CN106469797B - 具有支架的电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明的示范性实施方式提供一种电池模块，该电池模块包括：多个可再充电电池；支架，限定用于以层叠配置容纳可再充电电池的多个储存空间；壳体，用于围绕支架，并包括彼此面对并挤压支架的第一盖和第二盖；以及保护电路模块，在壳体中并配置为控制可再充电电池的充电和放电操作。

Description

具有支架的电池模块
技术领域
本发明的实施方式涉及一种电池模块，更具体地，涉及具有支架的电池模块。
背景技术
可再充电电池与一次电池的不同在于，其能够被反复地充电和放电，而后者不能被再充电。低容量的可再充电电池用于小型的便携式电子装置诸如移动电话、笔记本计算机和摄像放像机中，而大容量可再充电电池被广泛地用作用于驱动电动汽车或混合动力汽车的电机的电源。
大容量的电池模块由多个可再充电电池组成，可再充电电池经由汇流条被串联或并联地连接。可再充电电池通过端板固定，并与保护电路模块一起被插入壳体中。当用于固定可再充电电池的结构复杂时，电池模块的装配效率降低。此外，保护电路模块应当稳定地固定在壳体内部，并且保护电路模块中产生的热应当快速释放。
在本背景部分中公开的以上信息仅用于增强对本发明的实施方式的背景的理解，因此，它可以包含不构成对于本领域普通技术人员而言在该国已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的实施方式提供能够稳定地支撑可再充电电池和保护电路模块的电池模块。
根据本发明的示范性实施方式的电池模块包括：多个可再充电电池；支架，限定用于以层叠配置容纳可再充电电池的多个储存空间；壳体，用于围绕支架，并包括彼此面对且挤压支架的第一盖和第二盖；以及保护电路模块，在壳体中并配置为控制可再充电电池的充电和放电操作。
电池模块还可以包括保护壁和变流器，壳体可以限定在其中插入支架的电池区域以及在其中插入保护电路模块和变流器的电路区域，电池区域和电路区域可以通过保护壁分隔。
保护壁的上端可以与第二盖的顶表面分开。
支架可以为长方体形状，并可以包括用于限定储存空间的多个隔板。
电池模块还可以包括固定在支架的一侧并在可再充电电池的层叠方向上延伸的两个支撑条，支撑条分别限定用于分别容纳可再充电电池的端子的端子孔。
电池模块还可以包括用于电联接端子的汇流条，支撑条之一可以包括用于接触汇流条的横向侧以支撑汇流条的支撑突起。
电池模块还可以包括在第一盖和保护电路模块之间的具有弹性的第一缓冲板。
电池模块还可以包括从第一盖突出以接触第一缓冲板的第一支撑件。
电池模块还可以包括在第二盖和变流器之间的具有弹性的第二缓冲板。
电池模块还可以包括从第二盖突出以接触第二缓冲板的第二支撑件。
第一缓冲板和第二缓冲板可以包括导热聚合物或导热硅胶。
电池模块还可以包括从第一盖突出的第一支撑件以及在保护电路模块和第一支撑件之间的第一导热板。
电池模块还可以包括在第一导热板和第一支撑件之间的上导热膏层。
电池模块还可以包括从第二盖突出以支撑变流器的底表面的第二支撑件以及在变流器和第二支撑件之间的第二导热板。
电池模块还可以包括在第二导热板和第二支撑件之间的下导热膏层。
第一导热板和第二导热板可以包括镀覆有薄的金属层的弹性聚合物。
根据本发明的实施方式，可再充电电池和保护电路模块能够利用支架和壳体被稳定地支撑。
附图说明
图1是根据本发明的第一示范性实施方式的电池模块的透视图。
图2是图1的电池模块沿线II-II截取的截面图。
图3是根据本发明的第一示范性实施方式的支架和可再充电电池的局部分解透视图。
图4是根据本发明的第一示范性实施方式的支架的切除透视图。
图5是图1的电池模块沿线V-V截取的纵向截面图。
图6是根据本发明的第二示范性实施方式的电池模块的纵向截面图。
具体实施方式
通过参照以下对实施方式和附图的详细说明，本发明构思的特征以及实现它们的方法可以被更容易地理解。然而，本发明构思可以以许多不同的形式实施，而不应被解释为限于这里阐述的实施方式。在下文，将参照附图更详细地描述示例实施方式，其中同样的附图标记始终指代同样的元件。然而，本发明可以以各种不同的形式实施，而不应被解释为仅限于这里示出的实施方式。而是，这些实施方式被提供作为示例使得本公开将透彻和完整，并将本发明的方面和特征充分传达给本领域技术人员。因此，对于本领域普通技术人员完全理解本发明的方面和特征不是必须的工艺、元件和技术可以不被描述。除非另作说明，同样的附图标记在附图和书面描述中始终表示同样的元件，因此，其描述将不重复。在附图中，为了清晰，元件、层和区域的相对尺寸可以被夸大。
将理解，虽然这里可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应这些术语限制。这些术语用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一元件、部件、区域、层或部分区别开。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分，而没有背离本发明的精神和范围。
为便于描述，这里可以使用空间关系术语诸如“在…之下”、“在...下面”、“下”、“在…之上”、“上”等来描述如附图所示的一个元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系。将理解，空间关系术语旨在涵盖除了附图所示取向之外装置在使用或操作中的其它不同取向。例如，如果附图中的装置翻转，则被描述为“在”其它元件或特征“之下”或“下面”的元件将会取向“在”其它元件或特征“上方”。因此，示例术语“在…下面”和“在…之下”能够涵盖之上和之下两种取向。该装置可以另外地取向(例如旋转90度或在其它取向)，这里所用的空间关系描述符应当被相应地解释。
将理解，当称一个元件或层“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“联接到”另一元件或层时，它可以直接在所述另一元件或层上、直接连接到或直接联接到所述另一元件或层，或者还可以存在一个或更多个居间的元件或层。此外，还将理解，当一元件或层被称为“在”两个元件或层“之间”时，它可以是这两个元件或层之间的唯一的元件或层，或者还可以存在一个或更多个居间的元件或层。
这里所用的术语仅是为了描述特定实施方式的目的，而不旨在限制本发明。如这里所用的，除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式也旨在包括复数形式。还将理解，术语“包括”、“包括……的”、“包含”和“包含……的”，当在本说明书中使用时，表明所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是并不排除一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或增加。如这里所用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关列举项目的任意和所有组合。表述诸如“……中的至少一个”，当在一列元件之后时，修饰整列元件，而不修饰该列中的单个元件。
如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和类似术语用作近似的术语而不用作程度的术语，旨在说明将被本领域普通技术人员辨识的测量或计算值的固有偏差。此外，当描述本发明的实施方式时“可以”的使用指的是“本发明的一个或更多个实施方式”。如这里使用的，术语“使用”、“使用……的”、“被使用”可以被认为分别与术语“利用”、“利用……的”、“被利用”是同义的。此外，术语“示范性”旨在表示示例或例示。
根据这里描述的本发明的实施方式的电子或电力装置和/或任何其他相关的装置或部件可以利用任何适合的硬件、固件(例如专用集成电路)、软件或软件、固件和硬件的组合实现。例如，这些装置中的各种部件可以形成在一个集成电路(IC)芯片上或形成在分开的IC芯片上。此外，这些装置中的各种部件可以实现在柔性印刷电路膜、载带式封装(TCP)、印刷电路板(PCB)上，或形成在一个基板上。此外，这些装置中的各种部件可以是在一个或多个计算装置中在一个或多个处理器上运行、执行计算机程序指令并与用于执行这里描述的各种功能的其它系统部件相互作用的进程或线程。计算机程序指令被储存在存储器中，其可以实现在使用标准存储器件诸如例如随机存取存储器(RAM)的计算装置中。计算机程序指令也可以储存在其它非暂时计算机可读介质诸如例如CD-ROM、闪速驱动器等中。此外，本领域技术人员应当认识到，各种计算装置的功能可以结合或集成到单个计算装置中，或特定计算装置的功能可以分配到一个或更多个其它计算装置而没有脱离本发明的示范性实施方式的精神和范围。
除非另行定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)都具有本发明所属领域内的普通技术人员通常理解的相同含义。将进一步理解，诸如通用词典中所定义的术语，应当被解释为具有与它们在相关领域和/或本说明书的语境中的含义一致的含义，而不应被解释为理想化的或过度形式化的意义，除非此处加以明确定义。
图1是根据本发明的第一示范性实施方式的电池模块的透视图，图2是图1的电池模块沿线II-II截取的截面图。
参照图1和图2，根据当前的第一示范性实施方式的电池模块101包括多个可再充电电池30、支架20、壳体10、保护电路模块42(见图5)以及变流器(converter)41(见图5)。
本发明的实施方式的可再充电电池30可以基本上具有棱柱形形状，根据当前的示范性实施方式的可再充电电池30均具有四边形的柱形状。可再充电电池30进行充电和放电操作，并可以是锂离子电池或锂聚合物电池。正电极端子31和负电极端子32(见图3)形成为突出在每个可再充电电池30的外面。
壳体10围绕支架20，并包括上部的第一盖12和下部的第二盖13。第一盖12包括被凹入地压下以限定内部空间的接收单元121和从接收单元121的下端向外延伸的凸缘部分123。接收单元121形成为具有矩形的横截面，并在其中容纳可再充电电池30、保护电路模块42和变流器41。
配置为在预定压力破裂的排气孔构件15提供在接收单元121中，槽口15a形成在通风孔构件15中(例如排气孔构件15被划线以配置为破裂)。第一盖12的凸缘部分123在接触第二盖13的同时通过螺栓16和螺母17固定到第二盖13。
图3是根据本发明的第一示范性实施方式的支架和可再充电电池的局部分解透视图，图4是根据本发明的第一示范性实施方式的支架的切除透视图。
参照图3和图4，其中插入可再充电电池30的多个储存空间23形成在支架20中，储存空间23通过隔板21(例如支架20的隔板21)分隔。隔板21插设在可再充电电池30之间，隔板21接触并支撑可再充电电池30。
每个储存空间23具有敞开的相反端部的结构，并具有矩形的横截面。储存空间23平行地布置。支架20具有长方体形状，并且可再充电电池30通过支架20被层叠和布置。
两个支撑条25提供在支架20的一侧，支撑条25形成在可再充电电池30沿其层叠的方向(例如，电池30的层叠方向或图3中的z轴方向)上。支撑条25被固定到一个或更多个隔板21。用于容纳对应电池30的端子31和32的端子孔251形成在支撑条25中或通过支撑条25限定，该对应电池30的正电极端子31或负电极端子32可以插入端子孔251中。
每个可再充电电池30的正电极端子31和负电极端子32被插入相应的端子孔251中，并经由相应的汇流条28电联接到相邻的可再充电电池30。汇流条28形成为板形状，其在一个方向(例如图3中的z轴方向)上延伸。汇流条28可以焊接到可再充电电池30的正电极端子31并焊接到相邻的可再充电电池30的负电极端子32，以串联地连接这两个可再充电电池30。然而，本发明不限于此，汇流条28可以并联地连接可再充电电池30。
用于接触对应的汇流条28的横向侧(例如四个横向侧)以支撑汇流条28的多个支撑突起253形成在支撑条25中。支撑突起253引导用于定位汇流条28的位置，并保护汇流条28免受冲击或振动。汇流条28具有四边形的板形状，一个汇流条28形成为在汇流条28的四个相应侧接触四个支撑突起253。
图5是图1的电池模块沿线V-V截取的截面图。
参照图2和图5，朝向第一盖12突出的支撑肋131形成在第二盖13中，支撑肋131接触接收单元121的内表面。支撑肋131形成为在第二盖13的周边方向上延伸(例如在第二盖13或其一部分的周边周围)，并具有四边形的环形横截面。密封构件14提供在接收单元121的内表面和支撑肋131之间以在两者之间形成密封。密封构件14以四边形的环形状延伸。
因此，可以防止异物进入第一盖12和第二盖13之间。另一方面，电池区域10a和电路区域10b形成在壳体10中，支架20配置为被插入电池区域10a中，保护电路模块42和变流器41配置为被插入电路区域10b中。
保护壁132形成在第一盖12中或内，电池区域10a和电路区域10b通过保护壁132划分。保护壁132朝向接收单元121的顶表面突出，并与第一盖12的接收单元121的顶表面分离，同时在两者之间具有间隔。因而，当保护壁132与第一盖12的顶表面分离时，第一盖12和第二盖13可以挤压支架20，而没有被保护壁132妨碍。
然而，在其它实施方式中，当保护壁132由弹性材料制成时，保护壁132的上端可以接触第一盖12的接收单元121的顶表面。保护壁132阻挡异物从电池区域10a移到电路区域10b，并减少或防止过大压力通过壳体10施加到保护电路模块42。
支架20的底表面接触第二盖13，而支架20的顶表面接触第一盖12。第一盖12和第二盖13被提供为挤压支架20，同时在朝向可再充电电池30层叠的方向(例如向内的方向)上彼此面对，因而，可再充电电池30被支架20和壳体10挤压，并被稳定地固定。
如上所述，根据当前的示范性实施方式，可再充电电池30可以被稳定地固定而不用端板，因为它们通过支架20和壳体10固定。
另一方面，变流器41和保护电路模块42提供在电路区域10b中，电压和电流可以被变流器41控制。保护电路模块42，其是用于控制可再充电电池30的充电和放电操作的器件，包括基板421和安装在基板421上的多个电路元件423。
变流器41在第二盖13上，并且保护电路模块42在变流器41上。第一支撑件125从第一盖12突出，并可以从接收单元121的内部顶表面向下突出，并具有四边形的横截面。第一缓冲板45提供在第一支撑件125下面，在第一支撑件125和保护电路模块42之间，并防止或降低电路元件423被第一盖12的压力损伤的可能性。
第二支撑件135从第二盖13向上突出，并具有四边形的横截面。具有弹性的第二缓冲板43在第二支撑件135上，并且变流器41在第二缓冲板43上。第二缓冲板43防止或降低变流器41被第二盖13的压力损伤的可能性。
第一缓冲板45和第二缓冲板43可以由导热聚合物(TCP)或导热硅胶制成。阻隔板46提供在变流器41和保护电路模块42之间以防止变流器41和保护电路模块42短路，并防止从变流器41产生的热被传递到保护电路模块42。阻隔板46由绝热材料制成，并可以由绝热聚合物制成，其可以由发泡树脂形成。
图6是根据本发明的第二示范性实施方式的电池模块的纵向截面图。
参照图6，根据当前的示范性实施方式的电池模块102包括多个可再充电电池30、支架20、壳体10、保护电路模块52和变流器51。
由于根据当前的示范性实施方式的电池模块102具有与根据上面描述的第一示范性实施方式的电池模块101相同的结构，除了保护电路模块52和变流器51的结构之外，所以将省略相同元件的重复描述。
可再充电电池30容纳在壳体10的电池区域10a中，同时被支架20支撑，保护电路模块52和变流器51容纳在壳体10的电路区域10b中。
变流器51在第二盖13上，并且保护电路模块52在变流器51上。保护电路模块52配置为控制可再充电电池30的充电和放电操作，并包括基板521和安装在基板521上的电路元件523。
支撑保护电路模块52的第一支撑件125从第一盖12突出，并从接收单元121向下突出，并且具有四边形的横截面。具有优良的热导率的第一导热板55设置在第一支撑件125下面，在第一支撑件125和保护电路模块52之间。上导热膏层57形成在第一导热板55和第一支撑件125之间。第一导热板55将从保护电路模块52产生的热传递到第一盖12。
第一导热板55可以由金属诸如铝、不锈钢等制成。备选地，第一导热板55可以具有其中弹性聚合物的表面用薄的金属层镀覆的结构。在这种情况下，薄的金属层可以由铝、金、银等制成。
支撑变流器51的第二支撑件135从第二盖13向上突出，并具有四边形的横截面。具有优良的热导率的第二导热板53在第二支撑件135上，变流器51在第二导热板53上。
下导热膏层56形成在第二导热板53和第二支撑件135之间。第二导热板53将从变流器51产生的热传递到第二盖13。
第二导热板53可以由金属诸如铝、不锈钢等制成。备选地，第二导热板53可以具有其中弹性聚合物的表面用薄的金属层镀覆的结构。在这种情况下，薄的金属层可以由铝、金、银等制成。
当提供第一导热板55和第二导热板53时，从保护电路模块52和变流器51产生的热能够快速地释放。
尽管已经结合目前认为可行的示范性实施方式描述了本发明的实施方式，但是将理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是相反地，旨在涵盖被包括在权利要求书的精神和范围内的各种变型和等效布置。
一些附图标记的描述
101,102：电池模块 10：壳体
10a：电池区域 10b：电路区域
12：第一盖 121：接收单元
123：凸缘部分 125：第一支撑件
13：第二盖 32：保护壁
135：第二支撑件 20：支架
21：隔板 23：储存空间
25：支撑条 251：端子孔
253：支撑突起 28：汇流条
30：可再充电电池 41,51：变流器
42,52：保护电路模块 421,521：基板
423,523：电路元件 43：第二缓冲板
45：第一缓冲板 46：阻隔板
53：第二导热板 55：第一导热板
56：下导热膏层 57：上导热膏层

Claims (15)

1.一种电池模块，包括：
多个可再充电电池；
支架，限定用于以层叠配置容纳所述可再充电电池的多个储存空间；
壳体，用于围绕所述支架，并包括彼此面对并挤压所述支架的第一盖和第二盖；
保护电路模块，在所述壳体中并配置为控制所述可再充电电池的充电和放电操作；以及
固定在所述支架的一侧并在所述可再充电电池的层叠方向上延伸的两个支撑条，所述支撑条分别限定用于分别容纳所述可再充电电池的端子的端子孔。
2.如权利要求1所述的电池模块，还包括保护壁和变流器，
其中所述壳体限定：
所述支架被插入其中的电池区域；以及
所述保护电路模块和所述变流器被插入其中的电路区域，以及其中所述电池区域和所述电路区域通过所述保护壁分隔。
3.如权利要求2所述的电池模块，其中所述保护壁的上端与所述第一盖的顶表面分开。
4.如权利要求2所述的电池模块，其中所述支架为长方体形状，并包括用于限定所述储存空间的多个隔板。
5.如权利要求1所述的电池模块，还包括用于电联接所述端子的汇流条，
其中所述支撑条中的一个包括用于接触所述汇流条的横向侧以支撑所述汇流条的支撑突起。
6.如权利要求2所述的电池模块，还包括在所述第一盖和所述保护电路模块之间的具有弹性的第一缓冲板。
7.如权利要求6所述的电池模块，还包括从所述第一盖突出以接触所述第一缓冲板的第一支撑件。
8.如权利要求6所述的电池模块，还包括在所述第二盖和所述变流器之间的具有弹性的第二缓冲板。
9.如权利要求8所述的电池模块，还包括从所述第二盖突出以接触所述第二缓冲板的第二支撑件。
10.如权利要求8所述的电池模块，其中所述第一缓冲板和所述第二缓冲板包括导热聚合物。
11.如权利要求2所述的电池模块，还包括：
从所述第一盖突出的第一支撑件；和
在所述保护电路模块和所述第一支撑件之间的第一导热板。
12.如权利要求11所述的电池模块，还包括在所述第一导热板和所述第一支撑件之间的上导热膏层。
13.如权利要求11所述的电池模块，还包括：
从所述第二盖突出以支撑所述变流器的底表面的第二支撑件；和
在所述变流器和所述第二支撑件之间的第二导热板。
14.如权利要求13所述的电池模块，还包括在所述第二导热板和所述第二支撑件之间的下导热膏层。
15.如权利要求14所述的电池模块，其中所述第一导热板和所述第二导热板包括镀覆有薄的金属层的弹性聚合物。
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