CN104124404B - 用于车辆的电池组的电池模块 - Google Patents

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Abstract

公开的是一种电池模块，其包含：多个圆柱形二次电池单元，所述圆柱形二次电池单元在下文中也称为“单元”；上构架，具有对应于所述单元的外观而形成的多个凹槽，所述凹槽是开放的以将所述单元的电极向外曝露；以及下构架，具有对应于所述单元的外观而形成的多个凹槽，所述凹槽是开放的以将所述单元的电极向外曝露；单元止动件形成在所述上构架中形成的所述凹槽的顶部处和在所述下构架中形成的所述凹槽的底部处，以部分地覆盖所述单元的顶部和底部以使得所述单元不从所述凹槽分离。因此，可以提供在配置一个包括有多个电池模块的总成件时可确保在机械方面稳固的连接的电池模块。

Description

用于车辆的电池组的电池模块
相关申请的交叉引用
本申请要求享有2013年4月29日在大韩民国提交的韩国专利申请No.10-2013-0047475和2013年5月31日在大韩民国提交的韩国专利申请No.10-2013-0063088的优先权，上述申请的公开内容通过引用纳入本申请。
技术领域
本公开内容涉及电池模块，且更具体地涉及用于车辆的电池组的电池模块。
背景技术
对各种不同产品组具有良好适用性且具有良好的电性质(诸如高能量密度)的二次电池不仅广泛地应用到便携设备，而且也应用到通过电驱动源驱动的电动车辆(EV)或混合电动车辆(HEV)。二次电池具有一个主要优点，即大大减少了化石燃料的使用，并具有一个次要优点，即在能量使用中不生成副产品，且因此作为用于增强环境友好和能量效率特性的一种新的能源吸引了注意。
目前，锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等广泛地用作二次电池。这样的单位二次电池单元具有约2.5V至4.2V的工作电压。因此，如果要求更高的输出电压，则可将多个二次电池单元串联连接以配置一个电池组。此外，根据对电池组的充电/放电容量要求，也可以将多个二次电池单元并联连接以配置一个电池组。因此，电池组中包含的二次电池单元的数量可以是各种不同设置的，取决于所要求的输出电压或充电/放电容量。
同时，如果将多个二次电池单元串联或并联连接以配置一个电池组，那么包含在电池组中的二次电池单元应该在电方面和机械方面牢固地连接。因此，要求对电池模块和电池组进行稳固且经济的设计，以确保二次电池单元的牢固连接。
发明内容
本公开内容被设计以解决相关技术的问题，且因此本公开内容旨在提供用于车辆的电池组的电池模块。
在本公开内容的一方面，提供了电池模块，包含：多个圆柱形二次电池单元，所述圆柱形二次电池单元在下文中也称为“单元”；上构架，具有对应于所述单元的外观而形成的多个凹槽，所述凹槽是开放的以将所述单元的电极向外曝露；以及下构架，具有对应于所述单元的外观而形成的多个凹槽，所述凹槽是开放的以将所述单元的电极向外曝露；单元止动件形成在在所述上构架中形成的所述凹槽的顶部处和在所述下构架中形成的所述凹槽的底部处，以部分地覆盖所述单元的顶部和底部以使得所述单元不从所述凹槽分离。
根据本公开内容的一个实施方案，所述单元可以被布置成三行。此时，所述单元可以被布置成十列。
根据本公开内容的一个实施方案，所述单元可以被布置以使得三行布置和两行布置是重复的。
根据本公开内容的一个实施方案，螺纹可以形成在所述上构架和所述下构架的对应位置处，且所述上构架和所述下构架可以借助于所述螺纹使用螺钉联接。
根据本公开内容的一个实施方案，所述单元止动件可以被定位在已布置的凹槽之间的空间中，且具有矩形形状。
根据本公开内容的一个实施方案，分别形成在所述上构架和所述下构架中的所述凹槽可以是以2mm到10mm的间隔布置的。
根据本公开内容的一个实施方案，突起可以形成在所述上构架的顶部部分上，且具有对应于所述突起的形状和位置的凹陷部分可以形成在所述下构件的底部部分中。
根据本公开内容的一个实施方案，突起可以形成在设置在所述上构架处的所述单元止动件上，且具有对应于所述突起的形状的凹陷部分可以形成在设置在所述下构架处的所述单元止动件中。
根据本公开内容的一个实施方案，连接单元可以形成在所述上构架或所述下构架的一侧处，用于与另一个电池模块连接。此时，所述连接单元可以具有或形状。
根据本公开内容的一个实施方案，螺纹可以形成在所述上构架或所述下构架的一侧处，用于与内盒连接。
根据本公开内容的一个实施方案，所述上构架和所述下构架可以具有不同的颜色。
根据本公开内容的一个实施方案，所述上构架和所述下构架可以由聚合物材料制成。此时，所述聚合物材料可以是聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、或聚碳酸酯(PC)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS)的混合物，该混合物不含有卤族元素。
在本公开内容的一方面，可以提供稳固且经济的包含多个二次电池单元的电池模块。
在本公开内容的另一方面，可以提供可在配置一个具有多个电池模块的总成件时确保在机械方面稳固的连接的电池模块。
附图说明
附图例示了本公开内容的优选实施方案，连同前述公开内容一起，用于提供对本公开内容的技术精神的进一步理解。然而，本公开内容不应被解释为仅限于附图。在附图中：
图1是示出了包含根据本公开内容的一个实施方案的电池模块的电池组的立体图。
图2是示出了包含根据本公开内容的一个实施方案的电池模块的电池组的分解立体图。
图3是示出了根据本公开内容的一个实施方案的电池模块的立体图。
图4是示出了根据本公开内容的另一个实施方案的单元的一种布置的图。
图5是沿着图3的线A-A’取得的、示出了电池模块的横截面图。
图6是示出了图3中描绘的电池模块的部分B的放大图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开内容的优选实施方案。在描述之前，应理解，在说明书和所附权利要求中所使用的术语不应被解释为限于通用意义和词典意义，而是基于允许发明人适当地定义术语以便最佳解释的原则、在与本公开内容的技术方面相对应的意义和概念的基础上来解释。因此，在本文中提出的描述只是出于例示目的的优选实施例，并非意在限制本公开内容的范围，所以应理解在不脱离本公开内容的精神和范围的前提下可以做出对本公开内容的其他等同物和改型。
图1是示出了包含根据本公开内容的一个实施方案的电池模块60的电池组1的立体图。
在图1中描绘的电池组1是车辆的电池组1，其可安装到车辆、混合电动车辆(HEV)、或电动车辆(EV)等。
优选地，电池组1可具有根据用于车辆的电池的标准的尺寸。因此，电池组1总体上可具有六边形的形状。
同样优选地，电池模块60还可以具有根据用于车辆的电池的标准的尺寸。然而，电池组1和电池模块60不限于上述尺寸，且可以以各种不同方式设定它们的长度、宽度和高度。
图2是示出了包含根据本公开内容的一个实施方案的电池模块60的电池组1的分解立体图。
根据本公开内容的一个实施方案的电池组1当用于车辆时可具有12V的工作电压。此外，根据本公开内容的一个实施方案的二次电池单元62可具有3V的工作电压。因此，可以将四个电池模块60串联连接，以配置一个电池模块总成件50。
此外，电池模块总成件50和内盒30被包含在上组盒(upper packcase)10和下组盒(lower pack case)70之间，以配置电池组1。
在下文中，将描述包含在电池组1中的电池模块60。
图3是示出了根据本公开内容的一个实施方案的电池模块60的立体图。
参照图3，根据本公开内容的一个实施方案的电池模块60包含上构架61、多个圆柱形二次电池单元62(在下文中也称为“单元”)，以及下构架63。
单元62在其种类上不受特别限制。每个单元62可以是锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、或镍锌电池等，它们都是可再充电的，且应考虑充电或放电电压。
可以以各种不同方式设定包含在电池模块60中的单元的数量。
根据本公开内容的一个实施方案，单元62被布置成三行。此外，单元62还可以被布置成十列。在图3中描绘的实施方案中，电池模块60包含三十个单元62，它们被布置成三行和十列。
图4是示出了根据本公开内容的另一个实施方案的单元62的一种布置的图。根据本公开内容的另一个实施方案，单元62被布置以使得三行布置和两行布置是重复的。也就是说，如图4中所示，单元62被布置以重复三行布置和两行布置。图4仅示出了单元62的布置，且上构架61和下构架63为更好理解未被描绘。当布置圆柱形单元时，为了将由单元62占据的空间最小化，也可以如图4所示布置单元62。
同时，图3和图4中描绘的单元62的布置仅仅是实施例。然而，为方便起见，将基于图3中描绘的实施方案来描述单元62的布置。
再次参照图3，根据本公开内容的一个实施方案的电池模块60被配置以使得多个单元62被***在上构架61与下构架63之间。换句话说，上构架61和下构架63限定了其中布置有多个单元62的空间。此外，上构架61和下构架63起到夹持被布置的单元62以将其机械地固定的作用。
图5是沿着图3的线A-A’取得的、示出了电池模块60的横截面视图。
根据本公开内容的一个实施方案，螺纹64形成在上构架61和下构架63的对应的位置处。借助于螺纹64，可以使用螺钉64-1将上构架61和下构架63联接。可以以各种不同方式设定螺纹64的和螺钉64-1的数量和位置。
图6是示出了图3中描绘的电池模块60的部分B的放大图。
在上构架61中形成有对应于单元62的外观的多个凹槽65。此外，凹槽65的顶部是开放的，以将单元62的电极向外曝露。另外，在设置在上构架61处的凹槽65的顶部处形成有单元止动件69。单元止动件69部分地覆盖单元62的顶部，以使得单元62不从凹槽65分离，且单元止动件69还防止单元62的竖直振动。
在下构架63中也形成有对应于单元62的外观的多个凹槽65。此外，凹槽65也具有开放的底部，以使得单元62的电极向外曝露。此外，在设置在下构架63处的凹槽65的底部处形成有单元止动件(未示出)以部分地覆盖单元62的底部，以使得单元62不从凹槽65分离。尽管形成在下构架63处的单元止动件未在图中示出，但是它们与形成在上构架61处的单元止动件69基本相同。
根据本公开内容的一个实施方案，单元止动件69被定位在已布置的凹槽65之间的空间中。可设定单元止动件69的尺寸和形状，以部分地覆盖单元62而不覆盖单元62的电极。尽管根据本公开内容的一个实施方案的单元止动件69被示出为具有矩形形状，但是可以以各种不同方式修改单元止动件69的形状和尺寸。
根据本公开内容的一个实施方案，分别形成在上构架61和下构架63中的凹槽65是以2mm到10mm的间隔布置的。因为凹槽65是间隔地形成的，所以可以最小化当对任何单元62充电或放电时产生的热被传递到另一个相邻的单元62。优选地，可以以4mm的间隔布置凹槽65。
再次参照图5，根据本公开内容的一个实施方案，在上构架61的顶部部分上形成有突起66。此外，在下构架63的底部部分中形成有凹陷部分66-1，其具有对应于突起66的形状和位置。
如上所述，在根据本公开内容的一个实施方案的电池组1中，四个电池模块60配置了电池模块总成件50(参见图2)。此时，当电池模块60竖直堆叠时，突起66和凹陷部分66-1可以固定一个上电池模块和一个下电池模块。如果使用突起66和凹陷部分66-1堆叠电池模块60，则可以容易地堆叠该电池模块，且可以防止上电池模块60和下电池模块60偏离它们的适当位置。
根据本公开内容的一个实施方案，突起66形成在设置在上构架61处的单元止动件69上。在此情况下，凹陷部分66-1形成在设置在下构架63处的单元止动件中，以具有对应于突起66的形状。图3、5和6示出了一个实施方案，其中突起66形成在单元止动件69上。同时，可以以各种不同方式修改突起66的位置、形状和尺寸，且凹陷部分66-1具有对应于突起66的位置、形状和尺寸。
根据本公开内容的一个实施方案，连接单元67、67-1形成在上构架61或下构架63的一侧处，用于连接到另一个电池模块。
参照图3和图6，描绘了形成在上构架61和下构架63的侧处的连接单元67、67-1。如上所述，在根据本公开内容的电池组1中，四个电池模块60配置了电池模块总成件50(参见图2)。此时，借助于连接单元67、67-1，电池模块60可以被机械地联接到与其一侧相邻的另一个电池模块60。
根据本公开内容的一个实施方案，连接单元67、67-1具有或形状。具有形状的连接单元67和具有形状的连接单元67-1可以彼此连接，以防止电池模块60在水平方向上偏离。为此，当配置电池模块总成件50时，彼此相邻的电池模块60可被布置以使得具有形状的连接单元67和具有形状的连接单元67-1彼此连接。
根据本公开内容的一个实施方案，在上构架61或下构架63的一侧处形成有螺纹68，用于连接到内盒30。如上所述，在根据本公开内容的一个实施方案的电池组1中，四个电池模块60配置了电池模块总成件50(参见图2)。此外，电池模块总成件50连接到内盒30。因此，借助于形成在上构架61或下构架63的一侧处的螺纹68，可以使用螺钉将电池模块总成件50连接到内盒30。
根据本公开内容的一个实施方案，上构架61和下构架63具有不同的颜色。如果上构架61和下构架63具有不同的颜色，则可以防止混淆包含在根据本公开内容的电池模块60中的单元62的电极的特性。
根据本公开内容的上构架61和下构架63可以由聚合物材料制成。
可选择地，所述聚合物材料是聚碳酸酯。
同样可选择地，所述聚合物材料是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂。
在本公开内容的另一个实施方案中，所述聚合物材料是聚碳酸酯(PC)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS)的混合物，且不含有卤族元素。
在本公开内容的一方面，可以提供稳固且经济的包含多个二次电池单元的电池模块。
在本公开内容的另一方面，可以提供在配置一个具有多个电池模块的总成件时可确保在机械方面稳固的连接的电池模块。
已经详细地描述了本公开内容，然而应理解，这些详细描述和具体实施例，尽管指示了本公开内容的优选实施方案，但仅是以例示方式给出的，因为本领域技术人员将从详细描述明了在本公开内容的精神和范围之内的各种不同改变和修改。

Claims (17)

1.电池模块，其特征是，包括：
多个圆柱形二次电池单元；
上构架，具有对应于所述圆柱形二次电池单元的外观而形成的多个凹槽，所述凹槽是开放的以将所述圆柱形二次电池单元的电极向外曝露；以及
下构架，具有对应于所述圆柱形二次电池单元的外观而形成的多个凹槽，所述凹槽是开放的以将所述圆柱形二次电池单元的电极向外曝露，所述下构架和上构架限定了其中布置有多个所述圆柱形二次电池单元的空间；
圆柱形二次电池单元止动件形成在在所述上构架中形成的凹槽的顶部处和在所述下构架中形成的凹槽的底部处，以部分地覆盖所述圆柱形二次电池单元的顶部和底部以使得所述圆柱形二次电池单元不从所述凹槽分离。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征是，
所述圆柱形二次电池单元被布置成三行。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其特征是，
所述圆柱形二次电池单元被布置成十列。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其特征是，
所述圆柱形二次电池单元被布置以使得三行布置和两行布置是交替的。
5.根据权利要求1所述的电池模块，其特征是，
螺纹形成在所述上构架和所述下构架的对应位置处，且所述上构架和所述下构架是借助于所述螺纹使用螺钉联接的。
6.根据权利要求1所述的电池模块，其特征是，
所述单元止动件被定位在已布置的凹槽之间的空间中，且具有矩形形状。
7.根据权利要求1所述的电池模块，其特征是，
分别形成在所述上构架和所述下构架中的所述凹槽是以2mm到10mm的间隔布置的。
8.根据权利要求1所述的电池模块，其特征是，
突起形成在所述上构架的顶部部分上，且
具有对应于所述突起的形状和位置的凹陷部分形成在所述下构架的底部部分中。
9.根据权利要求1所述的电池模块，其特征是，
突起形成在设置在所述上构架处的所述单元止动件上，且
具有对应于所述突起的形状的凹陷部分形成在设置在所述下构架处的所述单元止动件中。
10.根据权利要求1所述的电池模块，其特征是，
连接单元形成在所述上构架或所述下构架的一侧处，用于与另一个电池模块连接。
11.根据权利要求10所述的电池模块，其特征是，
所述连接单元具有或形状。
12.根据权利要求1所述的电池模块，其特征是，
螺纹形成在所述上构架或所述下构架的一侧处，用于与内盒相连接。
13.根据权利要求1所述的电池模块，其特征是，
所述上构架和所述下构架具有不同的颜色。
14.根据权利要求1所述的电池模块，其特征是，
所述上构架和所述下构架由聚合物材料制成。
15.根据权利要求14所述的电池模块，其特征是，
所述聚合物材料是聚碳酸酯。
16.根据权利要求14所述的电池模块，其特征是，
所述聚合物材料是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂。
17.根据权利要求14所述的电池模块，其特征是，
所述聚合物材料是聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂的混合物，该混合物不含有卤族元素。
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