专利名称：具有集成式电池连接器的高压电池组的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有集成式电池连接器的高压电池组。
背景技术：
基于将汽油或柴油用作其燃料的内燃机来运行的车辆产生严重的环境污染，诸如空气污染。因此，近来，为了降低环境污染，已更积极地研制电动车辆或者混合电动车辆。电池是这种电动车辆和混合动力车辆的功率源。近来已研制出利用具有高能量密度的非水电解质的高功率蓄电池。此外，在需要高功率的诸如电动车辆的马达等的机器中通常使用高容量高压电池组，所述高容量高压电池组包括串联的高功率蓄电池。通常，单个高容量高压电池组包括多个蓄电池，这些蓄电池彼此串联连接。此外，高压电池组还包括BMS (电池组管理系统)。以下将简要地阐述BMS。在这样的电池组的情况下，具体地，用于HEV (混合电动车辆)的从几个到几十个蓄电池的电池组交替地进行充电和放电。因此，需要包括控制这样的充电和放电的操作的电池组管理，以使得电池组保持在最佳操作的状态。为此，使用用于控制电池组的一般条件的BMS。这样的BMS感测电池组的电压、电流、温度等，确定电池组的当前SOC (电荷状态)，并且控制SOC以保持车辆的燃料效率处于其最大值。如上所述，高压电池组包括:电池；用于将电池彼此连接的连接结构；以及BMS，该BMS连接到所述连接结构。图1和图2示出了常规高压电池组的连接结构。该常规高压电池组包括多个电池，这些电池彼此串联连接。在该常规技术中，如图1和图2所示，使用上连接构件和下连接构件来将电池的突片彼此机械连接并且电连接。各电池的突片设置在对应的上连接构件和下连接构件之间。详细地，在将各电池的突片设置在上连接构件和下连接构件之间之后，将附接到下连接构件的螺栓穿过上连接构件的孔并且利用上连接构件上方的螺母拧紧。借此，将这些电池彼此机械连接并且电连接。然而，在常规高压电池组的连接结构中，需要与电池的突片的数量对应的大量的连接单元。此外，各连接单元自身包括多个部件。因此，由于部件数量的增加，生产成本增加并且组装部件的过程复杂化。而且，这样的复杂连接结构使得整个系统复杂化。另外，由此大数量的部件，因此连接结构的体积增大，因此增大高压电池组的总体积。
发明内容
技术问题因此，鉴于现有技术中出现的上述问题而提出本发明，并且本发明的目的是提供一种高压电池组，该高压电池组设置有集成式电池连接器，因此简化了整个电池组系统，使得电池组紧凑，并且便于组装过程。解决问题的技术方案为了实现上述目的，本发明提供一种高压电池组，该高压电池组包括:多个电池；多个支撑构件，这些支撑构件嵌设在所述电池之间以支撑所述电池，并且这些支撑构件设置成使得各支撑构件均位于两个相邻的电池之间，所述支撑构件均由电绝缘材料制成，在所述支撑构件中的每个的一侧均设置有下连接构件，所述下连接构件具有由电导体制成的突起，这些突起与所述电池的对应电极接触，并且相对于所述电池向上突出；壳体，通过布置所述电池和所述支撑构件而形成的电池组件插入该壳体中；集成式连接器，所述集成式连接器连接到所述支撑构件的所述下连接构件，从而将所述电池彼此机械连接并且电连接；以及BMS(电池组管理系统)，该BMS电连接至所述集成式连接器并且电气地控制所述电池。所述集成式连接器可包括:连接块，该连接块设置在通过布置所述电池和所述支撑构件而形成的所述电池组件的上端并且联接到所述上端，所述连接块由电绝缘材料制成并且具有平坦形状；多个上连接构件，这些上连接构件设置在所述连接块的下表面上处于与相应的所述下连接构件对应的位置处，所述上连接构件均由电导体制成；以及信号线，所述信号线将所述上连接构件与所述BMS连接，所述信号线均由导电材料制成。所述下连接构件的所述突起均可具有螺纹(screw)形状，在所述上连接构件和所述连接块中在与所述突起对应的位置处可形成有通孔。所述突起可被拧入对应的所述通孔中。本发明的有益效果如上所述，根据本发明的高压电池组具有集成式电池连接结构。因此，本发明能解决常规电池连接结构的由大数量的部件且各电池均需要单独的电池连接结构造成的若干个问题。详细地，因为本发明的电池连接结构比常规技术的电池连接结构简单得多，因此部件的数量明显减少并且组装过程得以简化。因此，能够降低生产成本，并且还能够明显降低生产过程所花费的时间。此外，由于本发明的简单电池连接结构，因此减小电池连接结构的体积。由此，能够减小高压电池组自身的体积。因此，能够以紧凑的尺寸更容易地制造高压电池组。而且，与常规技术中的相比，本发明尽管是简化电池连接结构，但也能够明显地提高结构的联接耐久性。最终，能够明显地提高高压电池组自身的耐久性。另外，与常规技术中的相比，能够简化用于连接电池的电连接电路。由此,能够进一步便于高压电池组的电气控制。
图1和图2是常规的高压电池组的电池连接器；图3和图4示出根据本发明的具有集成式电池连接器的高压电池组；图5和图6是将本发明的高压电池组的连接结构与常规技术的连接结构对比的视图；图7至图9是示出根据本发明的集成式电池连接器的详图；以及图10和图11是将本发明的高压电池组的配线结构与常规技术的配线结构对比的视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述根据本发明的具有集成式电池连接器的高压电池组。图3和图4示出根据本发明的具有集成式电池连接器的高压电池组。如图中所示，根据本发明的高压电池组100包括多个电池50、支撑构件51、壳体52以及BMS53。支撑构件51嵌设在电池50之间，以使得一个支撑构件51始终位于两个相邻的电池50之间。每个支撑构件51均具有下连接构件12，该下连接构件设置有与电池50的电极接触并且相对于电池50向上突出的突起。壳体52形成电池组的外观，并且在其中容纳电池50以保护这些电池。集成式连接器10使得电池50彼此机械连接并且彼此电连接。BMS53电连接至集成式连接器10，以电气地控制电池50。以下将详细地说明这些元件。高压电池组100的特征在于，嵌设在电池50之间的每个支撑构件51均包括下连接构件12，以便于电池50之间的电连接。通常，为了构造高压电池组，使用支撑构件来支撑电池并且将这些电池保持处于其布置中的正确位置。在本发明中，支撑构件51设置有下连接构件12，使得电池50的电极能够借助下连接构件12电连接至外部元件。也就是说，每个支撑构件51均由电绝缘材料制成并且被嵌设在两个相邻的电池50之间。此外，如图3所示，每个支撑构件51在其一侧均具有下连接构件12，该下连接构件设置有突起，这些突起相对于电池50向上突出。这些突起由电导体制成并且与电池50的对应电极接触。由此，电池50能够被电连接至外部元件。如图3所示，电池50和设置有下连接构件12的支撑构件51交替设置并且以堆叠的形状布置，以形成单个电池组件。如图4所示，电池组件插入壳体52中并且由该壳体52支撑。换言之，在壳体52中容纳电池组件，该电池组件包括交替地设置的电池50和支撑构件51。壳体52用于保护电池组件不受外部影响并且用于支撑该电池组件，使得电池组件被可靠地保持在组装状态。如图4所示，在高压电池组100中，集成式连接器10联接到包括电池50和支撑构件51的电池组件的上端。集成式连接器10是高压电池组100的结构的关键元件，并且在以下将详细地描述。尽管在图3或图4中未示出，但高压电池组100包括BMS53，该BMS53电连接到集成式连接器10，以电气地控制电池50。集成式连接器10连接到下连接构件12，使得电池50彼此机械连接并且电连接。详细地，集成式连接器10与下连接构件12机械接触并且电接触，这些下连接构件与电池50的电极连接。最终，电池50借助单个元件彼此串联连接。在图1和图2所示的常规连接结构的情况下，下连接构件连接到各电池，并且上连接构件连接到各下连接构件。因此，需要与电池的数量相同数量的下连接构件和上连接构件，因此增大了总体部件的数量。此外，因为必须将大量的部件组装在一起，因此需要大量的时间和精力来用于组装过程。图5示出了利用常规连接结构的高压电池组。如图5所示，所需要的连接构件的数量与电池的数量相同。详细地，图5的实施方式的电池的数量是72个。因此，如图1和图2所示，也需要直接连接到相应电池的72个下连接构件。此外，具有连接到相应的下连接构件的72个上连接构件。这样，常规连接结构需要大量的部件，从而使得组装部件的过程复杂化。此外，当将连接构件连接到相应电池时存在高错误率的问题。也就是说，常规连接结构存在若干个问题。然而，在本发明的情况下，因为下连接构件12设置在嵌设于电池50之间的支撑构件51上，因此不需要单独的过程来将下连接构件12组装到电池50。此外，支撑构件51自身是通常在通用高压电池组中使用的部件。因此，本发明不增加部件或过程的数量。另外，为了将电池50彼此串联连接，包括单个部件的集成式连接器10联接到包括电池50和支撑构件51的电池组件的上端。因此，与常规技术相比，组装过程明显简化。由此，劳动时间和精力明显降低。图6示出了根据本发明的具有集成式连接器10的高压电池组。如图6所示，在本发明中，尽管电池的数量与图5的常规高压电池组的数量相同，但仅使用6个集成式连接器。此外，尽管图6的实施方式示出为构造成使得借助单个集成式连接器将12个电池彼此连接，但能够由单个集成式连接器彼此连接的集成式连接器的数量可以基于设计者的意图、使用目的、周围环境等而改变。当然，本发明不限于图6的实施方式。图7至图9示出了集成式连接器10的详细结构。图7是示出集成式连接器10的上表面的视图。图8是示出集成式连接器10的下表面的结构的视图。图9是集成式连接器10的立体图。这里，术语“上”和“下”基于高压电池组100而确定。换言之，“下表面”是指与包括电池50和支撑构件51的电池组件直接接触的那一侧的表面。术语“上表面”是指在集成式连接器10联接到电池组件之后被暴露于外部的那一侧的表面。在图7和图9中，不能从上表面观看到的下表面的结构由虚线表示。如图7至图9所示，集成式连接器10包括连接块1、上连接构件11和信号线13。以下将详细地说明这些元件。连接块I由电绝缘材料制成并且具有平坦形状。此外，连接块I形成集成式连接器10的整体形状。如图3和图4所示，连接块I设置在包括电池50和支撑构件51的电池组件的上端上并且联接到该上端。如图8所示，上连接构件11设置在连接块I的下表面上。上连接构件11由电导体制成并且设置在连接块I的下表面上位于与相应的下连接构件12对应的位置处。此外，信号线13由导电材料制成，并且形成在连接块I上以将上连接构件11连接到BMS53。这里，各上连接构件11和对应的下连接构件12之间的连接能够实施为任何类型的结构，只要这两个构件能彼此接触并且能电连接在一起即可。在图中所示的实施方式中，下连接构件12的每个突起均具有螺纹形状。在上连接构件11和连接块I中在与下连接构件12的相应突起对应的位置处形成有通孔。这些突起拧入对应通孔中，从而将下连接构件12连接到对应的上连接构件11。当然，本发明不限于该结构。这样，当设置在连接块I上的上连接构件11与设置在相应支撑构件51上的对应下连接构件12接触时，电池50借助形成在连接块I上的信号线13彼此电连接，所述相应支撑构件51嵌设于电池50之间并且连接到电池50的对应电极以将电池50连接到外部元件。另外，电池50还连接到BMS53，使得电池50能够由BMS53控制。基于信号线13的布置或BMS53的电路构造，能够自由地改变电池50的连接结构的设计。因为本发明提出高压电池组，因此信号线13构造成使得电池50串联连接。图10和图11将本发明的高压电池组的配线结构与常规技术的配线结构对比。图10示出具有图5中所示的常规连接结构的高压电池组的配线结构。如图10所示，能理解的是，该配线结构非常复杂，这是因为电池连接结构自身非常复杂。然而，在本发明的高压电池组中，信号线13形成在将电池彼此连接的集成式连接器10上，其中仅一个端子延伸到集成式连接器10之外。因此，如图11所示，该配线结构与常规技术的配线结构相比能够明显简化。这样，在本发明的高压电池组中，由于电池连接结构的改进而能明显改进该配线结构。由此，还能够便于设计和组装。 尽管为了示意的目的而公开了本发明的优选实施方式，但本领域的技术人员应理解，在不脱离如在所附权利要求公开的本发明的范围和精神的情况下，还可以进行各种修改、添加和替代。
权利要求
1.一种高压电池组，该高压电池组包括: 多个电池； 多个支撑构件，这些支撑构件嵌设在这些电池之间以支撑这些电池，并且这些支撑构件设置成使得各支撑构件均位于两个相邻的电池之间，所述支撑构件均由电绝缘材料制成，在每个所述支撑构件的一侧均设置有下连接构件，所述下连接构件具有由电导体制成的突起，所述突起与所述电池的对应电极接触并且相对于所述电池向上突出； 壳体，通过布置所述电池和所述支撑构件而形成的电池组件被插入该壳体中； 集成式连接器，所述集成式连接器连接到所述支撑构件的所述下连接构件，从而将所述电池彼此机械连接并且电连接；以及 BMS (电池组管理系统)，该BMS电连接至所述集成式连接器并且电气控制所述电池。
2.根据权利要求1所述的高压电池组，其中，所述集成式连接器包括: 连接块，该连接块设置在通过布置所述电池和所述支撑构件而形成的所述电池组件的上端并且联接到所述上端，所述连接块由电绝缘材料制成并且具有平坦形状； 多个上连接构件，这些上连接构件设置在所述连接块的下表面上位于与相应的所述下连接构件对应的位置处，所述上连接构件均由电导体制成；以及 信号线，所述信号线将所述上连接构件与所述BMS连接，所述信号线均由导电材料制成。
3.根据权利要求2所述的高压电池组， 所述下连接构件的每个所述突起均具有螺纹形状； 在所述上连接构件和所述连接块中在与所述突起对应的位置处形成有通孔，并且所述突起被拧入相应的所述通孔中。
全文摘要
本文公开了一种具有集成式电池连接器的高压电池组。所述高压电池组包括电池、支撑构件、壳体、集成式连接器和BMS。在各支撑构件的一侧设置有下连接构件，所述下连接构件具有由电导体制成的突起。这些突起与所述电池的对应电极接触。通过布置所述电池和所述支撑构件而形成的电池组件被插入所述壳体中。所述集成式连接器连接到所述支撑构件的所述下连接构件，从而将所述电池彼此机械连接并且电连接。
文档编号H01M2/34GK103081179SQ201180041830
公开日2013年5月1日 申请日期2011年9月1日 优先权日2010年9月1日
发明者林载焕, 张洙晔 申请人:Sk 新技术株式会社