CN111788712A - 电池模块 - Google Patents

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Abstract

一种根据本发明的实施方式的用于实现前述目的的电池模块可包括：彼此堆叠的多个电池单元；电路模块，该电路模块电连接至多个电池单元且包括具有一宽度和长度的板状的电路单元，其中，电路单元可以以电路单元的宽度方向平行于与多个电池单元堆叠的方向正交的方向的状态布置在任何一对电池单元之间。

Description

电池模块
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年11月21日提交的韩国专利申请No.2018-0144637的优先权的权益，该申请的全部公开内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明涉及一种电池模块。
背景技术
近年来，随着对便携式电子设备(诸如膝上型计算机、智能电话和平板计算机)的需求增加，已经积极地对能够反复充电和放电的高性能二次电池进行了研究。
此外，二次电池已经被广泛地用于中型或大型设备(诸如车辆、机器人和卫星)以及小型设备(诸如便携式电子设备)。特别地，随着化石燃料的枯竭以及对环境污染的日益关注，对混合动力汽车和电动汽车的研究正在积极进行。混合动力车辆或电动车辆的最重要部分是配置为向马达供应电力的电池组。
与仅使用内燃机的车辆相比，混合动力车辆或电动车辆由于能够从电池组获得驱动力而具有下述优点：燃油经济性高，并且不排放污染物或排放的污染物的量减少。在混合动力车辆或电动车辆中使用的电池组包括电池模块，该电池模块包括多个电池单元。所述多个电池单元彼此串联和/或并联地连接，由此增加了电池模块的容量和输出。
由于多个电池单元紧密地布置在电池组的内部空间中，因此将所述多个电池单元产生的热量顺畅地排放到外部是特别重要的。如果由电池单元中的电化学反应产生的热量不能顺畅地排放到外部，则热量可能会积聚在电池模块中，从而导致电池模块的劣化、着火或***。
如图1至图3所示，常规电池模块包括袋状电池单元100。每个电池单元100包括电极组件110、电极引线120和袋130。
电极组件110包括多个电极板和***在所述多个电极板之间的多个间隔件。所述多个电极板包括一个或多个正极板和一个或多个负极板。电极组件110的每个电极板均设置有电极极耳140。电极极耳140被构造成从电极板中的对应的一个电极板向外突出。
每个电极引线120的端部(连接部分)通过电极极耳140连接到电极组件110，并且电极引线120的与电极引线的连接到电极组件110的连接部分相对的端部从袋130中露出。电极引线120用作电池模块的电极端子。电极引线120包括正极引线121和负极引线122。电极引线121和122经由电极极耳140电连接到电极组件110。电极引线121和122焊接到电极极耳140的连接部分，从而将电极引线连接到电极极耳140。
所述多个电极板(即正极板和负极板)中的每一个电极板均设有电极极耳140。电极极耳140包括连接至正极引线121的正极极耳141和连接到负极引线122的负极极耳142。多个正极极耳141连接到单个正极引线121，并且多个负极极耳142连接到单个负极引线122。
袋130在其中具有容纳空间和电解液，该容纳空间构造成容纳电极组件110。袋130包括第一袋构件131和第二袋构件132。在第一袋构件131和第二袋构件132中的一者中形成有凹入的容纳凹部133。
第一袋构件131和第二袋构件132彼此联接以便形成容纳空间。通过热结合等将第一袋构件131和第二袋构件132的边缘密封在一起，从而将容纳空间密闭地密封。袋130具有延伸部分135，延伸部分135从袋的形成容纳空间的部分延伸，并且电极引线120从延伸部分135向外抽出。
如图3所示，在电池模块中多个电池单元100顺序地堆叠。电路板200布置在多个电池单元100堆叠的堆叠件的一侧，并且电路板200电连接到多个电池单元100。
电路板200通过盖320固定到框架310。盖320的面对多个电池单元100的表面涂覆有热界面材料(TIM)400。框架310连接到散热器(未示出)，由于从多个电池单元100产生的热量通过热界面材料400和框架310传递到散热器，因而多个电池单元100被冷却。
电路板200在电池单元100的长度方向(Y轴方向)上具有预定的长度，并且在多个电池单元100堆叠的方向(X轴方向)上具有预定的宽度。电路板200被布置成在电路板200的宽度方向平行于多个电池单元100堆叠的方向的状态下面对多个电池单元100。因此，电路板200以覆盖多个电池单元100的一部分的姿势布置。因此，可能出现的问题在于在由电路板200覆盖的电池单元100中产生的热量可能被电路板200阻挡并因此可能不会被顺畅地排放到外部。另外，由于电路板200仅覆盖多个电池单元100的一部分，因此存在多个电池单元100整体上不能被均匀冷却的问题。
此外，由于盖320插置在多个电池单元100与框架310之间，并且盖320阻碍热传递，所以存在多个电池单元100中产生的热量可能不会顺畅地排出到外部的问题。
发明内容
技术问题
鉴于上述问题做出了本发明，并且本发明的目的是提供一种电池模块，其中从多个电池单元产生的热量可以顺畅地排放到外部，并且多个电池单元可以被均匀地冷却。
技术解决方案
根据本发明的实施方式，上述和其他目的可以通过提供一种下述的电池模块来实现，所述电池模块包括：多个彼此堆叠的电池单元；电连接到所述多个电池单元的电路模块；框架，该框架构造成具有电路模块固定部，电路模块固定到电路模块固定部，且该框架通过位于所述多个电池单元与所述框架之间的电路模块而联接到所述多个电池单元以支撑所述多个电池单元。
框架的面对所述多个电池单元的一个表面可以涂覆有热界面材料。
电路模块固定部可以包括凹部，电路模块的至少一部分***凹部中。
电路模块可以包括具有宽度和长度的板状电路部分。电路部分可以以电路部分的宽度方向平行于与所述多个电池单元堆叠的方向相垂直的方向的状态布置在所述多个电池单元中的任意一对电池单元之间。
电路部分的至少一部分可以***到在所述一对电池单元之间形成的***空间中。
***空间可以是通过在所述一对电池单元之间插置间隔件而形成的。
间隔件可以构造成固定所述多个电池单元以维持所述多个电池单元的堆叠状态。
电路模块可以包括：电连接到所述多个电池单元的端子部分；以及连接电路部分与端子部分的连接部分。电路部分、连接部分和端子部分可以一体地形成。
电路模块可以包括多个电路单元，每个电路单元均包括电路部分，其中，所述多个电路单元可以被布置为在与所述多个电池单元堆叠的方向相垂直的方向上彼此面对。
在所述多个电池单元之间可以形成有多个***空间，电路部分的至少一部分***到***空间中。所述多个电路单元的电路部分可以分别地布置到所述多个***空间中，或者可以一起***一个***空间中。
附图说明
图1是示意性地示出常规电池模块的电池单元的立体图。
图2是示意性地示出常规电池模块的电池单元的分解立体图。
图3是示意性地示出常规电池模块的多个电池单元和电路板的剖视图。
图4是示意性地示出根据本发明的第一实施方式的电池模块的剖视图。
图5是示意性地示出包括在根据本发明的第一实施方式的电池模块中的多个电池单元和电路模块的立体图。
图6是示意性地示出包括在根据本发明的第二实施方式的电池模块中的多个电池单元和电路模块的立体图。
图7是示意性地示出根据本发明的第二实施方式的电池模块的剖视图。
图8是示意性地示出根据本发明的第二实施方式的电池模块的另一示例的剖视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述根据本发明实施例的电池模块。
如图4和图5所示，根据本发明的第一实施例的电池模块包括：多个电池单元100；支撑多个电池单元100的框架500；以及电连接至多个电池单元100的电路模块600。
每个电池单元100形成为具有预定宽度、预定长度和预定厚度的板状。在下文中，将电池单元100的长度方向定义为Y轴方向，将电池单元100的宽度方向定义为Z轴方向，并且将电池单元100的厚度方向定义为X轴方向。在此，多个电池单元100在X轴方向上堆叠。
框架500可以连接至散热器(未示出)。散热器可以风冷或水冷。随着在多个电池单元100中产生的热量通过框架500传递到散热器，多个电池单元100可以被冷却。
热界面材料400可以涂覆到框架500的面对多个电池单元100的表面。因此，在多个电池单元100中产生的热量可以通过热界面材料400和框架500排放到外部。在这种情况下，电路模块600可以通过具有粘合特性的热界面材料400附接到框架500。散热膏、导热粘合剂和相变材料中的至少一种可用作热界面材料400。
电路模块600包括电路部分601、端子部分602和连接电路部分601与端子部分602的连接部分603。
电路模块600可以包括一对电路部分601。一对电路部分601可以沿Y轴方向延伸并且可以布置为在X轴方向上彼此面对。然而，本发明不限于此，一个电路模块600可以包括一个电路部分601。电路模块600可以包括分别连接到多个电池单元100的多个端子部分602。然而，本发明不限于此，一个电路模块600可以包括一个端子部分602，并且在这种情况下，可以提供多个电路模块600。另外，一个电路模块600可以具有多个电路部分601，并且多个电路部分601可以各自连接至一个端子部分602。
例如，电路部分601可以配置为FPCB，但是本发明不限于此。电路部分601可以设置有诸如电容器和电阻器之类的电子部件(未示出)。电路部分601形成为板状。电路部分601在Y轴方向上具有预定长度，在X轴方向上具有预定厚度，并且在Z轴方向上具有预定宽度。电路部分601布置成使得电路部分601的宽度方向平行于与多个电池单元100堆叠的方向(X轴方向，即，电池单元100的厚度方向)相垂直的方向(Z轴方向)。电路部分601布置在多个电池单元100中的任意一对电池单元100之间。因此，电池单元100的宽度方向(Z轴方向)上的端部170会被暴露而不被电路部分601覆盖。因此，在电池单元100中产生的热量可以被顺畅地排放到外部，而不会被电路部分601阻挡。此外，由于热量可以从多个电池单元100顺畅地排放到外部，因此，多个电池单元100可以被均匀地冷却。
多个端子部分602可以在多个电池单元100堆叠的方向(X轴方向)上以预定间隔布置。多个端子部分602可以电连接到多个电池单元100的电极引线120(参见图1和图2)。
连接部分603用于连接电路部分601和多个端子部分602。例如，连接部分603可以由电线等制成。然而，连接部分603可以与电路部分601和多个端子部分602一体地形成。电路部分601、端子部分602和连接部分603可以通过诸如切割和弯曲一张板、压铸等的各种工艺一体地形成。在电路部分601、端子部分602和连接部分603一体地形成的情况下，仅通过将电路模块600安装在由多个电池单元100堆叠而成的堆叠件上就可以相对于多个电池单元100定位电路部分601、端子部分602和连接部分603。因此，可以容易地执行将多个电池单元100和电路模块600组装在一起的过程。
多个电池单元100由框架500支撑，因此，可以由框架500维持多个电池单元100堆叠的状态。同时，为了减小电池模块在Z轴方向上的尺寸，电路模块600的电路部分601的至少一部分优选地***到多个电池单元100中的任意一对电池单元100之间的***空间180中。
电路模块600的电路部分601的全部或一部分可以***到一对电池单元100之间的***空间180中。这样，由于电路模块600的电路部分601的至少一部分***到一对电池单元100之间的***空间180中，因此电池模块的在Z轴方向上的尺寸可以减小电路部分601***到***空间180中的尺寸。
可以通过在一对电池单元100之间插置间隔件700来形成供电路部分601***的***空间180。例如，间隔件700可以连接至框架500。例如，间隔件700可以配置为与框架500一起固定多个电池单元100，以维持多个电池单元100的堆叠状态。因此，在使用间隔件700固定多个电池单元100的过程中，***空间180可以形成在多个电池单元100中的任何一对电池单元100之间。
另一方面，框架500可以包括电路模块固定部510，电路模块600固定到电路模块固定部510。电路模块固定部510可以设置在框架500的面向多个电池单元100的内表面上。作为另一示例，在热界面材料400具有粘合性的情况下，电路模块600可以通过热界面材料400固定至电路模块固定部510。
框架500的电路模块固定部510可以设置有凹部520，电路模块600的至少一部分(即电路部分601的一部分)***到凹部520中。在电路部分601的一部分被固定***到凹部520中时，电路模块600可以牢固地固定到框架500的电路模块固定部510。
由于框架500包括电路模块固定部510，因此在将电路模块600固定于电路模块固定部510时，多个电池单元100由框架500支撑。因此可以容易地确定电路模块600相对于多个电池单元100的位置。
另外，由于框架500包括电路模块固定部510，因此在将电路模块600固定至电路模块固定部510时，可以容易地将热界面材料400涂覆至框架500的表面。
根据本发明的第一实施例，在电路部分601的宽度方向平行于与多个电池单元100堆叠的方向相垂直的方向的状态下，电路模块600的电路部分601布置在多个电池单元100中的一对电池单元100之间。因此，由于电池单元100的端部170暴露而不被电路部分601覆盖，所以在电池单元100中产生的热量可以顺畅地排放到外部而不会被电路部分601阻挡。另外，由于将电路模块600的电路部分601***到形成在任意一对电池单元100之间的***空间180中，因而可以减小电池模块的尺寸。
另外，根据本发明的第一实施方式，由于未设置阻碍热传递的盖，因此，多个电池单元中产生的热量可以顺畅地排出到外部。
下文中，将参照图6至图8描述根据本发明的第二实施方式的电池模块。与上述第一实施方式中的那些部件相同的部件由相同的附图标记表示，并且将省略其详细描述。
如图6至图8所示，根据本发明第二实施方式的电池模块包括：多个电池单元100；支撑多个电池单元100的框架500；以及电连接至多个电池单元100的电路模块600。
电路模块600可以包括多个电路单元610和620。例如，多个电路单元610和620可以包括第一电路单元610和第二电路单元620。
第一电路单元610包括第一电路部分611、第一端子部分612以及第一连接部分613。第二电路单元620包括第二电路部分621、第二端子部分622和第二连接部分623。
第一电路部分611和第二电路部分621、第一端子部分612和第二端子部分622以及第一连接部分613和第二连接部分623的配置可以与根据第一实施方式的电池模块的电路部分601、端子部分602以及连接部分603的配置相似或相同。
第一电路部分611和第二电路部分621可以设置为在Y轴方向上彼此面对。第一电路部分611和第二电路部分621可以彼此连接或彼此分离。
如图7所示，第一电路部分611和第二电路部分621可以分别***到形成在多个电池单元100之间的多个***空间180中。作为另一示例，如图8所示，第一电路部分611和第二电路部分621可以一起***到形成于成对的电池单元100之间的多个***空间180中。
根据本发明的第二实施方式，电路模块600包括被布置为在Y轴方向上彼此面对的多个电路单元610和620。因此，根据电池模块的尺寸，即，电池单元100的长度和宽度，电池单元100的数目等，可以在调整多个电路单元610和620之间的距离的同时将多个电路单元610和620布置在适当的位置。
尽管已经通过示例性方式描述了本发明的优选实施方式，但是本发明的范围不限于在本文中描述的特定实施方式，并且可以在权利要求书所描述的范围内适当地修改本发明。
(附图标记的说明)
100：电池单元
400：热界面材料
500：框架
600：电路模块
700：间隔件
工业适用性
根据本发明的实施例，由于未设置阻碍热传递的盖，所以从多个电池单元产生的热量可以顺畅地排放到外部。
另外，根据本发明的实施方式，电路模块的电路部分设置在多个电池单元中的一对电池单元之间，使得电路部分的宽度方向平行于与多个电池单元堆叠的方向相垂直的方向。因此，由于电池单元的端部暴露而不被电路部分覆盖，所以电池单元中产生的热量可以顺畅地释放到外部而不会被电路部分阻挡。另外，由于电路模块的电路部分***到形成在一对电池单元之间的***空间中，所以可以减小电池模块的尺寸。

Claims (11)

1.一种电池模块，包括：
彼此堆叠的多个电池单元；
电路模块，所述电路模块电连接到所述多个电池单元；以及
框架，所述框架构造成具有电路模块固定部，所述电路模块被固定至所述电路模块固定部，并且所述框架通过位于所述多个电池单元与所述框架之间的所述电路模块联接到所述多个电池单元以支撑所述多个电池单元。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述框架的面对所述多个电池单元的表面涂覆有热界面材料。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述电路模块固定部包括凹部，所述电路模块的至少一部分***所述凹部中。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述电路模块包括具有宽度和长度的板状电路部分，以及
所述电路部分以所述电路部分的宽度方向平行于与所述多个电池单元堆叠的方向相垂直的方向的状态布置在所述多个电池单元中的任意一对电池单元之间。
5.根据权利要求4所述的电池模块，其中，所述电路部分的至少一部分被***到在所述一对电池单元之间形成的***空间中。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其中，所述***空间是通过在所述一对电池单元之间插置间隔件而形成的。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其中，所述间隔件构造成固定所述多个电池单元以维持所述多个电池单元的堆叠状态。
8.根据权利要求4所述的电池模块，其中，
所述电路模块包括端子部分和连接部分，所述端子部分电连接到所述多个电池单元，所述连接部分将所述电路部分与所述端子部分连接；以及
所述电路部分、所述连接部分和所述端子部分一体地形成。
9.根据权利要求4所述的电池模块，其中，所述电路模块包括多个电路单元，每个电路单元均包括所述电路部分，所述多个电路单元被布置为在与所述多个电池单元堆叠的方向相垂直的方向上彼此面对。
10.根据权利要求9所述的电池模块，其中，
在所述多个电池单元之间形成有多个***空间，所述电路部分的至少一部分***到所述***空间中，以及
所述多个电路单元的所述电路部分被分别地***到所述多个***空间中，或者一起***到一个***空间中。
11.一种电池组，包括根据权利要求1至10中任一项所述的电池模块。
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