CN112928395A - 电池组 - Google Patents

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Abstract

公开了一种电池组，所述电池组包括：多个电池单体；第一壳体，容纳所述多个电池单体；保护电路模块，结合到所述多个电池单体的一侧并且电连接所述多个电池单体；汇流条，电连接到保护电路模块并且沿着所述多个电池单体沿一个方向延伸；以及第二壳体，结合到第一壳体并且容纳所述多个电池单体、保护电路模块和汇流条，其中，汇流条包括通过沿所述一个方向切割汇流条的区域而形成的分叉分支。

Description

电池组
于2019年12月5日在韩国知识产权局提交的题为“电池组”的第10-2019-0160736号韩国专利申请的全部内容通过引用包含于此。
技术领域
实施例涉及一种电池组。
背景技术
与一旦放电就不能再充电的一次电池不同，二次电池可以充电和放电。可以将低容量的二次电池用于便携式小型电子装置，例如，移动电话、便携式摄像机等，并且可以将高容量的二次电池用作能量源，例如，用于驱动混合动力汽车等的电动机。
二次电池可以制造成各种形状，例如圆柱形、棱柱形或袋型。二次电池可以以这样的方式来构造：通过在正极板和负极板之间插入作为绝缘体的隔膜来形成电极组件并将电极组件与电解质溶液容纳在壳体中，并且在罐中安装盖板。正极端子和负极端子可以连接到电极组件，并且可以穿过盖板暴露并突出到外部。
多个二次电池可以串联、并联或串联/并联连接，形成具有增大的高输出的可用于各种领域的电池组。
发明内容
实施例涉及一种电池组，所述电池组包括：多个电池单体；第一壳体，容纳所述多个电池单体；保护电路模块，结合到所述多个电池单体的一侧并且电连接所述多个电池单体；汇流条，电连接到保护电路模块并且沿着所述多个电池单体沿一个方向延伸；以及第二壳体，结合到第一壳体并且容纳所述多个电池单体、保护电路模块和汇流条，其中，汇流条包括通过沿所述一个方向切割汇流条的区域而形成的分叉分支。
分叉分支可以通过切割汇流条的内部区域以在垂直于所述一个方向的横向方向上将区域间隔开而形成。
分叉分支可以相对于汇流条的中心相对于所述一个方向在汇流条的一侧处分支。
相对于汇流条在所述一个方向上的中心，分叉分支可以从与汇流条的中心和端部之间的中点相邻的区域被切割。
分叉分支可以通过在所述一个方向上切割的狭缝而分支。
分叉分支可以是用于外部电路的输出端子。
电池组还可以包括电压传感器，电压传感器结合到汇流条的与分叉分支相邻的端部。
电池组还可以包括位于第一壳体与第二壳体之间以固定电池单体的位置的壳体保持器。
保护电路模块可以包括覆盖所述多个电池单体并电连接到所述多个电池单体的布线图案。
汇流条可以沿着保护电路模块的边缘延伸，并且汇流条的突起结合到保护电路模块中的结合孔以将保护电路模块和汇流条电连接。
附图说明
通过参照附图详细描述示例性实施例，特征对于本领域技术人员将变得明显，在附图中：
图1是根据实施例的电池组的透视图。
图2是从图1中所示的电池组去除上盖的状态的透视图。
图3是图2中所示的部分A的放大图。
图4是根据实施例的电池组的分解透视图。
图5示出了在根据实施例的电池组中从汇流条的各种位置检测到的电压。
图6是根据实施例的电池组中的汇流条的构造的详细侧视图。
图7示出了在根据实施例的电池组中取决于负载的单体电压分布。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图更充分地描述示例实施例；然而，示例实施例可以以不同的形式实施，并且不应被解释为限于在此阐述的实施例。相反，这些实施例被提供为使得本公开将是彻底且完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达示例性实施方式。
在附图中，为了图示的清楚，会夸大层和区域的尺寸。还将理解的是，当层或元件被称为“在”另一层或元件“上”时，该层或元件可以直接在所述另一层或元件上，或者也可以存在中间层或元件。另外，还将理解的是，当层被称为“在”两个层“之间”时，该层可以是这两个层之间的唯一层，或者也可以存在一个或更多个中间层。同样的附图标记始终指同样的元件。
本公开的各种实施例可以以许多不同的形式体现，并且不应被解释为限于在此阐述的示例实施例。相反，公开的这些示例实施例被提供为使得本公开将是彻底且完整的，并且将向本领域技术人员传达公开的发明构思。
如在此所使用的，术语“或”以及“和/或”包括相关所列项中的一个或更多个的任何组合和所有组合。另外，将理解的是，当元件A被称为“连接到”元件B时，元件A可以直接连接到元件B，或者中间元件C可以存在于元件A与元件B之间使得元件A和元件B彼此间接连接。
在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不意图限制公开。如在此所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式也意图包括复数形式。还将理解的是，当术语“包括”、“包含”和/或它们的变型用在本说明书中时，说明存在所陈述的特征、数量、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或更多个其它特征、数量、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
将理解的是，尽管在此可以使用术语第一、第二等来描述各种构件、元件、区域、层和/或部分，但是这些构件、元件、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制，并且不需要按顺序包括编号的元件。这些术语仅用于将一个构件、元件、区域、层和/或部分与另一构件、元件、区域、层和/或部分区分开。因此，例如，在不脱离本公开的教导的情况下，下面讨论的第一构件、第一元件、第一区域、第一层和/或第一部分可以被命名为第二构件、第二元件、第二区域、第二层和/或第二部分。
为了易于描述，在此可以使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“下”、“在……上方”、“上”等的空间相对术语来描述如附图中所示的一个元件或特征与另一(另一些)元件或特征的关系。将理解的是，空间相对术语意图包含装置在使用或操作中的除了附图中所描绘的方位之外的不同方位。例如，如果附图中的元件或特征被翻转，则被描述为“在”其它元件或特征“下方”或“之下”的元件将随后被定位为“在”所述其它元件或特征“上”或“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包含上方和下方两种方位。
在下文中，将描述根据实施例的电池组的构造。
图1是根据实施例的电池组的透视图。图2是从图1中所示的电池组去除上盖的状态的透视图。图3是图2中所示的部分A的放大图。图4是根据实施例的电池组的分解透视图。
首先，参照图1至图4，根据实施例的电池组10可以包括第一壳体100、壳体保持器200、电池单体300、保护电路模块400、汇流条510和520、密封构件或密封件600、第二壳体700、紧固件810以及电极端子910和920。
在实施方式中，第一壳体100可以结合到第二壳体700，以将电池单体300容纳在由第一壳体100和第二壳体700限定的内部空间中。第一壳体100可以包括限定容纳电池单体300的空间的形状的框架110以及下保持器120。框架110可以保护容纳在其中的电池单体300免受外部冲击的影响。在实施方式中，下保持器120可以通过固定电池单体300的下部来帮助防止电池单体300偏离其预定位置。
壳体保持器200可以结合到第一壳体100的内部，并且可以固定到第一壳体100的框架110的内部。在实施方式中，壳体保持器200可以基本上由框架210构成，并且可以包括与第一壳体100的下保持器120对应或对准的孔220。在实施方式中，固定到第一壳体100的下保持器120的电池单体300可以穿过壳体保持器200的孔220，并且电池单体300的位置可以被固定。
壳体保持器200可以使用电绝缘塑料材料形成。在实施方式中，壳体保持器200可以使用例如聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)形成。
在实施方式中，如附图中所示出的，电池单体300可以为圆柱形的电池。在实施方式中，电池单体300可以是棱柱形或非典型的电池。电池单体300的下部可以通过第一壳体100的下保持器120固定，并且电池单体300的侧部可以通过穿过壳体保持器200的孔220来固定。在实施方式中，电池单体300的上部可以通过定位在其上的保护电路模块400固定，并且电池单体300的位置可以在它们彼此间隔开的状态下固定。包括电池单体300的下部的单体壳体310可以具有第一极性，并且每个电池单体300的向上突出的上盖320可以具有第二极性。在实施方式中，第一极性可以是正极性，第二极性可以是负极性，否则反之亦然。结合到电池单体300的上部的保护电路模块400可以通过内部布线图案410连接到电池单体300的单体壳体310和上盖320。在实施方式中，以这种方式布置的电池单体300可以根据需要以包括例如串联、并联或者串联/并联的各种方式电连接。
保护电路模块400可以结合到电池单体300的上部，并且可以被第二壳体700覆盖。保护电路模块400可以基本上由绝缘电路板构成，并且可以包括与电池单体300对应的布线图案410。在实施方式中，布线图案410中的每个可以包括暴露单体的内壁411以及贯穿暴露单体的内壁411形成的第一布线图案412和第二布线图案413，暴露单体的内壁411包括在保护电路模块400中向内形成的多个孔。在实施方式中，暴露单体的内壁411可以对应于或覆盖电池单体300的每个位置，并且每个电池单体300的上盖320可以定位在暴露单体的内壁411内部。在实施方式中，第一布线图案412和第二布线图案413可以对应于每个电池单体300(例如，可以设置在每个电池单体300处)，并且可以分别电连接到每个电池单体300的单体壳体310和上盖320。在实施方式中，第一布线图案412可以连接到电池单体300的单体壳体310以具有第一极性，并且第二布线图案413可以连接到电池单体300的上盖320以具有第二极性。在实施方式中，第一布线图案412和第二布线图案413可以在保护电路模块400内根据需要按连接模式(例如，串联、并联或者串联/并联)连接。在实施方式中，电池单体300可以彼此电连接并且可以输出期望水平的电流或电压。
保护电路模块400还可以在其边缘处包括结合孔414，并且沿着汇流条510和520的边缘的结合突起511和521(将在下面描述)可以穿过结合孔414并与结合孔414接合。在实施方式中，可以稳定地保持汇流条510和保护电路模块400的结合状态。在实施方式中，保护电路模块400可以电连接到结合孔414。在实施方式中，汇流条510和520可以电结合到保护电路模块400，并且可以电连接到与保护电路模块400连接的电池单体300。
汇流条510和520可以由导电材料制成，并且可以沿着保护电路模块400的纵向方向处于保护电路模块400的相对边缘。汇流条510和520可以从保护电路模块400接收第一极性和第二极性的电压。在实施方式中，汇流条510和520可以沿着纵向方向接收保护电路模块400的各个位置的电压。
第一汇流条510的纵向相对端可以分别被定义为相对远离电压感测端子或在电压感测端子远端的第一端510a以及相对靠近或接近电压感测端子的第二端510b。第二汇流条520也可以具有与第一汇流条510的相对端对应或类似的相对端。
在实施方式中，当输出端子连接到汇流条510和520的中点C2或者经由汇流条510和520的中点C2连接时(这将在下面描述)，可以从电压感测端子感测电池单体300的更准确的平均电压。下面将描述汇流条510和520之间的具体连接关系。
密封件600可以位于第一壳体100与第二壳体700之间。密封件600可以是由电绝缘材料制成的弹性构件。在实施方式中，密封件600可以是位于两个壳体100和700的结合位置之间的硅或橡胶构件或垫圈，以将两个壳体100和700彼此密封。
第二壳体700可以在第一壳体100的顶部上结合到第一壳体100。在实施方式中，结合到第一壳体100的第二壳体700可以保护包括电池单体300、保护电路模块400等的内部组件。第二壳体700可以具有与第一壳体100类似的平面形状，并且可以结合到第一壳体100并使密封件600定位在第二壳体700与第一壳体100之间。
在实施方式中，第二壳体700可以包括沿着其边缘彼此间隔开的多个紧固孔710，并且第二壳体700可以随着紧固件810从上方穿过紧固孔710而与第一壳体100紧固。在实施方式中，根据第一壳体100和第二壳体700的类型，第一壳体100和第二壳体700也可以在没有紧固孔710和紧固件810的情况下彼此结合。在实施方式中，当第一壳体100和第二壳体700可以通过钩结合来彼此结合时，可以不单独设置紧固孔710或紧固件810。
紧固件810可以包括与第二壳体700的紧固孔710对应的多个紧固件。紧固件810可以从上方穿过第二壳体700的紧固孔710以到达第二壳体700下方的第一壳体100。在实施方式中，可以通过螺纹保持第一壳体100和第二壳体700之间的结合力。在实施方式中，如上所述，还可以实现第一壳体100和第二壳体700在没有紧固件810的情况下的结合。
电极端子910和920可以分别结合到汇流条510和520，并且可以暴露于壳体保持器200和第一壳体100的一侧。电极端子910和920可以包括第一电极端子910和第二电极端子920，第一电极端子910和第二电极端子920分别包括第一端子构件911和921、第二端子构件912和922、第三端子构件913和923以及第四端子构件914和924。
现在将通过示例的方式描述第一电极端子910。第一端子构件911可以连接到第一汇流条510的一端以接收最终电压，第二端子构件912至第四端子构件914可以顺序地结合到第一端子构件911，并且第四端子构件914可以最终暴露在第一壳体100外部。在实施方式中，第二电极端子920也可以连接到第二汇流条520，并且第四端子构件924可以最终暴露在第一壳体100外部。因此，结合到电池组10的外部电路可以分别通过第四端子构件914和924电连接。
在下文中，将更详细地描述根据实施例的电池组中的汇流条的构造和检测到的电压。
图5示出了根据实施例的电池组中的从汇流条的各种位置检测到的电压。图6是根据实施例的电池组中的汇流条的构造的详细侧视图。
首先，参照图5，基于第一汇流条510上的从其第一端510a到第二端510b的不同位置处的位置或者位于第一汇流条510上的从其第一端510a到第二端510b的不同位置处的位置来指示电压V1和V2。第二汇流条520也可以成形为与第一汇流条510对应。然而，为简洁起见，基于汇流条510的第一端510a和第二端510b之间的距离示出并描述电压。
电压传感器可以结合到第一汇流条510的第二端510b，并且第二端510b可以用作电池组的电压感测端子。电压传感器可以是用于感测电池组的总电压的传感器，并且可能难以将电压传感器安装在电池组内。在实施方式中，电压传感器可以结合到电池组的一端。在实施方式中，电压传感器可以结合到第二端510b。
假设第一端510a与第二端510b之间的距离为1(例如，1个任意单位)，图5示出了在第一端510a至第二端510b之间的段中施加到第一汇流条510的电压V1和施加到第二汇流条520的电压V2。从施加到第一汇流条510的电压V1和施加到第二汇流条520的电压V2获得的第一汇流条510与第二汇流条520之间的电压差(V1-V2)也可以如图5中所示如此分布。在实施方式中，如图5中所示，电压差(V1-V2)可以从第一端510a沿着第一汇流条510的纵向方向逐渐减小。在实施方式中，汇流条510的相对端之间的电压差(V1-V2)可以是从第一端510a开始的总长度的三分之二(2/3)点处的最小值(例如，从第二端510b的三分之一(1/3)点处的最小值)，并且可以在经过该点之后增大。在实施方式中，如图5中所示，当第一端510a至第二端510b之间的区域被分成约三段时，电池组的最大电压可以出现在第一端510a处，并且电池组的最小电压可以出现在三分之二(2/3)点处。另外，具有电池单体300的电池组的平均电压可以出现在第一端510a与第二端510b之间的点处，例如，距第一端510a的三分之一(1/3)点处。在实施方式中，电池组10的平均电压也可以出现在第二端510b处。
参照图6，示出了用于实现上述目的的第一汇流条510的具体构造。如图6中所示，假设第一汇流条510的从第一端510a到第二端510b的总长度由L1表示，则第一汇流条510可以包括位于距第一端510a约2/3点处的分叉分支510c。分叉分支510c可以例如通过切割孔510e(例如，狭缝)或由于切割孔510e(例如，狭缝)的存在而从第一汇流条510分支，切割孔510e切割到位于距第一端510a约2/3点处的切割部分或分叉点510d。
在实施方式中，切割孔510e可以是在纵向方向上通过从第二端510b(例如，在与距第一汇流条510的中心C1相比距中点C2更近的区域中)切入到第一汇流条510中而产生的狭缝的形式。中点C2可以是第一汇流条510的中心C1和第二端510b之间的中点。在实施方式中，从分叉点510d到第二端510b的长度L2可以是总长度L1的约三分之一1/3。
在实施方式中，输出端子可以连接到分叉分支510c(例如，在其中的圆孔处)，并且根据实施例的电池组10的输出可以施加到外部电路。在实施方式中，第二汇流条520还可以包括被定位成与第一汇流条510对应的分叉分支，以将第一极性和第二极性(例如，B+和B-)的输出施加到外部电路。
在实施方式中，参照图5和图6，可以使用汇流条510和520的分叉分支在可以对应于汇流条510和520的总长度L1的约2/3点的分叉点510d处进行用于输出的分叉，并且电压可以在分叉点510d处最低。因此，根据本公开的汇流条510和520可以具有如图5中所示的电压分布。在实施方式中，汇流条510的第一端510a处的最大电压和汇流条510的分叉点510d处的最小电压的平均电压可以在汇流条510的第二端510b处，并且安装在汇流条510的第二端510b处的电压传感器可以准确地感测电池组10的平均电压。
在实施方式中，利用汇流条510和520的分叉分支结构，可以使各个区域处的电压差最小化。在没有分叉分支结构的其它汇流条中，例如，可以从汇流条的一侧端施加电池组的输出，并且来自输出端的输出的电压可以是最低的，从而增大了输出端部和与输出端部相对的具有最大电压的端部之间的电压差。因此，汇流条510和520中的相对端之间的电势差会增大，导致电压不平衡。
在根据本公开的实施例的电池组10中，如图5中所示，可以通过在距第一端510a为总长度的2/3点处形成分叉分支510c来使第一端510a处的最大电压与分叉分支510c从其开始的分叉点510d处的最小电压之间的差最小化。可以最小化电压不平衡问题。
在下文中，将描述根据实施例的电池组中的电压分布。
图7示出了根据实施例的取决于电池组中的负载的单体电压分布。
参照图7，可以看出，电池组10的温度可以在输出端子连接到的约2/3点处最高，并且温度可以朝向远离2/3点的相对侧逐渐降低。在实施方式中，如图7中所示，可以看出，当图5中所示的输出端子连接到电池组10时，电池组10的温度可以在施加输出B+和B-的点处最高，并且温度可以在经过该点之后逐渐降低。在实施方式中，如图7中所示，考虑到输出点，可以大致均匀地保持温度分布。因此，从电池组10的温度分布可以看出，可以以与电压分布的方式类似的方式补偿温度不平衡。
通过总结和回顾，电池组可以输出高功率，可以保持电池组中的电池单体之间的电压或温度平衡。
一个或更多个实施例可以提供一种包括彼此连接的多个电池单体的电池组，该电池组能够准确地感测输出电压并补偿汇流条处的电压不平衡。
如上所述，根据本公开的电池组可以包括通过形成从汇流条的中心区域延伸的分叉分支而彼此连接的输出端子，从而准确地感测汇流条的端部处的输出电压并保持电压和温度平衡。
在此已经公开了示例实施例，尽管采用了特定的术语，但是仅以一般的和描述性的含义来使用并解释它们，而不是出于限制的目的。在某些情况下，如本领域普通技术人员将清楚的，自提交本申请之时起，结合具体实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独使用，或者可以与结合其它实施例描述的特征、特性和/或元件组合起来使用，除非另外具体地指出。因此，本领域技术人员将理解的是，在不脱离本发明的如所附权利要求阐述的精神和范围的情况下，可以做出形式上和细节上的各种改变。

Claims (10)

1.一种电池组，所述电池组包括：
多个电池单体；
第一壳体，容纳所述多个电池单体；
保护电路模块，结合到所述多个电池单体的一侧并且电连接所述多个电池单体；
汇流条，电连接到保护电路模块并且沿着所述多个电池单体沿一个方向延伸；以及
第二壳体，结合到第一壳体并且容纳所述多个电池单体、保护电路模块和汇流条，
其中，汇流条包括通过沿所述一个方向切割汇流条的区域而形成的分叉分支。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中，分叉分支是通过切割汇流条的内部区域以在垂直于所述一个方向的横向方向上将区域间隔开而形成的。
3.根据权利要求1所述的电池组，其中，分叉分支相对于汇流条的中心相对于所述一个方向在汇流条的一侧处分支。
4.根据权利要求3所述的电池组，其中，相对于汇流条在所述一个方向上的中心，分叉分支从与汇流条的中心和端部之间的中点相邻的区域被切割。
5.根据权利要求1所述的电池组，其中，分叉分支通过在所述一个方向上切割的狭缝而分支。
6.根据权利要求1所述的电池组，其中，分叉分支是用于外部电路的输出端子。
7.根据权利要求1所述的电池组，所述电池组还包括电压传感器，电压传感器结合到汇流条的与分叉分支相邻的端部。
8.根据权利要求1所述的电池组，所述电池组还包括位于第一壳体与第二壳体之间以固定电池单体的位置的壳体保持器。
9.根据权利要求1所述的电池组，其中，保护电路模块包括覆盖所述多个电池单体并电连接到所述多个电池单体的布线图案。
10.根据权利要求9所述的电池组，其中，汇流条沿着保护电路模块的边缘延伸，并且汇流条的突起结合到保护电路模块中的结合孔以将保护电路模块和汇流条电连接。
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