CN116868432A - 电池模块以及包括电池模块的电池组 - Google Patents

Abstract

根据本发明的电池模块包括：电池电芯组件，在该电池电芯组件中纵向单元电芯沿电池电芯厚度方向堆叠成两列或更多列，该纵向单元电芯均具有沿纵向方向布置并连接成行的两个或更多个电池电芯；中空中央防护件，其从纵向单元电芯布置在电池电芯的沿纵向方向面向彼此的端部的连接位置处；以及模块壳体，电池电芯组件和中空中央防护件容纳在该模块壳体中，其中，允许与中空中央防护件的中空部连通的第一排气孔设置在中空中央防护件的侧壁处，并且允许与中空中央防护件的中空部连通的第二排气孔设置在模块壳体处，该模块壳体覆盖中空中央防护件的上部。此外，本发明涉及包括电池模块的电池组。

Description

电池模块以及包括电池模块的电池组

技术领域

本发明涉及一种电池模块。

更具体地，本发明涉及一种被构造成可扩展的电池模块，其具有能够有效地排出内部气体的结构。

此外，本发明涉及包括电池模块的堆叠的电池组。

本申请要求基于2021年10月1日提交的韩国专利申请10-2021-0131101、2021年10月1日提交的韩国专利申请10-2021-0131124、2021年10月1日提交的韩国专利申请10-2021-0131089和2022年9月29日提交的韩国专利申请10-2022-0124087的优先权的权益，并且韩国专利申请的全部内容通过引用合并于此。

背景技术

近来，可以被充电和放电的二次电池已经被广泛用作无线移动装置的能源。此外，二次电池作为电动车辆、混合动力电动车辆等的能源受到关注，作为使用化石燃料的现有汽油车辆和柴油车辆的空气污染等的解决方案被提出。因此，由于二次电池的优点，使用二次电池的应用的类型多样化，并且预期二次电池将在未来被应用于许多领域和产品。

另外，作为电动车辆(EV)等的能量存储***(ESS)和电源，对容纳串联或并联电连接的多个二次电池的电池模块以及由电池模块组成的电池组存在日益增长的需求。

这种电池模块或电池组包括由金属材料制成的外壳，以保护多个二次电池免受外部冲击或接收并存储二次电池。

图1是常规通用电池模块1的一组立体图(图1的(a))和截面图(图1的(b))。如图所示，数十个电池电芯10堆叠成的电池电芯堆容纳在一个模块壳体1中并被密封。传统电池模块具有以下问题。

首先，由于在模块单元中不存在将气体安全地排放到外部的路径，所以当内部排气现象发生时，模块的内部温度升高，导致火灾和***的高风险。

其次，由于大约数十个电池电芯堆叠在一个模块中，当在一个电池电芯中起火时，存在火焰容易传播到其它电池电芯并且模块在短时间内烧毁的风险。

第三，由于单个电池电芯仅在其厚度方向上堆叠，电池电芯布置的空间利用率可减小并且设计的自由度可降低，并且因此通过组合这些类型的模块来构造电池组存在限制。也就是说，不容易构造电池模块或电池组以便对应于有限的空间，例如车辆或各种类型的空间。

因此，期望开发一种与电池模块相关的技术，该电池模块能够有效地排放模块内部的气体，防止火焰传播，并增加设计自由度。

[现有技术文献]

[专利文献]日本专利特开公报2017-010778

发明内容

技术问题

本发明已被设计为解决上述问题，并且本发明旨在提供能够通过在除了厚度方向之外的纵向方向连接电池电芯来提高电池模块和电池组的空间利用率的可扩展电池模块。

本发明还旨在提供一种电池模块，其具有能够有效地排放在可扩展模块内部产生的气体的排气结构。

本发明还旨在提供包括电池模块的堆叠的电池组。

技术方案

根据本发明的用于解决上述问题的电池模块包括：电池电芯组件，在所述电池电芯组件中两列或更多列纵向单元电芯沿电池电芯的厚度方向堆叠，所述两列或更多列纵向单元电芯中的每列纵向单元电芯由沿纵向方向布置成行并连接的两个或更多个电池电芯组成；中空中央防护件，所述中空中央防护件在所述纵向单元电芯中设置在所述电池电芯的沿所述纵向方向面向彼此的端部的连接位置处；以及模块壳体，所述电池电芯组件和所述中空中央防护件容纳在所述模块壳体中，其中，与所述中空中央防护件的中空部连通的第一排气孔设置在所述中空中央防护件的侧壁中，并且与所述中空中央防护件的所述中空部连通的第二排气孔设置在在所述模块壳体中，所述模块壳体被构造成覆盖所述中空中央防护件的上部。

所述纵向单元电芯的所述电池电芯可以通过焊接所述电池电芯的沿所述纵向方向面向彼此的所述端部的电极引线连接。

位于所述电池电芯组件的在所述纵向方向上的两个端部中的一个端部处的所述电池电芯的电极引线可以电连接到端子汇流条，并且位于另一端部处的所述电池电芯的电极引线可以电连接到所述纵向单元电芯的在所述电池电芯的所述厚度方向上相邻的电池电芯的电极引线。

所述电池电芯组件可以具有1P4S电连接结构，在该电连接结构中，所述纵向单元电芯堆叠成两列，每个纵向单元电芯具有在所述纵向方向上连接的两个电池电芯。

在沿所述电池电芯的所述厚度方向彼此相邻的所述纵向单元电芯之间可以安装有一个或更多个热绝缘板。

所述中空中央防护件可以设置在沿所述电池电芯的厚度方向彼此相邻的两个纵向单元电芯的电池电芯连接部之间，所述电池电芯连接部中的每个电池电芯连接部是所述电池电芯在所述纵向方向上连接所在的部分。。

所述中空中央防护件可以具有在上模块壳体和下模块壳体之间沿所述电池电芯的高度方向延伸预定长度的杆状，并且所述第一排气孔可以设置在所述中空中央防护件的下侧的两个侧壁中的每个侧壁中。

所述模块壳体的设置有所述第二排气孔的部分可以凹入地向下凹陷并且可以覆盖所述中空中央防护件的上部。

垂直于所述电池电芯的所述纵向方向延伸的分隔壁可以设置在所述中空中央防护件的所述中空部中，并且所述中空部可以被所述分隔壁分成两个。

沿所述电池电芯的所述厚度方向在所述中空中央防护件的两个侧表面中的每个侧表面上可以安装有第二中央防护件，并且

所述纵向单元电芯的所述电池电芯可以通过所述第二中央防护件沿所述纵向方向连接。

所述第二中央防护件可以包括从所述第二中央防护件的上端部向下延伸的贯通槽或切口狭缝，并且所述纵向单元电芯的所述电池电芯可以通过所述贯通槽或所述切口狭缝连接。

所述电池模块还可以包括端板，所述端板被构造成覆盖所述电池电芯组件的前端部和后端部，并且分别在所述纵向方向上联接到所述模块壳体的前端部和后端部。

与外部连通的第三排气孔可以设置在所述端板中的每个端板中。

在所述端板的前端板上可以安装有端子汇流条，所述前端板覆盖所述电池电芯组件的所述前端部，并且设置在所述电池电芯组件中的所述电池电芯的所述电极引线可以联接到所述端子汇流条。

每个所述端板中可以包括空间，与所述空间连通的第三排气孔可以设置在所述端板的面向所述电池电芯组件的内侧表面中，并且与所述内部空间和外部连通的第四排气孔可以设置在所述端板的下表面中。

延伸至所述端板的高度的一部分的分隔壁可以安装在所述端板的所述内部空间中，并且被引入到所述第三排气孔的气体可以在所述分隔壁上方移动并可以通过所述第四排气孔被排放。

在所述端板的前端板的外侧表面上可以安装有端子汇流条，所述前端板覆盖所述电池电芯组件的所述前端部，在所述前端板的围绕所述前端板内部的空间的主体部中可以设置有贯通槽，并且设置在所述电池电芯组件中的所述电池电芯的所述电极引线可以穿过所述贯通槽并联接到所述端子汇流条。

联接到电池组的固定联接部可以从所述端板的下端部突出。

在覆盖所述电池电芯组件的上部的所述模块壳体与所述电池电芯组件之间的空间和所述电池电芯组件与位于所述电池电芯组件下方的所述模块壳体之间的空间中的至少一者中可以设置有导热树脂层。

根据本发明的另一方面的电池组包括电池模块堆，在所述电池模块堆中所述电池模块在所述纵向方向和所述电池电芯的所述厚度方向中的至少一个方向上堆叠多个。

有益效果

根据本发明，可以获得能够通过在除了厚度方向之外的纵向方向上连接电池电芯来提高电池模块和电池组的空间利用率的可扩展电池模块。

此外，模块中的气体可以通过适合于可扩展电池模块的排气结构被有效地排放。因此，可以通过防止电池模块的温度升高和火灾的发生来提高安全性。

特别地，通过使排气排放方向在模块单元中相同，可以以电池组的更高水平有效地控制或实现废气移动路径。

附图说明

图1示出了常规通用电池模块的立体图和截面图。

图2是根据本发明的一个实施方式的电池模块的一组分解立体图和联接立体图。

图3是示出一个实施方式的电池模块中的电池电芯组件的详细构造等的示意图。

图4是示出一个实施方式的电池模块中的电池电芯组件的电连接关系的示意图。

图5是示出电池电芯组件和中空中央防护件之间的联接关系的立体图。

图6是中空中央防护件的立体图。

图7是示出中空中央防护件和第二中央防护件之间的联接关系的示例的立体图。

图8是示出电池电芯组件和中空中央防护件之间的联接关系的侧视截面图。

图9是中空中央防护件的另一示例的立体图。

图10是根据本发明的另一实施方式的电池模块的立体图。

图11是示出根据本发明的电池模块的前端板的示例的一组侧视截面图、正视立体图和后视立体图。

图12是示出根据本发明的电池模块的后端板的示例的后视立体图。

图13是示出根据本发明的电池模块的前端板和电池电芯组件之间的联接关系的一组局部剖切立体图和平面图。

图14是沿着图2的线A-A’截取的电池模块的截面图。

图15是示出导热树脂层的安装位置的示意图。

图16是包括由本发明的电池模块组成的电池堆的电池组的示意图。

具体实施方式

下面将对本发明进行详细描述。在此之前，在本说明书和权利要求书中使用的术语或词语不应当被限制性地解释为普通含义或基于词典的含义，而是应当基于发明人可以适当地定义术语的概念来以最佳方式描述和解释他或她的发明的原理被解释为与本发明的技术思想一致的含义和概念。

贯穿本说明书，应当理解，诸如“包括”或“具有”的术语旨在指示存在说明书中描述的特征、数量、步骤、操作、部件、部分或其组合，并且它们不提前排除存在或添加一个或更多个其它特征或数量、步骤、操作、部件、部分或其组合的可能性。

此外，当诸如层、膜、区域、板等的部分被称为在另一部分“上”时，这不仅包括该部分直接在另一部分“上”的情况，而且包括又一部分插设在它们之间的情况。相比之下，当诸如层、膜、区域、板等的部分被称为在另一部分“下方”时，这不仅包括该部分直接在该另一部分“下方”的情况，而且包括又一部分插设在它们之间的情况。此外，在本发明的说明书中设置“在……上”可以包括设置在下部以及上部处的情况。

图2是根据本发明的一个实施方式的电池模块的一组分解立体图和联接立体图，图3是示出一个实施方式的电池模块中的电池电芯组件的详细构造等的示意图，并且图4是示出一个实施方式的电池模块中的电池电芯组件的电连接关系的示意图。

如图2至图4所示，本发明的电池模块1000包括：电池电芯组件100，其包括由沿纵向方向连接的电池电芯构成的纵向单元电芯；中空中央防护件200，其安装在电池电芯之间；以及模块壳体300，电池电芯组件100和中空中央防护件200容纳在该模块壳体300中。

中空中央防护件200在图3和图4中未示出，以清楚地示出构成电池电芯组件100的纵向单元电芯110的电极引线11和11’之间的联接。

如图2所示，基于具有形成在电池电芯10的两端处并沿纵向方向延伸的电极引线11和11’的电池电芯10，Y方向为电池电芯10或电池模块(壳体)的纵向方向，X方向为电池电芯10或模块壳体300的厚度方向(电池电芯的堆叠方向)，Z方向为上下方向。

包括在本发明的电池电芯组件100中的电池电芯10是所谓的双向电池电芯10，其中电极引线11和11’从电池电芯10的两端突出，使得电池电芯10沿纵向方向布置并连接成行。当双向电池电芯10布置成行并且电池电芯的面对的电极引线11和11’通过例如焊接彼此连接时，电池电芯可以在纵向方向上直接连接而不用单独的连接构件。因此，根据本发明，两个或更多个电池电芯可沿纵向方向连接。在纵向方向上连接的电池电芯10的数量原则上不被限制，只要允许电池组的安装电池模块壳体300或电池模块1000的空间即可。然而，由于可以实际安装在车辆中的电池模块1000或电池组的空间有限，所以大约2到4个电池电芯10可以沿纵向方向连接。另外，可以根据待连接的电池电芯10的尺寸(长度)来改变沿纵向方向连接的电池电芯10的数量。在本说明书中，通过将两个或更多个电池电芯10布置成行以面向彼此并且连接电池电芯的面对的电极引线11和11’而形成的电池电芯10被称为纵向单元电芯110，该两个或更多个电池电芯10中的每个电池电芯具有沿纵向方向形成在两端处的电极引线11和11’。

包括在本发明的电池模块1000中的电池电芯组件100通过在电池电芯10的厚度方向(X方向)上将纵向单元电芯110堆叠成两列或更多列而形成。纵向单元电芯110堆叠的列的数量还取决于电池模块1000和电池组的可允许空间、电池电芯10的尺寸等。另外，可以考虑电子装置的所需容量来确定电池电芯10在纵向方向上的数量、列的数量等。如上所述，根据本发明，可以调节容纳在模块壳体300中的电池电芯组件100沿纵向方向的数量和列的数量，从而提高设计自由度。另外，当大约2到4个电池电芯组件100在纵向方向上堆叠并且所得堆叠在电池电芯的厚度方向上堆叠成大约2到4列而不是如现有技术中堆叠数十个电池电芯组件100时，电池电芯组件100可以以紧凑方式构造。此外，当将由少量的电池电芯10组成的电池电芯组件100容纳在单独的模块壳体300中，并且包括模块壳体300的电池模块1000在电池电芯10的纵向方向或厚度方向上堆叠成像乐高积木块一样时，可以考虑安装电池模块1000的空间或电池组的安装空间来自由地构造电池组。例如，当电池模块1000的每个单元模块在纵向方向上堆叠时，即使当纵向单元电芯110的电池电芯在纵向方向上不连接得较长时，也可以实现相同的效果。因此，单独的电池电芯模块可以以紧凑方式构造。此外，通过将电池模块1000沿厚度方向堆叠成多达所需数量，可以提高设计自由度。利用如图1所示的在一个模块壳体中堆叠数十个电池电芯的结构，难以根据需要构造电池组。也就是说，由于包括在构成电池组的电池模块中的电池电芯的最小单元不同，因此不可避免地降低了常规电池模块1的设计自由度。

此外，例如，当在包括在电池模块中的一些电池电芯10中起火时，在图1的电池模块1中，火焰容易地传播到相邻的电池电芯10。然而，在图2的电池模块1000或将在下面描述的图16中公开的电池组的结构中，由于少量的电池电芯组件100分别容纳在电池模块1000中，即使当在一个电池模块1000中的电池电芯10中起火时，起火难以传播到其它电池模块1000。

如上所述，本发明的电池电芯组件100具有由沿电池电芯的纵向方向和厚度方向连接的特定数量的电池电芯10构成的电池电芯组件100容纳在每个模块壳体中的形式。因此，可以根据包括电池电芯组件100的电池模块1000的堆叠(设计)方法来制造各种类型的电池组，并且因此本发明的电池模块1000可以被称为可扩展模块。特别地，本实施方式的电池电芯组件100通过在纵向方向上连接两个电池电芯10并将纵向单元电芯110堆叠成两列而由总共四个电池电芯10组成。

为了简化说明，安装在沿纵向方向连接的电池电芯之间的中空中央防护件未在图3和图4中示出。图4中很好地示出了电池电芯组件100的电连接关系。

参照图4，两个电池电芯10在纵向方向上连接以形成纵向单元电芯110，并且纵向单元电芯110在电池电芯的厚度方向上堆叠成两列。电池电芯10的在纵向方向上连接的面对的电极引线11和11’例如通过焊接连接。因此，即使不用单独的连接构件(例如汇流条)，纵向单元电芯110也可以通过电连接电池电芯10而容易地形成。热绝缘板20可以安装在纵向单元电芯110之间。可以通过热绝缘板20防止过量的热量在沿厚度方向堆叠的纵向单元电芯110之间传递。通过将玻璃纤维增强塑料(GFRP)垫21和23结合到硅树脂垫22的两侧获得的那些可以用作热绝缘板20(参见图8)。必要时，电绝缘片30可以安装在电池电芯组件100和围绕电池电芯组件100的模块壳体300之间。热绝缘板20和电绝缘片30的构造在图8的截面图中很好地示出。

再次参照图4，将再次描述电池电芯组件100的电连接结构。电池电芯的具有不同极性并且在纵向方向上面向彼此的电极引线11和11’在电池电芯组件100的中间被彼此焊接并连接。此外，在沿电池电芯的厚度方向彼此相邻的纵向单元电芯110中，在电池电芯组件100的后端中，电池电芯10的具有不同极性的电极引线11和11’彼此电连接。具体地，当相邻电池电芯10的具有不同极性的电极引线11和11’朝向彼此弯曲并且弯曲部被焊接联接时，纵向单元电芯110的两列可以串联电连接。同时，电池电芯组件100的前端中的纵向单元电芯110的电池电芯10的电极引线11和11’向外弯曲而不彼此连接。这些引线11及11’可连接到前端板410的端子汇流条412，如下文将描述的。图4所示的电池电芯组件100具有所谓的四个电池电芯10串联连接的1P4S电连接结构。然而，本发明的电池电芯组件100的电连接结构不限于此，而是可以具有其它类型的结构。例如，可以通过改变包括在纵向单元电芯110中的电池电芯的引线的极性或改变纵向方向和厚度方向上的电池电芯10的数量来改变电池电芯组件100的总体电连接结构。

图5是示出电池电芯组件和中空中央防护件之间的联接关系的立体图，图6是中空中央防护件的立体图，图7是示出中空中央防护件和第二中央防护件之间的联接关系的示例的立体图，并且图8是示出电池电芯组件和中空中央防护件之间的联接关系的侧视截面图。

在图5和图8中，电池模块和电池电芯组件中的每一者的上部和下部的位置与图2的电池模块的位置相反。也就是说，在图8中，示出了电池模块被上下倒置使得上壳***于下方并且下壳***于上方的情况。为了帮助更好地理解，电池模块被上下倒置并在图5和图8中示出，以与图6和图7所示的中空中央防护件的布置一致。

参照图5至图8，在纵向单元电芯110中，中空中央防护件200设置在电池电芯的在纵向方向上面向彼此的端部的连接位置处。在根据本发明的电池电芯组件100中，电池电芯在纵向方向上连接，并且因此，例如，当在沿纵向方向设置在电池电芯组件100的前端处的电池电芯10中起火时，火焰可能会沿与其连接的纵向方向传播到电池电芯组件100的后端处的电池电芯10。中空中央防护件200可以阻挡在纵向方向上的这种火焰传播。

具体地，中空中央防护件200定位成与电池电芯的在纵向方向上面向彼此的端部的电极引线11和11’所联接到的部分相邻。也就是说，在该部分中，产生大量的热量，并且由于电池反应也产生大量气体。因此，中空中央防护件200在电池电芯的沿纵向方向面向彼此的端部彼此连接所在的位置处安装在模块壳体中。

在图5中，两个纵向单元电芯110在电池电芯的厚度方向上堆叠。在这种情况下，中空中央防护件200可以在沿电池电芯的厚度方向彼此相邻的两个纵向单元电芯110的纵向方向上设置在电池电芯连接部(电极引线结合部)之间。也就是说，中空中央防护件200位于一个纵向单元电芯110在纵向方向上的电池电芯连接部与在电池电芯的厚度方向上与一个纵向单元电芯110相邻的另一个纵向单元电芯110在纵向方向上的电池电芯连接部之间。

除了火焰传播阻挡功能之外，中空中央防护件200还执行用于将气体和热量排放到外部的排气通道的功能。为此，中空中央防护件200在其中具有中空部210。

如图5至图8所示，中空中央防护件200可以具有在上模块壳体和下模块壳体之间沿电池电芯的高度方向延伸预定长度的杆状。因此，中空部210也沿电池电芯的高度方向延伸。根据中空中央防护件200的长度确定排气通道在电池电芯的高度方向上的长度。中空中央防护件200的长度可以基本上等于或稍微小于电池电芯的高度，使得从电池电芯产生的气体可以容易被排出。

连接到中空中央防护件200中的中空部210的第一排气孔211设置在中空中央防护件200的侧壁中。因此，如图6所示，从纵向单元电芯110的前端和后端处的电池电芯10产生的气体可以通过第一排气孔211被引入到中空部210中，并且可以移动穿过中空部210。

第一排气孔211可设置在中空中央防护件200的两个侧壁中，使得从左电池电芯10和右电池电芯10沿纵向方向产生的所有气体可被排放。

如图2和图8所示，根据本发明的电池模块1000的模块壳体300覆盖中空中央防护件200的上部。与中空中央防护件200的中空部210连通的第二排气孔312设置在模块壳体300中(在模块壳体的沿纵向方向在电池电芯组件100的中央部分处覆盖电池电芯组件100的部分310a中)，该模块壳体300覆盖中空中央防护件200的上部。

第一排气孔211可设置在中空中央防护件200的下侧的两个侧壁中，以便形成竖直穿过电池模块的排气通道。也就是说，第二排气孔312位于模块的上部中，并且中空中央防护件200的第一排气孔211位于模块的下部中。因此，根据本实施方式，形成沿第一排气孔211-中空中央防护件200的中空部210-第二排气孔312的排气通道，使得气体可沿排气通道容易被排放到模块的外部。

如图2和图8所示，模块壳体的形成第二排气孔312的部分311可以形成为凹入地向下凹陷的凹部311。利用这种结构，当电池模块1000堆叠并容纳在电池组中时，单独的排气管容易被安装在凹部311中，或者单独的排气通道容易连接到凹部311。此外，例如，当本发明的可扩展电池模块1000沿电池电芯的厚度方向堆叠时，安装横穿凹部311的条形排气管以有效地执行排气。也就是说，当电池模块1000以例如图16所示的形式堆叠时，为了构造作为更高级别的单元的电池组，可以在相同的方向上排放排气，使得可以在作为电池模块的更高级别的单元的电池组中有效地控制废气移动路径。

此外，如图5和图6所示，可以在中空中央防护件200的中空部210中形成垂直于电池电芯10的纵向方向延伸的分隔壁210a，以将中空部210分成两个中空部。此外，第一排气孔211可以形成在两个中空部的左侧壁和右侧壁中的每一者中，使得从电池电芯10产生的气体可以穿过两个中空部210被排放。如图6所示，当中央防护件200的中空部被分隔壁210a分成两个中空部时，第二排气孔312也可以对应地形成为两个孔。参考图8，可以看出，在模块壳体的部分310a中在中空部的下侧中形成两个第二排气孔312。

同时，除了中央防护件200之外，第二中央防护件250可以安装在中央防护件的两个侧表面上。例如，如图7所示，第二中央防护件250可以沿电池电芯10的厚度方向安装在中央防护件200的两侧处。与中空中央防护件200类似，第二中央防护件也可用于防止火焰在纵向方向上朝向前端和后端传播。也就是说，通过将中空中央防护件200和第二中央防护件250定位在纵向单元电芯的中央处的电池电芯连接部的位置处，可以有效地防止火焰在纵向单元电芯的前端和后端处的电池电芯之间传播。

在这种情况下，纵向单元电芯110的电池电芯可以通过第二中央防护件250在纵向方向上连接。也就是说，电池电芯10的面向纵向方向的电极引线11和11’可以通过第二中央防护件250彼此联接。为此，第二中央防护件250可以包括贯通槽(未示出)，电极引线可以穿过该贯通槽。替代地，可以设置从第二中央防护件250的一个端部(例如，上端部)向下延伸的切口狭缝251。电极引线11和11’中的每一者的联接部可被***到切口狭缝251中且被支撑。

如上所述，根据本实施方式，电池模块1000内部的气体和热量可以穿过第一排气孔211、中空中央防护件200的中空部210和第二排气孔312被排放，并且同时，可以通过中空中央防护件200和第二中央防护件250防止电池电芯之间的火焰传播，从而进一步提高电池模块1000的安全性。

图9是中空中央防护件200的另一示例的立体图。

图9的中空中央防护件200没有用于分隔中空部的分隔壁210a，并且因此具有一个中空部210’。在这种情况下，由于中空部210’的容积以与分隔壁210a的体积相当的量增加，因此可以容易地通过中空部210’排放更大量的气体。

尽管中央防护件200具有一个中空部210’，但是在中央防护件200的左侧壁和右侧壁中成对地形成第一排气孔211’。从设置在电池电芯组件100的前端和后端处的电池电芯10产生的气体可以穿过第一排气孔211被引入到中空部210’中。如上所述，气体穿过形成在模块壳体300的上部中的第二排气孔312容易被排放到外部。

此外，在本发明中，包括容纳电池电芯组件100的模块壳体300。本发明的特征点在于，在模块壳体300中形成与中央防护件200的第一排气孔211连通并连接到外部的第二排气孔312。

在本发明中，包括容纳电池电芯组件100和中空中央防护件200的模块壳体300。由于电池电芯组件100具有电池电芯组件100在电池电芯的纵向方向上延伸并且在电池电芯的厚度方向上堆叠的结构，所以模块壳体300也具有在纵向方向上延伸得长以对应于电池电芯组件100的形状。参照图2和图3，模块壳体300可以构造有左壳体320和右壳体310，该左壳体320和右壳体310从两侧围绕电池电芯组件100并且联接，但是本发明不限于此。例如，模块壳体300可以构造有围绕电池电芯组件100的下部和两个侧表面的U形壳体和覆盖U形壳体的上部的上壳体。在这种情况下，凹部311和第二排气孔312可以形成在上壳体中。在本实施方式中，右壳体310形成为C形。电池电芯组件100可以安置在C形右壳体310的空间中。因此，右壳体310容纳电池电芯组件100，同时围绕电池电芯组件100的一个侧部以及上部和下部。右壳体310可以通过焊接上壳体310a、下壳体310a’和侧板壳体310b形成，并且也可以通过将一个板弯曲成C形而形成。如上所述，在本发明的模块壳体300中，与中空中央防护件200的中空部连通并且连接到外部的第二排气孔312形成在模块壳体的覆盖中央防护件200的上部的部分中。如图2所示，凹部311形成在C形右壳体310的上壳体310a的***部分中，并且第二排气孔312形成在凹部中。左壳体和右壳体的联接不被特别限制，只要其具有电池电芯组件100可以被牢固地安置并且牢固地联接的结构，诸如焊接、粘合剂施加或勾连结构。另外，具有与右壳体310的上壳体310a的凹部311的形状相对应的形状的凹部321形成在图2和图3所示的左壳体320的***部分中。

参照图2至图5，本发明的电池模块1000还可以包括端板400，该端板400在纵向方向上联接到模块壳体300的前端部和后端部中的每一者。

如图所示，端板400包括分别联接到模块壳体300的前端部和后端部的前端板410和后端板420。端板410和420用于封闭模块壳体300的前端和后端。也就是说，端板400覆盖容纳在模块壳体中的电池电芯组件100的前端部和后端部中的每一者，并且联接到模块壳体的前端部和后端部中的每一者。

同时，在根据本发明的一个实施方式的电池模块1000中，即使在端板400中也设置有与外部连通的排气孔(第三排气孔413和423)。

端板、即前端板410和后端板420分别与电池电芯组件100的电极引线11和11’相邻，因此端板可以分别包括用于电绝缘的电绝缘片411和421。也就是说，如图3所示，电绝缘片421附接到后端板420的联接到模块壳体的后端部的内表面。具有良好耐热性的云母片可用作电绝缘片421。

另外，电绝缘片421附接到端板之中的前端板410的外表面(前表面)，该外表面联接到模块壳体300的前端部。前端板410包括端子汇流条412。参照图2，端子汇流条412安装在前端板410的前表面上。电池电芯10的设置在电池电芯组件100的前端处的电极引线11和11’联接到端子汇流条412。

由于端子汇流条412的绝缘是重要的，所以电绝缘片411附接到前端板的外侧表面。暴露端子汇流条412的通孔(未示出)位于前端板410的面向模块壳体300的内侧表面中，并且电池电芯组件100的前端中的电极引线11和11’可以穿过通孔电连接至端子汇流条412。替代地，电池电芯组件100的前端中的电极引线11和11’可以弯曲并与附接到前端板的外侧表面的端子汇流条412进行接触，从而将电极引线11和11’电连接到端子汇流条412。如上所述，端子汇流条和电池电芯组件100可以通过各种方法电连接，并且具体的电连接形式不被限制。

如图2至图5清楚地示出，在本发明的前端板410和后端板420中分别形成有与外部连通的第三排气孔413和423。因此，在模块壳体300的前端部和后端部中的每一者的内侧中产生的气体可以被有效地排放到外部。因此，在本发明的电池模块1000的中央部分中，气体可以穿过第一排气孔211、中空中央防护件200的中空部210和形成在模块壳体300的上部中的第二排气孔312被排放，如上所述，并且在电池模块1000的前端部和后端部中，气体可以穿过前端板和后端板的第三排气孔413和423被排放。因此，由于气体可以在纵向方向上穿过本发明的电池模块1000的三个点被排放，因此可以更有效地防止内部温度的增大或火灾的发生。

同时，当假设电池模块安装在电池组中的情况时，可以在电池组壳体中形成与第三排气孔413和423连通的排气孔或排气通道。因此，穿过第三排气孔413和423排放的气体可以穿过形成在电池组壳体中的排气孔或排气通道被有效地排放到电池组的外部。

图10是根据本发明的另一实施方式的电池模块的立体图。

在本实施方式的电池模块中，与电池组进行端联接的固定联接部415和425从端板400的下端部突出。

具体地，固定联接部415形成为从前端板410的外侧表面的下端突出以便通过联接构件(未示出)联接到电池组。此外，固定联接部425形成为从后端板420的外侧表面的下端突出以便通过联接构件联接到电池组。

可以在固定联接部415和425中的每一者中形成联接构件可以穿过其安装的联接孔。

电池电芯组件100安装在模块壳体300中，并且前端板410和后端板420分别联接到模块壳体300的前端部和后端部。此外，可以通过将固定联接部415和425的联接孔紧固在前端板410和后端板420中以及联接构件(诸如电池组的底部处的螺栓)而容易地将本发明的电池模块1000紧固到电池组。

在本实施方式中，固定联接部415和425中的每一者形成为从端板400的外侧表面的下端突出。然而，作为变型例，固定联接部也可以形成在端板400的外侧表面的上端上，并且固定联接部也可以形成为从端板400的外侧表面的上端和下端中的每一者突出，但是本发明不限于此。当固定联接部形成在端板的上端上时，电池组的上壳体和固定联接部可以通过联接构件联接。

图11是示出根据本发明的电池模块的前端板的示例的一组侧视截面图(图11的(a))、正视立体图(图11的(b))和后视立体图(图11的(c))，图12是示出根据本发明的电池模块的后端板的示例的后视立体图，并且图13是示出根据本发明的电池模块的前端板和电池电芯组件之间的联接关系的一组局部剖切立体图和平面图。

图11和图12中的端板具有与图2和图3中所示的端板的排气结构不同的排气结构。图2和图3中的排气结构是第三排气孔413形成为穿过前端板410并且第三排气孔423形成为穿过后端板420的结构，使得第三排气孔413和423直接与外部连通以允许气体穿过该第三排气孔413和423被排放。

图11和图12中的排气结构是端板在其中具有空间并且气体穿过该空间被排放的结构。也就是说，在本实施方式的端板中的每一个中设置有空间S，在端板的面向电池电芯组件的内侧表面中分别设置有与空间S连通的第三排气孔413’和423’，在端板的下表面中分别设置有与内部空间S和外部连通的第四排气孔414和424。

在本实施方式中，在模块中产生的气体穿过第三排气孔413’和423’中的每一者被引入到端板中，在端板中的空间S中流动，然后穿过第四排气孔414和424中的每一者被排放到外部。因此，在本实施方式中，排气路径比图2和图3的端板的排气路径长。当排气路径较长时，在高温高压的排气移动时，排气的温度和压力被降低，并且因此，当气体被排放到外部时，可以降低风险。此外，不完全燃烧的气体可以在沿着长的排气路径移动的同时被完全燃烧和稳定。在本实施方式中，第四排气孔414和424设置在端板的下表面中以延长排气路径。

此外，在本实施方式中，作为变型例，在端板的内部空间S内安装有延伸至端板的高度的一部分的分隔壁W。由于分隔壁W仅延伸到端板的高度的一部分，因此内部空间S未被完全阻挡。也就是说，在分隔壁W的上端与端板的上部之间形成气体能够移动穿过的路径。因此，气体可以在分隔壁W上方移动的同时移动穿过路径。根据本实施方式，穿过第三排气孔413’和第三排气孔423’引入的气体在分隔壁W上方移动并且穿过第四排气孔414和424被排放。端板中的排气路径由于分隔壁W进一步增加。因此，排放到外部的气体的状态更稳定，并且因此可以进一步提高安全性。

参照图11的(a)的侧视图，很好地示出了其中具有空间S的前端板410’的排气路径。如图所示，气体穿过设置在前端板410’的内侧表面中的第三排气孔413’流入内部空间S中，并向上移动穿过形成在分隔壁W和前端板410’之间的路径。向上移动的气体在分隔壁W上方移动的同时再次向下流动，并且穿过设置在前端板410’的下表面中的第四排气孔414被排放到外部。

鉴于排气路径形成在分隔壁上方，为了使排气路径更长，第三排气孔413’可以设置在前端板410’的与第四排气孔414相邻的内侧表面的下侧中。

当假设电池模块安装在电池组中的情况时，可以在电池组壳体中形成与第四排气孔414连通的排气孔或排气通道。因此，穿过第四排气孔414被排放的气体可以穿过形成在电池组壳体中的排气孔或排气通道被有效地排放到电池组的外部。

图12示出了在其中具有空间S的后端板420’。图12的(a)示出了第三排气孔423’设置在后端板420’的下侧中，图12的(b)示出了第三排气孔423b’和423a’分别设置在后端板420’的上侧和下侧中。如上所述，第三排气孔413’和423’中的每一者可以以多个形成在前端板410’或后端板420’的内侧表面中。当第三排气孔的数量增加时，更多的气体能够快速排放到外部。

再次参照图11，端子汇流条412安装在前端板410’的外侧表面上。在该实施方式中，前端板410’具有预定厚度并且在其中具有空间S。因此，端子汇流条412的后表面不朝向电池电芯组件的电极引线11和11’暴露。在本实施方式中，在前端板的围绕前端板内部的空间的主体部中设置有贯通槽416，设置在电池电芯组件100中的电池电芯的电极引线11和11’穿过贯通槽416以联接到端子汇流条。图11的(c)的附图标记“416”表示形成在前端板410’中的贯通槽。图11的(b)的附图标记“416”表示贯通槽的出口。如图11所示，贯通槽沿宽度方向形成在前端板410’的主体部的两侧中。电池电芯组件100的具有不同极性的电极引线11和11’分别穿过形成在两侧处的贯通槽416从前端板410’的外侧表面突出。突出的电极引线11和11’的端部朝向端子汇流条412弯曲并焊接到端子汇流条412。

电极引线11和11’与端子汇流条412之间的联接关系在图13中很好地示出。在图13中，示出了在切割并移除前端板410’的在中间高度处的一部分之后的图11的前端板410。

电池电芯的位于电池电芯组件100的前端部处的端部的电极引线11和11’穿过沿宽度方向设置在前端板410’的主体部的两侧处的贯通槽416朝向前端板410’的外侧表面突出。同时，贯通槽416形成在前端板410’的围绕前端板410’的内部空间的主体部(即，前端板的主体的厚度部分)中。因此，贯通槽416不与内部空间S连通(参见图13)。***贯通槽416中的电极引线11和11’也定位成与内部空间S间隔开。因此，即使当高温高压气体在内部空间S中流动时，电极引线11和11’也不受气体影响，并且因此电池模块1000的电连接路径可以被稳定地保持而不会破坏。

如上所述，由于图11至图13的端板，本发明的电池模块的前端部和后端部处的排气路径形成得更长，使得在热失控期间可以大大提高气体排放安全性。

图14是沿着图2的线A-A’截取的电池模块的截面图，并且图15是示出导热树脂层的安装位置的示意图。

如图14所示，构成电池电芯组件100的纵向单元电芯110可以通过粘合剂T粘附。如上所述，热绝缘板20可以安装在纵向单元电芯110之间，并且电池电芯组件100可以通过粘附热绝缘板20和纵向单元电芯110来构造。可以通过进一步将粘合剂T施加到电池电芯组件100的面向模块壳体300的外侧表面来将电池电芯组件100安置在模块壳体中。在这种情况下，电绝缘片30可以位于电池电芯组件100和模块壳体300之间。

具体地，如图14所示，导热树脂层R可以被填充或施加在覆盖电池电芯组件100的上部的模块壳体300和电池电芯组件100之间的空间以及电池电芯组件100和位于电池电芯组件100下方的模块壳体300之间的空间中的至少一者中。

参考图2和图14，覆盖电池电芯组件100的上部的模块壳体300和电池电芯组件100之间的空间是由上壳体310a和图2的右壳体310的侧板壳体310b的上部、左壳体320的上端部以及电池电芯组件100围绕的空间。

位于电池电芯组件100下方的模块壳体300与电池电芯组件100之间的空间是由下壳体310a’和图2的右壳体310的侧板壳体310b的下部、左壳体320的下端部和电池电芯组件100围绕的空间。

导热树脂层R可以采用硅基树脂、改性硅树脂、丙烯酸树脂等。当导热树脂层R填充在电池电芯组件100和模块壳体之间时，电池电芯组件100可以被固定而不在模块壳体300中移动。此外，由于树脂层是具有导热性的所谓的热树脂，树脂层可以有效地吸收电池模块1000内部产生的热量。此外，导热树脂层R可以通过将热量传递到安装在电池模块的上部上的冷却板(未示出)来进一步提高散热效率。

如上所述，电池电芯组件100安置在模块壳体300中，并且电池电芯组件100通过粘合剂T和导热树脂层R固定，从而形成图14形式的可扩展电池模块1000。

图15是示出本发明的导热树脂层R的安装位置的示意图。导热树脂层R可以在模块壳体300的纵向方向上填充在上壳体或下壳体与电池电芯组件100之间。然而，如图15所示，导热树脂层R可以仅形成在收纳大量应力或仅形成在其中产生大量热量的部分中。也就是说，图15的虚线框所示的部分是其中电池电芯10的电极引线在纵向方向上突出或彼此电连接并且因此产生大量热量的结构。因此，当导热树脂层R形成在具有预定宽度的块(诸如树脂块)的形式的部分中时，可以减小导热树脂层R的使用量。另外，如图15所示，虚线框的部分包括模块壳体300的前端、中间端和后端，并且是结构受力的部分，并且因此在这三个位置被粘附地固定时，可以有效防止模块壳体300的分离或电池电芯组件100的移动。

以上描述仅是描述本发明的技术精神的示例，并且本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节的各种改变。在图2中，模块壳体300构造有C形右壳体310和I形左壳体320，但是，例如，围绕电池电芯组件100的模块壳体300可以通过结合C形左壳体和右壳体或结合C形上壳体和下壳体来构造，在该C形左壳体和右壳体中的每一者中左侧形状和右侧形状是相同的，在该C形上壳体和下壳体中的每一者中上部形状和下部形状中的每一者是相同的。另外，在图14中，导热树脂层R填充在模块壳体300的上部和下部两者中，但是导热树脂层R可以根据需要仅填充在上部和下部中的一者中。

图16是包括由本发明的电池模块1000构成的电池堆1000’的电池组2000的示意图。

如上所述，本发明的电池模块1000包括：电池电芯组件100，在该电池电芯组件100中电池电芯10用作纵向单元电芯110并且在电池电芯的厚度方向上堆叠预定数量；以及模块壳体300，该模块壳体300在纵向方向上延伸以对应于电池模块1000。因此，获得电池模块1000在纵向方向或厚度方向上容易连接的形式，例如乐高积木块。如图16所示，多个可扩展电池模块1000可以在一个电池组壳体2100中沿电池电芯10的纵向方向和厚度方向堆叠，以构造电池模块堆1000’。可扩展电池模块1000的堆叠方向(形状)可以被改变，以便对应于电池组壳体2100的除了图16所示的之外要应用的形状。在这方面，可以说，本发明的可扩展电池模块1000在设计上具有极高的自由度。具体地，如上所述，在本发明的电池模块1000中，排气路径形成在模块的前端和后端以及模块的中央部分处的中空中央防护件的三个位置。因此，当与排气路径连通的排气通道形成在电池组壳体2100中时，电池组内部的气体也可以容易地去除。

本文公开的附图被认为是描述性的而非限制本发明的技术精神，并且本发明的技术精神的范围不受这些附图的限制。本发明的范围应由所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来解释。

同时，在本说明书中，使用诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”和“后”之类的指示方向的术语，但是这些术语仅是为了便于描述，并且对于本领域技术人员显而易见的是，这些术语可以根据对象的位置、观察者的位置等而变化。

(附图标记说明)

10：电池电芯

11和11’：引线

20：热绝缘板

30：电绝缘片

100：电池电芯组件

110：纵向单元电芯

200：中空中央防护件

210：中空部

210a：分隔壁

211：第一排气孔

250：第二中央防护件

251：切口狭缝

300：模块壳体

310：右壳体

310a：上壳体

310a’：下壳体

310b：侧板壳体

311：凹部

312：第二排气孔

320：左壳体

400：端板

410和410’：前端板

411：电绝缘片

412：端子汇流条

413和413’：第三排气孔

414：第四排气孔

415：固定联接部

420和420’：后端板

421：电绝缘片

423和423’：第三排气孔

424：第四排气孔

425：固定联接部

R：导热树脂层

T：粘合剂

1000：电池模块

1000’：电池模块堆

2100：电池组壳体

2000：电池组

Claims (20)

1.一种电池模块，所述电池模块包括：

电池电芯组件，在所述电池电芯组件中两列或更多列纵向单元电芯沿电池电芯的厚度方向堆叠，所述两列或更多列纵向单元电芯中的每列纵向单元电芯由沿纵向方向布置成行并连接的两个或更多个电池电芯组成；

中空中央防护件，所述中空中央防护件在所述纵向单元电芯中设置在所述电池电芯的沿所述纵向方向面向彼此的端部的连接位置处；以及

模块壳体，所述电池电芯组件和所述中空中央防护件容纳在所述模块壳体中，

其中，与所述中空中央防护件的中空部连通的第一排气孔设置在所述中空中央防护件的侧壁中，并且

与所述中空中央防护件的所述中空部连通的第二排气孔设置在在所述模块壳体中，所述模块壳体被构造成覆盖所述中空中央防护件的上部。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述纵向单元电芯的所述电池电芯通过焊接所述电池电芯的沿所述纵向方向面向彼此的所述端部的电极引线连接。

3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，

位于所述电池电芯组件的在所述纵向方向上的两个端部中的一个端部处的电池电芯的电极引线电连接到端子汇流条，并且

位于另一端部处的电池电芯的电极引线电连接到所述纵向单元电芯的在所述电池电芯的厚度方向上相邻的电池电芯的电极引线。

4.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述电池电芯组件具有1P4S电连接结构，在该电连接结构中，所述纵向单元电芯堆叠成两列，每个纵向单元电芯具有在所述纵向方向上连接的两个电池电芯。

5.根据权利要求1所述的电池模块，其中，在沿所述电池电芯的厚度方向彼此相邻的所述纵向单元电芯之间安装有一个或更多个热绝缘板。

6.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述中空中央防护件设置在沿所述电池电芯的厚度方向彼此相邻的两个纵向单元电芯的电池电芯连接部之间，所述电池电芯连接部中的每个电池电芯连接部是所述电池电芯在所述纵向方向上连接所在的部分。

7.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述中空中央防护件具有在上模块壳体和下模块壳体之间沿所述电池电芯的高度方向延伸预定长度的杆状，并且

所述第一排气孔设置在所述中央防护件的下侧的两个侧壁中的每个侧壁中。

8.根据权利要求7所述的电池模块，其中，所述模块壳体的设置有所述第二排气孔的部分凹入地向下凹陷并且覆盖所述中空中央防护件的上部。

9.根据权利要求1所述的电池模块，其中，

垂直于所述电池电芯的所述纵向方向延伸的分隔壁设置在所述中空中央防护件的所述中空部中，并且

所述中空部被所述分隔壁分成两个。

10.根据权利要求1所述的电池模块，其中，

在所述中空中央防护件的沿所述电池电芯的所述厚度方向的两个侧表面中的每个侧表面上安装有第二中央防护件，并且

所述纵向单元电芯的所述电池电芯通过所述第二中央防护件沿所述纵向方向连接。

11.根据权利要求10所述的电池模块，其中，

所述第二中央防护件包括从所述第二中央防护件的上端部向下延伸的贯通槽或切口狭缝，并且

所述纵向单元电芯的所述电池电芯通过所述贯通槽或所述切口狭缝连接。

12.根据权利要求1所述的电池模块，所述电池模块还包括端板，所述端板被构造成覆盖所述电池电芯组件的前端部和后端部，并且分别在所述纵向方向上联接到所述模块壳体的前端部和后端部。

13.根据权利要求12所述的电池模块，其中，与外部连通的第三排气孔设置在每个所述端板中。

14.根据权利要求12所述的电池模块，其中，

在所述端板中的前端板上安装有端子汇流条，所述前端板覆盖所述电池电芯组件的所述前端部，并且

设置在所述电池电芯组件中的所述电池电芯的电极引线联接到所述端子汇流条。

15.根据权利要求12所述的电池模块，其中，

每个所述端板中包括空间，

与所述空间连通的第三排气孔设置在所述端板的面向所述电池电芯组件的内侧表面中，并且

与所述内部空间和外部连通的第四排气孔设置在所述端板的下表面中。

16.根据权利要求15所述的电池模块，其中，

延伸至所述端板的高度的一部分的分隔壁安装在所述端板的所述内部空间中，并且

被引入到所述第三排气孔的气体在所述分隔壁上方移动并通过所述第四排气孔被排放。

17.根据权利要求15所述的电池模块，其中，

在所述端板的前端板的外侧表面上安装有端子汇流条，所述前端板覆盖所述电池电芯组件的所述前端部，

在所述前端板的围绕所述前端板内部的空间的主体部中设置有贯通槽，并且

设置在所述电池电芯组件中的所述电池电芯的电极引线穿过所述贯通槽并联接到所述端子汇流条。

18.根据权利要求15所述的电池模块，其中，与电池组联接的固定联接部从所述端板的下端部突出。

19.根据权利要求1所述的电池模块，其中，在覆盖所述电池电芯组件的上部的所述模块壳体与所述电池电芯组件之间的空间和所述电池电芯组件与位于所述电池电芯组件下方的所述模块壳体之间的空间中的至少一者中设置有导热树脂层。

20.一种电池组，所述电池组包括电池模块堆，在所述电池模块堆中根据权利要求1至19中的任一项所述的电池模块在所述电池电芯的所述厚度方向和所述纵向方向中的至少一个方向上堆叠多个。