CN115606036A - 电池模块的端部连接件 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于受电设备的电池模块(100、700)，包括封闭在外壳(101，701)中的电池、牢固地附接到外壳(101、701)的至少一个端盖(103、702)和靠近至少一个端盖(103、702)定位的BMS板(108、806)。电池模块(100、700)还包括可拆卸地附接到BMS板(108、806)的至少一个端部连接件(109、110、111；703a和703b)。对应于电池模块(100、700)的至少一个电源线的第一端部连接件(109、703a)包括连接到至少一个电源线的至少一个保护装置(301、1004)，用于为电池模块(100、700)提供电气保护。端部连接件(109、110、111；703a和703b)避免了信号线与电源线的干扰，并使电池模块(100、700)防水防尘。

Description

电池模块的端部连接件

技术领域

本主题涉及电池模块。更具体地，电池模块的端部连接件在专利申请号202041010274中公开，并且本主题提供了对前述专利申请中要求保护的主题的改进。

背景技术

现有的电池技术研究针对可充电电池，例如密封的、缺乏电解液的铅/酸电池，它们通常用作不同应用(例如车辆等)中的电源。然而，铅酸电池重量大、体积大、周期寿命短、日历寿命短、周转效率低，导致应用受到限制。

因此，为了克服与包括铅酸电池在内的传统能量存储设备相关的问题，锂离子电池为高能量密度应用、提高的速率性能和安全性提供了理想的系统。此外，可再充电能量存储设备——锂离子电池表现出一种或多种有益特性，使其可用于受电设备。首先，出于安全原因，锂离子电池由所有固体部件构成，同时仍具有灵活性和紧凑性。其次，包括锂离子电池的能量存储设备表现出与具有液体电解质的原电池相似的导电特性，即以低自放电率提供高功率和能量密度。第三，作为锂离子电池的能量存储设备易于以可靠且成本有效的方式制造。最后，包括锂离子电池的能量存储设备能够在低于环境温度下保持必要的最低导电率水平。

在用于能量存储设备的已知结构中，包括锂离子电池的一个或多个能量存储电池使用至少一个互连结构以串联和并联组合设置在至少一个保持器结构中。互连结构适于将能量存储电池与电池管理系统(BMS)电互连。能量存储设备产生的输出电压和输出电流在BMS监控和调节后，通过端部连接件传输到一个或多个配置为由能量存储设备供电的电子电气元件。端部连接件的设计对于能量存储设备的安全性、可维护性和可维护性至关重要。

附图说明

参考附图来详细描述。在整个附图中使用相同的数字来表示类似的特征和组件。

图1A-1B示例性地示出了电池模块的第一实施例的立体图和分解图；

图2示例性地示出了电池组的局部分解图，其显示了电池模块的第一实施例的第一端部连接件；

图3示例性地示出了电池模块的第一实施例的第一端部连接件的立体图图；

图4示例性地示出了电池模块的第一实施例的第一端部连接件的分解图；

图5示例性地示出了电池模块的第一实施例的端子保持器的至少一个连接器的平面图；

图6例示了电池模块的第一实施例的端子保持器的平面图；

图7示例性地示出了电池模块的第二实施例的立体图；

图8示例性地示出了图7中示例性地示出的电池模块的分解立体图图；

图9A-9B示例性地示出了电池模块的第二实施例的第二端部连接件的立体图；

图10A-10C示例性地示出了电池模块的第二实施例的第一端部连接件的立体图；和

图11A-11B示例性地示出了具有第一端部连接件和第二端部连接件的电池模块的第二实施例的立体截面图。

具体实施方式

能量存储设备通过多个端部连接件连接到后续的能量存储设备、车载或外部充电器以及供电系统的电气和电子负载。通常，能量存储单元的输出通过电线连接到电池管理系统(BMS)电路板，并且来自端部连接件的输出电压和输出电流通过电线连接到供电系统中的电子和电气负载。这种互连电线在组装能量存储设备时具有短路的可能性。

为了防止此类不良事件的发生，在能量存储设备的现有结构中，端部连接件模制在能量存储设备的端盖中。这种端部连接件是不可拆卸的，在端部连接件修理的情况下需要更换整个端盖。在能量存储设备的一些其他结构中，除了能量存储设备中的BMS之外，端部连接件定位在位于能量存储设备中的印刷电路板(PCB)上。这样的PCB不灵活，并且在能量存储设备的组装过程中承受应力，导致能量存储设备中的PCB失效。此外，能量存储设备中的附加部件增加了能量存储设备的重量以及与能量存储设备的制造、维修和更换相关的成本。

此外，能量储存设备的电池的输出通过安全装置(例如保险丝)到达能量存储设备主体上的端部连接件。安全装置的组装需要在能量存储设备的端盖安装之前进行。因为，电线用于将电池连接到端部连接件；安全装置连接到电线。在能量存储设备的组装过程中，保险丝会挂在电线上，很难连接到端盖中的端部连接件上。所述能量存储设备的组装困难和能量存储设备组装的安全保护推动了对能量存储设备的改进设计的需求。

存在对具有端部连接件的能量存储设备的改进设计的需要，该端部连接件确保能量存储设备在组装期间的安全性、可维护性和可维修性，克服上述所有问题以及现有技术的其他问题。

本主题公开了一种能量存储设备，即一种电池模块，其包括改进和简化的端部连接件设计，用于促进电池模块与电池控制器、充电单元或受电设备(例如，车辆)中的后续电池模块的连接。在本发明的一个实施例中，公开了一种用于受电设备的电池模块。电池模块包括封装在外壳中的多个电池、牢固地附接到外壳的至少一个端盖、以及靠近外壳中的至少一个端盖定位的电池管理系统(BMS)板。此外，电池模块包括可拆卸地附接到BMS板的至少一个端部连接件。在一个实施例中，至少一个端部连接件包括第一端部连接件，对应于电池模块的至少一个电源线，包括连接到至少一个电源线的至少一个保护装置，用于为电池模块提供电气保护。第一端部连接件包括可拆卸地附接到电池管理系统板的第一端子保持器和第二端子保持器中的一个。

第一端子保持器包括具有至少一个连接器的基座构件，该连接器在预定位置处附接到基座构件的底表面；以及在第一角部处的附接构件，该附接构件用于将基座构件可拆卸地附接到BMS板。至少一个保护装置附接到至少一个连接器，以形成电池模块的正极端子。

在一个实施例中，至少一个连接器的第一端通过至少一个互连片在预定位置之一处连接到多个电池的正极端子，并且至少一个连接器的第二端连接到至少一个保护装置。在一个实施例中，至少一个连接器的第二端连接到至少一个保护装置，并且至少一个连接器的第一端形成电池模块的正极端子。在一个实施例中，至少一个连接器是金属连接器，其具有模制在基座构件中的安装装置。在一个实施例中，端子保持器包括至少一个引导装置，以在BMS板上布置至少一根线缆。在一个实施例中，基座构件在至少一个连接器与至少一个保护装置之间包括至少一个加强件，用于加固基座构件。

在一个实施例中，第一端部连接件包括可拆卸地附接到BMS板的第二端子保持器、从第二端子保持器延伸以连接到外部组件的正极端子接线柱和负极端子接线柱，并且至少一个保护装置在从BMS板到正极端子接线柱的电流路径中连接到正极端子接线柱。正极端子接线柱和负极端子接线柱通过至少一个端盖从电池管理系统板突出。在一个实施例中，正极端子接线柱和负极端子接线柱具有不同的几何形状。

第二端子保持器包括具有至少一个连接器的基座构件，该连接器在预定位置处附接在基座构件的底面上。至少一个连接器之一将至少一个保护装置连接到正极端子接线柱。在一个实施例中，至少一个端部连接件还包括对应于电池模块的信号线的第二端部连接件。

第二端部连接件包括至少一个母信号连接器，包括牢固地附接到BMS板的至少一个空心销；以及对应的至少一个公信号连接器，包括与至少一个母信号连接器的至少一个空心销可拆卸地接合的至少一个插头，用于将电池模块连接到电池控制器。

在一个实施例中，至少一个公信号连接器还包括用于将至少一个插头与至少一个母信号连接器的至少一个空心销牢固且紧密地锁定的夹子。在一个实施例中，第二端部连接件便于电池模块与类似类型的其他电池模块并联。电池模块还包括对应于多个电池的负极端子的第三端部连接件。在一个实施例中，BMS板上的至少一个端部连接件连接到电池模块的至少一个端盖上的外部连接件，用于对电池模块进行充电、放电和控制操作。在一个实施例中，端盖还包括引导装置和保持夹具，以对分别连接到第一端部连接件和第二连接件的电源线缆和信号线缆进行布线。

公开了用于受电设备的电池模块的另一个实施例。该电池模块包括封装在外壳中的多个电池；至少一个端盖，带有外部连接件，牢固地附接到外壳上；以及靠近外壳中的至少一个端盖定位的BMS板。该电池模块还包括第一端部连接件，该第一端部连接件包括定位在BMS板上的第一端子保持器和至少一个保护装置，形成电池模块的正极端子；定位在电池管理系统板上的第二端部连接件，对应于电池模块的信号线；以及定位在电池管理系统板上的第三端部连接件，连接到多个电池的负极端子。BMS板上的第一端部连接件、第二端部连接件和第三端部连接件连接到电池模块的至少一个端盖上的外部连接件，用于对电池模块进行充电、放电和控制操作。

在该实施例中，第一端子保持器包括具有至少一个连接器的基座构件，该连接器在预定位置处附接到基座构件的底表面；以及在第一角部处的附接构件，该附接构件用于将基座构件可拆卸地附接到电池管理系统板。至少一个保护装置固定于至少一个连接器以形成电池模块的正极端子。在一个实施例中，至少一个连接器的第一端在预定紧固位置之一处通过至少一个互连片连接到多个电池的正极端子，并且至少一个连接器的第二端连接到至少一个保护装置。在另一实施例中，至少一个连接器的第二端连接到至少一个保护装置，并且至少一个连接器的第一端形成电池模块的正极端子。在一个实施例中，至少一个连接器是金属连接器，其具有模制在基座构件中的安装装置。基座构件包括至少一个引导装置以在电池管理系统板上布置至少一根线缆。在另一实施例中，基座构件在至少一个连接器与至少一个保护装置之间包括至少一个加强件，用于加固基座构件。

参考附图进一步描述本主题。应当注意，描述和附图仅说明本主题的原理。尽管在此没有明确描述或示出，但可以设计涵盖本主题的原理的各种布置。此外，本文中引用本主题的原理、方面和示例以及其具体示例的所有陈述旨在涵盖其等同物。

图1A-1B示例性地示出了电池模块100的第一实施例的透视图和分解图。电池模块100包括形成容纳在外壳内的电池组105的多个电池。外壳101从顶部和底部包围电池组105。电池模块100还包括分别从后面和前面包围电池组105的第一端盖103和第二端盖104。电池组105中的电池107以特定顺序布置在电池保持器106中。电池107以串联和/或并联配置电连接以形成电池阵列。这种电池阵列电连接到电池模块100内的电池管理系统(BMS)板108。BMS108是印刷电路板，其上集成有一个或多个集成电路，如图1B示例性所示。BMS板108附接到电池组105的一侧。在一个实施例中，BMS板108位于电池组105和第一端盖103之间。

外壳101具有用于第二端盖104和第一端盖103的安装装置。第二端盖104和第一端盖103使用诸如紧固件的多个附接装置紧固到外壳101。电池组105具有用于BMS板108的安装装置。BMS板108可螺纹连接到电池组105的电池保持器106。

外部连接件102安装在第一端盖103上。电池模块100的外部连接件102有利于电池模块100的连接，以用于充电、放电、与其他电池模块的串联和并联连接或由受电设备中的电池控制器控制操作。在一个实施例中，外部连接件102可以定位在端盖103中的安装装置中，以有利于电池模块100与受电设备中的外部部件的连接。受电设备可以是车辆，可以是两轮车、三轮车、多轮车等。

电池模块100包括提供电池模块100的电压和电流输出的电源线和提供电池模块100的状态以供受电设备中的外部部件进一步使用的信号线。如示例性所示，电池模块100包括可拆卸地附接到BMS板108的至少一个端部连接件109、110、111。至少一个端部连接件可以是第一端部连接件109、第二端部连接件110和/或第三端部连接件111。如示例性所示，所有第一端部连接件109、第二端部连接件110和第三端部连接件111都可拆卸地附接到BMS板108。在一个实施例中，第一端部连接件109、第二端部连接件和第三端部连接件111中的至少一个可拆卸地附接到BMS板108。

图1B中示例性示出的第一端部连接件109对应于至少一条电源线，即，电池模块100的正极端子。电池模块100的电池107的正极端子最终在第一端部连接件部109中，并且第一端部连接件部109对应于电池模块100的正极端子。第二端部连接件110对应于电池模块100的信号线。第三端部连接件111对应于多个电池107的负极端子。电池107的负极端子最终在第三端部连接件111中。如图所示，第一端部连接件109、第二端部连接件110和第三端部连接件111连接到外部连接件102。在外部连接件102上，车载充电器或受电设备的部件被连接用于对电池模块100进行充电、放电或控制。

图2示例性地示出了电池组100的局部分解图，示出了第一端部连接件109。如示例性所示，第一端部连接件109安装到BMS板108上。第一端部连接件109将电流从BMS板108载入并从电池模块100载出。来自电池组105中的电池107的电流通过互连片204最终到达BMS板108上的正极端子和负极端子。第一端部连接件109包括使用至少一个安装装置202可拆卸地附接到电池模块100的BMS板108的第一端子保持器201。BMS板108使用安装装置(例如，203)安装到电池保持器106。

图3示例性地示出了第一端部连接件109的透视图。如示例性所示，第一端部连接件109包括第一端子保持器201和至少一个保护装置301。第一端子保持器201是汇流条，具有安装装置202a、202b以将第一端部连接件109安装到BMS板108上。电池107的正极端子连接到第一端子保持器201，并且第一端子保持器201的输出端子303形成电池模块100的正极端子。在一个实施例中，电池107的正极端子通过互连片204最终在BMS板108上，并且BMS板108的正极端子连接到第一端子保持器201。第一端子保持器201包括至少一个引导装置302，用于在BMS板上布线至少一根线缆。如将在图4中描述的，第一端子保持器201包括基座构件401和至少一个连接器202a、202b。

图4示例性地示出了第一端部连接件109的分解透视图。第一端部连接件109的端子保持器201包括基座构件401，保护装置301安装在该基座构件401上。至少一个连接器202a、402在预定位置处附接到基座构件401的底表面。基座构件401包括在基座构件401的顶表面上的第一角处的至少一个附接构件202b。附接构件202b是用于将端子保持器201安装到BMS板108的安装装置。基座构件401由聚合材料制成，例如塑料。保护装置301使用紧固件403a、403b(例如，图4所示的螺钉和螺母组件)在预定位置安装在基座构件401上。端子保持器401上的至少一个保护装置301例如是暴露在预定值的直流电中的保险丝。根据一个实施例，预定值可以是70安培。保险丝是用于保护电池模块100免受过电流的自作用断路装置。电池模块100中的电流过大可能是由于电池模块100内的部件接线错误、BMS板108的正极端子短路、或电池模块100过载等。保险丝紧密邻近BMS板108的正极端子定位并连接至电池模块100的正极端子303。在保险丝和连接到外部连接件102的电负载之间发生故障的情况下，保险丝熔断并且流向负载的电流从电池模块100的正极端子303停止。保护装置301使用附接装置403a和403b(例如，螺钉和螺母)安装在基座构件401上的预定位置404a和404b处。在一个实施例中，在螺钉周围提供垫圈(例如，O形环密封件)，用于在预定位置处进行紧密密封。

图5示例性地示出了端子保持器201的至少一个连接器202a、402的平面图。端子保持器201包括在预定位置处紧固到基座构件401的底表面的两个连接器202a、402。连接器中的一个连接器202a连接到BMS板108的正极端子并且还用作将端子保持器201安装到BMS板108的安装装置。连接器202a的第一端501a在BMS板108上的预定位置处连接到电池107的正极端子，并且连接器202a的第二端501b连接到保护装置301。连接器402的第二端502b连接到保护装置301的一端，并且连接器402的第一端502a形成端子保持器201的输出端子303和电池模块100的正极端子。连接器202a、402之间连接有保护装置301，连接器202a、402的自由端501a、502a分别形成端子保持器201的输入端子和端子保持器201的输出端子303。来自电池107的电流通往端部501a处的金属连接器202a，然后通往端部501b。在端部501b，保护装置接收电流，如果电池模块状态良好，则保护装置使电流通往连接器402的端部502b。电流从端部502b通往连接器402的端部502a，以通往端子保持器201的输出端子303。

在一个实施例中，连接器202a、402是由塑料基座构件401包封成型的金属连接器。连接器202a、402以暴露端子保持器201的输入端子和输出端子303和用于安装保护装置301的预定位置的方式被包封成型。在一个实施例中，连接器202a、402由金属制成，例如铸造黄铜。在一个实施例中，连接器202a、402由金属片制成。连接器202a、402的设计可以相同或不同。连接器202a、402的轮廓形成在端子保持器201的基座构件中，用于将连接器202a、402正确且引导地定位在它们各自的位置中。

图6示例性地示出了端子保持器201的平面图。位于基座构件401的顶面的第一角处的附接构件202b包括包封模制在塑料基座构件401中的具有螺纹的金属中空连接器。在一个实施例中，可以在所有预定位置处提供诸如O形环密封件的垫圈以用于紧密密封。垫圈为端子保持器201的输入端子、输出端子提供坚固密封连接以防水和防尘，以使电池模块100符合IP67。此外，基座构件401包括在连接器202a、402和保护装置301之间用于加固基座构件401的至少一个加强件601，例如，凹槽、脊或任何图案。

图7示例性地示出了电池模块700的第二实施例的透视图。电池模块700包括在电池保持器中以特定顺序布置的多个电池。电池以串联和/或并联配置电连接以形成电池阵列。这种电池阵列电连接到电池模块700内的电池管理系统(BMS)。BMS是其上集成有一个或多个集成电路的印刷电路板，如图8示例性所示。

如示例性地示出的，电池模块700包括具有防振和抗冲击的燕尾图案的外壳701、第一端盖702、第二端盖(未示出)和电池组。外壳701的燕尾图案便于电池模块700在设备或受电产品的空间中容易地安装和拆卸。外壳701从顶部和底部包围电池组。第二端盖(未示出)和前端盖702分别从后部和前部包围电池组。

端部连接件703a和703b的端子接线柱从第一端盖702延伸，如示例性所示。第一端盖702还包括引导装置704和保持夹具705，以对连接到电池模块700的端部连接件703a和703b的电力线缆706和信号线缆进行布线。

图8示例性地示出了电池模块700的第二实施例的分解透视图。如示例性示出的，电池组804被封装在第二端盖803、外壳701、第一端盖702之间。BMS板806附接到电池组804的一侧。在一个实施例中，BMS板806位于电池组804和第一端盖702之间。端部连接件703a和703b(在图7中示例性地示出)可移除地附接到BMS板806。外壳701具有用于第二端盖803和第一端盖702的安装装置。第二端盖803和第一端盖702分别使用多个附接装置802和809紧固到外壳701。根据优选实施例，附接装置可以是紧固件。电池组804具有用于BMS板806的安装装置。BMS板806可螺纹连接到电池组804的电池保持器804a。此外，端盖803具有排气塞801，用于从电池组804释放副产物气体。

多个端部连接件703a和703b包括第一端部连接件703a和第二端部连接件703b。图7中示例性地示出，第一端部连接件703a对应于电池模块700的电源线。第一端部连接件703a安装在BMS板806上。第二端部连接件703b对应于电池模块700的信号线。第二端部连接件703b是两部分的信号连接器，包括紧固到BMS板806的母信号连接器807和公信号连接器808。

图9A-9B示例性地示出了电池模块700的第二端部连接件703b的立体图。第二端部连接件703b包括母信号连接器807和对应的公信号连接器808。母信号连接器807包括至少一个空心销，诸如位于其本体中心的六个空心销901。对应的公信号连接器808与母信号连接器807可拆卸地接合。如图8示例性所示，母信号连接器807使用紧固件805直接紧固在BMS板806上。至少一个空心销901模制在母信号连接器807的本体中。对应于空心销901，BMS板806包括对应的至少一个安装装置，诸如图8中示例性示出的孔806a，以使用来自与电池组804接触的BMS板806的表面的紧固件805将带有销901的母信号连接器807可拆卸地附接到BMS板806上。公信号连接器808包括从后表面808a突出以与母信号连接器807中的六个销901接合的六个香蕉式插头902。母信号连接器807的空心销901与公信号连接器808的插头902接合。在公信号连接器808的第一表面808b上，六个香蕉式插头902便于电池组804的信号线从外部接入。

此外，公信号连接器808在两侧包括夹子903，以便于公信号连接器808与母信号连接器807的配合和脱离。为了使香蕉式插头902与空心销901配合，空心销901的内径大于香蕉式插头902的直径或可接合地符合香蕉式插头902的直径，并且香蕉式插头902插入空心销901的中空空间中以实现可操作且稳定的电接触和连接。在将香蕉式插头902与空心销901配合的同时，夹子903被例如向内压向香蕉式插头902。一旦香蕉式插头902与空心销901接合，夹子903就被释放。夹子903确保香蕉式插头902与空心销901牢固且紧密地锁定。为了使香蕉式插头902从空心销901脱离，夹子903再次在横向方向上被压向彼此，并且香蕉式插头902从空心销901中拔出。销901对应于来自BMS板806的信号。第二端部连接703b便于电池模块700与其他类似类型的电池模块的并联连接。此外，第二端部连接703b有助于电池模块700与受电设备(例如车辆)中的电池控制器的通信。

图10A-10C示例性地示出了电池模块700的第一端部连接件703a的透视图。第一端部连接件703a将来自BMS板806的电流从电池模块700传送到电负载。来自电池组804中的电池的电流最终到达BMS板806上的正极端子和负极端子。第一端部连接件703a包括第二端子保持器1001，所述第二端子保持器1001使用至少一个安装装置1002a和1002b可拆卸地附接到电池模块700的BMS板806。如示例性示出的，第二端子保持器1001是具有安装装置的汇流条以安装电池模块700的至少一个保护装置1004、正极端子接线柱1005a和负极端子接线柱1005b。BMS板806的正极端子连接到正极端子接线柱1005a，BMS板806的负极端子连接到负极端子接线柱1005b。在正极端子接线柱1005a和负极端子接线柱1005b之间，连接电池模块700的电负载或电池模块700的充电器以对电池模块700进行再充电。正极端子接线柱1005a和负极端子接线柱1005b通过第一端盖702突出。如图7示例性所示，正极端子接线柱1005a和负极端子接线柱1005b位于前端盖702中的凹陷(未示出)中。

第二端子保持器1001上的至少一个保护装置1004例如是暴露在预定值的直流电中的保险丝。根据一个实施例，预定值可以是70安培。保险丝是用于保护电池模块700免受过电流的自动断路装置。电池模块700中的电流过大可能是由于电池模块700内的部件接线错误、BMS板806的正极端子短路或电池模块700过载等。保险丝位于靠近BMS板806的正极端子处并连接到正极端子。负极端子接地。如果保险丝和电负载之间发生故障，保险丝会熔断，导致流向负载的电流停止。保护装置1004使用附接装置1003a和1003b(例如，安装装置1006a和1006b处的螺钉和螺母)安装在第二端子保持器1001上。

正极端子接线柱1005a和负极端子接线柱1005b在第二端子保持器1001的指定位置处牢固地附接到端子保持器1001。根据一个实施例，正极端子接线柱1005a是螺栓1008a，来自BMS板806的正极端子的导体被放置在螺栓1008a中并且使用诸如螺母1009将其紧固到第二端子保持器1001。类似地，根据一个实施例，负极端子接线柱1005b是螺栓1008b，来自BMS板806的负极端子的导体被放置在螺栓1008b中并且用诸如螺母1009紧固到第二端子保持器1001。正极端子接线柱1005a和负极端子接线柱1005b中的每一个使用紧固件1009，例如螺钉和垫圈，从第二端子保持器1001的底部紧固到第二端子保持器1001。在一个实施例中，正极端子接线柱1005a和负极端子接线柱1005b中的每一个都包括垫圈1007a和垫圈1007b，例如用于在正极端子接线柱1005a和负极端子接线柱1005b处紧密密封的O形环密封件。垫圈1007a和垫圈1007b为接线柱1005a和接线柱1005b提供坚固的密封连接以防水和防尘，以使电池模块700符合IP67。

在一个实施例中，第二端子保持器1001是塑料基座构件1011，金属连接器例如金属连接器1010、金属连接器1012和金属连接器1013在预定紧固位置处以螺纹方式附接或模制在塑料基座构件1011的底面。如图10C示例性所示，金属连接器1012和金属连接器1013便于将端子保持器1001可拆卸地附接到BMS板806。金属连接器1012和金属连接器1013具有安装装置1002a和安装装置1002b以将塑料基座构件1011安装到电池模块700的BMS板806。金属连接器1010在正极端子接线柱1005a处将保险丝与BMS板806的正极端子串联连接。

正极端子接线柱1005a和负极端子接线柱1005b从塑料基座构件1011延伸穿过第一端盖702，用于为外部负载供电。正极端子接线柱1005a和负极端子接线柱1005b形成图7中示例性示出的第一端部连接件703a。根据一个实施例，正极端子接线柱1005a和负极端子接线柱1005b具有不同的几何形状以避免在电池模块700的制造、组装或维修期间极性互换。在一个实施例中，正极端子接线柱1005a和负极端子接线柱1005b具有防旋转特征，以确保正极端子接线柱1005a和负极端子接线柱1005b紧密紧固到端子保持器1001。

图11A-11B示例性地示出了具有第一端部连接件703a和第二端部连接件703b的图7中示例性示出的电池模块700的立体截面图。电池模块700的电池组804包括多个电池1101，多个电池1101位于电池保持器结构804a上，并使用互连片1102串联和并联连接，如示例性所示。电池1101的端子连接到互连片1102并且连接到BMS板806。图11B示例性地示出了第二端部连接件703b的截面图的放大图。在第二端连接件703b中，公信号连接器808的至少一个香蕉式插头902与母信号连接器807的至少一个销901接合。公信号连接器808在两侧包括锁定元件或夹子903，以便在公信号连接器808与母信号连接器807的配合和脱离时容易地插入和移除公信号连接器808。

正极端子接线柱1005a和负极端子接线柱1005b从BMS板806延伸并突出通过第一端盖702。电池组804的电源线的眼端子拧在接线柱1005a和1005b上。电池组804的信号线焊接或压接在香蕉式插头902中。信号线源自电池组804上安装的温度传感器、电池组804中的单个电池的电流测量器或电池组804中的单个电池的电压电平检测器等中的至少一个。

第一端盖702还包括引导装置704，用于引导从正极端子接线柱1005a和负极端子接线柱1005b引出的如图7示例性示出的线缆706。引导装置704位于第一端盖702上的凹陷中，以引导线缆穿过第一端盖702中的凹陷。第一端盖702具有在正极端子接线柱1005a和负极端子接线柱1005b上方的突起，正极端子接线柱1005a和负极端子接线柱1005b不延伸超过该突起。当电池模块700要紧凑地定位在受电设备(例如车辆)中时，引导装置704和该突起确保从正极端子接线柱1005a和负极端子接线柱1005b延伸的线缆706压配合到引导装置704中并且不会从第一端盖702的表面凸出，避免对于线缆706的应力和损坏。保持夹具705保持被引导的线缆并防止线缆706悬垂以避免损坏线缆706。

电池模块的不同实施例中的端部连接提供了电池技术的如下技术进步：在电池模块的第一实施例中，这样的第一端部连接确保了电池的正极端子对于外部连接分开路由并且避免对电芯的负极端子和电池模块的信号线产生干扰。此外，第一端部连接件、第二端连接件和第三连接件安装在BMS板上，并且避免了其他内部部件(例如母线)。电池与BMS板的连接是通过与电池接触的互连片实现的。第一端部连接件、第二端部连接件和第三端连接件汇合处的电池模块的公共外部连接确保了电池模块的制造和使用的简单性。与电池模块接口配合的受电设备的组件都通过相同的外部连接进行连接。第一端部连接件的设计包括用于引导BMS板上的线缆的引导装置以及用于加强端子保持器的基座构件的诸如凹槽的加强件。连接保护装置的连接器具有不同的几何形状和形状，以便在电池模块的组装和维修过程中区分它们。此外，电池模块内的保护装置的存在保护了电池模块内部不会发生任何短路、波动等，并使受电设备免于任何灾难。

在电池模块的第二实施例中，具有这种第一端部连接件和第二端连接件避免了信号线与电源线的干扰。夹具进一步从第一端部连接件引导线缆，从而避免线缆的卷曲、剥落和缠结。第一端部连接件和第二端连接件结构坚固，允许线缆从第一端部连接件和第二端连接件多次接合和脱离，提高电池模块的耐用性和可靠性。端部连接件中的垫圈可防止灰尘和水通过端部连接件进入电池模块，从而形成防水和防尘的电池模块。第一端部连接中的接线柱的不同几何形状防止接线柱的极性互换并且便于电池模块的组装和维修，从而节省电池模块的组装、维修和维护的工时。

电池模块的这种不同实施例允许不间断供电来驱动受电设备，因为端部连接件有助于多个这种电池模块的互连。将保护装置安装在BMS板上可减少将保护装置安装在错误端子的机会。此外，由于电池和外部连接之间的导线长度造成的损失也减少了。可以安全地进行保护装置与电池模块端子的组装。此外，在组装电池模块时，通过端子保持器防止电池模块的正极端子线与BMS板及其部件接触。端子保持器还避免了源自电池的导线将应力直接传递到BMS板的表面。端子保持器还确保电池模块的互连片就位并紧固。在端部连接的预定位置处的紧固件(诸如螺钉和螺母组件)，确保端部连接牢固地紧固到BMS板，并且还确保在端部连接的不同部分和BMS板之间建立牢固的电连接。

在不偏离本发明的范围的情况下，可以在此并入改进和修改。

附图标记列表

100-电池模块的第一实施例

101-外壳

102-外部连接件

103-第一端盖

104-第二端盖

105-电池组

106-电池保持器

107-电池

108-BMS板

109-第一端部连接件

110-第二端部连接件

111-第三端部连接件

201-端子保持器

202-安装装置

202a-连接器

202b-附接构件

203-电池保持器上的安装装置

204-互连片

301-保护装置

302-引导装置

303-电池模块的正极端子

401-基座构件

402-连接器

403a、403b-用于紧固保护装置的紧固件

404a、404b-紧固保护装置的位置

501a、501b-连接器202a的端部

502a、502b-连接器402的端部

601-加强件

700-电池模块的第二实施例

701-外壳

702-第一端盖

703a、703b-端部连接件

704-引导装置

705-保持夹具

706-线缆

801-排气塞

802、809-端盖的附接装置

803-第二端盖

804-电池组

804a-电池保持器

805-用于紧固母信号连接器的紧固件

806-BMS板

806a-用于紧固母信号连接器的孔

807-母信号连接器

808-公信号连接器

808a、808b-公信号连接器的表面

901-空心销

902-香蕉式插头

903-夹子

1001-第二端子保持器

1002a、1002b-安装装置

1003a、1003b-附接装置

1004-保护装置

1005a-正极端子接线柱

1005b-负极端子接线柱

1006a、1006b-第二端子保持器上的安装装置

1007a、1007b-垫片

1008a、1008b-螺栓

1009-螺母

1010、1012、1013-连接器

1011-基座构件

1101-电池保持器中的电池

Claims (25)

1.一种用于受电设备的电池模块(100、700)，包括：

多个电池，封闭在外壳(101、701)中；

至少一个端盖(103、702)，牢固地附接到所述外壳(101、701)；

电池管理系统板(108、806)，靠近所述外壳(101、701)中的所述至少一个端盖(103、702)定位；和

至少一个端部连接件(109、110、111；703a和703b)，可拆卸地附接到所述电池管理系统板(108、806)，其中所述至少一个端部连接件(109、110、111；703a和703b)包括：

对应于所述电池模块(100、700)的至少一个电源线的第一端部连接件(109、703a)，包括连接到至少一个电源线的至少一个保护装置(301、1004)，用于为所述电池模块(100、700)提供电气保护。

2.根据权利要求1所述的电池模块(100、700)，其中，所述第一端部连接件(109、703a)包括可拆卸地附接到所述电池管理系统板(108、806)的第一端子保持器(201)和第二端子保持器(1001)中的一个。

3.根据权利要求2所述的电池模块(100)，

其中，所述第一端子保持器(201)包括基座构件(401)，至少一个连接器(202a、402)在预定位置处附接到所述基座构件(401)的底表面，并且在第一角部处的附接构件(202b)用于将所述基座构件(401)可拆卸地附接到所述电池管理系统板(108)；以及

其中，所述至少保护装置(301)附接到所述至少一个连接器(202a、402)以形成所述电池模块(100)的正极端子(303)。

4.根据权利要求3所述的电池模块(100)，其中，所述至少一个连接器(202a)的第一端(501a)在所述预定位置之一处通过至少一个互连片(204)连接到所述多个电池(107)的正极端子，并且所述至少一个连接器(202a)的第二端(501b)连接到所述至少一个保护装置(301)。

5.根据权利要求3所述的电池模块(100)，其中，所述至少一个连接器(402)的第二端(502b)连接到所述至少一个保护装置(301)，并且所述至少一个连接器(402)的第一端(502a)形成所述电池模块(100)的正极端子(303)。

6.根据权利要求3所述的电池模块(100)，其中，所述至少一个连接器(202a、402)是金属连接器，其具有模制在所述基座构件(401)中的安装装置。

7.根据权利要求3所述的电池模块(100)，其中，所述端子保持器(201)包括至少一个引导装置(302)，以在所述电池管理系统板(108)上布置至少一根线缆。

8.根据权利要求3所述的电池模块(100)，其中，所述基座构件(201)在所述至少一个连接器(202a、402)与所述至少一保护装置(301)之间包括至少一个加强件(601)，用于加固所述基座构件(401)。

9.根据权利要求2所述的电池模块(700)，其中，所述第一端部连接件(703a)包括：

第二端子保持器(1001)，可拆卸地附接到所述电池管理系统板(806)；

正极端子接线柱(1005a)和负极端子接线柱(1005b)，从所述第二端子保持器(1001)延伸，用于连接到外部组件；以及

所述至少一个保护装置(1004)在从所述电池管理系统板(806)到所述正极端子接线柱(1005a)的电流路径中连接到所述正极端子接线柱(1005a)。

10.根据权利要求9所述的电池模块(700)，其中，所述正极端子接线柱(1005a)和所述负极端子接线柱(1005b)通过所述至少一个端盖(702)从所述电池管理系统板(806)突出，并且其中单独正极端子接线柱(1005a)和所述负极端子接线柱(1005b)具有不同的几何形状。

11.如权利要求9所述的电池模块(700)，

其中，所述第二端子保持器(1001)包括基座构件(1011)，至少一个连接器(1010、1012、1013)在预定位置处附接在所述基座构件(1011)的底面上，以及

其中，所述至少一个连接器(1010)之一将所述至少一个保护装置(1004)连接到所述正极端子接线柱(1005a)。

12.根据权利要求1所述的电池模块(100、700)，其中，所述至少一个端部连接件(109、110、111；703a和703b)还包括对应于所述电池模块(100、700)的信号线的第二端部连接件(110、703b)。

13.如权利要求12所述的电池模块(700)，其中，所述第二端部连接件(703b)包括：

至少一个母信号连接器(807)，包括牢固地附接到所述电池管理系统板(806)的至少一个空心销(901)，以及

对应的至少一个公信号连接器(808)，包括至少一个插头(902)，所述插头与所述至少一个母信号连接器(807)的至少一个空心销(901)可拆卸地接合，用于将所述电池模块(700)连接到电池控制器。

14.根据权利要求13所述的电池模块(700)，其中，所述至少一个公信号连接器(808)进一步包括夹子(903)，用于将所述至少一个插头(902)与所述至少一个母信号连接器(807)的至少一个空心销(901)牢固且紧密地锁定。

15.根据权利要求12所述的电池模块(700)，其中，所述第二端部连接件(703b)便于所述电池模块(700)与类似类型的其他电池模块并联。

16.根据权利要求1所述的电池模块(100)，还包括对应于所述多个电池(107)的负极端子的第三端部连接件(111)。

17.根据权利要求1所述的电池模块(100)，其中，所述电池管理系统板(108)上的所述至少一个端部连接件(109、110、111)与所述电池模块(100)的至少一个端盖(103)上的外部连接件(102)连接，用于对所述电池模块(100)进行充电、放电和控制操作。

18.根据权利要求1所述的电池模块(700)，其中，所述端盖(702)还包括引导装置(704)和保持夹具(705)，用于对分别连接到所述第一端部连接件(703a)和所述第二连接件(703b)的电源线缆和信号线缆进行布线。

19.一种用于受电设备的电池模块(100)，包括：

多个电池(107)，封装在外壳(101)中；

至少一个端盖(103)，带有外部连接件(102)，牢固地附接到所述外壳(101)上；

电池管理系统板(108)，靠近所述外壳(101)中的所述至少一个端盖(103)定位；

第一端部连接件(109)，包括第一端子保持器(201)和定位在所述电池管理系统板(108)上的至少一个保护装置(301)，形成所述电池模块(100)的正极端子；

第二端部连接件(110)，定位在所述电池管理系统板(108)上，对应于所述电池模块(100)的信号线；和

第三端部连接件(111)，定位在所述电池管理系统板(108)上，连接到所述多个电池(107)的负极端子；

其中所述电池管理系统板(108)上的第一端部连接件(109)、第二端部连接件(110)和第三端部连接件(111)连接到所述电池模块(100)的至少一个端盖(103)上的外部连接件(102)，用于对实审电池模块(100)进行充电、放电和控制操作。

20.如权利要求19所述的电池模块(100)，

其中，所述第一端子保持器(201)包括基座构件(401)，至少一个连接器(202a，402)在预定位置处附接到所述基座构件(401)的底表面，并且在第一角部处的附接构件(202b)在所述基座构件(401)的顶表面上，用于将所述基座构件(401)可拆卸地附接到所述电池管理系统板(108)，以及

其中，所述至少一个保护装置(301)固定于所述至少一个连接器(202a、402)以形成所述电池模块(100)的正极端子(303)。

21.根据权利要求20所述的电池模块(100)，其中，所述至少一个连接器(202a)的第一端(501a)在预定位置之一处通过至少一个互连片(204)连接到所述多个电池(107)的正极端子，并且所述至少一个连接器(402)的第二端(501b)连接到所述至少一个保护装置(301)。

22.根据权利要求20所述的电池模块(100)，其中，所述至少一个连接器(402)的第二端(502b)连接到所述至少一个保护装置(301)，并且所述至少一个连接器(402)的第一端(502a)形成所述电池模块(100)的正极端子(303)。

23.根据权利要求20所述的电池模块(100)，其中，所述至少一个连接器(202a、402)是金属连接器，其具有模制在所述基座构件(401)中的安装装置。

24.根据权利要求20所述的电池模块(100)，其中，所述基座构件(401)包括至少一个引导装置(302)，以在所述电池管理系统板(108)上布置至少一根线缆。

25.根据权利要求20所述的电池模块，其中，所述基座构件(401)在所述至少一个连接器(202a、402)与所述至少一保护装置(301)之间包括至少一个加强件(601)，用于加固所述基座构件(401)。

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