CN106489214B - 集成有bms的紧凑的二次电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种其中集成有BMS的紧凑的二次电池模块，并且包括：盒组件，在盒组件中用于容纳二次电池单体的至少两个或更多个盒被堆叠并连接；以及感测壳体，在感测壳体中以预定图案布置电连接到对应的电池单体的电极的两个或更多个母线，并且一体地在其中设置有能够连接到每个母线的BMS电路板，所述感测壳体布置在盒组件的侧表面上。

Description

集成有BMS的紧凑的二次电池模块
技术领域
本申请要求于2014年12月24日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2014-0188062的优先权，其公开通过引用并入本文。
本公开涉及一种二次电池模块，并且更具体地，涉及一种与BMS集成以管理模块的电压的紧凑的锂二次电池模块等。
背景技术
随着移动设备的技术发展和对移动设备的需求的增加，对作为能源的二次电池的需求迅速增加。镍镉电池或氢离子电池被用作相关的二次电池，但是具有高能量密度的锂离子电池和聚合物锂离子电池最近已被更广泛地使用。
作为这种二次电池的正极活性材料，显著突出地是使用锂过渡金属氧化物、锂复合氧化物等的锂二次电池，其具有与重量相比的更大输出和容量。
通常，锂二次电池由其中正极/分隔物/负极结构的电极组件与电解质一起嵌入密封容器中的结构组成。
同时，锂二次电池由正极、负极、其间介入的分隔物以及电解质组成。此外，根据其材料用于正极活性材料和负极活性材料，锂二次电池可以分类为锂离子电池(LIB)、聚合物锂离子电池(PLIB)等。在现有技术中，锂二次电池的电极可以通过将正极或负极活性材料涂覆在诸如铝或铜的片、网、膜、箔等的集电器上并使其干燥而形成。
通常，在二次电池模块中，从BMS设置在模块侧以提供与每个电池单体的电压/温度有关的数据，并且在汽车二次电池组的示例中，主BMS设置在上端(诸如PCS或EMM)，以基本管理整个二次电池组的总体功能。
此外，在二次电池模块用作能量存储系统(ESS)的示例中，为了模块之间的串联/并联可扩展性(scalability)，二次电池模块形成为这样的配置，即，在分离的模块之间设置主BMS用于平衡分离的模块，以及相应的数据，即每个从BMS的数据通过使用菊花链形式被输送到在最高端处的主BMS。
根据现有技术，因为二次电池模块被各种各样提出，并且构造模块的盒和用于感测的母线的配置和位置彼此不同，所以难以实现有效的联接过程，并且感测结构的焊接质量降低。此外，由于给诸如焊接的过程提供二次电池模块的不必要的空间面积，所以二次电池模块的能量密度可能最终劣化。
此外，用于能量存储系统或蓄电系统中的二次电池模块将重点放在将二次电池模块配置为最紧凑的以提高能量效率或密度的技术开发上。
发明内容
技术问题
本公开被设计为解决现有技术的问题，并且因此本公开涉及提供与主BMS集成的紧凑的二次电池模块，其中BMS具有与盒组件联接用于便于拆卸和附接的结构。
本公开的这些和其它目的和优点可以从下面的详细描述理解，并且将从本公开的示例性实施例变得更加充分显而易见。此外，将容易理解的是，可通过所附权利要求书中所示的手段及其组合来实现本公开的目的和优点。
技术方案
在本公开的一个方面中，提供了与BMS集成的紧凑的二次电池模块，包括：盒组件，在盒组件中，接纳二次电池单体的至少两个或更多个盒堆叠并联接；以及感测壳体，该感测壳体布置在盒组件的侧表面上，在感测壳体中，以预定图案布置与相应电池单体的电极电连接的两个或更多个母线，并且一体地制备能够与每个母线连接的BMS电路板。
优选地，感测壳体可选择性地与盒组件联接或分离。
优选地，二次电池模块可以包括：多个壳体钩，所述多个壳体钩设置在感测壳体的边缘上；以及多个组件紧固沟槽，所述多个组件紧固沟槽设置在盒组件的侧表面上，从而联接每个壳体钩。
优选地，二次电池模块可以包括备用孔，该备用孔制备在待与每个母线连接的BMS电路板上，以使得能够对BMS电路板进行重新制作。
优选地，BMS电路板可以是主BMS电路板，以管理由每个母线感测的每个电池单体的电压和/或温度数据。
优选地，二次电池模块进一步可以包括感测盖，该感测盖能够选择性地与感测壳体联接或分离。
优选地，二次电池模块可以包括：多个盖钩，所述多个盖钩制备在感测盖的边缘上；以及多个壳体槽，所述多个壳体槽制备在感测壳体中，从而联接每个盖钩。
优选地，在二次电池模块中，盒组件的两个相邻的盒可以彼此钩联接。
优选地，盒组件可以进一步包括上盖和下盖，该上盖和下盖分别与盒在两端上钩联接。
在本公开的另一方面中，还提供了二次电池组，该二次电池组包括紧凑的二次电池模块，并且这种二次电池组包括家用光伏太阳能面板能量存储系统。
有益效果
本公开给出以下效果。
根据本公开的优选示例性实施例的与BMS集成的紧凑的二次电池模块给出以下效果。
首先，因为主BMS与感测壳体中的母线一体地实现，并且该感测壳体可以选择性地与盒组件的侧表面钩联接或卡扣联接，所以二次电池模块可以被配置为紧凑的。
其次，通过在BMS上制备备用孔，针对BMS的重新使用或重新制作可以便于拆卸/附接。
第三，通过将主BMS与具有便于在分离的模块之间的串联/并联可扩展性的二次电池模块集成，可以提供用于能量存储系统的适当的模块结构。
附图说明
附图示出了本公开的优选实施例，并且与前述公开一起用于提供对本公开的技术精神的进一步理解，并且因此，本公开不被解释为限于附图。
图1是示出根据本公开的示例性实施例的二次电池模块处于组装状态的透视图。
图2是示出根据本公开的示例性实施例的二次电池模块的部分分解透视图。
图3是根据本公开的示例性实施例的二次电池模块的另一部分分解透视图。
图4是图2的感测壳体的分解透视图。
图5是图4处于组装状态的透视图。
图6是图4和图5中的BMS电路板和母线的分解透视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，应当理解，在说明书和所附权利要求书中使用的术语不应被解释为限于一般和字典含义，而是基于允许发明人为了最佳解释而适当地定义术语的原则，基于与本公开的技术方面对应的含义和概念来解释。
因此，仅是为了说明的目的，这里提出的描述仅是优选示例，而不旨在限制本公开的范围，因此应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，能够对其进行其它等同和修改。
在本公开中使用的术语“BMS”表示电池管理系统。
图1是根据本公开的示例性实施例的二次电池模块处于组装状态的透视图，图2是根据本公开的示例性实施例的二次电池模块的分解透视图，且图3是根据本公开的示例性实施例的二次电池模块的另一部分分解透视图。
参照图1至图3，根据本公开的示例性实施例的紧凑的二次电池模块100包括：盒组件20，该盒组件20堆叠有接纳相应电池单体2的多个盒10；感测壳体30，感测壳体30通过例如单接触、卡扣配合或钩方式与盒组件20的侧表面联接；和感测盖40，该感测盖40被配置为保护安装在感测壳体30中的多个母线32和BMS电路板34。
盒组件20是由塑料注射成型并具有用于接纳电池单体2的接纳部的多个盒10的堆叠。每个盒10可优选地利用卡扣配合或钩而联接。每个盒10可以包括在侧表面上的多个盒钩15和盒槽17，以便与相邻盒10联接。例如，盒钩15可以在每个盒10的边缘的下部上突出，并且可以在盒10的边缘的上部上制备盒槽17，相邻盒10的盒钩15将被插入并联接到盒槽17。
盒组件20可以包括上盖11和下盖13，上盖11和下盖13例如通过钩住(hooking)与盒10在两端上联接。上盖11和下盖13可以分别被注射成型为具有与盒组件20的分离的盒10基本相同的形状。上盖11可以设置有盒钩15，以与相邻盒10的盒槽17联接，并且下盖13可以设置有盒槽17，以插入相邻盒10的盒钩15并与相邻盒10的盒钩15联接。上盖11和下盖13可以具有在两端上保护接纳在盒10中的电池单体2的功能，并且具有封闭和包围二次电池模块100的外形的功能和结构，这能够是由本领域技术人员容易理解的。
在盒10、上盖11和下盖13各自堆叠以形成盒组件20的示例中，在每个侧表面上制备紧固沟槽19，以与感测壳体30的壳体钩35联接，这将在下面描述。也就是说，当每个盒10的紧固沟槽19预先利用注射成型而形成，并且盒10被堆叠以形成盒组件20时，这样紧固沟槽19选择性地与感测壳体30的壳体钩35联接。每个盒10的紧固沟槽19可以制备在电池单体2的电极引线12、14所位于的边缘的周边区域上。
图4是在图2中所示的感测壳体的分解透视图，并且图5是图4处于组装状态的透视图。
参照图2至图5，感测壳体30可以例如用绝缘塑料注射成型为大致矩形形状，并且选择性地与盒组件20联接或分离。针对以上，在感测壳体30的边缘上，多个壳体钩35可以与壳体主体一体地制备。如上所述，每个壳体钩35可以与盒组件20的相应的紧固沟槽19卡扣联接。此外，感测壳体30可以安装有与每个电池单体的引线12、14的位置对应地布置的多个母线32。每个母线32可以优选地例如用铜制造。近似在感测壳体30的中心部上，可以安装具有以下功能的BMS电路板34的主形式：收集由相应的母线32感测的每个电池单体2的电压和/或温度数据，通过所收集的数据平衡相应的电池单体2，并将该数据输送到模块的另一个控制器(未示出)。BMS电路板34可以与每个母线32的一端电连接。此外，当与多个模块100联接时，BMS电路板34可以安装有：一对数据通信端口36，所述一对数据通信端口36用于在各个BMS电路板34之间传送-接收数据；温度数据端口38，该温度数据端口38用于接收温度传感器(未示出)的测量二次电池模块100的内部温度的信号；以及完整的二次电池模块100的正电极端子31和负电极端子33。
每个相邻电池单体2的第一引线12和第二引线14可以分别具有从每个电池单体2的侧面延伸并弯曲特定距离的特定宽度。每个电池单体2的第一引线12可以是在图的向下方向上弯曲90度，并且第二引线14可以是在图的向上方向上弯曲90度。此外，具有与相邻电池单体2相反极性的第一引线12和第二引线14可以形成引线焊接部的一定图案。例如，相邻电池单体之中的一个电池单体2的第一引线12可以从弯曲部延伸盒10的厚度的约一半长度，并且另一电池单体2的第二引线14可以延伸盒10的厚度的约另一半长度。因此，第一引线12和第二引线14可以位于引线焊接部中的同一平面上，其端部基本上彼此接触或彼此间隔开一定的间隙，同时彼此面对。根据替代实施例，第一引线12和第二引线14可以布置为彼此重叠。如上所述，在第一引线12和第二引线14形成引线焊接部的一定图案的状态下，当感测壳体30与盒组件20联接时，每个对应的母线32可面对引线焊接部，并且引线焊接部的第一引线12和第二引线14可以通过使用例如激光焊接设备而焊接至相应的母线32。
参照图6、图4和图5中的BMS电路板和母线的分解透视图，当母线32和BMS电路板34定位在感测壳体30上时，母线32可以通过例如焊接与BMS板34电连接。在这种情况下，每个电池单体2可以施加两个用于焊接工作的位置。也就是说，在初始组装过程中，在母线32的端部处的连接端子可以插入到形成在BMS电路板34上的联接部37中，并且可以执行焊接。当需要进行重新制作时，例如可以切割先前焊接的部分，可以将母线32’插入剩余的备用孔39中，并且可以再次执行焊接。能够由本领域技术人员容易地理解的是，根据替代实施例，除了上述焊接之外，BMS电路板34可以利用例如粘合带、插座等组装到母线32。
再次参考图1至图3，可以制备感测盖40以在感测壳体30与盒组件20联接时保护BMS电路板34和母线32。感测盖40可以优选地用绝缘塑料材料注射成型。此外，感测盖40可以包括在其边缘上制备的多个盖钩42。每个盖钩42可以选择性地插入分别在感测壳体30的相应位置上制备的壳体槽16中。
本公开已经详细描述。然而，应当理解，虽然示出本公开的优选实施例，但是详细描述和具体实例仅通过说明给出，因为从该详细描述，在本公开的范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员将变得显而易见。因此，提供在本公开中所公开的实施例是为了解释而不是限制本公开的技术领域，并且因此，本公开的范围不受限制。本公开的范围应当由所附权利要求书来解释，并且在所附权利要求书的相同范围内的每个技术领域应被解释为包括在本公开的权利的范围内。
本公开涉及集成有BMS的紧凑的二次电池模块，其可以特别地应用于二次电池模块相关的工业中。

Claims (7)

1.一种集成有BMS的紧凑的二次电池模块，包括：
盒组件，在所述盒组件中，接纳二次电池单体的至少两个或更多个盒被堆叠并且联接；和
感测壳体，所述感测壳体布置在所述盒组件的侧表面上，所述感测壳体具有与所述二次电池单体的电极电连接的至少两个母线和在所述至少两个母线之间的BMS电路板，所述至少两个母线被连接到所述BMS电路板，
其中，所述感测壳体选择性地与所述盒组件联接或分离，并且
其中，所述紧凑的二次电池模块还包括：多个壳体钩，所述多个壳体钩制备在所述感测壳体的边缘上；以及多个组件紧固沟槽，所述多个组件紧固沟槽制备在所述盒组件的侧表面上，从而联接每个所述壳体钩，
其中，所述紧凑的二次电池模块还包括备用孔，所述备用孔制备在待与每个所述母线连接的所述BMS电路板上，以使得能够对所述BMS电路板进行重新制作，
其中，在所述母线的端部处的连接端子被插入到形成在所述BMS电路板的联接部中，
其中，所述BMS电路板是主BMS电路板，以管理由每个所述母线感测的每个电池单体的电压和/或温度数据，
其中，所述感测壳体能够选择性地与所述盒组件的侧表面钩联接或卡扣联接。
2.根据权利要求1所述的紧凑的二次电池模块，进一步包括感测盖，所述感测盖选择性地与所述感测壳体联接或分离。
3.根据权利要求2所述的紧凑的二次电池模块，包括多个盖钩，所述多个盖钩制备在所述感测盖的边缘上；以及多个壳体槽，所述多个壳体槽制备在所述感测壳体上，从而联接每个所述盖钩。
4.根据权利要求1所述的紧凑的二次电池模块，其中，所述盒组件的两个相邻的盒彼此钩联接。
5.根据权利要求1所述的紧凑的二次电池模块，其中，所述盒组件进一步包括在两端上分别与所述盒进行钩联接的上盖和下盖。
6.一种二次电池组，包括根据权利要求1至5中的任一项所述的紧凑的二次电池模块。
7.根据权利要求6所述的二次电池组，其中，所述二次电池组包括家用光伏太阳能面板能量存储系统。
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