CN1855583A - 可充电电池模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可充电电池模块，其包括以间隔分开设置的多个单元电池以及插入在单元电池之间的多个阻隔。阻隔包括多个板，板具有多个突起和至少一个接合部分。在一个板上的接合部分固定到与一个板相对的另一个板上。

Description

可充电电池模块

技术领域

本发明涉及一种可充电电池模块，更特别地，涉及一种具有多个单元电池和插入的阻隔的可充电电池模块。

背景技术

与一次电池不同，可充电电池可以进行充电。低功率电池用于各种便携电子装置，例如蜂窝电话、膝上电脑和摄录机。体尺寸电池用作电机驱动的电源，比如用于混合电动汽车。

可充电电池根据外部形状可以划分为不同的类型，例如，棱柱或圆柱电池。将可充电电池用于比如混合电动汽车的需要高功率电源的机械时，它们可以形成高功率可充电电池模块。

可充电电池模块通过串联几个可充电电池(以下简称“单元电池”)形成，每个单元电池包括电极组件，在电极组件中将分隔体插入在正极和负极之间。电极组件插入在壳体内部，盖组件与壳体组装来密封该壳体。盖组件可以包括端子，端子设置来从壳体的内部延伸到外部，并且分别电连接到正极和负极。

如果单元电池是棱柱型电池，那么单元电池布置来将从盖组件上部凸出的一个单元电池的正极和负极端子与相邻单元电池的正极和负极端子相交替。电导体的转接器通常安装在带螺纹的正极和负极端子上，使得它们彼此电连接来形成电池模块。

由于电池模块连接几个到几十个单元电池来形成一个电池模块，所以需要有效地散发每个单元电池所产生的热量。特别地，当单元电池用作比如电动汽车、混合电动汽车、小型摩托车和真空清洁器的电机驱动用的体尺寸可充电电池时，散热非常重要。

如果电池模块中不能正常散热，那么电池模块的温度可能由于每个单元电池所产生的热量而过度上升，因此不仅电池模块而且具有该电池模块的机械本身都可能产生故障。

所以，当形成电池模块时，阻隔设置在单元电池之间，而且单元电池之间由阻隔形成的空间不仅用于冷却单元电池，而且用于防止由于单元电池的热膨胀所导致的扭曲。

为了实现这样的功能，阻隔需要足够的强度以及有效散热的结构。

但是，在传统可充电电池模块中的阻隔不能同时满足上述两个条件，从而难于形成具有消费者期望质量的可充电电池模块。

即，如果阻隔确保了足够的强度，那么它们的制造成本上升，并且设计冷却空气的通道时受限。或者，如果阻隔形成来具有高的冷却效率，那么它们倾向于表现出结构缺陷。

而且，必须使用模铸法而非注射成型法来制造阻隔，以确保提高的强度。使用模铸法制造的阻隔难于焊接，导致难于构造可充电电池模块。

发明内容

本发明的实施例提供了一种具有阻隔的可充电电池模块，该阻隔具有足够的强度以保持单元电池的形状，并且可以控制单元电池的温度。

本发明的另一个实施例提供了一种具有改善焊接的阻隔的可充电电池模块。

根据本发明的实施例，所提供的电池模块包括：以间隔分开设置的多个单元电池；以及插入在单元电池之间的多个阻隔，每个阻隔包括多个板，板具有多个突起和至少一个接合部分。在一个板上的接合部分固定到与一个板相对的另一个板上。

在多个板上的突起优选地布置来彼此面对。多个板优选地焊接在一起。多个板优选地在一个板的接合部分与另一个板上的接合面紧密相邻之处焊接在一起。多个板优选地通过超声焊或激光焊而焊接在一起。

接合部分优选地以预定间隔突出在每个板上。至少一个突起或接合部分优选地是实心的。至少一个突起或接合部分优选地是中空的。接合部分优选地比突起要高。每个板优选地具有四方形状，并且接合部分优选地形成在每个板的一端。

支撑在一个板上的接合部分的支架优选地沿在另一板上的接合面布置，支架适于与接合部分接触。

至少一个突起或接合部分优选地具有截除了顶点区域的圆锥形状，圆锥形状在顶部较宽而在底部较窄。每一个接合部分优选地包括设置在板两端的肋，突起在中间。每一个阻隔优选地包括具有多个焊接的板的组件，板的接合部分彼此紧密地相邻。

附图说明

当结合附图考虑时，随着通过参考下面详细的说明，对本发明更完整的理解和本发明的许多随附的优点变得显而易见，在附图中类似的标号指代相同或相似的部件，其中：

图1是根据本发明第一实施例的可充电电池模块的横截面视图。

图2是根据本发明第一实施例的可充电电池模块的透视图。

图3是图2的阻隔的横截面视图。

图4是根据本发明第二实施例的可充电电池模块的横截面视图。

图5是根据本发明第三实施例的可充电电池模块的电池的分解透视图。

图6是图5的阻隔的横截面视图。

图7是根据本发明第四实施例的可充电电池模块的电池的分解透视图。

图8是图7的阻隔的横截面视图。

具体实施方式

下面将参考附图更加全面地对本发明进行说明，在附图中示出了本发明的示范性实施例。

图1是根据本发明第一实施例的可充电电池模块的横截面视图。

参考图1，根据本发明实施例的可充电电池模块10包括彼此间隔开预定间距的多个单元电池11、11¹....11ⁿ。

在本实施例中，单元电池11是棱柱型可充电电池，其包括壳体、电极组件和设置在壳体内的盖组件，电极组件包括正极、负极和插入到壳体内的分隔体。

阻隔20设置在单元电池11、11¹....11ⁿ之间以允许冷却剂(例如在本实施例中为空气)在单元电池11、11¹....11ⁿ之间流动。阻隔20附着到单元电池11、11¹....11ⁿ以支撑它们。

这样的单元电池11、11¹....11ⁿ和阻隔20可以通过固定件附着，即通过由单元电池11、11¹....11ⁿ和阻隔20构成的单元电池集合的两个最外侧的端板13，以及与端板13通过螺纹结合来固定单元电池11、11¹....11ⁿ和阻隔20的约束杆14，从而形成组件。

该组件安装在外壳12中，外壳12具有用于接收空气的入口12a和用于排出冷却单元电池11、11¹....11ⁿ的空气的出口12b。

通过例如使用螺钉和螺母将端板13可拆卸地固定到外壳12，来将该组件安装到外壳12中。

入口12a设置在外壳12的上部的一侧上，出口12b设置在与入口12a相对的外壳12的下部的一侧上。但是，如此结构的外壳12仅仅是本发明可以采纳的可充电电池模块的一个示例，本发明并不限于此。

这样的可充电电池模块10允许通过外壳12的入口12a进入外壳12的进入空气从外壳上部流动到下部，并且通过外壳12的出口12b流出外壳12。

在整个过程中，空气经过阻隔20，并且由单元电池11、11¹....11ⁿ产生的热通过空气进行热交换，这可以冷却它们。

根据本发明的这个实施例，阻隔20通过组装两块板21和21’形成，它们具有与单元电池11、11¹....11ⁿ的侧面相同的尺寸。

每个板21和21’具有多个突起22和22’，假设当板21和21’设置来彼此面对时突起22和22’相互接触。

参考图2，更加详细地说明阻隔20。

如图2所示，形成阻隔20的板21和21’具有多个分开预定间距的多个突起22和22’。突起22和22’具有预定高度。

此外，板21和21’具有在它们角部分的接合部分23和23’，接合部分23和23’比突起22和22’要高(大约两倍高)。

在该实施例中，接合部分23和23’在与突起22和22’相同的方向突出，并且形成在板21和21’的任一端。

另外，当板21和21’设置来彼此面对时，在两个不同板21和21’中的接合部分23和23’并不设置来彼此面对，而是面对在其它板中的接合面24和24’。即，在一个板21中的接合部分23应该与另一个板21’上的接合面24’紧密相邻，而另一个接合部分23’应该与板21上的接合面24紧密相邻。

如此，当两块板21和21’紧密相邻，而与突起22和22’、而且接合部分23和23’和接合面24和24’彼此面对时，分别形成在两个不同板中的突起22和22’彼此紧密地相邻，而且接合部分23和23’也与分别形成在其它面对板上的接合面24和24’紧密地相邻。

然后，将接合部分23和23’焊接到接合面24和24’，完成阻隔20。

焊接可以包括超声焊或激光焊。但是，在本发明的该实施例中采用超声焊。

在该实施例中，突起22和22’以及接合部分23和23’具有如图3所示的内部中空空间。由板21和21’、突起22和22’、接合部分23和23’构成的主板优选地具有从0.2到1mm的厚度范围。当阻隔20由主板形成时，它可以足够坚固以形成为预定形状。

在该实施例中，阻隔20可以具有除上述中空结构外的其它结构，其中突起32和32’以及接合构件33和33’是实心的，如图4所示。这些突起32和32’以及接合构件33和33’可以由与板31和31’相同的材料形成。

当板21和21’结合在一起时，具有不同厚度的接合部分23和23’以及接合面24和24’通过超声焊结合在一起。由于超声焊易于对两个具有不同厚度的物体工作，所以两块板21和21’可以牢固地接合在一起。

具有上述结构的阻隔20在紧密相邻的突起22和22’之间可以具有内部空间，当阻隔20插入在单元电池11、11¹....11ⁿ之间以形成可充电电池模块10时，其可以形成用于冷却剂的通道。

或者，突起22和22’可以具有各种形状。在该实施例中，突起22和22’可以是具有截除了顶点区域的圆锥形状，该圆锥形状在顶部较宽，而在底部较窄，接合部分23和23’亦可以如此。该圆锥形状可以改变为多边形棱柱，比如三角形棱柱、矩形棱柱等。

类似地，接合部分23和23’可以具有各种形状。但是，接合部分23和23’必须在它们的末端具有最小面积以允许焊接到接合面24和24’。

图5和图6是根据本发明另一个实施例的阻隔40的透视图和横截面视图。

参考附图，阻隔40包括以与前述实施例相同的方式形成的两块板41和41’。板41和41’每个具有多个突起42和42’和接合部分43和43’。板41和41’以与前述实施例相同的方式组装。

但是，根据本发明的这个实施例，阻隔40还包括沿接合面44和44’的支架45和45’，其与接合部分43和43’紧密相邻。

这些支架45和45’起到促进接合部分43和43’与接合面44和44’相匹配以及适当地保持它们相邻状态的作用。

根据本发明的这个实施例，支架45和45’形成为环，但是它们的形状不限于此，并且它们根据接合部分43和43’的形状而可以具有各种形状。

由于阻隔40是通过组装其中突起42和42’彼此面对的两块板41和41’而形成，所以支架45和45’可以支撑接合部分43和43’，有助于它们与接合面44和44’紧密地相邻。

由于支架45和45’可以调节何处固定接合部分43和43’，所以它们可以有助于将两块板41和41’更加精确和牢固地固定。

图7和图8是根据本发明另一个实施例的阻隔50的透视图和横截面视图。

阻隔50包括以与前述实施例相同的方式形成的两块板51和51’。板51和51’每个具有多个突起52和52’以及接合部分53和53’，并以与前述实施例相同的方式组装。

根据该实施例，接合部分53和53’形成为肋形状，并且沿板51和51’的长度方向以预定间隔设置在板51和51’的顶部和底部。

根据本发明的这个实施例，突起52和52’以及接合部分53和53’具有基本相同的高度，这与前述实施例不同。

因此，当组装板51和51’时，在每个板上的突起52和52’以及接合部分53和53’可以如图8所示彼此接触，并且它们通过超声焊或激光焊而焊接在一起，由此形成阻隔50。

具有上述结构的阻隔因为其由通过肋形状的接合部分53和53’加强，所以具有更大的强度。

另外，当将构成阻隔的部件焊接时，本发明可以通过将差的焊接最小化以获得足够强度的阻隔。因此，由于阻隔可以增强单元电池的支撑力，所以它可以最小化单元电池的热转移，并且加强包括单元电池的可充电电池模块中的冷却效率。

可充电电池模块可以用于需要高功率特性的设备的电机驱动，比如混合电动汽车(HEV)、电动汽车(EV)、无绳真空清洁器、摩托车、电动踏板车等。

尽管已经结合实际的示范性实施例对本发明进行了说明，但是应该理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反旨在覆盖在权利要求范围和精神内的各种修改和等同方案。

Claims (14)

1、一种可充电电池模块，包括：

以间隔分开设置的多个单元电池；以及

插入在所述单元电池之间的多个阻隔，每个阻隔包括多个板，所述板具有多个突起和至少一个接合部分；

其中，在一个板上的接合部分固定到与所述一个板相对的另一个板上。

2、根据权利要求1的可充电电池模块，其中，在所述多个板上的突起布置来彼此面对。

3、根据权利要求1的可充电电池模块，其中，所述多个板焊接在一起。

4、根据权利要求3的可充电电池模块，其中，所述多个板在一个板的接合部分与另一个板上的接合面紧密相邻之处焊接在一起。

5、根据权利要求3的可充电电池模块，其中，所述多个板通过超声焊或激光焊而焊接在一起。

6、根据权利要求1的可充电电池模块，其中，所述接合部分以预定间隔突出在每个板上。

7、根据权利要求1的可充电电池模块，其中，至少一个所述突起或接合部分是实心的。

8、根据权利要求1的可充电电池模块，其中，至少一个所述突起或接合部分是中空的。

9、根据权利要求1的可充电电池模块，其中，所述接合部分比所述突起要高。

10、根据权利要求1的可充电电池模块，其中，每个板具有四方形状，并且其中，所述接合部分形成在每个板的一端。

11、根据权利要求1的可充电电池模块，其中，支撑在一个板上的所述接合部分的支架沿在另一板上的接合面布置，所述支架适于与所述接合部分接触。

12、根据权利要求1的可充电电池模块，其中，至少一个所述突起或接合部分具有截除了顶点区域的圆锥形状，所述圆锥形状在顶部较宽而在底部较窄。

13、根据权利要求1的可充电电池模块，其中，每一个接合部分包括设置在所述板两端的肋，所述突起在中间。

14、根据权利要求13的可充电电池模块，其中，每一个阻隔包括具有多个焊接的板的组件，所述板的接合部分彼此紧密地相邻。

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