CN107851758B - 电池模块和包括该电池模块的电池组 - Google Patents

电池模块和包括该电池模块的电池组 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电池模块，该电池模块包括：壳体，所述壳体具有第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和第二壳体彼此联接从而形成容纳空间；容纳在容纳空间中的多个二次电池；螺栓，所述螺栓具有螺纹部分和布置在螺纹部的端部上的螺栓头，所述螺纹部分具有形成在其外周向表面的至少一部分上的螺纹，其中螺纹部分贯穿第一壳体以被螺旋接合到第二壳体并且螺栓头被安装以被捕获至第一壳体，使得第一壳体和第二壳体被紧固；和置于第一壳体和螺栓头之间的O形环，其中O形环包括：空腔，其被刺穿以使螺纹部分插入在该中空部中；和铰链突起，其形成为与螺栓头相比沿着螺栓头的径向方向突出。

Description

电池模块和包括该电池模块的电池组
技术领域
本公开涉及电池模块和包括该电池模块的电池组。
本申请要求在韩国于2016年2月5日提交的韩国专利申请No.10-2016-0015160的优先权，该申请的公开内容通过引用并入本文。
背景技术
近来，因为对于便携式电子产品(诸如，笔记本、摄影机、移动电话等)的需求快速地增加，并且电动车辆、能量存储电池、机器人、卫星等的发展加速，所以正在积极地研究能够反复地充电和放电的高性能二次电池。
当前商业化的二次电池包括镍镉电池、镍金属氢化物电池、镍锌电池、锂二次电池等。在这些二次电池中，因为锂二次电池具有优点，即，如与镍基电池相比较几乎无任何记忆效应而自由地充电和放电，并且具有极低的自放电率和高能量密度，所以锂二次电池受到关注。
这种锂二次电池主要包括锂基氧化物和碳材料以分别作为正电极活性材料和负电极活性材料。锂二次电池包括：电极组件，分别涂覆有正电极活性材料和负电极活性材料的正电极板和负电极板布置在电极组件中，并且分隔物位于正电极板和负电极板之间；和外部，即电池外壳，电极组件和电解质被密封且容纳在电池外壳中。
通常，依赖于外部的形状，锂二次电池可以被分类成其中电极组件被嵌入在金属罐中的罐型二次电池和其中电极组件被嵌入在铝层压板的袋中的袋型二次电池。
近来，二次电池广泛地在中型和大型装置(诸如，汽车或者蓄电装置)中以及小型装置(诸如，便携式电子装置)中。当在中型和大型装置中使用二次电池时，大量的二次电池被彼此电连接以提高容量和输出。特别地，袋型二次电池由于易于被容纳和堆叠的优点，而经常用在中型和大型装置中。
图1是示意根据相关技术的电池模块的示意图。
这样，电池模块1可以指一种构件，在该构件中，大量的二次电池22被串联或者并联连接以提高容量、输出，等等。通常，电池模块1包括外壳10，外壳10容纳二次电池堆叠体20，在二次电池堆叠体20中堆叠有大量的二次电池22。另外，如在图1中所示，外壳10包括：上部外壳12，其容纳二次电池堆叠体20的上部；和下部外壳14，其容纳二次电池堆叠体20的下部，并且上部外壳12和下部外壳14通过螺栓30紧固于彼此。如在图1中所示，螺栓30安装为使得：螺纹部分32插入到刺穿上部外壳12的螺栓孔16中并且被螺旋联接到下部外壳14，并且使得螺栓头34被上部外壳12捕获，由此将上部外壳12和下部外壳14彼此紧固。
然而，当在二次电池22的充电-放电期间从二次电池22产生内部气体时，存在对二次电池22的内部气体通过上部外壳12的螺栓孔16泄漏到电池模块1外部的担心。为了解决这个问题，在根据相关技术的电池模块1中，O形环40安装成被置于螺栓头34和上部外壳12之间，由此密封螺栓孔16。O形环40安装成使得螺栓30的螺纹部分32插入到O形环40的中空部中，因此被置于螺栓头34和上部外壳12之间。然而，因为O形环40的直径通常小于螺栓头34，所以为检查是否安装了O形环40，需要将螺栓30从螺栓孔16分离。因此，在根据相关技术的电池模块1中，存在的问题是需要大量时间来检查是否安装了用于密封螺栓孔16的O形环40，并且担心由于检查是否安装了O形环40的方法的复杂性而在检查结果中发生误差。
另外，因为O形环40通常由具有弹性的合成材料制造，所以存在一些情形，其中由于在紧固螺栓30的过程中施加在螺栓头34和O形环40之间的剪切力，O形环40被扭曲而被朝向其中心拖曳。这样，当O形环40被扭曲时，二次电池22的内部气体可以通过螺栓孔16泄漏到电池模块1的外部，如同不安装O形环40的情形那样。为了检查O形环40的扭曲，与检查是否安装了O形环40的情形相类似地，需要将螺栓30从螺栓孔16分离。因此，在根据相关技术的电池模块1中，存在的问题在于需要大量时间检查用于密封螺栓孔16的O形环40是否被扭曲，并且担心由于检查O形环40是否被扭曲的方法的复杂性而在检查结果中发生误差。
发明内容
技术问题
本公开被设计用于解决相关技术的问题，并且因此本公开涉及提供电池模块和包括该电池模块的电池组，该电池模块的结构被改进，以易于检查是否安装了用于防止二次电池的内部气体的泄漏的O形环以及O形环是否被扭曲。
技术方案
在本公开的一个方面，提供一种电池模块，该电池模块包括：壳体，其包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和第二壳体彼此联接以形成容纳空间；容纳在容纳空间中的多个二次电池；螺栓，所述螺栓包括螺纹部分和螺栓头，所述螺纹部分具有形成于其外周向表面的至少一部分上的螺纹，所述螺栓头布置在螺纹部分的端部上，该螺栓构造为安装成使得螺纹部分贯穿第一壳体以被螺旋联接到第二壳体，并且安装成使得螺栓头被第一壳体捕获，从而将第一壳体和第二壳体彼此紧固；和O形环，其安装为置于第一壳体和螺栓头之间，其中O形环包括：中空部，其被刺穿以使螺纹部分插入在该中空部中；和识别突起，与螺栓头相比，该识别突起形成为沿着螺栓头的径向方向突出。
优选地，O形环的直径等于或者小于螺栓头的直径。优选地，识别突起形成为从O形环的周向表面沿着螺栓头的径向方向突出。
优选地，第一壳体包括：螺栓孔，所述螺栓孔被刺穿以使螺纹部分插入在螺栓孔中；和O形环，其被置于第一壳体和螺栓头之间以密封螺栓孔。
优选地，第一壳体包括O形环凹槽，该O形环凹槽形成为凹进以使O形环插入在O形环凹槽中。
优选地，O形环凹槽具有识别部分，该识别部分形成为沿着螺栓头的径向方向延伸，以使识别突起插入在所述识别部分中。
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：包括容纳空间和螺栓孔的壳体；容纳在容纳空间中的多个二次电池；螺栓，其包括螺纹部分和布置在螺纹部分的端部处的螺栓头，该螺栓安装成使得螺纹部分插入螺栓孔中，并且使得螺栓头被壳体捕获；和O形环，其安装成置于壳体和螺栓头之间，其中该O形环包括：中空部，其被刺穿以使螺纹部分插入在该中空部中；和识别突起，与螺栓头相比，该识别突起形成为沿着螺栓头的径向方向突出。
优选地，O形环的直径等于或者小于螺栓头的直径。
在本公开的又一方面，还提供一种电池组，该电池组包括：根据如上提出的本公开的一个方面的电池模块；和根据如上提出的本公开的另一方面的电池模块。
在本公开的又一方面，还提供包括根据如上提出的本公开的又一方面的电池组的车辆。
有利的效果
按照根据本公开的电池模块和包括该电池模块的电池组，当O形环被置于螺栓的螺栓头和壳体之间以密封螺栓的螺纹部分插入到其中的、壳体的螺栓孔时，对O形环设有识别突起，该识别突起与螺栓头相比较沿着螺栓头的径向方向突出，由此即使不将螺栓从螺栓孔分离，仍然可以通过该识别突起检查是否安装了O形环以及O形环是否被扭曲。
附图说明
图1是示意根据相关技术的电池模块的示意图。
图2是示意根据本公开一个优选实施例的电池模块的平面图。
图3是图2的电池模块沿着线I-I'截取的局部截面图。
图4是图3的电池模块沿着线II-II'截取的局部截面图。
具体实施方式
应该理解在说明书和所附权利要求中使用的术语不应该被理解为限制于一般的和词典的含义，而是基于允许本发明人为了最佳解释而适当地定义术语的原则基于对应于本公开的技术方面的含义和概念来解释。因此，因为在这里描述的实施例和绘图所示构造仅仅是优选实例，而不代表本公开所有的技术方面，所以应该理解，在不偏离本公开范围的情况下，能够实现各种等同和修改实例。
在绘图中，为了方便和清楚起见，每个构件的尺寸或者构成每个构件的具体部分的尺寸可能被夸大、省略或者示意性地示意。因此，每个构件的尺寸不完全反映其实际尺寸。当确定对本技术领域中已知的有关的功能或构造的说明会不必要地模糊本公开的主旨时，将省略这些说明。
图2是示意根据本公开一个优选实施例的电池模块的平面图，图3是图2的电池模块沿着线I-I'截取的局部截面图，并且图4是图3的电池模块沿着线II-II'截取的局部截面图。
参考图2和3，根据本公开一个优选实施例的电池模块100包括：壳体110，其包括第一壳体111和第二壳体112，第一壳体111和第二壳体112彼此联接以形成容纳空间113；二次电池堆叠体120，通过将多个二次电池122以多个层堆叠而获得二次电池堆叠体120，并且二次电池堆叠体120被容纳在壳体110的容纳空间113中；螺栓130，其包括螺纹部分132和螺栓头134，螺纹部分132穿过第一壳体111以被螺旋联接到第二壳体112，螺栓头134被第一壳体111捕获，螺栓130构造为将第一壳体111和第二壳体112彼此紧固；和O形环140，其被置于螺栓头134和第一壳体111之间，以防止从二次电池122产生的内部气体从壳体110的容纳空间泄漏。
多个电池模块100可以通过预定的电连接方法连接，并且构成电池组。另外，可以在车辆中安装和使用该电池组。
首先，壳体110是用于针对二次电池122的外侧保护二次电池122的部件。
如在图2中所示，壳体110被布置成围绕二次电池堆叠体120，并且电池管理系统(BMS)和其它的各种部件可以安装在壳体110的外表面上。如在图3中所示，壳体110包括第一壳体111和第二壳体112，所述第一壳体111和第二壳体112以能够彼此脱离和彼此联接的方式设置，并且形成用于容纳二次电池堆叠体120的容纳空间113。
如在图3中所示，第一壳体111布置成围绕二次电池堆叠体120的上部。如在图3中所示，第一壳体111包括：第一螺栓孔114，所述第一螺栓孔114被刺穿以使螺栓130的螺纹部分132插入第一螺栓孔114中；和O形环凹槽115，其形成为凹进的，以使O形环140至少部分地插入O形环凹槽115中。
如在图3中所示，第一螺栓孔114通过沿着上下方向贯穿第一壳体111而形成，以使螺栓130的螺纹部分132插入第一螺栓孔114中。第一螺栓孔114提供用于螺栓130的螺纹部分132穿过容纳空间113并延伸到第二壳体112的路径。
如在图4中所示，O形环凹槽115具有对应于O形环140的形状，以使得O形环140至少部分地插入O形环凹槽115中，并且O形环凹槽115形成为在第一壳体111的上表面上凹进以围绕第一螺栓孔114。O形环凹槽115支撑O形环140，以使被置于螺栓130的螺栓头134和第一壳体111的上表面之间的O形环140不被移动。
另外，如在图4中所示，O形环凹槽115包括识别部分115a，识别部分115a形成为延伸以使以下描述的O形环140的识别突起144插入识别部分115a中。识别部分115a形成为从O形环凹槽115的一侧沿着螺栓头134的径向方向、即沿着O形环140的径向方向延伸。
如在图3中所示，第二壳体112被布置成围绕二次电池堆叠体120的下部。如在图3中所示，第二壳体112包括第二螺栓孔116，所述第二螺栓孔116被刺穿以螺旋联接至延伸到第二壳体112的、螺纹部分132的下端。
如在图3中所示，第二螺栓孔116优选地形成在第二壳体112的上表面上，使得仅第二螺栓孔116的上部开放，而第二螺栓孔116的下部闭合，但不局限于此。
接下来，二次电池堆叠体120是用于提供电力的部件。
如在图3中所示，二次电池堆叠体120包括所述多个二次电池122和多个盒124，多个盒124中的每一个容纳至少一个二次电池122。
每一个二次电池122优选地包括锂聚合物电池。然而，本公开不限于此，并且每个二次电池122可以包括锂离子电池、镍镉电池、镍金属氢化物电池、镍锌电池等。
优选地以袋型构造每一个二次电池122。然而，本公开不限于此，而是每一个二次电池122可以构造成圆柱形类型、矩形类型，等等。
每一个盒124容纳并且保持至少一个二次电池122，并且因此防止二次电池122的移动。另外，如在图3中所示，盒124可以安装为被螺栓130的螺纹部分132贯穿，并且因此被螺栓130的螺纹部分132固定。盒124构造为能够彼此堆叠，从而可容易地堆叠和组装二次电池122。因此，盒124堆叠成多层，从而形成二次电池堆叠体120。
图4是图3的电池模块沿着线II-II'截取的局部截面图。
接下来，螺栓130是用于将第一壳体111和第二壳体112彼此紧固的部件。
如在图3中所示，螺栓130包括：螺纹部分132，其具有在外周向表面的至少一部分上形成的螺纹；和螺栓头134，其布置在螺纹部分132的端部处。
螺纹部分132具有预定的长度，使得螺纹部分132的下端依次顺序地穿过第一螺栓孔114和容纳空间113，并且被螺旋联接到第二螺栓孔116。虽然螺纹部分132的螺纹132a优选地仅形成在螺旋联接到第二螺栓孔116的、螺纹部分132的下端的外周向表面上，但本公开不限于此。
螺栓头134布置在螺纹部分132的上端处，并且螺栓头134具有的直径大于第一螺栓孔114，以不插入第一螺栓孔114中。
如在图3中所示，螺栓130可以被安装成使得螺纹部分132被螺旋联接到第二螺栓孔116，并且螺栓头134被第一壳体111的上表面捕获，由此将第一壳体111和第二壳体112彼此紧固。
接下来，O形环140是用于防止二次电池122的内部气体从壳体110泄漏出的部件。
O形环140优选地由具有弹性的合成树脂材料形成，但不限于此。如在图4中所示，O形环140包括：中空部142，其被刺穿以使螺纹部分132插入中空部142中；和识别突起144，其形成为与螺栓头134相比较沿着螺栓头134的径向方向突出。另外，如在图4中所示，识别突起144优选地形成为从O形环140的周向表面突出，但不限于此。
O形环140安装在O形环凹槽115中，以被置于螺栓头134的底表面和第一壳体111的上表面之间，并且识别突起144安装成插入O形环凹槽115的识别部分115a中。由此，O形环140可以密封第一螺栓孔114，因此防止从二次电池122产生的内部气体通过第一螺栓孔114从壳体110泄漏出。
在O形环140正常安装的情形中，当从电池模块100外侧观察第一壳体111的上表面时，识别突起144被容纳在识别部分115a中，以与螺栓头134相比较沿着螺栓头134的径向方向突出。另一方面，在由于过程误差或其它原因而未安装O形环140或者O形环140因安装螺栓130时施加的剪切力而被扭曲的情形中，当从电池模块100的外侧观察第一壳体111的上表面时，识别突起144不被容纳在识别部分115a中，或仅仅部分地容纳在识别部分115a中。因此，在电池模块100中，因为即使在不将螺栓130从第一螺栓孔114分离的情况下时也可以通过识别突起144同时检查是否安装了O形环140以及O形环140是否被扭曲，所以可以提高生产率。
虽然在安装螺栓130以将第一壳体111和第二壳体112彼此紧固时，O形环140已被描述为置于第一壳体11和螺栓130的螺栓头134之间并且被用于密封螺栓130的螺纹部分132插入其中的、第一壳体111的第一螺栓孔114，但是本公开不限于此。即当与以上阐述的螺栓130不同的螺栓(未示出)被安装在壳体110中以用于将第一壳体111和第二壳体112彼此紧固的目的之外的目的时，O形环140可以置于壳体110和螺栓的螺栓头(未示出)之间并且被用于密封螺栓的螺纹部分(未示出)插入其中的、壳体110的螺栓孔(未示出)。因此，即使在此情形中，与以上阐述的螺栓130的情形相类似地，即使在不将螺栓从螺栓孔分离螺栓的情况下，仍可以通过识别突起144同时检查是否安装了O形环140，以及O形环140是否被扭曲。
至此，虽然已经与附图相结合参考具体实施例描述了本公开，但是应该理解，本公开不受这些实施例限制，并且在不偏离本公开的范围的情况下，本领域技术人员能够实现各种修改、改变和等价实施例。
工业实用性
本公开涉及电池模块和包括该电池模块的电池组，并且如上阐述的电池模块和电池组可以被特别地应用于与二次电池有关的产业。

Claims (8)

1.一种电池模块，包括：
壳体，所述壳体包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体彼此联接以形成容纳空间；
多个二次电池，所述多个二次电池被容纳在所述容纳空间中；
螺栓，所述螺栓包括螺纹部分和布置在所述螺纹部分的端部处的螺栓头，所述螺栓被构造成通过如下方式将所述第一壳体和所述第二壳体彼此紧固，即：所述螺栓被安装成使得所述螺纹部分贯穿所述第一壳体以被螺旋联接到所述第二壳体，并且使得所述螺栓头被所述第一壳体捕获；和
O形环，所述O形环被安装为置于所述第一壳体和所述螺栓头之间，
其中，所述O形环包括：
中空部，所述中空部被刺穿以使得所述螺纹部分插入所述中空部中；和
识别突起，与所述螺栓头相比，所述识别突起形成为沿着所述螺栓头的径向方向突出，
其中，所述第一壳体包括O形环凹槽，所述O形环凹槽形成为凹进的，以使得所述O形环插入所述O形环凹槽中，并且
其中，所述O形环凹槽具有识别部分，所述识别部分形成为沿着所述螺栓头的所述径向方向延伸，以使得所述识别突起插入所述识别部分中。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述O形环的直径等于或者小于所述螺栓头的直径。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述识别突起形成为从所述O形环的周向表面沿着所述螺栓头的所述径向方向突出。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述第一壳体包括螺栓孔，所述螺栓孔被刺穿以使得所述螺纹部分插入所述螺栓孔中，并且
所述O形环被置于所述第一壳体和所述螺栓头之间以密封所述螺栓孔。
5.一种电池模块，包括：
壳体，所述壳体包括容纳空间和螺栓孔；
多个二次电池，所述多个二次电池被容纳在所述容纳空间中；
螺栓，所述螺栓包括螺纹部分和布置在所述螺纹部分的端部处的螺栓头，所述螺栓被安装成使得所述螺纹部分插入所述螺栓孔中，并且所述螺栓头被所述壳体捕获；和
O形环，所述O形环被安装成置于所述壳体和所述螺栓头之间，
其中，所述O形环包括：
中空部，所述中空部被刺穿以使得所述螺纹部分插入所述中空部中；和
识别突起，与所述螺栓头相比，所述识别突起形成为沿着所述螺栓头的径向方向突出，
其中，所述壳体包括O形环凹槽，所述O形环凹槽形成为凹进的，以使得所述O形环插入所述O形环凹槽中，并且
其中，所述O形环凹槽具有识别部分，所述识别部分形成为沿着所述螺栓头的所述径向方向延伸，以使得所述识别突起插入所述识别部分中。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其中，所述O形环的直径等于或小于所述螺栓头的直径。
7.一种电池组，所述电池组包括根据权利要求1到6中任一项所述的电池模块。
8.一种车辆，所述车辆包括根据权利要求7所述的电池组。
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