電池模塊、包括電池模塊的電池組和包括電池組的車輛的制作方法

本發明涉及一種電池模塊、一種包括該電池模塊的電池組和一種包括該電池組的車輛。

背景技術：

能夠良好應用于各種產品組并且具有諸如高能量密度這樣良好電學特性的二次電池已被廣泛應用，其不僅應用于便攜式裝置，而且還應用于由電驅動源驅動的電動車輛(EV)或者混合電動車輛(HEV)等。這種二次電池的主要優點在于能夠顯著減少化石燃料的使用，其次要優點在于能源使用中不產生任何副產品，因此作為用于增強環保和提高能源有效特性的新能源，二次電池廣受關注。

目前，鋰離子電池、鋰聚合物電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鎳鋅電池等被廣泛地用作二次電池。這種單元式二次電池，即，單元電池具有大約2.5V到4.2V的操作電壓。因此，如果要求比這更高的輸出電壓，則可以串聯連接多個電池單元，以構造電池組。另外，根據電池組所要求的充電/放電容量，該多個電池單元同樣可以并聯連接，以構造電池組。因此，可以根據所要求的輸出電壓或者充電/放電容量，來不同地設定電池組中包括的電池單元的數目。

同時，在串聯/并聯多個電池單元、以構造電池組的情形中，通常的方法是，首先構造包括由兩個或者更多電池單元組成的電池單元組件的電池模塊，然后，使用這些個電池模塊添加其它結構元件，以構造電池組。

同時，在電池模塊中，在由多個電池單元組成的電池單元組件的情形中，電池單元可以是鋰聚合物袋形二次電池單元。在鋰聚合物袋形二次電池的情形中，作為反復充電和放電的副反應，電池內側的電解質可能分解并且產生氣體。這里，由于所產生的氣體而使得二次電池單元的外部形狀發生變形的現象被稱為隆起現象。

為了防止隆起現象，傳統電池模塊利用安裝在電池單元組件的兩端上的端板的剛度來控制電池單元的隆起現象，或者在該電池單元和另一個電池單元之間采用由諸如三元乙丙單體(EPDM)橡膠或者聚亞安酯泡沫等此類柔軟彈性材料制成的獨立部件來控制電池單元的隆起現象。

然而，在傳統電池模塊中，首先，在僅利用前述端板的剛度來控制電池單元隆起壓力的情形中，因為在電池單元和另一個電池單元之間不存在任何結構來吸收隆起，所以必須僅僅利用端板來耐受隆起壓力，因此端板必須由厚金屬材料制成，或者必須使用具有高張力的鋼板。這不利于制造更加緊湊的電池模塊，或者造成電池模塊的制造成本增加的問題。另外，在僅利用端板固定電池單元組件的情形中，當構造由多個電池單元組成的電池單元組件時，難以控制單元電池的厚度公差，因此難以組裝電池單元組件。

另外，在傳統電池模塊中，如果在電池單元和另一個電池單元之間采用由柔軟材料制成的部件來控制隆起，由于采用了柔軟部件，所以難以將初始表面壓力施加到電池單元，并且由于柔軟材料自身的性質，可能隨著時間的推移而發生諸如部件磨損等情況，從而導致易于發生變形等，由此引起以后控制隆起的問題，且導致產品可靠性變差。

技術實現要素：

技術問題

因此，本發明被設計用于解決相關技術的問題，因此本發明涉及提供一種能夠改進制造效率、確保產品可靠性并且控制隆起現象的電池模塊、一種包括該電池模塊的電池組，和一種包括該電池組的車輛。

技術方案

為了實現前述意圖，本發明提供一種電池模塊，該電池模塊包括：電池單元組件，由相互電連接的多個電池單元組成；和彈性部件，其由金屬材料形成，設置在電池單元組件的該多個電池單元中的至少兩個電池單元之間，并且構造為控制該多個電池單元的電池隆起。

彈性部件可以包括：面接觸電池單元的一對接觸板；和設置在該一對接觸板之間并且構造為對該一對接觸板提供彈力的彈性板。

該一對接觸板可以對應于面對的電池單元的表面區域。

彈性板可以以凸部和凹部交替重復的結構形成。

凸部和凹部可以具有半圓形、三角形和梯形中的至少一種形狀。

該電池模塊可以包括一對端板，每個端板設置在電池單元組件的任一側處，并且支撐電池單元組件，并且彈性部件可以進一步設置在每個端板和電池單元組件之間。

該對接觸板和彈性板可以被一體地聯接。

彈性部件可以設置在各個彼此面對的電池單元之間。

該電池單元組件可以包括多個電池盒，在所述電池盒處安置至少一個電池單元，并且彈性部件可以安裝在所述多個電池盒中的至少兩個電池盒之間的任一個電池盒上。

在安裝有彈性部件的電池盒上，可以形成用于引導彈性部件的安裝的安裝引導凹槽。

進而，本發明提供一種電池組，該電池組包括根據前述實施例的電池模塊；和用于封裝該電池模塊的電池組外殼。

進而，本發明提供一種包括根據前述實施例的電池組的車輛。

有利的效果

本發明具有以下效果。根據本發明的一個方面，能夠提供一種能夠改進制造效率、確保產品可靠性并且控制電池隆起現象的電池模塊，和一種包括該電池模塊的電池組和一種包括該電池組的車輛。

附圖說明

參考附圖以及下述實施例的說明，可以清楚理解本發明的其它目的和方面。

附圖示出了本發明的優選實施例，并且與前文一起用于理解本發明的技術思想，因此本發明不應被理解為受附圖所限。

圖1是根據本發明一個實施例的電池模塊的立體圖。

圖2是圖1所示電池模塊的分解立體圖。

圖3是圖2所示電池模塊的電池單元組件的分解立體圖。

圖4是圖2所示電池模塊的彈性部件的立體圖。

圖5是圖4所示彈性部件的分解立體圖。

圖6是圖4所示彈性部件的截面圖。

圖7和8是用于解釋圖4所示彈性部件的彈性板的各種實施例的視圖。

圖9是用于解釋根據本發明另一個實施例的電池模塊的視圖。

圖10是用于解釋根據本發明一個實施例的電池組的視圖。

附圖標記列表

10：電池模塊

100：電池單元組件

110：電池單元

115：電極引線

130：電池盒

135：安裝引導凹槽

150：散熱片

200：端子框架

250：連接器

300：端板

400：蓋框架

410：端子

430：連接器貫通部

500：彈性部件

510：第一接觸板

530：第二接觸板

550：彈性板、

552：凸部

556：凹部

具體實施方式

在下文中，將參考附圖詳細描述本發明的優選實施例，由此進一步闡明本發明。這里給出的說明僅為了對優選實例進行說明，而非旨在限制本發明的范圍，從而應該理解，能夠在不偏離本發明范圍的情況下對其進行其它等價形式和修改。此外，為了更好地理解本發明，附圖可能包括某些構造元件的、被夸大的尺寸，而非其實際比例。

圖1是根據本發明一個實施例的電池模塊的立體圖，圖2是圖1的電池模塊的分解立體圖，圖3是圖2所示電池模塊的電池單元組件的分解立體圖，圖4是圖2所示電池模塊的彈性部件的立體圖，圖5是圖4所示彈性部件的分解立體圖，圖6是圖4所示彈性部件的截面視圖，圖7和8是用于解釋圖4所示彈性部件的彈性板的各種實施例的視圖。

參考圖1到8，電池模塊10可以包括電池單元組件100、端子框架200、端板300、蓋框架400和彈性部件500。

電池單元組件100可以包括電池單元110、電池盒130和散熱片150。

電池單元110可以設置為多個，并且可以相互電連接。每個電池單元110可以包括電極組件、用于容納電極組件的電池外殼和電極引線115。這里，電極引線115可以包括正電極引線和負電極引線，正電極引線可以連接到電極組件的正電極板，負電極引線可以連接到電極組件的負電極板。

電池單元110可以是袋形二次電池。在袋形二次電池的情形中，可以進一步便于實現該多個電池單元110的電連接構造。

電池盒130用于便于堆疊多個電池單元110，并且電池盒130可以安置多個電池單元110中的至少一個。這種電池盒130可以設置為多個，并且在本實施例中，每個電池盒130可以安置兩個電池單元110。電池盒130可以被限制于每個電池盒安置一個電池單元的結構，或者每個電池盒安置三個或者更多電池單元的結構。

多個電池盒130可以構造為保持多個電池單元110，以防止其移動并且使其能夠相互堆疊，由此引導電池單元110的組裝。

電池盒130可以包括安裝引導凹槽135。

安裝引導凹槽135是用于引導下文所述彈性部件500的安裝的結構元件，并且安裝引導凹槽135可以形成在電池盒130的一個側表面上。這種安裝引導凹槽135可以形成為對應于彈性部件500的一個側表面的形狀，從而彈性部件500的該一個側表面能夠裝配到安裝引導凹槽135中。

散熱片150可以由諸如鋁這樣的熱傳導材料制成，并且可以設置在每個電池盒130中，以使得能夠與電池單元110進行熱交換。被設置在每個電池盒130中的散熱片150可以被設置為插入電池盒130中的形式，或者被嵌件成型在其中的形式。

端子框架200可以設置在電池單元組件100的一側處，并且可以與電池單元組件100的多個電池單元110的電極引線115電連接。

這種端子框架200可以進一步包括連接器250。

連接器250可以用作端子，用于在電池模塊10的外部上與電池組中所包括的諸如電池管理系統(BMS)這樣的控制裝置等電連接。

端板300用于支撐電池模塊組件100，并且可以成對設置，每個端板均沿著面對布置在電池模塊組件100的最外部上的電池單元110的方向分別從電池模塊組件100的任一側覆蓋電池模塊組件100。

蓋框架400用于連同所述一對端板300一起支撐電池模塊組件100，并且可以成對設置，每個蓋框架分別從設置有電池模塊組件100的多個電池單元110的電極引線115的任一側覆蓋電池模塊組件100。

該一對蓋框架400中的至少一個可以包括端子410和連接器貫通部430。

端子410可以與端子框架200電連接，從而與該多個電池單元110的電極引線115電連接。這種端子410可以成對設置，并且可以與外部電源等電連接。

連接器貫通部430可以形成在蓋框架400中，并且可以允許連接器430由此貫穿到蓋框架400的外側。相應地，連接器430可以與在電池組中包括的諸如BMS等控制裝置電連接。

彈性部件500用于控制該多個電池單元110的電池隆起，并且可以形成為由金屬材料制成的組件。這種彈性部件500可以設置為多個，并且可以設置在電池單元組件100的多個電池單元110中的至少兩個電池單元110之間。這里，被設置在電池單元110之間的彈性部件500可以被布置在位于電池單元組件100的正中央的兩個電池單元110之間。此外，該多個彈性部件500可以進一步設置在被布置于電池單元組件100的最外部上的電池單元110和每個端板300之間。

簡言之，在本實施例中，該多個彈性部件500可以被布置在位于電池單元組件100的最外部上的電池單元110和端板300之間，以及被布置在位于電池單元組件100的正中央的兩個電池單元110之間。即，本實施例中設置的多個彈性部件500的總數可以是三個(3)。

每個彈性部件500可以包括接觸板510、530和彈性板550。

接觸板510、530可以具有由金屬材料制成的平板形，并且可以布置成面對電池單元110或者端板300，并且可以與電池單元110或者端板300面接觸。這里，接觸板510、530可以在面接觸期間向電池單元110施加表面壓力。

接觸板510、530可以成對設置，并且成對接觸板510、530可以具有對應于面對的電池單元110的表面區域的表面區域，以能夠有效地向電池單元110施加表面壓力。這里，考慮到易于組裝，可能優選的是，該一對接觸板510、530的表面區域不大于面對的電池單元110的表面區域。同時作為參考，在本實施例中，該一對接觸板510、530可以分別被稱為第一接觸板510和第二接觸板530。

彈性板550可以設置在該一對接觸板510、530之間，即，在第一接觸板510和第二接觸板530之間，并且可以向該一對接觸板510、530提供彈力。這里，彈性板550可以與該一對接觸板510、530一體聯接，并且被安裝。利用與該一對接觸板510、530的彈性聯接，本實施例的彈性部件500可以用作諸如板簧這樣的彈性體。

關于彈性板550，更具體而言，彈性板550可以包括能夠彈性變形的凸部552和凹部556。

這里，彈性板550可以被形成為以下結構：凸部552和凹部556交替重復。凸部552和凹部556交替重復的結構意味著如下結構的重復：一個凹部556被布置在兩個凸部552之間，并且一個凸部552被布置在兩個凹部556之間。

這種凸部552和凹部556可以具有梯形形狀，以能夠易于彈性地變形。但是對此無任何限制，因此凸部553和凹部557可以具有如圖7中所示的半圓形形狀，或者凸部554和凹部558可以具有如圖8中所示的三角形形狀。只要能夠彈性變形，凸部552和凹部556并不限于前述形狀，而是當然可以具有其它不同的形狀。

這種凸部552和凹部556可以分別彈性接觸該一對接觸板510、530。具體地，凸部552可以彈性接觸第一接觸板510，凹部556可以彈性接觸第二接觸板530。

因為除了控制電池隆起之外，如前述構造的根據本實施例的彈性部件500可以形成為由能夠用作板簧的金屬材料制成的組件，所以與由柔軟材料等制成的傳統部件控制電池隆起的情形相比，可以更可靠地向電池單元110施加初始表面壓力，由此當安裝電池單元110的電池盒130時，能夠有效地吸收厚度公差。

此外，根據本實施例的彈性部件500不會發生因產品隨時間推移而發生磨損等所造成的變形等情況，而在由柔軟材料等制成的傳統部件中，這可能是一個問題。

相應地，根據本實施例的電池模塊10可以顯著地改進隨后的產品可靠性。

此外，因為根據本實施例的彈性部件500是由金屬材料制成的組件，所以在對其進行安裝時，還可以進一步改進電池模塊10的結構剛度。因此，在本實施例中，能夠利用彈性部件500來確保電池模塊10的結構剛度，因此即使端板300并非利用厚金屬材料或者具有高張力的鋼板而形成時，仍然能夠確保電池模塊10的剛度。

相應地，根據本實施例的電池模塊10能夠防止由端板的結構變化引起的制造成本的增加，由此顯著地改進制造效率。

圖9是用于解釋根據本發明另一個實施例的電池模塊的視圖。

根據本實施例的電池模塊20與前述實施例的電池模塊10基本相同或者類似，因此下文說明將集中在其差別，而不重復解釋相同或者類似的構造。

參考圖9，電池模塊20的多個彈性部件500中的每個彈性部件可以被設置在各個彼此面對的電池單元110之間。即，該多個彈性部件500可以布置在該多個電池盒130之間，并且安裝在該多個電池盒130中的每個上。

如前文所述，利用設置在各彼此面對的電池單元110之間的多個彈性部件500，根據本實施例的電池模塊20可以更加有效地控制電池隆起，進一步提高吸收電池單元110的厚度公差的效率，并且還進一步改進電池模塊20的結構剛度。

圖10是用于解釋根據本發明一個實施例的電池組的視圖。

參考圖10，電池組P可以包括根據前述實施例的至少一個電池模塊10和用于封裝至少一個電池模塊10、20的電池組外殼50。

這種電池組P可以是車輛的燃料源，并且可以設置在車輛中。例如，電池組P可以設置在電動車輛中、混合動力車輛中和利用使得電池組P能夠被用作燃料源的其它不同方法的車輛中。此外，除了前述車輛，電池組P當然可以被設置在其它不同的裝置、設施和設施中，諸如使用二次電池的能量存儲系統等。

如前文所述，因為根據本實施例的電池組P以及設有電池組P的裝置或者設施和設備(諸如前述車輛)包括前述電池模塊10、20，所以能夠實現具有前述電池模塊10、20帶來的全部優點的電池組P和車輛。

已經詳細描述了本發明。然而應該理解，雖然示出了本發明的優選實施例，但是詳細說明和具體實例僅用于示意，因為根據該詳細說明，本領域技術人員能夠清楚地理解在在本發明范圍內所做出的各種改變和修正。