CN110235275A - 具有防水功能的电池组及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有防水功能的电池组及其制造方法，更具体而言，涉及这样一种具有防水功能的电池组及其制造方法，这种电池组防止来自外部的水分渗透并且设置有稳定的电极端子紧固结构，由此即使在产生振动时仍稳固地保持紧固。

Description

具有防水功能的电池组及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种具有防水功能的电池组及其制造方法，更具体而言，涉及这样一种具有防水功能的电池组及其制造方法，这种电池组防止来自外部的水分渗透并且设置有稳定的电极端子紧固结构，由此即使在产生振动时仍稳固地保持紧固。
背景技术
作为构成电池组的单元电池的锂二次电池具有灵活性、相对自由的形状、小重量及优异的安全性，由此对锂二次电池作为诸如汽车、建筑重型设备等的启动机电池之类的中型电池组的需求不断增加。
此外，电池组的形状根据电池壳体的形状而分类。当电极组件内置于圆柱形金属罐或棱柱形金属罐中时，电池组被分为圆柱形电池组和棱柱形电池组。此外，当电极组件内置于铝层压片形成的袋型壳体中时，电池组被分为袋型电池组。
此外，内置于电池壳体中的电极组件以包括正极、负极和插入在正极与负极之间的隔膜的结构来设置，因而能被充电/放电。此外，圆柱形电极组件的形状以其中具有长片状形状且涂覆有电极活性材料的正极、隔膜和负极被顺序层压并卷绕的果冻卷型来形成。
另外，电池组具有的危险在于，当诸如雨水之类的水分渗透到电池组中时，二次电池损坏并且发生电击。
为了避免这些问题，提供了一种具有防水功能的电池组，将参照图1描述配备有常规防水结构的电池组。
图1是配备有常规防水结构的电池组的结构视图。
参照图1，在配备有常规防水结构的电池组中，电池模块与暴露到外部以供应电力的电极端子之间的连接通过电线来紧固。
然而，由于电池组的较高输出，使用粗电线(AWG 8或更小)作为所述电线。因此，在电线中产生张力，并且存在难以将上壳体中的电极端子与电线紧固的问题。此外，在将电极端子与电池模块的电线连接之后，连接有电线的上壳体被翻转而位于下壳体内部，因此，执行了繁琐的电池组组装工序。
此外，由于在电线与电极端子之间的连接中电线未被固定，因此当发生振动或当测试装置时，存在电极端子与电线之间的连接断开的问题。
因此，需要开发一种技术，使得电池组的组装工序并不困难，并且电池模块与电极端子之间的连接被稳固地紧固。
[相关技术文件]
[专利文件]
(专利文件1)KR2017-0019041 A
发明内容
技术问题
本发明提供一种具有防水功能、能容易地组装并且在电极端子与电池模块之间具有稳固连接的电池组及其制造方法。
技术方案
根据示例性实施方式，一种具有防水功能的电池组，所述防水功能防止水分渗透到包括多个电池单元的电池模块中，所述电池组包括：上段组盖，所述上段组盖位于所述电池组的最上段并且具有形成于其中的端子穿孔，使得电极端子暴露到外部；电池模块，所述电池模块设置有位于所述上段组盖下方以围绕并固定所述多个电池单元的整个外周边的模块壳体；以及下段组盖，所述下段组盖位于所述电池模块下方以围绕所述电池模块的下段部分，其中所述电池模块在与所述上段组盖的所述端子穿孔对应的位置上设置有所述电极端子，并且所述电极端子穿过所述上段组盖的所述端子穿孔并且暴露到外部。
所述电池模块的所述模块壳体可包括：防水盖，所述防水盖位于所述上段组盖100下方并且以防水结构形成；上单元盖，所述上单元盖位于所述防水盖下方和所述多个电池单元上方，以固定所述多个电池单元的上部；侧表面单元盖，所述侧表面单元盖位于所述上单元盖下方，以围绕并固定全部所述多个电池单元的侧表面；以及下单元盖，所述下单元盖位于所述侧单元盖下方，以固定全部所述多个电池单元的下部。
所述上单元盖可在其上表面上设置有BMS，并且所述BMS可设置有电连接至所述电极端子的两对BMS连接部。
所述防水盖可包括：一对电极端子，每个电极端子设置有端子连接接片和在所述电极端子的中央部分上的端子凸出部，所述端子连接接片的两侧在与所述上单元盖的所述BMS连接部对应的位置处具有通孔使得与连接构件连接，所述端子凸出部暴露到外部以供应电力；分别位于所述一对电极端子下方的一对电极柱，所述一对电极柱凸出预定高度使得所述电极端子暴露到外部，并且具有每个都以与所述电极端子的所述端子凸出部的内侧对应的形状形成的中央部分；以及穿孔部，所述穿孔部分别位于所述一对电极柱的两侧上并且在与所述一对电极端子的通孔对应的位置处具有通孔。
防水构件可被涂覆或附接到所述电极柱和所述电极端子的外周边。
所述防水盖可设置有安装在所述电极端子的所述端子连接接片的外周边上的分隔壁。
所述上段组盖和所述下段组盖可在所述防水构件插置在它们之间的情况下彼此连接。
根据另一示例性实施方式，一种用于制造具有防水功能的电池组的方法包括：组盖制备步骤，用于制备电池组的下段组盖和上段组盖；下组形成步骤，用于组装电池模块以将所述电池模块放置在所述下段组盖上；电极端子连接步骤，用于将在所述下组形成步骤中组装的所述电池模块的BMS与暴露到外部并提供电力的电极端子连接；以及上段组盖组装步骤，其中将盖防水构件设置到所述下段组盖的下段组连接部，并且组装所述上段组盖的所述上段组连接部，以便将所述上段组连接部在所述盖防水构件位于所述上段组连接部与所述下段组连接部之间的情况下接合至所述下段组连接部。
在所述电极端子连接步骤之前，可将防水构件附接或涂覆在要与所述电极端子接触的所述电池模块的上端部上。
在所述电极连接步骤之后，可将防水构件附接或涂覆在所述电极端子上。
有益效果
根据示例性实施方式的具有防水功能的电池组及其制造方法不需要精确的组装工序，由此具有更有效的防水结构，并且电极端子与电池模块之间的连接被稳固地紧固以使得能够更稳定地操作电池组。
附图说明
图1是配备有常规防水结构的电池组的结构视图。
图2是根据示例性实施方式的具有防水功能的电池组的结构视图。
图3是根据示例性实施方式的具有防水功能的电池组的透视图。
图4是根据示例性实施方式的具有防水功能的电池组中的电池模块的透视图。
图5是根据示例性实施方式的具有防水功能的电池组中的防水盖的放大视图。
图6是根据示例性实施方式的具有防水功能的电池组的制造方法的流程图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述本发明的实施方式。然而，本发明不受示例性实施方式的约束或限制。而是，这些实施方式被提供以使得本公开内容将是透彻的和完整的，并且本发明构思的范围将被完全传达给本领域技术人员。
尽管本文使用诸如“第一”和“第二”之类的术语来描述各种元件，但这些元件不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与其他元件区分开。例如，在不背离本发明的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，类似地，第二元件可被称为第一元件。在下面的描述中，这些术语仅用于解释特定的示例性实施方式，而并非限制本发明。单数形式意在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。
本发明中使用的术语是考虑本发明中的作用而尽可能选自当前广泛使用的通用术语，但这些术语可根据本领域技术人员或先例的意图而改变，或由于新技术的出现等而改变。此外，某些术语可以是任意选择的，在这种情况中将在本发明中详细描述相应含义。因此，本发明中使用的术语不应简单地基于术语的名称来定义，而是应基于术语的含义以及整个说明书的上下文来定义。
<实施方式1>
接下来，将描述根据示例性实施方式的具有防水功能的电池组。
图2是根据示例性实施方式的具有防水功能的电池组的结构视图。
图3是根据示例性实施方式的具有防水功能的电池组的透视图。
参照图2和图3，根据示例性实施方式的电池组1000包括：上段组盖100，上段组盖100位于电池组的最上段并且具有形成于其中的端子穿孔，使得电极端子可暴露到外部；电池模块200，电池模块200设置有位于上段组盖100下方以围绕并固定多个电池单元的整个外周边的模块壳体；以及下段组盖300，下段组盖300位于电池模块200下方以围绕电池模块的下段部分。
下面将更详细地描述电池组1000的构造。
上段组盖100是位于电池组的最上段上的部件，并且在上段组盖100中设置端子穿孔，使得电极端子可暴露到外部，而下段组盖300是位于电池模块200下方以围绕电池模块的下段部分的部件。此外，上段组盖100以使得上段组盖100与下段组盖300能彼此连接的形状形成。在此，在一实施方式中，作为可连接的形状，在上段组盖100中并且在下段组盖300中设置用于螺钉连接的穿孔，但实施方式不限于此。
此外，下段组盖300在下段组盖300与上段组盖100彼此接触的部分上具有下段组连接部310，并且防水材料被附接或涂覆到下段组连接部310的上表面或内部，由此防止从该连接部出现水分渗透。
另外，将参照图4更详细地描述电池模块200。
图4是根据示例性实施方式的具有防水功能的电池组中的电池模块的透视图。
参照图4，电池模块200是设置有模块壳体的部件，模块壳体位于上段组盖100下方以围绕并固定多个电池单元的整个外周边，并且使这些电池单元成为单位模块。
更具体而言，电池模块200构造为包括电池单元和围绕电池单元的模块壳体，并且模块壳体构造为包括：防水盖210，防水盖210位于上段组盖100下方，并且以用于防止水分渗透到电池模块中的防水结构形成；上单元盖220，上单元盖220位于防水盖210下方和多个电池单元上方，以固定多个电池单元的上部；侧表面单元盖230，侧表面单元盖230位于上单元盖220下方，以围绕并固定多个电池单元的侧表面；以及下单元盖240，下单元盖240位于侧单元盖230下方，以固定全部多个电池单元的下部。
此外，上单元盖220设置有位于其上表面上的电池管理系统(以下称为“BMS”)，BMS设置有能与电极端子211电连接的两对BMS连接部221。因此，可从多个电池单元供应电力，或者可进行控制使得从外部电源将电压充给电池单元。
此外，BMS执行诸如对包括充电/放电电流、每个二次电池单元的电压或电流的电特性值的测量，电压均衡(equalization)控制，以及充电状态(SOC，State Of Charge)估计之类的各种控制功能。上单元盖220、侧表面单元盖230和下单元盖240形成电池模块的模块壳体，并且在其上进一步设置防水盖210，从而可加倍防止水分渗透到电池模块中并且BMS的上表面也得以保护。
此外，防水盖210是位于上段组盖100下方的部件并且以防止水分渗透到电池模块中的防水结构形成，将参照图5更详细地描述防水盖210。
图5是根据示例性实施方式的具有防水功能的电池组中的防水盖的放大视图。
参照图5，防水盖210构造为包括：一对电极端子211，每个电极端子设置有端子连接接片211_1和在电极端子的中央部分上的端子凸出部211_2，端子连接接片211_1在与上单元盖220的BMS连接部221对应的位置处具有通孔，端子凸出部211_2暴露到外部以供应电力；分别位于该一对电极端子211下方的一对电极柱212，该一对电极柱212凸出预定高度使得电极端子暴露到外部，并且具有每个都以与电极端子211的端子凸出部211_2的内侧对应的形状形成的中央部分；以及穿孔部213，穿孔部213分别位于该一对电极柱212的两侧上并且在与该一对电极端子的通孔对应的位置处具有通孔。
此外，防水盖210在四个表面的下侧端部上设置有能连接到上单元盖220的连接接片，从而使防水盖210能够稳固地连接到上单元盖220。
此外，电极端子211是穿过上段组盖100的端子通孔以向外部供应电力的部件。此外，由于形成在每个电极端子211的中央部分上的每个端子凸出部211_2的外周边部分接触上段组盖100，因此防水构件211_3被附接或涂覆在接触部分上以防止来自外部的水分渗透。
此外，端子连接接片211_1在端子凸出部211_2的侧表面中分别设置有通孔，端子连接接片211_1形成在与上单元盖220的BMS连接部221对应的位置处并且使与BMS的电连接能够实现。
此外，可电连接到BMS的连接构件211_4与端子连接接片211_1的通孔连接。在一实施方式中，连接构件211_4可设置为螺栓，但实施方式不限于此。
此外，端子连接接片211_1以预定高度弯折，使得凸出预定高度的电极柱212的中央部分能连接到端子凸出部211_2中。
此外，在端子连接接片211_1的外侧上分别设置有分隔壁，使得当组装电极端子211时，电极端子211能连接到正常位置。因此，仅能通过人工组装的电池组也使得能够被自动组装。
此外，电极端子211可由具有优异电导率和耐久性的铜、铜-镍合金或铜-铬合金等形成。
此外，该一对电极柱212分别位于该一对电极端子211下方并且以预定高度凸出，使得电极端子暴露到外部，并且电极柱的中央部分以与端子凸出部211_2对应的形状形成。此外，通过在与设置在电极端子211的中央部分上的端子凸出部211_2接触的电极柱212的外周边部分上附接或涂覆防水构件212_1，该外周边部分被使得能够防止来自外部的水分渗透。
此外，穿孔部213分别位于该一对电极柱212的两侧上，并且防水盖的通孔设置在与该一对电极端子的通孔对应的位置处。此外，上单元盖220的BMS连接部221位于穿孔部213下方，并且当从端子连接接片211_1紧固连接构件211_4时，电极端子211和BMS电连接。因此，由于电极端子211暴露到外部，所以将单独的防水盖设置到除与BMS连接的部分之外的部分，从而使得能够保护BMS。
此外，上单元盖220是位于防水盖210下方并且在多个电池单元上方以固定多个电池的部件。此外，由于BMS设置在上段中，因此进一步设置用将于BMS定位的BMS固定构件，电连接到电极端子211的BMS连接部221位于BMS上方并且设置有孔以便连接到电极端子211的连接构件211_4。在此，在一实施方式中，BMS连接部221的孔的内侧可形成为螺母，以便连接到电极端子211的连接构件211_4，但实施方式不限于此。此外，连接端子由接收较大功率的导电材料形成，并且使电池模块的电力能够被输送到电极端子211。
此外，上单元盖220设置有具有在防水盖210的连接接片的位置上与该连接接片对应的形状的连接构件，以便将上单元盖220连接到防水盖210。
此外，侧表面单元盖230是位于上单元盖220下方并且固定多个电池单元的整个侧表面的部件，并且下单元盖240是位于侧表面单元盖下方以固定多个电池单元的下部的部件。此外，在侧表面单元盖230的横向侧表面上设置有能连接到上单元盖220和下单元盖240的连接结构。
此外，在上单元盖220和下单元盖240的横向侧表面上也设置有可彼此连接的连接结构。
因此，多个电池单元被稳固地固定，因此，即使在连续振动或微小撞击的情况下，电池单元也不会分离从而使电池能够稳定地工作。
<实施方式2>
接下来，将描述根据示例性实施方式的具有防水功能的电池组的制造方法。
在根据示例性实施方式的具有防水功能的电池组的制造方法中，将端子电极连接至设置有防水盖的电池模块，并且将防水构件附接或涂覆在与电池模块的上端部和上段组壳体接触的区域，从而防止来自外部的水分渗透，并使得能够容易地组装电池组。
图6是根据示例性实施方式的具有防水功能的电池组的制造方法的流程图。
参照图6，在根据示例性实施方式的制造电池组的方法中，制备电池组的下段组盖和上段组盖(组盖制备步骤S100)，组装电池模块并且将电池模块放置在下段组盖上(下组形成步骤S200)。
接着，将组装的电池模块的BMS与暴露到外部并供应电力的电极端子连接(电极端子连接步骤S300)，将盖防水构件设置到下段组盖的下段组连接部，并且组装上段组盖的上段组连接部，以便将上段组连接部在盖防水构件位于下段组连接部与上段组连接部之间的情况下接合到下段组连接部(上段组盖组装步骤S400)。
此外，下面将更详细地描述制造电池组的方法中的每个步骤。
组盖制备步骤S100是用于制备下段组盖和上段组盖的步骤，在上段组盖的最下部和下段组盖的最上部上设置通过注塑成型形成并能彼此连接的连接部。
此外，下部组形成步骤S200是用于组装电池模块并且将电池模块放置在下段组盖上的步骤，并且首先组装电池模块。电池模块被组装以使得多个电池单元被容纳在侧表面单元盖230内部，在电池单元的上部和下部上接合用于电连接的金属面板，然后连接下单元盖240和上单元盖220。
随后，将设置有电连接多个电池单元的BMS连接部221的BMS安装在上单元盖220的上表面上，将已经注塑成型的防水盖210连接到其上已安装有BMS的上单元盖的上部，从而完成电池模块的组装。
将如上所述组装的电池模块放置在下段组盖上，从而下段组可得以配置。
此外，电极端子连接步骤S300是用于将在下组形成步骤S200中组装的电池模块的BMS与暴露到外部并供应电力的电极端子连接的步骤。更具体而言，将暴露到外部以供应或接收电力的电极端子211电连接至BMS连接部221，从而形成至多个电池单元的电力路径。
此外，在电极连接步骤之前，将防水构件附接或涂覆在接触电极端子的电池模块的上段上，并且在电极连接步骤之后，将防水构件附接或涂覆在电极端子上并且防水构件使得能够防止来自外部的水分渗透。
此外，上段组盖组装步骤S400是用于给下段组盖的下段组连接部提供并组装盖防水构件，使得上段组盖的上段组连接部与下段组盖的下段组连接部在盖防水构件位于它们之间的情况下接合的步骤，其中根据下段组连接部的形状，将防水构件附接或涂覆到连接部的内侧或上表面。
另外，已经关于上述实施方式具体描述了本发明的技术构思，但应当注意的是，前述实施方式仅被提供用于说明，而不限制本发明。此外，本发明所属技术领域中的普通技术人员可在本文阐述的权利要求的范围内实现各种实施方式。
[标号说明]
1000：电池组
100：上段组盖
200：电池模块
210：防水盖
211：电极端子
211_1：端子连接接片
211_2：端子凸出部
211_3：(端子)防水构件
211_4：连接构件
212：电极柱
212_1：(电极柱)防水构件
213：穿孔部
214：分隔壁
220：上单元盖
221：BMS连接部
230：侧表面单元盖
240：下单元盖
300：下段组盖
310：下段组连接部

Claims (10)

1.一种具有防水功能的电池组，所述防水功能防止水分渗透到包括多个电池单元的电池模块中，所述电池组包括：
上段组盖(100)，所述上段组盖(100)位于所述电池组的最上段并且具有形成于其中的端子穿孔，使得电极端子暴露到外部；
电池模块(200)，所述电池模块(200)设置有位于所述上段组盖下方以围绕并固定所述多个电池单元的整个外周边的模块壳体；以及
下段组盖(300)，所述下段组盖(300)位于所述电池模块下方以围绕所述电池模块的下段部分，其中
所述电池模块在与所述上段组盖的所述端子穿孔对应的位置上设置有所述电极端子，并且
所述电极端子穿过所述上段组盖的所述端子穿孔并且暴露到外部。
2.如权利要求1所述的具有防水功能的电池组，其中所述电池模块的所述模块壳体包括：
防水盖，所述防水盖位于所述上段组盖下方，并且以防止水分渗透到所述电池模块中的防水结构形成；
上单元盖，所述上单元盖位于所述防水盖下方和所述多个电池单元上方，以固定所述多个电池单元的上部；
侧表面单元盖，所述侧表面单元盖位于所述上单元盖下方，以围绕并固定全部所述多个电池单元的侧表面；以及
下单元盖，所述下单元盖位于所述侧单元盖下方，以固定全部所述多个电池单元的下部。
3.如权利要求2所述的具有防水功能的电池组，其中
所述上单元盖在其上表面上设置有BMS，并且
所述BMS设置有电连接至所述电极端子的两对BMS连接部。
4.如权利要求2所述的具有防水功能的电池组，其中所述防水盖包括：
一对电极端子(211)，每个电极端子设置有端子连接接片(211_1)和在所述电极端子的中央部分上的端子凸出部(211_2)，所述端子连接接片(211_1)的两侧在连接构件(211_4)与所述上单元盖的所述BMS连接部对应的位置处具有通孔使得与连接构件(211_4)连接，所述端子凸出部(211_2)暴露到外部以供应电力；
分别位于所述一对电极端子下方的一对电极柱(212)，所述一对电极柱(212)凸出预定高度使得所述电极端子暴露到外部，并且具有每个都以与所述电极端子的所述端子凸出部的内侧对应的形状形成的中央部分；以及
穿孔部(213)，所述穿孔部(213)分别位于所述一对电极柱的两侧上并且在与所述一对电极端子的通孔对应的位置处具有通孔。
5.如权利要求4所述的具有防水功能的电池组，其中防水构件(211_3、212_1)被涂覆或附接到所述电极柱和所述电极端子的外周边。
6.如权利要求4所述的具有防水功能的电池组，其中所述防水盖设置有安装在所述电极端子的所述端子连接接片的外周边上的分隔壁。
7.如权利要求1所述的具有防水功能的电池组，其中所述上段组盖和所述下段组盖在所述防水构件插置在它们之间的情况下彼此连接。
8.一种具有防水功能的电池组的制造方法，包括：
组盖制备步骤，用于制备电池组的下段组盖和上段组盖；
下组形成步骤，用于组装电池模块以将所述电池模块放置在所述下段组盖上；
电极端子连接步骤，用于将在所述下组形成步骤中组装的所述电池模块的BMS与暴露到外部并供应电力的电极端子连接；以及
上段组盖组装步骤，其中将盖防水构件设置到所述下段组盖的下段组连接部，并且组装所述上段组盖的所述上段组连接部，以便将所述上段组连接部在所述盖防水构件位于所述上段组连接部与所述下段组连接部之间的情况下接合至所述下段组连接部。
9.如权利要求8所述的具有防水功能的电池组的制造方法，其中在所述电极端子连接步骤之前，将防水构件附接或涂覆在要与所述电极端子接触的所述电池模块的上端部上。
10.如权利要求8所述的具有防水功能的电池组的制造方法，其中在所述电极连接步骤之前，将防水构件附接或涂覆在要与所述电极端子接触的所述电池模块的上端部上。
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