CN1855597A - 电池模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池模块，其包括多个单元电池和将相邻单元电池壳体彼此结合的结合单元。结合单元包括形成在每一单元电池壳体的外表面上的结合部件。由于电池模块的单元电池通过形成在单元电池外表面上的结合单元彼此结合，可将单元电池牢固地设置于电池模块中。因此，可避免由于单元电池分离而导致的电池模块的故障。

Description

电池模块

技术领域

本发明涉及电池模块，尤其涉及具有改进的结合结构的电池模块。

背景技术

近年来，已开发出利用具有高能量密度的非水(nonaqueous)电解质的高输出充电电池{以下称之为“单元电池(unit battery)”}。具有多个单元电池的电池模块被用作驱动电机、如驱动燃油电力两用车的电机的电源。

根据单元电池的外形，可将它们分成不同类型，例如，棱柱型和圆柱型。棱柱型单元电池包括电极组件、用来容纳电极组件的壳体、用来密封壳体的盖板、以及正极端子和负极端子，电极组件具有正电极和负电极和设置在正和负电极之间的隔板，正极和负极端子从盖板延伸，并分别与正电极和负电极电连接。

将单元电池串联设置以形成电池模块。在电池模块中相邻的电池通过连接件连接。更具体地说，每一正极和负极端子通常都设有与螺母件螺纹连接的螺纹孔。正极和负极端子的螺母件通过连接件连接。

通常将一对端板设置在单元电池的最外侧部分上，紧固杆被结合到端板上。据此，通过端板将单元电池固定压紧和组装。

在传统的电池模块中，单元电池仅借助于紧固杆产生的结合压力彼此压紧而组装在一起。因此，对其施加外力时，被组装的单元电池很容易分离。

另外，在传统的电池模块中，可以在单元电池之间设置电池隔板，以限定出用于如冷却空气之类的传热介质的流动通道。电池隔板通常彼此以固定距离间隔开，以适当地限定出流动通道。

然而，由于外力使单元电池的结构发生变化时，电池隔板之间的距离也发生变化，所以破坏了流动通道。在这种情况下，由于传热介质不能有效地流过单元电池，单元电池的温度过度增加，导致电池模块出现故障。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增强单元电池之间的结合结构的电池模块。

根据本发明一实施方式，电池模块包括多个单元电池，每一单元电池具有装有电极组件的单元电池壳体和形成在每一单元电池壳体外表面上的结合单元，该结合单元使多个单元电池的相邻单元电池的壳体彼此结合。

单元电池可以包括一或多块电池隔板，电池隔板从单元电池壳体突出并限定出用于传热介质的流动通道，电池隔板形成在单元电池的壳体上。

结合单元可包括形成在一个单元电池的壳体上并彼此隔开的第一结合件，及形成在相邻单元电池的壳体上、彼此隔开的第二结合件，其中第一固定件的表面与各第二固定件的表面接触。

可使形成在壳体上的电池隔板以预定距离彼此间隔开。

或者，结合单元可以包括形成在其中一个相邻单元电池的壳体上的肋和形成在相邻单元电池的另一个的壳体上并与肋结合的支持部分。支持部分可固定地支撑肋的相对表面。

可供选择的是，结合单元可以包括形成在相邻单元电池之一的壳体上的第一凹式(female)连接部分和形成在单元电池的另一个的壳体上并与第一凹式连接部分结合的第一凸式(male)连接部分。结合单元还可以包括在形成有第一凹式连接部分的壳体上形成的第二凸式连接部分。结合单元可进一步包括在形成有第一凸式连接部分的壳体上形成的第二凹式连接部分。

电池隔板与相邻单元电池的壳体紧密接触以限定出流动通道。可将形成在相邻单元电池之一上的电池隔板设置成与形成在另一相邻单元电池上的电池隔板交替，这些电池隔板可以彼此隔开预定距离。

形成在相邻单元电池之一上的电池隔板可以通过凸-凹结合方式与形成在另一相邻单元电池上的相应电池隔板结合。

壳体可呈管状，其顶部和底部有开口，顶部和底部通过顶部盖板和底部盖板封闭，在顶部盖板和底部盖板上分别形成正极端子和负极端子。

电池模块还可以包括设置在单元电池之间的绝缘膜。

附图说明

图1是本发明一实施方式的单元电池的透视图；

图2是图1所示单元电池的截面图；

图3是本发明一实施方式的电池模块的部分顶视图；

图4是本发明另一实施方式的电池模块的部分顶视图；

图5是本发明又一实施方式的电池模块的部分顶视图；

图6是本发明再一实施方式的电池模块的部分顶视图。

图7、8和9是图6所示的结合单元的不同改型的实例的部分顶视图；

图10是本发明另一实施方式的改型实例的电池模块的截面图；

图11的部分顶视图示出了设置在图3所示的电池模块的单元电池之间的绝缘膜。

发明内容

参考图1和2，本发明一示例性实施方式的单元电池包括具有正和负电极11、12及设置在正和负电极11、12之间的隔板13的电极组件25；用来容纳电极组件25的壳体14；用来密封壳体14的盖板17、17′；以及电连接正和负电极11、12并分别从盖板17、17′延伸的正和负极端子21、23。

壳体14可以由导电材料如铝、铝合金或镀镍钢制成。在一实施方式中，壳体14包括相对的扁平部分14a和连接扁平部分14a的相对的圆形部分14b。壳体14形成如管状之类的具有开口的端部区域的椭圆体。

正和负极端子21、23分别形成在盖板17、17′上，盖板17、17′与壳体14的任一开口的端部区域结合，以密封壳体14。然而，本发明并不限于所描述的壳体。可以使用在充电电池领域公知的任何结构。

在壳体14的平表面上可形成多个电池隔板15、15′。在该实施方式中，电池隔板15、15′彼此以恒定的距离隔开，并沿纵向延伸(沿图1中Z-轴方向)。形成在壳体14的第一平表面上的电池隔板15被设置成等距离地位于形成于壳体14的第二平表面上的相邻电池隔板15′之间。因此，在电池模块中相邻单元电池的电池隔板交替设置。

结合单元形成在壳体14上。结合单元包括形成在壳体14的两个平表面上的结合部件16、16′，以使相邻单元电池彼此结合。在该实施方式中，结合部件16、16′的形状基本上与电池隔板15、15′相似并和电池隔板15、15′相邻设置。更具体地说，结合部件16、16′形成于扁平部分14a和圆形部分14b的结合处的壳体14的两个平表面上。

如图3所示，电池模块包括图1所示的多个单元电池和用来容纳单元电池的外壳(未示出)。如冷却空气之类的传热介质可流过外壳。设置面向的结合部件16、16′使得当相邻单元电池被连接时，第一结合件16的一侧与第二结合件16′的一侧对齐。

通过组合单元电池而形成电池模块时，将单元电池串联设置，使得正和负极端子交替对齐。如图3所示，正极端子21通过导电连接件30连接到相邻的负极端子23。

继续参考图3，设置相邻单元电池100、200使得单元电池100的电池隔板15与单元电池200的电池隔板15′交替。即，当单元电池200的电池隔板15′接触单元电池100的扁平部分14a时，单元电池100的电池隔板15接触单元电池200的扁平部分14a。

借助于电池隔板15′、15的设置，可将流过传热介质的流动通道限定于电池隔板15′、15之间。

另外，单元电池100的结合部件16′与单元电池200的结合部件16接触。基于结合部件16′、16之间这样的设置，单元电池100、200通过静配合(interference fit)彼此可以可靠地结合。

当然，结合部件的位置并不局限于上述实施方式。更合适地说，结合部件可以形成在使其能将相邻单元电池彼此结合的任何位置。

如图4所示，除单元电池之间的结合结构外，该实施方式的电池模块与前面的实施方式基本相似。为方便起见，只对该实施方式的结合结构进行描述。

该实施方式的结合单元310包括形成在每一单元电池300的壳体302的第一平表面上的肋306和从壳体302的第二表面凸出的支持部分308。第一电池上的肋306和相邻电池上的相应支持部分308啮合，使相邻单元电池能彼此结合。

在该实施方式中，肋306和支持部分308形成在扁平部分314a和圆形部分314b的结合处附近的壳体302的两个平表面上。肋306装配到相应的支持部分308中，使得肋306的相对侧表面能通过支持部分308得到支撑。

电池模块的单元电池300串联设置并可以通过结合单元310彼此结合。

如图5所示，又一示例性实施方式的电池模块除单元电池之间的结合结构外其他与前述实施方式基本相似。该实施方式的结合部件400、400′与前述的那些结合部件基本相似。但是，在该实施方式中，当单元电池402的结合部件400′与相邻单元电池404的结合部件400结合时，单元电池402的结合部件400′被装配到形成在单元电池404的壳体上的凹槽408中。因此，单元电池402、404通过结合部件400和凹槽408之间的静配合以及结合部件400、400′之间的压力可使彼此更可靠地结合。

在图5中，虽然只将结合部件400装配到凹槽408中，但本发明并不局限于此。可将结合部件400、400′两者都装配到单元电池402、404上的相应凹槽中。当结合部件400、400′两者都被装配到相应的凹槽中时，单元电池之间的结合力可以进一步提高。

现在参考图6，根据再一示例性实施方式，本电池模块除单元电池之间的结合结构外其他与前述实施方式基本相似。为方便起见，只对本实施方式中的结合结构进行描述。

在每一相邻单元电池502、504上形成结合单元500，该结合单元包括凹式连接部分506和装配到凹式连接部分506中的相应的凸式连接部分508。当单元电池502和504在电池模块中串联连接时，单元电池502的凹式连接部分506朝向单元电池504的凸式连接部分508。

如图6所示，可以在单元电池502、504的每一平表面上形成一个凹式连接部分506和一个凸式连接部分508，使得单元电池502的凹式和凸式连接部分506、508与形成在相邻单元电池504的面对的平表面上相应的凸式和凹式连接部分508、506啮合。或者，如图7所示，单元电池502可以只包括凸式连接部分508，单元电池504只包括凹式连接部分506。

此外，可形成多种结构的凹式和凸式连接部分。例如，如图8所示，可在凹式和凸式连接部分的端部510、512分别设置圆形凹槽和相应的圆形凸起。另外，如图9所示，可在凹式和凸式连接部分的端部514、516分别设置矩形凹槽和相应的矩形凸起。当然，本发明不局限于这些实例。也就是说，可将凹式和凸式连接部分形成为任何能利用连接部分将单元电池彼此可靠结合的结构。

另外，每一凹式和凸式连接部分506、508的厚度可以厚于每一电池隔板518、520的厚度(见图6)。这种结构可使凹式和凸式连接部分506、508之间具有较大的接触面积，而使单元电池之间的结合更可靠。

在图6至9中，虽然在单元电池的两侧端部上设置有结合单元，但本发明并不局限于这种设置。

图10的视图示出了本发明又一示例性实施方式。在该实施方式中，结合单元600基本上与前述的结合单元类似，电池隔板602形成在与结合单元600相应的结构中。更具体地说，该实施方式的电池隔板602还起结合单元的作用。因此，本电池模块的单元电池彼此可以更可靠地结合。

为防止单元电池之间的短路，如图11所示，可以在单元电池之间设置绝缘膜29。例如，将绝缘膜29插在电池隔板15、15′和结合部件16、16′之间限定出的空间中，使得如参考图3所述的单元电池彼此电绝缘，同时不破坏单元电池和结合部件的内在功能。当然，可将绝缘膜插在本申请所述的任何相邻电池之间。

可将前述实施方式中的电池模块用作驱动电动机的电源，例如用作驱动燃油电力两用车、电动机车、电动摩托车、电动自行车、无线真空吸尘器等中的电动机的电源。

根据本发明，由于电池模块的单元电池通过形成在单元电池外表面上的结合单元彼此结合，可将单元电池牢固地设置于电池模块中。因此，可避免由于单元电池分离而导致的电池模块的故障。

虽然上面已结合一些示例性实施方式对本发明进行了描述，对本领域技术人员来说，应当理解的是，本发明并不限于所披露的实施方式，而可涵盖所附权利要求及其等同物的构思和范围内的各种改型。

Claims (14)

1.一种电池模块，其包括多个单元电池，每一单元电池具有一个容纳电极组件的单元电池壳体、以及形成在每一单元电池壳体外表面上的结合单元，该结合单元使所述多个单元电池的相邻单元电池的壳体彼此结合。

2.如权利要求1所述的电池模块，其中，每一单元电池壳体包括多个电池隔板，所述隔板从所述单元电池壳体凸出并限定出用于传热介质的流动通道。

3.如权利要求1所述的电池模块，其中，所述结合单元包括：

多个形成在第一单元电池的单元电池壳体上的第一结合件，所述多个第一结合件彼此隔开；

多个形成在第二单元电池的单元电池壳体上的第二结合件，所述多个第二结合件彼此隔开；

所述第一单元电池与所述第二单元电池相邻；及

每一第一结合件的侧表面与各第二结合件的每一个的侧表面静配合。

4.如权利要求2所述的电池模块，其中，相邻电池隔板彼此隔开恒定距离。

5.如权利要求1所述的电池模块，其中，所述结合单元包括：

形成在第一单元电池壳体上的肋；

形成在第二单元电池壳体上并与所述肋结合的支持部分；

所述第一单元电池壳体与所述第二单元电池壳体相邻。

6.如权利要求5所述的电池模块，其中，所述支持部分固定地支撑所述肋的相对侧面。

7.如权利要求1所述的电池模块，其中，所述结合单元包括：

形成在第一单元电池壳体上的第一凹式连接部分；

形成在第二单元电池壳体上的第一凸式连接部分，所述第一凸式连接部分适合于与所述第一凹式连接部分相对应；

所述第一单元电池壳体与所述第二单元电池壳体相邻；及

所述第一凹式连接部分和所述第一凸式连接部分结合。

8.如权利要求7所述的电池模块，其中，所述第一单元电池壳体的所述结合单元还包括第二凸式连接部分。

9.如权利要求7所述的电池模块，其中，所述第二单元电池壳体的所述结合单元还包括第二凹式连接部分。

10.如权利要求2所述的电池模块，其中，

第一单元电池壳体的所述电池隔板与所述第二单元电池壳体接触，以限定所述流动通道；及

所述第一单元电池壳体与所述第二单元电池壳体相邻。

11.如权利要求10所述的电池模块，其中，形成在所述第一单元电池壳体上的所述电池隔板被设置成与形成在所述第二单元电池壳体上的相应电池隔板相邻并接触；所述第一单元电池壳体上的电池隔板和所述第二单元电池壳体上的电池隔板彼此隔开恒定距离。

12.如权利要求2所述的电池模块，其中，形成在第一单元电池壳体上的所述多个电池隔板通过凸-凹结合方式与形成在所述第二单元电池壳体上的相应的多个电池隔板结合。

13.如权利要求1所述的电池模块，其中，

所述壳体为具有第一开口的端部部分和第二开口的端部部分的管状；

所述第一开口的端部部分由第一盖板密封，所述第一盖板具有形成于其上的正极端子；

所述第二开口的端部部分由第二盖板密封，所述第二盖板具有形成于其上的负极端子。

14.如权利要求1所述的电池模块，其中，还包括设置在相邻单元电池之间的绝缘膜。

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