CN113812039B - 电池组和包括该电池组的车辆 - Google Patents

电池组和包括该电池组的车辆 Download PDF

Info

Publication number
CN113812039B
CN113812039B CN202080034035.0A CN202080034035A CN113812039B CN 113812039 B CN113812039 B CN 113812039B CN 202080034035 A CN202080034035 A CN 202080034035A CN 113812039 B CN113812039 B CN 113812039B
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
metal plate
battery pack
battery case
slit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202080034035.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113812039A (zh
Inventor
李光培
孙荣洙
杨根周
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
Publication of CN113812039A publication Critical patent/CN113812039A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113812039B publication Critical patent/CN113812039B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/503—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the shape of the interconnectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/59—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries characterised by the protection means
    • H01M50/597—Protection against reversal of polarity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/222—Inorganic material
    • H01M50/224—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/242—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries against vibrations, collision impact or swelling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/244—Secondary casings; Racks; Suspension devices; Carrying devices; Holders characterised by their mounting method
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/258—Modular batteries; Casings provided with means for assembling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/291—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by their shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/293—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/296—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by terminals of battery packs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

根据本发明的电池组，所述电池组包括：多个电池组件，每个电池组件包括用于容纳电池单元的电池外壳，并沿前后方向布置；第一金属板，所述第一金属板安装在电池外壳的上端部并与电池单元的上电极端子整体接触；以及第二金属板，所述第二金属板安装在电池外壳的下端部并与电池单体的下电极端子整体接触，其中，电池外壳包括侧面单元，该侧面单元包括狭缝和穿孔，狭缝形成间隙，使得第一金属板的一部分和第二金属板的一部分可以分别在上下方向上弯曲并***所述间隙中，穿孔在与狭缝相交的方向上形成。安装在一个电池外壳上的第一金属板可以被构造为在穿孔中与安装在与其相邻的另一个电池外壳的第二金属板交叠。

Description

电池组和包括该电池组的车辆
技术领域
本公开涉及一种电池组，并且更具体地说，涉及一种具有短路预防结构的电池组，其能够解决在电连接或使用电池单元时因施加的外部冲击引起的短路的担忧。
背景技术
二次电池对各种产品群的适用性高，并且具有能量密度高的电特性。二次电池不仅适用于便携式电子装置，而且还适用于由电力驱动源驱动的电动车辆、混合动力电动车辆、蓄能***等。
除了大大减少化石燃料的使用的主要优点之外，二次电池作为用于环境友好和提高能源效率的新能源正受到关注，因为不会因能源使用而产生副产品。
应用于电动车辆等的电池组具有连接分别包括多个电池单元的多个电池模块以获得高输出的结构。此外，每个电池单元包括正极集流器、负极集流器、隔膜、活性材料、电解质等和电极组件，并且可以通过组件之间的电化学反应重复充电和放电。
近来，由于对大容量结构的需求随着作为能量存储源的使用而增加，对具有多模块结构的电池组的需求增加，在多模块结构的电池组中，具有串联和/或并联连接的多个二次电池的多个电池模块聚合在一起。为了增加能量密度，电池组被设计成通过在前后方向上紧密布置多个电池模块以在有限空间中容纳尽可能多的电池模块。这里，每个电池模块是指包括圆柱形电池和用于容纳圆柱形电池的电池外壳的组件。由于电池模块通过金属板相互串联电连接，因此电池组具有高输出。
参照图1，例如，一个金属板1与一个电池模块的圆柱形电芯的正极端子接触，而另一个金属板2与另一个电池模块的圆柱形电芯的负极端子接触。这两个金属板设置为在模块层叠(module stack)的侧表面上部分交叠，并且对应的交叠部分被焊接以与电池模块串联连接。
然而，在常规电池组中，由于单元电池模块连续密集地布置，因此当施加外部冲击时不应彼此接触的金属板可能彼此接触而导致短路。
此外，金属板暴露在单元电池模块的侧面的外侧，并且其间隙也较窄，因此存在在焊接前/后由于操作者的错误导致的任何金属片的意外接触所造成短路的风险。
因此，需要改进电池组的结构，其中在焊接工作前/后由于外部冲击或金属板之间的接触而容易发生短路。
发明内容
技术问题
本公开旨在解决现有技术的问题，因此本公开旨在提供一种具有加强短路防止结构的电池组，该结构可以消除在施加外部冲击时金属板之间接触的可能性，并且还可以显著降低焊接工作之前/之后的短路风险。
技术方案
在本公开的一个方面，提供了一种电池组，所述电池组包括：多个电池组件，所述多个电池组件分别包括具有形成在其上部和下部的电极端子的电池单元和用于容纳所述电池单元以使得所述电极端子暴露于外部的电池外壳，所述多个电池组件在前后方向上布置；第一金属板，所述第一金属板安装在所述电池外壳的顶部并且与所述电池单元的上电极端子整体接触；以及第二金属板，所述第二金属板安装在所述电池外壳的底部并且与所述电池单元的下电极端子整体接触，其中，所述电池外壳包括侧部，所述侧部具有狭缝和穿孔，所述狭缝形成间隙，所述第一金属板的一部分和第二金属板的一部分在上下方向上弯曲并***所述间隙，所述穿孔在与所述狭缝相交的方向上形成，并且安装到任一电池外壳的所述第一金属板的弯曲部在所述穿孔内与安装到与其相邻的另一个电池外壳的所述第二金属板的弯曲部交叠。
电池外壳的侧部可以包括形成双壁结构的外侧壁和内侧壁，并且可以在外侧壁和内侧壁之间沿高度方向形成所述狭缝。
穿孔可以形成在外侧壁中。
电池外壳的侧部还包括短路预防块，所述短路预防块被构造为连接所述狭缝内部的所述外侧壁和所述内侧壁并且划分所述狭缝的内部空间。
第一金属板可以包括：第一端子接触部，所述第一端子接触部被构造为覆盖所述电池外壳的顶部；以及第一弯曲部，从所述第一端子接触部的两端弯曲和延伸并且设置为***所述狭缝中，并且所述第二金属板可以包括：第二端子接触部，所述第二端子接触部被构造为覆盖所述电池外壳的底部；以及第二弯曲部，所述第二弯曲部从所述第二端子接触部的两端弯曲和延伸并且设置为***所述狭缝中。
所述电池外壳可以包括：底盖，所述底盖被构造为容纳所述电池单元的一部分；以及顶盖，所述顶盖与所述底盖在上下方向上组装并且被构造为容纳所述电池单元的剩余部分。
穿孔的一部分可以形成在所述底盖中并且所述穿孔的剩余部分形成在所述顶盖中。
电池外壳可以包括：联接突起，所述联接突起形成在所述电池外壳的前表面处以向外突出；以及引导槽，所述引导槽形成在所述电池外壳的后表面处以向内凹陷。
所述电池组可以包括分别设置为一个组件的第一电池模块和第二电池模块，其中，所述电池组件在前后方向上依次组装，并且所述第二电池模块层叠在所述第一电池模块上。
所述电池组还可以包括：散热板，所述散热板组装为所述第一电池模块和所述第二电池模块之间的夹层，其中，所述散热板包括：中间板，所述中间板***在所述第一电池模块和所述第二电池模块之间；以及竖直板，在所述中间板的两端处在上下方向上延伸以围绕所述第一电池模块和所述第二电池模块的前侧和后侧。
在所述第一电池模块的上表面和所述中间板的下表面之间以及所述第二电池模块的下表面和所述中间板的上表面之间的接触界面处还可以***传热垫。
本发明的另一方面还提供了一种电动汽车，该电动汽车包括上述电池组。
有益效果
根据本公开的实施方式，可以提供一种具有加强短路防止结构的电池组，该结构可以消除在施加外部冲击时金属板之间接触的可能性，并且还可以显著降低焊接工作之前/之后的短路风险。
特别地，由于根据本公开的电池组的电池外壳被构造为使得金属板的端部***设置在侧表面处的狭缝中，因此可以最小化金属板暴露于外部同时确保可固定性。
此外，由于狭缝内的短路预防块充当相邻金属板之间的物理屏障，因此在施加外部冲击时可显著降低短路风险。
本公开的效果不限于上述，本领域技术人员可以从说明书和附图中清楚地理解这里未提及的效果。
附图说明
图1是示意性地示出由常规电池组中的金属板进行的电连接结构的参考图。
图2是示意性地示出根据本公开的实施方式的电池组的构造的立体图。
图3是图2的侧视图。
图4是示出图3的第一电池模块、散热板和第二电池模块的分解立体图。
图5是示出根据本公开实施方式的单元电池组件的一部分的分解立体图。
图6和图7是用于说明根据本公开的实施方式的电池组件和金属板的组装过程的图。
图8是示出图6的电池组件的平面图。
图9是与图7的A部分对应的剖视立体图，并且示出电池外壳的侧部的外侧壁的内侧的结构。
图10是与图3对应的图，并且示出根据本公开实施方式的电池组的金属板的连接结构。
图11是用于例示根据本公开实施方式的金属板之间的焊接过程的示意图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施方式。在描述之前，应当理解，说明书和所附权利要求中使用的术语不应被解释为限于一般含义和字典含义，而是以允许发明人适当定义术语以获得最佳解释的原则为基础，基于与本公开的技术方案相对应的含义和概念来解释。
因此，本文所提出的描述仅为出于仅示例目的的优选示例，并非旨在限制本公开的范围，因此应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，还可以进行其他的等同和修改。
图2是示意性地示出根据本公开的实施方式的电池组的构造的立体图，图3是图2的侧视图，并且图4是示出图3的第一电池模块、散热板和第二电池模块的分解立体图。
参照附图，根据本公开的实施方式的电池组包括：第一电池模块100，该第一电池模块100是多个电池单元11的聚合；第二电池模块200，该第二电池模块200设置在第一电池模块100上；散热板300，该散热板300组装在第一电池模块100和第二电池模块200之间；以及用于控制电池单元11的充电和放电的各种装置，例如BMS400、继电器500、电压感测装置600、电流传感器、熔丝等。
本公开的主要特征是作为第一和第二电池模块200的部件的电池组件10的组装结构，以及在施加外部冲击时消除金属板之间的短路风险的短路预防结构，因此将详细解释这些主要功能。同时，由于诸如BMS 400、电流传感器和熔丝之类的电子部件是本领域公知的，因此本领域技术人员将容易理解它们的一般操作和组装结构。
参见形成第一电池模块100和第二电池模块200的主要部件，第一电池模块100和第二电池模块200可以包括多个电池组件10以及第一金属板20和第二金属板30。
第一电池模块100和第二电池模块200可以被认为是其中电池组件10在前后方向上依次组装并且通过第一金属板20和第二金属板30电连接的部件。
在本实施方式的电池组中，第一电池模块100和第二电池模块200布置成双层结构以增加容量和能量密度，但也可以将电池组的设计改变为仅包括第一电池模块100的单层结构或进一步包括第三电池模块和/或第四电池模块的三层结构或四层结构。
散热板300可以包括中间板310和竖直板320、330。具体地说，参照图3至图4，中间板310可以设置为第一电池模块100和第二电池模块200之间的夹层(interlayer)，竖直板320、330可以在中间板310的两端在上下方向上延伸以覆盖第一电池模块100和第二电池模块200的前侧和后侧。
此外，在第一电池模块100的上表面和中间板310的下表面之间以及第二电池模块200的下表面和和中间板310的上表面之间的接触界面处还可以***传热垫900。
在第一电池模块100的下表面和第二电池模块200的上表面上，可以设置分别具有优良传热率的上垫700和下垫800以及与上垫700和下垫800接触以吸收热量的冷却介质(未示出)。
根据该构造，在电池组的充电和放电期间产生的电池单元11的热量可以通过第一电池模块100的下部和第二电池模块200的上部散发到外部。特别地，由于中间板310和散热板300充当第一电池模块100和第二电池模块200之间的热传递路径，因此第一电池模块100的上部和第二电池模块200的下部的热量可以顺利消散。此外，当第一电池模块100由于某种原因起火或***时，中间板310和散热板300可以充当防火墙，从而防止针对第二电池模块200的连锁火灾或连锁***。
电池组件10包括电池单元11和用于容纳电池单元11的电池外壳12，如图5和图6所示。
电池单元11可以是圆柱形电池单元11，该圆柱形电池单元11具有分别形成在其上部和下部的电极端子。圆柱形电池单元11通常包括果冻卷型电极组件、具有容纳电极组件的内部空间和敞开的顶部的圆柱形金属电池罐、以及形成为屏蔽电池罐顶部的帽组件。这里，帽组件形成正极端子11a，并且电池罐的底表面形成负极端子。此外，电池罐的一侧可以覆盖有绝缘膜。
在该实施方式中，圆柱形电池单元11用作电池单元11，但是电池单元11不一定具有圆柱形形状。例如，优选地，电池单元11可以是具有高机械刚度的金属罐型二次电池，其具有多边形形状。
电池外壳12可以包括用于容纳一部分电池单元11的底盖12a和组装在底盖12a的上部以容纳电池单元11的剩余部分的顶盖12b。
底盖12a和顶盖12b中的每一个都可以包括圆柱形电池单元11一个接一个地***其中的插座，并且插座可以支撑圆柱形电池单元11直立。另外，也可以在底盖12a的下表面和顶盖12b的上表面中在沿上下方向与插座对应的位置处设置圆孔H1。
在将圆柱形电池单元11***底盖12a之后，如果顶盖12b与底盖12a组装并且圆柱形电池单元11的上部被覆盖，则圆柱形电池单元11可被限制在电池外壳12中而不能移动，只有圆柱形电池单元11的正极端子11a和负极端子可以通过底盖12a的孔H1和顶盖12b的孔H1暴露在电池外壳12之外。
为方便底盖12a和顶盖12b的组装，例如，可以沿顶盖12b的前表面和后表面的圆周方向设置锁定突起C1，并且可以在底盖12a的前表面和后表面处设置能够与锁定突起C1锁定的锁定孔C2。
此外，电池外壳12还可以包括形成为从其前表面向外突出的联接突起15和形成在后表面处以向内凹陷的引导槽16。
例如，如图7和图8所示，电池外壳12可以包括在其前表面处的两个联接突起15并且包括在其后表面处与联接突起15对应的两个引导槽16。
电池外壳12的联接突起15和引导槽16可以用作用于在前后方向上依次组装多个电池外壳12的装置。也就是说，可以通过将一个电池外壳12的联接突起15沿上下方向***另一个电池外壳12的引导槽16中来组装两个电池外壳12。在这种情况下，由于组装是基于联接突起15和引导槽16进行的，所以在电池外壳12之间没有位置误差。而且，由于联接突起15和引导槽16相互接合，因此电池外壳12可能不容易分开。
联接突起15和引导槽16的形状不限于该实施方式，例如，联接突起15和引导槽16可以具有“T”形等的横截面。
再次参照图6和图7，本公开的电池组包括作为用于圆柱形电池单元11的电连接装置的金属板。金属板包括第一金属板20和第二金属板30，第一金属板20安装在电池外壳12的顶部并且与圆柱形电池单元11的正极端子11a整体接触，第二金属板30安装在电池外壳12的底部并且与圆柱形电池单元11的下电极端子整体接触。
圆柱形电池单元11容纳在每个单元外壳12中，使得相同的极性沿相同的方向定向。也就是说，圆柱形电池单元11被设置为直立，使得正极端子11a面向电池外壳12的顶部并且负极端子面向电池外壳12的底部。
第一金属板20与圆柱形电池单元11的正极端子11a整体接触，第二金属板30与圆柱形电池单元11的负极端子11a整体接触。因此，第一金属板20提供与电池组件10的正极端子相同的功能，并且第二金属板30提供与电池组件10的负极端子相同的功能。当然，如果圆柱形电池单元11被设置为直立以便负极端子面向电池外壳12的顶部且正极端子面向电池外壳12的底部，则第一金属板20可以用作负极端子，并且第二金属板30可以用作正极端子。
根据该实施方式的一个电池组件10被构造为使得圆柱形电池单元11通过第一金属板20和第二金属板30并联连接，从而提供非常高的电容量。如果需要增加或减少每个电池组件10的电容量，则可以增加或减少电池组件10中包括的圆柱形电池单元11的数量。
此外，通过根据需要串联连接多个电池组件10，可以根据期望增加电池组的总输出。也就是说，可以通过串联连接电池组件10使得一个电池组件10的正极端子连接到另一个电池组件10的负极端子来增加输出。
在本公开中，为了以节省空间的方式将电池组件10彼此串联连接，第一和第二金属板30的两端弯曲并放置在电池外壳12的两个侧部17上，在前后方向上依次组装电池组件10，然后连接电池组件10的第一金属板30和第二金属板30。
具体地，再次参照图6、图7和图9，第一金属板20包括第一端子接触部21和第一弯曲部22，第一端子接触部21具有大致宽板状形状并且设置为覆盖电池外壳12的顶部，第一弯曲部22从第一端子接触部21的两端向下弯曲和延伸，并且第二金属板30具有与第一金属板20相似的形状并且包括第二端子接触部31和第二弯曲部32，第二端子接触部31设置为覆盖电池外壳12的底部，第二弯曲部32从第二端子接触部31的两端向上弯曲延伸。
此外，第一弯曲部22和第二弯曲部32分别并排布置在电池外壳12的侧部17上，并且可以用作串联连接电池组件10的装置。例如，任何一个电池组件10的第一弯曲部22可以垂直于第一端子接触部21倾斜向下延伸超出电池外壳12的宽度(W)范围。如果组装两个电池组件10，则第一个弯曲部22与另一个第二弯曲部32接触，并且相应的接触部被焊接以串联连接两个电池组件10。以此方式，所有电池组件10都可以串联连接。
同时，在本公开中，为了消除金属板之间短路的风险，第一弯曲部22和第二弯曲部32被构造为被电池外壳12的侧部17隐藏。
为此，电池外壳12还可以包括侧部17，侧部17具有狭缝17c和穿孔17d，狭缝17c形成间隙，第一金属板20的第一弯曲部22和第二金属板30的第二弯曲部32可分别沿上下方向***该间隙中，穿孔17d在与狭缝17c相交的方向上形成。
电池外壳12的侧部17可以包括形成双壁结构的外侧壁17a和内侧壁17b，并且狭缝17c可以沿高度方向形成在外侧壁17a和内侧壁17b之间。换言之，外侧壁17a和内侧壁17b彼此间隔开从而设置狭缝17c(在±Y轴方向上)，并且可以将第一弯曲部22和第二弯曲部32***狭缝17c(在±Z轴方向)。此时，如果***到同一电池外壳12的侧部17中的第一金属板20的第一弯曲部22和第二金属板30的第二弯曲部32彼此接触，则它们会短路。因此，第一金属板20的第一弯曲部22和第二金属板30的第二弯曲部32可以被设置为在上下方向上相反地倾斜延伸，从而在狭缝17c内不彼此接触。
此外，与狭缝17c连通的穿孔17d可以形成在外侧壁17a中。更具体地，底盖12a和顶盖12b被设置为部分切割，并且具有部分切割区域的底盖12a和顶盖12b上下结合以提供穿孔17d。如稍后将描述的，穿孔17d可以用作焊接金属板的地方。
电池外壳12的侧部17还可以包括短路预防块17e，该短路预防块17e被构造为连接狭缝17c内部的外侧壁17a和内侧壁17b并且划分狭缝17c的内部空间。
尽管外侧壁17a与内侧壁17b间隔开预定距离，但是外侧壁17a通过短路预防块17e连接到内侧壁17b，因此可以与内侧壁17b一起形成为一个整体。
可以设置短路预防块17e以将狭缝17c的内部空间大致分为左右区域。第一金属板20的第一弯曲部22可以布置在短路预防块17e的分开的左侧空间中，并且第二金属板30的第二弯曲部32可以布置在短路预防块17e的右侧空间中。
如图9所示，短路防止块17e用作在狭缝17c的内部空间中物理隔离第一金属板20的第一弯曲部22和第二金属板30的第二弯曲部32的屏障。换言之，由于第一金属板20的第一弯曲部22和安装到同一电池外壳12的第二金属板30的第二弯曲部32被布置成彼此错开并且短路预防块17e被***在它们之间，因此可以从根本上阻止第一金属板20的第一弯曲部22和第二金属板30的第二弯曲部32彼此接触。
因此，在第一金属板20的第一弯曲部22和第二金属板30的第二弯曲部32***电池外壳的侧部17的上部和下部的组装过程中，第一金属板20的第一弯曲部22和第二金属板30的第二弯曲部32分别基于短路预防块17e被引导成彼此错开的两部分，以便安装无需相互接触，从而大大降低了短路的风险。此外，即使在组装后从外部(X轴、Y轴、Z轴方向)施加冲击，安装到同一电池外壳12的第一金属板20的第一弯曲部22和第二金属板30的第二弯曲部32也几乎没有机会彼此接触从而导致短路。
同时，安装在任何一个电池外壳12上的第一金属板20都可以设置为在穿孔17d内部与安装到与其相邻的另一个电池外壳12的第二金属板30交叠。
参照图10和图11，安装到
Figure GDA0003340155380000091
电池外壳12的第一金属板20的第一弯曲部22可以设置在/>
Figure GDA0003340155380000092
电池外壳12的狭缝17c上方和/>
Figure GDA0003340155380000093
电池外壳12的狭缝17c上，以与安装到/>
Figure GDA0003340155380000094
电池外壳12的第二金属板30的弯曲部32交叠。另外，交叠区域可以通过/>
Figure GDA0003340155380000095
电池外壳12的穿孔17d暴露于外部。
Figure GDA0003340155380000096
电池外壳12的第一金属板20和/>
Figure GDA0003340155380000097
电池外壳12的第二金属板30可以通过激光焊接穿过/>
Figure GDA0003340155380000098
电池外壳12的穿孔17d彼此连接。
根据本公开的构造，由于待焊接的金属板的一部分固定地位于电池外壳12的狭缝17c内，因此焊接工作变得容易。此外，由于金属板隐藏在电池外壳12的外侧壁17a内，因此即使在进行焊接作业之前/之后操作者不小心将焊接夹具或金属工具与电池外壳12的侧部17接触，也基本上不会产生短路。
第一电池模块100和第二电池模块200可以通过以上述模式串联连接电池组件10来构造。此外，第一电池模块100和第二电池模块200可以通过以金属板形状设置的模块连接汇流条40而彼此电连接。例如，模块连接汇流条可以连接位于第一电池模块100中最后的电池组件10的第二金属板30和位于第二电池模块200中最后的电池组件10的第二金属板30。作为参考，在本实施方式中，与第一电池模块100相反，第二电池模块200的电池单元11被直立放置，使得正极端子朝下且负极端子朝上。因此，第二电池模块200中的所有第一金属板20都具有负极性并且所有第二金属板30都具有正极性。期望通过在设置模块连接汇流条的路径上进一步附接绝缘垫来确保绝缘。
如上所述，根据本公开的构造，可以提供一种具有加强短路预防结构的电池组，其可以消除在施加外部冲击时金属板之间接触的可能性并且还显著降低焊接工作之前/之后的短路风险。
同时，如上所述的根据本公开的电池组可以应用于大容量能量存储***或诸如电动车辆或混合动力电动车辆的车辆。
已经详细描述了本公开。然而，应当理解，详细描述和具体示例虽然指示了本公开的优选实施方式，但仅作为例示给出，因为根据该详细描述中，在本公开范围内的各种变化和修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的。
同时，即使在说明书中使用了诸如“上”、“下”、“左”和“右”等表达方向的术语，但是这些术语只是为了描述方便，并且对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以根据观看者或物体的位置而不同地表达。
本申请要求于2019年10月10日在韩国提交的韩国专利申请第10-2019-0125483号的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

Claims (14)

1.一种电池组，所述电池组包括：
多个电池组件，所述多个电池组件分别包括具有形成在其上部和下部的电极端子的电池单元和用于容纳所述电池单元以使得所述电极端子暴露于外部的电池外壳，所述多个电池组件在前后方向上布置；
第一金属板，所述第一金属板安装在所述电池外壳的顶部并且与形成在所述电池单元的上部的电极端子整体接触；以及
第二金属板，所述第二金属板安装在所述电池外壳的底部并且与形成在所述电池单元的下部的电极端子整体接触，
其中，所述电池外壳包括侧部，所述侧部具有狭缝和穿孔，所述狭缝形成间隙，所述第一金属板的一部分和第二金属板的一部分在上下方向上弯曲并***所述间隙，所述穿孔在与所述狭缝相交的方向上形成，并且
安装到任一电池外壳的所述第一金属板的弯曲部在所述穿孔内与安装到与所述任一电池外壳相邻的另一个电池外壳的所述第二金属板的弯曲部交叠。
2.根据权利要求1所述的电池组，
其中，所述电池外壳的侧部包括形成双壁结构的外侧壁和内侧壁，并且在所述外侧壁和所述内侧壁之间沿高度方向形成所述狭缝。
3.根据权利要求2所述的电池组，
其中，所述穿孔形成在所述外侧壁中。
4.根据权利要求2所述的电池组，
其中，所述电池外壳的侧部还包括短路预防块，所述短路预防块被构造为连接所述狭缝内部的所述外侧壁和所述内侧壁并且划分所述狭缝的内部空间。
5.根据权利要求1所述的电池组，
其中，所述第一金属板包括：
第一端子接触部，所述第一端子接触部被构造为覆盖所述电池外壳的顶部；以及
第一弯曲部，从所述第一端子接触部的两端弯曲和延伸并且设置为***所述狭缝中，
其中，所述第二金属板包括：
第二端子接触部，所述第二端子接触部被构造为覆盖所述电池外壳的底部；以及
第二弯曲部，所述第二弯曲部从所述第二端子接触部的两端弯曲和延伸并且设置为***所述狭缝中。
6.根据权利要求1所述的电池组，
其中，所述电池外壳包括：
底盖，所述底盖被构造为容纳所述电池单元的一部分；以及
顶盖，所述顶盖与所述底盖在所述上下方向上组装并且被构造为容纳所述电池单元的剩余部分。
7.根据权利要求6所述的电池组，
其中，所述穿孔的一部分形成在所述底盖中并且所述穿孔的剩余部分形成在所述顶盖中。
8.根据权利要求1所述的电池组，
其中，所述电池外壳包括：
联接突起，所述联接突起形成在所述电池外壳的前表面处以向外突出；以及
引导槽，所述引导槽形成在所述电池外壳的后表面处以向内凹陷。
9.根据权利要求1所述的电池组，
其中，所述电池组包括分别设置为一个组件的第一电池模块和第二电池模块，在所述第一电池模块和所述第二电池模块中，所述多个电池组件在所述前后方向上依次组装，并且
所述第二电池模块层叠在所述第一电池模块上。
10.根据权利要求9所述的电池组，所述电池组还包括：
散热板，所述散热板组装为所述第一电池模块和所述第二电池模块之间的夹层，
其中，所述散热板包括：
中间板，所述中间板***在所述第一电池模块和所述第二电池模块之间；以及
竖直板，在所述中间板的两端处在所述上下方向上延伸以围绕所述第一电池模块和所述第二电池模块的前侧和后侧。
11.根据权利要求10所述的电池组，
其中，在所述第一电池模块的上表面和所述中间板的下表面之间以及所述第二电池模块的下表面和所述中间板的上表面之间的接触界面处还***传热垫。
12.根据权利要求5所述的电池组，
其中，所述第一金属板的所述第一弯曲部和所述第二金属板的所述第二弯曲部被设置为在所述上下方向上相反地倾斜延伸，从而在所述狭缝内不彼此接触。
13.根据权利要求6所述的电池组，所述电池组还包括锁定突起和能够与所述锁定突起锁定的锁定孔，所述锁定突起沿所述顶盖的前表面和后表面的圆周方向设置，所述锁定孔在所述底盖的前表面和后表面处设置。
14.一种车辆，所述车辆包括根据权利要求1至13中任一项所述的电池组。
CN202080034035.0A 2019-10-10 2020-09-16 电池组和包括该电池组的车辆 Active CN113812039B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190125483A KR20210042657A (ko) 2019-10-10 2019-10-10 쇼트 방지 및 충격 보호 구조가 강화된 배터리 팩
KR10-2019-0125483 2019-10-10
PCT/KR2020/012509 WO2021071120A1 (ko) 2019-10-10 2020-09-16 쇼트 방지 및 충격 보호 구조가 강화된 배터리 팩

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113812039A CN113812039A (zh) 2021-12-17
CN113812039B true CN113812039B (zh) 2023-06-02

Family

ID=75437340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080034035.0A Active CN113812039B (zh) 2019-10-10 2020-09-16 电池组和包括该电池组的车辆

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20220231382A1 (zh)
EP (1) EP3940867B1 (zh)
JP (1) JP7286787B2 (zh)
KR (1) KR20210042657A (zh)
CN (1) CN113812039B (zh)
ES (1) ES2972217T3 (zh)
HU (1) HUE065430T2 (zh)
WO (1) WO2021071120A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2033228B1 (en) * 2022-10-04 2024-04-16 Storm Group B V Battery module for a modular battery pack
CN115632209B (zh) * 2022-12-21 2023-04-14 深圳市博硕科技股份有限公司 一种动力电池热失控冲击防护装置
CN116315396B (zh) * 2023-02-21 2024-03-19 鑫能源科技(深圳)有限公司 一种多用式电池及其使用方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103238232A (zh) * 2010-11-30 2013-08-07 松下电器产业株式会社 电池模块和电池组
JP2016091959A (ja) * 2014-11-10 2016-05-23 トヨタ自動車株式会社 組電池
CN106493447A (zh) * 2016-11-30 2017-03-15 中航光电科技股份有限公司 汇流条焊接工装
CN110998913A (zh) * 2017-10-16 2020-04-10 株式会社Lg化学 电池模块和具有电池模块的电池组

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI613856B (zh) * 2016-11-08 2018-02-01 免銲的圓柱型電池組裝置
CN206685458U (zh) * 2017-01-24 2017-11-28 深圳宇锵新材料有限公司 电池组连接件
FR3066656A1 (fr) 2017-05-19 2018-11-23 Continental Automotive France Dispositif de detection d'approche et de communication en champ proche
JP2018206495A (ja) * 2017-05-31 2018-12-27 株式会社日立製作所 二次電池モジュール
JP6709757B2 (ja) * 2017-06-20 2020-06-17 矢崎総業株式会社 バスバー構造

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103238232A (zh) * 2010-11-30 2013-08-07 松下电器产业株式会社 电池模块和电池组
JP2016091959A (ja) * 2014-11-10 2016-05-23 トヨタ自動車株式会社 組電池
CN106493447A (zh) * 2016-11-30 2017-03-15 中航光电科技股份有限公司 汇流条焊接工装
CN110998913A (zh) * 2017-10-16 2020-04-10 株式会社Lg化学 电池模块和具有电池模块的电池组

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210042657A (ko) 2021-04-20
CN113812039A (zh) 2021-12-17
HUE065430T2 (hu) 2024-05-28
EP3940867A1 (en) 2022-01-19
EP3940867B1 (en) 2023-11-01
US20220231382A1 (en) 2022-07-21
ES2972217T3 (es) 2024-06-11
JP2022524589A (ja) 2022-05-09
EP3940867A4 (en) 2022-10-19
JP7286787B2 (ja) 2023-06-05
WO2021071120A1 (ko) 2021-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113812039B (zh) 电池组和包括该电池组的车辆
EP1994581B1 (en) Middle or large-sized battery module
US8968901B2 (en) Middle or large-sized battery module
EP2530764A1 (en) Middle or large-sized battery module
JP6538274B2 (ja) バッテリーモジュール及びこれを含むバッテリーパック
KR20170094759A (ko) 배터리 모듈
EP3828983A1 (en) Battery module utilizing space-saving icb assembly
JP2020508222A (ja) レーザー溶接ジグ及びそれを含むレーザー溶接装置
JP2020513661A (ja) バッテリーモジュール
KR101750487B1 (ko) 외부 입출력 단자 및 버스 바의 장착 수단을 포함하는 전지모듈
EP3579297A1 (en) Cell pack
JP7210083B2 (ja) 電池モジュール
KR102468028B1 (ko) 배터리 모듈
KR102093943B1 (ko) 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
EP4224595A1 (en) Battery pack
CN111937180B (zh) 包括内部板的电池模块、包括该电池模块的电池组及车辆
KR102541537B1 (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
JP7109256B2 (ja) 電池モジュール
EP4362183A1 (en) Battery module
JP7421588B2 (ja) バッテリパック
KR20210113754A (ko) 전지팩 및 이를 포함하는 디바이스
JP2024526064A (ja) 内部空間の仕切りのための仕切膜を適用したバッテリーモジュール及びこれを含むバッテリーパック
KR20230099651A (ko) 배터리 팩, 이러한 배터리 팩을 포함하는 에너지 저장 장치 및 자동차
KR20230032076A (ko) 배터리 모듈
JP6081866B2 (ja) 電池パック

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant