CN1905244A - 电池模块 - Google Patents

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Abstract

公开了一种电池模块，所述电池模块包括多个单元电池，每个单元电池具有电极端子和将多个单元电池的电极端子相互连接的连接件。所述连接件包括弹性地结合到所述电极端子上的一对联结装置。所述联结装置通过电线彼此连接。

Description

电池模块
                         技术领域
本发明涉及一种包括多个单元电池的电池模块。更具体地讲，本发明涉及一种具有将多个单元电池相互连接的联结装置的电池模块。
                         背景技术
与一次性电池不同，可充电电池可以再充电。低功率电池用于各种便携式电子装置，如电话、膝上型电脑和便携式摄像机。高功率电池用作用于驱动电机的电源，如在混合动力汽车中使用的电池。
根据二次电池的外形，可将它们分为不同的类型，例如，棱柱式电池和圆柱式电池。当它们被用于驱动需要高功率电源的机器如混合电动汽车的电机时，二次电池可以形成为高功率可再充电电池模块。
通过顺次连接几个二次电池(下面称为“单元电池”)来形成可再充电电池模块。单元电池的每一个包括其中隔膜置于正电极和负电极之间的电极组。电极组置于容器内部，盖组件组装到容器上以密封容器。盖组件可包括从容器的内部延伸到外部的端子，这些端子可以电连接到正电极和负电极。
如果单元电池是棱柱式电池，则单元电池布置为一个单元电池的正极端子和负极端子与相邻单元电池的正极端子和负极端子交替排列。导体连接器通常安装在负极端子和正极端子上，从而它们之间电连接以形成电池模块。负极端子和正极端子被部分地做有螺纹，从而通过螺母来固定电导体连接器。
在制造电池模块的过程中，分别将电导体连接器连接到端子上是很耗时的。电连接单元电池的工艺是劳动量很大的工作。
此外，电导体连接器分别设置有正极端子和负极端子穿过的孔。因此，电导体连接器可以与端子结合，所述端子分别具有与形成在电导体连接器上的孔的直径相应的预定直径。如果端子的直径小于孔的直径，则这些端子不能形成适当的电连接。当端子的直径大于孔的直径时，则不能将电导体连接器安装到孔中。
此外，电导体连接器和端子之间的物理结合非常牢固。因此，当电池模块的单元电池例如由于膨胀而损坏时，变形能可以直接施加到结合部分，从而损坏结合部分。
                         发明内容
本发明的一方面在于提供一种电池模块。所述电池模块包括：多个单元电池，每个单元电池包括电极端子；连接构件，用于将至少两个电极端子相互连接，其中，所述连接构件包括被构造为用于容纳并夹紧电极端子联结装置。
在前述电池模块中，所述连接件还可包括另一联结装置，其中，所述联结装置通过导线彼此电连接。所述联结装置可包括用于容纳电极端子的装置和弹性构件，所述弹性构件将所述装置偏压向电极端子，从而所述装置牢固地夹紧所述电极端子。所述装置可包括可弹性地移动的可移动件，所述可移动件具有与所述电极端子接触的表面，其中，所述表面可以与所述电极端子的外轮廓互补。所述可弹性地移动的可移动件可以由金属制成。所述表面可包括弯曲部分。所述表面可包括螺纹部分。所述联结装置还可包括包围所述装置的壳罩。所述弹性构件可包括弹簧。所述弹性构件可以从由拉伸弹簧、压缩弹簧和弹性带组成的组中选择。
另外，在前述电池组件中，所述联结装置可包括可弹性地移动的可移动件，被构造为使所述联结装置容纳并夹紧不同尺寸的电极端子。所述联结装置可包括可移动件和连接到所述可移动件的弹性构件，其中，所述弹性构件可使所述可移动件弹性移动，从而接触电极端子。可移动件可被构造为基本包围电极端子。可移动件可以构造为具有空腔的基本的圆筒形，从而在所述空腔中容纳并夹紧所述电极端子。所述圆筒形构造的可移动件可由具有两个边缘的单个弯曲的板片制成，所述两个边缘通过弹性构件连接。所述联结装置可包括两个或更多通过两个或更多弹性构件连接的弯曲片，从而形成具有用于将电极端子容纳在其中的空腔的圆筒形构造。
另外，在前述电池模块中，所述联结装置还可包括用于容纳可移动件和弹性构件的壳罩。所述可移动件被布置为由一个可移动件形成的用于将电极端子容纳在其中的空间，或者和另外的一个或更多可移动件一起形成的用于将电极端子容纳在其中的空间，并且所述弹性构件可位于所述可移动件和所述壳体之间，并且被构造为使所述可移动件在所述壳体内弹性移动。所述联结装置还包括被构造为引导所述电极端子的容纳的引导构件。所述联结装置还可包括壳罩，用于包围所述可移动件和弹性构件，并且所述引导构件将所述壳罩的一端连接到所述可移动件的一端。所述引导构件由弹性材料形成。所述弹性构件形成为带状。
本发明的一方面提供了一种电池模块，所述电池模块具有可以适应于电极端子的尺寸电连接到所述电极端子的电导体连接器。
在实施例中，所述电导体连接器可以容易地安装到电极端子上，或从电极端子上拆除。
在实施例中，可以有效地防止由于单元电池的变形能导致的结合部分的损坏。
根据本发明的实施例，提供了一种电池模块，包括分别具有电极端子的多个单元电池和用于将单元电池的电极端子相互连接的连接件。所述连接件包括电连接到所述电极端子的联结装置。
所述连接件还可包括另一联结装置，并且这些联结装置通过导电构件彼此电连接。联结装置可包括端子容纳器和弹性构件，所述弹性构件将所述端子容纳器偏压向所述电极端子，从而使端子容纳器紧密地接触所述电极端子。端子容纳器可包括可移动件，所述可移动件以与所述电极端子的轮廓相应的形状形成。
可移动件可由金属板形成，具有与电极端子的轮廓相应的弯曲表面部分和形成在弯曲表面部分的相对的两侧端部的平直表面部分。所述可移动件可在其内表面设置有螺纹。
所述连接件还可包括包围所述联结装置的壳罩。
所述弹性构件可从拉伸弹簧、压缩弹簧和弹性带组成的组中选择。
所述弹性构件可固定地置于所述平直表面部分之间。可选地，所述弹性构件可以固定地置于所述壳罩和联结装置之间。
所述连接件还可包括引导构件，所述引导构件置于联结装置上，用于对将所述电极端子插入到联结装置进行引导。所述引导构件将所述壳罩的一端连接到所述联结装置的一端。所述引导构件可由弹性材料形成。所述引导构件可形成为带状。
所述导电构件可以是电缆。
                         附图说明
图1是根据本发明实施例的电池模块的透视图。
图2是沿图1的II-II线截取的截面图。
图3是用于容纳和夹紧图1的可充电电池模块的连接件连接装置的透视图。
图4是联结装置的变型的例子的透视图。
图5是联结装置的另一变型的例子的截面图。
图6是联结装置的又一变型的例子的截面图。
图7是联结装置的又一变型的例子的透视图。
图8是沿图7的VIII-VIII线截取的截面图。
图9是联结装置的又一变型的例子。
                       具体实施方式
参照图1和图2，电池模块包括多个单元电池10。单元电池10的每一个包括电极组15、用于容纳电极组的壳体14、结合到壳体14上从而密封壳体14的盖板17、以及正极端子21和负极端子22。电极组15包括正电极11、负电极12和隔膜13，其中隔膜13置于正电极11和负电极12之间。正极端子21和负极端子22电连接到正电极11和负电极12上，并从盖板17突出出来。
壳体14可以由导电材料形成，例如由铝、铝合金、或具有镍的不锈钢板形成。壳体14可以是具有用于容纳电极组15的内部空间的棱柱形。
尽管在本实施例中，单元电池10是棱柱形的，但是本发明不限于此。
正极端子21和负极端子22通常位于同一方向上，但是本发明不限于此。以一个单元电池的正极端子和负极端子与相邻单元电池的正极端子和负极端子交替排列的方式来布置多个单元电池。即，一个单元电池10的正极端子21和相邻单元电池10的负极端子22相邻。
在特定实施例中，限定冷却剂流动通道的障栏26可以安装在单元电池10之间，以将单元电池10产生的热量散出去。
如上所述，沿着电池模块的两侧中的每一侧，以预定间隔交替布置正极端子21和负极端子22。这种端子布置可以被看作正极端子21和负极端子22沿着布置的线。
在上述电池模块中，单元电池10串连地电连接。为了实现此目的，一个单元电池10的正极端子21通过连接件30连接到相邻的或另一个单元电池10的负极端子22上。在本实施例中，连接件30包括：一对联结装置31，分别结合到正极端子21和负极端子22上；导电构件32，将该对联结装置31相互联结。
如图3中所示，联结装置31包括壳罩36、紧密地绕着正极21或负极22安装的端子容纳器34、以及用于对端子容纳器34提供弹力的弹性构件35。
端子容纳器34包括一对可移动件340，所述可移动件包括与端子21或22的外表面或轮廓相应或互补的表面。
弹性构件35连接可移动件340并置于可移动件340之间，从而可移动件340能够弹性地移动。即，弹性构件350置于可移动件340的边缘并将可移动件340互连。可移动件340的数量和位置不限于特定例子。
可移动件340是圆柱形或半圆柱形，具有弯曲的表面部分341和平直表面部分342，所述弯曲的表面部分341与正极端子21或负极端子22紧密接触，所述平直表面部分342形成在弯曲的表面部分341的两侧端部。
弹性构件35由安装在可移动件340的平直表面部分342之间的拉伸弹簧形成。因此，当正极端子21或负极端子22插入在可移动件340之间限定的空间中时，弹性构件35向着正极端子21或负极端子22偏压可移动件340，从而可移动件340紧密接触正极端子21或负极端子22。
导电构件32安装在可移动件340上。导电构件32可由能够通过焊接结合到可移动件340上的导电电线形成。
同时，壳罩36形成有内部空间，用于适应可移动件340在此空间内的移动，尤其是，当正极端子21和负极端子22插入到该空间中时的移动。壳罩36可由高绝缘材料形成。可移动件340由用于使正极端子21和负极端子22之间电连接的导电材料形成。
此外，在一些实施例中，例如海绵的弹性体可置于壳罩36和端子容纳器34的可移动件340之间，从而端子容纳器34的可移动件340可以稳定地置于壳罩36中。
图4示出联结装置的一个变型的例子。除了端子容纳器之外，此变型例子中的联结装置与前述例子中的联结装置相同。因此，在下面将只描述端子容纳器。
参照图4，此变型例子中的端子容纳器44以与正极端子或负极端子相应的单个板体形成。
即，端子容纳器44是具有弯曲表面部分441和形成在弯曲表面部分441的相对的端部的平直表面部分442。弹性构件置于平直表面部分442之间。
当端子插入端子容纳器44的可移动件440中时，端子容纳器44的可移动件440适应于端子的形状而弹性地变形。此时，置于平直表面部分442之间的弹性构件45将可移动件440偏压向端子，使得可移动件44与插入其中的端子紧密接触。
参照图5，可将引导构件57添加到图3中的联结装置。引导构件57从端子容纳器54的下端向着壳罩56的下端延伸。即，引导构件57将端子容纳器54的下端连接到壳罩56的下端。
引导构件57可以由橡胶形成，从而能够弹性地变形。引导构件57的一段联结到可移动件540的下端，并且引导构件57的另一端联结到壳罩36的下端。
在此变型的例子中，引导构件57以沿着可移动件540和壳罩56的外周放置的带状形成。然而，本发明不限于该例子。例如，引导构件57可以以数量与可移动件540的数量相同的带子来形成。
当端子插入由可移动件540限定的空间中时，引导构件57弹性地变形，以将端子引导到在可移动件540之间限定的空间中。
图6示出了联结装置的另一变型例子。出了可移动件之外，此变型例子中的联结装置与图3中的联结装置相同。因此，下面将仅描述可移动件。
此变型例子的可移动件640在其内表面设置有螺纹。在此例子中，正极端子71或负极端子72也在其外表面上设置有螺纹，从而正极端子71或负极端子72可以与可移动件640螺纹结合，从而将正极端子71或负极端子72更牢固地结合到可移动件640上。
图7和图8示出了联结装置的又一变型例子。除了弹性构件之外，此变型例子中的联结装置和图3中的联结装置相同。因此，下面将仅描述弹性构件。
如图7和图8所示，此变型例子中的弹性构件73由压缩弹簧形成。弹性构件73置于壳罩75和端子容纳器77的可移动件770之间。
即，弹性构件73置于壳罩75的内圆周和可移动件770的外圆周之间。当端子插入可移动件770之间限定的空间中时，弹性构件被压缩，同时向着端子偏压可移动件770。可移动件的数量和布置不限于图7和图8中描述的特定例子。
图9示出了联结装置的又一变型的例子。除了弹性构件之外，此变型的例子中的联结装置与图3中的联结装置相同。因此，下面将仅描述弹性构件。
如图9所示，此变型例子中的弹性构件由围绕端子容纳器85的可移动件850安装的弹性带形成。
在此变型例子中，可移动件850由弹性带83环绕。
当正极端子91或负极端子93插入端子容纳器85的可移动件850之间限定的空间中时，弹性带83弹性地变型，从而可移动件850可以接触进入该空间的端子并将其夹紧。
根据本发明的实施例的电池模块可以用作用于电机驱动装置的电源，所述电机驱动装置的例子如混合电动汽车、电动汽车、无线吸尘器、摩托车或小型摩托车。
根据本发明，由于端子容纳器能够适应于插入其中的端子的形状而通过弹性构件弹性变型或扩张，可以容易地将各种具有不同直径的端子结合到端子容纳器中。
尽管已经示出和描述了本发明的示例性实施例，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的条件下可以对这些实施例作出改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (21)

1、一种电池模块，包括：
多个单元电池，每个单元电池包括电极端子；
连接构件，用于将至少两个电极端子相互连接，
其中，所述连接构件包括构造为用于容纳并夹紧电极端子的联结装置。
2、如权利要求1所述的电池模块，其中，所述连接构件还包括另一联结装置，其中，所述联结装置通过导线相互电连接。
3、如权利要求1所述的电池模块，其中，所述联结装置包括端子容纳器和弹性构件，所述端子容纳器用于容纳所述电极端子，所述弹性构件向着所述电极端子偏压所述端子容纳器，使所述端子容纳器牢固地夹紧所述电极端子。
4、如权利要求3所述电池模块，其中，所述端子容纳器包括弹性地移动的可移动件，所述可移动件包括被构造为与所述电极端子接触的表面，其中所述表面与所述电极端子的外轮廓互补。
5、如权利要求4所述的电池模块，其中，所述可弹性移动的可移动件由金属制成。
6、如权利要求4所述的电池模块，其中，所述表面包括弯曲部分。
7、如权利要求4所述的电池模块，其中，所述表面包括螺纹部分。
8、如权利要求3所述的电池模块，其中，所述联结部分还包括用于包围端子容纳器和弹性构件的壳罩。
9、如权利要求3所述的电池模块，其中，所述弹性构件包括弹簧。
10、如权利要求3所述的电池模块，其中，所述弹性构件从由拉伸弹簧、压缩弹簧和弹性带组成中选择。
11、如权利要求1所述的电池模块，其中，所述联结装置包括被构造为用于容纳和夹紧不同尺寸的电极端子的可弹性移动的可移动件。
12、如权利要求1所述的电池模块，其中，所述联结装置包括可移动件和连接到所述可移动件的弹性构件，其中，所述弹性构件使所述可移动件弹性地移动从而接触所述电极端子。
13、如权利要求12所述的电池模块，其中，所述可移动件被构造为套住所述电极端子。
14、如权利要求12所述的电池模块，其中，所述可移动件被构造为具有空腔的圆筒形，从而将所述电极端子容纳和束缚在所述空腔中。
15、如权利要求14所述电池模块，其中，圆筒形构造的可移动件由具有两个边的单个弯曲板片制成，所述两个边通过所述弹性构件连接。
16、如权利要求12所述的电池模块，其中，所述联结装置包括通过两个或更多弹性构件相互结合的两个或更多可移动件，从而形成具有将所述电极端子容纳在其中的空腔的圆筒形构造。
17、如权利要求12所述的电池模块，其中，所述联结装置还包括壳罩，用于包围所述可移动件和所述弹性构件，其中所述可移动件被布置为由一个可移动件形成的用于将电极端子容纳在其中的空间，或者和另外的一个或更多可移动件一起形成的用于将电极端子容纳在其中的空间，其中，所述弹性构件位于所述可移动件和所述壳罩之间，并且被构造为使所述可移动件在所述壳体内弹性移动。
18、如权利要求12所述的电池模块，其中，所述联结装置还包括被构造为引导所述电极端子的容纳的引导构件。
19、如权利要求18所述的电池模块，其中，所述联结装置还包括壳罩，用于包围所述可移动件和弹性构件，其中，所述引导构件将所述壳罩的一端连接到所述可移动件的一端。
20、如权利要求18所述的电池模块，其中，所述引导构件由弹性材料形成。
21、如权利要求18所述的电池模块，其中，所述弹性构件形成为带状。
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