CN104868182A

CN104868182A - 电池组

Info

Publication number: CN104868182A
Application number: CN201510076001.9A
Authority: CN
Inventors: 安樟根
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2015-02-12
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2035-02-12
Also published as: EP2911219A1; US9825266B2; KR102140213B1; CN104868182B; US20150243946A1; KR20150098831A; EP2911219B1

Abstract

提供了一种电池组。所述电池组包括：至少一个电池模块；外壳，将所述至少一个电池模块容纳在其中；控制器，控制所述至少一个电池模块；分隔件，位于控制器和所述至少一个电池模块之间；以及连接器，至少部分地穿过分隔件，连接器将所述至少一个电池模块与控制器电连接。

Description

电池组

通过引用将于2014年2月21日在韩国知识产权局提交的且名称为“Battery Pack”(电池组)的第10-2014-0020164号韩国专利申请的全部内容包含于此。

技术领域

本公开涉及电池组。

背景技术

近来，正在开发使用非水电解质的具有高能量密度的大功率电池组。通过将多个电池单元或模块并联或串联地连接来使这样的大功率电池组实现高电压或大容量，从而使大功率电池组在驱动要求大功率的设备(例如，电动车辆)的马达中使用。

随着采用这样的电池组的设备增多，已经开展了针对改善电池组的生产率的研究。此外，由于设备具有各种外观，因此电池组也要求各种形状。然而，由于电池组应该首要具有安全性，因此以许多方式开展了针对能够满足以上要求的电池组的结构的研究。

发明内容

实施例提供一种采用新型结构来增强安全性的电池组。

根据实施例，提供一种电池组，所述电池组包括：至少一个电池模块；外壳，将所述至少一个电池模块容纳在其中；控制器，控制所述至少一个电池模块；分隔件，位于控制器和所述至少一个电池模块之间；以及连接器，至少部分地穿过分隔件，连接器将所述至少一个电池模块与控制器电连接。

***部分可以形成在连接器中，***部分包括在***部分的第一侧上的第一***部分和在***部分的第二侧上的第二***部分。

此外，螺纹可以形成在具有***部分的连接器的内壁上。

电池模块的端子可以***到连接器的第一***部分中以结合到连接器。

端子可以通过螺纹紧固方法紧固到连接器。

第一***部分可以与第二***部分连通。

连接器可以通过汇流条电连接到控制器。

所述电池组还可以包括：通孔，以对应于第二***部分的方式形成在汇流条中；结合构件，穿过通孔并***到第二***部分中以结合到连接器。

结合构件可以穿过通孔，随后通过螺纹紧固方法紧固到连接器。

第一开口可以形成在分隔件中，具有第二开口的密封部件可以布置在第一开口中，连接器可以穿过第二开口。

密封部件可以将设置有电池模块的空间与设置有控制器的空间之间的间隙气密密封。

外壳可以包括主体部分和覆盖主体部分的覆盖部分，接纳部分形成在主体部分中以接纳电池模块，覆盖部分可以覆盖其上设置有控制器的分隔件。

连接器可以包括面向电池模块的第一区域和背离电池模块的第二区域，第一区域可以在截面形状上不同于第二区域。

连接器的第一区域可以穿过分隔件以连接到电池模块。

第一区域可以具有圆形截面，第二区域可以具有多边形截面。

控制器可以包括从由电池控制单元(BCU)、电池管理***(BMS)和电池切断单元(BDU)组成的组中选择的至少一个。

连接器可以具有圆柱形形状。

外壳的侧壁可以容纳所述至少一个电池模块和控制器，分隔件将外壳分成分别用于所述至少一个电池模块和控制器的两个完全分开的空间。

附图说明

通过参照附图详细地描述示例性实施例，特征对于本领域普通技术人员而言将变得明显，在附图中：

图1示出根据实施例的电池组的透视图；

图2示出图1的电池组的分解透视图；

图3示出图1的电池组的电池模块的透视图；

图4示出沿着图1的线A-A'的剖视图；

图5示出图2的电池组的连接器和分隔件的分解透视图；

图6示出沿着图1的线B-B'的剖视图；

图7示出图1的电池组的连接器的透视图；

图8示出根据另一实施例的电池组的局部剖视图；

图9示出根据又一实施例的电池组的局部剖视图；以及

图10示出图9的电池组的连接器的透视图。

具体实施方式

现在，将在下文中参照附图更充分地描述示例实施例；然而，示例实施例可以以不同的形式实施，并且不应该被解释为局限于在这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并将把示例性实施方案充分地传达给本领域技术人员。

在附图中，为了示出清楚起见，可能夸大层和区域的尺寸。还将理解的是，当层或元件被称作“在”另一层或基底“上”时，该层或元件可以直接在另一层或基底上，或者也可以存在中间层。另外，还将理解的是，当层被称作“在”两个层“之间”时，该层可以是这两个层之间的唯一层，或者也可以存在一个或更多个中间层。同样的附图标记始终指示同样的元件。

在示例实施例的说明书和权利要求中使用的术语或词语不应该被解释为仅局限于通用的和字典的含义。相反，应该基于与实施例的范围保持一致的含义和概念来解释它们。

虽然在这里使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应该受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。在下面的描述中，如果决定了对与实施例有关的已知功能或构造的详细描述构成实施例的主题，则省略该详细描述。

在下文中，将参照附图详细地描述实施例。

图1是示出根据实施例的电池组100a的透视图，图2是示出图1的电池组100a的分解透视图。在下文中，将参照图1和图2来描述根据该实施例的电池组100a。

如图1和图2中所示，根据该实施例的电池组100a可以包括电池模块110、外壳120、控制器130、分隔件140和连接器150a(见图5)，其中，分隔件140将容纳电池模块110的空间与容纳控制器130的空间分隔开，连接器150a穿过分隔件140以使电池模块110电连接到控制器130。

外壳120是将电池模块110容纳在其中的构件，并可以包括主体部分121和覆盖部分122。这里，主体部分121可以设置有接纳部分126，以接纳电池模块110，覆盖部分122可以覆盖主体部分121。

此外，如图2中所示，主体部分121可以设置有第一凸缘123和第一延伸部124。第一凸缘123以从主体部分121的侧壁弯曲的方式从主体部分121的侧壁延伸，并且第一延伸部124从第一凸缘123延伸。第一延伸部124结合到从覆盖部分122向外延伸的第二延伸部125，因而使主体部分121和覆盖部分122彼此结合。

第一延伸部124可以以阶梯方式从第一凸缘123延伸。例如，如图2中所示，第一延伸部124具有高于第一凸缘123(例如，在第一凸缘123上方)延伸的阶梯形状。这样的构造使得分隔件140的第二凸缘141(以下将描述)定位在第一凸缘123上并适配在第一延伸部124内部，例如，不在第一延伸部124上方延伸。

图3是示出图1的电池组100a的电池单元110的透视图。在下文中，将参照图3描述根据该实施例的电池模块110。如图3中所示，根据该实施例的电池模块110可以包括多个电池单元111、使电池单元111彼此电连接的模块汇流条117以及使电池单元111彼此对齐的对齐构件114。

电池单元111是产生能量的构件。可以设置多个电池单元。这里，每个电池单元111可以包括在其表面处为敞开的电池壳体以及被接纳在电池壳体中的电极组件和电解质。电极组件和电解质可以彼此电化学反应以产生能量。例如，可以通过包括盖组件的电池单元111的表面来密封这样的电池壳体。此外，具有不同极性的端子112(即，正极端子和负极端子)可以以从电池单元111的表面突出的方式设置在电池单元111的表面上。作为电池单元111的安全手段，还可以设置通孔部113，其中，通孔部113用作用于将电池单元111中产生的气体排放到外部的通道。

同时，多个电池单元111可以沿一个方向对齐。当电池单元111彼此串联连接时，它们可以被布置为使得相邻的电池单元111的端子112具有不同的极性。另一方面，当电池单元111彼此并联连接时，它们可以被布置为使得相邻的电池单元111的端子112具有相同的极性。此外，可以通过对齐构件114使电池单元111对齐。例如，对齐构件114可以包括设置在最外面的电池单元111上的一对端板115和将端板115彼此连接的连接板116，从而使电池单元111沿一个方向对齐。

此外，模块汇流条117是将电池单元彼此电连接的构件。举例而言，模块汇流条117设置有孔。因此，在电池单元111的端子112穿过模块汇流条117的孔之后，将螺母构件119紧固到端子112，使得模块汇流条117电连接到电池单元111的端子112。然而，在不限于此的情况下，模块汇流条117可以通过焊接结合到电池单元111的端子112。

同时，通过串联或并联连接电池单元111产生的高电流可以流进多个电池单元111中的最外面的电池单元111的端子112中。可以通过以下将要描述的汇流条160和连接器150a将这样的高电流传输到控制器130。此外，根据该实施例的电池组100a可以包括至少一个电池模块110。

图4是示出沿着图1的线A-A'截取的电池组100a的剖视图，图5是示出图2的电池组100a的连接器150a和分隔件140的分解透视图。在下文中，将参照图4和图5描述根据该实施例的控制器130和分隔件140。

如图4中所示，控制器130可以设置在分隔件140上。详细地讲，控制器130可以以其侧面被外壳120的主体部分121围绕的方式设置在分隔件140与覆盖部分122之间。

控制器130可以控制并保护电池模块110。这样的控制器130可以包括电池控制单元(BCU)、电池管理***(BMS)和电池切断单元(BDU)中的至少一个。例如，控制器130可以测量电池模块110的电压、SOC、温度等，然后，当在电池组100a中出现例如过电流或过电压的异常现象时，切断电力。

由于控制器130包括电子部件和电路，因此控制器130会易受到湿气的影响。因此，如果将控制器130和电池模块110置于同一空间中，并且如果电池模块110的温度突然改变(因而产生冷凝水)，则冷凝水会负面地影响控制器130，从而导致控制器130的故障。此外，如果将控制器130和电池模块110置于同一空间中，则用于冷却电池模块110的空气会负面地影响控制器130，从而造成控制器130的故障。

因此，根据实施例，电池模块110与控制器130通过分隔件140分隔开，从而使电池模块110和控制器130位于分开的且独立的空间中。因此，控制器130可以较少地被分配给电池模块110的空间中的湿气或冷却空气影响。因此，可以改善电池组100a的安全性。

如图2和图4中所示，分隔件140是使电池模块110和控制器130位于不同的独立空间中的构件。分隔件140可以位于电池模块110与控制器130之间。

就此而言，分隔件140可以位于电池模块110与控制器130之间，并可以被外壳120的覆盖部分122所覆盖。例如，分隔件140的第二凸缘141可以以从分隔件140的侧壁弯曲的方式从分隔件140的侧壁延伸，并且可以叠置在外壳120的主体部分121的第一凸缘123上。例如，如图4中所示，分隔件140的第二凸缘141可以远离分隔件140的侧壁弯曲，例如，第二凸缘141可以垂直于分隔件140的侧壁，并且可以围绕分隔件140(图2)的周缘(例如，整个周缘)。例如，又如在图4中示出的，第二凸缘141可以在(例如，直接在)外壳120的主体部分121的第一凸缘123上延伸，使得第一凸缘123和第二凸缘141完全地(例如，且连续地)彼此叠置。在这种情况下，外壳120的主体部分121可以使用既穿过第一凸缘123又穿过第二凸缘141的构件(例如螺栓)与分隔件140结合。

此外，分隔件140的第二凸缘141可以以在主体部分121的第一延伸部124内部的方式与第一凸缘123叠置。即，如图4中所示，由于在第一凸缘123和第一延伸部124之间设置了阶梯，因此第二凸缘141可以容易地放置在第一凸缘123的顶部上，同时位于第一延伸部124的顶部下方。在主体部分121与分隔件140结合的状态下，覆盖部分122位于主体部分121上方。即，又如在图4中示出的，覆盖部分122可以放置在第一延伸部124上，从而覆盖部分122的第二延伸部125可以通过例如螺栓紧固到主体部分121的第一延伸部124。这样，主体部分121、分隔件140和覆盖部分122可以彼此紧固。

如之前描述的，分隔件140位于电池模块110和控制器130之间。分隔件140按照将空间之间的间隙气密密封的方式将容纳电池模块110的空间与容纳控制器130的空间分隔开。因此，在容纳电池模块110的空间中产生的湿气和冷却空气不能进入容纳控制器130的空间，从而保护控制器130。此外，分隔件140由绝缘材料制成，从而防止在电池模块110和控制器130之间发生短路。例如，分隔件140的绝缘材料可以包括聚乙烯、聚丙烯和聚碳酸酯中的至少一种。

此外，如图5中所示，分隔件140可以设置有连接器150a穿过的第一开口142。详细地讲，如图5中所示，第一开口142可以比连接器150a大(例如，具有更宽的直径)，密封部件143可以位于第一开口142和连接器150a之间。即，密封部件143位于第一开口142内部，第二开口144形成在密封部件143中，从而使连接器150a经过第二开口144穿过分隔件140，例如，第一开口142和第二开口144可以是同心的。这样，密封部件143防止容纳电池模块110的空间和容纳控制器130的空间经过第一开口142彼此流体连通，从而使两个空间彼此密封。

图6是示出沿着图1的线B-B'截取的电池组100a的剖视图，图7是示出图1的电池组100a的连接器150a的透视图。注意到，图6的剖视图示出了在图2中从密封部件143朝向控制器130定位的方向上看到的视图(即，因此看到控制器130在一些密封部件143的后面)。在下文中，将参照图5至图7更详细地描述根据该实施例的连接器150a。

如图5至图7中所示，根据该实施例的连接器150a的至少一部分穿过分隔件140，以使电池模块110电连接到控制器130。此外，连接器150a可以穿过分隔件140的第一开口142，或者可以穿过密封部件143的第二开口144(如果存在密封部件143)。这里，第二开口144可以比连接器150a小，使得连接器150a可以按压适配到第二开口144中。因此，由于具有第二开口144的密封部件143的内壁与连接器150a紧密接触，因此容纳电池模块110的空间和容纳控制器130的空间可以彼此密封。为了进一步增加密封力，密封部件143可以由弹性材料(例如，橡胶)制成。

同时，连接器150a可以将电池模块110电连接到控制器130。在此上下文中，只要电流在构件之间流动，即使它们通过另一构件彼此连接，也将满足“电连接”的含义，而不限于两个构件直接地且物理地彼此连接的情况。即，连接器150a直接连接到控制器130的情况和连接器150a通过汇流条160连接到控制器130的情况都将被视为连接器150a电连接到控制器130。为了描述方便，以下将描述连接器150a通过汇流条160连接到控制器130的情况。然而，实施例不限于此。电池模块110的功率或状态可以通过连接器150a传输到控制器130。因此，控制器130可以通过连接器150a控制电池模块110。

由于连接器150a将电池模块110电连接到控制器130，因此连接器150a可以包括具有高电导率的材料，例如金、银、铜或镍。此外，连接器150a可以具有圆柱形形状。在这种情况下，当连接器150a被按压适配到密封部件143中时，作用于圆柱形形状的连接器150a的每个区域上的压力可以是恒定的，从而增强密封部件143的密封力。

连接器150a可以以其中具有***部分151a的柱子的形状形成。详细地讲，第一***部分152a可以形成在连接器150a的第一侧上，而第二***部分153a可以形成在连接器150a的与第一侧相反的第二侧上。第一***部分152a可以朝向电池模块110敞开，而第二***部分153a可以沿相反方向(即，朝向控制器130)敞开。此外，螺纹154可以形成在连接器150a的其中形成有包括第一***部分152a和第二***部分153a的***部分151a的内壁上。

电池模块110的端子112***到连接器150a的第一***部分152a中以紧固到螺纹154，使得端子112和连接器150a可以通过螺纹紧固部彼此电连接。例如，紧固到连接器150a的端子112可以是电池模块110的高电流流进的端子112。

同时，结合构件170(例如，螺栓)可以通过螺纹紧固的方法***到连接器150a的第二***部分153a中，以紧固到连接器150a的第二***部分153a。通孔161可以以与第二***部分153a对应的方式形成在汇流条160的第一端(即，汇流条160的位于与连接器150a的第二侧相邻的位置)处。结合构件170穿过通孔161以***到第二***部分153a中，进而被紧固到连接器150a，从而使得连接器150a和汇流条160的第一侧彼此稳固地结合并彼此电连接。例如，如图2所示，汇流条160的第二端可以连接到控制器130。因此，指示电池模块110的状态的信号和功率可以通过连接器150a和汇流条160传输到控制器130。

这样，***部分151a设置在连接器150a中，使得连接器150a、端子112、结合构件170或汇流条160通过螺纹紧固的方法被紧固。这样，可以增强在制造电池组100a时的灵活性和方便性。

图8是示出根据另一实施例的电池组100b的局部剖视图。在下文中，将参照图8描述根据该实施例的电池组100b。这里，两个实施例共有的元件将带有相同的附图标记，在此将省略对它们的重复描述。

如图8所示，根据该实施例的电池组100b可以被构造为使得连接器150b的第一***部分152b和第二***部分153b彼此连通。即，第一***部分152b和第二***部分153b以穿过连接器150b的顶部和底部的通孔的形式实现彼此连通。例如，如图8所示，连接器150b可以包括穿过连接器150b的单个的、连续的通孔，第一***部分152b和第二***部分153b可以限定在通孔的相对侧处。

电池模块110的端子112可以***到第一***部分152b中，穿过汇流条160的通孔161的结合构件170可以***到第二***部分153b中。结合构件170可以连接到***部分151b中的电池单元110的端子112，或者不与***部分151b中的电池单元110的端子112连接。

图9是示出根据又一实施例的电池组100c的局部剖视图，图10是示出图9的电池组100c的连接器150c的透视图。在下文中，将参照图9和图10描述根据该实施例的电池组100c。这里，两个实施例共有的元件将带有相同的附图标记，在此将省略对它们的重复描述。

该实施例的电池组100c在连接器150c的形状上与在先实施例的电池组不同。详细地讲，连接器150c可以包括面向电池模块110的第一区域155和背离电池模块110的第二区域156。第一区域155可以具有与第二区域156不同的剖面形状。例如，第一区域155可以穿过分隔件140，使得第一区域155的至少一部分可以位于密封部件143的第二开口144内。因此，为了使密封部件143的密封力最大化，第一区域155可以具有圆形截面(即，第一区域155可以具有圆柱形形状)。不穿过分隔件140的第二区域156可以具有多边形截面。例如，第二区域156可以具有六边形截面和六角柱的形状。在这种情况下，通过使用工具抓住第二区域156并转动第二区域156，可以容易地将连接器150c紧固到电池模块110的端子112。

通过总结和回顾的方式，如根据以上描述明显的是，根据实施例的电池组包括通过分隔件与用于控制器的空间分开(例如，完全分开)的用于电池模块的空间。这样，增加了电池组的安全性。

这里已经公开了示例实施例，尽管采用了特定术语，但是它们仅以普通的和描述性的意义来使用和解释，而不是出于限制的目的。在一些情形下，对于截止到本申请提交时的本领域的普通技术人员来说将明显的是，除非另外特别指出，否则结合具体实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独使用或者与结合其它实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用。

因此，本领域技术人员将理解的是，在不脱离权利要求书中阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以做出形式上和细节上的各种改变。

Claims

1.一种电池组，所述电池组包括：

至少一个电池模块；

外壳，将所述至少一个电池模块容纳在其中；

控制器，控制所述至少一个电池模块；

分隔件，位于控制器和所述至少一个电池模块之间；以及

连接器，至少部分地穿过分隔件，连接器将所述至少一个电池模块与控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的电池组，其中，连接器包括***部分，***部分具有在***部分的第一侧上的第一***部分和在***部分的第二侧上的第二***部分。

3.根据权利要求2所述的电池组，其中，连接器还包括位于***部分的内壁上的螺纹。

4.根据权利要求3所述的电池组，其中，电池模块的端子***到连接器的第一***部分中。

5.根据权利要求4所述的电池组，其中，端子通过螺纹结合到连接器。

6.根据权利要求2所述的电池组，其中，第一***部分与第二***部分流体连通。

7.根据权利要求2所述的电池组，其中，连接器通过汇流条电连接到控制器。

8.根据权利要求7所述的电池组，所述电池组还包括：

通孔，位于汇流条中，通孔对应于第二***部分；以及

穿过通孔的结合构件，结合构件***到第二***部分中以结合到连接器。

9.根据权利要求8所述的电池组，其中，结合构件通过位于***部分的内壁上的螺纹紧固到连接器。

10.根据权利要求1所述的电池组，其中，分隔件包括第一开口和位于第一开口内的密封部件，连接器穿过密封部件中的第二开口。

11.根据权利要求10所述的电池组，其中，密封部件将容纳所述至少一个电池模块的空间与容纳控制器的空间之间的间隙气密密封。

12.根据权利要求1所述的电池组，其中，外壳包括主体部分和覆盖部分，主体部分具有接纳部分，以接纳所述至少一个电池模块，覆盖部分覆盖主体部分和其上设置有控制器的分隔件。

13.根据权利要求1所述的电池组，其中，连接器包括第一区域和第二区域，第一区域面向电池模块，第二区域背离电池模块并具有与第一区域不同的截面形状。

14.根据权利要求13所述的电池组，其中，连接器的第一区域穿过分隔件以连接到电池模块。

15.根据权利要求13所述的电池组，其中，第一区域具有圆形截面，第二区域具有多边形截面。

16.根据权利要求1所述的电池组，其中，控制器包括电池控制单元、电池管理***和电池切断单元中的至少一个。

17.根据权利要求1所述的电池组，其中，连接器具有圆柱形形状。

18.根据权利要求1所述的电池组，其中，外壳的侧壁容纳所述至少一个电池模块和控制器，分隔件将外壳分成分别用于所述至少一个电池模块和控制器的两个完全分开的空间。