CN112424982B - 电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆 - Google Patents

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Abstract

公开了一种电池模块。根据本公开的实施例的电池模块包括：电池单体堆，其包括彼此堆叠的多个电池单体；壳体，其围绕所述电池单体堆；以及传热构件，其被布置在电池单体堆的一个电池单体和与该一个电池单体相邻的另一电池单体之间，以冷却或加热电池单体，其中，传热构件被安装成与电池单体间隔开，并且接触电池单体，以冷却或加热电池单体。

Description

电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年3月4日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2019-0024839的优先权，其公开内容在此通过引用以其整体并入。
技术领域
本公开涉及一种电池模块以及一种包括该电池模块的电池组和车辆，更特别地，本公开涉及一种允许冷却和加热的电池模块以及一种包括该电池模块的电池组和车辆。
背景技术
随着技术的发展和对移动设备的需求增加，对作为能量源的二次电池的需求迅速增加。常规而言，镍镉电池或氢离子电池已经被用作二次电池。然而，由于与镍基二次电池相比，锂二次电池由于没有记忆效应而自由地充电和放电，自放电率非常低，并且能量密度高，因此近来锂二次电池被广泛使用。
锂二次电池主要使用氧化锂和碳质材料分别作为正电极活性材料和负电极活性材料。锂二次电池包括：电极组件，分别涂覆有正电极活性材料和负电极活性材料的正电极板和负电极板被布置在所述电极组件中，并且正电极板和负电极板之间具有分隔件；和外部，即电池壳体，其将电极组件和电解质溶液一起密封和接收。
锂二次电池包括正电极、负电极、介于正电极和负电极之间的分隔件以及电解质。根据将哪种材料用于正电极活性材料和负电极活性材料，锂二次电池被分成锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLIB)。通常，锂二次电池的电极通过如下方式制备：将正电极活性材料或负电极活性材料涂覆到由铝或铜片、网、膜、箔等制成的集电极上，然后将其干燥。
二次电池的行为随温度而变化。即，如果二次电池的温度升高，则二次电池可能鼓胀或***。另外，如果二次电池的温度降低，则二次电池的性能可能劣化，从而缩短寿命。因此，有必要将二次电池的温度保持在预设范围内。
然而，由于常规的二次电池被构造成仅允许进行冷却和加热其中之一，因此不能应对温度发生改变的情况。即，例如，如果在寒冷天气中或在温度极低的区域中使用仅具有冷却功能的二次电池，则所述二次电池不能顺畅地使用，或者其寿命缩短。同样地，仅具有加热功能的二次电池也难以使用，因为二次电池产生的热量造成鼓胀或***。
发明内容
技术问题
本公开旨在提供一种允许冷却和加热的电池模块，并且涉及一种包括该电池模块的电池组。
技术解决方案
在本公开的一个方面，提供了一种电池模块，包括：电池单体堆，其中堆叠有多个电池单体；壳体，其被构造成围绕电池单体堆；以及传热构件，其被布置在电池单体堆的任一个电池单体和与该任一个电池单体相邻的另一电池单体之间，以冷却或加热电池单体，其中，传热构件被安装成与电池单体间隔开，并且被构造成接触电池单体，以冷却或加热电池单体。
而且，传热构件可以包括：双金属件，其中，具有不同热膨胀系数的多种金属彼此联接；和热电元件，其联接到双金属件的两端中的至少一端。
另外，散热板和散热风扇中的至少一个可以联接到热电元件。
而且，双金属件可以被构造成通过从电池单体产生的热量的对流而朝着电池单体弯曲。
另外，可以将作为珀尔帖元件的第一热电元件联接至双金属件的一端，并且可以将作为珀尔帖元件的第二热电元件联接至双金属件的与该一端相反的另一端。
而且，第一热电元件可以包括放热部和吸热部，第一热电元件的放热部可以联接至双金属件，并且第一热电元件的吸热部可以与电池单体间隔开，并被构造成当电池单体的温度升高时接触电池单体，第二热电元件可以包括放热部和吸热部，第二热电元件的吸热部可以联接至双金属件，并且第二热电元件的放热部可以与电池单体间隔开，并被构造成当电池单体的温度降低时接触电池单体。
另外，作为珀尔帖元件的第三热电元件或第四热电元件可以联接至双金属件的两端中的仅一端。
而且，第三热电元件可以包括放热部和吸热部，第三热电元件的放热部可以联接至双金属件，并且第三热电元件的吸热部可以与电池单体间隔开，并被构造成当电池单体的温度升高时接触电池单体。
另外，第四热电元件可以包括放热部和吸热部，第四热电元件的吸热部可以联接至双金属件，并且第四热电元件的放热部可以与电池单体间隔开，并被构造成当电池单体的温度降低时接触电池单体。
而且，可以将与第三热电元件相联接的双金属件设置成多个，并分别布置在电池单体之间，在电池单体的温度上升时，第三热电元件的吸热部可以接触电池单体，并且在电池单体的温度下降时，双金属件可以接触电池单体，使得从第三热电元件的放热部产生的热量通过双金属件传递到电池单体。
同时，在本公开的另一方面，还提供了一种电池组，包括：电池模块，其包括电池单体堆，所述电池单体堆中堆叠有多个电池单体，和壳体，其被构造成围绕电池单体堆；并且电池模块被设置成多个，传热构件，其被布置在多个电池模块中的任一个电池模块和与该任一个电池模块相邻的另一电池模块之间，以冷却或加热电池模块，其中，传热构件被安装成与电池模块间隔开，并且被构造成接触电池模块，以冷却或加热电池模块。
同时，在本公开的又一方面，还提供了一种包括上述电池模块的电池组和一种包括上述电池模块的车辆。
有利效果
根据本公开的实施例，与电池间隔开的传热构件可以朝着电池移动，由此允许冷却和加热。
另外，电池可以易于被可移动的传热构件冷却和加热。
附图说明
图1是示意性地示出根据本公开第一实施例的电池模块的立体图。
图2是示意性地示出在根据本公开第一实施例的电池模块中、热电元件与电池单体间隔开的截面图。
图3是示意性地示出在根据本公开第一实施例的电池模块中、第一热电元件的吸热部接触电池单体的截面图。
图4是示意性地示出在根据本公开第一实施例的电池模块中、第二热电元件的放热部接触电池单体的截面图。
图5是示意性地示出在根据本公开第一实施例的电池模块中、联接至热电元件的散热风扇和散热板分离的截面图。
图6是示意性地示出在根据本公开第二实施例的电池模块中、第三热电元件与电池单体间隔开的截面图。
图7是示意性地示出在根据本公开第二实施例的电池模块中、第三热电元件的吸热部接触电池单体的截面图。
图8是示意性地示出在根据本公开第二实施例的电池模块中、双金属件接触电池单体的截面图。
图9是示意性地示出在根据本公开实施例的电池组中、传热构件与电池模块间隔开的截面图。
具体实施方式
下面将参考附图详细地描述本公开的优选实施例。在说明之前，应理解，说明书和所附权利要求书中使用的术语不应被解释为限于一般含义和词典含义，而是应基于在允许发明人为了最佳解释而适当地定义术语的基础上与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。因此，本文提出的说明仅是出于说明目的的优选示例，而无意于限制本公开的范围，因此应理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其做出其他等效物和修改。
在附图中，为了便于说明和清楚起见，每个元件或元件的特定部分的尺寸都可以被放大、省略或示意性地示出。因而，每个元件的尺寸并不完全反映该元件的实际尺寸。如果与本公开相关联的公知功能或元件的详细说明不必要地模糊了本公开的主题，则将省略该详细说明。
本文使用的术语“联接”或“连接”不仅可以指一个构件和另一构件直接组合或直接连接的情况，还可以指一个构件经由连接构件与另一构件间接组合或者是间接连接的情况。
图1是示意性地示出根据本公开第一实施例的电池模块的立体图，图2是示意性地示出在根据本公开第一实施例的电池模块中、热电元件与电池单体间隔开的截面图，图3是示意性地示出在根据本公开第一实施例的电池模块中、第一热电元件的吸热部接触电池单体的截面图，图4是示意性地示出在根据本公开第一实施例的电池模块中、第二热电元件的放热部接触电池单体的截面图，并且图5是示意性地示出在根据本公开第一实施例的电池模块中、联接至热电元件的散热风扇和散热板分离的截面图。
参考图1至图5，根据本公开第一实施例的电池模块100包括电池单体堆100、壳体200和传热构件300。
电池单体堆100被设置成堆叠多个电池单体110。这里，电池单体110可以具有各种结构，并且多个电池单体110可以以各种方式堆叠。另外，电池单体堆100中包括具有电极引线的多个电池单体110。被设置至电池单体110的电极引线是一种暴露于外部并连接至外部设备的端子，并且可以由导电材料制成。电极引线可以包括正电极引线和负电极引线。正电极引线和负电极引线可以布置在电池单体110的纵向方向上的相反两侧上，或者正电极引线和负电极引线可以布置在电池单体110的纵向方向上的相同侧上。电极引线可以电联接到汇流条。电池单体110可以具有以下结构：多个单元单体或者多个双单体以适合电池容量的方式堆叠，在每个所述单元单体中，依次布置有正电极板、分隔件和负电极板；在每个双单体中，依次布置有正电极板、分隔件、负电极板、分隔件、正电极板、分隔件以及负电极板。
电池单体堆100可以包括用于分别容纳电池单体110的多个盒(未示出)。每个盒(未示出)都可以通过注模塑料来制造，并且可以堆叠多个盒(未示出)，每个盒都具有能够储存电池单体110的容纳部。其中堆叠有多个盒(未示出)的盒组件可以具有连接器元件或端子元件。连接器元件可以包括例如各种类型的电连接部件或构件，以连接到可以提供关于电池单体110的电压或温度的数据的电池管理***(BMS)。另外，端子元件包括作为连接到电池单体110的主端子的正端子和负端子，并且端子元件可以具有端子螺栓，以电连接到外部。同时，电池单体110可以具有各种形状。
在壳体200中，可以储存电池单体堆100或者容纳电池单体堆100的盒组件。即，壳体200完全围绕电池单体堆100或者多个盒组件，由此保护电池单体堆100或者盒组件不受外部振动或冲击的影响。
壳体200可以成形为对应于电池单体堆100或盒组件的形状。例如，如果将电池单体堆100或盒组件设置为六面体形状，则壳体200也可以被设置为六面体形状，以与其对应。壳体200可以通过例如弯曲金属板或使用注模塑料来制造。另外，壳体200可以被制造为一体型，或者可以被制造为可分离型。壳体200中可以形成有穿孔部(未示出)，使得连接器元件或端子元件可通过穿孔部暴露于外部。即，连接器元件或端子元件可以电连接到预定的外部组件或构件，并且穿孔部可以形成在壳体200中，使得电连接不受壳体200的干扰。
传热构件300被布置在电池单体堆100中的任一个电池单体110和与所述任一个电池单体110相邻的另一电池单体110之间，以冷却或加热电池单体110。这里，传热构件300被安装成与电池单体110间隔开，如果电池单体110的温度升高或降低，则传热构件300与电池单体110接触来冷却或加热电池单体110。
传热构件300可以包括双金属件310和热电元件320。在下文中，将描述双金属件310和热电元件320。同时，尽管为了便于说明而在附图中夸大了双金属件310和热电元件320的尺寸，但是双金属件310和热电元件320可以具有足够小的尺寸，而且，任一个电池单体110和与所述任一个电池单体110相邻的另一电池单体110之间的间隙也可以视需要形成为很小。
双金属件310被制造成使得具有不同热膨胀系数的多种金属彼此联接，并且如果向双金属件310加热或者从双金属件310放热，则双金属件310发生弯曲。例如，如图2至图4中所示，如果向具有不同热膨胀系数的第一金属311和第二金属312彼此联接的双金属件310加热，则如图3所示，双金属件310弯曲到基于图3的左侧。另外，如果从具有不同热膨胀系数的第一金属311和第二金属312彼此联接的双金属件310放热，则如图4中所示，双金属件310弯曲到基于图4的右侧。这里，双金属件310可以被设置成通过从电池单体110产生的热量的对流而朝着电池单体110弯曲。另外，双金属件310可以被设置成由于外部低温(诸如寒冷天气)而朝着电池单体110弯曲。例如，如果由于电池单体110的连续使用而从电池单体110产生的热量通过对流移动到双金属件310，则双金属件310可以由于从电池单体110产生并移动到双金属件310的热量而沿任何一个方向弯曲。另外，如果天气寒冷或者外部温度低，诸如在极地地区，则双金属件310可以在与双金属件310由于从电池单体110产生的热量而弯曲的方向相反的方向上弯曲。
可以以各种方式提供热电元件320。例如，热电元件320可以是珀耳帖元件(Peltier element)，如果连接两种类型的金属的端部并且对其施加电流，则珀耳帖元件可以提供珀耳帖效应，以根据电流方向在一侧吸热而在另一侧放热。这里，参考图5，散热板400和散热风扇500中的至少一个可以联接至热电元件320。在下文中，将把热电元件320描述为珀耳帖元件。热电元件320可以联接到双金属件310的两端中的至少一端。参考图2，如果热电元件320联接至双金属件310的两端，则第一热电元件321和第二热电元件322可以分别联接至双金属件310的两端。这里，第一热电元件321可以联接到双金属件310的一端，例如联接到基于图2的双金属件310的左侧，第二热电元件322可以联接到双金属件310的与所述一端相反的另一端，例如联接到基于图2的双金属件310的右侧。参考图2，第一热电元件321包括放热部321a和吸热部321b，第一热电元件321可以被布置成使得第一热电元件321的放热部321a联接到双金属件310，并且第一热电元件321的吸热部321b与电池单体110间隔开，并且被布置成面对电池单体110。另外，如图3中所示，当电池单体110的温度升高时，如果双金属件310由于从电池单体110产生的热量而弯曲到基于图3的左侧，则联接至双金属件310的第一热电元件321可以朝着电池单体110移动，并且第一热电元件321的吸热部321b可以接触电池单体110。据此，第一热电元件321的吸热部321b接触温度升高的电池单体110，从而释放电池单体110的热量，由此冷却电池单体110。另外，参考图2，第二热电元件322也包括放热部322a和吸热部322b，第二热电元件322可以被布置成使得第二热电元件322的吸热部322b联接到双金属件310，并且第二热电元件322的发热部322a与电池单体110间隔开，以面对电池单体110。另外，如图4中所示，当电池单体110的温度降低时，如果双金属件310弯曲到基于图4的右侧，则联接至双金属件310的第二热电元件322可以朝着电池单体110移动，并且第二热电元件322的放热部322a可以接触电池单体110。据此，第二热电元件322的放热部322a接触温度已经下降的电池单体110，从而将热量传递给电池单体110，由此对电池单体110进行加热。如上所述，如果第一热电元件321和第二热电元件322联接至双金属件310的两端并且在电池单体110中产生热量，则第一热电元件321冷却电池单体110。而且，如果在寒冷的天气等中使用电池模块10，则第二热电元件322将热量传递到电池单体110，以加热电池单体110。因而，可以在预设的最佳温度范围内使用电池模块10，由此防止电池模块10的寿命缩短。同时，如图2中所示，例如，如果双金属件310位于两端中的任一端处，则热电元件320可以仅联接到双金属件310的两端中的一端。这里，基于图2，与第三热电元件323相联接的双金属件310可以位于右端，并且与第四热电元件324相联接的双金属件310可以位于左端。第三热电元件323和第四热电元件324是珀耳帖元件，并且第三热电元件323可以包括放热部323a和吸热部323b，类似于第一热电元件321。另外，第三热电元件323的放热部323a可以联接到双金属件310，并且第三热电元件323的吸热部323b可以与电池单体110间隔开，并且被布置成面对电池单体110。这里，当电池单体110温度升高时，第三热电元件323的吸热部323b可以接触电池单体110。另外，第四热电元件324可以被布置成使得第四热电元件324的吸热部324b联接到双金属件310，并且第四热电元件324的放热部324a与电池单体110间隔开，以面对电池单体110，类似于第二热电元件322。这里，当电池单体110的温度下降时，第四热电元件324的放热部324a可以接触电池单体110。由于第三热电元件323和第四热电元件324的操作基本上分别与第一热电元件321和第二热电元件322相同，因此其详细说明被第一热电元件321和第二热电元件322的前述说明代替。同时，显而易见的是，第一热电元件321和第二热电元件322都可以被设置至位于两端处的双金属件310。
下面，将参考附图描述根据本公开第一实施例的电池模块10的操作和效果。
参考图2，第一热电元件321联接到基于图2的双金属件310的左侧，第二热电元件322联接到基于图2的双金属件310的右侧。这里，在第一热电元件321中，放热部321a联接至双金属件310，并且吸热部321b与电池单体110间隔开。另外，在第二热电元件322中，吸热部322b联接到双金属件310，并且散热部322a与电池单体110间隔开。如果从电池单体110产生热量，则从电池单体110产生的热量通过对流传递到双金属件310，使得双金属件310弯曲，如图3中所示，并且联接至双金属件310的第一热电元件321的吸热部321b与电池单体110接触，以冷却电池单体110。另外，如果电池单体110的温度在寒冷的天气等中下降，则双金属件310发生弯曲，如图4中所示，并且联接至双金属件310的第二热电元件322的放热部322a与电池单体110接触，从而加热电池单体110。另外，如图2中所示，由于传热构件300分别布置在多个电池单体110之间，所以可以冷却或加热所有电池单体110，由此允许冷却和加热电池单体110。
同时，在图2中，第一热电元件321联接到双金属件310的左侧，第二热电元件322联接到双金属件310的右侧。然而，也可能是第一热电元件321联接到双金属件310的右侧，第二热电元件322联接到双金属件310的左侧。
图6是示意性地示出在根据本公开第二实施例的电池模块中、第三热电元件与电池单体间隔开的截面图，图7是示意性地示出在根据本公开第二实施例的电池模块中、第三热电元件的吸热部接触电池单体的截面图，图8是示意性地示出在根据本公开第二实施例的电池模块中、双金属件接触电池单体的截面图。
下面将参考附图描述根据本公开第二实施例的电池模块10的操作和效果。这里，将不再详细描述关于本公开的第一实施例的电池模块10已经解释的特征。
在本公开的第二实施例中，如果电池单体110的温度升高，则第三热电元件323接触电池单体110。然而，与第一实施例不同的是，如果电池单体110的温度降低，则双金属件310接触电池单体110。
参考图6，仅与第三热电元件323联接的多个双金属件310s被设置成分别布置在电池单体110之间。即，在第一实施例中，第一热电元件321和第二热电元件322两者都与其联接的双金属件310被布置在电池单体110之间，并且双金属件310位于两个侧端处。例如，基于图2，第三热电元件323位于右端处，第四热电元件324位于左端处。然而，在第二实施例中，仅第三热电元件323联接到所有双金属件310。这里，如图7中所示，如果在电池单体110中产生热量并且双金属件310在基于图7的左侧处朝着电池单体110弯曲，则第三热电元件323的吸热部323b接触电池单体110以冷却电池单体110。第三热电元件323的操作与第一实施例中所述的相同，因而将不再描述。另外，如图8中所示，当电池单体110的温度在寒冷的天气中等降低时，如果双金属件310在基于图8的右侧处朝着电池单体110弯曲，则双金属件310接触电池单体110，并且从第三热电元件323的放热部323a产生的热量通过双金属件310传递到电池单体110。即，从第三热电元件323的放热部323a产生的热量经由双金属件310传递到电池单体110，由此加热电池单体110。在第二实施例中，与第一实施例相比，加热效果可能在寒冷的天气中较差。然而，由于可以使厚度比第一实施例薄，因此可以视需要适当地选择和使用第一实施例和第二实施例。
图9是示意性地示出在根据本公开实施例的电池组中、传热构件与电池模块间隔开的截面图。
下面将参考附图描述根据本公开实施例的电池组的操作和效果。这里，将不再详细描述关于本公开的第一和第二实施例的电池模块10已经解释的特征。
在根据本公开实施例的电池组中，与传热构件300被布置在电池单体110之间的第一实施例和第二实施例不同的是，传热构件300被布置在电池模块10之间。
参考图9，传热构件300被布置在电池模块10之间，并且传热构件300冷却或加热电池模块10。这里，传热构件300的具体操作和效果与上述第一和第二实施例相同，因而其解释被上述说明所代替。
同时，根据本公开另一实施例的电池组(未示出)可以包括如上所述的至少一个电池模块10，例如具有被布置在电池单体110之间的传热构件300的至少一个电池模块10。即，电池模块10包括堆叠有多个电池单体110的电池单体堆100，并且传热构件300被布置在电池单体110之间，与前述实施例相同。而且，除了电池模块10之外，电池组(未示出)可以进一步包括：容纳电池模块10的壳体；和控制电池模块10的充电和放电的各种设备，诸如BMS、电流传感器、保险丝等。
同时，根据本公开的实施例的车辆(未示出)可以包括电池模块10和上述电池组(未示出)，并且电池组(未示出)可以包括电池模块10。另外，根据本公开实施例的电池模块10可以被应用于车辆(未示出)，例如被设置成使用电力的预定车辆(未示出)，诸如电动车辆或者混合动力电动车辆。
已经详细地描述了本公开。然而，应理解，详细说明和特定示例虽然指示了本公开的优选实施例，但是仅以说明的方式给出，因为通过本详细说明，在本公开的范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的。
工业实用性
本公开涉及一种电池模块以及一种包括该电池模块的电池组和车辆，并且可以在涉及二次电池的行业中使用。

Claims (11)

1.一种电池模块，包括：
电池单体堆，所述电池单体堆中堆叠有多个电池单体；
壳体，所述壳体被构造成围绕所述电池单体堆；以及
传热构件，所述传热构件被布置在所述电池单体堆的任一个电池单体和与所述任一个电池单体相邻的另一电池单体之间，以冷却或加热所述电池单体，
其中，所述传热构件包括：
双金属件，在所述双金属件中，具有不同热膨胀系数的多种金属彼此联接；和
热电元件，所述热电元件联接到所述双金属件的两端中的至少一端，并且
其中，所述传热构件被安装成与所述电池单体间隔开，并且被构造成由于所述双金属件通过从所述电池单体产生的热量的对流或者由于外部低温而朝着所述电池单体弯曲从而接触所述电池单体，以冷却或加热所述电池单体。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，散热板和散热风扇中的至少一个联接到所述热电元件。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其中，第一热电元件联接至所述双金属件的一端，所述第一热电元件为珀尔帖元件，并且
第二热电元件联接至所述双金属件的另一端，所述双金属件的另一端与所述双金属件的所述一端相反，并且所述第二热电元件为珀尔帖元件。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其中，所述第一热电元件包括放热部和吸热部，
所述第一热电元件的所述放热部联接至所述双金属件，并且所述第一热电元件的所述吸热部与所述电池单体间隔开，并被构造成当所述电池单体的温度升高时接触所述电池单体，
所述第二热电元件包括放热部和吸热部，并且
所述第二热电元件的所述吸热部联接至所述双金属件，并且所述第二热电元件的所述放热部与所述电池单体间隔开，并被构造成当所述电池单体的温度降低时接触所述电池单体。
5.根据权利要求1所述的电池模块，其中，第三热电元件或第四热电元件联接至所述双金属件的两端中的仅一端，所述第三热电元件或第四热电元件为珀尔帖元件。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其中，所述第三热电元件包括放热部和吸热部，并且
所述第三热电元件的所述放热部联接至所述双金属件，并且所述第三热电元件的所述吸热部与所述电池单体间隔开，并被构造成当所述电池单体的温度升高时接触所述电池单体。
7.根据权利要求5所述的电池模块，其中，所述第四热电元件包括放热部和吸热部，并且
所述第四热电元件的所述吸热部联接至所述双金属件，并且所述第四热电元件的所述放热部与所述电池单体间隔开，并被构造成当所述电池单体的温度降低时接触所述电池单体。
8.根据权利要求6所述的电池模块，其中，与所述第三热电元件相联接的所述双金属件被设置成多个，并分别布置在所述电池单体之间，并且
在所述电池单体的温度上升时，所述第三热电元件的所述吸热部接触所述电池单体，并且在所述电池单体的温度下降时，所述双金属件接触所述电池单体，使得从所述第三热电元件的所述放热部产生的热量通过所述双金属件传递到所述电池单体。
9.一种电池组，包括：
电池模块，所述电池模块包括电池单体堆和壳体，在所述电池单体堆中堆叠有多个电池单体，所述壳体被构造成围绕所述电池单体堆；并且
所述电池模块被设置成多个，
传热构件，所述传热构件被布置在所述多个电池模块中的任一个电池模块和与所述任一个电池模块相邻的另一电池模块之间，以冷却或加热所述电池模块，
其中，所述传热构件包括：
双金属件，在所述双金属件中，具有不同热膨胀系数的多种金属彼此联接；和
热电元件，所述热电元件联接到所述双金属件的两端中的至少一端，并且
其中，所述传热构件被安装成与所述电池模块间隔开，并且被构造成由于所述双金属件通过从所述电池单体产生的热量的对流或者由于外部低温而朝着所述电池单体弯曲从而接触所述电池模块，以冷却或加热所述电池模块。
10.一种电池组，包括根据权利要求1至8中的任一项所述的电池模块。
11.一种车辆，包括根据权利要求1至8中的任一项所述的电池模块。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220055609A (ko) * 2020-10-27 2022-05-04 에스케이온 주식회사 이차 전지

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013037919A (ja) * 2011-08-09 2013-02-21 Aisin Seiki Co Ltd バッテリ温度調整装置
CN103403954A (zh) * 2011-02-25 2013-11-20 贝洱两合公司 用于蓄能器的调温装置以及调温方法
JP2015125930A (ja) * 2013-12-26 2015-07-06 株式会社東芝 組電池モジュール
CN104934655A (zh) * 2014-03-20 2015-09-23 福特全球技术公司 包括双金属部件的蓄电池热管理***
CN106935926A (zh) * 2015-12-11 2017-07-07 现代自动车株式会社 用于车辆的电池及其控制方法
CN109326844A (zh) * 2017-08-01 2019-02-12 罗伯特·博世有限公司 电池组模块和这种电池组模块的应用

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050074666A1 (en) 2002-08-29 2005-04-07 Hirokazu Kimiya Heat control device for battery
JP2004111370A (ja) * 2002-08-29 2004-04-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池の熱制御装置
US7059137B2 (en) * 2004-09-07 2006-06-13 Childress William H Portable thermoelectric cooling and heating device
KR20060027578A (ko) * 2004-09-23 2006-03-28 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈 온도 제어 시스템
JP5266677B2 (ja) * 2007-07-06 2013-08-21 トヨタ自動車株式会社 電源体の温度調節構造及び車両
KR101283344B1 (ko) 2010-08-05 2013-07-09 주식회사 엘지화학 열전 필름을 포함하고 있는 전지모듈
KR20120029837A (ko) 2010-09-17 2012-03-27 한국산업기술대학교산학협력단 펠티에 효과를 갖는 이차전지 패키지 및 이 이차전지 패키지를 적용한 태양발전 가로등
JP2012079441A (ja) * 2010-09-30 2012-04-19 Panasonic Corp 電池パック
EP2565977A1 (en) * 2011-08-29 2013-03-06 Alcatel Lucent Battery cooling
KR101522164B1 (ko) 2012-06-12 2015-05-22 주식회사 엘지화학 온도 조절을 위한 펠티어 소자를 포함하고 있는 전지팩
JP2014192094A (ja) 2013-03-28 2014-10-06 Mitsubishi Electric Corp 蓄電池モジュール及び蓄電池モジュールの製造方法
KR20150026010A (ko) * 2013-08-30 2015-03-11 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈
KR101640882B1 (ko) 2014-01-17 2016-07-19 주식회사 엘지화학 이차전지 운전열을 이용한 열전 발전 소자를 구비한 이차전지 시스템
KR101772061B1 (ko) 2014-09-22 2017-08-28 주식회사 엘지화학 온도 조절을 위한 열전소자부를 포함하고 있는 전지팩 및 이를 이용한 전기자동차 냉시동 방법
KR101748645B1 (ko) * 2014-11-17 2017-06-19 주식회사 엘지화학 배터리 모듈
KR101679963B1 (ko) * 2015-04-14 2016-12-06 현대자동차주식회사 배터리 모듈
US10424677B2 (en) 2017-08-31 2019-09-24 Littelfuse, Inc. Charge carrier extraction inverse diode

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103403954A (zh) * 2011-02-25 2013-11-20 贝洱两合公司 用于蓄能器的调温装置以及调温方法
JP2013037919A (ja) * 2011-08-09 2013-02-21 Aisin Seiki Co Ltd バッテリ温度調整装置
JP2015125930A (ja) * 2013-12-26 2015-07-06 株式会社東芝 組電池モジュール
CN104934655A (zh) * 2014-03-20 2015-09-23 福特全球技术公司 包括双金属部件的蓄电池热管理***
CN106935926A (zh) * 2015-12-11 2017-07-07 现代自动车株式会社 用于车辆的电池及其控制方法
CN109326844A (zh) * 2017-08-01 2019-02-12 罗伯特·博世有限公司 电池组模块和这种电池组模块的应用

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