分案申請

本申請是申請?zhí)枮?01080014643.1的中國專利申請的分案申請，上述申請的申請日為2010年3月31日，發(fā)明名稱為“在模塊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面具有靈活性的電池模塊和包括此電池模塊的中大型電池組”。

本申請要求2009年4月1日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請no.10-2009-0027937的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，該韓國申請的公開內(nèi)容在此以引用的方式并入。

本發(fā)明涉及一種在模塊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面具有靈活性的電池模塊和包括該電池模塊的電池組，更具體地，涉及一種具有依次堆疊的多個(gè)板狀電池單體的電池模塊，其中，該電池模塊被構(gòu)造成如下結(jié)構(gòu)：在該結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)或更多個(gè)電池單體單元在所述電池單體單元被堆疊的狀態(tài)下彼此串聯(lián)連接；所述電池單體單元中的每一個(gè)均構(gòu)造成如下結(jié)構(gòu)：在該結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)或更多個(gè)電池單體在這些電池單體彼此緊密接觸的狀態(tài)下相互并聯(lián)連接，所述電池單體安裝在殼體內(nèi)；并且，根據(jù)構(gòu)成該電池模塊的電池單體單元的數(shù)量，該電池模塊的外部輸入端子和輸出端子設(shè)置在該電池模塊的同一側(cè)或兩個(gè)相反側(cè)，所述外部輸入端子和輸出端子即該電池模塊的模塊陰極端子和模塊陽極端子。

背景技術(shù)：

近來，能夠充電和放電的二次電池已廣泛用作無線移動裝置的能量源。而且，作為電動車輛(ev)、混合動力電動車輛(hev)和插電式混合動力電動車輛(plug-inhev)的動力源，二次電池已引起了相當(dāng)大的關(guān)注，已經(jīng)開發(fā)了上述這些車輛，以解決現(xiàn)有的使用化石燃料的汽油車和柴油車引起的問題，例如空氣污染。

小型移動裝置為每個(gè)裝置使用一個(gè)或幾個(gè)電池單體。另一方面，對于中大型裝置而言，高功率和大容量是必要的，所以中大型裝置例如車輛使用中大型電池模塊，該中大型電池模塊具有彼此電連接的多個(gè)電池單體。

優(yōu)選地，中大型電池模塊被制造成具有盡可能小的尺寸和重量。為此，通常使用能夠以高的集成度進(jìn)行堆疊并具有小的重量/容量比的棱形電池或袋狀電池來作為中大型電池模塊的電池單體(單元電池)。特別地，目前，很多興趣都集中在使用鋁制層壓板作為防護(hù)構(gòu)件(sheathingmember)的袋狀電池，這是因?yàn)椋捍鼱铍姵氐闹亓枯p，袋狀電池的制造成本低，并且袋狀電池的形狀易于改變。

圖1是典型地示出常規(guī)代表性的袋狀電池的透視圖。圖1所示的袋狀電池10被構(gòu)造成如下結(jié)構(gòu)：在該結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)電極端子11和12分別從電池本體13的上端和下端突出，同時(shí)電極端子11和12彼此反向。防護(hù)構(gòu)件14包括上側(cè)防護(hù)部和下側(cè)防護(hù)部。也就是說，防護(hù)構(gòu)件14為兩件式構(gòu)件。電極組件(未示出)被收容在收容部中，該收容部形成在防護(hù)構(gòu)件14的上側(cè)防護(hù)部和下側(cè)防護(hù)部之間。防護(hù)構(gòu)件14的兩個(gè)相反側(cè)面14b以及上端14a、下端14c彼此結(jié)合，由此制造出袋狀電池10，這兩個(gè)相反側(cè)面14b以及上端14a、下端14c是防護(hù)構(gòu)件14的上側(cè)防護(hù)部和下側(cè)防護(hù)部的接觸區(qū)域。防護(hù)構(gòu)件14被構(gòu)造成由樹脂層/金屬薄膜層/樹脂層這三者形成的層疊結(jié)構(gòu)。因此，通過向防護(hù)構(gòu)件14的上側(cè)防護(hù)部和下側(cè)防護(hù)部的兩個(gè)相反側(cè)面14b以及上端14a、下端14c施加熱量和壓力以使樹脂層彼此焊接，能夠?qū)⒎雷o(hù)構(gòu)件14的上側(cè)防護(hù)部和下側(cè)防護(hù)部的相互接觸的兩個(gè)相反側(cè)面14b以及上端14a、下端14c彼此結(jié)合。根據(jù)情形，防護(hù)構(gòu)件14的上側(cè)防護(hù)部和下側(cè)防護(hù)部的兩個(gè)相反側(cè)面14b以及上端14a、下端14c可以使用粘合劑而彼此結(jié)合。對于防護(hù)構(gòu)件14的兩個(gè)相反側(cè)面14b，防護(hù)構(gòu)件14的上側(cè)防護(hù)部和下側(cè)防護(hù)部的相同樹脂層彼此直接接觸，由此通過焊接實(shí)現(xiàn)了防護(hù)構(gòu)件14的兩個(gè)相反側(cè)面14b處的均一密封。對于防護(hù)構(gòu)件14的上端14a和下端14c，電極端子11和12分別從防護(hù)構(gòu)件14的上端14a和下端14c突出。為此，考慮到電極端子11和12的厚度以及電極端子11、12與防護(hù)構(gòu)件14之間的材料差異，在膜狀密封構(gòu)件16置于電極端子11、12與防護(hù)構(gòu)件14之間的同時(shí)，將防護(hù)構(gòu)件14的上側(cè)防護(hù)部和下側(cè)防護(hù)部的上端14a和下端14c彼此熱焊接，以便提高防護(hù)構(gòu)件14的密封性。

然而，防護(hù)構(gòu)件14的機(jī)械強(qiáng)度較低，因此，在電池組外殼(例如盒)內(nèi)安裝有多個(gè)電池單體(單元電池)，以便制造具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的電池模塊。然而在這種情況下，其內(nèi)安裝有中大型電池模塊的裝置或車輛具有有限的安裝空間。因此，當(dāng)電池模塊的尺寸由于使用了電池組外殼(例如盒)而增大時(shí)，空間利用率降低了。而且，由于其機(jī)械強(qiáng)度低，在電池單體的充放電期間，這些電池單體會反復(fù)膨脹和收縮，結(jié)果，該防護(hù)構(gòu)件的熱焊接區(qū)域可能容易彼此分離。

同時(shí)，構(gòu)成這種中大型電池模塊的電池單體是能夠充放電的二次電池。因此，在高功率、大容量二次電池的充放電期間，這些電池會產(chǎn)生大量熱量。特別地，廣泛用于電池模塊的每個(gè)袋狀電池的層合片材在其表面上涂覆有呈現(xiàn)出低的導(dǎo)熱率的聚合物材料，結(jié)果，難以有效降低電池單體的總體溫度。

如果未有效去除在電池模塊的充放電期間由電池模塊產(chǎn)生的熱量，則該熱量會積聚在電池模塊內(nèi)，結(jié)果加速了電池模塊的劣化。根據(jù)情形，該電池模塊可能著火或爆炸。為此，在作為高功率、大容量電池的車輛用電池組中，需要一種冷卻系統(tǒng)來冷卻安裝在該電池組內(nèi)的電池單體。

通常，通過以高的集成度堆疊多個(gè)電池單體來制造在中大型電池模塊內(nèi)安裝的每個(gè)電池模塊。相鄰電池單體的電極端子彼此電連接。

圖2是典型地示出常規(guī)代表性的電池模塊的電連接結(jié)構(gòu)的透視圖。

參考圖2，電池模塊50被構(gòu)造成如下結(jié)構(gòu)：在該結(jié)構(gòu)中，多個(gè)電池單體單元20以堆疊方式彼此串聯(lián)連接，并且在每個(gè)電池單體單元20中，兩個(gè)電池單體10彼此串聯(lián)連接。

因此，在電池模塊50中，不管電池單體單元20的數(shù)量多少，電池模塊50的電極端子11和12都位于同一側(cè)，結(jié)果，導(dǎo)致電池模塊50布置成受限的方式。

而且，在以空氣冷卻方式對電池進(jìn)行冷卻的情況下，考慮到電池模塊的結(jié)構(gòu)來形成流動空間。然而，對于如上所述的其中電極端子位于同一側(cè)的電池模塊來說，冷卻結(jié)構(gòu)也受到限制。

同時(shí)，隨著對需要高容量電池組的車輛系統(tǒng)(例如電動車輛和插電式混合動力電動車輛)的需求的增加，對高功率、大容量電池模塊的需求也已增加。另一方面，具有圖2所示結(jié)構(gòu)的電池模塊50的總?cè)萘炕旧细鶕?jù)構(gòu)成電池單體單元20的每個(gè)電池單體10來決定，結(jié)果，在制造所需的大容量電池組方面受到限制。

因此，非常需要這樣一種電池模塊：它提供了高功率和大容量，且能夠基于有限的空間和冷卻結(jié)構(gòu)而靈活地構(gòu)造。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

因此，為了解決上述問題以及其他尚未解決的技術(shù)問題，已經(jīng)做出了本發(fā)明。

本發(fā)明的第一目的是提供一種被構(gòu)造成如下結(jié)構(gòu)的電池模塊：在該結(jié)構(gòu)中，多個(gè)電池單體單元彼此串聯(lián)連接，從而該電池模塊布置成各種形式，每個(gè)所述電池單體單元均具有彼此并聯(lián)連接的多個(gè)電池單體；因此，能夠提供一種具有有效冷卻結(jié)構(gòu)和最小化的空間限制的中大型電池組。

本發(fā)明的第二目的是提供一種包括電池單體單元的電池模塊，這些電池單體單元使電池模塊的重量和尺寸的增加最小化，同時(shí)有效增強(qiáng)了電池單體的較低機(jī)械強(qiáng)度。

本發(fā)明的第三目的是提供一種包括如上所述地構(gòu)造的電池模塊的中大型電池組。

技術(shù)方案

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種中大型電池組，其包括兩個(gè)或更多個(gè)電池模塊，電池模塊分別具有依次堆疊的多個(gè)板狀電池單體，電池模塊具有如下結(jié)構(gòu)：兩個(gè)或更多個(gè)電池單體單元在電池單體單元被堆疊的狀態(tài)下彼此串聯(lián)連接；每個(gè)電池單體單元均具有如下結(jié)構(gòu)：兩個(gè)或更多個(gè)電池單體在彼此緊密接觸的狀態(tài)下相互并聯(lián)連接，電池單體安裝在殼體中；電池模塊的外部輸入端子和輸出端子位于電池模塊的兩個(gè)相反側(cè)，該外部輸入端子和輸出端子即模塊陰極端子和模塊陽極端子，其中，電池模塊包括奇數(shù)個(gè)電池單體單元；電池組具有如下結(jié)構(gòu)：電池模塊彼此相鄰布置且電池模塊沿著每個(gè)電池模塊的縱向方向布置；電池組具有如下結(jié)構(gòu)：電池模塊同時(shí)沿著每個(gè)電池模塊的橫向方向和縱向方向布置。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，還能夠通過提供一種電池模塊來實(shí)現(xiàn)上述及其它目的，該電池模塊具有依次堆疊的多個(gè)板狀電池單體，其中，該電池模塊被構(gòu)造成如下結(jié)構(gòu)：在該結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)或更多個(gè)電池單體單元在這些電池單體單元被堆疊的狀態(tài)下彼此串聯(lián)連接；所述電池單體單元中的每一個(gè)均構(gòu)造成如下結(jié)構(gòu)：在該結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)或更多個(gè)電池單體在這些電池單體彼此緊密接觸的狀態(tài)下相互并聯(lián)連接，所述電池單體安裝在殼體內(nèi)；并且，根據(jù)構(gòu)成該電池模塊的電池單體單元的數(shù)量，該電池模塊的外部輸入端子和輸出端子設(shè)置在該電池模塊的同一側(cè)或兩個(gè)相反側(cè)，所述外部輸入端子和輸出端子即該電池模塊的模塊陰極端子和模塊陽極端子。

通常，電池模塊被構(gòu)造成如下結(jié)構(gòu)：在該結(jié)構(gòu)中，電池單體單元在這些電池單體單元彼此串聯(lián)連接的狀態(tài)下相互堆疊，并且每個(gè)電池單體單元均如下構(gòu)造成如下結(jié)構(gòu)：即，各個(gè)電池單體彼此串聯(lián)連接。然而，在該結(jié)構(gòu)中，電池模塊的外部輸入端子和輸出端子位于電池模塊的同一側(cè)，結(jié)果，不可能靈活地設(shè)計(jì)該電池模塊的總體結(jié)構(gòu)和該電池模塊的冷卻結(jié)構(gòu)。而且，電池模塊的容量基本上根據(jù)一個(gè)電池單體的容量來決定，結(jié)果，在制造大容量電池模塊方面受到限制。

另一方面，根據(jù)本發(fā)明的電池模塊被構(gòu)造成如下結(jié)構(gòu)：在該結(jié)構(gòu)中，電池單體單元彼此串聯(lián)連接，并且，構(gòu)成每個(gè)電池單體單元的電池單體彼此并聯(lián)連接。因此，根據(jù)電池單體單元的數(shù)量，能夠?qū)㈦姵啬K的外部輸入端子和輸出端子設(shè)置在該電池模塊的同一側(cè)或兩個(gè)相反側(cè)。結(jié)果，能夠基于所期望的結(jié)構(gòu)來容易地布置該電池模塊。而且，該電池模塊的容量以成正比的方式取決于構(gòu)成每個(gè)電池單體單元的電池單體的數(shù)量，因此，能夠制造出大容量電池模塊。

所述板狀電池單體中的每一個(gè)均是具有小厚度和較大寬度及長度的二次電池，當(dāng)所述板狀電池單體相互堆疊以構(gòu)成電池模塊時(shí)，所述小厚度和較大寬度及長度足以使該電池模塊的總體尺寸最小。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)例中，每個(gè)板狀電池單體均可以是包括陰極/隔板/陽極結(jié)構(gòu)的電極組件的二次電池，該電極組件安裝在由包括樹脂層和金屬層的層合片材形成的電池外殼中，并且該二次電池可構(gòu)造成如下結(jié)構(gòu)：在該結(jié)構(gòu)中，陰極端子和陽極端子從電池外殼的兩個(gè)相反端突出。具體地，每個(gè)板狀電池單體均可構(gòu)造成如下結(jié)構(gòu)：在該結(jié)構(gòu)中，電極組件安裝在由鋁制層合片材形成的袋狀外殼中。具有上述結(jié)構(gòu)的二次電池也可稱為袋狀電池單體。

在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)例中，每個(gè)板狀電池單體均可以是棱形電池單體，該棱形電池單體包括與電解質(zhì)一起在緊密密封狀態(tài)下置于棱形容器內(nèi)的、陰極/隔板/陽極結(jié)構(gòu)的電極組件。在這種情況下，該棱形電池單體也可構(gòu)造成如下結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，陰極端子和陽極端子從所述棱形容器的兩個(gè)相反端突出。

同時(shí)，如上所述，每個(gè)電池單體單元均可構(gòu)造成如下結(jié)構(gòu)：在該結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)或更多個(gè)電池單體在這些電池單體彼此并聯(lián)連接的狀態(tài)下安裝在所述殼體內(nèi)。優(yōu)選地，每個(gè)電池單體單元均構(gòu)造成如下結(jié)構(gòu)：在該結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)電池單體彼此并聯(lián)連接。優(yōu)選的是，每個(gè)電池單體單元均構(gòu)造成六面體結(jié)構(gòu)。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)例中，所述殼體可構(gòu)造成如下結(jié)構(gòu)：在該結(jié)構(gòu)中，這些殼體彼此聯(lián)接成包圍彼此緊密接觸的兩個(gè)或更多個(gè)電池單體(“電池單體堆”)的整個(gè)外表面中的、除了這些電池單體的陰極端子和陽極端子之外的部分。這些殼體對其機(jī)械強(qiáng)度低的電池單體進(jìn)行保護(hù)，并且限制由于這些電池單體在電池單體充的放電期間反復(fù)膨脹和收縮而導(dǎo)致的電池單體變形，以防止各個(gè)電池單體的密封部分彼此分離。因此，所述殼體的材料不受特別限制，只要該殼體能夠提供上述效果。優(yōu)選地，該殼體由金屬制成。

每個(gè)所述殼體均具有與電池單體堆的外部形狀相對應(yīng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，這些殼體以不使用另外的聯(lián)接構(gòu)件的組裝方式彼此聯(lián)接。例如，這些殼體可構(gòu)造成如下結(jié)構(gòu)：在該結(jié)構(gòu)中，當(dāng)這些殼體在彼此面對面的狀態(tài)下相互接觸時(shí)，這些殼體的分段聯(lián)接部分彼此聯(lián)接。優(yōu)選地，所述殼體被構(gòu)造成凸凹聯(lián)接結(jié)構(gòu)：在該凸凹聯(lián)接結(jié)構(gòu)中，當(dāng)在所述殼體彼此面對面地相互接觸的狀態(tài)下向所述殼體施加力時(shí)，所述殼體的分段連接部分通過彈性聯(lián)接而彼此接合。圖5中示出了該凸凹聯(lián)接結(jié)構(gòu)的具體實(shí)例，但本發(fā)明不限于此。

同時(shí)，在二次電池的充放電期間，該二次電池會產(chǎn)生熱量，因此，對于延長二次電池的使用壽命來說，把所產(chǎn)生的熱量有效排出到該二次電池的外部是非常重要的。為此，每個(gè)殼體均由具有高導(dǎo)熱率的金屬片材制成，由此容易把安裝在所述殼體內(nèi)的電池單體產(chǎn)生的熱量排出到外部。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)例中，每個(gè)殼體的外側(cè)均可以設(shè)置多個(gè)線狀突起，這些突起沿著每個(gè)殼體的縱向方向彼此隔開。優(yōu)選地，在上端突起處形成有一個(gè)凸起，并且在下端突起處形成有另一個(gè)凸起，該另一個(gè)凸起被形成為與上端突起處形成的所述凸起的形狀相反的形狀。因此，當(dāng)多個(gè)電池模塊相互堆疊時(shí)，一個(gè)電池模塊的凸起對應(yīng)于相鄰電池模塊的凸起，由此防止電池模塊的堆疊位置顛倒或偏移。

在該結(jié)構(gòu)中，具有對應(yīng)凸起的每個(gè)突起優(yōu)選構(gòu)造成如下結(jié)構(gòu)：其中每個(gè)突起關(guān)于對應(yīng)的一個(gè)凸起不連續(xù)。結(jié)果，在電池模塊堆疊的狀態(tài)下，冷卻劑(例如空氣)不僅可以沿著殼體的橫向方向流動，而且可以沿著殼體的縱向方向流動，由此進(jìn)一步提高了冷卻效率。

根據(jù)情形，大多數(shù)突起可以構(gòu)造成如下結(jié)構(gòu)：在該結(jié)構(gòu)中，每個(gè)突起的兩個(gè)相反端之間的距離小于每個(gè)殼體的寬度，從而使空氣沿縱向方向的流動進(jìn)一步加速。

所述殼體可以在其兩個(gè)相反側(cè)設(shè)置有階狀部，以便在電池模塊聯(lián)接到預(yù)定的框架構(gòu)件時(shí)實(shí)現(xiàn)該電池模塊的容易固定。優(yōu)選地，在所述殼體的與其上端及下端相鄰的兩個(gè)相反側(cè)形成各具有預(yù)定尺寸的階狀部，以實(shí)現(xiàn)該電池模塊的容易固定。根據(jù)情形，這些階狀部也可形成在所述殼體的與其左右兩端相鄰的兩個(gè)相反側(cè)。更優(yōu)選地，所述階狀部不僅形成在所述殼體的上端和下端，而且形成在所述殼體的左右兩端，以便更牢固地固定該模塊。

同時(shí)，電池模塊內(nèi)的電池單體彼此串聯(lián)連接，并且，一個(gè)電池模塊的電池單體與另一個(gè)相鄰電池模塊的另一個(gè)電池單體彼此串聯(lián)連接。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)例中，被預(yù)定數(shù)量的殼體包圍的電池單體單元的相鄰電極端子在這些電池單體單元堆疊的狀態(tài)下彼此聯(lián)接，以制造多個(gè)電池模塊。

因此，如前所述，可以根據(jù)電池單體單元的數(shù)量來靈活地定位電池模塊的外部輸入端子和輸出端子。例如，當(dāng)電池模塊包括奇數(shù)個(gè)電池單體單元時(shí)，模塊陰極端子和模塊陽極端子可以位于該電池模塊的兩個(gè)相反側(cè)。另一方面，當(dāng)電池模塊包括偶數(shù)個(gè)電池單體單元時(shí)，模塊陰極端子和模塊陽極端子可以位于該電池模塊的同一側(cè)。

這些電池單體的電極端子可使用各種方法彼此聯(lián)接，例如焊接、軟釬焊和機(jī)械聯(lián)接。優(yōu)選地，電池單體的電極端子通過焊接來彼此聯(lián)接。

同時(shí)，中大型電池組使用多個(gè)電池模塊來確保具有高功率和大容量。構(gòu)成電池組的電池模塊需要具有較高的安裝效率、較高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和較高的散熱效率，以確保電池組在有限的安裝空間中的安全性。

因此，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種中大型電池組，該中大型電池組是通過基于所期望的功率和容量、對電池模塊進(jìn)行組合而制造的。

通過將電池模塊布置成各種形式，可將該中大型電池組構(gòu)造成各種結(jié)構(gòu)。也就是說，在每個(gè)電池模塊的外部輸入和輸出陰極端子(“模塊陰極端子”)和每個(gè)電池模塊的外部輸入和輸出陽極端子(“模塊陽極端子”)位于每個(gè)電池模塊的同一側(cè)的情況下，這些電池模塊可以沿著每個(gè)電池模塊的橫向方向布置。另一方面，在模塊陰極端子和模塊陽極端子位于每個(gè)電池模塊的兩個(gè)相反側(cè)的情況下，這些電池模塊可以沿著每個(gè)電池模塊的縱向方向布置。而且，該電池組可構(gòu)造成如下結(jié)構(gòu)：在該結(jié)構(gòu)中，這些電池模塊同時(shí)沿著每個(gè)電池模塊的橫向方向和縱向方向布置。

在被構(gòu)造成如下結(jié)構(gòu)的中大型電池組中：其中這些電池模塊可以沿著每個(gè)電池模塊的縱向方向布置，優(yōu)選的是，該電池組被構(gòu)造成空氣冷卻式冷卻結(jié)構(gòu)。更優(yōu)選地，用于驅(qū)動冷卻劑的力可由吸風(fēng)扇提供。

也就是說，在電池模塊可以沿著每個(gè)電池模塊的縱向方向布置的結(jié)構(gòu)中，能夠容易地使用抽吸式冷卻結(jié)構(gòu)，由于密封性和冷卻劑的流動方向，這種抽吸式冷卻結(jié)構(gòu)不適合于沿橫向方向布置的常規(guī)電池組，因此，能夠防止產(chǎn)生在鼓風(fēng)式冷卻結(jié)構(gòu)中引起的過大噪音。

如前所述，由于根據(jù)本發(fā)明的電池組被構(gòu)造成空氣冷卻式冷卻結(jié)構(gòu)中，所以能夠根據(jù)電池模塊的特性和構(gòu)造來沿著其縱向方向和橫向方向靈活地布置這些電池模塊。就與冷卻風(fēng)扇的安裝位置及氣流結(jié)構(gòu)相關(guān)的因素而言，電池模塊的這種靈活構(gòu)造使得可以進(jìn)行各種設(shè)計(jì)，這是非常優(yōu)選的。

根據(jù)情形，所述電池組可以構(gòu)造成水冷式冷卻結(jié)構(gòu)：在該水冷式冷卻結(jié)構(gòu)中，用于驅(qū)動冷卻劑的力由抽吸泵提供。

通過基于所期望的功率和容量對電池組進(jìn)行組合，可以制造根據(jù)本發(fā)明的中大型電池系統(tǒng)。該電池系統(tǒng)可用于電動車輛、混合動力電動車輛或插電式混合動力電動車輛中，考慮到安裝效率、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和冷卻效率，這些車輛具有有限的安裝空間。特別地，根據(jù)本發(fā)明的電池系統(tǒng)更優(yōu)選用在需要高功率和大容量的電動車輛或插電式混合動力電動車輛中。

附圖說明

從以下結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述中，將能更清楚地理解本發(fā)明的上述及其它目的、特征和其它優(yōu)點(diǎn)，在附圖中：

圖1是示出常規(guī)代表性的袋狀電池的透視圖；

圖2是示出常規(guī)代表性的電池模塊的電連接結(jié)構(gòu)的透視圖；

圖3至圖6是示出用于組裝根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池單體單元的一系列過程的典型視圖；

圖7是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池模塊的透視圖；

圖8是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的、具有偶數(shù)個(gè)彼此聯(lián)接的電池單體單元的電池模塊的電連接結(jié)構(gòu)的典型視圖；

圖9是示出安裝在電池組框架內(nèi)的、圖8的電池模塊的透視圖；

圖10是示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的、具有奇數(shù)個(gè)彼此聯(lián)接的電池單體單元的電池模塊的電連接結(jié)構(gòu)的典型視圖；

圖11是示出安裝在電池組框架內(nèi)的、圖10的電池模塊的透視圖；

圖12是示出通過堆疊多個(gè)電池模塊而制造的中大型電池組的透視圖，圖9中示出了這種電池模塊之一；并且

圖13是示出通過堆疊多個(gè)電池模塊而制造的中大型電池組的透視圖，圖11中示出了這種電池模塊之一。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在，將參考附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明的范圍不限于所示出的實(shí)施例。

圖3至圖6是示出用于組裝根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池單體單元的一系列過程的典型視圖。

首先參考圖3，兩個(gè)袋狀電池單體100a和100b堆疊成使得陰極端子110a、110b重疊且陽極端子120a、120b重疊，并且，這些重疊的電極端子通過焊接而彼此并聯(lián)連接。

圖4示出了一種高強(qiáng)度金屬殼體，該高強(qiáng)度金屬殼體被構(gòu)造成包圍圖3的電池單體堆100的整個(gè)外表面。金屬殼體200對其機(jī)械強(qiáng)度低的電池單體進(jìn)行保護(hù)，并且限制由于這些電池單體在電池單體的充放電期間反復(fù)膨脹和收縮而導(dǎo)致的電池單體變形，以防止各個(gè)電池單體的密封部分彼此分離。金屬殼體200包括一對殼體，即左殼體211和右殼體212。該左殼體211和右殼體212可以在不使用另外的聯(lián)接構(gòu)件的情況下彼此聯(lián)接。

圖5中詳細(xì)示出了金屬殼體200的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。圖5是金屬殼體200的剖面圖，包括金屬殼體200的局部放大圖。參考圖5，金屬殼體211和212彼此以凸凹聯(lián)接結(jié)構(gòu)連接，在該凸凹聯(lián)接結(jié)構(gòu)中，當(dāng)在金屬殼體211、212彼此面對面地相互接觸的狀態(tài)下、向金屬殼體211和212施加力時(shí)，金屬殼體211和212通過彈性聯(lián)接而彼此接合。

該凸凹聯(lián)接結(jié)構(gòu)可以構(gòu)造成如圖5(a)所示的結(jié)構(gòu)，其中，在金屬殼體212處形成的四邊形聯(lián)接突起222a聯(lián)接在形成于金屬殼體211中的四邊形聯(lián)接孔221a內(nèi)?？商娲?，該凸凹聯(lián)接結(jié)構(gòu)也可構(gòu)造成如圖5(b)所示的結(jié)構(gòu)，其中，在金屬殼體212處形成的半球形聯(lián)接突起222b聯(lián)接在形成于金屬殼體211中的圓形聯(lián)接孔221b內(nèi)。

在聯(lián)接這些金屬殼體的過程中，四邊形聯(lián)接突起222a或半球形聯(lián)接突起222b接合到四邊形聯(lián)接孔221a或圓形聯(lián)接孔221b內(nèi)，結(jié)果，四邊形聯(lián)接突起222a或半球形聯(lián)接突起222b牢固地聯(lián)接在四邊形聯(lián)接孔221a或圓形聯(lián)接孔221b內(nèi)，從而提供了高的聯(lián)接力。因此，能夠在不提供另外的聯(lián)接構(gòu)件或不進(jìn)行另外的聯(lián)接構(gòu)件制造過程以組裝該金屬殼體211和212的情況下，實(shí)現(xiàn)這些金屬殼體之間的強(qiáng)力機(jī)械聯(lián)接。這種簡單的聯(lián)接結(jié)構(gòu)尤其適合于大規(guī)模生產(chǎn)。

然而，應(yīng)當(dāng)注意，該凸凹聯(lián)接結(jié)構(gòu)不限于圖5(a)和5(b)所示的形狀。

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性電池單體單元的透視圖。

參考圖6，電池單體單元300被構(gòu)造成如下結(jié)構(gòu)：在該結(jié)構(gòu)中，包括多個(gè)相互堆疊的電池單體100的電池單體堆被安裝在金屬殼體200內(nèi)，以彌補(bǔ)電池單體100的較低機(jī)械強(qiáng)度。在每個(gè)電池單體的一側(cè)，各個(gè)電池單體的陰極端子120通過焊接而彼此并聯(lián)連接，并且彎曲成“[”形狀。在每個(gè)電池單體的另一側(cè)，各個(gè)電池單體的陽極端子121向外彎曲，使得各個(gè)電池單體的陽極端子121連接到相鄰電池單體單元的對應(yīng)電極端子。

金屬殼體200包括一對高強(qiáng)度金屬片材，這一對高強(qiáng)度金屬片材以如下方式彼此聯(lián)接：即，電池單體堆199的整個(gè)外表面中的、除了電池單體的電極端子之外的部分均被該金屬片材包圍。金屬殼體200在其左右兩側(cè)設(shè)置有階狀部240，該階狀部240用于實(shí)現(xiàn)電池單體單元的容易固定。而且，金屬殼體200在其上端和下端設(shè)置有階狀部250，該階狀部250用于實(shí)現(xiàn)電池單體單元的容易固定。此外，金屬殼體200在與其上端及下端鄰近的區(qū)域處設(shè)置有用于實(shí)現(xiàn)電池單體單元的容易堆疊的橫向固定部260。在金屬殼體200的外側(cè)形成有沿著電池單體單元的縱向方向彼此隔開的多個(gè)線狀突起。在上端突起處形成有一個(gè)凸起231。在下端突起處形成有另一個(gè)凸起232，該凸起232被構(gòu)造成與凸起231的形狀相反的形狀。

圖7是示出包括多個(gè)相互堆疊的電池單體單元300的電池模塊400的透視圖。

參考圖7，根據(jù)本發(fā)明的電池模塊400包括4個(gè)電池單體單元300，即包括8個(gè)電池單體100。

圖8是示出具有偶數(shù)個(gè)彼此聯(lián)接的電池單體單元的電池模塊的電連接結(jié)構(gòu)的典型視圖，圖9是典型地示出安裝在電池組框架內(nèi)的、圖8的電池模塊的透視圖。

參考這些附圖，電池模塊400a包括4個(gè)電池單體單元300。各個(gè)電池單體單元300彼此串聯(lián)連接，使得模塊陰極端子410和模塊陽極端子420位于電池模塊400a的同一側(cè)。

圖10是示出具有奇數(shù)個(gè)彼此聯(lián)接的電池單體單元的電池模塊的電連接結(jié)構(gòu)的典型視圖，圖11是典型地示出安裝在電池組框架內(nèi)的、圖10的電池模塊的透視圖。

參考這些附圖，電池模塊400b包括5個(gè)電池單體單元300。各個(gè)電池單體單元300彼此串聯(lián)連接，使得模塊陰極端子410和模塊陽極端子420位于該中大型電池模塊400b的兩個(gè)相反側(cè)。

因此，能夠根據(jù)構(gòu)成電池模塊400a、400b的電池單體單元300的數(shù)量來靈活地定位電池模塊400a、400b的外部輸入端子和輸出端子、即模塊陰極端子410和模塊陽極端子420。

圖12是典型地示出通過互連多個(gè)電池模塊而制造的中大型電池組的透視圖，圖9中示出了這種電池模塊之一。

參考圖12，中大型電池組500a包括彼此相鄰布置的兩個(gè)電池模塊400a。每個(gè)電池模塊400a的模塊陰極端子410和模塊陽極端子420位于該電池模塊400a的同一側(cè)。這些電池模塊400a在如下狀態(tài)中彼此聯(lián)接：即，這些電池模塊400a沿著每個(gè)電池模塊400a的橫向方向w布置。

圖13是通過堆疊多個(gè)電池模塊而制造的中大型電池組的透視圖，圖11中示出了這種電池模塊之一。

參考圖13，中大型電池組500b包括彼此相鄰布置的4個(gè)中大型電池模塊400b。每個(gè)電池模塊400b的模塊陰極端子410和模塊陽極端子420位于該電池模塊400b的同一側(cè)。這些電池模塊400a在如下狀態(tài)中彼此聯(lián)接：即，這些電池模塊400b沿著每個(gè)中大型電池模塊400b的橫向方向w和縱向方向l布置。

在此結(jié)構(gòu)中，中大型電池組500b沿著縱向方向l布置，該縱向方向l與冷卻劑的流動方向在相同方向上，結(jié)果，能夠容易地使用抽吸式冷卻結(jié)構(gòu)(未示出)，該抽吸式冷卻結(jié)構(gòu)(未示出)不適合于沿橫向方向w布置的中大型電池組500b，因此，能夠制造出在提供所期望的冷卻結(jié)構(gòu)的同時(shí)又具有低噪音的中大型電池組。

另外，多個(gè)電池模塊400a和400b可以根據(jù)所期望的結(jié)構(gòu)而彼此連接，由此制造具有更大功率和更大容量的中大型電池組。

雖然已經(jīng)出于例示性目的公開了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解，在不偏離如所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以進(jìn)行各種修改、添加和替代。

工業(yè)實(shí)用性

從以上描述中清楚可見，根據(jù)本發(fā)明的電池模塊被構(gòu)造成如下結(jié)構(gòu)：在該結(jié)構(gòu)中，電池單體彼此并聯(lián)連接以構(gòu)成電池單體單元，這在有效增強(qiáng)各個(gè)電池單體的低機(jī)械強(qiáng)度的同時(shí)、使電池模塊的重量和尺寸的增加最小化；并且多個(gè)電池單體單元彼此串聯(lián)連接以構(gòu)成電池模塊，根據(jù)電池單體單元的數(shù)量，該電池模塊沿其橫向方向和縱向方向具有靈活的結(jié)構(gòu)，由此提供了如下一種電池組：該電池組能夠在使空間限制最小化的同時(shí)提供高功率和大容量并且能夠提供有效的冷卻結(jié)構(gòu)。