CN101385160A - 用于制造电池组的定位件 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种用于制造使用圆柱形电池作为单元电池的电池组的定位件，其中所述定位件被构造为矩形框架的形式，所述定位件在矩形框架的相对侧表面(相对面)具有多个电池接收部分，所述电池接收部分具有部分地覆盖所述圆柱形电池的外表面的圆周形内表面结构，每个电池接收部分具有一个水平方向的通孔，所述通孔在所述框架的相对侧表面之间延伸，并且在所述框架的相对侧表面上形成的一对电池接收部分(一个单元接收部分)通过可容易切割的结构与另一相邻的单元接收部分连接。因此，本发明的定位件具有使得能够使用最少数量的部件制造结构稳定的电池组、减少加工次数从而降低产品成本、以及防止在电池组的组装或使用过程中发生单元电池之间的短路的效果。此外，本发明的定位件可根据情况需要被切割为不同的合适的大小。因此，本发明的定位件具有能够容易地调整电池组的容量和输出以及有效地除去在单元电池充电和放电期间单元电池产生的热量的效果。
Description
技术领域
本发明涉及用于制造电池组的定位件，更具体而言，涉及用于制造使用圆柱形电池作为单元电池的电池组的定位件，其中所述定位件被构造为矩形框架的形式，所述定位件在所述矩形框架的相对侧表面(相对面)具有多个电池接收部分，所述电池接收部分具有部分地覆盖所述圆柱形电池外表面的圆周型内表面结构，每个电池接收部分都具有一个水平方向的通孔，该通孔在所述框架的相对侧表面之间延伸，并且在所述框架的相对侧表面上形成的一对电池接收部分(一个单元接收部分)通过可容易切割的结构与另一相邻的单元接收部分相连。
背景技术
由于移动设备日益发展，对这些移动设备的需求不断增加，对作为移动设备的能量来源的二次电池的需求也迅速增加。其中锂二次电池具有高能量密度和高放电电压，针对其进行了大量的研究，并且其目前已商品化并被广泛应用。
根据其中使用二次电池的外部设备的种类，二次电池可以单个电池的形式或以具有多个彼此电连接的单元电池的电池组的形式使用。例如，小型设备例如移动电话可通过一个电池的输出和容量运行一段预定的时间。另一方面，中型或大型设备，例如笔记本电脑、电动车以及混合动力车，需要使用电池组，因为较高的输出和较大的容量对于中型或大型设备来说是必要的。
电池组是其中多个单元电池彼此串联和/或并联电连接的一种电池结构。对于电池组来说，保持单元电池稳定的排列结构以使单元电池彼此顺序连接是非常重要的。
圆柱形二次电池被用作电池组的单元电池，由于其外观特性而尤其在保持排列结构方面困难较大。因此，对于圆柱形二次电池来说，使用额外的固定元件是必要的。例如，通常使用的排列并固定圆柱形二次电池的方法是通过固定带或用塑料包覆圆柱形二次电池以保持圆柱形二次电池的排列结构。根据情况，可将双面胶带粘贴在单元电池之间以进一步增加单元电池之间的联结力。
然而，固定带和塑料覆层的强度很小，因此固定带和塑料覆层被损坏或破裂的可能性很高。因此，固定带和塑料覆层不适用于稳定地保持单元电池的排列结构。此外，当电池组使用固定带或双面胶带进行构造时，分离并粘贴固定带或双面胶带的过程复杂且麻烦，是增加构造电池组所需时间的一个原因。
此外，需要根据使用电池组的设备的具体要求通过调整彼此连接的单元电池的个数来使电池组具有不同的输出和容量。然而对于圆柱形单元电池而言，用于保持圆柱形单元电池的排列结构的固定元件是必要的。因此，存在的问题是当使用圆柱形单元电池构造电池组时，必须根据待组装的单元电池的个数来制造不同的固定元件。为解决这一问题，可制造一种单元固定元件，从而可将一个或多个单元电池固定在所述单元固定元件中，并可将多个单元固定元件相互连接以构成电池组。但是在这种情况下，需要根据所需的电池组输出和容量使所述单元固定元件彼此联结。
因此，非常需要一种能根本地解决上述问题的技术。
发明内容
技术问题
因此，进行了本发明以解决上述问题以及其他待解决的技术问题。
具体而言，本发明的目的是提供一种用于制造电池组的定位件，所述定位件使得能够使用最少数量的部件制造结构稳定的电池组，并且其能够防止单元电池之间发生短路，短路可能在电池组的组装过程中或使用过程中导致。
本发明的另一个目的是提供一种用于制造电池组的定位件，所述定位件能够根据情况所需而被切割成不同的合适的大小，从而能够容易地调整电池组的容量和输出，并且其可有效地除去在单元电池充电和放电期间单元电池产生的热量。
本发明的又一个目的是提供一种包括上述定位件的电池组。
技术方案
根据本发明的一方面，可通过提供一种用于制造使用圆柱形电池作为单元电池的电池组的定位件来实现上述及其他目的，其中所述定位件被构造为矩形框架的形式，所述定位件在所述矩形框架的相对侧表面(相对面)具有多个电池接收部分，所述电池接收部分具有部分地覆盖所述圆柱形电池外表面的圆周形内表面结构，每个电池接收部分都具有一个水平方向的通孔，该通孔在所述框架的相对侧表面之间延伸，并且在所述框架的相对侧表面上形成的一对电池接收部分(一个单元接收部分)通过能够被容易地切割的结构与另一相邻的单元接收部分相连。
优选地，所述电池接收部分在其上端和下端具有外缘以部分地覆盖所述单元电池的上端和下端表面，从而所述单元电池可被稳定地固定。具体而言，所述外缘以单元电池置于所述电池接收部分中时与所述单元电池上端和下端的外圆周表面形状相应的结构向外伸出。
单元电池的上端和下端的外圆周表面意指所述圆柱形单元电池的圆形上端和下端表面。所述外缘沿所述圆周形电池接收部分的外圆周表面优选以U形(马蹄形)的形状伸出，从而使得所述圆柱形单元电池的圆形上端和下端表面可被该外缘部分地覆盖。当使用所述U形外缘时，可以稳定地固定所述单元电池，并且单元电池的上端和下端表面上形成的电极端不被覆盖。因此在构造电池组时可以容易地在单元电池之间进行电连接。
并且，所述外缘如上所述地伸出以固定单元电池。因此，只要所述外缘能稳定地固定所述单元电池，则不具体限制所述外缘的突出情况。
所述电池接收部分形成能够部分地覆盖所述单元电池外表面至不超过50％、优选20至40％的单元电池高度的结构。此处，“单元电池的高度”意指当所述单元电池被垂直于单元电池纵轴方向切割时单元电池截面上的单元电池直径。在此结构中，所述电池接收部分用于与所述外缘共同稳定地固定所述圆柱形单元电池。具体而言，所述外缘防止所述单元电池沿单元电池的纵轴方向移动，从而固定单元电池，所述电池接收部分防止所述单元电池由于圆柱形单元电池的结构特性而左右移动，从而固定单元电池。
在一个优选的实例中，所述水平方向的通孔可在每个电池接收部分的相对侧中间部分形成通过所述框架，从而使所述水平方向的通孔垂直于所述单元电池的纵轴方向延伸。所述水平方向的通孔可连续地在框架的同一平面上两个相邻电池接收部分的每个连接区域形成。在此结构中，所述相邻的电池接收部分在其中间部分彼此分离，并且所述相邻的电池接收部分只在所述水平方向的通孔的上端和下端侧彼此连接。因此，当使用本发明的上述结构的定位件使多个单元电池彼此连接时，可以有效地除去在单元电池的充电和放电期间或在单元电池运行期间单元电池产生的热量。
在本说明书中，如上所定义，在所述框架的相对侧表面上彼此相邻的两个电池接收部分可表述为一个单元接收部分。本发明的一个主要特征是根据情况需要，可以容易地分离所述单元接收部分。具体而言，所述单元接收部分用一种能够容易地被切割的结构彼此连接。
因此，不具体限制所述单元接收部分的连接区域，只要所述单元接收部分的连接区域被构造为一种能够容易地被切割的结构。换言之，可以是多种连接结构。例如，所述单元接收部分的连接区域可被构造为一种具有较小宽度和较小厚度的门结构。更具体而言，如在上述的优选实例中，当所述水平方向的通孔被构造为在每个电池接收部分的相对侧中间部分通过所述框架时，各单元接收部分可通过在所述水平方向的通孔的上端和下端的所述具有较小宽度和较小厚度的门结构彼此连接。
在一个优选的实例中，所述定位件可具有在位于所述框架的相同和相对平面上的四个相邻电池接收部分的交会区域形成的垂直方向的通道。所述垂直方向的通道可被视为在四个圆形之间形成的空间，所述四个圆形被设置为各圆形的圆心位于一个假想正方形的各角上并且每个圆形的圆周与位于正方形相邻角上的圆的圆周相接触。因此，所述垂直方向的通道在所述定位件的上端表面的中心沿所述电池接收部分形成。所述垂直方向的通道被构造为包括四个曲面的菱形的形状。所述垂直方向的通道的大小和个数根据待使用的单元电池的大小和个数确定。
在具有上述结构的定位件中，可在所述垂直方向的通道中安装至少一个半导体温度计用于测量单元电池的温度。优选地，所述垂直方向的通道与所述水平方向的通孔相连通。在此结构中，优选使所述半导体温度计位于所述垂直方向的通道和所述水平方向的通孔彼此连通的区域，从而使半导体温度计能够容易地被安装，并且使设置半导体温度计所获得的效果最大化。
优选地，本发明的定位件用塑料材料制造，例如聚碳酸酯(PC)或聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)，所述塑料材料具有较高的电绝缘性、轻质并具有较高的热阻。而且，所述定位件可通过例如注塑制造。
根据本发明的另一方面，提供一种包括具有上述结构的定位件的电池组。
本发明的电池组可用于需要两个或多个电池的组合的中型或大型电池***。例如，本发明的电池组可广泛用于中型设备例如笔记本电脑，以及大型设备例如电动车和混合动力车。
由于本发明的定位件如上所述可被切割为所需大小，因此本发明的电池组可根据使用所述电池组的设备的具体要求(例如输出和容量)来灵活地制造。
所述电池组可通过例如将多个作为单元电池的圆柱形电池连接至一个预定的框架元件同时使所述圆柱形电池安装在所述定位件的相对侧而制造。所述框架元件的一个实例在韩国专利申请No.2005-0130423中公开，该申请由本专利申请的申请人提交。现将该专利申请公开的内容如同在本文给出全文一样通过援引的方式纳入本文。
附图说明
本发明的上述及其他目的、特征和其他优点通过以下详细描述连同附图可被更清楚地理解，其中：
图1是表明本发明的一个优选实施方案的用于制造电池组的定位件的立体图；
图2是表明图1所示的用于制造电池组的定位件的俯视图；
图3是表明图1所示的用于制造电池组的定位件的主视图；
图4是表明图1所示的定位件的单元接收部分之间的连接结构的放大立体图；
图5是图4的主视图；
图6是表明图1所示的用于制造电池组的定位件的透视图；并且
图7是表明安装在图1所示的定位件上的圆柱形二次电池的立体图。
具体实施方式
现参照附图对本发明的优选实施方案进行详细描述。但应注意的是，本发明的范围不限于所述的实施方案。
图1是表明本发明的一个优选实施方案的用于制造电池组的定位件的立体图。
参见图1，一个用于制造电池组的定位件100被构造为矩形框架的形式。定位件100在其相对侧表面具有电池接收部分201、202、203和204，所述电池接收部分被构造为与每个圆柱形单元电池的外表面相应的圆周形结构，从而使得多个圆柱形单元电池(未显示)可放置在各电池接收部分201、202、203和204中。此处，电池接收部分201、202、203和204的内圆周具有足以部分地覆盖圆柱形单元电池的大小。
在电池接收部分200的上端和下端分别形成外缘300和400。外缘300和400被构造为沿半圆柱圆周延伸出来的U形片状结构，从而使单元电池的上端和下端表面分别被外缘300和400覆盖。因此，外缘300和400覆盖单元电池的上端和下端表面，从而稳定地固定单元电池。然而，由于外缘300和400被构造为U形结构，因此单元电池的电极端不被外缘300和400覆盖。
在位于框架的相同平面上的两个相邻电池接收部分201和203的接触区域，形成一个水平方向的通孔500，该通孔在定位件100的厚度方向延伸。在位于框架的相同和相对平面上的四个相邻电池接收部分201、202、203和204的交会区域，形成一个垂直方向的通道600，该通道在定位件100的纵向上延伸。
水平方向的通孔500和垂直方向的通道600作为冷却剂例如空气的流动通道。特别地，垂直方向的通道600用作安装半导体温度计(未显示)的空间。所述半导体温度计安装在水平方向的通孔500和垂直方向的通道600彼此连通的区域，从而提高对单元电池的温度测量的准确度。水平方向的通孔500和垂直方向的通道600的结构在图2和3——定位件100的俯视图和主视图——中更详细地显示出来。
在框架的相对侧表面上形成的两个电池接收部分201和202组成一个单元接收部分210。各单元接收部分210和230通过门结构700彼此连接，所述门结构被构造为可被容易地切割。每个门结构700都是具有较小厚度和较小宽度的片状结构。各门结构700位于单元接收部分210的上部和下部，在单元接收部分210的中部彼此分离。一个单元接收部分210包括两个电池接收部分201和202。因此，连接两个单元接收部分210和230的门结构的个数是4。门结构700在图4和图5中更详细地显示出来，图4为部分放大图，图5为图4的主视图。
此外，定位件100的整体结构在图6中更详细地显示出来，图6是定位件100的透视图。
图7是表明通过在图1所示的定位件上安装圆柱形二次电池而构造的电池组的立体图。
参见图7，单元电池800和801并排安装在定位件100的相对侧表面上。在各电池接收部分200的上端和下端形成的外缘300和400部分地覆盖单元电池800的上端和下端表面，以帮助稳定地安装单元电池800。另一方面，外缘300和400覆盖单元电池800的外圆周表面。因此，单元电池800的电极端810暴露在外，从而能容易地在单元电池之间进行电连接。
尽管具有上述安装结构，但圆柱形电池800的大部分仍通过水平方向的通孔500暴露。因此，空气流过暴露的空间，从而能容易地除去在单元电池800和801充电和放电期间单元电池产生的热量。并且，半导体温度计(未显示)安装在水平方向的通孔500和垂直方向的通道600彼此连通的区域。因此，可以使用一个半导体温度计测量四个相邻的单元电池800的温度。
单元接收部分210和230的连接区域被构造为可容易地被切割的门结构。因此，可以使用定位件100制造具有不同的输出和容量的电池组。
尽管为了说明的目的公开了本发明的优选实施方案，但本领域技术人员可认识到，在不偏离所附的权利要求所公开的本发明的范围和主旨的情况下，可进行多种改变、添加和替代。
工业实用性
从以上描述中可清楚地看出，本发明的定位件具有使得能够使用最少数量的部件制造结构稳定的电池组、减少加工次数从而降低产品成本、以及防止在电池组的组装或使用过程中发生单元电池之间的短路的效果。此外，本发明的定位件可根据情况需要被切割成不同的合适的大小。因此，本发明的定位件具有能够容易地调整电池组的容量和输出并有效地除去单元电池充电和放电期间单元电池产生的热量的效果。
Claims (11)
1.一种用于制造使用圆柱形电池作为单元电池的电池组的定位件，其中所述定位件被构造为矩形框架的形式，所述定位件在所述矩形框架的相对侧表面(相对面)具有多个电池接收部分，所述电池接收部分具有部分地覆盖所述圆柱形电池的外表面的圆周形内表面结构，每个电池接收部分具有一个水平方向的通孔，该通孔在所述框架的相对侧表面之间延伸，并且在所述框架的相对侧表面上形成的一对电池接收部分(一个单元接收部分)通过能够被容易地切割的结构与另一相邻的单元接收部分相连。
2.权利要求1的定位件，其中所述电池接收部分在其上端和下端具有外缘以部分地覆盖所述单元电池的上端和下端表面。
3.权利要求2的定位件，其中所述外缘以单元电池置于所述电池接收部分中时沿单元电池的外圆周形状覆盖单元电池的上端和下端表面的结构向外伸出。
4.权利要求1的定位件，其中所述电池接收部分被构造为部分地覆盖所述单元电池的外表面至不超过单元电池高度的50％的结构。
5.权利要求1的定位件，其中所述水平方向的通孔被构造为在每个电池接收部分的相对侧中间部分通过所述框架。
6.权利要求1的定位件，其中所述单元接收部分的连接区域被构造为具有较小宽度的门结构。
7.权利要求5的定位件，其中所述水平方向的通孔在其上端和下端具有门结构以连接各单元接收部分。
8.权利要求1的定位件，其中所述定位件具有一个在所述单元接收部分的四个相邻电池接收部分的交会区域形成的垂直方向的通道。
9.权利要求8的定位件，其中所述定位件具有一个安装在所述垂直方向的通道中用于测量所述单元电池的温度的半导体温度计。
10.权利要求9的定位件，其中所述垂直方向的通道与所述水平方向的通孔连通，并且所述半导体温度计位于所述垂直方向的通道和所述水平方向的通孔的连通区域。
11.一种包含权利要求1-10中任一项的定位件的电池组。
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