CN111697276A - 电池模块和电池组 - Google Patents

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Abstract

电池模块包括：单元模块，其包括多个电池单元；排烟管，其从单元模块的电极布置表面突出并沿着多个电池单元的对准方向延伸；以及电路板，其布置成覆盖排烟管和电极布置表面。电路板以不平行于电极布置表面的倾斜状态布置。

Description

电池模块和电池组
技术领域
本发明涉及一种电池模块，其包括单元模块、排烟管和电路板。本发明还涉及一种电池组，其包括该电池模块、用于容纳电池模块的壳体和盖。
背景技术
现有技术的电池模块包括：单元模块，其包括多个电池单元；排烟管，其形成为从单元模块的电极布置表面突出并沿着电池单元的对准方向延伸；以及电路板，其布置在电极布置表面的一侧上(例如，参见专利文献1：JP-A-2015-41595)。电池模块被容纳在壳体和盖中(例如，参见专利文献2：JP-B-5340676)。
专利文献1：JP-A-2015-41595
专利文献2：JP-B-5340676
在现有技术中，电路板在电极布置表面上平行布置。在电路板的中心并排布置有多个开口。根据阀的位置布置开口，以用于将电池单元内部产生的气体排放到外部。通过开口的气体通过排烟管排放到外部，该排烟管布置成放置在电路板的中心位置。由于排烟管的存在，排烟管与电极之间的空间成为电路板上用于电子部件等的安装空间。因此，用于电子部件等的安装空间受到限制。当安装诸如作为主要部件的单元电压监视IC之类的相对较大的部件时，存在必须确保空间的问题。
同时，在现有技术中，电路板被布置并固定在排烟管上。在这种情况下，存在整体电池模块的高度增加的问题。
发明内容
一个或多个实施例提供了一种电池模块，以及一种包括该电池模块的电池组，该电池模块能够在布置电路板的状态下将高度保持在较低，同时确保了在电路板上的部件安装空间。
技术方案
在方面(1)中，一个或多个实施例提供了一种电池模块，包括：单元模块，其包括多个电池单元；排烟管，其从单元模块的电极布置表面突出并沿着多个电池单元的对准方向延伸；以及电路板，其布置成覆盖排烟管和电极布置表面。电路板以不平行于电极布置表面的倾斜状态布置。
根据方面(1)，由于电路板以倾斜状态布置，因此通过在倾斜状态下的电路板上的较低位置处安装具有相对高的高度的部件，可以使整个电池模块的高度低于现有技术。即，可以实现小型化和高度减小。此外，根据本发明，由于电路板以倾斜状态布置，所以与现有技术相比，可以确保在电路板上更大的部件安装空间。如果使用直角三角形来图示，则本发明中的电路板被布置在与直角三角形的斜边相对应的位置处，并且现有技术中的电路板被布置在与直角三角形的邻边相对应的位置处(直角三角形的相对边是与排烟管的高度相对应的位置)。在直角三角形中，由于斜边的长度比邻边的长度长，所以本发明中的电路板具有较宽的宽度。即，根据本发明的电路板可以确保更大的部件安装空间。
在方面(2)中，电路板可以包括第一分割电路板和第二分割电路板，其中，电路板沿着对准方向被分割。第一分割电路板和第二分割电路板的分割部可以布置在排烟管的上端侧。
根据方面(2)，由于电路板以以排烟管为中心在排烟管的两侧存在直角三角形的状态形成，即，以倒V形横截面形成，所以与现有技术相比，可以减小高度，并且可以确保更大的部件安装空间。
在方面(3)，在与对准方向正交的宽度方向上，第一分割电路板的宽度可以比第二分割电路板的宽度宽。
根据方面(3)，由于提供了具有宽的宽度的第一分割电路板和具有比第一分割电路板窄的宽度的第二分割电路板，所以即使具有相对较宽的宽度的部件也可以通过利用第一分割电路板来安装。
在方面(4)中，第一分割电路板和第二分割电路板通过具有柔性的连接电路体连接
根据方面(4)，由于电路板由具有柔性并且连接第一分割电路板和第二分割电路板的连接电路体形成，所以电路板可以容易地形成为倒V形的横截面。
在方面(5)中，排烟管可以具有倾斜的安装表面，电路板以倾斜的状态布置并安装在所述倾斜的安装表面上。
根据方面(5)，由于倾斜的安装表面形成在排烟管中，因此电路板可以容易地布置为倾斜状态。
在方面(6)中，电池组可以包括根据方面(1)至(5)中任一项所述的电池模块，容纳电池模块的壳体以及覆盖壳体的盖。
根据方面(6)，由于提供了在布置电路板的状态下将高度保持在较低同时确保了在电路板上的部件安装空间的电池模块，因此可以提供更好的电池组。
根据一个或多个实施例，可以在布置电路板的状态下将高度保持在较低，同时确保了在电路板上的部件安装空间(小型化和高度减小)。此外，根据本发明的电池组，可以提供更好的电池组。
附图说明
图1是示出电池模块的实施例的示意图，并且包括平面图和沿平面图的线A-A截取的截面图。
图2是图1的放大图。
图3A和3B是与小型化和高度减小有关的说明图。图3A是示出电池模块的图。图3B是示出比较例1的图。
图4A，4B，4C和4D是与确保部件安装空间有关的说明图。图4A是示出电池模块的图。图4B是示出比较例2的图。图4C和4D是使用直角三角形的说明图。
图5是示出电池模块的修改的图。
图6是示出电池模块的另一修改的图。
具体实施方式
在安装在汽车上的电池组中，电池模块被容纳在壳体和盖中。电池模块包括：单元模块，其包括多个电池单元；排烟管，其形成为从单元模块的电极布置表面突出并沿着电池单元的对准方向延伸；以及电路板，其布置成覆盖排烟管和电极布置表面。电路板以不平行于电极布置表面的倾斜状态布置。
[实施例]
下面将参考附图描述实施例。图1是示出根据本发明的电池模块的实施例的示意图。此外，图2是图1的放大图。图3A和3B是与小型化和高度减小有关的说明图。图4A，4B，4C和4D是与确保部件安装空间有关的说明图。图5和6是示出电池模块的修改的图。图中的箭头P表示上下方向(高度方向)，箭头Q表示左右方向(宽度方向)，箭头R表示纵向方向(权利要求中公开的对准方向)。
<电池组1和电池模块2>
在图1和图2中，电池组1安装在需要高压驱动马达的汽车上，例如电动汽车、混合动力汽车和多功能自动驾驶汽车。电池组1包括电池模块2、容纳电池模块2的壳体3和覆盖壳体3的开口的盖4。电池模块2包括单元模块5、排烟管6、电路板7和汇流条模块(未示出)。以上每个配置将在下面描述。
<单元模块5>
在图1中，通过在箭头R的纵向方向(对准方向)上布置多个电池单元8来形成单元模块5。可以在电池单元8之间设置具有绝缘性的分离件。电池单元8形成为长方体形状，以使得其纵向方向上的宽度小于上下高度和左右宽度的尺寸(示出的形状是示例)。电池单元8的上表面形成为电极布置表面9(在本实施例中示为具有平坦表面的电极布置表面9，其可以具有例如稍微阶梯状的表面)。电池单元8包括在电极布置表面9上的两个电极10、阀11和注入孔(未示出)。两个电极10是以预定间隔布置的正电极和负电极。两个电极10在左右方向上配置在电极布置表面9的两端附近。汇流条模块(未示出)的汇流条分别连接到正电极和负电极。相邻的电池单元8的电极10通过汇流条模块(未示出)的汇流条串联或并联连接。阀11在左右方向上布置在电极布置表面9的中心位置。阀11设置为用于将在电池单元8内部产生的气体排放到电池单元8的外部(用于排烟)的部分。阀11形成在机构部分中，该机构部分在电池单元8的内部压力变得高于设定压力时可以打开以防止内部压力增加。作为上述的电池单元8，采用了镍氢电池或锂离子电池等二次电池。
<汇流条模块(未示出)>
汇流条模块包括多个汇流条和保持多个汇流条的树脂框架。汇流条通过按压导电金属板而形成。汇流条形成为能够通过螺母紧固、焊接等，即通过已知方法连接到电池单元8的电极10。在树脂框架中，例如，形成支撑电路板7的部分(示出的是一个例子。电路板7的支撑没有特别限制)。
<排烟管6>
在图1和图2中，排烟管6形成为将从电池单元8的阀11排出(排烟)的气体在远离单元模块5的方向(在本实施例中，为纵向方向(对准方向))上移动到外部的部分。排烟管6形成为在纵向方向(对准方向)上延伸的烟囱部。排烟管6具有相对于电池单元8的电极布置表面9垂直延伸(向上延伸)的侧壁12和13，以及与侧壁12和13的上端连续的顶壁14，并且形成为如图所示的截面形状。排烟管6形成为在具有内部空间15的状态下覆盖在纵向方向(对准方向)上布置的阀11的形状。侧壁12和13形成为具有不同的向上长度(示出的是一个示例。下面将描述具有相同长度的示例)。顶壁14以不平行于电极布置表面9的倾斜状态形成。顶壁14在电路板7以如图所示向右肩部向上倾斜的状态所布置的部分处形成，并成为用于安装的倾斜的安装表面16。顶壁14(倾斜的安装表面16)形成在平坦的倾斜表面上。在顶壁14(倾斜的安装表面16)上形成有用于固定板的多个螺纹孔(未示出)。螺纹孔形成在固定电路板7所需的位置处。顶壁14(倾斜的安装表面16)形成为使得电路板7可以容易地以倾斜状态布置。
<电路板7>
在图1和图2中，为了在单元模块5附近布置例如单元电压监视IC(未示出)而设置电路板7。在电路板7的上表面上，除了单元电压监视IC之外，还安装了各种电子部件(图3A中的附图标记21是部件中的一个示例)。在电路板7上形成布线(未示出)。电子部件可以安装在电路板7的下表面上以减少死空间。电子部件包括例如保险丝、电阻器、二极管、电容器和热敏电阻。在本实施例的电路板7中，采用印刷有布线的印刷板作为主体部。
电路板7布置为覆盖排烟管6和电池单元8的电极布置表面9。电路板7形成为电路板7在宽度方向上的中部被沿对准方向分割为两部分的形状。具体地，电路板7包括第一分割电路板17、第二分割电路板18、以及连接第一分割电路板17和第二分割电路板18的连接电路体19。第一分割电路板17形成为具有比第二分割电路板18宽的宽度。在平面图中，第一分割电路板17和第二分割电路板18形成为具有不同宽度的矩形形状。第一分割电路板17和第二分割电路板18的两个分割部布置在排烟管6的上端侧。即，第一分割电路板17和第二分割电路板18以倾斜状态布置。两个分割部的相对侧(电路板7在宽度方向上的两个端部)由诸如汇流条模块(未示出)的树脂框架的适当的结构部分支撑和固定。相对侧布置在电池单元8的电极10的基端附近。即，相对侧布置成接近电池单元8的电极布置表面9(这里描述的布置和附图中示出的布置仅是示例。尽管未在附图中示出，但是相对侧可以布置为覆盖电极10。具有宽宽度的第一分割电路板17通过螺钉20固定到排烟管6的倾斜安装表面16。具有宽宽度的第一分割电路板17用于安装具有相对宽的宽度的部件。连接电路体19具有柔性。在本实施例中，具有柔性的FPC被用作连接电路体19。第一分割电路板17与第二分割电路板18之间的通信经由连接电路体19进行。连接电路体19布置在两个分割部的位置。如上所述的电路板7形成为以排烟管6为中心在排烟管6的两侧存在直角三角形空间的状态，即在截面图中以倒V形示出的状态。
<小型化和高度减小>
在图3A中，具有较高高度的电子部件21安装在电路板7的第一分割电路板17的下部位置(在宽度方向上靠近电路板7的端部)。由于第一分割电路板17以倾斜状态布置，因此从电池单元8的电极布置表面9到电子部件21的上端的高度尺寸H1比图3B所示的比较例1的高度尺寸小。在图3B中，比较例电路板22固定在比较例排烟管23上，并且形成为与电极布置表面9平行。当如上所述电子部件21安装在比较示例电路板22上时，由于板的倾斜度的差异，从电极布置表面9到电子部件21的上端的高度尺寸H2自然地增加(H1＜H2)。因此，可以看出盖4(见图2)可以做得相对低，相反，比较例1中的盖4是高的。因此，理所当然地，与比较例1相比，可以减小整个电池模块2的高度，并且可以减小电池组1的高度(见图2)。结果，可以实现小型化和高度减小。
<确保部件安装空间>
在图4A中，第一分割电路板17以倾斜状态布置。这里，由于图4C中所示的直角三角形24由斜边25、邻边26和相对边27形成，所以第一分割电路板17布置在与斜边25相对应的位置处。另一方面，由于图4B的比较例2中的电路板28和28布置在比较例排烟管23的左右两侧，因此可以看出，比较例2中的电路板28布置在与直角三角形24的邻边26相对应的位置处。因此，由于邻边26的长度比斜边25的长度短，所以与比较例2相比，第一分割电路板17可以确保更大的部件安装空间。
<修改>
在图5中，以下修改也是有效的。具体地，电路板29的第一分割电路板30和第二分割电路板31在平面图中以相同的宽度形成为矩形。连接第一分割电路板30和第二分割电路板31的连接电路体32布置为覆盖排烟管33。假设排烟管33与图4B的比较例中的排烟管23基本相同。第一分割电路板30和第二分割电路板31布置为以排烟管33为中心向左右的倾斜状态。另外，如图6所示，也可以采用这样的排烟管35，在其上形成用于以倾斜状态安装第一分割电路板30和第二分割电路板31的倾斜的安装表面34。
<效果>
如以上参考图1所述，根据本发明实施例的电池组1和电池模块2，由于电路板7以倾斜状态布置，因此通过在倾斜状态下的电路板7上的较低位置处安装具有相对较高高度的电子部件21，可以使整个电池模块2的高度低于现有技术。即，可以实现小型化和高度减小。此外，根据电池组1和电池模块2，由于电路板7以倾斜状态布置，所以与现有技术相比，可以确保在电路板7上更大的部件安装空间。
不用说，在不脱离本发明的精神的情况下，可以对本发明进行各种修改。
[附图标记的说明]
1 电池组
2 电池模块
3 壳体
4 盖
5 单元模块
6 排烟管
7 电路板
8 电池单元
9 电极布置表面
10 电极
11 阀
12，13 侧壁
14 顶壁
15 内部空间
16 倾斜的安装表面
17 第一分割电路板
18 第二分割电路板
19 连接电路体
20 螺钉
21 电子部件
22 比较例电路板
23 比较例排烟管
24 直角三角形
25 斜边
26 邻边
27 相对边
28，29 电路板
30 第一分割电路板
31 第二分割电路板
32 连接电路体
33 排烟管
34 倾斜的安装表面
35 排烟管。

Claims (6)

1.一种电池模块，包括：
单元模块，其包括多个电池单元；
排烟管，其从所述单元模块的电极布置表面突出并沿着所述多个电池单元的对准方向延伸；以及
电路板，其布置成覆盖所述排烟管和所述电极布置表面，
其中，所述电路板以不平行于所述电极布置表面的倾斜状态布置。
2.根据权利要求1所述的电池模块，
其中，所述电路板沿所述对准方向被分割，并包括第一分割电路板和第二分割电路板，
其中，所述电路板的分割部布置在所述排烟管的上端侧。
3.根据权利要求2所述的电池模块，
其中，在与所述对准方向正交的宽度方向上，所述第一分割电路板的宽度比所述第二分割电路板的宽度宽。
4.根据权利要求2或3所述的电池模块，
其中，所述第一分割电路板和所述第二分割电路板通过具有柔性的连接电路体连接。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的电池模块，
其中，所述排烟管具有倾斜的安装表面，所述电路板以所述倾斜状态布置并安装在所述倾斜的安装表面上。
6.一种电池组，包括：
根据权利要求1至5中的任一项所述的电池模块；
壳体，其容纳所述电池模块，以及
盖，其覆盖所述壳体。
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