CN107710449B - 夹持部件和使用该夹持部件的电池模块 - Google Patents

夹持部件和使用该夹持部件的电池模块 Download PDF

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Abstract

公开了夹持部件和使用该夹持部件的电池模块。根据本发明实施例的夹持部件包括：一对挤压部，分别用于挤压在电池组件的上板和下板，从而固定其中堆叠有多个电池的电池组件的堆叠结构；和支撑部，所述支撑部用于支撑该一对挤压部，使得通过该一对挤压部挤压电池组件的上板和下板，其中该一对挤压部中的至少一个包括：卡扣配合联接部，其经由卡扣配合被联接到上板或下板；和螺纹联接部，其以螺纹紧固方式被联接到与卡扣配合联接部联接的上板或下板。由此，以空间高效的方式对电池堆叠结构进行固定，确保了电池模块的易组装性，并且提高了电池模块的耐久性。

Description

夹持部件和使用该夹持部件的电池模块
技术领域
本申请要求在韩国于2015年11月30日提交的韩国专利申请10-2015-0168280的优先权，该申请的公开内容通过引用并入本文。
本公开涉及夹持部件和使用该夹持部件的电池模块，并且更加具体地，涉及用于固定在其中堆叠有多个电池的电池组件的堆叠结构的夹持部件，和用于使用该夹持部件固定电池组件的电池模块。
背景技术
通常，二次电池是可充电电池，诸如是锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等，并且单元电池的输出电压为大约2.5V到4.2V。近来，随着二次电池被应用于需要高输出电压和大充电容量的装置，比如电动车辆或者混合电动车辆，广泛使用了具有其中堆叠有串联或并联连接的单元电池的堆叠结构的电池模块。相应地，在确保易组装性的同时在通过以改进的空间效率固定电池堆叠结构而减小电池模块的尺寸方面或改进电池模块的耐久性方面，存在不断增长的需求。
然而，如在韩国未审定专利公报10-2014-0041337等中所公开的，在现有技术中，电池堆叠结构最终使用带肩螺栓来固定。由此，电池模块应该设计成在盒的四个边缘处及单元电池的上端板和下端板处具有独立的用于形成凹槽的边距，以与带肩螺栓联接，由此，电池模块具有大的尺寸，并且空间效率劣化。
而且，如在韩国未审定专利公报10-2004-0043432中所公开的，在现有的技术中，带型条板被插入到电池堆的上端板和下端板处的凹槽中，并且被联接到这些凹槽，以固定电池堆叠结构。因此，如果堆叠多个电池而增大了电池堆叠结构的重量，则条板可能因电池堆的重量或外部冲击而被分离开。
发明内容
技术问题
本公开涉及提供一种夹持部件，该夹持部件可以通过以优秀空间效率固定电池堆叠结构而确保电池模块的小尺寸、可以确保电池模块的易组装性，并且还可以改进电池模块的耐久性，本公开还涉及提供使用该夹持部件的电池模块。
技术方案
在本公开的一个方面，提供一种夹持部件，该夹持部件包括：一对挤压单元，其构造为分别挤压其中堆叠有多个电池的电池组件的上板和下板，使得电池组件的堆叠结构被固定；和支撑单元，其构造为支撑所述一对挤压单元，使得电池组件的上板和下板被所述一对挤压单元挤压，其中所述一对挤压单元中的至少一个挤压单元包括：卡扣配合部分((snap-fit portion)，其经由卡扣配合被联接到上板或下板；和旋拧部分，其通过旋拧(screwing)被联接到与所述卡扣配合部分联接的上板或下板。
在一实施例中，所述卡扣配合部分可以具有与设置在上板或下板处的钩接突起联接的钩接孔。
在一实施例中，所述旋拧部分可以具有插入凹槽，所述插入凹槽经由旋拧被联接到与卡扣配合部分联接的上板或下板。
在一实施例中，所述插入凹槽可以具有在联接侧处开口的U形形状，使得当所述卡扣配合部分被联接到上板或下板时，设置在上板或下板处的螺钉轴被插入到所述插入凹槽中。
在一实施例中，分别地在卡扣配合部分的两侧上可以设置至少一个插入凹槽。
在一实施例中，在卡扣配合部分和旋拧部分之间可以形成台阶。
在一实施例中，支撑单元可以具有带形状，所述带形状具有预定的厚度和宽度以及与电池组件的堆叠厚度相对应的长度，并且支撑单元可以具有弯曲部分，所述弯曲部分在宽度的中央处呈凸形地形成，以在沿着厚度方向的一侧上突出。
在一实施例中，所述一对挤压单元和所述支撑单元可以一体地形成。
在一实施例中，所述一对挤压单元可以分别从支撑单元的两个纵向端延伸，并且被弯曲成彼此面对。
在一实施例中，所述一对挤压单元和所述支撑单元可以由金属材料制成。
在本公开的另一方面，还提供一种电池模块，该电池模块包括：如上所述的夹持部件；和其中堆叠有多个电池的电池组件，其中使用所述夹持部件固定所述电池组件的堆叠结构。
在一实施例中，所述电池组件可以包括：电池堆叠结构；以及上板和下板，所述上板和下板分别布置在电池堆叠结构的在堆叠方向上的上端和下端处，并且所述上板和下板中的至少一个可以包括：与夹持部件的卡扣配合部分联接的配对卡扣配合部分；和与夹持部件的旋拧部分联接的配对旋拧部分。
在一实施例中，配对卡扣配合部分可以包括被联接到设置在夹持部件的卡扣配合部分处的钩接孔的钩接突起。
在一实施例中，所述配对旋拧部分可以包括：螺钉轴，当所述配对卡扣配合部分被联接到所述夹持部件的卡扣配合部分时，所述螺钉轴被插入到设置在所述夹持部件的旋拧部分处的插入凹槽中；和螺母部件，其联接到所述螺钉轴，以固定所述夹持部件。
在一实施例中，分别地在所述配对卡扣配合部分的两侧处可以设置至少一个螺钉轴。
在一实施例中，与夹持部件的卡扣配合部分和旋拧部分之间的台阶相对应地，可以在所述配对卡扣配合部分和所述配对旋拧部分之间形成台阶。
在一实施例中，所述电池组件还可以包括被旋拧穿过电池堆叠结构的螺栓部件，并且上板和下板可以分别在彼此对应的部位处形成通孔，使得所述螺栓部件从中穿过。
有利效果
在本公开的实施例中，因为使用夹持部件固定包括有在其中堆叠的多个电池的电池组件的堆叠结构，所以可以最小化对要求独立联接空间的带肩螺栓的使用、可以改进空间效率，并且可以确保电池模块的易组装性。
另外，因为夹持部件同时经由卡扣配合和旋拧被联接到电池组件，所以可以确保夹持部件的易联接性，防止夹持部件因电池组件的重量或外部冲击而被分离开，并且可以改进整个电池模块的耐久性。
而且，因为夹持部件通过卡扣配合被联接到电池组件，所以设置在电池组件的端板处的螺钉轴被自动插入到在夹持部件处形成的U形的插入凹槽中，由此确保夹持部件易于旋拧。
另外，因为在电池组件的端板和夹持部件的卡扣配合部分和被旋拧部分之间形成台阶，从而通过所述台阶支撑所述夹持部件，所以可以更有效地防止所述夹持部件被分离开。
此外，本领域技术人员根据以下说明将会清楚理解，根据本公开的实施例还能够解决以上未提及的各种技术目的。
附图说明
图1是示出根据本公开的实施例的电池模块的透视图。
图2是示出根据本公开的实施例的夹持部件的透视图。
图3是示出图2的夹持部件的前视图。
图4是示出根据本公开的实施例的电池模块和夹持部件的联接状态的图。
图5是示出根据本公开的实施例的电池模块的上板的透视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施例，以清楚解释针对本公开的技术目的的方案。然而，在本公开中，如果认为对现有技术的解释使得本公开的主题变得模糊，则该解释可以被省略。另外，在本文使用的术语是考虑到在本公开中的功能而定义的，并且能够根据设计者、制造商等的意图或根据惯例来改变。因此，这些术语应该基于本说明书的整体公开来定义。
图1是示出根据本公开的实施例的电池模块的透视图。
如在图1中所示，根据本公开的实施例的电池模块10包括：在其中堆叠有多个电池的堆叠结构的电池组件100；和夹持部件200。电池组件100包括：电池堆叠结构102，在该电池堆叠结构中堆叠有多个电池盒，每一个电池盒容纳一个或多个单元电池；和一对端板，即分别布置在电池堆叠结构102的堆叠方向上的上端和下端处的上板110和下板120。另外，电池组件100还可以包括被旋拧穿过电池堆叠结构102的螺栓部件130。
同时，夹持部件200包括一对挤压单元210、220和支撑单元230。该一对挤压单元210、220分别挤压电池组件100的上板110和下板120，以固定电池组件100的堆叠结构。支撑单元230支撑该一对挤压单元210、220，使得该一对挤压单元210、220挤压电池组件100的上板110和下板120。
图2和3分别是示出根据本公开的实施例的夹持部件的透视图和前视图。
如在图2和3中所示，根据本公开的实施例的夹持部件200包括一对挤压单元210、220和支撑该一对挤压单元210、220的支撑单元230。该一对挤压单元210、220中的至少一个包括卡扣配合部分212和旋拧部分216。在此情形中，卡扣配合部分212通过卡扣配合被联接到端板，即电池组件100的上板110或下板120。如稍后解释的，如果在电池组件100的端板110、120处设置预定的钩接突起，则卡扣配合部分212可以具有与该钩接突起联接的钩接孔214。在另一实施例中，如果在电池组件100的端板110、120中形成预定的钩接凹槽，则卡扣配合部分212也可以具有与该钩接凹槽联接的钩接突起。
另外，旋拧部分216经由旋拧被联接到电池组件100的、与卡扣配合部分212联接的上板110或下板120。为此，旋拧部分216可以具有插入凹槽218，该插入凹槽218经由旋拧被联接到上板110或下板120。在此情形中，插入凹槽218可以具有在联接侧处开口的U形形状，使得当卡扣配合部分212被联接到上板110或下板120时，设置在电池组件100的上板110或下板120处的螺钉轴被自动插入到插入凹槽218中。另外，分别地在卡扣配合部分212的两侧处可以设置至少一个插入凹槽218。如上所述，根据本公开的夹持部件200被同时卡扣配合到和旋拧到电池组件100，由此确保易于联接，并且还可以防止夹持部件200由于电池组件100的重量或外部冲击而被分离开。另外，可以在卡扣配合部分212和旋拧部分216之间形成台阶。因为夹持部件200的挤压单元210、220利用台阶被联接到电池组件100的上板110或下板120，所以当沿着横向方向(沿着x轴方向)发生振动或冲击时，夹持部件200受到台阶支撑，由此更加有效地防止夹持部件被分离开。
同时，支撑单元230可以具有带形状，该带形状具有预定的厚度和宽度及与电池组件100的堆叠厚度相对应的长度，并且支撑单元230还可以具有弯曲部分232，所述弯曲部分232在宽度的中央处呈凸形地形成，以在沿着厚度方向(沿着y轴方向)的一侧处突出。弯曲部分232可以利用卷边(beading)形成，并且与其中支撑单元230具有简单的平板形状的情形相比，支撑单元230的弹性强度可以进一步提高。
该一对挤压单元210、220和支撑单元230可以彼此一体地形成，并且还可以由带有大的弹性强度和高的导热率的金属材料制成。在此情形中，该一对挤压单元210、220分别从支撑单元230的长度方向(在z轴方向)上的两端延伸，并且被弯曲成面对彼此。
根据本公开的电池模块10使用如上所述的夹持部件200固定电池组件100的堆叠结构。
图4是示出根据本公开的实施例的电池模块和夹持部件的联接状态的图。图5是示出根据本公开的实施例的电池模块的上板的透视图。
如在图4和5中所示，夹持部件200利用挤压单元210、220被联接到电池组件100的端板110、120，以固定电池组件100的堆叠结构。为此，用作电池组件100的端板的上板110和下板120中的至少一个包括：与夹持部件200的卡扣配合部分212联接的配对卡扣配合部分112；和与夹持部件200的旋拧部分216联接的配对旋拧部分116。此时，配对卡扣配合部分112可以包括与设置在夹持部件200的卡扣配合部分212处的钩接孔214联接的钩接突起114。在另一实施例中，如果夹持部件200的卡扣配合部分212具有钩接突起，则端板110的配对卡扣配合部分112可以具有与相应的钩接突起联接的联接凹槽。
另外，当配对卡扣配合部分112被联接到夹持部件200的卡扣配合部分212时，配对旋拧部分116可以包括：螺钉轴118，其被插入到设置在夹持部件200的旋拧部分216处的插入凹槽218中；和螺母部件119，其联接到螺钉轴118，以固定夹持部件200。在此情形中，与夹持部件200的插入凹槽218相对应地，分别地在配对卡扣配合部分112的两侧处可以设置至少一个螺钉轴118。另外，与在夹持部件200的卡扣配合部分212和旋拧部分216之间的台阶相对应地，可以在配对卡扣配合部分112和配对旋拧部分116之间具有台阶。
更加详细地，如果夹持部件200例如经由卡扣配合被联接到电池组件100，则设置在电池组件100的上板110处的钩接突起114位于被设置在夹持部件200的上挤压单元210处的钩接孔214中，同时，上板110的螺钉轴118通过夹持部件200的U形插入凹槽218而自动位于插入凹槽218中。在这之后，如果螺母部件119被联接到螺钉轴118，则夹持部件200被完全联接。如果夹持部件200的上挤压单元210和下挤压单元220被彼此对应地成形，并且电池组件100的上板和下板110、120也彼此对应地成形，则夹持部件200的下挤压单元220和电池组件100的下板120也可以被以上述方式联接。
同时，通过同时使用夹持部件200和螺栓部件130(诸如，带肩螺栓)，根据本公开的实施例的电池模块10可以固定电池组件100的堆叠结构。例如，电池组件100的一侧可以通过联接夹持部件200而被固定，而电池组件100的另一侧可以通过联接螺栓部件130而被固定。在此情形中，电池组件100的上板110和下板120可以在彼此对应的位置处具有通孔111，使得螺栓部件130可以从中穿过。
如上所述，在本公开的实施例中，因为使用夹持部件固定包括有堆叠在其中的多个电池的电池组件的堆叠结构，所以可以最小化对要求独立联接空间的带肩螺栓的使用，可以改进空间效率，并且可以确保电池模块的易组装性。另外，因为夹持部件同时经由卡扣配合和旋拧被联接到电池组件，所以可以确保夹持部件的易联接性、防止夹持部件因电池组件的重量或外部冲击而被分离开，并且可以改进整个电池模块的耐久性。而且，因为夹持部件经由卡扣配合被联接到电池组件，所以设置在电池组件的端板处的螺钉轴被自动插入到在夹持部件处形成的U形插入凹槽中，由此确保夹持部件易于旋接。另外，因为在电池组件的端板处以及在夹持部件的卡扣配合部分与被旋拧部分之间形成台阶，使得夹持部件受到台阶支撑，所以可以更加有效地防止夹持部件被分离开。此外，根据以下说明，本领域技术人员将会清楚地理解，根据本公开的实施例还能够解决以上未提及的各种技术目的。
至此，已经详细描述了本公开的实施例。然而，本领域技术人员将会清楚地理解，能够在本公开的范围内做出各种修改。因此，这些实施例不应该被解释成限制性的，而是例示性的。换言之，本公开的真正范围在所附权利要求及其等同物中限定，并且这些修改应完全被视为落入本公开的范围内。

Claims (13)

1.一种夹持部件，包括：
一对挤压单元，所述一对挤压单元被构造为分别挤压在其中堆叠有多个电池的电池组件的上板和下板，从而固定所述电池组件的堆叠结构；和
支撑单元，所述支撑单元被构造为支撑所述一对挤压单元，使得所述电池组件的所述上板和所述下板由所述一对挤压单元挤压，所述一对挤压单元分别从所述支撑单元的两个纵向端延伸，并且被弯曲成彼此面对；
其中，所述一对挤压单元中的至少一个包括：
卡扣配合部分，所述卡扣配合部分经由卡扣配合被联接到所述上板或所述下板；和
旋拧部分，所述旋拧部分经由旋拧被联接到与所述卡扣配合部分联接的所述上板或所述下板，其中，所述旋拧部分具有插入凹槽，所述插入凹槽经由旋拧被联接到与所述卡扣配合部分联接的所述上板或所述下板，所述卡扣配合部分和所述旋拧部分之间形成有台阶，并且所述挤压单元利用所述台阶被联接到所述电池组件的上板或下板；并且
所述插入凹槽具有在联接侧处开口的U形状，使得当所述卡扣配合部分被联接到所述上板或所述下板时，设置在所述上板或所述下板处的螺钉轴被自动插入到所述插入凹槽中。
2.根据权利要求1所述的夹持部件，
其中，所述卡扣配合部分具有钩接孔，所述钩接孔被联接到设置在所述上板或所述下板处的钩接突起。
3.根据权利要求1所述的夹持部件，
其中，分别地在所述卡扣配合部分的两侧处设置至少一个插入凹槽。
4.根据权利要求1所述的夹持部件，
其中，所述支撑单元具有带形状，所述带形状具有预定的厚度和宽度以及与所述电池组件的堆叠厚度对应的长度，并且所述支撑单元具有弯曲部分，所述弯曲部分在所述宽度的中央处呈凸形地形成以在沿着厚度方向的一侧处突出。
5.根据权利要求4所述的夹持部件，
其中，所述一对挤压单元和所述支撑单元被一体地形成。
6.根据权利要求5所述的夹持部件，
其中，所述一对挤压单元和所述支撑单元由金属材料制成。
7.一种电池模块，包括；
根据权利要求1到6中任一项所述的所述夹持部件；和
其中堆叠有多个所述电池的所述电池组件，
其中，使用所述夹持部件固定所述电池组件的所述堆叠结构。
8.根据权利要求7所述的电池模块，
其中，所述电池组件包括：
所述电池组件的所述堆叠结构；以及
所述上板和所述下板，所述上板和所述下板分别布置在所述电池组件的所述堆叠结构的在堆叠方向上的上端和下端处，
其中，所述上板和所述下板中的至少一个包括：
配对卡扣配合部分，所述配对卡扣配合部分联接到所述夹持部件的所述卡扣配合部分；和
配对旋拧部分，所述配对旋拧部分联接到所述夹持部件的所述旋拧部分。
9.根据权利要求8所述的电池模块，
其中，所述配对卡扣配合部分包括钩接突起，所述钩接突起被联接到设置在所述夹持部件的所述卡扣配合部分处的钩接孔。
10.根据权利要求8所述的电池模块，
其中，所述配对旋拧部分包括：
螺钉轴，当所述配对卡扣配合部分被联接到所述夹持部件的所述卡扣配合部分时，所述螺钉轴被插入到设置在所述夹持部件的所述旋拧部分处的所述插入凹槽中；和
螺母部件，所述螺母部件联接到所述螺钉轴，以固定所述夹持部件。
11.根据权利要求10所述的电池模块，
其中，分别地在所述配对卡扣配合部分的两侧处设置至少一个螺钉轴。
12.根据权利要求11所述的电池模块，
其中，与在所述夹持部件的所述卡扣配合部分和所述旋拧部分之间的台阶相对应地，在所述配对卡扣配合部分和所述配对旋拧部分之间形成台阶。
13.根据权利要求8所述的电池模块，
其中，所述电池组件进一步包括被旋拧穿过所述电池组件的所述堆叠结构的螺栓部件，并且
其中，所述上板和所述下板分别具有在彼此对应的部位处形成的通孔，使得所述螺栓部件从所述通孔穿过。
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