專利名稱：可再充電電池組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可再充電電池。本發(fā)明具體涉及一種采用改進(jìn)的單元電池排列方式的可再充電電池組件，能夠減小單元電池形成的可再充電電池組件的總體積。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，提出了使用具有高能量密度的非水性電解液的高能可再充電電池。例如，由多個(gè)高能可再充電電池串聯(lián)連接形成能夠驅(qū)動(dòng)如電動(dòng)汽車等高能源設(shè)備的電動(dòng)機(jī)的大規(guī)?？稍俪潆婋姵?。
被稱為電池組件的單個(gè)大規(guī)模可再充電電池，通常包括多個(gè)被稱為單元電池的可再充電電池，它們相互串聯(lián)連接。每個(gè)單元電池都包括電極組件、殼體、蓋組件、陽(yáng)極端子和陰極端子。電極組件包括陽(yáng)極、陰極和置于陰陽(yáng)極之間的隔板；殼體具有容納電極組件的空間；蓋組件與殼體相接合以密閉殼體；陽(yáng)極端子和陰極端子分別與電極組件中的陽(yáng)極連接器和陰極連接器相連接。
矩形單元電池中，從蓋組件上凸出的陽(yáng)極端子和陰極端子，常與其相鄰的單元電池的陽(yáng)極端子和陰極端子交錯(cuò)排列。因此，在螺紋狀的陽(yáng)極端子和陰極端子之間，配上如螺母的導(dǎo)電元件即形成電池組件。
一個(gè)電池組件包括幾個(gè)到幾十個(gè)相互連接在一起的單元電池。電池組件可能包括用于消除各個(gè)單元電池中產(chǎn)生的熱量的冷卻結(jié)構(gòu)、安全單元及系統(tǒng)電路等。增加這些部件會(huì)導(dǎo)致電池組件體積增大。
為減小電池組件的尺寸，提出了減小單元電池之間的間隔的技術(shù)。這種技術(shù)的缺陷在于難以散發(fā)各個(gè)單元電池中產(chǎn)生的熱量。
電池組件設(shè)計(jì)的要點(diǎn)是在保持體積最小化的同時(shí)容易散發(fā)各個(gè)單元電池中產(chǎn)生的熱量。這點(diǎn)對(duì)于用于混合動(dòng)力車的可再充電電池尤為重要。
增大電池組件體積可能也增加了電池組件的自身重量。對(duì)于包含電池組件的混合動(dòng)力車，設(shè)計(jì)因此而變得困難。
另外，如果散熱不好，各個(gè)單元電池產(chǎn)生的熱量可能會(huì)引起電池組件溫度升高。這可能導(dǎo)致包含電池組件的裝置發(fā)生故障。
對(duì)用于混合動(dòng)力車及其它裝置、具有最小體積和最佳散熱的大規(guī)?？稍俪潆婋姵氐男枨笳谠鲩L(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種可再充電電池組件，通過(guò)單元電池的有效排列，該電池組件具有最佳溫度控制和最小尺寸。
本發(fā)明的其它特征將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡明，其中部分特征因說(shuō)明書(shū)而顯得清晰，或者也可以通過(guò)實(shí)施本發(fā)明獲知。
本發(fā)明公開(kāi)了一種可再充電電池組件，包括以固定間隔排列的多個(gè)單元電池以及容納這些單元電池的外殼，用于溫度控制的空氣流經(jīng)外殼內(nèi)部。單元電池分成至少兩組，分置于中心結(jié)構(gòu)的兩側(cè)以使得不同組的單元電池的端子相互面對(duì)。
可以理解，前述概括描述和下述具體描述是典型的和解釋性的，用于對(duì)要求權(quán)利的發(fā)明作進(jìn)一步解釋。


所包含的附圖用于進(jìn)一步理解本發(fā)明，它們包含在申請(qǐng)文件中并作為申請(qǐng)文件的一部分，附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施例，并與說(shuō)明書(shū)相結(jié)合以解釋本發(fā)明的原理。
圖1為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的可再充電電池組件的結(jié)構(gòu)的分解透視示意圖。
圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的可再充電電池組件的裝配狀態(tài)的透視示意圖。
圖3為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的可再充電電池組件的俯視截面示意圖。
圖4為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的可再充電電池組件的側(cè)視截面示意圖。
圖5A和圖5B為根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例性實(shí)施例的可再充電電池組件的裝配狀態(tài)的透視示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的電池組件有效地用于驅(qū)動(dòng)如混合動(dòng)力車、電動(dòng)汽車、無(wú)線設(shè)備、電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車等設(shè)備的電動(dòng)機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明，可以改進(jìn)電池組件的單元電池的排列以減小電池組件的體積。進(jìn)一步，電池組件的單元電池間的連接可兼作排氣之用，以簡(jiǎn)化電池組件的結(jié)構(gòu)。
圖1為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的可再充電電池組件的結(jié)構(gòu)的分解透視示意圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的可再充電電池組件的裝配狀態(tài)的透視示意圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的可再充電電池組件的俯視截面示意圖。圖4為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的可再充電電池組件的側(cè)視截面示意圖。
參照?qǐng)D1、圖2、圖3和圖4，電池組件10包括多個(gè)單元電池12，每個(gè)單元電池包含一個(gè)電極組件，電極組件通過(guò)其陽(yáng)極、陰極和置于陰陽(yáng)極之間的隔板產(chǎn)生電能。電池組件10進(jìn)一步包括中心結(jié)構(gòu)13、傳感器、用于單元電池12所產(chǎn)生氣體流動(dòng)的通路，以及容納電池組11和中心結(jié)構(gòu)13的外殼14。中心結(jié)構(gòu)13位于電池組11之間，電池組11包含多個(gè)以固定間隔排列的單元電池12和單元電池12間的連接電路。
下文中，電池組11指以固定間隔排列的多個(gè)電池形成的組。本實(shí)施例中有兩個(gè)電池組11，分置于中心結(jié)構(gòu)13的兩側(cè)以減小電池組件10的體積。
外殼14包括位于其一個(gè)側(cè)面上端的進(jìn)氣口16，用于控制每個(gè)單元電池12的溫度的空氣從進(jìn)氣口16流入。外殼14還包括位于其另一個(gè)側(cè)面下端的出氣口17，流經(jīng)單元電池12的空氣從出氣口17排出。
在圖4所示的本實(shí)施例中，描述了其中進(jìn)氣口16和出氣口17分別位于外殼14的一個(gè)側(cè)面的上端和另一個(gè)側(cè)面的下端的結(jié)構(gòu)。然而，外殼14的結(jié)構(gòu)、進(jìn)氣口16和出氣口17的位置以及單元電池12在外殼14中的放置方式并非局限于此，只要能滿足上述條件即可。
包含垂直空氣通路的電池隔墻15位于單元電池12之間，用于保持單元電池12之間的間隔。
外殼14中，空氣從位于外殼14上部的進(jìn)氣口流入，流經(jīng)電池隔墻15后到達(dá)外殼14的下部?？諝鈴奈挥谕鈿?4下部的出氣口17排出。
進(jìn)一步，每個(gè)電池組11的最外側(cè)的電池隔墻15的外邊具有限位板20，以預(yù)定壓力限制疊層的隔墻15和單元電池12。限位板20通過(guò)限位桿21和螺母22限位及固定，限位桿21插在限位板20的孔中。
本實(shí)施例中，四個(gè)穿過(guò)限位板20的限位桿21通過(guò)螺母22在限位桿21末端進(jìn)行限位，由此，隔墻15和單元電池12通過(guò)限位板20實(shí)現(xiàn)限位。
如圖5A所示，限位板20′通過(guò)六個(gè)限位桿21′和與限位桿21′螺紋連接的螺母22′限位及固定，六個(gè)限位桿21′包括位于中心結(jié)構(gòu)13所在處的限位桿21′。
進(jìn)一步，如圖5B所示，位于電池組11外側(cè)的限位板20″可分為兩部分或更多部分。如此，中心結(jié)構(gòu)13置于被分開(kāi)的限位板20″之間。圖5B中的四個(gè)限位板20″通過(guò)八個(gè)限位桿21″和與限位桿21″螺紋連接的螺母22″限位及固定。
電池組11的單元電池12與隔墻15連續(xù)排列在中心結(jié)構(gòu)13的兩側(cè)，這樣，其中形成有端子18的蓋組件面向中心結(jié)構(gòu)13設(shè)置。
中心結(jié)構(gòu)13位于外殼14的中心，各個(gè)電池組11沿著中心結(jié)構(gòu)13的兩側(cè)表面排列。進(jìn)一步，電池組11中的單元電池12按照端子18面向中心結(jié)構(gòu)13的方式排列。
因此，單元電池12基于中心結(jié)構(gòu)13分為兩個(gè)電池組11。電池組11中的單元電池12采用的排列方式使得蓋組件中的端子18在中心結(jié)構(gòu)13中相互面對(duì)。
進(jìn)一步，各個(gè)單元電池12與中心結(jié)構(gòu)13氣密連接，單元電池12的蓋組件上的端子18伸入中心結(jié)構(gòu)13中。各個(gè)蓋組件上的安全閥19分別與中心結(jié)構(gòu)13相連接。
結(jié)果，一個(gè)中心結(jié)構(gòu)13置于兩個(gè)電池組11之間，這樣電池組11合用中心結(jié)構(gòu)13。
中心結(jié)構(gòu)13可以是盒狀、中空的結(jié)構(gòu)，包括相互連接各單元電池12的端子18的和各單元電池12的端子18與傳感器(未示出)間的連接電路(未示出)。因此，中心結(jié)構(gòu)13起到了通路的作用。當(dāng)單元電池12的安全閥19打開(kāi)時(shí)，單元電池12排出的氣體流入到中心結(jié)構(gòu)13中。
為了實(shí)現(xiàn)與單元電池12間的絕緣，中心結(jié)構(gòu)13可以包括如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)或聚苯硫醚(PPS)的塑料材料。
進(jìn)一步，中心結(jié)構(gòu)13的末端有排氣孔23，通過(guò)連接在排氣孔23上的附加管，中心結(jié)構(gòu)13中的氣體能夠被排放至合適的地點(diǎn)，如配備了電池組件的汽車的外部。
參照?qǐng)D1對(duì)中心結(jié)構(gòu)13進(jìn)行詳細(xì)描述。中心結(jié)構(gòu)13可以分為兩個(gè)可連接在一起的獨(dú)立構(gòu)件31和32，以便于在中心結(jié)構(gòu)13中可以容易地配置單元電池12間的連接電路和傳感器。
獨(dú)立構(gòu)件31和32形狀相同，兩者連接在一起時(shí)限定了一個(gè)空間。
構(gòu)件31和32在前表面上形成與單元電池12的安全閥19連接的孔33。因此，當(dāng)安全閥19打開(kāi)時(shí)，氣體流入中心結(jié)構(gòu)13。
另外，構(gòu)件31和32的外側(cè)端上形成了多個(gè)凸起的限位件34。各限位件34上分別形成限位孔35以連接構(gòu)件31和32。于是，構(gòu)件31和32采用限位螺栓36和螺母37通過(guò)限位孔35連接，從而形成中心結(jié)構(gòu)13。
在本實(shí)施例的電池組件10中，兩個(gè)包含單元電池12的電池組11共用一個(gè)單獨(dú)的中心結(jié)構(gòu)13。因此如表1所示，與包含端子18間連接電路、傳感器和單個(gè)電池組11專用排氣通路的結(jié)構(gòu)相比，能夠減小電池組件體積。
表1

表1中，上層結(jié)構(gòu)型指的是兩個(gè)電池組水平排列，該結(jié)構(gòu)包含端子連接電路、傳感器和覆蓋所有的電池組的氣體通道。進(jìn)一步，外部結(jié)構(gòu)型指的是兩個(gè)電池組水平排列，每個(gè)電池組的單元電池的端子都朝外，該結(jié)構(gòu)包含端子連接電路、傳感器和分別位于各電池組外部的氣體通道。
對(duì)于包含兩個(gè)電池組的電池組件，兩個(gè)電池組11共用一個(gè)中心結(jié)構(gòu)13時(shí)，與上層結(jié)構(gòu)型和外部結(jié)構(gòu)型相比，其電池組件體積有可能最小。
很明顯，在不背離本發(fā)明精神或范圍的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)Ρ景l(fā)明進(jìn)行各種修改或替換。因此，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為本發(fā)明涵蓋了在附加權(quán)利要求及其等同替換的范圍內(nèi)的各種修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種可再充電電池組件，包括多個(gè)單元電池；和用于容納單元電池的外殼，并允許空氣能穿過(guò)外殼流動(dòng)，其中單元電池分為至少兩個(gè)電池組，且其中一個(gè)電池組位于中心結(jié)構(gòu)的任意一側(cè)，使得不同電池組的單元電池的端子相互面對(duì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池組件，其中單元電池以氣密方式連接到中心結(jié)構(gòu)的兩側(cè)表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池組件，其中該中心結(jié)構(gòu)中具有用于連接端子的端子連接電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可再充電電池組件，其中該中心結(jié)構(gòu)與單元電池中的安全閥相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可再充電電池組件，其中該中心結(jié)構(gòu)的一側(cè)上形成有用于排氣的排氣孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池組件，其中單元電池之間具有用于保持單元電池之間的間隔并允許冷卻空氣流動(dòng)的電池隔墻。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池組件，其中外殼具有進(jìn)氣口和出氣口，使得空氣流經(jīng)單元電池。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池組件，其中電池組的外側(cè)設(shè)置有限位板，且該限位板連接有限位桿和螺母。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池組件，其中每個(gè)單元電池呈多面體狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池組件，其中電池組件是電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電池組件。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池組件，其中該中心結(jié)構(gòu)包括絕緣體。
全文摘要
一種可再充電電池組件，通過(guò)對(duì)單元電池進(jìn)行有效排列，達(dá)到了高效的溫度控制和最小的體積?？稍俪潆婋姵亟M件包括以固定間隔排列的多個(gè)單元電池，以及用于容納單元電池的外殼，用于溫度控制的空氣流經(jīng)外殼內(nèi)部。單元電池分為至少兩個(gè)電池組，分置于中心結(jié)構(gòu)的任意側(cè)，以使得不同電池組的單元電池的端子相互面對(duì)。
文檔編號(hào)H01M2/10GK1713435SQ20051008002
公開(kāi)日2005年12月28日 申請(qǐng)日期2005年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月25日
發(fā)明者金泰容 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社