CN114051669A - 电池模块及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

根据本公开的实施例的一种电池模块包括：电池单体堆，多个电池单体被堆叠在该电池单体堆中；模块框架，该模块框架用于容纳电池单体堆；和冷却板，该冷却板位于模块框架的下方，其中，模块框架的底部和冷却板形成散热器，并且其中，引导部被形成在模块框架的底部上，并且冷却板被联接到模块框架的底部以对应于引导部。

Description

电池模块及其制造方法
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求在2020年4月22日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2020-0048917号的权益，其公开内容通过引用以其整体并入本文。
本公开涉及一种电池模块以及用于制造该电池模块的方法，更特别地，涉及一种具有改进的组装性能的电池模块以及用于制造该电池模块的方法。
背景技术
作为诸如移动装置和电动车辆的各种产品中的能量源，二次电池已经吸引了大量关注。二次电池是能够替代使用化石燃料的现有产品的使用的有力的能量资源，并且作为环境友好性能量源而备受瞩目，因为二次电池不会由于能量使用而产生副产品。
近来，随着大容量二次电池结构(包括使用二次电池作为能量存储源)的必要性的不断升高，对多模块结构的电池组的需求正在增长，该多模块结构的电池组是电池模块的组件，在该电池模块中，多个二次电池被串联或者并联连接。
同时，当多个电池单体被串联/并联连接以构造电池组时，常见的方法是，构造由至少一个电池单体构成的电池模块，并且然后将其它部件添加到至少一个电池模块，以构造电池组。
这样的电池模块可以包括：电池单体堆，多个电池单体被堆叠在该电池单体堆中；模块框架，该模块框架用于容纳电池单体堆；和散热器，该散热器用于冷却所述多个电池单体。
图1是示出根据现有技术的被联接到散热器的电池模块的图。
参考图1，传统的电池模块包括：电池单体堆，多个电池单体10被堆叠在该电池单体堆中；模块框架，该模块框架用于容纳电池单体堆；和导热树脂层15，该导热树脂层15位于模块框架的底部20和电池单体堆之间。这样的电池模块能够被形成为与向多个电池单体10提供冷却功能的、在模块框架的底部20的下方的散热器30联接，由此形成电池组。这里，可以进一步在电池模块的底部20和散热器30之间形成导热层18。此时，散热器包括下板31和上板29，并且制冷剂可以在下板31和上板29之间流动。
传统上，为了改进电池模块和/或电池组的冷却性能，每一个电池组单元需要单独的冷却结构，例如散热器。因此，冷却结构趋向于复杂，并且在制冷剂和电池单体堆10之间的空间通过由上板29和模块框架底部29构成的多层结构而形成，由此存在无法选择而只能间接地冷却电池单体的限制。
发明内容
技术问题
本公开的目的在于提供一种具有改进的组装性能的电池模块以及用于制造该电池模块的方法。
本公开的目的不限于前述目的，并且根据以下详细描述，本领域技术人员应该清楚地理解本文中未描述的其它目的。
技术方案
为了实现上述目的，根据本公开的一个实施例，提供一种电池模块，该电池模块包括：电池单体堆，多个电池单体被堆叠在该电池单体堆中；模块框架，该模块框架用于容纳电池单体堆；和冷却板，该冷却板位于模块框架的下方，其中，模块框架的底部和冷却板形成散热器，并且其中，引导部被形成在模块框架的底部上，并且冷却板被联接到模块框架的底部以对应于引导部。
引导部可以包括第一引导部，该第一引导部被形成在模块框架的底部的两个侧端处并且被刻成与所述两个侧端的边缘侧平行。
第一引导部可以被布置成与冷却板的两侧对准。
引导部可以包括具有凹槽形状的第二引导部，该第二引导部在模块框架的底部的后端边缘侧处，并且由该凹槽形状形成的凹陷线可以被布置成对应于冷却板的后侧。
凹槽形状可以由多个凹槽形成，并且所述多个凹槽的凹陷线可以位于同一条线上。
为了实现以上目的，根据本公开的另一个实施例，提供一种制造电池模块的方法，该方法包括以下步骤：使得冷却板的两侧对应于被形成在模块框架的底部的两个侧端处的第一引导部；使得冷却板的后侧对应于被形成为在模块框架的底部的后端处凹陷的第二引导部；以及将冷却板联接到模块框架的底部。
在使得冷却板的两侧对应于第一引导部的步骤中，冷却板的两侧可以与由第一引导部形成的引导部线对准。
在使得冷却板的后侧对应于第二引导部的步骤中，冷却板的后边缘可以与第二引导部的凹陷线对准。
在将冷却板联接到模块框架的底部的步骤中，冷却板的框架部可以被焊接联接到模块框架的底部。
根据本公开的又一个实施例，提供一种包括上述电池模块的电池组。
有利效果
根据本公开的实施例，冷却板能够与引导部一致地被组装到模块框架的底部，由此防止组装缺陷和由此引起的泄漏，并且改进电池模块的质量。
另外，通过模块框架和散热器集成的冷却结构，冷却结构能够被简化。
本公开的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员将从所附权利要求的描述中清楚地理解上文未描述的另外的其它效果。
附图说明
图1是示出根据现有技术的被联接到散热器的电池模块的图；
图2是根据本公开的实施例的电池模块的分解透视图；
图3是作为比较示例的示出散热器的组装线未对准的情形的图；
图4是图2中的部段A，这是示出根据本公开的实施例的第一引导部的图；
图5是图2中的部段A，这是示出根据本公开的实施例的第二引导部的图；
图6是图2中的部段A，这是示出当冷却板被联接到模块框架的底部时的第一引导部的图；
图7是图2中的部段B，这是示出当冷却板被联接到模块框架的底部时的第二引导部的图；并且
图8是示出沿着图7中的线C-C'截取的截面的图。
具体实施方式
应当理解，下文将描述的示例性实施例被示意性地描述以帮助理解本公开，并且能够对本公开做出各种修改，以与本文中所描述的示例性实施例不同的方式来实施本公开。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使本公开的主题模糊时，将省略该公知功能或构成元件的具体描述和图示。另外，为了帮助理解本公开，未基于实际比例示出附图，而是构成元件的一些部分可能在尺寸上被夸大。
如本文中所使用地，诸如第一、第二等的术语可以用于描述各种部件，并且这些部件不受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个部件与另一个部件区分。
此外，本文中使用的术语仅用于描述特定示例性实施例，而非旨在限制本公开的范围。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。应该理解，如本文中所使用地，术语“包括”、“包含”和“具有”旨在表明存在所阐述的特征、数量、步骤、移动、构成元件、零件或其组合，但是应该理解，它们不排除存在或添加一个或多个其它的特征、数量、步骤、移动、构成元件、零件或其组合的可能性。
在下文中，将参考图2描述根据本公开的实施例的电池模块的结构。
图2是根据本公开的实施例的电池模块的分解透视图。
参考图2，根据本公开的实施例的电池模块包括：电池单体堆100，多个电池单体被堆叠在该电池单体堆100中；模块框架200，该模块框架200用于容纳电池单体堆100；和冷却板300，该冷却板300位于模块框架的下侧，以冷却所述多个电池单体。
根据本公开的实施例的电池单体是二次电池，并且可以被构造成袋型二次电池。这样的电池单体可以由多个单体构成，并且所述多个电池单体可以相互堆叠，以彼此电连接，由此形成电池单体堆100。多个电池单体中的每一个电池单体可以包括电极组件、单体外壳以及从电极组件突出的电极引线。
模块框架200容纳电池单体堆100。根据本公开的实施例，模块框架200可以包括：下框架210，该下框架210用于覆盖电池单体堆100的下表面和两个侧表面；和上板220，该上板220用于覆盖电池单体堆100的上表面。然而，模块框架200的结构不限于此，并且可以是除了电池单体堆100的前表面和后表面之外由四个表面包围的单框架形状。
根据本公开的实施例的电池模块可以进一步包括端板400，该端板400用于覆盖电池单体堆100的前表面和后表面。被容纳在其中的电池单体堆100能够通过上述模块框架200受到物理保护。
冷却板300可以被形成在模块框架200的下部处。冷却板300可以包括：框架部310，该框架部310形成冷却板300的骨架并且与模块框架200的底部211接触；进口部320，该进口部320被形成在冷却板300的一侧，以从外部向内部供应制冷剂；出口部330，该出口部330被形成在散热器的一侧，使得在散热器的内部流动的制冷剂流动到散热器的外部；和流动通道部340，该流动通道部340将进口部320和出口部330连接，并且允许制冷剂流动。可以形成冷却集成散热器结构，在该结构中，下侧上的冷却板300和上侧上的模块框架的底部211被上下地布置，并且制冷剂流动通过在其间形成的流动通道部340。
具体地，流动通道部340可以是指与对应于模块框架200的底部的下框架210的下表面接触的框架部310被形成为向下凹陷的结构。流动通道部340的上侧打开，使得流动通道被形成在流动通道部340和模块框架200的底部211之间，并且制冷剂能够流动通过该流动通道。换言之，根据本公开的实施例的电池模块能够具有冷却集成结构，在该结构中，模块框架200的底部211用于对应于冷却板300的上板。
传统上，由于制冷剂在其中流动的结构被单独地形成在模块框架的下侧，并且模块框架没有任何选择而只能间接地进行冷却，所以冷却效率降低。由于形成了单独的制冷剂流动结构，所以存在电池模块和其上安装有该电池模块的电池组上的空间利用率降低的问题。然而，根据本公开的实施例，通过采用散热器在模块框架200的下部处集成的结构，制冷剂能够直接地在冷却板300的流动通道部340和模块框架200的底部211之间流动，由此由于直接冷却而增加冷却效率，并且通过冷却板300与模块框架200的底部集成的结构，电池模块和其上安装有该电池模块的电池组上的空间利用率能够被进一步改进。
框架部310可以被形成为对应于模块框架200的底部。模块框架200的底部211对应于下框架210的底部，框架部310与下框架210的底部可以通过焊接等而被联接。整个电池模块的刚度可以通过框架部310而被增强。框架部310与下框架210的底部通过焊接联接被密封，由此制冷剂能够在不会在被形成在框架部310内部的流动通道部340中泄漏的情况下流动。
进口部320和出口部330二者能够被形成在冷却板300的一侧。更具体地，进口部320和出口部330二者可以被形成在冷却板300的被形成在端板230所位于的部分处的一侧。进口部320和出口部330可以分别地位于冷却板300的一侧的两端处。制冷剂供应部和制冷剂排放部被形成在冷却板300的下侧或上侧，使得通过制冷剂供应部供应的制冷剂可以流入进口部320中，并且通过出口部330流出的制冷剂可以通过制冷剂排放部被排放到外部。
流动通道部340可以被形成为在弯曲的同时覆盖模块框架200的底部。在除了框架部310与模块框架200的底部形成接触的部分之外，流动通道部340被形成在模块框架200的底部的大部分区域中，由此被布置成占据模块框架200的底部的大部分区域的电池单体堆100的所有部分能够被均匀地冷却。
流动通道部340被弯曲的部分可以由弯曲表面形成。当成角度的边缘部被形成在流动通道部340中时，在成角度的边缘部处，制冷剂的流动将很可能停滞，因此增加了温度偏差和压降。在这方面，如果弯曲部分如在本公开的实施例中的那样用弯曲表面处理，则能够使得制冷剂自然地流动。
在下文中，将参考图2到图5与比较示例一起地描述根据本公开的实施例的第一引导部和第二引导部。
图3是作为比较示例示出的散热器的组装线未对准的情形的图。图4是图2中的部段A，这是示出根据本公开的实施例的第一引导部的图。图5是图2中的部段A，这是示出根据本公开的实施例的第二引导部的图。
参考图2、图4和图5，引导部2110被形成在模块框架200的底部211上，并且冷却板300被联接到模块框架200的底部211以对应于引导部2110。
如在图3中所示，当冷却板300被组装到模块框架的底部211时，冷却板300的边缘和模块框架底部211的边缘未对准，因此，可能发生组装缺陷。随着组件缺陷的发生，在冷却板300和模块框架的底部211之间产生间隙，并且存在可能发生制冷剂通过间隙泄漏的现象的可能性。
因此，根据本公开的实施例，引导部2110被形成在模块框架的底部211上，并且冷却板300被组装成与引导部2110对准，由此改进组装性能，防止制冷剂泄漏，并且改进电池模块的质量。
根据本公开的实施例的引导部2110可以包括：第一引导部2111，该第一引导部2111被形成在模块框架底部211的两个侧端处；和第二引导部2112，该第二引导部2112以凹槽形状被形成在模块框架底部211的后端边缘侧上。
在下文中，将参考图2、图4和图6描述根据本公开的实施例的第一引导部。
图4是示出根据本公开的实施例的第一引导部的图。图6是图2中的部段A，这是示出当冷却板被联接到模块框架的底部时的第一引导部的图。
根据本公开的实施例，第一引导部2111可以与两个侧端的边缘侧211a平行地被刻在模块框架底部211的两个侧端处。当冷却板300被组装到模块框架底部211时，第一引导部2111能够如图6中所示地被布置成与冷却板300的两侧300a对准。冷却板300可以通过第一引导部2111相对于模块框架底部211的两个侧端对称地布置。
在下文中，将参考图2、图5、图7和图8描述根据本公开的实施例的第二引导部。
图5是示出根据本公开的实施例的第二引导部的图。图7是图2中的部段B，这是示出当冷却板被联接到模块框架的底部时的第二引导部的图。图8是示出沿着图7中的线C-C'截取的截面的图。
根据本公开的实施例，第二引导部2112可以以凹槽形状被形成在模块框架底部211的后端边缘侧211b上。如图7和图8中所示，当冷却板300被组装到模块框架底部211时，第二引导部2112的凹陷线D可以被布置成与冷却板300的后侧300b对准。根据本公开的实施例，凹槽形第二引导部2112被以多个凹槽形成，并且多个凹槽的凹陷线D可以位于同一条线上。冷却板300可以通过第二引导部2112被布置成对应于模块框架底部211的后边缘。
通过上述的第一引导部2111和第二引导部2112，冷却板300能够以模块框架底部211的期望的位置和角度被准确地组装。
在下文中，将参考图6和图7描述根据本公开的实施例的制造电池模块的方法。
参考图6和图7，根据本公开的实施例的制造电池模块的方法包括：使得冷却板300的两侧300a对应于被形成在模块框架的底部211的两个侧端处的第一引导部2111的步骤(图6)；使得冷却板的后侧300b对应于被形成为在模块框架的底部的后端处凹陷的第二引导部2112的步骤(图7)；以及将冷却板300联接到模块框架的底部211的步骤。
根据本公开的实施例，在使得冷却板300的两侧300a对应于第一引导部2111的步骤中，冷却板300的两侧300a能够与由第一引导部2111形成的引导部线对准。
在使得冷却板300的后侧对应于第二引导部2112的步骤中，冷却板300的后侧300b能够与第二引导部2112的凹陷线D对准。当组装冷却板300时，通过对准由第一引导部2111和第二引导部2112形成的线来组装冷却板300，使得冷却板300能够被精确地布置在对应于模块框架底部211的边缘的位置处。
在将冷却板300联接到模块框架的底部211的步骤中，冷却板300的框架部310能够被焊接联接到模块框架的底部311。通过焊接联接，冷却板300和模块框架底部211能够被密封并联接，以防止在其中流动的制冷剂泄漏。
上述电池模块能够被包括在电池组中。该电池组可以具有一个或多个根据本公开的实施例的电池模块被收集并且与控制和管理电池的温度、电压等的电池管理***(BMS)和冷却装置一起被封装的结构。
电池组能够应用于各种装置。这样的装置可以应用于车辆装置，诸如电动自行车、电动车辆或者混合动力车辆，但是本公开不限于此，并且可应用于能够使用电池模块的各种装置，这也属于本公开的范围。
虽然已经示出并且参考优选实施例描述了本发明，但是本公开的范围不限于此，并且本领域技术人员能够设计将落入在所附权利要求中描述的本发明的原理的精神和范围内的多个其它修改和实施例。此外，不应偏离本公开的技术精神或观点来单独地理解这些修改实施例。
附图标记描述
200：模块框架
210：下框架
220：上板
211：模块框架底部
211a：模块框架底部的两端边缘侧
211b：模块框架底部的后端边缘侧
2110：引导部
2111：第一引导部
2112：第二引导部
300：冷却板
300a：冷却板的两侧
300b：冷却板的后侧
310：框架部
320：进口部
330：出口部
340：流动通道部
D：凹陷线

Claims (10)

1.一种电池模块，包括：
电池单体堆，多个电池单体被堆叠在所述电池单体堆中；
模块框架，所述模块框架用于容纳所述电池单体堆；和
冷却板，所述冷却板位于所述模块框架的下方，
其中，所述模块框架的底部和所述冷却板形成散热器，并且
其中，引导部被形成在所述模块框架的所述底部上，并且所述冷却板被联接到所述模块框架的所述底部以对应于所述引导部。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中：
所述引导部包括第一引导部，所述第一引导部被形成在所述模块框架的所述底部的两个侧端处并且被刻成与所述两个侧端的边缘侧平行。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中：
所述第一引导部被布置成与所述冷却板的两侧对准。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其中：
所述引导部包括具有凹槽形状的第二引导部，所述第二引导部在所述模块框架的所述底部的后端边缘侧处，并且由凹槽形状形成的凹陷线被布置成对应于所述冷却板的后侧。
5.根据权利要求2所述的电池模块，其中：
所述凹槽形状由多个凹槽形成，并且所述多个凹槽的凹陷线位于同一条线上。
6.一种制造电池模块的方法，所述方法包括以下步骤：
使得冷却板的两侧对应于被形成在模块框架的底部的两个侧端处的第一引导部；
使得所述冷却板的后侧对应于被形成为在所述模块框架的所述底部的后端处凹陷的第二引导部；以及
将所述冷却板联接到所述模块框架的所述底部。
7.根据权利要求6所述的方法，其中：
在使得所述冷却板的两侧对应于所述第一引导部的所述步骤中，所述冷却板的两侧与由所述第一引导部形成的引导部线对准。
8.根据权利要求6所述的方法，其中：
在使得所述冷却板的后侧对应于所述第二引导部的所述步骤中，所述冷却板的后侧与所述第二引导部的凹陷线对准。
9.根据权利要求6所述的方法，其中：
在将所述冷却板联接到所述模块框架的所述底部的所述步骤中，所述冷却板的框架部被焊接联接到所述模块框架的所述底部。
10.一种电池组，包括根据权利要求1所述的电池模块。
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