CN101938019A - 动力电池组及其电池模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池模块和由至少两个电池模块形成的动力电池组，公开的电池模块包括均由动力电池形成的第一电池包(1)和第二电池包(2)，所述第一电池包(1)设于所述第二电池包(2)的正上方，所述第一电池包(1)和所述第二电池包(2)之间设有支撑部件(4)，以便所述第一电池包(1)和所述第二电池包(2)之间具有预定的距离。第一电池包和第二电池包之间的距离会形成通道，加快气体流通，使电池中产生的热量从通道中尽快散发出去，有效提高电池模块的散热性能，确保电池的温度不会过高，改善电池的工作环境，延长了动力电池组及电池模块的使用寿命。同时，支撑部件还可以增加电池模块的强度，使动力电池组和电池模块的可靠性更高。

Description

动力电池组及其电池模块

技术领域

本发明涉及动力能源领域，特别是涉及一种电池模块。此外，本发明还涉及一种包括上述电池模块的动力电池组。

背景技术

随着我国经济建设的快速发展，动力电池在各行各业有了广泛应用。特别在电动自行车，电动汽车领域，聚合物电池由于其比能量大，安全性高等优点已经逐渐被高频率应用。

在实际应用过程中，为了满足电池管理以及结构组装方便的要求，由若干个电池加保护电路组合在一起称为电池模块。

目前的聚合物电池模块大多是将在每个电池间加一个塑料板，并在每个聚合物电池和塑料板对应的地方开有通孔，通过螺栓和螺母将电池连接在一起。

由于电池在充、放电过程中，电池本身会产生热量，导致温度上升，而电池对温度环境比较敏感，在作为大容量、高功率动力电池应用时尤其明显，太高或太低的温度都会大大影响电池的充放电性能和电池寿命。因此，必须使电池组工作在理想的温度范围，从而使其性能和循环寿命达到最优，并排除因热量失控而引起的潜在危险。

因此，如何降低电池的温度，改善电池的工作环境，延长动力电池组及电池模块的使用寿命，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电池模块，其散热性较好，可以有效降低电池的温度，改善电池的工作环境，延长动力电池组及电池模块的使用寿命。本发明的另一目的是提供一种由上述电池模块形成的动力电池组，其使用寿命较长。

为实现上述发明目的，本发明提供一种电池模块，包括均由动力电池形成的第一电池包和第二电池包，所述第一电池包设于所述第二电池包的正上方，所述第一电池包和所述第二电池包之间设有支撑部件，以便所述第一电池包和所述第二电池包之间具有预定的距离。

优选地，所述支撑部件包括支撑块，所述第一电池包和所述第二电池包通过螺栓固定连接，所述支撑块具有螺栓连接孔。

优选地，所述第一电池包和所述第二电池包中至少一者具有容纳所述支撑块的凹槽，该凹槽的高度小于所述支撑块的高度。

优选地，所述支撑块具有与第一电池包和/或所述第二电池包相配合的台阶面，所述支撑块通过所述台阶面连接所述第一电池包和/或所述第二电池包。

优选地，所述支撑部件还包括支撑凸台，所述第一电池包和所述第二电池包均包括电池和包覆所述电池的外壳，所述支撑凸台与外壳具有一体式结构。

优选地，所述电池的中心位置处设有所述支撑凸台。

优选地，所述第一电池包和所述第二电池包的边缘处设有所述支撑凸台。

优选地，所述外壳为铝板外壳，且具有容纳所述电池的极耳的凹部，该凹部内还设有隔离所述极耳和所述外壳的绝缘片。

优选地，还包括包覆所述第一电池包的极耳和第二电池包的极耳的防护盖，该防护盖具有至少两个通孔，所述电池模块的正极、负极从两所述通孔中引出。

本发明还提供一种动力电池组，包括至少两个如上述任一项所述的电池模块和容纳所述电池模块的箱体，各所述电池模块相互平行。

本发明所提供的电池模块，包括均由动力电池形成的第一电池包和第二电池包，所述第一电池包设于所述第二电池包的正上方，所述第一电池包和所述第二电池包之间设有支撑部件，以便所述第一电池包和所述第二电池包之间具有预定的距离。第一电池包和第二电池包之间的距离会形成通道，加快气体流通，使电池在充、放电时产生的热量从通道中尽快散发出去，有效提高电池模块的散热性能，从而确保电池的温度不会过高，改善了电池的工作环境，延长了动力电池组及电池模块的使用寿命。同时，支撑部件还可以增加电池模块的强度，使动力电池组和电池模块的可靠性更高。

在一种优选的实施方式中，所述支撑部件包括支撑块，所述第一电池包和所述第二电池包通过螺栓固定连接，所述支撑块具有螺栓连接孔。支撑块结构简单，易于实现，可以在组装第一电池包和第二电池包的同时，将支撑块安装在第一电池包和第二电池包中间，从而减小电池模块的安装难度，降低电模块的生产成本。

在另一种优选的实施方式中，所述支撑部件还包括支撑凸台，所述第一电池包和所述第二电池包均包括电池和包覆所述电池的外壳，所述支撑凸台与外壳具有一体式结构。即电池包的外壳上具有支撑凸台，这样，生产电池包外壳的时候即生成了支撑凸台，在组装第一电池包和第二电池包时，支撑凸台使第一电池包与第二电池包之间保持预定的距离，满足第一电池包和第二电池包之间的散热需求。该结构更为简单，电池模块组装更方便，可以进一步降低电池模块的组装难度，降低动力电池组的生产成本。

在提供上述电池模块的基础上，本发明还提供一种由上述电池模块组成的动力电池组；由于电池模块具有上述技术效果，具有该电池模块的动力电池组也具有相应的技术效果。

附图说明

图1为本发明所提供电池模块一种具体实施方式的立体结构示意图；

图2为本发明所提供电池模块第一种具体实施方式的局部***视图；

图3为本发明所提供电池模块第二种具体实施方式的局部***视图；

图4为本发明所提供支撑块与第一电池包和第二电池包的连接示意图；

图5为本发明所提供电池模块第三种具体实施方式的局部***视图；

图6为本发明所提供电池包一种具体实施方式的结构立体示意图；

图7为本发明所提供动力电池组一种具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种电池模块，其散热性较好，可以有效降低电池的温度，改善电池的工作环境，延长动力电池组及电池模块的使用寿命。本发明的另一核心是提供一种由上述电池模块形成的动力电池组，其使用寿命较长。

本文所涉及的上、下等方位词，是以电池模块位于图1所示的状态为基准来定义的。应当理解，本文中所采用的方位词不应当限制本专利的保护范围。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明所提供电池模块一种具体实施方式的立体结构示意图。

本发明所提供的电池模块，包括均由动力电池形成的第一电池包1和第二电池包2，第一电池包1设于第二电池包2的正上方，第一电池包1和第二电池包2之间设有支撑部件4，以便第一电池包1和第二电池包2之间具有预定的距离。第一电池包1和第二电池包2之间的距离会形成通道，加快气体流通，使电池在充、放电时产生的热量从通道中尽快散发出去，有效提高电池模块的散热性能，从而确保电池的温度不会过高，改善了电池的工作环境，延长了动力电池组及电池模块的使用寿命。同时，支撑部件4还可以增加电池模块的强度，使动力电池组和电池模块的可靠性更高。

需要说明的是，图1所示电池模块中除了包括第一电池包1和第二电池包2，还包括第三电池包3，应当理解，本发明所提供的电池模块中包括但不限于两个电池包，其内部设置电池包的个数可以根据实际需要增加，但至少包括两个电池包，且两个电池包之间的支撑部件4使两者之间始终保持一定距离，以满足强度和散热的需要。

请参考图2和图3，图2为本发明所提供电池模块第一种具体实施方式的局部***视图；图3为本发明所提供电池模块第二种具体实施方式的局部***视图。

在一种具体的实施方式中，支撑部件4包括支撑块41，第一电池包1和第二电池包2通过螺栓固定连接，支撑块41具有螺栓连接孔。支撑块41可以是方块、圆块等结构，只要能保证第一电池包1和第二电池包2之间有一定的距离，就能满足本发明的要求，其结构简单，易于实现。如图1所示，第一电池包1、第二电池包2通过位于四个角和中心位置的五个螺栓固定连接，在组装第一电池包1和第二电池包2的同时，将支撑块41安装在第一电池包1和第二电池包2中间，从而减小电池模块的安装难度，降低电池模块的生产成本。可以在五个螺栓连接处均设置支撑块41，也可以在部分螺栓连接处设置支撑块41，以能满足散热和支撑需求为基本目的。

请参考图4，图4为本发明所提供支撑块与第一电池包和第二电池包的连接示意图。

具体地，可以在第一电池包1和第二电池包2中至少一者中设计具有容纳支撑块41的凹槽，使凹槽的高度小于支撑块41的高度。这样，可以确保支撑块41能将第一电池包1和第二电池包2分开，使之保持一定的距离；而且第一电池包1和第二电池包2在安装时，凹槽可以作为安装的参考位置，使安装更方便、快捷，进一步降低安装难度。

还可以在支撑块41和电池包之间设置相互配合的台阶面。例如，将第一电池包1、支撑块41和第二电池包2从上至下依次设置，第一电池包1的下表面中心部高于边缘部，第二电池包2的上表面中心部高于边缘部，而支撑块41的上表面和下表面均为中心部均低于边缘部，使第一电池包1的下表面与支撑块41的上表面形成相互配合的台阶面、第二电池包2的上表面与支撑块41的下表面形成相互配合的台阶面，这样，支撑块41与第一电池包1、第二电池包2均可以快速、便捷连接，其安装效率更高。

显然，上述的台阶面配合形式只是若干种台阶面的一种，只要在组装电池模块时能起到适当引导和限位的作用，就能满足本发明的要求。

请参考图5，图5为本发明所提供电池模块第三种具体实施方式的局部***视图。

在一种优选的实施方式中，支撑部件4还包括支撑凸台42，第一电池包1和第二电池包2均包括电池和包覆电池的外壳5，支撑凸台42与外壳5具有一体式结构。即电池包的外壳5上具有支撑凸台42，这样，生产电池包外壳5的时候即生成了支撑凸台42，在组装第一电池包1和第二电池包2时，支撑凸台42使第一电池包1与第二电池包2之间保持预定的距离，满足第一电池包1和第二电池包2之间的散热需求。该结构更为简单，电池模块组装更方便，可以进一步降低电池模块的组装难度，降低动力电池组的生产成本。

同时，支撑凸台42还可以起到增加第一电池包1和第二电池包2之间的支撑强度的作用，使电池模块的强度更好，可靠性更高。

上述图4所示的实施例中，支撑块41与第一电池包1、第二电池包2通过台阶面配合连接可以理解为支撑块41和支撑凸台42相结合的形式，通过支撑块41和支撑凸台42共同满足第一电池包1和第二电池包2之间的散热和支撑强度需求。

具体地，可以在电池的中心位置处设有支撑凸台42(示于图1)，也可以在第一电池包1和第二电池包2的边缘处设有支撑凸台42(示于图5)，或者在电池的中心位置和电池包的边缘处均设置支撑凸台42(与图3所示的支撑块41位置类似)，设计人员可以参考加工难度、支撑强度等因素的影响合理设计。支撑凸台42越多，加工难度越大，支撑强度越好，当支撑凸台42多到一定程度时，还可能阻挡第一电池包1和第二电池包2之间的散热气体流通，因此，支撑凸台42对散热效果的影响也可以作为支撑凸台42设置数量和设置位置的参考因素。另外，还可以支撑块41和支撑凸台42配合使用。

请参考图6，图6为本发明所提供电池包一种具体实施方式的结构立体示意图。

在一种具体的实施方式中，第一电池包1和第二电池包2的外壳5均可以为铝板外壳，且具有容纳电池的极耳66的凹部，该凹部内还设有隔离极耳6和外壳5的绝缘片7。铝质外壳5具有散热性好、质量轻、易于冲压加工的特点，利用铝质外壳5可以减小第一电池包1和第二电池包2的质量，使电池模块在质量较小的基础上，还具有良好的散热性能。同时，为了避免第一电池包1的极耳6和第二电池包2的极耳6与铝质外壳5接触而形成短路，在凹部中还设置了绝缘片7，将极耳6与铝质外壳5隔开，提高电池模块的可靠性。

进一步地，本发明所提供的电池模块还可以防护盖8(示于图1)，该防护盖8包覆第一电池包1的极耳6和第二电池包2的极耳6，避免极耳6在使用中受损、漏电，且防护盖8具有至少两个通孔，电池模块的正极、负极从两通孔中引出。如图1所示，防护盖8还设有检测电压用的检测孔，如果需要，防护盖8还可以具有其它结构，其主要作用在于保护极耳6。

一种具体的实施方式中，上述的电池模块可以采用下述的步骤进行生产：

1.利用铝板冲压形成电池外壳5，并在铝板上压出凹坑，用来固定电池和绝缘片7；

2.装处绝缘片7，避免电池极耳6与铝质外壳5接触而形成短路，同时形成电池包；

3.将电池包叠放在一起，通过螺栓连接在一起，连接的同时将支撑块41串在螺栓中，或者直接通过外壳5上的支撑凸台42

形成相邻电池包之间的间隙，使气体可以在相邻的电池包之间流通，增加散热性能；

4.将各电池包组合好后进行串并连接，加上防护盖8，以保护电池模块的电极。

请参考图7，图7为本发明所提供动力电池组一种具体实施方式的结构示意图。

除了上述电池模块，本发明还提供一种由至少两个上述电池模块形成的动力电池组，该动力电池组还包括容纳各电池模块的箱体，且各电池模块在箱体中平行设置，以提高动力电池组的散热性能。提供的动力电池组其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的动力电池组及其电池模块进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池模块，包括均由动力电池形成的第一电池包(1)和第二电池包(2)，所述第一电池包(1)设于所述第二电池包(2)的正上方，其特征在于，所述第一电池包(1)和所述第二电池包(2)之间设有支撑部件(4)，以便所述第一电池包(1)和所述第二电池包(2)之间具有预定的距离。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述支撑部件(4)包括支撑块(41)，所述第一电池包(1)和所述第二电池包(2)通过螺栓固定连接，所述支撑块(41)具有螺栓连接孔。

3.根据权利要求2所述的电池模块，其特征在于，所述第一电池包(1)和所述第二电池包(2)中至少一者具有容纳所述支撑块(41)的凹槽，该凹槽的高度小于所述支撑块(41)的高度。

4.根据权利要求2所述的电池模块，其特征在于，所述支撑块(41)具有与第一电池包(1)和/或所述第二电池包(2)相配合的台阶面，所述支撑块(41)通过所述台阶面连接所述第一电池包(1)和/或所述第二电池包(2)。

5.根据权利要求1至4任一项所述的电池模块，其特征在于，所述支撑部件(4)还包括支撑凸台(42)，所述第一电池包(1)和所述第二电池包(2)均包括电池和包覆所述电池的外壳(5)，所述支撑凸台(42)与外壳(5)具有一体式结构。

6.根据权利要求5所述的电池模块，其特征在于，所述电池的中心位置处设有所述支撑凸台(42)。

7.根据权利要求6所述的电池模块，其特征在于，所述第一电池包(1)和所述第二电池包(2)的边缘处设有所述支撑凸台(42)。

8.根据权利要求5所述的电池模块，其特征在于，所述外壳(5)为铝板外壳(5)，且具有容纳所述电池的极耳(6)的凹部，该凹部内还设有隔离所述极耳(6)和所述外壳(5)的绝缘片(7)。

9.根据权利要求8所述的电池模块，其特征在于，还包括包覆所述第一电池包(1)的极耳(6)和第二电池包(2)的极耳(6)的防护盖(8)，该防护盖(8)具有至少两个通孔，所述电池模块的正极、负极从两所述通孔中引出。

10.一种动力电池组，其特征在于，包括至少两个权利要求1至9任一项所述的电池模块和容纳所述电池模块的箱体，各所述电池模块相互平行。

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