电池模块的制作方法

电池模块的制作方法
【专利摘要】一种电池模块包括：被布置在相同方向上和相同方位的多个电池单元；以及被设置在多个电池单元的外表面上的外壳部分。在电池模块中，外壳部分包括位于至少两个电池单元之间的加强板。加强板是外壳部分的一部分，并强化外壳部分，从而使得电池模块的重量可以更轻，并提高电池模块的安全性。
【专利说明】电池模块
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 此申请要求2013年4月17日递交到美国专利和商标局的美国临时申请 61/813, 134和2014年3月5日递交到美国专利和商标局的美国非临时申请14/198, 208的 优先权和权益，它们的全部内容通过引用合并于此。

【技术领域】
[0003] 本发明的方面涉及电池模块。

【背景技术】
[0004] 使用非水电解质的具有高能量密度的高功率电池模块最近已被开发出来。大容量 电池模块可以通过串联连接多个电池单元而制造，并被用于驱动例如电动车辆的电动机等 的需要高功率输出的设备。
[0005] 由于使用高功率电池模块的设备的数量增加，已经进行研究来提高电池模块的生 产率。此外，由于这些设备的外观多种多样，电池模块的形状需要是可变的。然而，还应当 保证电池模块的基本安全性。因此，已经在多个领域进行关于能满足所有这些需求的电池 模块的结构的研究。


【发明内容】

[0006] 在本发明的一些实施例中，电池模块在重量上轻，并提高了安全性，这些特性是通 过基本上防止壳体部分的变形来实现的，该变形一般由外部冲击引起。
[0007] 根据本发明的一个方面，一种电池模块包括：被布置在相同方向上和相同方位的 多个电池单元；以及被设置在多个电池单元的外表面上的外壳部分。外壳部分包括位于至 少两个电池单元之间的加强板。
[0008] 外壳部分可包括分别覆盖多个电池单元的两个侧表面的侧板，并且加强板的两个 侧表面被分别联接到侧板。
[0009] 加强板可被焊接到侧板。
[0010] 突起可以被提供在加强板和侧板中的任何一个上，并且槽可被提供在加强板和侧 板中的另一个上。突起可被插入到槽中，以将加强板和侧板彼此联接或固定。
[0011] 加强板和侧板可通过螺钉彼此联接或固定。
[0012] 外壳部分可进一步包括和最外面的电池单元相邻的端板，并且每个端板的两个侧 表面被连接到相应的侧板。
[0013] 侧板和加强板的厚度可以和端板的厚度相同或比其薄。
[0014] 外壳部分可以进一步包括底板，并且底板的两个侧表面可被连接到相应的侧板， 从而覆盖外壳部分的和多个电池单元的电极接线片从其抽出的表面相对的表面。
[0015] 加强板可被焊接到底板。
[0016] 突起可以被提供在加强板和底板中的一个上，并且槽可被提供在加强板和底板中 的另一个上。突起可被插入到槽中，从而将加强板和侧板彼此联接或固定。
[0017] 加强板和底板可以用螺钉彼此联接或固定。
[0018] 外壳部分可以包括铁。
[0019] 外壳部分可包括不锈钢。
[0020] 加强板可以在靠近多个电池单元的中央处被联接到侧板。
[0021] 绝缘涂层可被形成在加强板的至少一个表面上。
[0022] 根据本发明的一个方面，一种电池模块包括：多个电池单元，被布置在相同方向上 和相同方位；和用于保持所述电池单元的外壳部分，所述外壳部分包括：在两个相邻的电 池单元之间的加强板；被定位为大致垂直于所述加强板的第一侧板和第二侧板，所述加强 板被固定到所述第一侧板和第二侧板；和第一端板和第二端板，所述第一端板被固定到所 述第一侧板和第二侧板二者的第一端，并且所述第二端板被固定到所述第一侧板和第二侧 板二者的第二端。
[0023] 从下面连同附图进行的详细描述，本发明的其它特征和优点将变得更明显。
[0024] 本说明书和权利要求中使用的术语或词语不应该被解释为被限制到它们的普通 含义或基于字典的含义，而是应当被解释为具有本文中符合发明人的以他认为合适的方式 描述和解释其发明的能力所定义的含义。
[0025] 根据本发明的实施例，在电池模块中，加强板被包含在外壳部分中，从而强化了外 壳部分，同时提高了电池模块的安全性，并使得电池模块可以在重量上轻。

【专利附图】

【附图说明】
[0026] 通过参考下面连同附图进行的详细描述，本发明的这些和其它特征和优点将被更 好地理解，附图中：
[0027] 图1是根据本发明的实施例的电池模块的透视图。
[0028] 图2是图1所示的电池模块的分解透视图。
[0029] 图3是沿线A-A'截取的图2的电池模块100a的外壳部分的剖视图。
[0030] 图4是根据本发明的另一实施例的电池模块的分解透视图。
[0031] 图5是沿线B-B'截取的图4的电池模块的外壳部分的剖视图。
[0032] 图6是示出了图4所示的电池模块的外壳部分的一部分的俯视图。
[0033] 图7是根据本发明的又一实施例的电池模块的分解透视图。
[0034] 图8是不出了图7所不的电池模块的外壳部分的一部分的俯视图。
[0035] 图9是根据本发明的又一实施例的电池模块的透视图。
[0036] 图10是图9所示的电池模块的分解透视图。
[0037] 图11是沿线C-C'截取的图9的电池模块的外壳部分的剖视图。 具体实施例
[0038] 在下面的详细描述中，已经示出和描述了本发明的某些示例性实施例，并出于说 明性的目的而提出。如本领域技术人员将认识到的，所描述的实施例可以以各种不同的方 式修改，所有这些都不脱离本发明的精神或范围。因此，附图和描述在本质上将被视为说明 性的，而不是限制性的。此外，当元件被称为在另一元件"上"时，它可以直接在另一元件上， 或间接在另一元件上，它们之间有一个或多个中间元件。另外，当元件被称为"连接到"另 一元件时，它可以被直接连接到另一元件，或者被间接连接到另一元件，它们之间有一个或 多个中间元件。并且，在整个描述中，相同的附图标记指代相同的元件。
[0039] 图1是根据本发明的实施例的电池模块100a的透视图。图2是图1所示的电池 模块l〇〇a的分解透视图。如图1和图2所示，根据此实施例的电池模块100a包括被布置 在相同方向和相同方位的多个电池单元110。电池模块100a还包括被设置在多个电池单元 110的外表面上的外壳部分120a。外壳部分120a可包括位于至少两个电池单兀110之间 的加强板122a。在一些实施例中，加强板122a的高度可等于或小于多个电池单元110中的 电池单元的高度。
[0040] 电池单元110是能量产生元件,多个电池单元被排列在相同方向上和相同方位。
[0041] 这里，每个电池单元110可包括具有打开表面的电池壳体。每个电池单元110还包 括电极组件和被容纳在电池壳体中的电解质。电池单元110通过电极组件和电解质之间的 电化学反应产生能量。电池壳体可以例如通过包括在电池单元110的第一表面111上的盖 组件被密封。具有不同极性的端子114,也就是正和负电极端子115和116,可从电池单元 110的第一表面111突出。排气部117也可作为安全装置被提供在电池单元110的第一表 面111中。排气部117用作电池单元110内产生的气体被排放到电池单元110的外部的通 道。多个电池单元110中相邻的电池单元110的端子114可通过汇流条118彼此电连接， 汇流条118可以例如由诸如螺母的固定装置119固定到端子114。电池单元110可以包括 端子114从其延伸的第一表面111、和第一表面111相对的第二表面112、将第一和第二表 面111和112彼此连接的侧表面113。
[0042] 如图1和图2所示，外壳部分120a被设置在多个电池单元110的外表面上，以容 纳处于相同方向上和相同方位的多个电池单元110,并从外部保护多个电池单元110。
[0043] 在一些实施例中，外壳部分120a可以包括，例如，两个侧板121a、两个端板123和 加强板122a。侧板121a分别覆盖多个电池单元110的两个侧表面113,端板123分别相邻 于最外面的电池单元110,也就是，以分别覆盖最外面的电池单元110的宽表面。因此，外壳 部分120a形成具有打开的上、下表面的盒，电池单元110被容纳在该盒内。侧板121a和端 板123可以通过螺钉、焊接或机械槽-突起联接被彼此连接。加强板122a的外表面可以例 如通过焊接分别联接到两个侧板121a。加强板122a可位于多个电池单元110的至少两个 电池单元110之间。加强板122a可位于靠近多个电池单元110的中央或者在多个电池单 元110的中央处的两个电池单元110之间，或可位于任何其它两个电池单元110之间。可 替代地，多个加强板122a可被提供并位于多个电池单元110中的不同组的两个电池单元之 间。
[0044] 当外壳部分120a包括例如不锈钢的铁时，电池模块100a的重量可以减小。然而， 可能由冲击引起在长度上较长的电池模块l〇〇a的变形。因此，为了强化外壳部分120a，根 据本发明的实施例的电池模块l〇〇a包括被联接或固定到侧板121a的中央部分的加强板 122a，从而基本上解决了这个问题。加强板122a可以例如通过诸如激光焊接的焊接被联接 或固定到侧板121a。然而，由于在焊接期间产生的热，焊接产生高温。因此，在一些实施例 中，在加强板122a被联接或固定到侧板121a后，电池单元110被定位在外壳部分中，端板 123被连接到侧板121a。当加强板122a通过焊接被联接或固定到侧板121a时，当加强板 122a和侧板121a太厚时焊接难以进行。因此，加强板122a和侧板121a的每一个的厚度可 以和端板123的厚度相同或比其薄。例如，加强板122a和侧板121a可以各自具有0. 8到1 毫米的厚度，端板123可具有1. 5毫米或更大的厚度。在一些实施例中，加强板122a以及 侧板121a可由相同的材料制成。
[0045] 在一些实施例中，通过在加强板122a的至少一个表面上涂覆绝缘材料，可以形成 绝缘涂层。例如，加强板122a的接触电池单元110的表面可以被涂覆绝缘涂层，以使加强 板122a和电池单元110不会无意中彼此短路。
[0046] 图3是沿线A-A'截取的图2的电池模块100a的外壳部分120a的剖视图。在下 文中，将参考图3描述根据本发明的实施例的外壳部分120a。
[0047] 当侧板121a和加强板122a通过焊接被简单地彼此连接时，侧板121a和加强板 122a之间的联接相对较弱。因此，侧板121a和加强板122a可能由于外力而彼此分开。然 而，如图3所示，在根据本发明的实施例的电池模块100a中，侧板121a和加强板122a之间 的联接包括突起124a和槽125a。这种联接使得可以将侧板121a牢固地附着到加强板122a 上。
[0048] 例如，突起124a可被形成在加强板122a上，槽125a可被形成在侧板121a中。加 强板122a的突起124a被插入到侧板121a的槽125a中。加强板122a的突起124a和侧板 121a的槽125a接合处的附着区域可随后被焊接，以便更牢固地将加强板122a联接或固定 到侧板121a。突起124a首先被插入槽125a中，然后进行焊接。因此，加强板122a到侧板 121a的附着是牢固的。此外，通过在焊接之前首先将突起124a和槽125a进行接合，加强板 122a的位置是对齐的，并被稳定以进行焊接。
[0049] 槽125a的数目可以和突起124a的数目相同，槽125a的形状和位置可以对应于突 起124a的形状和位置。如本文所用，术语"槽"不限于槽，还包括完全穿过侧板121a延伸 的孔。虽然已经描述了突起124a被形成在加强板122a上，槽125a被形成在侧板121a中， 在一些实施例中，突起124a可被形成在侧板121a上，槽125a可被形成在加强板122a中。 在一些实施例中，槽125a可为切口，突起124a可被配置为安装在切口中。
[0050] 图4是根据本发明的另一实施例的电池模块100b的分解透视图。图5是沿线B-B' 截取的图4所示的电池模块100b的外壳部分120b的剖视图。图6是示出了图4所示的电 池模块l〇〇b的外壳部分120b的一部分的俯视图。在下文中，将参考图4至图6描述根据 本发明的实施例的电池模块l〇〇b。在此描述中，和在上述关于其他实施例描述的部件相同 或相对应的部件将被分配相同的附图标记，它们的详细描述将被省略以避免冗余。
[0051] 如图4至图6所不，根据本发明的实施例的电池模块包括外壳部分120b，该外壳 部分120b包括被焊接到两个侧板121b的加强板122b。长槽125b被形成在侧板121b中。 具体地说，槽125b可以是长坚向槽(例如，狭缝形状)。突起124b可以被插入到槽125b中。 在一些实施例中，突起124b可被配置为在坚向狭缝125b中滑动。这里，尽管在图5中示出 了加强板122b的一侧上有两个突起124b，只有一个槽125b被提供来和在加强板122b的 同一侧上的两个突起124b接合。当槽125b是长狭缝时，两个侧板121b彼此隔开，加强板 122b在从侧板121b的上部开始沿向下方向被插入在侧板121b之间，从而使外壳部分120b 的制造工艺更方便。
[0052] 图7是根据本发明的又一实施例的电池模块100c的分解透视图。图8是示出了 图7所不的电池模块100c的外壳部分120c的一部分的俯视图。在下文中，将参考图7和 图8描述根据本发明的实施例的电池模块100c。这里，与在上述其他实施例中描述的部件 相同或相对应的部件将被分配相同的附图标记，它们的详细描述将被省略以避免冗余。
[0053] 如图7和图8所示，根据本发明的实施例的电池模块100c包括外壳部分120c，该 外壳部分120c包括被联接或固定到两个侧板121c的加强板122c。加强板122c和侧板121c 可由螺钉被彼此联接或固定。例如，第一固定孔或联接孔126c可被形成在加强板122c中， 第二固定孔或联接孔127c可被形成在侧板121c中。然后，固定构件128被插入到第一和 第二联接孔126c和127c中，从而将加强板122c联接或固定到侧板121c。第一和第二联接 孔126c和127c的每一个可具有螺纹，固定构件128可包括螺栓，使得加强板122c和侧板 121c可以通过被彼此螺纹连接而被彼此牢固地联接或固定。
[0054] 图9是根据本发明的又一实施例的电池模块100d的透视图。图10是图9所示的 电池模块l〇〇d的分解透视图。图11是图9所示的电池模块100d的外壳部分120d的剖视 图。在下文中，将参考图9至图11描述根据本发明的实施例的电池模块100d。这里，和在 上述关于其他实施例描述的部件相同或相对应的部件将被分配相同的附图标记，它们的详 细描述将被省略以避免冗余。
[0055] 如图9至图11所示，根据本发明的实施例的电池模块100d包括多个电池单元110 和外壳部分120d。除了两个侧板121d、加强板122d和两个端板123之外，电池模块100d 可以进一步包括底板129。例如，底板129可覆盖多个电池单元110的第二表面112。底板 129可被连接到端板123或侧板121d。例如，加强板122d可被联接或固定到底板129,加强 板122d和底板129可被彼此联接或固定。如图9至图11所示，这些联接或连接可以包括， 例如，简单的焊接，具有或不具有焊接的突起124d和槽125d的配合、螺纹连接等。
[0056] 尽管这里已经描述了加强板被联接到底板，加强板可以被联接到侧板和底板两 者。在这种情况下，突起可以被形成在加强板的三个侧表面上，以使得可以联接到侧板和 底板两者。在突起和被形成在两个侧板和底板中的每一个中的槽配合的区域也可以进行焊 接。加强板和底板还可以通过简单的焊接或通过螺纹连接在一起而被彼此联接或固定。
[0057] 尽管已经例示和描述了本发明的某些示例性实施例，本领域普通技术人员将会理 解，可以在不脱离所附权利要求及其等同方案的精神和范围的情况下对所描述的实施例进 行各种修改。因此，本发明不局限于本文描述和例示的具体实施例。
【权利要求】
1. 一种电池模块，包括： 多个电池单元，被布置在相同方向上和相同方位；和 用于保持所述电池单元的外壳部分，所述外壳部分包括： 在两个相邻的电池单元之间的加强板； 被定位为大致垂直于所述加强板的第一侧板和第二侧板，所述加强板被固定到所述第 一侧板和第二侧板；和 第一端板和第二端板，所述第一端板被固定到所述第一侧板和第二侧板二者的第一 端，并且所述第二端板被固定到所述第一侧板和第二侧板二者的第二端。
2. 根据权利要求1所述的电池模块，其中所述加强板被焊接到所述第一侧板和第二侧 板。
3. 根据权利要求2所述的电池模块，其中所述加强板以及所述第一侧板和第二侧板由 相同的材料制成。
4. 根据权利要求1所述的电池模块，其中所述加强板与所述第一侧板和第二侧板中的 一个包括槽或孔，所述加强板与所述第一侧板和第二侧板中的另一个包括突起，并且所述 突起接合所述槽或孔，从而将所述加强板固定到所述第一侧板和第二侧板。
5. 根据权利要求4所述的电池模块，其中所述加强板被焊接到所述第一侧板和第二侧 板。
6. 根据权利要求4所述的电池模块，其中所述槽是坚向狭缝，所述突起被配置为在所 述坚向狭缝中滑动。
7. 根据权利要求4所述的电池模块，其中所述槽是切口，所述突起被配置为安装在所 述切口中。
8. 根据权利要求1所述的电池模块，其中所述加强板以及所述第一侧板和第二侧板被 螺纹连接在一起。
9. 根据权利要求8所述的电池模块，其中所述加强板包括第一固定孔，所述第一侧板 和第二侧板各自包括第二固定孔，并且固定构件延伸穿过所述第一固定孔和第二固定孔。
10. 根据权利要求1所述的电池模块，其中所述加强板被定位在它们之间的两个相邻 的电池单元是所述多个电池单元中的两个最位于中央的电池单元。
11. 根据权利要求1所述的电池模块，其中所述加强板的厚度以及所述第一侧板和第 二侧板的厚度均小于或等于所述第一端板和/或第二端板的厚度。
12. 根据权利要求11所述的电池模块，其中所述加强板的厚度以及所述第一侧板和第 二侧板的厚度均是约〇. 8毫米至约1毫米，并且所述第一端板和/或第二端板的厚度均是 约1.5毫米或更大。
13. 根据权利要求1所述的电池模块，其中所述外壳部分进一步包括底板。
14. 根据权利要求13所述的电池模块，其中所述第一侧板和第二侧板被固定到所述底 板。
15. 根据权利要求13所述的电池模块，其中所述加强板被固定到所述底板。
16. 根据权利要求15所述的电池模块，其中所述加强板被焊接到所述底板。
17. 根据权利要求15所述的电池模块，其中所述加强板和所述底板中的一个包括槽或 孔，所述加强板和所述底板中的另一个包括突起，并且所述突起接合所述槽或孔，从而将所 述加强板固定到所述底板。
18. 根据权利要求15所述的电池模块，其中所述加强板和所述底板被螺纹连接在一 起。
19. 根据权利要求1所述的电池模块，其中所述外壳部分包括不锈钢。
20. 根据权利要求1所述的电池模块，进一步包括在所述加强板上的绝缘涂层。
21. 根据权利要求1所述的电池模块，其中所述加强板包括多个加强板，并且所述多个 加强板中的每一个在不同组的两个相邻电池单元之间。
22. 根据权利要求1所述的电池模块，其中所述加强板的高度等于或小于所述多个电 池单元中的电池单元的高度。
【文档编号】H01M2/10GK104112830SQ201410147986
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年4月14日 优先权日:2013年4月17日
【发明者】朴时东, 赵晙佑, 金荣德 申请人:三星Sdi株式会社