CN107925044B - 电池连接单元及包括该电池连接单元的电池组 - Google Patents

电池连接单元及包括该电池连接单元的电池组 Download PDF

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Abstract

公开了一种电池连接器以及包括该电池连接器的电池组，所述电池连接器被安置在下壳体上并且从上壳体突出，使得该电池连接器适于防止水从外部渗入上壳体。根据本发明的电池连接器包括：塑料构件，其被电连接至在电池组的下壳体与上壳体之间的电池层叠体，并且与所述上壳体接触；和金属端子，其插入所述上壳体中，其中所述塑料构件部分地围绕所述金属端子，并且其中所述金属端子具有圆形柱体的形状。此外，公开了包括该电池连接器的电池组。

Description

电池连接单元及包括该电池连接单元的电池组
技术领域
本发明涉及适于防止从外部渗水的电池连接单元以及包括该电池连接单元的电池组。
本申请要求于2015年10月22日提交的韩国专利申请No.10-2015-0147514的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
背景技术
近年来，为减少因车辆的废气引起的空气污染，基于以内燃机和/或电动机确保驱动力的研究来制造车辆。因此，车辆按照混合动力车辆、插电式混合动力车辆和电动车辆的顺序发展起来。在此情形下，混合动力车辆和插电式混合动力车辆包括内燃机、电动机和电池组，并且电动车辆包括电动机和电池组，而不包括内燃机。
此外，电池组也随着混合动力车辆、插电式混合动力车辆和电动车辆而发展。电池组被构造成向电动车辆充电和/或从电动车辆充电。电池组具有电池层叠体，电池层叠体被下壳体和上壳体围绕并且由包括在其中的二次电池组成。在此，下壳体具有至少一个电连接至电池层叠体的电端子。电端子被橡胶密封件围绕并且插入上壳体的通孔中，以从上壳体突出。
在此情形下，如果橡胶密封件在下壳体与上壳体之间弹性变形严重，则橡胶密封件部分地敞开上壳体与电端子之间的空间。橡胶密封件的不良弹性变形允许水从上壳体的外部渗透到上壳体的通孔中。渗水形成沿着电端子朝向电池组内部的水流路径，并且导致电池组中的元件之间的电短路。
因此，为防止因渗水而导致电池组中的元件之间的电短路，已经进行了各种研究。这些研究中包括日本未经审查专利申请公布H10-69893(1998年3月10日公开)，其名称为“具有带防水结构的电极窗口的电池组”。电池组电池包括下壳体与上壳体之间的橡胶海绵和端子座。橡胶海绵位于端子座上，并且端子座具有由橡胶海绵围绕的凸电极部分。
凸电极部分在其上侧以电极端子覆盖并且插入上壳体的电极窗口中。橡胶海绵被上壳体稳定地压在电池组电池内部而发生弹性变形，由此屏蔽电极窗口与凸端子部分之间的空间。然而，如果橡胶海绵在电池组的使用寿命期间老化，则与起初安装到凸端子部分时相比，橡胶海绵硬化，由此容易由于与外围元件摩擦而被磨损或腐蚀。
橡胶海绵的磨损和腐蚀导致对上壳体与穿过上壳体的电极窗口的凸端子部分之间的空间的屏蔽出现瑕疵。这样，如果橡胶海绵老化，则水可能从上壳体的外部渗透到上壳体的电极窗口。
发明内容
技术问题
本公开旨在解决相关技术的问题，因而本公开涉及提供一种电池连接单元以及包括该电池连接单元的电池组，所述电池连接单元适用于即便将电池连接单元置于下壳体上并且从上壳体的连接窗口突出以使下壳体与上壳体彼此联接也能可靠地防止水从上壳体的外部渗透到连接窗口。
技术方案
在本公开的一个方面，提出一种电池连接单元，其被电连接至在电池组的下壳体与上壳体之间的电池层叠体，并且包括构造成与所述上壳体接触的塑料构件以及插入所述上壳体中的金属端子，其中所述塑料构件以圆柱形状围绕所述金属端子的下部并且暴露所述金属端子的上部，并且其中所述金属端子由圆柱体制成并且在所述金属端子的所述下部中包括在所述圆柱体的侧壁处形成的环形突起和齿轮形突起图案。
优选地，所述塑料构件可以包括依次定位并且一体形成的下缓冲部和上缓冲部，并且所述下缓冲部可以具有小于所述上缓冲部的外径。
在一个实施例中，所述下缓冲部可以围绕所述环形突起，并且所述上缓冲部可以围绕所述齿轮形突起图案。
在另一个实施例中，所述下缓冲部可以被插入所述下壳体的支撑部中，并且所述上缓冲部可以通过其端部焊接到由塑料制成的所述上壳体。
同时，可以在所述圆柱体的侧壁处设置被设置在不同水平上的多个突起，并且可以在所述圆柱体的侧壁处设置被设置在不同水平上的多个突起图案。
在此，所述突起图案可以在所述圆柱体的侧壁的相同水平上具有锯齿部分。
根据本公开，所述金属端子的所述圆柱体可以在所述金属端子的所述上部处用作插塞触点，并且所述金属端子的所述圆柱体可以在所述金属端子的所述上部且在所述圆柱体的侧壁处具有连接凹槽。
根据本公开，所述金属端子可以通过所述下缓冲部电连接至所述电池层叠体。
在本公开的另一方面，还提出一种电池组，包括：下壳体，其包括至少一个电池连接单元；电池层叠体，其被容纳在所述下壳体中并且电连接至所述电池连接单元；以及上壳体，其由塑料制成并且被构造成覆盖所述下壳体和所述电池层叠体，其中所述电池连接单元包括金属端子以及部分地围绕所述金属端子的塑料构件，并且其中所述金属端子被设置成穿过所述上壳体，并且所述塑料构件在所述上壳体的下部固定至所述上壳体。
优选地，所述金属端子可以由圆柱体制成并且在所述金属端子的所述下部包括在所述圆柱体的侧壁处形成的环形突起和齿轮形突起图案，并且所述金属端子的所述圆柱体可以在所述金属端子的所述上部用作插塞触点。
在一个实施例中，所述塑料构件可以包括依次定位并且一体形成的下缓冲部和上缓冲部，所述下缓冲部可以具有围绕所述环形突起的圆柱形状，并且所述上缓冲部可以具有外径大于所述下缓冲部的圆柱形状，以围绕所述齿轮形突起图案。
根据本公开，所述上壳体可以在与所述塑料构件接触的一侧和与之相反的另一侧具有平坦表面。
可选地，所述上壳体可以具有在与所述塑料构件接触的一侧形成的容纳所述塑料构件的凹部，并且在另一侧形成的对应于所述凹部的凸部。
根据本公开，所述上壳体可以借助于激光焊接沿着位于所述塑料构件的端部的突起被焊接。
可选地，所述上壳体可以借助于激光焊接沿着所述凸部被焊接到位于所述塑料构件的端部的突起。
有益效果
根据本公开的电池连接单元可以在对塑料构件以及由塑料制成的上壳体施加激光焊接时确定地防止水从上壳体的外部渗透连接窗口，因为电池连接单元包括置于电池组的下壳体上的塑料构件以及由该塑料构件部分地围绕并且从上壳体的连接窗口突出的金属端子。
根据本公开的电池组可以通过借助于电池连接单元的塑料构件和金属端子将塑料构件在上壳体下方的位置焊接到上壳体上，并且使金属端子从上壳体的连接窗口中露出，防止因水从上壳体的外部渗透到连接窗口而导致下壳体与上壳体间的元件之间的电短路。
附图说明
附图示出本公开的优选实施例，并且连同前述公开一起用来提供对本公开的技术精神的进一步理解，因此本公开不应解释为限于附图。
图1是示意性示出根据本公开的实施例的电池组的分解透视图。
图2是示出在图1的电池组中使用的、置于下壳体上的电池连接单元的局部放大透视图。
图3至图7是图示制造图1的电池组的方法的示意图。
图8和图9是图示根据本公开的修改实施例的制造电池组的方法的示意图。
具体实施方式
下文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，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通常含义或字典含义，而应基于允许发明人适当地定义术语以便做出最佳解释的原则基于与本公开的技术方面相对于的含义和构思来解读。因此，本文中提出的描述只是仅出于说明目的的优选示例，而非旨在限制本公开的范围，故应当理解，在不脱离本公开范围的情况下，能够对其做出其它等同变化和修改。
在如下所述的实施例中，电池单体是指二次电池。在此，锂二次电池通常称为其中锂离子在充放电过程中用作操作离子以在正极和负极处引起电化学反应的二次电池。然而，本公开的范围显然不限于此。
图1是示意性示出根据本公开的实施例的电池组的分解透视图。
参照图1，根据本公开的电池组140包括下壳体90、电池层叠体100、电子电路部件110和上壳体130。下壳体90被构造成容纳电池层叠体100。下壳体90包括位于电池层叠体100的外围处的支撑部10以及相应地位于支撑部10上的电池连接单元80。
支撑部10允许放置电池连接单元80。电池连接单元80通过支撑部10上的电线L(图2)被电连接至电池层叠体100。优选地，下壳体90可以由塑料或其它材料制成的绝缘体组成。电池层叠体100位于支撑部10之间，并且包括电池单体(未示出)。
优选地，电池单体可以是袋型电池单体。电子电路部件110被电连接至电池层叠体100，虽然图中未示出，但电子电路部件110可以包括诸如处理器、模拟前端电路和开关的电气元件，它们被用于控制电池层叠体100的电池单体的充电或放电过程或者感测每个电池单体的电流或电压。
上壳体130具有与电子电路部件110的电气元件的形状相对应的弯曲部分124，并且覆盖下壳体90、电池层叠体100和电子电路部件110。此外，上壳体130具有相应地对应于电池连接单元80的连接窗口122。优选地，上壳体130可以由塑料制成。
图2是示出在图1的电池组中使用的、置于下壳体上的电池连接单元的局部放大透视图。
参照图2，电池连接单元80位于下壳体90的支撑部10处，并且插入支撑部10的配合孔5中。电池连接单元80包括金属端子50以及部分地围绕金属端子50的下部的塑料构件70。优选地，金属端子50由具有圆柱体形状的铜(Cu)材料制成。
在一个实施例中，塑料构件70以圆柱形状围绕金属端子50的下部并且暴露金属端子50的上部。更详细地，塑料构件70包括依次定位且一体形成的下缓冲部63和上缓冲部66。优选地，下缓冲部63具有小于上缓冲部66的外径。
更优选地，尽管图中未示出，但下缓冲部63在与上缓冲部66相反的一侧暴露金属端子50的底部。在此，金属端子50通过下缓冲部63与电线L接触，并且通过使用电线L而电连接至图1的电池层叠体100。
图3至图7是图示制造图1的电池组的方法的示意图。
参照图3，可以制备金属端子50。优选地，金属端子50可以由具有圆柱体40的形状的铜材料制成。金属端子50在其下部可以在圆柱体40的侧壁处依序包括环形突起23和齿轮形突起图案29。在一个实施例中，多个突起23可以被设置在圆柱体40的侧壁的不同水平上。
在另一个实施例中，多个突起图案29可以被设置于圆柱体40的侧壁的不同水平上。突起图案29可以在圆柱体40的侧壁的相同水平上具有锯齿部分26。此外，金属端子50在其上部可以在圆柱体40的侧壁处具有连接凹槽34，并且圆柱体40在其上部可以用作插塞触点38。
优选地，圆柱体40在金属端子50的下部具有基本上相同的外径，并且在金属端子50的上部从突起图案29朝向插塞触点38的端部逐渐变细。在此，插塞触点38被构造成插入在图1的电池组140的外围处从外部电气设备(未示出)抽出的帽形电端子中，并且连接凹槽34可以是被构造成容纳位于电端子内部的钩状突起并且分别与这些钩状突起接触。
参照图4，金属端子50可以用塑料被嵌件注塑(insert-injected)。借助于嵌件注塑，可以在金属端子50的下部形成塑料构件70。塑料构件70可以包括依次定位的下缓冲部63和上缓冲部66。优选地，下缓冲部63可以在金属端子50处围绕图3的环形突起23。
当对下缓冲部63的与上缓冲部66相反的一侧施加外力时，突起23可以被插入下缓冲部63中并且支撑下缓冲部63，由此防止塑料构件70与金属端子50分离。在一个实施例中，上缓冲部66可以围绕图3的在金属端子50处的齿轮形突起图案29。
当从上缓冲部66周围对上缓冲部66施加外力时，突起图案29可以被插入上缓冲部66中并且支撑上缓冲部66，由此防止塑料构件70与金属端子50分离。在此，金属端子50和塑料构件70可以构造电池连接单元80。
参照图5，在电池连接单元80处，塑料构件70在其端部具有突起69。优选地，突起69沿着塑料构件70的上缓冲部66的端部位于金属端子50周围。突起69可以位于塑料构件70的前端，以与图7的上壳体130接触。
接下来，如图1所示，可以单独制备下壳体90、电池层叠体100、电子电路部件110和上壳体130。
参照图6，关于下壳体90，电池连接单元80可以被置于下壳体90上。更详细地，电池连接单元80可以通过塑料构件70的下缓冲部63而沿预定方向D插入下壳体90的支撑部10的配合孔5中。随后，如图1所示，电池层叠体100可以被容纳在下壳体90中。
优选地，电池层叠体100可以通过图2的电线L而电连接至电池连接单元80。随后，尽管图中未示出，但电子电路部件110可以被置于电池层叠体100上并且电连接至该电池层叠体。接下来，上壳体130可以被置于下壳体90、电池层叠体100和电子电路部件110上。
优选地，上壳体130的连接窗口122可以与下壳体90的电池连接单元80对准。换言之，上壳体130的连接窗口122可以与电池连接单元80处的金属端子50的插塞触点38对准。
参照图7，上壳体130可以通过连接窗口122而插入电池连接单元80中。优选地，电池连接单元80的插塞触点38经由连接窗口122穿过上壳体130，并且电池连接单元80的塑料构件70与上壳体130接触。
在此，上壳体130可以在与塑料构件70接触的一侧以及与之相反的另一侧具有平坦表面。接下来，可以对上壳体130施加激光焊接。优选地，可以沿预定方向R1在插塞触点38的周围对上壳体130施加激光焊接。
更详细地，上壳体130可以借助于激光焊接沿着位于塑料构件70的上缓冲部66的端部处的突起69(图5)来焊接。因而，上缓冲部66可以通过其端部焊接到由塑料制成的上壳体130。通过如此操作，塑料构件70可以在上壳体130的下部固定至上壳体130。
图8和图9是图示根据本公开的修改实施例的制造电池组的方法的示意图。
参照图8和图9，图6的电池连接单元80可以被置于下壳体90上，并且插入上壳体130的连接窗口128中。上文参照图6描述出电池连接单元80与下壳体90的联接过程。在此，上壳体130可以具有在与塑料构件70接触的一侧形成的容纳塑料构件70的凹部G，以及在与其相反的另一侧形成的对应于凹部G的凸部129。
优选地，上壳体130可以具有在其一个表面形成的容纳孔127，使得凹部G敞开。通过如此操作，电池连接单元80的塑料构件70可以通过容纳孔127插入凹部G中。随后，可以对上壳体130施加激光焊接。优选地，可以沿预定方向R1对上壳体130的凸部129施加激光焊接。
通过如此操作，可以借助于激光焊接而将上壳体130焊接到位于塑料构件70的端部处的突起69。
已经对本公开予以详细描述。然而，应当理解，示出本公开优选实施例的详细说明和具体示例仅通过举例给出，因为根据该详细描述，本公开范围内的各种更改和修改对于本领域技术人员而言显而易见。

Claims (11)

1.一种电池连接单元，所述电池连接单元被电连接至电池组的下壳体与上壳体之间的电池层叠体，并且包括被构造成与所述上壳体接触的塑料构件和插入所述上壳体中的金属端子，
其中，所述塑料构件以圆柱形状围绕所述金属端子的下部，并且暴露所述金属端子的上部，其中，所述塑料构件包括依次定位并且一体形成的下缓冲部和上缓冲部，所述下缓冲部具有小于所述上缓冲部的外径，并且
其中，所述金属端子由圆柱体制成，并且在所述金属端子的所述下部中依序包括在所述圆柱体的侧壁处形成的环形突起和齿轮形突起图案，所述下缓冲部围绕所述环形突起，并且所述上缓冲部围绕所述齿轮形突起图案。
2.根据权利要求1所述的电池连接单元，
其中，所述下缓冲部被插入所述下壳体的支撑部中，并且
其中，所述上缓冲部通过所述上缓冲部的端部被焊接到由塑料制成的所述上壳体。
3.根据权利要求1所述的电池连接单元，
其中，设置有位于所述圆柱体的所述侧壁的不同水平上的多个突起，并且
其中，设置有位于所述圆柱体的所述侧壁的不同水平上的多个突起图案。
4.根据权利要求1所述的电池连接单元，
其中，所述突起图案具有在所述圆柱体的所述侧壁的相同水平上的锯齿部分。
5.根据权利要求1所述的电池连接单元，
其中，所述金属端子的所述圆柱体在所述金属端子的所述上部处用作插塞触点，并且
其中，在所述金属端子的所述上部处且在所述圆柱体的侧壁处，所述金属端子的所述圆柱体具有连接凹槽。
6.根据权利要求1所述的电池连接单元，
其中，所述金属端子通过所述下缓冲部被电连接至所述电池层叠体。
7.一种电池组，包括：
下壳体，所述下壳体包括至少一个电池连接单元；
电池层叠体，所述电池层叠体被容纳在所述下壳体中，并且被电连接至所述电池连接单元；以及
上壳体，所述上壳体由塑料制成，并且被构造成覆盖所述下壳体和所述电池层叠体，
其中，所述电池连接单元包括金属端子以及部分地围绕所述金属端子的塑料构件，并且
其中，所述金属端子被设置成穿过所述上壳体，并且所述塑料构件在所述上壳体的下部处固定至所述上壳体，
其中，所述金属端子由圆柱体制成，并且在所述金属端子的下部中依序包括在所述圆柱体的侧壁处形成的环形突起和齿轮形突起图案，并且所述金属端子的所述圆柱体在所述金属端子的上部处用作插塞触点，
其中，所述塑料构件包括依次定位并且一体形成的下缓冲部和上缓冲部，
其中，所述下缓冲部具有围绕所述环形突起的圆柱形状，并且
其中，所述上缓冲部具有外径大于所述下缓冲部的圆柱形状，以围绕所述齿轮形突起图案。
8.根据权利要求7所述的电池组，
其中，所述上壳体在与所述塑料构件接触的一侧和与所述一侧相反的另一侧处具有平坦表面。
9.根据权利要求7所述的电池组，
其中，所述上壳体具有在与所述塑料构件接触的一侧形成的容纳所述塑料构件的凹部以及在另一侧形成的对应于所述凹部的凸部。
10.根据权利要求8所述的电池组，
其中，借助于激光焊接，沿着位于所述塑料构件的端部的突起来焊接所述上壳体。
11.根据权利要求9所述的电池组，
其中，借助于激光焊接，所述上壳体沿着所述凸部被焊接到位于所述塑料构件的端部处的突起。
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