CN208284533U - 电池组和车辆 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了电池组和车辆，所述车辆包括电池组。所述电池组包括：电池模块，其具有多个电池单体；下板，其上放置多个电池模块；支撑构件，其联接到下板以支撑电池模块；以及安装螺母，其联接到下板并联接到支撑构件，使得电池模块通过螺栓被紧固，其中电池模块与支撑构件接触。

Description

电池组和车辆
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年6月22日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2017-0079275的优先权，该申请的公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及一种电池组，更具体地，涉及一种能够提高电池组中的空间效率的电池组。
背景技术
随着技术发展和对移动设备的需求增加，对作为能量源的二次电池的需求迅速增加。在传统上，镍镉电池或氢离子电池已被用作二次电池。然而，锂二次电池最近被广泛使用，因为与镍基二次电池相比几乎没有记忆效应而可以自由充放电，自放电率非常低，并且能量密度高。
锂二次电池主要分别使用氧化锂和含碳材料作为正电极活性材料和负电极活性材料。锂二次电池包括：电极组件，其中分别涂覆有正电极活性材料和负电极活性材料的正电极板和负电极板以分隔物位于它们之间的状态布置；以及外部构件，即电池壳体，其将电极组件与电解质溶液一起密封和接收。
锂二次电池包括正电极、负电极以及介于它们之间的分隔物和电解质。根据正电极活性材料和负电极活性材料使用哪种材料，锂二次电池被分为锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLIB)。通常，锂二次电池的电极通过将正电极活性材料或负电极活性材料施加到由铝或铜的片材、网、膜、箔等制成的集电器上，然后将其干燥来制备。
一般而言，二次电池具有其中堆叠单元单体的模块结构，并且多个模块可以堆叠以形成电池组。电池组可以用作能量存储装置，并且被设计成防止由外部物理因素引起的危险并且满足安装环境或条件。此外，支撑梁、螺栓和安装螺母可以用于将电池模块安装在电池组中。
图1是示意性地示出常规电池组的内部的分解透视图，图2是示出图1的部分A的放大图，图3是示出使用支撑梁、梁凸缘、螺栓和安装螺母组装的电池模块的截面图。
参看图1至图3，安装螺母30联接到梁凸缘40并焊接到梁凸缘40，梁凸缘40联接到支撑梁20，然后安装螺母30联接到下板60。当安装螺母30联接到螺栓50时，电池模块10联接到梁凸缘40和下板60。
然而，在常规技术中，支撑梁20介于并且被联接在两个安装螺母30之间，因此，当电池模块10联接到梁凸缘40时，在电池模块10和支撑梁20之间形成空间70(见图3)。由于电池模块10和支撑梁20之间的空间70，电池组中的空间效率劣化，从而增加了电池组的体积。
相关文献
专利文献
韩国未审查专利公开No.10-2013-0106484(2013年9月30日公开)。
实用新型内容
技术问题
本公开旨在提供一种电池组，该电池组可以通过去除电池模块和支撑构件之间的空间来提高电池组中的空间效率。
另外，本公开旨在提供一种电池组，该电池组可以提高支撑构件的刚度。
此外，本公开旨在提供一种电池组，该电池组可以提高电池模块与支撑构件之间的联接强度。
技术解决方案
在本公开的一个方面，提供了一种电池组，其包括：电池模块，其具有多个电池单体；下板，其上放置多个电池模块；支撑构件，其联接到下板以支撑电池模块；以及安装螺母，其联接到下板并联接到支撑构件，使得电池模块通过螺栓被紧固，其中电池模块与支撑构件接触。
另外，电池模块的侧表面可以与支撑构件的侧表面接触。
此外，安装螺母可以在上下方向上联接到支撑构件的边缘部分。
另外，安装螺母的高度可以低于支撑构件的高度。
此外，安装螺母可以具有一体形式，并且一体的安装螺母可以具有至少两个螺栓联接孔。
另外，支撑构件可以具有基于上下方向上的横截面的不平坦部分。
此外，不平坦部分可以形成为使得具有‘[’形状的第一突起和第一凹槽延伸成交替地沿相反方向定向。
另外，电池模块可具有形成为对应于不平坦部分的第二突起或第二凹槽。
此外，支撑构件可以包括：第一支撑梁，其设置在所述多个电池模块中的第一电池模块与邻近于第一电池模块的第二电池模块之间，并且被联接到安装螺母；以及第二支撑梁，其设置成与第一支撑梁相交并联接到安装螺母。
同时，在本公开的另一方面，还提供了一种包括所述电池组的车辆。
有益效果
根据本公开的实施例，去除了电池模块和支撑构件之间的空间，因此可以提高电池组中的空间效率。
另外，在支撑构件上形成不平坦部分，因此可以提高支撑构件的刚度。
此外，在电池模块处形成突起和凹槽以对应于支撑构件的不平坦部分，因此可以提高电池模块和支撑构件之间的联接强度。
附图说明
图1是示意性地示出常规电池组的内部的分解透视图。
图2是示出图1的部分A的放大图。
图3是示出使用支撑梁、梁凸缘、螺栓和安装螺母组装的电池模块的截面图。
图4是示意性地示出根据本公开的第一实施例的电池组的内部的分解透视图。
图5是示出图4的部分B的放大图。
图6是沿图4的线C-C’截取的示出第一支撑梁的截面图。
图7是示出在根据本公开的第一实施例的电池组中第一支撑梁通过安装螺母联接到第二支撑梁的示意性透视图。
图8是示出在根据本公开的第一实施例的电池组中电池模块联接到支撑构件的示意性透视图。
图9是示出在根据本公开的第一实施例的电池组中，电池模块通过支撑构件、螺栓和安装螺母被联接的截面图。
图10(a)是示意性地示出在根据本公开的第二实施例的电池组中电池模块联接到支撑构件之前的状态的截面图，并且图10(b)是示意性地示出在根据本公开的第二实施例的电池组中电池模块联接到支撑构件之后的状态的截面图。
附图标记列表
100:电池模块 110:第二突起
120:第二凹槽 200:下板
300:支撑构件 310:第一支撑梁
311:边缘部分 312:不平坦部分
316:第一突起 318:第一凹槽
320:第二支撑梁 400:安装螺母
410:螺栓联接孔 500:螺栓
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，应当理解的是，说明书和所附权利要求中使用的术语不应被解释为限于通用和字典含义，而是在允许发明人适当定义术语以获得最佳解释的原则的基础上基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念进行解释。因此，本文提出的描述仅仅是用于说明目的的优选示例，而不旨在限制本公开的范围，因此应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其做出其他等同和修改。
在附图中，为了描述的方便和清楚，每个元件的尺寸或该元件的特定部分会被放大、省略或示意性地示出。因此，每个元件的尺寸并不完全反映该元件的实际尺寸。如果与本公开相关联的公知功能或元件的详细描述不必要地模糊了本公开的主题，则将省略其详细描述。
本文使用的术语“组合”或“连接”不仅可以指一个构件和另一个构件直接组合或直接连接的情况，还可以指一个构件与另一个构件通过连接构件间接组合或间接连接的情况。
图4是示意性地示出根据本公开的第一实施例的电池组的内部的分解透视图。图5是示出图4的B部分的放大图。图6是沿图4的线C-C’截取的示出第一支撑梁的截面图。图7是示出在根据本公开的第一实施例的电池组中第一支撑梁通过安装螺母联接到第二支撑梁的示意性透视图。图8是示出在根据本公开的第一实施例的电池组中电池模块联接到支撑构件的示意性透视图。图9是示出在根据本公开的第一实施例的电池组中电池模块通过支撑构件、螺栓和安装螺母被联接的截面图。
参看图4至9，根据本公开的第一实施例的电池组包括电池模块100、下板200、支撑构件300和安装螺母400。电池组包括堆叠或布置在其中的多个电池模块100，并且壳体(未示出)可以被设置成容纳和保护多个电池模块100。壳体可以容纳一个或多个电池模块100。即，一个或多个电池模块100被堆叠或布置在壳体中，并且该壳体包围并保护电池模块100。换句话说，壳体包围所有的电池模块100，从而保护电池模块100免受外部振动或冲击的影响。壳体可以具有与电池模块100的形状相对应的形状。例如，如果堆叠的电池模块100的整体形状具有六面体形状，则壳体可以具有六面体形状以对应于电池模块。例如，壳体可以通过弯曲金属板来制造，因此壳体可以制成一体形式。这里，如果壳体被制造为一体形式，则联接过程可以被简化并且更容易。备选地，壳体可以制成为可分离的形式，并且使用各种方法联接，例如焊接、铆接、螺栓连接、销联接、托架连接或力矩结合。此外，电池组可以包括用于控制电池模块100的充电/放电的各种装置，例如BMS、电流传感器、熔断器等。
电池模块100可以包括多个电池单体。电池单体可以被配置为使得分别具有按顺序布置的正电极板、分隔物和负电极板的多个单元单体或者分别具有按顺序布置的正电极板、分隔物、负电极板、分隔物、正电极板、分隔物和负电极板的多个双单体被堆叠，以对应于电池容量。此外，可以在电池单体中提供电极引线。电极引线是暴露于外部并连接到外部装置的类型的端子，并且电极引线可以由导电材料制成。电极引线可以包括正电极引线和负电极引线。正电极引线和负电极引线可以相对于电池单体的纵向方向沿相反方向设置，或者正电极引线和负电极引线可以相对于电池单体的纵向方向沿相同方向定位。同时，电池模块100可以包括用于容纳电池单体的多个盒。每个盒可以通过将塑料注塑成型来制造，并且可以堆叠分别具有能够容纳电池单体的容纳部分的多个盒。通过堆叠多个盒而制备的盒组件可以包括连接器元件或端子元件。例如，连接器元件可以包括用于连接到能够关于电池单体的电压或温度提供数据的电池管理系统(BMS)(未示出)的各种类型的电连接部件或构件。此外，端子元件包括正电极端子和负电极端子以作为连接到电池单体的主端子，并且端子元件可以具有待电连接到外部的端子螺栓。
参看图8，电池模块100可以设置成使得电池模块100的侧表面与支撑构件300的侧表面接触。即，电池模块100可以与固定的支撑构件300接触并且由支撑构件300支撑，并且还通过螺栓500和安装螺母400固定到下板200。
多个电池模块100被放置在下板200上，并且支撑构件300和安装螺母400联接到下板200。即，当支撑构件300通过焊接等方式联接到安装螺母400时，支撑构件300也通过焊接等方式联接到下板200，并且电池模块100设置成与支撑构件300接触并且通过螺栓500和安装螺母400固定。然而，支撑构件300、安装螺母400和下板200的联接方法不限于焊接。下板200可以联接到壳体，或者下板200可以构成壳体的一部分。
支撑构件300联接到下板200并支撑电池模块100。支撑构件300可以包括第一支撑梁310和第二支撑梁320。参看图4和图8，第一支撑梁310可以设置在多个电池模块100中的第一电池模块100a与邻近于第一电池模块100a的第二电池模块100b之间。即，第一支撑梁310可以介于第一电池模块100a和第二电池模块100b之间。此外，第一电池模块100a的一个侧表面与第一支撑梁310的一个侧表面接触，并且第二电池模块100b的一个侧表面与第一支撑梁310的另一侧接触。这里，参看图4和图7，由于第一支撑梁310通过焊接等方式联接并固定到安装螺母400，因此如果第一电池模块100a和第二电池模块100b联接到第一支撑梁310，则第一支撑梁310能够支撑第一电池模块100a和第二电池模块100b。在常规技术中，参看图1至图3，支撑梁20介于两个安装螺母30之间。然而，包括在根据本公开的第一实施例的电池组中的支撑构件300的第一支撑梁310联接到安装螺母400的侧表面。这将在后面结合安装螺母400详细描述。参看图7，第二支撑梁320设置成例如在垂直于第一支撑梁310的方向上与第一支撑梁310相交，并且联接到安装螺母400以支撑安装螺母400。
参看图6，支撑构件300的第一支撑梁310可以基于其在上下方向上的横截面具有不平坦部分312。如果不平坦部分312形成在第一支撑梁310处，则刚度增加，使得可以更牢固地支撑和固定电池模块100。此外，不平坦部分312可以形成为各种形状，例如可以形成为其中具有‘[’形状的第一突起316和第一凹槽318交替地延伸以朝相反方向定向的形状。然而，不平坦部分312不限于‘[’形状，而是可以具有各种形状，例如圆形、椭圆形或弯曲形状。
安装螺母400联接到下板200，并且支撑构件300联接到安装螺母400的侧表面。此外，如果电池模块100布置成与支撑构件300的第一支撑梁310接触，则螺栓500和安装螺母400紧固电池模块100，以固定电池模块100(见图8)。
安装螺母400可以沿上下方向联接到支撑构件300的第一支撑梁310的边缘部分311(见图5)。即，例如，安装螺母400的一侧可以通过焊接等方式联接到第二支撑梁320，并且第一支撑梁310的边缘部分311可以通过焊接等方式联接到安装螺母400的另一侧(见图7)。这里，安装螺母400可以具有两个或更多个螺栓联接孔410，螺栓500可以联接到螺栓联接孔410中。此外，安装螺母400可以具有一体形式。如果安装螺母400具有如上所述的一体形式，则与其中安装螺母30被分离的常规结构相比，安装螺母400的总长度相对减小，并且电池模块100可以与第一支撑梁310紧密接触。因此，去除了电池模块100和支撑构件300之间的空间，从而提高了电池组内部的空间效率。即，参看图3，在常规技术中，由于两个安装螺母30彼此分离，并且支撑梁20介于两个安装螺母30之间，在电池模块10和支撑梁20之间形成空间70，因此在具有长度L1的两个安装螺母30之间产生多达d1的间隙。此外，在根据本公开的第一实施例的电池组中，参看图9，由于电池模块100和第一支撑梁310彼此接触，在电池模块100和第一支撑梁310之间不形成空间。另外，在电池模块100之间产生多达d2的间隙，并且安装螺母400的长度为L2。这里，由于d2小于d1，并且L2也小于L1，去除了电池组内部的多余空间。因此，在根据本公开的第一实施例的电池组中，与常规电池组相比，可以提高空间效率。
由于第一支撑梁310通过焊接等方式联接并固定到安装螺母400，并且第一支撑梁310由安装螺母400支撑，因此有必要在安装螺母400和第一支撑梁310之间具有足够的接触面积，使得安装螺母400可以支撑第一支撑梁310。为此，安装螺母400设置成具有比常规技术的安装螺母30更高的高度。然而，安装螺母400的高度低于支撑构件300的高度，尤其是第一支撑梁310的高度，使得电池模块100与安装螺母400接触地联接。然而，本实用新型不限于此，并且安装螺母400的高度可以设置为等于或小于常规技术的安装螺母30的高度。
在下文中，将描述根据本公开的第一公开的电池组的操作和效果。
参看图4至图9，例如，通过焊接等方式将一体形成并具有两个螺栓联接孔410的安装螺母400固定到下板200，并且第一支撑梁310和第二支撑梁320布置成彼此相交并且分别联接到安装螺母400。这里，安装螺母400可以在上下方向上联接到第一支撑梁310的边缘部分311。
第一电池模块100a和第二电池模块100b分别与第一支撑梁310和安装螺母400接触，并且螺栓500通过安装螺母400的螺栓联接孔410紧固和固定电池模块100。
由于安装螺母400一体形成，并且电池模块100a、100b与第一支撑梁310紧密接触，因此去除了电池模块100与第一支撑梁310之间的空间，从而提高了电池组内的空间效率。然而，上述部件的联接顺序不限于上述方法，而是可以以各种方式修改。
图10(a)是示意性地示出在根据本公开的第二实施例的电池组中电池模块联接到支撑构件之前的状态的截面图，并且图10(b)是示意性地示出在根据本公开的第二实施例的电池组中电池模块联接到支撑构件之后的状态的截面图。
在下文中，将参照附图描述根据本公开的第二实施例的电池模块的操作和效果，但是这里将不详细描述与根据本公开的第一实施例的电池模块相同的任何特征。
在本公开的第二实施例中，与第一实施例不同，第二突起110或第二凹槽120形成在电池模块100处。
参看图10(a)和图10(b)，第二突起110和第二凹槽120可以分别形成在第一电池模块100a和第二电池模块100b处。类似于第一实施例，不平坦部分312可以形成在第一支撑梁310处以增加第一支撑梁310的刚度。此外，形成在第一电池模块100a处的第二突起110和形成在第二电池模块100b处的第二凹槽120形成为对应于形成在第一支撑梁310处的不平坦部分312，即第一凹槽318和第一突起316。也就是说，不平坦部分312的第一突起316可以联接到第二电池模块100b的第二凹槽120，而不平坦部分312的第一凹槽318可以联接到第一电池模块100a的第二突起110。在这种情况下，第一支撑梁310可以具有更大的刚度，并且第一电池模块100a或第二电池模块100b与第一支撑梁310之间的联接被增强，从而允许电池模块100a、100b被第一支撑梁310更强地支撑。
同时，根据本公开的实施例的车辆(未示出)可以包括上述的电池组，并且电池组可以包括电池模块100。此外，根据本公开的第一或第二实施例的电池组可以应用于车辆(未示出)，例如使用电力的预定车辆(未示出)，诸如电动车辆或混合动力车辆。
已经详细描述了本公开。然而，应当理解，详细描述和具体示例虽然指示了本公开的优选实施例，但仅以说明性方式给出，因为根据该详细描述，在本公开的范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员将变得显而易见。

Claims (2)

1.一种电池组，其特征在于包括：
电池模块，所述电池模块具有多个电池单体；
下板，在所述下板上放置有多个所述电池模块；
支撑构件，所述支撑构件联接到所述下板，以支撑所述电池模块；和
安装螺母，所述安装螺母联接到所述下板并且联接到所述支撑构件，使得所述电池模块通过螺栓被紧固，
其中，所述电池模块与所述支撑构件接触。
2.一种车辆，其特征在于包括在权利要求1中所限定的电池组。
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