CN107112489A - 电池组壳体和包括电池组壳体的电池组 - Google Patents

电池组壳体和包括电池组壳体的电池组 Download PDF

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Abstract

本发明提供了电池组壳体和包括该电池组壳体的电池组，该电池组壳体适合于防止在组装过程期间电池模块在壳体上振动或者从壳体脱离。根据本发明的电池组壳体包括对齐单元和汇流条以及主壳体，对齐单元和汇流条被定位在电池组壳体的内周表面的周缘处，主壳体具有连接端子，连接端子在电池组壳体的外周表面上接触汇流条，其中对齐单元和汇流条在电池模块的周缘上接触电池模块，电池模块被安置在主壳体的内周表面上。

Description

电池组壳体和包括电池组壳体的电池组
技术领域
本公开涉及一种电池组壳体和包括该电池组壳体的电池组，该电池组壳体用于安全地容纳部件以防止在组装操作期间零部件的振动和/或零部件的偏离，并且用于将部件的电特性均匀地递送给外部电气设备。
本申请要求通过韩国知识产权局于2015年3月16日提交的韩国专利公开No.10-2015-0036090的权益，其全部内容通过引用被整体并入本文。
背景技术
最近，基于为确保使用内燃机和/或电动机的驱动力进行的研究制造车辆，以便减少来自于车辆的废气的空气污染。因此，车辆已经按照混合动力车辆、插电式混合动力车辆以及电动车辆的顺序进行了演进。在这样的情况下，混合动力车辆和插电式混合动力车辆具有内燃机、电动机以及电池组，并且电动车辆具有电动机和电池组，但是不具有内燃机。
因此，电池组与混合动力车辆、插电式混合动力车辆以及电动车辆一起演进。电池组被构造成从电动车辆外部地充电。电池组具有电池组壳体和电池模块，并且电池组壳体包括下壳体和上壳体，从而包封电池模块。电池模块具有在端板之间的电池单体和盒。在这样的情况下，通过下壳体或者上壳体的内部形状将电池模块的移动限制在电池组壳体内部。
然而，该内部形状填充在电池模块的侧部处的电池组壳体的内部空间，并且因此防止在下壳体或者上壳体中在电池组的组装操作期间和之后部件的振动，但是具有易受到在下壳体和上壳体之间的部件的振动影响的结构。此外，当在下壳体或者上壳体中具有电池模块的浅容纳深度时，内部形状不能够防止在组装操作期间部件偏离下壳体或者上壳体。
因此，已经对防止在电池组的组装操作期间和之后部件的振动和/或部件的偏离进行大量的研究。在日本专利申请No.2013-534360(2013年9月2日特开)的“具有紧凑结构的电池组(BATTERY PACK HAVING A COMPACT STRUCTURE)”中公开了上述研究的一个示例。电池组具有电池组壳体、电池模块以及电池组盖。电池组容纳电池模块，并且电池组盖覆盖电池组壳体上的电池模块。在此，电池模块具有被顺序地堆叠的下端板、单体模块组以及上端板。
上端板具有在边缘处的固定延伸构件，并且固定延伸构件通过螺钉构件被螺纹联接到电池组盖。因此，固定延伸构件和电池组盖的螺纹联接能够防止在电池组壳体或者电池组盖中以及电池组壳体和电池组盖之间在电池组的组装操作期间部件的振动。然而，电池组的组装操作要求固定延伸构件和电池组盖的重复的螺纹联接，并且因此需要操作员的大量的工时。
发明内容
技术问题
本公开被设计以解决现有技术的问题，并且因此本公开针对提供一种电池组壳体和包括该电池组壳体的电池组，该电池组壳体适合于安全地容纳电池模块以防止在组装操作期间电池模块的振动和偏离，并且用于将电池模块的电特性均匀地递送给外部电气设备。
技术解决方案
在本公开的一个方面中，提供一种电池组壳体，该电池组壳体被构造成包封电池模块，该电池组壳体包括：主壳体，该主体被构造成容纳电池模块的一部分，并且具有对齐单元，该对齐单元被布置在内周表面上的一个方向的边缘处；汇流条，该汇流条被布置在内周表面上的另一方向的边缘处；以及连接端子，该连接端子在外周表面上接触汇流条，其中对齐单元和汇流条被布置在电池模块的周缘处以接触电池模块，对齐单元限制在一个方向和另一方向上电池模块的移动，并且汇流条被电连接到电池模块的至少一个电池单体。
优选地，对齐单元可以被形成为钩形状，并且所述多个对齐单元可以被布置在一个方向的边缘处。
在一个方面中，可以从内周表面的中央区域朝着内周表面的边缘布置对齐单元，该对齐单元从电池模块的周缘突出，并且朝着电池模块的侧壁延伸。
在另一方面中，对齐单元可以在电池模块下方支撑电池模块，并且对齐单元可以具有钩，钩在电池模块的侧部处被插入电池模块的盒之间的凹槽单元中。
在另一方面中，至少一对所述对齐单元可以被布置成在内周表面上的一个方向的边缘处彼此面对。
在此，多个所述对齐单元可以沿着内周表面上的一个方向的边缘以彼此不同的形状被布置。
根据本公开，汇流条可以朝着电池模块从主壳体突出，并且多个所述汇流条可以被布置在另一方向的边缘处。
优选地，一对所述汇流条可以被布置成在内周表面上的另一方向的边缘处彼此面对。
在一个方面中，多个所述汇流条可以沿着内周表面上的另一方向的边缘处以彼此不同的形状被布置。
同时，主壳体可以包括在外周表面上的把手，该把手被构造成移动电池组壳体。
根据本公开，电池组壳体可以进一步包括副壳体，该副壳体被构造成覆盖电池模块的其余部分并且被布置在壳体上，并且副壳体可以包围汇流条。
在本公开的一个方面中，提供一种电池组，包括：电池模块和电气设备部件，该电池模块和电气设备部件被顺序地布置并且彼此电连接；和主壳体和副壳体，该主壳体和副壳体被构造成包封电池模块和电气设备部件，其中主壳体包括对齐单元和汇流条，该对齐单元被布置成在内周表面的边缘处在一个方向上彼此面对并且被钩联接到电池模块，该汇流条被布置成在另一方向上彼此面对并且每个汇流条都接触电池模块的ICB组件的替代电极端子中的每个电极端子，并且覆盖面向内周表面的ICB组件的印刷电路板，并且汇流条被焊接到替代电极端子中的一个电极端子。
根据本公开，电池模块可以包括在端板之间的电池单体和盒以及在下部处的ICB组件，并且替代电极端子可以接触每一个都被布置在端板上的电池单体的串行电路或者并行电路的远端中的每个远端处的电极端子。
优选地，对齐单元中的每个对齐单元可以在电池模块下方从电池模块暴露，并且每个对齐单元可以具有钩，钩在电池模块的周缘处被插入到两个盒之间的凹槽单元中。
在一个方面中，对齐单元可以从主壳体的边缘朝着主壳体的中央区域延伸使得它们彼此交替。
在另一方面中，对齐单元可以在主壳体中的一侧的边缘处和另一侧的边缘处具有彼此不同的形状。
根据本公开，汇流条可以在主壳体中的一侧的边缘处和另一侧的边缘处具有彼此不同的形状。
优选地，汇流条可以被焊接到一侧的边缘处的板形状的替代电极端子，并且可以被螺纹联接到在另一侧的边缘处的具有螺纹线的圆柱形的替代电极端子。
根据本公开，替代电极端子可以在电池模块的一侧部分的端板上穿透电气设备部件，并且可以被布置在电池模块的另一侧部分的端板上。
根据本公开，印刷电路板可以被电连接替代电极端子。
根据本公开，主壳体和副壳体可以形成一个电池组壳体。
优选地，主壳体可以包括：连接端子，每个连接端子在外周表面上被电连接到汇流条；把手，该把手被构造用于移动电池组壳体；以及连接器，该连接器被构造成将ICB组件和电气设备部件中的至少一个电连接到电池组壳体外部的电气设备。
优选地，副壳体可以包围替代端子和汇流条，并且覆盖电池模块和电气设备部件。
本发明的效果
根据本公开的电池组壳体使用被布置在主壳体的边缘处的一个方向上的钩形状的对齐单元将电池模块钩联接到主壳体，以便组装电池组，并且从而可以防止在主壳体中在电池组的组装操作期间电池模块的振动。
在电池组的组装期间，根据本公开的电池组壳体使用汇流条将电池模块的端子螺纹联接并且焊接到被布置在主壳体的边缘处的另一方向上的汇流条，以便通过主壳体和副壳体包封电池模块，并且因此可以防止电池模块偏离主壳体。
根据本公开的电池组使用电池组壳体的汇流条和对齐单元安全地容纳电池模块，并且因此可以防止主壳体和副壳体之间的振动，最小化组装操作员的工时，并且将电池模块的电特性均匀地递送到被布置在电池组壳体外部的电气设备。
附图说明
附图图示本公开的优选实施例并且连同下面的详细描述一起，用于提供本公开的技术精神的进一步理解，并且因此，本公开没有被解释为受到附图的限制。
图1是根据本公开的实施例的电池组的透视图。
图2是图示图1的主壳体的透视图。
图3是详细地图示被联接到图1中的主壳体的对齐单元的电池模块的部分透视图。
图4是详细地图示被联接到图1中的主壳体的汇流条的电池模块的部分透视图。
图5是详细地图示被联接到图1中的主壳体的汇流条的电气设备的一部分的分解透视图。
图6和图7是被提供以解释用于制造图1中的电池组的方法及其操作机制的透视图。
具体实施方式
在下文中，将会参考附图详细地描述本公开的优选实施例。在描述之前，应理解的是，在说明书和随附的权利要求中使用的术语不应被解释为被限于通用和字典意义，而是基于允许发明人定义适合于最佳解释的术语的原理基于与本公开的技术方面相对应的意义和概念解释。因此，在此公开的描述只是仅用于说明的目的的优选示例，并且不是旨在限制本公开的范围，因此应理解在没有脱离本公开的精神和范围的情况下能够对其进行其它的等效和修改。
在下文中公开的实施例中，电池单体指的是锂二次电池。在此使用的锂二次电池包含二次电池，在二次电池中锂离子用作操作离子并且因此在充电和放电期间引起在正电极和负电极中的电化学反应。然而，本公开显然不受到电池的类型的限制。
图1是图示根据本公开的实施例的电池组的透视图。
参考图1，根据本公开的电池组180包括电池模块150、电气设备部件160以及电池组壳体175。电池模块150包括盒100、端板110、120以及互连板(ICB)组件149。盒100被顺序地布置在电池组壳体175内。优选地，盒100中的每一个盒容纳至少一个电池单体90。
端板110、120每一个都被布置在盒100的任一侧部处。优选地，端板110、120通过夹具130与盒100被紧密地贴附和紧固在一起。ICB组件149被布置在端板120的下部处。优选地，ICB组件149通过图6中的印刷电路板144而电连接盒100的电池单体90。
电气设备部件160在端板110上被电连接到电池模块150。优选地，电气设备部件160包括电池管理系统(BMS)、中继元件以及熔断器元件。电池组壳体175包括主壳体80和副壳体170。主壳体80在边缘处具有在一个方向上的对齐单元28(图2中的38)和在另一方向上的汇流条48、58。
优选地，对齐单元28、38和汇流条48、58限制在一个方向和另一方向上电池模块150的移动。副壳体170包围在主壳体80上的汇流条48、58以及ICB组件149并且覆盖电池模块150和电气设备部件160。
图2是图示图1中的主壳体的透视图。
参考图2，在电池组壳体175中，主壳体80通过如在图1中所图示的外壳70容纳电池模块150的一部分。主壳体80包括被布置在外壳70的内周表面14上的一个方向的边缘处的对齐单元28、38，和被布置在内周表面14上的另一方向的边缘处的汇流条48、58。
对齐单元28、38和汇流条48、58被布置在电池模块150的周缘处以接触电池模块150。对齐单元28、38从内周表面14的中央区域朝着内周表面14的边缘延伸。优选地，对齐单元28、38从主壳体80的边缘朝着主壳体80的中央区域延伸使得它们彼此交替。
在一个方面中，对齐单元28、38中的每一个在内周表面的边缘的周缘处具有钩24或28。在另一方面中，对齐单元28、38被布置成在内周表面14上的一个方向的边缘处彼此面对。在另一方面中，对齐单元28、38沿着在内周表面14上的一个方向的边缘以彼此不同的形状被布置。
汇流条48、58被布置成在内周表面14上彼此面对。汇流条48、58在内周表面14上以彼此不同的形状被布置。更加具体地，汇流条48以平坦的形状朝着外壳70的上部从外壳70直地突出，并且汇流条48被固定到外壳70使得它在外壳70的区域中占据外壳70的一定表面面积。
此外，汇流条58朝着外壳70的上部从外壳70突出，使得汇流条58以平坦的形状被弯曲数次，并且被固定到外壳70使得它在外壳70的另一区域中占据外壳70的一定表面面积。汇流条58在上部中在前端处具有凹形的“U”形部分。同时，主壳体80包括在外壳70的外周表面18上的连接端子44、54、把手64和连接器68。
连接端子44、54穿透外壳70以接触汇流条48、58。把手64被形成为把手以移动电池组壳体175，例如，图1中的电池组180。连接器68被构造成将图1中的ICB组件149和/或电气设备部件160电连接到电池组壳体180外部的电气设备(在附图中未被图示)。
图3是详细地图示被联接到图1中的主壳体的对齐单元的电池模块的部分透视图。
参考图3，在电池模块150被安置在主壳体80上之后，电池模块150被布置在对齐单元28(图2的38)之间。更加具体地，对齐单元28、38被布置成从内周表面14的中央区域朝着内周表面14的边缘，并且考虑到图1和图2，对齐单元28、38突出到电池模块150的周缘并且朝着电池模块150的侧壁延伸。
优选地，对齐单元28、38在电池模块150下方支撑电池模块150，并且被暴露于电池模块150。在此，对齐单元28、38限制在一个方向和另一方向上电池模块150的移动。为此，对齐单元28、38被形成为钩形状。即，对齐单元28、38中的每一个具有钩24或34，钩24或34在电池模块150的侧部处被插入电池模块150的盒100之间的凹槽单元105中。
钩24或34具有大致三角形形状。钩24或34通过凹槽单元105接触盒100并且限制电池模块150的移动。
图4是详细地图示被联接到图1中的主壳体的汇流条的电池模块的部分透视图，并且图5是详细地图示被联接到图1中的主壳体的汇流条的电气设备部件的一部分的分解透视图。
参考图4和图5，在电池模块150中，电池单体90具有电极端子95，每个电极端子95通过盒100被布置在串行电路或者并行电路的远端中的每个远端处。电极端子95从端板110、120突出，如在图4中一样。在此，电极端子95接触被布置在电池模块150的下部处的ICB组件149的替代电极端子146、148，如在图4和图5中一样。
通过电池模块150和主壳体180的联接，替代电极端子146、148中的一个电极端子146被形成为板形状，并且以如在图4中的表面到表面方式接触主壳体80的汇流条48。更加具体地，汇流条48被紧密地贴附和焊接到替代电极端子148。此外，替代电极端子146、148的剩余的一个电极端子148被形成为圆柱形，穿透电气设备部件160，并且从电气设备部件160突出，如在图5中一样。
替代电极端子148可以被配合到凹形单元56中，凹形单元56被布置在主壳体80的汇流条58的前端处的，如在图5中一样。优选地，替代电极端子148具有螺纹线。替代电极端子148可以被螺纹联接到主壳体80的汇流条58的凹形单元56中的螺母168，如在图5中一样。
图6和图7是被提供以解释用于制造图1中的电池组的方法及其操作机制的透视图。
参考图6，主壳体80和电池模块150可以被制备。主壳体80可以在外壳70中的内周表面14上具有对齐单元28、38和汇流条48、58。对齐单元28、38和汇流条48、58可以被布置在主壳体80的内周表面14的边缘处的一个方向和另一方向上。电池模块150可以被安置在主壳体80的内周表面14上。
优选地，电池模块150可以被布置在主壳体80的内周表面14上的对齐单元28、38和汇流条48、58之间。更加具体地，电池模块150被布置在一个方向上的对齐单元28、38之间，并且可以被布置在另一方向上的汇流条48、58之间。在此，参考图1、和图3至图5已经解释了主壳体80和电池模块150的联接关系。
在电池模块150被安置在主壳体80上之后，电气设备部件160可以被布置在主壳体80上。优选地，电气设备部件160可以被布置在主壳体80上的电池模块150的侧部处，并且可以被电连接到电池模块150。接下来，图1中的副壳体170可以被布置在主壳体80上。副壳体170可以覆盖在主壳体80上的电池模块150和电气设备部件160。
主壳体80和副壳体170形成电池组壳体175，并且电池组壳体175可以与电池模块150和电气设备部件160一起形成图1中的电池组180。同时，在电池组180中，电池模块150可以在下部处具有ICB组件149。ICB组件149可以具有印刷电路板144和替代电极端子146(图5中的148)。
印刷电路板144可以被固定到电池模块150，并且面对主壳体80的内周表面14。印刷电路板144可以电连接替代电极端子146、148。
参考图6和图7，电池模块150可以通过电池组壳体175的连接器68从外部接收电力的施加，并且通过印刷电路板144和替代电极端子146和148，电池模块150的电池单体90的电流特性和电压特性可以被递送给电气设备部件160，并且通过电池组壳体175的图7中的连接端子44、54，电气设备部件160可以将电池单体90的均匀幅值的电流递送给被布置在电池组壳体175的外部的电气设备(在附图中未被图示)。
已经详细地描述了本公开。然而，应理解的是，仅通过说明给出指示本公开的优选实施例的特定示例和详细描述，并且从此详细描述对本领域的技术人员来说本公开的范围内的各种变化和修改将变得更加显而易见。

Claims (20)

1.一种电池组壳体，所述电池组壳体被构造成包封电池模块，所述电池组壳体包括：
主壳体，所述主壳体被构造成容纳所述电池模块的一部分，并且所述主壳体具有：对齐单元，所述对齐单元被布置在内周表面上的一个方向的边缘处；汇流条，所述汇流条被布置在所述内周表面上的另一方向的边缘处；以及连接端子，所述连接端子在外周表面上接触所述汇流条，
其中，所述对齐单元和所述汇流条被布置在所述电池模块的周缘处以接触所述电池模块，所述对齐单元限制所述电池模块在所述一个方向和所述另一方向上的移动，并且所述汇流条被电连接到所述电池模块的至少一个电池单体。
2.根据权利要求1所述的电池组壳体，其中，所述对齐单元被形成为钩形状，并且多个所述对齐单元被布置在所述一个方向的边缘处。
3.根据权利要求1所述的电池组壳体，其中，所述对齐单元布置成从所述内周表面的中央区域朝着所述内周表面的边缘，所述对齐单元从所述电池模块的周缘突出，并且朝着所述电池模块的侧壁延伸。
4.根据权利要求1所述的电池组壳体，其中，所述对齐单元在所述电池模块的下方支撑所述电池模块，并且所述对齐单元具有钩，所述钩在所述电池模块的侧部处被插入所述电池模块的盒之间的凹槽单元中。
5.根据权利要求1所述的电池组壳体，其中，至少一对所述对齐单元被布置成在所述内周表面上的所述一个方向的边缘处彼此面对。
6.根据权利要求1所述的电池组壳体，其中，多个所述对齐单元沿着所述内周表面上的所述一个方向的边缘以彼此不同的形状布置。
7.根据权利要求1所述的电池组壳体，其中，所述汇流条从所述主壳体朝着所述电池模块突出，并且多个所述汇流条被布置在所述另一方向的边缘处。
8.根据权利要求1所述的电池组壳体，其中，一对所述汇流条被布置成在所述内周表面上的所述另一方向的边缘处彼此面对。
9.根据权利要求1所述的电池组壳体，其中，多个所述汇流条沿着所述内周表面上的所述另一方向的边缘处以彼此不同的形状布置。
10.根据权利要求1所述的电池组壳体，其中，所述主壳体包括在所述外周表面上的把手，所述把手被构造成移动所述电池组壳体。
11.根据权利要求1所述的电池组壳体，进一步包括副壳体，所述副壳体被构造成覆盖所述电池模块的其余部分并且被布置在所述壳体上，其中所述副壳体包围所述汇流条。
12.一种电池组，包括：
电池模块和电气设备部件，所述电池模块和所述电气设备部件被顺序地布置并且彼此电连接；和
主壳体和副壳体，所述主壳体和所述副壳体被构造成包封所述电池模块和所述电气设备部件，其中所述主壳体包括对齐单元和汇流条，所述对齐单元被布置成在内周表面的边缘处在一个方向上彼此面对并且被钩联接到所述电池模块，所述汇流条被布置成在另一方向上彼此面对，并且每个汇流条接触所述电池模块的ICB组件的替代电极端子中的每一个，并且所述主壳体覆盖面向所述内周表面的所述ICB组件的印刷电路板，并且所述汇流条被焊接到所述替代电极端子中的一个。
13.根据权利要求12所述的电池组，其中，所述电池模块包括在端板之间的电池单体和盒以及在下部处的所述ICB组件，并且所述替代电极端子接触分别布置在所述端板上的所述电池单体的串行电路或者并行电路的远端中的每个远端处的电极端子。
14.根据权利要求12所述的电池组，其中，所述对齐单元中的每个对齐单元在所述电池模块下方从所述电池模块暴露，并且每个对齐单元具有钩，所述钩在所述电池模块的周缘处被插入到两个盒之间的凹槽单元中。
15.根据权利要求12所述的电池组，其中，所述对齐单元从所述主壳体的边缘朝着所述主壳体的中央区域延伸使得所述对齐单元彼此交替。
16.根据权利要求12所述的电池组，其中，所述对齐单元在所述主壳体中的一侧的边缘处和另一侧的边缘处具有彼此不同的形状。
17.根据权利要求12所述的电池组，其中，所述汇流条在所述主壳体中的一侧的边缘处和另一侧的边缘处具有彼此不同的形状。
18.根据权利要求12所述的电池组，其中，所述汇流条被焊接到一侧的边缘处的板形状的所述替代电极端子，并且被螺纹联接到在另一侧的边缘处的具有螺纹线的圆柱形形状的所述替代电极端子。
19.根据权利要求12所述的电池组，其中，所述替代电极端子在所述电池模块的一侧部分的端板上穿透所述电气设备部件，并且被布置在所述电池模块的另一侧部分的端板上。
20.根据权利要求12所述的电池组，其中，所述印刷电路板电连接所述替代电极端子。
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