CN111344883A - 电池组 - Google Patents

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Abstract

提供了一种电池组，所述电池组包括：多个单元电池，沿第一方向并排布置以改善电池组的耐久性和安全性，每个单元电池包括第一端子和第二端子；保护电路模块，设置在所述多个单元电池上；以及温度元件单元，沿第一方向设置在所述多个单元电池上，并且包括第一温度元件、第二温度元件、第一板和第二板，第一板将第一温度元件和第二温度元件连接，第二板具有电连接到保护电路模块的一端和电连接到第一温度元件与第二温度元件之间的第一板的另一端。

Description

电池组
技术领域
本公开涉及一种电池组。
背景技术
由于无线互联网和通信技术的发展，使得没有其它电源而可利用电池工作的便携式电子装置已经得到普遍地使用。在这些便携式电子装置之中，便携式计算机因为它们尺寸小且易于携带而具有便携性，因此便携式计算机广泛用于商业或私人目的。便携式计算机可以包括要在不同地方使用的电池组，而对电源装置没有任何限制。电池组可以包括可通过再充电和放电而重复使用以提供足够量的输出的单元电池。
发明内容
技术问题
本公开涉及一种电池组的结构。
技术方案
根据公开的一个方面，提供了一种电池组，所述电池组包括：多个单元电池，沿第一方向(+x方向)并排布置并且均包括第一端子和第二端子；保护电路模块，设置在所述多个单元电池上；以及温度元件单元，沿第一方向设置在所述多个单元电池上并且包括第一温度元件、第二温度元件、第一板和第二板，第一板将第一温度元件和第二温度元件连接，第二板的一端电连接到保护电路模块并且另一端电连接到设置在第一温度元件与第二温度元件之间的第一板。
第一电流可以流过第二板，第二电流可以相对于第二板与第一板接触的分支部通过第一板流到第一温度元件，第三电流可以相对于所述分支部通过第一板流到第二温度元件，第二电流和第三电流的和可以等于第一电流。
第二电流可以经过第一温度元件，第三电流可以经过第二温度元件，第二电流可以与第三电流相同。
第一板可以包括第一金属(镍(Ni))，第二板可以包括与第一金属不同的第二金属(铜(Cu))。
第二金属可以具有比第一金属的电阻低的电阻。
第二金属可以具有比第一金属的导热率高的导热率。
第一板和第二板可以通过焊接彼此粘附。
电池组还可以包括电连接到第一端子的第一接线片和电连接到第二端子的第二接线片。
第一温度元件可以包括分别设置在第一温度元件的两端上的第一子盖和第二子盖，第二温度元件可以包括设置在第二温度元件的两端上的第三子盖和第四子盖，第一板的一端可以电连接到第一子盖，并且第一板的另一端可以电连接到第三子盖。
第一接线片可以电连接到第二子盖，并且第二接线片可以电连接到第四子盖。
第一接线片和第二接线片可以包括第一金属(镍(Ni))。
第一温度元件的第一子盖和第二子盖与第二温度元件的第三子盖和第四子盖可以包括第二金属(铜(Cu))。
电池组还可以包括连接到第一板的第三温度元件。
电池组还可以包括相对于所述分支部通过第一板流到第三温度元件的第四电流，其中，第四电流可以与第二电流和第三电流相同。
第一板和第二板可以由相同的材料一体地形成。
第二板的宽度可以大于第一板的宽度。
第二板的厚度可以大于第一板的厚度。
技术效果
如上所述，根据本公开的一个或更多个实施例，提供了一种耐久性和安全性得到改善的电池组。然而，本公开的范围不受上述有利效果的限制。
除了上述效果之外，其它效果可以从下面参照附图的描述得出。
附图说明
图1是根据实施例的电池组的示意性正视图。
图2是图1的电池组的温度元件单元的示意性平面图。
图3是图2的温度元件单元的沿着线A-A截取的示意性剖视图。
图4是图2的温度元件单元的分解透视图。
图5是根据另一实施例的电池组的部分的示意性平面图。
图6是根据另一实施例的电池组的部分的示意性平面图。
图7是图6的电池组的部分的分解透视图。
具体实施方式
由于公开允许各种改变和许多实施例，所以特定实施例将在附图中示出并且在书面描述中详细描述。为了获得对本公开、本公开的优点以及通过实施本公开实现的目的的充分理解，参照用于示出本公开的实施例的附图。然而，公开可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于在这里阐述的实施例。
在下文中，将通过参照附图解释公开的实施例来详细描述本公开，附图中的同样的附图标记表示同样的元件，并且将省略对它们的描述。
将理解的是，尽管在这里可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种组件，但这些组件不应受这些术语限制。这些组件仅用于将一个组件与另一组件区分开。
如在这里所使用的，除非上下文清楚地另外指出，否则单数形式“一”、“一个(种/者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。
还将理解的是，在这里使用的术语“包括”和/或其变型说明存在所陈述的特征或组件，但不排除存在或添加一个或更多个其它特征或组件。
将理解的是，当层、区域或组件被称为“形成在”另一层、区域或组件“上”时，该层、区域或组件可以直接或间接地形成在所述另一层、区域或组件上。也就是说，例如，可以存在中间层、区域/或组件。
在下面的示例中，x轴、y轴和z轴不限于直角坐标系的三个轴，并且可以以更广泛的意义进行解释。例如，x轴、y轴和z轴可以彼此垂直，或者可以表示互不垂直的不同方向。
为了便于解释，会夸大附图中的组件的尺寸。换言之，由于为了便于解释而任意地示出了附图中的组件的尺寸和厚度，所以以下实施例不限于此。
图1是根据实施例的电池组的示意性正视图。
参照图1，根据实施例的电池组包括多个单元电池100、设置在多个单元电池100上的保护电路模块200以及温度元件单元300，温度元件单元300包括第一温度元件330、第二温度元件340、第一板310和第二板320。
多个单元电池100可以沿第一方向(+x方向)并排布置。例如，单元电池100可以并排布置成使侧表面(例如，前表面)沿同一方向面对。相邻的单元电池100可以具有彼此面对的侧表面。单元电池100可以是可再充电的二次锂离子电池，但是本公开的一个或更多个实施例不限于此。
多个单元电池100中的每个可以包括电池壳体110和在电池壳体110中的用电解质密封的电极组件(未示出)。电极组件(未示出)可以包括其上铺展有电极活性材料的第一电极板和第二电极板以及设置在第一电极板与第二电极板之间的隔膜。在这种情况下，第一电极板可以是正极板，第二电极板可以是负极板。电极组件可以以第一电极板、隔膜和第二电极板顺序地堆叠并卷成果冻卷形状的方式制造。在本实施例中，描述了电极组件具有果冻卷形状的情况，但是一个或更多个实施例不限于此。作为另一实施例，电极组件可以是第一电极板、隔膜和第二电极板顺序地堆叠的堆叠结构。
多个单元电池100中的每个可以包括延伸到电池壳体110的外部的端子111，并且端子111可以包括电连接到第一电极板的第一端子112和电连接到第二电极板的第二端子113。在另一实施例中，第一端子112和第二端子113的位置可以相互改变。在单元电池中由端子111产生的电化学能可以被传输到外部。
电池壳体110可以在其中包括电极组件并作为覆盖电极组件的构件。因此，电池壳体110的形状和尺寸可以对应于电极组件的形状和尺寸。
保护电路模块200可以设置在多个单元电池100上。电连接到多个单元电池100的保护电路模块200可以控制单元电池100的充电和放电，因此可以防止由于过充电、过放电或过电流引起的过热和爆炸。由于设置在单元电池100的前表面上的第一端子112和第二端子113连接到保护电路模块200，所以单元电池100可以电连接到保护电路模块200。
保护电路模块200可以包括电路板210、安装在电路板210上的保护器件220、温度传感器230等。例如，电路板210可以在单元电池100的布置方向上是细长的。保护器件220可以选择性地包括安全器件或集成电路，该安全器件包括无源元件(诸如电阻器和电容器)和有源元件(诸如场效应晶体管)。
在电路板210上，形成能够使单元电池100串联和/或并联连接的电路图案。因此，由于每个单元电池100的端子111直接连接到电路板210，所以可以根据保护器件220的操作来控制单元电池100的再充电/放电，并且同时，可以使单元电池100串联和/或并联连接。
温度传感器230可以设置在电路板上，并且可以感测单元电池100的温度。例如，温度传感器230可以是热敏电阻器。当温度传感器230为布线形式时，温度传感器230可以包括电缆(未示出)和设置在电缆的一端上的主体(未示出)。温度传感器230的电缆的另一端可以电连接到保护电路模块200，并且由主体感测到的温度信息可以通过电缆传输到保护电路模块200。
根据本实施例的电池组可以包括沿第一方向(+x方向)设置在多个单元电池100上的温度元件单元300。温度元件单元300可以包括第一温度元件330、第二温度元件340、第一板310和第二板320。将参照附图详细描述温度元件单元300。
图2是图1的电池组的温度元件单元300的示意性平面图，图3是图2的温度元件单元300的沿着线A-A截取的示意性剖视图，图4是图2的温度元件单元300的分解透视图。
参照图2和图4，根据本实施例的温度元件单元300可以包括第一温度元件330、第二温度元件340、将第一温度元件330电连接到第二温度元件340的第一板310以及将第一板310电连接到保护电路模块200的第二板320。
第一温度元件330和第二温度元件340可以用作当单元电池100的温度超过参考值时阻断电流的保险丝。例如，第一温度元件330和第二温度元件340可以均是热熔断器(TCO)。第一温度元件330可以包括分别设置在第一温度元件330的两端上的第一子盖331和第二子盖332。同样地，第二温度元件340可以包括分别设置在第二温度元件340的两端上的第三子盖341和第四子盖342。
第一板310可以设置在第一温度元件330与第二温度元件340之间，以电连接第一温度元件330和第二温度元件340。
参照图4，第一板310设置在第一温度元件330与第二温度元件340之间的描述可以指第一板310的一端310a电连接到第一温度元件330的第一子盖331并且第一板310的另一端310b电连接到第二温度元件340的第三子盖341。第一板310可以包括金属材料以将第一温度元件330和第二温度元件340电连接。
第二板320可以设置在第一板310上。在本实施例中，第一板310可以通过例如焊接连接到第二板320。根据本实施例的第二板320可以将保护电路模块200电连接到第一板310。也就是说，第二板320的一端320a可以电连接到保护电路模块200的电路板，并且第二板320的另一端320b可以连接到将第一温度元件330和第二温度元件340连接的第一板310。在这种情况下，第二板320的另一端320b可以接触第一板310的一端310a和另一端之间的部分。
图4示出了第二板320的另一端320b不是朝向第一板310的中心部分而是以一定间隔朝向第一温度元件330集中，但是足以使第二板320的另一端320b接触在第一温度元件330与第二温度元件340之间的第一板310。
参照图3，如上所述，第二板320的另一端320b可以附着到第一板310，并且第一板310连接到第二板320的部分可以被定义为分支部BP。分支部BP可以被理解为在第二板320中流动的电流被传输到第一板310的部分，并且相对于分支部BP，被传输到第一板310的电流可以被分别分支到第一温度元件330和第二温度元件340中。
第一绝缘膜350可以设置在第一板310与第二板320之间。第一绝缘膜350可以设置在除了第一板310接触第二板320的分支部BP之外的部分之上。也就是说，第一绝缘膜350可以在除了分支部BP之外的区域中使第一板310和第二板320电绝缘。
此外，第二绝缘膜352可以设置在第二板320上。第二绝缘膜352可以设置在第二板320上并且可以使第二板320的上部绝缘。在一些情况下，第一绝缘膜350和第二绝缘膜352可以在一个表面或两个表面上包括粘合材料。
在本实施例中，第一板310和第二板320均可以包括具有导电性的金属材料。第一板310可以包括第一金属，第二板320可以包括与第一金属不同的第二金属。在这种情况下，与第一金属相比，第二金属可以具有较低的电阻和较高的导热率。例如，在本实施例中，第一金属可以是镍(Ni)，第二金属可以是铜(Cu)。在这种情况下，由于Cu的电阻是Ni的电阻的四倍低，所以相对大的电流在其中流动的第二板320可以包括具有比第一板310的电阻低的电阻的材料。结果，可以改善大电流在其中流动的第二板320的发热现象。
参照图2和图3，第一板310的一端310a可以连接到第一温度元件330，并且第一板310的另一端310b可以连接到第二温度元件340。第一温度元件330可以包括分别设置在第一温度元件330的两端上的第一子盖331和第二子盖332，并且可以通过第一子盖331电连接到第一板310。第二温度元件340可以包括分别设置在第二温度元件340的两端上的第三子盖341和第四子盖342，并且第二温度元件340可以通过第三子盖341电连接到第一板310。
第二子盖332可以连接到第一接线片362。此外，第四子盖342可以连接到第二接线片364。第一接线片362和第二接线片364可以分别电连接到单元电池100的第一端子112和第二端子113。绝缘膜361和363可以分别设置在第一接线片362和第二接线片364上。
图3示出了流过第一板310、第二板320、第一温度元件330和第二温度元件340的电流的量。
参照图3，如上所述，第一板310和第二板320可以在分支部BP处彼此接触。如图4中所示，在除了分支部BP之外的部分中，第一绝缘膜350可以设置在第一板310与第二板320之间以使第一板310和第二板320绝缘。
参照电流传输过程，当从保护电路模块200流到温度元件单元300的电流被定义为初始电流C0时，初始电流C0可以流到第二板320。在第二板320中，当电流流入的区域被定义为第二板320的一端320a并且分支部BP的区域被定义为第二板320的另一端320b时，第一电流C1可以从第二板320的一端320a流动到另一端320b。在这种情况下，初始电流C0可以与第一电流C1相同。
此外，在第一板310中，相对于第二板320接触第一板310的分支部BP，第二电流C2可以通过第一板310流到第一温度元件330。此外，相对于分支部BP，第三电流C3可以通过第一板310流到第二温度元件340。在本实施例中，第二电流C2和第三电流C3的和可以等于第一电流C1。也就是说，流过第二板320的第一电流C1可以通过分支部BP流到第一板310，并且通过分支部BP流到第一板310的电流可以流到第一板310的设置有第一温度元件330的一端310a和第一板310的设置有第二温度元件340的另一端310b。
因此，流到第一温度元件330和第二温度元件340的第二电流C2和第三电流C3可以低于从第二板320流到第一板310的第一电流C1。第二电流C2的大小和第三电流C3的大小可以根据设置在第一板310的一端310a和另一端310b之间的分支部BP的位置和电阻而不同，但是第二电流C2和第三电流C3比第一电流C1小，并且第二电流C2和第三电流C3的和等于第一电流C1。基于以上结构，与从保护电路模块200流到单元电池100的电流相比，在第一温度元件330和第二温度元件340中流动的电流会是小的，因此，尽管从保护电路模块200流过高电流，但是可以防止因高电流对第一温度元件330和第二温度元件340的损坏。
在能够再充电和放电的电池组的情况下，可能需要施加高电流(即，大电流)以进行快速再充电，在这种情况下，因为高电流在温度元件单元(温度元件单元是保护电路模块通过其连接到单元电池的路径)的部分中流动而产生热，因此使温度元件受损。
在根据本公开的实施例的电池组中，由于通过将高电流在其中流动的第二板320电连接到第一板310的分支部BP来使在第一板310中流动的电流分支，所以允许相对低的电流在设置在第一板310的一端310a和另一端310b之间的第一温度元件330与第二温度元件340中流动，因此可以防止在快速再充电期间对温度器件的损坏。此外，通过将相对高的电流在其中流动的第二板320形成为包括具有比第一板310的电阻低的电阻的材料，可以显著地改善高电流流过的部分的发热现象。
图5是根据另一实施例的电池组的部分的示意性平面图。
参照图5，根据另一实施例的电池组包括多个单元电池100、设置在多个单元电池100上的保护电路模块200以及包括第一温度元件330、第二温度元件340、第一板310和第二板320的温度元件单元300'。根据本实施例的电池组与根据上述实施例的电池组之间的不同之处在于温度元件单元300'的形状，具体地，第一板310和第二板320的形状。由于除了温度元件单元300'的形状之外的构造与上面描述的相同，所以在下文中将主要描述不同之处。
在本实施例中，第一板310和第二板320不是单独的构件，而是可以用相同的材料一体地形成。也就是说，如图5中所示，第一板310和第二板320可以被理解为用于将保护电路模块200、第一温度元件330和第二温度元件340电连接的构件，并且第一板310和第二板320可以因它们的宽度而被划分。此外，第一板310的两端可以分别电连接到第一温度元件330和第二温度元件340，第二板320的一端可以电连接到保护电路模块200并且第二板320的另一端可以电连接到第一板310的中心部分。绝缘膜350可以设置在第一板310和第二板320上。
在本实施例中，第二板320的宽度可以大于第一板310的宽度。如图5中所示，第二板320的宽度W2可以大于第一板310的宽度W1。
第一电流C1可以流过第二板320，并且相对于第二板320和第一板310连接的分支部BP，第一电流C1可以分支成朝向第一温度元件330流动的第二电流C2和朝向第二温度元件340流动的第三电流C3。因此，与第二电流C2和第三电流C3相比，第一电流C1的大小相对较大，并且在这种情况下，可以通过增加第二板320的宽度来显著地改善高电流在其中流动的区域的发热现象。
在另一实施例中，第二板320的厚度可以大于第一板310的厚度。即使在这种情况下，也可以通过增加第二板320的厚度来显著改善高电流流动的区域的发热现象。
图6是根据另一实施例的电池组的部分的示意性平面图，图7是图6的电池组的部分的分解透视图。
参照图6和图7，根据另一实施例的电池组包括多个单元电池100、设置在单元电池100上的保护电路模块200以及包括第一温度元件330、第二温度元件340、第三温度元件370、第一板310和第二板320的温度元件单元300”。根据本实施例的电池组在温度元件单元300”的形状方面不同于根据上述实施例的电池组。由于除了温度元件单元300”的形状之外的构造与上面描述的相同，所以在下文中将主要描述不同之处。
在本实施例中，第一板310可以电连接到第一温度元件330、第二温度元件340和第三温度元件370。第一板310可以包括第一分支311、第二分支312和第三分支313，第一温度元件330、第二温度元件340和第三温度元件370可以分别设置在第一分支311、第二分支312和第三分支313的端部上。在这种情况下，第三分支313可以具有弯曲的中心部分以避开第二温度元件340，但是第三分支313的形状可以根据设计而改变。
第三分支313可以从连接第一分支311和第二分支312的中心部分延伸，并且第二板320可以附着到第三分支313起始的部分。如上所述，第二板320的一端320a可以电连接到保护电路模块200，第二板320的另一端320b可以电连接到第一板310。在本实施例中，第一板310和第二板320可以例如通过焊接彼此连接。
第一温度元件330可以设置在第一板310的第一分支311这端上。详细地，第一温度元件330的第一子盖311可以电连接到第一板310的第一分支311的端部。第一温度元件330的第二子盖332可以电连接到第一接线片362。
第二温度元件340可以设置在第一板310的第二分支312这端上。详细地，第二温度元件340的第三子盖341可以电连接到第一板310的第二分支312的端部。第二温度元件340的第四子盖342可以电连接到第二接线片364。
第三温度元件370可以设置在第一板310的第三分支313这端上。详细地，第三温度元件370的第五子盖371可以电连接到第一板310的第三分支313的端部。第三温度元件370的第六子盖372可以电连接到第三接线片366。
在本实施例中，绝缘膜361、363和365可以分别设置在第一接线片362、第二接线片364和第三接线片366的上部上。此外，尽管未示出，但是第一接线片362、第二接线片364和第三接线片366可以分别电连接到单元电池100的端子。
尽管在图7中未示出，但是绝缘膜(未示出)可以进一步设置在第一板310与第二板320之间。
参照图6，如上所述，第二板320的另一端320b可以附着到第一板310，并且第一板310和第二板320彼此连接的区域可以被定义为分支部BP。分支部BP可以被理解为流过第二板320的电流被传输到第一板310的部分，并且相对于分支部BP，被传输到第一板310的电流可以被分流到第一分支311、第二分支312和第三分支313中。因此，分支部BP可以形成在第一板310的第一分支311、第二分支312和第三分支313彼此交汇的位置处。
关于电流传输过程，初始电流C0首先从保护电路模块200流到第二板320，并且第一电流C1可以在第二板320中流动。在这种情况下，初始电流C0可以与第一电流C1相同。第一电流C1可以从第二板320的一端320a流到其另一端320b，并且可以通过分支部BP传输到第一板310。流到第一板310的电流可以被分流到第一分支311、第二分支312和第三分支313中的每个中，第二电流C2可以流过第一分支311，第三电流C3可以流过第二分支312，第四电流C4可以流过第三分支313。在本实施例中，第二电流C2、第三电流C3和第四电流C4的和可以等于第一电流C1。
在电池组能够再充电和放电的这种情况下，可能需要施加高电流用于快速再充电，在这种情况下，因为高电流在作为保护电路模块通过其连接到单元电池的路径的温度元件单元的部分中流动而产生热，因此使温度元件受损。
在根据本公开的实施例的电池组中，由于通过将高电流在其中流动的第二板320电连接到第一板310的分支部BP来使在第一板310中流动的电流分支，所以允许相对低的电流在连接到第一板310的分支311、312和313的端部的温度元件330、340和370中流动，因此可以防止在快速再充电期间对温度器件的损坏。此外，相对高的电流在其中流动的第二板320可以包括具有比第一板310的电阻低的电阻的材料，可以明显地改善流过高电流的部分的发热现象。
尽管已经参照本公开的示例性实施例具体地示出和描述了本公开，但是本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离由权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。因此，公开的技术保护范围将由本公开的精神来限定。

Claims (17)

1.一种电池组，所述电池组包括：
多个单元电池，沿第一方向并排布置并且均包括第一端子和第二端子；
保护电路模块，设置在所述多个单元电池上；以及
温度元件单元，沿第一方向设置在所述多个单元电池上并且包括第一温度元件、第二温度元件、第一板和第二板，第一板将第一温度元件和第二温度元件连接，第二板的一端电连接到保护电路模块并且另一端电连接到设置在第一温度元件与第二温度元件之间的第一板。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中，第一电流流过第二板，第二电流相对于第二板与第一板接触的分支部通过第一板流到第一温度元件，第三电流相对于所述分支部通过第一板流到第二温度元件，并且
第二电流和第三电流的和等于第一电流。
3.根据权利要求2所述的电池组，其中，第二电流经过第一温度元件，第三电流经过第二温度元件，第二电流与第三电流相同。
4.根据权利要求1所述的电池组，其中，第一板包括第一金属(Ni)，第二板包括与第一金属不同的第二金属(Cu)。
5.根据权利要求4所述的电池组，其中，第二金属具有比第一金属的电阻低的电阻。
6.根据权利要求4所述的电池组，其中，第二金属具有比第一金属的导热率高的导热率。
7.根据权利要求1所述的电池组，其中，第一板和第二板通过焊接彼此粘附。
8.根据权利要求6所述的电池组，所述电池组还包括电连接到第一端子的第一接线片和电连接到第二端子的第二接线片。
9.根据权利要求8所述的电池组，其中，第一温度元件包括分别设置在第一温度元件的两端上的第一子盖和第二子盖，
第二温度元件包括设置在第二温度元件的两端上的第三子盖和第四子盖，
第一板的一端电连接到第一子盖，并且
第一板的另一端电连接到第三子盖。
10.根据权利要求9所述的电池组，其中，第一接线片电连接到第二子盖，并且
第二接线片电连接到第四子盖。
11.根据权利要求9所述的电池组，其中，第一接线片和第二接线片包括第一金属(Ni)。
12.根据权利要求9所述的电池组，其中，第一温度元件的第一子盖和第二子盖与第二温度元件的第三子盖和第四子盖包括第二金属(Cu)。
13.根据权利要求2所述的电池组，所述电池组还包括连接到第一板的第三温度元件。
14.根据权利要求13所述的电池组，所述电池组还包括相对于所述分支部通过第一板流到第三温度元件的第四电流，
其中，第四电流与第二电流和第三电流相同。
15.根据权利要求1所述的电池组，其中，第一板和第二板用相同的材料一体地形成。
16.根据权利要求15所述的电池组，其中，第二板的宽度大于第一板的宽度。
17.根据权利要求15所述的电池组，其中，第二板的厚度大于第一板的厚度。
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