CN110088938A - 具有引导耦接结构的电池模块和包括该电池模块的电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池模块，这种电池模块通过将其进行连接和扩展能够提高安装多个电池模块的效率。实现本发明目的的电池模块包括：多个圆柱形电池单元；具有容纳部的模块外壳；电连接到至少两个圆柱形电池单元的电极端子的汇流条；和集流板，该集流板与另一个集流板电接触，由此电连接至另一个电池模块的多个圆柱形电池单元，其中在模块外壳的外壁的外表面上形成包括耦接突出和引导槽的引导耦接结构，以便引导另一个电池模块的布置位置。

Description

具有引导耦接结构的电池模块和包括该电池模块的电池组
技术领域
本发明涉及一种容纳多于两个的圆柱形电池单元的电池模块，更具体地，涉及一种通过连接多个电池模块而具有提高的扩展效率的电池模块和包括该电池模块的电池组。
本申请要求2017年9月20日在韩国提交的韩国专利申请第10-2017-0121278号的优先权的权益，并且通过引用将说明书和附图的公开内容并入于此。
背景技术
目前商业化的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂二次电池等电池。其中，与镍二次电池相比，锂二次电池不显示记忆效应，可以反复充放电，具有非常低的自放电率和高能量密度，因此在本领域中被广泛使用。
根据容纳正极/隔膜/负极的电池壳体的形状，锂二次电池可以分为圆柱形电池、棱柱形电池和袋型电池，并且根据装置的小型化趋势，对于适合于小型化趋势的棱柱形电池和袋型电池的需求正在大大增加。
通常，通过将包括正极/隔膜/负极的果冻卷或堆叠型电极组件插入金属棱柱形电池壳体中，用顶盖覆盖开口顶端，通过顶盖的电解质注入孔注入电解质以及执行密封处理来制造棱柱形电池。
此外，通过将电极组件插入由层压板制成的袋壳体并热密封外周表面来制造袋型电池。
同时，随着上述电池所适用的装置的多样化，所生产的电池的形状从原始的矩形形状变为各种不同的形状。
最近，为了找到使用可再生能源来克服电力生产的不稳定性的解决方案，对能量存储设备的兴趣越来越高。尽管电力产生量根据气候变化而不稳定，但是能量存储设备可以存储剩余电力，使得总电力量不会不足。
能量存储设备具有多个存储电力的电池模块，以及有效地管理存储在电池模块中的电能的相关装置。
此外，构造能量存储设备需要布置、连接和扩展多个电池模块的工作。然而，在传统技术中，应使用大量部件来电连接和均匀地布置多个电池模块，并且由于电池模块的安装复杂性，安装任务需要大量的时间。特别是，当构造大型能量存储设备时，安装多个电池模块所需的高成本和大量时间导致问题加深。
发明内容
技术问题
本发明旨在解决现有技术的问题，因此提供了一种电池模块以及包括该电池模块的电池组，该电池模块具有提高的安装任务效率来连接和扩展多个电池模块。
从以下详细描述中可理解本公开内容的这些和其他目的和优点，并且这些目的和优点从本公开内容的示例性实施方式将变得更加明显。而且，将容易理解的是，本公开内容的目的和优点可通过所附权利要求中示出的装置及其组合来实现。
技术方案
在本发明的一个方面中，为了实现本发明的目的，提供了至少两个经电连接和扩展的电池模块，所述电池模块包括：多个圆柱形电池单元，每个电池单元具有分别形成在上部和下部的电极端子；模块外壳，包括容纳部，所述容纳部具有多个中空结构，以便容纳和插入所述多个圆柱形电池单元；汇流条，所述汇流条的一个表面接触并电连接到所述多个圆柱形电池单元中的至少两个圆柱形电池单元的电极端子；和集流板，所述集流板一个表面的至少一部分通过接触所述汇流条的另一个表面而电连接到所述圆柱形电池单元，所述集流板的另一个表面的至少一部分通过接触另一个集流板而电连接到另一个电池模块的多个圆柱形电池单元。
这里，所述模块外壳可包括外壁以在模块外壳中形成内部空间，并且在所述模块外壳的外壁的外表面上形成具有耦接突出和引导槽的引导耦接结构，以便引导另一个电池模块的布置位置。
所述耦接突出可从所述外壁的外表面突出并延伸，所述引导槽可从所述外壁的外表面向内凹进，由此另一个电池模块的耦接突出插入所述引导槽中。
此外，所述模块外壳可包括：上壳体，包括以中空结构形成的第一容纳部，以便覆盖所述圆柱形电池单元的上部的外表面；和下壳体，与所述上壳体耦接并且包括以中空结构形成的第二容纳部，以便覆盖所述圆柱形电池单元的下部的外表面。
此外，所述上壳体可具有第一突出紧固部，所述第一突出紧固部从所述外壁的右外表面和左外表面朝向一侧延伸，并且包括通孔，紧固螺栓插入所述通孔中。
所述下壳体可具有第二突出紧固部，所述第二突出紧固部从所述外壁的右外表面和左外表面朝向另一侧延伸，并且包括通孔，紧固螺栓插入所述通孔中。
所述第二突出紧固部的通孔可形成为与另一个电池模块的上壳体的第一突出紧固部的通孔连通，由此紧固螺栓连续地插入两个通孔中。
在所述上壳体的所述第一容纳部的与所述圆柱形电池单元相对的内表面上，所述第一容纳部可包括朝向内部方向突出的凸起部，由此所述凸起部通过向所述圆柱形电池单元施加压力而固定所述圆柱形电池单元。
所述上壳体的所述第一容纳部可包括切口部，所述切口部从所述中空结构的上端沿向下方向切开到所述中空结构的预定位置，所述凸起部可形成在所述切口部的内表面上。
所述切口部的位置可对应于所述第一容纳部中的另一个中空结构的切口部，并且所述切口部与所述另一个中空结构的切口部隔开预定距离。
所述汇流条可包括：主体板，沿着所述圆柱形电池单元的布置方向延伸；和端子连接部，从所述主体板的一端突出和延伸，由此与所述圆柱形电池单元的电极端子接触。
所述圆柱形电池单元的电极端子可包括分别形成在所述圆柱形电池单元的顶端和底端上的第一电极端子和第二电极端子。
所述集流板可包括第一集流板和第二集流板，所述第一集流板安装在所述模块外壳的上部，由此电连接到所述圆柱形电池单元的所述第一电极端子，所述第二集流板安装在所述模块外壳的下部，由此电连接到所述圆柱形电池单元的所述第二电极端子。
所述第一集流板可包括：第一集流部，所述第一集流部接触与所述圆柱形电池单元的所述第一电极端子连接的汇流条的上表面；和接触容纳部，所述接触容纳部从所述第一集流部的一端向前方延伸，并且在向下方向上具有台阶部。
所述第二集流板可包括：第二集流部，所述第二集流部接触与所述圆柱形电池单元的所述第二电极端子连接的汇流条的下表面；垂直延伸部，所述垂直延伸部从所述第二集流部的一端沿向上方向垂直弯曲；和接触连接部，所述接触连接部放置在所述第一集流板的接触容纳部中，并且从所述垂直延伸部的上端沿向后方向弯曲和延伸，由此电连接到第一集流板。
在所述接触容纳部的下表面上沿向下方向形成至少一个突出部，在所述接触连接部中形成与所述接触容纳部的突出部的形状对应的至少一个凹槽。
在所述垂直延伸部的与所述耦接突出和所述引导槽对应的位置处形成通孔，由此所述引导耦接结构的所述耦接突出穿入所述通孔中。
根据另一个方面，为了实现本发明的目的，提供一种电池组，包括根据本发明的至少两个电池模块，所述电池模块沿一个方向布置。
根据另一个方面，为了实现本发明的目的，提供一种车辆，包括根据本发明的电池组。
根据另一个方面，为了实现本发明的目的，提供了至少两个经电连接和扩展的电池模块，所述电池模块包括：多个圆柱形电池单元，每个电池单元具有分别形成在上部和下部的电极端子；模块外壳，包括具有多个中空结构的容纳部，以便容纳和插入所述多个圆柱形电池单元；汇流条，所述汇流条的一个表面接触并电连接到所述多个圆柱形电池单元中的至少两个圆柱形电池单元的电极端子；集流板，所述集流板的一个表面的至少一部分通过接触所述汇流条的另一个表面而电连接到所述圆柱形电池单元，所述集流板的另一个表面的至少一部分通过接触另一个集流板而电连接到另一个电池模块的多个圆柱形电池单元；绝缘板，定位成与所述模块外壳的外壁的一侧外表面接触；支撑杆，插入所述绝缘板中并从所述绝缘板的外圆周沿上下方向突出；和紧固件，构造为将所述集流板与所述支撑杆紧固在一起。
所述模块外壳可包括外壁以在模块外壳中形成内部空间，并且在所述模块外壳的外壁的外表面上可形成具有耦接突出和引导槽的引导耦接结构，以便引导另一个电池模块的布置位置。
在所述模块外壳的所述外壁的一侧外表面上形成向内凹进并且在上下方向上延伸的凹槽，并且所述支撑杆插入并且容纳进所述凹槽中。
有益效果
根据本发明的一个方面，即使没有额外的构件，也可通过模块外壳的引导耦接结构将一个电池模块容易地布置在相对于另一个电池模块的精确位置处。这样，可有效地节省连接和扩展多个电池模块所需的成本和时间。
根据本发明的另一个方面，形成在模块外壳的容纳部中的止动结构可防止容纳在其中的圆柱形电池单元被拉出并限制圆柱形电池单元沿向上方向的移动。结果，可预先防止圆柱形电池单元与汇流条之间的电断开。
根据本发明的另一个方面，电接触并连接到圆柱形电池单元的电极端子的汇流条的端子连接部可分成两个分支。因此，当将端子连接部和电极端子彼此焊接时，通过分支结构的间隙可有效地增加给焊接提供热量所需的导热率，由此减少焊接时间并提高焊接的可靠性。
根据本发明的另一个方面，通过第二集流板的接触连接部的突出部与第一集流板的接触容纳部的凹槽之间的耦接结构，第二集流板的接触连接部可容易地放置在第一集流板的接触部上，并且通过增加接触表面，可有效地减小电阻，同时提高电连接的可靠性。
根据本发明的另一个方面，形成为按压圆柱形电池单元的外表面的第一容纳部的凸起部可减少由于外部冲击引起圆柱形电池单元的振动或移动而导致的圆柱形电池单元与汇流条之间的不良连接，由此有效地减少圆柱形电池单元的损坏。
根据本发明的另一个方面，可将多个其他电池模块堆叠在多个电池模块上，由此构成各种堆叠结构，这在改变电池组的设计时节省了额外的生产成本。
附图说明
附图示出本发明的优选实施方式，并且与前述公开一起用于提供对本发明的技术特征的进一步理解，因此，本发明不应被解释为限于附图。
图1是根据本发明的一个实施方式的电池模块的分解透视图，示出了电池模块的分离构造。
图2是示意性地示出根据本发明的一个实施方式的电池模块的正视图的透视图。
图3是示意性地示出根据本发明的一个实施方式的电池模块的后视图的透视图。
图4是从顶部看时根据本发明的一个实施方式的电池模块的俯视图以及一部分构造的局部放大图。
图5是示意性地示出根据本发明的一个实施方式的电池模块的一部分构造的透视图和局部放大图。
图6是示意性地示出根据本发明的一个实施方式的电池模块的一部分构造的透视图。
图7和8是示意性地示出根据本发明的一个实施方式的电池模块的一部分构造的透视图。
图9是示意性地示出了根据本发明的实施方式的电池模块的连接结构的透视图。
图10是示意性地示出图9的区域C'中的电池模块的一部分构造的截面图。
图11是根据本发明的另一个实施方式的电池模块的一部分的分解透视图。
图12是当分解部分彼此耦接时图11中的电池模块的透视图。
图13是示意性地示出根据本发明的一个实施方式的电池组的透视图。
图14是示意性地示出根据本发明另一个实施方式的另一个电池组的透视图。
图15是示意性地示出根据本发明另一个实施方式的另一个电池组的透视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开内容的优选实施方式。在描述之前，应该理解的是，说明书和所附权利要求中使用的术语不应该被解释为限于常规和字典含义，而是基于与本发明的技术方面相对应的含义和概念以及基于允许发明人适当地定义术语以获得最佳解释的原则来解释。因此，这里提出的描述仅是用于说明目的的优选例子，并非旨在限制本公开内容的范围，因此应当理解，在不脱离本公开内容的范围的情况下，可以对其进行其他等同替换和修改。
图1是根据本发明的一个实施方式的电池模块的分解透视图，示出了电池模块的分离构造。图2是示意性地示出根据本发明的一个实施方式的电池模块的正视图的透视图。图3是示意性地示出根据本发明的一个实施方式的电池模块的后视图的透视图。
参考图1至图3，根据本发明的电池模块(200)可包括圆柱形电池单元(100)、模块外壳(210)、汇流条(250)和集流板(230、240)。
这里，圆柱形电池单元(100)可包括圆柱形电池罐(120)和容纳在电池罐(120)内部的电极组件(未示出)。
这里，电池罐(120)包括具有高导电性的材料，例如铝或铜。电极端子(111、112)可形成在电池罐(120)的上部和下部的每一个上。具体地，第一电极端子(111)可形成在电池罐(120)的顶部的扁平圆形表面上，第二电极端子(112)可形成在电池罐(120)的底部的扁平圆形表面上。
通过在正极与负极之间插入隔膜，可将电极组件(未示出)形成为果冻卷卷绕结构。正极接片可附接在正极(未示出)上并连接至电池罐(120)的上部的第一电极端子(111)。而且，负极接片可附接在负极(未示出)上并连接至电池罐(120)的下部的第二电极端子(112)。然而，这是一个例子，因此本发明不限于此。例如，在替代实施方式中，正极接片可附接在正极上并连接至电池罐(120)的下部的第二电极端子(112)，负极接片可附接在负极上并连接至电池罐(120)的上部的第一电极端子(111)。
在第二电极端子(112)的圆周部分上，可形成环形支撑构件以支撑底表面。因此，根据该实施方式，即使没有额外的构件，圆柱形电池单元(100)也可在底面上稳定地保持其直立状态。
同时，模块外壳(210)可包括容纳部(212A、212B)，圆柱形电池单元(100)插入并容纳在容纳部中。具体地，容纳部(212A、212B)可形成为覆盖圆柱形电池单元(100)的外表面的多个中空结构。此时，模块外壳(210)的容纳部(212A、212B)可具有电绝缘材料。例如，电绝缘材料可以是高分子塑料，更具体地，PVC(Polyvinyl chloride；聚氯乙烯)。
模块外壳(210)中可以形成有内部空间，并且模块外壳(210)在前、后、左、右方向上具有第一外壁(215)、第二外壁(216)、第三外壁(217)和第四外壁(218)。
在第一外壁(215)、第二外壁(216)、第三外壁(217)和第四外壁(218)中的至少一个上，可形成包括耦接突出(261、262)和引导槽(266、267)的引导耦接结构(260)以引导另一个电池模块(200)的布置位置。
图4是当从顶部看时根据本发明的一个实施方式的电池模块的俯视图以及一部分构造的局部放大图。
参考图4以及图2和图3，模块外壳(210)的耦接突出(262)可具有从第二外壁(216B)的外表面突出和延伸的结构。具体地，模块外壳(210)的耦接突出(262)的在突出方向上的上部可形成为比耦接突出(262)的与第二外壁(216B)的外表面邻近的下部更厚。
耦接突出(262)的在突出方向上的上部可形成为具有锥形结构(T1)，在该锥形结构(T1)中，上部朝向第二外壁(216B)在厚度上逐渐增加。
耦接突出(262)可以形成为具有间隙(H)，该间隙(H)基于中心轴划分上部的右侧和左侧。
在从耦接突出(262)的上部到外壁(215、216、217、218)的方向上，间隙(H)可凹进以具有预定深度。凹进深度可延伸到第二外壁(216B)的外表面。
在图2中，模块外壳(210)的耦接突出(261)也具有与上述耦接突出(262)相同的构造，因此将省略其说明。
根据本发明的实施方式，模块外壳(210)的耦接突出(261、262)可插入并固定到引导槽(266、267)，因此与电池模块(200)连接的另一个电池模块(图9的标记201)不仅可容易地布置，而且还可固定到电池模块(200)，由此不会与电池模块(200)分离。
再次参考图2和图3，引导槽(266)可从第一外壁(215)的外表面向内凹进，使得另一个电池模块(200)的耦接突出(262)可插入引导槽(266)中。
引导槽(267)可从第一外壁(216)的外表面向内凹进，使得另一个电池模块(200)的耦接突出(261)可插入引导槽(267)中。
钳口止动件(未示出)可形成在引导槽(266、267)的内部。钳口止动件防止插入引导槽(266、267)的耦接突出(261、262)的上部从引导槽(266、267)中拉出。
图5是示意性地示出根据本发明的一个实施方式的电池模块的一部分构造的透视图和局部放大图。
参考图5以及图2至图4，模块外壳(210)可包括上壳体(210A)和下壳体(210B)。
具体地，上壳体(210A)可包括第一外壁(215A)、第二外壁(216A)，第三外壁(217A)和第四外壁(218A)。而且，下壳体(图4中的标记210B)可包括第一外壁(215B)、第二外壁(216B)、第三外壁(217B)和第四外壁(218B)。
例如，如图2和5所示，上壳体(210A)可形成为具有在第一外壁(215A)的外表面上的两个耦接突出(261)，两个耦接突出(261)插入形成在另一个模块外壳(210)上的两个引导槽(267)中。而且，下壳体(210B)可具有形成在第一外壁(215B)的后外表面的两个引导槽(266)，使得形成在另一个模块外壳(210)上的两个耦接突出(262)可插入两个引导槽(266)中。
此外，如图3和5所示，上壳体(210A)可形成为具有在第二外壁(216A)的外表面上的两个引导槽(267)，使得形成在另一个模块外壳(210)上的两个耦接突出(261)可插入两个引导槽(267)中。而且，下壳体(210B)可具有形成在第二外壁(216B)的外表面上的两个耦接突出(262)，两个耦接突出(262)插入形成在另一个模块外壳(210)上的两个引导槽(266)中。
参考图4和图5，上壳体(210A)可以具有形成为中空结构的第一容纳部(212A)，第一容纳部(212A)覆盖圆柱形电池单元的上部的外表面。
下壳体(210B)可紧固到上壳体(210A)，下壳体(210B)具有形成为中空结构的第二容纳部(212B)，第二容纳部(212B)覆盖圆柱形电池单元(100)的下部的外表面。
根据上述本发明的实施方式，模块外壳(210)可使用第一容纳部(212A)和第二容纳部(212B)覆盖并容纳圆柱形电池单元的上部外表面和下部外表面，由此保护圆柱形电池单元(100)免受外部冲击。
第一容纳部(212A)的上端部可具有形成在第一容纳部(212A)的顶端处的止动件(219)，以防止圆柱形电池单元的上端移动到第一容纳部(212A)的上部之上。
具体地，止动件(219)可具有弧形结构，其具有比圆柱形电池单元(100)的上部的直径更窄的直径。止动件(219)形成为从中空结构的上端朝向中空结构的中心轴延伸。
根据上述本发明的实施方式，通过止动件(219)可有效地防止容纳在模块外壳(210)的内部中的圆柱形电池单元(100)脱离到外部，并且可限制圆柱形电池单元(100)的向上移动，以便预先防止诸如与汇流条(250)的电断开之类的损坏。
图6是示意性地示出根据本发明的一个实施方式的电池模块的一部分构造的透视图。
参考图6，汇流条(250)可包括电连接结构，其中汇流条(250)的一个表面与多个圆柱形电池单元(100)中的至少两个圆柱形电池单元的电极端子(111、112)接触。
具体地，汇流条(250)可包括导电材料，例如镍。
而且，汇流条(250)可包括主体板(251)和端子连接部(256)。
这里，主体板(251)可在圆柱形电池单元(100)的布置方向(G)上延伸。而且，端子连接部(256)可具有从主体板(251)的一个侧端突出的结构，由此与圆柱形电池单元(100)的电极端子(111、112)接触。
具体地，当从F方向观察时，端子连接部(256)可在主体板(251)的向后方向上突出和延伸。
在从主体板(251)向下的方向上，端子连接部(256)可具有台阶部(257)。因此，根据此构造，汇流条(250)的端子连接部(256)可容易地与圆柱形电池单元(100)的电极端子(111、112)形成接触表面，以增加电连接的可靠性。
这里，表示方向的术语(诸如前、后、左、右、上、下)可根据观察者的位置或要观察的对象的位置而不同。然而，为了便于在本公开内容中进行解释，使用F方向作为用于观看对象的参考方向，来区分和叙述前、后、左、右、上、下方向。
如图1和6所示，五个汇流条(250)可被构造为沿一个方向(G)并联地电连接三十个圆柱形电池单元(100)的第一电极端子(111)。类似地，五个汇流条(250)可被构造为沿着一个方向(G)并联地电连接三十个圆柱形电池单元(100)的第二电极端子(112)。
端子连接部(256)可具有分成两部分的结构。因此，根据本发明的实施方式，应该在焊接过程中熔融接合的端子连接部(256)的中心区域，具有在左右方向上分割成两部分的结构，使得通过该分割结构可有效地增加用于在焊接中加热的导热率，因此可降低焊接时间并提高可靠性。
图7和8是示意性地示出根据本发明的一个实施方式的电池模块的一部分构造的透视图。
参考图7和8以及图1，根据本发明的集流板可包括第一集流板(230)和第二集流板(240)。
具体地，第一集流板(230)可包括导电材料，例如铜或铝。
而且，第一集流板(230)的一个表面的至少一部分可与汇流条(250)的另一侧面部分地接触，该汇流条与圆柱形电池单元(100)的第一电极端子(111)电连接，由此第一集流板(230)电连接到圆柱形电池单元(100)。换句话说，第一集流板(230)安装在模块外壳(210)的上部，与圆柱形电池单元(100)的第一电极端子(111)形成电连接结构。此时，第一集流板(230)的一个表面和汇流条(250)的另一个表面可通过激光焊接来耦接。
第二集流板(240)可包括导电材料，例如铜或铝。
而且，第二集流板(240)的一个表面的至少一部分可以与汇流条(250)的另一侧面部分地接触，该汇流条与圆柱形电池单元(100)的第二电极端子(112)电连接，由此第二集流板(240)电连接到圆柱形电池单元(100)。换句话说，第二集流板(240)安装在模块外壳(210)的下部，以与圆柱形电池单元(100)的第二电极端子(112)形成电连接结构。此时，第二集流板(240)的一个表面和汇流条(250)的另一个表面可通过激光焊接来耦接。
第一集流板(230)可包括第一集流部(231)和接触容纳部(233)。
这里，第一集流部(231)可被构造为与汇流条250(或主体板251)的上表面接触，该汇流条250与圆柱形电池单元(100)的第一电极端子(111)接触并连接到圆柱形电池单元(100)的第一电极端子(111)。而且，第一集流部(231)形成为具有暴露汇流条(250)的端子连接部(256)的焊接开口(234)。接触容纳部(233)可形成为使得第一集流部(231)的一侧的至少一部分向前延伸，并且可以在底部方向上形成阶梯结构(232)。例如，如图7所示，接触容纳部(233)可形成为使得第一集流部(231)的一侧的整个部分向前延伸以减小电阻。
第二集流板(240)可包括第二集流部(241)、垂直延伸部(243)和接触连接部(245)。
这里，第二集流部(241)可被构造为与汇流条(250)的底表面(主体板)接触，该汇流条(250)与圆柱形电池单元(100)的第二电极端子(112)接触并连接到圆柱形电池单元(100)的第二电极端子(112)。而且，第二集流部(241)形成为具有暴露汇流条(250)的端子连接部(256)的焊接开口(244)。
而且，垂直延伸部(243)可以是从第二集流部(241)的一侧沿向上方向垂直弯曲的延伸结构。此外，在垂直延伸部(243)中，通孔(247、248)可形成在与耦接突出(261、262)对应的位置，以便引导耦接结构(260)的耦接突出(图2和图3中的标记261、262)穿入通孔(247、248)中。例如，如图8所示，可以在垂直延伸部(243)上形成四个通孔(247、248)。
此外，接触连接部(245)可具有从垂直延伸部(243)的上端向后弯曲和延伸的结构，由此该接触连接部(245)被放置在第一集流板(230)的接触容纳部(233)上并且电连接到第一集流板(230)。
此外，第二集流部(241)、垂直延伸部(243)和接触连接部(245)可用一种材料整体形成。也就是说，当制造第二集流板(240)时，导电板的一部分形成为第二集流部(241)，并且导电板的其余部分沿向上方向垂直弯曲以形成垂直延伸部(243)，垂直延伸部(243)的端部沿向后方向水平弯曲以形成接触连接部(245)。
图9是示意性地示出根据本发明的实施方式的电池模块的连接结构的透视图，图10是示意性地示出图9的区域C'中的电池模块的一部分构造的截面图。
首先，参考图10以及图7至9，至少一个突出部(246)可在向下方向上形成在第二集流板(240)的接触连接部(245)的底表面上，并且具有与突出部(246)对应的形状的至少一个接收槽(235)可形成在接触容纳部(233)上。
第二集流板(240)中的接触连接部(245)的突出部(246)可插入并固定在第一集流板(230)中的接触容纳部(233)的接收槽(235)中。
根据本发明的实施方式，接触连接部(245)的突出部(246)可与接触容纳部(233)的接收槽(235)耦接，因此不仅接触连接部(245)可容易地放置在接触容纳部(233)上，而且可有效地扩大接触表面以减小电阻，同时提高电连接的可靠性。
此外，在第一集流板(230)的接触容纳部(233)上，可形成焊接线(weldingline)以增加与第二集流板(240)的接触连接部(245)的焊接的便利性。
再次参考图2、3和9，上壳体(210A)可包括第一突出紧固部(271)，下壳体(210B)可包括第二突出紧固部(276)。
这里，第一突出紧固部(271)可从上壳体(210A)的第三外壁(217A)和第四外壁(218A)的外表面沿向前或向后方向突出和延伸，并且第一突出紧固部(271)具有通孔(272)，紧固螺栓(279)可插入该通孔(272)中。例如，如图3所示，两个第一突出紧固部(271)可从上壳体(210A)的第三外壁(217A)和第四外壁(218A)的外表面沿向后方向突出并延伸。
如图2所示，第二突出紧固部(276)可从第三外壁(217B)和第四外壁(218B)的外表面沿向前或向后方向突出和延伸，并且第二突出紧固部(276)具有通孔(277)，紧固螺栓(279)可插入该通孔(277)中。例如，如图2所示，两个第二突出紧固部(276)可从下壳体(210B)的第三外壁(图4的标记217B)和第四外壁(218B)的外表面沿向后方向突出和延伸。
这里，第二突出紧固(276)的通孔(277)可以与另一个电池模块(200)的上壳体(210A)中的第一突出紧固部(271)的通孔(272)连通，使得紧固螺栓(279)可连续地插入通孔(272、277)中。因此，紧固螺栓(279)可插入并紧固在第一突出紧固部(271)和第二突出紧固部(276)中。
根据本发明的实施方式，上壳体(210A)的第一突出紧固部(271)与另一个电池模块(200)的下壳体(210B)中的第二突出紧固部(276)可通过螺栓紧固并且耦接，由此防止电池模块(200)的布置坍塌，特别是防止第一集流板(230)与第二集流板(240)之间的电连接断开。此外，为了连接和耦接多个电池模块，通过使用传统技术，由于耦接结构的体积占用，多个电池模块必须分开预定距离。然而，本发明的电池模块包括第一突出紧固部(271)和第二突出紧固部(276)，它们在不同的高度延伸，以便在垂直方向上彼此面对。因此，在最小化耦接结构的体积占用的同时，多个电池模块可容易地彼此耦接和连接。这具有增加电池模块的能量密度和减少安装时间的优点。
再次参考图5，上壳体(210A)的第一容纳部(212A)可形成为在其面向圆柱形电池单元(100)的侧表面的内表面上具有固定结构，该固定结构通过向圆柱形电池单元的侧表面施加压力来固定圆柱形电池单元。
这里，为了从第一容纳部(212A)的内表面向圆柱形电池单元(100)的外表面施加压力，固定结构可以是在水平方向(向内方向)上朝向圆柱形电池单元(100)的位置突出的凸起部(213)。
根据本发明的实施方式，固定结构不仅可以有效地减少由外部冲击引起的圆柱形电池单元(100)的振动或移动而导致的圆柱形电池单元(100)与汇流条(250)之间的有缺陷的连接，而且还有效地减少圆柱形电池单元(100)的损坏。
上壳体(210A)的第一容纳部(212A)可具有切口部(214)，该切口部(214)通过将中空结构的内壁在向下方向上从中空结构的顶端切割到预定点而形成。开口间隙(S)可形成在第一容纳部(212A)的中空结构中的切口部(214)的两侧。这里，凸起部(213)可形成在切口部(214)的中心。
此外，切口部(214)可形成在与第一容纳部(212A)的另一个中空结构的切口部(214)相对应的位置处，并且切口部(214)可以与另一个中空结构的切口部(214)隔开预定距离。
根据本发明的实施方式，切口部(214)可允许凸起部(213)弹性地按压圆柱形电池单元(100)的外表面，使得圆柱形电池单元可容易地插入第一容纳部(212A)，并且凸起部可向圆柱形电池单元(100)的外表面施加恒定压力。
图11是根据本发明另一实施方式的电池模块的一部分的分解透视图，图12是当分解部分彼此耦接时图11中的电池模块的透视图。
参考图11和12，根据另一个实施方式的电池模块(200C)可包括绝缘板(295)、支撑杆(297)和紧固构件(299)。
具体地，绝缘板(295)可定位成与模块外壳(210C)的外壁(218C)的外表面接触。
支撑杆(297)可插入绝缘板(295)的内部，并且可形成为沿上下方向从绝缘板(295)突出到外部。
利用支撑杆(297)，紧固构件(299)可构造成紧固到模块外壳(210C)的外壁(218C)。
凹槽(D)可形成在模块外壳(210C)的外壁(218C)的外表面的一侧。凹槽(D)向内凹进并沿上下方向延伸。插入绝缘板(295)的支撑杆(297)可插入并固定在凹槽(D)中。
图13是示意性地示出根据本发明的一个实施方式的电池组的透视图。
参考图13，根据本发明的电池组(1000)可包括至少两个电池模块(200)。具体地，可在一个方向上布置和对准至少两个或更多个电池模块(200、201、202、203)。例如，如图13所示，四个电池模块(200、201、202、203)沿前后方向线性布置，然后彼此串联电连接。
电池模块(202)可包括第三集流板(236)，所述第三集流板(236)包括沿向下方向弯曲的外部端子接触部(237)，从而电接触并连接到外部输入/输出端子(280)。
外部端子接触部(237)可包括连接凹槽(238)，所述连接凹槽(238)从外部端子接触部(237)的一端向内凹进。具有螺栓结构的外部输入/输出端子(280)可插入连接凹槽(238)中。例如，如图13所示，三个连接凹槽(238)可形成在第三集流板(236)的外部端子接触部(237)中，并且三个外部输入/输出端子(280)可以插入并固定在三个连接凹槽(238)中。
根据本发明的实施方式，第三集流板(236)可通过连接凹槽(238)与外部输入/输出端子(280)电接触，因此这可以具有减少组装过程中的时间的优点。
图14是示意性地示出根据本发明另一个实施方式的另一个电池组的透视图。
参考图14，电池组(1001)具有在一个方向上在第一层布置和对准的至少两个或更多个电池模块(200、201、202、203)以及在一个方向上在第二层布置和对准的堆叠在电池模块(200、201、202、203)上的至少两个或更多个其他电池模块(204、205、206、207)。
这里，在第一层的至少两个或更多个电池模块(200、201、202、203)与堆叠的至少两个或更多个电池模块(204、205、206、207)之间，可设置由具有低导电率的绝缘材料(例如，塑料或橡胶)制成的绝缘板(290)。
根据上述的本发明的实施方式，绝缘板(290)可防止第一层的电池模块(200、201、202、203)与第二层的电池模块(204、205、206、207)之间发生短路。
图15是示意性地示出根据本发明另一个实施方式的另一个电池组的透视图。
参考图15，与图14的电池组(1001)相比，在根据另一个实施方式的电池组(1002)中，第二层的电池模块(204、206、206、207)可以垂直反转，使得第一电极端子(111)位于下方，第二电极端子(112)位于上方，然后将第二层的电池模块(204、206、206、207)堆叠在第一层的电池模块(200、201、202、203)上。也就是说，第一电极端子(111)和第二电极端子(112)分别位于电池模块的下部和上部。
根据上述的本发明的实施方式，电池模块可以以各种方式堆叠以形成电池组，因此这具有降低与制造新模具的设计变化相关的生产成本的优点。
返回参考图13，除了电池模块(200)之外，根据本发明的电池组(1000)还可包括用于控制电池模块(200)的充电和放电的各种装置，例如BMS(未示出，Battery ManagementSystem；电池管理系统)、电流传感器、保险丝等。
而且，根据本发明的电池组(1000)可应用于诸如电动车辆和混合动力车辆的车辆中。因此，根据本发明的车辆可包括根据本发明的电池组(1000)。
此外，根据本发明的电池组(1000)可用在能量存储系统中，该能量存储系统可用作应急电力资源。因此，根据本发明的能量存储系统可包括根据本发明的电池组(1000)。
同时，在上述实施方式中，使用指示上、下、左、右、前、后的方向的术语，但是，这些术语是为了便于解释，因此对于技术人员来说显而易见的是，取决于物体的位置或观察者的位置，术语可以是不同的。
如上所述，尽管已经通过实施方式和附图解释了本发明，但是本发明不限于此，并且本发明的技术领域的技术人员可在本发明的公开内容以及权利要求的等同范围中进行各种修改和变化。
[附图标记]
1000、1001、1002：电池组 250：汇流条
200、201、203、204、205、206、207：电池模块 251：主体板
100：圆柱形电池单元 256：端子连接部
111、112：电极端子 260：引导耦接结构
210：模块外壳 261、262：耦接突出
210A：上壳体 266、267：引导槽
210B：下壳体 295：绝缘板
230：第一集流板 297：支撑杆
240：第二集流板 299：紧固构件
工业适用性
本发明涉及电池模块和包括多个电池模块的电池组。而且，本发明可以用在配备有电池模块和电池组的能量存储系统或与车辆相关的工业中。

Claims (16)

1.至少两个经电连接和扩展的电池模块，所述电池模块包括：
多个圆柱形电池单元，每个电池单元具有分别形成在其上部和下部的电极端子；
模块外壳，包括容纳部，所述容纳部具有多个中空结构，以便容纳所述多个圆柱形电池单元的插入；
汇流条，所述汇流条的一个表面接触并电连接到所述多个圆柱形电池单元中的至少两个圆柱形电池单元的电极端子；和
集流板，所述集流板的一个表面的至少一部分通过接触所述汇流条的另一个表面而电连接到所述圆柱形电池单元，所述集流板的另一个表面的至少一部分通过接触另一个集流板而电连接到另一个电池模块的多个圆柱形电池单元，
其中所述模块外壳包括外壁以在模块外壳中形成内部空间，
其中在所述模块外壳的外壁的外表面上形成具有耦接突出和引导槽的引导耦接结构，以便引导另一个电池模块的布置位置。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述耦接突出从所述外壁的外表面突出并延伸，并且所述引导槽从所述外壁的外表面向内凹进，由此另一个电池模块的耦接突出插入所述引导槽中。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中所述模块外壳包括：
上壳体，包括以中空结构形成的第一容纳部，以便覆盖所述圆柱形电池单元的上部的外表面；和
下壳体，与所述上壳体耦接并且包括以中空结构形成的第二容纳部，以便覆盖所述圆柱形电池单元的下部的外表面。
4.根据权利要求3所述的电池模块，
其中所述上壳体具有第一突出紧固部，所述第一突出紧固部从所述外壁的右外表面和左外表面朝向一侧延伸，并且包括通孔，紧固螺栓插入所述通孔中；
其中所述下壳体具有第二突出紧固部，所述第二突出紧固部从所述外壁的右外表面和左外表面朝向另一侧延伸，并且包括通孔，紧固螺栓插入所述通孔中，
其中所述第二突出紧固部的通孔形成为与另一个电池模块的上壳体的第一突出紧固部的通孔连通，由此所述紧固螺栓连续地插入两个通孔中。
5.根据权利要求3所述的电池模块，其中在所述上壳体的所述第一容纳部的与所述圆柱形电池单元相对的内表面上，所述第一容纳部包括朝向内部方向突出的凸起部，由此所述凸起部通过向所述圆柱形电池单元施加压力而固定所述圆柱形电池单元。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其中所述上壳体的所述第一容纳部包括切口部，所述切口部从所述中空结构的上端在向下方向上切开到所述中空结构的预定位置，并且所述凸起部形成在所述切口部的内表面上。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其中所述切口部的位置对应于所述第一容纳部中的另一个中空结构的切口部，并且所述切口部与所述另一个中空结构的切口部隔开预定距离。
8.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述汇流条包括：
主体板，沿着所述圆柱形电池单元的布置方向延伸；和
端子连接部，从所述主体板的一端突出和延伸，由此与所述圆柱形电池单元的电极端子接触。
9.根据权利要求1所述的电池模块，
其中所述圆柱形电池单元的电极端子包括分别形成在所述圆柱形电池单元的顶端和底端上的第一电极端子和第二电极端子，
其中所述集流板包括第一集流板和第二集流板，所述第一集流板安装在所述模块外壳的上部，由此电连接到所述圆柱形电池单元的所述第一电极端子，所述第二集流板安装在所述模块外壳的下部，由此电连接到所述圆柱形电池单元的所述第二电极端子。
10.根据权利要求9所述的电池模块，
其中所述第一集流板包括：第一集流部，所述第一集流部接触与所述圆柱形电池单元的所述第一电极端子连接的汇流条的上表面；和接触容纳部，所述接触容纳部从所述第一集流部的一端向前方延伸，并且在向下方向上具有台阶部；
其中所述第二集流板包括：第二集流部，所述第二集流部接触与所述圆柱形电池单元的所述第二电极端子连接的汇流条的下表面；垂直延伸部，所述垂直延伸部从所述第二集流部的一端沿向上方向垂直弯曲；和接触连接部，所述接触连接部放置在所述第一集流板的接触容纳部中，并且从所述垂直延伸部的上端沿向后方向弯曲和延伸，由此电连接到所述第一集流板。
11.根据权利要求10所述的电池模块，其中在所述接触容纳部的下表面上沿向下方向形成至少一个突出部，并且在所述接触连接部中形成与所述接触容纳部的所述突出部的形状对应的至少一个凹槽。
12.根据权利要求10所述的电池模块，其中在所述垂直延伸部的与所述耦接突出和所述引导槽对应的位置处形成通孔，由此所述引导耦接结构的所述耦接突出穿入所述通孔中。
13.一种电池组，包括至少两个电池模块，每个电池模块由权利要求1至12中的任一项所限定，所述电池模块沿一个方向布置。
14.一种车辆，包括根据权利要求13所述的电池组。
15.至少两个经电连接和扩展的电池模块，所述电池模块包括：
多个圆柱形电池单元，每个电池单元具有分别形成在其上部和下部的电极端子；
模块外壳，包括具有多个中空结构的容纳部，以便容纳所述多个圆柱形电池单元的插入；
汇流条，所述汇流条的一个表面接触并电连接到所述多个圆柱形电池单元中的至少两个圆柱形电池单元的电极端子；
集流板，所述集流板的一个表面的至少一部分通过接触所述汇流条的另一个表面而电连接到所述圆柱形电池单元，所述集流板的另一个表面的至少一部分通过接触另一个集流板而电连接到另一个电池模块的多个圆柱形电池单元；
绝缘板，定位成与所述模块外壳的外壁的一侧外表面接触；
支撑杆，插入所述绝缘板中并从所述绝缘板的外圆周沿上下方向突出；和
紧固件，构造为将所述集流板与所述支撑杆紧固在一起，
其中所述模块外壳包括外壁以在模块外壳中形成内部空间，
其中在所述模块外壳的外壁的外表面上形成具有耦接突出和引导槽的引导耦接结构，以便引导另一个电池模块的布置位置。
16.根据权利要求15所述的电池模块，其中在所述模块外壳的所述外壁的一侧外表面上形成向内凹进并沿上下方向延伸的凹槽，所述支撑杆插入并且容纳进所述凹槽中。
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