CN212011050U - 电池组装模块 - Google Patents

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Abstract

根据本实用新型的一个实施方式的电池组装模块包括：上盖，其具有形成在所述上盖的多个位置处的耦合孔；下盖，其设置成与所述上盖对应，并且具有形成在所述下盖的多个位置处的耦合孔；多个袋状单体，在其一侧和另一侧连接电极，并且其存储电能或供应电能；多个储盒，其堆叠并容纳所述多个袋状单体；和多个填隙管，其固定地耦合用于容纳位于所述上盖和所述下盖之间的袋状单体的所述多个储盒。所述电池组装模块能够通过省略焊接工序、去除产品中用于焊接检查的不必要空间、提高质量、在振动/冲击条件下稳定地检测以及减少制备工艺数量、工序周期时间和成本而制成。

Description

电池组装模块
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年1月29日提交的、申请号为10-2019-0011509的韩国专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本实用新型涉及电池技术和电池组装模块，电池单体在所述模块中堆叠并组装以向车辆提供驱动力。
背景技术
通常，所有混合动力车辆，燃料电池车辆和电动车辆都配备有用于驱动的电动机，并且配备有向所述电动机提供驱动力的高压电池。
高压电池包括多个电池模块，其在驾驶车辆时被重复充电和放电以提供电力。多个电池模块中的每个包括多个电池子模块，并且所述子模块中的每个包括一对电池单体。
高压电池的电池单体可以以各种类型来制造，并且在各种类型的电池单体中，因为使用铝层压板作为外部构件而轻便且柔性的袋式高压电池单体引起了人们的关注。
所述的一对高压电池单体设置在上单体盖和下单体盖之间。上单体盖和下单体盖根据高压电池子模块的数量而形成为多个上单体盖和下单体盖，并且沿表面彼此接触的方向堆叠。
在电池模块中，电压传感器连接到每个电池单体以检测电压。
根据每个电池模块的单体电压的检测类型，常规的电压传感器分为单体接线片(Al和Cu)和电压检测母线三重焊接型电压传感器，或单体接线片(Al和Cu)和插座式电压传感器。
由于用于电动车辆的单体接线片(Al和Cu)和电压检测母线三重焊接型电池模块需要检测每个单元单体的电压，因此电压检测母线通过激光焊接到串联连接的每个单体的两个端子(单体接线片)以检测单元单体的电压。电压检测母线被三重焊接到两个单体接线片(Al和Cu)。
当对铝(正电极)、铜(负电极)和铜(电压检测母线)进行三重焊接时，很难在批量生产线上设置初始焊接条件。另外，即使在设定焊接条件之后，由于组装产品的尺寸分布、单体接线片的表面状态，以及单体接线片的角度，也可能出现质量问题。
母线三重焊接是电池模块制造过程中最经常出现质量缺陷(弱焊接、气孔等)的过程，难以确保质量，并且机械设备和产品中的空间需要使三种材料正确地相互接触以进行三重焊接。
尽管焊接是目前最可靠的连接技术之一，但是由于上述原因，对于电池单体电压传感器而言，倾向于避免三重焊接。
同时，LG化学(LG Chem)的申请号为110-2014-0026422的关于单体接线片和插座式的专利申请中公开了“具有带插座结构的电压检测元件的电池模块(BATTERY MODULEHAVING VOLTAGE SENSING MEMBER WITHRECEPTACLE STRUCTURE)”。
在这样的常规技术中，镊子型(插座)端子可以组装到先焊接的Cu和Al单体接线片，以避免三重焊接，但是其缺点在于，插座结构不易振动并且难以组装。
另外，在插座型电压检测母线中，由于插座端子不易受到振动的影响，因此在将插座型电压检测母线应用于某些类型的车辆的电池之后，几乎没有使用过的历史，并且由于插座与单体接线片的可组装性低，因此存在生产缺陷的可能性很高。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种电池组装模块，其能够通过省略焊接工序、去除产品中用于焊接检查的不必要空间、提高质量、在振动/冲击条件下稳定地检测以及减少制备工艺数量、工序周期时间和成本而制成，与使用三重焊接、插座型等的常规电压检测方法不同。
根据本实用新型的一个方面，提供了一种电池组装模块，包括：上盖，其具有形成在所述上盖的多个位置处的耦合孔；下盖，其设置成与所述上盖对应，并且具有形成在所述下盖的多个位置处的耦合孔；多个袋状单体，在其一侧和另一侧连接电极，并且其存储电能或供应电能；多个储盒，其交替且垂直地公-母耦合、堆叠在所述上盖和所述下盖之间，并设置成具有不同形式以容纳所述袋状单体；和多个填隙管，其插入到设置在所述上盖和对应的所述下盖的多个位置处的相应耦合孔中，并且垂直地穿过多个储盒中的一些以与所述上盖和所述下盖耦合。
由于第二储盒各自设置成插入到第一储盒的上部和下部中，使得所述第一储盒的下部和上部中的袋状单体可以容纳在所述第一储盒和所述第二储盒之间。
所述多个袋状单体可以通过垂直且交替地放置所述多个袋状单体中的每一个的极性不同的一侧电极和另一侧电极来串联地连接，使得所述各电极与电压检测母线及电极连接器接触。
袋状单体的一侧电极和另一侧电极可以具有在相反方向上向上和向下弯曲的形式，一个袋状单体的一侧电极和另一个袋状单体盖的另一侧电极可以围绕并接触所述电压检测母线的上部和下部。
所述第一储盒可以包括第一四边形框架，在所述第一四边形框架中，与所述袋状单体对应并穿过所述第一四边形框架的部分区域以四边形形式形成，并且在所述第一四边形框架的边缘处设置与所述第二储盒公-母耦合的固定槽；和套管孔，其连接到第一四边形框架的四边形角侧，填隙管插入套管孔中，并且填隙管穿过套管孔，所述第二储盒可以包括：第二四边形框架，在所述第二四边形框架中，与所述袋状单体对应的部分区域穿过所述第二四边形框架，以四边形形式形成，并插入到所述第一四边形框架的边缘的所述固定槽中；和支撑杆，其间隔设置以支撑所述第二四边形框架上的袋状单体。
所述第一四边形框架和所述第二四边形框架的边缘可以设置有与之相应地公-母耦合的多个弯曲部，所述弯曲部防止纵向方向上的滑动运动。
所述电池组装模块还可以包括连接钩元件，其设置为插入所述弯曲部中并连接到所述上盖和所述下盖，其中，多个第一储盒和第二储盒的弯曲部垂直地连接。
在所述第一四边形框架的侧部中可以设置固定地插入有所述电压检测母线的总线支架，可以在所述电压检测母线上沿纵向方向形成具有半圆形式的接触突起，并且在按压部的下方可以形成与所述接触突起对应的按压突起。
在所述第一储盒的所述套管孔的侧部中可以设置用于螺纹耦合的螺纹孔。
在所述上盖的上表面部分可以设置具有蜂窝形状的蜂窝槽，所述袋状单体的上表面部分可以容纳在所述上盖的下表面部分中，所述袋状单体的下表面部分可以容纳在所述下盖的上表面部分中，和在多个储盒中的一个与所述上盖相邻设置的储盒上可以设置电源端子。
电池组装模块还可以包括连接到电压检测母线的检测线和连接到检测线的电池控制器。
所述多个储盒可以包括第一储盒，其一侧设置用于检测电压的电压检测母线；和第二储盒，其一侧设置与所述电压检测母线对应的按压部，另一侧设置电极连接器，其中，由于所述填隙管的耦合而使所述按压部被按压，一个袋状单体的一侧电极和另一袋状单体的一侧电极可以与所述第一储盒的电压检测母线接触，并且一个袋状单体的另一侧电极可以连接到所述电极连接器。
附图说明
通过参考附图详细描述本实用新型的示例性实施方式，本实用新型的上述和其他目的、特征和优点对于本领域普通技术人员将变得更加显而易见，所述附图中：
图1是示出根据本实用新型的一个实施方式的电池组装模块的三维视图；
图2是示出图1的上盖的分解图；
图3是示出图2的多个储盒和袋状单体的分解图；
图4是图3的组装图；
图5是示出图2的袋状单体的视图；和
图6是示出图2的第二储盒和按压部的详细视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图中示出的具体实施方式描述本实用新型的各种实施方式。应当理解，实施方式中的不同不是排他的，并且在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，一个实施方式中描述的具体形式、结构或特征可以在另一实施方式中实现。
参考图1至图4，根据本实用新型的一个实施方式的电池组装模块100包括：上盖110，其具有设置在上盖110的多个位置处的耦合孔101；下盖120，其设置成与所述上盖110对应，并具有设置在下盖120的多个位置处的耦合孔101；多个袋状单体130，在其一侧和另一侧连接有电极131和132，并且其存储电能或供应电能；多个储盒140，其容纳所述多个袋状单体130并被堆叠；和多个填隙管170，其耦合并固定用于容纳位于上盖110和下盖120之间的袋状单体130的所述多个储盒140。
上盖110和下盖120由具有四边形形状的板形成，并且在其两侧形成成对的耦合孔101。在耦合孔101中设置当通过填隙过程执行耦合时能够与填隙管170接触并支撑填隙管170的金属环120。
在上盖110的上表面部分中设置具有蜂窝形状的蜂窝槽105。上盖110的下表面部分形成为容纳设置在电池组装模块100的最高位置处的袋状单体130的上表面部分。
下盖120的上表面部分形成为容纳设置在电池组装模块100的最低位置处的袋状单体130的下表面部分。
袋状单体130容纳在多个储盒140中，多个储盒140顺序地设置并堆叠在下盖120上，并且当上盖110设置在多个储盒140上时，填隙管170插入耦合孔101中，并且最后在电池组装模块100上执行涂覆工艺以完全地组装电池组装模块100。
填隙管170插入设置在与上盖110和下盖120对应的多个位置处的耦合孔101中，垂直地穿过多个储盒140中的一些，并且通过执行填隙处理与上盖110和下盖120耦合。
所示的填隙管170具有通过执行填隙处理而变宽的上端部和下端部。在填隙处理之前，上端部和下端部的形式具有足以插入到耦合孔101中的狭窄半径。尽管在图中未示出下盖120的耦合孔，但是下盖120的耦合孔的形状与上盖110的耦合孔101的形状相同。
多个储盒140在上盖110和下盖120之间交替且垂直地公-母耦合并堆叠，并且设置成具有不同形式以容纳袋状单体130。
在下文中，将更详细地描述根据本实用新型的一个实施方式的袋状单体和多个储盒。
参考图2至图5，在袋状单体130中，当设置在袋状单体130的一侧处的一侧电极131为正电极时，设置在其另一侧处的另一侧电极132为负电极。
袋状单体130的一侧电极131和另一侧电极132具有沿相反方向向上和向下弯曲的形式。一个袋状单体130的一侧电极131和另一个袋状单体130的一侧电极132围绕电压检测母线151的上部和下部并与电压检测母线151的上部和下部接触，并且由于按压部161(将在下面描述)接收来自填隙管170的耦合力而与电压检测母线151牢固接触。
参考图2至图4和图6，多个储盒140包括：第一储盒150，其一侧设置用于电压检测的电压检测母线151；和第二储盒160，其一侧设置与电压检测母线151对应的按压部161，其另一侧设置电极连接器163。
由于第二储盒160各自设置成插入到第一储盒150的上部和下部中，第一储盒150的下部和上部中的袋状单体130可容纳在第一储盒150和第二储盒160之间。
由于上盖110和下盖120使用填隙管170耦合，因此由于填隙管170而将耦合压力垂直地施加到第一储盒150和第二储盒160。因此，袋状单体130容纳在第一储盒150与第二储盒160之间的状态被牢固地保持。
由于由第一储盒150和第二储盒160使用填隙管170耦合而使按压部161被按压，所以一个袋状单体130的一侧电极131和另一个袋状单体130的一侧电极132与第一储盒150的电压检测母线151接触，并且一个袋状单体130和另一个袋状单体130的垂直放置的电极131和132与电极连接器163接触并彼此连接。
如上所述，由于按压部161接收用于使上盖110和下盖120耦合的耦合力，用于检测袋状单体130的电压的第一储盒150的电压检测母线151自然地接触并连接到袋状单体130的电极131和132。上面描述的本实用新型提供了不同于常规焊接、插座结构和相关工作的连接结构和操作优点。
在根据本实用新型的一个实施方式的电池组装模块100中，多个袋状单体130的电极131和132在垂直和横向方向上交替地串联连接。通过垂直且交替地放置极性不同的一侧电极131和另一侧电极132来实施袋状电池130的串联连接，使得一侧电极131和另一侧电极132与电压检测母线151和电极连接器163接触。
参考图3和图6，可以在电压检测母线151上沿纵向方向设置具有半圆形的接触突起152，并且可以在按压部161的下部上设置与接触突起152对应的按压突起162。按压部161的按压突起162、电极131和132，以及接触部分的接触突起152垂直且线性地设置并且彼此接触。
参考图2至图4，第一储盒150包括：第一四边形框架155，在第一四边形框架155中，与袋状单体130对应并穿过第一四边形框架155的部分区域形成为四边形形式，在第一四边形框架155的边缘处设置与所述第二储盒160公-母耦合的固定槽；和套管孔157，其与第一四边形框架155的四边形角侧连接，填隙管170插入套管孔157中，并且填隙管170穿过套管孔157。
第一四边形框架155具有设置有袋状单体130并且袋状单体130容纳在第一四边形框架155的上表面部分和下表面部分中的形式，并且具有第二四边形框架165可以沿着第一四边形框架155的边缘与第一四边形框架155公-母耦合的结构。
在第一四边形框架155的侧部处设置电压检测母线151固定地插入其中的总线支架158。
再次参考图6，第二储盒160包括第二四边形框架165，在第二四边形框架165中，与袋状单体130对应的部分区域穿过四边形形式的第二四边形框架165，并插入其边缘的固定槽156中，和支撑杆166，其间隔设置以支撑第二四边形框架165上的袋状单体130。
第二四边形框架165使用支撑杆166分离容纳在第二储盒160的上表面部分和下表面部分中的袋状单体130。
多个支撑杆166在第二四边形框架165的横向方向上设置并且在第二四边形框架165的纵向方向间隔一定距离设置。支撑杆166支撑第二四边形框架165的薄边缘，以提供能够维持袋状单体130的容纳作用的拉伸、压缩和扭转刚性。
同时，参考图1至图3，第一四边形框架155和第二四边形框架165的边缘可以设置多个弯曲部168，所述弯曲部168与之相应地公-母耦合，并且防止了纵向方向上的滑动运动。
由于第二四边形框架165的弯曲部168插入并设置在第一四边形框架155的相应弯曲部168处，因此第二四边形框架165和第一四边形框架155可以在其边缘处垂直地分离，但滑动运动在所述边缘的纵向方向上受到限制。
根据本实用新型的一个实施方式的电池组装模块100还包括连接钩元件175，通过该连接钩元件175经由弯曲部168垂直地连接多个第一储盒150和多个第二储盒160，并且所述连接钩元件175设置为插入弯曲部168中，并连接到上盖110和下盖120。
由于连接钩元件175在电池组装模块100的侧壁处(其中该侧壁的角部使用填隙管170耦合)与上盖110和下盖120垂直地耦合，因此稳定地形成具有基本矩形形式的堆叠结构。
在第一储盒150的套管孔157的侧面中可以设置用于螺纹耦合的螺纹孔177。螺纹孔177可用于固定地安装或相互地连接电池组装模块100。
电源端子181可以设置在第二储盒160上，第二储盒160设置在电池组装模块100的上部，并且是与上盖110相邻设置的多个储盒140之一。电源端子181用于连接供应驱动力的电缆。
根据本实用新型的一个实施方式的电池组装模块可以进一步包括连接到电压检测母线151的检测线182和连接到检测线182的电池控制器185。
电池控制器185连接到电压检测母线151，并且可以用于延长袋状单体130的寿命，或通过检查袋状单体130的电力、收集有关电力的信息、将信息发送到外部主控制器，或者通过平均和整体地控制袋状单体130的电压来通知用户袋状单体130的更换和检查时间。
如上所述，本实用新型可以提供一种电池组装模块，该电池组装模块能够通过省略焊接工序、去除产品中用于焊接检查的不必要空间、提高质量、在振动/冲击条件下稳定地检测，和通过使用包括在堆叠式电池组装模块中的填隙管的按压力来减少制造工序的数量、工序周期时间和成本而制造，与传统的使用三重焊接、插座型等的电压检测方法不同，该堆叠式电池组装模块在组装时将单体接线片牢固地按压在电压检测母线上。

Claims (12)

1.一种电池组装模块，其特征在于，包括：
上盖，其包括形成在所述上盖的多个位置处的耦合孔；
下盖，其设置成与所述上盖对应，并且包括形成在所述下盖的多个位置处的耦合孔；
多个袋状单体，在其一侧和另一侧连接电极，并且其存储电能或供应电能；
多个储盒，其交替且垂直地公-母耦合、堆叠在所述上盖和所述下盖之间，并设置成具有不同形式以容纳所述袋状单体；和
多个填隙管，其插入到设置在所述上盖和对应的所述下盖的多个位置处的相应耦合孔中，并且垂直地穿过所述多个储盒中的一些以与所述上盖和所述下盖耦合。
2.根据权利要求1所述的电池组装模块，其特征在于：
第二储盒各自设置成插入到第一储盒中的一个的上部和下部中，使得所述第一储盒的下部和上部中的袋状单体容纳在所述第一储盒和所述第二储盒之间。
3.根据权利要求2所述的电池组装模块，其特征在于，所述多个袋状单体通过垂直且交替地放置所述多个袋状单体中的每一个的极性不同的一侧电极和另一侧电极来串联地连接，使得所述的各电极与电压检测母线及电极连接器接触。
4.根据权利要求3所述的电池组装模块，其特征在于：
所述袋状单体的一侧电极和另一侧电极具有在相反方向上向上和向下弯曲的形式；和
一个袋状单体的一侧电极和另一个袋状单体盖的另一侧电极围绕并接触所述电压检测母线的上部和下部。
5.根据权利要求2所述的电池组装模块，其特征在于：
所述第一储盒包括：第一四边形框架，在所述第一四边形框架中，与所述袋状单体对应并穿过所述第一四边形框架的部分区域形成为四边形形式，并且在所述第一四边形框架的边缘处设置与所述第二储盒公-母耦合的固定槽；和套管孔，其与所述第一四边形框架的四边形角侧连接，所述填隙管插入所述套管孔中，并且所述填隙管穿过所述套管孔；和
所述第二储盒包括第二四边形框架，在所述第二四边形框架中，与所述袋状单体对应的部分区域穿过所述第二四边形框架，形成为四边形形式，并插入到所述第一四边形框架的边缘的所述固定槽中；和支撑杆，其间隔设置以支撑所述第二四边形框架上的所述袋状单体。
6.根据权利要求5所述的电池组装模块，其特征在于，所述第一四边形框架和所述第二四边形框架的边缘设置有与之相应地公-母耦合的多个弯曲部，所述弯曲部防止纵向方向上的滑动运动。
7.根据权利要求6所述的电池组装模块，其特征在于，还包括连接钩元件，其设置为插入所述弯曲部中并连接到所述上盖和所述下盖，
其中，多个第一储盒和第二储盒的弯曲部垂直地连接。
8.根据权利要求5所述的电池组装模块，其特征在于：
在所述第一四边形框架的侧部中设置固定地插入有电压检测母线的总线支架；
在所述电压检测母线上沿纵向方向形成具有半圆形式的接触突起；和
在按压部的下方形成与所述接触突起对应的按压突起。
9.根据权利要求5所述的电池组装模块，其特征在于，在所述第一储盒的所述套管孔的侧部中设置用于螺纹耦合的螺纹孔。
10.根据权利要求1所述的电池组装模块，其特征在于：
在所述上盖的上表面部分设置具有蜂窝形状的蜂窝槽；
所述袋状单体的上表面部分容纳在所述上盖的下表面部分中；
所述袋状单体的下表面部分容纳在所述下盖的上表面部分中；和
在所述多个储盒中的一个与所述上盖相邻设置的储盒上设置电源端子。
11.根据权利要求10所述的电池组装模块，其特征在于，还包括：
检测线，其连接至电压检测母线；和
电池控制器，其连接到所述检测线。
12.根据权利要求1所述的电池组装模块，其特征在于，所述多个储盒包括：
第一储盒，其一侧设置用于检测电压的电压检测母线；和
第二储盒，其一侧设置与所述电压检测母线对应的按压部，另一侧设置电极连接器，
其中，由于所述填隙管的耦合而使所述按压部被按压，一个袋状单体的一侧电极和另一袋状单体的一侧电极与所述第一储盒的电压检测母线接触，并且所述一个袋状单体的另一侧电极连接到所述电极连接器。
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