CN100539252C - 电池模组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池模组，该电池模组包括多个扁平电池和多个电绝缘隔离件。所述多个扁平电池中的每个沿着厚度方向彼此上下堆叠且具有突出到外盖外部的板形电极端子，并且所述多个扁平电池与密封在所述外盖内部的发电元件连接。所述多个电绝缘隔离件沿着所述多个扁平电池的厚度方向堆叠，并且接受和支撑一个以上所述扁平电池的相互隔开的电极端子，其中至少一个所述绝缘隔离件具有沿着至少一个所述电极端子的突出方向的开口，从而露出所述至少一个电极端子的一部分。

Description

电池模组
技术领域
本发明涉及一种电池模组。
背景技术
扁平而薄的电池(“扁平电池”)在本领域为人公知并得到应用。在扁平电池中，具有阴极电极板和阳极电极板的发电元件密封在由薄膜部件例如层叠薄膜构成的盒形外盖内部。与密封在外盖内部的发电元件连接的板形电极端子从外盖的内部向外部突出。日本发明专利公开No.2001-256934公开了一种高功率、高容量的电池模组，其中多个扁平电池堆叠并且串联和/或并联地电连接在一起，其全部内容以引用的方式并入本文。其它日本发明专利公开No.2004-6141、2006-02884和2006-210210312也以引用的方式并入本文。
在本文中，“电池模组(battery module)”是指包括多个连接的电池的单元，而“电池组件(battery assembly)”是指多个连接的电池模组。
在车辆领域具有特别应用的电池组件的使用和设计表现出对于两个特征的需求。首先，需要电池组件紧凑，这一点可以通过尽可能地减小各个扁平电池模组之间的距离来实现。其次，电池模组的结构不应该受到振动的负面影响。如果电池模组遭受振动并受到振动的影响，由这种振动引起的应力可能反过来影响电极端子等的连接，因此影响电池的耐用性。因此，总是不断地需要尺寸较小同时保持其结构不受振动影响的电池模组。
发明内容
本发明的实施例涉及一种电池模组和一种形成电池模组的方法。所述电池模组可以包括多个扁平电池和多个电绝缘隔离件。所述多个扁平电池中的每个沿着厚度方向彼此上下堆叠且具有突出到外盖外部的板形电极端子，并且所述多个扁平电池与密封在所述外盖内部的发电元件连接。所述多个电绝缘隔离件沿着所述多个扁平电池的厚度方向堆叠，并且接受和支撑一个以上所述扁平电池的相互隔开的电极端子，其中至少一个所述绝缘隔离件具有沿着至少一个所述电极端子的突出方向的开口，从而露出所述至少一个电极端子的一部分。
根据下面的说明和所附权利要求书可以清楚理解本发明的其它特点和优点。
附图说明
图1是显示根据本发明实施例构成的电池模组的透视图。
图2是图1所示电池模组的分解透视图，其中电池模组相对于图1是倒置的。
图3是显示设置在外壳内部的电池单元(cell unit)和绝缘盖的顶视图。
图4是沿着线4-4获得的图3的剖视图。
图5是显示去掉绝缘盖的电池单元的透视图。
图6是显示构成电池单元的三个子组件的透视图，其中各子组件的前侧朝向前。
图7是显示图6所示子组件的透视图，其中各子组件的后侧朝向前。
图8是从底侧显示图6所示子组件的透视图。
图9是显示电池单元的分解透视图，其中电池单元的前侧朝向前。
图10是显示电池单元的分解透视图，其中电池单元的后侧朝向前。
图11是显示电池单元中彼此上下堆叠的扁平电池和绝缘板的概念图。
图12是显示电池单元中扁平电池的电连接的概念图。
图13A是显示电池单元中所包括的示例性扁平电池的透视图。
图13B是沿着横截线α-α获得的图13A的扁平电池的剖视图。
图14A是显示电池单元中所包括的示例性绝缘板的透视图；图14B是内外倒置的绝缘板的透视图；图14C是沿着线14C-14C获得的图14A的剖视图；图14D是沿着线14D-14D获得的图14A的剖视图。
图15A和图15B是显示其中一个电极和一个输出端子由一对绝缘板接受和保持的构造的透视图。
图16A和图16B是显示其中扁平电池设置为低于图15A所示位置的状态的透视图。
图17A、图17B和图17C是显示其中多个电极由一对绝缘板接受和保持的构造的透视图。
图18是显示绝缘板的切掉部分的宽度与电极的宽度之间关系的顶视图。
图19A是显示电池单元的前侧的透视图；图19B是显示电压检测连接器的透视图，该电压检测连接器***安装在电池单元前侧的绝缘盖中。
图20是电池单元的后侧的透视图。
图21是显示外壳内部的冷却空气通道的示意图。
图22A是显示去掉图19B所示电压检测连接器的电池单元的前侧的透视图；图22B是显示与电池单元的前侧分离的绝缘盖的透视图；图22C是示意性显示电压检测连接器的透视图。
图23A是显示扁平电池的主要部分的顶视图，其中电压检测端子板连接在电极上；图23B是沿着线23B-23B获得的图23A的剖视图，并且显示其中电极和电压检测端子板通过冲压焦化(punch coking)连接在一起的构造；图23C是主要部分的剖视图，显示***电压检测部分的连接器。
图24A是显示具有凹入部分的绝缘板的主要部分的剖视图，通过冲压焦化形成于电压检测端子板的表面上的凸出部分***该凹入部分中；图24B是显示通过铆钉连接在一起的电极和电压检测端子板的剖视图。
图25是显示第一子组件的一部分组装的部分组装透视图。
图26是显示图25之后第一子组件的组装的俯视图。
图27是显示图26之后第一子组件的一部分的部分组装透视图。
图28是显示图27之后第一子组件的组装的俯视图。
图29是显示图28之后第一子组件的一部分的部分组装透视图。
图30是显示图29之后第一子组件的组装的俯视图。
图31是显示第二子组件的一部分的部分组装透视图。
图32是显示图31之后第二子组件的组装的俯视图。
图33是显示第三子组件的一部分的部分组装透视图。
图34是显示图33之后第三子组件的组装的俯视图。
图35是显示图34之后第三子组件的一部分的部分组装透视图。
图36是显示图35之后第三子组件的组装的俯视图。
图37是显示图36之后第三子组件的一部分的部分组装透视图。
图38是显示图37之后第三子组件的组装的俯视图。
图39是显示根据可选实施例的绝缘板的修改实施例形状的透视图。
图40是显示具有根据图39所示修改实施例的绝缘盖的电池单元的透视图。
具体实施方式
将参照附图说明本发明的示例性实施例。附图中的相同部件以相同的参考标记显示。
在本发明的实施例中，为了提供对本发明的更透彻的理解，提出了很多具体的细节。然而，本领域的普通技术人员很清楚，可以在不使用这些具体细节的条件下实施本发明。在其它情况下没有详细描述众所周知的特征，以避免使本发明不清楚。
图1和图2显示根据本发明的实施例构成的电池模组50。如图1所示，X轴和Y轴方向有时分别表示电池模组50、电池单元60、外壳70等的纵向和横向。Z轴方向有时表示竖直方向(表示图中所示的取向)、厚度方向(表示模组中容纳的电池的最薄方向)、堆叠方向(表示一个电池堆叠在另一个电池上以形成电池模组)。参照附图用在本文中的术语“前表面”是指与纵向垂直的位于前侧的表面(例如，如图1的实施例中所示，电输出端子140和150所突出的前侧)，术语“后表面”是指位于与前侧相对一侧的表面，即同样与纵向垂直的位于后侧的表面。在图1和图2的实施例中，电池具有沿着纵向的最大尺寸(长度)、沿着横向的次大尺寸(宽度)以及沿着厚度方向或堆叠方向的最小尺寸(厚度)。
如图1和图2所示，电池模组50包括设置在外壳70内部的电池单元60。电池单元60包括多个扁平电池(在下面称为“电池”)101-108，总称为电池100；以及多个绝缘板或隔离件121-138，总称为隔离件110，全部隔离件沿着电池100的厚度方向堆叠。本领域的普通技术人员可以理解，术语“扁平电池”用于表示具有通常较薄的平面形状的电池(基本上如图1和图2的实施例中所示)，该形状沿着厚度方向的尺寸相对来讲小于沿着纵向和/或横向的尺寸。
参照图2，外壳70包括盒形下壳71和上壳72。本领域的普通技术人员可以理解，术语“上”和“下”是为了相对于处于图2所示取向的外壳70的部件的显示进行解释，而不是想要将本发明限于所显示的取向，因为在不脱离本发明的某些方面的条件下，也可以使用其它的取向。下壳71可以包括具有边缘71c的壁71b，边缘71c限定下壳71中的开口71a。上壳72相当于并且形成开口71a的盖子。上壳72的边缘72a可以沿着下壳71的周壁71b的边缘71c卷绕或卷曲，或者以其它方式沿着边缘71c紧固于此，使得上壳72与下壳71接合(如图1中边缘连接区的局部放大剖视图所示)。下壳71和上壳72可以由相对薄的、相对刚性的可成形板构成，例如经由压制过程成形的铝板。外壳70容纳电池单元60并且在下壳71的前表面和后表面上具有通孔75(在图1和图2中只显示了穿透前表面的通孔75)，通孔75沿着纵向延伸穿透外壳。用在本文中的术语“前表面”和“后表面”是指沿着纵向间隔的位于前侧和后侧的表面，因此该实施例中的通孔75沿纵向延伸穿透外壳的前侧和后侧(如图1中所示)。通孔75有利地以多个通孔75成组的形式形成，每个通孔75相互平行并且沿着竖直(“堆叠”)方向上下设置地延伸，这如图1和图2所示。但是，本领域的普通技术人员可以理解，通孔75可以例如以任意数量和/或沿着横向设置。同样，无论如何也不希望通孔的具体数量和所显示的具体几何形状限制本发明的范围。
参照图3至图5，图中显示了电池单元60的各个视图。在如图3至图5所示的一个或多个实施例中，电池单元60可以包括一个以上或多个电池100，电池100在其端子端部具有电极端子或突片100t。突片100t由隔离件110(对应于绝缘板并且在本文中有时候称为绝缘板)接受并且保持在其间，而且沿着堆叠方向(图3至图5所示取向中的竖直方向)堆叠。电池与分别具有正极极性和负极极性的输出端子140和150电连接。因此，电正极输出端子140和电负极输出端子150与堆叠电池100的适当电极端子或突片100t电连接。用在本文中的突片100t或多个突片100t表示正极侧突片100p(阴极电极端子)和负极侧突片100m(阳极电极端子)的一个或者多个或者全部。用在本文中的正极侧突片100p或多个突片100p总体上表示电池101至108的正极侧突片101p、102p、103p、104p、105p、106p、107p和108p的一个或者多个或者全部。用在本文中的负极侧突片100m或多个突片100m总体上表示电池101至108的负极侧突片101m、102m、103m、104m、105m、106m、107m和108m的一个或者多个或者全部。类似地，隔离件110或多个隔离件110总体上表示前侧的隔离件121至129和后侧的隔离件130至138的一个或者多个或者全部(为了清楚起见，在图5中没有编号，参见图9)。如图所示和所述，电池100沿着电池的厚度方向上下堆叠，并且串联地电连接。因此，一个电池的阴极(正极侧突片101p)与下一个电池的阳极(负极侧突片101m)串联地连接，直到模组中的全部电池100电连接，并且电池序列的任一端的阴极和阳极分别与正极输出端子140和负极输出端子150电连接，这一点将在下面参照图12进行更完全地说明。本领域的普通技术人员可以理解，通过并联连接多个电池构成的电池模组也可以用于本发明的一个或多个实施例中。例如，在这种并联电池实施例中也可以使用其间放置和接受电池突片100t的绝缘隔离件110并且提供隔离件开口，下面将更完全地说明这一点，在这里的实施例中没有完全说明这种情况。
如图5所示，绝缘盖91和92可拆卸地安装在电池单元60的前表面和后表面上。绝缘盖91和92覆盖突片100t和隔离件110以及其间的开口112或212(取决于实施例，后面将更详细地描述为切掉部分112或凹入部分212)，从而保护突片100t并且确保突片100t与外壳70之间的电绝缘。插孔91a和92a分别形成于绝缘盖91和92中并且穿透。插孔91a和92a允许通过***连接器(图5中未显示，参见图19B和图22A至图22B中的连接器170)连接到外部装置(未显示)上，例如用于检测电压的电压检测装置或用于控制电池的充放电的控制装置。在所示实施例中，插孔91a和92a位于输出端子140和150之间的中央。当将控制连接器***插孔91a和92a中时，它可以连接到突片100t的电压检测部分160，或者以其它方式连接到安装于突片100t的电压检测部分160上。电压检测装置可以通过连接器检测电池100的电压，从而提供对电池电压的检测和/或控制，或者提供其它功能，例如控制电池模组50的充电和/或放电等。导向板91b和92b可以安装在绝缘盖91和92的内侧(盖91或92朝向电池100的向内的侧)，用于引导连接器的***和/或取出。此外，多个咬扣配合钩91c和92c或其它紧固装置可以沿着绝缘盖91和92的外周安装，以便与隔离件110和/或输出端子140和150接合，并且将绝缘盖91和92紧固于其上。在安装之后，绝缘盖91和92覆盖正极侧突片100p、负极侧突片100m和隔离件110。绝缘盖91和92在一表面上设置有通孔95，所述通孔从突片100t和隔离件110的露出部分(该区域在下面参照图19A和图20说明时称为开口200或敞开区域200)向外并且与这些露出部分相对。如图5所示，通孔95形成为多个细长敞开区域的组，该敞开区域沿着横向平行地延伸并且沿着纵向延伸穿透盖91和92。但是，与通孔75相似，通孔95的数量和几何形状不限制本发明的范围，并且本领域的普通技术人员在阅读本发明之后可以理解，可以在不脱离本发明的某些方面的条件下进行各种变化。
参照图1和图2，正极侧输出端子140和负极侧输出端子150分别穿过形成于下壳71的周壁71b的一部分处的切掉部分71d和71e从外壳70向外突出。周壁71b还可以包括切掉部分71f，绝缘盖91和92的插孔91a和92a可以穿过该切掉部分71f从外壳70向外突出。
下壳71和上壳72可以包括形成于其四个角部的螺栓孔73。类似地，隔离件110可以包括在与螺栓孔73相应的位置形成于隔离件中的螺栓孔111，使得螺栓(未显示)可以穿过外壳70的四个角部并且穿过隔离件110的螺栓孔111。衬套93可以***隔离件110的螺栓孔111中。另外，衬垫部件94或多个衬垫部件94可以安装在电池单元60与上壳72之间。另外，多个电池模组50可以通过穿过螺栓孔73***的螺栓进行组合，从而形成电池组件(未显示)。
如上所述，外壳70接受电池单元60，其中电池单元60具有电池100和隔离件110并且绝缘盖91和92安装于电池单元60。通过经由螺栓孔73、衬套93和螺栓孔111***和紧固螺栓，可以固定隔离件110相对于外壳70的位置。此外，因为隔离件110将突片100t保持于其间，固定隔离件110的位置也可以固定电池100相对于外壳70的位置。
体空间99(例如在图5中表示在几个位置)可以设置在外壳70的内表面和电池100之间，该体空间可以与开口200流体连通，如下面参照图19A和图20所述，开口200技术上包括由在隔离件110和突片100t之间延伸的敞开区域200限定的体积。另外，设置在绝缘盖91和92中的通孔95也可以与设置在下壳71中的通孔75以及设置在隔离件110之间的敞开区域200流体连通，并且可以经由通孔75和95与外壳70的外部流体连通，从而提供通过内部容纳有电池100的外壳70的冷却气流或其它流体。
参照图6至图8，图中显示三个子组件81、82和83的各个部分组装视图。图6显示从顶角投影的子组件81、82和83的前侧透视图，其中输出端子140和150朝着向前的方向。图7显示从顶角投影的子组件81、82和83的后侧透视图，图8显示从底角投影的子组件81、82和83的前侧透视图。在图6至图8所示的实施例中，子组件81、82和83可以通过组合而构成或者以其它方式形成电池单元60。电池单元60使用第一至第三子组件81、82和83进行组装。第一子组件81显示为位于顶部，并且构成为三个电池101、102和103上下堆叠并且串联地电连接。第二子组件82显示为位于中间，并且构成为两个电池104和105上下堆叠并且串联地电连接。第三子组件83显示为位于底部，并且构成为三个电池106、107和108上下堆叠并且串联地电连接。第一子组件81、第二子组件82和第三子组件83彼此串联地电连接。通过连接后侧的朝外的突片103p和104m，第一子组件81和第二子组件82彼此串联地电连接。类似地，通过连接后侧的朝外的突片105p和106m，第二子组件82和第三子组件83彼此串联地电连接。将负极侧输出端子150安装于第一子组件81，将正极侧输出端子140安装于第三子组件83。另外，子组件81至83可以通过这样的方式在例如98处结合在一起，即在第一子组件81的电池103与第二子组件82的电池104之间以及第二子组件82的电池105与第三子组件83的电池106之间使用双面带98。
参照图9至图10，图中显示电池单元60的实施例的分解透视图，其中图11所示侧视图进一步显示该实施例。如图9至图11所示，电池单元60包括八个电池101至108、十八个隔离件121至138以及两个输出端子140和150。在十八个隔离件121至138中，九个隔离件121至129朝向输出端子140和150设置在前侧，九个隔离件130和138设置在后侧。为了方便说明，电池101至108沿着电池的堆叠方向从上至下(图9至图11中竖直地从上至下)称为第一电池101至第八电池108；前侧的九个隔离件121至129按照与上面定义相同的顺序称为第一隔离件121至第九隔离件129；后侧的九个隔离件130至138按照与上面定义相同的从上至下的顺序称为第十隔离件130至第十八隔离件138。
参照图11，第一隔离件121至第十八隔离件138设置为这样：即，突片100t由沿着电池的堆叠方向设置的隔离件接受并保持在其间。正极侧输出端子140包括导电汇流条141和安装在汇流条141的端部并覆盖端子140的树脂盖142。汇流条141具有板形形状并且与第八电池108的正极侧突片108p对准。负极侧输出端子150类似地包括导电汇流条151和安装在汇流条151的端部并覆盖端子150的树脂盖152。汇流条151具有板形形状并且与第一电池101的负极侧突片101m对准。在一个实施例中，汇流条141和151可以由导电金属例如铜基材构成。参照图9，当从前侧看时，正极侧端子140的树脂盖142位于汇流条141的右端。相反，在负极侧输出端子150的树脂盖152中，树脂盖152位于汇流条151的左端。每个汇流条141和151分别设置有一对沿着堆叠方向穿透其中的通孔143和153。
图12是显示电池单元60中的电池100的电连接的示意图，图13A是显示实例电池101的透视图，其代表可以包含在电池单元60中的电池100之一。图13B是沿着图13A中的横截线α-α获得的实例电池101的剖视图。
如图12和图13A和13B所示，电池101可以为扁平锂离子蓄电池。本领域的普通技术人员根据本发明可以理解，这种电池101的发电元件101q(见图13B，示出了沿着图13A的横截线α-α获得的剖视图)位于盒形外盖100a的内部，并且包括密封在该盒形外盖100a中的堆叠阴极电极板101r、阳极电极板101s和所述电极板之间的分隔件101t，或多个堆叠阴极电极板101r、阳极电极板101s和所述电极板之间的分隔件101t。该盒形外盖100a可以由膜类材料例如层叠薄膜等构成。电池101设置有薄板型正极突片101p和薄板型负极突片101m。突片101p形成为这样：即，突片101p的一端与外盖100a内部发电元件101q的阴极电极板电连接，并且突片101p的另一端从外盖100a向外突出，用作阴极电极端子，在本文中称为突片101p。对于锂离子电池的实例，突片101p可以由例如铝构成。类似地，突片101m形成为这样：即，突片101m的一端与外盖100a内部发电元件的阳极电极板101s电连接，并且突片101m的另一端从外盖100a向外突出，用作阳极电极端子，在本文中称为突片101m。对于锂离子电池的实例，突片101m可以由例如铜构成。
突片101t(为了这里讨论的目的，代表突片101p和突片101m)从电池101沿着纵向从两侧(前侧和后侧)向外延伸。在这种具有充电元件(阳极板和阴极板)堆叠的电池中，有利的是沿着电极板的堆叠方向在充电元件上施加压力，以保持阴极电极板与阳极电极板之间的距离，并且实现电池的最佳性能。因此，当每个电池置于外壳70内部时，可以沿着堆叠方向在两侧施加压力，使得每个电池内部的充电元件也被压在一起。虽然图12和图13(13A和13B)是将电池101的结构作为例子进行说明，但是本领域的普通技术人员可以认识到，与上述结构相同的电池结构基本上可以应用于任何电池101至108。
另外，如图13A所示，端子板161(对应于电压检测端子板)可以连接在负极侧突片100m上。在一个实施例中，端子板161可以包括一个或多个或者一对形成于其中的通孔162。通孔109可以形成于突片100m中，当交替堆叠的电池上的突片100m朝向与端子板161相同时，通孔109与端子板161的通孔162对准(如图23B所示)。通孔109也可以形成于正极侧突片100p中。类似地，通孔109也可以形成于第二电池102、第三电池103、第五电池105、第六电池106和第八电池108(图9和10中所示)的正极侧突片102p、103p、105p、106p和108p中。于是，通孔109和162沿着堆叠方向延伸穿透突片100t和端子板161。
图14A显示隔离件110的顶部透视图，图14B显示其底部透视图，隔离件110对应于根据本发明的实施例构成的第四隔离件124、第六隔离件126、第十二隔离件132、第十四隔离件134和第十六隔离件136。图14C和图14D分别显示沿着图14A的剖切线C-C和D-D获得的剖视图。如图14A至图14D所示，隔离件110可以为平面部件，其沿着电池100的堆叠方向从隔离件110的两侧接受和容纳突片100t。用于***衬套93(图2中所示)的螺栓孔111沿着隔离件110的堆叠方向穿透隔离件110。隔离件110可以由电绝缘材料(例如，树脂)构成，然而，只要隔离件110的材料电绝缘并且具有足以接受和保持突片100t的强度，可以使用各种类型的隔离件，而不脱离本发明的某些原理。绝缘盖91和92也可以由与隔离件110相同或相似的绝缘材料构成。
每个隔离件110构成为提供开口，该开口通常称为开口200或敞开区域200，例如在图中所示的实施例中开口200可以包括一对切掉部分112，该切掉部分形成于与正极侧突片100p和负极侧突片100m对应的位置处。在该实施例中，切掉部分112沿着堆叠方向穿透每个隔离件110的一些部分。连接部分112a经过每个切掉部分112的内边缘(朝向电池)连接隔离件110的其它部分。如图14所示，连接部分沿着堆叠方向更薄。因此，该构造提供连接部分112a处的阶梯部分，该阶梯部分允许与外壳70的内部体空间99流体连通，使得例如当将隔离件110安装于电池100上时，冷却空气可以流过切掉部分112，流入电池外壳70，并且经过堆叠电池100的表面。如果隔离件110设置在电池单元60的前侧，则切掉部分112向前侧敞开；反之，如果隔离件110设置在电池单元60的后侧，则切掉部分112向后侧敞开。换句话说，由切掉部分112形成的开口200朝着突片100t从电池向外伸出或突出的方向敞开，该方向可以称为电极端子或突片100t的突出方向。尽管矩形形状的切掉部分112优选形成于沿着隔离件110的两个位置处，每个切掉部分112沿着横向从隔离件110的中心等距离地隔开，但是这种尺寸不限制本发明的范围。相反，本领域的普通技术人员可以认识到，可以存在修改实施例，只要切掉部分112沿着与突片100t的突出方向相同的方向敞开即可。
另外，隔离件110设置有隔离件连接器，例如沿着堆叠方向位于隔离件110一个表面上的销(或凸台)113和沿着堆叠方向位于隔离件110的相对表面上的用于接受销的孔或用于接受销的凹入部分114。如图14C所示，销113和凹入部分114沿着堆叠方向彼此共线(如图14C所示)。在一个可选实施例中，隔离件连接器有利地包括沿着横向近似形成于隔离件110中心(而非切掉部分112处)的一对销113和一对凹入部分114。
根据本发明的一个实施例，一起使用多对隔离件110，以将突片100t接受并保持于其间。在该实施例中，多对隔离件中的至少一个被置于一个突片100t和另一个突片100t之间。例如，如图11所示，负极侧突片101m接受并保持在成对的第一隔离件121和第二隔离件122之间，而正极侧突片102p接受并保持在成对的第二隔离件122和第三隔离件123之间。因此，如该实施例所示，第二隔离件122用于接受和保持负极侧突片101m和正极侧突片102p。如此，第二隔离件122在两个突片100t，即上突片101m和下突片102p之间共用，以减小突片之间的距离。通过保持电池100之间的距离尽可能短，可以获得紧凑的电池模组50。
参照图15A至图15B、16A至图16B和17A至图17B，图中显示根据本发明一个实施例的突片100t和负极侧输出端子150的各个透视图。如图15A和15B所示，隔离件122设置有从顶面穿透至底面的接合孔115，隔离件121设置有从底面伸出的咬扣配合钩116。一个隔离件110(如图15A和图15B所示的隔离件121)的咬扣配合钩116被***设置在另一个隔离件110(如图15A和15B所示的隔离件122)的表面中的接合孔115中并与其接合。换句话说，隔离件110可以通过挤压配合在一起而有利地彼此连接，使得一个隔离件110上的咬扣配合钩116与下一个隔离件110上的对应接合孔115接合。因此，这可以提供隔离件110之间的快速而轻松的连接，这转而允许快速而轻松地***突片100t。
如图15至图17所示，一对隔离件110(该实施例中的隔离件121和122)包括用于固定隔离件之间的突片100t的固定机构117。例如，该固定机构可以包括设置在一对隔离件121和122中的隔离件122上的销113，并且销113通过穿透突片101m的通孔109***。另外，该固定机构可以包括设置在另一个隔离件121上的凹入部分114，当销113的远端已经穿过通孔109时，该凹入部分接受销113的末端或远端，近端因此完全接合在通孔109中。这种固定机构可以防止当电池模组50遭受振动时隔离件121和122相对于突片101m错位，从而防止由这种错位引起的突片之间的短路。
另外，在堆叠电池100以组装电池模组50的过程中，将下隔离件110的销113的远端***上隔离件110的凹入部分114中，从而允许同时确定隔离件110相对于突片100t的位置以及电池100之间隔离件110的相对位置。如此，当组装电池模组50时销113和凹入部分114的定位功能可以有效地起作用。
在一个实施例中，汇流条141、汇流条151、端子板161和突片100t各自具有成对的通孔143、153、162和109。销113穿过这些成对通孔中的每一个***，以便减小和/或防止旋转。在某一实施例中，成对通孔143、153、162和109可以在一侧具有圆形形状并且在另一侧具有椭圆形或长圆形形状，使得销113可以容易地***并且穿过这些孔。
如图15所示，突片101m和负极侧输出端子150的汇流条151通过一对隔离件121和122之间的成对销113与凹入部分114对准。突片101m和汇流条151的一部分位于切掉区域112中。可以经由焊头(未显示)将突片101m焊接到汇流条151上，在组装中，焊头可以方便地放置并且激活，以将突片101m焊接到汇流条151上，从而将输出端子150与第一电池101电连接。具有指示性固定销113和凹入部分114的隔离件121和122可以用作夹具，以便对准突片101m和汇流条151，用于将突片101m焊接到汇流条151上。因为焊头可以置于切掉部分112内进行焊接操作，因此焊接性良好。可以将第二隔离件122的销113穿过分别形成于汇流条151、负极侧突片101m和端子板161上的通孔153、109和162***，并且***第一隔离件121的凹入部分114中，从而定位汇流条151、负极侧突片101m和端子板161。一旦定位之后，除了经由切掉部分112露出的突片101m的一部分和露出用于连接上述连接器170的电压检测部分160之外，突片101m和汇流条151通过隔离件121和122与外部触点绝缘或者避免与外壳70接触。
参照图16A和图16B，突片102p由一对隔离件122和123接受和保持，突片102p的仅仅一部分从电池向外延伸或突出超出隔离件122和123。第三隔离件123的销113可以穿过第二电池102的通孔109，进入第二隔离件122的凹入部分114，从而定位正极侧突片102p。另外，正极侧突片102p的延伸超出隔离件122和123的部分可以连接在负极侧突片103m(延伸超出隔离件123和124)上，从而将第二电池102与第三电池103(示于图11中)串联地电连接。
参照图17A、图17B和图17C，突片101p和102m由一对隔离件131和132对准。此外，突片101p和102m的一部分位于切掉区域112中。将突片101p和102m的位于切掉区域112中的一部分进行焊接，由此彼此物理上连接并且电连接。例如，焊接可以通过超声波焊接方式进行，从而将电池101和102电连接。隔离件131和132可以用作夹具，当将突片101p和102m彼此焊接时，该夹具用于保持突片101p和102m。将第十二隔离件132的销113穿过分别形成于负极侧突片102m和端子板161中的通孔109和162***，并且***第十一隔离件131的凹入部分114中，从而定位端子板161和负极侧突片102m。于是，除了突片101p、102m经由切掉部分112和电压检测部分160暴露的部分之外，突片101p、102m通过隔离件121和122实现绝缘。
如图11所示，电池单元60可以通过将堆叠的电池100串联地连接而构成，具体地说，通过将具有相反极性的突片100p和突片100m彼此电连接而构成。正极侧输出端子140和负极侧输出端子150与堆叠中的端电池电连接，即，分别与第八电池108和第一电池101电连接。
参照图18，图中显示隔离件110的切掉部分112的宽度与突片100t的宽度之间的有利关系。如图18所示，切掉部分112的宽度S(即，敞开区域200的宽度S)可以小于突片100t的宽度W，从而露出突片100t的具有宽度S的一部分。因为突片100t的宽度W大于突片100t的露出部分，或切掉部分的宽度S，因此突片100t在切掉部分112的两侧横向延伸一定距离，以至由隔离件110遮盖。如此，突片100t可以在隔离件110之间布置、保持和对准。此外，隔离件110可以具有一致的厚度，这可以防止上突片和下突片100t通过切掉部分112彼此接触，从而防止相邻突片100t之间的短路。
参照图19A至图19B、图20和图21，图19A是显示电池单元60的前侧的透视图；图19B是显示将连接器170***安装在电池单元60前侧的绝缘盖91中的透视图；图20是电池单元60后侧的透视图；图21是显示外壳70内的冷却通道的示意图。
如前面图14A和14B所示，图19A显示隔离件110还可以包括电压检测切掉部分118，该部分不同于由一个或多个切掉部分112形成的开口96。电压检测切掉部分118设置为用于将突片100t的近端的一部分暴露于电压检测连接器或控制连接器170。突片100t从切掉部分118露出的该部分可以用作电压检测部分160，通过将连接器170与突片100t在切掉部分118处露出的部分相接触来检测电池100的电压。于是，例如外部电压检测装置180或控制器180可以经由连接器170与电池模组50连接。如图所示，突片100t本身可以用作电压检测部分160，而不是使用与突片100t分离的电压检测端子。这可以有利地节省空间，并且还简化用于检测电压的结构特征，另外可以方便电池模组50的组装。
参照图19A和图20，当电池单元60组装之后，由切掉部分112形成多个开口200或敞开区域200。当敞开区域200由隔离件110、突片100t和相邻堆叠的隔离件110包围时，敞开区域200限定敞开的空间或体积，然而，为方便引用，开口200的体空间也可以称为敞开区域200或多个敞开区域200。正极侧突片100p和负极侧突片100m通过敞开区域200露出。开口或敞开区域200的体积由沿着堆叠方向的一对切掉部分112之间的露出体积限定。这些开口区域位于与正极侧突片100p和负极侧突片100m的位置对应的位置。
参照图19A、图20和图21，电池单元60的前后侧被称为敞开区域200的开口可以用作通风空间。如上所述，在外壳70的内壁与电池100之间存在一些空间99。该空间可以与敞开区域200流体连通。于是，如图4和图21所示，例如从电池单元60后侧的敞开区域200引入的冷却空气可以围绕电池100流动并且流出电池单元60前侧的敞开区域200，从而允许冷却空气接触突片100t。于是可以消散所产生的热量。在突片100t因为电池100的充电或放电而发出热量之后，随着突片100t冷却，在突片100t的表面上可以出现凝露，并且不进行电池100的再充电或放电。另外，随着循环继续并且凝露累积，冷凝的露水可能腐蚀突片100t。然而，当冷却空气与突片100t接触时，突片100t可以很容易地变干，从而减少和/或防止凝露。此外，因为绝缘盖91和92以及下壳71分别设置有通孔95和75，这些通孔与敞开区域200流体连通，虽然电池100被外壳70遮盖，也可以保持电池100的冷却性能。
图22A是显示当从插孔91a取下或分离图19B所示连接器170之后的情形的透视图。图22B是显示绝缘盖91的透视图。图22C是显示连接器170的透视图。图23A是显示电池100的主要部分的顶视图，其中电压检测端子板161与负极侧突片100m连接。图23B是沿着线23B-23B获得的图23A的剖视图，其中突片100m和电压检测端子板161通过冲压焦化连接。图23C是显示***电压检测部分160中的连接器170的主要部分的剖视图。图24A是显示具有凹入部分119的隔离件110的主要部分的剖视图，形成于电压检测端子板161表面上的凸出部分163通过冲压焦化***该凹入部分中。图24B是显示突片100m和电压检测端子板161通过铆钉165连接的剖视图。
参照图19、图22和图23，连接器170通过绝缘盖91的插孔91a可拆除地安装在或连接在电压检测部分160上。如图23C所示，连接器170可以具有与电压检测部分160接合的连接端子171。连接器170可以经由一根或多根导线172与电压检测装置180连接。于是，电压检测部分160与电压检测装置180经由连接器170和导线172的电连接可以通过***连接器170来完成。另外，可以基于电压检测装置180中检测到的电压由其它控制器(未显示)检查每个电池100的工作状态。
电池100的多个电压检测部分160沿着电池的堆叠方向以直线布置。此外，连接器170具有多个布置在与每个电压检测部分160对应的位置中的连接端子171。如图所示，四个电压检测部分160布置在前侧，而四个电压检测部分160布置在后侧。一旦将连接器170***插孔91a中，电压检测部分160和连接端子171就可以连接，从而允许将电压检测部分160与电压检测装置180电连接。
因为电压检测部分160由突片100t从切掉部分118露出的部分限定，并且因为突片100t保持在隔离件110之间，因此电压检测部分160之间的间隙由堆叠隔离件110的高度确定。于是，沿着电池堆叠方向的电压检测部分160之间的间隙以及电压检测部分160与连接端子171之间的关系可以得到保持。因此，当多个电压检测部分160与多个连接端子171对准时，不需要调节每个电压检测部分160的高度，从而允许轻松地一次连接多个连接端子171。
在每个电池100中包括已充电元件或突片100t的一部分的尺寸可以在厚度(即，电池高度)上变化。通常，当突片100t相对较厚时，突片100t的用作电压检测部分160的那部分在***或者取出连接器170时通常不会变形。然而，当突片100t相对较薄时，突片100t在这种***或取出之后会遭受变形。于是，根据本发明的一个实施例，电压检测部分160可以具有端子板161，该端子板可以由比突片100t厚的金属板构成，并且可以连接于突片，从而防止突片100t变形。端子板161可以在形成于隔离件110背面的凹入位置(未显示)由隔离件110接受。与不包括端子板161的电压检测部分160相比，电压检测部分160的强度因为增加端子板161而提高，从而减小和/或防止由***或取出连接器170导致的电压检测部分160的变形。另外，端子板161可以直接安装于突片100t上，从而相比于使用与突片100t分离的端子板161可以节省更多空间。
端子板161包括通孔162，隔离件110的销113可以通过该孔***。穿过通孔162***的销113可以支撑端子板，并且减小在***和取出连接器170时施加于端子板161上并因此施加于突片100t和已充电元件等上的负载。然而，本领域的普通技术人员可以认识到，根据突片100t的相对厚度和/或强度(以及因为***和取出连接器170而导致变形的可能性)，可能需要或不需要端子板161。
参照图17A，突片101p与突片102m相邻并设置于突片102m上。端子板161安装在突片102m上。为了避免突片101p与端子板161之间的接触，突片101p设置有和/或包括切掉部分100b，该切掉部分在位置上对应于端子板161并且尺寸上大于端子板161。通过该结构，在突片101p和102m之间***端子板161时不会产生间隙，从而允许突片102m和101p紧密设置并且彼此接触，即使当连接端子板161时也能够实现期望的电连接。
如上所述，突片100t可以通过焊接例如通过超声波焊接彼此固定。如图17所示，突片102m和101p可以通过切掉区域112中的焊接例如通过超声波焊接彼此固定。此外，突片101m和输出端子150的汇流条151(示于图15中)也可以通过切掉区域112中的焊接例如通过超声波焊接彼此固定。延伸超出隔离件110的突片102p、103m、106p和107m也可以通过焊接例如通过超声波焊接彼此固定(示于图16和图19A中)。
本领域的普通技术人员可以认识到，突片100t和端子板161也可以通过超声波焊接固定。然而，如果通过超声波焊接固定突片100t和端子板161，然后通过超声波焊接将突片100t彼此固定，有可能突片100t与端子板161之间的焊接部分会遭受由超声波焊接导致的振动，这可能潜在地导致焊接部分的分离和焊接强度的降低。因此，当通过超声波焊接将突片100t彼此固定时，有利的是，通过冲压焦化或者铆钉165固定突片100t与端子板161，以保持焊接强度和期望的质量。此外，在***和取出连接器170时，端子板161会遭受因为连接端子171与端子板161之间的摩擦和剪切力而产生的推力。这种推力可以由冲压焦化或铆钉165的剪切强度承受和降低，从而减少或防止突片100t和端子板161的分离。
参照图23，根据本发明的一个实施例，突片100m和端子板161通过冲压焦化连接。也就是说，对准的凸出和凹入部分163分别形成于端子板161的顶面上和端子板161或突片100m的底面上。如图23B和图23C所示，当将连接器170和连接端子171***孔91a中时，可以控制连接器170所***的相邻端子板161和突片100m的位置，这如图23A和图23C所示。通过进行冲压焦化，经过已接合的凹入部分163的平面形成阶梯，突片100m和端子板161通过该凹入部分163挤压配合，该阶梯与***和取出连接器170所产生的推力方向垂直。因此，尽管存在推力，但是突片100m与端子板161之间的固定部分可以经受住分离。
参照图24A，隔离件110具有凹入部分119，通过冲压焦化形成于端子板161表面上的凸出部分163可以***该凹入部分中。当突片100m由隔离件110接受时，隔离件110的凹入部分119和端子板161的表面的凸出部分163连接起来。如果端子板161遭受来自连接器170的振动，则隔离件110可以缓解这种振动并且保护突片100m，使其免遭振动。因此，可以减小和/或避免突片之间的连接部分焊接处的应力集中，从而改善突片100t的耐用性以及电池模组50的可靠性。此外，因为隔离件110可以抵抗施加于端子板161上的推力，因此可以减小施加于突片100m上的推力，从而改善突片100m的耐用性。
如上所述，销113安装在隔离件110上，并且穿过形成于突片100m和端子板161中的通孔109和162。然后可以将销113***上隔离件110的凹入部分114中。图24B显示突片100m和端子板161通过铆钉165连接的实施例。铆钉165包括从端子板161的顶面和底面都伸出的铆钉头165a，从而形成凸出形状。类似地，当通过使用铆钉165将突片100m和端子板161连接在一起时，隔离件110优选地具有凹入部分119，铆钉头165a***该凹入部分中。
图11和图12显示电池单元60中的电池100和/或隔离件110的堆叠状态。参照图12，第二电池102和第五电池105可以使用相同类型的电池并且可以沿相反的方向设置，而不相互颠倒。类似地，第三电池103和第六电池106以及第四电池104和第七电池107也可以使用相同类型的电池。因此，尽管电池单元60包括八个电池101至108，却只使用五种类型的不同形状的电池。减少电池100的类型允许降低电池100的制造成本。
突片100t的形状可以变化，并且可以考虑子组件81、82和83中的突片100t以及这些子组件之间的突片100t应该容易连接而确定其形状。具体地说，突片100t可以以两种不同的构造形成。一种构造提供沿着纵向的细长突片100t，其近端延伸超出隔离件110。在一种不同的构造中，近端不是超出隔离件110的细长形。如图12所示，第一构造(或细长构造)包括正极侧突片102p、正极侧突片103p、负极侧突片103m、负极侧突片104m、正极侧突片105p、正极侧突片106p、负极侧突片106m和负极侧突片107m。后一构造包括除上述突片之外的突片，即正极侧突片101p、负极侧突片101m、负极侧突片102m、正极侧突片104p、负极侧突片105m、正极侧突片107p、正极侧突片108p和负极侧突片108m。
端子板161与每个电池100的负极侧突片100m连接。正极侧突片101p、104p和107p具有切掉部分100b，用于接受其中安装有端子板161的负极侧突片100m上的端子板161(如图13A和13B所示)。
参照图12，下面将说明电池100的电连接。在图12中，电连接的突片100t如图所示通过双点划连接线彼此连接。
设置在某些连接线附近的“黑色矩形”表示在第一至第三子组件81、82和83中的切掉区域112中通过超声波焊接彼此连接的突片100t。设置在其它连接线附近的“黑色圆形”表示这样的突片100t：即，其从电池向外延伸超出隔离件110并且在第一子组件81和第三子组件83中通过超声波焊接在隔离件110外部彼此连接。此外，设置在某些其它连接线附近的“白色圆形”表示这样的突片100t：即，其从电池延伸超出隔离件110并且当每个子组件81、82和83组装起来并且彼此连接时通过超声波焊接在隔离件110外部彼此连接。
当组装第一子组件81时，在切掉区域112内部连接正极侧突片101p和负极侧突片102m。此外，在隔离件110外部连接正极侧突片102p和负极侧突片103m。另外，在切掉区域112内部连接负极侧突片101m和负极侧输出端子150的汇流条151(图16中所示)。
为了组装第二子组件82，在切掉区域112内部连接正极侧突片104p和负极侧突片105m。另外，当组装第三子组件83时，在切掉区域112内部连接正极侧突片107p和负极侧突片108m，在隔离件110外部连接正极侧突片106p和负极侧突片107m。在切掉区域112内部连接正极侧突片108p和正极侧输出端子140的汇流条141。
当将每个子组件81、82和83组装起来时，在隔离件110外部将正极侧突片103p和负极侧突片104m彼此连接，于是第一子组件81和第二子组件82相连接。当连接第二子组件82和第三子组件83时，在隔离件110外部连接正极侧突片105p和负极侧突片106m。于是，突片100p与100m彼此电连接，从而串联地连接电池101至108。此外，正极侧输出端子140和负极侧输出端子150分别与沿着堆叠方向位于各个端部的第八电池108和第一电池101电连接。
在前侧(图12中的右侧)，四个电压检测部分160(在图12中没有显示，位置与端子板161对应)可以沿着电池堆叠方向以直线布置在分别与第一电池101、第三电池103、第五电池105和第七电池107的负极侧突片101m、103m、105m和107m连接的端子板161处。在后侧(图12中的左侧)，四个电压检测部分160(未显示)可以沿着电池堆叠方向以直线布置在分别与第二电池102、第四电池104、第六电池106和第八电池108的负极侧突片102m、104m、106m和108m连接的端子板161处。
例如，第一电池101的电压可以通过检测负极侧突片101m处的电压检测部分160与负极侧突片102m处的电压检测部分160之间的电压来测量。第二电池102的电压可以通过检测负极侧突片102m处的电压检测部分160与负极侧突片103m处的电压检测部分160之间的电压来测量。第三电池103至第八电池108的电压可以类似地测量。
参照图11，图中显示电池单元中电池100和/或隔离件110的堆叠。在前侧(图11中的右侧)，第一隔离件121和第二隔离件122构成为接受和保持负极侧突片101m和负极侧输出端子150的汇流条151。类似地，第二隔离件122和第三隔离件123构造成接受和保持正极侧突片102p；第三隔离件123和第四隔离件124构造成接受和保持负极侧突片103m；第五隔离件125和第六隔离件126构造成接受和保持正极侧突片104p和负极侧突片105m；第六隔离件126和第七隔离件127接受和保持正极侧突片106p；第七隔离件127和第八隔离件128构造成接受和保持负极侧突片107m；第八隔离件128和第九隔离件129构造成接受和保持正极侧突片108p和正极侧输出端子140的汇流条141。
在后侧(图11中的左侧)，第十隔离件130堆叠在第十一隔离件131上面。第十一隔离件131和第十二隔离件132构成为接受和保持正极侧突片101p和负极侧突片102m。类似地，第十二隔离件132和第十三隔离件133接受和保持正极侧突片103p；第十三隔离件133和第十四隔离件134构造成接受和保持负极侧突片104m；第十四隔离件134和第十五隔离件135接受和保持正极侧突片105p；第十五隔离件135和第十六隔离件136构造成接受和保持负极侧突片106m；类似地，第十七隔离件137和第十八隔离件138构造成接受和保持正极侧突片107p和负极侧突片108m。
根据各种可选实施例，隔离件110可以具有各种形状和构造。例如，一个或多个隔离件可以沿着相反的方向设置，或者可以构造成在前后侧不倒置。另外，在前侧包括相同的隔离件(九个隔离件121至129)，而在后侧包括其它相同的隔离件(九个隔离件130至138)。电池单元60包括十八个隔离件121至138。然而，如图11所示，可以使用具有不同形状的八种隔离件，标记为隔离件种类No.8至No.15。隔离件种类No.8-15可以以如下所示方式用于第一隔离件121至第十八隔离件138：
后侧                                  前侧
第十隔离件130：#9                     第一隔离件121：#9
第十一隔离件131：#12                  第二隔离件122：#13
第十二隔离件132：#11                  第三隔离件123：#10
第十三隔离件133：#10                  第四隔离件124：#11
第十四隔离件134：#11                  第五隔离件125：#12
第十五隔离件135：#10                  第六隔离件126：#11
第十六隔离件136：#11                  第七隔离件127：#10
第十七隔离件137：#15                  第八隔离件128：#9
第十八隔离件138：#14                  第九隔离件129：#8
下面的说明将描述组装根据本发明一个实施例的电池模组50的步骤。
图31至图32显示组装第二子组件82的步骤。图33至图38显示组装第三子组件83的步骤。在图26、28、30、32、34、36和38中，超声波焊接处理的位置经由阴影线强调。
第一子组件81的组装
参照图25至图30，图中显示组装第一子组件81。如图25所示，在前侧，负极侧突片101m和负极侧输出端子150的汇流条151由第一隔离件121和第二隔离件122接受和对准。此外，负极侧突片101m的一部分和负极侧输出端子150的一部分由第一隔离件121和第二隔离件122接受和保持在切掉区域112内。
将第二隔离件122的销113穿过汇流条151、负极侧突片101m和端子板161的通孔153、109和162***，并***第一隔离件121的凹入部分114中。如图26所示，负极侧突片101m和汇流条151可以经由超声波焊接处理连接在一起，从而将负极侧输出端子150与第一电池101电连接。
如图27所示，在后侧，第十隔离件130堆叠在第十一隔离件131上面。正极侧突片101p和负极侧突片102m由第十一隔离件131和第十二隔离件132接受和对准。此外，每个突片101p和102m的一部分被接受和保持在第十一隔离件131和第十二隔离件132的切掉区域112内。
将第十二隔离件132的销113穿过突片102m和端子板161的通孔109和162***，并***第十一隔离件131的凹入部分114中，以将突片101p和102m紧固在一起。如图所示，突片101p具有与端子板161对应的切掉部分100b。第一电池101和第二电池102可以通过使用双面带彼此结合。如图28所示，正极侧突片101p和负极侧突片102m可以经由超声波焊接处理在切掉区域112中连接在一起，从而将第一电池101和第二电池102串联连接。另外，在前侧，第二电池102的正极侧突片102p由第二隔离件122和第三隔离件123接受和保持。突片102p的一部分延伸超出隔离件122和123(图28和图29中所示)。将第三隔离件123的销113穿过正极侧突片102p的通孔109***，并***第二隔离件122的凹入部分114中。
如图29所示，在前侧，负极侧突片103m由第三隔离件123和第四隔离件124接受和保持，突片103m的一部分延伸超出隔离件123和124。将第四隔离件124的销113穿过突片103m和端子板161的通孔109和162***，并***第三隔离件123的凹入部分114中。第二电池102和第三电池103可以通过使用双面带彼此结合。如图30所示，负极侧突片103m和正极侧突片102p都延伸超出隔离件121至124，这两个突片经由超声波焊接处理在隔离件121至124外部彼此连接，从而将第二电池102和第三电池103串联连接。另外，在后侧，正极侧突片103p由第十二隔离件132和第十三隔离件133接受和保持，突片103p的一部分延伸超出隔离件132和133(图29和图30中所示)。将第十三隔离件133的销113穿过正极侧突片103p的通孔109***，并***第十二隔离件132的凹入部分114中。通过执行上述步骤，可以完成第一子组件81的组装。
第二子组件82的组装
如图31所示，在前侧，正极侧突片104p和负极侧突片105m由第五隔离件125和第六隔离件126接受和对准。此外，突片104p和105m的一部分由第五隔离件125和第六隔离件126接受和保持在切掉区域112内。突片104p具有与端子板161对应的切掉部分100b。将第六隔离件126的销113穿过突片105m和端子板161的通孔109和162***，并***第五隔离件125的凹入部分114中，从而将突片104p和105m彼此紧固。第四电池104和第五电池105可以通过使用双面带彼此结合。如图32所示，正极侧突片104p和负极侧突片105m可以经由超声波焊接处理在切掉区域112中连接在一起，从而将第四电池104和第五电池105串联连接。另外，在后侧，正极侧突片105p由第十四134和第十五隔离件135接受。突片105p的一部分延伸超出隔离件134和135(图31和图32中所示)。将第十四隔离件134的销113穿过突片104m和端子板161的通孔109和162***。通过执行上述步骤，可以完成第二子组件82的组装。
第三子组件83的组装
如图33所示，在前侧，第八电池108的正极侧突片108p和正极侧输出端子140的汇流条141由第八隔离件128和第九隔离件129接受和对准。此外，正极侧突片108p的一部分和正极侧输出端子140的一部分由第八隔离件128和第九隔离件129接受和保持在切掉区域112内。将第九隔离件129的销113穿过汇流条141和突片108p的通孔143和109***，并***第八隔离件128的凹入部分114中。如图34所示，正极侧突片108p和汇流条141可以经由超声波焊接处理在切掉区域112中连接在一起，从而将正极侧输出端子140与第八电池108电连接。
如图35所示，在后侧，正极侧突片107p和负极侧突片108m由第十七隔离件137和第十八隔离件138接受和对准。突片107p和108m的一部分接受和保持在第十七隔离件137和第十八隔离件138的切掉区域112内。突片107p具有与连接在负极侧突片108m上的端子板161对应的切掉部分100b。将第十八隔离件138的销113穿过突片108m和端子板161的通孔109和162***，并***第十七隔离件137的凹入部分114中，以将突片107p和108m紧固在一起。第七电池107和第八电池108可以通过使用双面带彼此结合。如图36所示，正极侧突片107p和负极侧突片108m可以经由超声波焊接处理在切掉区域112中连接在一起，从而将第七电池107和第八电池108串联连接。另外，在前侧，负极侧突片107m由第七隔离件127和第八隔离件128接受，突片107m的一部分延伸超出隔离件127和128(图35和图36中所示)。将第八隔离件128的销113穿过突片107m和端子板161的通孔109和162***，并***第七隔离件127的凹入部分114中。
如图37所示，在后侧，第十六隔离件136堆叠在第十七隔离件137上面。将第十七隔离件137的销113***第十六隔离件136的凹入部分114中。负极侧突片106m堆叠在第十六隔离件136上面，突片106m的一部分延伸超出隔离件136。将第十六隔离件136的销113穿过突片106m和端子板161的通孔109和162***。第六电池106和第七电池107可以通过使用双面带彼此结合。如图38所示，在前侧，正极侧突片106p堆叠在第七隔离件127上面，突片106p的一部分延伸超出隔离件127。将第七隔离件127的销113穿过突片106p的通孔109***。另外，延伸超出隔离件127和128的正极侧突片106p和负极侧突片107m经由超声波焊接处理在隔离件127和128外部彼此连接，从而将第六电池106和第七电池107串联连接。通过执行上述步骤，可以完成第三子组件83的组装。
子组件81、82和83之间的连接
现在参照图6至图8和图11，当在前侧连接第一子组件81和第二子组件82时，将第五隔离件125的销113***第四隔离件124的凹入部分114中。在后侧，将第十四隔离件134的销113穿过负极侧突片104m和端子板161的通孔109和162***，并***第十三隔离件133的凹入部分114。另外，在后侧，将正极侧突片103p和负极侧突片104m经由超声波焊接处理在隔离件130至135外部连接，从而将第一子组件81和第二子组件82串联连接。
当在前侧连接第二子组件82和第三子组件83时，将第七隔离件127的销113***正极侧突片106p的通孔109中，并***第六隔离件126的凹入部分114中。在后侧，将第十六隔离件136的销113穿过负极侧突片106m和端子板161的通孔109和162***，并***第十五隔离件135的凹入部分114。另外，在后侧，将正极侧突片105p和负极侧突片106m经由超声波焊接处理在隔离件130至138外部连接，从而将第一至第三子组件81、82和83串联连接。
通过执行上述步骤，可以完成子组件81、82和83之间的连接，并且可以获得图5所示的电池单元60。
在一个具体实施例中，突片100t之间的连接点和突片100t与汇流条141和151之间的连接点可以在沿着电池100纵向的各个位置中隔开。因此，当经由超声波焊接处理焊接某些连接点时，可以通过将焊接装置的焊头放在某些连接点来使一组突片100t彼此接合，而不需要沿着堆叠方向打开和取下其它电池。
因此，当堆叠电池100时可以使用接合过程，从而方便焊接操作。另外，可以采用各种形状和构造的焊头，从而允许自动进行焊接操作。此外，在已连接的突片100t之间不再施加应力，从而保持期望的质量。
电池模组50的组装
遮盖突片100t和敞开区域200的绝缘盖91和92可以在电池单元60的前表面和后表面上进行组装(如图5和图22A所示)。
如图2所示，电池单元60形成为单一件，绝缘盖91和92与其连接，电池单元60接受在下壳71内部。此外，将衬套93***隔离件110的螺栓孔111，并且将衬垫部件94安装在电池单元60上。上壳72封闭下壳71的开口71a。可以通过围绕下壳71的周壁71b的边缘71c卷绕上壳72的边缘72a而将上壳72和下壳71彼此固定。如此，可以完成图1所示电池模组50的组装。可以从插孔91a和92a***连接器170，用于电压检测。
通过穿过外壳70的螺栓孔73和隔离件110内的衬套93***螺栓可以使电池模组进一步紧固，从而固定电池100和隔离件110相对于外壳70的位置。
在上述实施例中，每个隔离件110描述为包括切掉部分112。但是，本发明人已经认识到，只要开口200或敞开区域200朝向电池单元的前面或后面(即，沿着突片100t延伸的方向)露出，就可以实现突片100t的散热或冷却。因此，切掉部分112可以不设置在全部隔离件110中，例如切掉部分112可以仅仅形成于接受和保持突片100t的相邻隔离件110中之一。在这种可选实施例中，例如，适合于将切掉部分112设置在第九隔离件(前侧)和第十一隔离件(后侧)中。
本发明人已经认识到，开口200或敞开区域200不应该限于其中隔离件110的切掉部分112沿着堆叠方向完全穿过隔离件延伸的实施例。这里公开这样一种可选实施例，其中从隔离件110的顶面穿孔，而底面没有切掉、没有成型或者以其它方式沿着堆叠方向一直形成或者完全穿过隔离件110。
图39是显示关于隔离件110形状的可选实施例的透视图。例如，在图39所示的可选实施例中，隔离件110具有凹入部分212，该凹入部分沿着厚度方向以一定距离形成于隔离件中并且位于与隔离件110的一个或多个正极侧突片100p和/或负极侧突片100m对应的位置。这形成开口200或敞开区域200。例如，当突片100t延伸超出隔离件110时，可以使用如图39所示具有凹入部分212的隔离件110。这样，可以实现与切掉部分112相同的作用效果。与切掉部分112限定的敞开区域200类似(如图18所示)，凹入部分212的宽度对应于图18中切掉部分112形成的敞开区域200的宽度S，该宽度应该小于突片100t的宽度W。
图40是显示根据本发明另一实施例的电池单元60的透视图，绝缘盖91和92与该电池单元60连接。在上述各种实施例中，绝缘盖91和92的通孔95(如图5所示)以多个沿连接器插孔91a的左右方向横向细长延伸的组形成。但是，一个或多个通孔95不限于这种实施例。例如，如图40所示，通孔95以多个组形成，构造为沿着竖直方向或堆叠方向为细长形。另外，对于某些实施例不需要绝缘盖91和92，因此在一个或多个可选实施例中可以不用绝缘盖91和92遮盖正极侧突片100p、负极侧突片100m和隔离件110。
本文中公开的实施例可以有利地提供如下所述的至少一项优点或者一项以上优点的组合。使用隔离件或绝缘板接受电池的电极端子或突片可以防止电极端子或突片遭受由施加于电池模组的任何振动引起的应力或疲劳。通过使用隔离件并且与公开实施例的其它特征相组合减轻振动可以提高电极端子的耐用性以及电池模组的耐用性。此外，如本文中公开的那样使用绝缘板接受突片或电极端子可以防止或减少电极端子或突片之间出现短路的情况。在减少或消除短路的情况下，允许电池和端子之间具有较短或较小的竖直间隙，并且可以使紧凑型电池模组的构建更方便。可以提供具有改进的抗振动性的紧凑型电池模组。另外，因为绝缘板或隔离件位于电池的两端，可以减少电极端子的暴露，从而确保在电池模组的组装过程中容易搬运电池单元，并且提高质量。
电池模组可以构造成装载并使用于对电池单元产生振动的车辆(例如，轿车、列车等)中。电池模组可以进行连接，以形成具有期望的电流、电压和容量的电池组件，从而例如用作驱动车辆的电动机的电源。在组装之后，模组内的多个电池以及多个电池模组可以彼此隔开，使得空间用作流动的冷却空气冷却每个电池模组的通道。每个电池模组通过流动的冷却空气冷却并降低温度，从而通过控制电池的受热劣化来防止电池充电效率降低。此外，通过在绝缘板中提供沿着电极端子突出方向的开口，电极端子的一部分露出，这允许散发电池充电或放电时从电极端子产生的热量。另外，可以防止因为电极端子的反复加热和冷却而在电极端子上出现凝露，从而防止电池腐蚀。
虽然已经关于有限数量的实施例说明了本发明，但是本领域的技术人员在阅读本发明之后可以认识到，可以设计出其它实施例，这些实施例不脱离本文中公开的本发明的范围。因此，本发明的范围只受到所附权利要求书的限制。

Claims (17)

1.一种电池模组，包括：
多个扁平电池，其沿着厚度方向彼此上下堆叠且具有突出到外盖外部的板形电极端子，并且所述板形电极端子与密封在所述外盖内部的发电元件连接；以及
多个电绝缘隔离件，其沿着所述多个扁平电池的厚度方向堆叠，并且接收和支撑一个以上所述扁平电池的相互隔开的电极端子，其中至少一个所述电绝缘隔离件具有沿着至少一个所述电极端子的突出方向的开口，从而露出所述至少一个电极端子的一部分。
2.根据权利要求1所述的电池模组，其中，
所述至少一个开口与所述电极端子对应地形成于所述电绝缘隔离件的一部分处，并且，
所述至少一个开口由于沿着所述厚度方向切掉所述至少一个电绝缘隔离件的切掉部分而形成，并且沿着所述至少一个电极端子的突出方向敞开，从而形成与所述至少一个电极端子相邻的敞开空间。
3.根据权利要求2所述的电池模组，其中，
所述至少一个电绝缘隔离件的由于切掉所述切掉部分而形成的开口的横向尺寸比所述电极端子的横向尺寸窄，从而电极端子在由于切掉所述切掉部分而形成的开口的两侧横向延伸一定距离，以至电极端子的一部分被电绝缘隔离件遮盖，所述横向是与扁平电池的厚度方向以及电极端子的突出方向都垂直的方向。
4.根据权利要求1所述的电池模组，其中，
所述开口与所述至少一个电极端子的位置对应地形成于所述至少一个电绝缘隔离件的一部分处，并且，
所述开口由凹入部分形成，所述凹入部分沿着所述厚度方向部分凹入所述至少一个电绝缘隔离件中并且与所述至少一个电极端子相邻地沿着所述突出方向从所述扁平电池向外延伸。
5.根据权利要求4所述的电池模组，其中，
所述凹入部分的横向尺寸比所述电极端子的横向尺寸窄，从而电极端子在凹入部分的两侧横向延伸一定距离，以至电极端子的一部分被电绝缘隔离件遮盖，所述横向是与扁平电池的厚度方向以及电极端子的突出方向都垂直的方向。
6.根据权利要求1所述的电池模组，还包括外壳，所述外壳构造成至少接收所述多个扁平电池和所述电绝缘隔离件，
其中，在所述外壳的内壁与所述多个扁平电池之间形成与所述至少一个开口连通的空间。
7.根据权利要求6所述的电池模组，其中，
所述外壳在相应地与所述电绝缘隔离件的至少一个开口相邻的表面上形成有通孔。
8.根据权利要求6所述的电池模组，其中，
所述外壳包括遮盖部分和具有壁的接收部分，所述遮盖部分的尺寸和结构使其与所述接收部分的壁相连，并且所述外壳接收包含所述多个堆叠的扁平电池的电池单元。
9.根据权利要求1所述的电池模组，还包括至少一个电绝缘盖，所述电绝缘盖遮盖沿着所述电极端子的突出方向从所述电绝缘隔离件向外的所述电极端子，所述电绝缘盖在与所述电绝缘隔离件的至少一个开口相对的所述电绝缘盖的表面上包括至少一个通孔，并且遮盖所述电绝缘隔离件的至少一个开口。
10.根据权利要求9所述的电池模组，还包括外壳，所述外壳具有接收部分，所述接收部分用于接收所述多个堆叠的扁平电池和所述多个电绝缘隔离件堆叠的电池单元以及所述电绝缘盖，并且
所述外壳的接收部分形成有通孔，
其中，所述接收部分的通孔与所述电绝缘盖的插孔连通，并且通过所述插孔和所述接收部分的通孔，使得所述电绝缘隔离件的开口之间的敞开空间与所述外壳的外部成为连通状态。
11.根据权利要求9所述的电池模组，包括：
具有壁的外壳，用于接收所述多个电池，
其中，所述扁平电池包括沿着两个相反的方向从所述多个电池中的每个突出的电极端子，所述两个相反的方向都与所述厚度方向垂直，并且
其中，所述至少一个电绝缘盖包括两个电绝缘盖，其中一个电绝缘盖遮盖沿着一个电极端子突出方向从所述电绝缘隔离件向外的所述电极端子，另一个电绝缘盖遮盖沿着相反的电极端子突出方向突出的所述电极端子，所述两个电绝缘盖置于所述外壳的壁之间，以便使所述端子与所述外壳的壁绝缘，所述电绝缘盖中的每个在与所述电池的电极端子相对的电绝缘盖表面上具有至少一个通孔。
12.根据权利要求1所述的电池模组，其中，
所述多个电绝缘隔离件接收沿着所述扁平电池的厚度方向堆叠的全部所述扁平电池的电极端子，并且，
所述至少一个电绝缘隔离件包括全部电绝缘隔离件，并且全部的所述电绝缘隔离件具有沿着所述电极端子的突出方向的开口，从而露出一个以上所述电极端子的一部分，同时所述电绝缘隔离件支撑沿着所述扁平电池的厚度方向相互隔开的所述电极端子。
13.根据权利要求1所述的电池模组，其中，
所述多个电绝缘隔离件接收沿着所述扁平电池的厚度方向堆叠的全部所述扁平电池的电极端子，并且，
所述至少一个电绝缘隔离件包括全部电绝缘隔离件，并且每个所述电绝缘隔离件具有沿着所述电极端子的突出方向的开口，从而露出每个所述电极端子的一部分，同时所述电绝缘隔离件支撑沿着所述扁平电池的厚度方向相互隔开的所述电极端子。
14.根据权利要求1所述的电池模组，包括用于接收控制连接器的接收孔。
15.根据权利要求14所述的电池模组，其中，
所述用于接收控制连接器的接收孔包括用于接收电压检测连接器的接收孔。
16.一种形成电池模组的方法，包括：
沿着厚度方向彼此上下地堆叠多个扁平电池，所述堆叠的电池具有外盖和沿着突出方向从所述外盖向外突出的板形电极端子，
连接所述扁平电池的电极端子以形成电池模组，
将每个所述电极端子接收在多个电绝缘隔离件中的每个中，所述电绝缘隔离件沿着所述扁平电池的厚度方向置于所述扁平电池的电极端子之间，以及
沿着至少一个所述电极端子的突出方向在至少一个所述电绝缘隔离件中形成至少一个开口，从而露出所述至少一个电极端子的一部分，同时所述电绝缘隔离件支撑沿着所述扁平电池的厚度方向相互隔开的所述电极端子。
17.根据权利要求16所述的形成电池模组的方法，还包括：
安装电绝缘盖，所述电绝缘盖遮盖沿着所述电极端子的突出方向向外的所述电极端子和所述电绝缘隔离件，其中所述电绝缘盖具有沿着所述电极端子突出方向穿透的敞开区域，并且所述敞开区域与所述至少一个电绝缘隔离件中的至少一个开口流体连通，
将所述多个电池、所述电绝缘隔离件和所述电绝缘盖***外壳中，使得通过所述电绝缘盖使所述电极端子与所述外壳绝缘，其中在所述外壳中形成从内向外的开口，使得所述至少一个敞开区域和所述至少一个电绝缘隔离件中的至少一个开口与形成于所述外壳中的开口流体连通。
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