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CN102044651A - 电池包 - Google Patents

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CN102044651A
CN102044651A CN2010105042873A CN201010504287A CN102044651A CN 102044651 A CN102044651 A CN 102044651A CN 2010105042873 A CN2010105042873 A CN 2010105042873A CN 201010504287 A CN201010504287 A CN 201010504287A CN 102044651 A CN102044651 A CN 102044651A
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Abstract

本发明公开了一种电池包。电池包的实施例包括：裸电池，其中，裸电池包括端子；电路模块，与裸电池结合，其中，电路模块包括保护装置；盖，设置在电路模块上并与裸电池结合；其中，电路模块包括通孔，盖包括凸起，凸起与通孔接合，且通孔能够使电路模块的保护装置通过通孔焊接到裸电池的端子。

Description

电池包
本申请要求于2009年10月12日提交的第61/250,828号的美国临时申请以及于2010年8月31日提交的第12/872,939号的美国申请的优先权和权益，它们的全部内容通过引用包含于此。
技术领域
本公开涉及电池包，更具体地讲，涉及包括电池和电路的电池包。
背景技术
由于诸如手机和笔记本计算机之类的移动装置技术已经得到了显著发展并且它们产量增加，所以对作为移动装置能源的二次电池的需求也快速地增长。近来，对于作为用于电动车辆和混合电动车辆的化石燃料的可替代能源的二次电池已进行了大量的研究。
通常，这样的二次电池以与用于控制充电和放电操作的电路结合的电池包的形式使用。为了确保包括易燃材料的二次电池的稳定，电池包通常具有用于控制过充电、过放电或过电流等异常操作环境的电路。安装在电池上的电路通常具有上盖。传统的电池包不包括用于使上盖对准在电池上的正确位置处并使上盖与电池组装在一起的组装结构，因此，在上盖的组装过程中时间的损失增加，并且由未对准导致的缺陷也增加。
发明内容
根据实施例，电池包包括：裸电池，其中，裸电池包括端子；电路模块，与裸电池结合，其中，电路模块包括保护装置；盖，设置在电路模块上并与裸电池结合；其中，电路模块包括通孔，盖包括凸起，凸起与通孔接合，且通孔能够使电路模块的保护装置通过通孔焊接到裸电池的端子。
根据另一个实施例，电池包包括：裸电池，其中，裸电池包括端子；电路模块，与裸电池结合；盖，设置在电路模块上并与裸电池结合；凸起，从盖延伸，其中，凸起包括成十字结构的两个肋；其中，电路模块包括通孔，凸起与通孔接合。
根据另一个实施例，电池包包括：裸电池，其中，裸电池包括端子；电路模块，与裸电池结合；盖，设置在电路模块上并与裸电池结合；凸起，从盖延伸；其中，电路模块包括通孔，凸起与通孔接合；其中，凸起和通孔具有相同的形状和基本相同的尺寸。
附图说明
图1和图2为根据本发明实施例的电池包的分解透视图。
图3为根据示出焊接装置W穿过通孔的实施例的电池包的分解透视图。
图4为根据实施例的电池包的组装的上盖的分解透视图。
图5示出了图4中的实施例的上盖。
图6为根据本发明的另一实施例的电池包的分解示意图。
图7示出了图6中的实施例的电池包的上盖。
图8示出了根据本发明的另一实施例的电池包的分解透视图。
图9为根据本发明的另一实施例的电池包的分解透视图。
具体实施方式
现在，将在下文中参照附图更充分地描述本发明的实施例。
图1至图3示出了根据本发明实施例的电池包的分解透视图。电池包包括裸电池100、保护电路模块(PCM)150和上盖160，裸电池100包括产生电能的元件，PCM 150安装在裸电池100上并控制充电和放电操作，上盖160连接到裸电池100以容纳PCM 150。
裸电池100可以为例如锂离子电池的可充电二次电池，在裸电池100中，包括负极板11、正极板13和分隔件15的电极组件10被浸渍在电解质(未示出)中并被密封在罐20中。例如，裸电池100可以包括电极组件10、罐20和帽组件30，电极组件10包括卷绕成为凝胶卷(jelly-roll)的负极板11、正极板13和分隔件15的叠层，罐20在上端处具有开口以容纳电极组件10和电解质，帽组件30密封罐20上端的开口。在将电极组件10容纳在罐20中之后，可以通过帽组件30封闭罐20的上端。可以通过使用激光束焊接帽组件30和罐20的接触部分使帽组件30和罐20气密地结合。
例如，电极组件10的负极接头17可以连接到帽组件30本身，正极接头19可以连接到从帽组件30的上表面延伸出的第一端子31。第一端子31可以结合(bind)到帽组件30而与帽组件30绝缘，并且第一端子31可以从帽组件30的上表面延伸以电连接裸电池100和PCM 150。
可以设计安全孔35以在罐20的内压高于预定水平时打开(break)来提供气体通道。可以将这样的安全孔设置在帽组件30的一侧。同时，可以将涂覆有粘合剂的绝缘标签片180附着到裸电池100的外表面上。可以将诸如双面胶带(double-coated tape)的粘合剂171附着到裸电池100的底部表面上，以将裸电池100与下盖170连接。
根据实施例，PCM 150控制裸电池100的充电和放电操作并执行保护操作以保护裸电池100的操作。PCM 150可以包括保护电路板140、正温度系数(PTC)保护装置120、第一连接构件131和第二连接构件132。
根据实施例，保护电路板140和PTC保护装置120防止过充电、过电流、过放电等。PTC保护装置120可以在保护电路板140与裸电池100之间形成充电和放电的电流通路(随后将进行描述)，如果充电和放电电流超过预定水平时，则PTC保护装置120可以强行将电流减小。
保护电路板140可以包括布线图案，以形成外部装置与裸电池100之间的充电和放电的电流通路，保护电路板140可以为具有限制裸电池100的充电和放电电流的保护电路的印刷电路板(PCB)。例如，用于与外部装置电连接的外部连接端子145可以设置在保护电路板140的一个表面上，用于与裸电池100电连接的第一电极垫(pad)141和第二电极垫142可以设置在保护电路板140的另一表面上。外部连接端子145可以直接与外部装置接触，以将充电和放电电流输入到裸电池100中或从裸电池100输出充电和放电电流。
第一电极垫141可以连接到帽组件30的第一端子31，第二电极垫142可以连接到帽组件30的上表面。第一连接构件131和第二连接构件132可以设置在与第一电极垫141和第二电极垫142对应的位置处以作为电连接的媒介，PTC保护装置120可以设置在第一连接构件131与帽组件30的第一端子31之间以在它们之间形成电流通路。第一电极垫141可以通过PTC保护装置120连接到帽组件30的第一端子31，PTC保护装置120可以包括引片(lead)120a和120b，引片120a在一端连接到帽组件30的第一端子31，引片120b在另一端通过第一连接构件131连接到第一电极垫141。
可以将PTC保护装置120的引片120a焊接以固定在帽组件30的第一端子31上。例如，通孔140′可以形成在保护电路板140的中心附近，焊接设备W(如图3中所示，例如，用于焊接的柱状电极)可以插入通孔140′以执行点焊，所述点焊为在PTC保护装置120的引片120a与第一端子31之间的电阻焊。通孔140′可以用于直接焊接PTC保护装置120与第一端子31，并可提供焊接装置W的通路。
同时，保护电路板140的第二电极垫142可以通过第二连接构件132连接到帽组件30的上表面。例如，第二连接构件132可以具有两次弯曲的台阶式的上部和下部，其中，上部连接到第二电极垫142，下部连接到帽组件30。可以通过将镍(Ni)或铝(Al)的薄膜加工成预定的形状来形成第一连接构件131和第二连接构件132。
绝缘带111和绝缘间隔件(spacer)112可以设置在PCM 150与帽组件30之间。绝缘带111和绝缘间隔件112可以防止PCM 150与帽组件30之间的电短路。例如，绝缘带111可以设置在PTC保护装置120与帽组件30之间来防止短路。绝缘间隔件112可以支撑PCM 150的一部分，使得PCM 150与帽组件30隔开预定的距离。绝缘间隔件112可以支撑设置在PTC保护装置120两侧的引片120a与120b之间的台阶差。可以通过设置隔件112(支撑引片120a与120b之间的台阶结构)来在帽组件30上设置PTC保护装置120。同时，绝缘带111和绝缘间隔件112可以具有与安全孔35对应的开口，使形成在帽组件30上的安全孔35不被堵塞。
图4为电池包的组装的上盖160的分解透视图。参照图4，上盖160组装到裸电池100上以容纳安装在裸电池100上的PCM 150。上盖160可以具有开口图案160′以暴露保护电路板140的外部连接端子145并允许外部连接端子145连接到外部装置。双面胶带(未示出)可以设置在上盖160与PCM150之间以作为它们连接的媒介。
上盖160可以具有凹入状的容纳部分160″以容纳PCM 150。上盖160可以包括向下凸出到PCM 150的凸起165以与PCM 150的组装位置P接合。凸起165可以与与裸电池100形成为一体的PCM 150接合，使得上盖160和裸电池100可以安置。凸起165可以使上盖160与裸电池100对准，调整上盖160的组装位置，并提供上盖160与裸电池100之间的结合力。根据示出的实施例，通孔140′形成在PCM 150的组装位置P处，且凸起165与通孔140′接合。通孔140′可以用作焊接设备W(如图3中所示)穿过的通道并可用作与凸起165接合的组装结构。由于通孔140′可以用于与凸起165结合，所以不需要与凸起165接合的单独结构，从而简化了组装结构。
图5示出了图4的上盖160的凸起165。参照图5，凸起165具有包括第一肋161和第二肋162的十字(+)肋结构。第一肋161和第二肋162均可以沿第一轴Z1和第二周Z2的方向单独地延伸，以调整上盖160的组装位置。也就是说，第一肋161可以用作用于通孔140′的沿第一轴方向Z1的卡子来调整上盖160的位置，第二肋162可以用作用于通孔140′的沿第二轴方向Z2的卡子来调整上盖160的位置。第一肋161和第二肋162可以具有与通孔140′的尺寸对应的尺寸，以接合在保护电路板140的通孔140′中。例如，如果通孔140′为具有长边140′a和短边140′b的矩形形状，则第一肋161的长度与通孔140′的短边140′b的长度对应，第二肋162的长度与通孔140′的长边140′a的长度对应。第一肋161和第二肋162可以通过卡住通孔140′来调整上盖160的组装位置，从而防止与裸电池100对不准。
由于可以使用上述结构中的凸起165容易地调整上盖160的组装位置，所以可以提高组装的可行性。另外，通过将上盖160固定在正确的位置可以减少因位移导致的时间损失，也可以减少因未对准导致的缺陷。
图6为根据本发明另一实施例的电池包的分解图。参照图6，电池包可以包括裸电池100、安装在裸电池100上的PCM 150以及连接到裸电池100以容纳PCM 150的上盖260。上盖260可以包括向下凸出到PCM 150的凸起265，凸起265与PCM 150的组装位置P接合。上盖260的组装位置P可以通过凸起265与PCM 150的接合而确定，并且由于凸起265用作卡子，所以上盖260可被固定在正确的位置处。
通孔140′可以形成在PCM 150的组装位置P处，并且凸起265可以与通孔140′接合。通孔140′可以用作焊接设备W(图3)穿过的通道和与凸起265接合的组装结构。凸起265可以具有与通孔140′匹配的形状，例如，矩形形状。
图7示出了上盖260的凸起265。凸起265可以为具有长边265a和短边265b的矩形形状。例如，凸起265的长边265a可以用作用于通孔140′的沿第二轴方向Z2的卡子来调整上盖260的组装位置。凸起265的短边265b可以用作用于通孔140′的沿第一轴方向Z1的卡子来调整上盖260的组装位置。为了保持凸起265与通孔140′之间的紧密接触，可以将它们之间的公差保持在预定的范围内，从而有效地调整上盖260的位置。凸起265在其角落处可以具有圆形部分R，以减少组装过程中凸起265与通孔140′之间的不必要阻碍。
上盖260可以具有足够的结合力以与裸电池100结合来形成电池包。例如，可以用力使凸起265与通孔140′接合来提供充足的结合力。如果需要，则可以使用附加的结构来增加上盖260的结合力。例如，可以将双面胶带(未示出)设置在上盖260与PCM 150之间来加强上盖260与裸电池100之间的组装。
图8为根据本发明另一实施例的电池包的分解透视图。参照图8，电池包可以包括裸电池100、安装在裸电池100上的PCM 150和连接到裸电池100以容纳PCM 150的上盖360。可以使用例如点焊将PCM 150固定在裸电池100上，且上盖360可以安装到PCM 150上。在这点上，上盖360可以包括向下凸出到PCM 150的凸起365，该凸起365与PCM 150的组装位置P结合。例如，上盖360的组装位置P可通过凸起365与PCM 150的接合而确定。由于凸起365与通孔140′之间的紧密结合，所以可以调整上盖360的组装位置并可以避免上盖360的位移。
可以沿上盖360的边缘设置从上盖360一侧的边缘延伸出并覆盖裸电池100一侧的部分的套368。例如，套368可以从上盖360的长边360a延伸出以覆盖裸电池100一侧的部分。套368可以用于加强固定上盖360。例如，通过设置成覆盖裸电池100一侧的部分并用作卡子的套368，可避免上盖360的位移。套368和凸起365可以设置在上盖360中的不同位置处，以确定上盖360的组装位置并防止上盖360离开确定的组装位置产生位移。同时，虽然这里未示出，但可以沿着上盖360的短边360b或沿着长边360a/短边360b形成套368。
同时，在裸电池的组装的最后阶段，可以用涂覆有粘合剂的绝缘标签片180来围绕裸电池100的外表面。在这点上，也可以通过绝缘标签片180来围绕套368，这样可以通过绝缘标签片180来增大上盖360与裸电池100之间的结合力。
图9为根据本发明另一实施例的电池包的分解透视图。参照图9，电池包可以包括裸电池200、安装在裸电池200上的PCM 150和连接到裸电池200来容纳PCM 150的上盖160。这里，可以通过使上盖160的凸起165接合到PCM 150的通孔140′中来将上盖160和PCM 150对准。
同时，位置确定单元200′可以设置在PCM 150与裸电池200之间的接触部分，以使PCM 150和裸电池200对准。如图9中所示，位置确定单元200′可以具有从裸电池200的上表面缩进的凹入形状。位置确定单元200′可以形成为在位置确定单元200′与PCM 150的第二连接构件132之间的接触位置处与第二连接构件132匹配。由于第二连接构件132可以插入到位置确定单元200′中，所以可以避免PCM 150的位移，并且由于在执行诸如点焊的组装工艺之前可以固定PCM 150，所以可以容易地进行组装。同时，可将位置确定单元200′设置在PCM 150处而不是裸电池200处。可选择地，位置确定单元200′也可以为设置在裸电池200和PCM 150处并可以彼此匹配的一对。这里未描述的标号230表示帽组件。位置确定单元200′也可以设置在形成在裸电池200的上部的帽组件230中。
虽然已经具体地示出并描述了本发明的实施例，但本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，这里可以对形式和细节做各种改变。

Claims (16)

1.一种电池包，所述电池包包括：
裸电池，裸电池包括端子；
电路模块，与裸电池结合，电路模块包括保护装置；
盖，设置在电路模块上并与裸电池结合；
其中，电路模块包括通孔，盖包括凸起，凸起与通孔接合，通孔能够使电路模块的保护装置通过通孔焊接到裸电池的端子。
2.如权利要求1所述的电池包，其中，凸起包括与通孔的至少一侧接合的至少一个肋。
3.如权利要求1所述的电池包，其中，凸起包括成十字结构的两个肋。
4.如权利要求1所述的电池包，其中，凸起和通孔具有相同的形状和基本相同的尺寸。
5.如权利要求4所述的电池包，其中，凸起包括倒圆的角。
6.如权利要求1所述的电池包，所述电池包还包括从盖的边缘延伸出的套，其中，套接触裸电池的表面。
7.如权利要求6所述的电池包，其中，裸电池还包括涂覆有粘合剂围绕裸电池的标签片，且套接触粘合剂。
8.如权利要求1所述的电池包，其中，裸电池还包括设置在裸电池上表面上的对准构件。
9.如权利要求8所述的电池包，其中，电路模块还包括连接构件，连接构件设置在电路模块的下表面上并与裸电池的对准构件对应。
10.如权利要求9所述的电池包，其中，裸电池的对准构件为凹入部分，电路模块的连接构件为插入到凹入部分中的延伸结构。
11.如权利要求1所述的电池包，其中，凸起能够使盖与裸电池对准。
12.如权利要求1所述的电池包，所述电池包还包括裸电池与电路模块之间的绝缘带，其中，绝缘带包括与裸电池中的安全孔对应的通孔。
13.如权利要求1所述的电池包，所述电池包还包括在裸电池与保护装置之间的绝缘间隔件，其中，裸电池和保护装置具有由绝缘间隔件支撑的高度差。
14.一种电池包，所述电池包包括：
裸电池，裸电池包括端子；
电路模块，与裸电池结合；
盖，设置在电路模块上并与裸电池结合；
凸起，从盖延伸，凸起包括成十字结构的两个肋；
其中，电路模块包括通孔，凸起与通孔接合。
15.一种电池包，所述电池包包括：
裸电池，裸电池包括端子；
电路模块，与裸电池结合；
盖，设置在电路模块上并与裸电池结合；
凸起，从盖延伸；
其中，电路模块包括通孔，凸起与通孔接合；
其中，凸起和通孔具有相同的形状和基本相同的尺寸。
16.如权利要求15所述的电池包，其中，凸起和通孔具有矩形形状。
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