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电池组、电子装置、车辆以及电池管理系统模块的制作方法

1.本公开涉及电池组、电子装置、车辆和电池管理系统模块，更具体而言，涉及维持稳定的电气连接并增强互连部件的耐久性的电池组、包括电池组的电子装置和车辆以及包括在电池组中的bms模块。本技术要求2020年11月13日在韩国提交的韩国专利申请第10-2020-0152318号的优先权的利益，其公开内容通过引用而纳入本文中。

背景技术：

2.近年来，对诸如笔记本、摄像机、移动电话之类的便携式电子产品的需求正在迅速增大，并且电动车辆、储能电池、机器人、卫星等的发展也亟待发展。为此，人们正在积极研究能够反复充电和放电的高性能二次电池。
3.目前商业化的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池和锂二次电池。其中，锂二次电池由于其具有诸如以与镍基二次电池相比小的记忆效应自由充放电、自放电率很低并且能量密度高之类的优点而受到关注。
4.锂二次电池主要使用锂基氧化物和碳材料分别作为正极活性材料和负极活性材料。另外，该锂二次电池包括：电极组件，其中布置有涂覆正极活性材料的正极板和涂覆负极活性材料的负极板，正极板和负极板之间插设有隔膜；以及外部(即电池壳)，用于气密地储存电极组件以及电解质。
5.此外，锂二次电池可以根据外部形状分类为：罐型电池电芯，其中电极组件被包括在金属罐中；以及袋型电池电芯，其中电极组件被包括在由铝层压片制成的袋中。
6.同时，现有技术的电池组可以包括上述多个罐型电池电芯或袋型电池电芯。此外，该电池组还包括用于容纳多个电池电芯的电芯框架以及配置成电连接多个电池电芯的汇流条或金属板。
7.同时，现有技术的电池组基本上包括bms(电池管理系统，下文中称为bms)模块，该bms模块配置成测量多个电池电芯的电流和温度变化，并控制多个电池电芯的充电和放电，以判定出电池的操作状态或电池寿命。此外，现有技术的bms模块包括：用于接收多个电池电芯的电流的电线；以及连接该电线的端子的接线端子。
8.此外，现有技术的电池组需要使用具有低电阻并由软质材料或具有相对较低机械刚性的金属制成的接线端子，以便接收大电流。然而，如果使用这种由软质材料或低机械刚性的金属制成的接线端子，则当电线的端子与接线端子联接时，接线端子会因紧固螺栓的紧固扭矩而受损。此外，如果使用具有低紧固扭矩的紧固螺栓，以防止如上所述的接线端子受损，则紧固螺栓可能会因振动或机械冲击而从接线端子松开，这可能会释放电连接。

技术实现要素：

9.技术问题
10.本公开旨在解决相关技术的问题，因此，本公开旨在提供一种维持稳定的电连接并增强互连部件的耐久性的电池组。
11.本公开的这些和其它目的及优点可以根据以下详细描述来理解，并将从本公开的示例性实施方式中变得更加充分明显。另外，很容易理解的是，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求中所示的手段及其组合来实现。
12.技术方案
13.在本公开的一个方面，提供了一种电池组，该电池组包括：
14.电芯模块，该电芯模块具有至少一个电池电芯；以及
15.bms模块，该bms模块包括：bms板，所述bms板配置成控制所述电芯模块的充电和放电；接线端子，所述接线端子装载在所述bms板上，并配置成使得在其上放置连接端子并具有连接孔；端子螺栓，所述端子螺栓配置成插入所述连接孔中；以及压入螺母，所述压入螺母具有主体部分和突出部分，所述主体部分具有螺栓孔，所述端子螺栓的主体插入所述螺栓孔中，所述螺栓孔在其内表面处形成有螺纹，所述突出部分配置成从所述螺栓孔的外周向外突出，并与所述接线端子的所述连接孔的外周结合。
16.此外，所述接线端子可以包括：
17.装载部分，所述装载部分具有板状，以便所述端子螺栓的头部分装载在其上，所述连接孔位于所述装载部分的一部分处；以及
18.安装部分，所述安装部分配置成从所述装载部分的端部向下延伸，并局部固定到所述bms板。
19.此外，所述压入螺母可以配置成使得其上部分面对所述装载部分的下表面，所述突出部分可以配置成至少局部穿过所述装载部分的所述连接孔，并且
20.所述突出部分可以配置成使得其突出端与所述装载部分的上表面结合。
21.此外，所述接线端子可以包括凹陷部分，该凹陷部分在所述连接孔的所述外周处具有凹进空间，并且所述突出部分可以以至少弯曲一次的形式容纳在所述接线端子的所述凹陷部分的所述凹进空间中。
22.此外，所述端子螺栓和所述压入螺母可以具有第一金属，并且
23.所述接线端子可以具有不同于所述第一金属的第二金属。
24.此外，所述压入螺母可以包括固定突起，所述固定突起在所述压入螺栓的上部分处形成为与所述突出部分间隔开预定距离，并配置成至少局部压配合到所述接线端子。
25.此外，所述接线端子可以包括：
26.固定肋，所述固定肋配置成从所述连接孔的所述外周向下突出，并插设在所述突出部分和所述固定突起之间。
27.此外，在本公开的另一方面中，还提供了一种包括至少一个电池组的电子装置。
28.此外，在本公开的另一方面中，还提供了一种包括至少一个电池组的车辆。
29.此外，在本公开的另一方面中，还提供了一种bms模块，该bms模块包括：
30.bms板，该bms板具有控制多个电池电芯的充电和放电的电路板；
31.接线端子，该接线端子装载在所述bms板上并具有连接孔；
32.端子螺栓，该端子螺栓插入所述连接孔中并固定到所述连接孔；以及
33.压入螺母，该压入螺母包括主体部分和突出部分，该主体部分具有螺栓孔，所述端子螺栓的主体插入该螺栓孔中，所述螺栓孔在其内表面处形成有螺纹，所述突出部分配置成从所述螺栓孔的外周向外突出，并与所述接线端子的所述连接孔的外周结合。
34.有利效果
35.根据本公开的一个实施方式，由于本公开包括具有与接线端子的连接孔的外周结合的突出部分的压入螺母，因此能够解决现有技术的问题，即如果端子螺栓的紧固扭矩大，则在接线端子和端子螺栓联接时接线端子受损。即，当端子螺栓被紧固时，产生朝向接线端子的向下的按压力。此时，当压入螺母与端子螺栓拧在一起时，突出部分向上按压接线端子，这会抵消端子螺栓的按压力。因此，可以有效地减少由端子螺栓的紧固扭矩对接线端子造成的损害。
附图说明
36.附图示出了本公开的优选实施方式，并与前述公开内容一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，因此，本公开不被解释为仅限于图示。
37.图1是示意性地示出根据本公开的第一实施方式的电池组的立体图。
38.图2是示意性地示出根据本公开的第一实施方式的电池组的部件的分解立体图。
39.图3是示意性地示出根据本公开的第一实施方式的电池组的一些部件的分解立体图。
40.图4是示意性地示出根据本公开的第一实施方式的电池组的一些部件的竖向局部剖视图。
41.图5是示意性地示出根据本公开的第二实施方式的电池组的一些部件的竖向局部剖视图。
42.图6是示意性地示出根据本公开的第三实施方式的电池组的一些部件的竖向局部剖视图。
43.图7示意性地示出根据本公开的第四实施方式的电池组的一些部件的竖向局部剖视图。
具体实施方式
44.下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施方式。在描述之前，应当理解，说明书和所附权利要求书中使用的术语不应解释为限于一般和字典的含义，而应根据允许发明人对术语进行适当的定义以获得最佳解释的原则，基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念进行理解。
45.因此，本文中提出的描述仅仅是只出于说明之目的的优选实施例，并不意图限制本公开的范围，因此应该理解，在不偏离本公开的范围的情况下，可以对其进行其它的等同物和变型。
46.图1是示意性地示出根据本公开的第一实施方式的电池组的立体图。图2是示意性地示出根据本公开的第一实施方式的电池组的部件的分解立体图。另外图3是示意性地示出根据本公开的第一实施方式的电池组的一些部件的分解立体图。
47.参考图1至图3，根据本公开的第一实施方式的电池组100包括：具有至少一个电池电芯111的电芯模块110；以及bms模块120。首先，电芯模块110可以包括用于容纳电池电芯111的电芯框架113。例如，如图2中所示，电池组100可以包括：多个电池电芯111；以及电芯框架113，该电芯框架113用于容纳多个电池电芯111。电芯框架113可以包括多个构件，这些
构件配置成分别围绕多个电池电芯111在y轴方向上的一端和另一端。
48.此外，电池电芯111可以是能够充电和放电的锂二次电池。电池电芯111可以是罐型电池电芯。电池电芯111可以包括分别位于一端和另一端的正极端子(未示出)和负极端子(未示出)。电池电芯111可以具有圆柱形罐。
49.电池电芯111的以上配置在提交本技术时对于本领域的技术人员来说是公知的，因此将不作更详细的描述。此外，尽管图1和图2中示出了圆柱形电池电芯111的实施例，但根据本公开的电池组100并不限于电池电芯111具有特定形状的配置。即，根据本公开的电池组100中可以采用提本技术提交时公知的各种类型的电池电芯111。
50.此外，电芯模块110可以包括用于电连接多个电池电芯111的金属板140。金属板140可以具有连接端子112，用于与bms板121电连接。
51.此外，bms模块120可以包括bms板121、接线端子122、端子螺栓123和压入螺母124。具体而言，bms板121可以包括例如印刷电路和由电绝缘材料制成的基板。印刷电路可以配置成与接线端子122电连接。bms板121上安装有用于对多个电池电芯111进行电气控制的熔丝128、继电器等。然而，bms板121不一定包括印刷电路，可以只包括电绝缘板，该电绝缘板配置成使诸如熔丝和继电器之类的元件装载在其上。
52.此外，接线端子122可以配置成装载在bms板121上。接线端子122可以由例如金属材料制成。接线端子122可以提供有黄铜。例如，接线端子122可以在bms板121上安装成与印刷电路电连接。然而，接线端子122不一定安装在bms板121上，并且可以配置成与诸如熔丝和继电器之类的各种控制元件电连接。
53.此外，接线端子122可以配置成可以在其上放置连接端子132。例如，连接端子132可以设置在具有电线131的电缆130的端部处，以电连接电池电芯111和接线端子122。然而，本公开不一定限于这种配置，如图2中所示，熔丝128或继电器可以包括单独的连接端子128a，该单独的连接端子可以与接线端子122电连接。此外，接线端子122可以具有可插入螺栓的连接孔h1。即，连接孔h1可以是在竖直方向上穿透的孔，以便插入螺栓的主体123b。
54.此外，端子螺栓123可以配置成使主体123b插入连接孔h1中。端子螺栓123的头部123a可以装载在接线端子122的上部分上。例如，如图1中所示，电缆130的连接端子132可以以插设状态插入端子螺栓123的头部123a与接线端子122之间。端子螺栓123可以在主体123b插入压入螺母124中的状态下，通过紧固压入螺母124来固定在接线端子122上。端子螺栓123可以是钢或不锈钢。
55.图4是示意性地示出根据本公开的第一实施方式的电池组的一些部件的竖向局部剖视图。
56.参考图4以及图2和图3，此外，压入螺母124可以包括主体部分124b和突出部分124a。主体部分124b可以具有螺栓孔h2，端子螺栓123的主体123b可以插入该螺栓孔中。螺栓孔h2可以在其内表面上形成有螺纹。压入螺母124可以与端子螺栓123拧在一起。突出部分124a可以从螺栓孔h2的外周向外突出。
57.另外，突出部分124a可以与接线端子122的连接孔h1的外周结合。在这种情况下，可以使用机械结合作为结合方法。例如，压入螺母124的突出部分124a可以被压力机压缩并结合到接线端子122。压入螺母124可以是钢或不锈钢。
58.此外，电池组100可以进一步包括具有连接端子132的电缆130。例如，电缆130可以
在其两端的每一端处具有连接端子132。设置在电缆130的一端处的连接端子132可以配置成与电芯模块110的连接端子112接触。设置在电缆130的另一端处的连接端子132可以配置成与安装在bms板121上的接线端子122接触。
59.因此，根据本公开的这种配置，由于本公开包括具有与接线端子122的连接孔h1的外周结合的突出部分124a的压入螺母124，因此能够解决现有技术的问题，即如果端子螺栓123的紧固扭矩大，则在接线端子122和端子螺栓123联接时接线端子122受损。即，当端子螺栓123被紧固时，产生朝向接线端子122的向下的按压力。此时，当压入螺母124与端子螺栓123拧在一起时，突出部分124a向上按压接线端子122，这会抵消端子螺栓123的按压力。因此，能够有效地减少由端子螺栓123的紧固扭矩对接线端子122造成的损害。
60.再次参考图2和图3，接线端子122可以包括装载部分122a和安装部分122b。装载部分122a可以具有板状，以便在其上装载端子螺栓123的头部123a。例如，接线端子122可以在其上部具有矩形板状的装载部分122a。装载部分122a可以具有形成在其一部分中的连接孔h1，以便在其中插入端子螺栓123。
61.此外，安装部分122b可以具有从装载部分122a的端部向下延伸的形状。安装部分122b可以配置成使得其一部分固定到bms板121。例如，如图2中所示，安装部分122b可以在其端部插入bms板121中的状态下固定。即，安装部分122b可以与bms板121的印刷电路电连接。
62.此外，bms板121可以进一步包括垫圈125，该垫圈配置成插设在接线端子122与端子螺栓123的头部123a之间。例如，该垫圈125可以是弹簧垫圈。
63.图5是示意性地示出根据本公开的第二实施方式的电池组的一些部件的竖向局部剖视图。
64.参考图5，在根据本公开的第二实施方式的电池组100中，与图4的压入螺母124相比，突出部分124a可以具有不同的形状。其它部件可以与根据第一实施方式的电池组100的部件相同。
65.具体而言，图5的压入螺母124可以定位成其上部面对装载部分122a的下表面。突出部分124a可以配置成至少局部穿过装载部分122a的连接孔h1。突出部分124a的突出端可以与装载部分122a的上表面结合。例如，如图5中所示，压入螺母124的突出部分124a可以穿过接线端子122的连接孔h1。穿过连接孔h1的突出部分124a可以在水平方向上弯曲，以便与接线端子122的上表面紧密接触或与结合。即，压入螺母124朝接线端子122的装载部分122a向上压缩，然后再向下按压穿过连接孔h1的突出部分124a，从而突出部分124a的端部以水平弯曲的形式与接线端子122的上表面紧密接触或结合。突出部分124a可以具有沿着连接孔h1的外周以平面形式延伸的圆形形状。
66.因此，根据本公开的这种配置，由于压入螺母124的突出部分124a的突出端与装载部分122a的上表面结合，因此压入螺母124可以维持与接线端子122稳定结合的状态。例如，当在bms模块120的制造过程中应用高温加热工艺时，为了防止由于接线端子122和压入螺母124的不同热膨胀而释放结合状态，在本公开中，压入螺母124的突出部分124a可以与接线端子122的装载部分122a的下表面和上表面紧密接触或结合。因此，在本公开中，能够有效地防止压入螺母124脱离接线端子122。
67.图6是示意性地示出根据本公开的第三实施方式的电池组的一些部件的竖向局部
剖视图。
68.参考图6，与图4的第一实施方式的bms模块120相比，根据本公开的第三实施方式的电池组100可以进一步包括形成在接线端子122处的凹陷部分122c。
69.具体而言，根据本公开的第三实施方式的电池组100的接线端子122可以包括凹陷部分122c，该凹陷部分122c在连接孔h1的外周处具有凹进空间。凹陷部分122c可以具有沿连接孔h1的外周在平面图中以圆形形状延伸并凹进主体123b中的线状槽的形状。
70.此外，压入螺母124的突出部分124a的突出端可以容纳在凹陷部分122c的凹进空间中。突出部分124a的突出端可以具有至少弯曲一次的形状。例如，突出部分124a可以弯曲成使穿过接线端子122的连接孔h1向上突出的部分通过冲缘加工容纳在凹陷部分122c中。突出部分124a可以具有沿连接孔h1的外周在平面图中以圆形形状延伸的形状。
71.因此，根据本公开的这种配置，由于突出部分124a以弯曲至少一次的形式容纳在接线端子122的凹陷部分122c的凹进空间中，因此可以有效地增大接线端子122与压入螺母124的结合面积，从而有效地提高压入螺母124与接线端子122之间的结合力。因此，在本公开中，能够有效地防止压入螺母124脱离接线端子122。
72.同时，再次参考图3和图4，在根据本公开的第一实施方式的电池组100中，端子螺栓123和压入螺母124可以包括第一金属。第一金属的选择可以优先考虑易加工性和良好的耐久性，这对制造和生产端子螺栓123和压入螺母124是有利的。第一金属可以是例如钢或不锈钢。接线端子122可以具有第二种金属，该第二金属与第一种金属不同。例如，第二种金属可以是黄铜，该第二金属的选择优先考虑低电阻，以便接收大电流。即，第一金属可以是一种具有比第二金属更高的机械刚性(硬度、抗拉强度)的金属。
73.因此，根据本公开的这种配置，即使接线端子122具有作为相对较软材料的第二金属(黄铜)，由于端子螺栓123和压入螺母124是相同的第一金属(钢)，端子螺栓123向下按压接线端子122的力(紧固扭矩)和压入螺母124向上按压接线端子122的力可以相互抵消。因此，端子螺栓123能够以较高的紧固扭矩固定到接线端子122，而不损害接线端子122。
74.图7示意性地示出根据本公开的第四实施方式的电池组的一些部件的竖向局部剖视图。
75.参考图7，与第一实施方式的压入螺母124相比，根据本公开的第四实施方式的电池组100的压入螺母124可以进一步包括固定突起p。固定突起p可以在压入螺母124的上部分处定位成与突出部分124a间隔开预定的距离。例如，固定突起p可以位于压入螺母124的上表面的外周上。
76.此外，固定突起p可以配置成使其至少一部分压配合到接线端子122。例如，如图7中所示，固定突起p可以局部插入接线端子122的装载部分122a中并固定到接线端子122的装载部分122a。固定突起p可以沿着压入螺母124的上表面的外周，在平面图中以圆形形状延伸。
77.因此，根据本公开的这种配置，由于压入螺母124包括配置成至少局部压配合到接线端子122的固定突起p，因此可以有效地增大压入螺母124和接线端子122之间的结合力。因此，在本公开中，可以有效地提高电池组100的耐久性。
78.同时，根据本公开的一个实施方式的电子装置(未示出)包括上述的至少一个电池组100。该电子装置可以进一步包括装置外壳(未示出)，该装置外壳具有用于容纳电池组
100的储存空间，并具有显示单元，用户可以借助该显示单元检查电池组100的荷电状态。例如，该电子装置可以是便携式计算机。
79.此外，根据本公开的一个实施方式的电池组100可以包括在诸如电动车辆或混合电动车辆之类的车辆中。即，根据本公开的一个实施方式的车辆可以在车体中包括至少一个根据上述本公开的一个实施方式的电池组100。
80.此外，根据本公开的一个实施方式的bms模块120可以包括：bms板121，该bms板具有控制多个电池电芯111的充电和放电的印刷电路；接线端子122，该接线端子装载在bms板121上并具有可插入螺栓的连接孔h；端子螺栓123，该端子螺栓配置成插入连接孔h1中并固定到该连接孔；以及压入螺母124，该压入螺母包括主体部分124b以及突出部分124a，主体部分124b具有螺栓孔h2，端子螺栓123的主体123b可以插入该螺栓孔h2中，螺栓孔h2的内表面形成有螺纹，突出部分124a配置成从螺栓孔h2的外周向外突出并与接线端子122的连接孔h1的外周结合。bms模块120的以上部件与上述电池组100的部件相同，因此在此将不作详细描述。
81.同时，即使在说明书中使用了指示诸如上、下、左、右、前和后方向之类的方向术语，但对于本领域的技术人员来说，显然这些只是代表相对位置以便于解释，并且可基于观察者或物体的位置而变更。
82.下文中，为了更好地理解本公开的详细内容，详细描述了实施方式和实验例，但本公开不受这些实施方式和实验例限制。根据本公开的实施方式可以以各种方式进行变型，并且本公开的范围不应解释为仅限于上述实施方式。提供本公开的实施方式是为了向本领域的普通技术人员更充分地解释本公开。

技术特征：

1.一种电池组，所述电池组包括：电芯模块，所述电芯模块具有至少一个电池电芯；以及bms模块，所述bms模块包括：bms板，所述bms板配置成控制所述电芯模块的充电和放电；接线端子，所述接线端子装载在所述bms板上，并配置成使得在其上放置连接端子并具有连接孔；端子螺栓，所述端子螺栓配置成插入所述连接孔中；以及压入螺母，所述压入螺母具有主体部分和突出部分，所述主体部分具有螺栓孔，所述端子螺栓的主体插入所述螺栓孔中，所述螺栓孔在其内表面处形成有螺纹，所述突出部分配置成从所述螺栓孔的外周向外突出，并与所述接线端子的所述连接孔的外周结合。2.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述接线端子包括：装载部分，所述装载部分具有板状，以便所述端子螺栓的头部分装载在其上，所述连接孔位于所述装载部分的一部分处；以及安装部分，所述安装部分配置成从所述装载部分的端部向下延伸，并局部固定到所述bms板。3.根据权利要求2所述的电池组，其中，所述压入螺母配置成使得其上部分面对所述装载部分的下表面，所述突出部分配置成至少局部穿过所述装载部分的所述连接孔，并且所述突出部分配置成使得其突出端与所述装载部分的上表面结合。4.根据权利要求2所述的电池组，其中，所述接线端子在所述连接孔的所述外周处包括凹陷部分，所述凹陷部分具有凹进空间，并且所述突出部分以至少弯曲一次的形式容纳在所述接线端子的所述凹陷部分的所述凹进空间中。5.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述端子螺栓和所述压入螺母具有第一金属，并且所述接线端子具有不同于所述第一金属的第二金属。6.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述压入螺母包括固定突起，所述固定突起在所述压入螺栓的上部分处形成为与所述突出部分间隔开预定距离，并配置成至少局部压配合到所述接线端子。7.根据权利要求6所述的电池组，其中，所述接线端子包括固定肋，所述固定肋配置成从所述连接孔的所述外周向下突出，并插设在所述突出部分和所述固定突起之间。8.一种电子装置，所述电子装置包括至少一个根据权利要求1至7中任一项所述的电池组。9.一种车辆，所述车辆包括至少一个根据权利要求1至7中任一项所述的电池组。10.一种电池管理系统模块，所述电池管理系统模块包括：电池管理系统板，所述电池管理系统板具有控制多个电池电芯的充电和放电的电路板；接线端子，所述接线端子装载在所述电池管理系统板上并具有连接孔；
端子螺栓，所述端子螺栓插入所述连接孔中并固定到所述连接孔；以及压入螺母，所述压入螺母包括主体部分和突出部分，所述主体部分具有螺栓孔，所述端子螺栓的主体插入所述螺栓孔中，所述螺栓孔在其内表面处形成有螺纹，所述突出部分配置成从所述螺栓孔的外周向外突出，并与所述接线端子的所述连接孔的外周结合。

技术总结

公开了一种维持稳定的电连接并提高互连部件的耐久性的电池组。根据本发明的用于实现以上目标的电池组包括：电芯模块，该电芯模块具有一个或多个电池电芯；以及电池管理系统模块，包括：电池管理系统板，其配置成控制电芯模块的充电和放电；接线端子，其安装在电池管理系统板上，并配置成使得在其上安置连接端子并具有连接孔，从而螺栓可以插入连接孔中；端子螺栓，其配置成插入连接孔中；以及压入螺母，压入螺母具有主体部分和突出部分，主体部分具有螺栓孔，端子螺栓的主体插入螺栓孔中，螺栓孔在其内表面处形成有螺纹，突出部分配置成从螺栓孔的外周向外突出，并与接线端子的连接孔的外周结合。外周结合。外周结合。