CN106256032B - 包括间隔器的电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池组，所述电池组具有如下结构：其中，包括多个可充电和可放电电池单体或者单元模块的两个或者更多个电池模块在布置状态下嵌入在电池组外壳和底板之间的空间中，所述电池组包括：底板，在所述底板上装载所布置的电池模块；电池组外壳，所述电池组外壳覆盖电池模块并且其下端联接到底板；和间隔器，所述间隔器置入在电池组外壳的内侧和电池模块的上部外表面之间的空间中从而减小电池模块的上端部的运动。

Description

包括间隔器的电池组
技术领域
本发明涉及一种包括间隔器的电池组。
背景技术
近年来，能够充电和放电的二次电池已经广泛地用作无线移动装置的能源。另外，作为电动车辆(EV)和混合动力电动车辆(HEV)的电源，二次电池已经吸引了相当大的关注，该电动车辆(EV)和混合动力电动车辆(HEV)已经被研制以解决由使用化石燃料的现有汽油和柴油车辆引起的诸如空气污染的问题。
小型移动装置为每一个装置使用一个或者几个电池单体。另一方面，因为对于中型或者大型装置而言，高输出和大容量是必要的，所以诸如车辆的中型或者大型装置使用具有彼此电连接的多个电池单体的中型或者大型电池组。为了提供预定的设备或者装置所要求的输出和容量，多个电池单体或者电池模块可以彼此串联连接。
通常，高容量/高输出电池组被构造成具有如下结构，其中多个电池单体或者电池模块在电池单体或者电池模块被堆叠使得电池单体或者电池模块彼此相邻的状态中被装载在底板上，并且电池组外壳联接到底板使得电池组外壳包围电池单体或者电池模块。在这个结构中，由于在其中安装电池组的装置的驱动状态中引起的振动，电池模块可以移动。为了防止电池模块的这种运动，在布置电池模块的方向上将拉力杆安装在电池模块的上端处。
然而，在以上结构中，当振动在电池模块的横向方向上从电池组产生时，不能充分地防止电池模块在其横向方向上的运动。另外，因为在电池组外壳和电池模块之间设置了空置的空间，所以由于在电池组的内部和外部之间的温差而造成的在电池组外壳的内表面上产生的冷凝水可能落到电池模块的上端，其结果是电池组可能发生故障。
发明内容
技术问题
因此，做出本发明以解决以上问题和尚待解决的其它技术问题。
具体地，本发明的一个目的在于提供一种电池组，该电池组被布置成使得即使当产生外部冲击或者振动时，仍然可靠地并且稳定地维持电池模块的固定结构，并且保护电池模块免于由于在电池组的内部和外部之间的温差而产生的冷凝水。
技术方案
根据本发明的一个方面，能够通过提供一种电池组实现以上和其它目的，该电池组包括：电池组外壳；底板；至少两个电池模块，所述至少两个电池模块被布置为使得电池模块位于在电池组外壳和底板之间限定的空间中，每一个电池模块包括能够充电和放电的多个电池单体或者单元模块；和间隔器，所述间隔器被布置在限定在电池组外壳的内表面和电池模块的上部外表面之间的空间中以抑制电池模块的上端部的运动。
间隔器是在限定在电池模块的上端部和电池组外壳的内表面之间的空间中填充的部件。换言之，间隔器被紧密地布置在形成在电池模块的上端部和电池组外壳的内表面之间的空间中而不存在任何空置的空间。
即，在根据本发明的电池组中，间隔器被布置在限定在电池组外壳的内表面和电池模块的外表面之间的空间中从而抑制电池模块的上端部的运动。因此，即使当产生外部冲击或者振动时，仍然可以可靠地并且稳定地维持电池模块的固定结构并且可以保护电池模块免于由于在电池组的内部和外部之间的温差产生的冷凝水。
每一个电池单体可以被构造成具有如下结构，其中电极组件被安装在由包括金属层和树脂层的层压片制成的电池壳体中并且电池壳体的外边缘被密封。层压片可以包括呈现高耐久性的外部树脂层、金属阻挡层和呈现高的热粘接性能的树脂密封剂层。树脂密封剂层可以被热粘接。
要求外部树脂层针对外部环境呈现高的耐受性。因此，外部树脂层有必要呈现高于预定的抗拉强度和耐气候性。为此目的，外部树脂层可以由诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或者有取向的尼龙膜的聚合物树脂制成。然而，本发明不限于此。
除了用于防止诸如气体或者水分的异物的引入或者泄漏的功能之外，要求金属阻挡层具有提高电池壳体的强度的功能。为此目的，金属阻挡层可以由例如铝制成。
树脂密封剂层可以由呈现对于抑制电解质的渗透而言有必要的、高热粘接性能(热粘合性能)和低的吸湿性能，并且不被电解质膨胀或者腐蚀的聚烯烃树脂制成。在一个具体示例中，树脂密封剂层可以由流延聚丙烯(CPP)树脂制成。
每一个电池单体可以安装在电池盒中。在一个具体示例中，盒可以包括至少一对板形框架以在相应的电池单体的相对的主表面中的至少一个暴露的状态中固定相应的电池单体的外边缘。
每一个电池模块可以被构造成具有矩形结构并且电池模块可以被装载在底板上使得在电池模块竖立从而电极端子面向电池模块的顶部的状态中，电池模块彼此横向地邻靠。
具体地，每一个电池模块可以被构造成具有如下结构，其中在竖立状态中，每一个电池模块的高度大于每一个电池模块的宽度。每一个电池模块的宽度，即每一个电池模块在布置电池单体使得电池单体在分别的电池单体之间的界面处彼此接合的方向上的长度，可以等于每一个电池模块的高度的50％到80％。
在一个实施例中，电池组进一步包括：感测组件，所述感测组件安装在电池模块的上端处以检测电池模块的电压；和电池管理***(BMS)，在BMS邻近于电池模块中的最外面的一个的状态中，该电池管理***被安装在电池模块中的该最外面的一个的外侧处，其中电池组外壳包围电池模块和BMS，并且其中电池组外壳的下端联接到底板。
在本发明的一个具体示例中，间隔器的顶部可以邻靠电池组外壳的内表面并且间隔器的底部可以邻靠感测组件、拉力杆和电池模块的暴露的顶部。
具体地，间隔器的顶部可以形成为对应于电池组外壳的内表面的形状并且间隔器的底部可以形成为对应于感测组件、拉力杆和电池模块的暴露的顶部的形状。
另外，除了上述结构之外，间隔器可以被构造成具有用于包围电池模块的上端部的相反两端的结构。
而且，根据本发明的电池组进一步包括安装在电池模块的上端处的一对拉力杆，拉力杆在布置电池模块的方向上延伸以支撑电池模块。
拉力杆可以设有至少两个通孔从而拉力杆被安装在电池模块处。电池单体在其上端部处设有通孔，该通孔在垂线上位于与拉力杆的通孔相同的位置处。可以通过在通过每一个通孔***的螺栓和螺母之间的联接将拉力杆紧固到电池模块。
在一个实施例中，间隔器可以在其内表面处设有凹部，每一个凹部形成为对应于螺栓和螺母的形状，并且螺栓被接纳在凹部中以固定间隔器。即，可以通过将螺栓和螺母***凹部中实现电池组的稳定性，而不使用另外的紧固结构。
在另一个实施例中，间隔器可以设有紧固孔，每一个紧固孔形成为对应于螺栓的形状，并且每一个螺栓可以***通过紧固孔中的相应的一个和通孔中的相应的一个并且随后被联接到螺母以固定间隔器。
间隔器可以由聚合物树脂泡沫制成并且聚合物树脂泡沫可以包含封闭孔。
具体地，聚合物树脂泡沫可以是膨胀聚丙烯(EPP)。然而，本发明不限于此。
每一个电池单体可以是锂二次电池。具体地，每一个电池单体可以是锂离子电池或者锂离子聚合物电池。
间隔器可以抑制电池模块的上端部的横向运动。
根据本发明的另一个方面，提供一种包括作为电源的带有上述构造的电池组的装置。
具体地，该装置可以是选自由移动电话、便携式计算机、智能电话、平板PC、智能平板、上网本计算机、轻型电动车辆(LEV)、电动车辆、混合动力电动车辆、插电式混合动力电动车辆和电力存储装置组成的组中的任何一个。
同时，在电池组被安装在选自电动车辆、混合动力电动车辆和插电式混合动力电动车辆中的任何一个中的情况中，电池组可以位于限定在驾驶员座椅和驾驶员座椅旁边的座椅之间的空间中。因为电池组位于驾驶员座椅和驾驶员座椅旁边的座椅之间，所以通过其中安装有电池组的车辆的防侧撞梁安装电池组。为了支撑横切防侧撞梁，可以在电池组中安装包括邻靠防侧撞梁的防侧撞梁的中间板。
在本发明所属技术领域中，该装置的结构和制造方法是众所周知的，并且因此将省略其详细描述。
本发明的效果
如从以上描述显而易见的，在根据本发明的电池组中，间隔器被布置在限定在电池组外壳的内表面和电池模块的外表面之间的空间中从而抑制电池模块的上端部的运动。因此，即使当产生外部冲击或者振动时，仍然可以可靠地并且稳定地维持电池模块的固定结构并且可以保护电池模块免于由于在电池组的内部和外部之间的温差而产生的冷凝水。
附图说明
根据以下与附图相结合的详细描述，将更加清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征和其它优点，其中：
图1是示出根据本发明的一个实施例的电池模块的透视图；
图2是图1的电池模块的分解视图；
图3是示出根据本发明的一个实施例的电池模块和压下托架(hold downbracket)的透视图；
图4是示出根据本发明的一个实施例的电池组的透视图；
图5是示出从其移除了图4的电池组外壳的电池组的透视图；
图6是示出图4的电池组的侧视图；
图7是沿着图6的线A-A’截取的垂直截面视图；并且
图8是沿着图6的线B-B’截取的垂直截面视图。
具体实施方式
现在，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。然而，应该指出，本发明的范围不被所图示的实施例限制。
图1是示出根据本发明的一个实施例的电池模块的透视图，图2是图1的电池模块的分解视图，并且图3是示出根据本发明的一个实施例的电池模块和压下托架的透视图；
参照图1和图2，电池模块110包括电池单体10、盒20、冷却部件30、缓冲部件40、绝缘部件50、端板60、汇流条组件80和冷却歧管90。
电池单体10被构造成具有如下结构，其中电极组件被安装在由包括金属层和树脂层的层压片制成的电池壳体中并且电池壳体的外边缘被密封。而且，电池单体10设有在共线状态下形成在一侧上的正电极端子11和负电极端子12。
盒20的中央部分设有电池单体接纳部22以安装电池单体10，并且两个电池单体10在冷却部件30被布置在该两个电池单体10之间的状态下被分别地安装到电池单体接纳部22的前侧和后侧。
其中安装有电池单体10和冷却部件30的多个盒20被布置为使得电池单体10彼此横向地邻靠。缓冲部件40被安装到最外电池单体10。绝缘部件50被添加到缓冲部件40。最后，端板60被安装在绝缘部件50上。
盒20、绝缘部件50和端板60分别地在它们的四个角落处设有联接孔21、51、61。构成电池模块110的盒20、绝缘部件50和端板60被构造成具有如下结构，即：每一个联接螺栓70***通过联接孔21、51、61，并且随后盒20、绝缘部件50和端板60被联接和固定。
感测组件130被安装在如上所述连接的电池单体10的上部上。感测组件130将电池单体10串联和/或并联连接并且通过检测电池单体10的电压并且具有安全性元件从而在电池模块110发生故障的情况中执行切断电流的功能。
冷却歧管90被安装到电池单体10的下部。冷却歧管90连接到冷却部件30的冷却导管31，并且使得冷却剂流动通过冷却导管31。
参照图3，多个电池模块110被安装在底板120上使得电池模块110彼此横向地邻靠，并且被作为固定部件的压下托架180固定。具体地，压下托架180挤压电池模块110的下突出部111(图1)。压下托架110被构造成通过使用螺栓和螺母而被固定到底板120。
图4是示出根据本发明的一个实施例的电池组的透视图，图5是示出从其移除了图4的电池组外壳的电池组的透视图，图6是示出图4的电池组的侧视图，图7是沿着图6的线A-A’截取的垂直截面视图，并且图8是沿着图6的线B-B’截取的垂直截面视图。
参照图4到图8，电池组100包括多个电池模块110、底板120、感测组件130、拉力杆140、电池管理***(BMS)150、电池组外壳160和间隔器170。
在电池模块110彼此横向地邻靠的状态中，电池模块110被布置在底板120上。中间板190被安装在电池模块110的中间处。
感测组件130被安装在电池模块110的上端处以感测电池模块110的电压。在感测组件130的相反两端处，拉力杆140在布置电池模块110的方向上被安装在电池模块110的上端处用于支撑电池模块110。
在BMS 150邻近于电池模块110中的最外面的一个的状态中，BMS 150被安装在电池模块110中的最外面的一个的外侧处。在电池组外壳160包围电池模块110和BMS 150的状态中，电池组外壳160的下端联接到底板120。电池组外壳160和底板120通过螺栓(未示出)和螺母(未示出)彼此联接。
间隔器170被布置在限定在电池组外壳160的内表面和电池模块110的上端表面之间的空间中。
每一个电池模块110被构造成具有矩形结构。每一个电池模块110的高度H大于每一个电池模块110的宽度W。具体地，每一个电池模块110的W等于每一个电池模块110的高度H的大约60％。
参照图7，间隔器170的顶部形成为对应于电池组外壳160的内表面的形状，使得间隔器170的顶部邻靠电池组外壳160的内表面。间隔器170的底部以对应于感测组件130、拉力杆140和电池模块110的暴露的顶部的形状形成从而间隔器170的底部邻靠感测组件130、拉力杆140和电池模块110的暴露的顶部。
另外，间隔器170被构造成具有用于包围电池模块110的上端部的相反两端111的结构。
参照图8，间隔器170设有凹部171，每一个凹部171形成为对应于螺栓141和螺母142的形状。螺栓141和螺母142***每一个凹部171中使得间隔器170被固定到电池模块110的上端。
虽然已经为了说明的的目的公开了本发明的示例性实施例，但是本领域技术人员将理解，在不偏离如在所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、添加和替代都是可能的。

Claims (16)

1.一种电池组，包括：
电池组外壳；
底板；
至少两个电池模块，所述电池模块被布置成使得所述电池模块位于限定在所述电池组外壳和所述底板之间的空间中，每一个电池模块包括能够充电和放电的多个电池单体；
间隔器，所述间隔器布置在在所述电池组外壳的内表面和所述电池模块的上部外表面之间限定的空间中，以抑制所述电池模块的上端部的运动；和
一对拉力杆，所述一对拉力杆安装在所述电池模块的上端处，所述拉力杆在所述电池模块所布置的方向上延伸以支撑所述电池模块，
其中，所述拉力杆设有至少两个通孔，并且所述电池单体在其上端部处设有在垂线上位于与所述拉力杆的所述通孔相同的位置处的通孔，使得所述拉力杆通过螺栓和螺母之间的联接而被紧固到所述电池模块，所述螺栓***穿过所述拉力杆的每一个所述通孔和所述电池单体的对应的所述通孔，并且
其中，所述间隔器设有凹部，每一个所述凹部形成为对应于所述螺栓和所述螺母的形状，并且所述螺栓被接纳在所述凹部中以固定所述间隔器。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中，每一个所述电池单体被构造成具有如下结构，即：电极组件被安装在由包括金属层和树脂层的层压片制成的电池壳体中，并且所述电池壳体的外边缘被密封。
3.根据权利要求1所述的电池组，其中，每一个所述电池单体被安装在电池盒中。
4.根据权利要求3所述的电池组，其中，每一个盒包括至少一对板形框架，以在相应的电池单体的相反的主表面中的至少一个暴露的状态下固定所述相应的电池单体的外边缘。
5.根据权利要求1所述的电池组，其中，每一个所述电池模块被构造成具有矩形结构，并且所述电池模块被装载在所述底板上使得在所述电池模块竖立成使得电极端子面向所述电池模块的顶部的状态下所述电池模块彼此横向地邻靠。
6.根据权利要求5所述的电池组，其中，每一个所述电池模块被构造成具有如下结构，即：在竖立状态下，每一个所述电池模块的高度大于每一个所述电池模块的宽度。
7.根据权利要求1所述的电池组，进一步包括：
感测组件，所述感测组件安装在所述电池模块的上端处以检测所述电池模块的电压；和
电池管理***，在所述电池管理***邻近于所述电池模块中的最外面的一个电池模块的状态下，所述电池管理***被安装在所述电池模块中的最外面的一个的外侧处，
其中，所述电池组外壳包围所述电池模块和所述电池管理***，并且
其中，所述电池组外壳的下端联接到所述底板。
8.根据权利要求7所述的电池组，其中，所述间隔器的顶部邻靠所述电池组外壳的内表面，并且所述间隔器的底部邻靠所述电池模块的暴露的顶部、所述感测组件以及所述拉力杆。
9.根据权利要求8所述的电池组，其中，所述间隔器的顶部形成为对应于所述电池组外壳的内表面的形状，并且所述间隔器的底部形成为对应于所述电池模块的暴露的顶部、所述感测组件和所述拉力杆的形状。
10.根据权利要求8所述的电池组，其中，所述间隔器被构造成具有用于包围所述电池模块的上端部的相反两端的结构。
11.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述间隔器由聚合物树脂泡沫制成。
12.根据权利要求11所述的电池组，其中，所述聚合物树脂泡沫包含封闭孔。
13.根据权利要求11所述的电池组，其中，所述聚合物树脂泡沫是膨胀聚丙烯。
14.根据权利要求1所述的电池组，其中，每一个所述电池单体是锂二次电池。
15.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述间隔器抑制所述电池模块的上端部的横向运动。
16.一种包括作为电源的根据权利要求1至15中任一项所述的电池组的装置。
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