CN111436222A - 电池模块 - Google Patents

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CN111436222A CN201980005143.2A CN201980005143A CN111436222A CN 111436222 A CN111436222 A CN 111436222A CN 201980005143 A CN201980005143 A CN 201980005143A CN 111436222 A CN111436222 A CN 111436222A
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Abstract

公开了一种电池模块，包括：电池单元；一体地耦接到所述电池单元的保护电路模块，所述保护电路模块具有与所述保护电路模块一体形成的热断路器元件；电池管理单元，连接到所述保护电路模块；和连接单元，配置为将所述保护电路模块和所述电池管理单元彼此可拆卸地连接。

Description

电池模块
技术领域
本申请要求于2018年11月15日提交的韩国专利申请第2018-0140382号的优先权的权益，在此通过引用将其公开内容整体并入本文。
本发明涉及一种电池模块。
背景技术
近来，随着对诸如笔记本电脑、智能手机和平板电脑之类的便携式电子装置的需求增加，已经积极研究了能够反复充电和放电的高性能二次电池。
此外，二次电池已经被广泛地用于诸如车辆、机器人和卫星之类的中型或大型装置，以及诸如便携式电子装置之类的小型装置。特别地，随着化石燃料的枯竭以及对环境污染的日益关注，对混合动力车辆和电动车辆的研究正在积极进行。混合动力车辆或电动车辆的最重要部分是配置为向发动机供应电力的电池组。电池组包括具有多个电池单元的电池模块，其中多个电池单元彼此串联和/或并联连接，从而增加了电池模块的容量和输出。
基本上，电池单元是通过以下工艺制造的：以隔膜设置在电极板之间的状态堆叠多个电极板，并且将多个电极接片分别焊接到多个电极板上，以形成电极组件，然后将电极组件包裹在铝袋中以进行密封。
电池单元中具有各种可燃材料，因此存在这样的危险：在电池使用期间，电池可能因电池单元的过充电、过放电、过电流、发热或连续的副反应而着火或爆炸。
因此，有必要在连续检测电池单元的电压、电流、温度等的同时保护电池单元。每一个电池单元被安全元件保护，安全元件诸如是正温度系数(PTC)元件、保护电路模块(PCM)或热断路器(TCO)元件，并且安全元件由电池管理单元(BMU)控制。
为此，每一个电池单元通过焊接(例如，电阻焊接、激光焊接或点焊)耦接到电池管理单元，从而电连接到电池管理单元，以防止电池单元的过充电、过放电或过电流。然而，因为电池单元通过焊接耦接至电池管理单元，所以在电池单元与电池管理单元之间发生焊接缺陷的情况下，必须废弃包括电池单元的整个电池模块。结果，发生部件损失，并且电池模块的制造成本增加。另外，因为有必要为电池保护模块提供焊接工艺所需的焊接焊盘，因此存在的问题是：增加了与焊接焊盘所占据的部分的尺寸对应的电池模块的尺寸。另外，存在以下问题：需要单独的焊接设备来执行电池单元与电池管理单元之间的焊接，并且必须连续地管理焊接条件。
发明内容
技术问题
鉴于上述问题提出了本发明，并且本发明的目的是提供一种电池模块，该电池模块配置为使得保护电路模块和电池管理单元彼此连接，而不进行焊接。
技术方案
为实现上述目的而提供的根据本发明的实施例的电池模块可包括：电池单元；一体地耦接到所述电池单元的保护电路模块，所述保护电路模块具有与所述保护电路模块一体形成的热断路器元件；电池管理单元，连接到所述保护电路模块；和连接单元，配置为将所述保护电路模块和所述电池管理单元彼此可拆卸地连接。
所述连接单元可包括：插头，连接到所述保护电路模块和所述电池管理单元中的一个；和插座，设置在所述保护电路模块和所述电池管理单元中的另一个中，所述插座配置为使得所述插头可分离地插入到所述插座中。
根据本发明的实施例的电池模块可进一步包括：热断路器元件，一体地耦接到所述保护电路模块。
所述电池单元可经由所述热断路器元件连接到所述保护电路模块。
为实现上述目的而提供的根据本发明的另一实施例的电池模块可包括：多个电池单元；多个保护电路模块，分别耦接到所述多个电池单元；电池管理单元，连接到所述多个保护电路模块；和多个连接单元，配置为将所述多个保护电路模块可拆卸地连接到所述电池管理单元，并且使所述多个保护电路模块互连。
所述多个连接单元的每一个可包括：第一连接单元，配置为将相应一个保护电路模块连接到所述电池管理单元；和第二连接单元，配置为将所述多个保护电路模块中的一对保护电路模块互连，所述第一连接单元可包括：第一插头，经由第一连接线连接到所述相应一个保护电路模块和所述电池管理单元中的一个；和第一插座，设置在所述相应一个保护电路模块和所述电池管理单元中的另一个中，所述第一插座配置为使得所述第一插头被插入到所述第一插座中，并且所述第二连接单元可包括：第二插头，通过第二连接线连接到所述一对保护电路模块中的一个；和第二插座，设置在所述一对保护电路模块中的另一个中，所述第二插座配置为使得所述第二插头插入到所述第二插座中。
根据本发明的实施例的电池模块可进一步包括：热断路器元件，一体地耦接到所述保护电路模块的每一个。
所述电池单元的每一个可经由所述热断路器元件连接到相应一个保护电路模块。
所述电池单元的每一个可包括：电极组件，配置为使得多个电极板以隔膜设置在所述电极板之间的状态被堆叠；和袋，配置为包裹所述电极组件。
附图说明
图1是示意性地示出根据本发明的第一实施例的电池模块的图。
图2是示意性地示出根据本发明的第一实施例的设置在电池模块中的保护电路模块和电池管理单元的立体图。
图3是示意性地示出根据本发明的第二实施例的电池模块的图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述根据本发明的实施例的电池模块。
如图1和2所示，根据本发明的第一实施例的电池模块可包括：电池单元100，具有一对电极端子110；保护电路模块200，连接到电池单元100；电池管理单元300，连接到保护电路模块200；和连接单元400，配置为将保护电路模块200和电池管理单元300彼此可拆卸地连接。
通过以下工艺制造电池单元100：以隔膜设置在电极板之间的状态堆叠多个电极板，并且将多个电极接片分别焊接到多个电极板上，以形成电极组件，然后将电极组件包裹在铝袋中以进行密封。
保护电路模块200电连接到电池单元100的电极端子110，以防止由于电池单元100的过充电、过放电和/或过电流导致电池单元100过热和爆炸。保护电路模块200可以是印刷电路板。保护电路模块200可以一体地耦接到电池单元100。例如，保护电路模块200可通过点焊一体地耦接到电池单元100。
可将保护电路模块200设计成使得保护电路模块200的端子的位置对应于电池单元100的电极端子110的位置，从而保护电路模块200公共地适用于多个电池单元100。
电池单元100可经由热断路器元件500连接到保护电路模块200。保护电路模块200和热断路器元件500可配置为单一体。热断路器元件500可由温度保险丝构成，该温度保险丝可通过焊接耦接到保护电路模块200。在电池单元100过热时感测到预定温度的情况下，热断路器元件500发送信号以防止由于电池单元100的过热而发生安全相关事故。
电池管理单元300用于控制电池单元100的充电和放电。电池管理单元300可以是印刷电路板。电池管理单元300可经由保护电路模块200连接到电池单元100。
连接单元400用于将保护电路模块200可拆卸地连接到电池管理单元300，而不进行焊接。连接单元400可包括经由连接线413连接到保护电路模块200的插头411和设置在电池管理单元300中的插座412，该插座配置为使得插头411可分离地插入该插座中。
连接线413可由配置为将插头411连接到保护电路模块200的连接线构成。
插头411和插座412可使用公-母连接方法彼此连接。可在插头411和插座412中的每一个中设置多个电极，并且当将插头411插入插座412中时，多个电极可彼此电连接。
由于将插头411插入插座412中，所以保护电路模块200和电池管理单元300可彼此电连接和机械连接。
同时，在本发明的第一实施例中，提出了插头411连接到保护电路模块200并且插座412设置在电池管理单元300中的构造；然而，本发明不限于此。插头411可连接到电池管理单元300，并且插座412可设置在保护电路模块200中。
在根据本发明的第一实施例的电池模块中，通过将插头411插入插座412中，保护电路模块200和电池管理单元300可彼此电连接和机械连接。因此，保护电路模块200和电池管理单元300使用除了焊接以外的方法彼此连接，从而可容易地进行电池模块的组装工艺。此外，在电池模块的组装期间发生缺陷的情况下，可简单地将与有缺陷的电池单元100的保护电路模块200连接的插头411与电池管理单元300的插座412分开，然后有缺陷的电池单元100可以用新的电池单元替换，从而与丢弃整个电池模块的情况相比，可防止部件损失。
此外，没有必要为保护电路模块200提供焊接工艺所需的焊接焊盘。因此，可减小与焊接焊盘所占据的部分的尺寸对应的电池模块的尺寸。
在下文中，将参照图3描述根据本发明的第二实施例的电池模块。与本发明的第一实施例中描述的部件相同的部件由相同的附图标记表示，并且将省略其详细描述。
如图3所示，根据本发明的第二实施例的电池模块配置为使得多个电池单元100连接到单个电池管理单元300。
多个保护电路模块200分别连接到多个电池单元100。每一个保护电路模块200连接到相应一个电池单元100，以防止由于电池单元100的过充电、过放电和/或过电流而引起的电池单元100的过热和爆炸。每一个保护电路模块200可一体地耦接到相应一个电池单元100。例如，每一个保护电路模块200可通过点焊一体地耦接到相应一个电池单元100。
电池管理单元300用于控制每一个电池单元100的充电和放电。电池管理单元300可经由相应一个保护电路模块200连接到每一个电池单元100。
根据本发明的第二实施例的电池模块可包括：多个连接单元400，配置为将多个保护电路模块200可拆卸地连接到电池管理单元300，并且使多个保护电路模块200互连。
多个连接单元400中的每一个可包括：第一连接单元410，配置为将相应一个保护电路模块200连接到电池管理单元300；和第二连接单元420，配置为将多个保护电路模块200中的一对保护电路模块200互连。
第一连接单元410用于将保护电路模块200可拆卸地连接到电池管理单元300，而不进行焊接。第一连接单元410可包括经由第一连接线413连接到保护电路模块200的第一插头411和设置在电池管理单元300中的第一插座412，该第一插座配置为使得第一插头411可分离地插入该第一插座中。第一连接线413可由配置为将第一插头411连接到保护电路模块200的连接线构成。由于插头411被插入到第一插座412中，因此保护电路模块200和电池管理单元300可彼此电连接和机械连接。
同时，在本发明的第二实施例中，提出了第一插头411连接到保护电路模块200并且第一插座412设置在电池管理单元300中的构造；然而，本发明不限于此。第一插头411可连接到电池管理单元300，并且第一插座412可设置在保护电路模块200中。
第二连接单元420用于将多个保护电路模块200彼此可拆卸地连接，而不进行焊接。第二连接单元420可包括经由第二连接线423连接到一对保护电路模块200中的一个的第二插头421和设置在该对保护电路模块200中的另一个中的第二插座422，该第二插座配置为使得第二插头421可分离地插入第二插座中。第二连接线423可由配置为将第二插头421连接到保护电路模块200的连接线构成。由于第二插头421被插入第二插座422中，因此一对保护电路模块200可彼此电连接和机械连接。
在根据本发明的第二实施例的电池模块中，通过将第一插头411插入第一插座412中，可将保护电路模块200和电池管理单元300中的每一个彼此电连接和机械连接。因此，使用除了焊接以外的方法彼此连接保护电路模块200和电池管理单元300中的每一个，从而可容易地执行电池模块的组装工艺。
此外，在根据本发明的第二实施例的电池模块中，通过将第二插头421插入第二插座422中，可将多个保护电路模块200彼此电连接和机械连接。因此，使用除了焊接以外的方法将多个保护电路模块200彼此连接，从而可容易地执行电池模块的组装工艺。另外，通过将第二插头421插入第二插座422或将第二插头421与第二插座422分开，可容易地将多个保护电路模块200彼此连接或断开，从而可容易地改变多个电池单元100之间的串联连接和并联连接。
已经示例性地描述了本发明的优选实施例；然而，本发明的范围不限于这样的特定实施例，并且可以在权利要求中描述的类别内适当地改变。
(附图标记的说明)
100：电池单元
200：保护电路模块
300：电池管理单元
400：连接单元
411、421：第一和第二插头
412、422：第一和第二插座
500：热断路器元件
工业适用性
在根据本发明的实施例的电池模块中，通过将第一插头插入第一插座中，可将保护电路模块和电池管理单元彼此电连接和机械连接。因此，使用除了焊接以外的方法将保护电路模块和电池管理单元彼此连接，从而可以容易地执行电池模块的组装工艺。
在根据本发明的实施例的电池模块中，通过将第二插头插入第二插座中，可将多个保护电路模块彼此电连接和机械连接。因此，可使用除了焊接以外的方法将多个保护电路模块彼此连接，从而可容易地执行电池模块的组装工艺。另外，通过将第二插头插入第二插座中或将第二插头与第二插座分开，可容易地将多个保护电路模块彼此连接或断开，从而可容易地改变多个电池单元之间的串联连接和并联连接。

Claims (10)

1.一种电池模块，包括：
电池单元；
一体地耦接到所述电池单元的保护电路模块，所述保护电路模块具有与所述保护电路模块一体形成的热断路器元件；
电池管理单元，连接到所述保护电路模块；和
连接单元，配置为将所述保护电路模块和所述电池管理单元彼此可拆卸地连接。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述连接单元包括：
插头，连接到所述保护电路模块和所述电池管理单元中的一个；和
插座，设置在所述保护电路模块和所述电池管理单元中的另一个中，所述插座配置为使得所述插头可分离地插入到所述插座中。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中所述插头或所述插座经由连接线连接到所述保护电路模块或所述电池管理单元。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述电池单元经由所述热断路器元件连接到所述保护电路模块。
5.一种电池模块，包括：
多个电池单元；
多个保护电路模块，分别耦接到所述多个电池单元；
电池管理单元，连接到所述多个保护电路模块；和
多个连接单元，配置为将所述多个保护电路模块可拆卸地连接到所述电池管理单元，并且使所述多个保护电路模块互连。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其中
所述多个连接单元的每一个包括：
第一连接单元，配置为将相应一个保护电路模块连接到所述电池管理单元；和
第二连接单元，配置为将所述多个保护电路模块中的一对保护电路模块互连，其中
所述第一连接单元包括：
第一插头，经由第一连接线连接到所述相应一个保护电路模块和所述电池管理单元中的一个；和
第一插座，设置在所述相应一个保护电路模块和所述电池管理单元中的另一个中，所述第一插座配置为使得所述第一插头被插入到所述第一插座中，并且其中
所述第二连接单元包括：
第二插头，通过第二连接线连接到所述一对保护电路模块中的一个；和
第二插座，设置在所述一对保护电路模块中的另一个中，所述第二插座配置为使得所述第二插头插入到所述第二插座中。
7.根据权利要求5所述的电池模块，进一步包括热断路器元件，所述热断路器元件一体地耦接到所述保护电路模块的每一个。
8.根据权利要求7所述的电池模块，其中所述电池单元的每一个经由所述热断路器元件连接到相应一个保护电路模块。
9.根据权利要求5所述的电池模块，其中所述电池单元的每一个包括：
电极组件，配置为使得多个电极板以隔膜设置在所述电极板之间的状态被堆叠；和
袋，配置为包裹所述电极组件。
10.一种电池组，包括根据权利要求1至9中任一项所述的电池模块。
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