電池模塊的制作方法
【專利摘要】提供了一種電池模塊。所述電池模塊包括：多個電池單元，沿第一方向布置；一對端板，鄰近于所述多個電池單元的最外部的電池單元，所述一對端板在第二方向上沿所述多個電池單元延伸并且沿第一方向間隔開；以及至少一個套構(gòu)件，結(jié)合到每個端板。
【專利說明】電池模塊
[0001]本申請要求在美國專利商標(biāo)局于2013年6月27日提交的第61/839，965號美國臨時申請以及于2014年4月4日提交的第14/245，586號美國非臨時申請并且標(biāo)題為“BATTERY MODULE (電池模塊)”的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用包含于此。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]實施例涉及一種電池模塊。

【背景技術(shù)】
[0003]近來，已經(jīng)開發(fā)了具有高能量密度的利用非水電解質(zhì)的高功率電池模塊。高功率電池模塊被構(gòu)造為通過串聯(lián)連接多個電池單元而制造的大容量電池模塊，以用于驅(qū)動需要高功率的裝置，例如，電動車輛的馬達(dá)等。
[0004]通常，當(dāng)電池模塊被固定于設(shè)備的使電池模塊正要安裝到的基部時，用于螺栓連接的孔被設(shè)置為穿過與最外部的電池單元鄰近的端板的延伸部。然而，根據(jù)電池模塊的重量和環(huán)境規(guī)范，為確保硬度，上述方法可能導(dǎo)致端板的基礎(chǔ)材料的過度設(shè)計(overdesign)。此外，由于局部模塊固定的結(jié)構(gòu)引起的應(yīng)力的集中的危險會增大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]實施例涉及一種電池模塊，所述電池模塊包括:多個電池單元，沿第一方向布置；一對端板，鄰近于所述多個電池單元的最外部的電池單元，所述一對端板在第二方向上沿所述多個電池單元延伸并且沿第一方向間隔開；以及至少一個套構(gòu)件，結(jié)合到每個端板。
[0006]所述至少一個套構(gòu)件可以沿第二方向延伸。
[0007]套構(gòu)件可以從端板朝向基部突出并且將各個端板縛固到基部。
[0008]套構(gòu)件可以包括孔和插入到各個套構(gòu)件的每個孔中的固定構(gòu)件，每個固定構(gòu)件從孔沿第二方向突出并將端板縛固到基部。
[0009]固定構(gòu)件可以為螺栓。
[0010]所述至少一個套構(gòu)件可以包括結(jié)合到各個端板的一對套構(gòu)件，所述一對套構(gòu)件沿正交于第一方向和第二方向的第三方向分離。
[0011]所述一對套構(gòu)件可以結(jié)合到各個端板的相應(yīng)端。
[0012]每個端板可以包括沿第一方向從相應(yīng)端朝向最外部的電池單元延伸的延伸部，套構(gòu)件結(jié)合到延伸部。
[0013]套構(gòu)件可以包括引導(dǎo)部，引導(dǎo)部與基部相對地從沿第二方向延伸的端板突出，并且沿第一方向與端板疊置且沿第三方向與延伸部重疊。
[0014]套構(gòu)件和延伸部可以通過激光焊接結(jié)合。
[0015]電池模塊可以包括位于最外部的電池單元和端板之間的端塊。
[0016]每個端塊包括用于所述至少一個套構(gòu)件的安裝區(qū)域。
[0017]每個端塊可以緊靠端板和相應(yīng)的最外部的電池單元。
[0018]端板可以包括第一配合區(qū)域，端塊可以包括與第一配合區(qū)域結(jié)合的第二配合區(qū)域。
[0019]第一配合區(qū)域可以從端板朝向最外部的電池單元突出。
[0020]端塊可以由比端板的材料輕的材料制成。
[0021]電池模塊可以包括結(jié)合所述一對端板的側(cè)板，側(cè)板在第一方向上沿所述多個電池單元延伸。
[0022]套構(gòu)件可以從端板朝向基部突出并且將各個端板縛固到基部，其中，套構(gòu)件包括孔以及插入到各個套構(gòu)件的每個孔中的固定構(gòu)件，每個固定構(gòu)件從孔沿第二方向突出并且將端板縛固到基部。側(cè)板可以包括從側(cè)板的與基部鄰近的一端沿正交于第一方向和第二方向的第三方向朝向所述多個電池單元延伸的延伸部。電池模塊可以包括位于延伸部中的固定孔，固定構(gòu)件延伸穿過固定孔以將側(cè)板縛固到套構(gòu)件。
[0023]電池模塊可以包括覆蓋所述多個電池單元的頂部的頂板。
[0024]套構(gòu)件可以從端板朝向基部突出并且將各個端板縛固到基部，其中，套構(gòu)件包括孔以及插入到各個套構(gòu)件的孔中的固定構(gòu)件，每個固定構(gòu)件從孔沿第二方向突出并且將端板縛固到基部。頂板可以包括位于套構(gòu)件的孔上方的延伸部。電池模塊可以包括位于延伸部中的固定孔，固定構(gòu)件延伸穿過固定孔以將頂板縛固到套構(gòu)件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]通過參照附圖詳細(xì)地描述示例性實施例，特征對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說將變得清楚，在附圖中:
[0026]圖1示出了根據(jù)實施例的電池模塊的透視圖。
[0027]圖2示出了圖1中示出的電池模塊的分解透視圖。
[0028]圖3示出了根據(jù)實施例的端板、套構(gòu)件(bush member)和固定構(gòu)件之間的結(jié)合關(guān)系的示圖。
[0029]圖4示出了根據(jù)實施例的端板和套構(gòu)件的透視圖。
[0030]圖5示出了根據(jù)實施例的端板和套構(gòu)件的透視圖。
[0031]圖6示出了根據(jù)實施例的電池模塊的透視圖。
[0032]圖7示出了圖6中的端塊、端板和套構(gòu)件的透視圖。
[0033]圖8示出了根據(jù)實施例的端塊、端板和套構(gòu)件的透視圖。
[0034]圖9示出了根據(jù)實施例的端塊和端板的透視圖。
[0035]圖10示出了根據(jù)實施例的端塊和端板的透視圖。
[0036]圖11示出了根據(jù)實施例的電池模塊的透視圖。
[0037]圖12示出了圖11中的電池模塊的分解透視圖。

【具體實施方式】
[0038]現(xiàn)在將在下文中參照附圖更充分地描述示例實施例；然而，它們可以以不同的形式來實現(xiàn)并且不應(yīng)被解釋為局限于在此闡述的實施例。相反，這些實施例被提供使得本公開將是徹底的和完整的，且將把示例性實施方式充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0039]此外，當(dāng)元件被稱作“在”另一元件“上”時，該元件可以直接在所述另一元件上，或者可以間接地在所述另一元件上并且在它們之間插入有一個或更多個中間元件。另外，當(dāng)元件被稱作“連接到”另一元件時，該元件可以直接連接到所述另一元件，或者可以間接地連接到所述另一元件并且在它們之間插入有一個或更多個中間元件。在下文中，同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的元件。
[0040]圖1示出了根據(jù)實施例的電池模塊的透視圖。圖2示出了在圖1中示出的電池模塊的分解透視圖。
[0041]在實施例中，電池模塊100可以包括沿第一方向布置的多個電池單元110。電池單元110可以被布置成使得相鄰的電池單元110的寬表面彼此面對。
[0042]構(gòu)成電池模塊100的電池單元110可以包括一側(cè)敞開的電池殼體以及儲存在電池殼體中的電極組件和電解質(zhì)。電極組件和電解質(zhì)可以在電化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生能量?？梢酝ㄟ^第一表面118來密封電池殼體。電池單兀110的第一表面118可以包括帽組件。第一表面118可以包括正電極端子112和負(fù)電極端子113(正電極端子和負(fù)電極端子具有不同的極性)以及通氣孔114。通氣孔114作為安全預(yù)防措施用作使產(chǎn)生于電池單元110內(nèi)部的氣體排放到外部所通過的通道。
[0043]在此實施例中，作為示例，將描述電池單元110為棱柱狀鋰離子二次電池的情況。然而，實施例可以應(yīng)用于不同類型的電池，例如，鋰聚合物電池。
[0044]一對端板160可以被設(shè)置成鄰近于最外部的電池單元110。這對端板160沿第三方向延伸。結(jié)合這對端板160的一對側(cè)板170可以設(shè)置在電池單兀110的側(cè)面上。端板160和側(cè)板170可以例如利用激光焊接或超聲波焊接來彼此結(jié)合?？梢栽谟蛇@對端板160和這對側(cè)板170劃分的空間中在一個方向上布置多個電池單元110。
[0045]多個電池單元110可以被并排布置成使得寬表面彼此面對。兩個相鄰的電池單元110的正電極端子112和負(fù)電極端子113可以通過匯流條130彼此電連接。匯流條130可以由導(dǎo)電金屬(例如，金、銀、銅、鎳、鋁、銅合金、鋁合金等)形成以電連接端子部111。此夕卜，匯流條130可以例如通過焊接結(jié)合到端子部111。焊接可以為激光焊接或超聲波焊接。基于端子部111的形狀，匯流條130可以采用不同的形式。
[0046]套構(gòu)件140可以結(jié)合到端板160。套構(gòu)件140可以具有位于套構(gòu)件140內(nèi)部的第一孔140a。電池模塊100可以被緊固于設(shè)備10的基部11，電池模塊100通過插入到套構(gòu)件140中的固定構(gòu)件150來安裝在基部11處。
[0047]圖3示出了根據(jù)實施例的端板、套構(gòu)件和固定構(gòu)件之間的結(jié)合關(guān)系的示圖。參照圖3，端板160可以包括在端板160的兩端處朝向電池單元110彎曲并且沿沿第二方向延伸的延伸部161，S卩，沿第一方向分離的延伸部。套構(gòu)件140可以結(jié)合到延伸部161。
[0048]端板160和套構(gòu)件140可以由金屬(例如，鋼)形成。套構(gòu)件140可以例如利用激光焊接或超聲波焊接來堅固地結(jié)合到延伸部161。
[0049]在套構(gòu)件140處，可以形成沿套構(gòu)件140的長度的方向貫穿的第一孔140a?？梢源┻^第一孔140a來插入固定構(gòu)件150。
[0050]固定構(gòu)件150可以為長螺栓?？梢酝ㄟ^將形成在固定構(gòu)件150的下部的螺紋線151緊固到形成在設(shè)備10的基部11處的孔來將電池模塊100固定到基部11。
[0051]在實施例中，電池模塊100沒有通過如下方法固定到基部11:通過擴(kuò)展端板利用貫穿基部11的孔并且使電池模塊100通過該孔螺栓連接到基部11 ;而是，電池模塊100可以利用諸如套構(gòu)件140的分離構(gòu)件來堅固地緊固到基部11。
[0052]圖4示出了根據(jù)實施例的端板和套構(gòu)件的透視圖。
[0053]參照圖4，被構(gòu)造為在端板160的延伸部161處引導(dǎo)套構(gòu)件240的位置的引導(dǎo)部241可以形成在套構(gòu)件240的頂部上?？梢砸赃@樣的方式來引導(dǎo)套構(gòu)件240:隨著套構(gòu)件240被鉤在端板160的頂部，通過弓I導(dǎo)部241將套構(gòu)件240定位到期望使套構(gòu)件240所在的位置處。因此，套構(gòu)件240可以被容易地焊接到端板160。如圖4所示，引導(dǎo)部241可以形成為以與基部11相對的方式從沿第二方向延伸的端板160突出，并且可以沿第一方向與端板160疊置且沿第三方向與延伸部161疊置。
[0054]圖5示出了根據(jù)實施例的端板和套構(gòu)件的透視圖。
[0055]參照圖5，端板260可以包括第一延伸部261和第二延伸部262，第一延伸部261在端板260的兩個側(cè)端處朝向電池單元110彎曲并沿第二方向延伸，第二延伸部262在端板260的上端和下端處朝向電池單元110彎曲并沿第三方向延伸。套構(gòu)件140可以結(jié)合到第二延伸部262。
[0056]圖6示出了根據(jù)實施例的電池模塊的透視圖。圖7示出了圖6中的端塊、端板和套構(gòu)件的透視圖。在此實施例中，參照圖6和圖7，將描述端塊、端板和套構(gòu)件。同樣的附圖標(biāo)記始終指示同樣的元件，將省略重復(fù)的描述。
[0057]參照圖6和圖7，端塊180可以設(shè)置在最外部的電池單元110和端板160之間。端塊180可以填充由套構(gòu)件140產(chǎn)生的在端板160和電池單元110之間的空間。安裝套構(gòu)件140的安裝區(qū)域181可以設(shè)置在端塊180的兩端處。安裝區(qū)域181可以在形狀上與套構(gòu)件相對應(yīng)。
[0058]端塊180可以被布置成在表面上與最外部的電池單元110相接觸。端塊180可以朝向內(nèi)部向多個電池單元110施加壓力，其防止了在電池單元110處發(fā)生膨脹現(xiàn)象。對于傳統(tǒng)的電池模塊100，僅利用端板160向電池單元110施加壓力。在這種情況下，端板160薄，因此，對可以施加到電池單元110的壓力的大小具有限制。然而，在實施例中，進(jìn)一步包括端塊180，端塊180增加了向電池單元110施加壓力的部分的厚度。因此，壓力可以被更強地施加到電池單元110。
[0059]與由金屬材料形成的端板160不同，端塊180可以由較輕的材料(例如塑料材料)形成。因此，端板180不會顯著地增加電池模塊100的重量。
[0060]圖8示出了根據(jù)實施例的端塊、端板和套構(gòu)件的透視圖。在此實施例中，將參照圖8描述端塊、端板和套構(gòu)件。同樣的附圖標(biāo)記始終指示同樣的元件，并且將省略重復(fù)的描述。
[0061]參照圖8，安裝套構(gòu)件140的安裝區(qū)域281可以被設(shè)置在端塊280的上端和下端處。安裝區(qū)域281在形狀上可以與套構(gòu)件140相對應(yīng)。
[0062]圖9示出了根據(jù)實施例的端塊和端板的透視圖。在此實施例中，將參照圖9來描述端塊和端板。同樣的附圖標(biāo)記始終指示同樣的元件，并且將省略重復(fù)的描述。
[0063]參照圖9，至少突出區(qū)域363可以形成在端板360的側(cè)面上。突出區(qū)域363可以沿端塊380的方向突出。容納區(qū)域383可以形成在端塊380的側(cè)面上。容納區(qū)域383可以容納突出區(qū)域363。當(dāng)突出區(qū)域363被容納區(qū)域383容納時，端塊380和端板360可以緊密地結(jié)合在一起，并且可以提高硬度來抵抗端板360的彎曲。
[0064]圖10示出了根據(jù)實施例的端塊和端板的透視圖。在此實施例中，將參照圖10來描述端塊和端板。同樣的附圖標(biāo)記始終指示同樣的元件，并且將省略重復(fù)的描述。
[0065]參照圖10，至少突出區(qū)域463可以形成在端板460的側(cè)面上。突出區(qū)域463可以朝向端塊480突出。至少容納區(qū)域483可以形成在端塊480的側(cè)面上。容納區(qū)域483可以容納突出區(qū)域463。當(dāng)突出區(qū)域463被容納區(qū)域483容納時，端塊480和端板460可以緊密地結(jié)合在一起，并且可以提高硬度來抵抗端板460的彎曲。
[0066]端板460可以包括第一延伸部461和第二延伸部462,第一延伸部461在端板460的兩個側(cè)端處朝向電池單元110彎曲并沿第二方向延伸，第二延伸部462在端板460的上端和下端處朝向電池單元110彎曲并沿第三方向延伸。套構(gòu)件140可以結(jié)合到第二延伸部462。
[0067]安裝套構(gòu)件140的安裝區(qū)域481可以被設(shè)置在端塊480的上端和下端處。安裝區(qū)域481在形狀上可以與套構(gòu)件140相對應(yīng)。
[0068]圖11示出了根據(jù)實施例的電池模塊的透視圖。圖12示出了圖11中的電池模塊的分解透視圖。在此實施例中，將參照圖11和圖12來描述端塊和端板。同樣的附圖標(biāo)記始終指示同樣的元件，并且將省略重復(fù)的描述。
[0069]參照圖11和12，側(cè)板270可以布置在電池單元110的側(cè)面上。側(cè)板270可以延伸到套構(gòu)件140的底部。側(cè)板270可以包括在內(nèi)部具有第二孔271a的第一固定孔部271。固定構(gòu)件150可以在套構(gòu)件140處插入到第一孔140a和第二孔271a中，以將側(cè)板270和套構(gòu)件140緊固在一起。因此，側(cè)板270和端板160可以更堅固地結(jié)合。
[0070]電池模塊100可以包括覆蓋電池單元110的頂部的頂板290。頂板290可以覆蓋電池單元110的第一表面118。第一表面118可以是端子部111被拉出的電池單元110的一側(cè)。當(dāng)頂板290覆蓋第一表面118時，可以防止端子部111或匯流條130與外部導(dǎo)電體的短路。頂板290可以例如利用超聲波焊接或激光焊接來結(jié)合到側(cè)板270。
[0071]在內(nèi)部具有第三孔291a的第二固定孔部291可以設(shè)置在頂板290處。第二固定孔部291可以延伸到套構(gòu)件140的頂部。固定構(gòu)件150可以在套構(gòu)件140處插入到第一孔140a和第三孔291a中，以將頂板290和套構(gòu)件140緊固在一起。因此，頂板290和端板160可以更堅固地結(jié)合。
[0072]通過總結(jié)和回顧的方式，根據(jù)一個或更多個實施例，電池模塊可以各自包括套構(gòu)件，從而將電池模塊固定到基部。因此，電池模塊可以被穩(wěn)固地固定。根據(jù)一個或更多個實施例，由于套構(gòu)件結(jié)合到一對端板中的每個端板的上端和下端或者兩端時，施加到整個電池模塊的來自外部的沖擊可以均勻地分布到端板，其防止僅向某些部分施加沖擊。
[0073]示例性實施例已經(jīng)被公開于此，雖然使用了特定的術(shù)語，但是僅以普通的和描述性的含義而不是出于限制的目的來使用并解釋這些術(shù)語。在一些情況下，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將清楚的是，自提交本申請之時起，除非另外具體地指出，否則結(jié)合特定實施例描述的特征、特性和/或元件可以單獨地使用，或者與結(jié)合其他實施例描述的特征、特性和/或元件組合使用。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在不脫離如權(quán)利要求所闡述的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。
【權(quán)利要求】
1.一種電池模塊，所述電池模塊包括: 多個電池單元，沿第一方向布置； 一對端板，鄰近于所述多個電池單兀的最外部的電池單兀，所述一對端板在第二方向上沿所述多個電池單元延伸并且沿第一方向間隔開；以及至少一個套構(gòu)件，結(jié)合到每個端板。
2.如權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中，所述至少一個套構(gòu)件沿第二方向延伸。
3.如權(quán)利要求2所述的電池模塊，其中，套構(gòu)件從端板朝向基部突出并將各個端板縛固到基部。
4.如權(quán)利要求3所述的電池模塊，其中，套構(gòu)件包括: 孔；以及 固定構(gòu)件，插入到各個套構(gòu)件的每個孔中，每個固定構(gòu)件沿第二方向從孔突出并將端板縛固到基部。
5.如權(quán)利要求4所述的電池模塊，其中，固定構(gòu)件為螺栓。
6.如權(quán)利要求3所述的電池模塊，其中，所述至少一個套構(gòu)件包括結(jié)合到各個端板的一對套構(gòu)件，所述一對套構(gòu)件沿正交于第一方向和第二方向的第三方向分離。
7.如權(quán)利要求6所述的電池模塊，其中，所述一對套構(gòu)件結(jié)合到各個端板的相應(yīng)端。
8.如權(quán)利要求7所述的電池模塊,其中，每個端板包括沿第一方向從相應(yīng)端朝向最外部的電池單元延伸的延伸部，套構(gòu)件結(jié)合到延伸部。
9.如權(quán)利要求8所述的電池模塊，其中，套構(gòu)件包括弓丨導(dǎo)部，引導(dǎo)部與基部相對地從沿第二方向延伸的端板突出，并且沿第一方向與端板疊置且沿第三方向與延伸部疊置。
10.如權(quán)利要求8所述的電池模塊，其中，套構(gòu)件和延伸部通過激光焊接結(jié)合。
11.如權(quán)利要求1所述的電池模塊，所述電池模塊還包括位于最外部的電池單元和端板之間的端塊。
12.如權(quán)利要求11所述的電池模塊，其中，端塊包括用于所述至少一個套構(gòu)件的安裝區(qū)域。
13.如權(quán)利要求11所述的電池模塊，其中，每個端塊緊靠端板和相應(yīng)的最外部的電池單元。
14.如權(quán)利要求11所述的電池模塊，其中: 端板，包括第一配合區(qū)域；以及 端塊，包括與第一配合區(qū)域結(jié)合的第二配合區(qū)域。
15.如權(quán)利要求14所述的電池模塊，其中，第一配合區(qū)域從端板朝向最外部的電池單兀關(guān)出。
16.如權(quán)利要求11所述的電池模塊,其中,端塊由比端板的材料輕的材料制成。
17.如權(quán)利要求1所述的電池模塊,其中,所述電池模塊還包括: 側(cè)板，結(jié)合所述一對端板，側(cè)板在第一方向上沿所述多個電池單元延伸。
18.如權(quán)利要求17所述的電池模塊，其中: 套構(gòu)件從端板朝向基部突出并且將各個端板縛固到基部，其中，套構(gòu)件包括:孔；固定構(gòu)件，插入到各個套構(gòu)件的孔中，固定構(gòu)件從孔沿第二方向突出并且將端板縛固到基部；并且 側(cè)板包括:延伸部，從側(cè)板的與基部鄰近的一端沿正交于第一方向和第二方向的第三方向朝向所述多個電池單元延伸；固定孔，位于延伸部中，固定構(gòu)件延伸穿過固定孔以將側(cè)板縛固到套構(gòu)件。
19.如權(quán)利要求1所述的電池模塊，所述電池模塊還包括覆蓋所述多個電池單元的頂部的頂板。
20.如權(quán)利要求19所述的電池模塊，其中， 套構(gòu)件從端板朝向基部突出并且將各個端板縛固到基部，其中，套構(gòu)件包括:孔；固定構(gòu)件，插入到各個套構(gòu)件的孔中，固定構(gòu)件從孔沿第二方向突出并且將端板縛固到基部；并且 頂板包括:延伸部，位于套構(gòu)件的孔上方；固定孔，位于延伸部中，固定構(gòu)件延伸穿過固定孔以將頂板縛固到套構(gòu)件。
【文檔編號】H01M2/10GK104253252SQ201410240880
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月27日
【發(fā)明者】樸時東, 李宗翰, 金泰容, 趙晙佑, 樸成埈 申請人:三星Sdi株式會社