CN107996006A - 包括导线固定肋的电池模块 - Google Patents

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Abstract

公开了一种包括导线固定肋的电池模块。所述电池模块包括：由多个电池单元构成的电池单元堆叠件，所述电池单元堆叠件构造为使得所述电池单元在彼此侧向地相邻的状态下堆叠，所述电池单元堆叠件在其一端提供有台阶部；第一模块盖和第二模块盖，所述第一模块盖和第二模块盖在覆盖设置于所述电池单元堆叠件的相对侧上的电极端子的同时彼此耦接；端子板，所述端子板用于将所述电池单元的电极端子彼此电连接；电池管理系统(BMS)，所述电池管理系统(BMS)安装在所述电池单元堆叠件的所述台阶部中用于控制所述电池模块的操作；和电压传感导线，所述电压传感导线布置在所述电池单元堆叠件上，所述电压传感导线的每一个的一端连接到形成在所述端子板的部分上的电压传感端子中相应的一个，另一端连接到所述BMS。

Description

包括导线固定肋的电池模块
技术领域
本申请要求于2015年7月21日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0102747号的权益，通过引用将上述专利申请的公开内容作为整体结合在此。
本发明涉及一种包括导线固定肋的电池模块。
背景技术
近年来，可重复地充电和放电的二次电池已被广泛地用作无线移动装置的能源。另外，二次电池作为解决由于现有的使用矿物燃料的汽油车辆和柴油车辆而引起的诸如空气污染之类的问题而开发的电动车辆和混合动力车辆的能源已备受关注。因此，由于二次电池的优点，使用二次电池的各种应用正在增加，并且此后二次电池有望应用于比现在更多的应用和产品中。
基于电极的构造和电解质，二次电池可以分为锂离子电池、锂离子聚合物电池、或锂聚合物电池。特别地，因为锂离子聚合物电池的电解质泄漏的可能性低并且容易制造，所以锂离子聚合物电池已被越来越多地使用。
基于电池壳体的形状，二次电池也可以分为具有安装在圆柱形金属罐中的电极组件的圆柱形电池、具有安装在棱柱形金属罐中的电极组件的棱柱形电池、或者具有安装在由铝层压片制成的袋形壳体中的电极组件的袋形电池。
二次电池正广泛地用作多种电子产品以及各种移动装置的能源。然而，二次电池中包含各种可燃材料。因此，由于二次电池的过度充电、二次电池的过载电流、或施加于二次电池的其他外部物理冲击，锂二次电池可能会过热或爆炸。
为此，二次电池设置有安全系统，例如，当二次电池过度充电或过度放电时或当过载电流在二次电池中流动时用于中断电流的保护电路；正温度系数(PTC)元件(PositiveTemperature Coefficient Element)，其电阻在当二次电池的温度升高时极大地增大从而中断电流；或者当由于气体的产生而导致压力增加时用于中断电流或排出气体的安全通气口。同时，构造为具有多个电池模块组合于其中的多单元结构的多单元型中型或大型电池组设置有用于保护电池单元免受过度充电、过度放电、或过载电流的安全系统，诸如熔断器、双金属片、或电池管理系统(BMS)。
安全系统经由导线连接到电压传感端子以便检测电池单元或单位模块的电压。
图1是示出使用粘合剂来固定电压传感导线的常规电池模块的典型视图。
参照图1，用于电压检测的电压传感端子30形成在电池模块10的上表面上。导线50连接到电压传感端子30。施用粘合剂60以便固定导线50，所述导线50从电池模块的中间延伸到电池模块的一侧。
在这个结构中，电压传感端子和导线被焊接，并且施用粘合剂以便固定导线。或者，可使用粘胶带来固定导线。
在使用粘合剂或粘胶带来固定导线的情况下，极大地破坏了电池模块的外观美感，因此降低了消费者的可信度和满意度。
此外，粘合剂可能无法均匀地施用，也可能无法施用到不适当的位置。在这种情况下，导线可能不会被均匀地固定，因此当在输送线上执行制造工艺时，导线可能会分开。
而且，由于使用粘合剂，可能会增加材料成本和制造成本，以及制造工艺执行不规范，因此可能会增加单件工时。
发明内容
技术问题
因此，作出本发明来解决上述问题以及其他尚未解决的技术问题。
具体地，本发明的一个目的在于提供一种电池模块，所述电池模块构造为在模块盖的上端以交替的方式形成用于固定电压传感导线的肋来固定导线，以解决电池模块的外观美感的劣化、制造电池模块的成本增加、以及制造电池模块的过程中的不均匀性，这些问题可能会在使用粘合剂或粘胶带来固定电压传感导线的情况下发生，所述电压传感导线是连接到电压传感端子和电池管理系统(BMS)，以便保护二次电池。
技术方案
根据本发明的一个方面，上述和其它目的可以通过提供一种电池模块来实现，所述电池模块包括：由多个电池单元构成的电池单元堆叠件，所述电池单元堆叠件构造为使得电池单元在彼此侧向地相邻的状态下堆叠，所述电池单元堆叠件在其一端设置有台阶部；第一模块盖和第二模块盖，所述第一模块盖和第二模块盖在覆盖设置于电池单元堆叠件的相对侧上的电极端子的同时彼此耦接；端子板，所述端子板用于将电池单元的电极端子彼此电连接；电池管理系统(BMS)，所述电池管理系统(BMS)安装在电池单元堆叠件的台阶部中用于控制电池模块的操作；以及电压传感导线，所述电压传感导线布置在电池单元堆叠件上，所述电压传感导线的每一个的一端连接到形成在端子板的部分上的电压传感端子中相应的一个，另一端连接到BMS。
也就是说，在根据本发明的包括导线固定肋的电池模块中，电压传感导线无需使用粘合剂或粘胶带进行固定，由此为电池模块提供美观的外观，防止由于使用粘合剂或粘胶带导致的成本的增加，以及通过从上方推动电压传感导线以固定电压传感导线的简单且均匀的制造工艺来提高单件工时。
根据本发明，电池单元的每一个可以是圆柱形电池单元。
在一个具体的实施例中，电池单元堆叠件可构造为使得布置在下层中的电池单元的数量大于布置在上层中的电池单元的数量。
在这种情况下，台阶部可位于电池单元堆叠件的上端的一侧，电池模块在BMS安装在台阶部中的状态下可具有六面体形状。
在一个具体的实施例中，第一模块盖和第二模块盖可构造为具有将电池单元堆叠件容纳在第一模块盖和第二模块盖中的结构。
在这个结构中，第一模块盖和第二模块盖可在与电极端子相对应的位置处设置有与用于将电池单元彼此电连接的端子板的形状相对应的孔。
在这种情况下，贯通通道可限定在第一模块盖和第二模块盖中，能够冷却电池单元的冷却剂可沿着所述贯通通道流动。
第一模块盖和第二模块盖可使用紧固构件彼此耦接。
此外，用于增加在第一模块盖和第二模块盖之间的耦接力的增强部件可安装到第一模块盖和第二模块盖的外侧。增强部件可构造为具有钩结构或者可构造为弹性的，以使得在第一模块盖和第二模块盖之间的耦接力增大。
在一个具体的实施例中，用于固定电压传感导线的肋交替地形成在第一模块盖和第二模块盖的上端。
在这种情况下，肋可以包括：形成为具有条(bar)形形状的第一肋，所述第一肋沿着模块盖彼此耦接的方向突出用于将电压传感导线固定在电池单元之间所限定的空间中；第二肋，所述第二肋形成在模块盖的上端表面上以便具有与电压传感导线的外径相对应的槽形状用于使得电压传感导线从上方装配到槽中。
第一肋可沿着模块盖彼此耦接的方向从模块盖的内侧端突出。
根据情况，第一肋可将电压传感导线推入电池单元之间所限定的空间中，并且可以将电压传感导线耦接到形成于模块盖中的开口中。
在另一种情况下，第二肋可形成为具有从模块盖的上端表面向上突出的形状。
在这个结构中，第二肋可具有凹陷地形成在从模块盖的上端表面突出的突起中的槽。
在一个具体的实施例中，所述肋的每一个可具有等于电池单元的每一个的长度的5％至30％的长度。
根据本发明，端子板可包括两个以上具有不同结构的用于将电池单元彼此连接的端子板。
根据情况，端子板可在端子板连接到电池单元的电极端子的状态下安装到第一模块盖和第二模块盖的外表面。
在这种情况下，端子板可将两个以上的电池单元彼此串联地连接或者串并联地连接。
端子板的每一个可包括：端子连接部，所述端子连接部构造为接触电池单元的电极端子中相应的一个，所述端子连接部构造为具有矩形形状；以及电压传感端子，所述电压传感端子从端子板的每一个的一侧向模块盖的上表面延伸以感测电池单元的电压。
根据情况，端子连接部可在对应于电池单元的电极端子中相应的一个的部分处设置有用于使得端子连接部焊接到电池单元的电极端子的狭缝。
在一个具体的实施例中，用于保护BMS免受外部冲击或针形构件的穿透的可分离的BMS壳体可安装在BMS的上方。
根据本发明的另一方面，提供一种包括所述电池模块的电池组。
根据本发明的还一方面，提供一种包括所述电池组的装置。
所述装置可以是选自由计算机、移动电话、可穿戴电子装置、无线清洁器、电动工具(power tool)、无人驾驶飞行器、电动自行车、电动车辆(Electric Vehicle，EV)、混合动力车辆和能量储存设备组成的群组中的任一种。
所述装置的结构和制造方法在本发明所属的技术领域中是公知的，其详细描述将省略。
附图说明
结合附图，从下面的详细描述中将更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和其它优势，其中：
图1是示出了使用粘合剂来固定电压传感导线于其中的常规电池模块的典型视图；
图2是示出了根据本发明的一个实施方式的包括导线固定肋的电池模块的典型视图；
图3是包括图2的导线固定肋的电池模块的典型视图；
图4和图5是示出了图2的电池模块的导线固定肋的局部放大典型视图。
具体实施方式
现在，将参照附图详细地描述本发明的示例性实施方式。然而，应该注意的是，本发明的范围不受所示实施方式的限制。
图2是示出根据本发明的一个实施方式的包括导线固定肋的电池模块的典型视图，图3是包括图2的导线固定肋的电池模块的典型视图。
参照图2和图3，电池模块100包括：由多个电池单元101构成的电池单元堆叠件110；彼此耦接用于覆盖电池单元堆叠件110的第一模块盖121和第二模块盖122；用于将电池单元101彼此连接的端子板130；用于控制电池模块100的操作的电池管理系统(BMS)140；以及连接到电压传感端子131和BMS 140的电压传感导线150。
电池单元堆叠件110构造为使得电池单元101在电池单元101彼此侧向地相邻的状态下进行堆叠。布置在下层110a中的电池单元101的数量大于布置在上层110b中的电池单元101的数量，使得电池单元堆叠件110形成为台阶形状。电池单元堆叠件110的台阶部123位于电池单元堆叠件110的上端的一侧处。
电池单元堆叠件110容纳在第一模块盖121和第二模块盖122中。BMS 140安装在电池单元堆叠件110的台阶部123中。用于保护BMS 140免受外部冲击或针形构件的穿透的可分离的BMS壳体141安装在BMS 140的上方。
在BMS 140安装在电池单元堆叠件110的台阶部123中以便控制电池模块100的操作并且BMS壳体141安装到BMS 140以便保护BMS 140的情况下，电池模块100构造为具有六面体形状。
电压传感导线150的每一个的一端连接到形成在端子板130上的电压传感端子131中相应的一个。电压传感导线150的每一个的另一端连接到控制电池模块100的操作的BMS140。电压传感导线150通过肋161和肋162进行固定。
电力电缆153和电力电缆154连接到BMS 140以便向BMS 140供电。BMS引线155连接到BMS 140以便对BMS 140充电。此外，LED板连接线156连接到BMS 140。LED板连接线156连接到外部LED板以便显示诸如充电状态之类的信息。
第一模块盖121和第二模块盖122使用紧固构件127彼此耦接。增强构件125安装到第一模块盖121和第二模块盖122的外部以便增大在第一模块盖121和第二模块盖122之间的耦接力。
第一模块盖121和第二模块盖122在与电池单元的电极端子相对应的位置处设置有孔128，所述孔128对应于在电池单元堆叠件110容纳在第一模块盖121和第二模块盖122中的状态下用于将电池单元101彼此电连接的端子板130的形状。
冷却剂流过形成在第一模块盖121和第二模块盖122中的孔128并且流过相应的电池单元101之间的空间以便冷却这些电池单元101。
端子板130安装到第一模块盖121和第二模块盖122的外表面，使得端子板130在端子板130连接到电池单元101的电极端子的状态下向外暴露。
端子板130包括两个以上的具有不同结构的用于将电池单元101彼此连接的端子板130。端子板130将电池单元101的电极端子彼此电连接。端子板130将两个电池单元101或四个电池单元101彼此串联地连接或者串并联地连接。
端子板130的每一个包括端子连接部132和电压传感端子131。
端子连接部132接触电池单元101的电极端子中相应的一个以便将电池单元101彼此电连接。电压传感端子131从端子板130的每一个的一侧朝向模块盖121和模块盖122的上表面延伸，以便感测电池单元101的电压。电压传感端子131通过焊接连接到导线150。
用于允许端子连接部132焊接到电池单元101的电极端子的狭缝135形成在与电池单元101的电极端子相对应的端子连接部132的部分中。
图4和图5是示出了图2的电池模块的导线固定肋的局部放大典型视图。
参照图4和图5，肋161和肋162包括其中的每一个构造为具有条形形状的第一肋161和其中的每一个构造为具有装配结构的第二肋162。
肋161和肋162交替地形成在第一模块盖121和第二模块盖122的上端以便固定电压传感导线150。
第一肋161的每一个形成为具有沿着模块盖121和模块盖122彼此耦接的方向(即，沿Y轴方向)突出的条形形状，以便将电压传感导线150固定在电池单元101之间所限定的空间中。第一肋161的每一个从模块盖121和模块盖122的内侧端沿着模块盖121和模块盖122彼此耦接的方向(即，沿Y轴方向)突出。
第二肋162的每一个形成为具有从模块盖121和模块盖122的上端表面向上突出的形状。第二肋162的每一个具有凹陷地形成在突起中的槽。
第二肋162形成在模块盖121和模块盖122的上端表面上，使得第二肋162的每一个的槽与电压传感导线150中相应的一个的外径相对应。因此，电压传感导线150从上方装配到第二肋162中，并连接到电压传感端子131。
第一肋161的每一个的长度L1是电池单元的每一个的长度L的15％，第二肋162的每一个的长度L2是电池单元的每一个的长度L的10％。
尽管为了说明的目的已经公开了本发明的示例性的实施方式，但是本领域技术人员将会理解，在不背离所附权利要求所公开的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、添加和替换是可行的。
工业实用性
从以上描述显而易见的是，与使用粘合剂或粘胶带固定导线的常规电池模块相比，根据本发明的包括导线固定肋的电池模块具有美观的外观。因此，本发明具有提高消费者的可信度和满意度的效果。
此外，不使用粘合剂。因此，本发明具有降低材料成本和制造成本的效果。
而且，导线不使用粘合剂进行固定。因此，本发明具有当在输送线上执行制造工艺时防止导线分离并且改善单件工时的效果。

Claims (20)

1.一种电池模块，包括：
由多个电池单元构成的电池单元堆叠件，所述电池单元堆叠件构造为使得所述电池单元在彼此侧向地相邻的状态下堆叠，所述电池单元堆叠件在其一端提供有台阶部；
第一模块盖和第二模块盖，所述第一模块盖和所述第二模块盖在覆盖设置于所述电池单元堆叠件的相对侧上的电极端子的同时彼此耦接；
端子板，所述端子板用于将所述电池单元的电极端子彼此电连接；
电池管理系统(BMS)，所述电池管理系统安装在所述电池单元堆叠件的所述台阶部中用于控制所述电池模块的操作；和
电压传感导线，所述电压传感导线布置在所述电池单元堆叠件上，所述电压传感导线的每一个的一端连接到形成在所述端子板的部分上的电压传感端子中相应的一个，另一端连接到所述BMS。
2.根据权利要求1的电池模块，其中所述电池单元的每一个是圆柱形电池单元。
3.根据权利要求1的电池模块，其中所述电池单元堆叠件构造为使得布置在下层中的电池单元的数量大于布置在上层中的电池单元的数量。
4.根据权利要求1的电池模块，其中所述台阶部位于所述电池单元堆叠件的上端的一侧，所述电池模块在所述BMS安装在所述台阶部中的状态下具有六面体形状。
5.根据权利要求1的电池模块，其中所述第一模块盖和所述第二模块盖构造为具有将所述电池单元堆叠件容纳在所述第一模块盖和所述第二模块盖中的结构；并且所述第一模块盖和所述第二模块盖在与所述电极端子相对应的位置处设置有与用于将所述电池单元彼此电连接的所述端子板的形状相对应的孔。
6.根据权利要求1的电池模块，其中所述第一模块盖和所述第二模块盖使用紧固构件彼此耦接，用于增大在所述第一模块盖和所述第二模块盖之间的耦接力的增强构件安装到所述第一模块盖和所述第二模块盖的外侧。
7.根据权利要求1的电池模块，其中，用于固定所述电压传感导线的肋交替地形成在所述第一模块盖和所述第二模块盖的上端上。
8.根据权利要求7的电池模块，其中所述肋包括：
形成为具有条形形状的第一肋，所述第一肋沿着所述模块盖彼此耦接的方向突出用于将所述电压传感导线固定在所述电池单元之间所限定的空间中；和
第二肋，所述第二肋形成在所述模块盖的上端表面上以便具有与所述电压传感导线的外径相对应的槽形状用于使得所述电压传感导线从上方装配到槽中。
9.根据权利要求8的电池模块，其中所述第一肋沿着所述模块盖彼此耦接的方向从所述模块盖的内侧端突出。
10.根据权利要求8的电池模块，其中所述第一肋将所述电压传感导线推入所述电池单元之间所限定的所述空间中，并将所述电压传感导线耦合到形成于所述模块盖中的开口中。
11.根据权利要求8的电池模块，其中所述第二肋形成为具有从所述模块盖的所述上端表面向上突出的形状。
12.根据权利要求8的电池模块，其中所述第二肋具有凹陷地形成在从所述模块盖的所述上端表面突出的突起中的槽。
13.根据权利要求8的电池模块，其中所述肋的每一个具有等于所述电池单元的每一个的长度的5％至30％的长度。
14.根据权利要求1的电池模块，其中所述端子板包括两个以上具有不同结构的用于将所述电池单元彼此连接的端子板。
15.根据权利要求1的电池模块，其中所述端子板在所述端子板连接到所述电池单元的所述电极端子的状态下安装到所述第一模块盖和所述第二模块盖的外表面，所述端子板将两个以上的电池单元彼此串联地连接或者串并联地连接。
16.根据权利要求15的电池模块，其中端子板的每一个包括：
端子连接部，所述端子连接部构造为接触所述电池单元的所述电极端子中相应的一个，所述端子连接部构造为具有矩形形状；和
电压传感端子，所述电压传感端子从所述端子板的每一个的一侧向所述模块盖的上表面延伸以感测所述电池单元的电压。
17.根据权利要求16的电池模块所述，所述端子连接部在对应于所述电池单元的所述电极端子中相应的一个的部分处设置有用于使得端子连接部焊接到所述电池单元的所述电极端子的狭缝。
18.根据权利要求1的电池模块，用于保护所述BMS免受外部冲击或针形构件的穿透的可分离BMS壳体安装在所述BMS的上方。
19.一种电池组，包括根据权利要求1所述的电池模块。
20.一种装置，包括根据权利要求19所述的电池组。
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