專利名稱：電池模組的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電池模組。
背景技術：
扁平而薄的電池(“扁平電池”)在本領域為人公知并得到應用。在扁平電池中，具有陰極電極板和陽極電極板的發電元件密封在由薄膜部件例如層疊薄膜構成的盒形外蓋內部。與密封在外蓋內部的發電元件連接的板形電極端子從外蓋的內部向外部突出。日本發明專利公開No.公開了一種高功率、高容量的電池模組，其中多個扁平電池堆疊并且串聯和/或并聯地電連接在一起，其全部內容以引用的方式并入本文。其它日本發明專利公開No.2004-6141、2006-02884和也以引用的方式并入本文。
在本文中，“電池模組(battery module)”是指包括多個連接的電池的單元，而“電池組件(battery assembly)”是指多個連接的電池模組。
在車輛領域具有特別應用的電池組件的使用和設計表現出對于兩個特征的需求。首先，需要電池組件緊湊，這一點可以通過盡可能地減小各個扁平電池模組之間的距離來實現。其次，電池模組的結構不應該受到振動的負面影響。如果電池模組遭受振動并受到振動的影響，由這種振動引起的應力可能反過來影響電極端子等的連接，因此影響電池的耐用性。因此，總是不斷地需要尺寸較小同時保持其結構不受振動影響的電池模組。

發明內容
本發明的實施例涉及一種電池模組和一種形成電池模組的方法。所述電池模組可以包括多個扁平電池和多個電絕緣隔離件。所述多個扁平電池中的每個沿著厚度方向彼此上下堆疊且具有突出到外蓋外部的板形電極端子，并且所述多個扁平電池與密封在所述外蓋內部的發電元件連接。所述多個電絕緣隔離件沿著所述多個扁平電池的厚度方向堆疊，并且接受和支撐一個以上所述扁平電池的相互隔開的電極端子，其中至少一個所述絕緣隔離件具有沿著至少一個所述電極端子的突出方向的開口，從而露出所述至少一個電極端子的一部分。
根據下面的說明和所附權利要求書可以清楚理解本發明的其它特點和優點。


圖1是顯示根據本發明實施例構成的電池模組的透視圖。
圖2是圖1所示電池模組的分解透視圖，其中電池模組相對于圖1是倒置的。
圖3是顯示設置在外殼內部的電池單元(cell unit)和絕緣蓋的頂視圖。
圖4是沿著線4-4獲得的圖3的剖視圖。
圖5是顯示去掉絕緣蓋的電池單元的透視圖。
圖6是顯示構成電池單元的三個子組件的透視圖，其中各子組件的前側朝向前。
圖7是顯示圖6所示子組件的透視圖，其中各子組件的后側朝向前。
圖8是從底側顯示圖6所示子組件的透視圖。
圖9是顯示電池單元的分解透視圖，其中電池單元的前側朝向前。
圖10是顯示電池單元的分解透視圖，其中電池單元的后側朝向前。
圖11是顯示電池單元中彼此上下堆疊的扁平電池和絕緣板的概念圖。
圖12是顯示電池單元中扁平電池的電連接的概念圖。
圖13A是顯示電池單元中所包括的示例性扁平電池的透視圖。
圖13B是沿著橫截線α-α獲得的圖13A的扁平電池的剖視圖。
圖14A是顯示電池單元中所包括的示例性絕緣板的透視圖；圖14B是內外倒置的絕緣板的透視圖；圖14C是沿著線14C-14C獲得的圖14A的剖視圖；圖14D是沿著線14D-14D獲得的圖14A的剖視圖。
圖15A和圖15B是顯示其中一個電極和一個輸出端子由一對絕緣板接受和保持的構造的透視圖。
圖16A和圖16B是顯示其中扁平電池設置為低于圖15A所示位置的狀態的透視圖。
圖17A、圖17B和圖17C是顯示其中多個電極由一對絕緣板接受和保持的構造的透視圖。
圖18是顯示絕緣板的切掉部分的寬度與電極的寬度之間關系的頂視圖。
圖19A是顯示電池單元的前側的透視圖；圖19B是顯示電壓檢測連接器的透視圖，該電壓檢測連接器插入安裝在電池單元前側的絕緣蓋中。
圖20是電池單元的后側的透視圖。
圖21是顯示外殼內部的冷卻空氣通道的示意圖。
圖22A是顯示去掉圖19B所示電壓檢測連接器的電池單元的前側的透視圖；圖22B是顯示與電池單元的前側分離的絕緣蓋的透視圖；圖22C是示意性顯示電壓檢測連接器的透視圖。
圖23A是顯示扁平電池的主要部分的頂視圖，其中電壓檢測端子板連接在電極上；圖23B是沿著線23B-23B獲得的圖23A的剖視圖，并且顯示其中電極和電壓檢測端子板通過沖壓焦化(punch coking)連接在一起的構造；圖23C是主要部分的剖視圖，顯示插入電壓檢測部分的連接器。
圖24A是顯示具有凹入部分的絕緣板的主要部分的剖視圖，通過沖壓焦化形成于電壓檢測端子板的表面上的凸出部分插入該凹入部分中；圖24B是顯示通過鉚釘連接在一起的電極和電壓檢測端子板的剖視圖。
圖25是顯示第一子組件的一部分組裝的部分組裝透視圖。
圖26是顯示圖25之后第一子組件的組裝的俯視圖。
圖27是顯示圖26之后第子組件的一部分的部分組裝透視圖。
圖28是顯示圖27之后第一子組件的組裝的俯視圖。
圖29是顯示圖28之后第一子組件的一部分的部分組裝透視圖。
圖30是顯示圖29之后第一子組件的組裝的俯視圖。
圖31是顯示第二子組件的一部分的部分組裝透視圖。
圖32是顯示圖31之后第二子組件的組裝的俯視圖。
圖33是顯示第三子組件的一部分的部分組裝透視圖。
圖34是顯示圖33之后第三子組件的組裝的俯視圖。
圖35是顯示圖34之后第三子組件的一部分的部分組裝透視圖。
圖36是顯示圖35之后第三子組件的組裝的俯視圖。
圖37是顯示圖36之后第三子組件的一部分的部分組裝透視圖。
圖38是顯示圖37之后第三子組件的組裝的俯視圖。
圖39是顯示根據可選實施例的絕緣板的修改實施例形狀的透視圖。
圖40是顯示具有根據圖39所示修改實施例的絕緣蓋的電池單元的透視圖。
具體實施例方式
將參照

本發明的示例性實施例。附圖中的相同部件以相同的參考標記顯示。
在本發明的實施例中，為了提供對本發明的更透徹的理解，提出了很多具體的細節。然而，本領域的普通技術人員很清楚，可以在不使用這些具體細節的條件下實施本發明。在其它情況下沒有詳細描述眾所周知的特征，以避免使本發明不清楚。
圖1和圖2顯示根據本發明的實施例構成的電池模組50。如圖1所示，X軸和Y軸方向有時分別表示電池模組50、電池單元60、外殼70等的縱向和橫向。Z軸方向有時表示豎直方向(表示圖中所示的取向)、厚度方向(表示模組中容納的電池的最薄方向)、堆疊方向(表示一個電池堆疊在另一個電池上以形成電池模組)。參照附圖用在本文中的術語“前表面”是指與縱向垂直的位于前側的表面(例如，如圖1的實施例中所示，電輸出端子140和150所突出的前側)，術語“后表面”是指位于與前側相對一側的表面，即同樣與縱向垂直的位于后側的表面。在圖1和圖2的實施例中，電池具有沿著縱向的最大尺寸(長度)、沿著橫向的次大尺寸(寬度)以及沿著厚度方向或堆疊方向的最小尺寸(厚度)。
如圖1和圖2所示，電池模組50包括設置在外殼70內部的電池單元60。電池單元60包括多個扁平電池(在下面稱為“電池”)101-108，總稱為電池100；以及多個絕緣板或隔離件121-138，總稱為隔離件110，全部隔離件沿著電池100的厚度方向堆疊。本領域的普通技術人員可以理解，術語“扁平電池”用于表示具有通常較薄的平面形狀的電池(基本上如圖1和圖2的實施例中所示)，該形狀沿著厚度方向的尺寸相對來講小于沿著縱向和/或橫向的尺寸。
參照圖2，外殼70包括盒形下殼71和上殼72。本領域的普通技術人員可以理解，術語“上”和“下”是為了相對于處于圖2所示取向的外殼70的部件的顯示進行解釋，而不是想要將本發明限于所顯示的取向，因為在不脫離本發明的某些方面的條件下，也可以使用其它的取向。下殼71可以包括具有邊緣71c的壁71b，邊緣71c限定下殼71中的開口71a。上殼72相當于并且形成開口71a的蓋子。上殼72的邊緣72a可以沿著下殼71的周壁71b的邊緣71c卷繞或卷曲，或者以其它方式沿著邊緣71c緊固于此，使得上殼72與下殼71接合(如圖1中邊緣連接區的局部放大剖視圖所示)。下殼71和上殼72可以由相對薄的、相對剛性的可成形板構成，例如經由壓制過程成形的鋁板。外殼70容納電池單元60并且在下殼71的前表面和后表面上具有通孔75(在圖1和圖2中只顯示了穿透前表面的通孔75)，通孔75沿著縱向延伸穿透外殼。用在本文中的術語“前表面”和“后表面”是指沿著縱向間隔的位于前側和后側的表面，因此該實施例中的通孔75沿縱向延伸穿透外殼的前側和后側(如圖1中所示)。通孔75有利地以多個通孔75成組的形式形成，每個通孔75相互平行并且沿著豎直(“堆疊”)方向上下設置地延伸，這如圖1和圖2所示。但是，本領域的普通技術人員可以理解，通孔75可以例如以任意數量和/或沿著橫向設置。同樣，無論如何也不希望通孔的具體數量和所顯示的具體幾何形狀限制本發明的范圍。
參照圖3至圖5，圖中顯示了電池單元60的各個視圖。在如圖3至圖5所示的一個或多個實施例中，電池單元60可以包括一個以上或多個電池100，電池100在其端子端部具有電極端子或突片100t。突片100t由隔離件110(對應于絕緣板并且在本文中有時候稱為絕緣板)接受并且保持在其間，而且沿著堆疊方向(圖3至圖5所示取向中的豎直方向)堆疊。電池與分別具有正極極性和負極極性的輸出端子140和150電連接。因此，電正極輸出端子140和電負極輸出端子150與堆疊電池100的適當電極端子或突片100t電連接。用在本文中的突片100t或多個突片100t表示正極側突片100p(陰極電極端子)和負極側突片100m(陽極電極端子)的一個或者多個或者全部。用在本文中的正極側突片100p或多個突片100p總體上表示電池101至108的正極側突片101p、102p、103p、104p、105p、106p、107p和108p的一個或者多個或者全部。用在本文中的負極側突片100m或多個突片100m總體上表示電池101至108的負極側突片101m、102m、103m、104m、105m、106m、107m和108m的一個或者多個或者全部。類似地，隔離件110或多個隔離件110總體上表示前側的隔離件121至129和后側的隔離件130至138的一個或者多個或者全部(為了清楚起見，在圖5中沒有編號，參見圖9)。如圖所示和所述，電池100沿著電池的厚度方向上下堆疊，并且串聯地電連接。因此，一個電池的陰極(正極側突片101p)與下一個電池的陽極(負極側突片101m)串聯地連接，直到模組中的全部電池100電連接，并且電池序列的任一端的陰極和陽極分別與正極輸出端子140和負極輸出端子150電連接，這一點將在下面參照圖12進行更完全地說明。本領域的普通技術人員可以理解，通過并聯連接多個電池構成的電池模組也可以用于本發明的一個或多個實施例中。例如，在這種并聯電池實施例中也可以使用其間放置和接受電池突片100t的絕緣隔離件110并且提供隔離件開口，下面將更完全地說明這一點，在這里的實施例中沒有完全說明這種情況。
如圖5所示，絕緣蓋91和92可拆卸地安裝在電池單元60的前表面和后表面上。絕緣蓋91和92覆蓋突片100t和隔離件110以及其間的開口112或212(取決于實施例，后面將更詳細地描述為切掉部分112或凹入部分212)，從而保護突片100t并且確保突片100t與外殼70之間的電絕緣。插孔91a和92a分別形成于絕緣蓋91和92中并且穿透。插孔91a和92a允許通過插入連接器(圖5中未顯示，參見圖19B和圖22A至圖22B中的連接器170)連接到外部裝置(未顯示)上，例如用于檢測電壓的電壓檢測裝置或用于控制電池的充放電的控制裝置。在所示實施例中，插孔91a和92a位于輸出端子140和150之間的中央。當將控制連接器插入插孔91a和92a中時，它可以連接到突片100t的電壓檢測部分160，或者以其它方式連接到安裝于突片100t的電壓檢測部分160上。電壓檢測裝置可以通過連接器檢測電池100的電壓，從而提供對電池電壓的檢測和/或控制，或者提供其它功能，例如控制電池模組50的充電和/或放電等。導向板91b和92b可以安裝在絕緣蓋91和92的內側(蓋91或92朝向電池100的向內的側)，用于引導連接器的插入和/或取出。此外，多個咬扣配合鉤91c和92c或其它緊固裝置可以沿著絕緣蓋91和92的外周安裝，以便與隔離件110和/或輸出端子140和150接合，并且將絕緣蓋91和92緊固于其上。在安裝之后，絕緣蓋91和92覆蓋正極側突片100p、負極側突片100m和隔離件110。絕緣蓋91和92在一表面上設置有通孔95，所述通孔從突片100t和隔離件110的露出部分(該區域在下面參照圖19A和圖20說明時稱為開口200或敞開區域200)向外并且與這些露出部分相對。如圖5所示，通孔95形成為多個細長敞開區域的組，該敞開區域沿著橫向平行地延伸并且沿著縱向延伸穿透蓋91和92。但是，與通孔75相似，通孔95的數量和幾何形狀不限制本發明的范圍，并且本領域的普通技術人員在閱讀本發明之后可以理解，可以在不脫離本發明的某些方面的條件下進行各種變化。
參照圖1和圖2，正極側輸出端子140和負極側輸出端子150分別穿過形成于下殼71的周壁71b的一部分處的切掉部分71d和71e從外殼70向外突出。周壁71b還可以包括切掉部分71f，絕緣蓋91和92的插孔91a和92a可以穿過該切掉部分71f從外殼70向外突出。
下殼71和上殼72可以包括形成于其四個角部的螺栓孔73。類似地，隔離件110可以包括在與螺栓孔73相應的位置形成于隔離件中的螺栓孔111，使得螺栓(未顯示)可以穿過外殼70的四個角部并且穿過隔離件110的螺栓孔111。襯套93可以插入隔離件110的螺栓孔111中。另外，襯墊部件94或多個襯墊部件94可以安裝在電池單元60與上殼72之間。另外，多個電池模組50可以通過穿過螺栓孔73插入的螺栓進行組合，從而形成電池組件(未顯示)。
如上所述，外殼70接受電池單元60，其中電池單元60具有電池100和隔離件110并且絕緣蓋91和92安裝于電池單元60。通過經由螺栓孔73、襯套93和螺栓孔111插入和緊固螺栓，可以固定隔離件110相對于外殼70的位置。此外，因為隔離件110將突片100t保持于其間，固定隔離件110的位置也可以固定電池100相對于外殼70的位置。
體空間99(例如在圖5中表示在幾個位置)可以設置在外殼70的內表面和電池100之間，該體空間可以與開口200流體連通，如下面參照圖19A和圖20所述，開口200技術上包括由在隔離件110和突片100t之間延伸的敞開區域200限定的體積。另外，設置在絕緣蓋91和92中的通孔95也可以與設置在下殼71中的通孔75以及設置在隔離件110之間的敞開區域200流體連通，并且可以經由通孔75和95與外殼70的外部流體連通，從而提供通過內部容納有電池100的外殼70的冷卻氣流或其它流體。
參照圖6至圖8，圖中顯示三個子組件81、82和83的各個部分組裝視圖。圖6顯示從頂角投影的子組件81、82和83的前側透視圖，其中輸出端子140和150朝著向前的方向。圖7顯示從頂角投影的子組件81、82和83的后側透視圖，圖8顯示從底角投影的子組件81、82和83的前側透視圖。在圖6至圖8所示的實施例中，子組件81、82和83可以通過組合而構成或者以其它方式形成電池單元60。電池單元60使用第一至第三子組件81、82和83進行組裝。第一子組件81顯示為位于頂部，并且構成為三個電池101、102和103上下堆疊并且串聯地電連接。第二子組件82顯示為位于中間，并且構成為兩個電池104和105上下堆疊并且串聯地電連接。第三子組件83顯示為位于底部，并且構成為三個電池106、107和108上下堆疊并且串聯地電連接。第一子組件81、第二子組件82和第三子組件83彼此串聯地電連接。通過連接后側的朝外的突片103p和104m，第一子組件81和第二子組件82彼此串聯地電連接。類似地，通過連接后側的朝外的突片105p和106m，第二子組件82和第三子組件83彼此串聯地電連接。將負極側輸出端子150安裝于第一子組件81，將正極側輸出端子140安裝于第三子組件83。另外，子組件81至83可以通過這樣的方式在例如98處結合在一起，即在第一子組件81的電池103與第二子組件82的電池104之間以及第二子組件82的電池105與第三子組件83的電池106之間使用雙面帶98。
參照圖9至圖10，圖中顯示電池單元60的實施例的分解透視圖，其中圖11所示側視圖進一步顯示該實施例。如圖9至圖11所示，電池單元60包括八個電池101至108、十八個隔離件121至138以及兩個輸出端子140和150。在十八個隔離件121至138中，九個隔離件121至129朝向輸出端子140和150設置在前側，九個隔離件130和138設置在后側。為了方便說明，電池101至108沿著電池的堆疊方向從上至下(圖9至圖11中豎直地從上至下)稱為第一電池101至第八電池108；前側的九個隔離件121至129按照與上面定義相同的順序稱為第一隔離件121至第九隔離件129；后側的九個隔離件130至138按照與上面定義相同的從上至下的順序稱為第十隔離件130至第十八隔離件138。
參照圖11，第一隔離件121至第十八隔離件138設置為這樣即，突片100t由沿著電池的堆疊方向設置的隔離件接受并保持在其間。正極側輸出端子140包括導電匯流條141和安裝在匯流條141的端部并覆蓋端子140的樹脂蓋142。匯流條141具有板形形狀并且與第八電池108的正極側突片108p對準。負極側輸出端子150類似地包括導電匯流條151和安裝在匯流條151的端部并覆蓋端子150的樹脂蓋152。匯流條151具有板形形狀并且與第一電池101的負極側突片101m對準。在一個實施例中，匯流條141和151可以由導電金屬例如銅基材構成。參照圖9，當從前側看時，正極側端子140的樹脂蓋142位于匯流條141的右端。相反，在負極側輸出端子150的樹脂蓋152中，樹脂蓋152位于匯流條151的左端。每個匯流條141和151分別設置有一對沿著堆疊方向穿透其中的通孔143和153。
圖12是顯示電池單元60中的電池100的電連接的示意圖，圖13A是顯示實例電池101的透視圖，其代表可以包含在電池單元60中的電池100之一。圖13B是沿著圖13A中的橫截線α-α獲得的實例電池101的剖視圖。
如圖12和圖13A和13B所示，電池101可以為扁平鋰離子蓄電池。本領域的普通技術人員根據本發明可以理解，這種電池101的發電元件101q(見圖13B，示出了沿著圖13A的橫截線α-α獲得的剖視圖)位于盒形外蓋100a的內部，并且包括密封在該盒形外蓋100a中的堆疊陰極電極板101r、陽極電極板101s和所述電極板之間的分隔件101t，或多個堆疊陰極電極板101r、陽極電極板101s和所述電極板之間的分隔件101t。該盒形外蓋100a可以由膜類材料例如層疊薄膜等構成。電池101設置有薄板型正極突片101p和薄板型負極突片101m。突片101p形成為這樣即，突片101p的一端與外蓋100a內部發電元件101q的陰極電極板電連接，并且突片101p的另一端從外蓋100a向外突出，用作陰極電極端子，在本文中稱為突片101p。對于鋰離子電池的實例，突片101p可以由例如鋁構成。類似地，突片101m形成為這樣即，突片101m的一端與外蓋100a內部發電元件的陽極電極板101s電連接，并且突片101m的另一端從外蓋100a向外突出，用作陽極電極端子，在本文中稱為突片101m。對于鋰離子電池的實例，突片101m可以由例如銅構成。
突片101t(為了這里討論的目的，代表突片101p和突片101m)從電池101沿著縱向從兩側(前側和后側)向外延伸。在這種具有充電元件(陽極板和陰極板)堆疊的電池中，有利的是沿著電極板的堆疊方向在充電元件上施加壓力，以保持陰極電極板與陽極電極板之間的距離，并且實現電池的最佳性能。因此，當每個電池置于外殼70內部時，可以沿著堆疊方向在兩側施加壓力，使得每個電池內部的充電元件也被壓在一起。雖然圖12和圖13(13A和13B)是將電池101的結構作為例子進行說明，但是本領域的普通技術人員可以認識到，與上述結構相同的電池結構基本上可以應用于任何電池101至108。
另外，如圖13A所示，端子板161(對應于電壓檢測端子板)可以連接在負極側突片100m上。在一個實施例中，端子板161可以包括一個或多個或者一對形成于其中的通孔162。通孔109可以形成于突片100m中，當交替堆疊的電池上的突片100m朝向與端子板161相同時，通孔109與端子板161的通孔162對準(如圖23B所示)。通孔109也可以形成于正極側突片100p中。類似地，通孔109也可以形成于第二電池102、第三電池103、第五電池105、第六電池106和第八電池108(圖9和10中所示)的正極側突片102p、103p、105p、106p和108p中。于是，通孔109和162沿著堆疊方向延伸穿透突片100t和端子板161。
圖14A顯示隔離件110的頂部透視圖，圖14B顯示其底部透視圖，隔離件110對應于根據本發明的實施例構成的第四隔離件124、第六隔離件126、第十二隔離件132、第十四隔離件134和第十六隔離件136。圖14C和圖14D分別顯示沿著圖14A的剖切線C-C和D-D獲得的剖視圖。如圖14A至圖14D所示，隔離件110可以為平面部件，其沿著電池100的堆疊方向從隔離件110的兩側接受和容納突片100t。用于插入襯套93(圖2中所示)的螺栓孔111沿著隔離件110的堆疊方向穿透隔離件110。隔離件110可以由電絕緣材料(例如，樹脂)構成，然而，只要隔離件110的材料電絕緣并且具有足以接受和保持突片100t的強度，可以使用各種類型的隔離件，而不脫離本發明的某些原理。絕緣蓋91和92也可以由與隔離件110相同或相似的絕緣材料構成。
每個隔離件110構成為提供開口，該開口通常稱為開口200或敞開區域200，例如在圖中所示的實施例中開口200可以包括一對切掉部分112，該切掉部分形成于與正極側突片100p和負極側突片100m對應的位置處。在該實施例中，切掉部分112沿著堆疊方向穿透每個隔離件110的一些部分。連接部分112a經過每個切掉部分112的內邊緣(朝向電池)連接隔離件110的其它部分。如圖14所示，連接部分沿著堆疊方向更薄。因此，該構造提供連接部分112a處的階梯部分，該階梯部分允許與外殼70的內部體空間99流體連通，使得例如當將隔離件110安裝于電池100上時，冷卻空氣可以流過切掉部分112，流入電池外殼70，并且經過堆疊電池100的表面。如果隔離件110設置在電池單元60的前側，則切掉部分112向前側敞開；反之，如果隔離件110設置在電池單元60的后側，則切掉部分112向后側敞開。換句話說，由切掉部分112形成的開口200朝著突片100t從電池向外伸出或突出的方向敞開，該方向可以稱為電極端子或突片100t的突出方向。盡管矩形形狀的切掉部分112優選形成于沿著隔離件110的兩個位置處，每個切掉部分112沿著橫向從隔離件110的中心等距離地隔開，但是這種尺寸不限制本發明的范圍。相反，本領域的普通技術人員可以認識到，可以存在修改實施例，只要切掉部分112沿著與突片100t的突出方向相同的方向敞開即可。
另外，隔離件110設置有隔離件連接器，例如沿著堆疊方向位于隔離件110一個表面上的銷(或凸臺)113和沿著堆疊方向位于隔離件110的相對表面上的用于接受銷的孔或用于接受銷的凹入部分114。如圖14C所示，銷113和凹入部分114沿著堆疊方向彼此共線(如圖14C所示)。在一個可選實施例中，隔離件連接器有利地包括沿著橫向近似形成于隔離件110中心(而非切掉部分112處)的一對銷113和一對凹入部分114。
根據本發明的一個實施例，一起使用多對隔離件110，以將突片100t接受并保持于其間。在該實施例中，多對隔離件中的至少一個被置于一個突片100t和另一個突片100t之間。例如，如圖11所示，負極側突片101m接受并保持在成對的第一隔離件121和第二隔離件122之間，而正極側突片102p接受并保持在成對的第二隔離件122和第三隔離件123之間。因此，如該實施例所示，第二隔離件122用于接受和保持負極側突片101m和正極側突片102p。如此，第二隔離件122在兩個突片100t，即上突片101m和下突片102p之間共用，以減小突片之間的距離。通過保持電池100之間的距離盡可能短，可以獲得緊湊的電池模組50。
參照圖15A至圖15B、16A至圖16B和17A至圖17B，圖中顯示根據本發明一個實施例的突片100t和負極側輸出端子150的各個透視圖。如圖15A和15B所示，隔離件122設置有從頂面穿透至底面的接合孔115，隔離件121設置有從底面伸出的咬扣配合鉤116。一個隔離件110(如圖15A和圖15B所示的隔離件121)的咬扣配合鉤116被插入設置在另一個隔離件110(如圖15A和15B所示的隔離件122)的表面中的接合孔115中并與其接合。換句話說，隔離件110可以通過擠壓配合在一起而有利地彼此連接，使得一個隔離件110上的咬扣配合鉤116與下一個隔離件110上的對應接合孔115接合。因此，這可以提供隔離件110之間的快速而輕松的連接，這轉而允許快速而輕松地插入突片100t。
如圖15至圖17所示，一對隔離件110(該實施例中的隔離件121和122)包括用于固定隔離件之間的突片100t的固定機構117。例如，該固定機構可以包括設置在一對隔離件121和122中的隔離件122上的銷113，并且銷113通過穿透突片101m的通孔109插入。另外，該固定機構可以包括設置在另一個隔離件121上的凹入部分114，當銷113的遠端已經穿過通孔109時，該凹入部分接受銷113的末端或遠端，近端因此完全接合在通孔109中。這種固定機構可以防止當電池模組50遭受振動時隔離件121和122相對于突片101m錯位，從而防止由這種錯位引起的突片之間的短路。
另外，在堆疊電池100以組裝電池模組50的過程中，將下隔離件110的銷113的遠端插入上隔離件110的凹入部分114中，從而允許同時確定隔離件110相對于突片100t的位置以及電池100之間隔離件110的相對位置。如此，當組裝電池模組50時銷113和凹入部分114的定位功能可以有效地起作用。
在一個實施例中，匯流條141、匯流條151、端子板161和突片100t各自具有成對的通孔143、153、162和109。銷113穿過這些成對通孔中的每一個插入，以便減小和/或防止旋轉。在某一實施例中，成對通孔143、153、162和109可以在一側具有圓形形狀并且在另一側具有橢圓形或長圓形形狀，使得銷113可以容易地插入并且穿過這些孔。
如圖15所示，突片101m和負極側輸出端子150的匯流條151通過一對隔離件121和122之間的成對銷113與凹入部分114對準。突片101m和匯流條151的一部分位于切掉區域112中。可以經由焊頭(未顯示)將突片101m焊接到匯流條151上，在組裝中，焊頭可以方便地放置并且激活，以將突片101m焊接到匯流條151上，從而將輸出端子150與第一電池101電連接。具有指示性固定銷113和凹入部分114的隔離件121和122可以用作夾具，以便對準突片101m和匯流條151，用于將突片101m焊接到匯流條151上。因為焊頭可以置于切掉部分112內進行焊接操作，因此焊接性良好。可以將第二隔離件122的銷113穿過分別形成于匯流條151、負極側突片101m和端子板161上的通孔153、109和162插入，并且插入第一隔離件121的凹入部分114中，從而定位匯流條151、負極側突片101m和端子板161。一旦定位之后，除了經由切掉部分112露出的突片101m的一部分和露出用于連接上述連接器170的電壓檢測部分160之外，突片101m和匯流條151通過隔離件121和122與外部觸點絕緣或者避免與外殼70接觸。
參照圖16A和圖16B，突片102p由一對隔離件122和123接受和保持，突片102p的僅僅一部分從電池向外延伸或突出超出隔離件122和123。第三隔離件123的銷113可以穿過第二電池102的通孔109，進入第二隔離件122的凹入部分114，從而定位正極側突片102p。另外，正極側突片102p的延伸超出隔離件122和123的部分可以連接在負極側突片103m(延伸超出隔離件123和124)上，從而將第二電池102與第三電池103(示于圖11中)串聯地電連接。
參照圖17A、圖17B和圖17C，突片101p和102m由一對隔離件131和132對準。此外，突片101p和102m的一部分位于切掉區域112中。將突片101p和102m的位于切掉區域112中的一部分進行焊接，由此彼此物理上連接并且電連接。例如，焊接可以通過超聲波焊接方式進行，從而將電池101和102電連接。隔離件131和132可以用作夾具，當將突片101p和102m彼此焊接時，該夾具用于保持突片101p和102m。將第十二隔離件132的銷113穿過分別形成于負極側突片102m和端子板161中的通孔109和162插入，并且插入第十一隔離件131的凹入部分114中，從而定位端子板161和負極側突片102m。于是，除了突片101p、102m經由切掉部分112和電壓檢測部分160暴露的部分之外，突片101p、102m通過隔離件121和122實現絕緣。
如圖11所示，電池單元60可以通過將堆疊的電池100串聯地連接而構成，具體地說，通過將具有相反極性的突片100p和突片100m彼此電連接而構成。正極側輸出端子140和負極側輸出端子150與堆疊中的端電池電連接，即，分別與第八電池108和第一電池101電連接。
參照圖18，圖中顯示隔離件110的切掉部分112的寬度與突片100t的寬度之間的有利關系。如圖18所示，切掉部分112的寬度S(即，敞開區域200的寬度S)可以小于突片100t的寬度W，從而露出突片100t的具有寬度S的一部分。因為突片100t的寬度W大于突片100t的露出部分，或切掉部分的寬度S，因此突片100t在切掉部分112的兩側橫向延伸一定距離，以至由隔離件110遮蓋。如此，突片100t可以在隔離件110之間布置、保持和對準。此外，隔離件110可以具有一致的厚度，這可以防止上突片和下突片100t通過切掉部分112彼此接觸，從而防止相鄰突片100t之間的短路。
參照圖19A至圖19B、圖20和圖21，圖19A是顯示電池單元60的前側的透視圖；圖19B是顯示將連接器170插入安裝在電池單元60前側的絕緣蓋91中的透視圖；圖20是電池單元60后側的透視圖；圖21是顯示外殼70內的冷卻通道的示意圖。
如前面圖14A和14B所示，圖19A顯示隔離件110還可以包括電壓檢測切掉部分118，該部分不同于由一個或多個切掉部分112形成的開口96。電壓檢測切掉部分118設置為用于將突片100t的近端的一部分暴露于電壓檢測連接器或控制連接器170。突片100t從切掉部分118露出的該部分可以用作電壓檢測部分160，通過將連接器170與突片100t在切掉部分118處露出的部分相接觸來檢測電池100的電壓。于是，例如外部電壓檢測裝置180或控制器180可以經由連接器170與電池模組50連接。如圖所示，突片100t本身可以用作電壓檢測部分160，而不是使用與突片100t分離的電壓檢測端子。這可以有利地節省空間，并且還簡化用于檢測電壓的結構特征，另外可以方便電池模組50的組裝。
參照圖19A和圖20，當電池單元60組裝之后，由切掉部分112形成多個開口200或敞開區域200。當敞開區域200由隔離件110、突片100t和相鄰堆疊的隔離件110包圍時，敞開區域200限定敞開的空間或體積，然而，為方便引用，開口200的體空間也可以稱為敞開區域200或多個敞開區域200。正極側突片100p和負極側突片100m通過敞開區域200露出。開口或敞開區域200的體積由沿著堆疊方向的一對切掉部分112之間的露出體積限定。這些開口區域位于與正極側突片100p和負極側突片100m的位置對應的位置。
參照圖19A、圖20和圖21，電池單元60的前后側被稱為敞開區域200的開口可以用作通風空間。如上所述，在外殼70的內壁與電池100之間存在一些空間99。該空間可以與敞開區域200流體連通。于是，如圖4和圖21所示，例如從電池單元60后側的敞開區域200引入的冷卻空氣可以圍繞電池100流動并且流出電池單元60前側的敞開區域200，從而允許冷卻空氣接觸突片100t。于是可以消散所產生的熱量。在突片100t因為電池100的充電或放電而發出熱量之后，隨著突片100t冷卻，在突片100t的表面上可以出現凝露，并且不進行電池100的再充電或放電。另外，隨著循環繼續并且凝露累積，冷凝的露水可能腐蝕突片100t。然而，當冷卻空氣與突片100t接觸時，突片100t可以很容易地變干，從而減少和/或防止凝露。此外，因為絕緣蓋91和92以及下殼71分別設置有通孔95和75，這些通孔與敞開區域200流體連通，雖然電池100被外殼70遮蓋，也可以保持電池100的冷卻性能。
圖22A是顯示當從插孔91a取下或分離圖19B所示連接器170之后的情形的透視圖。圖22B是顯示絕緣蓋91的透視圖。圖22C是顯示連接器170的透視圖。圖23A是顯示電池100的主要部分的頂視圖，其中電壓檢測端子板161與負極側突片100m連接。圖23B是沿著線23B-23B獲得的圖23A的剖視圖，其中突片100m和電壓檢測端子板161通過沖壓焦化連接。圖23C是顯示插入電壓檢測部分160中的連接器170的主要部分的剖視圖。圖24A是顯示具有凹入部分119的隔離件110的主要部分的剖視圖，形成于電壓檢測端子板161表面上的凸出部分163通過沖壓焦化插入該凹入部分中。圖24B是顯示突片100m和電壓檢測端子板161通過鉚釘165連接的剖視圖。
參照圖19、圖22和圖23，連接器170通過絕緣蓋91的插孔91a可拆除地安裝在或連接在電壓檢測部分160上。如圖23C所示，連接器170可以具有與電壓檢測部分160接合的連接端子171。連接器170可以經由一根或多根導線172與電壓檢測裝置180連接。于是，電壓檢測部分160與電壓檢測裝置180經由連接器170和導線172的電連接可以通過插入連接器170來完成。另外，可以基于電壓檢測裝置180中檢測到的電壓由其它控制器(未顯示)檢查每個電池100的工作狀態。
電池100的多個電壓檢測部分160沿著電池的堆疊方向以直線布置。此外，連接器170具有多個布置在與每個電壓檢測部分160對應的位置中的連接端子171。如圖所示，四個電壓檢測部分160布置在前側，而四個電壓檢測部分160布置在后側。一旦將連接器170插入插孔91a中，電壓檢測部分160和連接端子171就可以連接，從而允許將電壓檢測部分160與電壓檢測裝置180電連接。
因為電壓檢測部分160由突片100t從切掉部分118露出的部分限定，并且因為突片100t保持在隔離件110之間，因此電壓檢測部分160之間的間隙由堆疊隔離件110的高度確定。于是，沿著電池堆疊方向的電壓檢測部分160之間的間隙以及電壓檢測部分160與連接端子171之間的關系可以得到保持。因此，當多個電壓檢測部分160與多個連接端子171對準時，不需要調節每個電壓檢測部分160的高度，從而允許輕松地一次連接多個連接端子171。
在每個電池100中包括已充電元件或突片100t的一部分的尺寸可以在厚度(即，電池高度)上變化。通常，當突片100t相對較厚時，突片100t的用作電壓檢測部分160的那部分在插入或者取出連接器170時通常不會變形。然而，當突片100t相對較薄時，突片100t在這種插入或取出之后會遭受變形。于是，根據本發明的一個實施例，電壓檢測部分160可以具有端子板161，該端子板可以由比突片100t厚的金屬板構成，并且可以連接于突片，從而防止突片100t變形。端子板161可以在形成于隔離件110背面的凹入位置(未顯示)由隔離件110接受。與不包括端子板161的電壓檢測部分160相比，電壓檢測部分160的強度因為增加端子板161而提高，從而減小和/或防止由插入或取出連接器170導致的電壓檢測部分160的變形。另外，端子板161可以直接安裝于突片100t上，從而相比于使用與突片100t分離的端子板161可以節省更多空間。
端子板161包括通孔162，隔離件110的銷113可以通過該孔插入。穿過通孔162插入的銷113可以支撐端子板，并且減小在插入和取出連接器170時施加于端子板161上并因此施加于突片100t和已充電元件等上的負載。然而，本領域的普通技術人員可以認識到，根據突片100t的相對厚度和/或強度(以及因為插入和取出連接器170而導致變形的可能性)，可能需要或不需要端子板161。
參照圖17A，突片101p與突片102m相鄰并設置于突片102m上。端子板161安裝在突片102m上。為了避免突片101p與端子板161之間的接觸，突片101p設置有和/或包括切掉部分100b，該切掉部分在位置上對應于端子板161并且尺寸上大于端子板161。通過該結構，在突片101p和102m之間插入端子板161時不會產生間隙，從而允許突片102m和101p緊密設置并且彼此接觸，即使當連接端子板161時也能夠實現期望的電連接。
如上所述，突片100t可以通過焊接例如通過超聲波焊接彼此固定。如圖17所示，突片102m和101p可以通過切掉區域112中的焊接例如通過超聲波焊接彼此固定。此外，突片101m和輸出端子150的匯流條151(示于圖15中)也可以通過切掉區域112中的焊接例如通過超聲波焊接彼此固定。延伸超出隔離件110的突片102p、103m、106p和107m也可以通過焊接例如通過超聲波焊接彼此固定(示于圖16和圖19A中)。
本領域的普通技術人員可以認識到，突片100t和端子板161也可以通過超聲波焊接固定。然而，如果通過超聲波焊接固定突片100t和端子板161，然后通過超聲波焊接將突片100t彼此固定，有可能突片100t與端子板161之間的焊接部分會遭受由超聲波焊接導致的振動，這可能潛在地導致焊接部分的分離和焊接強度的降低。因此，當通過超聲波焊接將突片100t彼此固定時，有利的是，通過沖壓焦化或者鉚釘165固定突片100t與端子板161，以保持焊接強度和期望的質量。此外，在插入和取出連接器170時，端子板161會遭受因為連接端子171與端子板161之間的摩擦和剪切力而產生的推力。這種推力可以由沖壓焦化或鉚釘165的剪切強度承受和降低，從而減少或防止突片100t和端子板161的分離。
參照圖23，根據本發明的一個實施例，突片100m和端子板161通過沖壓焦化連接。也就是說，對準的凸出和凹入部分163分別形成于端子板161的頂面上和端子板161或突片100m的底面上。如圖23B和圖23C所示，當將連接器170和連接端子171插入孔91a中時，可以控制連接器170所插入的相鄰端子板161和突片100m的位置，這如圖23A和圖23C所示。通過進行沖壓焦化，經過已接合的凹入部分163的平面形成階梯，突片100m和端子板161通過該凹入部分163擠壓配合，該階梯與插入和取出連接器170所產生的推力方向垂直。因此，盡管存在推力，但是突片100m與端子板161之間的固定部分可以經受住分離。
參照圖24A，隔離件110具有凹入部分119，通過沖壓焦化形成于端子板161表面上的凸出部分163可以插入該凹入部分中。當突片100m由隔離件110接受時，隔離件110的凹入部分119和端子板161的表面的凸出部分163連接起來。如果端子板161遭受來自連接器170的振動，則隔離件110可以緩解這種振動并且保護突片100m，使其免遭振動。因此，可以減小和/或避免突片之間的連接部分焊接處的應力集中，從而改善突片100t的耐用性以及電池模組50的可靠性。此外，因為隔離件110可以抵抗施加于端子板161上的推力，因此可以減小施加于突片100m上的推力，從而改善突片100m的耐用性。
如上所述，銷113安裝在隔離件110上，并且穿過形成于突片100m和端子板161中的通孔109和162。然后可以將銷113插入上隔離件110的凹入部分114中。圖24B顯示突片100m和端子板161通過鉚釘165連接的實施例。鉚釘165包括從端子板161的頂面和底面都伸出的鉚釘頭165a，從而形成凸出形狀。類似地，當通過使用鉚釘165將突片100m和端子板161連接在一起時，隔離件110優選地具有凹入部分119，鉚釘頭165a插入該凹入部分中。
圖11和圖12顯示電池單元60中的電池100和/或隔離件110的堆疊狀態。參照圖12，第二電池102和第五電池105可以使用相同類型的電池并且可以沿相反的方向設置，而不相互顛倒。類似地，第三電池103和第六電池106以及第四電池104和第七電池107也可以使用相同類型的電池。因此，盡管電池單元60包括八個電池101至108，卻只使用五種類型的不同形狀的電池。減少電池100的類型允許降低電池100的制造成本。
突片100t的形狀可以變化，并且可以考慮子組件81、82和83中的突片100t以及這些子組件之間的突片100t應該容易連接而確定其形狀。具體地說，突片100t可以以兩種不同的構造形成。一種構造提供沿著縱向的細長突片100t，其近端延伸超出隔離件110。在一種不同的構造中，近端不是超出隔離件110的細長形。如圖12所示，第一構造(或細長構造)包括正極側突片102p、正極側突片103p、負極側突片103m、負極側突片104m、正極側突片105p、正極側突片106p、負極側突片106m和負極側突片107m。后一構造包括除上述突片之外的突片，即正極側突片101p、負極側突片101m、負極側突片102m、正極側突片104p、負極側突片105m、正極側突片107p、正極側突片108p和負極側突片108m。
端子板161與每個電池100的負極側突片100m連接。正極側突片101p、104p和107p具有切掉部分100b，用于接受其中安裝有端子板161的負極側突片100m上的端子板161(如圖13A和13B所示)。
參照圖12，下面將說明電池100的電連接。在圖12中，電連接的突片100t如圖所示通過雙點劃連接線彼此連接。
設置在某些連接線附近的“黑色矩形”表示在第一至第三子組件81、82和83中的切掉區域112中通過超聲波焊接彼此連接的突片100t。設置在其它連接線附近的“黑色圓形”表示這樣的突片100t即，其從電池向外延伸超出隔離件110并且在第一子組件81和第三子組件83中通過超聲波焊接在隔離件110外部彼此連接。此外，設置在某些其它連接線附近的“白色圓形”表示這樣的突片100t即，其從電池延伸超出隔離件110并且當每個子組件81、82和83組裝起來并且彼此連接時通過超聲波焊接在隔離件110外部彼此連接。
當組裝第一子組件81時，在切掉區域112內部連接正極側突片101p和負極側突片102m。此外，在隔離件110外部連接正極側突片102p和負極側突片103m。另外，在切掉區域112內部連接負極側突片101m和負極側輸出端子150的匯流條151(圖16中所示)。
為了組裝第二子組件82，在切掉區域112內部連接正極側突片104p和負極側突片105m。另外，當組裝第三子組件83時，在切掉區域112內部連接正極側突片107p和負極側突片108m，在隔離件110外部連接正極側突片106p和負極側突片107m。在切掉區域112內部連接正極側突片108p和正極側輸出端子140的匯流條141。
當將每個子組件81、82和83組裝起來時，在隔離件110外部將正極側突片103p和負極側突片104m彼此連接，于是第一子組件81和第二子組件82相連接。當連接第二子組件82和第三子組件83時，在隔離件110外部連接正極側突片105p和負極側突片106m。于是，突片100p與100m彼此電連接，從而串聯地連接電池101至108。此外，正極側輸出端子140和負極側輸出端子150分別與沿著堆疊方向位于各個端部的第八電池108和第一電池101電連接。
在前側(圖12中的右側)，四個電壓檢測部分160(在圖12中沒有顯示，位置與端子板161對應)可以沿著電池堆疊方向以直線布置在分別與第一電池101、第三電池103、第五電池105和第七電池107的負極側突片101m、103m、105m和107m連接的端子板161處。在后側(圖12中的左側)，四個電壓檢測部分160(未顯示)可以沿著電池堆疊方向以直線布置在分別與第二電池102、第四電池104、第六電池106和第八電池108的負極側突片102m、104m、106m和108m連接的端子板161處。
例如，第一電池101的電壓可以通過檢測負極側突片101m處的電壓檢測部分160與負極側突片102m處的電壓檢測部分160之間的電壓來測量。第二電池102的電壓可以通過檢測負極側突片102m處的電壓檢測部分160與負極側突片103m處的電壓檢測部分160之間的電壓來測量。第三電池103至第八電池108的電壓可以類似地測量。
參照圖11，圖中顯示電池單元中電池100和/或隔離件110的堆疊。在前側(圖11中的右側)，第一隔離件121和第二隔離件122構成為接受和保持負極側突片101m和負極側輸出端子150的匯流條151。類似地，第二隔離件122和第三隔離件123構造成接受和保持正極側突片102p；第三隔離件123和第四隔離件124構造成接受和保持負極側突片103m；第五隔離件125和第六隔離件126構造成接受和保持正極側突片104p和負極側突片105m；第六隔離件126和第七隔離件127接受和保持正極側突片106p；第七隔離件127和第八隔離件128構造成接受和保持負極側突片107m；第八隔離件128和第九隔離件129構造成接受和保持正極側突片108p和正極側輸出端子140的匯流條141。
在后側(圖11中的左側)，第十隔離件130堆疊在第十一隔離件131上面。第十一隔離件131和第十二隔離件132構成為接受和保持正極側突片101p和負極側突片102m。類似地，第十二隔離件132和第十三隔離件133接受和保持正極側突片103p；第十三隔離件133和第十四隔離件134構造成接受和保持負極側突片104m；第十四隔離件134和第十五隔離件135接受和保持正極側突片105p；第十五隔離件135和第十六隔離件136構造成接受和保持負極側突片106m；類似地，第十七隔離件137和第十八隔離件138構造成接受和保持正極側突片107p和負極側突片108m。
根據各種可選實施例，隔離件110可以具有各種形狀和構造。例如，一個或多個隔離件可以沿著相反的方向設置，或者可以構造成在前后側不倒置。另外，在前側包括相同的隔離件(九個隔離件121至129)，而在后側包括其它相同的隔離件(九個隔離件130至138)。電池單元60包括十八個隔離件121至138。然而，如圖11所示，可以使用具有不同形狀的八種隔離件，標記為隔離件種類No.8至No.15。隔離件種類No.8-15可以以如下所示方式用于第一隔離件121至第十八隔離件138后側前側第十隔離件130#9 第一隔離件121#9第十一隔離件131#12第二隔離件122#13第十二隔離件132#11第三隔離件123#10第十三隔離件133#10第四隔離件124#11第十四隔離件134#11第五隔離件125#12第十五隔離件135#10第六隔離件126#11第十六隔離件136#11第七隔離件127#10第十七隔離件137#15第八隔離件128#9第十八隔離件138#14第九隔離件129#8下面的說明將描述組裝根據本發明一個實施例的電池模組50的步驟。
圖31至圖32顯示組裝第二子組件82的步驟。圖33至圖38顯示組裝第三子組件83的步驟。在圖26、28、30、32、34、36和38中，超聲波焊接處理的位置經由陰影線強調。
第一子組件81的組裝參照圖25至圖30，圖中顯示組裝第一子組件81。如圖25所示，在前側，負極側突片101m和負極側輸出端子150的匯流條151由第一隔離件121和第二隔離件122接受和對準。此外，負極側突片101m的一部分和負極側輸出端子150的一部分由第一隔離件121和第二隔離件122接受和保持在切掉區域112內。
將第二隔離件122的銷113穿過匯流條151、負極側突片101m和端子板161的通孔153、109和162插入，并插入第一隔離件121的凹入部分114中。如圖26所示，負極側突片101m和匯流條151可以經由超聲波焊接處理連接在一起，從而將負極側輸出端子150與第一電池101電連接。
如圖27所示，在后側，第十隔離件130堆疊在第十一隔離件131上面。正極側突片101p和負極側突片102m由第十一隔離件131和第十二隔離件132接受和對準。此外，每個突片101p和102m的一部分被接受和保持在第十一隔離件131和第十二隔離件132的切掉區域112內。
將第十二隔離件132的銷113穿過突片102m和端子板161的通孔109和162插入，并插入第十一隔離件131的凹入部分114中，以將突片101p和102m緊固在一起。如圖所示，突片101p具有與端子板161對應的切掉部分100b。第一電池101和第二電池102可以通過使用雙面帶彼此結合。如圖28所示，正極側突片101p和負極側突片102m可以經由超聲波焊接處理在切掉區域112中連接在一起，從而將第一電池101和第二電池102串聯連接。另外，在前側，第二電池102的正極側突片102p由第二隔離件122和第三隔離件123接受和保持。突片102p的一部分延伸超出隔離件122和123(圖28和圖29中所示)。將第三隔離件123的銷113穿過正極側突片102p的通孔109插入，并插入第二隔離件122的凹入部分114中。
如圖29所示，在前側，負極側突片103m由第三隔離件123和第四隔離件124接受和保持，突片103m的一部分延伸超出隔離件123和124。將第四隔離件124的銷113穿過突片103m和端子板161的通孔109和162插入，并插入第三隔離件123的凹入部分114中。第二電池102和第三電池103可以通過使用雙面帶彼此結合。如圖30所示，負極側突片103m和正極側突片102p都延伸超出隔離件121至124，這兩個突片經由超聲波焊接處理在隔離件121至124外部彼此連接，從而將第二電池102和第三電池103串聯連接。另外，在后側，正極側突片103p由第十二隔離件132和第十三隔離件133接受和保持，突片103p的一部分延伸超出隔離件132和133(圖29和圖30中所示)。將第十三隔離件133的銷113穿過正極側突片103p的通孔109插入，并插入第十二隔離件132的凹入部分114中。通過執行上述步驟，可以完成第一子組件81的組裝。
第二子組件82的組裝如圖31所示，在前側，正極側突片104p和負極側突片105m由第五隔離件125和第六隔離件126接受和對準。此外，突片104p和105m的一部分由第五隔離件125和第六隔離件126接受和保持在切掉區域112內。突片104p具有與端子板161對應的切掉部分100b。將第六隔離件126的銷113穿過突片105m和端子板161的通孔109和162插入，并插入第五隔離件125的凹入部分114中，從而將突片104p和105m彼此緊固。第四電池104和第五電池105可以通過使用雙面帶彼此結合。如圖32所示，正極側突片104p和負極側突片105m可以經由超聲波焊接處理在切掉區域112中連接在一起，從而將第四電池104和第五電池105串聯連接。另外，在后側，正極側突片105p由第十四134和第十五隔離件135接受。突片105p的一部分延伸超出隔離件134和135(圖31和圖32中所示)。將第十四隔離件134的銷113穿過突片104m和端子板161的通孔109和162插入。通過執行上述步驟，可以完成第二子組件82的組裝。
第三子組件83的組裝如圖33所示，在前側，第八電池108的正極側突片108p和正極側輸出端子140的匯流條141由第八隔離件128和第九隔離件129接受和對準。此外，正極側突片108p的一部分和正極側輸出端子140的一部分由第八隔離件128和第九隔離件129接受和保持在切掉區域112內。將第九隔離件129的銷113穿過匯流條141和突片108p的通孔143和109插入，并插入第八隔離件128的凹入部分114中。如圖34所示，正極側突片108p和匯流條141可以經由超聲波焊接處理在切掉區域112中連接在一起，從而將正極側輸出端子140與第八電池108電連接。
如圖35所示，在后側，正極側突片107p和負極側突片108m由第十七隔離件137和第十八隔離件138接受和對準。突片107p和108m的一部分接受和保持在第十七隔離件137和第十八隔離件138的切掉區域112內。突片107p具有與連接在負極側突片108m上的端子板161對應的切掉部分100b。將第十八隔離件138的銷113穿過突片108m和端子板161的通孔109和162插入，并插入第十七隔離件137的凹入部分114中，以將突片107p和108m緊固在一起。第七電池107和第八電池108可以通過使用雙面帶彼此結合。如圖36所示，正極側突片107p和負極側突片108m可以經由超聲波焊接處理在切掉區域112中連接在一起，從而將第七電池107和第八電池108串聯連接。另外，在前側，負極側突片107m由第七隔離件127和第八隔離件128接受，突片107m的一部分延伸超出隔離件127和128(圖35和圖36中所示)。將第八隔離件128的銷113穿過突片107m和端子板161的通孔109和162插入，并插入第七隔離件127的凹入部分114中。
如圖37所示，在后側，第十六隔離件136堆疊在第十七隔離件137上面。將第十七隔離件137的銷113插入第十六隔離件136的凹入部分114中。負極側突片106m堆疊在第十六隔離件136上面，突片106m的一部分延伸超出隔離件136。將第十六隔離件136的銷113穿過突片106m和端子板161的通孔109和162插入。第六電池106和第七電池107可以通過使用雙面帶彼此結合。如圖38所示，在前側，正極側突片106p堆疊在第七隔離件127上面，突片106p的一部分延伸超出隔離件127。將第七隔離件127的銷113穿過突片106p的通孔109插入。另外，延伸超出隔離件127和128的正極側突片106p和負極側突片107m經由超聲波焊接處理在隔離件127和128外部彼此連接，從而將第六電池106和第七電池107串聯連接。通過執行上述步驟，可以完成第三子組件83的組裝。
子組件81、82和83之間的連接現在參照圖6至圖8和圖11，當在前側連接第一子組件81和第二子組件82時，將第五隔離件125的銷113插入第四隔離件124的凹入部分114中。在后側，將第十四隔離件134的銷113穿過負極側突片104m和端子板161的通孔109和162插入，并插入第十三隔離件133的凹入部分114。另外，在后側，將正極側突片103p和負極側突片104m經由超聲波焊接處理在隔離件130至135外部連接，從而將第一子組件81和第二子組件82串聯連接。
當在前側連接第二子組件82和第三子組件83時，將第七隔離件127的銷113插入正極側突片106p的通孔109中，并插入第六隔離件126的凹入部分114中。在后側，將第十六隔離件136的銷113穿過負極側突片106m和端子板161的通孔109和162插入，并插入第十五隔離件135的凹入部分114。另外，在后側，將正極側突片105p和負極側突片106m經由超聲波焊接處理在隔離件130至138外部連接，從而將第一至第三子組件81、82和83串聯連接。
通過執行上述步驟，可以完成子組件81、82和83之間的連接，并且可以獲得圖5所示的電池單元60。
在一個具體實施例中，突片100t之間的連接點和突片100t與匯流條141和151之間的連接點可以在沿著電池100縱向的各個位置中隔開。因此，當經由超聲波焊接處理焊接某些連接點時，可以通過將焊接裝置的焊頭放在某些連接點來使一組突片100t彼此接合，而不需要沿著堆疊方向打開和取下其它電池。
因此，當堆疊電池100時可以使用接合過程，從而方便焊接操作。另外，可以采用各種形狀和構造的焊頭，從而允許自動進行焊接操作。此外，在已連接的突片100t之間不再施加應力，從而保持期望的質量。
電池模組50的組裝遮蓋突片100t和敞開區域200的絕緣蓋91和92可以在電池單元60的前表面和后表面上進行組裝(如圖5和圖22A所示)。
如圖2所示，電池單元60形成為單一件，絕緣蓋91和92與其連接，電池單元60接受在下殼71內部。此外，將襯套93插入隔離件110的螺栓孔111，并且將襯墊部件94安裝在電池單元60上。上殼72封閉下殼71的開口71a。可以通過圍繞下殼71的周壁71b的邊緣71c卷繞上殼72的邊緣72a而將上殼72和下殼71彼此固定。如此，可以完成圖1所示電池模組50的組裝。可以從插孔91a和92a插入連接器170，用于電壓檢測。
通過穿過外殼70的螺栓孔73和隔離件110內的襯套93插入螺栓可以使電池模組進一步緊固，從而固定電池100和隔離件110相對于外殼70的位置。
在上述實施例中，每個隔離件110描述為包括切掉部分112。但是，本發明人已經認識到，只要開口200或敞開區域200朝向電池單元的前面或后面(即，沿著突片100t延伸的方向)露出，就可以實現突片100t的散熱或冷卻。因此，切掉部分112可以不設置在全部隔離件110中，例如切掉部分112可以僅僅形成于接受和保持突片100t的相鄰隔離件110中之一。在這種可選實施例中，例如，適合于將切掉部分112設置在第九隔離件(前側)和第十一隔離件(后側)中。
本發明人已經認識到，開口200或敞開區域200不應該限于其中隔離件110的切掉部分112沿著堆疊方向完全穿過隔離件延伸的實施例。這里公開這樣一種可選實施例，其中從隔離件110的頂面穿孔，而底面沒有切掉、沒有成型或者以其它方式沿著堆疊方向一直形成或者完全穿過隔離件110。
圖39是顯示關于隔離件110形狀的可選實施例的透視圖。例如，在圖39所示的可選實施例中，隔離件110具有凹入部分212，該凹入部分沿著厚度方向以一定距離形成于隔離件中并且位于與隔離件110的一個或多個正極側突片100p和/或負極側突片100m對應的位置。這形成開口200或敞開區域200。例如，當突片100t延伸超出隔離件110時，可以使用如圖39所示具有凹入部分212的隔離件110。這樣，可以實現與切掉部分112相同的作用效果。與切掉部分112限定的敞開區域200類似(如圖18所示)，凹入部分212的寬度對應于圖18中切掉部分112形成的敞開區域200的寬度S，該寬度應該小于突片100t的寬度W。
圖40是顯示根據本發明另一實施例的電池單元60的透視圖，絕緣蓋91和92與該電池單元60連接。在上述各種實施例中，絕緣蓋91和92的通孔95(如圖5所示)以多個沿連接器插孔91a的左右方向橫向細長延伸的組形成。但是，一個或多個通孔95不限于這種實施例。例如，如圖40所示，通孔95以多個組形成，構造為沿著豎直方向或堆疊方向為細長形。另外，對于某些實施例不需要絕緣蓋91和92，因此在一個或多個可選實施例中可以不用絕緣蓋91和92遮蓋正極側突片100p、負極側突片100m和隔離件110。
本文中公開的實施例可以有利地提供如下所述的至少一項優點或者一項以上優點的組合。使用隔離件或絕緣板接受電池的電極端子或突片可以防止電極端子或突片遭受由施加于電池模組的任何振動引起的應力或疲勞。通過使用隔離件并且與公開實施例的其它特征相組合減輕振動可以提高電極端子的耐用性以及電池模組的耐用性。此外，如本文中公開的那樣使用絕緣板接受突片或電極端子可以防止或減少電極端子或突片之間出現短路的情況。在減少或消除短路的情況下，允許電池和端子之間具有較短或較小的豎直間隙，并且可以使緊湊型電池模組的構建更方便。可以提供具有改進的抗振動性的緊湊型電池模組。另外，因為絕緣板或隔離件位于電池的兩端，可以減少電極端子的暴露，從而確保在電池模組的組裝過程中容易搬運電池單元，并且提高質量。
電池模組可以構造成裝載并使用于對電池單元產生振動的車輛(例如，轎車、列車等)中。電池模組可以進行連接，以形成具有期望的電流、電壓和容量的電池組件，從而例如用作驅動車輛的電動機的電源。在組裝之后，模組內的多個電池以及多個電池模組可以彼此隔開，使得空間用作流動的冷卻空氣冷卻每個電池模組的通道。每個電池模組通過流動的冷卻空氣冷卻并降低溫度，從而通過控制電池的受熱劣化來防止電池充電效率降低。此外，通過在絕緣板中提供沿著電極端子突出方向的開口，電極端子的一部分露出，這允許散發電池充電或放電時從電極端子產生的熱量。另外，可以防止因為電極端子的反復加熱和冷卻而在電極端子上出現凝露，從而防止電池腐蝕。
雖然已經關于有限數量的實施例說明了本發明，但是本領域的技術人員在閱讀本發明之后可以認識到，可以設計出其它實施例，這些實施例不脫離本文中公開的本發明的范圍。因此，本發明的范圍只受到所附權利要求書的限制。
權利要求
1.一種電池模組，包括多個扁平電池，其沿著厚度方向彼此上下堆疊且具有突出到外蓋外部的板形電極端子，并且所述多個扁平電池與密封在所述外蓋內部的發電元件連接；以及多個電絕緣隔離件，其沿著所述多個扁平電池的厚度方向堆疊，并且接受和支撐一個以上所述扁平電池的相互隔開的電極端子，其中至少一個所述絕緣隔離件具有沿著至少一個所述電極端子的突出方向的開口，從而露出所述至少一個電極端子的一部分。
2.根據權利要求1所述的電池模組，其中，所述至少一個開口與所述電極端子對應地形成于所述絕緣隔離件的一部分處，并且，所述至少一個開口由沿著所述厚度方向穿透所述至少一個絕緣隔離件的切掉部分構成，并且沿著所述至少一個電極端子的突出方向敞開，從而形成與所述至少一個電極端子相鄰的敞開空間。
3.根據權利要求2所述的電池模組，其中，所述至少一個隔離件的切掉部分的寬度比所述電極端子的寬度窄。
4.根據權利要求1所述的電池模組，其中，所述開口與所述至少一個電極端子的位置對應地形成于所述至少一個絕緣隔離件的一部分處，并且，所述開口由凹入部分形成，所述凹入部分沿著所述厚度方向部分凹入所述至少一個絕緣隔離件中并且與所述至少一個電極端子相鄰地沿著所述突出方向從所述扁平電池向外延伸。
5.根據權利要求4所述的電池模組，其中，所述凹入部分的寬度比所述電極端子的寬度窄。
6.根據權利要求1所述的電池模組，還包括外殼，所述外殼構造成至少接受所述多個扁平電池和所述絕緣隔離件，其中，在所述外殼的內壁與所述多個扁平電池之間形成與所述至少一個開口連通的空間。
7.根據權利要求6所述的電池模組，其中，所述外殼在相應地與所述絕緣隔離件的至少一個開口相鄰的表面上形成有通孔。
8.根據權利要求6所述的電池模組，其中，所述外殼包括具有壁的接受部分和遮蓋部分，所述遮蓋部分的尺寸和結構使其與所述接受部分的壁相連，并且通過所述外殼接受包含所述多個堆疊的扁平電池的電池單元。
9.根據權利要求1所述的電池模組，還包括至少一個電絕緣蓋，所述電絕緣蓋遮蓋沿著所述電極突出方向從所述絕緣隔離件向外的所述電極端子，所述絕緣蓋在與所述絕緣隔離件的至少一個開口相對的所述絕緣蓋的表面上包括至少一個通孔，并且遮蓋所述絕緣隔離件的至少一個開口。
10.根據權利要求9所述的電池模組，還包括外殼，所述外殼具有接受部分，所述接受部分用于接受所述多個堆疊的扁平電池和所述多個電絕緣隔離件堆疊的電池單元以及所述絕緣蓋，并且所述外殼的接受部分形成有通孔，其中，所述通孔與所述絕緣蓋的插孔連通，并且通過所述插孔和所述通孔，使得所述絕緣隔離件的開口之間的敞開空間與所述外殼的外部成為連通狀態。
11.根據權利要求9所述的電池模組，包括具有壁的外殼，用于接受所述多個電池，其中，所述扁平電池包括沿著兩個相反的方向從所述多個電池中的每個突出的電極端子，所述兩個相反的方向都與所述厚度方向垂直，并且其中，所述至少一個絕緣蓋包括兩個絕緣蓋，其中一個絕緣蓋遮蓋沿著一個電極突出方向從所述絕緣隔離件向外的所述電極端子，另一個絕緣蓋遮蓋沿著相反的電極突出方向的所述電極端子，所述兩個絕緣蓋置于所述外殼的壁之間，以便使所述端子與所述外殼的壁絕緣，所述絕緣蓋中的每個在與所述電池的電極端子相對的絕緣蓋表面上具有至少一個通孔。
12.根據權利要求1所述的電池模組，其中，所述多個電絕緣隔離件接受沿著所述扁平電池的厚度方向堆疊的全部所述扁平電池的電極端子，并且，所述至少一個絕緣隔離件包括全部絕緣隔離件，并且一個以上的所述絕緣隔離件具有沿著所述電極端子的突出方向的開口，從而露出一個以上所述電極端子的一部分，同時所述絕緣隔離件支撐沿著所述扁平電池的厚度方向相互隔開的所述電極端子。
13.根據權利要求1所述的電池模組，其中，所述多個電絕緣隔離件接受沿著所述扁平電池的厚度方向堆疊的全部所述扁平電池的電極端子，并且，所述至少一個絕緣隔離件包括全部絕緣隔離件，并且每個所述絕緣隔離件具有沿著所述電極端子的突出方向的開口，從而露出每個所述電極端子的一部分，同時所述絕緣隔離件支撐沿著所述扁平電池的厚度方向相互隔開的所述電極端子。
14.根據權利要求1所述的電池模組，包括控制連接器接受孔。
15.根據權利要求1所述的電池模組，其中，所述控制連接器接受孔包括電壓檢測連接器接受孔。
16.一種形成電池模組的方法，包括沿著厚度方向彼此上下地堆疊多個扁平電池，所述堆疊的電池具有外蓋和沿著突出方向從所述外蓋向外突出的板形電極端子，連接所述扁平電池的電極端子以形成電池模組，將每個所述電極端子接受在多個電絕緣隔離件中的每個中，所述隔離件沿著所述扁平電池的厚度方向置于所述扁平電池的電極端子之間，以及沿著至少一個所述電極端子的突出方向在至少一個所述絕緣隔離件中形成至少一個開口，從而露出所述至少一個電極端子的一部分，同時所述絕緣隔離件支撐沿著所述扁平電池的厚度方向相互隔開的所述電極端子。
17.根據權利要求16所述的形成電池模組的方法，還包括安裝絕緣蓋，所述絕緣蓋遮蓋沿著所述端子突出方向向外的所述電極端子和所述絕緣隔離件，其中所述絕緣蓋具有沿著所述電極突出方向穿透的敞開區域，并且所述敞開區域與所述至少一個絕緣隔離件中的至少一個開口流體連通，將所述多個電池、所述隔離件和所述絕緣蓋插入外殼中，使得通過所述絕緣蓋使所述電極端子與所述外殼絕緣，其中在所述外殼中形成從內向外的開口，使得所述至少一個敞開區域和所述至少一個隔離件中的至少一個開口與形成于所述外殼中的開口流體連通。
全文摘要
本發明公開了一種電池模組，該電池模組包括多個扁平電池和多個電絕緣隔離件。所述多個扁平電池中的每個沿著厚度方向彼此上下堆疊且具有突出到外蓋外部的板形電極端子，并且所述多個扁平電池與密封在所述外蓋內部的發電元件連接。所述多個電絕緣隔離件沿著所述多個扁平電池的厚度方向堆疊，并且接受和支撐一個以上所述扁平電池的相互隔開的電極端子，其中至少一個所述絕緣隔離件具有沿著至少一個所述電極端子的突出方向的開口，從而露出所述至少一個電極端子的一部分。
文檔編號H01M6/42GK1988215SQ20061016764
公開日2007年6月27日 申請日期2006年12月19日 優先權日2005年12月19日
發明者雨谷龍一 申請人:日產自動車株式會社