CN107681072B - 电池模块 - Google Patents

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Abstract

提供了一种电池模块，所述电池模块包括：电池组；电路，控制电池组的充电操作和放电操作；连接件，电流通过连接件从电池组输出；熔断块，选择性地阻断电池组的电流；框架，支撑电路、连接件和熔断块；结合块，在第一侧处容纳电路并且在相对于框架朝上的位置处的第二侧处支撑连接件和熔断块。

Description

电池模块
通过引用将在2016年8月1日提交的名称为“电池模块”的第10-2016-0098042号韩国专利申请全部包含于此。
技术领域
在这里描述的一个或更多个示例实施例涉及一种电池模块。
背景技术
二次电池(可再充电电池)为移动装置、电动车辆、混合动力电动车辆、电动自行车、不间断电源和其它电子装置供电。多单体电池(电池模块)用于较高功率的应用，而单单体电池用于较低功率的应用。例如，单单体二次电池为蜂窝电话和其它小型移动装置供电。具有高输出、高容量特征的电池模块为长时间段运行并且消耗大量电力的装置(例如，电动车辆和混合动力电动车辆)供电。可以通过调节电池模块中的电池单体的数量来调节电池模块的输出电压或电流。
发明内容
根据一个或更多个实施例，电池模块包括：电池组；电路，控制电池组的充电操作和放电操作；连接件，电流通过连接件从电池组输出；熔断块，选择性地阻断电池组的电流；框架，支撑电路、连接件和熔断块；结合块，在第一侧处容纳电路并且在相对于框架朝上的位置的第二侧处支撑连接件和熔断块。
结合块可以包括：基本结构；容纳部，位于基本结构的下部处以容纳电路；第一结合部和第二结合部，位于基本结构的上部处以与连接件和熔断块结合。第一结合部和第二结合部可以包括临时固定部以固定连接件和熔断块。第一结合部和第二结合部可以包括结合孔，电池模块可以包括插入穿过连接件和熔断块并装配到结合孔的紧固件。
连接件和熔断块可以包括插入到临时固定部中的组装突起。临时固定部可以包括完全地或部分地围绕组装突起的壁。第一结合部和第二结合部可以以非叠置的方式位于专有位置处。第一结合部可以包括多个第一结合部，所述多个第一结合部可以位于与连接件的四个角中的至少两个角对应的位置处，第二结合部可以包括多个第二结合部，所述多个第二结合部可以位于与熔断块的四个角中的至少两个角对应的位置处。
第一结合部可以位于基本结构的上部上，第二结合部可以包括从基本结构延伸的翼。翼可以包括弯曲点，翼从弯曲点沿不同的方向延伸。基本结构可以具有盒形，盒形有敞开的下侧以容纳电路，基本结构可以具有用于框架的凸缘形状的支腿，支腿可以位于基本结构的敞开的下侧上。支腿可以包括结合到框架的第三结合部。基本结构可以包括暴露电路的前侧的开口。
电池模块可以包括汇流条，以与熔断块一起提供电流流动路径，其中，结合块包括支撑突起，其中，汇流条围绕支撑突起装配。结合块可以包括引导汇流条的引导件。汇流条可以包括第一汇流条和第二汇流条，第一汇流条和第二汇流条可以以叠置的方式围绕支撑突起装配并且电连接到支撑突起。支撑突起可以包括金属材料。
汇流条可以包括通过熔断块的熔断器电连接到彼此的第一汇流条和第二汇流条，熔断器以及第一汇流条和第二汇流条中的至少一个可以以叠置的方式围绕支撑突起装配。电池模块可以包括覆盖框架上部的盖，其中，连接件和熔断块从盖的上部暴露。连接件和熔断块可以结合到结合块，在连接件和熔断块临时固定到结合块时，连接件和熔断块可以从盖的上侧结合到结合块。
附图说明
通过参照附图详细描述示例性实施例，特征对于本领域技术人员将变得清楚，在附图中：
图1示出了电池模块的实施例；
图2示出了电池模块的内部的实施例；
图3示出了电池模块的另一视图；
图4示出了电池模块的另一视图；
图5示出了临时固定部的实施例；
图6示出了结合块的实施例；
图7示出了汇流条结构的实施例。
具体实施方式
现在将参照附图描述示例实施例；然而，示例实施例可以以不同的形式实施，且不应被解释为局限于在这里阐述的实施例。相反，这些实施例被提供使得本公开将是彻底的和完整的，且将把示例性的实施方式充分地传达给本领域技术人员。实施例(或者实施例的部分)可以组合以形成附加的实施例。
在附图中，为了示出的清楚，可以夸大层和区域的尺寸。还将理解的是，当层或元件被称作“在”另一层或基底“上”时，该层或元件可以直接在所述另一层或基底上，或者也可以存在中间层。此外，将理解的是，当层被称作“在”另一层“下面”时，该层可以直接在下面，或者也可以存在一个或更多个中间层。另外，还将理解的是，当层被称作“在”两个层“之间”时，该层可以是这两个层之间的唯一层，或者也可以存在一个或更多个中间层。同样的附图标记始终表示同样的元件。
当元件被称为“连接”或“结合”到另一元件时，该元件可以直接连接到或直接结合到所述另一元件，或者该元件可以间接连接到或间接结合到所述另一元件，并具有一个或更多个中间元件置于它们之间。此外，除非有不同的公开内容，否则当元件被称为“包括”组件时，这表示所述元件还可以包括另一组件而非不包括另一组件。
图1示出了电池模块的实施例。图2是电池模块的内部的实施例的分解透视图。图3是电池模块的局部透视图。
参照图1至图3，电池模块可以包括容纳电池组50的壳体10。壳体10可以包括结合到盖12的框架11，电池组50位于框架11和盖12之间。在一个示例实施例中，电池模块可以包括一个或更多个电池组50。例如，多个电池组50可以串联、并联或串-并联电连接，以提供所需程度的电力。
框架11中的电路单元20(参见图4)可以控制电池组50的充电操作和放电操作。连接件110可以设置在框架11的上方以传输从电池组50输出的电流。熔断块120可以设置在框架11的上方，以在电池组50发生故障时选择性地阻断电池组50的电流。另外，结合块150可以放置在框架11上，以在相对于框架11朝上的位置处支撑连接件110和熔断块120。
盖12可以覆盖上方放置有连接件110和熔断块120的框架11。盖12可以包括开口12'以暴露连接件110和熔断块120。连接件110和熔断块120可以通过盖12的开口12'暴露。因此，可以从盖12的上侧执行结合操作。例如，当连接件110和熔断块120临时固定到结合块150的上部时，可以用盖12覆盖框架11。然后，可以使用紧固件牢固地固定(通过盖12的开口12'暴露的)连接件110和熔断块120。
连接件110从盖12暴露，以通过连接件110将电池组50的电力供应到外部装置。电池模块可以将驱动电力供应到装置(例如，车辆)，连接件110可以形成用于供应驱动电力的输出端子。除了将驱动电力供应到车辆外，连接件110可以用于将驱动电力供应到车辆的一个或更多个电气组件，或者连接件110可以用于将驱动电力供应到车辆的一个或更多个电气组件而不将驱动电源供应到车辆。在一个实施例中，电池模块还可以包括高电压连接件180以供应驱动电力。
熔断块120可以从盖12暴露。形成电池组50的充电/放电路径的熔断盒可以结合到熔断块120的上部。熔断盒可以沿充电/放电路径放置，并且可以在出现错误(例如，过热或过电流)时阻断充电/放电电流。例如，熔断盒可以包括熔断器或者具有温度依赖电阻(temperature-dependent resistance)的可变电阻器，以根据焦耳热(Joule heating)阻断充电/放电路径。可以例如通过将熔断盒结合到熔断块120的上部来形成充电/放电路径。然后，电池模块可以准备好运行。
图4是示出图1中的电池模块的一部分的分解透视图。图5示出了图4中的临时固定部f的实施例。图6示出了图4中的结合块150的实施例。图7示出了结合到图4中的结合块150的汇流条结构的实施例。
参照图4，电路单元20可以放置在框架11上，结合块150可以放置在电路单元20上以容纳电路单元20。连接件110和熔断块120可以布置在结合块150上。
结合块150可以包括容纳电路单元20的容纳部G以及位于与容纳部G相对的一侧上的第一结合部151和第二结合部152。结合块150可以在朝上的位置处支撑连接件110和熔断块120，其中，连接件110和熔断块120与框架11隔开特定量或更多。连接件110和熔断块120可以从覆盖框架11的盖12暴露。与框架11隔开特定量或更多的连接件110和熔断块120可以位于从框架11朝上的位置处。
结合块150可以包括盒形的基本结构155以在基本结构155的下部中容纳电路单元20并在基本结构155的上部上支撑连接件110和熔断块120。基本结构155的下部可以形成容纳部G。基本结构155的上部可以包括第一结合部151和第二结合部152。基本结构155可以具有朝向电路单元20开口的盒形。盒形表示具有敞开的底部以容纳电路单元20的结构。在一个实施例中，盒形可以具有与覆盖电路单元20的封闭形状不同的形状。基本结构155的底部是敞开的以容纳电路单元20。另外，基本结构155可以包括在其一侧的开口155'，以暴露基本结构155中的电路单元20的前侧。
在示例实施例中，基本结构155可以包括在其一侧的开口155'。电路单元20的前侧可以通过开口155'暴露。电路单元20可以包括多个发热装置。因此，基本结构155可以不完全覆盖电路单元20，而可以使电路单元20暴露以有效率地冷却电路单元20。例如，基本结构155可以具有敞开的底部以容纳电路单元20。基本结构155的开口155'可以连接到敞开的底部。
结合块150可以包括临时固定部f以临时固定连接件110和熔断块120。连接件110和熔断块120可以放置在框架11的上方。可以通过覆盖框架11的盖12执行对于连接件110和熔断块120的结合操作。换句话讲，由于在框架11的上侧覆盖有盖12之后连接件110和熔断块120固定在框架11的上方，所以连接件110和熔断块120的位置可以临时保持在框架11的上方，直到执行对于固定连接件110和熔断块120的结合操作。由于结合块150包括用于连接件110和熔断块120的临时固定部f，所以连接件110和熔断块120的位置可以保持，直到在框架11覆盖有盖12之后执行结合操作。这种结构可以减少用于保持并支撑位于盖12下面的连接件110和熔断块120的人工工作量。
临时固定部f可以形成在结合块150的各个位置处，只要临时固定部f通过与连接件110和熔断块120的物理干涉来临时固定连接件110和熔断块120，直到使用紧固件60最终固定连接件110和熔断块120。在示例实施例中，临时固定部f可以位于设置为最终固定连接件110和熔断块120的第一结合部151和第二结合部152上。如上所述，如果临时固定部f位于最终固定连接件110和熔断块120的第一结合部151和第二结合部152上，则即使临时固定位置变化，也可以减小临时固定位置与最终固定位置之间的差异。此外，可以在最终结合操作中有效地执行对准。
第一结合部151和第二结合部152可以位于结合块150的上部(例如，基本结构155的上部)上。例如，用于与连接件110和熔断块120结合的第一结合部151和第二结合部152可以以非叠置的方式位于专有位置处。例如，第一结合部151和第二结合部152可以形成在位于不同位置处的左侧和右侧上。连接件110可以结合到第一结合部151，熔断块120可以结合到第二结合部152。
第一结合部151可以直接形成在基本结构155上。第二结合部152可以包括从基本结构155延伸的翼W。翼W可以具有包括弯曲点B的弯曲形状，翼W从弯曲点B沿着不同方向延伸，并且可以提供与熔断块120的角对应的结合位置。连接件110和熔断块120中的每个具有预定的形状，例如，有四个角的矩形形状。第一结合部151和第二结合部152可以形成在与连接件110的四个角和熔断块120的四个角对应的位置处。第一结合部151和第二结合部152可以选择性地形成在与连接件110的四个角和熔断块120的四个角中的一些对应的位置处。例如，第一结合部151和第二结合部152可以形成在与连接件110的四个角中的至少一个和熔断块120的四个角中的至少一个对应的位置处。
在本示例实施例的电池模块中，多个第一结合部151位于与连接件110的四个角中的至少两个对应的位置处。类似地，多个第二结合部152位于与熔断块120的四个角中的至少两个对应的位置处。
参照图5，第一结合部151和第二结合部152可以包括临时固定部f以临时固定连接件110和熔断块120。临时固定部f可以围绕第一结合部151的结合孔151'和第二结合部152的结合孔152'。临时固定部f可以包括围绕结合孔151'和152'的壁。连接件110和熔断块120上的组装突起111和121可以插入到临时固定部f中。临时固定部f可以分别在多个位置处形成在第一结合部151和第二结合部152上，以临时固定连接件110和熔断块120。如上所述位于不同位置处的临时固定部f中的一些可以具有完全围绕组装突起111和121的中空圆筒形状。临时固定部f中的其它临时固定部f可以具有部分围绕组装突起111和121的形状。
参照图4，临时固定部f可以位于与熔断块120的四个角对应的位置处。临时固定部f中的一些可以完全围绕组装突起121中的一些。临时固定部f中的其它临时固定部f可以部分地围绕组装突起121中的其它组装突起121。可以通过考虑组装公差来设置该结构，以便减小由加工误差或热膨胀导致的临时固定部f的组装位置与熔断块120(即，组装突起121)的组装位置之间的不对准。部分围绕组装突起121的临时固定部f可以减小组装公差的影响。
组装突起111和121可以从连接件110和熔断块120朝向结合块150向下突出。连接件110和熔断块120中的每个可以具有预定的形状，例如，有四个角的矩形形状。组装突起111和121可以分别形成在连接件110和熔断块120的角上。连接件110和熔断块120可以通过将组装突起111和121插入到临时固定部f中来临时固定。另外，组装突起111和121可以包括穿透孔以容纳紧固件60。连接件110和熔断块120可以通过将被插入到组装突起111和121中的紧固件60结合到结合孔151'和152'来最终固定。
在结合操作期间，可以通过将从连接件110和熔断块120向下突出的组装突起111和121插入到结合块150的临时固定部f来将连接件110和熔断块120临时固定到结合块150的上部。连接件110和熔断块120的穿透孔可以与结合块150的结合孔151'和152'对准。然后，在用盖12覆盖框架11之后，可以将紧固件60从盖12的上侧移动到通过盖12的开口12'暴露的连接件110和熔断块120，并且可以将紧固件60通过连接件110和熔断块120的穿透孔结合到结合块150的结合孔151'和152'，以便最终固定连接件110和熔断块120。
参照图7，熔断块120可以沿着由第一汇流条31、第二汇流条32和第三汇流条33形成的充电/放电路径形成。熔断块120可以在异常情况(例如，过热情况或过电流情况)下阻断充电/放电路径。用于引导和支撑第一汇流条31、第二汇流条32和第三汇流条33的引导件154位于结合块150的结合有熔断块120的一侧上。第一汇流条31、第二汇流条32和第三汇流条33可以支撑在引导件154上并且可以与熔断块120形成电流路径。
结合块150可以包括支撑突起P，第一汇流条31、第二汇流条32和第三汇流条33围绕支撑突起P装配。例如，第一汇流条31和第二汇流条32可以以叠置的方式围绕支撑突起P中的一个来装配。例如，第一汇流条31和第二汇流条32可以与支撑突起P中的一个导电接触并且可以形成充电/放电路径。支撑突起P可以包括导电金属材料以减小支撑突起P与第一汇流条31和第二汇流条32之间的电阻。例如，包括引导件154的结合块150可以包括绝缘材料以用作用于第一汇流条31和第二汇流条32的绝缘体。然而，第一汇流条31和第二汇流条32装配所围绕的支撑突起P可以包括导电材料。支撑突起P可以位于由第一汇流条31和第二汇流条32支撑的引导件154上。
熔断块120(或结合到熔断块120的上部的熔断盒)可以包括形成充电/放电路径的熔断器35。第二汇流条32和第三汇流条33可以连接到熔断器35的不同端部，使得第二汇流条32和第三汇流条33可以通过熔断器35电连接到彼此。熔断器35的一端和第二汇流条32可以围绕支撑突起P中的一个装配，从而以叠置的方式彼此导电接触。熔断器35的另一端和第三汇流条33可以围绕支撑突起P中的另一个装配，从而以叠置的方式彼此导电接触。
第二汇流条32和第三汇流条33可以形成包括熔断块120的旁路。旁路(充电/放电路径)根据熔断器35的状态可以导电或者可以不导电。在转折点之前和之后，电流可以通过第二汇流条32和第三汇流条33流入到熔断块120中或从熔断块120流出。
参照图4，支腿L可以位于结合块150的下部(例如，基本结构155的下部)上。结合块150可以通过支腿L放置在框架11上。支腿L可以具有例如从基本结构155的底部朝向框架11延伸的凸缘形状。支腿L可以包括用于与框架11结合的第三结合部153。结合块150可以经由插入穿过第三结合部153的紧固件固定到框架11。
结合块150可以一体地形成。在一个实施例中，结合块150可以由绝缘材料整体形成。结合块150可以包括绝缘材料以防止与电路单元20、连接件110和熔断块120的电干扰。
参照图6，安全器件125可以位于结合块150上。例如，安全器件125可以位于围绕安全器件125的安全器件袋中。如果出现异常情况(例如，过热或过电流)，则安全器件125可以限制流经连接件110的充电/放电电流以防止诸如爆炸或起火的事故。连接件110可以包括具有不同极性的端子。可以通过将安全器件125连接到连接件110的端子中的一个来沿着包括连接件110的充电/放电路径放置安全器件125。安全器件125可以包括熔断器或者具有温度依赖电阻的可变电阻器，以根据焦耳热阻断电流。
根据本示例实施例，提供了用于在所期望的高度处支撑连接件110和熔断块120的支撑结构。因此，连接件110和熔断块120可以暴露到外部，并且连接件110和熔断块120可以在供电时容易地连接。
根据前述实施例中的一个或更多个，可以容易地组装电池模块。临时固定结构可以临时固定暴露于外部的连接件和熔断块。连接件110和熔断块120可以在最终固定之前临时固定。因此，可以容易地执行最终固定操作。
在这里已经公开了示例实施例，虽然采用了特定的术语，但是使用它们并仅以一般的和描述性的含义来解释它们，而不是为了限制的目的。在某些情况下，如本申请的提交对本领域普通技术人员将明显的是，除非另外指出，否则结合具体实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独使用，或者可以与结合其它实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，在不脱离权利要求中阐述的实施例的精神和范围的情况下，可以做出形式上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：
电池组；
电路，控制电池组的充电操作和放电操作；
连接件，电流通过连接件从电池组输出；
熔断块，选择性地阻断电池组的电流；
框架，支撑电路、连接件和熔断块；以及
结合块，在第一侧处容纳电路并且在相对于框架朝上的位置的第二侧处支撑连接件和熔断块，
其中，结合块包括基本结构，基本结构具有盒形，盒形有敞开的下侧以容纳电路。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述结合块还包括：
第一结合部和第二结合部，位于基本结构的上部处以与连接件和熔断块结合。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，第一结合部和第二结合部包括临时固定部以固定连接件和熔断块。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其中：
第一结合部和第二结合部还包括结合孔，
电池模块还包括插入穿过连接件和熔断块并装配到结合孔的紧固件。
5.根据权利要求3所述的电池模块，其中，连接件和熔断块包括插入到临时固定部中的组装突起。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其中，临时固定部包括完全地或部分地围绕组装突起的壁。
7.根据权利要求2所述的电池模块，其中，第一结合部和第二结合部以非叠置的方式位于专有位置处。
8.根据权利要求2所述的电池模块，其中：
第一结合部包括多个第一结合部，所述多个第一结合部位于与连接件的四个角中的至少两个角对应的位置处，
第二结合部包括多个第二结合部，所述多个第二结合部位于与熔断块的四个角中的至少两个角对应的位置处。
9.根据权利要求2所述的电池模块，其中：
第一结合部位于基本结构的上部上，
第二结合部包括从基本结构延伸的翼。
10.根据权利要求9所述的电池模块，其中，翼包括弯曲点，翼从弯曲点沿不同的方向延伸。
11.根据权利要求2所述的电池模块，其中：
基本结构还具有用于框架的凸缘形状的支腿，支腿位于基本结构的敞开的下侧上。
12.根据权利要求11所述的电池模块，其中，支腿包括结合到框架的第三结合部。
13.根据权利要求2所述的电池模块，其中，基本结构包括暴露电路的前侧的开口。
14.根据权利要求1所述的电池模块，所述电池模块还包括：
汇流条，与熔断块一起提供电流流动路径，
其中，结合块还包括支撑突起，其中，汇流条围绕支撑突起装配。
15.根据权利要求14所述的电池模块，其中，结合块还包括引导汇流条的引导件。
16.根据权利要求14所述的电池模块，其中，汇流条包括第一汇流条和第二汇流条，第一汇流条和第二汇流条以叠置的方式围绕支撑突起装配并且电连接到支撑突起。
17.根据权利要求14所述的电池模块，其中，支撑突起包括金属材料。
18.根据权利要求14所述的电池模块，其中：
汇流条包括通过熔断块的熔断器电连接到彼此的第二汇流条和第三汇流条，
熔断器与第二汇流条和第三汇流条中的至少一个以叠置的方式围绕支撑突起装配。
19.根据权利要求1所述的电池模块，所述电池模块还包括：
盖，覆盖框架的上部，
其中，连接件和熔断块从盖的上部暴露。
20.根据权利要求19所述的电池模块，其中：
连接件和熔断块结合到结合块，
在连接件和熔断块临时固定到结合块时，连接件和熔断块从盖的上侧结合到结合块。
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