塑料复合材料。
10.如权利要求1所述的电池模块，其中所述电池单元的所述端子部分与所述汇流条通过焊接彼此接合。
11.如权利要求1所述的电池模块，其中所述开口的一部分将所述汇流条与所述汇流条保持器分隔，所述开口的所述部分是空的空间。
12.一种制造电池模块的方法，该方法包括：
在第一方向上布置多个电池单元，所述多个电池单元的每一个具有在其上表面上的端子部分；
在所述多个电池单元上形成汇流条保持器，所述汇流条保持器具有暴露所述多个电池单元的端子部分的开口；
在所述汇流条保持器的所述开口中形成汇流条，所述汇流条与所述汇流条保持器的所述开口的周边以预定间隔隔开，所述汇流条电连接所述多个电池单元中的相邻电池单元的端子部分；
形成沿所述开口在所述第一方向上延伸的引导部分，所述引导部分向上延伸超出所述开口；
在所述引导部分的内表面上形成固定构件；以及
在所述汇流条保持器的相邻开口之间形成绝缘构件，所述绝缘构件的两侧被连接到所述引导部分；
其中所述绝缘构件包括气体排放部分，所述气体排放部分的中心区域的高度比边缘区域低。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述电池单元的所述端子部分与所述汇流条通过焊接彼此接合。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述电池单元的所述端子部分与所述汇流条通过激光焊接或超声波焊接彼此接合。
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