CN112219319A - 包括具有减震结构的连接器的电池模块 - Google Patents

包括具有减震结构的连接器的电池模块 Download PDF

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Abstract

本公开的电池模块包括：包括至少一个电池单元的电池组件；容纳所述电池组件的模块壳体；以及模块连接器，所述模块连接器安装在所述模块壳体的外部的安装表面上，电连接至所述电池组件，并且连接到所述模块壳体的外部的外部连接器。所述模块连接器可以包括：主体部分，所述主体部分连接到与所述电池单元连接的端子；以及紧固部分，所述紧固部分构造成在所述主体部分的面向所述模块壳体的所述安装表面的一侧上具有弹性。

Description

包括具有减震结构的连接器的电池模块
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年2月26日提交给韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2019-0022718的权益，该申请的公开内容通过引入整体并入于此。
本发明涉及一种电池模块，更具体地涉及一种安装有连接到外部连接器的模块连接器的电池模块。
背景技术
由于二次电池易于应用于各种产品组并且具有诸如高能量密度的电特性，因此它们不仅普遍地应用于便携式装置，而且还普遍地应用于由电驱动源驱动的电动车辆(EV)或混合电动车辆(HEV)、蓄能系统等。二次电池作为一种用于提高能量效率的环境友好新能源正引起人们的注意，因为其具有显著减少化石燃料的使用并且根本不产生能量使用副产物的主要优点。
在电动车辆中使用的电池组具有这样的结构，其中多个电池组件串联连接以获得高输出，每个电池组件包括多个单元电芯。此外，单元电芯可通过包括正极集流体、负极集流体、隔膜、活性材料、电解质等的部件之间的电化学反应重复充电和放电。
同时，随着近年来对大容量结构的需求随着作为储能源的利用而增加，对具有多模块结构的电池组的需求日益增长，在该多模块结构中集成了多个电池模块，每个电池模块包括多个串联和/或并联的二次电池。
当多个电池单元串联或并联连接以构造电池组时，通常首先构造由至少一个电池单元构成的电池模块，然后通过使用至少一个电池模块并添加其他部件来构造电池组。包括在电池组中的电池单元的数量或包括在电池模块中的电池单元的数量可以根据所需的输出电压或所需的充电/放电容量而不同地设置。
电池模块包括其中封装有电池单元和各种电气部件的模块壳体以及连接到外部连接器以用于与模块壳体外部的外部装置电连接的模块连接器。外部连接器可以是例如用于电连接多个电池模块的连接器。
设置在现有电池模块中的模块连接器牢固地固定到模块壳体，并因此当在容易受到振动或冲击的车辆中安装和驱动作为其组件的电池模块或电池组时，担心当从外部接收振动或冲击时，电池模块或电池组可能不耐受负载而被破坏。
发明内容
技术问题
因此，本发明的一个目的是提供一种具有模块连接器的电池模块，该模块连接器施加能够吸收来自外部的振动或冲击的弹力。
然而，本公开的实施方式所要解决的问题不限于上述问题，并且可以在本公开所包括的技术思想的范围内进行各种扩展。
技术方案
根据本公开的一个实施方式的电池模块包括：包括至少一个电池单元的电池组件；容纳所述电池组件的模块壳体；以及模块连接器，所述模块连接器安装在所述模块壳体的外部的安装表面上，电连接至所述电池组件，并且连接到所述模块壳体的外部的外部连接器。所述模块连接器可以包括：主体部分，所述主体部分连接到与所述电池单元联接的端子；以及紧固部分，所述紧固部分构造成在所述主体部分的面向所述模块壳体的所述安装表面的一侧上具有弹性。
所述模块连接器的所述紧固部分可以被配置为在平行于所述安装表面的第一方向上或在垂直于所述安装表面的第二方向上施加弹力。
所述模块连接器的所述紧固部分可以具有与所述主体部分间隔开的部分，以在其间形成空的空间。
所述模块连接器的所述紧固部分可以包括向外凸出地弯曲的至少一对弹性支撑部。
当从垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向观察时，所述一对弹性支撑部可以具有椭圆形状。
所述椭圆形状可以被形成为使得所述第一方向上的宽度大于所述第二方向上的宽度。
在所述第一方向上间隔开的所述一对弹性支撑部的宽度可以等于或小于在所述第一方向上测量的所述主体部分的总宽度。
所述模块连接器可以进一步包括紧固到所述安装表面的安装端，并且所述一对弹性支撑部可以在远离所述主体部分的方向上延伸，并且在所述一对弹性支撑部的端部连接到所述安装端。
所述安装端可以利用滑动插入结构安装在所述安装表面上。
所述模块连接器的所述紧固部分可以由树脂材料模制而成。
根据本公开的另一实施方式，可以提供一种电池组，所述电池组包括至少一个电池模块和封装所述至少一个电池模块的电池组壳体。
根据本公开的又一实施方式，可以提供一种包括至少一个所述电池组的装置。
有利效果
根据实施方式，通过提供用于将弹力施加到模块连接器紧固在电池模块中所在的部分的结构，即使从安装有电池模块的装置的外部传递振动或冲击，也能够吸收该振动或冲击。
此外，通过向模块连接器的紧固部分提供这种振动或冲击吸收结构，有效地防止模块连接器的连接部分松动或损坏。
附图说明
图1是示出根据本公开的一个实施方式的电池模块的立体图。
图2是示出根据本公开的一个实施方式安装到电池模块的模块连接器的立体图。
图3是图2所示的模块连接器的平面图。
图4是示出根据本公开的一个实施方式的模块连接器安装在电池模块中的状态的放大局部立体图。
图5是示出根据本公开的一个实施方式的模块连接器安装在电池模块中的状态的局部放大正视图。
图6是示出安装在根据比较示例的电池模块中的连接器的立体图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的各种实施方式，使得本领域技术人员可以容易地实现这些实施方式。可以以各种不同的方式修改本公开，并且本公开不限于在此阐述的实施方式。
此外，在整个说明书中，当部件被称为“包括”某个部件时，意味着可以进一步包括其他部件，而不排除其他部件，除非另有说明。
图1是示出根据本公开的一个实施方式的电池模块的立体图。
参见图1，根据本实施方式的电池模块10包括模块连接器130，该模块连接器安装在模块壳体150的外部，该模块壳体中容纳有电池组件100。在电池组件100中，构成电池组件100的电池单元设置为袋型二次电池，并且在电池组件100中可以堆叠和对准有多个电池单元。多个电池单元可以彼此电连接，并且每个电池单元可以包括电极组件、容纳电极组件的电池壳体以及从电池壳体向外突出并电连接到电极组件的电极引线。
电池模块10可以包括各种电气部件，并且可以包括例如内部电路板(ICB)和电池管理系统(BMS)。诸如ICB和BMS板的电气部件可以电连接到多个电池单元。
模块壳体150形成电池模块10的外部并在其中容纳电池组件100，并且汇流条组件联接到位于电池组件100的电极引线延伸方向上的电池组件100的至少一侧或两侧，并且绝缘框架160可连接到汇流条组件的外侧。汇流条组件可以包括设置成覆盖电池组件100的汇流条框架和固定到汇流条框架的汇流条。汇流条框架由绝缘体构成，并包括引线槽，电池组件100的电极引线可以穿过该引线槽。汇流条可以电连接电池组件100的电极引线。
模块连接器130可以联接到汇流条组件，特别是汇流条框架。可以在汇流条框架上形成安装表面，并且模块连接器130可以安置在安装表面上并与其联接。在这种情况下，模块连接器130和安装表面可以具有形成在它们中的一方上的滑动槽和形成在另一方上的滑动突起，以便具有通过滑动将它们彼此插入的紧固结构。
同时，电池模块10可以包括柔性印刷电路板(FPC)，其被配置为感测模块壳体150内部的电池单元。端子连接到柔性印刷电路板的端子部分，并且暴露到模块壳体150的外部并联接到模块连接器130。因此，模块连接器130可以通过柔性印刷电路板电连接到电池组件100。
图2是示出根据本公开的一个实施方式安装到电池模块的连接器的立体图，并且图3是图2所示的连接器的平面图。
参照图2和图3，本实施方式的模块连接器130包括连接到端子的主体部分131和用于安装在模块壳体的外部的紧固部分135。端子通过柔性印刷电路板电连接到电池单元，并且柔性印刷电路板可以通过端子部分连接到端子。因此，模块连接器130可以将每个电池单元的电和热数据传送到诸如BMS的测量和控制机器。
可以将模块连接器130的紧固部分135构造成在主体部分131的面对模块壳体150的安装表面的一侧上具有弹性，从而吸收冲击或振动。在这种情况下，紧固部分135可以被构造成在平行于安装表面的第一方向(x轴方向)或在垂直于安装表面的第二方向(y轴方向)上施加弹力。因此，模块连接器130可以设计成根据安装模块连接器130的环境条件在x轴方向或y轴方向施加弹力，或者也可以设计成在x轴方向和y轴方向都施加弹力。通过提供如上所述的弹力，即使在x轴方向或y轴方向上施加负载，紧固部分135也会吸收负载以防止模块连接器130的连接部分松动或损坏。
为了对模块连接器130施加沿x轴方向或沿y轴方向的弹力，如图3所示，紧固部分135可以与主体部分131间隔开，以在其间形成空的空间E。在这种情况下，紧固部分135可以包括在两侧向外凸出的一对弹性支撑部135a和135b，其中弹性支撑部135a和135b在远离主体部分131的方向上延伸并且在面对主体部分131的部分处，联接到安装端135c上。如图2所示，安装端135c可以具有轨道槽和容纳空间，以便可滑动地联接到安装表面。
另一方面，如图3所示，一对弹性支撑部135a和135b在两个边缘处从彼此相反的方向上向外凸出地弯曲，并且从主体部分131的一个表面延伸以与安装端135c成一体，因此形成闭合曲线。当在垂直于x轴方向和y轴方向的第三方向(z轴方向)上观察时，这形成近似椭圆形状，其中椭圆形状可以具有在x轴方向上大于在y轴方向上的宽度。
此外，在x轴方向上间隔开的一对弹性支撑部135a和135b的宽度可以形成为等于或小于主体部分131的宽度。换句话说，当处于正常状态时，在x轴方向上测量的一对弹性支撑部135a和135b的最大宽度可以小于或等于在相同方向上测量的主体部分131的整个宽度。因此，即使沿x轴方向或沿y轴方向的负载施加到模块连接器130，紧固部分135的弹性支撑部135a和135b也可以突出到由主体部分131的边缘设置的区域之外，以防止与周围部件干涉。
如上所述的模块连接器的紧固部分135可以通过用树脂材料模制来制造。可以通过模制一体地形成构成紧固部分135的弹性支撑部135a和135b以及安装端135c，并且可以与主体部分131一体地形成紧固部分135。
图4是示出根据本公开的一个实施方式的模块连接器安装在电池模块中的状态的放大局部立体图，并且图5是示出根据本公开的一个实施方式的模块连接器安装在电池模块中的状态的放大局部前视图。
参照图4，模块连接器130可以对齐，使得主体部分131面向外，并且紧固部分135面向其中包含电池组件的模块壳体150，并且可滑动地连接到设置在汇流条组件上的安装表面142。参见图5，可以看出，形成有空的空间E的模块连接器130的紧固部分135与模块壳体150接触并联接。因此，模块连接器130的紧固部分135可以吸收沿垂直于绝缘框架160的主表面的方向(y轴方向)施加的各种振动或冲击，或沿平行于绝缘框架160的主表面并垂直于地面(或电池模块座置表面)(x轴方向)的方向施加的振动或冲击。
在本公开的另一实施方式中，可以应用其中紧固部分135的构成模块连接器130的弹性支撑部形成为多对的结构。也就是说，分别在左侧和右侧设置多个弹性支撑部，并且在两侧的弹性支撑部可以在相反方向上弯曲以便向外凸出，从而形成弹性结构。
在本公开的又一个实施方式中，构成模块连接器130的紧固部分135的弹性支撑部在两侧上形成为一对或多对，并且在两侧上的弹性支撑部可以在彼此面对的方向上弯曲，以便向内凸出并因此形成弹性结构。
图6是示出根据比较例的安装在电池模块中的模块连接器的立体图。
图6所示的模块连接器30包括从主体部分32的一侧延伸的紧固部分34，电连接到电池单元的端子连接到该紧固部分。紧固部分34由多个销构成，使得其可以牢固地固定到设置在模块壳体外侧的安装表面上，其中多个销固定成簇，并因此难以提供弹力。因此，与根据本实施方式的模块连接器的紧固部分不同，当受到来自外部的振动或冲击时，紧固部分34可能被损坏或不可逆地变形，因为其不能吸收振动或冲击。
同时，根据本公开的一个实施方式的一个或多个电池模块可以被封装在电池组壳体中以形成电池组。
上述电池模块和包括该电池模块的电池组可应用于各种装置。这样的装置可以应用于诸如电动自行车、电动车辆或混合动力车辆的车辆，但是本公开不限于此，并且可以应用于可以使用电池模块的各种装置，这也属于本公开的范围。
虽然上面已经详细描述了本公开的优选实施方式，但是本公开的范围不限于此，并且使用在所附权利要求中限定的本公开的基本概念的本领域技术人员的各种修改和改进也属于权利范围。
附图标记和符号说明
10：电池模块
100：电池组件
130：模块连接器
131：主体部分
135：紧固部分
135a、135b：弹性支撑部
135c：安装端
142：安装表面
150：模块壳体
160：绝缘框架

Claims (12)

1.一种电池模块，所述电池模块包括：
包括至少一个电池单元的电池组件；
容纳所述电池组件的模块壳体；以及
模块连接器，所述模块连接器安装在所述模块壳体的外部的安装表面上，电连接至所述电池组件，并且连接到所述模块壳体的外部的外部连接器，
其中，所述模块连接器包括：
主体部分，所述主体部分连接到与所述电池单元联接的端子；以及
紧固部分，所述紧固部分构造成在所述主体部分的面向所述模块壳体的所述安装表面的一侧上具有弹性。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述模块连接器的所述紧固部分被配置为在平行于所述安装表面的第一方向上或者在垂直于所述安装表面的第二方向上施加弹力。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述模块连接器的所述紧固部分具有与所述主体部分间隔开的部分，以在其间形成空的空间。
4.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述模块连接器的所述紧固部分包括向外凸出地弯曲的至少一对弹性支撑部。
5.根据权利要求4所述的电池模块，其中，当从垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向观察时，所述至少一对弹性支撑部具有椭圆形状。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其中，所述椭圆形状被形成为使得所述第一方向上的宽度大于所述第二方向上的宽度。
7.根据权利要求4所述的电池模块，其中，在所述第一方向上间隔开的所述至少一对弹性支撑部的宽度等于或小于在所述第一方向上测量的所述主体部分的总宽度。
8.根据权利要求4所述的电池模块，其中，所述模块连接器进一步包括紧固到所述安装表面的安装端，并且
所述至少一对弹性支撑部在远离所述主体部分的方向上延伸，并且在所述至少一对弹性支撑部的端部连接到所述安装端。
9.根据权利要求8所述的电池模块，其中，所述安装端利用滑动插入结构安装在所述安装表面上。
10.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述模块连接器的所述紧固部分由树脂材料模制而成。
11.一种电池组，所述电池组包括：
至少一个电池模块，所述电池模块是根据权利要求1至10中的任一项所述的电池模块；以及
封装所述至少一个电池模块的电池组壳体。
12.一种包括至少一个根据权利要求11所述的电池组的装置。
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