CN117413421A - 电池模块和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和包括该电池模块的电池组和车辆。根据本发明的一个实施方式的一种电池模块，包括；电池电芯堆叠件，在所述电池电芯堆叠件中堆叠有多个电池电芯；壳体，在所述壳体中容纳所述电池电芯堆叠件；以及连接器，所述连接器联接到所述壳体并且具有防火焰传播构件。
Description
技术领域
本申请要求于2021年9月13日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2021-0122087的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
本公开涉及电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆，更具体地，涉及用于防止火焰蔓延到电池模块外部的电池模块以及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日益增长的需求，对作为能源的二次电池的需求急剧增加，并且在二次电池中，已经使用了镍镉电池或氢离子电池，但是最近，与镍基二次电池相比，锂二次电池被广泛使用，因为它们几乎没有或没有记忆效应，所以只要方便就可以进行再充电，自放电率非常低并且能量密度高。
锂二次电池通常分别使用锂基氧化物和碳材料作为正极活性材料和负极活性材料。锂二次电池包括电极组件和包装或电池壳体，所述电极组件包括分别涂覆有正极活性材料和负极活性材料的正极板和负极板，且隔膜介于所述正极板和所述负极板之间，所述电极组件与电解质溶液一起被密封地容纳在所述包装或电池壳体中。
锂二次电池包括正极和负极以及它们之间的隔膜和电解液，并根据正极活性材料和负极活性材料的类型分为锂离子电池(LIB)、聚合物锂离子电池(PLIB)等。通常，锂二次电池的电极通过将正极活性材料或负极活性材料施加到铝或铜片、网、膜或箔的集流体上并干燥而形成。另外，各种类型的二次电池包括保护电池电芯的壳体。容纳在壳体中的多个堆叠的电池电芯形成电池模块，并且电池组包括多个电池模块。
通常，电池模块或电池组包括将诸如电压-温度的数据传输到外部设备的连接器。然而，由于通常的连接器是通过注射成型制造的，所以在电池模块中由于热事件产生火焰的情况下，连接器熔化，导致损坏。
另外，当连接器和模块壳体之间的联接部分的气密密封结构由于火焰损坏时，电池模块中的火焰可能扩散到电池模块的外部。
发明内容
技术问题
本公开涉及提供一种电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆，在该电池模块中，即使在电池模块中产生火焰，联接部的在连接器与壳体之间的气密密封结构也得以保持，以防止火焰扩散到电池模块的外部。
技术方案
根据本公开的一个方面，提供了一种电池模块，该电池模块包括：电池电芯堆叠件，所述电池电芯堆叠件包括多个堆叠的电池电芯；壳体，在所述壳体中容纳所述电池电芯堆叠件；以及连接器，所述连接器联接到所述壳体并且包括防火焰传播构件。
另外，所述连接器可以包括：第一主体，所述第一主体联接到所述壳体；所述防火焰传播构件，所述防火焰传播构件联接到所述第一主体；第二主体，所述第二主体联接到所述防火焰传播构件；以及至少一个连接销，所述至少一个连接销被配置为穿过所述第一主体、所述防火焰传播构件和所述第二主体。
另外，所述防火焰传播构件可以介于所述第一主体和所述第二主体之间，并且可以包括由具有耐热性和耐火性的材料制成的板。
另外，所述防火焰传播构件可以包括SUS板。
另外，所述防火焰传播构件可以具有与连接销的数量相对应的多个销孔，以允许所述连接销穿过所述销孔。
另外，所述连接器可以包括多个连接销，并且所述防火焰传播构件可以在中心处具有一个通孔，所有的所述多个连接销穿过所述通孔。
另外，相同数量的紧固孔可以分别设置在所述第一主体、所述防火焰传播构件和所述第二主体的相同位置处，并且所述连接器可以通过紧固构件联接到所述壳体。
另外，所述第二主体可以在拐角处具有密封槽，并且密封构件可以联接到所述密封槽。
另外，所述密封构件可以由橡胶或硅树脂制成。
另外，根据本公开的另一方面，提供了一种包括上述电池模块的电池组，并且提供了一种包括上述电池模块的车辆。
有益效果
根据本公开的实施方式，即使当在电池模块中产生火焰时，由于连接器和壳体之间的联接部分的气密密封结构通过包括防火焰传播构件的连接器保持，所以可以防止火焰扩散到电池模块的外部。
附图说明
图1是根据本发明第一实施方式的电池模块的示意性分解立体图。
图2是根据本公开的第一实施方式的电池模块中的连接器的分解立体图。
图3是图2的连接器的组装立体图。
图4是沿方向A观察图2的图。
图5是根据本公开的第二实施方式的电池模块中的连接器的分解立体图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开的示例性实施方式。在描述之前，应当理解，在说明书和所附权利要求中使用的术语或词语不应被解释为限于一般含义和字典含义，而是基于允许发明人为了最佳解释而适当地定义术语的原理，基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。因此，在此描述的实施方式和在附图中示出的图示仅仅是本公开的示例性实施方式，而不旨在完全描述本公开的技术方面，因此应当理解，在提交本申请时可以对其进行各种其他等效和修改。
为了描述的方便和清楚，附图中每个元件或元件的特定部分的尺寸被放大或省略或示意性地示出。因此，每个元件的尺寸不一定反映实际尺寸。当确定相关已知功能或组件的特定详细描述可能不必要地模糊本公开的主题时，省略该描述。
这里使用的术语“联接”或“连接”不仅包括元件到另一元件的直接联接或连接，而且包括元件通过连接构件到另一元件的间接联接或连接。
图1是根据本公开的第一实施方式的电池模块的示意性分解立体图，图2是根据本公开的第一实施方式的电池模块中的连接器的分解立体图，图3是图2的连接器的组装立体图，并且图4是当沿着方向A观察图2时的图。
参照附图，根据本公开的实施方式的电池模块10包括电池电芯堆叠件100、壳体200和连接器300。
电池电芯堆叠件100包括彼此堆叠的多个电池电芯110，每个电池电芯110具有电极引线。电池电芯110的电极引线是暴露用于连接到外部装置的端子类型，并且可以由导电材料制成。
电极引线可以包括正极引线和负极引线。正极引线和负极引线可以设置在电池电芯110的纵向方向上的相反方向上，或者正极引线和负极引线可以设置在电池电芯110的纵向方向上的相同方向上。
正极引线和负极引线可以由各种材料制成，例如，正极引线可以由铝制成，负极引线可以由铜制成。
电极引线可以电联接到汇流条(未示出)。根据电池容量，电池电芯110可以具有单元电池或双电池的堆叠结构，其中每个单元电池包括按此顺序排列的正极板-隔膜-负极板，并且每个双电池包括按此顺序排列的正极板-隔膜-负极板-隔膜-正极板-隔膜-负极板。
电池电芯堆叠件100可以包括彼此堆叠的多个电池电芯110。这里，电池电芯110可以具有各种结构，并且多个电池电芯110可以以各种方式堆叠。
电池电芯堆叠件100可以包括多个盒(未示出)，每个盒被配置为容纳每个电池电芯110。每个盒(未示出)可以通过塑料的注塑成型来制造，并且具有用于容纳电池电芯110的容纳部分的多个盒(未示出)可以彼此堆叠。
包括多个堆叠的盒(未示出)的盒组件可包括端子元件。端子元件是连接到电池电芯110的主端子。主端子可以包括正极端子和负极端子，并且端子元件可以具有用于电连接到外部设备的端子螺栓。电池电芯110可以具有各种形状。
参照图1，壳体200容纳电池电芯堆叠件100或盒组件，在所述盒组件中容纳电池电芯堆叠件100。例如，壳体200可以被配置成覆盖电池电芯堆叠件100。
壳体200覆盖电池电芯堆叠件100或所有多个盒组件以保护电池电芯堆叠件100或盒组件免受外部冲击或撞击影响。
壳体200可以形成为与电池电芯堆叠件100或盒组件的形状一致的形状。例如，当电池电芯堆叠件100或盒组件具有六面体形状时，壳体200可具有与其相符的六面体形状。
例如，壳体200可以通过弯曲金属板来制造，或者可以通过塑料模制产品来制造。另外，壳体200可以一体地或单独地形成。
壳体200可以具有中空部分(未示出)，端子元件通过该中空部分暴露。即，端子元件可以电连接到预定的外部部件或元件，并且中空部分可以防止壳体200和电连接之间的干扰。
连接器300包括用于连接到电池管理***(BMS)(未示出)的各种类型的电连接组件或连接元件，以提供与模块中的电池电芯110的电压或温度相关联的数据。另外，连接器300联接到壳体200以将与电压或温度相关联的数据传输到外部装置。另外，连接器300包括防火焰传播构件320。
连接器300可包括第一主体310、防火焰传播构件320、第二主体330和连接销340。
参照图1至图4，第一主体310以各种方式联接至壳体200。例如，第一主体310可通过诸如螺栓和螺杆的紧固构件400(见图1和图3)联接到壳体200。
第一主体310可具有供紧固构件400穿过的第一紧固孔312。另外，第一主体310可具有供连接销340穿过的第一销孔311。另外，连接销340可以通过第一主体310的第一销孔311***到壳体200中。
防火焰传播构件320联接到第一主体310。防火焰传播构件320可具有第三紧固孔322。另外，防火焰传播构件320可具有供连接销340穿过的第三销孔321。
参照图2至图4，防火焰传播构件320介于第一主体310和第二主体330之间。这里，防火焰传播构件320可以包括由具有耐热性和耐火性的材料制成的板。
例如，防火焰传播构件320可以包括SUS板。然而，防火焰传播构件320的材料不限于SUS。这里，SUS是钢用不锈钢并且是指不锈钢。
不锈钢包括镍含量为12％或更高的铁和铬的合金，但不限于此。
当防火焰传播构件320由诸如SUS板的具有耐热性和耐火性的材料制成时，在壳体200中产生火焰的情况下，即使第一主体310的部分因火焰而损坏，第二主体330也不会因火焰损坏，并且火焰被SUS板阻挡，从而防止火焰蔓延到壳体200的外部。
也就是说，即使当在电池模块10中产生火焰时，由于连接器300与壳体200之间的联接部分的气密密封结构由包括防火焰传播构件320的连接器300保持，所以可以防止火焰蔓延到电池模块10的外部。
参照图2，防火焰传播构件320可具有供连接销340穿过的多个销孔，即，对应于连接销340的数量的第三销孔321。这里，对应于连接销340的数量的第三销孔321的数量可以指与连接销340的数量相同的第三销孔321的数量，但不一定限于此，并且第三销孔321的数量可以大于连接销340的数量。
参照图2，由于金属连接销340***到第三销孔321中，所以在壳体200中产生的火焰被SUS板和连接销340阻挡，从而防止火焰扩散到壳体200的外部。
第二主体330联接到防火焰传播构件320。第二主体330可具有供紧固构件400穿过的第二紧固孔332。另外，第二主体330可以具有供连接销340穿过的第二销孔331。
第二主体330可以在拐角处具有密封槽333，并且密封构件350可以联接到密封槽333。这里，密封构件350可以由橡胶或硅树脂制成以防止气体从壳体200泄漏，但不限于此。
连接器300可包括至少一个连接销340，连接销340穿过第一主体310，防火焰传播构件320和第二主体330。即，连接销340穿过第一主体310的第一销孔311，穿过防火焰传播构件320的第三销孔321，并穿过第二主体330的第二销孔331。
即，相同数量的紧固孔312，322，332可分别设置在第一主体310，防火焰传播构件320和第二主体330的相同位置处，并且连接器300可通过诸如螺栓或螺母的紧固构件400联接到壳体200。尽管图2分别示出了第一主体310、防火焰传播构件320和第二主体330中的四个紧固孔312、322、332，但是本发明不限于此。
在下文中，将参考附图描述根据本公开的第一实施方式的电池模块10的操作和效果。
参照附图，连接器300联接到电池模块10的壳体200以将与电池电芯110的电压或温度相关联的数据传输到外部装置。这里，连接器300包括防火焰传播构件320。连接器300包括第一主体310、第二主体330和连接销340，并且防火焰传播构件320介于第一主体310和第二主体330之间。
防火焰传播构件320可包括例如具有耐热性和耐火性的SUS板。由于具有耐热性和耐火性的防火焰传播构件320介于第一主体310和第二主体330之间，所以在壳体200中产生的火焰被SUS板和连接销340阻挡，从而防止火焰传播到壳体200的外部。
即，在根据本公开的第一实施方式的电池模块10包括多个电池模块10的情况下，在任何一个电池模块10中产生的火焰不扩散到电池模块10的外部，因此仅产生火焰的电池模块10损坏并且火焰不传播到其它电池模块10，并且因此，可以保护其它未受影响的电池模块10免受火焰的影响。
图5是根据本发明第二实施方式的电池模块10中的连接器300的分解立体图。
在下文中，将参考附图描述根据本公开的第二实施方式的电池模块10的操作和效果。然而，与根据本公开的第一实施方式的电池模块10共同的描述被替换为前述描述。
参照图5，连接器300包括多个连接销340，并且防火焰传播构件320在中心处具有一个通孔323，所有多个连接销340穿过该通孔323。
即，在第一实施方式中，防火焰传播构件320具有与连接销340的数量相对应的数量的第三销孔321，而在第二实施方式中，防火焰传播构件320具有一个通孔323，而与连接销340的数量无关。
另外，所有多个连接销340穿过一个通孔323，并穿过第一主体310的第一销孔311和第二主体330的第二销孔331。
尽管在防火焰传播构件320的中心处具有一个通孔323，但是防火焰传播构件320接触第一主体310和第二主体330的周边，并且金属连接销340设置在通孔323处，因此可以防止在壳体200中产生的火焰传播到壳体200的外部。
另外，根据本公开的实施方式的电池组(未示出)可以包括如上所述的根据本公开的实施方式的至少一个电池模块10。此外，除了电池模块10之外，电池组(未示出)还可以包括容纳电池模块10的壳体，以及用于控制电池模块10的充电/放电的各种类型的装置(例如，BMS、电流传感器和熔丝)。
另外，根据本公开的实施方式的车辆(未示出)可以包括电池模块10或电池组(未示出)，并且电池组(未示出)可以包括电池模块10。另外，根据本公开的实施方式的电池模块10可以应用于车辆(未示出)，例如，使用电力的预定类型的车辆(未示出)，诸如电动车辆或混合电动车辆。
虽然上文已经关于有限数量的实施方式和附图描述了本公开，但是本公开不限于此，并且对于本领域技术人员显而易见的是，可以在本公开的技术方面和所附权利要求及其等同物内进行各种修改和改变。
工业实用性
本公开涉及电池模块和包括该电池模块的电池组以及车辆，并且可以具体地用于二次电池相关产业中。
Claims (11)
1.一种电池模块，该电池模块包括：
电池电芯堆叠件，所述电池电芯堆叠件包括多个堆叠的电池电芯；
壳体，在所述壳体中容纳所述电池电芯堆叠件；以及
连接器，所述连接器联接到所述壳体并且包括防火焰传播构件。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述连接器包括：
第一主体，所述第一主体联接到所述壳体；
所述防火焰传播构件，所述防火焰传播构件联接到所述第一主体；
第二主体，所述第二主体联接到所述防火焰传播构件；以及
至少一个连接销，所述至少一个连接销被配置为穿过所述第一主体、所述防火焰传播构件和所述第二主体。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述防火焰传播构件介于所述第一主体和所述第二主体之间，并且包括由具有耐热性和耐火性的材料制成的板。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其中，所述防火焰传播构件包括SUS板。
5.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述防火焰传播构件具有与所述连接销的数量相对应的多个销孔，以允许所述连接销穿过所述销孔。
6.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述连接器包括多个连接销，并且
其中，所述防火焰传播构件在中心处具有一个通孔，所有的所述多个连接销穿过所述通孔。
7.根据权利要求2所述的电池模块，其中，相同数量的紧固孔分别设置在所述第一主体、所述防火焰传播构件和所述第二主体的相同位置处，并且所述连接器通过紧固构件联接到所述壳体。
8.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述第二主体在拐角处具有密封槽，并且密封构件联接到所述密封槽。
9.根据权利要求8所述的电池模块，其中，所述密封构件由橡胶或硅树脂制成。
10.一种电池组，该电池组包括根据权利要求1至9中任一项所述的电池模块。
11.一种车辆，该车辆包括根据权利要求1至9中任一项所述的电池模块。
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