用於高電壓電池組的電池模塊的製作方法

2023-10-06 11:45:04

專利名稱：用於高電壓電池組的電池模塊的製作方法
技術領域：
本發明總地來說涉及一種構成高電壓電池組的電池模塊，更具體涉及一種用於高電壓電池組的電池模塊，其中多個電池單元堆疊在一起形成模塊。
背景技術：
一般地，混合動力電動車、燃料電池車和電動車均是利用電動機驅動的車輛，必要地裝備有高電壓電池組以提供驅動功率給電動機。高電壓電池組被配置成在車輛運行過程中通過反覆充電和放電來提供所需的功率。這種高電壓電池組一般包括電池殼體、安裝在電池殼體中的多個電池模塊,和電池管理系統(BMS)，其中電池管理系統被配置成檢測構成電池模塊的各個單元電池的電壓、電流，和溫度，以便可以控制其操作。如圖I所示，傳統的電池模塊包括多個電池單元1，和用於支撐電池單元I的上部 和下部的上板2和下板3。每個電池單元I以向上直立的方式插入下板3中。電池單元I的上部插入下板2中。為了裝配電池單元1，上板2和下板3具有插入凹口 2a和3a，其中電池單元安裝在凹口中。然而，極有可能的是，在裝配電池時，在每個電池I的上端和下端均被安裝在上板2和下板3的插入凹口 2a和插入凹口 3a中的傳統設計中，會不正確地裝配電池。特別地，由於只將與插入凹口 2a和3a數目相對應的電池I的數目模塊化，因此電池模塊的封裝性是不利的。上述內容僅僅是為了幫助理解本發明的背景，而並不意味著本發明將落在本領域技術人員已知的相關技術的範圍內。

發明內容
因此，本發明牢記現有技術中存在的上述問題，並且本發明的一個目的在於提供一種用於高電壓電池組的電池模塊，以防止因不正確地裝配電池單元產生不合格的產品，並通過堆疊所需數目的電池單元形成模塊，因此就封裝而言也是有利的。為了實現上述目的，本發明提供一種用於車輛的高電壓電池組的電池模塊，包括多個固定板，沿豎直方向堆疊，並被裝配成以預定間隔彼此間隔開；多個電池單元，由固定板支撐並被安裝在固定板上，其中一個電池單元被放置在固定板之間；和緊固部件，將固定板彼此整體地連接在一起。每個固定板可以包括每個電池單元被安裝在其上的金屬板部件，使得金屬板部件支撐電池單元並用於冷卻電池單元；和殼體部件，與金屬板部件結合以形成金屬板部件的框架，並支撐電池單元的左、右兩端。電池單元可以分別電極，所述電極分別從相應電池單元的左、右兩端伸出；並且電極可以以之字形彼此連接，使得在電池單元通過固定板堆疊在一起時，最低電極與最高電極連接。殼體部件可以包括在其相反兩端上的電極安裝凹進，以允許每個電池單元的電極被插入並安裝在該電極安裝凹進中。多個伸出部可以一體形成在金屬板部件上，並且與位於金屬板部件下方的電池單元相接觸以支撐電池單元。金屬板部件可以由鋁製成，以改善電池單元的冷卻性能；殼體部件可以由塑料製成。緊固部件可以包括整體穿過堆疊的固定板的角部的長螺栓，和分別緊固於長螺栓的螺母。優選地，可以在堆疊的固定板與電池單元之間形成有空氣通道，以允許冷卻空氣從其中流動。每個固定板可以一體地包括板突起和板凹進，以便在固定板被堆疊和裝配時，控制固定板被裝配的位置。板突起和板凹進可以以成行對齊的方式分別形成在固定板的殼體部件的上表面和下表面上。根據本發明的用於高電壓電池組的電池模塊是有利的，因為多個·固定板和多個電池單元沿著豎直方向堆疊，因而防止由於不正確地裝配而產生不合格的產品，並且所需數目的電池單元被堆疊以被模塊化，因而在封裝方面很有利，並且改善了電池單元的冷卻性倉泛。


下面根據詳細說明書連同附圖將更清晰地理解本發明的上述目的和其他目的、特徵、和優勢。在附圖中圖I是示出傳統電池模塊的圖；圖2是示出根據本發明示例性實施例裝配的電池模塊的立體圖；圖3是示出根據本發明示例性實施例的電池模塊裝配過程的分解立體圖；和圖4-圖6是分別沿著圖2中的I-I線、II-II線、和III-III線的剖視圖。
具體實施例方式在下文中，將參考附圖描述根據本發明優選實施例的用於高電壓電池組的電池模塊。應當理解，此處所使用的「車輛」或「車輛的」或其他相似的術語一般包括諸如包括運動型多用途汽車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商用汽車的機動車輛，包括多種小船和輪船的水運工具、飛機等，和包括混合動力車輛、電動車輛、插入式混合動力車輛、氫提供動力的車輛、和其他可選燃料提供動力的車輛(例如，從除了石油以外的資源獲取的燃料)。如此處所指，混合動力車輛是具有兩種或以上動力源的車輛，例如同時汽油提供動力和電提供動力的車輛。如圖2-圖6所示，根據本發明的用於高電壓電池組的電池模塊包括多個固定板10、多個電池單元20，和緊固部件30。固定板10沿垂直方向堆疊，並被裝配成彼此間隔開預定間隔。電池單元20以一個電池單元20布置在固定板10之間的方式，由固定板10支撐並安裝在固定板10上。緊固部件30將固定板10彼此連接成一整體。在此，每個固定板10包括金屬板部件11和殼體部件12。電池單元20位於金屬板部件11上，使得部件11支撐電池單元20並起到冷卻電池單元20的作用。殼體部件12與金屬板部件11結合成整體以形成金屬板部件11的框架，並支撐電池單元20的左、右兩端。
此外，電池單元20分別具有電極21。電極21從相應的電池單元20的左端和右端伸出。電極21以之字形方式彼此連接，如圖4所示，以便在利用固定板10將電池單元20堆疊起來時最低電極21與最高電極21連接。電極安裝凹進(depression) 13形成於殼體部件12的相反兩端，使得每個電池單元20的電極21被插入並固定在電極安裝凹進13中。多個伸出部14 一體形成在每個金屬板部件11上，並且與位於金屬板部件11下方的電池單元20的上表面相接觸，以支撐電池單元20並抑制電池單元20移動。金屬板部件11可以由鋁(Al)製成，以改善電池單元20的冷卻性能。殼體部件12可以由塑料製成。通過通過鋁來製成金屬板部件11，可以進一步提高電池單元20的冷卻性能，因為鋁具有良好的導熱性。此外，通過利用塑料來製成殼體部件12，本發明的示例性實施例可以使結構變輕、提高耐用性，並提供電絕緣 性。此外，可以通過夾物模壓將金屬板部件11和殼體部件12結合成一體結構。緊固部件30包括多個長螺栓31，其整體穿過堆疊的固定板10的角部；和分別被固定到長螺栓31的螺母32。進一步地，每個固定板10 —體地包括板突起15和板凹進16，以便在固定板10被堆疊和裝配時，控制固定板10被裝配的位置。在此,板突起15和板凹進16形成在殼體部件12上。板突起15和板凹進16可以以成行對齊的方式分別形成在殼體部件12的上表面和下表面上。優選地，在堆疊起來的固定板10和電池單元20之間形成有空氣通道17，以允許進行冷卻的空氣通過。在下文中，將描述根據本發明的電池模塊的裝配步驟。將具有金屬板部件11和殼體部件12的一個固定板10放在地板上。然後，如圖3所示，將一個電池單元20安裝在固定板10上。電池單元20可以彼此成行地連接，並可被布置成使得其電極21彼此連接。如果一個電池單元20被安裝在固定板10上，則電池單元20被安裝在金屬板部件11上，電池單元20的邊緣安裝在殼體部件12，電極21被插入在形成於殼體部件12的左端和右端的電極安裝凹進13中。在將一個電池單元20安裝在一個固定板10上之後，將另一個固定板10安裝在電池單元20上。接著，如圖3中的箭頭Rl所示旋轉並安裝另一個電池單元20。隨後，將另一個固定板10安裝在電池單元20上，和如圖3中的箭頭R2所示旋轉另一個電池單元20並將其安裝在固定板10上。以此方式，將多個固定板10和多個電池單元20垂直地堆疊在一起，如圖4所示。此外，電池單元20通過以之字形方式彼此連接的電極21而彼此連接在一起。固定板10和電池單元20堆疊起來並被固定在適當位置，同時通過包括長螺栓31和螺母32等的緊固部件30兩兩彼此連接。堆疊的電池單元20由金屬板部件11的伸出部14支撐，從而防止電池單元20移動。此外，如果固定板10和電池單元20豎直堆疊在一起，則在固定板10與電池單元20之間限定有空氣通道17，允許進行冷卻的空氣通過。因此，根據本發明的電池模塊是有利的，因為多個電池單元20豎直地堆疊，因此可以防止因不正確地裝配而產生不合格的產品。此外，將預期數目的電池單元20堆疊起來形成模塊，因此在封裝方面也是有利的。此外，可以由鋁製成的金屬板部件11的伸出部14在裝配過程中與電池單元20接觸，以便因鋁具有較高的導熱性而進一步提高了電池單元20的冷卻性能。進一步地，空氣通道17形成在堆疊的電池單元20的上方和下方，從而允許用於冷卻的空氣通過，因而改善了電池單元20的冷卻性能。此外，當多個固定板10被堆疊起來時，板突起15被裝配到相應的板凹進16中，因而防止不正確地裝配固定板10並控制裝配位置。而且，根據本發明的電池模塊是有利的，因為固定板10的殼體部件12是由塑料製成的，因而實現質輕、改善耐用性、防止外部的熱侵入，並提供電絕緣性。儘管已經出於說明的目的公開了本發明的優選實施例，但是本領域的技術人員應該理解的是，在不偏離權利要求中所公開的本發明的範疇和精神的情況下，還可以做出各種改進、增加，和替代。·
權利要求
1.一種用於車輛的高電壓電池組的電池模塊，包括 多個固定板，沿豎直方向堆疊，並被裝配成以預定間隔彼此間隔開； 多個電池單元，由所述固定板支撐並被安裝在所述固定板上，其中一個電池單元被放直在所述固定板之間；和 緊固部件，將所述固定板彼此整體地連接在一起。
2.如權利要求I所述的電池模塊，其中每個所述固定板包括 每個所述電池單元被安裝在其上的金屬板部件，其中所述金屬板部件支撐所述電池單元並用於冷卻所述電池單元；和 殼體部件，與所述金屬板部件結合以形成所述金屬板部件的框架，並支撐所述電池單元的左、右兩端。
3.如權利要求I所述的電池模塊，其中所述電池單元包括電極，所述電極分別從相應電池單元的左、右兩端伸出，並且 所述電極以之字形彼此連接，其中在所述電池單元通過所述固定板堆疊起來時，最低電極與最高電極連接。
4.如權利要求2所述的電池模塊，其中所述殼體部件包括在其相反兩端上的電極安裝凹進，以允許每個所述電池單元的電極被插入並安裝在所述電極安裝凹進中。
5.如權利要求2所述的電池模塊，其中多個伸出部一體形成在所述金屬板部件上，並且與位於所述金屬板部件下方的所述電池單元相接觸以支撐所述電池單元。
6.如權利要求2所述的電池模塊，其中所述金屬板部件由鋁製成，以提高所述電池單元的冷卻性能，並且 所述殼體部件由塑料製成。
7.如權利要求I所述的電池模塊，其中所述緊固部件包括 整體穿過堆疊的固定板的角部的多個長螺栓；和 分別緊固於所述長螺栓的螺母。
8.如權利要求I所述的電池模塊，其中在所述堆疊的固定板與電池單元之間形成有空氣通道，以允許冷卻空氣從其中流過。
9.如權利要求I所述的電池模塊,其中每個所述固定板一體地包括板突起和板凹進，以便在所述固定板被堆疊和裝配時，控制所述固定板被裝配的位置。
10.如權利要求9所述的電池模塊，其中所述板突起和所述板凹進以成行對齊的方式分別形成在所述固定板的所述殼體部件的上表面和下表面上。
全文摘要
本發明公開一種用於高電壓電池組的電池模塊。該電池模塊被配置成沿著豎直方向堆疊多個固定板和多個電池單元，因而防止由於不正確地裝配而產生不合格的產品，並且堆疊要求數目的電池單元以被模塊化，因此在封裝方面很有利，並改善了電池單元的冷卻性能。
文檔編號B60L11/18GK102931364SQ20111045231
公開日2013年2月13日 申請日期2011年12月29日 優先權日2011年8月10日
發明者林海圭 申請人:現代自動車株式會社, 起亞自動車株式會社