TWI682572B - 夾持構件及使用此夾持構件的電池模組 - Google Patents

Abstract

在此所揭露的是一種夾持構件及使用此夾持構件的電池模組。

夾持構件包括一對抵壓單元，配置來分別抵壓其中堆疊有複數個電池之電池組件的上板和下板，使得電池組件的堆疊結構被固定；以及支撐單元，配置來支撐此對抵壓單元，使得電池組件的上板和下板被由此對抵壓單元抵壓，其中，此對抵壓單元中的至少一者包括藉由卡扣的方式耦接到上板或下板的卡扣部分、以及螺合部分，藉由螺合的方式耦接到被耦接於卡扣部分的上板或下板，從而以優異的空間效率將電池堆疊結構固定，確保電池模組的簡單組裝並提升電池模組的耐久性。

Description

夾持構件及使用此夾持構件的電池模組

本申請案請求於2015年11月30日在韓國申請之韓國專利申請號第10-2015-0168280的優先權，其所揭露之內容在此藉由引用被併入。

本發明關於一種夾持構件以及使用此夾持構件的電池模組，且更具體地，關於一種用於固定其中堆疊有複數個電池之電池組件的堆疊結構的夾持構件，以及用於藉由使用夾持構件來固定電池組件的電池模組。

一般而言，二次電池為可再充電電池，例如，鋰離子電池、鋰聚合物電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鎳鋅電池等，且對於單位電池之輸出電壓為約2.5V到4.2V。近年來，隨著二次電池被應用於需要高輸出電壓及大充電容量的裝置，例如，電動車輛或混合動力電動車輛，單位電池被串聯或並聯連接於其中的堆疊結構之電池模組被廣泛地使用。因此，具有對於藉由以提升的空間效率來固定電池模組、或是提升電池模組的耐久性同時確保簡單組裝來降 低電池模組的尺寸之日益增長的需求。

然而，如韓國未審查專利公開第10-2014-0041337號等所揭露的，在現有的技術中，電池堆疊結構最後是使用凸肩螺栓(shoulder bolt)來固定。因此，電池模組應被設計為具有獨立邊際(margin)，用來形成溝槽於要被以凸肩螺栓耦接之匣的四個邊緣及單位電池的上板與下板處，且因此，電池模組具有大的尺寸及退化的空間效率。

同樣地，如同在韓國未審查專利公開第10-2004-0043432號中所揭露的，在現有的技術中，帶型條板(band-type bar plate)被插入到並耦接於在電池堆疊的上端板和下端板處的溝槽中，以固定電池堆疊結構。因此，若複數個電池被堆疊而增加電池堆疊結構的重量時，條板可能因為電池堆疊的重量或外部衝擊而被分離。

本發明係關於提供一種夾持構件，其可藉由以優異的空間效率去固定電池堆疊結構來確保電池模組的小尺寸，確保電池模組的簡單組裝並同時提升電池模組的耐久性，且本發明還關於提供一種使用此夾持構件的電池模組。

在本發明的一個面向中，所提供的是一種夾持構件，其包括：一對抵壓單元，配置來分別抵壓其中堆疊有複數 個電池之電池組件的上板和下板，使得電池組件的堆疊結構被固定；以及支撐單元，配置來支撐此對抵壓單元，使得電池組件的上板和下板被由此對抵壓單元抵壓，其中，此對抵壓單元中的至少一者包括：卡扣部分，藉由卡扣的方式耦接到上板或下板；以及螺合部分，藉由螺合的方式耦接到被耦接於卡扣部分的上板或下板。

在一實施例中，卡扣部分可具有勾孔，其被耦接到設置在上板或下板處的勾突出。

在一實施例中，螺合部分可具有插入溝槽，其藉由螺合的方式耦接到卡扣部分所耦接的上板或下板。

在一實施例中，插入溝槽可具有開口在耦接側的U形狀，使得當卡扣部分被耦接到上板或下板時，設置在上板或下板處的螺合桿被插入於其中。

在一實施例中，可分別在卡扣部分的兩側設置至少一個插入溝槽。

在一實施例中，可在卡扣部分與螺合部分之間形成階部。

在一實施例中，支撐單元可具有帶形狀，帶形狀具有預定厚度及寬度、以及對應到電池組件的堆疊厚度的長度，並且支撐單元可具有彎曲部分，其在寬度的中心處凸起地形成，以在厚度方向上的一側處突出。

在一實施例中，此對抵壓單元及支撐單元可為一體地被形成。

在一實施例中，此對抵壓單元可分別延伸自支撐單元 的兩縱向端，且被彎曲以相互面對。

在一實施例中，此對抵壓單元及支撐單元可由金屬材料所製成。

在本發明的另一個面向中，所提供的是一種電池模組，其包括：如上所述的夾持構件；以及電池組件，其中堆疊有複數個電池，其中，電池組件的堆疊結構使用夾持構件而被固定。

在一實施例中，電池組件可包括：電池堆疊結構；以及上板和下板，其分別設置在電池堆疊結構於堆疊方向上的上端及下端處，且上板和下板中的至少一者可包括：對應的卡扣部分，耦接到夾持構件的卡扣部分；以及對應的螺合部分，耦接到夾持構件的螺合部分。

在一實施例中，對應的卡扣部分可包括勾突出，其被耦接到設置在夾持構件的卡扣部分中的勾孔。

在一實施例中，對應的螺合部分可包括：螺合桿，當對應的卡扣部分被耦接到夾持構件的卡扣部分時，螺合桿插入到設置在夾持構件的螺合部分的插入溝槽；以及螺母構件，耦接到螺合桿，以固定夾持構件。

在一實施例中，可在對應的卡扣部分之兩側處分別設置有至少一螺合桿。

在一實施例中，可在對應的卡扣部分及對應的螺合部分之間形成有階部，其對應於夾持構件的卡扣部分與螺合部分之間的階部。

在一實施例中，電池組件可進一步包括螺栓構件，其 螺合通過電池堆疊結構，並且，上板和下板可分別具有通孔，通孔形成在相互對應的點處，使得螺栓構件從中通過。

在本發明的實施例中，由於包括堆疊於其中的複數個電池之電池組件的堆疊結構使用夾持構件而被固定，其能夠最小化需要獨立的耦接空間之凸肩螺栓的使用，提升空間效率並確保電池模組的簡單組裝。

此外，由於夾持構件同時藉由卡扣及螺合的方式而耦接到電池組件，其能夠確保夾持構件的簡單耦接，避免夾持構件因為電池模組的重量或外部衝擊而被分離，並提升整個電池模組的耐久性。

此外，由於夾持構件藉由卡扣的方式而耦接到電池組件，設置在電池組件的端板處的螺合桿被自動地插入到形成在夾持構件的U形插入溝槽中，從而確保夾持構件的簡單螺合。

此外，由於階部被形成在電池組件的端板與夾持構件的卡扣部分與螺合部分之間，使得夾持構件被由階部所支撐，其能夠更有效地防止夾持構件被分離。

此外，熟知本領域技術人士從以下的描述能夠清楚地理解到根據本發明的實施例還能夠解決上面未提及之各式各樣的技術目的。

10‧‧‧電池模組

100‧‧‧電池組件

102‧‧‧電池堆疊結構

110‧‧‧上板

111‧‧‧通孔

112‧‧‧對應的卡扣部分

114‧‧‧勾突出

116‧‧‧對應的螺合部分

118‧‧‧螺合桿

119‧‧‧螺母構件

120‧‧‧下板

130‧‧‧螺栓構件

200‧‧‧夾持構件

210‧‧‧上抵壓單元

212‧‧‧卡扣部分

214‧‧‧勾孔

216‧‧‧螺合部分

218‧‧‧插入溝槽

220‧‧‧下抵壓單元

230‧‧‧支撐單元

232‧‧‧彎曲部分

圖1為顯示根據本發明的實施例之電池模組的立體圖。

圖2為顯示根據本發明的實施例之夾持構件的立體圖。

圖3為顯示圖2的夾持構件之前視圖。

圖4為顯示根據本發明的實施例之電池模組與夾持構件的耦接狀態的視圖。

圖5為顯示根據本發明的實施例之電池模組的上板的立體圖。

在下文中，將參照所附圖式詳細描述本發明的實施例，以清楚地解釋對於本發明的技術目的之解決方案。然而，在本發明中，若被認定為會使本發明的主題變得模糊，任何先前技術的說明可被省略。此外，在本文中所使用的詞語是考慮到本發明的功能所界定的，且可依據設計者、製造者等的意圖而變化，或根據使用者的意圖而變化。因此，詞語應基於說明書的整體揭露內容來界定。

圖1為顯示根據本發明的實施例之電池模組的立體圖。

如圖1所示，根據本發明的實施例之電池模組10包括堆疊結構的電池組件100以及夾持構件200，在電池組件100中，複數個電池被堆疊。電池組件100包括電池堆 疊結構102以及一對端板(亦即，上板110和下板120)，電池堆疊結構102中堆疊有複數個電池匣(每一個電池匣容納有一或多個單位電池)，上板110和下板120在堆疊方向上分別被設置在電池堆疊結構102的上端及下端處。此外，電池組件100可進一步包括螺栓構件130，其螺合通過電池堆疊結構102。

同時，夾持構件200包括一對抵壓單元210、220、以及支撐單元230。一對抵壓單元210、220分別抵壓電池組件100的上板110和下板120，以固定電池組件100的堆疊結構。支撐單元230支撐此對抵壓單元210、220，使得電池組件100的上板110和下板120被由此對抵壓單元210、220抵壓。

圖2及圖3為分別顯示根據本發明的實施例之夾持構件的立體圖及前視圖。

如圖2及圖3所示，根據本發明的實施例之夾持構件200包括一對抵壓單元210、220、以及支撐此對抵壓單元210、220的支撐單元230。此對抵壓單元210、220中的至少一者包括卡扣部分212及螺合部分216。在此情況下，卡扣部分212藉由卡扣的方式被耦接到端板，也就是電池組件100的上板110或下板120。如稍後將說明的，若預定的勾突出被設置在電池組件100的端板110、120處，則卡扣部分212可具有與勾突出耦接的勾孔214。在另一實施例中，若預定的勾槽被形成在電池組件100的端板110、120處中，則卡扣部分212可具有耦接到勾槽的 勾突出。

此外，螺合部分216藉由螺合的方式被耦接到卡扣部分212被耦接之電池組件100的上板110或下板120。為此原因，螺合部分216可具有插入溝槽218，其藉由螺合的方式被耦接到上板110或下板120。在此情況下，插入溝槽218可具有U形狀，其在耦接側具有開口，使得當卡扣部分212被耦接到上板110或下板120時，設置在電池組件100的上板110或下板120的螺合桿被自動地插入到開口中。此外，可在卡扣部分212的兩側處分別地設置至少一插入溝槽218。如上所述，根據本發明之夾持構件200同時地被卡扣及螺合到電池組件100，從而確保簡單耦接，且亦可能防止夾持構件200因為電池組件100的重量或外部衝擊而被分離。此外，階部可能被形成在卡扣部分212與螺合部分216之間。由於夾持構件200的抵壓單元210、220以階部而耦接到電池組件100的上板110或下板120，當在橫向方向上(在x軸方向上)發生震動或衝擊時，夾持構件200受到階部的支撐，從而更有效地防止夾持構件被分離。

同時，支撐單元230可具有帶形狀，帶形狀具有預定厚度及寬度、以及對應到電池組件100的堆疊厚度之長度，且支撐單元230亦可具有彎曲部分232，彎曲部分232在寬度的中心處凸起地形成，以在厚度方向上(在y軸方向上)的一側處突出。彎曲部分232可藉由起脊(beading)的方式被形成，且相較於支撐單元230僅具 有簡單的平板形狀的情況，支撐單元230的彈性強度(elastic strength)可被進一步地提升。

一對抵壓單元210、220及支撐單元230可被形成為彼此為一體的，且還可由具有良好的彈性強度及高導熱性的金屬材料所製成。在此情況下，一對抵壓單元210、220分別延伸自支撐單元230在長度方向上(在z軸方向上)的兩端，且被彎折為相互面對。

根據本發明的電池模組10使用如上所述的夾持構件200來固定電池組件100的堆疊結構。

圖4為顯示根據本發明的實施例之電池模組與夾持構件的耦接狀態的視圖。圖5為顯示根據本發明的實施例之電池模組的上板的立體圖。

如圖4及圖5所示，夾持構件200藉由抵壓單元210、220的方式而耦接到電池組件100的端板110、120，以固定電池組件100的堆疊結構。為此原因，作用為電池組件100的端板之上板110及下板120中的至少一者包括對應的卡扣部分112及對應的螺合部分116，對應的卡扣部分112被耦接到夾持構件200的卡扣部分212，且對應的螺合部分116被耦接到夾持構件200的螺合部分216。在此同時，對應的卡扣部分112可包括勾突出114，其耦接到設置在夾持構件200的卡扣部分212中的勾孔214。在另一實施例中，若夾持構件200的卡扣部分212具有勾突出，則端板110之對應的卡扣部分112可具有耦接到對應的勾突出之耦接溝槽。

此外，當對應的卡扣部分112被耦接到夾持構件200的卡扣部分212時，對應的螺合部分116可包括被插入到設置在夾持構件200的螺合部分216處的插入溝槽218中的螺合桿118、以及被耦接到螺合桿118的螺母構件119，以固定夾持構件200。在此情況下，可在對應的卡扣部分112的兩側處分別設置至少一螺合桿118，對應於夾持構件200的插入溝槽218。此外，對應的卡扣部分112及對應的螺合部分116可具有位於其兩者之間的階部，對應於在夾持構件200的卡扣部分212及螺合部分216之間的階部。

更詳細地，若夾持構件200藉由卡扣的方式而耦接到電池組件100，例如，則設置在電池組件100的上板110處之勾突出114被定位於設置在夾持構件200的上抵壓單元210處的勾孔214中，且同時地，上板110的螺合桿118通過夾持構件200的U形插入溝槽218而被自動地定位於插入溝槽218中。在這之後，若螺母構件119被耦接到螺合桿118，則夾持構件200被完全地耦接。若夾持構件200的上抵壓單元210及下抵壓單元220被塑形為相互對應，且電池組件100的上板110及下板120也同樣被塑形為相互對應，則夾持構件200的下抵壓單元220及電池組件100的下板120亦可用上述的方式被耦接。

同時，根據本發明的實施例之電池模組10可藉由同時使用夾持構件200及螺栓構件130(例如，凸肩螺栓)來固定電池組件100的堆疊結構。例如，電池組件100的 一側可藉由耦接夾持構件200而固定，且電池組件100的另一側可藉由耦接螺栓構件130而固定。在此情況下，電池組件100的上板110及下板120可相互對應的位置處具有通孔111，使得螺栓構件130可從中通過。

如上所述，在本發明的實施例中，由於包括堆疊於其中的複數個電池之電池組件的堆疊結構使用夾持構件而被固定，其能夠最小化需要獨立的耦接空間之凸肩螺栓的使用，提升空間效率並確保電池模組的簡單組裝。此外，由於夾持構件同時藉由卡扣及螺合的方式被耦接到電池組件，其能夠確保夾持構件的簡單耦接，防止夾持構件因為電池組件的重量或外部衝擊而被分離，並提升整個電池模組的耐久性。此外，由於夾持構件藉由卡扣的方式而耦接到電池組件，設置在電池組件的端板處的螺合桿被自動地插入到形成在夾持構件的U形插入溝槽中，從而確保夾持構件的簡單螺合。此外，由於階部被形成在電池組件的端板與夾持構件的卡扣部分與螺合部分之間，使得夾持構件被由階部所支撐，其能夠更有效地防止夾持構件被分離。此外，熟知本領域技術人士從以下的描述能夠清楚地理解到根據本發明的實施例還能夠解決上面未提及之各式各樣的技術目的。

目前為止，本發明的實施例已被詳細地描述。然而，熟知本領域技術人士將能夠清楚地理解的是，在本發明的範疇中能夠作成各式各樣的修改。因此，實施例不應該被限制性地詮釋而是僅為例示性的。換言之，本發明真正的 範疇在所附的申請專利範圍中被界定，且應全面地考量其等效物與修改，若其落在本發明的範疇中。

10‧‧‧電池模組

100‧‧‧電池組件

102‧‧‧電池堆疊結構

110‧‧‧上板

120‧‧‧下板

130‧‧‧螺栓構件

200‧‧‧夾持構件

210‧‧‧上抵壓單元

220‧‧‧下抵壓單元

230‧‧‧支撐單元

Claims (17)

1. 一種夾持構件，包括：一對抵壓單元，配置來分別抵壓其中堆疊有複數個電池的電池組件之上板和下板，使得該電池組件的堆疊結構被固定；以及支撐單元，配置來支撐該對抵壓單元，使得該電池組件的該上板和該下板被由該對抵壓單元抵壓，其中，該對抵壓單元中的至少一者包括：卡扣部分，藉由卡扣的方式耦接到該上板或該下板；以及螺合部分，藉由螺合的方式耦接到被耦接於該卡扣部分的該上板或該下板。
2. 如申請專利範圍第1項之夾持構件，其中，該卡扣部分具有勾孔，該勾孔被耦接到設置在該上板或該下板處的勾突出。
3. 如申請專利範圍第1項之夾持構件，其中，該螺合部分具有插入溝槽，該插入溝槽藉由螺合的方式耦接到該卡扣部分所耦接的該上板或該下板。
4. 如申請專利範圍第3項之夾持構件，其中，該插入溝槽具有開口在耦接側的U形狀，使得當該卡扣部分被耦接到該上板或該下板時，設置在該上板或該下板處的螺合桿被插入於其中。
5. 如申請專利範圍第4項之夾持構件，其中，分別在該卡扣部分的兩側設置至少一個插入溝 槽。
6. 如申請專利範圍第5項之夾持構件，其中，在該卡扣部分與該螺合部分之間形成階部。
7. 如申請專利範圍第1項之夾持構件，其中，該支撐單元具有帶形狀，該帶形狀具有預定厚度及寬度、以及對應到該電池組件的堆疊厚度的長度，並且該支撐單元具有彎曲部分，該彎曲部分在該寬度的中心處凸起地形成，以在厚度方向上的一側處突出。
8. 如申請專利範圍第7項之夾持構件，其中，該對抵壓單元及該支撐單元為一體地被形成。
9. 如申請專利範圍第8項之夾持構件，其中，該對抵壓單元分別延伸自該支撐單元的兩縱向端，且被彎曲以相互面對。
10. 如申請專利範圍第8項之夾持構件，其中，該對抵壓單元及該支撐單元由金屬材料所製成。
11. 一種電池模組，包括：如申請專利範圍第1至10項任一項所界定之夾持構件；以及電池組件，其中堆疊有複數個電池，其中，該電池組件的堆疊結構使用該夾持構件而被固定。
12. 如申請專利範圍第11項之電池模組，其中，該電池組件包括： 電池堆疊結構；以及上板和下板，分別設置在該電池堆疊結構於堆疊方向上的上端及下端，其中，該上板和該下板中的至少一者包括：對應的卡扣部分，耦接到該夾持構件的該卡扣部分；以及對應的螺合部分，耦接到該夾持構件的該螺合部分。
13. 如申請專利範圍第12項之電池模組，其中，該對應的卡扣部分包括勾突出，該勾突出被耦接到設置在該夾持構件的該卡扣部分中的勾孔。
14. 如申請專利範圍第12項之電池模組，其中，該對應的螺合部分包括：螺合桿，當該對應的卡扣部分被耦接到該夾持構件的該卡扣部分時，該螺合桿插入到設置在該夾持構件的該螺合部分的插入溝槽；以及螺母構件，耦接到該螺合桿，以固定該夾持構件。
15. 如申請專利範圍第14項之電池模組，其中，在該對應的卡扣部分之兩側處分別設置有至少一螺合桿。
16. 如申請專利範圍第15項之電池模組，其中，在該對應的卡扣部分及該對應的螺合部分之間形成有階部，對應於該夾持構件的該卡扣部分與該螺合部分之間的該階部。
17. 如申請專利範圍第12項之電池模組， 其中，該電池組件還包括螺栓構件，該螺栓構件螺合通過該電池堆疊結構，並且其中，該上板和該下板分別具有通孔，該等通孔形成在相互對應的點處，使得該螺栓構件從中通過。

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