技术领域
[0001] 本
发明涉及一种包括具有容座结构的电压感测部件的电池模块。
背景技术
[0002] 近年来，能够充电和放电的二次电池已经被广泛地用作无线移动装置的
能量源。另外，作为用于要求高输出和大容量的装置的电源，二次电池已经吸引了相当大的关注，这些装置诸如是为解决由使用化石
燃料的现有
汽油和柴油车辆引起的诸如空气污染的问题而研制的
电动车辆(EV)、混合动
力电动车辆(HEV)和插电式混合动力电动车辆(插电式HEV)。
[0003] 小型移动装置为每一个装置使用一个或者少量的电池
单体。在另一方面，高输出和大容量对于中型或者大型装置而言是必要的，因此中型或者大型装置，诸如车辆，使用具有相互电连接的多个电池单体的电池模块。
[0004] 优选地，电池模块被制造为具有尽可能小的尺寸和重量。因此，能够以高集成度堆叠并且具有小的重量与容量比率的棱形电池或者袋形电池通常被用作中型或者大型电池模块的电池单体。特别地，因为袋形电池是轻质的并且袋形电池的制造成本是低的，所以大量的兴趣当前集中于使用
铝层压板作为护罩部件的袋形电池。
[0005] 另外，电池模块构造为具有其中多个电池单体被组合的结构。因此，在过电压被施加到其中一些电池单体、过
电流在其中一些电池单体中流动或者其中一些电池单体
过热的情形中，严重地担心电池模块的安全性和操作效率。因此，有必要提供用于检测并且控制这种过电压、过电流或者过热的方案。因此，将电压
传感器连接到分别的电池单体从而实时地或者以预定时间间隔检查并且控制电池单体的操作状态。然而，这种检测装置的安设或者连接使得电池模块的组装过程极大地复杂化。另外，存在由于用于检测装置的多根
导线而可以发生
短路的可能性。另外，作为二次电池应用范围的扩展，在二次电池用作车辆的电源时，有必要设置即使当强烈的冲击或者振动被施加到二次电池时仍然能够维持检测装置的稳定
接触状态的紧固部件。
[0006] 通常，电压传感器通过
焊接连接到电池单体的
电极端子。可替代地，电压传感器可以物理地连接到电池单体的电极端子。具体地，电压传感器可以在电压传感器与电池单体的电极端子紧密接触的状态下连接到电池单体的电极端子。
[0007] 然而，在电压传感器通过焊接连接到电池单体的电极端子的情形中，电池单体的电极端子可以受到损坏。另外，要求用于焊接的空间和焊接准确度。结果，
制造过程是复杂的，并且制造成本增加。
[0008] 在另一方面，在电压传感器在与电池单体的电极端子紧密接触的状态下连接到电池单体的电极端子的情形中，发生各种问题。即，当电池单体的电极端子受到
挤压以维持在电压传感器和电池单体的电极端子之间的连接时或者当电池单体的电极端子插入电压传感器中时，电池单体的电极端子会受到损坏。
[0009] 同时，在使用多个电池单体构成电池模块的情形中或者在使用均包括预定数目的电池单体的多个单元模块构成电池模块的情形中，通常需要多个部件用于它们之间的机械紧固和电连接，这些部件的组装过程是非常复杂的。此外，如在前描述的，要求对用于机械紧固和电连接的这些部件执行联接、焊接或者钎焊的空间，导致系统的总体尺寸增大，这是不理想的。因此，一种紧凑且呈现优秀结构安全性的电池模块是非常必要的。
发明内容
[0010] 技术问题
[0011] 已经实现了本发明以解决以上问题和尚待解决的其它技术问题。
[0012] 具体地，本发明的一个目的在于提供一种包括电压感测部件的电池模块，该电池模块能够使用简单的组装方法制造，而不使用用于机械紧固和电连接的多个部件。
[0013] 本发明的另一个目的在于提供一种电池模块，该电池模块构造为具有如下的结构，在该结构中，能够防止当电压感测部件被紧固并且连接到电极端子时可能发生的
对电极端子的损坏，从而能够降低电池模块的制造过程中的
缺陷率，由此提高电池模块的生产率和安全性。
[0014] 技术方案
[0015] 根据本发明的一个方面，能够通过提供一种电池模块实现以上和其它目的，该电池模块包括：电池单体堆叠体，该电池单体堆叠体构造为具有其中相互
串联和/或并联连接的多个电池单体或者单元模块在每一个电池单体或者单元模块以其一侧站立的状态中被堆叠的结构；电压感测部件，该电压感测部件设有与电池单体的、位于电池单体堆叠体的前部和后部处的电极端子连接部电连接的连接端子，用以检测电池单体或者单元模块的电压；上壳，上壳构造为具有用于
覆盖电池单体堆叠体的一侧的端部和电池单体堆叠体的上端和下端的部分的结构，上壳设有电压感测部件被插入并且安装到其中的安装部；和下壳，下壳构造为具有在覆盖电池单体堆叠体的另一侧的端部和电池单体堆叠体的上端和下端的部分的同时与上壳联接的结构，下壳在其前部处设有外部输入和输出端子，其中每一个电压感测部件构造为具有其中每一个电压感测部件从每一个电压感测部件的上部配合到电极端子连接部中的相应一个上的容座结构，并且每一个安装部构造为具有其中安装部的宽度在电极端子连接部中的相应一个的插入方向上减小的结构。
[0016] 即，根据本发明的电池模块构造为具有如此结构，其中在电压感测部件被插入并且安装到位于上壳的前部和后部处的安装部中的状态下，电压感测部件电连接到电池单体的、位于电池单体堆叠体的前部和后部处的电极端子连接部。因此，组装电池模块的过程得到简化，电池模块的结构是紧凑的，并且能够稳定地检测电池模块的电压。
[0017] 另外，用于检测电池单体的电压的部件被模块化，以构成电压感测部件。因此，电压感测部件可以易于安装到电池模块的前部和后部，并且电压检测结构的中间连接部被最小化，由此改进电压检测的可靠性。
[0018] 另外，不同于传统的电池模块结构，当电压感测部件存在故障时，电压感测部件可以易于从电池模块的前部和后部分离并且可以被新的电压感测部件替代而不用拆解电池模块。因此，能够高度地改进电池模块的维护性能。
[0019] 在每一个单元模块中或者在单元模块之间的电池单体的电连接部分中的至少一些可以相互串联连接。电池单体的电极端子可以在电池单体被布置成使得电池单体的电极端子彼此相邻的状态中相互联接。预定数目的电池单体被单体盖覆盖。以此方式，能够制造多个单元模块。制造过程的某些序列可以改变。例如，可以制造多个单元模块，然后可实现单元模块之间的电连接。
[0020] 其中电池单体在电池单体的电极端子相互连接的状态中被以高集成度堆叠的电池单体堆叠体被竖向安装在上壳和下壳之间，上壳和下壳可分离地相互联接以具有组件式紧固结构。
[0021] 上壳和下壳可以构造为具有如此结构，其中在电池单体堆叠体被安装在上壳和下壳之间并且然后上壳和下壳相互联接的状态中，上壳和下壳仅仅覆盖电池单体堆叠体的外边缘从而电池单体堆叠体的外表面从上壳和下壳暴露，从而易于从电池单体堆叠体
散热。即，上壳可以构造为具有用于覆盖电池单体堆叠体的一侧的端部和电池单体堆叠体的上端和下端的部分的结构，并且下壳可以构造为具有用于覆盖电池单体堆叠体的另一侧的端部和电池单体堆叠体的上端和下端的部分的结构。
[0022] 另外，每一个电压感测部件构造为具有其中电极端子连接部中的相应一个从每一个电压感测部件的上部插入每一个电压感测部件中的容座结构。因此，即使当外部冲击被施加到电池模块时，仍然能够稳定地维持在电压感测部件和电池单体的电极端子连接部之间的电连接。
[0023] 例如，每一个电池单体可以是具有在其上端和下端处形成的电极端子的板形电池单体。
[0024] 每一个电压感测部件的结构不受特别限制，只要每一个电压感测部件电连接到电极端子连接部中的相应一个从而易于检测电池单体或者单元模块的电压。例如，电压感测部件可以构造为具有包括与位于电池单体堆叠体的前部处的一个电极端子连接部连接的前感测部件和与位于电池单体堆叠体的后部处的另一个电极端子连接部连接的后感测部件的结构。
[0025] 因此，前感测部件和后感测部件可以插入到在上壳中形成的安装部中，从而前感测部件和后感测部件能够易于电连接到位于电池单体堆叠体的前部和后部处的电极端子连接部。
[0026] 具体地，前感测部件和后感测部件可以均包括连接器型中空本体和连接端子，该连接端子在插入本体中的状态下连接到电池单体的电极端子的串联连接弯曲部分(电极端子连接部中的相应一个)。
[0027] 在以上结构的一个实例中，本体可以构造为具有其中本体的下部被划分成多个部分从而每一个电极端子连接部插入连接端子中的相应一个中的结构。因此，插入本体的下划分部中的、电压感测部件的连接端子能够易于电连接到电池单体的、位于电池单体堆叠体的前部和后部处的电极端子连接部。
[0028] 前感测部件和后感测部件中的每一个的本体的下划分部的数目可以根据构成电池模块的单元模块的数目、单元模块相互串联和/或并联连接的结构或者汇流条的形状而改变。例如，在电池单体堆叠体被构造为具有其中四个单元模块(即八个电池单体)在每一个单元模块(即电池单体)以其一侧站立的状态中被堆叠的结构的情形中，前感测部件的本体可以构造为具有其中本体的下部被划分成三个部分的结构，并且后感测部件的本体可以构造为具有其中本体的下部被划分成四个部分的结构，从而前感测部件的本体和后感测部件的本体连接到位于电池单体堆叠体的前部和后部处的电极端子连接部。
[0029] 每一个连接端子可以包括弹性地连接到电极端子连接部中的相应一个的相反两侧的两个或者更多连接件。
[0030] 在每一个连接端子未被连接到电极端子连接部中的相应一个的状态中，在连接到电极端子连接部中的相应一个的相反两侧的连接件之间的距离可以大于电极端子连接部中的相应一个的宽度。在此情形中，在连接件之间的距离可以是电极端子连接部中的相应一个的宽度的105％到200％。
[0031] 另外，连接件可以构造为具有如此结构，其中在电极端子连接部中的相应一个插入连接件中时，连接件之间的距离减小从而连接件与电极端子连接部中的相应一个的相反两侧形成紧密接触。
[0032] 这个结构被实现为如此结构，其中每一个安装部的宽度在电极端子连接部中的相应一个的插入方向上逐渐地减小。即，由于其中在电极端子连接部中的相应的一个插入连接件中时每一个安装部的宽度减小的结构，在布置为与每一个安装部的内侧紧密接触的连接件之间的距离减小，结果连接件与电极端子连接部中的相应一个的相反两侧形成紧密接触。
[0033] 安装部可以在上壳的前部和后部中形成从而安装部向上打开。因此，通过在已经组装电池模块之后将电压感测部件从上方插入安装部中，可以实现电压感测部件和电极端子连接部之间的电连接。
[0034] 根据情况，向上打开的电压感测部件可以被绝缘盖覆盖从而电压感测部件被从外侧密封。可替代地，用于密封电压感测部件的盖可以不被形成为独立的部件，而是用于密封电压感测部件的盖可以在上壳上一体地形成。
[0035] 电池单体堆叠体可以包括多个单元模块，每一个单元模块包括多个板形电池单体，每一个板形电池单体具有在其上端和下端处形成的电极端子。每一个单元模块可以包括两个或者更多电池单体和一对高强度单体盖，这些电池单元的电极端子被相互串联和/或并联连接，所述一对高强度单体盖相互联接从而覆盖除电池单体的电极端子外的、电池单体堆叠体的整个外表面。
[0036] 其中电极端子相互串联连接的结构不受特别限制，只要电极端子能够易于相互电连接。例如，电极端子可以通过焊接直接地相互连接。可替代地，电极端子可以使用汇流条相互连接。
[0037] 同时，根据本发明的电池模块可以具有紧凑的结构，并且可以实现在结构上稳定的机械紧固和电连接，而不使用大量的部件。另外，可以使用预定数目(例如4、6、8或者10个)的电池单体或者单元模块构成电池模块，由此可以在有限的空间中有效地安装要求数目的电池模块。
[0038] 根据本发明的另一个方面，提供一种使用带有上述构造的电池模块作为单元本体制造的、具有高输出和大容量的中型或者大型
电池组。
[0039] 在一个具体实例中，该中型或者大型电池组可以构造为具有如此结构，其中电池模块被沿着横向方向堆叠，并且每一个电池模块包括电压感测部件。
[0040] 另外，电压感测部件可以经由
线束连接到
电池管理系统(BMS)。BMS可以构造为具有用于使用从电压感测部件输入的电压检测值控制电池组的结构。
[0041] 可以通过基于期望的输出和容量组合电池模块而制造根据本发明的中型或者大型电池组。而且，如在前描述地，考虑到安设效率和结构
稳定性，根据本发明的中型或者大型电池组优选地用作具有有限的安设空间并且暴露于频繁的振动和强烈冲击的电动车辆、混合动力电动车辆或者插电式混合动力电动车辆的电源。
[0042] 其中安装中型或者大型电池组的电动车辆、混合动力电动车辆和插电式混合动力电动车辆的一般结构在本发明所属技术领域中是众所周知的，并且因此将省略其详细说明。
附图说明
[0043] 与附图相结合，根据以下详细说明，将更加清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征和其它优点，其中：
[0044] 图1是示出将安装在电池模块中的板形电池单体的透视图；
[0045] 图2是示出根据本发明的一个
实施例的电池模块的透视图；
[0046] 图3是示出图2的电池模块的分解典型视图；
[0047] 图4是示出在图3的电池模块中的电池单体堆叠体的透视图；并且[0048] 图5是示出其中将连接端子连接到电极端子连接部的过程的一系列典型视图。
具体实施方式
[0049] 现在，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。然而，应该指出，本发明的范围不受所示意的实施例限制。
[0050] 图1是典型地示出将安装在本发明的单元模块中的示例性板形电池单体的透视图。
[0051] 参考图1，板形电池单体10被构造为具有如此结构，其中两根电极引线11和12在电极引线11和12彼此相反的状态中分别地从电池本体13的上端和下端突出。护罩部件14是双单元部件。即，护罩部件14包括上部件部分和下部件部分。在电极组件(未示出)被安装于在护罩部件14中形成的接收部中的状态中，构成护罩部件14的上部件部分及下部件部分的、作为接触区域的横向侧面14b、上端14a和下端14c相互结合，由此制成电池单体10。
[0052] 护罩部件14构造为具有包括
树脂层、金属箔层和树脂层的层
压板结构。因此，通过向构成护罩部件14的上部件部分和下部件部分的横向侧面14b与上端14a和下端14c施加热和压力从而将其树脂层相互焊接，能够将相互接触的、构成护罩部件14的上部件部分和下部件部分的横向侧面14b与上端14a和下端14c相互结合。根据情况，构成护罩部件14的上部件部分和下部件部分的横向侧面14b与上端14a和下端14c可以使用结合剂相互结合。在构成护罩部件14的上部件部分和下部件部分的横向侧面14b的情形中，护罩部件14的上护罩部分和下护罩部分的相同的树脂层相互直接接触，由此通过焊接实现了在构成护罩部件14的上部件部分和下部件部分的横向侧面14b处的均匀密封。
[0053] 在另一方面，在构成护罩部件140的上部件部分和下部件部分的上端14a和下端14c的情形中，电极引线11和12分别地从构成护罩部件14的上部件部分和下部件部分的上端14a和下端14c突出。因此，在考虑到电极引线11、12的厚度以及电极引线11、12和护罩部件14之间的材料差异地而将膜式密封部件16置入电极端子11和12与护罩部件14之间的状态下，构成护罩部件14的上部件部分和下部件部分的上端14a和下端14c被热焊接到彼此，以改进护罩部件14的可
密封性。
[0054] 图2是典型地示出根据本发明的一个实施例的电池模块的透视图，图3是示出图2的电池模块的分解典型视图，并且图4是典型地示出图3所示电池单体堆叠体的透视图。
[0055] 参考这些图，电池模块100包括电池单体堆叠体110、电压感测部件122和124、上壳130和下壳140。
[0056] 电池单体堆叠体110构造为具有如此结构，其中相互串联连接的四个单元模块140以每一个单元模块140以其一侧站立的状态被堆叠。电池单体堆叠体110在其前部处设有用于将电池单体114的电极端子连接到下壳140的外部输入和输出端子142的汇流条116。
[0057] 电压感测部件122和124具有与分别地位于电池单体堆叠体110的前部和后部的单元模块112的电极端子连接部118和119电连接的连接端子123和125，用以检测单元模块112的电压。
[0058] 电压感测部件122和124包括与位于电池单体堆叠体110的前部处的电极端子连接部118电连接的前感测部件124，和与位于电池单体堆叠体110的后部处的电极端子连接部119电连接的后感测部件122。
[0059] 上壳130构造为具有用于覆盖电池单体堆叠体110的一侧的端部和电池单体堆叠体100的上端和下端的部分的结构。上壳130在其前部和后部处设有安装部132，电压感测部件122和124被插入且安装到安装部132中。
[0060] 下壳140构造为具有在覆盖电池单体堆叠体110的另一侧的端部和电池单体堆叠体100的上端和下端的部分的同时联接到上壳130的结构。下壳140在其前部处设有外部输入和输出端子142。
[0061] 电池单体堆叠体110包括四个单元模块112，每一个单元模块112包括两个板形电池单体114，每一个板形电池单体具有在其上端和下端处形成的电极端子。
[0062] 每一个单元模块112包括：两个电池单体114，该两个电池单体114的电极端子相互串联连接，并且其电极端子连接部118、119被弯曲，从而电池单体114被堆叠；和一对高强度单体盖115，该一对高强度单体盖115相互联接，以覆盖除电池单体114的电极端子外的、电池单体114的整个外表面。
[0063] 图5是示出其中连接端子连接到电极端子连接部的过程的一系列典型视图。
[0064] 与图2一起地参考图5，插入在上壳130的安装部132中的电压感测部件124包括中空本体128和连接端子125，连接端子125在插入中空本体128中的状态下连接到电极端子连接部118。
[0065] 连接端子125在其下端处设有连接件126，连接件126弹性地连接到电极端子连接部118的相反两侧。在连接端子125未被连接到电极端子连接部118的状态中，连接件126之间的宽度W1大于电极端子连接部118的宽度W2。另外，随着电压感测部件124朝向电极端子连接部118移动，连接件126之间的距离减小，从而连接件126与电极端子连接部118的相反两侧形成紧密接触。
[0066] 即，因为安装部132构造为具有其中随着电压感测部件124朝向电极端子连接部118移动，安装部132的宽度在电极端子连接部118的插入方向上逐渐地减小的结构，所以，置放成与安装部132的内侧紧密接触的中空本体128和连接件126之间的距离也减小，由此连接件126在与电极端子连接部118的相反两侧紧密接触的状态下连接到电极端子连接部
118的相反两侧。
[0067] 虽然已经为了示意性的意图公开了本发明的示例性实施例，但是本领域技术人员可以理解，在不偏离如在所附
权利要求中所公开的本发明的范围和精神的情况下，各种
修改、添加和替代都是可能的。
[0068] 工业适用性
[0069] 如根据以上说明清楚地，根据本发明的电池模块中包括构造为具有容座结构的电压感测部件，该电压感测部件使用简单的组装方法连接到电极端子连接部，而不使用用于机械紧固和电连接的多个部件，由此能够降低制造电池模块的总体成本，并且即使当强烈的外部冲击或者振动被施加到电池模块时，仍然能够稳定地检测电池模块的电压。
[0070] 另外，能够防止当电极端子连接部插入在根据本发明的电池模块中包括的电压感测部件中从而检测电池模块的电压时可以发生的对于电极端子连接部的损坏，由此能够降低电池模块制造过程中的缺陷率并改进电池模块的安全性。
