專利名稱：帶有改進(jìn)的單元電池間的電池?fù)醢宓碾姵啬K的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池模塊，更明確地說(shuō)，涉及一種帶有改進(jìn)的單元電 池間的電池?fù)醢宓目稍俪潆婋姵啬K。
背景技術(shù)：
通常，可再充電電池模塊包括串聯(lián)連接的可再充電電池[也稱為單元電 池(unit cells )]。
單元電池分別包括電極組件、具有容納電極組件的外殼和與外殼結(jié)合 并密封外殼的蓋組件，其中電極組件包括正和負(fù)電極及夾在它們之間的隔板。
蓋組件可以包括i殳置在外殼內(nèi)側(cè)和外側(cè)、與正和負(fù)電極電連接的正和 負(fù)極端子。當(dāng)單元電池為棱柱形時(shí)，通過(guò)交替設(shè)置從單元電池頂部伸出的 正和負(fù)極端子和另 一相鄰單元電池的正和負(fù)極端子形成電池模塊。通過(guò)螺 母常規(guī)地安裝導(dǎo)體的連接件，以電連接具有部分壓扁(treaded)的外周表面 的正和負(fù)極端子。借此使單元電池彼此電連接而構(gòu)成電池模塊。
由于通常電池模塊包括幾個(gè)到十幾個(gè)單元電池，因此需要有效地散出 每個(gè)單元電池產(chǎn)生的熱量。明確地說(shuō)，當(dāng)構(gòu)成用于如電動(dòng)吸塵器、電動(dòng)自 行車或汽車(例如，電動(dòng)機(jī)車或燃油電力兩用車)之類的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的 大容量可再充電電池時(shí)，散熱變得非常重要。
如果可再充電電池模塊散熱不好，由于每個(gè)單元電池產(chǎn)生的熱量可能
導(dǎo)致過(guò)熱，進(jìn)而導(dǎo)致使用該可再充電電池的裝置出現(xiàn)誤操作。
由于傳統(tǒng)的電池^^塊具有設(shè)置在單元電池之間的電池?fù)醢?，電池?fù)醢?與單元電池的表面緊密接觸，用于冷卻單元電池的冷卻劑流過(guò)電池?fù)醢宓?內(nèi)表面，傳熱效率很低。另外，當(dāng)裝有電池模塊的裝置發(fā)生外部碰撞或工作期間該裝置受到震 動(dòng)時(shí)，單元電池或電池?fù)醢蹇赡茉陔姵啬K內(nèi)移動(dòng)。若單元電池移動(dòng)，電 連接單元電池的導(dǎo)體和電極端子之間的接觸電阻增加。若擋板移動(dòng)，則擾 亂了冷卻劑的流動(dòng)，于是可能導(dǎo)致冷卻性能惡化。
此外，當(dāng)電池?fù)醢寰哂袕?fù)雜形狀時(shí)，難以方便地制作電池模塊，這將 導(dǎo)致生產(chǎn)成本昂貴。因此，必須簡(jiǎn)化電池?fù)醢宓慕Y(jié)構(gòu)，以降低制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可再充電電池模塊，其具有改善的單元電池 冷卻性能、制作方便的結(jié)構(gòu)和牢固固定的擋板。
在一示例性實(shí)施方式中，電池模塊包括多個(gè)單元電池和多塊電池?fù)醢濉?每一電池?fù)醢迮c各自的單元電池鄰近。每一電池?fù)醢灏ㄖ黧w件和設(shè)置在 主體件的至少 一個(gè)邊緣上的固定部分?？蓪⒐潭ú糠诌B接到相鄰電池?fù)醢?上的相應(yīng)固定部分。主體件和至少一個(gè)固定部分將各自的單元電池安裝在 主體件和至少一個(gè)固定部分之間。固定部分包括從主體件突出的固定突起 和凹入主體件的固定凹槽?？蓪⒐潭ㄍ黄饓号涞叫纬捎谙噜徶黧w件中的相 應(yīng)固定凹槽中。固定凹槽具有與固定突起形狀相應(yīng)的形狀。
固定突起可以包括安置各單元電池的支撐腿。
可將固定突起形成于主體件的一個(gè)或多個(gè)拐角上。
可將相應(yīng)的固定凹槽形成在與固定突起相同的拐角上。
固定突起可以與相鄰電池?fù)醢宓墓潭ò疾刍ユi。
電池?fù)醢蹇梢园ㄍㄟ^(guò)彎曲主體件的邊緣形成的至少 一個(gè)彎曲元件。 可將至少一個(gè)彎曲元件形成在主體件的相對(duì)邊緣上，而將固定突起形 成于每一彎曲元件上。
可將固定突起形成在彎曲元件的兩端上。
彎曲元件可適用于與各單元電池的沒(méi)有外部端子的一側(cè)緊密接觸。 電池?fù)醢暹€可以包括從與具有固定突起的邊緣相鄰的主體件的邊緣突 出的支撐部分，支撐部分用于與相鄰的單元電池緊密接觸。 可使支撐部分和彎曲元件彼此垂直。
電池?fù)醢宓闹黧w件可包括流過(guò)冷卻劑的開(kāi)口 。開(kāi)口可沿主體件的寬度 方向延伸。單元電池可以是棱柱形。 主體件可以呈板狀。
根據(jù)另一示例性實(shí)施方式，電池模塊包括多個(gè)單元電池和多塊電池?fù)?板，每一電池?fù)醢迮c各自的單元電池相鄰，每一電池?fù)醢灏ň哂锌梢粤?過(guò)冷卻劑的開(kāi)口的主體件和在主體件的至少一個(gè)邊緣處彎曲形成的彎曲元 件。
開(kāi)口可以從主體件一端的彎曲元件延伸到主體件的遠(yuǎn)離這一端的另一端。
可將彎曲元件形成于主體件的相對(duì)邊緣上。
彎曲元件可以與單元電池的沒(méi)有外部端子的相對(duì)側(cè)緊密接觸。
可使開(kāi)口從主體件一端處的彎曲元件向主體件另一端處的彎曲元件延伸。
主體件可以具有在主體件相對(duì)邊緣之間延伸的支撐腿，以支撐各單元 電池。
開(kāi)口可以貫穿主體件，其可以為矩形且可形成于凹槽中。 本發(fā)明的又一示例性實(shí)施方式提供了一種互連位于電池模塊的單元電 池之間的電池?fù)醢宓姆椒?。將每一電池?fù)醢逍纬蔀榘ㄖ黧w件。從主體件 上突出地形成固定突起，固定突起位于主體件的至少一個(gè)邊緣上。使固定 凹槽凹入主體件中，可將固定突起壓配在形成于相鄰電池?fù)醢宓闹黧w件上 的相應(yīng)固定凹槽中。固定突起和相鄰電池?fù)醢宓南鄳?yīng)固定凹槽互鎖。


圖l是本發(fā)明第一實(shí)施方式的電池模塊的透視圖2是圖1所示的電池模塊的分解透視圖3是圖2所示的電池?fù)醢宓耐敢晥D4是沿圖1中IV-IV線剖切的電池;f莫塊的橫截面圖5是本發(fā)明第二實(shí)施方式的電池模塊的透視圖6是圖5所示的電池?fù)醢宓耐敢晥D7的透視圖示出了構(gòu)成本發(fā)明第二實(shí)施方式的電池?fù)醢宓那闆r; 圖8是本發(fā)明第三實(shí)施方式的電池模塊的電池?fù)醢宓耐敢晥D； 圖9是本發(fā)明第四實(shí)施方式的電池模塊的電池?fù)醢宓耐敢晥D；圖IO的框圖示出了將本發(fā)明實(shí)施方式之一中構(gòu)成的電池模塊電連接而
操作電機(jī)的情況。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參見(jiàn)圖1、 2和3，電池模塊100包括多個(gè)單元電池11和設(shè)置在這 些單元電池之間并提供冷卻劑流動(dòng)通道的電池?fù)醢?0。
在下面的實(shí)施方式中示出的單元電池11的形狀為棱柱形。當(dāng)然，本發(fā) 明不限于棱柱形的單元電池。本發(fā)明的原理可應(yīng)用于其他不同形狀的單元 電池，包括具有圓柱形的單元電池。
每個(gè)單元電池11為在外殼中包括電極組件的常規(guī)結(jié)構(gòu)的可再充電電 池。電極組件包括正電極、負(fù)電極和插在兩電極之間的隔板。
電池?fù)鮚反20被設(shè)置在單元電池11之間，其形成流過(guò)冷卻劑的通道和將 單元電池11 ;波此分開(kāi)的通道兩者。
在層疊設(shè)置的單元電池11的最外側(cè)設(shè)有一對(duì)端板15,以向單元電池11 的堆疊體的中心施加壓力。
連接件17使端板15彼此連接，以固定端板15并向單元電池11施加壓 力。將連接件17插入形成在端板15中的連接開(kāi)口 15a中并固定于端板15 上。
連接開(kāi)口 15a形成在從連接件17的一端突出預(yù)定距離的凸耳15b上。 將連接件17插入連接開(kāi)口 15a中時(shí)，形成在連接件17 —端上的突緣17a 被凸耳15b截留，從而被固定住，而連接件17的另一端和螺母17b結(jié)合。
為了螺紋連接，連接件17的另一端包括形成在其上的螺紋，螺母17b 與連接件17的所述另一端結(jié)合，以便在緊密接觸凸耳15b的同時(shí)被固定。
借助于使端板15與連接件17連接，端板將單元電池11固定。
電池?fù)醢?0包括如具有開(kāi)口 21的板件28之類的主體件和設(shè)置在板件 28上的彎曲元件23和支撐元件22。
板件28包括通向表面上的冷卻劑通道的至少一個(gè)開(kāi)口 21。開(kāi)口 21貫 穿板件28，使冷卻劑直接與單元電池11接觸。
形成多個(gè)開(kāi)口 21,每個(gè)開(kāi)口 21的兩端與形成于板件28兩端的兩個(gè)彎 曲元件23上的凹槽24相連。
本領(lǐng)域4支術(shù)人員不難理解，若單元電池呈圓柱形，適用于圓柱形電池的本發(fā)明這一實(shí)施方式的主體件應(yīng)該是弧形件，而不是板件。
圖2示出沿板件28的寬度形成的多個(gè)開(kāi)口 21。然而，其他一些實(shí)施方 式可以包括至少一個(gè)開(kāi)口 21，而且可使開(kāi)口具有各種形狀且可對(duì)其進(jìn)行各 種排列。
可將開(kāi)口 21形成為橫跨設(shè)置于單元電池11之間的電池?fù)醢?0的板件 28,冷卻劑可以流過(guò)開(kāi)口 21。借助于冷卻劑在電池?fù)醢鍍蓚?cè)直接與相鄰單 元電池11接觸可以有效冷卻單元電池11。開(kāi)口 21之間的空隙的寬度可以 根據(jù)需要自由調(diào)整。開(kāi)口 21設(shè)置得越緊密則由于增加了傳熱面積而使傳熱 效率越高。
圖3示出形成在板件28兩端的彎曲元件。將單元電池11設(shè)置成使單元 電池11的外部端子12位于單元電池11的頂部時(shí)，彎曲元件23祐:設(shè)置在板 件28兩面對(duì)邊緣上，以與單元電池11的兩側(cè)緊密接觸。在此，彎曲元件 23具有相應(yīng)于單元電池11厚度的寬度(W )。
當(dāng)形成電池模塊100時(shí)，彎曲元件23的端部與i殳置在相鄰單元電池11 之間的電池?fù)醢?0緊密接觸，電池?fù)醢?0之間的單元電池11被牢固地固 定在原位。
彎曲元件23的端部包括壓配到相鄰電池?fù)醢?0中的固定部分。固定 部分為固定突起25，其向相鄰的電池?fù)醢?0突出。在彎曲元件23的上端 和下端形成固定突起25，固定突起25向電池?fù)醢?0的內(nèi)側(cè)彎曲。
在板件28的與固定突起25相對(duì)的一側(cè)形成固定凹槽26。固定凹槽26 具有相應(yīng)于固定突起25的凹陷部分，使得固定凹槽26與相鄰電池?fù)醢宓?固定突起25嚙合。
固定凹槽26具有四個(gè)角點(diǎn)，板件28的邊緣匯合于這些角點(diǎn)處。
此外，電池?fù)醢?0包括支撐形成有外部端子12的單元電池11的上側(cè) 和與所述上側(cè)相對(duì)的單元電池11的下側(cè)的支撐部分22。支撐部分22沿與 彎曲元件23彎曲方向相同的方向突出，它們從一側(cè)上的彎曲元件23向另 一側(cè)上的彎曲元件23延伸。
由于電池?fù)醢?0包括在右側(cè)和左側(cè)支撐單元電池11的彎曲元件23和 從上側(cè)和下側(cè)支撐單元電池11的支撐部分22,這就可以方便地支撐單元電 池11。
如圖4所示，當(dāng)一塊電池?fù)醢?0的固定突起25與另一相鄰電池?fù)醢?0的固定凹槽26嚙合時(shí)，相鄰電池?fù)醢?0得到固定。
不能從一側(cè)滑出，因此電池?fù)醢?0可被牢固地固定住。
圖5示出本發(fā)明第二實(shí)施方式的電池模塊200，圖6為圖5所示的電池 擋板60的透視圖。
在這些附圖中，單元電池ll、形成在單元電池11上的外部端子12和 設(shè)置在單元電池11的最外側(cè)的端板15與前面描述的實(shí)施方式中具有相同 附圖標(biāo)記的那些部分相同。
在第二實(shí)施方式中，電池?fù)醢?0包括具有開(kāi)口 61的板件68和在板件 68兩邊緣上彎曲的彎曲元件63。
換句話說(shuō)，將單元電池11 :沒(méi)置或在單元電池11的頂部具有外部端子 12時(shí)，彎曲元件63形成在板件68的兩個(gè)相對(duì)的邊緣上，以與單元電池ll 的兩邊緣緊密接觸。在此，彎曲元件63的長(zhǎng)度與單元電池11的厚度相應(yīng)。 彎曲元件63的端部與設(shè)置在單元電池11之間的電池?fù)醢?0緊密接觸，插 在電池?fù)醢?0之間的單元電池11被牢固固定。
板件68包括在表面上的至少一個(gè)開(kāi)口 61。開(kāi)口 61延伸成4吏一側(cè)的彎 曲元件63連接另一側(cè)的彎曲元件63。開(kāi)口 61貫穿板件68的中心表面，使 冷卻劑流過(guò)。
盡管圖6示出了形成在電池?fù)醢?0上的多個(gè)開(kāi)口 61，但本發(fā)明并不局 限于所示的實(shí)施方式。在電池?fù)醢?0中形成至少一個(gè)開(kāi)口 61可能就夠了。
在圖6所示的實(shí)施方式中，開(kāi)口 61被形成為貫穿板件68，使冷卻劑直 接與單元電池11接觸。
由于電池?fù)醢?0包括開(kāi)口 61,因此冷卻劑能夠流過(guò)開(kāi)口 61。而且， 借助于在兩側(cè)上冷卻劑與相鄰的單元電池11的兩側(cè)直接接觸可以有效地冷 卻單元電池11。開(kāi)口 61之間的空隙可以根據(jù)需要自由調(diào)整寬度。開(kāi)口 61 之間的空隙越窄，則由于傳熱面積增加而使傳熱效率越高。
圖7示出了構(gòu)成本發(fā)明第二實(shí)施方式的電池?fù)醢?0的過(guò)程。
首先，通過(guò)戳穿板件68在電池?fù)醢?0上形成矩形開(kāi)口 61。開(kāi)口 61的 數(shù)量并不限于具體數(shù)量，只要最少為一個(gè)就可以了。可根據(jù)單元電池ll的 尺寸和應(yīng)用環(huán)境確定開(kāi)口 61的數(shù)量。
然后，根據(jù)預(yù)定軸線A和B所示的箭頭方向彎曲具有開(kāi)口 61的板件68的兩個(gè)邊緣，借此在板件68的兩個(gè)邊緣形成彎曲元件。可將單元電池 60的這些邊緣彎曲為90。，使得電池?fù)醢?0可以與單元電池11緊密接觸。 將單元電池11設(shè)置成使其外部端子12位于單元電池12的頂部時(shí)，軸 線A和B之間的距離與單元電池11的前面橫向長(zhǎng)度相應(yīng)。于是，插在電池 擋板60中的單元電池11與所述單元電池11緊密接觸，熱量在單元電池和 電池?fù)醢?0之間傳遞。由于冷卻劑冷卻電池?fù)醢?0和單元電池，因此冷 卻效率可以最高。
開(kāi)口 61還延伸到軸線A和B的外側(cè)。軸線A和B與開(kāi)口 61的各側(cè)之 間的距離X可以大于電池?fù)醢?0的厚度T且小于單元電池11的厚度。
若從軸線A和B到開(kāi)口 61的各側(cè)端之間的距離X小于電池?fù)趿岱?0的 厚度時(shí)，存在彎曲部分封閉開(kāi)口并阻塞冷卻劑自由流動(dòng)的問(wèn)題。當(dāng)距離X 大于單元電池11的厚度時(shí)，開(kāi)口61的兩端敞開(kāi)，電池?fù)醢?0不能維持其 形狀。
圖8是本發(fā)明第三實(shí)施方式的電池模塊70的電池?fù)醢宓耐敢晥D。
電池?fù)醢?0的板件78僅一個(gè)邊緣彎曲而形成彎曲元件73。
將單元電池11設(shè)置成使其外部端子位于單元電池11的頂部時(shí)，彎曲 元件73形成在單元電池11的一側(cè)上。使彎曲元件73彎曲90°,從而與單 元電池11的側(cè)面緊密接觸。
在電池?fù)醢?0的板件78中形成至少一個(gè)開(kāi)口 71。開(kāi)口 71被形成為長(zhǎng) 度從電池?fù)醢?0的板件78的一端的彎曲元件73到另一端。換句話說(shuō)，將 開(kāi)口 71形成為使其貫穿電池?fù)醢?0的板件78的與單元電池11的寬的前 側(cè)接觸的一側(cè)，而開(kāi)口 71的一側(cè)是敞開(kāi)的。
于是，可將電池?fù)醢?0設(shè)置在單元電池11之間，當(dāng)冷卻劑流過(guò)形成 于電池?fù)醢?0上的開(kāi)口時(shí)，設(shè)置在電池?fù)醢?0之間的單元電池11直接與 冷卻劑接觸，從而被冷卻。
此外，由于彎曲元件73僅形成在板件78的一側(cè)，因此與彎曲元件形 成在板件78兩端的結(jié)構(gòu)相比，電池?fù)醢?0的體積和重量都有所減小。這 樣一來(lái)，第三實(shí)施方式可以減小電池模塊的總體積和重量。
圖9是本發(fā)明第四實(shí)施方式的電池模塊的電池?fù)醢?0的透視圖。形成 在板件98上的開(kāi)口 91并沒(méi)有貫穿電池?fù)醢?0，并且其形成為凹槽形狀。 板件98的兩個(gè)邊緣彎曲，由此形成彎曲元件93。圖10的框圖示出了如何使電池模塊與電機(jī)120連接的情況。 本發(fā)明 一些實(shí)施方式中的電池模塊可以用作驅(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)自行車之類的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝 置的電^L的電源。
如上所述，在電池?fù)醢迳闲纬砷_(kāi)口。由于冷卻劑流過(guò)與單元電池接觸 的開(kāi)口并冷卻單元電池，因此可以提高傳熱效率。
由于可簡(jiǎn)化電池?fù)醢?0的結(jié)構(gòu)，因此可在低生產(chǎn)成本的情況下方便地 制備電池模塊。
由于電池?fù)醢灏ü潭ㄍ黄鸷凸潭ò疾郏虼丝衫喂痰貙㈦姵負(fù)醢骞?定在電池模塊中。
雖然已結(jié)合 一 些實(shí)際的示例性實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，可以理 解本發(fā)明并不限于所公開(kāi)的實(shí)施方式，反之，本發(fā)明旨在涵蓋落入所附權(quán) 利要求的構(gòu)思和范圍內(nèi)的各種變型和等同配置。
權(quán)利要求
1.一種電池模塊，包括多個(gè)單元電池；和多塊電池?fù)醢澹恳浑姵負(fù)醢迮c各自的單元電池相鄰，其中，每一電池?fù)醢灏ň哂锌闪鬟^(guò)冷卻劑的開(kāi)口的主體件；和通過(guò)彎曲所述主體件的至少一個(gè)邊緣而形成的彎曲元件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中，所述開(kāi)口從在所述主體件 一端處的所述彎曲元件延伸到遠(yuǎn)離這一端的所述主體件的另 一端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池模塊，其中，所述彎曲元件形成在所述 主體件的相對(duì)邊緣上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池模塊，其中，所述彎曲元件與各單元電 池的沒(méi)有外部端子的相對(duì)側(cè)緊密接觸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池模塊，其中，所述開(kāi)口從在所述主體件 一端處的所述彎曲元件延伸到所述主體件另 一端處的彎曲元件。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池模塊，其中，所述主體件具有在所述主 體件的相對(duì)邊緣之間延伸的支撐腿，以支撐各單元電池。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中，所述開(kāi)口貫穿所述主體件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池模塊，其中，所述開(kāi)口為矩形。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中，所述開(kāi)口形成于凹槽中。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種帶有改進(jìn)的單元電池間的電池?fù)醢宓碾姵啬K，該電池模塊包括多個(gè)單元電池；和多塊電池?fù)醢?，每一電池?fù)醢迮c各自的單元電池相鄰，其中，每一電池?fù)醢灏ň哂锌闪鬟^(guò)冷卻劑的開(kāi)口的主體件；和通過(guò)彎曲所述主體件的至少一個(gè)邊緣而形成的彎曲元件。
文檔編號(hào)H01M2/10GK101409373SQ20081016584
公開(kāi)日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2006年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月10日
發(fā)明者全倫哲, 卞相轅, 李建求, 金泰容 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社