CN219801046U - 电池组以及包括该电池组的装置 - Google Patents

Abstract

电池组以及包括该电池组的装置。根据本公开的一个实施方式的电池组包括：电池组壳体，多个电池模块被安装在电池组壳体中；传热构件，该传热构件位于电池组壳体上；以及冷却构件，该冷却构件位于电池组壳体的下方，其中，电池模块包括电池单元层叠件，在电池单元层叠件中层叠了多个电池单元，电池模块具有开口的下表面，并且电池单元层叠件的下表面和传热构件接触。

Description

电池组以及包括该电池组的装置

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年12月3日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2020-0167414的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

本公开涉及电池组和包括该电池组的装置，并且更具体地说，涉及具有改进的冷却性能和生产率的电池组以及包括该电池组的装置。

背景技术

随着技术发展和对移动装置的需求的增加，对作为能源的电池的需求迅速增加。特别地，二次电池作为用于电力驱动装置(例如电动自行车、电动车辆和混合动力车辆)的能量源以及用于移动装置(例如移动电话、数码相机、膝上型计算机和可穿戴装置)的能量源已经引起相当大的注意。

小型移动装置针对每个装置使用一个或多个电池单元，而例如车辆的中型或大型装置需要高功率和大容量。因此，使用具有多个彼此电连接的电池单元的中型或大型电池模块。

中型或大型电池模块优选地被制造为具有尽可能小的尺寸和重量。因此，可以高集成度层叠且相对于容量具有很小的重量的棱柱形电池、袋形电池等主要用作中型或大型电池模块的电池单元。同时，为了保护电池单元层叠件免受外部冲击、热或振动，电池模块可包括在前表面和后表面中开口并将电池单元层叠件容纳在内部空间中的模块框架。

图1是示出传统的电池模块的透视图。图2是沿图1的切割线A-A'截取的截面图。

参照图1和图2，传统的电池模块10包括：电池单元层叠件12，在电池单元层叠件12中多个电池单元11沿一个方向层叠；模块框架20，其用于容纳电池单元层叠件12；端板13，其用于覆盖电池单元层叠件的前表面和后表面；以及汇流条框架(未示出)，其形成在端板13与电池单元层叠件12的前表面和后表面之间。

在此，在电池模块10中，第一传热构件30位于电池单元层叠件12的下部与模块框架20之间的模块框架20的下部区域处。因此，在电池单元层叠件12中产生的热可经由第一传热构件30和模块框架20的下部传递到电池模块10的外部。

图3是示出图1的电池模块联接到电池组壳体的状态的截面图。

参照图3，传统的电池模块10联接到电池组壳体，并位于第二传热构件50和散热器60上，第二传热构件50和散热器60位于电池组壳体的下部中。因此，当在电池单元层叠件12中产生的热以第一传热构件30、模块框架20、位于第一传热构件30的下表面上的第二传热构件50和散热器60的顺序传递时，电池单元层叠件12可被间接冷却。

通常，在传统的电池模块10的情况下，导热树脂可用作第一传热构件30和第二传热构件50。然而，由于传统的电池模块10的传热路径复杂，因此要求第一传热构件30和第二传热构件50具有高导热性。在这种情况下，通过进一步包含金属氧化物形式的填料，导热树脂可以增加导热性。然而，随着金属氧化物含量的增加，在成本方面是不利的，并且导热树脂的粘度增加，这甚至在可加工性方面也是不利的。

此外，在传统的电池模块10的情况下，模块框架20包括在导热路径中，因此，要求模块框架20具有高导热性。在这种情况下，能够限制适用于模块框架20的材料，并且通常使用例如具有高导热性的铝的昂贵材料，这甚至在成本方面也是不利的。

除此之外，考虑到电池单元11的温度是限制电池输出的因素之一，需要开发一种具有改进的生产率同时改进对电池单元层叠件12中产生的热的冷却性能的电池组以及包括该电池组的装置。

实用新型内容

技术问题

本公开的目的是提供一种具有改进的冷却性能和生产率的电池组以及包括该电池组的装置。

本公开的目的不限于前述目的，并且本领域技术人员从以下详细描述和附图中应当清楚地理解本文未描述的其他目的。

技术方案

根据本公开的一个实施方式，提供了一种电池组，该电池组包括：电池组壳体，多个电池模块被安装到所述电池组壳体；传热构件，该传热构件位于所述电池组壳体上；以及冷却构件，该冷却构件位于该电池组壳体的下部中，其中，所述电池模块包括电池单元层叠件，在所述电池单元层叠件中层叠了多个电池单元，并且所述电池模块的下表面开口，并且其中，所述电池单元层叠件的下表面和所述传热构件彼此接触。

电池模块包括用于容纳电池单元层叠件的模块框架，并且模块框架的下部可以开口。

模块框架可以是包括上部和两个侧部的U形框架。

模块框架的两个侧部可以位于传热构件上。

安装部可以形成在模块框架的至少一个侧表面上。

固定构件被***到安装部中，并且固定构件可以从安装部延伸到电池组壳体的下部。

电池单元层叠件的两个表面可以分别附接到模块框架的内表面。

第一粘合层可以位于电池单元层叠件中的一对相互相邻的电池单元之间。

第二粘合层可以位于电池单元层叠件的一个表面与模块框架的内表面之间。

第一粘合层和第二粘合层可以分别由胶带构成，或通过用粘合剂粘结剂涂覆而形成。

传热构件可以由传热垫构成，或通过用导热树脂涂覆而形成。

模块框架可以由钢材料构成。

冷却构件可以由冷却板或散热器构成。

根据本公开的另一实施方式，提供了一种包括上述电池组的装置。

有益效果

根据本公开的实施方式，包括在电池模块中的模块框架的下部开口，并且电池模块的电池单元层叠件的下表面与电池组壳体的传热构件接触，由此可以提高冷却性能和生产率。

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其它附加效果。

附图说明

图1是示出传统的电池模块的透视图。

图2是沿图1的切割线A-A'截取的截面图。

图3是示出图1的电池模块联接到电池组壳体的状态的截面图。

图4是根据本公开的实施方式的电池模块的透视图。

图5是沿图4的切割线B-B'截取的截面图。

图6是示出图4的电池模块联接到电池组壳体的状态的截面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本公开的各种实施方式，使得本领域技术人员可以容易地实现这些实施方式。本公开可以以各种不同的方式进行修改，并且不限于在此阐述的实施方式。

为了清楚地描述本公开，将省略与描述无关的部分，并且在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。

此外，在附图中，为了便于描述，任意地示出了每个元件的尺寸和厚度，并且本公开不必限于附图中示出的那些。在附图中，为了清楚起见，夸大了层、区域等的厚度。在附图中，为了便于描述，夸大了一些层和区域的厚度。

此外，在整个说明书中，当一部分被称为“包括”特定部件时，这意味着该部分可以进一步包括其它部件，而不排除其它部件，除非另有说明。

此外，在整个说明书中，当被称为“平面”时，是指当从上侧观察目标部分时，并且当被称为“横截面”时，是指当从垂直切割的横截面的侧面观察目标部分时。

在下文中，将描述根据本公开的一个实施方式的电池模块。然而，这里的描述是基于电池模块的前表面和后表面中的前表面做出的，而不必限于此，并且即使在后表面的情况下，也可以给出具有相同或类似内容的描述。

图4是根据本公开的实施方式的电池模块的透视图。图5是沿图4的切割线B-B'截取的截面图。

参照图4和图5，电池模块100包括：电池单元层叠件120，在电池单元层叠件120中多个电池单元110沿一个方向层叠；模块框架200，其容纳电池单元层叠件120；端板130，其覆盖电池单元层叠件的前表面和后表面；以及汇流条框架(未示出)，其形成在端板130与电池单元层叠件120的前表面和后表面之间。这里，电连接到电池单元层叠件120的汇流条可以位于汇流条框架(未示出)上。

在容纳在模块框架200中的电池单元层叠件120中，层叠了多个电池单元110，其中电池单元110优选为袋状电池单元。电池单元110可以通过将电极组件容纳在包含树脂层和金属层的层压片的袋形外壳中，然后热封袋形外壳的密封部分来制造。这样的电池单元110可以由多个数量配置，并且多个电池单元110形成层叠以便彼此电连接的电池单元层叠件120。

接下来，将更详细地描述模块框架200。

模块框架200可以在其下部开口。在一个示例中，模块框架可以是U形框架，该U形框架包括上部和侧部，该侧部的下表面、前表面和后表面是开口的。然而，模块框架200不限于此，并且可以用其中一个侧部联接到L形框架的上部，或者围绕电池单元层叠件120的除前表面和后表面之外的单体框架的下部的中央部分开口的框架来代替。

因此，容纳在模块框架200中的电池单元层叠件120的下表面可以暴露于外部。此外，在电池单元层叠件120中产生的热的传热路径中可以省略模块框架200的下部，由此可以简化传热路径并且还可以改善冷却性能。此外，还可以降低模块框架200的制造单位成本，并且可以提高生产率。

此外，模块框架200不包括在电池单元层叠件120中产生的热的传热路径中，并且因此可以由不具有高导热性的材料构成。在一个示例中，模块框架200可以由铝合金材料、纤维增强塑料(FRP)材料和钢材料中的至少一种构成。这里，当模块框架200由钢材料构成时，在成本方面可能更有利。此外，当模块框架200由铝合金材料或FRP材料构成时，可以更有效地使其重量轻。然而，本公开不限于此，并且可以应用能够保护电池单元层叠件120免受外部冲击、湿气渗透等的任何材料。

因此，模块框架200可以由相对便宜的材料构成，由此也降低了模块框架200的制造单位成本，并且可以提高生产率。

此外，电池单元层叠件120的两个表面可分别附接到模块框架200的内表面。这里，电池单元层叠件120的两个表面可以指位于最外侧的电池单元110的外表面。此外，粘合层150可沿长度和/或宽度方向从电池单元110的一个表面延伸。由此，即使模块框架200的下部开口，电池单元层叠件120也能够稳定地容纳在模块框架200中。

此外，粘合层150可分别由胶带构成或通过用粘合剂涂覆而形成。更优选地，粘合层150涂覆有粘合剂或由双面胶带构成，由此可以容易地固定电池单元层叠件120和模块框架200。然而，本公开不限于此，并且能够固定在电池单元110之间或电池单元110与模块框架200的侧表面之间的具有粘合性能的任何材料都可以没有限制地应用。

更具体地，粘合层150可形成在电池单元层叠件120的两个表面的至少一部分上。这里，粘合层150可以包括第一粘合层和第二粘合层。第一粘合层可以位于电池单元层叠件120中的一对相互相邻的电池单元110之间。第二粘合层可位于电池单元层叠件120的一个表面与模块框架200的内表面之间。

因此，电池单元层叠件120可以将多个层叠的电池单元110彼此固定，并且还可以固定到模块框架200的内表面。也就是说，即使电池单元层叠件120的下表面暴露于外部，电池单元层叠件120也可以更稳定地固定到模块框架200的内表面。

根据本公开的另一实施方式的电池组可包括上述电池模块，并且一个或多个电池模块可封装在电池组外壳中以形成电池组。

接下来，将描述根据本公开的实施方式的电池组。然而，这里的描述将基于安装到电池组的一些电池模块的横截面进行，但不一定限于此，并且即使在安装到电池组的其他电池模块的情况下，也可以以相同或类似的内容给出描述。

图6是示出图4的电池模块联接到电池组壳体的状态的截面图。

参照图6，根据本公开的一个实施方式的电池组1000包括：电池组壳体1200，多个电池模块100安装到所述电池组壳体1200；传热构件1500，其位于电池组壳体1200上；以及冷却构件1600，其位于电池组壳体1200的下部。

电池组壳体1200可以包括下电池组壳体和上电池组壳体，多个电池模块100分别安装在下电池组壳体中，上电池组壳体覆盖多个电池模块100的上部。

传热构件1500可位于电池组壳体1200的下部上。此外，传热构件1500可沿电池组壳体1200的下部延伸。此外，传热构件1500可位于安装至电池组壳体1200的电池模块100的下表面与电池组壳体1200的下部之间。更具体地，传热构件1500可以形成为与电池模块100的下表面对应的尺寸。

此外，位于电池组1000的电池组壳体1200上的传热构件1500可与电池单元层叠件120的下表面接触。

此外，传热构件1500可与模块框架200的两个侧部以及电池单元层叠件120的下表面接触。在一个示例中，模块框架200的两个侧部可位于传热构件1500上。因此，从电池单元层叠件120传递到模块框架200的热也可以传递回传热构件1500。

在一个示例中，传热构件1500可以由添加有导热粉末的传热垫构成，或者可以是通过涂覆导热树脂而形成的导热树脂层。传热垫是板状结构，并且可以包括硅树脂和导热材料。导热材料没有特别限制，并且可以包括金属粉末、石墨等。更优选地，传热构件1500涂覆有具有强粘附性的导热树脂，其中，当传热构件1500的导热树脂固化时，电池模块100的下表面可固定到电池组壳体1200上的传热构件1500。

因此，传热构件1500可直接接收电池模块100中的电池单元层叠件120中产生的热的传递，从而简化传热路径。此外，降低了耐热性，提高了到冷却构件1600的传热效率，并且可以提高冷却性能。

冷却构件1600可位于电池组壳体1200的下部。而且，冷却构件1600可以沿着电池组壳体1200的下部延伸。此外，冷却构件1600可与位于电池组壳体1200下部上的传热构件1500接触。

在一个示例中，冷却构件1600可以由冷却板或散热器形成。这里，冷却构件1600可以包括冷却流动路径。冷却流动路径可以包括形成在冷却构件1600的至少一个侧表面上的流入端口和排放端口。此外，在冷却构件1600中，冷却水被注入到流入端口中，并且冷却水可以被排放到排放端口。也就是说，可以形成循环结构，其中从电池组1000的外部流动的制冷剂吸收从电池组1000内部的每个部件产生的热，然后再次排放到电池组1000的外部。

由此，冷却构件1600可以通过传热构件1500接收电池模块100中产生的热的传递并将其冷却。由于简化了传热路径，还可以进一步提高冷却性能。

根据本实施方式的电池模块100可以具有形成在模块框架200的至少一个侧表面上的安装部410。此外，安装部410可以与模块框架200集成。安装部410的下部可与电池组壳体1200的下部接触。此外，安装部410可沿模块框架200的一个侧表面朝向电池组壳体1200的下部延伸。

此外，安装部410可包括中央部分中的孔，固定构件450可***该孔。这里，固定构件450可以从安装部410延伸到电池组壳体1200的下部。在一个示例中，可通过选择例如螺栓、螺钉或螺母的构件来应用固定构件450。

因此，电池模块100具有形成在模块框架200的一个侧表面上的安装部410，能够充分地固定安装部410和固定构件450的长度，并且因此能够由安装部410和固定构件450稳定地固定。而且，其可以被稳定地固定而不与电池组壳体1200的下部分离。此外，由于通过安装部410和固定构件450固定的固定力，减小了传热构件1500所需的粘合力的程度，并且可以放松构成传热构件1500的导热树脂的规格，这在成本方面可能更有利。

根据本公开的另一实施方式的装置可应用于如上所述的电池模块和包括该电池模块的电池组。

该装置可应用于例如电动自行车、电动车辆或混合动力车辆的车辆装置，但本公开不限于此，并且可应用于能够使用电池模块的各种装置，这也落入本公开的范围内。

尽管上面已经参照优选实施方式示出和描述了本实用新型，但是本公开的范围不限于此，并且本领域技术人员可以利用在所附权利要求中描述的本实用新型的原理来设计出许多其它变化和修改，这些变化和修改也将落入本公开的精神和范围内。

(附图标记的描述)

100：电池模块

110：电池单元

120：电池单元层叠件

130：端板

150：粘合层

200：模块框架

410：安装部

450：固定构件

1000：电池组

1200：电池组壳体

1500：传热构件

1600：冷却构件

Claims (15)

1.一种电池组，其特征在于，该电池组包括：

电池组壳体，多个电池模块被安装到所述电池组壳体；

传热构件，该传热构件位于所述电池组壳体上；以及

冷却构件，该冷却构件位于该电池组壳体的下部中，

其中，所述电池模块包括电池单元层叠件，在所述电池单元层叠件中层叠了多个电池单元，并且所述电池模块的下表面开口，并且

其中，所述电池单元层叠件的下表面和所述传热构件彼此接触。

2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于：

所述电池模块包括用于容纳所述电池单元层叠件的模块框架，并且所述模块框架的下部开口。

3.根据权利要求2所述的电池组，其特征在于：

所述传热构件与所述模块框架的两个侧部以及所述电池单元层叠件的下表面接触。

4.根据权利要求2所述的电池组，其特征在于：

所述模块框架是包括上部和两个侧部的U形框架。

5.根据权利要求4所述的电池组，其特征在于：

所述模块框架的所述两个侧部位于所述传热构件上。

6.根据权利要求2所述的电池组，其特征在于：

在所述模块框架的至少一个侧表面上形成安装部。

7.根据权利要求6所述的电池组，其特征在于：

固定构件被***到所述安装部中，并且

所述固定构件从所述安装部延伸到所述电池组壳体的下部。

8.根据权利要求2所述的电池组，其特征在于：

所述电池单元层叠件的两个表面分别附接到所述模块框架的内表面。

9.根据权利要求8所述的电池组，其特征在于：

第一粘合层位于所述电池单元层叠件中的一对相互相邻的电池单元之间。

10.根据权利要求9所述的电池组，其特征在于：

第二粘合层位于所述电池单元层叠件的一个表面和所述模块框架的所述内表面之间。

11.根据权利要求10所述的电池组，其特征在于：

所述第一粘合层和所述第二粘合层分别由胶带构成，或者通过用粘合剂涂覆而形成。

12.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于：

所述传热构件由传热垫构成，或者通过用导热树脂涂覆而形成。

13.根据权利要求12所述的电池组，其特征在于：

所述传热构件位于安装至所述电池组壳体的所述电池模块的下表面与所述电池组壳体的下部之间。

14.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于：

所述冷却构件由冷却板或散热器构成。

15.一种包括电池组的装置，其特征在于，该电池组是根据权利要求1至14中的任一项所述的电池组。