CN101202333A - 电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电池模块，包括多个平板单元电池和多个夹持板。该平板单元电池的每个具有单元电池主体和至少一个电极片。该单元电池主体包括密封在封装部件中的发电元件。该电极片电性连接至发电元件并且从单元电池主体向外凸出。该平板单元电池彼此叠置使得电极片沿叠置方向电性连接。该夹持板沿叠置方向的邻近夹持板从平板单元电池中对应一个平板单元电池两个相对侧表面沿叠置方向夹持电极片和平板单元电池中对应一个平板单元电池的单元电池主体的一部分。

Description

电池模块
本申请要求2006年12月11日提交的日本专利申请No.2006-333693的优先权。日本专利申请No.2006-333693的完整内容引用结合于此。
技术领域
本发明涉及包含多个薄型单元电池的电池模块，这些薄型单元电池沿薄型单元电池的厚度方向彼此叠置。
背景技术
已知一种用于包括单元电池主体的薄型电池(单元电池)的技术，该单元电池主体包括以层叠薄膜或者其他封装部件密封的发电元件和电性连接至发电元件并且用以从单元电池主体引至外部的薄板状电极。日本未审公开专利申请出版物No.2001-256934公开一种电池模块壳体，在该壳体中，薄型电池沿其厚度方向叠置(即，彼此叠置使得叠置方向对应于厚度方向)并且电性连接到一起从而获得具有高输出和高容量的电池模块。
鉴于上述情况，本领域技术人员从本公开内容可知需要一种改善的电池模块。本发明解决本领域的这一需求以及其他需求，本领域技术人员从本公开内容中可清楚地得知。
发明内容
当电池模块安装在例如车辆中时，有必要使薄型单元电池之间的距离尽可能地小，从而使电池模块的整体尺寸更加紧凑。由于薄型单元电池的电极采用薄板形状，所以当电池模块经受振动时电极和单元电池主体分别振动。因此，应力可能在电极与单元电池主体之间的边界部分处集中。这种应力集中会导致边界部分处产生疲劳并且导致边界部分的强度下降。因此，需要不太易于受到振动影响的单元电池结构。
因此，本发明的一个目的是提供一种不易于受到振动输入影响并且可形成紧凑尺寸的电池模块。
为了实现本发明的上述目的，一种电池模块包括多个平板单元电池和多个夹持板。该平板单元电池的每个具有单元电池主体和至少一个电极片。该单元电池主体包括密封在封装部件中的发电元件。该电极片电性连接至发电元件并且从单元电池主体向外凸出。该平板单元电池彼此叠置使得电极片沿叠置方向电性连接。所述夹持板沿叠置方向的邻近夹持板从平板单元电池中对应一个平板单元电池的两个相对侧表面沿叠置方向夹持电极片和平板单元电池中对应一个的单元电池主体的一部分。
本领域技术人员将通过下述详细说明清楚地了解本发明的这些和其他目的、特征、方面和优势，下述详细说明结合附图公开了本发明的优选实施例。
附图说明
现在参照构成本公开内容的一部分的附图：
图1是根据本发明一项实施例的电池模块的整体透视图；
图2是根据本发明示例性实施例的图1所示的电池模块的分解透视图；
图3是如图1和2所示的电池模块的单元电池的透视图，根据本发明的示例性实施例单元电池已从电池模块的壳体卸下；
图4是形成根据本发明示例性实施例的图3所示的电池模块的电池单元的多个薄型单元电池的透视图；
图5是根据本发明示例性实施例的图4所示的薄型单元电池其中一个的放大透视图；
图6A是根据示例性实施例的电池模块的薄型单元电池(单元电池)的第一实例的简化剖视图；
图6B是根据示例性实施例的电池模块的薄型单元电池(单元电池)的第二实例的简化剖视图；
图7A是示出根据本发明示例性实施例的图5所示的连接至间隔件的薄型单元电池的前侧部的放大局部分解图；
图7B是示出根据本发明示例性实施例的图7A所示的薄型单元电池的前侧部连接至间隔件的状态的放大局部透视图；
图8是根据本发明示例性实施例的沿图7B的剖面线8-8所作的连接至间隔件的薄型单元电池的前侧部的局部剖视图；
图9是根据本发明示例性实施例的图5所示的薄型单元电池其中之一的平面图，具有正电极输出端子和安装于其的间隔件；
图10A是根据本发明示例性实施例的连接至正极性电极输出端子和间隔件的图9所示薄型单元电池的前侧部的放大局部分解图；
图10B是根据本发明示例性实施例的图10A所示的薄型单元电池的前侧部连接至正电极输出端子和间隔件的状态的放大局部透视图；
图11是根据本发明示例性实施例的沿图10B的剖面线11-11所作的连接至正电极输出端子和间隔件的薄型单元电池的前侧部的局部剖视图；
图12是根据本发明示例性实施例的间隔件(第一间隔件)和电压检测端子板的分解透视图；
图13A是根据本发明示例性实施例的图12所示的间隔件的透视图，示出电压检测端子板连接至间隔件之前的状态；
图13B是根据本发明示例性实施例的图12和13A所示的间隔件的透视图，示出电压检测端子板连接至间隔件之后的状态；
图14A是根据本发明示例性实施例的图12、13A和13B所示的间隔件的平面图，电压检测端子板连接于该间隔件；
图14B是根据本发明示例性实施例的沿图14A的剖面线14B-14B所作的间隔件的剖视图；
图15是根据本发明示例性实施例的沿图3的剖面线15-15所作的图13所示的电池单元的局部剖视图；
图16A是根据本发明示例性实施例的图3和15所示的电池单元的一部分和在将保持器连接至间隔件之前保持一连接器的保持器的局部透视图；
图16B是根据本发明示例性实施例的电池单元的一部分和在将保持器连接至间隔件之后的保持器的局部透视图；
图17是根据本发明示例性实施例的在将保持器连接至间隔件之后的图16A和16B所示的电池单元和保持器的局部前正视图；
图18A是根据本发明示例性实施例的图1所示的具有连接器的电池模块的局部平面图，该连接器没有***电池模块；
图18B是根据本发明示例性实施例的图1和18A所示的电池模块的局部平面图，连接器已经***电池模块；
图19是根据本发明示例性实施例的沿图18A的剖面线19-19所作的电池模块和连接器的局部剖视图；
图20是根据本发明示例性实施例的沿图18B的剖面线20-20所作的电池模块和连接器的局部剖视图；
图21A是示出根据示例性实施例的间隔件材料的第一实例的电池模块和间隔件的简化局部剖视图；
图21B是示出根据示例性实施例的间隔件材料的第二实例的电池模块和间隔件的简化局部剖视图。
具体实施方式
现在将参照附图说明本发明的选定实施例。本领域技术人员根据本公开内容可知本发明的实施例的下述说明仅仅是示例性的，并不是为了限制本发明。
首先参照图1至4，图中示出根据本发明一项实施例的电池模块50。更具体地说，图1是根据本发明一项实施例的电池模块50的整体透视图。图2是图1所示的电池模块50的分解透视图。图3是电池模块50的电池单元60的透视图，该电池单元从容纳该电池单元60的壳体70中卸下。图4是形成电池单元60的多个薄型单元电池101至108(平板单元电池)的透视图。在下述说明中，电池模块50的更接近图1中观察者的短侧将称为“前侧”，距离更远的端侧称为“后侧”。另外，在下述说明中，薄型单元电池101至108简化称为“单元电池”。
如图1至4所示，电池模块50包括容纳在壳体70中的电池单元60。在本发明的示例性实施例中，电池单元60包括八个单元电池101至108。电池模块50布置成安装在车辆中，例如汽车或火车，在其中会产生传送至电池单元60的振动。
虽然在图中没有示出，但是任何数量的模块50可以串联或者平行地叠置和连接到一起从而得到具有所需电流、电压和容量特性的电池组。当若干电池模块50串联或平行连接时，使用适当的连接部件，例如汇流排。对电池模块50采用气冷，并且当叠置多于一个的电池模块50时，将凸缘***电池模块50之间从而形成空气间隙。空气间隙用作冷却空气通道，允许冷却空气流过并且冷却每个电池模块50。通过吹动冷却空气并且冷却电池模块50，可降低电池温度，并且可控制诸如充电效率的特性的下降。
电池模块50是一种类型的电池组(即，将单一单元电池或多个电池单元连接到一起的电池)，其中的电池模块50包括电性连接到一起的若干单元电池101至108。但是，在本说明书中，术语“电池模块”用于指代组装电池组的基本单元并且具有包括多个存储在壳体中的单元电池的单元的形式。
如图1和2所示，壳体70包括具有开口71a的盒形下壳体71和用作关闭下壳体71的开口71a的盖的上壳体72。上壳体72的边缘部分72a围绕下壳体71的周壁71b的边缘部分压边，从而关闭下壳体71的开口71a。下壳体71和上壳体72采用已经压制成形为规定形状的相对薄的钢或铝片金属制成。周壁71b设置有多个通风开口71g，用于使冷却空气流入壳体70。
如图2和3所示，电池单元60包括单元电池组100(多个平板单元电池)、多个板状间隔件110(夹持板)、正和负输出端子140和150以及保持器180。电池单元60也设置有电压检测端子板160(如图12、13A、13B和14A所示)。单元电池组100包括沿厚度方向叠置并且电性串联连接的八个单元电池101至108。每个板状间隔件110对应于用于叠置单元电池101至108的夹压板单元。电压检测端子板160用于检测单元电池101至108的相应电压(参见图7A，将在下文进行说明)。保持器180安装至间隔件110，并且用以保持电压检测连接器170(参见图18至20，将在下文进行说明)。连接器170通过导线171连接至电压表172(参见图18)，并且电性连接至电压检测端子板160从而检测单元电池101至108的电压。对单元电池101至108的电压进行检测，以控制电池模块50的充电和放电。连接至最上部单元电池108的上表面的间隔件110涂敷有如图2所示的泡沫材料116。因此，通过泡沫材料116的弹性变形调整电池单元60的高度的不平整性。
如图2所示，正输出端子140和负输出端子150穿过形成在下壳体71周壁71b的部分中的若干凹口71d和71e通向壳体70外部。布置在壳体70中的保持器180的开口面向形成在周壁71b的部分中的凹口或者***开口71f。***开口71f允许连接器170从壳体70外部***保持器180。为了允许螺栓(未示出)穿过壳体70的四个角部，将螺栓孔73设置在下壳体71和上壳体72的每个的四个角部中，将螺栓孔111设置在每个间隔件110的两个横向边缘部分中。如图2所示，将套管74***间隔件110的螺栓孔111的每个中。
通过使螺栓穿过上壳体71和下壳体72的螺栓孔73和套管74而相对于壳体70固定间隔件110的位置。由于间隔件110连接至单元电池101至108，所以对间隔件110的位置进行固定也可相对于壳体70确定单元电池101至108的位置。
现在将参照图4说明八个单元电池101至108的结构。为了方便说明，单元电池101至108将指代第一单元电池101、第二单元电池102、第三单元电池103、第四单元电池104、第五单元电池105、第六单元电池106、第七单元电池107、第八单元电池108，这些单元电池沿叠置方向(图2和3中的垂直方向)的顺序为从底向上。在图4中，接近观察者的右手侧是前侧，远离观察者的左车侧是后侧。在图4中，最下面的第一单元电池101示出在左下方，最上面的第八单元电池示出在右上方。
第一至第八单元电池101至108的每个包括单元电池主体100b、用于将单元电池101至108连接到一起的一对第一电极(正电极和负电极)以及连接至电压检测端子板160的第二电极。在图4中，第一至第八单元电池101至108分别包括正电极片101p、102p、103p、104p、105p、106p、107p和108p，和负电极片101n、102n、103n、104n、105n、106n、107n和108n。正电极片101p至108p和负电极片101n至108n对应于第一电极。另一方面，第一至第八单元电极101至108分别包括对应于第二电极的电极片101v、102v、103v、104v、105v、106v、107v和108v。凸片101v至108v布置在正电极侧或负电极侧的任何一个上。例如，如图4所示，第一单元电池101的凸片101v布置在与负电极片101n相同的侧上。另外，凸片101v至108v小于正电极片101p至108p和负电极片101n至108n。在示例性实施例的下述说明中，与第一电极对应的正电极片101p至108p和负电极片101n至108n称为凸片“100t1”，与第二电极对应的电极片101v至108v称为凸片“100t2”。当更广泛地指代电极而不区分第一电极和第二电极时，将使用术语“凸片100t”。
而且，在本发明示例性实施例的说明中，“电极片”限定为从单元电池主体100b引至外部的部分。换句话说，术语“电极片”只指代为电极的可从单元电池主体100b外部看到的部分。在薄板形电极的一端直接连接至发电元件以及另一端引至单元电池主体外部的薄型单元电池的情况下，“电极片”是电极从单元电池主体的边缘部分延伸到电极的另一端的部分，即暴露在电极主体外部的电极部分。类似地，在薄板形电极的一端通过导电部件连接至发电元件以及另一端引至单元电池主体外部的薄型单元电池的情况下，“电极片”是从单元电池主体的边缘部分延伸至电极另一端的电极部分，即电极的暴露在单元电池主体外部的部分。
如图4所示，当盒沿双点划线抽出时，八个单元电池101至108组装成分离的子组件，即第一、第二和第三子组件81、82和83。通过将第二单元电池102叠置在第一单元电池101的上方并且将第一单元电池101和第二单元电池102串联连接到一起可获得第一子组件81。通过将第三、第四和第五单元电池103、104和105彼此叠置并且将第三、第四和第五单元电池103、104和105串联连接到一起可获得第二子组件82。通过将第六、第七和第八单元电池106、107和108彼此叠置并且将第六、第七和第八单元电池106、107和108串联连接到一起可获得第三子组件83。
如图4所示，正电极输出端子140安装至第一子组件81，负电极输出端子150安装至第三子组件83。第一子组件81和第二子组件82在前侧通过将第一子组件81的负电极片102n连接至第二子组件82的正电极片103p而电性连接到一起。第二子组件82和第三子组件83在后侧通过将第二子组件82的负电极片105n连接至第三子组件83的正电极片106p而电性连接到一起。因此，第一至第八单元电池101至108电性地串联连接。第一子组件81的第二单元电池102采用设置在其间的双面胶连接至第二子组件82的第三单元电池103，第二子组件82的第五单元电池105采用设置在其间的双面胶连接至第三子组件83的第六单元电池106。
如图3和4所示，正电极输出端子140包括布置成覆盖第一单元电池101的正电极片101p的板形汇流排和遮盖设置在汇流排端部上的端子部分的树脂盖142。负电子输出端子150包括布置成覆盖第八单元电池108的负电极片108n的板形汇流排和遮盖设置在汇流排端部上的端子部分的树脂盖152。
使用诸如超声波焊接或激光焊接的公知方法在各个电极片100t1之间、各个电极片100t2与电压检测端子板160之间、正电极片101p与汇流排之间以及负电极片108n与汇流排之间建立连接。
图5是示出第二单元电池102的放大透视图，作为单元电池101至108其中一个的一项实例。图6A是叠层式单元电池的简化剖视图，图6B是双极性单元电池的简化剖视图。
如图5所示，单元电池102采用例如薄锂离子二次电池，具有电池主体100b、正电极片102p和负电极片102n。单元电池主体100b包括密封在由层叠膜等制成的封装部件100a中的层叠式发电元件100e。正电极片102p和负电极片102n是薄的并且是板形的，如图5所示。正电极片102p和负电极片102n电性连接至发电元件100e(电力存储元件或电力供给元件)，并且布置成导引至单元电池主体100b的外部。正电极片102p和负电极片102n从单元电池102的短侧(前侧和后侧)延伸。在单元电池101至108中(具有层叠式发电元件100e)，有必要沿叠置方向对发电元件100e施加压力从而将单元电池101至108之间的距离保持为均一的并且保持单元电池101至108的性能。因此，单元电池101至108封装在壳体70中使得它们彼此压制。
图6A示出设置有层叠发电元件100e的单元电池102的第一实例。层叠式单元电池102的层叠结构在图6A中简化并且放大地示出以助于理解本发明。层叠式单元电池102的发电元件100e包括由多个分离件302分离的多个负电极303和多个正电极301。正电极301的每个包括集电器301a，该集电器具有形成在其两侧上的一对正电极活性材料层303b和303c。负电极303的每个包括集电器303a，该集电器具有形成在其两侧上的一对负电极活性材料层303b和303c。分离器302由网状绝缘体制成并且形成电解层，电解液填充由封装部件100a包围的层叠式单元电池102的内部空间。正电极活性材料层301b和大体彼此平行的负电极活性材料层303c交替布置，电解层设置在其间，由此形成发电元件100e(电力存储元件或电力供给元件)。
正电极301的集电器301a和负电极303的集电器303a分别焊接至正电极片102p和负电极片102n。在图6A中所示的实施例中，存在三个正电极301和四个负电极303，它们交替地彼此叠置并且在层叠式单元电池102中平行连接。
发电元件100e采用封装部件100a密封从而形成单元电池102的单元电池主体100b。在图6A所示的层叠式单元电池102中，正电极片102p具有在单元电池主体100b内部延伸的薄板形状并且引至电池主体100b的外部。负电极片102n具有在电池主体100b的内部延伸的薄板形状并且引至电池主体100b的外部。
图6B示出布置成设置有层叠式发电元件100e’的双极单元电池的单元电池102’的备选结构。层叠式单元电池102’的层叠结构在图6B中简化并且放大地示出以助于理解本发明。双极单元电池102’的发电元件100e’包括一组多个双极性电极202，多个电解层203交替地设置在其间。双极电极202的每个包括集电器204，正电极活性材料层205形成在一侧上，负电极活性材料层206形成在另一侧上。正电极活性材料层205、电解层203和负电极活性材料层206构成单一单元电池层207。围绕每个单一单元电池层207的周边设置绝缘层208从而相对于邻近的集电器204绝缘。图中的发电元件100e’上部的最外部集电器204a只设置有正电极活性材料层205，图中发电元件100e’底部的最外部集电器204b只设置有负电极活性材料层206。发电元件100e’由封装部件100a密封从而形成单元电池主体100b。在图6B所示的双极单元电池102’中，只具有正电极活性材料层205的最外部集电器204a形成薄板形正电极102p，该薄板形正电极在单元电池主体100b内部延伸并且引至单元电池主体100b的外部。只具有负电极活性材料层206的最外部集电器204b形成薄板形负电极102n，该薄板形负电极在单元电池主体100b内部延伸并且引至单元电池主体100b的外部。
在示例性实施例中，图6A所示的层叠式单元电池102和图6B所示的双极单元电池102’都公开为第二单元电池102的实例。可根据所需的单元电池容量和单元电池电压选择任何一种类型的单元电池102或102’。
图7A和7B示出单元电池102的前侧部如何由间隔件110进行保持。图8是沿图7B的剖面线8-8所作的剖视图。图9是第一单元电池101的平面图，正电极输出端子140和间隔件110安装与此。图10A和10B示出正电极输出端子140和间隔件110如何连接至第一单元电池101的前侧部分。图11是沿图10B的剖面线11-11所作的剖视图。图12是示出间隔件110(第一间隔件121)和电压检测端子板160的实例的透视图。图13A和13B示出电压检测端子板160如何连接至间隔件110。图14A是间隔件110的平面图，电压检测端子板160连接于该间隔件。图14B是沿图14A的剖面线14B-14B所作的剖视图。
当单元电池101至108叠置在一起时，使用间隔件110。如果仅将电极片100t夹持或压持在间隔件110之间，那么将获得单元电池101至108和间隔件110单独连接在凸片部分的结构。因此，由振动产生的偏移将集中在电极片100t与单元电池主体100b之间的边界部分处，可能会在边界部分处产生断裂等。
因此，在根据示例性实施例的电池模块50中，如图7A、7B和8所示，间隔件110是板状并且用以沿着叠置方向从两个表面夹持或压持(保持)电极片100t和单元电池102的单元电池主体100b的至少一部分。另外，间隔件110由电绝缘材料制成，至少在其一个表面面对电极片100t。在图7A、7B和8中所示的实例，整个间隔件110优选地由电绝缘材料制成。间隔件110的材料并不受到限制，只要其具有电绝缘性质并且强度足以采用夹持的方式保持电极片100t和单元电池主体100b的一部分。例如，可使用具有电绝缘性质的树脂材料。用于***套管74的螺栓孔111(参见图2)设置在间隔件110的横向(纵向)边缘部分的每个中并且从间隔件110的上表面压向下表面。
由于通过间隔件110保持凸片100t和单元电池主体100b的一部分，所以可获得间隔件110和单元电池主体100b的一部分重叠的重叠部分。由于该重叠部分，所以由于振动造成的弯折点从电极片100t与单元电池主体100b之间的边界部分移动到单元电池主体100b中的位置。结果，减小由电极片100t承载的弯折载荷。当电池模块50接收振动输入时，单元电池主体100b的一部分和电极片100t作为一个单一的单元共同振动，应力不会集中在电极片100t与单元电池主体100b之间的边界部分。结果，改善电极片100t的疲劳寿命，因此，可改善电池模块50的持久性。虽然由振动造成的弯折点移动入单元电池主体100b，所以不会导致疲劳断裂，因为单元电池主体100b被围在封装部件100a中，因此对于振动来说比电极片100t更强。由于通过间隔件110保持电极片100t和单元电池主体100b的一部分，所以可防止电极片100t之间的短路，即使单元电池101至108之间的距离即电极片100t之间的距离较短。因此，单元电池101至108之间的距离可形成得尽可能小，并且使电池模块50的整体尺寸更加紧凑。结果，可得到不易于受到振动输入的影响并且尺寸紧凑的电池模块50。
在示例性实施例中，叠置单元电池101至108使得电池凸片100t沿叠置方向彼此覆盖。因此，不需要额外的汇流排等将对应电极片100t电性连接到一起，因为电极片100t可通过超声波焊接或者其他连接方法直接连接到一起。结果，没有将额外的结构部件加入至电极片100t并且电极片部分更轻，对于振动的情况具有优势。
对于间隔件110，有必要使没有连接到一起的电极片100t绝缘。由于间隔件110如上所述连接至单元电池主体100b，所以其他的结构部件没有连接至电极片100t，电极片部分更轻，对于振动的情况具有优势。
如图7A、7B和8所示，通常将间隔件110分为包括第一间隔件121和第二间隔件122的两个部分。第一间隔件121的形状使得第一间隔件121可连接至电压检测端子板160。第二间隔件122的形状使得第二间隔件122不可连接至电压检测端子板160。第一间隔件121的详细结构如图12至14所示。
如图12至14所示，第一间隔件121具有若干大体为矩形的窗状开口123，该开口沿叠置方向从第一间隔件121的上表面到下表面。大体为U形的部分124(凹口)设置在第一间隔件121的横向中间部分中。两个窗状开口123布置在大体为U形的部分124的左侧和右侧上。一对凸起125分别设置在大体为U形的部分124与邻近的窗状开口123之间。由间隔件110保持的电极片100t大体在窗状开口123中对齐(参见图7B)。第一间隔件121还包括一对保持部件127，保持部件的每个具有孔126，如图14B清楚地示出。
如图12所示，电压检测端子板160是一件成形的部件，具有大体成矩形的基部161和从基部161延伸的端子部分162。在基部161中形成通孔163，用以允许设置在第一间隔件121上的凸起125装配入其中。如图13B和14所示，通过将凸起125之一装配入通孔163而将基部161固定至第一间隔件121。基部161连接至与第二电极对应的电极片100t2(101v至108v)。具有孔126的保持部件127允许端子部分162***其中。保持部件127分别设置在大体成U形的部分124的两侧的每侧上，使得保持部件127沿着第一间隔件121的横向方向彼此间隔开。沿着第一间隔件121的横向方向形成孔126(即，使得开口面向第一间隔件121的横向方向)。孔126沿端子部分162的厚度方向的尺寸大于端子部分162的厚度，使得在沿厚度方向面对的端子部分162的两侧上的端子部分162与保持部件127之间存在间隙CL(参见图14B)。间隙CL允许端子部分162由第一间隔件121保持，使得端子部分162可沿叠置方向移动。
如果电压检测端子板160的端子部分162相对于间隔件110固定，那么将根据当单元电池101至108和间隔件110叠置到一起时由单元电池101至108假定的位置确定端子部分162沿叠置方向的位置和节距。因此，在单元电池101至108的厚度尺寸和间隔件110的厚度尺寸中的变化(分散度)将导致电池模块50整体中的端子部分162的位置不均匀。连接器170具有用以连接至电压检测端子板160的端子部分162的多个连接端子173(参见图19，将在下文说明)，连接端子173的位置已经预定。因此，如果端子部分162的位置不均匀，那么将难于***连接器170并且如果连接器170被用力地***，那么连接端子173与端子部分162之间会出现较差的接触。
因此，通过设置各部件使得端子部分162采用端子部分162可沿叠置方向移动的方式(处于浮动状态)由第一间隔件121保持，可吸收单元电池101至108的厚度尺寸的变化和间隔件110的厚度尺寸的变化，并且可更加容易地实现连接该连接器170的任务。
如图13A和13B所示，当将电压检测端子板160安装入第一间隔件121时，通过沿着第一间隔件121的横向方向移动电压检测端子板160而将端子部分162***保持部件127的孔126中，直到第一间隔件121的凸起125装配入基部161的通孔163中。采用这种方式，将电压检测端子板160的基部161固定至第一间隔件121，并且采用电压检测端子板160可沿叠置方向移动的方式通过第一间隔件121保持电压检测端子板160。可将电压检测端子板160安装在第一间隔件121中，基部161处于U形部件124的任一侧上(左或右)。图13B和14描述安装在第一间隔件121中的电压检测端子板160，基部161布置在U形部分124的右侧上(即，图13B和14的透视图的右侧)。另一方面，图7A和7B描述安装在第一间隔件121中的电压检测端子板160，基部161布置在U形部分124的左侧上(即，图7A和7B的透视图的左侧)。
如图7A所示，第二间隔件122设置有一对肋128，这对肋布置成与第一间隔件121的保持部件127重叠。
封装部件100a具有包形形状，通过将一对片部件100c的外边缘部分连接到一起从而获得形成在单元电池主体100b的前侧和后侧的每个上的凸缘部分100d(连接部分)而形成该包形形状。电极片100t用以从两个片部件100c之间向外伸出。间隔件110用以沿叠置方向从两个表面(上表面和下表面)夹持或压持凸缘部分100d和电极片100t。
如图7A所示，电池模块50也具有若干连接部件190，布置成将单元电池101至108的每个的凸缘部分100d连接至间隔件110的相应对第一间隔件121和第二间隔件122。连接部件190使得单元电池101至108能够相对于间隔件110定位。另外，当电池模块50接收振动输入时，可通过连接部件190在凸缘部分100d处将振动输入分散至两个片部件100c。结果，可进一步抑制电极片100t与单元电池主体100b之间的边界部分的应力集中，并且可进一步改善电极片100t的疲劳寿命。
连接部件190的每个包括沿叠置方向穿过单元电池101至108的每个的凸缘部分100d的通孔191以及用以装配入设置在第一间隔件121中的通孔191中的接合部件192。由于通孔191在凸缘部分100d中开口并且不通过电极片100t1，所以电极片100t1的尺寸可仅根据将一个电极片100t1连接至另一电极片100t1所需的表面面积进行确定。因此，电极片100t1不需要大于连接的需要。由于电极片100t1可制造得更小，所以单元电池101至108的每个的尺寸可制造得更紧凑，因此，整个电池模块50可制造得更加紧凑。
接合部件192是形成在第一间隔件121上的沿叠置方向凸出的销。接合部件192也称为凸起。第一间隔件121的每个设置有两个接合部件192，接合部件192其中的一个布置在第一间隔件121的横向端部分的每个的附近。每个第二间隔件122设置有一对通孔193(接合孔)，布置成将接合部件192***。
在接合部件192穿过通孔191和通孔193之后，通过挤压远端而在接合部件192的每个的远端上形成头部194。头部194用于防止接合部件192被拉出通孔191(即，用于将接合部件192保持在通孔193中)，因此，将单元电池101至108共同固紧至间隔件110。第一间隔件121的接合部件192单独或者第一间隔件的接合部件192和第二间隔件122的通孔193构成设置有间隔件110的连接结构。
更具体地说，图7A、7B和8示出在第二单元电池102的前侧上的间隔件110的连接部件190。第一间隔件121的接合部件192***穿过单元电池102的通孔191和第二间隔件122的通孔193。然后使用头部或者超声波挤压(变形)接合部件192的远端(末端)从而形成至少大于单元电池102的通孔191的孔直径的头部194。头部194防止接合部件192从单元电池102的通孔191卸下并且用于紧固地将第一间隔件121、单元电池102的凸缘部分100d和第二间隔件122连接到一起。
另一方面，如图9、10A、10B和11所示，在第一单元电池101的前侧，第一间隔件121的接合部件192穿过形成在单元电池101的凸缘部分100d的通孔191中。接合部件192的远端然后产生变形以形成头部194。头部194防止接合部件192从单元电池101的通孔191卸下并且用于紧固地将单元电池101的凸缘部分100d和第一间隔件121连接到一起。
连接部件190用于定位单元电池101至108和间隔件110以及将单元电池101至108和间隔件110彼此固紧。由于使用相同的连接部件190进行定位和固紧，所以与使用分离的定位和固紧件的结构相比节省了空间。因此，可将电池模块50制造得更加紧凑。另外，由于单元电池101至108和间隔件110没有分离，所以可更容易地操作单元电池101至108和间隔件110并且可更容易地完成叠置单元电池101至108的工作。
单元电池101至108的每个设置有用于连接至各个电压检测端子板160的基部161的电极片100t2(101v至108v)和用于将单元电池101至108连接到一起的电极片100t1(101p至108p和101n至108n)。电极片100t2是分离的并且独立于电极片100t1。虽然振动通过连接器170传递至电压检测端子板160，但是振动不是直接地输入至电极片100t1，因为电极片100t1是分离的并且独立于电极片100t2。结果，可改善电极片100t1的持久性。
夹持和保持电极片100t和单元电池101至108的任何一个的单元电池主体100b的一部分的一对间隔件110其中的一个(例如，第一间隔件121或第二间隔件122)以与夹持和保持电极片100t和单元电池101至108的另一个的单元电池主体100b的一部分的另一对间隔件110其中的一个共享的方式使用。例如，第一单元电池101的前侧部夹持并且保持在连接至第一单元电池101的第一间隔件121与连接至第二单元电池102的下侧的另一第一间隔件121之间(参见图15)。在该实例中，连接至第二单元电池102的第一间隔件121同时用于夹持和保持负电极片102n和第二单元电池102的单元电池主体100b的一部分以及夹持和保持正电极片101p和第一单元电池101的单元电池主体100b的一部分。通过采用这种方式共享间隔件110，上单元电池(例如，第二单元电池102)的电极片100t与下单元电池(例如，第一单元电池101)的电极片100t之间的距离可被减小。因此，单元电池101至108之间的距离可制造得尽可能地小，电池模块50的整体尺寸可制造得更加紧凑。
现在参照图15至20，将详细说明连接器170和保持器180与电池模块50的连接结构。
图15是沿图3的剖面线15-15所作的电池模块50的后侧的局部剖视图。图16A是在保持器180连接至间隔件110之前用于保持连接器170的保持器180的透视图。图16B是在保护器180已经连接至间隔件110之后的保持器180的透视图。图17是在保持器180已经连接至间隔件110之后的保持器180的前视图。图18A是示出在连接器170***电池模块50之前的连接器170的平面图。图18B是示出在连接器170已经***电池模块50之后的连接器170的平面图。图19是沿图18A的剖面线19-19所作的剖视图。图20是沿图18B的剖面线20-20所作的剖视图。虽然图15至20只示出电池模块50的后侧，但是连接器170也可安装在电池模块50的前侧和后侧中。
如前所述，通过间隔件110以浮动的方式保持电压检测端子板160的端子部分162从而吸收单元电池厚度尺寸的变化。由于将连接器170的连接端子173(参见图19和20)布置在预定位置处，所以可通过根据连接端子173的位置定位端子部分162而更容易地完成连接该连接器170的工作。
因此，如图15所示，根据示例性实施例的电池模块50具有用于沿叠置方向确定端子部分162的位置的限制部件195。因此，设置有连接端子173的连接器170可连接至端子部分162，其沿叠置方向的位置已经由限制部件195确定。
如图15和16A所示，限制部件195包括安装至间隔件110的保持器180和形成在保持器180中的若干狭槽181的保持器180。保持器180用以保持连接器170。狭槽181布置成使得每个端子部分162的一部分***狭槽181的对应一个中。保持器180***由间隔件110的大体U形部分124形成的***开口。当***保持器180时，狭槽181由与保持器180的远端对应的侧部形成。狭槽181形成在与连接端子173的位置对应的位置中(图19)。保持器180还包括设置在保持器180面向外侧上的若干爪形部件182(连接部件)。爪形部件182用以各自接合形成在间隔件110中的若干接合孔112。当推动保持器180使得爪形部件182接合间隔件110的接合孔112时，将保持器180稳固地连接至间隔件110。由于由间隔件110将电压检测端子板160的端子部分162保持在浮动状态，所以当如图18A和19所示端子部分162进入相应狭槽181中时将端子部分162的位置调节至与连接器170的连接端子173的位置对应的位置。
如上所述，电池模块50具有将单元电池组100、间隔件110和保持器180容纳在其中的壳体70。壳体70具有***开口71f，用以从壳体70外侧将连接器170***保持器180。在图17中，使用双点划线标示***开口71f。如图16A和16B所示，保持器180还包括若干挡止件183，这些挡止件邻靠围绕***开口71f的壁部表面的内侧。通过邻靠壁部表面的内侧，挡止件183可防止保持器180被拉出***开口71f，即使在***之后将连接器170拉出保持器180。
如图18B和20所示，当连接器170连接至电池模块50时，电压检测端子板160的端子部分162和连接端子173容易连接到一起。因为根据连接端子173的位置确定端子部分162的位置，所以可相对容易地完成连接该连接器的任务。
图21A和21B是示出根据示例性实施例的间隔件110的材料的第一和第二实例的简化剖视图。
如图21A所示，可接受采用弹性材料部件113制造间隔件110。可通过弹性材料部件113分散和减小在电极片100t和单元电池主体100b中产生的应力，并且可改善电极片100t的持久性。弹性材料部件113也可用于吸收存在于电极片100t与单元电池主体100b之间的边界部分处的阶梯状轮廓。可用作弹性材料部件113的材料的实例包括但不局限于氯丁二烯橡胶(CR)、丁基橡胶(IIR)、天然橡胶(NR)、聚丁橡胶(BR)和苯乙烯聚丁橡胶(SBR)。优选地使用具有比较高的摩擦系数的弹性材料部件113。可通过由夹持弹性材料部件113产生的摩擦力保持电极片100t和单元电池主体100b。虽然弹性材料部件113的摩擦系数将根据温度和弹性材料部件113被压制的方式进行变化，但是可通过使用大概2.0或更大的摩擦系数由摩擦力限制电极片100t和单元电池主体100b的移动。
如图21B所示，也可接受通过层敷弹性材料部件113和非弹性材料部件114制成间隔件110。通过采用包括弹性材料部件113层和非弹性材料部件114层的层叠结构，可通过改变弹性材料部件113与非弹性材料部件114的比例将间隔件110的夹持力设定至任何所需的强度值。在采用这种结构的间隔件110中，面对单元电池主体100b的部分和电极片100t的间隔件110的表面优选地采用弹性材料部件113制成，使得除了确保可获得足够的夹持力之外，还可减小输入至电极片100t和单元电池主体100b的振动并且可改善电极片100t的持久性。前述材料可用于弹性材料部件113。非弹性材料部件114的实例包括但不局限于弹性小于前述弹性材料13的聚碳酸酯或其他树脂材料。
具有包括弹性材料部件113和非弹性材料部件114的层的层叠结构的间隔件110不局限于图21B所示的双层结构。例如，可采用包括夹置在双层弹性材料部件113之间的非弹性材料部件114层的三层结构。另一种可行的结构是通过使用弹性材料部件113涂敷非弹性材料部件114的表面以在非弹性材料部件114上形成弹性材料部件113的薄膜来制成间隔件110。
因此，采用本发明示例性实施例的电池模块50，当电池模块50经受振动输入时，应力不会集中在电极片100t与单元电池主体100b之间的边界部分，因为电极片100t和单元电池主体100b的每个的至少一部分如整体单元一样振动。结果，可改善电极片100t的疲劳寿命，并因此改善电池模块50的持久性。
                    术语的总体解释
在理解本发明的范围时，术语“包括”和其派生词，如这里使用的，意在作为说明所述特征、元件、部件、组、整数和/或步骤的存在的开放术语，但是不排除其他未说明特征、元件、部件、组、整数和/或步骤的存在。上述内容也适用以具有类似含义的词语，诸如术语“包含”、“具有”和其派生词。同样，当单数使用术语“部件”、“区段”、“部分”、“组成部分”或“元件”时可具有单一部件或多个部件的双重含义。
虽然只有选定的实施例用于示出本发明，但是本领域技术人员从公开的内容可知，在不脱离发明范围的情况下可在这里进行各种变化和改进。例如，可按照需要和/或要求改变各种部件的尺寸、形状、位置或方向。如图所示直接相互连接或接触的部件可具有设置在其间的中间结构。一个元件的功能可以由两个执行，反之亦然。一项实施例的结构和功能可在其他实施例中采用。所有的优势并不必要同时出现在具体实施例中。不同于现有技术的每个特征，单独或者与其他特征相结合，也应该认为是由申请人作出的对其他发明的独立说明，包括由这种(各)特征实现的结构和/或功能概念。因此，根据本发明的实施例的前述说明仅仅是示出的目的，并不是为了限制本发明的范围。

Claims (18)

1.一种电池模块，包括：
多个平板单元电池，每个所述平板单元电池具有单元电池主体和至少一个电极片，所述单元电池主体包括密封在封装部件中的发电元件，所述电极片电性连接至所述发电元件并且从所述单元电池主体向外凸出，所述平板单元电池彼此叠置使得所述电极片沿叠置方向电性连接；以及
多个夹持板，所述夹持板沿所述叠置方向的邻近夹持板从所述平板单元电池中对应一个平板单元电池的两个相对侧表面沿所述叠置方向夹持所述电极片和所述平板单元电池中对应一个平板单元电池的单元电池主体的一部分。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中
所述夹持板由电绝缘材料制成。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其中
所述单元电池主体的封装部件的每个具有由一对片部件形成的包形状，所述一对片部件连接到一起以形成设置在所述封装部件的外部边缘区域处的连接部分，
所述电极片的每个从所述封装部件中对应一个封装部件的片部件之间向外凸出，以及
所述夹持板从所述平板单元电池中对应一个平板单元电池的相对侧表面沿所述叠置方向夹持所述封装部件和所述电极片的连接部分。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其中
所述夹持板的邻近夹持板的至少一个具有连接结构，该连接结构连接所述平板单元电池中对应一个平板单元电池的封装部件的连接部分。
5.根据权利要求4所述的电池模块，其中
所述连接结构包括形成在所述夹持板的邻近夹持板其中一个上的销，所述销穿过设置在所述平板单元电池中对应一个平板单元电池的封装部件的连接部分中的通孔。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其中
所述销具有形成在所述销的远端的用于将所述销保持在所述通孔中的头部。
7.根据权利要求5所述的电池模块，其中
所述连接结构还包括形成在所述夹持板的邻近夹持板的另一个夹持板上的接合孔，使得在所述销穿过所述通孔之后，所述接合孔接合所述销。
8.根据权利要求7所述的电池模块，其中
所述销具有形成在所述销的远端的用于将所述销保持在所述通孔中的头部。
9.根据权利要求1所述的电池模块，其中
每个所述夹持板面对所述电极片的一部分由弹性材料制成。
10.根据权利要求9所述的电池模块，其中
每个所述夹持板通过叠置弹性材料层和非弹性材料层制成。
11.根据权利要求1所述的电池模块，其中
每个所述夹持板面对所述电极片中对应一个电极片的一部分和每个所述夹持板面对所述平板单元电池中对应一个平板单元电池的单元电池主体的一部分由弹性材料制成。
12.根据权利要求1所述的电池模块，其中
每个所述电极片包括将所述平板单元电池其中一个连接至所述平板单元电池的邻近一个平板单元电池的第一电极片和用于检测所述平板单元电池中对应一个平板单元电池的电压的第二电极片。
13.根据权利要求12所述的电池模块，其中
所述第一和第二电极片是分离的和独立的部件。
14.根据权利要求13所述的电池模块，其中
所述夹持板的至少一个夹持板包括具有基部和端子部分的电压检测端子板，所述基部电性连接至所述平板单元电池中对应一个平板单元电池的第二电极，所述端子部分可沿所述叠置方向自由地移动。
15.根据权利要求14所述的电池模块，还包括
保持器，所述保持器连接至所述夹持板从而将电压检测连接器连接于所述保持器。
16.根据权利要求15所述的电池模块，其中
所述保持器具有沿所述叠置方向限制所述电压检测端子板的位置的限制部件。
17.根据权利要求16所述的电池模块，其中
所述保持器的限制部件包括形成在所述保持器中的狭槽。
18.根据权利要求17所述的电池模块，还包括
容纳所述平板单元电池、所述夹持板和所述保持器的壳体，所述壳体具有从所述壳体的外部将所述电压检测连接器***所述保持器的***开口，所述保持器具有靠在所述***开口周围的所述壳体的壁部表面的内侧的挡止件。
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