專利名稱：中型或大型電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種中型或大型電池模塊，更具體而言，涉及一種以
下的中型或大型電池模塊包括兩個(gè)或更多個(gè)單元模塊，每個(gè)該單元 模塊具有一個(gè)或多個(gè)平板狀電池組電池，該電池組電池作為單元電池 并,皮由合成樹脂或金屬制成的高強(qiáng)度保護(hù)構(gòu)件(sheathing member) 圍繞；以及可拆的上框架構(gòu)件和下框架構(gòu)件，該上框架構(gòu)件和下框架 構(gòu)件在裝配型耦合結(jié)構(gòu)中相互耦合以使得該單元模塊豎直地固定在該 上框架構(gòu)件和下框架構(gòu)件中。
背景技術(shù)：
近年來，可被充電和放電的二次電池已經(jīng)廣泛用作無線移動(dòng)設(shè)備 的能量來源。此外，作為電動(dòng)車輛(EV)和混合電動(dòng)車輛(HEV)的能 量來源，二次電池已經(jīng)吸引了大量關(guān)注，這些車輛已被開發(fā)用來解決 由目前使用石化燃料的汽油車輛和柴油車輛所帶來的問題，如空氣污 染。
小型移動(dòng)設(shè)備使用一個(gè)或幾個(gè)適合于每個(gè)設(shè)備的小型電池組電 池。另一方面，因?yàn)楦咻敵龊痛笕萘繉τ谥行突虼笮驮O(shè)備來說是必需 的，所以中型或大型設(shè)備，如車輛，使用具有多個(gè)相互電連接的電池 組電池的中型或大型電池模塊。
如果可能的話，優(yōu)選地，中型或大型電池模塊被制造得具有小尺 寸和小重量。因此，可被高集成地堆疊并具有小的重量/體積比的棱形 電池或袋形電池通常用作中型或大型電池模塊的電池組電池。特別地， 因?yàn)榇坞姵爻叽缧∫约捌渲圃斐杀镜停允褂娩X薄板作為保護(hù)構(gòu) 件的袋形電池目前受到大量關(guān)注。
圖l是典型地示出了常規(guī)的具有代表性的袋形電池的立體圖。圖 1所示的袋形電池10以這樣的結(jié)構(gòu)構(gòu)成兩個(gè)電極引線11和12分別 從電池體13的上端和下端伸出，而且該電極引線11和12彼此相對。 保護(hù)構(gòu)件14包括上保護(hù)部和下保護(hù)部。即，保護(hù)構(gòu)件14是一個(gè)兩單
元構(gòu)件。電極組件(未示出)被容納在一個(gè)由保護(hù)構(gòu)件14的上保護(hù)部 和下保護(hù)部之間所限定的容納部里。相對側(cè)14a以及上端14b和下端 14c是保護(hù)構(gòu)件14的上保護(hù)部和下保護(hù)部的接觸區(qū)域，被相互接合， 從而制成袋形電池10。保護(hù)構(gòu)件14以樹脂層/金屬薄膜層/樹脂層的 片狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成。因此，可以通過加熱并施壓于保護(hù)構(gòu)件14的上和下保 護(hù)部的相對側(cè)14a、上端14b以及下端14c以將該保護(hù)構(gòu)件的樹脂層 熔焊在一起，從而將保護(hù)構(gòu)件14的上保護(hù)部和下保護(hù)部的相互接觸的 相對側(cè)14a、上端14b以及下端14c相互接合。才艮據(jù)不同的情況，可 以使用粘合劑將保護(hù)構(gòu)件14的上和下保護(hù)部的相對側(cè)14a、上端14b 以及下端14c相互粘接。對于保護(hù)構(gòu)件14的相對側(cè)14a,保護(hù)構(gòu)件14 的上和下保護(hù)部的相同樹脂層相互直接接觸，從而通過熔焊在保護(hù)構(gòu) 件14的相對側(cè)14a處實(shí)現(xiàn)了均勻密封。另一方面，對于保護(hù)構(gòu)件14 的上端14b和下端14c，電極引線11和12分別從保護(hù)構(gòu)件14的上端 14b和下端14c伸出。因此，保護(hù)構(gòu)件14的上和下保護(hù)部的上端14b 和下端14c相互熱熔焊，同時(shí)考慮到電極引線11和12的厚度以及在 電極引線11和12和保護(hù)構(gòu)件14之間的材料差異，將薄膜狀密封構(gòu)件 16插在電極引線11和12以及保護(hù)構(gòu)件14之間，以增加保護(hù)構(gòu)件14 的密封性能。
然而，保護(hù)構(gòu)件14的機(jī)械強(qiáng)度較低。為了解決此問題，已提出一 種將電池組電池(單元電池)固定在諸如盒子(cartridge)的包裝殼 中以制造具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的電池模塊的方法。然而，安裝有中型或大型 電池模塊的設(shè)備或車輛具有有限的安裝空間。因此，當(dāng)電池模塊的尺 寸由于使用諸如盒子之類的包裝殼而增加時(shí)，降低了空間利用率。此 外，由于機(jī)械強(qiáng)度較低，電池組電池在其充電及放電期間反復(fù)地膨脹 和收縮。因此，保護(hù)構(gòu)件的熱熔焊區(qū)域可能容易相互分離。
此外，由于電池模塊是一個(gè)包括多個(gè)相互組合起來的電池組電池 的結(jié)構(gòu)體，因此當(dāng)在部分電池組電池中出現(xiàn)過電壓、過電流以及過熱
時(shí)會(huì)降低電池模塊的安全以及運(yùn)行效率。因此，需要用于檢測過電壓、 過電流以及過熱的檢測單元。特別地，電壓或溫度傳感器連接到電池 組電池以實(shí)時(shí)或以預(yù)定時(shí)間間隔檢測和控制電池組電池的運(yùn)4亍。然而， 檢測單元的連結(jié)或連接使得電池模塊的裝配過程復(fù)雜化。另外，由于
對于檢測單元的連結(jié)或連接來說需要提供多根電線，因此可能會(huì)發(fā)生 短路現(xiàn)象。
此外，當(dāng)使用多個(gè)電池組電池或多個(gè)分別包括預(yù)定數(shù)目的電池組 電池的單元模塊構(gòu)造中型或大型電池模塊時(shí)，需要多個(gè)用于在電池組 電池或單元才莫塊之間機(jī)械耦合和電連接的構(gòu)件，并且用于裝配該機(jī)械 耦合和電連接構(gòu)件的過程非常復(fù)雜。另外，為耦合、熔焊或者焊接該 機(jī)械耦合和電連接構(gòu)件需要空間，因此增加了該系統(tǒng)的總尺寸。在上 述方面中，不希望增加該系統(tǒng)的尺寸。因此，非常需要一種緊湊且結(jié) 構(gòu)穩(wěn)定的中型或大型電池模塊。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為解決上述問題以及其他尚待解決的技術(shù)問題，作出了本 發(fā)明。
特別地，本發(fā)明的目的是提供一種其上容易固定檢測單元的中型 或大型電池模塊，該檢測單元能夠最小化電池組電池的重量及尺寸并 且同時(shí)能夠有效地增強(qiáng)該電池組電池的低機(jī)械強(qiáng)度以及檢測該電池組 電池的運(yùn)行狀態(tài)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種中型或大型電池模塊，該中型或大 型電池模塊通過簡單的裝配過程而沒有使用多個(gè)用于機(jī)械耦合和電連 接的構(gòu)件而制成，從而降低了該中型或大型電池模塊的制造成本，以 及使得該中型或大型電池模塊在其制造或運(yùn)行期間有效地避免了短路 或損壞。
本發(fā)明的又一目的是提供一種中型或大型電池系統(tǒng)，該電池系統(tǒng) 使用中型或大型電池模塊作為 一個(gè)單元體而制造成，以使得該中型或 大型電池系統(tǒng)具有期望的輸出和容量。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，上述以及其他目的可通過提供一種中型
或大型電池模塊而實(shí)現(xiàn)，該中型或大型電池模塊包括兩個(gè)或更多個(gè) 單元模塊，每個(gè)單元模塊具有一個(gè)或多個(gè)平板狀電池組電池，該電池 組電池作為單元電池并被由合成樹脂或金屬制成的高強(qiáng)度保護(hù)構(gòu)件圍 繞；以及可拆的上框架構(gòu)件和下框架構(gòu)件，該上框架構(gòu)件和下框架構(gòu) 件在裝配型耦合結(jié)構(gòu)中相互耦合以使得該單元模塊豎直地固定在該上
框架構(gòu)件和下框架構(gòu)件中。
平板狀電池組電池是厚度小及寬度和長度相對大的二次電池，以 使得當(dāng)堆疊該二次電池來構(gòu)成電池模塊時(shí)，將該二次電池的總尺寸最 小化。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，每個(gè)平板狀電池組電池是以這樣的結(jié)
構(gòu)構(gòu)成的二次電池電極組件固定在由包括樹脂層和金屬層的薄板制 成的電池殼中，并且電極終端從電池殼的上端和下端伸出。特別地， 每個(gè)電池組電池以這樣的結(jié)構(gòu)構(gòu)成電極組件固定在由鋁薄板制成的 袋形電池殼中。在下面的說明書中，具有上述結(jié)構(gòu)的二次電池被稱為 袋形電池組電池。
袋形電池組電池的殼可以以多種結(jié)構(gòu)構(gòu)成。例如，袋形電池的保 護(hù)構(gòu)件可以以這樣的結(jié)構(gòu)構(gòu)成電極組件被容納于在兩單元構(gòu)件的上 內(nèi)表面和/或下內(nèi)表面處形成的容納部中，并且上接觸區(qū)域和下接觸區(qū) 域被密封。具有上述結(jié)構(gòu)的袋形電池組電池被公開在以本專利申請的 申請人:的名字提交的第PCT/KR2004/003312號(hào)PCT國際申請中。因此， 上述專利申請的公開內(nèi)容通過引用的方式全文納入本說明書。
電極組件包括陰極和陽極，通過該陰極和陽極可進(jìn)行電池的充電 和放電。電極組件可以以這樣的結(jié)構(gòu)構(gòu)成陰極和陽極堆疊起來，同 時(shí)隔離板分別放置在陰極和陽極之間。例如，電極組件可以以折疊(凝 膠巻(jelly-roll))型結(jié)構(gòu)、堆疊型結(jié)構(gòu)或堆疊/折疊型結(jié)構(gòu)構(gòu)成。 電極組件的陰極和陽極可被構(gòu)成為陰極的電極頭(tap)和陽極的電 極頭從電池直接向外伸出?；蛘?，電極組件的陰極和陽極可被構(gòu)成為 陰極的電極頭和陽極的電極頭連接到另外的引線上，而該引線從電池 向外伸出。
電池組電池被由合成樹脂或金屬制成的高強(qiáng)度保護(hù)構(gòu)件一一地或 兩兩地圍繞以組成單元模塊。高強(qiáng)度的保護(hù)構(gòu)件約束電池組電池在其 充電和放電期間的反復(fù)膨脹和收縮，同時(shí)保護(hù)了低機(jī)械強(qiáng)度的電池組 電池，從而防止了電池組電池的密封區(qū)域分離。
電池組電池串聯(lián)和/或并聯(lián)地相互連接在一個(gè)單元模塊中，或者一 個(gè)單元模塊的電池組電池與另一個(gè)單元模塊的電池組電池串聯(lián)和/或 并聯(lián)地連接。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，通過在縱向上串聯(lián)地布置電池 組電池以使得該電池組電池的電極終端連續(xù)地互相緊接的同時(shí)將該電
池組電池的電極終端相互耦合，彎曲該電池組電池兩次或更多次以佳_ 得該電池組電池堆疊起來同時(shí)相互緊密接觸，以及用預(yù)定數(shù)目的保護(hù) 構(gòu)件圍繞該堆疊的電池組電池，來制造多個(gè)單元模塊。
電極終端之間的耦合以多種方式實(shí)現(xiàn)，諸如熔焊、焊接以及機(jī)械 耦合。優(yōu)選地，電極終端之間的耦合通過熔焊實(shí)現(xiàn)。
在電極終端相互連接的同時(shí)以高集成的方式堆疊的單元模塊豎直 固定在可拆的上框架構(gòu)件和下框架構(gòu)件里，該上框架構(gòu)件和下框架構(gòu) 件在裝配型耦合結(jié)構(gòu)中相互耦合。
優(yōu)選地，上框架構(gòu)件和下框架構(gòu)件以這樣的結(jié)構(gòu)構(gòu)成圍繞單元 模塊的邊緣并且將該單元模塊的外表面暴露到外界，以便當(dāng)在該單元 模塊固定在上框架構(gòu)件和下框架構(gòu)件里之后該上框架構(gòu)件和該下框架 構(gòu)件相互耦合時(shí)，實(shí)現(xiàn)該單元模塊的易于散熱。特別地，上框架構(gòu)件 和下框架構(gòu)件在側(cè)面方向上是敞開的，以使得單元模塊的邊緣固定到 上框架構(gòu)件和下框架構(gòu)件。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，上框架構(gòu)件和下框架構(gòu)件在其內(nèi)部設(shè)有 多個(gè)隔板，該隔板用于導(dǎo)向各個(gè)單元模塊的豎直固定操作。隔板可以 包括溝槽和/或隔板壁，該溝槽形成于上框架構(gòu)件和下框架構(gòu)件的內(nèi)部 以使得單元模塊的邊緣插入該溝槽，該隔板壁用于輔助單元模塊的邊 緣穩(wěn)定地固定在溝槽中。
通過將單元模塊固定到上框架構(gòu)件和下框架構(gòu)件中的一個(gè)(例如， 下框架構(gòu)件)并且將另一個(gè)框架構(gòu)件(例如，上框架構(gòu)件)耦合到其 中固定有單元模塊的框架構(gòu)件，上框架構(gòu)件和下框架構(gòu)件相互耦合。 可以以多種方式實(shí)現(xiàn)上框架構(gòu)件和下框架構(gòu)件之間的耦合。例如，可 以在其中一個(gè)框架構(gòu)件上形成一個(gè)卡子，并且在另一個(gè)框架構(gòu)件中形 成一個(gè)對應(yīng)該卡子的耦合孔，從而沒有使用額外的耦合構(gòu)件就實(shí)現(xiàn)了 上框架構(gòu)件和下框架構(gòu)件之間的耦合。
在包括多個(gè)電池組電池的電池模塊中，考慮到電池組電池的安全 和運(yùn)行效率，必須測量和控制電池組電池的電壓和溫度。特別地，必 須測量各個(gè)電池組電池或電池組電池的各個(gè)電連接區(qū)域的電壓。因此， 用于測量電池組電池的電壓或溫度的檢測構(gòu)件的附加連結(jié)成為使得電 池模塊的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步復(fù)雜化的主要因素之一。
上述問題可以通過提供一個(gè)沿其中一個(gè)框架構(gòu)件固定的檢測單元 得以解決，該檢測單元用于檢測根據(jù)本發(fā)明的電池組電池的電壓和/ 或溫度。
固定于上框架構(gòu)件和下框架構(gòu)件的單元模塊中的最外面單元模塊 的電極終端電連接到相鄰電池模塊的外部電路或電極終端。為此目的，
輸入和輸出終端的匯流條(busbar)連接到最外面單元模塊的電極終 端。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，該匯流條設(shè)有耦合孔，并且至少其中 一個(gè)框架構(gòu)件在其外部設(shè)有對應(yīng)該耦合孔的耦合凸起，從而該匯流條 容易地并穩(wěn)定地固定到電極終端。
根據(jù)本發(fā)明的電池模塊還包括用于控制電池模塊運(yùn)行的設(shè)備(稱 作電池管理系統(tǒng))。優(yōu)選地，電池管理系統(tǒng)(BMS)固定在輸入和輸出 終端的匯流條所處的那側(cè)的相對側(cè)(電池模塊的后部)。如下面所述， 當(dāng)多個(gè)電池模塊用來構(gòu)成一個(gè)中型或大型電池系統(tǒng)時(shí)，固定到各個(gè)電 池才莫塊的BMS可以凈皮稱為"從BMS"。
根據(jù)本發(fā)明的中型或大型電池模塊以緊湊結(jié)構(gòu)構(gòu)成，并且沒有使 用多個(gè)構(gòu)件就穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)了該中型或大型電池模塊的機(jī)械耦合以及電 連接。此外，能夠使用預(yù)定數(shù)目的電池組電池，例如，四個(gè)、六個(gè)、 八個(gè)或十個(gè)電池組電池來構(gòu)成電池模塊，從而在一個(gè)有限的空間里有 效地固定所需數(shù)目的電池模塊。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種具有高輸出和大容量的中型 或大型電池系統(tǒng)，該電池系統(tǒng)通過連接多個(gè)電池模塊得以構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明的中型或大型電池系統(tǒng)可以根據(jù)期望的輸出和容量通 過組合單元模塊得以制造?？紤]到電池系統(tǒng)的安裝效率和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性, 根據(jù)本發(fā)明的電池系統(tǒng)優(yōu)選地用于具有有限的安裝空間并遭受頻繁振 動(dòng)和劇烈碰撞的電動(dòng)車輛、混合電動(dòng)車輛、電動(dòng)摩托車或者電動(dòng)自行車。


本發(fā)明的上述和其他目的、特征以及其他優(yōu)點(diǎn)將從以下結(jié)合附圖 的詳細(xì)描述中得到更清晰的理解，其中
圖l是示出了常規(guī)的具有代表性的袋形電池的立體圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的中型或大型電池模塊 的分解立體圖3至圖8是示出了用于裝配圖2所示的中型或大型電池模塊的 過考呈的典型視圖；以及
圖9是示出了一個(gè)通過堆疊多個(gè)圖2中示出的電池模塊制成的中 型或大型電池系統(tǒng)的典型視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。然而，應(yīng)該注意， 本發(fā)明的范圍不受示出的實(shí)施方案的限制。
圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的中型或大型電池模塊 的分解立體圖，并且圖3至圖8是示出了用于裝配中型或大型電池模 塊的過程的典型視圖。
首先參見圖2，中型或大型電池模塊100包括多個(gè)袋形電池組電 池200、用于兩兩地圍繞電池組電池200的電池蓋310以及在裝配型 耦合結(jié)構(gòu)中相互耦合的上框架構(gòu)件400和下框架構(gòu)件500，其中該電 池蓋是金屬保護(hù)構(gòu)件。
如圖3所示，當(dāng)電池組電池200和201在縱向上串聯(lián)布置以^吏得 電池組電池200和201的電極終端210、 220、 211以及221連續(xù)地相 互緊接時(shí)，電池組電池200和201的電極終端210、 220、 211以及221 通過熔焊相互耦合。隨后，電池組電池200和201以箭頭所指示的方 向彎曲，以使得電極終端210、 220、 211以及221的耦合區(qū)域位于外 部。因此，在相互緊密接觸的同時(shí)，電池組電池200和201堆疊起來。 隨后，如圖2所示，堆疊的電池組電池200和201由電池蓋310兩兩 地圍繞。因此，構(gòu)成了具有圖4所示結(jié)構(gòu)的單元模塊300。
參見圖4，因?yàn)槊總€(gè)電池組電池200的外表面是由袋形殼組成的， 所以每個(gè)電池組電池200具有低的機(jī)械強(qiáng)度；然而，電池組電池200 由高強(qiáng)度的電池蓋310圍繞，因此電池組電池200免受外部務(wù)並撞。此 外，在電池組電池200的充電和放電期間，該電池組電池的體積變化 受到電池蓋300的約束。因此，能夠有效地防止固定在每個(gè)電池組電 池200的電極組件的電極之間的分離以及在袋形殼的密封部分之間的
分離。
電池組電池200和201的電極終端220和211通過熔焊相互連接。 因此，沒有使用額外的耦合構(gòu)件就穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)了電池組電池200和201 之間的電連接。多個(gè)以預(yù)定間隔相互隔開的溝槽320形成在每個(gè)電池 蓋310的主相對側(cè)上。因此，當(dāng)電池組電池200和201堆疊起來時(shí)， 自然形成了冷卻通道，從而實(shí)現(xiàn)了有效散熱。
最外面單元模塊300和303的電極終端210,沒有相互耦合，將 隨后連接到外部電路。
如上所述的堆疊的單元模塊豎直地安裝進(jìn)下框架構(gòu)件500,該下 框架構(gòu)件包括在其內(nèi)部形成的隔板，因此該單元模塊穩(wěn)定地固定在下 框架構(gòu)件500中。隔板由溝槽510和隔板壁520限定，該溝槽形成于 下框架構(gòu)件500的上端(圖中的前部)的內(nèi)部和下端(圖中的后部) 的內(nèi)部以使得溝槽510具有對應(yīng)單元模塊300的上端和下端的尺寸， 該隔板壁從下框架構(gòu)件500的側(cè)面(圖中的底部)的內(nèi)部伸出以使得 隔板壁520插在單元模塊的側(cè)面之間。下框架構(gòu)件500大致以"["形 結(jié)構(gòu)構(gòu)成。因此，固定在下框架構(gòu)件500中的單元模塊300的主相對 側(cè)的大部分暴露于外界，從而實(shí)現(xiàn)熱量從單元模塊300散發(fā)。
再參見圖2，下框架構(gòu)件500在其一側(cè)設(shè)有卡子530，該卡子插入 形成于上框架構(gòu)件400的耦合孔410以使得下框架構(gòu)件500耦合上框 架構(gòu)件400。因此，沒有使用額外的耦合構(gòu)件就易于實(shí)現(xiàn)下框架構(gòu)件 500和上框架構(gòu)件400之間的穩(wěn)定耦合。
圖6是示出了其中安裝有單元模塊300的下框架構(gòu)件500和上框 架構(gòu)件400之間耦合的立體圖。上框架構(gòu)件400也在其內(nèi)部設(shè)有隔板 壁(未示出)，該隔板壁夾在單元模塊300的側(cè)面之間。
最外面單元模塊300和303的單側(cè)電極終端210和223向前伸出。 如圖2示出的匯流條600和601耦合到該電極終端210和223。匯流 條600和601中的每個(gè)在其一側(cè)彎曲，以使得不用彎曲電極終端210 和223，匯流條600和601就可以耦合到電極終端210和223。此夕卜， 匯流條600和601設(shè)有耦合孔610，形成于上框架構(gòu)件400的耦合凸 起420插入穿過該耦合孔，以使得當(dāng)匯流條600和601耦合到電極終 端210和223時(shí)，匯流條600和601穩(wěn)定地固定到上框架構(gòu)件400。
圖7是典型地示出了匯流條和電極終端之間耦合的立體圖。參見 圖7，單元模塊300的電極終端210緊密接觸于匯流條600的豎直彎 曲側(cè)620，因此可以容易地進(jìn)行電阻熔焊。同時(shí)，通過將耦合凸起420 插入耦合孔610，匯流條600耦合到上框架構(gòu)件400。因此，雖然匯流 條6 00受到振動(dòng)或碰撞，但是匯流條保持了穩(wěn)定的固定狀態(tài)。
再參見圖2,用于檢測電池組電池200和201的電壓和溫度的檢 測電線700連接到下框架構(gòu)件500。特別地，檢測電線700以與下框 架構(gòu)件500大致相同的形狀連接到位于下框架構(gòu)件500的上端和下端 的電極終端耦合區(qū)域，用于檢測單元模塊300的電壓。因此，電池模 塊以簡單的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
檢測電線700連接到位于下框架構(gòu)件500的底部的電池管理系統(tǒng) (BMS) 800。圖8是典型地示出了中型或大型電池模塊100的后部的 立體圖，BMS 800固定到該后部。
如圖9所示，多個(gè)電池模塊可以堆疊起來以構(gòu)成一個(gè)具有期望輸 出和容量的中型或大型電池系統(tǒng)。
參見圖9，通過堆疊多個(gè)電池模塊100和101，制造中型或大型電 池系統(tǒng)。匯流條600和601位于中型或大型電池系統(tǒng)的前部，并且BMS 800和801位于中型或大型電池系統(tǒng)的后部。
匯流條6 0 0和6 01可以通過諸如電線、金屬板、印刷電路板(PCB )、 柔性PCB之類的連接構(gòu)件(未示出)相互電連接。另外，額外的BMS (未示出)可以被固定到中型或大型電池系統(tǒng)，用于控制該電池系統(tǒng) 的整體運(yùn)行。在這種情況下，固定到各個(gè)電池模塊100和101的BMS 800
和801作為從BMS。
雖然為解釋性目的已經(jīng)公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，但是本領(lǐng)
域的普通技術(shù)人員應(yīng)理解，可對本發(fā)明進(jìn)行各種改變、添加以及替換， 而不脫離所附的權(quán)利要求書中所公開的本發(fā)明的范圍和精神。
工業(yè)實(shí)用性
從上述說明顯而易見的是，本發(fā)明具有效果易于將檢測單元固 定到中型或大型電池模塊，該檢測單元能夠最小化電池組電池的重量 和尺寸，同時(shí)有效地增強(qiáng)電池組電池的4氐機(jī)械強(qiáng)度以及檢測電池組電
池的運(yùn)行狀態(tài)。另外，本發(fā)明具有效果通過簡單的裝配過程而不需 要使用多個(gè)用于機(jī)械耦合和電連接的構(gòu)件來制造電池模塊，從而降低 了電池模塊的制造成本，并有效地阻止了在電池模塊的制造或運(yùn)行期 間的電池模塊短路或受損壞。另外，本發(fā)明具有效果將電池模塊用 作單元體來制造具有期望輸出和容量的中型或大型電池系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1. 一種中型或大型電池模塊，包括兩個(gè)或更多個(gè)單元模塊，每個(gè)單元模塊具有一個(gè)或多個(gè)平板狀電池組電池，該電池組電池作為單元電池并被由合成樹脂或金屬制成的高強(qiáng)度保護(hù)構(gòu)件圍繞；以及可拆的上框架構(gòu)件和下框架構(gòu)件，該上框架構(gòu)件和下框架構(gòu)件在裝配型耦合結(jié)構(gòu)中相互耦合以使得該單元模塊豎直地固定在該上框架構(gòu)件和下框架構(gòu)件中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中每個(gè)所述平板狀電池組 電池是以這樣的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的二次電池電極組件固定在由包括樹脂層 和金屬層的薄板制成的電池殼中，并且電極終端從該電池殼的上端和 下端伸出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池模塊，其中每個(gè)所述電池組電池是 以這樣的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的袋形電池組電池該電極組件固定在由鋁薄板制 成的袋形電池殼中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中通過在縱向上串聯(lián)地布 置該電池組電池以使得該電池組電池的電極終端連續(xù)地互相緊接的同 時(shí)將該電池組電池的電極終端相互耦合，彎曲該電池組電池兩次或更 多次以使得該電池組電池堆疊起來并同時(shí)相互緊密接觸，以及用預(yù)定 數(shù)目的保護(hù)構(gòu)件圍繞該堆疊的電池組電池，來制造該單元模塊。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中該上框架構(gòu)件和該下框 架構(gòu)件在側(cè)面方向上是敞開的，以使得該單元模塊的邊緣固定到該上 框架構(gòu)件和該下框架構(gòu)件。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中該上框架構(gòu)件和該下框 架構(gòu)件在其內(nèi)部設(shè)有多個(gè)隔板，該隔板用于導(dǎo)向各個(gè)單元模塊的豎直 固定操作。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池模塊，其中該隔板包括溝槽和/或 隔板壁，該溝槽形成于該上框架構(gòu)件和下框架構(gòu)件的內(nèi)部以使得該單 元模塊的邊緣插入該溝槽，該隔板壁用于輔助該單元模塊的邊緣穩(wěn)定 地固定在該溝槽中。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池模塊，其中該裝配型耦合結(jié)構(gòu)是一種包括形成于其中一個(gè)框架構(gòu)件上的卡子和形成于另一框架構(gòu)件上的 耦合孔而使得該耦合孔對應(yīng)該卡子的結(jié)構(gòu)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊，還包括 沿其中一個(gè)框架構(gòu)件固定的檢測單元，用于檢測該電池組電池的電壓和/或溫度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊，還包括耦合到最外面單元模塊的電極終端的匯流條，用于將該電極終端 電連接到外部電路或相鄰電池模塊的電極終端，其中，該匯流條設(shè)有耦合孔，并且其中一個(gè)對應(yīng)該匯流條的框架構(gòu)件在 其外部設(shè)有對應(yīng)該耦合孔的耦合凸起。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電池模塊，還包括 電池管理系統(tǒng)(BMS)，該電池管理系統(tǒng)固定在輸入和輸出終端的匯流條所處的那側(cè)的相對側(cè)(該電池模塊的后部)，用于控制該電池模 塊的運(yùn)行。
12. —種具有高輸出和大容量的中型或大型電池系統(tǒng)，該電池系 統(tǒng)通過連接多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一權(quán)利要求所述的電池模塊 而得以構(gòu)成。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的電池系統(tǒng)，其中該電池系統(tǒng)用作適合 于電動(dòng)車輛、混合電動(dòng)車輛、電動(dòng)摩托車或者電動(dòng)自行車的電源。
全文摘要
公開了一種中型或大型電池模塊，包括兩個(gè)或更多個(gè)單元模塊，每個(gè)模塊具有一個(gè)或多個(gè)平板狀的作為單元電池并由合成樹脂或金屬制成的高強(qiáng)度保護(hù)構(gòu)件圍繞的電池組電池；以及可拆的在裝配型耦合結(jié)構(gòu)中相互耦合以使得該單元模塊豎直地固定于其中的上和下框架構(gòu)件。效果易于將檢測單元固定到該電池模塊，對于該電池組電池，該檢測單元能夠最小化其重量和尺寸，有效地增強(qiáng)其低機(jī)械強(qiáng)度并檢測其運(yùn)行狀態(tài)。另外，通過簡單的裝配過程而不需使用多個(gè)用于機(jī)械耦合和電連接的構(gòu)件來制造電池模塊，降低了制造成本，并有效地阻止了在電池模塊的制造或運(yùn)行期間的短路或受損壞。另外，將電池模塊用作單元體來制造具有期望輸出和容量的中型或大型電池系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H01M2/10GK101395740SQ200780008062
公開日2009年3月25日 申請日期2007年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月6日
發(fā)明者劉承宰, 尹畯一, 尹鐘文, 梁熙國 申請人:株式會(huì)社Lg化學(xué)