CN113728503A - 电池模块和包括该电池模块的电池组 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种结构简化的电池模块和包括该电池模块的电池组，所述电池模块包括：电池电芯堆，在所述电池电芯堆中堆叠有多个电池电芯；绝缘板，其覆盖所述电池电芯堆的前表面和后表面；汇流条框架，其形成在所述电池电芯堆和所述绝缘板之间；感测构件，其在所述电池电芯堆的上侧连接所述汇流条框架；和侧表面板，其覆盖所述电池电芯堆的两个侧表面，其中，安装部件形成在所述侧表面板的外表面上，其中，所述电池电芯堆的下表面是敞开的，并且其中，所述电池电芯堆的最外侧电池电芯与所述侧表面板彼此联接，并且所述绝缘板与所述汇流条框架或所述侧表面板联接，以固定形成所述电池电芯堆的所述多个电池电芯。

Description

电池模块和包括该电池模块的电池组
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年10月10日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2019-0125308的权益，该申请的公开内容通过引用全部并入本文中。
本公开涉及电池模块和包括该电池模块的电池组，更具体地，涉及具有简化结构的电池模块和包括该电池模块的电池组。
背景技术
二次电池作为诸如移动设备和电动车辆的各种产品中的能源已经吸引了很多关注。二次电池是一种可以代替使用化石燃料的现有产品的有效能源，并且作为环境友好能源受到关注，因为它不会由于使用能源而产生副产物。
近来，随着对大容量二次电池结构的需求的不断增加，包括利用二次电池作为能量存储源，对多模块结构的电池组的需求也在增长，该多模块结构的电池组是多个二次电池串联/并联连接的电池模块的组件。
另一方面，通常，在将多个电池电芯串联/并联连接而构成电池组的情况下，构成由至少一个电池电芯构成的电池模块，利用这样的至少一个电池模块，追加其他构成要素而构成电池组。
这种电池模块包括堆叠有多个电池电芯的电池电芯堆、容纳电池电芯堆的框架、形成在电池电芯堆的两端中的每一端处的汇流条框架、形成在汇流条框架外部的端板和形成在端板内部的绝缘板。
图1是示出根据现有技术的电池模块的模块结构的分解立体图。图2是示出当根据现有技术的电池模块组装在电池组中时组装部件的示意性截面图。
参照图1，根据现有技术的电池模块包括电池电芯10堆、覆盖电池电芯10堆的前表面和后表面的汇流条框架20、在电池电芯10堆的上端连接汇流条框架20的上板21、容纳电池电芯10堆、汇流条框架20和上板21并且由金属形成的框架30、形成在框架和电池电芯堆的下表面之间的导热树脂层11、形成在汇流条框架20的外侧上的绝缘盖40和由金属材料形成在绝缘盖40的外侧上的端板50。
在这种情况下，框架30覆盖电池电芯10堆的上表面、下表面、左表面和右表面，并且端板50形成为覆盖电池电芯10堆的前表面和后表面，结果，电池模块具有金属框架围绕电池电芯10堆的六个表面的结构，并且导热树脂层11分别***电池电芯10堆的下表面和金属框架之间以冷却电池电芯10。
这样，因为金属框架围绕电池电芯10堆的六个表面，并且导热树脂层11被单独地***其中，由此电池模块的重量相对变得更重，并且如图2所示，散热器32形成在电池组中，导热树脂层11和框架30位于形成在电池组中的散热器32与形成在散热器32的上侧的导热层31和电池电芯10堆之间，使得冷却路径变得复杂并且冷却性能降低。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供一种具有能够减轻重量并降低成本的结构的电池模块以及包括该电池模块的电池组。
本发明的另一目的是提供一种具有能够改善冷却性能的结构的电池模块和包括该电池模块的电池组。
本发明的另一目的是提供一种能够减少工程费用及制造时间的电池模块和包括该电池模块的电池组。
本公开要解决的技术问题不限于上述技术问题，并且本公开所属领域的技术人员可以从以下描述中清楚地理解上面没有提到的其它技术问题。
技术方案
为了实现上述目的，根据本公开的一个实施方式，提供了一种电池模块和包括该电池模块的电池组，所述电池模块包括：电池电芯堆，在所述电池电芯堆中堆叠有多个电池电芯；绝缘板，所述绝缘板覆盖所述电池电芯堆的前表面和后表面；汇流条框架，所述汇流条框架形成在所述电池电芯堆和所述绝缘板之间；感测构件，所述感测构件在所述电池电芯堆的上侧连接所述汇流条框架；和侧表面板，所述侧表面板覆盖所述电池电芯堆的两个侧表面，其中，安装部件形成在所述侧表面板的外表面上，其中，所述电池电芯堆的下表面是敞开的，并且其中，所述电池电芯堆的最外侧电池电芯与所述侧表面板彼此联接，并且所述绝缘板与所述汇流条框架或所述侧表面板联接，以固定形成所述电池电芯堆的所述多个电池电芯。另外，包括接触电池电芯堆的下表面的导热层和位于所述导热层的下侧的散热器。
电池模块还可以包括位于感测构件上侧的上板，以覆盖电池电芯堆和感测构件的上表面。
上板可由塑料形成。
上板可由膜形成。
侧表面板可由金属形成。
绝缘板可由塑料形成。
电池电芯堆和侧表面板可以通过粘合剂彼此联接。
电池模块可以进一步包括覆盖电池电芯堆的下表面的下盖，并且下盖可以由膜形成。
安装部件由第一安装部件、第二安装部件和第三安装部件形成，每个安装部件包括通过向上和向下穿透而形成的联接孔，并且电池电芯堆可以通过联接孔安装。
有益效果
根据本公开的实施方式的电池模块和包括该电池模块的电池组通过使用绝缘板和侧表面板而不是现有框架来固定多个电池电芯的简单结构，提供了能够减小电池模块的重量并节省在制造电池模块的过程中产生的工艺成本的效果。
此外，根据本公开的实施方式，形成电池模块和包括该电池模块的电池组，使得多个电池电芯和形成在电池组中的导热层彼此接触，由此简化冷却路径以改善冷却性能。
本公开的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员根据权利要求书的描述将清楚地理解未提及的其他效果。
附图说明
图1是示出根据现有技术的电池模块的模块结构的分解立体图；
图2是示出当根据现有技术的电池模块组装在电池组中时组装部件的示意性截面图；
图3是示出根据本公开的实施方式的电池模块的分解立体图；
图4是示出当根据本公开的实施方式的电池模块组装在电池组中时组装部件的示意性截面图；
图5是示出根据本公开修改实施方式的具有上板的电池模块的分解立体图；和
图6是示出根据本公开的修改实施方式的具有下盖的电池模块的分解立体图。
具体实施方式
应当理解，将在下面描述的示例性实施方式被说明性地描述以帮助理解本公开，并且本公开可以被不同地修改以不同于这里描述的示例性实施方式来实施。然而，在本公开的描述中，当确定公知功能或构成元件的具体描述和图示可能不必要地模糊本公开的主题时，将省略这些具体描述和图示。此外，为了帮助理解本公开，附图没有基于实际比例示出，而是组成元件的部分在尺寸上可能被放大。
如这里所使用的，诸如第一、第二等的术语可用于描述各种组件，并且这些术语仅用于区分一个组件与另一组件。
此外，这里使用的术语仅用于描述示例性实施方式，而不旨在限制本公开。单数表达包括复数表达，除非它们在上下文中具有明确相反的含义。应当理解，这里使用的术语“包括”、“包含”和“具有”旨在表示存在所述特征、数字、步骤、构成元件、部件或其组合，但是应当理解，它们不排除存在或添加一个或更多个其它特征、数字、步骤、构成元件、部件或其组合的可能性。
以下，将参照图3和图4描述根据本公开的一个实施方式的电池模块。
图3是示出根据本公开的实施方式的电池模块的分解立体图。图4是示出当根据本公开的实施方式的电池模块组装在电池组中时组装部件的示意性截面图。
参照图3和图4，根据本公开的实施方式的电池模块包括堆叠有多个电池电芯100的电池电芯堆、覆盖电池电芯堆的前表面和后表面的绝缘板300、形成在电池电芯堆和绝缘板之间的汇流条框架200、在电池电芯堆的上侧连接汇流条框架的感测构件210以及覆盖电池电芯堆的两个侧表面的侧表面板400，其中，安装部件410形成在侧表面板的外表面上，并且绝缘板300联接到汇流条框架200或侧表面板400以固定多个电池电芯。
电池电芯100可以是二次电池，并且可以由袋状二次电池构成。电池电芯100可以由多个电芯形成，并且多个电池组电池100可以相互堆叠以便彼此电连接，因此可以形成电池电芯堆。多个电池电芯中的每一个可包括电极组件、电池壳和从电极组件突出的电极引线(未示出)。
每个汇流条框架200形成在电池电芯堆的前表面和后表面上。汇流条框架200可形成为覆盖电池电芯堆的前表面和后表面，以便电连接多个电池组电池100的电极引线。
感测构件210在电池电芯堆的上侧连接形成在电池电芯堆的前表面上的汇流条框架200和形成在电池电芯堆的后表面上的汇流条框架200。形成在电池电芯堆的前表面和后表面上的每个汇流条框架200可以通过感测构件210彼此连接。
每个绝缘板300相对于电池电芯堆形成在汇流条框架的外侧上，以便覆盖电池电芯堆的前表面和后表面。绝缘板300形成为覆盖汇流条框架200以中断汇流条框架200与外部的电连接。根据本公开的实施方式，绝缘板300可由具有绝缘功能的塑料形成。
侧表面板400形成为覆盖电池电芯堆的两个侧表面。根据本公开的实施方式，侧表面板400可以由金属形成，并且形成在电池电芯堆的相反侧上的最外侧电池电芯和最外侧电池电芯的相对侧的侧表面板400可以分别通过粘合剂彼此联接，并且也可以被按压以彼此联接。然而，用于联接电池电芯堆和侧表面板的方法不限于此，而是可以以各种方式联接电池电芯堆和侧表面板。
安装部件410可形成在侧表面板400的外表面上，以通过安装部件410将根据本公开实施方式的电池模块联接到电池组。如图3所示，安装部件410可以包括第一安装部件411、第二安装部件412和第三安装部件413，第一安装部件411形成在侧表面板400的一侧端，第二安装部件412形成在侧表面板400的相对端，第三安装部件413形成在侧表面板的中心。
每个安装部件可包括向上和向下穿过其中的联接孔410a。第一安装部件411可以包括第一联接孔411a，第二安装部件412可以包括第二联接孔412a，第三安装部件413可以包括第三联接孔413a。根据本公开实施方式的电池模块可以通过联接孔410a联接到电池组。
绝缘板300联接到汇流条框架200或侧表面板400以用于固定位于板内侧的多个电池电芯100。根据本公开的实施方式，绝缘板300可以通过粘合剂联接到汇流条框架200或侧表面板400。
在根据现有技术的电池模块中，框架覆盖电池电芯堆的上表面、下表面、左表面和右表面，端板覆盖电池电芯堆的前表面和后表面，使得电池模块的重量变得相对较重，并且制造框架和端板的成本很高。然而，根据本公开的实施方式的电池模块可以去除传统的框架和端板，并且替代地，可以仅利用绝缘板和侧表面板来固定和保护电池电芯堆，并且因此可以减轻电池模块的重量并且可以降低制造电池模块的成本。
根据本公开实施方式的电池模块可以形成为使得电池电芯100堆的下表面敞开。电池电芯100堆的下表面敞开的事实意味着电池电芯100堆的下表面不是如现有技术中那样被框架或板覆盖。因此，当将电池模块安装在电池组中时，根据本公开的实施方式，电池电芯堆的下表面可以接触形成在电池组中的导热层700，并且可以通过导热层连接到形成在导热层700的下侧的散热器800。
导热层700可以由导热物质形成，并且导热层700可以将从电池模块的多个电池电芯100产生的热传递到电池模块的外部。散热器800接触导热层700，以通过在散热器800内部流动的制冷剂将从导热层700传递的热量散发到外部。
根据现有技术，如图2所示，从电池电芯产生的热量必须顺序地穿过导热层、框架、导热层以及散热器以散发到外部。然而，在根据本公开的实施方式的电池模块中，因为导热树脂和框架被移除并且电池电芯100直接接触电池电芯的导热层700，所以在电池电芯100中产生的热量仅通过导热层700和散热器800，因此可以简化传热路径以改善冷却性能。此外，因为不需要使用导热树脂，所以可降低电池模块的重量并可降低制造电池模块的成本。
以下，将描述根据本公开的修改实施方式的具有上板的电池模块。
图5是示出根据本公开的修改实施方式的具有上板的电池模块的分解立体图。
参照图5，根据本公开的修改实施方式的电池模块还可包括上板500，该上板500位于感测构件的上侧并覆盖电池电芯100堆和感测构件的上表面。
根据本公开的修改实施方式的上板500可以由比金属轻的塑料形成，并且还可以由比塑料轻的膜形成。因此，与根据现有技术的由金属形成的框架的上侧结构相比，电池模块的重量可变得轻，从而还通过上板500保护电池电芯堆的上侧上的电池模块的电气部件。
除了上述内容之外的内容与根据本公开的一个实施方式的电池模块和电池组描述的内容相同。
在下文中，根据本公开的修改实施方式，将描述具有下盖的电池模块。
图6是示出根据本公开的修改实施方式的具有下盖的电池模块的分解立体图。
参照图6，根据修改实施方式的电池模块可以进一步包括下盖600，其覆盖电池电芯100堆的下表面。根据本公开的修改实施方式，下盖600可由比金属轻的膜形成。因此，与根据现有技术的框架的上侧结构相比，电池模块的重量可变得轻，现有技术的框架的上侧结构由金属形成以预先防止当电池模块通过下盖600组装到电池组时可能在电池电芯堆的下表面上引起的意外损坏。
除了上述内容之外的内容与针对根据本公开的一个实施方式的电池模块和电池组描述的内容相同。
上述电池模块可以被包括在电池组中。该电池组可以是添加了共同地管理根据本公开的一个或更多个电池模块的电池的温度、电压等的电池管理***(BMS)和冷却装置使得BMS和冷却装置被包装的结构。多个电池模块可安装在电池组中，且在多个电池模块中形成的电池电芯堆的下表面接触在电池组中形成的导热层，使得电池电芯中产生的热量可通过形成为接触导热层的散热器散发到外部。
电池组应用于各种装置。这种装置可应用于诸如电动自行车、电动汽车或混合动力车辆的车辆，但是本公开不限于此，并且可应用于可使用电池模块的各种装置，这些装置也属于本公开的范畴。
尽管上面已经详细描述了本公开的优选实施方式，但是本公开的范围不限于此，并且本领域技术人员使用在所附权利要求中限定的本公开的基本概念的各种修改和改进也属于权利要求的范畴。
附图标记说明
100：电池电芯
200：汇流条框架
210：感测构件
300：绝缘板
400：侧表面板
410：安装部件
411、412、413：第一安装部件、第二安装部件、第三安装部件
411a、412a、413a：第一联接孔、第二联接孔、第三联接孔
500：上板
600：下盖
700：导热层
800：散热器

Claims (10)

1.一种电池模块，该电池模块包括：
电池电芯堆，在所述电池电芯堆中堆叠有多个电池电芯；
绝缘板，所述绝缘板覆盖所述电池电芯堆的前表面和后表面；
汇流条框架，所述汇流条框架形成在所述电池电芯堆和所述绝缘板之间；
感测构件，所述感测构件在所述电池电芯堆的上侧连接所述汇流条框架；和
侧表面板，所述侧表面板覆盖所述电池电芯堆的两个侧表面，
其中，在所述侧表面板的外表面上形成有安装部件，
其中，所述电池电芯堆的下表面是敞开的，并且
其中，所述电池电芯堆的最外侧电池电芯与所述侧表面板彼此联接，并且所述绝缘板与所述汇流条框架或所述侧表面板联接，以固定形成所述电池电芯堆的所述多个电池电芯。
2.根据权利要求1所述的电池模块，该电池模块还包括：
上板，所述上板位于所述感测构件的上侧以覆盖所述电池电芯堆和所述感测构件的上表面。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述上板由塑料或膜形成。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述侧表面板由金属形成。
5.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述绝缘板由塑料形成。
6.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述电池电芯堆和所述侧表面板通过粘合剂彼此联接。
7.根据权利要求1所述的电池模块，该电池模块还包括：
下盖，所述下盖覆盖所述电池电芯堆的下表面。
8.根据权利要求7所述的电池模块，其中，所述下盖由膜形成。
9.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述安装部件由第一安装部件、第二安装部件和第三安装部件形成，并且联接孔向上和向下穿过每个安装部件形成。
10.一种电池组，该电池组包括：
根据权利要求1所述的电池模块；
导热层，所述导热层接触在所述电池模块的下侧的所述电池电芯堆的下表面；和
散热器，所述散热器位于所述导热层的下侧。
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