CN112640190A - 电池模块 - Google Patents

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Abstract

本公开的电池模块包括：电池组件，其包括至少一个电池单元；上板，其覆盖所述电池组件的一个表面，并且在其至少一个边缘处具有铰链销；以及汇流条框架，其覆盖所述电池组件的与所述一个表面相邻的另一表面，并包括铰链联接部，所述铰链连接部联接至所述铰链销使得所述汇流条框架联接至所述上板。所述铰链联接部包括：铰链销安置部，所述铰链销安置在其上；以及铰链销盖部，其覆盖所述铰链销。所述铰链销和所述铰链联接部中的一者包括联接突出部，另一者包括与所述联接突出部相对应的联接槽部。

Description

电池模块
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年12月6日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0156149号的优先权和权益，其全部内容通过引用合并于此。
本发明涉及一种电池模块，尤其涉及这样一种电池模块，其包括：安装有汇流条的汇流条框架；以及与汇流条框架联接的上板。
背景技术
根据其产品具有高应用特性并且具有诸如高能量密度之类的电气特性的可再充电电池被广泛地应用于电池车辆、混合动力车辆以及由电驱动源驱动的电力存储装置以及便携式装置。这些可再充电电池作为提高环境友好性和能源效率的新能源，因其不产生任何能源使用的副产品以及其可以大幅减少化石燃料的使用的主要优点而备受关注。
应用于电池车辆的电池组具有这样的结构，其中包括多个单元电芯的多个电池组件串联联接以获得高功率。可以通过构成元件之间的电化学反应对单元电芯进行反复充电和放电，这些构成元件包括正极和负极集流体、隔膜、活性材料和电解质溶液。
同时，随着对包括储能源的使用在内的大容量结构的需求增加，对具有多模块结构的电池组的需求也增加，在该多模块结构的电池组中，通过组装多个彼此串联和/或并联联接的电池模块而形成多个可再充电电池。
通常，当通过串联/并联联接多个电池单元来形成电池组时，首先形成由至少一个电池单元形成的电池模块，并且通过使用至少一个电池模块来添加其它构成元件，从而形成电池组。电池组中包括的电池模块的数量或电池模块中包括的电池单元的数量可以根据所需的输出电压或充电和放电容量来不同地设定。如上所述的电池模块组包括汇流条组件，该汇流条组件将多个电池单元和多个电池单元的电极引线电连接。
常规地，汇流条组件具有其中汇流条和汇流条框架联接的结构，并且在这种情况下，汇流条框架与覆盖电池单元的顶表面的上板组装。然而，汇流条框架和上板组装的部分可能会在模块的移动过程中或移动期间分离，在这种情况下，可能会出现诸如形成在汇流条框架和上板上的柔性印刷电路板撕裂的问题。另外，在汇流条框架和上板的组装过程中，汇流条框架枢转超过必要的程度，从而导致内部电池组件的损坏，从而需要一种能够防止这种问题的结构。
发明内容
技术问题
本发明要解决的问题是提供一种电池模块，该电池模块能防止由于汇流条框架和上板的分离而对装置造成的损坏，并且还使得能够容易地组装汇流条框架和上板。
然而，本发明的示例性实施方式要解决的问题不限于上述问题，并且可以在本发明所包括的技术思想的范围内进行各种扩展。
技术方案
根据本发明的一个示例性实施方式的电池模块包括：电池组件，所述电池组件包括至少一个电池单元；上板，所述上板覆盖所述电池组件的一侧，并且在所述上板的至少一个角部处包括铰链销；以及汇流条框架，所述汇流条框架覆盖与所述电池组件的由所述上板覆盖的所述一侧相邻的另一侧，并通过包括与所述铰链销联接的铰链联接部而与所述上板联接，其中，所述铰链联接部包括：铰链销接纳部，在所述铰链销接纳部处接纳所述铰链销；以及铰链销盖部，所述铰链销盖部覆盖所述铰链销，并且其中，所述铰链销和所述铰链联接部中的一者包括联接突出部，另一者包括与所述联接突出部相对应的联接槽部。
所述铰链销盖部可以完全覆盖所述铰链销。
所述联接槽部可以包括主联接槽部以及布置成与所述主联接槽部相距一定距离的预备联接槽部。
所述铰链销可以包括所述联接突出部，并且所述铰链联接部可以包括所述主联接槽部和所述初部联接槽部。
所述铰链联接部可以具有圆形截面，并且所述主联接槽部与所述预备联接槽之间的距离可以小于所述圆形截面的1/4圆弧。
所述汇流条框架可以借助所述铰链联接部可枢转地联接至所述上板。
通过所述联接突出部与所述主联接槽部之间的联接可以限制所述汇流条框架的枢转。
在所述联接突出部和所述主联接槽部处于联接状态的同时，所述汇流条框架可以垂直地联接至所述上板。
所述电池组件可以在所述联接突出部和所述预备联接槽部联接的预备联接状态下安装在所述上板的下方，并且通过所述汇流条框架的枢转，所述汇流条框架可以组装成覆盖所述电池组件的一侧。
所述铰链销接纳部和所述铰链销盖部可以借助卡扣配合结构联接。
所述电池模块还可以包括：柔性印刷电路板，所述柔性印刷电路板形成在所述上板的顶表面上，其中，所述柔性印刷电路板是通过从所述上板的与所述铰链联接部相邻的一侧经过所述汇流条框架的与所述铰链联接部相邻的一侧延伸到所述汇流条框架而形成的。
所述铰链联接部可以包括所述联接突出部，并且所述铰链销可以包括所述主联接槽部和所述预备联接槽部。
所述铰链销可以具有圆形截面，并且所述主联接槽部与所述预备联接槽部之间的距离可以小于所述圆形截面的1/4圆弧。
根据本发明的另一示例性实施方式的电池组可以包括：至少一个所述电池模块；以及封装所述至少一个电池模块的电池组壳体。
根据本发明的另一示例性实施方式的装置可以包括至少一个所述电池组。
有益效果
根据示例性实施方式，因为铰链销被完全覆盖，所以能够防止由于汇流条框架和上板的分离损坏柔性印刷电路板等，并且通过形成在铰链联接部和铰链销中的联接突出部和联接槽部的联接，能够容易地进行汇流条框架和上板的精确组装。
附图说明
图1是根据本发明的一个示例性实施方式的电池模块的立体图。
图2是图1中的部分A的放大图。
图3是图1的剖视图，其沿图2中的线III-III’剖切。
图4示出了根据本发明的示例性实施方式的电池模块的组装状态。
图5是根据本发明的示例性实施方式的电池模块的组装过程的放大图。
图6示出了根据本发明的另一示例性实施方式的特征。
具体实施方式
下文中将参考附图更全面地描述本发明，附图中示出了本发明的示例性实施方式。如本领域技术人员将认识到的，在全都不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以以各种不同的方式对所描述的实施方式进行变型。
另外，除非明确地描述相反的情况，否则词语“包括”及其变体(例如“包含”)将被理解为暗示包括所陈述的元件，但不排除任何其它元件。
此外，在本说明书中，短语“在平面上”是指从顶部观察目标部分，而短语“在剖面上”是指从侧面观察竖向切割目标部分而形成的剖面。
图1是根据本发明的示例性实施方式的电池模块的立体图。
参照图1，电池模块10包括：电池组件100；覆盖电池组件100的上板140；以及汇流条框架150，汇流条框架150联接至上板140并且覆盖电池组件100的至少一侧。另外，电池组件100和上板140被接纳在模块壳体(未示出)中，并且汇流条框架150覆盖模块壳体的开口。
电池组件100由多个电池单元形成，并且可以例如形成为袋型可再充电电池。多个电池单元层叠在电池组件100内，并且它们可以彼此电连接。每个电池单元均可以包括：电极组件；电池壳体，其接纳该电极组件；以及电极引线105(图4中所示)，其从该电池壳体向外突出并与该电极组件电连接。电极组件可以包括正极板、负极板和隔膜，并且可以采用具有已知结构的电极组件，因此将不提供更详细的描述。
汇流条框架150布置成覆盖电池组件100，并且汇流条130可以固定至汇流条框架150。汇流条框架150包括由绝缘体形成的引线槽，从电池组件100引出的电极引线105(图4中所示)可以穿过该引线槽，并且汇流条130可以电连接电池组件100的电极引线105(图4中所示)。
各种其它电气部件可以附接至汇流条框架150。例如，可以在汇流条框架150中设置内部电路板(ICB)和电池管理系统(BMS)，并且诸如ICB和BMS之类的电气部件可以与多个电池单元电连接。
上板140布置在电池组件100的上部，并且汇流条框架150可以可枢转地设置在电池组件100的相对两侧。在这种情况下，汇流条130安装至汇流条框架150，并且柔性印刷电路板(FPCB)145可以沿着上板140的长度方向布置在顶部。
因为柔性印刷电路板145与汇流条130电连接，所以可以感测到在此经过的电池单元的过电压和过电流，并且连接器160连接到柔性印刷电路板145的一端，使得与电压感测和温度感测有关的信号可以发送至设置在电池模块10外部的控制器或从该控制器接收与电压感测和温度感测有关的信号。
图2是图1中的部分A的放大图，并且图3是图1的剖视图，其沿图2中的线III-III’剖切。
参照图1至图3，上板140和汇流条框架150可以借助如部分A中所示的铰链结构联接。
具体地，上板140在其至少一个角部中包括铰链销141。铰链销141联接至汇流条框架150的铰链联接部151，并且布置在一对铰链销支撑部142之间，所述一对铰链销支撑部142沿平行于上板140的顶表面的方向从上板140的至少一个角部突出。上板140的至少一个角部上可以设置有一个或多个铰链销141以及一对或多对铰链销支撑部142，并且优选地两个或更多个铰链销141以及两对或更多对铰链销支撑部142。
汇流条框架150包括联接至铰链销141的铰链联接部151。铰链联接部151在平行于汇流条框架150的一侧的方向上从汇流条框架150的角部突出，并且，当铰链联接部151和铰链销141彼此联接时，上板140和汇流条框架150可以在形成直角的同时联接。
铰链联接部151可以包括：铰链销接纳部152，其接纳铰链销141；以及铰链销盖部153，其覆盖铰链销141。铰链联接部151形成在汇流条框架150的角部上，并且包括与铰链销141的形状相对应的圆柱形表面，使得铰链销141可以被接纳在其中。铰链销盖部153形成为完全覆盖放置在铰链销接纳部152上的铰链销141，形成为在与铰链销接纳部152接触的部分处可枢转，并且可以借助相反侧处的卡扣配合结构与铰链销接纳部152联接。例如，如图3中所示，铰链销接纳部152的端部形成有卡扣配合槽部152a，并且铰链销盖部153的端部形成有卡扣配合突出部153a，从而能够通过卡扣配合槽部152a与卡扣配合突出部153a的联接而完全联接铰链销141。然而，本结构不限于此，并且卡扣配合槽部和卡扣配合突出部的位置可以根据需要改变。如图中所示，可以仅一端形成为卡扣配合结构，或者可以两端都形成为卡扣配合结构。另外，其可以通过诸如塑性焊接之类的方法而不是卡扣配合结构来联接，并且只要铰链销141被完全围绕，就没有特别限制。
如上所述，因为铰链联接部151完全围绕铰链销141，所以可以防止汇流条框架150与上板140分离。即，根据常规结构，铰链销141暴露于铰链联接部的上部，使得电池模块可以移动，或者铰链销可以在随后的过程中与铰链联接部分离。在这种情况下，从上板140的顶表面延伸至汇流条框架150的柔性印刷电路板145可能由于因铰链销的分离导致的汇流条框架150和上板140之间的分离而被撕裂或切割。然而，根据本示例性实施方式的结构，铰链销141被铰链联接部151完全围绕，从而可以防止汇流条框架150和上板140之间的分离，因此可以防止对柔性印刷电路板145的损坏。另外，当铰链销141被完全包围时，铰链联接部151包括覆盖铰链销141的另外的铰链销盖部153，从而可以维持组装的便利性。
图4示出了根据本发明的示例性实施方式的电池模块的组装状态，并且图5是根据本发明的示例性实施方式的电池模块的组装过程的放大图。
参照图3至图5，在根据本示例性实施方式的电池模块10中，铰链销141包括联接突出部141a，并且铰链销接纳部152和铰链销盖部153之一中形成有与联接突出部141a相对应的联接槽部151a和151b。另外，联接槽部151a和151b可以包括主联接槽部151a和预备联接槽部151b，该预备联接槽部151b布置成与主联接槽部151a相距一定距离。
具体地，铰链销141的联接突出部141a和形成在铰链销接纳部152中或铰链销盖部153中的主联接槽部151a(在本示例性实施方式中示出为形成在铰链销接纳部152中)在形成直角的同时组装的状态下彼此联接。在联接突出部141a安装至主联接槽部151a的状态下，汇流条框架150的枢转受到限制，因此，能够维持组件的稳定性，并且当组装上板140和汇流条框架150时，即使工人的技术水平低，枢转也能停止在正确位置，从而能够进行精确的组装。特别地，当汇流条框架150以直角或更大的角度枢转时，可能会干涉内部电池组件100并造成对电池组件100的损坏，根据本示例性实施方式，联接突出部141a联接至主联接槽部151a，从而能够防止汇流条框架150以直角枢转，从而防止损坏电池组件100。
如图4中所示，汇流条框架150构造成能够在铰链联接部151和铰链销141联接的同时绕铰链销141枢转。在这种情况下，如图5中所示，形成在铰链销141中的联接突出部141a安装成与形成在铰链联接部151中的预备联接槽部151b联接，然后卡扣配合突出部153a与卡扣配合槽部152a联接，使得铰链销141被铰链销盖部153覆盖。在这种情况下，铰链销接纳部152和铰链销盖部153相互接触的部分可以通过减小塑料的厚度(如图5中所示)、通过引入另一个铰链结构或者通过引入卡扣配合结构形成为是可折叠的。
即使在将电池组件100安装在由上板140和汇流条框架150形成的空间中之前的预组装状态下，也可以在不释放上板140和汇流条框架150之间的联接的情况下稳定地进行诸如移动部件之类的作业。
接下来，汇流条框架150沿箭头方向枢转。在该过程中，预备联接槽部151b与联接突出部141a之间的联接被释放，并且因为铰链联接部151由塑料注射成型材料形成，所以在枢转过程中，铰链联接部151的内部由于外力而被迫稍微打开，从而使联接突出部141a偏离预备联接槽部151b，并且联接突出部141a能够枢转(紧密配合的形状)。当联接突出部141a通过枢转而与主联接槽部151a相遇时，联接突出部141a被接纳在主联接槽部151a内。于是，停止汇流条框架150的枢转，并且汇流条框架150和顶板140可以在形成直角的同时联接。
在这种情况下，可以调节预备联接槽部151b和主联接槽部151a之间的距离，使得汇流条框架150可以在90度内枢转，直到汇流条框架150从最初组装至上板140的状态与上板垂直地联接。即，当铰链联接部151的截面具有圆形形状时，主联接槽部151a与预备联接槽部151b之间的分离距离可以小于圆形截面的1/4圆弧。可以根据诸如作业空间之类的作业环境调节该距离，并且随着距离的减小，汇流条框架150的枢转距离可以减小。
如上所述，根据本发明的示例性实施方式，借助完全覆盖铰链销的结构，能够防止由于汇流条框架与上板之间的分离而损坏柔性印刷电路板等，并且通过形成在铰链销中的联接突出部和铰链联接部中的联接槽部的联接，能够容易地进行汇流条框架和上板的精确组装。
此外，即使在汇流条框架150和上板140的预组装状态下(即，在其中构建电池组件100之前的交付状态)，也能够防止由于汇流条框架150和上板140之间的分离或联接角的变形对诸如柔性印刷电路板之类的部件的损坏。
图6示出了根据本发明的另一示例性实施方式的特征。
参照图6，根据本发明的另一示例性实施方式的电池模块与上述示例性实施方式的电池模块的不同之处在于，汇流条框架150的铰链销盖部153中形成有联接突出部151c，并且上板140的铰链销141中形成有联接槽部141b和141c。
即，如图6中所示，因为联接槽部141b和141c形成在铰链销141中，所以本示例性实施方式可以应用于与上述示例性实施方式的组装环境不同的组装环境。
在这种情况下，铰链销141的联接槽部141b和141c还包括主联接槽部141b和预备联接槽部141c，并且可以调节主联接槽部141b和预备联接槽部141c之间的距离，使得汇流条框架150可以在90度内枢转，直到汇流条框架150从最初组装至上板140的状态与上板140垂直地联接。即，当铰链销141的截面具有圆形形状时，主联接槽部141b与预备联接槽部141c之间的距离可以小于该圆形截面的1/4圆弧。可以根据诸如作业空间之类的作业环境来调节该距离，并且随着距离的减小，汇流条框架150的枢转距离可以减小。
如上所述，可以根据组装顺序或方法适当地选择联接突出部151c和联接槽部141b和141c的位置，并且该位置没有特别限制，只要联接突出部151c和主联接槽部141b在汇流条框架150和上板140以直角组装的位置处联接即可。
同时，根据本发明的示例性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。
上述的电池模块和包括该电池模块的电池组可以应用于各种装置。该装置可以应用于诸如电动自行车、电动车辆，混合动力车辆等的运输工具，但是本发明不限于此，并且可以应用于能够使用电池模块和包括该电池模块的电池组的各种装置，并且这也属于本发明的范围。
尽管已经结合当前被认为是实用性的示例性实施方式描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施方式。相反，其旨在覆盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种变型和等效布置。
附图标记说明
10：电池模块
100：电池组件
105：电极引线
130：汇流条
140：上板
141：铰链销
142：铰链销支撑部
141a，151c：联接突出部
145：柔性印刷电路板
150：汇流条框架
151：铰链联接部
151a，141b：主联接槽部
151b，141c：预备联接槽部
152：铰链销接纳部
153：铰链销盖部
152a：卡扣配合槽部
153a：卡扣配合突出部
160：连接器

Claims (15)

1.一种电池模块，所述电池模块包括：
电池组件，所述电池组件包括至少一个电池单元；
上板，所述上板覆盖所述电池组件的一侧，并且在所述上板的至少一个角部处包括铰链销；以及
汇流条框架，所述汇流条框架覆盖与所述电池组件的与由所述上板覆盖的所述一侧相邻的另一侧，并通过包括与所述铰链销联接的铰链联接部而与所述上板联接，
其中，所述铰链联接部包括：铰链销接纳部，在所述铰链销接纳部处接纳所述铰链销；以及铰链销盖部，所述铰链销盖部覆盖所述铰链销，并且
其中，所述铰链销和所述铰链联接部中的一者包括联接突出部，另一者包括与所述联接突出部相对应的联接槽部。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述铰链销盖部完全覆盖所述铰链销。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述联接槽部包括主联接槽部以及与所述主联接槽部隔开距离布置的预备联接槽部。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其中，所述铰链销包括所述联接突出部，并且所述铰链联接部包括所述主联接槽部和所述预备联接槽部。
5.根据权利要求4所述的电池模块，其中，所述铰链联接部具有圆形截面，并且所述主联接槽部与所述预备联接槽部之间的距离小于所述圆形截面的1/4圆弧。
6.根据权利要求3所述的电池模块，其中，所述汇流条框架借助所述铰链联接部可枢转地联接至所述上板。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其中，通过所述联接突出部与所述主联接槽部之间的联接限制所述汇流条框架的枢转。
8.根据权利要求6所述的电池模块，其中，在所述联接突出部和所述主联接槽部处于联接状态的同时，所述汇流条框架垂直地联接至所述上板。
9.根据权利要求6所述的电池模块，其中，所述电池组件在所述联接突出部和所述预备联接槽部联接的预备联接状态下安装在所述上板的下方，并且通过所述汇流条框架的枢转，所述汇流条框架被组装成覆盖所述电池组件的一侧。
10.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述铰链销接纳部和所述铰链销盖部借助卡扣配合结构联接。
11.根据权利要求1所述的电池模块，所述电池模块还包括柔性印刷电路板，所述柔性印刷电路板形成在所述上板的顶表面上，
其中，所述柔性印刷电路板是通过从所述上板的与所述铰链联接部相邻的一侧经过所述汇流条框架的与所述铰链联接部相邻的一侧延伸到所述汇流条框架而形成的。
12.根据权利要求3所述的电池模块，其中，所述铰链联接部包括所述联接突出部，并且所述铰链销包括所述主联接槽部和所述预备联接槽部。
13.根据权利要求12所述的电池模块，其中，所述铰链销具有圆形截面，并且所述主联接槽部与所述预备联接槽部之间的距离小于所述圆形截面的1/4圆弧。
14.一种电池组，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13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。
15.一种包括至少一个根据权利要求14所述的电池组的装置。
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