电池组的制作方法

文档序号:11252863阅读:755来源:国知局
电池组的制造方法与工艺

一个或更多实施方式的方面涉及电池组。



背景技术:

一般地,二次电池是可再充电和可再放电的,与不可再充电的一次电池不同。二次电池被用作移动设备、电动车辆、混合动力车辆、电动自行车和不间断电源中的能量源,并且可以以单个电池或电池组的形式使用,其中多个电池根据应用了二次电池的外部设备的种类被电连接为单个单元。

诸如移动电话的小型移动设备可以通过单个电池的输出和容量操作,但是电动车辆或混合动力车辆消耗相对大量的电功率从而以高电功率输出长时间驱动,因此,使用包括多个电池的组型电池。此外,输出电压或输出电流可以根据包括在模块中的电池的数量而增加。



技术实现要素:

根据一个或更多实施方式的一方面,一种电池组通过减少介导(mediate)电池单元和电路板之间的电连接的连接接片而适合于紧凑型设备。

根据一个或更多实施方式的另一方面,应用了低电阻设计的电池组具有缩短的信号传输路径。

根据一个或更多实施方式的另一方面,一种电池组在介导电池单元和电路板之间的电连接的连接接片处具有改善的支撑强度。

另外的方面将在下面的描述中部分地阐述,并且部分地将从描述是明显的,或者可以通过提出的实施方式的实践习得。

根据一个或更多实施方式,一种电池组包括:至少两个电池单元;电路板,控制电池单元的充电和放电操作;以及连接接片,其被电连接到电池单元,朝电路板延伸,并且包括接近电池单元并位于由电池单元限定的电池区域内的弯曲部分。

连接接片可以从将至少两个电池单元的相邻电池单元彼此电连接的连接构件延伸,并且电池区域可以是包括由连接构件连接的多个电池单元区域的区域。

连接接片可以包括:第一部分,其从将至少两个电池单元的相邻电池单元彼此电连接的连接构件在第一方向上延伸;以及第二部分,其经由弯曲部分在电池单元的长度方向上延伸,其中电池单元的长度方向不同于第一方向。

连接接片的第一部分可以延伸跨过相邻电池单元之间的凹谷区。

连接接片的第二部分可以位于相邻电池单元之间的凹谷区内。

连接构件可以在第一方向上并联连接相邻电池单元,并且在与第一方向不同的第二方向上串联连接相邻电池单元。

连接接片还可以包括:连接到电路板的连接部分;以及在第二部分和连接部分之间延伸的引线部分。

连接接片可以包括形成为一体的金属板。

连接接片可以包括与连接构件一体形成的金属板。

连接部分可以直接连接到电路板。

电路板可以包括连接孔,连接部分插入到该连接孔。

引线部分可以以倾斜的倾斜角度对角地延伸,从而同时沿着第一方向和不同于第一方向的第二方向。

电路板可以在第一方向上位于电池单元之上。

连接构件可以包括:相对于电池单元的第一焊接部分和第二焊接部分;以及横过第一焊接部分和第二焊接部分之间的切割部分。

电池组还可以包括配置为容纳电池单元的电池座,其中电池座的内表面可以围绕电池单元,并且电路板被布置在电池座的外表面之上。

附图说明

由结合附图对一个或更多实施方式的以下描述,这些和/或其它方面将变得明显和更容易被理解,其中:

图1是根据一实施方式的电池组的透视图,图2是图1的电池组的分解透视图;

图3是图1的电池组的区域的透视图;

图4是图1的电池组的连接接片(connectiontab)的透视图;以及

图5是图1的电池组的侧视图,图6是图1的电池组的区域的侧视图。

具体实施方式

在下文中,根据一个或更多实施方式的电池组将在下面参考附图被进一步描述。当在这里使用时,术语“和/或”包括相关所列项目的一个或更多的任何和所有组合。诸如“……的至少一个”的表述,当在一列元素之后时,修饰整列元素,并且不修饰列中的单独元素。

图1是根据一实施方式的电池组的透视图,图2是图1的电池组的分解透视图。图3是图1的电池组的区域的透视图。图4是图1的电池组的连接接片的透视图。图5是图1的电池组的侧视图,图6是图1的电池组的区域的侧视图。

参考附图,根据一实施方式的电池组可以包括多个电池单元10、用于容纳电池单元10的电池座100、以及用于控制电池单元10的充电/放电操作的电路板50。

在一实施方式中,电池单元10在长度方向上在其相反端处可以具有不同的电极,并且可以形成为圆柱。凹入的凹谷区“g”可以形成在相邻电池单元10之间,相邻电池单元10的外圆周表面可以彼此接触。

多个电池单元10可以包括两个或更多电池单元10。多个电池单元10可以以串联方式、并联方式或组合并联-串联的方式彼此电连接。多个电池单元10可以经由连接构件120彼此电连接,例如,多个电池单元10可以通过电连接相邻电池单元10的相同极性的连接构件120并联连接,或者可以通过电连接相邻电池单元10的相反极性的连接构件120串联连接。

例如,连接构件120可以将四个电池单元10彼此电连接,并且连接构件120可以在第一方向(例如z1方向)上并联连接相邻电池单元10,同时在第二方向(例如z2方向)上串联连接相邻电池单元10。在一实施方式中,连接构件120可以连接在第一方向(例如z1方向)上成对的电池单元10的相同极性以并联连接相应的电池单元10,并且可以连接在第二方向(例如z2方向)上成对的电池单元10的相反极性以串联连接相应的电池单元10。

通过在第一方向(例如z1方向)上并联连接电池单元10并且在第二方向(例如z2方向)上串联连接电池单元10,可以获得并联-串联连接的组合连接。因此,电池组的输出容量可以增加或优化为高容量和高输出。在一实施方式中,通过使用一个连接构件120,电池单元10可以在第一方向(例如z1方向)上并联连接,并且可以在第二方向(例如z2方向)上串联连接,并且因此,可以减少用于连接相邻电池单元10的连接构件120的数量。

电池单元10可以容纳在电池座100中。电池座100可以提供具有与电池单元10的形状匹配或相应的形状的容纳空间。例如,电池座100可以包括在第一方向和第二方向(例如z1方向和z2方向)上布置的多个圆柱形容纳空间。电池座100具有面对电池单元10以围绕电池单元10的内表面102以及支撑电路板50的外表面101。

电池座100可以具有各种形状中的任何形状,只要提供用于电池单元10的容纳空间。例如,电池座100可以被形成为一体,或者可以通过组合不同的构件形成。在一实施方式中,例如,布置在电池单元10和电路板50之间的两个不同的构件可以彼此联接以形成电池座100。这里,电池座100的外表面101可以表示支撑电路板50的支撑表面。

电池组还可以包括用于控制电池单元10的充电/放电操作的电路板50。电路板50获得电池单元10的状态信息,并且可以基于状态信息控制电池单元10的充电/放电操作。例如,电路板50可以获得状态信息,诸如每个电池单元10的温度和电压,并且可以基于状态信息来感测诸如过充电、过放电和过热的不正确的操作以采取保护措施,诸如电池单元10的充电/放电操作的暂停。电路板50可以被布置在电池座100的外表面101上。电路板50可以从电池单元10获得状态信息,并且可以经由连接接片150连接到电池单元10。

连接接片150可以包括从连接构件120向上延伸到电池座100的外表面101的第一部分151和布置在电池座100的外表面101上的第二部分152,并且还可以包括将第一部分151和第二部分152彼此连接的弯曲部分153。第一部分151可以从连接构件120朝第一方向(例如z1方向)延伸。例如,第一部分151可以从连接构件120跨过相邻电池单元10之间的凹谷区“g”延伸。

在一实施方式中,电池单元10可以具有圆柱形形状,并且凹入的凹谷区“g”可以在相邻电池单元10之间。这里,第一部分151可以延伸跨过相邻电池单元10之间的凹谷区“g”以减小由连接接片150占据的空间高度。

第二部分152可以在与第一方向151不同的方向上,例如在电池单元10的长度方向上,从第一部分151经由弯曲部分153延伸。当第一部分151延伸跨过相邻电池单元10之间的凹谷区“g”时,第二部分152可以位于凹谷区“g”内。如上所述,由于第二部分152位于相邻电池单元10之间的凹谷区“g”内,所以可以防止或基本上防止连接接片150相对于外部振动或冲击的波动,并且连接接片150可以被保护。

连接接片150的弯曲部分153可以布置在电池区域s内。这里,电池区域s可以表示由彼此电连接的一组电池单元10占据的区域。例如,电池区域s可以表示在第一方向和第二方向(例如z1方向和z2方向)上的正方形区域,其包括经由连接构件120彼此电连接的电池单元10的区域。这里,例如,连接构件120可以电连接2×2阵列中的4个电池单元10。在另一实施方式中,电池区域s可以表示在第一方向z1和第二方向z2上的矩形区域,其包括经由连接构件120彼此电连接的电池单元10的区域。这里,例如,连接构件120可以电连接3×2阵列中的6个电池单元10。在另一实施方式中,电池区域s可以表示平行四边形,其包括经由连接构件120彼此电连接的电池单元10的区域。这里,例如,连接构件120可以电连接2×2阵列中以交错方式堆叠的电池单元。在另一实施方式中,电池区域s可以表示梯形,其包括经由连接构件120彼此电连接的电池单元10的区域。这里,例如,连接构件120可以电连接由2个上电池单元和3个下电池单元以交错方式堆叠的电池单元。

或者说,连接接片150的第一部分151、第二部分152和弯曲部分153位于电池区域s内,该区域是由沿着相邻电池单元的最外部侧表面并且接触该最外部侧表面的虚拟平面限定的区域或者包覆面(envelope),例如如图5所示,从而第一部分151、第二部分152和弯曲部分153不延伸到包覆面外部并且在一定程度上被周围的电池单元保护。通过使用电池组之间的空间用于到电路板的连接,电池组也可以制作得更紧凑。

当连接接片150的弯曲部分153布置在电池区域s内时,在弯曲部分153前面的第一部分151可以延伸跨过相邻电池单元10之间的凹谷区“g”,并且在弯曲部分153后面的第二部分152可以位于相邻电池单元10之间的凹谷区“g”内。这将在后面更详细地描述。

在一实施方式中,连接接片150可以直接连接到电路板50。这里,连接接片150直接连接到电路板50表示附加的连接构件,例如柔性导线,不被布置在连接接片150和电路板50之间用于介导(mediate)电连接。

在一实施方式中,连接接片150还可以包括直接连接到电路板50的连接部分155。连接部分155可以被插入到电路板50的连接孔50'中,并且可以通过焊接固定到连接孔50'周围的连接焊盘(未示出)。

连接接片150还可以包括在连接部分155和第二部分152之间延伸的引线部分154。引线部分154可以从第二部分152朝电路板50的连接孔50'延伸。根据电路板50的设计,诸如根据电路板50的连接孔50'的布置,引线部分154延伸的方向例如可以是不同方向中的任意方向。在一个实施方式中,引线部分154可以沿着电路板50的侧方向朝连接孔50'延伸。

在一实施方式中,引线部分154可以沿第二方向(例如z2方向)朝电路板50的连接孔50'延伸,电路板50被布置在电池单元10之上。也就是,引线部分154可以沿电路板50的侧方向延伸,同时朝电路板50向上延伸从而有具有倾斜角的对角线形状。

在一实施方式中,例如,电路板50可以被形成为具有矩形形状,其包括在沿电池单元10被布置的方向在第二方向(例如z2方向)上延伸的一对长边部分,以及在一对长边部分之间的一对短边部分。这里,引线部分154可以以沿长边部分的方向(例如第二方向)和向上方向(例如第一方向)的倾斜的倾斜角度延伸。

电池单元10可以经由连接构件120电连接到相邻电池单元10。在一实施方式中,例如,连接构件120可以将四个电池单元10彼此电连接,并且连接构件120可以在沿第二方向(例如z2方向)串联连接相邻电池单元10的同时在第一方向(例如z1方向)上并联连接相邻电池单元10。在一实施方式中,连接构件120可以连接在第一方向(例如z1方向)上成对的电池单元10的相同极性以并联连接相应的电池单元10,并且可以连接在第二方向(例如z2方向)上成对的电池单元10的相反极性以串联连接相应的电池单元10。

通过在第一方向(例如z1方向)上并联连接电池单元10以及在第二方向(例如z2方向)上串联连接电池单元10,可以获得并联-串联连接的组合连接。因此,电池组的输出容量可以增加或优化为高容量和高输出。在一实施方式中,通过使用一个连接构件120,电池单元10可以在第一方向(例如z1方向)上并联连接,并且可以在第二方向(例如z2方向)上串联连接,因此,可以减少用于连接相邻电池单元10的连接构件120的数量。

在一实施方式中,连接接片150的第一部分151可以在其为并联连接方向的第一方向(例如z1方向)上延伸。连接接片150的第一部分151可以相互排他地在并联连接方向或串联连接方向中的一个方向上延伸。也就是,根据一个实施方式,由于连接接片150的第一部分151在其为并联连接方向的第一方向(例如z1方向)上延伸,所以第一部分151不在其为串联连接方向的第二方向(例如z2方向)上延伸。

由于连接构件120同时或一齐执行串联连接和并联连接,所以电池组的输出容量可以增加或者优化为高输出和高容量。此外,可以通过使用一个连接构件120来同时执行串联连接和并联连接以减少连接构件120的数量。如上所述,可以相对于一个连接构件120限定相互排他的并联连接方向和串联连接方向,因此,连接接片150的第一部分151的延伸方向可以被设定为并联连接方向和串联连接方向中的一个排他方向。

连接接片150的引线部分154可以在对角方向上延伸,该对角方向同时或一齐沿着其为并联连接方向的第一方向(例如z1方向)和其为串联连接方向的第二方向(例如z2方向)。连接接片150的引线部分154朝电路板50的连接孔50'延伸,并且如上所述,由于并联连接方向和串联连接方向相对于一个连接构件120被排他地限定,所以连接接片150的引线部分154的延伸方向可以被设置为在并联连接方向和串联连接方向的每个之间或向其倾斜的对角方向。

电路板50可以形成用于控制电池单元10的充电/放电操作的电路部分。电路板50可以通过连接接片150接收电池单元10的状态信息,例如电池单元10的电压或温度。此外,电路板50可以基于电池单元10的状态信息来控制电池单元10的充电/放电操作。连接接片150被电连接和热连接到电池单元10以共享电池单元10的电压或温度信息,因此,电路板50可以通过连接接片150接收电池单元10的状态信息。

电路板50包括用于连接到连接接片150的连接孔50'。尽管图中未示出,但是可以在连接孔50'周围设置连接焊盘(未示出),并且通过连接接片150传输的状态信息可以被传递到电路板50的所需部分。在一实施方式中,连接接片150的连接部分155可以直接插入到电路板50的连接孔50'中。此外,在一实施方式中,连接接片150的连接部分155以及连接焊盘(未示出)可以通过焊接彼此固定。

电路板50可以由连接接片150支撑。在一实施方式中,例如,电路板50固定在电池座100的外表面101上,并且可以由在电池座100的外表面101之上延伸的连接接片150支撑。例如,多个连接接片150可以在电池座100的外表面101之上延伸,并且电路板50可以经由固定地插入到彼此不同的连接孔50'的连接接片150被固定地置于电池座100的外表面101上。这里,可以通过连接接片150的弹性支撑来减小施加到电路板50的冲击或振动,并且电路板50可以由在每个连接接片150中对角延伸的引线部分154弹性地支撑。

在一实施方式中,连接构件120可以以交替的模式布置在电池组的前部和后部。在一实施方式中,例如,布置在电池组的前部的连接构件120中的一个将第三和第四电池单元10在第二方向(例如z2方向)上彼此连接,并且布置在电池组的后部的连接构件120中的一个可以不连接第三和第四电池单元10,而是可以将第二和第三电池单元10彼此连接。因此,多个电池单元10可以通过在电池组的前部和后部交替的连接构件120的布置而串联连接。

在一实施方式中,第一行和第二行中的电池单元10沿其为并联连接方向的第一方向(例如z1方向)彼此并联连接,并且沿第二方向(例如z2方向)的相邻电池单元10可以彼此串联连接,因为连接接片120沿其为串联连接方向的第二方向(例如z2方向)彼此交替地布置。

连接接片150可以从连接构件120延伸,并且在一实施方式中,可以与连接构件120一体地形成。例如,连接接片150可以包括与连接构件120一体形成的金属板。连接接片150可以将电池单元120的电压信息传递到电路板50。例如,电路板50可以基于通过连接接片150传递的电池单元10的电压信息执行平衡操作。连接接片150可以具有窄的或最小的宽度,只要电池单元10的电压信息可以被传递并且使得连接接片150的宽度不会由于焦耳热而断裂。在一实施方式中,例如,连接接片150可以具有2mm的宽度。

连接接片150可以包括在第一方向(例如z1方向)上从连接构件120朝电池座100的外表面101延伸的第一部分151,以及从第一部分151延伸以被布置在电池座100的外表面101上的第二部分152。此外,连接接片150可以包括弯曲部分153,通过该弯曲部分153,在第一部分151和第二部分152之间方向被改变。

弯曲部分153表示连接接片150的弯曲部分,并且当连接接片150具有多个弯曲部分时,例如,弯曲部分153可以相应于最靠近电池单元10的弯曲部分。如后面将描述的,弯曲部分153可以位于电池区域s中。

参考图5和图6,连接接片150的弯曲部分153可以被布置在电池区域s内。这里,电池区域s可以表示由彼此电连接的一组电池单元10占据的区域。在一实施方式中,电池区域s可以相应于包括在第一方向和第二方向(例如z1方向和z2方向)上由连接构件120中的一个连接的多个电池单元10的区域的正方形区域。

在一实施方式中,连接接片150的弯曲部分153被布置在电池区域s内表示连接接片150的弯曲部分153被布置在电池区域s内而不从电池区域s突出,因此,可以制造紧凑型的电池组。

连接接片150在第一方向(例如z1方向)上从连接构件120向上突出以在电池座100的外表面101上方延伸。这里,连接接片150可以向上突出到外表面101直到弯曲部分153(相应于第一部分151),并且可以在弯曲部分153之后与电池座100的外表面101平行地延伸(相应于第二部分152)。连接接片150的弯曲部分153可以提供关于由连接接片150占据的空间高度的标准,并且如果弯曲部分153在电池区域s的外部,则由连接接片150占据的空间高度将被增加,然后无效空间将增加并且不适合于紧凑结构。

连接接片150的弯曲部分153可以被布置在电池区域s内。在一实施方式中,连接接片150(具体地,连接接片150的第一部分151)可以延伸跨过相邻电池单元10之间的凹谷区“g”,并且连接接片150的弯曲部分153可以被设置在与电池单元的表面(例如圆柱形表面)的峰值点pe的高度相同或比其更低的高度处。也就是,由于连接接片150(具体地,连接接片150的第一部分151)延伸跨过相邻电池单元10的凹谷区“g”,所以连接接片150的弯曲部分153可以形成在低高度处,在该低高度处弯曲部分153不突出超过电池单元10的表面(例如圆柱形表面)的峰值点pe。

连接接片150的弯曲部分153被布置在电池区域s内表示连接接片150的第一部分151相对短,也就是,连接接片150的信号传输路径被缩短以提供低电阻设计,因此,电池单元10的状态信息可以以高精度传递。

当连接接片150的第一部分151延伸跨过相邻电池单元10之间的凹谷区“g”时,连接接片150的经过弯曲部分153的第二部分152可以被布置在相邻电池单元10之间的凹谷区“g”内。当连接接片150被布置在相邻单元10之间的凹谷区“g”中时,连接接片150可以被固定地放置。也就是,连接接片150可以不干扰凹谷区“g”中的其它部件,并且即使当有外部冲击或振动时,连接接片150也可以被牢固地支撑。

参考图6,在一实施方式中,连接构件120可以通过焊接联接到电池单元10。例如,连接构件120可以包括与每个电池单元10相应的第一焊接部分p1和第二焊接部分p2,以及横过第一焊接部分p1和第二焊接部分p2之间的切割部分c。尽管图中未示出,但是连接构件120和电池单元10可以通过从具有不同极性的两个焊接电极(未示出)施加的焊接电流彼此焊接,然后,彼此不同的第一焊接部分p1和第二焊接部分p2可以形成在连接构件120中。这里,切割部分c可以形成在第一焊接部分p1和第二焊接部分p2之间。切割部分c可以防止或基本上防止泄漏电流,例如防止施加到第一焊接部分p1和第二焊接部分p2的焊接电流沿连接构件120的表面流动,而不沿连接构件120和电池单元10之间的接合表面流动。切割部分c增加在第一焊接部分p1和第二焊接部分p2之间连接的路径,从而防止或基本上防止第一焊接部分p1和第二焊接部分p2经由连接构件120的表面彼此直接连接。

根据一个或更多实施方式,可以减少介导电池单元和电路板之间的电连接的连接接片所占据的空间,从而形成电池组的紧凑结构。此外,通过连接接片的信号传输路径被缩短以提供低电阻结构。可以通过利用相邻电池单元之间的凹谷区来减小由连接接片占据的空间,同时,连接接片被布置在凹谷区中,从而不干扰其它部件,并且即使当有外部冲击或振动施加到电池组时,连接接片也可以被牢固地支撑。

应当理解,这里描述的实施方式应当被认为仅是描述性的意义,而不是为了限制的目的。每个实施方式内的特征或方面的描述通常应被认为可用于其它实施方式中的其它类似特征或方面。

虽然已经参考图描述了一个或更多实施方式,但是本领域普通技术人员将理解,可以在此进行在形式和细节上的各种改变,而不背离由所附权利要求限定的精神和范围。

本申请要求享有2016年3月8日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0027696号的优先权及其权益,其全部公开通过引用合并在此。

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