CN110476271B - 具有底部连接型托盘的电池组及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种具有底部连接型托盘的电池组，该电池组包括其中装载有多个电池模块的托盘、设置在托盘的底面上的多个托盘端子、用于互连托盘端子或将托盘端子连接到外部电路的连接线、以及设置在每个电池模块中以连接到相应的一个托盘端子的电池端子。在电池模块与托盘组装的同时实现端子连接，由此更容易执行组装操作并且提高了端子连接结构的可靠性。此外，可以使用机器人进行自动组装和生产。

Description

具有底部连接型托盘的电池组及其制造方法
技术领域
本申请要求于2017年10月31日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第2017-0143721号的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
本发明涉及一种用于电动车辆等的电池组，更具体地，涉及一种包括装载在托盘中的多个电池模块的电池组及其制造方法。
背景技术
通常，二次电池是可以充电和放电以便重复使用的电池，二次电池可以构成单个电池模块以用于小型便携式电子设备，例如蜂窝电话、膝上型计算机、个人计算机、照相机和便携式摄像机，或者可以构成包括多个电池模块的电池组以用作大功率混合动力电动车辆(HEV)、大功率电动车辆(EV)等中的马达驱动源。
特别地，电动车辆使用高功率电能。因此，每辆车需要相当多的电池模块。因此，电池模块以装载在支撑板(例如托盘)上的状态设置在电池壳体中，以构成电池组。
装载在托盘中的电池模块经由诸如线束这样的连接线彼此电连接。此外，电池模块还连接到外部控制电路和外部电源电路。
然而，电池模块几乎完全手动地装载在托盘中，并且电池模块也几乎完全手动地使用电线彼此连接。因此，需要提供一种组装结构和工艺，其能够更容易、方便且有效地将装载在托盘中的电池模块使用线束和连接端子彼此连接。
发明内容
技术问题
本发明是鉴于上述问题和其他尚未解决的技术问题而完成的，并且本发明的目的在于提供一种具有底部连接型托盘的电池组及其制造方法，该底部连接型托盘构造成能够在将电池模块装载在托盘中的同时实现端子连接，由此更容易执行组装操作，提高连接结构的可靠性，并且可以自动组装和生产。
技术方案
根据本发明的一个方面，通过提供具有底部连接型托盘的电池组可以实现上述和其他目的，该电池组包括其中装载有多个电池模块的托盘、设置在托盘的底面上的多个托盘端子、用于互连托盘端子或将托盘端子连接到外部电路的连接线、以及设置在每个电池模块中以连接到相应的一个托盘端子的电池端子。
托盘端子可以设置在托盘的底面上，以向上突出。
托盘端子可以设置在托盘的底面上，以对应于相应的电池模块。
每个托盘端子和相应的一个电池端子可以使用具有公连接器和母连接器的连接结构彼此连接。
托盘端子和连接线可以设置在具有平面结构的电路板，并且电路板可以耦接到托盘的底面。
连接线可以配置成嵌入托盘中。
电池端子可以设置在每个电池模块的下表面中。
根据本发明的另一方面，提供了一种制造电池组的方法，该方法包括在托盘的底面上提供多个托盘端子并在托盘的底面中安装用于互连托盘端子或将托盘端子连接到外部电路的连接线的第一步骤，以及第一步骤之后的将多个电池模块装载在托盘的底面上，使得设置在每个电池模块中的电池端子连接到相应的一个托盘端子的第二步骤。
在第一步骤中，托盘端子可以设置在托盘的底面上以向上突出。
在第一步骤中，可以在托盘的注塑成型期间使用插入注塑方法在托盘中提供连接线。
在第一步骤中，托盘端子和连接线可以一体地设置在电路板，并且电路板可以安装在托盘的底面上。
在第二步骤中，可以在装载每个电池模块时将每个托盘端子通过插入而耦接到相应的一个电池端子。
第二步骤可以包括在使用机器人将电池模块定位在托盘中时将每个电池端子和相应的一个托盘端子彼此耦接，由此电池模块可以与托盘自动组装。
参考以下对“具体实施方式”的描述和附图，将更具体和明确地公开上述主要技术方案。除了主要技术方案之外，还将提供和描述根据本发明的各种其他技术方案。
技术效果
在根据本发明的具有底部连接型托盘的电池组及其制造方法中，在托盘的底面提供电池模块端子连接结构，使得在将电池模块与托盘组装的同时实现端子连接，由此更容易执行组装操作并且提高了端子连接结构的可靠性。
另外，在将电池模块装载到托盘中的同时实现端子连接，由此可以使用机器人进行自动组装和生产，并且由于自动组装和生产而提高了电池的生产率和生产量。
附图说明
图1是示出根据本发明第一实施例的电池组的透视图。
图2是示出根据本发明第一实施例的电池组的分解透视图。
图3是示出根据本发明第一实施例的电池组的主要部件的详细视图。
图4是示出根据本发明第一实施例的电池组的结构的纵向剖视图。
图5是示出根据本发明第二实施例的电池组的结构的纵向剖视图。
图6是示出根据本发明第三实施例的电池组的结构的纵向剖视图。
具体实施方式
现在，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。
在参考附图描述本发明的各种实施例时，相同或相似的部件将由相同的附图标记表示，并且如果可能，将省略其重复描述。
图1至图4是示出根据本发明第一实施例的电池组的视图，其中图1是电池组的透视图，图2是电池组的局部分解透视图，图3是示出电池组的主要部件的详细视图，图4是示出电池组结构的纵向剖视图。为方便起见，图2中仅示出了一个电池模块作为参考。
参考图1，根据本发明第一实施例的由附图标记100表示的电池组包括托盘10、装载在托盘10中的多个电池模块20、以及用于互连电池模块20或将电池模块20连接到外部电路的连接线30。
托盘10可以构造成具有这样的结构，其中托盘10的底面是平面的，并且具有预定高度的壁12沿着托盘10的边缘形成以向上突出。
托盘10可以配置成使得在电池模块20装载在托盘10中的状态下，外部结构(例如电池盖(未示出))安装在托盘10上。
图中所示的托盘10仅是示例。根据实施例条件，托盘10的结构和形状可以进行各种改变，只要托盘10被配置成具有能够在电池模块20装载在托盘10中的状态下支撑电池模块20的结构即可。
参考图2，连接到电池模块20的连接线30形成在托盘10的底面11上。
连接线30可以被配置为具有线束结构，并且用于将电池模块20连接到外部电路，例如电池管理系统(BMS)和电池断开单元(BDU)。
参考图4，在该实施例中，连接线30构造成嵌入托盘10的底面11中。连接线30可以在托盘10的注塑成型期间使用插入注塑方法嵌入托盘10的底面11中。
考虑到装载在托盘10中的电池模块20的布置，可以适当地配置连接线30的电路结构。
在下文中，将描述电池模块20连接到设置在托盘10中的连接线30的结构。
托盘端子15形成在托盘10的底面11上，以向上突出。
托盘端子15构造成电连接到设置在托盘10的底面11中的连接线30。
托盘端子15暴露在托盘10的底面11上，以对应于相应的电池模块20。即，在将电池模块20以纵向方向和横向方向连续地布置在托盘10的底面上的情况下，如图所示，托盘端子15突出，以在纵向方向和横向方向上一对一地或者(根据需要)一对多地对应于电池模块20。
每个电池模块20中具有电池端子25，电池端子25连接到相应的一个托盘端子15。
参考图3，电池端子25可以形成在每个电池模块20的下表面中，并且托盘端子15可以形成在托盘10的底面上，使得当电池模块20装载在托盘10中时，电池端子25耦接并连接到相应的托盘端子15。
可以使用具有公连接器和母连接器的连接结构来实现每个托盘端子15与相应的一个电池端子25之间的连接。也就是说，每个托盘端子15可以形成为具有突出连接器的形状，并且相应的一个电池端子25可以形成为具有托盘端子15插入其中的凹入连接器的形状。因此，当电池模块20装载在托盘10中时，托盘端子15可以插入相应的电池端子25中，使得托盘端子15和电池端子25彼此电连接。
或者，每个托盘端子15可以形成为具有凹入连接器的形状，并且相应的一个电池端子25可以形成为具有突出连接器的形状。
托盘端子15和电池端子25可以使用除了上述连接结构之外的各种公知的电连接结构彼此电连接。
同时，支撑构件40可以形成在托盘10的底面上，以位于电池模块20之间，从而稳定地保持电池模块20装载在托盘10中的状态。如图所示，根据电池模块20的布置结构，支撑构件可以形成为在横向方向或纵向方向上延伸。
另外，可以在托盘10的底面11上形成多个不规则结构或肋，以便保持电池模块20稳定地装载在托盘中而不移动的状态。
将参考图1至4描述如上所述构造的根据本发明第一实施例的电池组的制造方法。
首先，在托盘10的底面上形成多个托盘端子15，并且在托盘10的底面中形成用于互连托盘端子15或将托盘端子15连接到外部电路的连接线30。
此时，当使用注塑成型方法制造托盘10时，连接线30可以嵌入托盘10中。也就是说，当托盘10被注塑成型时，使用插入注塑方法在托盘10中形成构造成具有线束结构的连接线30。当然，当通过插入注塑形成连接线30时，暴露连接线30的将要连接到托盘端子15的部分。另外，托盘端子15布置在托盘10的其中形成连接线30的底面上，以向上突出。
随后，将多个电池模块20装载在托盘10的底面上，以便与托盘10组装。此时，在每个电池模块20中形成的电池端子25连接到相应的一个托盘端子15，使得电池模块电连接到托盘。
此时，每个托盘端子15和相应的一个电池端子25使用具有公连接器和母连接器的连接结构彼此连接，使得当电池模块20装载到托盘10中时，将要彼此连接的一对端子中的一个端子插入并耦接到另一个端子。
在使用上述组装和制造方法的情况下，工人可以在将电池模块20装载到托盘10中的同时将相应的端子彼此连接，从而可以制造电池组。
或者，在托盘端子15暴露在托盘10的底面上并且电池端子25形成在电池模块20的下表面中的情况下，可以使用自动组装机将电池模块20装载到托盘10中。此时，自动实现端子连接，从而可以制造电池组。
因此，根据本发明，可以使用组装机器人通过自动化过程制造电池组，其中机器人拾取电池模块20并将电池模块20放置在托盘10中，使得端子连接自动实现，而不是工人安置电池模块并将相应的端子彼此连接。
图5是示出根据本发明第二实施例的电池组的结构的纵向剖视图。
除了安装连接线30的结构之外，根据本发明第二实施例的电池组在结构上与前面描述的根据本发明第一实施例的电池组相同或相似。
参考图5，在该实施例中，连接线30可以不嵌入托盘10中，而是可以在托盘10的底面中形成对应于连接线30的线槽17，使得连接线30插入线槽17中。
可以在线槽17上设置线盖18。在将连接线30插入线槽17中之后，线槽17被线盖18覆盖。
可以根据设置电池组100的结构和使用连接线30的连接方法，适当地设计和配置形成在托盘10的底面中的线槽17。
根据本发明第二实施例的电池组的其他部件在结构上与先前描述的根据本发明第一实施例的电池组相同或相似，因此将省略其重复描述，而相同的部件用相同的参考数字表示。
图6是示出根据本发明第三实施例的电池组的结构的纵向剖视图。
除了安装托盘端子15和连接线30的结构之外，根据本发明第三实施例的电池组在结构上与前面描述的根据本发明第一实施例的电池组相同或相似。
参考图6，在该实施例中，托盘端子15和连接线30一体形成在具有平面结构的电路板19，并且电路板19耦接到托盘10的底面。电路板19可以形成为具有小厚度的平面形状。连接线30和托盘端子15可以使用组装方法或插入注塑方法一体形成在电路板19。
电路板19可以被构造成具有平面结构或网格结构。在电路板19被构造成具有平面结构的情况下，与在普通印刷电路板中的方式相同，连接线可以印刷在电路板上，并且托盘端子可以形成在电路板上以向上突出。在电路板19被构造成具有网格结构的情况下，可以仅在电路板的连接线30和托盘端子15所在的部分上形成保护层。
在电池模块20与托盘10组装之前，如上所述构造的电路板19耦接到托盘10。此时，电路板19可以耦接到托盘10的底面。例如，可以在电路板19上形成突起19a，并且可以在托盘10中形成凹槽11a，使得每个突起19a插入相应的一个凹槽11a，由此电路板19与托盘10组装在一起。
按照与先前描述的本发明的第一实施例相同的方式，将电池模块20装载在已经组装有电路板19的托盘10中，以制造电池组100。
参考本发明的上述实施例描述的技术构思可以独立地或以组合的状态实现。另外，尽管已经参考在附图中公开的实施例和本发明的详细描述描述了本发明，但是这些实施例仅仅是说明性的。本发明所属领域的技术人员将理解，可以从上述实施例中实现各种修改和其他等同实施例。因此，本发明的技术保护范围由所附权利要求限定。

Claims (6)

1.一种具有底部连接型托盘的电池组，所述电池组包括：
托盘，所述托盘中装载有多个电池模块；
多个托盘端子，设置在托盘的底面上；
连接线，形成在所述托盘的底面中，用于互连托盘端子或将托盘端子连接到外部电路；和
电池端子，设置在每个电池模块中，以连接到相应的一个托盘端子，
其中，所述电池端子设置在每个电池模块的下表面中，
其中，所述托盘端子设置在托盘的底面上，以向上突出并且对应于相应电池模块，
其中，在托盘的注塑成型期间，所述连接线被嵌入托盘的底面中。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中，每个托盘端子和相应的一个电池端子使用具有公连接器和母连接器的连接结构彼此连接。
3.一种具有底部连接型托盘的电池组，所述电池组包括：
托盘，所述托盘中装载有多个电池模块；
多个托盘端子，设置在托盘的底面上；
连接线，形成在所述托盘的底面中，用于互连托盘端子或将托盘端子连接到外部电路；和
电池端子，设置在每个电池模块中，以连接到相应的一个托盘端子，
其中，所述电池端子设置在每个电池模块的下表面中，
其中，所述托盘端子设置在托盘的底面上，以向上突出并且对应于相应电池模块，
其中，所述托盘端子和所述连接线设置在具有平面结构的电路板，
其中，在电路板的注塑成型期间，所述连接线被嵌入电路板中，并且
其中，所述电路板耦接到托盘的底面。
4.一种制造电池组的方法，所述方法包括：
第一步骤，在托盘的底面上设置多个向上突出的托盘端子并在托盘的底面中安装连接线，所述连接线用于互连托盘端子或将托盘端子连接到外部电路；和
第一步骤之后的第二步骤，在托盘的底面上装载多个电池模块，使得设置在每个电池模块中的下表面的电池端子连接到相应的一个托盘端子，
其中，在所述第一步骤，在托盘的注塑成型期间使用插入注塑方法将连接线设置在托盘中，
其中，在所述第二步骤，在装载每个电池模块时将每个托盘端子通过插入而耦接到相应的一个电池端子。
5.一种制造电池组的方法，所述方法包括：
第一步骤，在电路板的底面上设置多个向上突出的托盘端子并在电路板的底面中安装连接线，所述连接线用于互连托盘端子或将托盘端子连接到外部电路；和
第一步骤之后的第二步骤，在电路板的底面上装载多个电池模块，使得设置在每个电池模块中的下表面的电池端子连接到相应的一个托盘端子，
其中，在所述第一步骤，托盘端子和连接线一体地设置在电路板，
其中，在电路板的注塑成型期间，所述连接线被嵌入电路板中，并且
其中，所述电路板安装在托盘的底面上。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述第二步骤包括在使用机器人将电池模块定位在托盘中时，将每个电池端子与相应的一个托盘端子相互耦接，由此电池模块与托盘自动组装。
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