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CN105917495A - 包括单元模块的电池模块组件 - Google Patents

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CN105917495A CN201580004226.1A CN201580004226A CN105917495A CN 105917495 A CN105917495 A CN 105917495A CN 201580004226 A CN201580004226 A CN 201580004226A CN 105917495 A CN105917495 A CN 105917495A
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Abstract

本发明涉及一种电池模块组件，所述电池模块组件包括一个或更多个单元模块，所述一个或更多个单元模块通过多个电池单元被安装至一对单元框架的同时彼此电连接来形成，所述电池模块组件包括：用于电连接的所述单元模块一个或更多个端子板；和用于连接端子板的汇流条。

Description

包括单元模块的电池模块组件
技术领域
本发明涉及包括单元模块的电池模块组件。
背景技术
二次电池被用作无线移动装置的能源。另外，二次电池还被用作电动车辆(EV)和混合动力车辆(HEV)的电源，所述电动车辆(EV)和混合动力车辆(HEV)已经被开发以解决诸如由使用化石燃料的现有的汽油和柴油车辆引起的空气污染的问题。
结果，由于二次电池的优点而导致使用二次电池的各种应用正不断增加，今后期待二次电池被应用于比现在更多的应用和产品。
小型移动装置对于每个装置使用一个或若干个电池单元。另一方面，由于对于中型或大型装置而言，需要高输出和大容量，因此诸如车辆这样的中型或大型装置使用具有彼此电连接的多个电池单元的中型或大型电池模块，。
电池模块的尺寸和重量直接涉及相应的中型或大型装置的容纳空间和输出。为此，制造者正尽力制造小型、轻质的电池模块。此外，诸如电动自行车和电动车辆这样遭受大量外部冲击和振动的某些装置需要在构成电池模块的部件之间有稳定的电气连接和物理联接。另外，使用多个电池单元以实现高输出和大容量，由此电池模块的安全性被认为是重要的。
优选地，中型或大型电池模块被制造为具有尽可能小的尺寸和重量。为此，通常将可以以高集成度进行堆叠且具有小的重量容量比的棱柱状锂二次电池或袋状锂二次电池用作中型或大型电池模块的电池单元。
然而，上述锂二次电池的问题在于：由于锂二次电池的制造过程复杂，从而导致锂二次电池的制造成本相对高，锂二次电池在低温下的使用特性相对较低，且锂二次电池难以应用于具有各种尺寸的产品。为此，近年来还使用了圆柱状锂二次电池。
圆柱状电池具有比棱柱状电池和袋状电池更大的电容量。然而，由于圆柱状电池的外部特性，从而难以堆叠圆柱状电池，且有必要使用额外的固定构件以维持圆柱状电池堆叠的状态。例如，在圆柱状电池处于堆叠的状态下，可以使用胶带固定圆柱状电池，或可以用塑料包覆圆柱状电池，以维持圆柱状电池堆叠的状态。为了进一步增加圆柱状电池之间的联接，可以将双面胶带附着在相邻的圆柱状电池之间。
常规电池模块的实例示于图1中，其为常规电池模块的典型图。参照图1，常规电池模块50包括单元模块30和用于将圆柱状电池单元彼此电连接的汇流条，所述单元模块30包括多个圆柱状电池单元10。单元模块30被构造为具有5×5矩阵结构，其中将具有相同极性的电极端子布置在各列中，且将具有不同极性的电极端子布置在各行中。因此，当将电池模块安装在外壳中时，由于圆柱状电池单元的堆叠体的高度限制而将额外的绝缘胶带附着在电池模块与外壳之间。结果，空间利用率降低，且制造过程复杂。
此外，当堆叠圆柱状电池单元以构成电池模块时，圆柱状电池单元的堆叠体的结构稳定性低于棱柱状电池单元的堆叠体或袋状电池单元的堆叠体的结构稳定性。
另外，圆柱状电池单元的电极端子以单一结构串联或并联地彼此连接。结果，在组装电池模块时，圆柱状电池单元可能会被不正确地插入，从而可能无法适当的施加电阻焊接，或者可能会不正确地布置构成电池模块的部件，由此可能会发生诸如内部短路的工艺缺陷。
因此，对于能够彻底地解决上述问题的技术有根本性的需求。
发明内容
技术问题
因此，已经完成了本发明以解决上述问题和其它尚未解决的技问题。
具体地，本发明的目的是提供电池模块组件，所述电池模块组件包含一个或更多个单元模块和用于将所述单元模块彼此电连接的连接构件，所述单元模块中每一个包含圆柱状电池单元，其中所述连接构件具有特定结构，由此所述电池模块组件具有结构稳定且紧凑的结构。
本发明的另一个目的是提供电池模块组件，所述电池模块组件包含用于将单元模块彼此连接的特定框架结构，所述单元模块中每一个包含多个电池单元，由此能够最大化地防止不良组装并减少组装时间。
技术方案
根据本发明的一方面，通过提供如下的电池模块组件可以实现上述和其它目的，所述电池模块组件包含一个或更多个单元模块，所述单元模块中每一个被构造成具有多个电池单元在电池单元被安装至一对单元框架之间的状态下彼此电连接的结构，所述电池模块组件包含用于将单元模块彼此电连接的一个或更多个端子板和用于将端子板彼此连接的汇流条。
因此，根据本发明的电池模块组件被构造成具有如下特定的结构，其中多个电池单元被安装至一对单元框架之间从而构成单元模块，所述单元模块包含端子板，由此可以容易地基于期望的输出增加或降低电池模块的数目同时确保电池模块组件具有稳定且紧凑的结构。
在具体实例中，每一个电池单元可以为圆柱状电池单元，且在各个单元模块中，电池单元可以彼此并联连接。
在实施例中，单元框架可以包含安装电池单元的第一端子的第一单元框架和安装电池单元的第二端子的第二单元框架。第一端子可以为正电极端子，且第二端子可以为负电极端子。或者，第一端子可以为负电极端子，且第二端子可以为正电极端子。
另外，第一单元框架和第二单元框架可以设置有开口，第一端子和第二端子通过所述开口露出。开口的数目可以对应于圆柱状电池单元的数目，且开口的形状可以对应于圆柱状电池单元的形状。
安装至第一单元框架和第二单元框架且通过开口露出的第一端子和第二端子可以通过一对端子板彼此连接。单元框架可以由塑料材料制成，且端子板可以由金属材料制成。
因此，在圆柱状电池单元被稳定地安装至电绝缘的单元框架之间的状态下，可以通过端子板将圆柱状电池单元彼此电连接。
在上述结构中，第一单元框架和第二单元框架可以设置有一个或更多个第一紧固孔或紧固突起，且端子板可以设置有与第一紧固孔或紧固突起相对应的一个或更多个第二紧固突起或紧固孔。
端子板可以包含连接电池单元的第一端子的第一端子板和连接电池单元的第二端子的第二端子板。可以在电池单元的电极端子连接至端子板的状态下将端子板安装至单元框架的外表面。
另外，第一单元框架和第二单元框架可以在它们的上端的中央部处分别设置有模块端子，且端子板的上端的部分可以朝向模块端子延伸使得端子板与模块端子电连接。
例如，单元模块可以彼此串联地电连接，且可以通过电阻焊接将第一和第二端子分别联接至第一和第二端子板。
在具体实例中，可以使用螺栓或使用螺栓和螺母将单元框架彼此紧固，和/或可以使用螺栓或使用螺栓和螺母将单元框架紧固至端子板。或者，可以通过铆接紧固结构和/或螺钉紧固结构将单元框架彼此紧固，和/或可以通过铆接紧固结构和/或螺钉紧固结构将单元框架紧固至端子板。然而，本发明不限于此。
根据本发明的另一方面，提供了包含具有上述构造的电池模块组件的电池组。
根据本发明的又一方面，提供了包含所述电池组作为电源的装置。具体地，所述装置可以为家用电源、公共设施用电源、大型商店用电源、备用电源、计算机房用电源、可移动电源、医疗设备用电源、灭火设施用电源、警报用电源、避难设施用电源、电动车辆、混合动力车辆或插电式混合动力车辆。
所述装置的结构和制造方法在本发明所属的领域中是众所周知的，因此将省略对它们的详细说明。
附图说明
参照附图，由下面的详细描述将会更加清楚地理解本发明的上面和其它目的、特征及其它优点，其中：
图1为示出常规电池模块的代表性图；
图2为示出根据本发明的实施例的单元模块的分解立体图；
图3和4为根据本发明的实施例的单元模块的立体图；
图5为示出根据本发明的实施例的电池模块组件的立体图；
图6和7为根据本发明的实施例的单元模块的前视图；
图8为根据本发明的实施例的单元模块的侧视图；且
图9为根据本发明的实施例的电池模块组件的侧视图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明。但是应该注意，本发明的范围不受所示实施例的限制。
图2为代表性地示出根据本发明的实施例的单元模块的分解立体图，图3和4为代表性地示出根据本发明的实施例的单元模块的立体图，且图5为代表性地示出根据本发明的实施例的电池模块组件的立体图。
参照这些图，电池模块组件500包括一对单元模块200。每个单元模块200包括多个圆柱状电池单元210、第一单元框架220、第二单元框架230、第一端子板240、第二端子板250和螺栓260。
第一单元框架220和第二单元框架230分别设置有开口221和231，开口221和231中每一个具有对应于每一个电池单元210的形状，使得电池单元210的第一端子211和第二端子212分别通过开口221和231露出。
在将电池单元210插入由塑料材料制成的第一单元框架220和第二单元框架230中的状态下，将第一端子板240和第二端子板250分别紧固至电池单元210的第一端子211和第二端子212，所述第一端子211和第二端子212由金属材料制成，且分别通过开口221和231露出，使得电池单元210可以彼此并联地电连接。
在第一单元框架220和第二单元框架230的上端的中央部分处分别设置有模块端子222和232，所述模块端子222和232突出，从而分别与第一端子板240和第二端子板250电连接。
另外，第一端子板240和第二端子板250的上端的部分朝向模块端子延伸。将汇流条270安装至第一端子板240和第二端子板250的延伸部使得可以通过汇流条270将模块端子222和232彼此电连接。
一对紧固肋225从第一单元框架220的一侧延伸，使得可以使用所述紧固肋将第一单元框架220牢固地紧固至第二单元框架230。一对固定部235从对应于紧固肋的第二单元框架230的区域向上突出。固定部235具有对应于紧固肋225的外部形状的形状。
在上述结构中，各个紧固肋225具有不规则四边形形状，其相反两端以倾斜方式被切割。各个紧固肋225的倾斜端被配置为与对应于固定部235的一侧紧密接触，且通过每一个紧固肋225中形成的孔(未示出)将螺栓(未示出)插入，由此可以将第一单元框架220和第二单元框架230彼此更牢固地紧固。
另外，第一单元框架220和第二单元框架230具有铆接紧固结构，通过该结构使得第一单元框架220和第二单元框架230彼此紧固。具体地，铆接突起223形成在第一单元框架220的上端的相反侧区域上，且铆接紧固孔233形成在第二单元框架230的上端的相反侧区域中，使得可以通过铆接紧固孔233插入铆接突起223。
另外，第一单元框架220和第二单元框架230中分别形成有螺孔224和234。螺栓260通过螺孔224和234而插入，从而使得第一单元框架220和第二单元框架230彼此牢固地紧固。
图6和7为代表性地示出根据本发明的实施例的单元模块的前视图，图8为代表性地示出根据本发明的实施例的单元模块的侧视图，且图9为代表性地示出根据本发明的实施例的电池模块组件的侧视图。
参照这些图和图2至5，以在第一端子211或第二端子212面对的方向上相继地布置一个或更多个单元模块200的方式构造根据本发明的电池模块组件500。
通过将一个或更多个第一单元框架220与一个或更多个第二单元框架230相继地紧固构建电池模块组件500。之前已经描述了单元模块200之间的紧固，因此将省略对于所述紧固的详细说明。
尽管已经为了说明目的公开了本发明的优选实施例，但本领域技术人员将会理解，在不背离所附权利要求中所公开的本发明的范围和主旨的情况下，各种变型、添加和替换都是可能的。
产业实用性
由上述描述显而易见的是，根据本发明的电池模块组件被构造为具有如下特定的结构，其中将多个电池单元安装至一对单元框架之间从而构成单元模块，所述单元模块包含端子板，由此可以容易地基于期望的输出增加或降低电池模块的数目同时确保电池模块组件具有稳定且紧凑的结构。
另外，根据本发明的电池组被构造为具有如下特定的框架结构，其中将每一个包含多个电池单元的单元模块彼此连接，由此可以最大化地防止不良组装并减少组装时间。

Claims (15)

1.一种电池模块组件，所述电池模块组件包括一个或更多个单元模块，每个所述单元模块被构造成具有这样的结构：在多个电池单元被安装至一对单元框架之间的状态下，所述电池单元被彼此电连接，所述电池模块组件包括：
一个或更多个端子板，所述一个或更多个端子板用于将所述单元模块彼此电连接；和
汇流条，所述汇流条用于将所述端子板彼此连接。
2.根据权利要求1所述的电池模块组件，其中，每个所述电池单元为圆柱状电池单元。
3.根据权利要求1所述的电池模块组件，其中，在每个所述单元模块中，所述电池单元彼此并联连接。
4.根据权利要求1所述的电池模块组件，其中，所述单元框架包括第一单元框架和第二单元框架，所述电池单元的第一端子被安装至所述第一单元框架，所述电池单元的第二端子被安装至所述第二单元框架。
5.根据权利要求4所述的电池模块组件，其中，所述第一单元框架和所述第二单元框架设置有开口，所述第一端子和所述第二端子通过所述开口露出。
6.根据权利要求4所述的电池模块组件，其中，所述第一单元框架和所述第二单元框架设置有一个或更多个第一紧固孔或紧固突起，所述端子板设置有与所述第一紧固孔或紧固突起相对应的一个或更多个第二紧固突起或紧固孔。
7.根据权利要求1所述的电池模块组件，其中，所述端子板包括第一端子板和第二端子板，所述电池单元的第一端子被连接到所述第一端子板，所述电池单元的第二端子被连接到所述第二端子板。
8.根据权利要求1所述的电池模块组件，其中，在所述电池单元的电极端子被连接至所述端子板的状态下，所述端子板被安装至所述单元框架的外表面。
9.根据权利要求1所述的电池模块组件，其中，所述单元模块彼此串联地连接。
10.根据权利要求1所述的电池模块组件，其中，所述单元框架通过使用螺栓或使用螺栓及螺母而彼此紧固，和/或所述单元框架通过使用螺栓或使用螺栓及螺母而被紧固至所述端子板。
11.根据权利要求1所述的电池模块组件，其中，所述单元框架通过铆接紧固结构和/或螺钉紧固结构而彼此紧固，和/或所述单元框架通过铆接紧固结构和/或螺钉紧固结构而被紧固至所述端子板。
12.根据权利要求1所述的电池模块组件，其中，所述电池单元通过电阻焊接来联接至所述端子板。
13.一种电池组，所述电池组包括根据权利要求1至12中任一项所述的电池模块组件。
14.一种装置，所述装置使用根据权利要求13所述的电池组作为电源。
15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述装置为家用电源、公共设施用电源、大型商店用电源、备用电源、计算机房用电源、可移动电源、医疗设备用电源、灭火设施用电源、警报用电源、避难设施用电源、电动车辆、混合动力车辆或插电式混合动力车辆。
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