中型或大型电池组模块的制作方法

专利名称：中型或大型电池组模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种中型或大型电池组才莫块(battery module),更 具体地，涉及一种包括多个堆叠的单元电池的中型或大型电池组模块， 每个单元模块包括两个或更多个彼此电连接的平板状电池组电池 (battery cell )，每个电池组电池具有形成在其相对侧的电极端子， 其中，所述电池组模块以如下方式制造通过焊接将一对单元模块的 电极端子连接，将包括检测构件的检测单元安装到焊接部分，并弯曲 该焊接部分从而堆叠单元模块，并重复执行上述过程直至所有单元电 池净皮堆叠。
背景技术：
近来，能够充电和放电的二次电池已经被广泛用作无线移动设备 的能量源。另外，二次电池作为电动汽车(EV)和混合电动汽车(HEV) 的电源，已经引起相当多的关注，上述电动汽车(EV)和混合电动汽车 (HEV)已经被开发来解决由现有的使用化石燃料的汽油和柴油车辆引 起的诸如空气污染之类的问题。
对于小型移动设备，每个设备使用一个或多个电池组电池。另一 方面，中型或大型设备，例如车辆，使用具有多个彼此电连接的电池 组电池的中型或大型电池组模块，因为对于中型或大型设备而言需要 高输出和大容量。
优选地，如果可能，中型或大型电池組模块被制造成具有小尺寸 以及小重量。为此，棱形电池组或袋形电池组(pouch-shaped battery)——其能够以高集成度进行堆叠并具有较小的重量与容量 比，通常用作中型或大型电池组模块的电池组电池。特别地，当前对 使用铝层压板(laminate sheet)作为保护构件的袋形电池组产生了 很大兴趣，因为该袋形电池组的重量小且其制造成本低。
图1为一般地图解常规的代表性袋形电池组的立体图。如图l所 示的袋形电池组IO被构造为这样一种结构，在该结构中，两个电极引线11和12分别从电池体13的上端部和下端部突出，同时电极引线 11和12彼此相对。保护构件14包括上保护部分和下保护部分。也就 是说，保护构件14为双元件构件。电极组件(未示出)被容纳在限定 于保护构件14的上和下保护部分之间的容纳部分中。相对侧14a以及 上和下端部14b和14c为保护构件14的上和下保护部分的接触区域， 被彼此结合，从而制造袋形电池组IO。保护构件14被构造为一种树 脂层/金属薄膜层/树脂层的叠层结构。因此，可以通过将热和压力施 加到保护构件14的上和下保护部分的相对侧14a以及上和下端部14b 和14c从而将其树脂层彼此焊接，而将保护构件14的彼此接触的上和 下保护部分的相对侧14a以及上和下端部14b和14c彼此结合。才艮据 情况，保护构件14的上和下保护部分的相对侧14a以及上和下端部 14b和14c可使用粘合剂彼此结合。对于保护构件14的相对侧14a， 保护构件14的上和下保护部分的相同树脂层彼此直接接触，从而通过 焊接实现在保护构件14的相对侧14a处的均匀密封。另一方面，对于 保护构件14的上和下端部14b和14c，电极引线11和12分别从保护 构件14的上和下端部14b和14c突出。为此原因，保护构件14的上 和下保护部分的上和下端部14b和14c^皮彼此热焊接，而同时考虑到 电极引线11和12的厚度以及电极引线11和12与保护构件14之间的 材料差异，薄膜形密封构件16被置于电极引线11和12与保护构件 14之间，从而增加保护构件14的密封性。
然而，保护构件14的机械强度较低。为了解决此问题，已经提出 了一种方法，其将电池组电池(单元电池)安装在诸如盒子之类的包 装壳中，从而制造具有稳定结构的电池组模块。然而，其中安装有中 型或大型电池组模块的设备或车辆的安装空间有限。因此，当电池组 模块的尺寸由于使用诸如盒子之类的包装壳而增大时，空间利用率降 低。另外，由于它们的机械强度低，因此电池组电池在其充电和放电 期间重复地膨胀和收缩。结杲，保护构件的热焊接区域会容易地彼此 分离。
并且，由于电池组模块为包括多个彼此組合的电池组电池的结构 体，所以当在一些电池组电池中出现过电压、过电流以及过热时，电 池组模块的安全性和运行效率降低。因此，需要用于检测过电压、过
6电流和过热的检测单元。具体而言，将电压传感器或温度传感器连接 到电池組电池，从而实时或以预定时间间隔检测和控制电池组电池的 运行。然而，检测单元的附接或连接使电池组模块的组装过程复杂化。 另外，由于为了附接或连接检测单元而有必要提供多个导线，可能会 发生短路。
另外，当使用多个电池组电池或多个各包括预定数目的电池组电 池的单元模块来构造中型或大型电池组模块时，需要多个用于在电池 组电池或单元模块之间进行机械连接和电连接的构件，结果，用于组 装所述机械连接和电连接构件的过程非常复杂。此外，需要用于连接、
焊接或用焊料焊接(soldering)所述机械连接和电连接构件的空间， 结果增大了系统的总尺寸。系统尺寸的增大在上述方面中并非优选。 因此，高度需要一种更为紧凑且结构上稳定的中型或大型电池组模块。 此外，在诸如振动和冲击之类的外力持续施加到其上的诸如车辆 之类的设备中，电连接区域处的接触电阻增大可能导致不安全的输出 并发生短路。

发明内容
因此，做出了本发明来解决上述问题以及其他仍未解决的技术问题。
具体而言，本发明的目的在于提供一种中型或大型电池组模块， 能够将电池组电池的重量和尺寸最小化同时有效加强电池组电池的4氐 机械强度并检测电池组电池的运行状态的检测单元稳定安装到所述电 池组模块。
本发明的另一目的在于提供一种中型或大型电池组模块，所述电 池组模块通过简单的組装过程制造而不需使用用于进行机械连接和电 连接的多个构件，从而降低所述中型或大型电池组模块的制造成本， 并且所述中型或大型电池组模块得以有效防止在其制造或运行期间短 路或受损。
根据本发明的一方面，上述和其他目的可通过提供一种中型或大 型电池组模块来实现，该电池组模块包括多个堆叠的单元电池，每个 单元模块包括两个或更多个彼此电连接的平板状电池组电池，每个电
7池組电池具有形成在其相对侧的电极端子，其中，所述电池组模块通
过以下方式制造通过焊接将一对单元模块的电极端子连接，将包括 检测构件的检测单元安装到焊接部分，并弯曲所述焊接部分以便堆叠 所述单元模块，并且重复执行上述过程直至所有单元电池被堆叠。
平板状电池组电池为具有小的厚度以及相对大的宽度和长度的二 次电池，从而在二次电池被堆叠以构造电池组模块时，二次电池的总 尺寸被最小化。在优选实施方案中，每个平板状电池组电池为二次电 池，该二次电池以这样一种结构构造，在该结构中电极组件被安装在 由包括树脂层和金属层的层压板制成的电池壳中，并且电极端子从电 池壳的上和下端部突出。具体而言，每个电池组电池以这样一种结构 构造，在该结构中，电极组件被安装在由铝层压板制成的袋形电池壳 中。具有上述构造的二次电池可被称为袋形电池组电池。
袋形电池组电池的壳可被构造为各种结构。例如，袋形电池组电 池的壳可被构造为这样一种结构，在该结构中，电极組件被容纳在形 成于两单元构件的上内表面和/或下内表面处的容纳部分中，并且上和 下接触区域被密封。带有上述构造的袋形电池组电池公开于PCT国际 申请No. PCT/KR2004/003312中，该申请以本专利申请的申请人的名
义提交。上述专利申请的公开内容通过引用并入本说明书，如同在此 进行详尽阐述一样。
电极组件包括阴极和阳极，通过所述阴极和阳极可以对电池组进 行充电和^t电。电极组件可#1构造为这样一种结构，在该结构中，阴 极和阳极被堆叠，同时在阴极和阳极之间相应设置隔板。例如，电极 组件可被构造为凝胶巻结构(jelly-roll structure),堆叠型结构或 复合结构。电极组件的阴极和阳极可被构造为使得阴极电极接头 (electrode tap )和阳极电极接头从电池组直接向外突出。替换性地，
连接到附加的引线，所述引线从电池组向外突出。
电池组电池一个一个地或者两个两个地或更多个更多个地净皮由金 属或塑料制成的高强度保护构件覆盖，从而构造单元模块。高强度保 护构件抑制电池组电池在其充电和放电期间的反复膨胀和收缩变化， 同时保护了具有低机械强度的电池组电池，从而防止电池组电池的密封区域之间的分离。
在一个单元模块中电池组电池可彼此串联和/或并联连接，或者一 个单元模块的电池组电池可与另一单元模块的电池组电池串联和/或 并联连接。优选地，电池组电池可彼此串联连接。
在优选实施方案中，每个单元模块包括两个电池组电池，并且每
个单元模块通过以下方式制造焊接电池组电池的一侧的电极端子(下 文中称为"下电极端子")，弯曲下电极端子使得电池组电池接触用于 制造每个单元模块的框架构件的相对的表面，以在堆叠电池组电池的 同时将电池组电池安装在框架构件上，并将所堆叠的电池组电池的外 表面覆盖以金属保护构件。
优选地，用于检测电压的构件(电压检测构件)连接到下电极端 子的焊接部分，同时电压检测构件安装在框架构件中，电压检测构件 还连接到每个单元模块的外部。在此说明书中，包含在检测单元中的 检测构件可称为"第一检测构件"，并且连接到下电极端子的焊接部分 的电压检测构件可称为"第二检测构件"，从而对前者和后者进行区分。
安装到在各单元模块之间的电极端子(下文称为"上电极端子") 的连接区域(焊接部分)的检测单元包括第一检测构件，如上文所述。 优选地，第一检测构件用于电压测量。优选地，检测单元包括绝缘 单元体，其呈薄六面体结构并设置在所堆叠的单元模块之间；和安装 在单元体中的第一检测构件。另外，单元体设置有狭缝，上电极端子
的焊接部分插入狭缝中，并且第一检测构件被构造为这样一种结构， 在该结构中，第一检测构件的一个端部延伸进入狭缝，并且第一检测 构件的另一端部从单元体突出以构造连接部分，从而在电极端子的焊 接部分插入狭缝中时在狭缝中实现连接。因此，在电池组模块制造期 间，检测单元设置在所堆叠的两个单元模块之间，以形成紧凑的堆叠 结构。
在优选实施方案中，通过将单元模块的上电极端子的焊接部分插 入到狭缝中并弯曲上电极端子从而使单元体位于单元模块之间，使得 第一检测构件的连接部分在与形成有狭缝的表面相同的表面处从单元 体突出，并且第一检测构件的连接部分从两个相邻的单元模块的上端 部突出。因此，可以容易地将用于电压测量的检测构件安装在单元模
9块之间的电连接区域处。另外，检测构件的连接部分从所堆叠的单元 模块的上端部突出，因此，非常易于实现在检测构件的连接部分和外 部电路之间的连接。
一个或多个绝缘盖(下端部盖)可进一步安装到单元模块的下端 部。下端部盖从外部保护在相应的单元模块中的电池组电池的下电极 端子(电连接的下电极端子)，从而防止发生短路。特别地，整体式下 端部盖在其安装到两个或更多个单元模块的下端部时可用于保持单元 模块的堆叠状态。
下端部盖可采用各种方式安装到单元模块。例如，下端部盖可为 独立模制体，其在电池组模块的组装过程中或在电池组模块组装完成 之后安装到单元模块的下端部，或者在完成电池组模块组装之后，电 池组模块的下端部可浸渍在绝缘熔融树脂中然后固化。
根据情况，具有与下端部盖相同的用途和结构并通过与下端部盖 相同的方法形成的一个或多个绝缘盖(上端部盖)可进一步安装到单 元模块的上端部。
优选地，每个框架构件被构造为格构式结构(lattice structure),在该格构式结构中两个电池组电池安装到框架构件的相 对侧，每个框架构件在其上端部的中央设有通孔，温度检测构件通过 该通孔插入到在所述电池组电池之间限定的缝隙中，和/或者每个框架 构件在其上端部的一侧设有插孔，外输入和输出端子安装在该插孔中。
通过将并不与另一单元模块的上电极端子电连接的一个单元模块 的上电极端子焊接到相邻单元模块的上电极端子，实现在单元模块之 间的电连接。因此，不必将外输入和输出端子安装到除了最外面的单 元模块之外的其余单元模块。然而，形成于每个框架构件的上端部的 一侧的插孔可用作指示器，以在单元模块的堆叠期间确定每个单元模 块的正确堆叠位置(方向)，尽管外输入和输出端子并不安装在插孔中。
另一方面，外输入和输出端子安装于电池组模块的每个最外面的 单元模块处的插孔中，并且每个单元模块的对应电极端子电连接到外 输入和输出端子。可以采用各种方式实现所述电连接。优选地，用于 将外输入和输出端子和对应电极端子电连接的汇流条安装到每个最外 面的单元模块的上端部，同时每个最外面的单元模块的外侧电极端子
10被弯曲，从而使每个最外面的单元模块的外侧电极端子紧密接触电池 组模块的外表面。
只要每个框架构件由具有特定强度的绝缘材料制成，每个框架构 件并无特别限制。例如，每个框架构件可由具有高可成形性的热塑性 树脂制成。在优选实施方案中，在每个高强度保护构件的一侧的上端 部和/或下端部中形成窄开口 ，在每个框架构件的一侧的上端部和/或 下端部处形成与该开口对应的突起。因此，在完成单元模块组装之后， 当在局部熔融突起的同时使得突起紧密接触开口时，增大了在每个框 架构件和每个金属保护构件之间的连接力。
根据情况，每个高强度保护构件的另一側的上端部和下端部中可 形成相对宽的开口，从而使宽开口与窄开口相对，并且可以在每个框 架构件的另一側的上端部和/或下端部处形成与宽开口对应的安装孔， 从而使每个单元模块通过安装孔被固定在预定区域中。具体而言，当
使用根据本发明的电池组模块来构造中型或大型电池组组件(bat tery pack)时，在设备的内底部处成一行形成突起，从而在使电池组模块 竖立的同时将其安装在设备的安装电池组组件的特定区域中，并且相 应的单元模块被安装为使得突起装配于框架构件的对应孔中，从而稳 定地实现电池组组件的安装。
制造紧凑电池組模块的一个考虑是，有效去除在电池组电池的充 电和放电期间由电池组电池产生的热。在本发明的电池组模块中，需 要高度集成地堆叠单元模块，以便实现电池组模块的紧凑结构。结果， 来自电池组电池的热的发散可能不令人满意。因此，优选地，多个突 起形成于构成每个单元模块的高强度保护构件的外表面，使得突起沿 着每个单元模块的横向方向延伸同时向外突出，从而在堆叠单元模块 期间形成冷却剂流动通道。在堆叠单元模块期间，使一个单元模块的 突起接触相邻单元模块的突起，从而在对应突起之间限定缝隙，即流 动通道。
根据本发明的另一方面，提供一种包括电池组模块的中型或大型 电池组组件。
在一个优选实施方案中，包括足以提供希望的输出和容量的单元 模块的电池组模块以这样一种结构构造，在该结构中，第一检测构件的连接部分、第二检测构件的连接部分和温度检测构件的连接部分从 电池组模块的上端部突出，并且用于控制电池组模块的运行的电池管
理系统(BMS)被安装到电池组模块的上端部。因此，各检测构件的连 接部分直接连接到BMS而不必使用导线，因此简化了组装过程，并且 可以消除由于复杂导线而引发短路的可能性。BMS可以各种形式制造。 优选地，BMS以印刷电路板(PCB)的形式制造。在这种情况下，各检 测构件的连接部分插入到在PCBBMS中形成的连接孔内，然后被焊接， 从而实现它们之间的电连接。
可通过互连多个电池组模块来制造中型或大型电池组组件，每个 电池组模块包括一个单元模块或预定数目的单元模块。在后一种情况 中，可以在有限安装空间中实现电池组组件的有效排布，并且当一些 电池组模块出故障时，可以容易地用新电池组模块替换有缺陷的电池 组模块。另外，在后一种情况下，分配给各个电池组模块的BMS为从 属BMS，因此可以进一步包括控制从属BMS的主BMS。
根据本发明的中型或大型电池组组件具有紧凑结构、结构稳定性 和布线简单的结构。因此，优选地，电池组组件用作这样一种运输i殳 备的电源，所述运输设备具有有限的安装空间并且诸如振动和沖击之 类的外力持续施加到其上，结果导致在这些设备运行期间发生短路的 可能性非常高，所述运输设备如电动汽车、混合电动汽车、电动摩托 车或电动自行车等。
此外，构成电池组组件的每个电池组模块的单元模块可在竖立的 同时进行安装。在这种情况下，电池组组件被有效安装在诸如车辆的 有限安装空间中，这更为优选。


根据下文的结合附图的详细描述，将会更清楚地理解本发明的上述 和其他目的、特征以及其他优点，在所述附图中
图1为图示常规的代表性袋形电池组的立体图2为图示彼此电连接以构造单元才莫块的两个电池组电池的立体 图，所述单元模块用于制造根据本发明一优选实施方案的电池组模块， 该图包含所述两个电池组电池的局部力文大视12图3为图示图2所示的电池组电池将安装到其上的框架构件的正面 透视图(see-through view);
图4为图示可用于制造根据本发明的电池组模块的示例性单元模块 的俯视图5至14为图示制造根据本发明一优选实施方案的中型或大型电 池组模块的过程的侧视图和立体图15为图示根据本发明一优选实施方案的中型或大型电池组模块 的下端部结构的立体图；和
图16至19为图示根据本发明一优选实施方案的电池组模块的上端 部结构的局部立体图、俯视图和全立体图。
具体实施例方式
现在将参照附图详细描述本发明的优选实施方案。然而，应该注 意的是，本发明的范围并不受图示实施方案限制。
图2为一般地图示彼此电连接以构造单元模块的两个电池组电池 的立体图，所述单元模块用于制造根据本发明一优选实施方案的电池 组模块，该图包括所述两个电池组电池的局部放大图。
参照图2，电池组电池IOO被构造为这样一种结构，在该结构中， 阴极端子110和阳极端子120位于其相对的两个端部处，并且电极组 件安装在袋形电池壳130中。
为构造单元模块，通过将电池组电池100的阳极端子120和电池 组电池101的阴极端子111彼此焊接，将这两个电池组电池100和101 彼此串联连接，并且电极120和111被弯曲使得电池组电池100和101 的表面彼此接触。另一方面，当电池组电池100的阴极端子和电池组 电池101的阳极端子121被焊接到相邻单元模块(未示出)的对应电 极端子时，电池组电池100的阴极端子和电池组电池101的阳极端子 121向外弯曲，在堆叠过程中包括所述两个电池组电池100和101的 单元模块将与所述相邻单元模块相邻。
图3是图示图2所示电池组电池将安装到其上的框架构件的正面 透视图。
参照图3,框架构件200具有大致对应于电池组电池(未示出)
13的形状。框架构件200被构造为格构式结构，以仅仅支撑电池组电池 的外边缘密封部分(即，在电极组件被安装于对应的电池壳中时于其 中热焊接电池壳的区域)，而电池组电池彼此紧密接触。
在框架构件200的下端部中形成狭缝210，电池组电池的下电极 端子的弯曲焊接部分140 (见图2)进入该狭缝210。在框架构件200 的下端部处安装有第二检测构件300，该第二检测构件从狭缝210沿 着框架构件200的侧面向框架构件200的上端部延伸。结果，当插在 狭缝210中的电池组电池的下电极端子的焊接部分使用铆钉固定到框 架构件200时，第二检测构件300的连接部分310与电极端子连接。 另一方面，第二检测构件300的连接部分310从框架构件200的上端 部突出，因此非常易于实现在第二检测构件300的连接部分310和电 池管理系统(BMS)之间的连接。
在框架构件200的上端部的中央处形成有通孔220，温度检测构 件(未示出)插入该通孔220中。通孔220沿着框架构件200的纵向 方向延伸。在框架构件200的上端部的一侧形成插孔230，在该插孔 中安装一个外输入和输出端子240。当构造电池组模块时，该外输入 和输出端子240安装在最外面的单元模块上。然而，即使外输入和输 出端子240并不安装在插孔230中，插孔230也用作指示器来在组装 电池组模块期间区分每个单元模块的上和下端部，因为插孔230被偏 心地形成在框架构件200的上端部的一侧。
图4是一般地图示可用于制造根据本发明的电池组模块的示例性 单元模块的俯视图。
参照图4，单元模块400被构造为这样一种结构，其中图2所示 的电池组电池100和101被金属保护构件410覆盖，同时电池组电池 100和101安装到如图3所示的框架构件200。金属保护构件410为在 其一侧呈开口形状弯曲的金属板。通过在将安装到框架构件的一对电 池组电池安装在金属保护构件410中的同时连接开口侧部412，制造 单元模块400。所述连接可釆用各种方法实现，所述方法例如焊接、 使用钩件和连接孔的组合的机械连接以及用焊料焊接。
当所述外输入和输出端子240安装在框架构件200的上端部插孔 中以便单元模块400用作电池组模块的最外面的单元模块时，用于将外输入和输出端子240和单元模块400的上电极端子420电连接的汇 流条430安装到单元模块400的上端部。汇流条43Q以覆盖上电极端 子420的结构安装，上电极端子420弯向单元模块400的上端部外表 面。因此，汇流条430用于稳定地保持上电极端子420的弯曲状态并 实现在外输入和输出端子240与单元模块400的上电极端子420之间 的电连接。
在形成单元模块400的外表面的金属保护构件410处形成多个突 起414，这些突起沿着单元模块400的横向方向延伸同时向外突出。 在堆叠单元模块期间，使单元模块400的突起414接触相邻单元模块 的突起，从而在对应突起之间限定流动通道。
图5至14为图示制造根据本发明一优选实施方案的中型或大型电 池组模块的过程的侧视图和立体图。
首先参照图5，两个单元模块400和401彼此焊接，同时单元模 块400和410的上电极端子420和421彼此接触，然后电极端子420 和421竖直弯曲，使得两个单元模块400和401彼此平行。
如图15所示，盖(下端部盖)500安装到各个单元模块400和401 的下端部。下端部盖500防止下电极端子暴露于外。根据情况， 一个 整体式盖510可安装到多个单元模块400、 401和402的下端部。该整 体式下端部盖510也可用于保持单元模块400、401和402的堆叠状态。
参照图6,用于电压测量的检测单元安装在单元模块的电极端子 的连接部分处。图16中示出了检测单元600的详细结构。参照图16, 检测单元600包括设置在待堆叠的单元模块400和401之间、呈薄六 面体结构的绝缘单元体610以及安装在单元体610中的第一连接构件 620。
单元体610设置有狭缝630,上电极端子440的焊接部分插入该 狭缝630中，并且第一检测构件620的连接部分640在与形成有狭缝 630的表面相同的表面处从单元体610突出。
参照图7，两个单元模块400和401的上电极端子的焊接部分再 次竖直弯曲以形成堆叠结构。此时，第一检测构件620的连接部分640 从相应的单元模块400和401的上端部突出，因此非常易于实现在第 一检测构件620的连接部分640与诸如BMS等的外部电路之间的连接。参照图8至10，采用与图5至7中所示的相同的方式执行焊接上 电极端子的过程(图8)、安装检测单元的过程(图9)以及弯曲上电 极端子的焊接部分的过程(图10)。结果，另一单元模块402被电连 接到单元模块401，同时单元模块401和402被排布为堆叠结构。
参照图10，总计五个连接部分从通过上述过程组装的三个单元模 块400、 401和402突出。它们中的两个为安装在单元模块400、 401、 402之间的检测单元601和602的连接部分640和641。其余三个为安 装到各个单元模块400、 401和402的框架构件上的第二连接构件(未 示出)的连接部分310、 311、 312。
图11和12中图示了通过上述组装过程组装的总计四个单元模块 的结构。
参照图11,四个单元才莫块400、 401、 402、 403被堆叠，同时单 元模块400、 401、 402、 403的电极端子彼此串联连接。在最外面的单 元模块400和403处安装外输入和输出端子240和242。根据情况， 上端部盖520可进一步安装到各个单元模块400、 401、 402、 403,如 图12所示。
图13为一般地图示完成组装过程之后电池组模块的立体图，图 14为 一般地图示BMS安装到其上的电池组模块的立体图。
参照图13,四个单元冲莫块400、 401、 402、 403各具有安装于其 中的两个电池组电池。因此，电池组模块具有总计八个电池组电池。 这些电池组电池彼此串联地电连接。在最外面的单元模块400和403 处安装外输入和输出端子240和242，该外输入和输出端子中的一个 为阴极而另一个为阳极。同样地，三个连接部分640、 641、 642和四 个连接部分310、 311、 312、 313从电池组模块700的上端部突出，其 中，所述三个连接部分640、 641、 642从安装到在单元模块400、 401、 402、 403之间的上电极端子焊接部分的检测单元突出，所述四个连接 部分310、 311、 312、 313从连接到介于两个安装在相应单元模块中的 电池组电池之间的下电极端子焊接部分的第二连接构件突出。
参照图14,在单元模块400、 401、 402、 403的上端部处安装BMS 印刷电路板(PCB) 710。相应的连接部分640、 641、 642、 310、 311、 312、 313连接到BMS PCB 710。
16图17至19为分别图示通过执行终止于图13的过程的组装过程而 构造的电池组模块的上端部结构的局部立体图、俯视图和全立体图。 为便于理解，在图18和19中示出电池组模块，同时无汇流条安装到 外输入和输出端子。
首先参照图17,外输入和输出端子240和242分别安装到最外面 的单元模块400和403。外输入和输出端子240和242通过安装在单 元模块400和403的上端部处的汇流条430与上电极端子440和443 电连接。最外面的单元模块400和403的外侧上电极端子440和443 被弯曲使得上电极端子440和443紧密接触单元模块400和403的外 表面。汇流条430安装在单元模块400和403的上端部处，使得汇流 条430覆盖弯曲区域。外输入和输出端子240和242被固定地插入插 孔230中，插孔230形成于单元模块400和403的框架构件200的一 侧的上端部中。
参照图18,在构成单元模块400外表面的金属保护构件410的一 侧的上端部中形成窄开口 416。在框架构件200的一侧的上端部处形 成与开口 416相对应的突起250。因此，在完成单元模块的组装之后， 当框架构件200的突起250紧密接触金属保护构件410的开口 416, 同时局部熔化框架构件200的突起250时，增大了在框架构件200和 金属保护构件410之间的连接力。
参照图19，在金属保护构件410的另一侧的上端部和下端部中形 成相对宽的开口 418。在框架构件200的另一侧的上端部和下端部处 形成与开口 418相对应的安装孔260,以便单元模块通过安装孔260 固定于预定区域中。
返回参照图17，连接部分310从每个框架构件200的上端部的一 侧突出，同时连接部分310从对应的第二检测构件延伸。在每个框架 构件200的上端部的中夹处形成通孔220,以便用于测量每个单元模 块中的两个电池组电池的温度的温度检测构件(未示出)插入到通孔 220中。
另外，连接部分640也从单元模块400和401之间的检测单元600 突出，上电极端子的焊接部分插入检测单元600中。
尽管出于说明的目的公开了本发明的优选实施方案，但是本领域普通技术人员可以理解的是，在不偏离如所附权利要求书中所公开的 本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改造、添加和替代。
工业适用性
如根据以上描述明显的，本发明具有的效果在于，易于将一检测 单元安装到中型或大型电池组模块，该检测单元能够将电池组电池的 重量和尺寸最小化，同时有效加强电池组电池的低机械强度，并检测 电池组电池的运行状态。另外，本发明具有的效果在于，通过简单的 组装过程制造电池组模块，而不必使用多个用于进行机械连接和电连 接的构件，从而降低了电池组模块的生产成本，并有效防止在电池组 模块的制造或运行期间电池组模块短路或受损。此外，本发明具有的 效果在于，易于使用作为单元体的电池组模块来制造具有希望的输出 和容量的中型或大型电池组组件。
权利要求
1. 一种中型或大型电池组模块，包括多个堆叠的单元电池，每个单元模块包括两个或更多个彼此电连接的平板状电池组电池，每个电池组电池具有形成在其相对侧的电极端子，其特征在于，所述电池组模块通过以下方式制造通过焊接将一对单元模块的电极端子连接，将包括检测构件的检测单元安装到焊接部分，并弯曲所述焊接部分以便堆叠所述单元模块，并且重复执行上述过程直至所有单元电池被堆叠。
2. 根据权利要求1所述的电池组模块，其中，每个电池组电池为 二次电池，该二次电池以这样一种结构构造，在该结构中，电极组件 被安装在由包括树脂层和金属层的层压板制成的电池壳中，并且电极 端子从所述电池壳的上和下端部突出。
3. 根据权利要求1所述的电池组模块，其中，每个单元模块包括 两个电池组电池，并且每个单元模块通过以下方式制造焊接所述电 池组电池的一侧的电极端子(下电极端子)，弯曲所述下电极端子使得 所述电池组电池接触用于制造每个单元模块的框架构件的相对的表 面，以在所述电池组电池被堆叠的同时将所述电池组电池安装在所述 框架构件上，并将所堆叠的电池组电池的外表面覆盖以金属保护构件。
4. 根据权利要求3所述的电池组模块，其中，电压检测构件(第 二检测构件)连接到所述下电极端子的焊接部分，同时所述电压检测 构件安装在所述框架构件中，所述电压检测构件还连接到每个单元模 块的外部。
5. 根据权利要求l所述的电池組模块，其中，所述检测单元安装 到在所述单元模块之间的电极端子(上电极端子)的连接区域(焊接 部分)，包括用于电压测量的第一检测构件。
6. 根据权利要求5所述的电池组模块，其中，所述检测单元包括绝缘单元体，该绝缘单元体呈薄六面 体结构，并设置在所堆叠的单元模块之间；和安装在所述单元体中的 所述第一检测构件，以及其中，所述单元体设置有狭缝，所述上电极端子的焊接部分插入该狭缝中，并且所述第一检测构件被构造为这样一种结构，在该结构中，所述第一检测构件的一个端部延伸进入所述狭缝，并且所述第一 检测构件的另一端部从所述单元体突出以构成连接部分，以便在所述 电极端子的焊接部分插入到所述狭缝中时实现所述连接。
7. 根据权利要求6所述的电池组模块，其中，所述第一检测构件 的连接部分在与形成有所述狭缝的表面相同的表面处从所述单元体突 出，并且通过将所述单元模块的上电极端子的焊接部分插入所述狭缝 中并弯曲所述上电极端子使得所述单元体位于所述单元模块之间，使 所述第一检测构件的连接部分从相邻两个单元模块的上端部突出。
8. 根据权利要求1所述的电池组模块，其中， 一个或多个绝缘盖 (下端部盖)进一步安装到所述单元模块的下端部。
9. 根据权利要求8所述的电池组模块，其中，所述下端部盖为独 立模制体，其在所述电池组模块的组装过程中或在所述电池组模块的 组装完成之后被安装到所述单元模块的下端部，或者在所述电池组模 块的组装完成之后，所述电池组模块的下端部被浸渍在绝缘熔融树脂 中然后被固化。
10. 根据权利要求1所述的电池组模块，其中， 一个或多个绝缘 盖(上端部盖)被进一步安装到所述单元模块的上端部。
11. 根据权利要求1所述的电池组模块，其中，每个框架构件被 构造为格构式结构，在该格构式结构中两个电池组电池被安装到所述 框架构件的相对侧，并且每个框架构件在其上端部的中央设有通孔， 温度检测构件通过该通孔插入在所述电池组电池之间限定的缝隙中。
12. 根据权利要求1所述的电池组模块，其中，每个框架构件在 其上端部的一侧设有插孔， 一个外输入和输出端子安装在该插孔中。
13. 根据权利要求12所述的电池组模块，其中，所述外输入和输 出端子安装在所述电池组模块的每个最外面的单元模块处的插孔中， 并且每个单元模块的对应电极端子通过汇流条电连接到所述外输入和 输出端子。
14. 根据权利要求13所述的电池组模块，其中，用于将所述外输 入和输出端子和所述对应电极端子电连接的汇流条被安装到每个最外 面的单元模块的上端部，同时每个最外面的单元模块的外侧电极端子 被弯曲，使得每个最外面的单元模块的外侧电极端子紧密接触所述电池组模块的外表面。
15. 根据权利要求1所述的电池组模块，其中，在每个高强度保 护构件的一侧的上端部和/或下端部中形成窄开口，在每个框架构件的 一侧的上端部和/或下端部处形成与所述开口对应的突起，由此，在单 元模块的组装完成之后，当使所述突起紧密接触所述开口同时局部熔 化所述突起时，增大了在每个框架构件和每个金属保护构件之间的连 接力。
16. 根据权利要求15所述的电池组模块，其中，在每个高强度保 护构件的另一侧的上端部和下端部中形成相对宽的开口，使得所述宽 开口与所述窄开口相对，并且在每个框架构件的另一侧的上端部和/ 或下端部处形成与所述宽开口对应的安装孔，使得每个单元模块通过 所述安装孔被固定在预定区域中。
17. 根据权利要求1所述的电池组模块，其中，多个突起形成于 构成每个单元模块的高强度保护构件的外表面，使得所述突起在向外 突出的同时沿着每个单元模块的横向方向延伸，从而在所述单元模块 的堆叠期间形成冷却剂流动通道。
18. —种包括根据权利要求1-17中任一项所述的电池组模块的中 型或大型电池组组件。
19. 根据权利要求18所述的电池组組件，其中，所述电池组模块被构造为这样一种结构，在该结构中，所述第一检测构件的连接部分、 所述第二检测构件的连接部分和所述温度检测构件的连接部分从所述电池组模块的上端部突出，并且用于控制所述电池组模块的运行的电 池管理系统(BMS)安装到所述电池组模块的上端部。
20. 根据权利要求18所述的电池组组件，其中，所述电池組组件 通过互连多个电池组模块制得，每个电池组模块包括一个单元模块或 预定数目的单元模块。
21. 根据权利要求18所述的电池組组件，其中，所迷电池组组件 用作电动汽车、混合电动汽车、电动摩托车或电动自行车的电源。
22. 根据权利要求18所述的电池组组件，其中，所述电池组模块 的单元模块在竖立的同时被安装在设备中。
全文摘要
本发明公开一种中型或大型电池组模块，该电池组模块包括多个堆叠的单元电池，每个单元模块包括两个或更多个彼此电连接的平板状电池组电池，每个电池组电池具有形成在其相对侧的电极端子。所述电池组模块通过以下方式制造通过焊接连接一对单元模块的电极端子，将包括检测构件的检测单元安装到焊接部分，并弯曲该焊接部分以便堆叠单元模块，并重复执行上述过程直至所有单元电池被堆叠。
文档编号H01M2/10GK101490871SQ200780026757
公开日2009年7月22日 申请日期2007年5月4日 优先权日2006年5月15日
发明者卢钟烈, 安宰成, 尹畯一, 尹种文, 杨在勋 申请人:株式会社Lg化学