CN104218271A - 电池模块 - Google Patents
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Abstract
提供了一种电池模块。该电池模块包括:多个电池单元,沿一个方向对齐;固定构件,被构造为固定多个电池单元;热交换构件,与多个电池单元的底表面相邻;至少一个弹性构件,位于热交换构件下方,至少一个弹性构件位于支撑部分上,固定构件被紧固到支撑部分。
Description
本申请要求于2013年5月29日在韩国知识产权局提交的第10-2013-0061186号、名称为“电池模块”的韩国专利申请的优先权,该韩国专利申请通过引用全部包含于此。
技术领域
示例实施例涉及一种电池模块,更具体地说,涉及一种具有提高的热交换效率的电池模块。
背景技术
近来,已经开发具有高能量密度的使用非水电解质的高功率电池模块。高功率电池模块被构造成为通过将多个电池单元串联连接而制造的大容量电池模块,以用在需要高功率的装置(例如,电动车辆等)的驱动电机中。此外,可以通过将这样的多个电池模块彼此电连接来构造电池组。
通常,可以利用多个电池单元来构造电池模块,每个电池单元可以通过电化学反应将能量传递到外部电子装置。在这种情况下,电池单元在电化学反应期间产生热。
发明内容
实施例提供了一种具有提高的热交换效率的电池模块。
实施例还提供了一种通过应用新构件而能够提高其生产率的电池模块。
根据示例实施例的一方面,提供了一种电池模块,该电池模块包括:多个电池单元,沿一个方向对齐;固定构件,被构造为固定所述多个电池单元;热交换构件,与所述多个电池单元的底表面相邻;至少一个弹性构件,位于热交换构件下方,所述至少一个弹性构件位于支撑部分上,固定构件被紧固到支撑部分。
第一紧固部分可以设置到固定构件,紧固到第一紧固部分的第二紧固部分可以设置在支撑电池模块的支撑部分中。
固定构件可以包括:一对端板,设置在电池单元的外部,以面对电池单元的宽的表面;连接板,被构造为将一对端板彼此连接。第一紧固部分可以设置到一对端板的每个端板。
第一紧固部分可以在一对端板的每个端板的下端处沿与电池单元的方向相反的方向弯曲。
支撑部分可以包括使多个电池单元容纳于其中的外壳的一个表面。
支撑部分可以包括设置在外壳的一个表面和弹性构件之间的分隔框架。
紧固到第一紧固部分的第二紧固部分可以设置在框架中。
使热交换构件设置于其中的容纳部分可以形成在框架内。
框架的容纳部分可以包括设置为与热交换构件的形状相对应的凹槽。
电池模块可以设置在容纳部分中。第一紧固部分可以设置为与设置在容纳部分的边缘处的第二紧固部分叠置。
弹性构件可以置于支撑部分和热交换构件之间。
热交换构件可以包括设置为具有与多个电池单元的底表面的尺寸相对应的尺寸的冷却板。
弹性构件可以设置为与多个电池单元的底表面相对应。
弹性构件可以由橡胶和海绵中的任何一种或多种制成。
弹性构件可以具有以浮凸图案形成的表面。
附图说明
通过参照附图对示例性实施例进行详细描述,对于本领域普通技术人员来说,特征将变得明显,在附图中:
图1示出了根据实施例的电池模块的透视图。
图2示出了图1中的电池模块的分解透视图。
图3示出了沿图1中的线A-A截取的剖视图。
图4A示出了在根据另一实施例的电池模块中的弹性构件的透视图。
图4B示出了沿图4A中的线B-B截取的剖视图。
图5示出了根据又一实施例的电池模块的透视图。
图6示出了图5中的电池模块的分解透视图。
图7示出了沿图5中的线C-C截取的剖视图。
具体实施方式
现在,将在下文中参照附图更充分地描述示例实施例;然而,示例实施例可以以不同的形式来实施,且不应该被解释为局限于在这里所提出的实施例。相反,提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完全的,这些实施例将把示例实施例的范围充分地传达给本领域技术人员。
在附图中,为了示出的清楚,可以夸大尺寸。因此,附图和描述将被认为本质上是说明性的而非限制性的。将理解的是,当元件被称作“在”两个元件“之间”时,该元件可以是这两个元件之间的唯一元件,或者也可以存在一个或更多个中间元件。此外,当元件被称作“在”另一元件“上”时,它可以直接地在所述另一元件上,或者可以在它们之间设置一个或更多个中间元件而间接地在所述另一元件上。此外,当元件被称作“连接到”另一元件时,它可以直接地连接到所述另一元件,或者可以在它们之间设置一个或更多个中间元件而间接地连接到所述另一元件。同样的附图标记始终指示同样的元件。
图1示出了根据实施例的电池模块的透视图。图2示出了图1中的电池模块的分解透视图。
参照图1和图2,根据本实施例的电池模块100可以包括沿一个方向对齐的多个电池单元10、被构造为固定多个电池单元10的固定构件18和19、与多个电池单元10的底表面17相邻地设置的热交换构件110以及设置在热交换构件110下方的一个或更多个弹性构件120。弹性构件120可以设置在支撑部分上。在这种情况下,固定构件18可以被紧固到支撑部分。第一紧固部分18a可以设置到固定构件18,紧固到第一紧固部分18a的第二紧固部分32可以设置于支撑电池模块100的支撑部分。
电池单元10可以包括电池壳体以及容纳在电池壳体中的电极组件和电解质。电极组件和电解质通过电极组件和电解质之间的反应产生电化学能,电池壳体被盖组件14紧密地密封。盖组件14可以设置有具有不同极性的正极端子11和负极端子12以及排气口13。排气口13是电池单元10的安全措施,其用作使在电池单元10中产生的气体排放到电池单元10的外部的通道。相邻的电池单元10的正极端子11和负极端子12通过汇流条15电连接,汇流条15可以通过螺帽16等固定。
电池模块100可以通过使用固定构件18和19将多个电池单元10捆绑为一捆而被用作一个电源。在这种情况下,固定构件18和19可以包括一对端板18和连接板19,一对端板18被设置为在电池单元10的外部处面对电池单元10的宽的表面,连接板19被构造为将一对端板18彼此连接。
通常,电池模块包括多个电池单元,电池单元在充电/放电时产生大量的热。产生的热在电池单元中积累,从而加速电池单元的劣化。例如,积累的热会降低稳定性,例如,引起爆炸。具体地说,在具有高功率的传统电池模块中,会设置冷却装置来减少积累的热。然而,会难以控制多个电池单元使得在电池单元之间没有任何温度差异,因此,传统电池模块的可靠性会降低。
在根据示例实施例的电池模块中,可以使用新结构使所有电池单元被同样地(同等地)冷却,使得在电池模块中的电池单元之间不存在任何温度差异。此外,在制造具有应用于电池模块的新结构的电池模块的过程中没有增加附加工艺,从而提高了电池模块的生产率。当安装电池模块时,提供电池模块的组装公差,从而减小在制造电池模块时的故障率。
图3示出了沿图1中的线A-A截取的剖视图。参照图3,一对端板18设置为彼此相对,并且多个电池单元10在端板18之间沿一个方向对齐,从而相邻的电池单元10的宽的表面彼此相对。一对端板18将电池单元10向电池单元10的内侧按压,连接板19在将一对端板18彼此连接的同时将电池单元10的侧表面固定(图1至图2)。第一紧固部分18a可以设置于每个端板18。紧固部分18a可以在每个端板18的下端处远离电池单元10(即,沿与电池单元10的方向相反的方向)弯曲。例如,每个端板18可以布置有呈L形状的相应的紧固部分18a,从而紧固部分18a可以与一个表面31平行地延伸。因此,当位于电池模块100两侧上的紧固部分18a通过螺栓40紧固到一个表面31时,整个电池模块100可以被牵拉得靠近一个表面31。在这种情况下,第一紧固部分18a足以在与支撑部分叠置的同时紧固到支撑部分。因此,第一紧固部分18a可以是固定构件18和19的任何部分,但示例实施例不限于此。
在根据本实施例的电池模块110中,支撑部分是其上安装有电池模块100的部分。例如,如图1至图2中所示,支撑部分可以包括外壳30的一个表面31。第一紧固部分18a可以设置为与外壳30的一个表面31叠置,第二紧固部分32可以设置在外壳30的一个表面31中的与第一紧固部分18a的位置相对应的位置处。第一紧固部分18a和第二紧固部分32通过单独的紧固构件40彼此紧固,以固定电池模块100。例如,紧固构件40可以包括螺栓、大头钉等。
电池模块100还可以包括与电池单元10的底表面17相邻地设置的热交换构件110和弹性构件120,以冷却电池单元10。弹性构件120可以置于外壳30的一个表面31与热交换构件110之间。
热交换构件110可以包括设置为具有与多个电池单元10的底表面17的尺寸相对应的尺寸的冷却板,例如,冷却板可以与电池模块100中的所有电池单元10的整个底表面完全重叠。即,冷却板可以包括冷却的热交换介质能够移动的通道。热交换介质在热交换构件110内(即,冷却板内)循环的同时执行与电池单元10的热交换。
弹性构件120可以设置为与多个电池单元10的底表面17相对应,例如,弹性构件120可以与整个底表面17完全重叠。例如,弹性构件120具有恒定的压力载荷,并且可以由橡胶和海绵中的任意一种或多种制成。即,弹性构件120可以被多个电池单元10的重量按压至预定厚度。在这种情况下,弹性构件120在被电池单元10按压之前的厚度a1(见图2)可以比弹性构件120在被电池单元10按压之后的厚度a2(见图1)厚。
即,将具有预定压力载荷的弹性构件120设置在外壳30的一个表面31上,然后使热交换构件110位于弹性构件120上,例如,弹性构件120可以直接位于一个表面31和热交换构件110之间。接下来,将多个电池单元10安装在热交换构件110上,将每个端板18的第一紧固部分18a紧固到外壳30的一个表面31中的第二紧固部分32。在这种情况下,第一紧固部分18a和第二紧固部分32紧固到彼此,从而电池单元10压紧弹性构件120。因此,热交换构件110和电池单元10可以凭借弹性构件120的回复力向彼此紧紧地按压,例如,更加紧密地彼此叠置,从而提高电池单元10的热交换效率。此外,弹性构件120可以在电池单元10被固定在外壳30的一个表面31上时提供组装公差,由此提高电池模块100的生产率。
在下文中,将参照图4A至图7描述其他实施例。除了下面的内容外,这些实施例的内容与参照图1至图3描述的实施例的内容相似,因此将省略对它们的详细描述。
图4A示出了在根据另一实施例的电池模块中的弹性构件的透视图。图4B示出了沿图4A中的弹性构件的线B-B截取的剖视图。
参照图4A和图4B,根据实施例的电池模块可以具有设置在热交换构件下方的弹性构件220。弹性构件220可以相对于由电池单元10施加的压力而被按压至预定厚度。例如,弹性构件220的表面221可以形成为呈浮凸图案(embossed pattern)。即,多个突出部分222可以设置在弹性构件220的表面221上。在这种情况下,突出部分222可以设置在弹性构件220的一个表面或两个表面221上。多个突出部分222可以按浮凸图案形成,从而电池单元10可以有效地按压弹性构件220。此外,可以根据电池单元10的底表面的形状适当地改变(例如,调整)突出部分222的形状,从而能够容易地应付电池模块的设计的变化。
图5示出了根据又一实施例的电池模块的透视图。图6示出了图5中的电池模块的分解透视图。图7示出了沿图5中的线C-C截取的剖视图。
参照图5至图7,根据本实施例的电池模块300可以包括沿一个方向对齐的多个电池单元10、被构造为固定多个电池单元10的一对端板18和连接板19、以及被构造为在与电池单元10的底表面17接触的同时执行与电池单元10的热交换的热交换构件310。第一紧固部分18a可以设置到每个端板18,紧固到第一紧固部分18a的第二紧固部分332可以设置到支撑部分。弹性构件320可以设置在热交换构件310的下方。
在根据本实施例的电池模块300中,支撑部分可以包括设置在外壳30的一个表面31和弹性构件320之间的分隔框架330。弹性构件320可以设置在框架330上,每个端板18的第一紧固部分18a可以紧固到设置在框架330中的第二紧固部分332。即,电池模块300被容纳在外壳30中,从而被设置在外壳30的一个表面31上的分隔框架330支撑。
其中设置有热交换构件310的容纳部分333可以形成在框架330内。在这种情况下,框架330的容纳部分333可以包括设置为与热交换构件310的形状相对应的凹槽。紧固到第一紧固部分18a的第二紧固部分332可以设置在框架330中。例如,电池模块设置在容纳部分333中。在这种情况下,第一紧固部分18a可以设置为与设置在容纳部分333的边缘处的第二紧固部分332叠置。
弹性构件320设置在容纳部分333中,热交换构件310和电池单元10顺序地设置在弹性构件320上,从而弹性构件320能够接收由电池单元10施加的恒定的压力载荷。框架330被用作支撑多个电池单元10的支撑部分,从而能够便于电池模块300的移动。因此,可以在不使电池模块300与壳体30分离的情况下执行对电池模块300的检查,从而能够长时间地、有效地使用电池模块300。
已经在此公开了示例实施例,虽然采用了特定的术语,但是这些术语仅是以一般的和描述性的意思来使用和解释,而不是为了限制的目的。在某些情况下,如对本领域普通技术人员来讲将清楚的是,自提交本申请之时起,除非另外特别地指出,否则结合具体实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独地使用,或者与结合其他实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此,本领域技术人员将理解的是,在不脱离在权利要求中所阐述的示例实施例的精神和范围的情况下,可以进行形式和细节上的各种改变。
Claims (15)
1.一种电池模块,包括:
多个电池单元,沿一个方向对齐;
固定构件,被构造为固定所述多个电池单元;
热交换构件,与所述多个电池单元的底表面相邻;以及
至少一个弹性构件,位于热交换构件下方,所述至少一个弹性构件位于支撑部分上,固定构件被紧固到支撑部分。
2.如权利要求1所述的电池模块,其中,固定构件包括第一紧固部分,第一紧固部分被紧固到支撑部分中的第二紧固部分。
3.如权利要求2所述的电池模块,其中,固定构件还包括:
一对端板,位于电池单元的外侧,所述一对端板限定电池模块的两个最外边缘并且面对电池单元的宽的表面;以及
连接板,被构造为将所述一对端板彼此连接,第一紧固部分被连接到所述一对端板的每个端板。
4.如权利要求2所述的电池模块,其中,第一紧固部分沿与电池单元的方向相反的方向弯曲,第一紧固部分位于所述一对端板的每个端板的下端处。
5.如权利要求2所述的电池模块,其中,支撑部分包括外壳的一个表面,外壳被构造为将所述多个电池单元容纳于其中。
6.如权利要求5所述的电池模块,其中,支撑部分包括分隔框架,分隔框架位于外壳的所述一个表面和弹性构件之间。
7.如权利要求6所述的电池模块,其中,第二紧固部分位于分隔框架中。
8.如权利要求6所述的电池模块,所述电池模块还包括位于分隔框架内的容纳部分,热交换构件位于容纳部分中。
9.如权利要求8所述的电池模块,其中,分隔框架的容纳部分包括与热交换构件的形状相对应的凹槽。
10.如权利要求8所述的电池模块,其中,第一紧固部分与第二紧固部分叠置,第二紧固部分位于容纳部分的边缘处。
11.如权利要求1所述的电池模块,其中,弹性构件位于支撑部分和热交换构件之间。
12.如权利要求1所述的电池模块,其中,热交换构件包括冷却板,冷却板的尺寸与所述多个电池单元的底表面的尺寸相对应。
13.如权利要求1所述的电池模块,其中,弹性构件对应于所述多个电池单元的底表面。
14.如权利要求1所述的电池模块,其中,弹性构件包括橡胶和海绵中的至少一种。
15.如权利要求1所述的电池模块,其中,弹性构件具有浮凸表面。
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C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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Application publication date: 20141217 |