CN109891626A - 电池组 - Google Patents

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Abstract

公开了一种电池组。根据本发明的实施例的电池组包括：包括多个电池单元的电池模块；下板，多个电池模块被稳定地放置在所述下板上；支撑部件，所述支撑部件联接到下板并且支撑电池模块；和安装螺母，所述安装螺母联接到下板并且联接到支撑部件，使得电池模块能够由螺栓紧固，其中，电池模块与支撑部件接触。

Description

电池组
技术领域
本申请要求在韩国于2017年6月22日提交的韩国专利申请No.10-2017-0079275的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
本公开涉及一种电池组，更具体而言，本公开涉及一种能够改进电池组中的空间效率的电池组。
背景技术
由于对移动装置的技术发展和需求已经增加，对于作为能源的二次电池的需求也已经快速地增加。传统上，镍镉电池或者氢离子电池已经被用作二次电池。然而，与镍基二次电池相比，由于锂二次电池几乎没有记忆效应，充电和放电自由，自放电率极低，并且能量密度高，所以锂二次电池近来被广泛地使用。
锂二次电池主要分别使用氧化锂和碳质材料作为正极电极活性材料和负极电极活性材料。锂二次电池包括电极组件和作为电池外壳的外部部件，在所述电极组件中，分别涂覆有正极电极活性材料和负极电极活性材料的正极电极板和负极电极板被布置为隔膜位于其间，所述外部部件将电极组件与电解质溶液一起密封和容纳。
锂二次电池包括正极电极、负极电极以及介于其间的隔膜以及电解质。根据用于正极电极活性材料和负极电极活性材料所采用的材料，锂二次电池被分成锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLIB)。通常，锂二次电池的电极通过如下方式制备：将正极电极活性材料或者负极电极活性材料施加至由铝片或者铜片、网、膜、箔片等制成的集电器，然后将其干燥。
通常，二次电池具有其中单位单元被堆叠的模块结构，并且多个模块可以被堆叠以形成电池组。电池组可以被用作能量存储装置，并且被设计成防止由外部物理因素引起的危险，并且满足安装环境或者条件。另外，支撑梁、螺栓和安装螺母可以用于在电池组中安装电池模块。
图1是概略地示出传统电池组的内部的分解立体图，图2是示出图1的A部的放大视图，图3是示出使用支撑梁、梁凸缘、螺栓和安装螺母组装的电池模块的截面图。
参考图1到3，安装螺母30被联接到与支撑梁20相连的梁凸缘40，并且与之焊接，然后安装螺母30被联接到下板60。在安装螺母30被联接到螺栓50时，电池模块10被联接到梁凸缘40和下板60。
然而，在传统技术中，支撑梁20被置于两个安装螺母30之间并且在两个安装螺母30之间进行联接，因此，当电池模块10被联接到梁凸缘40时，在电池模块10和支撑梁20之间形成空间70(见图3)。由于电池模块10和支撑梁20之间的空间70，电池组中的空间效率劣化，由此增加了电池组的体积。
发明内容
技术问题
本公开旨在提供一种可以通过移除在电池模块和支撑部件之间的空间而改进电池组中的空间效率的电池组。
而且，本公开旨在提供一种可以改进支撑部件的刚度的电池组。
另外，本公开旨在提供一种可以改进在电池模块和支撑部件之间的联接强度的电池组。
技术方案
在本公开的一个方面中，提供了一种电池组，包括：电池模块，所述电池模块具有多个电池单元；下板，所述多个电池模块放置在该下板上；支撑部件，所述支撑部件被联接到下板，以支撑电池模块；和安装螺母，所述安装螺母被联接到下板，并且联接到支撑部件，使得电池模块借助于螺栓被紧固，其中，电池模块与支撑部件接触。
而且，电池模块的侧表面可以与支撑部件的侧表面接触。
另外，安装螺母可以被联接到支撑部件的上下方向上的边缘部分。
而且，安装螺母可以具有比支撑部件的高度低的高度。
另外，安装螺母可以具有集成形式，并且集成的安装螺母可以具有至少两个螺栓联接孔。
而且，支撑部件可以在基于上下方向上的截面上具有不平坦部分。
另外，所述不平坦部分可以被形成为：具有“[”形的第一凹槽和第一突起被延伸为交替地定向为相反方向。
而且，电池模块可以具有第二突起或者第二凹槽，所述第二突起或者第二凹槽被形成为对应于不平坦部分。
另外，支撑部件可以包括：第一支撑梁，所述第一支撑梁布置在多个电池模块中的第一电池模块与邻近于第一电池模块的第二电池模块之间，并且联接到安装螺母；和第二支撑梁，所述第二支撑梁布置成与第一支撑梁交叉，并且联接到安装螺母。
同时，在本公开的另一个方面中，还提供了一种包括所述电池组的车辆。
有利的效果
根据本公开的实施例，去除了电池模块和支撑部件之间的空间，因此能够改进电池组中的空间效率。
而且，在支撑部件处形成不平坦部分，因此能够改进支撑部件的刚度。
另外，在电池模块处形成突起和凹槽，以对应于支撑部件的不平坦部分，因此能够改进电池模块和支撑部件之间的联接强度。
附图说明
图1是概略地示出传统电池组的内部的分解立体图。
图2是示出图1的A部的放大图。
图3是示出使用支撑梁、梁凸缘、螺栓和安装螺母组装的电池模块的截面图。
图4是概略地示出根据本公开第一实施例的电池组的内部的分解立体图。
图5是示出图4的B部的放大图。
图6是示出沿着图4的C-C’线截取的第一支撑梁的截面图。
图7是示出在根据本公开第一实施例的电池组中、第一支撑梁借助于安装螺母被联接到第二支撑梁的概略立体图。
图8是示出在根据本公开第一实施例的电池组中、电池模块被联接到支撑部件的概略立体图。
图9是示出在根据本公开第一实施例的电池组中、电池模块借助于支撑部件、螺栓和安装螺母被联接的截面图。
图10(a)是概略地示出在根据本公开第二实施例的电池组中、在电池模块被联接到支撑部件之前状态的截面图，图10(b)是概略地示出在根据本公开第二实施例的电池组中、在电池模块被联接到支撑部件之后状态的截面图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，应当理解，在说明书和所附权利要求中使用的术语不应被解释为限于一般含义和字典含义，而是基于允许发明人适当地定义术语以获得最佳解释的原则、基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。因此，这里提出的描述仅是用于说明目的的优选实例，而非旨在限制本公开的范围，因此应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其作出其他等同和修改。
在附图中，为了描述的方便和清楚，可以夸大、省略或示意性地示出每个元件的尺寸或元件的特定部分。因此，每个元件的尺寸并不完全反映元件的实际尺寸。如果它不必要地模糊本公开的主题，则将省略与本公开相关联的公知功能或元件的详细描述。
如在这里使用的术语“组合”或“连接”不仅可以指一个部件和另一个部件直接组合或直接连接的情况，还可以指一个部件通过连接部件间接地与另一个部件组合或间接连接的情况。
图4是概略地示出根据本公开第一实施例的电池组的内部的分解立体图，图5是示出图4的B部的放大图，图6是示出沿着图4的C-C’线截取的第一支撑梁的截面图，图7是示出在根据本公开第一实施例的电池组中、借助于安装螺母将第一支撑梁联接到第二支撑梁的概略立体图，图8是示出在根据本公开第一实施例的电池组中、电池模块被联接到支撑部件的概略立体图，图9是示出在根据本公开第一实施例的电池组中、借助于支撑部件、螺栓和安装螺母联接电池模块的截面图。
参考图4到9，根据本公开第一实施例的电池组包括电池模块100、下板200、支撑部件300和安装螺母400。电池组包括在其中堆叠或者布置的多个电池模块100，并且未示出的外壳可以被设置成容纳并且保护所述多个电池模块100。外壳可以容纳一个或者多个电池模块100。即，一个或者多个电池模块100被堆叠或者布置在外壳中，并且外壳封装并且保护电池模块100。换言之，外壳封装所有的电池模块100，由此保护电池模块100免受外部振动或者冲击的影响。外壳可以具有与电池模块100的形状对应的形状。例如，如果堆叠的电池模块100的整体形状具有六面体形状，则外壳可以具有六面体形状，以对应于外壳。例如，外壳可以通过弯曲金属板来制造，并且相应地，外壳可以被制成为集成形式。这里，如果外壳被制造成集成形式，则可以简化联接过程并且更加容易实现。可替代地，外壳可以被制造成可分离的形式，并且使用各种方法进行联接，诸如焊接、铆接、栓接、销联接、托架或者力矩结合。另外，电池组可以包括用于控制电池模块100的充电/放电的各种装置，例如BMS、电流传感器、熔断器等。
电池模块100可以包括多个电池单元。所述电池单元可以被构造成使得多个单位单元或者多个双单元被堆叠以对应电池容量，所述多个单位单元分别具有按照次序布置的正极电极板、隔膜和负极电极板，所述多个双单元分别具有按照次序布置的正极电极板、隔膜、负极电极板、隔膜、正极电极板、隔膜和负极电极板。另外，电池单元中可以设置电极引线。电极引线是如下类型的端子：其暴露于外侧，并且连接到外部装置，并且所述电极引线可以由导电材料制成。电极引线可以包括正极电极引线和负极电极引线。正极电极引线和负极电极引线可以相对于电池单元的纵向方向沿着相反方向布置，或者正极电极引线和负极电极引线可以相对于电池单元的纵向方向沿着相同方向定位。同时，电池模块100可以包括用于容纳电池单元的多个盒。每个盒可以通过注射模制塑料来制造，并且可以堆叠分别具有能够容纳电池单元的容纳部分的多个所述盒。通过堆叠所述多个盒制备的盒组件可以包括连接器元件或者端子元件。例如，所述连接器元件可以包括各种类型的电连接件或者部件，用于连接到能够提供电池单元的电压或者温度数据的电池管理系统(BMS)(未示出)。另外，所述端子元件包括作为连接到电池单元的主端子的正极电极端子和负极电极端子，并且所述端子元件可以具有被电连接到外侧的端子螺栓。
参考图8，电池模块100可以被设置成使得电池模块100的侧表面与支撑部件300的侧表面相接触。即，电池模块100可以与固定的支撑部件300相接触，并且由支撑部件300支撑，并且还借助于螺栓500和安装螺母400被固定到下板200。
所述多个电池模块100被放置在下板200上，并且支撑部件300和安装螺母400被联接到下板200。即，在支撑部件300通过焊接等被联接到安装螺母400时，支撑部件300也通过焊接等被联接到下板200，并且电池模块100被布置成与支撑部件300相接触，并且借助于螺栓500和安装螺母400而被固定。然而，支撑部件300、安装螺母400和下板200的联接方法不限于焊接。下板200可以被联接到外壳，或者下板200可以构成外壳的一部分。
支撑部件300被联接到下板200，并且支撑电池模块100。支撑部件300可以包括第一支撑梁310和第二支撑梁320。参考图4和8，第一支撑梁310可以被布置在所述多个电池模块100中的第一电池模块100a和邻近于第一电池模块100a的第二电池模块100b之间。即，第一支撑梁310可以介于第一电池模块100a和第二电池模块100b之间。另外，第一电池模块100a的一个侧表面与第一支撑梁310的一个侧表面相接触，并且第二电池模块100b的一个侧表面与第一支撑梁310的另一侧相接触。这里，参考图4和7，因为第一支撑梁310通过焊接等被联接并且固定到安装螺母400，所以如果第一电池模块100a和第二电池模块100b被联接到第一支撑梁310，则第一支撑梁310能够支撑第一电池模块100a和第二电池模块100b。在传统技术中，参考图1到3，支撑梁20介于两个安装螺母30之间。然而，在根据本公开第一实施例的电池组中包括的支撑部件300的第一支撑梁310被联接到安装螺母400的侧表面。这将在稍后关于安装螺母400进行详细描述。参考图7，第二支撑梁320被布置成例如沿着垂直于第一支撑梁310的方向与第一支撑梁310交叉，并且被联接到安装螺母400，以支撑安装螺母400。
参考图6，支撑部件300的第一支撑梁310可以在基于其上下方向上的截面上具有不平坦部分312。如果不平坦部分312形成在第一支撑梁310处，则刚度增加，从而电池模块100可以被更牢固地支撑和固定。另外，不平坦部分312可以被形成为各种形状，并且例如可以形成为以下形状：其中，具有“[”形的第一凹槽318和第一突起316被延伸为交替地定向为相反方向。然而，不平坦部分312不限于“[”形，而是可以具有各种形状，诸如圆形、椭圆或者弯曲形。
安装螺母400被联接到下板200，并且支撑部件300被联接到安装螺母400的侧表面。另外，如果电池模块100被布置成与支撑部件300的第一支撑梁310相接触，则螺栓500和安装螺母400对电池模块100进行紧固，以固定电池模块100(见图8)。
安装螺母400可以被联接到支撑部件300的第一支撑梁310的上下方向上的边缘部分311(见图5)。即，例如，安装螺母400的一侧可以通过焊接等被联接到第二支撑梁320，并且第一支撑梁310的边缘部分311可以通过焊接等被联接到安装螺母400的另一侧(见图7)。这里，安装螺母400可以具有两个或者更多个螺栓联接孔410，螺栓500可以被联接到所述螺栓联接孔410中。另外，安装螺母400可以具有集成形式。如果安装螺母400如上具有集成形式，则与安装螺母30被分离的传统结构相比较，安装螺母400的总体长度相对减小，并且电池模块100可以与第一支撑梁310紧密接触。因此，去除了电池模块100和支撑部件300之间的空间，由此改进电池组内部的空间效率。即，参考图3，在传统技术中，因为两个安装螺母30相互分离，并且支撑梁20介于两个安装螺母30之间，所以在电池模块10和支撑梁20之间形成空间70，因此在具有长度L1的两个安装螺母30之间产生间隙d1。另外，在根据本公开第一实施例的电池组中，参考图9，因为电池模块100和第一支撑梁310相互接触，所以在电池模块100和第一支撑梁310之间没有形成任何空间。而且，在电池模块100之间产生间隙d2，并且安装螺母400具有长度L2。这里，因为d2小于d1，并且L2也小于L1，所以去除了电池组内部的多余空间。因此，与传统电池组相比较，可以得到改进根据本公开第一实施例的电池组中的空间效率。
因为第一支撑梁310通过焊接等被联接并且固定到安装螺母400，并且第一支撑梁310由安装螺母400支撑，所以安装螺母400和第一支撑梁310之间需要具有充分的接触面积，使得安装螺母400可以支撑第一支撑梁310。为此，安装螺母400被设置成具有高于传统技术的安装螺母30的高度。然而，安装螺母400的高度低于支撑部件300、特别是第一支撑梁310的高度，使得电池模块100被联接为与安装螺母400相接触。然而，本发明不限于此，并且安装螺母400的高度可以被设定为等于或者小于传统技术的安装螺母30的高度。
在下文中，将描述根据本公开第一实施例电池组的操作和效果。
参考图4到9，例如，以集成方式形成并且具有两个螺栓联接孔410的安装螺母400通过焊接等被固定到下板200，并且第一支撑梁310和第二支撑梁320被布置成相互交叉，并且分别联接到安装螺母400。这里，安装螺母400可以被联接到第一支撑梁310的上下方向上的边缘部分311。
第一电池模块100a和第二电池模块100b分别与第一支撑梁310和安装螺母400相接触，并且螺栓500通过安装螺母400的螺栓联接孔410来紧固并且固定电池模块100。
因为安装螺母400以集成的方式形成，并且电池模块100a、100b与第一支撑梁310紧密接触，所以去除了电池模块100和第一支撑梁310之间的空间，由此改进了电池组内部的空间效率。然而，以上构件的联接次序不限于以上方法，并且可以以各种方式进行修改。
图10(a)是概略地示出在根据本公开第二实施例的电池组中、在电池模块被联接到支撑部件之前状态的截面图，图10(b)是概略地示出在根据本公开第二实施例的电池组中、在电池模块被联接到支撑部件之后状态的截面图。
在下文中，将参考附图描述根据本公开第二实施例的电池模块的操作和效果，但是与根据本公开第一实施例的电池模块相同的任何特征将不在这里详细地描述。与第一实施例不同的是，在本公开的第二实施例中，第二突起110或者第二凹槽120形成在电池模块100处。
参考图10(a)和10(b)，第二突起110和第二凹槽120可以分别形成在第一电池模块100a和第二电池模块100b处。类似于第一实施例，不平坦部分312可以形成在第一支撑梁310处，以增加第一支撑梁310的刚度。另外，形成在第一电池模块100a处的第二突起110和形成在第二电池模块100b处的第二凹槽120被形成为对应于形成在第一支撑梁310处的不平坦部分312，即第一凹槽318和第一突起316。即，不平坦部分312的第一突起316可以被联接到第二电池模块100b的第二凹槽120，并且不平坦部分312的第一凹槽318可以被联接到第一电池模块100a的第二突起110。在此情形中，第一支撑梁310可以具有更高刚度，并且增强了第一电池模块100a或者第二电池模块100b和第一支撑梁310之间的联接，由此允许电池模块100a、100b被第一支撑梁310更稳固地支撑。
同时，根据本公开实施例的车辆(未示出)可以包括上述电池组，并且电池组可以包括电池模块100。另外，根据本公开第一或者第二实施例的电池组可以被应用于车辆(未示出)，例如使用电力的预定车辆(未示出)，诸如电动车辆或者混合电动车辆。
已经详细描述了本公开。然而，应该理解，在示出本公开优选实施例时，仅仅通过示意给出详细描述和具体实例，因为对于本领域技术人员而言，从所述详细描述，可以清楚认识到在本公开范围内的各种改变和修改。
工业适用性
本公开涉及一种电池组，并且特别地，本公开可以被应用于与二次电池相关联的工业。

Claims (10)

1.一种电池组，包括：
电池模块，所述电池模块具有多个电池单元；
下板，所述多个电池模块被放置在所述下板上；
支撑部件，所述支撑部件被联接到所述下板，以支撑所述电池模块；和
安装螺母，所述安装螺母被联接到所述下板，并且被联接到所述支撑部件，使得所述电池模块借助于螺栓被紧固，
其中，所述电池模块与所述支撑部件相接触。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述电池模块的侧表面与所述支撑部件的侧表面相接触。
3.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述安装螺母被联接到所述支撑部件的上下方向上的边缘部分。
4.根据权利要求3所述的电池组，其中，所述安装螺母的高度低于所述支撑部件的高度。
5.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述安装螺母具有集成形式，并且集成的所述安装螺母具有至少两个螺栓联接孔。
6.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述支撑部件在基于上下方向上的截面上具有不平坦部分。
7.根据权利要求6所述的电池组，其中，所述不平坦部分被形成为：具有“[”形的第一凹槽和第一突起被延伸为交替地定向为相反方向。
8.根据权利要求7所述的电池组，其中，所述电池模块具有第二突起或者第二凹槽，所述第二突起或者第二凹槽被形成为对应于所述不平坦部分。
9.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述支撑部件包括：
第一支撑梁，所述第一支撑梁被布置在所述多个电池模块中的第一电池模块与邻近于所述第一电池模块的第二电池模块之间，并且被联接到所述安装螺母；和
第二支撑梁，所述第二支撑梁被布置成与所述第一支撑梁交叉，并且联接到所述安装螺母。
10.一种车辆，包括权利要求1到9任一项中所限定的电池组。
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