專利名稱:具有改進(jìn)的單元電池組件耦連結(jié)構(gòu)的電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池模塊，尤其涉及一種具有改進(jìn)的單元電池組件耦連結(jié)構(gòu)以使體積最小化的電池模塊。
背景技術(shù)：
可再充電電池模塊通常包括串聯(lián)連接的一些可再充電電池(也稱為單元電池)。
每一單元電池包括具有正和負(fù)電極以及介于正和負(fù)電極之間的隔板的電極組件、用來容納電極組件的殼體、用來密封殼體的蓋組件、以及分別與正和負(fù)電極電連接的正和負(fù)端子。
單元電池一般呈圓柱形或棱柱形。如果單元電池呈棱柱形，正和負(fù)端子從蓋組件伸出，因而它們暴露于單元電池的外側(cè)。
在具有棱柱形單元電池的電池模塊中，這些單元電池被設(shè)置成使得一個(gè)單元電池的正和負(fù)端子與相鄰單元電池的正和負(fù)端子交替排列。這些正和負(fù)端子通過導(dǎo)電體相互連接。通常通過與正和負(fù)端子螺紋耦連的螺母將導(dǎo)電體固定在正和負(fù)端子上。
電池模塊由幾個(gè)到十幾個(gè)疊置在一起并相互電連接的單元電池組成。為了固定疊置的單元電池，在疊置的單元電池中兩個(gè)最外側(cè)的單元電池上設(shè)有端板。通常通過連接桿和螺母使端板相互連接，以便通過對(duì)疊置的單元電池施加壓力而固定這些疊置的單元電池。
然而，對(duì)于傳統(tǒng)的電池模塊而言，將連接桿與端板相連接很費(fèi)時(shí)間。
而且，由于連接桿和與連接桿耦連的螺母伸到疊置的單元電池的外側(cè)，使電池模塊的體積增加。電池模塊體積的增加繼而又將引起通常安裝有電池模塊的設(shè)備的體積增加。于是，使設(shè)備的設(shè)計(jì)受到局限。
尤其將電池模塊作為驅(qū)動(dòng)如用于燃油電力兩用車、電動(dòng)機(jī)車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)自行車、真空吸塵器等的電機(jī)的電源時(shí)，考慮到設(shè)備中電池模塊的安裝空間有限，需要使電池模塊的體積最小。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種電池模塊，通過改進(jìn)端板的耦連結(jié)構(gòu)可以使該電池模塊的體積最小。
本發(fā)明的另一目的還在于提供一種電池模塊，通過減少組裝電池模塊所需的時(shí)間可以提高生產(chǎn)率。
根據(jù)本發(fā)明一示例性實(shí)施方式，電池模塊包括電池主體，該電池主體具有串聯(lián)設(shè)置的多個(gè)單元電池并包括設(shè)置在相鄰單元電池之間的各個(gè)擋板。端板設(shè)置在電池主體的相對(duì)的最外側(cè)上。固定單元通過包圍端板和電池主體的組件的外周邊而將端板和電池主體固定在一起。
固定單元可以由寬度大于厚度的帶構(gòu)成，該帶包圍端板和電池主體的組件的外圍。
電池模塊還可以包括用來連接固定單元的相對(duì)端部的耦連單元。耦連單元可以包括分別安裝在固定單元的相對(duì)端部上的右轉(zhuǎn)和左轉(zhuǎn)螺絲以及與右轉(zhuǎn)和左轉(zhuǎn)螺絲螺紋耦連的緊線螺絲。耦連單元還可包括分別安裝在固定單元的相對(duì)端上的連接件，右轉(zhuǎn)和左轉(zhuǎn)螺絲被安裝在連接件的外表面上以彼此相向。
可供選擇的是，耦連單元可以包括分別安裝在固定單元的相對(duì)端部上并且相互嚙合的凹和凸元件以及插在穿過凹和凸元件的孔中以使凹和凸元件相互耦連的銷。
耦連單元還可以包括分別安裝在耦連單元的相對(duì)端部上的連接件，凹和凸元件被安裝在連接件的外表面上。
或者，耦連單元可以包括設(shè)置在固定單元的相對(duì)端部上并且互鎖的互鎖元件。
可以在至少一個(gè)端板上設(shè)置用來容納耦連單元的槽。此外，可在端板上設(shè)置部分地容納固定單元的固定單元容納槽。端板的厚度可以從外側(cè)端部向垂直中心部分逐漸增加。
每個(gè)端板可以具有沿固定單元圍繞組件的方向呈圓形的弧形外表面。
根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施方式，提供一種電池模塊，其具有包括串聯(lián)設(shè)置的多個(gè)單元電池和設(shè)置在相鄰單元電池之間的各擋板的電池主體。固定單元圍繞電池主體并將電池主體固定在一起。
固定單元可以由寬度大于厚度的帶形成。
該電池模塊還可以包括耦連單元用來連接固定單元的相對(duì)端部。耦連單元可以包括分別安裝在固定單元的相對(duì)端部上的右轉(zhuǎn)和左轉(zhuǎn)螺絲以及與左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)螺絲螺紋耦連的緊線螺絲。
如上所述，電池模塊可以不包括端板。
電池模塊可以用來驅(qū)動(dòng)如用于燃油電力兩用車、電動(dòng)機(jī)車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)自行車、無線真空吸塵器等的電機(jī)。
圖1是本發(fā)明一實(shí)施方式的電池模塊的分解透視圖；圖2是圖1所示的電池模塊組裝時(shí)的透視圖；圖3是圖1所示的端板的透視圖；圖4是圖1所示的耦連單元的透視圖；圖5是圖2所示的側(cè)視圖；圖6是本發(fā)明另一實(shí)施方式的電池模塊的帶和耦連單元的透視圖；圖7是應(yīng)用了圖6所示的帶和耦連單元的電池模塊的透視圖；圖8是本發(fā)明又一實(shí)施方式的電池模塊的帶和耦連單元的透視圖；圖9是應(yīng)用了圖8所示的帶和耦連單元的電池模塊的透視圖；圖10的方框圖示出了如何電連接按本發(fā)明的實(shí)施方式之一制備的電池模塊以使電機(jī)運(yùn)行的情況。
具體實(shí)施方式參照?qǐng)D1，本發(fā)明一實(shí)施方式的電池模塊10包括順序排列并相互間隔預(yù)定間距的多個(gè)單元電池11。
每一單元電池11是可再充電電池，其包括具有正和負(fù)電極及設(shè)置于正和負(fù)電極之間的隔板的電極組件以及容納該電極組件的棱柱形殼體14。
設(shè)置在單元電池11之間的是用于使冷卻介質(zhì)在單元電池11之間流動(dòng)的擋板12。
單元電池11和設(shè)置在單元電池12之間的擋板12限定出電池主體15。也就是說，電池模塊10包括具有單元電池11和擋板12的電池主體15。
電池模塊10還包括一對(duì)與設(shè)置在電池主體15的相對(duì)最外側(cè)處的擋板12的外表面緊密接觸的端板20。當(dāng)然，本發(fā)明不限于這種情況。也就是說，本發(fā)明的電池模塊的實(shí)施方式可以不包括端板20。
在每一擋板12上形成有多條冷卻介質(zhì)流動(dòng)通道，它們相互間隔預(yù)定距離?？晒┻x擇的是，擋板12可以由被彎曲成之字形以限定出多條冷卻介質(zhì)通道的板構(gòu)成。而且，擋板12可以由前表面設(shè)置有多個(gè)凸起的板形成。也就是說，任何能夠使冷卻介質(zhì)流動(dòng)的結(jié)構(gòu)都可用作擋板。
為了將端板20牢固地固定在電池主體15上，電池模塊10包括包圍端板20和電池主體15的外表面的固定單元以及形成在固定單元的相對(duì)端部上以使固定單元的相對(duì)端部彼此連接的耦連單元35。當(dāng)然，電池模塊10也可不包括端板20。
可采用多種構(gòu)件作為固定單元。在本實(shí)施方式中，固定單元包括一條或多條帶30。每條帶30具有預(yù)定的厚度和比厚度大的寬度。每條帶30圍繞電池主體15和與電池主體15的相對(duì)側(cè)的端部緊密接觸的端板20的組件繞一圈，并且?guī)?0的相對(duì)端部在端板20之一的垂直中心部分處相互連接。
帶30相對(duì)于電池主體15和端板20的組件的輪廓呈彎曲狀，使得它們能夠與電池主體13和端板20的組件緊密接觸。
如上所述，由于電池主體15由較薄的帶30固定，因此可以減小電池主體15的體積。
現(xiàn)在參照?qǐng)D4，設(shè)置有耦連單元35以使帶30的相對(duì)端部彼此連接。耦連單元35包括連接件31、左轉(zhuǎn)螺絲32、右轉(zhuǎn)螺絲33和緊線螺絲34。
連接件31的功能是充當(dāng)將左轉(zhuǎn)螺絲32和右轉(zhuǎn)螺絲33方便地安裝在較薄和寬的帶30上的中間媒介。連接件31是矩形體，每個(gè)連接件都具有用來安裝左轉(zhuǎn)螺絲32和右轉(zhuǎn)螺絲33的足夠厚度。帶30的相對(duì)端部連結(jié)到連接件31的各自的第一表面上。左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)螺絲32和33被安裝在連接件31的各自的第二表面上，第二表面與第一表面相對(duì)。
也就是說，連接件31被安裝在帶30的相對(duì)端部上。左轉(zhuǎn)螺絲32和右轉(zhuǎn)螺絲33被安裝在連接件31的相向的表面上。
緊線螺絲34與左轉(zhuǎn)螺絲32和右轉(zhuǎn)螺絲33螺紋耦連。
因此，帶30的相對(duì)端部經(jīng)左轉(zhuǎn)螺絲32和右轉(zhuǎn)螺絲33與緊線螺絲34相連。當(dāng)緊線螺絲34朝一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與緊線螺絲34螺紋耦連的左轉(zhuǎn)螺絲32和右轉(zhuǎn)螺絲33彼此相向運(yùn)動(dòng)或彼此離開。
緊線螺絲34的相對(duì)兩端部設(shè)有螺紋。當(dāng)然，緊線螺絲34的尺寸和形狀可以根據(jù)相應(yīng)的左轉(zhuǎn)螺絲32和右轉(zhuǎn)螺絲33而改變。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2，左轉(zhuǎn)螺絲32和右轉(zhuǎn)螺絲33與緊線螺絲34螺紋耦連，使得帶30將端板20和電池主體15的組件緊緊地固定在一起。
在本實(shí)施方式中，用來固定帶30的耦連單元35放置在端板20的面向外側(cè)的前表面上。就此而論，需要避免耦連單元35妨礙端板20。
因此，根據(jù)本實(shí)施方式，在端板20的與放置耦連單元35的部位相對(duì)應(yīng)的垂直中心部分處設(shè)有槽21，以提供可使耦連單元35充分動(dòng)作的空間。
因此，如圖5所示，緊線螺絲34可以在槽21中轉(zhuǎn)動(dòng)而不妨礙端板20。結(jié)果緊線螺絲34可以適當(dāng)?shù)膲毫潭ú⒗o帶30。
此外，端板20包括帶容納槽22，每一帶容納槽22具有與帶30的寬度相對(duì)應(yīng)的寬度。每一槽22的深度不限于指定水平。但可將每一槽22的深度設(shè)定為與帶30的厚度相應(yīng)。由于帶30容納在槽22中，因此帶30可以繞端板20和電池主體15的組件牢固地固定而不移動(dòng)。
另外，每個(gè)端板20具有沿固定單元圍繞組件的方向呈圓形的弧形外表面，使端板20的厚度從它們的外端部向它們的垂直中心逐漸增加。
端板20的圓形結(jié)構(gòu)使帶30能夠沿端板20的外表面逐漸彎曲。此外，由于每個(gè)端板20的垂直中心部分的厚度較厚，因此即使在端板20的垂直中心部分上形成有槽21，端板20的垂直中心部分的強(qiáng)度也不會(huì)降低。
圖6和7示出了本發(fā)明另一實(shí)施方式的電池模塊40。耦連單元65包括安裝在帶60的相對(duì)端部上的矩形連接件61、能相互嚙合的凹元件63和凸元件67、以及可插入穿過形成于凹元件63和凸元件67的孔66、68中使凹元件63和凸元件67相互耦連的銷69。
在帶60圍繞端板50和電池主體15的組件繞一圈后，安裝在帶60的相對(duì)端部上的凹元件63和凸元件67相互嚙合。然后，使穿過凹元件63和凸元件67形成的孔66、68相互對(duì)準(zhǔn)。再將銷69插在孔66、68中，使凹和凸元件63保持相互嚙合。
在此，包括凹元件63和凸元件67及連接件61的耦連單元65被放置在形成于端板50的垂直中心上的槽51處。因此，耦連單元65不妨礙端板50。
圖8和9示出了本發(fā)明又一實(shí)施方式的電池模塊70。將耦連單元95設(shè)置成夾頭的形式。也就是說，耦連單元95包括安裝在帶90的相對(duì)端部上的常規(guī)矩形連接件92以及與連接件91一體成形的并彼此相向以彼此互鎖的互鎖元件99。通過互鎖元件99的互鎖，將帶90的相對(duì)端部相互連接。
每個(gè)互鎖元件99被彎成鉤形?；ユi元件99朝彼此相反的方向彎曲，使它們能相互嚙合。
由于包括連接件91和互鎖元件99的耦連單元95被放置在形成于端板80的垂直中心部分上的槽81處，因此耦連單元95不會(huì)妨礙端板80。
若形成如圖6或8所示的耦連單元65、95，不能對(duì)帶60、90的相對(duì)端部之間的間隙進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，應(yīng)將帶60、90的長(zhǎng)度設(shè)置成與端板50、80和電池主體15的組件的周邊長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)，使帶60、90能夠固定并拉緊端板50、80與電池主體15的組件。
圖10的方框圖示出了如何將電池模塊10、40、70與電機(jī)120相連的情況。
本發(fā)明一些實(shí)施方式的電池模塊10、40、70可以作為用來驅(qū)動(dòng)如燃油電力兩用車(HEV)、電動(dòng)機(jī)車(EV)、電動(dòng)吸塵器、和電動(dòng)摩托車之類的電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的電機(jī)的電源。
根據(jù)本發(fā)明，由于可使電池模塊的體積最小，因此，可提高安裝或應(yīng)用這種電池模塊的設(shè)備的設(shè)計(jì)靈活性。
此外，由于可以很方便地組裝電池模塊，因此，可提高電池模塊的組裝生產(chǎn)率。
根據(jù)前述實(shí)施方式的電池模塊可以用作驅(qū)動(dòng)如用于燃油電力兩用車、電動(dòng)機(jī)車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)自行車、無線真空吸塵器等的電機(jī)的電源。
雖然已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的一些示例性實(shí)施方式，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在不超出本發(fā)明的原理和構(gòu)思及由權(quán)利要求
所限定的范圍和它們的等同范圍的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式進(jìn)行變換。
例如，雖然以具有棱柱形單元電池的電池模塊為代表進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明不僅可應(yīng)用于這類單元電池，也可將本發(fā)明應(yīng)用于具有圓柱形單元電池的電池模塊。此外，雖然描述了設(shè)有空氣通道的擋板元件，但是本發(fā)明不限于使用空氣作為冷卻介質(zhì)，還可以用水或其它流體作為冷卻介質(zhì)，因此，可以相應(yīng)地使用設(shè)有使水或其它流體流過的通道擋板元件。
權(quán)利要求
1.一種電池模塊，包括具有串聯(lián)設(shè)置的多個(gè)單元電池并包括設(shè)置在相鄰的單元電池之間的各擋板的電池主體；設(shè)置在所述電池主體的相對(duì)的最外側(cè)上的端板；及用來將所述端板和電池主體固定在一起的固定單元，該固定單元適用于包圍所述端板和電池主體的組件的外周邊。
2.如權(quán)利要求
1所述的電池模塊，其中，所述固定單元包括寬度大于厚度的帶，該帶適用于包圍所述端板和電池主體的組件的外周邊。
3.如權(quán)利要求
1所述的電池模塊，其中，還包括用于連接所述固定單元的相對(duì)端部的耦連單元。
4.如權(quán)利要求
3所述的電池模塊，其中，所述耦連單元包括分別安裝在所述固定單元的所述相對(duì)端部上的右轉(zhuǎn)螺絲和左轉(zhuǎn)螺絲，及與所述右轉(zhuǎn)螺絲和左轉(zhuǎn)螺絲螺紋耦連的緊線螺絲。
5.如權(quán)利要求
4所述的電池模塊，其中，所述耦連單元還包括分別安裝在所述固定單元的所述相對(duì)端部上的連接件，所述右轉(zhuǎn)螺絲和左轉(zhuǎn)螺絲被安裝在該連接件的外表面上以彼此相向。
6.如權(quán)利要求
3所述的電池模塊，其中，所述耦連單元包括分別安裝在所述固定單元的所述相對(duì)端部上的凹元件和凸元件，該凹元件和凸元件相互嚙合，及可插入穿過該凹元件和凸元件的孔中以使該凹元件和凸元件相互耦連的銷。
7.如權(quán)利要求
6所述的電池模塊，其中，所述耦連單元還包括分別安裝在該耦連單元的所述相對(duì)端部上的連接件，而所述凹元件和凸元件被安裝在該連接件的外表面上。
8.如權(quán)利要求
3所述的電池模塊，其中，所述耦連單元包括設(shè)置在所述固定單元的所述相對(duì)端部上的互鎖元件，該互鎖元件可彼此互鎖。
9.如權(quán)利要求
3所述的電池模塊，其中，至少一個(gè)所述端板設(shè)置有用來容納所述耦連單元的槽。
10.如權(quán)利要求
1所述的電池模塊，其中，所述端板設(shè)置有部分地容納所述固定單元的固定單元容納槽。
11.如權(quán)利要求
10所述的電池模塊，其中，所述端板的厚度從端板外側(cè)端部向端板內(nèi)中心部分逐漸增加。
12.如權(quán)利要求
1所述的電池模塊，其中，每一所述端板具有沿所述固定單元圍繞組件的方向呈圓形的弧形外表面。
13.如權(quán)利要求
1所述的電池模塊，其中，所述電池模塊適用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
14.一種電池模塊，包括具有串聯(lián)設(shè)置的多個(gè)單元電池并包括設(shè)置在相鄰單元電池之間的各擋板的電池主體；及圍繞所述電池主體并用來將該電池主體固定在一起的固定單元。
15.如權(quán)利要求
14所述的電池模塊，其中，所述固定單元包括寬度大于厚度的帶，該帶用來包圍所述電池主體的外周邊。
16.如權(quán)利要求
14所述的電池模塊，其中，還包括用來連接所述固定單元的相對(duì)端部的耦連單元。
17.如權(quán)利要求
16所述的電池模塊，其中，所述耦連單元包括分別安裝在所述固定單元的所述相對(duì)端部上的右轉(zhuǎn)螺絲和左轉(zhuǎn)螺絲，及與該右轉(zhuǎn)螺絲和左轉(zhuǎn)螺絲螺紋耦連的緊線螺絲。
18.如權(quán)利要求
16所述的電池模塊，其中，所述耦連單元包括分別安裝在所述固定單元的所述相對(duì)端部上的凹元件和凸元件，該凹元件和凸元件相互嚙合，及可插入穿過該凹元件和凸元件的孔中以使該凹元件和凸元件相互耦連的銷。
19.如權(quán)利要求
16所述的電池模塊，其中，所述耦連單元包括設(shè)置在所述固定單元的所述相對(duì)端部上的互鎖元件，該互鎖元件可彼此互鎖。
20.如權(quán)利要求
14所述的電池模塊，其中，該電池模塊適用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
21.一種將具有串聯(lián)設(shè)置的多個(gè)單元電池并包括設(shè)置在相鄰的單元電池之間的各擋板的電池主體耦連在一起成為電池模塊的方法，該方法包括將端板設(shè)置于所述電池主體的相對(duì)的最外側(cè)上；及將固定單元設(shè)置成適用于包圍所述端板和所述電池主體的組件的外周邊且將所述端板和所述電池主體的組件固定在一起。
22.一種將具有串聯(lián)設(shè)置的多個(gè)單元電池并包括設(shè)置在相鄰的單元電池之間的各擋板的電池主體耦連在一起成為電池模塊的方法，該方法包括將固定單元設(shè)置成適用于包圍所述電池主體的外周邊且將所述電池主體固定在一起。
專利摘要
本發(fā)明提供了一種電池模塊。該電池模塊包括具有串聯(lián)設(shè)置的多個(gè)單元電池并且具有設(shè)置在相鄰的單元電池之間的各擋板的電池主體。端板設(shè)置在電池主體相對(duì)的最外側(cè)上。固定單元通過包圍端板和電池主體的組件的外周邊將端板和電池主體固定在一起。
文檔編號(hào)H01M2/10GK1992385SQ200610171874
公開日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2006年9月5日
發(fā)明者金泰容, 林鴻燮 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan