CN1856889A - 盒式锂离子聚合物电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种盒式锂离子聚合物电池组，包括：至少两个锂离子聚合物电池，其中相邻的电极片彼此连接，以与期望的设备形成预定的串联电路；和上板和下板，其分别设置在全部锂离子聚合物电池的顶部和底部，并且彼此连接以致用它们部分地覆盖每个锂离子聚合物电池。多层的所述电池组方便地层叠和固定，以符合期望的设备的电源要求。

Description

盒式锂离子聚合物电池组
技术领域
本发明涉及锂离子聚合物电池组。本发明特别涉及盒式(cartridge-type)锂离子聚合物电池组，其中用上板和下板固定至少两个袋型(pouch-shaped)的锂离子聚合物电池，使得用所述板部分地盖住该电池，从而提供盒式电池组，并且将这样的多层盒式电池组层叠并彼此串联连接，以符合期望的设备的电源要求，并然后借助于螺栓和螺母或弹性紧固件可拆卸地固定。
背景技术
通常，如图1所示，电池模件1包括：外壳2，其具有在顶部和底部开放的预定的容纳空间；电池组件6，其具有轴线彼此平行设置的多个圆柱形电池3，和电池固定板5，其设置在整个电池3的顶部和底部，以通过支撑杆4一体地固定电池3；下盖7，在电池组件6插入到外壳2的容纳空间中时，其通过外壳的下边缘将电池组件6的下电池固定板5固定；和上盖8，其通过外壳2的上边缘固定电池组件6的上电池固定板5。
特别是，每个下盖7和上盖8设有空气流动口9，以便向外部排放从电池组件6中的每个电池3所产生的热。另外，上盖8在其一侧设有端子8a以向外部设备提供电流。
然而，这样的常规电池模件的问题是，形成电池组件的电池具有圆柱形，和相对大的长度，因此电池模件的整个体积不希望地变大。
而且，由于电池组件大，所以它不便于层叠和一体地固定多个电池组件以产生符合期望的设备的电源要求的电池模件。
在另一方面，由于电池组件中的每个电池的电极通过在电池固定板上的连接器连接，这样的常规电池模件具有复杂的结构。而且，通过在电池固定板上的连接器连接每个电池的电极是很烦琐的工作。
另外，在层叠多个电池模件以应用作为需要高输出的设备的电源(例如，可电动机驱动的车)时，在电池模件长时间工作时电池过热的可能性很大，因为在形成电池模件的电池组件中的电池彼此紧密接触并且用外壳包围。
发明内容
因此，鉴于上述问题做出了本发明。本发明的目的是提供一种盒式锂离子聚合物电池组，其中在预定的单元中设置多个电池，以提供盒式锂离子聚合物电池组，多层的这样的盒式锂离子聚合物电池组层叠以符合期望的电源要求，并且便于固定。
本发明的另一目的是提供一种盒式锂离子聚合物电池组，通过将希望的PCB(印刷电路板)连接到该电池组中的锂离子聚合物电池的电极片(electrode tab)就能够容易地测量其电压和温度。
本发明另一目的是提供一种盒式锂离子聚合物电池组，其能够以使得电池组产生的热有效地向外部排放的多层电池组的形式，用作要求高输出的设备例如可电机驱动的车辆的电源。
根据本发明一个方面，提供一种盒式锂离子聚合物电池组，其包括：至少两个锂离子聚合物电池，其中相邻的电极片彼此连接，以形成与期望的设备的预定串联电路；和上板和下板，它们分别设置在整个锂离子聚合物电池的顶部和底部，并且彼此连接以致用它们部分地覆盖每个锂离子聚合物电池。
这里，术语“设备”应理解为包括所有混合电动车辆(HEV)，电动车辆(EV)和各种原动机。
附图说明
结合附图的以下详细说明将使得本发明的上述和其他目的、特征和优点更为明了：
图1是示出常规电池模件的示意分解透视图；
图2是示出根据本发明优选实施例的盒式锂离子聚合物电池组的示意分解透视图；
图3是示出根据本发明优选实施例的盒式锂离子聚合物电池组的示意透视图；
图4是示出在根据本发明优选实施例的盒式锂离子聚合物电池组中冷却锂离子聚合物电池的空气流动路径的示意透视图；
图5是示出如何层叠多层的根据本发明优选实施例的盒式锂离子聚合物电池组的示意透视图；
图6是示出多层的根据另一本发明优选实施例的盒式锂离子聚合物电池组的层叠结构的部分放大示意分解透视图，其中在电池组的第一层的最外电池和相邻第一层的电池组的第二层的最外电池之间的两个外端子串联；和
图7是示出图6所示的盒式锂离子聚合物电池组的示意透视图。
具体实施方式
下面详细参考图2-7所示的本发明的优选实施例。
图2是示出根据本发明优选实施例的盒式锂离子聚合物电池组的示意分解透视图；图3是示出根据本发明优选实施例的盒式锂离子聚合物电池组的示意透视图。
如图2-7所示，根据本发明的电池组包括：至少两个锂离子聚合物电池11，其中相邻电极片10(或电极端子)彼此连接，以与期望的设备(未示出)形成预定的串联电路；和上板12和下板13，它们分别设置在整个锂离子聚合物电池的顶部和底部，并且彼此连接，使得用它们部分地覆盖每个锂离子聚合物电池11(见图2和3)。
具体地，每个锂离子聚合物电池11可以用涂覆在面向每个上板12和下板13的表面上的粘结剂固定。另外，也可以通过各上板12和下板13的专门的形状将每个锂离子聚合物电池11固定。
当通过每个上板12和下板13的专门形状将锂离子聚合物电池11固定时，优选的是，上板12和下板13中的一个在预定间隔上具有多个接合用的突起14，并且另一个具有多个与突起14相对应的接合用的多个孔14a。
优选地，PCB 15设置在上板12和下板13之间，其中PCB 15具有预定长度，并且设有导线，每一对应于正(+)极和负(-)极，每个导线连接到每个锂离子聚合物电池11的相应电极片10，使得能够测量电池的电压和温度。
在锂离子聚合物电池11中的两个最外电池的两个外电极片10，可以连接到设置在另一相邻电池组的两侧上的最外电池的外电极片10，以与在相邻电池组中的锂离子聚合物电池形成串联电路。这样的连接能够由两个相对应的导电件10a形成，其中一个具有向上弯曲的外端部分，而另一个具有向下弯曲的外端部分。这样，在锂离子聚合物电池11内彼此相邻的其余电极片可以通过另一个板状导电件10b连接。
另外，上板12和下板13的每一个可以设有横向部件17，其沿每个板12，13的长度而设置，横向部件17在宽度方向彼此分开预定距离，使得在多层电池组层叠时(见图4和5)，在每个电池组16中的锂离子聚合物电池11能够由空气顺畅地冷却。
在此情况下，每个横向部件17可以至少部分地从它面向的锂离子聚合物电池11的表面突出。另外，每个横向部件17可以设有裂缝孔或凹部17a，其具有用于降低由于层叠多个电池组16造成的重量增加并且防止所谓的“下陷”现象，即其中注模成型的产品的表面显得凹陷的现象。
另外，优选的，至少部分横向部件17在其端边缘上具有通孔17b，使得至少两个电池组16能够由螺栓和螺母一体地固定。
在另一实施例中，覆盖每个锂离子聚合物电池11的上板12和下板13的每个可以用紧固件(未示出)固定，如具有预定弹性力的夹具。
同时，在另一实施例中，可以在上板12和下板13的任何一个中的两个最外端上，部分地镶嵌模塑(insert mold)锂离子聚合物电池11中的两个最外电池的两个外电极片10，以与另一个相邻电池组的锂离子聚合物电池形成串联电路。具体地，在锂离子聚合物电池11中的两个最外电池的外电极片10可以通过部分暴露到外部的导电插入部件18和金属部件(未示出)连接到设置在另一相邻电池组的两侧上的最外电池的外电极片10，所述金属件是可拆卸的，或通过焊接固定的，以将导电插入部件18的外暴露部分互连。
在此情况下，每个导电插入部件18可包括：内部部分18a，在组装时所述内部部分18a连接到相应电池的外电极片10；固定部分18b，其具有至少一个填充孔18bb，其中在镶嵌模塑时填充熔融树脂，固定部分18b与内部部分18a一体地形成；和突起18c，其从固定部分18b伸出并且连接到金属部件。
下面，将说明根据本发明的上述盒式锂离子电池组的组装过程和操作(见图2-5)。
首先，在工作台(未示出)上放置预定数目的锂离子聚合物电池。然后，通过导电件10a和10b顺序将在每个锂离子聚合物电池11中彼此相邻的电极片10连接。
首先，在工作台(未示出)上设置预定数量的锂离子聚合物电池。然后，每一锂离子聚合物电池11中彼此相邻的电极片10通过导电件10a、10b顺序相连。
特别的，在锂离子聚合物电池11的两侧上的最外电池的外电极片10分别通过两个相对应的导电件10a连接到设置在另一个相邻电池组两侧的最外电池的外电极片10。
接下来，在全部锂离子聚合物电池11的一侧设置上板12，在其另一侧设置下板13。以沿面向它们的表面施加的粘结剂固定上下板12、13。另一方面，通过用于接合的突起14和孔14a固定上下板12、13(见图2和3)。
同时，为了方便测量锂离子聚合物电池11的电压和温度，将PCB15设置在全部锂离子聚合物电池11的顶部，使得它可以接触每个锂离子聚合物电池的电极片或相对应的导电件10a，10b。然后，可以用上下板12、13固定锂离子聚合物电池11。
接着，一旦完全组装了包括具有多个锂离子聚合物电池11的单元的电池组16，可以将多层电池组16层叠到符合所需设备(未示出)的电源要求的数目。接着，可以通过在上板12和下板13中横向部件17的端边缘上形成的通孔17b插入螺栓并且以螺母紧固螺栓，来固定这样层叠的电池组。另一方面，可以使用弹性紧固件固定这样层叠的电池组16。
具体地，装配在电池组16最外侧上的锂离子聚合物电池11的最外电极片10上设置的两个导电件10a，适合包裹相应的板12或13的边缘，一个导电件向上弯曲，而另一个向下弯曲。因此，向上弯曲的导电件10a连接到设置在向上弯曲的导电件10a的顶部上的对应电池组的最外锂离子聚合物电池11的电极片(或电极端子)。相似地，向下弯曲的导电件10a连接到设置在向下弯曲的导电件10a的底部上的对应电池组的最外锂离子聚合物电池11的电极片(见图5)。
同时，在将多个电池组层叠用作如可电机驱动的车辆等设备的电源时，在一个电池组和另一与其相邻的电池组之间，通过每个电池组16的上板和下板12、13的外侧上形成的横向部件17，形成物理空间。因此，由相邻的电池组包围的锂离子聚合物电池11可以通过在相应的电池组和与其相邻的另一电池组之间形成的空间中循环的空气顺畅地冷却(见图4和5)。
工业应用性
从上述可见，根据本发明，多层电池组层叠并且易于固定，以符合期望的设备的电源要求。
另外，根据本发明，能够简单地利用连接到电池组中的每个锂离子聚合物电池的电极片的PCB，测量电池组的电压和温度。
另外，当多层电池组用作要求高输出的如可电机驱动的车辆的设备的电源时，能够有效地将电池组产生的热排放到外部。
尽管已就当前认为最实际和优选的实施例说明了本发明，但是应理解，本发明不限于公开的实施例和附图。相反，本发明覆盖在权利要求范围内的各种改变。
权利要求书
(按照条约第19条的修改)
1.一种盒式电池组，包括：
至少两个电池，其中相对应的电极片彼此连接，以便与期望的设备连接；和
上板和下板，其分别设置在全部电池的顶部和底部，并且彼此连接，以致它们部分地覆盖每个电池。
2.一种盒式电池组，包括：
电池；和
上板和下板，其分别设置在所述电池的顶部和底部，并且它们彼此连接，使得它们部分地覆盖所述电池。
3.如权利要求1或2的盒式电池组，其中上板和下板的一个在预定间隔具有用于接合的多个突起，而另一个具有与所述突起相对应的用于接合的多个孔。
4.如权利要求1的盒式电池组，其中具有预定长度的PCB设置在所述上板和下板之间，而该PCB设有导线，每一对应于正(+)极和负(-)极，每个导线连接到每个电池的相应电极片，使得能够测量该电池的电压和温度。
5.如权利要求1的盒式电池组，其中在所述多个电池中的内部电池的电极片通过导电件连接到相邻电池的相应电极片。
6.如权利要求1的盒式电池组，其中在所述电池中的两个最外电池的两个外电极片连接到设置在另一相邻电池组两侧的最外电池的外电极片，以与在所述相邻电池组中的电池形成串联电路，这样的连接由两个相对应的导电件构成，一个具有向上弯曲的外端部分，另一个具有向下弯曲的外端部分。
7.如权利要求1或2的盒式电池组，其中每个上板和下板设有沿每个板的长度设置的横向部件，所述横向部件在宽度方向彼此分开预定距离，使得在将多层电池组层叠时，每个电池组中的电池能够由空气顺畅地冷却。
8.如权利要求7的盒式电池组，其中每个横向部件至少部分地从其所面对的电池的表面突出，使得在每个电池组中的电池能够由空气顺畅地冷却。
9.如权利要求8的盒式电池组，其中至少部分的所述横向部件具有在其端边缘上的通孔，使得至少两个电池组能够通过螺栓和螺母一体地固定。
10.如权利要求1或2的盒式电池组，其中，用弹性材料制造的紧固件固定电池组的上板和下板，以便将多个电池组一体地固定。
11.如权利要求1的盒式电池组，其中在上板和下板的任何一个中的两个最外端上部分地镶嵌模塑所述电池中的两个最外电池的两个外电极片，以便与另一个相邻电池组的电池形成串联电路，所述两个外电极片通过部分暴露到外部的导电插入部件和使所述导电插入部件的外暴露部分互连的金属部件连接到设置在另一个相邻电池组两侧上的最外电池的外电极片。
12.如权利要求11的盒式电池组，其中每个导电插入部件包括：内部部分，在它们组装时其连接到相应电池的外电极片；固定部分，其与所述内部部分一体地形成并且在镶嵌模塑时其内填充熔融树脂；和突起，其从固定部分伸出并且连接到所述金属部件。
13.如权利要求12的盒式电池组，其中每个导电插入部件的固定部分具有至少一个填充孔，在镶嵌模塑时其中填充熔化树脂。
14.如权利要求1或2的盒式电池组，其中所述电池是锂离子聚合物电池。

Claims (11)

1.一种盒式锂离子聚合物电池组，包括：
至少两个锂离子聚合物电池，其中相邻的电极片彼此连接，以与期望的设备形成预定的串联电路；和
上板和下板，其分别设置在整个锂离子聚合物电池的顶部和底部，并且彼此连接以致用它们部分地覆盖每个锂离子聚合物电池。
2.如权利要求1的盒式锂离子聚合物电池组，其中上板和下板的一个在预定间隔具有用于接合的多个突起，另一个具有与所述突起相对应的用于接合的多个孔。
3.如权利要求1的盒式锂离子聚合物电池组，其中将具有预定长度的PCB设置在所述上板和下板之间，而且该PCB设有导线，每一对应于正(+)极和负(-)极，每个导线连接到每个锂离子聚合物电池的相应电极片，使得能够测量电池的电压和温度。
4.如权利要求1的盒式锂离子聚合物电池组，其中在所述锂离子聚合物电池中的两个最外电池的两个外电极片连接到设置在另一相邻的电池组的两侧的最外电池的外电极片，以便与在所述相邻电池组中的锂离子聚合物电池形成串联电路，这样的连接由两个相对应的导电件构成，一个具有向上弯曲的外端部分，而另一个具有向下弯曲的外端部分。
5.如权利要求1的盒式锂离子聚合物电池组，其中每个上板和下板设有沿每个板的长度设置的横向部件，所述横向部件在宽度方向彼此分开预定距离，使得在将多层电池组层叠时，能够用空气顺畅地冷却每个电池组中的锂离子聚合物电池。
6.如权利要求5的盒式锂离子聚合物电池组，其中每个横向部件至少部分地从其所面对的锂离子聚合物电池的表面突出，使得在每个电池组中的锂离子聚合物电池能够由空气顺畅地冷却。
7.如权利要求6的盒式锂离子聚合物电池组，其中至少部分横向部件在其端边缘上具有通孔，使得至少两个电池组能够通过螺栓和螺母一体地固定。
8.如权利要求1的盒式锂离子聚合物电池组，其中以用弹性材料制造的紧固件固定电池组的上板和下板，以将多个电池组一体地固定。
9.如权利要求1的盒式锂离子聚合物电池组，其中在上板和下板的任何一个中两个最外端上部分地镶嵌模塑锂离子聚合物电池中的两个最外电池的两个外电极片，以便与另一个相邻电池组的锂离子聚合物电池形成串联电路，所述两个外电极片，通过部分暴露到外部的导电插入部件和使所述导电插入部件的外暴露部分互连的金属部件，连接到另一个相邻电池组两侧上设置的最外电池的外电极片。
10.如权利要求9的盒式锂离子聚合物电池组，其中每个导电插入部件包括：内部部分，在它们组装时其连接到相应电池的外电极片；固定部分，其与所述内部部分一体地形成并且在镶嵌模塑时以熔融树脂填充；和突起，其从固定部分伸出并且连接到所述金属部件。
11.如权利要求10的盒式锂离子聚合物电池组，其中每个导电插入部件的固定部分具有至少一个填充孔，在镶嵌模塑时其中填充熔融树脂。
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