CN107615518A - 电池模块和包括该电池模块的电池组 - Google Patents

电池模块和包括该电池模块的电池组 Download PDF

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Abstract

公开了一种电池模块和包括该电池模块的电池组。根据本发明的一个实施例的电池模块包括：盒组件，在该盒组件中，用于容纳电池单体的多个盒彼此堆叠；用于包围该盒组件的盖；衬套构件，该衬套构件被***穿过盒组件和所述盖，并且突出到所述盖的外侧达到预设的距离；和联接构件，该联接构件被***到衬套构件中以联接所述盖。

Description

电池模块和包括该电池模块的电池组
技术领域
本公开涉及一种电池模块和包括该电池模块的电池组，更具体地，涉及如下一种电池模块和包括该电池模块的电池组：在该电池模块中，由于锁定构件不与盖或盒直接接触，能够防止盒在锁定构件的加压期间被损坏。
本申请要求2015年12月9日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2015-0175022的优先权，该韩国专利申请的公开内容在此通过引用的方式并入。
背景技术
随着对移动设备的技术开发和需求的增加，对于作为能量源的二次电池的需求正快速增加。往常，已使用镍镉电池或氢离子电池作为二次电池，但近年来，由于与镍基二次电池相比几乎不产生记忆效应，具有非常低的自放电率、具有高能量密度且自由地被充电和放电的锂二次电池得到了广泛使用。
这种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。锂二次电池包括：电极组件，在该电极组件中，其上分别涂覆有正极活性材料和负极活性材料的正极板和负极板在二者之间有分隔物的情况下被布置；和外覆材料，即电池外壳，它将电极组件与电解质一起密封并容纳。
锂二次电池包括正极、负极、布置在正极和负极之间的分隔物、以及电解质，并且基于使用哪种正极活性材料和负极活性材料而被分类为锂离子电池(LIB)、聚合物锂离子电池(PLIB)等。通常，通过在诸如铝片或铜片、网、膜、箔等的集电器上涂覆正极活性材料或负极活性材料并然后干燥该正极活性材料或负极活性材料来形成锂二次电池的电极。
通常，在二次电池的电池模块中，容纳电池单体的盒被设置为多个并且彼此堆叠，并且，这样的多个盒被盖包围，然后该盖被诸如螺栓的锁定构件锁定。这里，当诸如螺栓的锁定构件直接接触盒(例如是注塑成型体)并对盒加压时，该注塑成型体可能被损坏，因此，为了防止这一点，首先将衬套构件***，然后再将诸如螺栓的锁定构件***到该衬套构件中。
然而，虽然因为螺栓的本体部分接触衬套构件而可以防止盒被损坏，但由于螺栓的头部部分直接接触所述盖，所以当该螺栓旋转以进行锁定时，该螺栓的头部部分对附着到所述盖的盒加压，从而盒可能会损坏。
发明内容
技术问题
因此，本公开涉及提供一种电池模块和包括该电池模块的电池组，在该电池模块中，由于锁定构件不与盖或盒直接接触，可以防止盒在锁定构件的加压期间被损坏。
而且，本公开涉及提供一种电池模块和包括该电池模块的电池组，在该电池模块中，通过在外力施加到电池模块时防止盒或所述盖沿着衬套构件移动，可以均匀地维持盒之间的间隔或者盒与所述盖之间的间隔。
技术方案
在本公开的一个方面，提供了一种电池模块，其包括：盒组件，在该盒组件中，多个盒彼此堆叠，每个盒均容纳电池单体；包围盒组件的盖；衬套构件，该衬套构件被***穿过盒组件和所述盖，并且突出到所述盖的外侧达到预设的间隔；以及锁定构件，该锁定构件被***到衬套构件中并锁定所述盖。
而且，所述盖可以包括缓冲构件，并且所述锁定构件可以接触该缓冲构件。
而且，该缓冲构件可以被沿着衬套构件的外周组合到所述盖，并且所述锁定构件在外侧处接触该缓冲构件并在内侧处接触衬套构件。
而且，该缓冲构件可以被制备为橡胶垫。
而且，所述多个盒中的每一个盒均可以包括第一突起，以便在所述多个堆叠的盒之间形成间隔。
而且，第一突起可以包括在所述多个盒中的每一个盒上沿着衬套构件的外周形成的多个第一突起。
而且，所述盖可以包括第二突起，以便与盒组件形成间隔。
而且，所述电池模块还可以包括电路板支撑件，该电路板支撑件支撑包括电路的电路板，其中，该电路板支撑件可以布置在所述盖和盒组件之间，并且可以包括第三突起以便与盒组件形成间隔。
同时，在本公开的另一方面，还提供了一种包括该电池模块的电池组和包括该电池模块的车辆。
有利效果
根据本公开的实施例，由于衬套构件突出到所述盖的外侧并且被***到衬套构件中的锁定构件因此不直接接触所述盖或盒，所以，可以防止盒在锁定构件的加压期间被损坏。
而且，由于在盒或所述盖上形成有突起且因此在外力(尤其是沿着与衬套构件平行的方向的外力)被施加到电池模块时防止盒或所述盖沿着衬套构件移动，所以，可以均匀地维持盒之间的间隔或者盒与所述盖之间的间隔。
附图说明
图1是根据本公开的实施例的电池模块的平面图。
图2是沿着图1的线A-A'截取的剖视图。
图3是沿着图1的线B-B'截取的剖视图及其局部放大图。
图4是示意了其中从图3移除了锁定构件的情形的视图。
图5是根据本公开的实施例的电池模块中的盒的平面图及其局部放大图。
图6是沿着图1的线C-C'截取的剖视图。
图7是图6的区域D的放大图。
图8是图6的区域E的放大图。
图9是图6的区域F的放大图。
图10是根据本公开的实施例的电池模块中的盒的侧视图及其局部放大图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述根据本公开的优选实施例的电池模块和包括该电池模块的电池组。
应该理解，在说明书和所附权利要求书中使用的术语不应理解为仅限于通常的和词典上的含义，而是应基于允许发明人适当地定义术语以获得最佳说明的原则、基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念进行解释。因此，这里给出的描述仅是用于示意的优选示例，并非旨在限制本公开的范围，所以应当理解，在不偏离本公开的范围的情况下，可以对其做出其他等同方案和修改。
在附图中，为了便于描述和清楚起见，每个部件或形成该部件的特定部分的尺寸可能被夸大、省略或者概略地示出。因此，每个部件的尺寸并不完全反映实际尺寸。在本公开的描述中，当认为它们可能会模糊本公开的要旨时，对现有技术的某些详细说明将被省略。
本说明书中使用的术语“组合”或“连接”不仅包括一个构件被直接组合或直接连接到另一个构件的情形，而且还包括一个构件经由连接构件被间接地组合或间接地连接到另一个构件的情形。
同时，本公开中的锁定构件可以包括能够锁定上盖和下盖的各种锁定构件，但为了便于描述，在下文中，将该锁定构件限制性地描述为螺栓。
图1是根据本公开的实施例的电池模块的平面图，图2是沿着图1的线A-A'截取的剖视图，图3是沿着图1的线B-B'截取的剖视图及其局部放大图，图4是示意了其中锁定构件被从图3移除的情形的视图，并且图5是根据本公开的实施例的电池模块中的盒的平面图及其局部放大图。
参考图1到5，可以通过注塑成型来制造盒120，并且盒120包括容纳电池单体110的容纳部。盒120可以被制备成一种框架，该框架被组合到电池单体110的外部以保护电池单体110。可以制备多个盒120，以便彼此堆叠而形成盒组件100，并且，在盒120上可以形成有***孔121(螺栓400被***到该***孔121中)，以便所述多个堆叠的盒120(即盒组件100)和保护该盒组件100的盖200被锁定。
同时，在盒120上可以形成有第一突起122，以便在所述多个盒120之间形成间隔并维持该间隔，稍后将描述其细节。
盒组件100包括容纳电池单体110的多个盒120，并且所述多个盒120可例如通过沿纵向方向堆叠而形成盒组件100。盒组件100被容纳于在盖200内侧形成的内部空间中，并且，容纳在盒120中的电池单体110由于被容纳在盖200的内部空间中而可以受到保护。
同时，盒组件100可以包括连接器元件(未示出)或端子元件(未示出)。该连接器元件(未示出)可包括各种形式的电连接部件或连接构件，以连接到例如用于提供关于电池单体110的电压或温度等的数据的电池管理***(BMS)。而且，该端子元件(未示出)包括作为连接到电池单体110的主端子(未示出)的正极端子(未示出)和负极端子(未示出)，并且该端子元件(未示出)可包括要电连接到外部的端子螺栓(未示出)。
参考图1和3，盖200容纳并包围盒组件100，并因此针对外部振动或外部冲击保护盒组件100。盖200能够以与盒组件100的形状相对应的形状形成。例如，当盒组件100的形状被制备成六面体形状时，盖200也可以被制备成六面体形状以与其对应。盖200例如可以由金属材料的板制成，并且，当盖200由金属材料的板制成时，盖200可以包括在上侧处包围盒组件100的上盖210以及在盒组件100的下侧处被组合到上盖210的下盖220。然而，本公开的权利范围不限于此。
在盖200上可以形成有贯穿部(未示出)，上述连接器元件(未示出)或端子元件(未示出)可以通过该贯穿部向外部暴露。换言之，所述连接器元件(未示出)或端子元件(未示出)可以电连接到外部的预定部件或构件，并且该贯穿部(未示出)可以形成在盖200上使得盖200不妨碍这种电连接。而且，所述连接器元件(未示出)或端子元件(未示出)可暴露于盖200的外侧并且通过在盖200上形成的贯穿部(未示出)连接到外部部件。该贯穿部(未示出)可以形成为使得盖200的至少一侧被切开。这里，该贯穿部(未示出)可以不必被切开以向外部暴露所述连接器元件(未示出)或端子元件(未示出)，而是可替代地被形成为使电线等可以进入其中的小孔，只要所述连接器元件(未示出)或端子元件(未示出)能电连接到外部部件即可。
同时，可以在盖200上形成有第二突起211，以便在盖200和盒120之间形成间隔并维持该间隔，并且稍后将描述其细节。
参考图3和4，衬套构件300可以被***穿过盒组件100和盖200。如上所述，可以使用塑料材料通过注塑成型来制造盒120。这里，在多个盒120在其内堆叠的盒组件100被盖200包围且然后盖200被螺栓400锁定的情况下，当螺栓400在该螺栓400旋转以进行锁定期间对盒120加压时，由塑料材料形成的盒120可能被螺栓400损坏。为了防止对盒120的这种损坏，在盒120和盖200上制备了***孔121，并且金属材料的衬套构件300被***穿过盖200的***孔121和所述多个堆叠的盒120的***孔121。然后，螺栓400被***到衬套构件300中，因此防止了螺栓400直接接触盒120或盖200，并且，即使在螺栓400旋转时，仍可以防止对盒120的损坏。
然而，如果盖200的高度和***到盖200中的衬套构件300的高度相同，则螺栓头部部分420接触盖200并对盖200加压，因此，附着到盖200的盒120可能受到损坏。详细地，当衬套构件300贯穿并***到盖200的***孔121和盒组件100的***孔121中时，衬套构件300根本不突出到盖200的外侧(例如，盖200的上侧)，因此，在此情形中，当螺栓400被旋转时，螺栓头部部分420接触盖200的上侧而对盖200加压，另外，由于螺栓400的压力也传递到附着到盖200的盒120，所以盒120可能被损坏。
为了解决上述问题，参考图3，衬套构件300突出到盖200的外侧(例如上盖210的上侧)达到预设的间隔。换言之，由于衬套构件300突出到上盖210的上侧，螺栓头部部分420如图3所示地接触衬套构件300的突出部分并且与上盖210间隔开。而且，即使当螺栓400被旋转时，螺栓400也不直接接触上盖210，因而，由于螺栓400的旋转而产生的压力不直接传递到盒120，因此可以防止对盒120的损坏。然而，当衬套构件300突出到盖200的外侧时，在螺栓400和上盖210之间形成间隔，因而螺栓400可能不易牢固地锁定上盖210和下盖220。在此方面，参考图3，上盖210在靠近衬套构件300的位置处包括缓冲构件500，并且，在螺栓400***到衬套构件300中之后，螺栓头部部分420接触衬套构件300和缓冲构件500这两者。例如，参考图3，缓冲构件500可以被沿着衬套构件300的外周组合到盖200，在此情形中，当螺栓400***到衬套构件300中时，螺栓头部部分420可以相对地在螺栓头部部分420的外侧处接触缓冲构件500并且相对地在螺栓头部部分420的内侧处接触衬套构件300。换言之，当螺栓400被旋转时，螺栓400的压力通过缓冲构件500传递到上盖210以锁定上盖210和下盖220，并且，由于缓冲构件500缓冲螺栓400的压力，所以不仅上盖210和下盖220被锁定，而且还可以防止对盒120的损坏。为了这种缓冲，缓冲构件500可以被制备为橡胶垫。然而，缓冲构件500不限于橡胶垫，而是例如可以使用能够缓冲螺栓400的压力的各种缓冲构件500，例如合成材料、硅胶、海绵、弹簧等。
螺栓400***到衬套构件300中，以锁定上盖210和下盖220。换言之，螺栓400首先***到在上盖210上形成的***孔121中，然后依次***到所述多个堆叠的盒120的***孔121中，之后被组合到下盖220。这里，螺栓400可以包括螺栓本体部分410和螺栓头部部分420。
图6是沿着图1的线C-C'截取的剖视图，图7是图6的区域D的放大图，图8是图6的区域E的放大图，图9是图6的区域F的放大图，并且图10是根据本公开的实施例的电池模块中的盒的侧视图及其局部放大图。
参考图6和7，第一突起122可以形成在盒120上，以便在所述多个堆叠的盒120之间形成间隔。详细地，由于衬套构件300被强制地装配到盖200的***孔121和盒120的***孔121中，所以，即使当衬套构件300突出到盖200的外侧达到预设的间隔时，也可以维持盒120之间的间隔，但是，当外力沿着与衬套构件300对准的方向(尤其是沿着与衬套构件300平行的方向)直接施加时可能在所述多个盒120中的任一个盒120与另一个相邻的盒120中发生运动的可能性未被完全排除。因此，参考图6和7，为了防止在盒120之间发生在这种特殊环境中可能出现的运动，可以在盒120上形成第一突起122。
而且，参考图6和10，可以制备多个第一突起122并且在盒120上沿着衬套构件300的外周形成多个第一突起122。这里，在任一个盒120上形成的第一突起122可以接触相邻的另一个盒120以维持盒120之间的间隔。例如，第一突起122可以形成在盒120的下侧上，以接触相邻的盒120的上侧。然而，这仅仅是一个实例，并且第一突起122可以沿盒120的各种方向形成，尤其是形成在盒120的上侧上。通过这种第一突起122，在盒120之间形成预定间隔并且可以维持该间隔，另外，可以防止在盒120之间可能发生的运动。
同时，参考图6和8，第二突起211可以形成在盖200上，以便维持盖200和盒组件100之间的间隔。换言之，例如，考虑第二突起211形成在盖200的下侧处的情形，在盖200上形成的第二突起211接触紧邻地位于盖200下方的盒120的上侧，以维持盖200和盒120之间的间隔。然而，当稍后描述的电路板支撑件600布置在盖200下方时，第二突起211接触位于盖200下方的电路板支撑件600的上侧而不是接触盒120，以维持盖200和电路板支撑件600之间的间隔。这里，由于第二突起211的功能、作用和效果与第一突起122的相同，因此其描述将被第一突起122的描述所取代。
参考图6，电路板支撑件600可以支撑包括电路的电路板。这里，该电路板是包括电池模块10的各种电路的电路板，并且可以包括被制备成传输电能的汇流条(bus bar)。而且，电路板支撑件600可以布置在盖200和盒组件100之间，并且可以在电路板支撑件600上形成有第三突起610。
参考图6和9，第三突起610可以形成在电路板支撑件600上，以便维持电路板支撑件600与包括在盒组件100中的一个盒120之间的间隔。换言之，例如，考虑第三突起610形成在电路板支撑件600的下侧处的情形，在电路板支撑件600上形成的第三突起610接触紧邻地位于电路板支撑件600下方的盒120的上侧，以维持电路板支撑件600和盒120之间的间隔。这里，由于第三突起610的功能、作用和效果与第一突起122的相同，所以其描述将被第一突起122的描述所取代。
在下文中，描述了根据本公开的实施例的电池模块10的作用和效果。
参考图3，容纳电池单体110的多个盒120被堆叠以形成盒组件100，并且该盒组件100被盖200包围和保护。而且，为了防止对盒120的损坏，衬套构件300被***穿过盖200和所述多个堆叠的盒120，并且螺栓400被***到衬套构件300中以锁定上盖210和下盖220。
这里，衬套构件300突出到盖200的外侧(例如盖200的上侧)达到预设的间隔。换言之，由于衬套构件300突出到盖200的上侧，螺栓头部部分420如图3所示地接触衬套构件300的突出部分而与盖200间隔开。而且，即使当螺栓400被旋转时，螺栓400也不直接接触盖200，因而，由于螺栓400的旋转而产生的压力不直接传递到盒120，因此可以防止对盒120的损坏。
在此情况下，当外力沿着与衬套构件300对准的方向(尤其是沿着与衬套构件300平行的方向)直接施加时，可能在所述多个盒120中的任一个盒120和相邻的另一个盒120之间、在盒120和盖200之间、在盖200和电路板支撑件600之间、或者在电路板支撑件600和盒120之间发生运动。为了防止这一点，参考图6，可以在盒120上形成第一突起122，可以在盖200上形成第二突起211，并且可以在电路板支撑件600上形成第三突起610，因此，可以防止盒120、盖200或电路板支撑件600沿着衬套构件300移动。
同时，根据本公开的实施例的电池组(未示出)可以包括根据本公开的上述实施例的一个或多个电池模块10。而且，除了电池模块10之外，该电池组(未示出)还可以包括用于容纳电池模块10的外壳、用于控制该电池模块的充电和放电的各种装置，例如BMS、电流传感器和熔断器等。
同时，根据本公开的实施例的车辆(未示出)可以包括上述电池模块10或电池组(未示出)，并且该电池组(未示出)可以包括电池模块10。而且，根据本公开的实施例的电池模块10可应用于车辆(未示出)，例如被制备成使用电力的预定车辆(未示出)，例如电动车或混合动力车。
虽然已参考有限的实施例和附图描述了本公开，但本公开不限于此，并且，对于本领域技术人员而言，根据此详细说明，在本公开的技术思想和所附权利要求书的等价范围内的各种修改和变型将变得很明显。
工业实用性
本公开涉及一种电池模块和包括该电池模块的电池组，并且它在与二次电池相关的产业中尤其有用。

Claims (10)

1.一种电池模块，包括：
盒组件，在所述盒组件中，多个盒彼此堆叠，每个盒均容纳电池单体；
盖，所述盖包围所述盒组件；
衬套构件，所述衬套构件被***穿过所述盒组件和所述盖，并且突出到所述盖的外侧达到预设的间隔；以及
锁定构件，所述锁定构件被***到所述衬套构件中并锁定所述盖。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述盖包括缓冲构件，并且所述锁定构件接触所述缓冲构件。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述缓冲构件被沿着所述衬套构件的外周组合到所述盖，并且
所述锁定构件在外侧处接触所述缓冲构件并在内侧处接触所述衬套构件。
4.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述缓冲构件被制备为橡胶垫。
5.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述多个盒中的每一个盒均包括第一突起，以便在所述多个堆叠的盒之间形成间隔。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其中，所述第一突起包括在所述多个盒中的每一个盒上沿着所述衬套构件的外周形成的多个第一突起。
7.根据权利要求5所述的电池模块，其中，所述盖包括第二突起，以便与所述盒组件形成间隔。
8.根据权利要求7所述的电池模块，还包括电路板支撑件，所述电路板支撑件支撑包括电路的电路板，
其中，所述电路板支撑件布置在所述盖和所述盒组件之间，并且包括第三突起以便与所述盒组件形成间隔。
9.一种电池组，包括根据权利要求1到8中的任一项所述的电池模块。
10.一种车辆，包括根据权利要求1到8中的任一项所述的电池模块。
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