CN107615564A - 电池模块、包括电池模块的电池组和包括电池组的车辆 - Google Patents
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Abstract
根据本发明实施例的电池模块包括:电池单体组件,该电池单体组件具有一个或多个电池单体并具有在两个侧部以及与这两个侧部垂直的一个侧部上暴露的、与所述一个或多个电池单体接触的一个或多个冷却片;第一端板,该第一端板具有一个或多个第一绝缘构件,该一个或多个第一绝缘构件与在电池单体组件的两个侧部上暴露的所述一个或多个冷却片接触,安装在内壁上并支撑电池单体组件的两个侧部;第二端板,该第二端板联接到第一端板,覆盖电池单体组件并支撑电池单体组件的一个侧部;冷却板,该冷却板设置在电池单体组件的所述一个侧部和第二端板之间并接收从所述一个或多个冷却片传递的热量;以及一个或多个第二绝缘构件,该一个或多个第二绝缘构件布置在冷却板与在电池单体组件的所述一个侧部上暴露的所述一个或多个冷却片之间。
Description
技术领域
本公开涉及一种电池模块、包括该电池模块的电池组和包括该电池组的车辆。
本申请要求2015年9月25日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2015-0136291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
能够容易地根据产品组进行应用并具有诸如高能量密度等的电气特性的二次电池正普遍应用在由电驱动源驱动的电动车辆(EV)或混合动力车辆(HEV)、以及便携式装置中。除了基本优点(即显著地减少了化石燃料的使用)之外,由于其完全不会因为能量的使用而产生副产物的优点,二次电池作为对环境友好的且提高能量效率的新型能量源已引人注目。
广泛使用的二次电池可包括锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等。单元二次电池(即单元电池单体)的工作电压为大约2.5V到4.2V。因此,在需要大于上述电压的输出电压的情况下,可以通过将多个电池单体串联连接来构建电池组。而且,根据电池组所需的充电/放电容量,可以通过将多个电池单体并联连接来构建电池组。因此,电池组中包括的电池单体的数目可以根据所需的输出电压或充电/放电容量而变化。
另外,在通过将多个电池单体串联/并联连接来构建电池组的情形中,首先构建包括多个电池单体的电池模块,通常,通过使用多个电池模块并添加其它元件来构建电池组。
这里,电池模块通常包括电池单体组件和覆盖该电池单体组件的端板,该电池单体组件包括多个电池单体以及与电池单体接触地布置在多个电池单体之间的多个冷却片。
在根据现有技术的这种电池模块中,有必要确保绝缘电阻以防止发生事故,例如短路、用户被电击等。例如,有必要使电池模块本身确保有绝缘性,以防止当高电压从设置在电池模块外部的电气部件(例如电动机)施加到电池模块时或者当电压从电池单体施加到电池模块中的具有金属材料的构件(例如冷却片)时可能引起的事故,例如电池模块的短路或者用户被电击。
因此,在根据现有技术的电池模块中,在金属构件(例如覆盖电池单体组件的端板、冷却片等)上执行用于绝缘的、额外的阳极氧化或涂装过程。
然而,在执行阳极氧化或涂装过程的情况下,由于刮擦,可能容易发生破损,并且这导致绝缘不良。另外,如果所述端板或金属构件具有复杂的形状,则可能难以执行阳极氧化或涂装过程。
因此,有必要找到一种确保模块绝缘性而无需在电池模块中执行额外的阳极氧化或涂装过程的方法。
发明内容
技术问题
本公开被设计用于解决现有技术的问题,因此,本公开涉及提供一种能够确保模块绝缘性而无需执行额外的阳极氧化或涂装过程的电池模块、包括该电池模块的电池组和包括该电池组的车辆。
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:电池单体组件,该电池单体组件包括至少一个电池单体和至少一个冷却片,该至少一个冷却片被构造成接触所述至少一个电池单体而在电池单体组件的两个相反侧部以及与所述两个相反侧部垂直的一个侧部上暴露;第一端板,该第一端板包括至少一个第一绝缘构件并且被构造成支撑电池单体组件的所述两个相反侧部,该至少一个第一绝缘构件安装在第一端板的内壁上以接触在电池单体组件的所述两个相反侧部上暴露的所述至少一个冷却片;第二端板,该第二端板联接到第一端板以覆盖电池单体组件,并且被构造成支撑电池单体组件的所述一个侧部;冷却板,该冷却板布置在第二端板与电池单体组件的所述一个侧部之间,并且被构造成从所述至少一个冷却片接收热量;以及至少一个第二绝缘构件,该至少一个第二绝缘构件布置在冷却板与在电池单体组件的所述一个侧部上暴露的所述至少一个冷却片之间。
所述至少一个第二绝缘构件可以在第一端板和冷却板之间与所述至少一个第一绝缘构件重叠。
所述冷却板可以包括:板本体,该板本体安装在第二端板上;和板边缘,该板边缘从板本体朝向电池单体组件的所述两个相反侧部延伸,并且,所述至少一个第二绝缘构件在第一端板和该板边缘之间与所述至少一个第一绝缘构件重叠。
所述至少一个第二绝缘构件可以包括:绝缘板,该绝缘板安装在板本体上,并且被构造成接触在电池单体组件的所述一个侧部上暴露的所述至少一个冷却片;和绝缘钩,该绝缘钩从绝缘板延伸而***到板边缘,并且被构造成在第一端板和所述板边缘之间至少部分地接触所述至少一个第一绝缘构件。
该绝缘钩可弹性地接触所述至少一个第一绝缘构件。
该绝缘钩可以包括:第一钩部,该第一钩部从绝缘板延伸并安装在所述板边缘的内壁上;第二钩部,该第二钩部从第一钩部延伸到所述板边缘的外部;以及第三钩部,该第三钩部从第二钩部延伸并接触所述至少一个第一绝缘构件。
所述至少一个第一绝缘构件和第三钩部可以在第一端板和所述板边缘之间彼此挤压。
第三钩部可以在垂直于第二端板的方向上布置得比所述至少一个第一绝缘构件更靠近第二端板的内壁。
第三钩部可以包括:弹性接触部,该弹性接触部从第二钩部延伸预定长度;和弹性突起部,该弹性突起部从弹性接触部的端部突出预定长度。
第一绝缘构件可包括绝缘片材并且第一绝缘构件被设置为一对,这一对第一绝缘构件分别接触在电池单体组件的所述两个相反侧部上暴露的所述至少一个冷却片,并且所述至少一个第二绝缘构件与这一对第一绝缘构件重叠而在第一端板和所述冷却板之间分别接触这一对第一绝缘构件。
第二绝缘构件可以包括一个绝缘片材。
所述至少一个第二绝缘构件可以包括聚碳酸酯材料。
在本公开的另一方面,还提供了一种电池组,其包括:根据前述实施例的至少一个电池模块;和被构造成封装所述至少一个电池模块的电池组外壳。
在本公开的另一方面,还提供了一种包括根据前述实施例的电池组的车辆。
有利效果
根据本公开的各种实施例,可以提供一种能够确保模块绝缘性而无需执行额外的阳极氧化或涂装过程的电池模块、包括该电池模块的电池组和包括该电池组的车辆。
附图说明
附图示意了本公开的优选实施例并且与前文的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,本公开不应理解为局限于附图。
图1是根据本公开的实施例的电池模块的示意性透视图;
图2是图1的电池模块的示意性分解透视图;
图3是图2的电池模块的第二绝缘构件的示意性透视图;
图4是图3的第二绝缘构件的截面图;
图5是图1的电池模块的截面图;
图6是图5的电池模块中的部分A的放大图;
图7是图5的电池模块中的部分B的放大图;
图8是图5的电池模块中的部分C的放大图;
图9是图5的电池模块中的部分D的放大图;
图10和11是示意了当图2的电池模块中的第一端板和第二端板彼此联接时的第一绝缘构件和第二绝缘构件的布置的图;并且
图12是根据本公开的实施例的电池组的图。
具体实施方式
在下文中,将参考附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前,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局限于通常的含义和词典上的含义,而是,基于允许发明人适当地定义术语以进行最佳说明的原则、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物和修改。
图1是根据本公开的实施例的电池模块的示意性透视图,图2是图1的电池模块的示意性分解透视图,图3是图2的电池模块中的第二绝缘构件的示意性透视图,图4是图3的第二绝缘构件的截面图,图5是图1的电池模块的截面图,图6是图5的电池模块中的部分A的放大图,图7是图5的电池模块中的部分B的放大图,图8是图5的电池模块中的部分C的放大图,并且图9是图5的电池模块中的部分D的放大图。
参考图1到9,电池模块10可以包括电池单体组件100、第一端板200、第二端板300、盖框架400、冷却板500、第一绝缘构件600和第二绝缘构件700。
电池单体组件100是电池模块10中的主要部件的组件,并且可包括电池单体110、电池单体盒120和冷却片130。在电池单体组件100中,可以设置有至少一个电池单体110,并且冷却片130可以接触电池单体110。这里,接触电池单体110的冷却片130可以暴露于电池单体组件100的沿前后方向(X轴方向)的两个相反侧部以及与所述相反侧部垂直的一个侧部(更具体地,向下(负Z轴方向)的下部)。
可以提供至少一个电池单体作为电池单体110,并且在本实施例中,可以提供多个电池单体作为电池单体110。电池单体110可以安装在稍后将描述的电池单体盒120中而相互堆叠。这里,一个电池单体盒120中可以容纳至少一个电池单体110。
每个电池单体110可以包括电极组件、电池外壳、电极引线115,和绝缘带。该电极组件可以包括正极(cathode)板、负极(anode)板和分隔物。电池外壳被设置成封装该电极组件,并且可具有包括树脂层和金属层的层压片。电极引线115电连接到电极组件,并且可以从电池外壳向外突出。可以设置有一对电极引线115,并且这一对电极引线115可以包括正极引线和负极引线。绝缘带的数目可对应于电极引线的数目,并且该绝缘带可以防止在电池外壳和电极引线115之间发生短路并且可以增强电池外壳的密封性。
电池单体盒120可以容纳至少一个电池单体110以防止电池单体晃动,并且电池单体盒120相互堆叠以引导电池单体110的组装。可以提供多个电池单体盒120以引导多个电池单体110的堆叠,并且这些电池单体盒120可以相互堆叠。
至少一个电池单体110可以安装在所述多个电池单体盒120中。具体地,可以在所述多个电池单体盒120中的每一个电池单体盒中***至少一个电池单体110,使得该电池单体盒120可以容纳至少一个电池单体110。
冷却片130可以包括诸如铝的导热材料,并且多个冷却片130可以分别设置和安装在电池单体盒120中以与电池单体110热交换。
这里,在布置于电池单体组件100的前部(正X轴方向)处的电池单体盒120中安装的冷却片130从电池单体组件100的前部(正X轴方向)暴露,并且,在布置于电池单体组件100的后部(负X轴方向)处的电池单体盒120中安装的冷却片130可以从电池单体组件100的后部(负X轴方向)暴露。另外,所述多个冷却片130可以分别安装在所述多个电池单体盒120中而从电池单体组件100的下部(负Z轴方向)暴露。
第一端板200支撑电池单体组件100,并且可以覆盖电池单体组件100的沿前后方向(X轴方向)的两个相反侧部以及电池单体组件100的上部(正Z轴方向)。
第二端板300与第一端板200一起支撑电池单体组件100,特别地,第二端板300支撑电池单体组件100的下部(负Z轴方向),并且联接到第一端板200以覆盖电池单体组件100。
盖框架400与第一端板200和第二端板300一起支撑电池单体组件100,并且,一对盖框架400被设置成在电池单体组件100中的所述多个电池单体110的布置有电极引线115的相反两侧(沿Y轴方向)处覆盖电池单体组件100。
每个盖框架400可以包括一对端子450。
所述一对端子450可以电连接到多个电池单体110的电极引线115,并且暴露于电池模块100的外部以电连接到外部电源等。
与冷却片130类似,冷却板500可以包括诸如铝的导热材料,并且布置在电池单体组件100的下部与第二端板300之间以吸收从所述多个冷却片130传递的热量。
冷却板500可以包括板本体510和板边缘520。
板本体510安装在第二端板300上并且可以覆盖电池单体组件100的下部。板边缘520可以从板本体510朝向电池单体组件100的沿前后方向(X轴方向)的两个相反侧部延伸。
第一绝缘构件600被设置用于确保电池模块100的模块绝缘性,并且它可以形成为薄板形状。可以提供一对第一绝缘构件600,并且这一对第一绝缘构件600可以安装在第一端板200的沿前后方向(X轴方向)的内壁上,以接触从电池单体组件100的沿前后方向(X轴方向)的两个相反侧部暴露的冷却片130。另外,由于第一端板200的内上壁(沿正Z轴方向)不直接面对金属结构(例如冷却片130),所以可以不设置另外的绝缘构件。
第一绝缘构件600可以阻断可能从第一端板200的外部施加到电池模块100中的多个电池单体110的电压。另外,第一绝缘构件600可以阻断可能从冷却片130施加的电压以防止电流意外泄漏到电池模块100的外部。
第二绝缘构件700与第一绝缘构件600一起确保电池模块100的模块绝缘性,并且第二绝缘构件700可以布置在冷却板500与在电池单体组件100的下部(负Z轴方向)上暴露的冷却片130之间。
可以提供至少一个第二绝缘构件700,并且在本实施例中,假定第二绝缘构件700可以包括一个绝缘片材(insulating sheet)。另外,第二绝缘构件700可以包括具有高导热率的聚碳酸酯材料。因此,第二绝缘构件700可以在保证模块绝缘性的情况下将热量从冷却片130有效地传递到冷却板500。
第二绝缘构件700可以阻断可能从第二端板300的外部施加到电池模块100中的多个电池单体110的电压。另外,第二绝缘构件700可以阻断可能从冷却片130施加的电压以防止电流意外泄漏到电池模块100的外部。
因此,通过使用根据本实施例的第二绝缘构件700和第一绝缘构件600,可以有效地实现电池模块10中的设有金属结构(例如冷却片130)的部分与形成电池模块10的外观的第一和第二端板200、300之间的绝缘。因此,根据本实施例,可以有效地实现电池模块10的绝缘,而不需要在冷却片130、第一端板200、第二端板300和冷却板500上执行额外的阳极氧化或涂装过程。
另外,第二绝缘构件700可以在第一端板200和冷却板500之间与所述一对第一绝缘构件600重叠。具体地,第二绝缘构件700可以在冷却板500的板边缘520和第一端板200之间与所述一对第一绝缘构件600重叠。
因此,在本实施例中,冷却片130的所有从电池单体组件100暴露的部分都可以被第一绝缘构件600和第二绝缘构件700完全包围,因而,可以彻底实现电池模块100的模块绝缘性。
在下文中,将在下面更详细地描述第二绝缘构件700。
第二绝缘构件700可以包括绝缘板710和绝缘钩720。
绝缘板710安装在冷却板500的板本体510上,并且可以接触从电池单体组件100的下部(负Z轴方向)暴露的冷却片130。
绝缘钩720可以从绝缘板701的相反两端中的每一端延伸以被冷却板500的板边缘520钩住,并且可以至少部分地在第一端板200和板边缘520之间分别接触所述一对第一绝缘构件600而与第一绝缘构件600重叠。这里,绝缘钩720可以弹性地接触所述一对第一绝缘构件600中的每一个。
绝缘钩720可以包括第一钩部721、第二钩部723和第三钩部725。
第一钩部721可以从绝缘板710的相反两端延伸,并且可以安装在冷却板500的板边缘520的内壁上。
第二钩部723可以从第一钩部721朝向第一绝缘构件600延伸到冷却板500的板边缘520的外部。
第三钩部725可以从第二钩部723朝向第二端板300(负Z轴方向)向下延伸,并且可以在垂直于第二端板300的方向(Z轴方向)上布置得比所述一对第一绝缘构件600更靠近第二端板300的内壁302。
另外,第三钩部725可以分别弹性地接触所述一对第一绝缘构件600。因此,第三钩部725和每个第一绝缘构件600可以在冷却板500的板边缘520与第一端板200之间被朝向彼此挤压(compressed)。
第三钩部725可以包括弹性接触部727和弹性突起部729。
弹性接触部727可以从第二钩部723向下(负Z轴方向)延伸预定长度。这里,弹性接触部727可以至少延伸到每个第一绝缘构件600的端部。
弹性突起部729可以从弹性接触部727的端部垂直地突出预定长度。弹性突起部729可以在弹性地接触第一绝缘构件600时支撑第一绝缘构件600的端部,以便稳定地接触第一绝缘构件600。
在下文中,将更详细地描述当电池模块10的第一端板200和第二端板300彼此联接时的、第一绝缘构件600和第二绝缘构件700的布置。
图10和11是示意了当图2的电池模块中的第一端板和第二端板彼此联接时的、第一绝缘构件和第二绝缘构件的布置的图。
参考图10和11,当电池模块10的第一端板200和第二端板300彼此联接以覆盖电池单体组件100时,操作者等人可以在第一端板200***在第二端板300中的状态下使第一端板200进一步向下(负Z轴方向)移动。因此,安装在第一端板200的内壁上的所述一对第一绝缘构件600也向下(负Z轴方向)移动。
之后,所述一对第一绝缘构件600中的每一个在推动第二绝缘构件700的绝缘钩720的同时、在冷却板500的板边缘520和第一端板200之间弹性地接触第二绝缘构件700的绝缘钩720。
因此,第二绝缘构件700的绝缘钩720随着第一绝缘构件600的挤压而弹性变形并然后被朝向冷却板500的板边缘520推动,然后,绝缘钩720可以在冷却板500的板边缘520和第一端板200之间、在接触第一绝缘构件600的同时与第一绝缘构件600重叠。
如上所述,在根据本实施例的电池模块10中,当第一端板200和第二端板300彼此联接时,第二绝缘构件700和所述一对第一绝缘构件600可以彼此重叠,而不需要额外的联接构件或者不需要执行额外的用于重叠的过程。
如上所述,根据本实施例的电池模块10可以通过第一绝缘构件600和第二绝缘构件700来实现模块绝缘性,而无需执行用于电池模块10的绝缘的、额外的阳极氧化或涂装过程。
因此,根据本实施例的电池模块10,可以预先防止电池模块10的短路、对用户或操作者的电击事故等,因而可以大大提高电池模块10的安全性。
图12是根据本公开的实施例的电池组的图。
参考图12,电池组1可以包括至少一个电池模块10和用于封装该至少一个电池模块10的电池组外壳50。
电池组1可以被包括在车辆中作为该车辆的驱动源。作为实例,电池组1可以被包括在电动车辆、混合动力车辆以及其它能够使用电池组1作为驱动源的车辆中。而且,电池组1可以被包括在使用二次电池的其它装置、机构和设备(例如能量存储***)中以及上述车辆中。
如上所述,根据本实施例的电池组1和包括该电池组1的装置、机构和设备(例如车辆)包括上述电池模块10,因而,可以实现具有电池模块10的优点的电池组1和车辆。
已经详细描述了本公开。然而,应当理解,在示意本公开的优选实施例的同时,上述详细描述和具体实例仅是通过示意的方式给出的,因为:对于本领域技术人员而言,根据该详细描述,在本公开的范围内的各种修改和变型将变得显而易见。
Claims (14)
1.一种电池模块,包括:
电池单体组件,所述电池单体组件包括至少一个电池单体和至少一个冷却片,所述至少一个冷却片被构造成接触所述至少一个电池单体而在所述电池单体组件的两个相反侧部以及与所述两个相反侧部垂直的一个侧部上暴露;
第一端板,所述第一端板包括至少一个第一绝缘构件并且被构造成支撑所述电池单体组件的所述两个相反侧部,所述至少一个第一绝缘构件安装在所述第一端板的内壁上以接触在所述电池单体组件的所述两个相反侧部上暴露的所述至少一个冷却片;
第二端板,所述第二端板联接到所述第一端板以覆盖所述电池单体组件,并且被构造成支撑所述电池单体组件的所述一个侧部;
冷却板,所述冷却板布置在所述第二端板与所述电池单体组件的所述一个侧部之间,并且被构造成从所述至少一个冷却片接收热量;以及
至少一个第二绝缘构件,所述至少一个第二绝缘构件布置在所述冷却板与在所述电池单体组件的所述一个侧部上暴露的所述至少一个冷却片之间。
2.根据权利要求1所述的电池模块,其中,所述至少一个第二绝缘构件在所述第一端板和所述冷却板之间与所述至少一个绝缘构件重叠。
3.根据权利要求2所述的电池模块,其中,所述冷却板包括:
板本体,所述板本体安装在所述第二端板上;和
板边缘,所述板边缘从所述板本体朝向所述电池单体组件的所述两个相反侧部延伸,并且
所述至少一个第二绝缘构件在所述第一端板和所述板边缘之间与所述至少一个绝缘构件重叠。
4.根据权利要求3所述的电池模块,其中,所述至少一个第二绝缘构件包括:
绝缘板,所述绝缘板安装在所述板本体上,并且被构造成接触在所述电池单体组件的所述一个侧部上暴露的所述至少一个冷却片;和
绝缘钩,所述绝缘钩从所述绝缘板延伸而***到所述板边缘中,并且被构造成在所述第一端板和所述板边缘之间至少部分地接触所述至少一个第一绝缘构件。
5.根据权利要求4所述的电池模块,其中,所述绝缘钩弹性地接触所述至少一个第一绝缘构件。
6.根据权利要求5所述的电池模块,其中,所述绝缘钩包括:
第一钩部,所述第一钩部从所述绝缘板延伸,并且安装在所述板边缘的内壁上;
第二钩部,所述第二钩部从所述第一钩部延伸到所述板边缘的外部;以及
第三钩部,所述第三钩部从所述第二钩部延伸并接触所述至少一个第一绝缘构件。
7.根据权利要求6所述的电池模块,其中,所述至少一个第一绝缘构件和所述第三钩部在所述第一端板和所述板边缘之间彼此挤压。
8.根据权利要求6所述的电池模块,其中,所述第三钩部在垂直于所述第二端板的方向上布置得比所述至少一个第一绝缘构件更靠近所述第二端板的内壁。
9.根据权利要求6所述的电池模块,其中,所述第三钩部包括:
弹性接触部,所述弹性接触部从所述第二钩部延伸预定长度;和
弹性突起部,所述弹性突起部从所述弹性接触部的端部突出预定长度。
10.根据权利要求2所述的电池模块,其中,所述第一绝缘构件包括绝缘片材,并且设置有一对第一绝缘构件,所述一对第一绝缘构件分别接触在所述电池单体组件的所述两个相反侧部上暴露的所述至少一个冷却片,并且所述至少一个第二绝缘构件与所述一对第一绝缘构件重叠而在所述第一端板和所述冷却板之间分别接触所述一对第一绝缘构件。
11.根据权利要求10所述的电池模块,其中,所述第二绝缘构件包括一个绝缘片材。
12.根据权利要求1所述的电池模块,其中,所述至少一个第二绝缘构件包括聚碳酸酯材料。
13.一种电池组,包括:
至少一个根据权利要求1所述的电池模块;和
被构造成封装所述至少一个电池模块的电池组外壳。
14.一种车辆,包括根据权利要求13所述的电池组。
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