专利名称：具有限制器的电池模块和固定限制器的方法
技术领域：
各实施例涉及具有限制器的电池模块和固定限制器的方法。
背景技术：
通过连接多个电池而制造的电池模块是大容量能量供应单元的元件。电池模块可 以用作例如电动汽车的电源。电池模块通常包括例如锂离子电池。锂离子电池的性能很少退化，即使经过反复 的充电/放电操作也是如此。然而，当锂离子电池充电时，锂离子电池由于锂离子的移动而 膨胀。由于电池模块包括多个锂离子电池，电池模块可以比它的原始尺寸膨胀大约5-10%。 因此，电池模块可变形。从而可能难以将电池模块附接到期望的位置和/或从期望的位置 分离；而锂离子电池的电阻可能增加。此外，当电池模块被用在电动汽车中时，包括约八个 电池模块的电池组可被安装在电动汽车中。因此，变形可能变得严重。因而，电池模块可以 包括用于限制二次电池膨胀的限制器。该限制器可被适当的拉力固定以稳定地限制电池的 膨胀。
发明内容
各实施例针对具有限制器的电池模块和固定所述限制器的方法，其比现有技术更进步。实施例的一个特征是提供一种电池模块，其包括具有改进的固定结构的限制器以 便稳定地限制电池膨胀。以上及其它特征和优点中的至少一个可以通过提供一种电池模块来实现，电池单 元中的多个电池在所述电池模块中连接，该电池模块包括彼此面对的一对端板；联接到 所述一对端板的限制器，所述限制器用于限制所述电池单元的膨胀；以及用于将所述一对 端板联接到所述限制器的联接单元，其中所述联接单元包括可变位置联接装置，该可变位 置联接装置被构造为在改变所述限制器和所述一对端板之间的联接位置的同时固定所述 限制器和所述一对端板。所述一对端板中的一个端板与所述限制器通过所述可变位置联接装置彼此联接， 所述联接单元进一步包括固定位置联接装置，用于在预定联接位置固定所述限制器和所述 一对端板中的另一个端板，并且所述一对端板中的另一个端板与所述限制器通过所述位置 固定联接装置彼此联接。所述固定位置联接装置可包括穿透所述限制器和所述一对端板中的所述另一个 端板的螺栓，和联接到所述螺栓的螺母。所述可变位置联接装置可包括楔形联接部分，并且所述一对端板中的所述一个端 板和所述限制器可以以楔形彼此联接。所述楔形联接部分可包括位于所述一对端板中的所述一个端板中的楔形凹进；和 楔形条，所述楔形条被构造为推动并变形所述限制器的一部分以便与所述楔形凹进匹配。
所述可变位置联接装置可进一步包括螺栓，所述螺栓穿透所述楔形条、穿透所述 限制器中细长孔和穿透所述一对端板中的所述一个端板；以及联接到所述螺栓的端部的螺母。所述楔形联接部分可包括楔形条，所述楔形条被构造为同时推动并变形所述一对 端板中的所述一个端板和所述限制器的一部分以便形成楔形凹进。所述可变位置联接装置可进一步包括螺栓，所述螺栓穿透所述楔形条、穿透所述 限制器中细长孔和穿透所述一对端板中的所述一个端板；以及联接到所述螺栓的端部的螺母。所述可变位置联接装置可包括齿状孔，所述齿状孔穿透所述限制器并在其内壁上 包括啮合表面；和齿状销，所述齿状销延伸通过所述限制器和所述一对端板中的所述一个 端板，所述齿状销将所述限制器和所述一对端板中的所述一个端板彼此联接，并且具有与 所述齿状孔的所述啮合表面的一部分对应的表面。所述限制器的高度等于或小于所述一对端板的高度。以上及其它特征和优点中的至少一个也可以通过提供一种将限制器固定到安装 在电池模块中的电池单元两端的一对端板上的方法来实现，该方法包括将所述限制器的 端部固定到所述一对端板中的一个端板；通过将所述限制器的另一端部朝向所述一对端板 中的另一个端板拉动而向所述限制器施加拉力；并且将所述限制器的所述另一端部联接到 所述一对端板中的所述另一个端板以便在所述拉力被施加到所述限制器的状态下固定所 述限制器。固定所述限制器的端部可包括将螺栓插入穿过所述限制器和所述一对端板中的 所述一个端板，以及将螺母联接到所述螺栓的端部。联接所述限制器的所述另一端部可包括使用楔形条将所述限制器的一部分压入 所述一对端板中的所述另一个端板的楔形凹进中，使得所述限制器的该部分被插入所述楔 形凹进中。联接所述限制器的所述另一端部可进一步包括将螺栓插入穿过所述楔形条、穿过 所述限制器的细长孔和穿过所述一对端板中的所述另一个端板；以及将螺母联接到所述螺 栓的端部。联接所述限制器的所述另一端部可包括使用所述楔形条将所述限制器和所述一 对端板中的所述另一个端板压在一起以便使所述限制器和所述一对端板中的所述另一个 端板彼此联接。联接所述限制器的所述另一端部可进一步包括将所述螺栓插入穿过所述楔形 条、穿过所述限制器的细长孔和穿过所述一对端板中的所述另一个端板；以及将螺母联接 到所述螺栓的端部。联接所述限制器的所述另一端部可进一步包括在所述限制器中形成齿状孔，使 所述齿状孔包括啮合表面；并且将齿状销插入所述齿状孔中，所述齿状销具有与所述啮合 表面对应的形状，从而所述齿状销穿过所述限制器和所述一对端板中的所述另一个端板而 将所述限制器和所述一对端板中的所述另一个端板彼此联接。
通过参照附图对示例性实施例进行详细描述，以上及其它特征和优点对于本领域 技术人员将变得更加明显，附图中图1示出了根据一实施例的电池模块的透视图；图2示出了图1中A部分的分解视图；图3A和;3B示出了图1中B部分的示意图；图4示出了图3A和图;3B示出的可变位置联接装置的修改示例的示意图；以及图5A到图6B示出了图3A和示出的联接单元的修改示例的示意图。
具体实施例方式于2009年12月18日递交至韩国知识产权局且名称为“具有带有改进的固定结构 的限制器的电池模块和固定限制器的方法”的韩国专利申请No. 10-2009-0126925通过引用 被全部合并于此。以下将参照附图更充分地描述示例性实施例；然而，这些示例性实施例可以以不 同的形式体现，并且不应当被解释为限于这里所记载的实施例。相反，这些实施例被提供为 使本公开全面和完整，并且向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。为了清楚的说明，附图中，层和区域的尺寸可能被放大。还应当理解的是，当层或 元件被提及为在另一元件“上”时，该元件可以直接在另一元件上，或者也可以存在中间元 件。另外，也应当理解，当元件被提及为在两个元件“之间”时，这两个元件之间可能只有该 元件，或者也可能存在一个或多个中间元件。相似的附图标记始终指代相似的元件。图1示出了根据一实施例的电池模块的透视图。参见图1，本实施例的电池模块可 包括电池单元10，电池单元10包括例如串联连接的多个电池1。电池模块还可以包括多个 板20、30和50。所述板可包括可被附接到电池单元10的上部和下部的上板20和下板30。 所述板还可包括彼此面对并且安装到电池单元10的两个端部的一对端板50。限制器40可 被联接到一对端板50。限制器40可固定一对端板50以限制电池单元10的膨胀。也就是 说，当电池单元10膨胀时，电池单元10可向端板50施加推力。反过来，限制器40可支持 一对端板50从而防止端板50和电池单元10的变形。在本实施例的电池模块中，如图2至图:3B所示，用于将限制器40联接到端板50 的联接单元可以被提供以防止电池单元10的变形。图2示出了图1中A部分的联接结构的放大的透视图，即，限制器40的端部处的 联接结构。在A部分中，端板50和限制器40可以通过螺栓111和螺母112在预定位置处 彼此联接，即通过固定位置联接装置彼此联接。具体而言，螺栓111可被分别插入穿过形成 在限制器40和端板51中的孔41和51。随后，螺母112可以被联接到螺栓111的端部以被固 定。因此，限制器40和端板50可以使用螺栓111和螺母112通过孔41和51而在预定位置 处被彼此联接。该位置在拉力被施加到后面将描述的可变位置联接装置时可成为参考位置。图3A和;3B示出了图1中B部分的放大视图，即限制器40的另一端处的联接结构。 具体而言，B部分示出了通过可变位置联接装置进行的联接。也就是说，限制器40和端板 50可以不被固定在预定位置。具体而言，限制器40可以沿方向T被拉动以加强拉力，即增 加拉力。随后，限制器40和端板50可以在保持拉力的状态下被彼此固定，即保持拉力的同时被彼此固定。在一种实施方式中，楔形凹进52可以被布置在端板50中；并且楔形条120 可以推动限制器40并使限制器40变形进入楔形凹进52，从而将限制器40压入楔形凹进 52中。换句话说，限制器40可以被预定工具(jig)(未示出)沿方向T拉动以向限制器40 施加大的拉力。随后，在这种状态下，限制器40可以被楔形条120推入楔形凹进52中并变 形。因此，如图3B所示，楔形联接部分可被形成。尽管构件，即限制器40、端板50和楔形条 120的联接状态可能由于楔形凹进52而不容易松开(release)，但螺栓121和螺母122仍 可被联接到楔形联接部分以增强所述联接状态。细长孔42可形成在限制器40中并沿拉力 方向延伸以增加螺栓121可以插入的孔的范围，因为限制器40和端板50之间的联接位置 可由于限制器40的拉动而变化。将限制器40固定在上述可变位置联接单元中的过程可如下。首先，限制器40的端部可通过使用固定位置联接装置被联接到一对端板50中的 一个。也就是说，如图2所示，限制器40的端部可通过使用螺栓111和螺母112固定。限制器40的另一端部可通过使用例如预定工具被朝向另一端板50 (沿方向T)拉 动，并可以在限制器40的弹性范围内延伸。在上述状态下，楔形条120可将限制器40的另一端部压入端板50的楔形凹进52 中。随后，可形成图3B所示的楔形联接部分。随后，螺栓121和螺母122可被联接到楔形 联接部分以便完成稳定联接。于是，弹力可被施加到延伸的限制器40上。因此，可以有效地处理电池膨胀。相 应地，电池膨胀可以被稳定地限制。在上述描述中，限制器40和端板50可具有彼此相同的高度。然而，如图4所示， 限制器40a的高度可比端板50的高度低。在一种实施方式中，楔形凹进52可预先形成在端板50中；并且限制器40可被压 入楔形凹进52中。然而，如果端板50由与限制器40相似的薄板形成，限制器40和端板50 可被楔形条挤压在一起并变形而不需要预先形成楔形凹进52。也就是说，如图5A和5B所 示，当端板50由容易加工的薄板形成时，楔形条120可挤压平的端板50和限制器40两者， 以同时在限制器40和端板50中形成楔形凹进。然后，螺栓121和螺母122可被联接到限 制器40和端板50。图6A和6B示出了联接单元的可变位置联接装置的另一修改示例。在本实施例中，齿状孔43和齿状销130可被使用以替代上述楔形联接部分。也就 是说，限制器40可包括具有啮合表面(geared surfaces) 43a的齿状孔43。齿状销130可 延伸穿过齿状孔43到达端板50，同时与啮合表面43a匹配，即对应于啮合表面43a。齿状 销130的宽度Wl可以小于齿状孔43的宽度W2，使得齿状销130和齿状孔43之间的联接位 置可调节。因此，当齿状销130在限制器40的另一端部被拉动并延长的状态下被插入齿状孔 43时，齿状销130可与啮合表面43a匹配以被固定，并且同时，齿状销130可穿透到达端板 50以便将限制器40和端板50彼此联接。因而，电池膨胀可通过限制器40的弹力被有效地 限制。因而，根据具有上述结构的电池模块，限制器可被固定，同时保持抵抗电池膨胀的 强大回复力，并且因此，由电池膨胀造成的电池模块的变形可被稳定地防止。
这里已经公开了各示例性实施例，并且尽管采用了具体术语，但是仅在广义和描 述的意义上使用并解释它们，而并不用于限定的目的。因此，本领域普通技术人员将会理 解，在不脱离所附权利要求记载的本发明的精神和范围的情况下，可以做形式上和细节上 的各种改变。
权利要求
1.一种电池模块，电池单元中的多个电池在所述电池模块中连接，该电池模块包括 彼此面对的一对端板；联接到所述一对端板的限制器，所述限制器用于限制所述电池单元的膨胀；以及 用于将所述一对端板联接到所述限制器的联接单元，其中所述联接单元包括可变位置联接装置，该可变位置联接装置被构造为在改变所述 限制器和所述一对端板之间的联接位置的同时固定所述限制器和所述一对端板。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述一对端板中的一个端板与所述限制器通过所述可变位置联接装置彼此联接， 所述联接单元进一步包括固定位置联接装置，用于在预定联接位置固定所述限制器和 所述一对端板中的另一个端板，并且所述一对端板中的所述另一个端板与所述限制器通过所述位置固定联接装置彼此联接。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中所述固定位置联接装置包括 穿透所述限制器和所述一对端板中的所述另一个端板的螺栓，和联接到所述螺栓的螺母。
4.根据权利要求2所述的电池模块，其中所述可变位置联接装置包括楔形联接部分，并且 所述一对端板中的所述一个端板和所述限制器以楔形彼此联接。
5.根据权利要求4所述的电池模块，其中所述楔形联接部分包括 位于所述一对端板中的所述一个端板中的楔形凹进；和楔形条，所述楔形条被构造为推动并变形所述限制器的一部分以便与所述楔形凹进匹配。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其中所述可变位置联接装置进一步包括螺栓，所述螺栓穿透所述楔形条、穿透所述限制器中细长孔和穿透所述一对端板中的 所述一个端板，以及联接到所述螺栓的端部的螺母。
7.如权利要求4所述的电池模块，其中所述楔形联接部分包括楔形条，所述楔形条被 构造为同时推动并变形所述一对端板中的所述一个端板和所述限制器的一部分以便形成 楔形凹进。
8.根据权利要求7所述的电池模块，其中所述可变位置联接装置进一步包括螺栓，所述螺栓穿透所述楔形条、穿透所述限制器中细长孔和穿透所述一对端板中的 所述一个端板，以及联接到所述螺栓的端部的螺母。
9.根据权利要求2所述的电池模块，其中所述可变位置联接装置包括 齿状孔，所述齿状孔穿透所述限制器并在其内壁上包括啮合表面；和齿状销，所述齿状销延伸通过所述限制器和所述一对端板中的所述一个端板，所述齿 状销将所述限制器和所述一对端板中的所述一个端板彼此联接，并且 具有与所述齿状孔的所述啮合表面的一部分对应的表面。
10.如权利要求1所述的电池模块，其中所述限制器的高度等于或小于所述一对端板的高度。
11.一种将限制器固定到安装在电池模块中的电池单元两端的一对端板上的方法，该 方法包括将所述限制器的端部固定到所述一对端板中的一个端板；通过将所述限制器的另一端部朝向所述一对端板中的另一个端板拉动而向所述限制 器施加拉力；并且将所述限制器的所述另一端部联接到所述一对端板中的所述另一个端板以便在所述 拉力被施加到所述限制器的状态下固定所述限制器。
12.如权利要求11所述的将限制器固定到安装在电池模块中的电池单元两端的一对 端板上的方法，其中固定所述限制器的端部包括将螺栓插入穿过所述限制器和所述一对端板中的所述一个端板，以及将螺母联接到所述螺栓的端部。
13.如权利要求11所述的将限制器固定到安装在电池模块中的电池单元两端的一对 端板上的方法，其中联接所述限制器的所述另一端部包括使用楔形条将所述限制器的一部 分压入所述一对端板中的所述另一个端板的楔形凹进中，使得所述限制器的该部分被插入 所述楔形凹进中。
14.如权利要求13所述的将限制器固定到安装在电池模块中的电池单元两端的一对 端板上的方法，其中联接所述限制器的所述另一端部进一步包括将螺栓插入穿过所述楔形条、穿过所述限制器的细长孔和穿过所述一对端板中的所述 另一个端板；以及将螺母联接到所述螺栓的端部。
15.如权利要求11所述的将限制器固定到安装在电池模块中的电池单元两端的一对 端板上的方法，其中联接所述限制器的所述另一端部包括使用所述楔形条将所述限制器和 所述一对端板中的所述另一个端板压在一起以便使所述限制器和所述一对端板中的所述 另一个端板彼此联接。
16.如权利要求15所述的将限制器固定到安装在电池模块中的电池单元两端的一对 端板上的方法，其中联接所述限制器的所述另一端部进一步包括将所述螺栓插入穿过所述楔形条、穿过所述限制器的细长孔和穿过所述一对端板中的 所述另一个端板；以及将螺母联接到所述螺栓的端部。
17.如权利要求11所述的将限制器固定到安装在电池模块中的电池单元两端的一对 端板上的方法，其中联接所述限制器的所述另一端部进一步包括在所述限制器中形成齿状孔，使所述齿状孔包括啮合表面；并且将齿状销插入所述齿状孔中，所述齿状销具有与所述啮合表面对应的形状，从而所述 齿状销穿过所述限制器和所述一对端板中的所述另一个端板而将所述限制器和所述一对 端板中的所述另一个端板彼此联接。
全文摘要
本发明涉及一种具有限制器的电池模块和一种固定限制器的方法，该电池模块包括彼此面对的一对端板；联接到所述一对端板的限制器，所述限制器用于限制所述电池单元的膨胀；以及用于将所述端板和所述限制器彼此联接的联接单元，其中所述联接单元包括可变位置联接装置，该可变位置联接装置被构造为在改变所述限制器和所述端板之间的联接位置的同时固定所述限制器和所述端板。
文档编号H01M2/00GK102104115SQ20101053884
公开日2011年6月22日 申请日期2010年11月5日 优先权日2009年12月18日
发明者朴时东, 李显芮, 金明喆, 金泰容 申请人:Sb锂摩托有限公司