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CN102379058A - 电压感测部件和采用该电压感测部件的电池模块 - Google Patents

电压感测部件和采用该电压感测部件的电池模块 Download PDF

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CN102379058A CN2010800149694A CN201080014969A CN102379058A CN 102379058 A CN102379058 A CN 102379058A CN 2010800149694 A CN2010800149694 A CN 2010800149694A CN 201080014969 A CN201080014969 A CN 201080014969A CN 102379058 A CN102379058 A CN 102379058A
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Abstract

本发明涉及一种用于检测构成电池模块的电池单元的电压的部件。该电压检测部件包括：(a)由在对应于在电池模块中的电池单元的电极端子连接部的部分(电池模块的前表面和后表面)的下部处置放的前支撑单元和后支撑单元组成的一对支撑单元；(b)在前支撑单元和后支撑单元之间形成电连接的连接单元；(c)经由导线，通过其一端耦接到支撑单元并且具有比导线更宽的接触区域的传导感测单元；和(d)被安装在前支撑单元或者后支撑单元上以向BMS传输检测的电压的连接器。传导感测单元由电池单元的电极端子连接部表面连接。

Description

电压感测部件和采用该电压感测部件的电池模块
技术领域
本发明涉及一种电压感测部件，并且更加具体地涉及一种用于感测构成电池模块的电池单元的电压的电压感测部件，该电压感测部件包括：在对应于电池单元的电极端子连接的区域(电池模块的前部和后部)处被安装到电池模块的底部的一对支撑部，即前支撑部和后支撑部；用于将前支撑部和后支撑部相互电连接的连接部；具有经由导线而被耦接到相应的支撑部的一侧端部的传导感测部，传导感测部中的每一个均具有比导线中的每一根更大的接触表面；以及被安装在前支撑部或者后支撑部上以将电池单元的感测电压传输到电池控制装置的连接器，其中，该传导感测部被以表面接触方式连接到电池单元的电极端子连接上。
背景技术
近来，能够被充电和放电的二次电池已经被广泛地用作用于无线移动装置的能源。而且，作为用于电动车辆(EV)和混合电动车辆(HEV)的电源，二次电池已经吸引了相当的关注，其中，所述车辆已经得以研制以解决由使用化石燃料的现有汽油和柴油车辆引起的诸如空气污染的问题。
小型移动装置为每一个装置使用一个或者几个电池单元。在另一方面，因为高功率和大容量对于中型或者大型装置而言是有必要的，所以例如车辆的中型或者大型装置使用具有被相互电连接的多个电池单元的中型或者大型电池模块。
优选地，中型或者大型电池模块被制造成具有尽可能小的尺寸和重量。因此，能够被以高集成度堆叠并且具有小的重量容量比的方形电池或者袋形电池通常被用作中型或者大型电池模块的电池单元。特别地，很多的兴趣目前集中于使用铝制层压板作为护罩部件的袋形电池，这是因为，袋形电池是轻质的，袋形电池的制造成本较低，并且易于修改袋形电池的形状。
而且，电池模块是包括被相互组合的多个电池单元的结构体，因此当过电压、过电流和过热在某些电池单元中发生时，电池模块的安全性和操作效率可以被降低。因此，需要用于感测过电压、过电流和过热的感测单元。具体地，电压传感器被连接到电池单元从而实时地或者以预定时间间隔感测并且控制电池单元的操作。
作为二次电池的应用范围的延伸，二次电池正被用作用于车辆的电源。因此，有必要即使当强冲击或者振动被施加到二次电池时，也维持感测单元的稳定连接状态。
因此，在传统电池模块中，使用螺栓和铆钉以机械耦接方式或者使用弹簧以点接触方式感测电池单元的电压。
在使用螺栓的机械耦接方式中，母线以预定扭矩被螺栓耦接到电池单元的电极引线。在这种耦接方式中，螺栓可能由于诸如振动的外部作用力而变松。因此，最佳扭矩数值的反映和管理是有必要的，以防止螺栓变松。而且，应力在相对较脆弱的电极引线上集中，并且电极引线发生疲劳，结果在电极端子连接中形成孔，使得通过孔而被耦接的螺栓可能容易地受到破坏。
在另一方面，在使用铆钉的机械耦接方式中，电池单元的电极引线经由铆钉而被相互连接。在这种耦接方式中，由于外部作用力而导致的铆钉的变松程度小于在使用螺栓的机械耦接方式中的程度。然而，即使在这种耦接方式中，也需要在电极端子连接中形成孔，使得通过孔插入铆钉，结果类似于在使用螺栓的机械耦接方式中会发生的损坏一样，也可能会发生损坏。
即，机械耦接方式具有如下的问题，即，当诸如振动的外部作用力被施加到电池模块时，由于螺栓变松而导致感测缺陷发生，并且当外部作用力被施加到电池模块时，应力在电池单元的电极端子中形成的孔上集中，使得通过孔插入螺栓或者铆钉，从而导致发生孔的损坏。
在使用弹簧的点接触方式中，感测是通过在电池单元的电极引线和弹簧之间的直接点接触来执行的。即，不执行通过总体表面的感测，而是使用特定点来感测相应的电池单元的电压。然而，在这种点接触方式中，感测表面可以由于外部作用力而被分离，或者可以在感测部之间引入异物，结果可能并不能够执行稳定的电压感测。
因此，具有能够相对于电池单元的电极引线执行稳定感测的特定结构的电压感测部件和包括该电压感测部件的电池模块是非常有必要的。
发明内容
技术问题
因此，已经实现了本发明以解决以上问题和尚待解决的其它技术问题。
具体地，本发明的一个目的在于提供一种电压感测部件，即使当在操作期间外部冲击或者频繁振动被施加到电池模块时，该电压感测部件也能够稳定地感测构成电池模块的电池单元的电压。
本发明的另一个目的在于提供一种包括该电压感测部件的、基于所期功率和容量而制造的中型或者大型电池模块。
技术解决方案
根据本发明的一个方面，能够通过提供一种用于感测构成电池模块的电池单元的电压的电压感测部件实现以上和其它目的，该电压感测部件包括：(a)在对应于电池单元的电极端子连接的区域(电池模块的前部和后部)处被安装到电池模块的底部的一对支撑部，即，前支撑部和后支撑部；(b)用于将前支撑部和后支撑部相互电连接的连接部；(c)具有一侧端部经由导线而被耦接到相应的支撑部的传导感测部，传导感测部中的每一个均具有比导线中的每一根更大的接触表面；和(d)被安装在前支撑部或者后支撑部上，以向电池控制装置传输电池单元的感测电压的连接器，其中，该传导感测部被以表面接触方式连接到电池单元的电极端子连接。
因此，在根据本发明的电压感测部件中，传导感测部被安装在被耦接到电池模块的下端的前支撑部和后支撑部处，从而传导感测部被以表面接触方式电连接到电池单元的电极端子连接，因此可以容易地比在使用弹簧的点接触方式中更加稳定地和可靠地感测电池单元的电压。
而且，不象使用螺栓或者螺母的传统机械耦接方式那样，在根据本发明的电压感测部件中，在电极端子连接中形成另外的耦接孔是不必要的，并且因此，可以防止由于外部作用力而破坏电极端子连接。
作为参考，在本说明书中描述的表面接触方式意味着如下的方式，其中，每一个均具有比导线更大的接触表面的传导感测部被以表面接触方式而非点接触或者线接触方式电连接到电极端子连接的外侧。
传导感测部可以被以板条形状配置。优选地，传导感测部具有比电极端子连接更小的尺寸，从而相对于电极端子连接实现传导感测部的容易的连接，并且电极端子连接中的每一个的部分均被切割成与传导感测部中的每一个的尺寸相对应的尺寸。
具体地，电极端子连接意味着在电池单元的阴极端子和相邻电池单元的阳极端子之间的串联连接区域。阴极端子或者阳极端子的、构成电极端子连接的部分被切割，传导感测部位于阴极端子或者阳极端子的切割部分处，并且传导感测部被以表面接触方式连接到电极端子的未切割部分，由此实现更加容易的、在传导感测部和电极端子连接之间的连接。
可以在适当的范围内选择传导感测部中的每一个的宽度和高度，在该范围中，作为电极端子连接的原始功能的、在阴极端子和阳极端子之间的稳定电连接得以实现，并且另外，传导感测部被以表面接触方式连接到电极端子连接，从而稳定地感测电池单元的电压。
在该适当范围的一个实例中，传导感测部中的每一个均可以具有等于电极端子连接中的每一个的宽度的10到80％的宽度，从而实现表面接触。如果传导感测部中的每一个的宽度均小于电极端子连接中的每一个的宽度的10％，则难以稳定地以表面接触方式感测电极端子的电压。在另一方面，如果传导感测部中的每一个的宽度大于电极端子连接中的每一个的宽度的80％，则电极端子连接中的每一个的尺寸均被过度地减小，结果在阴极端子和阳极端子之间的内部接触电阻增加，这不是优选的。
在另一个实例中，传导感测部中的每一个均可以具有等于电极端子连接中的每一个的高度的20到70％的高度。如果传导感测部中的每一个的高度均小于电极端子连接中的每一个的高度的20到70％，则难以稳定地以表面接触方式感测电极端子的电压。在另一方面，如果传导感测部中的每一个的高度均大于电极端子连接中的每一个的高度的70％，则电极端子连接中的每一个的尺寸均被过度地减小，结果在阴极端子和阳极端子之间的内部接触电阻增加，这不是优选的。
如上所述，传导感测部中的每一个均可以具有等于电极端子连接中的每一个的连接面积(在阴极端子和相应的阳极端子之间的界面的面积)的30到60％的、相对于电极端子连接中的相应的一个的表面接触面积，从而在阴极端子和阳极端子之间实现作为电极端子连接的原始功能的稳定的电连接，并且同时稳定地以表面接触方式感测电池单元的电压。
优选地，在电极端子连接中的每一个之处，一侧电极端子(a)被切割成与传导感测部中的每一个的尺寸相对应的尺寸，并且一侧电极端子(a)和传导感测部中的相应的一个被以表面接触方式连接到另一侧电极端子(b)。
例如，在其中一侧电极端子(a)是阴极端子的情形中，阴极端子的部分可以被切割成与传导感测部中的每一个的尺寸相对应的尺寸，并且阴极端子的其余部分和传导感测部中的相应的一个可以被以预定接触表面连接到另一侧电极端子(b)，即阳极端子。
在传导感测部和电极端子连接之间的连接不受特别限制，只要在传导感测部和电极端子连接之间的连接被容易地实现。例如，在传导感测部和电极端子连接之间的连接可以通过焊接实现。因为传导感测部和电极端子连接通过焊接而被可靠地相互耦接，所以即使当外部作用力被施加到电池单元时，也可以可靠地并且稳定地感测电池单元。
另外，当在如下结构中执行使用焊接的耦接时，其中，如在如前描述的优选实例中，一侧电极端子(a)被切割成与传导感测部中的每一个的尺寸相对应的尺寸，并且一侧电极端子(a)和传导感测部中的相应的一个被以表面接触方式连接到另一侧电极端子(b)，在电极端子(a)-传导感测部中的相应的一个/电极端子(b)的两层结构中而非在电极端子(a)/电极端子(b)/传导感测部中的相应的一个的三层结构中执行焊接是可能的。因此，可以防止由于多层结构的焊接而降低耦接作用力。
前支撑部和后支撑部是被置放在电池模块的、对应于电池单元的电极端子连接的区域，即，电池模块的前部和后部的底部处的板形部件。前支撑部和后支撑部用于机械地耦接传导感测部，并且同时将传导感测部电连接到电池控制装置，诸如电池管理系统(BMS)。因此，优选地，前支撑部和后支撑部由印刷电路板(PCB)形成。
有必要使得传导感测部呈现预定的机械强度，并且有必要在传导感测部和电极端子之间实现连接。由于这些原因，传导感测部可以由金属条形成。例如，传导感测部可以由呈现高导电性的铜条形成。
电极端子连接可以被沿着面向电池单元的阴极端子的、电池单元的阳极端子的端部沿其面对彼此的方向垂直地弯曲，从而容易地在电极端子连接和传导感测部之间实现表面接触。
在以上结构中，阳极端子可以是铜电极引线，并且阴极端子可以是铝电极引线。
在此情形中，在电极端子连接中的每一个之处，铜电极引线中的每一个的端部均可以被切割成与传导感测部中的每一个的尺寸相对应的尺寸，并且铜电极引线中的每一个和传导感测部中的相应的一个均可以通过焊接而被耦接到铝电极引线中的每一个。
具体地，作为电池单元的阳极端子的铜电极引线和是铜条的传导感测部通过被以两层结构焊接而被连接到作为电池单元的阴极端子的铝电极引线。
绝缘性保护膜可以被设置于在传导感测部中的每一个和电极端子连接中的相应的一个之间的连接区域处。
即，绝缘性保护膜可以被施加到或者涂覆在连接区域的上端上，从而在连接区域处确保耐腐蚀性，并且防止由于腐蚀而引起感测缺陷。
根据本发明的另一个方面，提供一种包括带有上述构造的电压感测部件的电池模块。
在一个优选实例中，该电池模块可以包括：(a)电池单元堆，该电池单元堆包括处于在其中电池单元或者单元模块沿其横向方向立起的状态中的被相互串联连接的多个电池单元或者单元模块；(b)被以用于包围电池单元堆的一侧并且用于包围电池单元堆的上端的部分和下端的部分的结构来配置的上壳，该上壳在其前部处设置有外部输入和输出端子；(c)被耦接到上壳以包围电池单元堆的另一侧，并且包围电池单元堆的上端的部分和下端的部分的下壳，该下壳在其前部处设置有用于将电池单元的电极端子连接到外部输入和输出端子的母线，电压感测部件被安装在下壳的底部处；和(d)被安装到下壳的前部以相对于外部环境保护在电池单元的电极端子和母线之间的连接区域的前盖，该前盖由绝缘性材料制成。
在包括多个电池单元的电池模块中，需要对于电池模块的安全性和操作效率加以考虑地测量并且控制电池单元的电压和温度。特别地，需要测量各个的电池单元或者在电池单元之间的各个的电连接区域的电压。因此，对用于测量电池单元的电压的感测部件的联接是进一步复杂化电池模块的构造的主要因素之一。
根据本发明，可以通过设置用于感测电池单元的电压的、沿着壳体之一，即，上壳或者下壳安装的感测部件来解决上述问题。即，如上所述，该感测部件可以包括被安装于在下壳的前部和后部上限定的空间中的感测部，和用于将感测部互连的连接部。如上所述，该感测部件可以是电压感测部件。根据情况，可以进一步包括温度感测部件。
在一个优选实例中，该电压感测部件可以被以如下结构来配置，其中传导感测部被安装于在下壳的前部和后部上限定的空间中，从而传导感测部被耦接到电极端子连接，并且前支撑部、后支撑部和连接部被安装到下壳的底部，由此当外部冲击被施加到电池模块时，在其间的电表面接触被稳定地维持。
下壳可以在其底部处设置有连接部被插入其中的凹陷，由此电池模块被以更加紧凑的结构来配置。具体地，该凹陷可以在其内部处设置有多个突起，该多个突起被交替地定向以稳定地固定在凹陷中插入的连接部。
如上所述，电池单元堆被以如下方式安装在壳体中，使得多个电池单元或者单元模块沿其横向方向立起。在本说明书中，在其处电池单元或者单元模块的电极端子突出的、电池单元或者单元模块的区域被定义为前后方向，并且电池单元或者单元模块的相对侧边缘被定义为横向方向。因此，电池单元堆被以如下结构配置，其中电池单元或者单元模块竖立，从而在电池单元或者单元模块的电极端子被沿着电池模块的前后方向定向时，电池单元或者单元模块的侧边缘之一相对于地面立起。
优选地，该电池单元堆包括多个单元模块，每一个单元模块均包括具有在其上端和下端处形成的电极端子的板形电池单元，并且每一个单元模块均包括被以堆叠结构配置的两个或者更多电池单元，在该堆叠结构中，电池单元的电极端子被相互串联连接，并且电极端子连接被弯曲从而电池单元得以堆叠；以及一对高强度电池盖，该电池盖被配置为当电池盖被相互耦接时，包围除了电池单元的电极端子之外的电池单元的外侧。
在单元模块中的每一个之中，电池单元被相互串联和/或并联连接。在如上所述的一个优选实例中，可以如下地制造多个单元模块，即，通过在沿着纵向方向顺序地布置电池单元从而电池单元的电极端子相继地彼此相邻时，将电池单元的电极端子相互耦接，成双地或者按更多个地弯曲电池单元使得电池单元在相互紧密接触时得以堆叠，并且利用电池盖包围预定数目的、所堆叠的电池单元。制造过程的顺序可以被部分地改变。例如，可以制造多个单元模块，并且然后可以执行在单元模块之间的电连接。
其中在电池单元的电极端子被相互连接时，电池单元被以高集成度堆叠的电池单元堆可以被竖直地安装在可分离的上壳和下壳中，该上壳和下壳被以组件式耦接结构相互耦接。
优选地，上壳和下壳被以如下结构配置，其中上壳和下壳仅仅包围电池单元堆的外周，并且因此，电池单元堆的外侧的大部分被暴露于外部环境，从而在其中上壳和下壳被相互耦接的状态中，从电池单元堆实现容易的热量耗散。因此，如上所述，上壳被以用于包围电池单元堆的一侧，并且包围电池单元堆的上端的部分和下端的部分的结构来进行配置；并且下壳被以用于包围电池单元堆的另一侧，并且包围电池单元堆的上端的部分和下端的部分的结构来进行配置。
优选地，下壳在其前部和后部处设置有在其中放置电压感测部件的传导感测部和支撑部的空间，并且通过焊接，传导感测部被以表面接触方式连接到电池单元的电极端子的串联连接弯曲区域(电极端子连接)的部分。
例如，可以如下实现在传导感测部和电极端子连接之间的表面接触。如上所述，可以如下制造多个单元模块，即，通过在沿着纵向方向顺序地布置电池单元，从而电池单元的电极端子相继地彼此相邻时，将电池单元的电极端子相互耦接；成双地或者按更多个地弯曲电池单元从而使得电池单元在相互紧密接触时得以堆叠；并且利用电池盖包围预定数目的、所堆叠的电池单元，并且然后可以在其中单元模块被安装到下壳的状态中，焊接传导感测部和电极端子连接的部分。
根据情况，可以如下制造多个单元模块，即，通过在其中电极端子未被相互耦接的状态中堆叠两个或者更多电池单元，从而使得电池单元的电极端子彼此相邻，并且利用电池盖包围预定数目的、所堆叠的电池单元，并且然后在其中单元模块被安装到下壳的状态中，可以同时地执行电池单元的电极端子连接的焊接和传导感测部与电极端子连接的焊接。在此情形中，用于制造电池模块的过程的数目减少，由此降低制造成本。
同时，上壳和下壳可以在其内侧中设置有电池单元或者单元模块的外周被插入其中的多个安装凹槽。
当电池单元堆包括多个单元模块时，各个单元模块的电池盖在邻近于其上端和下端的外表面处设置有具有预定尺寸的台阶，从而容易地固定相应的单元模块，并且电池盖在与其相对侧相邻的外表面处设置有具有预定尺寸的台阶，从而容易地固定单元模块，从而使得电池单元堆被稳定地安装到外壳，并且在相互更加紧密地接触时，单元模块得以堆叠，由此电池单元堆的总体尺寸减小。上壳和下壳的安装凹槽可以被以对应于台阶的结构来配置。
因此，邻近于单元模块的外周形成的台阶被插入到上壳和下壳的安装凹槽中，由此即使仅仅单元模块的外周被固定到外壳，也可以提供非常稳定的耦接结构。
优选地，下壳在其前部处设置有通过其插入电池单元堆的最外电极端子的狭缝对。当电池单元堆被安装到下壳时，电池单元堆的最外电极端子通过狭缝而被暴露，并且然后其被弯曲从而电池单元堆的最外电极端子与下壳的前部形成紧密接触。因此，电池单元堆的最外电极端子被更加容易地连接到位于下壳的前部处的母线。
根据情况，传导部件可以进一步被安装到外部输入和输出端子中的至少一个，以固定前盖的上端并且帮助对于电连接而言有必要的电力电缆的连接。该传导部件可以包括弯曲部，用于在被耦接到外部输入和输出端子时弹性地包围电力电缆。而且，前盖可以进一步设置有用于固定电力电缆的孔。被耦接到电力电缆的相应的部分的绝缘性耦接部件可以被插入该孔中以固定电力电缆。
前盖可以例如被以组件耦接方式而耦接到下壳。
上壳和下壳被以如下方式相互耦接，使得单元电池堆被安装到一个外壳(例如，下壳)中，该外壳然后被以组件方式耦接到另一个外壳(例如，上壳)。外壳可以被以各种方式相互耦接。例如，外壳可以被以其中螺钉被螺纹接合到在外壳的相对侧处形成的螺纹凹槽中的结构，或者以在其中在外壳之一处形成钩子并且在另一个外壳处形成相应于钩子的耦接孔的结构相互耦接，从而外壳能够被相互耦接而不使用另外的部件。
优选地，下壳在其前部和/或后部的下端处设置有耦接部，该耦接部从下壳突出从而该耦接部被固定到外部装置，该耦接部具有在其中心中形成的通孔。
根据情况，用于监视和控制电池模块的操作的、被连接到电压感测部件的电池控制装置，诸如电池管理系统(BMS)可以被安装到下壳的后部。
在这个结构中，电压感测部件的感测部被安装在下壳的前部和后部中，在下壳的后部中安装的感测部被连接到被安装到下壳的后部的后端处的BMS，并且在下壳的前部处安装的感测部经由被安装到下壳的底部的连接部而被连接到电池控制装置。
在一个优选实例中，感测部件可以包括被安装到电池单元堆的电池单元或者单元模块的、作为温度感测部的热敏电阻器。该热敏电阻器可以被连接到电池控制装置。
电池控制装置可以被安装到每一个电池模块，或者电池控制装置可以被安装到多个电池模块。在前一情形中，下壳可以在其后部处一体地设置有突出的电池控制装置接收部，在其中，可以一体地组装电池控制装置，优选地，可以接收电池控制装置。电池控制装置接收部可以设置有热敏电阻器连接器和通信连接器。
电绝缘盖进一步被置放在被安装到下壳的底部的支撑部的外表面上，由此增加支撑部与外部的隔离，并且改进在支撑部和下壳之间的机械耦接程度。
根据本发明的中型或者大型电池模块基本上被以紧凑的结构配置，并且在不使用多个部件的情况下，中型或者大型电池模块的机械耦接和电连接得以稳定地实现。而且，使用预定数目的电池单元，例如，使用四个、六个、八个或者十个电池单元来配置电池模块是可能的，由此有效地在有限的空间中安设必要数目的电池模块。
因此，根据本发明的进一步的方面，提供一种具有高功率和大容量的中型或者大型电池系统，通过连接多个电池模块而配置该电池系统。
可以通过基于所期功率和容量来组合单元模块，从而制造根据本发明的中型或者大型电池系统。考虑到如在前描述的电池系统的安设效率和结构稳定性，根据本发明的电池系统优选地被用作用于电动车辆、混合电动车辆、或者外接充电式混合电动车辆的电源，其中，所述车辆具有有限的安设空间，并且被暴露于频繁的振动和强冲击中。
有利的效果
如根据以上说明清楚地，根据本发明的电压感测部件被以如下结构配置，在其中，传导感测部被以表面接触方式连接到电池单元的电极端子连接，并且因此，即使当强外部冲击或者振动被施加到电池单元时也能够稳定地感测电池单元的电压。而且，使用根据本发明的、包括电压感测部件的电池模块作为单元体，能够容易地制造具有所期功率和容量的中型或者大型电池系统。
附图说明
结合附图，根据以下详细说明，将更加清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征和其它优点，在附图中：
图1是示意由多个单元模块构成的电池单元堆的透视图；
图2是示意用于包围电池单元堆的上壳和下壳，和电压感测部件的分解视图；
图3和4是分别地示意下壳的上端和下端的部分放大平面视图；
图5是示意根据本发明的实施例的电压感测部件的透视图；
图6是示意其中根据本发明的实施例的电压感测部件被耦接到电池单元的状态的局部典型视图；
图7是示意图6的区域A的底部的典型视图；并且
图8到10是示意根据本发明的实施例的中型或者大型电池组的透视图。
具体实施方式
现在，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。然而，应该指出，本发明的范围不受所示意的实施例限制。
图1是示意由多个单元模块构成的电池单元堆的透视图。
参考图1，电池单元堆100包括四个单元模块101和130。单元模块130中的每一个均具有在其中安装的两个电池单元(未示出)。因此，电池单元堆100包括总共八个电池单元。在各个的电池单元之间的电极端子被相互串联连接，并且在各个的单元模块之间的电极端子也被相互串联连接。电极端子连接110在截面中被以“[”形状弯曲，以配置电池单元堆。在其中外侧电极端子120和121比其它电极端子连接110稍微更大地突出的状态中，最外单元模块130和101的外侧电极端子120和121在截面中被以
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形状向内弯曲。
图2是示意用于包围图1的电池单元堆的上壳和下壳，和电压感测部件的分解视图。
参考图2，上壳200被配置为包围电池单元堆100的一侧，并且包围电池单元堆100的上端的部分和下端的部分。上壳200在其前部210处设置有一对外部输入和输出端子220。
在其中单元模块130沿其横向方向立起的状态中，电池单元堆100被安装在下壳300中。下壳300被耦接到上壳200以包围电池单元堆100的另一侧，并且包围电池单元堆100的上端的部分和下端的部分。下壳300在其前部310处设置有用于将电池单元堆100的电极端子连接到外部输入和输出端子220的一对母线320。即，上壳200和下壳300被以如下结构配置，在其中上壳200和下壳300仅仅包围电池单元堆100的外周，并且因此，电池单元堆100的外侧的大部分被暴露于外部环境，从而在其中上壳200和下壳300被相互耦接的状态中，实现了从电池单元堆100的容易的热量耗散。
母线320被如下的配置，使得母线320的上端被以凹陷凹槽的形状形成，当上壳200和下壳300被相互耦接时，在上壳200的前部210处设置的外部输入和输出端子220被插入该凹陷凹槽中。
在上壳200和下壳300的内侧处形成多个安装凹槽330，电池单元或者单元模块的外周被插入其中。安装凹槽330被以与单元模块130的外周台阶耦接的相应结构来配置。
而且，冷却剂(主要地，空气)通过其流动的多个通孔230和332在上壳200和下壳300中形成，以在其中电池单元堆100得以安装的状态中实现有效的冷却。
由绝缘性材料制成的前盖400被安装到下壳300的前部310，以相对于外部环境保护在电池单元的电极端子和母线之间的连接区域。
在外部输入和输出端子220之一处进一步设置传导部件240，用于固定前盖400的上端并且帮助安装用于电连接的电力电缆(未示出)。为了易于理解，在图中传导部件240被示为被从外部输入和输出端子220中的一个分离并且位于母线320中的相应的一个的前面。传导部件240在其一侧处设置有耦接插入孔，外部输入和输出端子220中的相应的一个被耦接到其中。而且，传导部件240包括用于弹性地包围电力电缆的一对弯曲部分。
在前盖400处形成用于固定电力电缆的孔410。被耦接到电力电缆的相应的部分的绝缘性耦接部件(未示出)被插入孔410中，以固定该电力电缆。
在下壳300的前部310的左侧和右侧处形成通过其插入电池单元堆100的最外电极端子120和121的一对狭缝322。当电池单元堆100被安装到下壳300时，电池单元堆100的最外电极端子120和121通过狭缝322而被暴露，并且然后电池单元堆100的最外电极端子120和121被弯曲从而电池单元堆100的最外电极端子120和121与下壳300的前部310形成接触。结果，电池单元堆10的最外电极端子120和1210更加容易地与在下壳300的前部310处设置的母线320形成接触。
在下壳300的前部和后部的底部处安装的电压感测部件500包括：在对应于电池单元或者单元模块的电极端子连接110的区域处被安装到下壳300的底部的一对支撑部510和512；用于将支撑部510和512相互电连接的导线形连接部520；具有经由导线530而被耦接到相应的支撑部510和512的一侧端部的板条类型传导感测部531；和被安装到电压感测部件500的底部的绝缘盖561和562。
传导感测部531通过焊接而被电连接到电池单元的电极端子的下端和/或电池单元的电极端子的串联连接弯曲区域，即，电极端子连接110的顶部。将参考图5到7更加详细地描述电压感测部件500的结构。
图3和4是分别地示意在其中单元模块被安装在下壳中的状态中，根据本发明的实施例的中型或者大型电池模块的下壳的上端和下端的部分放大平面视图。
与图2一起地参考这些图，下壳300在其前部310和后部340的内侧处设置有多个固定凹槽350，单元模块130的电极端子连接110和在相应的单元模块130中安装的电池单元的电极端子连接170被插入固定凹槽350中。固定凹槽350大致被以对应于电极端子连接110和170的形状形成。因此，固定凹槽350防止电池单元堆100向前和向后移动，并且维持在相邻电极端子连接之间的、稳定的绝缘。具体地，电池盖运动防止突起352、电池盖固定引导件354、和电极端子隔离壁356在固定凹槽350中的每一个之中形成，以实现单元模块130的、更加稳定的固定和绝缘。
而且，下壳300在其前部的下端处设置有耦接部360，耦接部360从下壳300突出并且在其中心中具有通孔362，从而下壳300被固定到外部装置(未示出)。
一对突出耦接部370在下壳300的后部的下端处形成。突出耦接部370之一，即，耦接部372被如下形成，使得耦接部372比耦接部374高与另一突出耦接部，即，耦接部374的厚度等价的高度。因此，当使用多个电池模块制造中型或者大型电池系统时，在电池模块之间的耦接得以容易地实现，并且电池系统被以紧凑的结构制造。然而，当然，耦接部370可以被以不同于以上结构的各种其它结构配置。
在下壳300的后部340的后端处安装电池管理系统(BMS)400。BMS 400被接收于在下壳300处一体地形成的BMS接收部380中。热敏电阻器连接器382和通信连接器384被安装在BMS接收部380处。
图5是典型地示意根据本发明的实施例的电压感测部件的透视图，图6是示意其中根据本发明的实施例的电压感测部件被耦接到电池单元的状态的局部典型视图，并且图7是示意图6的区域A的底部的典型视图。
与图1一起地参考这些图，电压感测部件500包括：在对应于电池单元或者单元模块的电极端子连接110的区域处被安装到电池模块600的底部的前支撑部510和后支撑部512；用于将前支撑部510和后支撑部512相互电连接的导线形连接部520；具有经由导线530而被耦接到相应的支撑部510和512的一侧端部的多个板条类型传导感测部531；传导感测部531中的每一个均具有比导线530中的每一根更大的接触表面；和被安装到在后支撑部512、连接器384和电压感测部件500上安装的BMS 400的底部的电绝缘盖561和562。
参考图6和7，在电极端子连接110处，电池单元中的每一个的铜电极引线112均被切割成与传导感测部531的尺寸相对应的尺寸，并且由铜条形成的传导感测部531通过焊接而被耦接到电池单元中的每一个的铝电极引线114。
而且，传导感测部531中的每一个均具有等于电极端子连接110中的每一个的宽度W的大致60％的宽度w，并且传导感测部531中的每一个均具有等于电极端子连接110中的每一个的高度H的大致50％的高度h。结果，传导感测部531中的每一个均具有等于电极端子连接110中的每一个的接触面积的大致43％的表面接触面积。
因此，传导感测部531的宽度w和高度h使得传导感测部531能够被稳定地连接到电池单元的电极端子连接110。即使当外部冲击被施加到电池模块时，在传导感测部531和电池单元的电极端子连接110之间的电连接也被稳定地维持。而且，可以感测在电池单元和/或单元模块的各个的电极端子处的电压。
由铜条形成的传导感测部531通过焊接而被与铜电极引线112一起地连接到铝电极引线114，由此实现两层焊接结构，这比其中铜电极引线112和传导感测部531被顺序地堆叠在铝电极引线114上的三层焊接结构呈现更高的可焊接性。
根据需要，绝缘性保护膜116可以被联接到在传导感测部531中的每一个和铜电极引线112中的相应的一个之间的连接区域的顶部以防止通过焊接形成的连接区域被异物侵蚀。
图8到10是示意根据本发明的实施例的中型或者大型电池组的透视图。
与图5一起地参考图8，传导感测部531经由被安装到下壳300的下端的导线类型连接部520而被连接到BMS 400。下壳300在其底部390处设置有连接部520被插入其中的凹陷392。在凹陷392的内侧处形成多个突起394，该多个突起394被交替地定向以稳定地固定在凹陷392中插入的连接部520。
参考图9和10，通过在上壳和下壳200和300之间耦接，电池模块600a和600b被容易地组装。BMS(未示出)被接收于在下壳300的后部340的后端处一体地形成的BMS接收部380中。因此，电池模块600a和600b被以简单和紧凑的结构配置。而且，可以通过在一对耦接部372和374之间耦接而实现在电池模块600a和600b之间的连接，该一对耦接部372和374在下壳300的后部340的下端处形成，使得该一对耦接部372和374具有不同的高度。
虽然已经为了示意性的意图公开了本发明的示例性实施例，但是本领域技术人员可以理解，在不偏离如在所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替代。

Claims (23)

1.一种用于感测构成电池模块的电池单元的电压的电压感测部件，所述电压感测部件包括：
(a)在对应于所述电池单元的电极端子连接的区域(所述电池模块的前部和后部)处，被安装到所述电池模块的底部的一对支撑部，即，前支撑部和后支撑部；
(b)用于将所述前支撑部和所述后支撑部相互电连接的连接部；
(c)具有经由导线而被耦接到相应的支撑部的一侧端部的传导感测部，所述传导感测部中的每一个均具有比所述导线中的每一根更大的接触表面；和
(d)被安装在所述前支撑部或者所述后支撑部上以向电池控制装置传输所述电池单元的感测电压的连接器，其中
所述传导感测部被以表面接触方式连接到所述电池单元的所述电极端子连接。
2.根据权利要求1的电压感测部件，其中，所述传导感测部被以板条形状配置。
3.根据权利要求1的电压感测部件，其中，所述传导感测部具有比电极端子连接更小的尺寸，并且所述电极端子连接中的每一个的部分均被切割成与所述传导感测部中的每一个的尺寸相对应的尺寸。
4.根据权利要求3的电压感测部件，其中，所述传导感测部中的每一个均具有等于所述电极端子连接中的每一个的宽度的10到80％的宽度。
5.根据权利要求3的电压感测部件，其中，所述传导感测部中的每一个均具有等于所述电极端子连接中的每一个的高度的20到70％的高度。
6.根据权利要求3的电压感测部件，其中，所述传导感测部中的每一个均具有等于所述电极端子连接中的每一个的连接面积的30到60％的、相对于所述电极端子连接中的相应的一个的表面接触面积。
7.根据权利要求3的电压感测部件，其中，在所述电极端子连接中的每一个之处，一侧电极端子(a)被切割成与所述传导感测部中的每一个的尺寸相对应的尺寸，并且一侧电极端子(a)和所述传导感测部中的相应的一个被以表面接触方式连接到另一侧电极端子(b)。
8.根据权利要求1的电压感测部件，其中，在所述电极端子连接和所述传导感测部之间的连接是通过焊接实现的。
9.根据权利要求1的电压感测部件，其中，所述前支撑部和所述后支撑部由印刷电路板(PCB)形成。
10.根据权利要求1的电压感测部件，其中，所述传导感测部由铜条形成。
11.根据权利要求1的电压感测部件，其中，所述电极端子连接被沿着面向所述电池单元的阴极端子的、所述电池单元的阳极端子的端部沿其面对彼此的方向垂直地弯曲。
12.根据权利要求11的电压感测部件，其中，所述阴极端子是铜电极引线，并且所述阳极端子是铝电极引线。
13.根据权利要求12的电压感测部件，其中，在所述电极端子连接中的每一个之处，所述铜电极引线中的每一个的端部均被切割成与所述传导感测部中的每一个的尺寸相对应的尺寸，并且所述铜电极引线中的每一个和所述传导感测部中的相应的一个通过焊接而被耦接到所述铝电极引线中的每一个。
14.根据权利要求1的电压感测部件，其中，绝缘性保护膜被设置于在所述传导感测部中的每一个和所述电极端子连接中的相应的一个之间的连接区域处。
15.一种电池模块，包括根据权利要求1到14中任何一项的电压感测部件。
16.根据权利要求15的电池模块，其中所述电池模块包括：
(a)电池单元堆，所述电池单元堆包括在其中电池单元或者单元模块沿其横向方向立起的状态中，被相互串联连接的多个电池单元或者单元模块；
(b)被以用于包围所述电池单元堆的一侧，并且用于包围所述电池单元堆的上端的部分和下端的部分的结构来配置的上壳，所述上壳在其前部处设置有外部输入和输出端子；
(c)被耦接到所述上壳，以包围所述电池单元堆的另一侧，并且包围所述电池单元堆的上端的部分和下端的部分的下壳，所述下壳在其前部处设置有用于将所述电池单元的电极端子连接到所述外部输入和输出端子的母线，所述电压感测部件被安装在所述下壳的底部处；和
(d)被安装到所述下壳的前部，以相对于外部环境保护在所述电池单元的所述电极端子和所述母线之间的连接区域的前盖，所述前盖由绝缘性材料制成。
17.根据权利要求16的电池模块，其中，所述电压感测部件包括：被安装于在所述下壳的前部和后部上限定的空间中的传导感测部，从而所述传导感测部被耦接到电极端子连接；支撑部；和连接部，所述支撑部和所述连接部被安装到所述下壳的底部。
18.根据权利要求16的电池模块，其中
所述电池单元堆包括；多个单元模块，每一个单元模块均包括具有在其上端和下端处形成的电极端子的板形电池单元，并且每一个单元模块均包括被以堆叠结构配置的两个或者更多电池单元，在所述堆叠结构中，所述电池单元的电极端子被相互串联连接，并且电极端子连接被弯曲从而所述电池单元得以堆叠；以及一对高强度电池盖，所述电池盖被配置为当所述电池盖被相互耦接时，包围除了所述电池单元的所述电极端子之外的所述电池单元的外侧。
19.根据权利要求16的电池模块，其中，所述下壳在其前部和后部处设置有在其中放置所述电压感测部件的传导感测部和支撑部的空间，并且所述传导感测部通过焊接而被以表面接触方式连接到所述电池单元的所述电极端子的串联连接弯曲区域(电极端子连接)的部分。
20.根据权利要求16的电池模块，其中，所述下壳在其前部处设置有通过其插入所述电池单元堆的最外电极端子的一对狭缝，并且所述电池单元堆的所述最外电极端子通过所述狭缝插入并且然后被连接到位于所述下壳的前部处的母线。
21.根据权利要求16的电池模块，其中，所述下壳在其后部处设置有用于监视和控制所述电池模块的操作的、被连接到所述电压感测部件的电池控制装置。
22.一种使用根据权利要求15的电池模块作为单元体而制造的电池系统。
23.根据权利要求22的电池系统，其中，所述电池系统被用作用于电动车辆、混合电动车辆或者外接充电式混合电动车辆的电源。
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