CN106374063A - 电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池模块，包括：单电池组件，该单电池组件包括多个单电池；包括上外壳和下外壳的模块外壳，该上外壳具有容纳单电池组件的封闭内部空间，该下外壳气密地附接到上外壳的下端；以及气密地布置在模块外壳的一侧以将模块外壳的内部气体排放到外界的排气构件，该排气构件配置成阻止外部气体进入模块外壳中。

Description

电池模块
技术领域
本公开涉及用于确保密封性质的电池模块。更特别地，本公开涉及用于确保可排放电池模块中气体的气密排气结构和阻止水分从外界流入其中的密封结构的电池模块。
背景技术
在使用电动机作为驱动源的环境友好的车辆，诸如电动车辆、混合动力车辆或燃料电池车辆中，向电动机供电的电池组作为电源安装。通常，软包型单电池(pouch type cells)串联连接以形成电池模块，并且多个电池模块串联连接以形成电池组。
车辆上安装的电池组需要收集并排放电池模块的单元中的内部气体的排气结构，以及防止水分从外界进入其中、防止其中生成的有害气体凝聚且防止由外部水分流入而引起的高压绝缘问题的密封结构。
为将由车辆事故或故障引起的排放有害气体导致的危险最小化，必需安全排放有害气体到大气。这也防止有害气体泄漏到车辆中。因此，气体排气结构和水密结构在车辆上安装的电池组的电池模块的单元中实施，由此改善可靠性和稳定性。
在本背景技术章节中公开的上面信息仅用于增强理解本公开的背景，并因此其可以含有不形成本领域技术人员在该国已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开致力于解决与现有技术相关联的上述问题并提供具有排气结构和密封结构的电池模块，该排气结构可排放在电池模块中生成的气体，该密封模块阻止水分从外界流入其中。
在一个方面中，本公开提供电池模块，其包括：单电池组件，该单电池组件包括多个单电池；包括上外壳和下外壳的模块外壳，该上外壳具有容纳单电池组件的封闭内部空间，该下外壳气密地附接到上外壳的下端；以及气密地布置在模块外壳的一侧以将模块外壳的内部气体排放到外界的排气构件，该排气构件配置成阻止外部气体进入模块外壳中。
在一个实施例中，单电池组件可包括将从多个单电池输出的电力传送到外界的第一汇流条和第二汇流条，以及气密地经过模块外壳的一侧且分别电连接到第一汇流条和第二汇流条的第一端子和第二端子，该第一端子和第二端子每个均包括在外界一体形成的密封橡胶。
在一个实施例中，在上外壳中，维持布置在内部空间中的单电池组件的单电池表面压力的多个单电池盖可一体模制。
在一个实施例中，在上外壳中，维持布置在内部空间中的单电池组件的单电池表面压力的多个单电池盖可一体形成，并且位于上外壳内侧的多个单电池盖中的一个可具有用于冷却单电池的冷却流体流过的冷却通道。
在一个实施例中，具有冷却通道的单电池盖的第一端部可突出到上外壳的下侧，并且气密地连接到在下外壳中形成的流体出口，且具有冷却通道的单电池盖的第二端部可一体连接到在上外壳的上端面处形成的流体入口。
在一个实施例中，下外壳可包括在内表面上的导向肋，该导向肋配置成支撑插入到流体出口中的单电池盖的端部。
在一个实施例中，电池模块可进一步包括电压感测模块，其配置成感测单电池电压并电连接到多个单电池中的最外侧单电池中的一个的端子。
在一个实施例中，电压感测模块可通过连接器电连接到电压感测熔断器盒，并且该连接器和电压感测熔断器盒可布置在模块外壳的外侧。
根据本发明的一个实施例，当气体在电池模块的单元中在车辆中生成时生成的气体可被气密地排放，并且可防止源自外界的水分流入其中，使得可改善由外部湿度引起的单电池的高压绝缘问题。
本发明的其他方面和实施例在下面讨论。
应理解术语“车辆”或“车辆的”或如在本文中使用的其他相似术语一般包括机动车辆，诸如包括运动型多用途汽车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商业车辆的乘用车、包括各种船只和船舶的水上车辆、飞行器，等等，并包括混合动力车辆、电动车辆、插入式混合动力电动车辆、氢能车辆、以及其他代用燃料车辆(例如，得自除石油之外的资源的燃料)。如在本文中提到，混合动力车辆是具有两个或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电动力的车辆。
本发明的上面和其他特征在下面讨论。
附图说明
现在参考在附图中示出的本发明的某些示例性实施例详细描述本发明的上面和其他特征，附图仅作为图解在下文中给出并因此不限制本发明，并且在附图中：
图1和图2是示出根据本发明的示例性实施例的电池模块的分解透视图；
图3是示出根据本发明的示例性实施例的电池模块的组合透视图；以及
图4是沿图3的线A-A截取的剖面图。
应理解附图不必需按比例绘制，呈现示出本发明基本原理的各优选特征的稍微简化的表示。包括例如具体尺寸、取向、位置和形状的如在本文中公开的本发明的具体设计特征由特别的意图应用和使用环境部分地确定。
在附图中，附图标记遍及若干附图指代本发明的相同或等效部分。
具体实施方式
现在在下文中详细参考本发明的各种实施例，其例子在附图中示出并在下面描述。尽管本发明连同示例性实施例描述，但应理解本说明书不意图将本发明限于这些示例性实施例。相反，本发明意图不仅覆盖示例性实施例，而且覆盖可包括在如由附随权利要求定义的本发明的精神和保护范围内的各种替换、修改、等效方案和其他实施例。
本发明概念在下文中参考附图更完整描述，在附图中示出本发明的示例性实施例，使得本领域技术人员容易执行本发明的示例性实施例。
根据本发明的示例性实施例的电池模块具有从电池模块排放气体的排气结构和防止外部水分进入其中的密封结构。如图1至图3示出，电池模块包括模块外壳100、容纳在模块外壳100中的单电池组件200，以及在模块外壳100的一侧设置的排气构件130。
模块外壳100配置成包括上外壳110和下外壳120，上外壳110具有容纳单电池组件200的封闭内部空间，下外壳120气密地附接到上外壳110的下端并包括当模制(成型)上外壳110时与上外壳110一体形成的多个单电池盖112。
在将上外壳110注模(注塑成型)时，通过应用嵌入模制法，单电池盖112一体模制。单电池盖的例子是由铝材料制作的单电池盖。
在多个单电池盖112中，位于上外壳110中的内电池盖112a具有用于冷却布置在单电池盖112之间的单电池210的冷却流体流过的冷却通道112a’，以及在上外壳110的前侧壁和后侧壁上一体形成的侧单电池盖112b具有省略冷却通道的板形结构。
具有冷却通道112a’的内电池盖112a的一端一体连续到在上外壳110的上表面上形成的流体入口114，并且其另一端突出到上外壳110的下端的外侧。当(例如，使用激光、超声波或热)焊接上外壳110和下外壳120时，内电池盖112a的另一端被装配以气密地插入到在下外壳120上形成的流体出口124中(见图4)。
在此情况下，在流体出口124中装配的内电池盖112a可从模块外壳100的外侧涂覆密封剂，以便确保与流体出口124的气密性。
这里，附图标记122标示导向肋122，该导向肋122支撑插入在流体出口124中的内单电池盖112a。即，下外壳120具有在内表面(与上外壳110相对的表面)上的导向肋122，以支撑插入在流体出口124中的内单电池盖112a的端部。
如图1至图4示出，单电池组件200具有其中多个软包型单电池210成行(成排)布置的组件结构，并且当单电池插入在上外壳110的内部空间中时，多个单电池210被定位以布置在单电池盖112之间，从而由表面压力支撑并由在内单电池盖112a的冷却通道112a’中流动的冷却流体冷却。
即，容纳在模块外壳100中的多个单电池210中的每个的两个侧表面均由相邻单电池盖112支撑以维持预定表面压力，并且单电池由在内单电池盖112的冷却通道112a’中流动的冷却流体冷却，该冷却通道112a’连接在模块外壳100的流体入口114和流体出口124之间。
在此情况下，为确保均匀冷却性能，通常两个单电池210插入在相邻单电池盖112之间。
在单电池组件200中，多个单电池210由单电池耳(cell tab)233串联连接。从单电池组件200传送电力(即，从多个单电池输出的电力)至外界的第一汇流条231和第二汇流条232电连接到多个单电池210中的最外侧单电池的端子211。
第一汇流条231和第二汇流条232中的一个连接到单电池组件200的负极端子，并且另一个连接到单电池组件200的正极端子。
第一汇流条231和第二汇流条232分别电连接到第一端子234和第二端子235。第一端子234和第二端子235通过(贯穿)模块外壳100的一侧，并且为此目的，端子贯通孔116设置在上外壳110的一侧，第一端子和第二端子气密地经过该端子贯通孔116。
第一端子234和第二端子235被设置成将单电池组件200的电力供应给外界。第一端子234和第二端子235分别具有在外周上一体形成的密封橡胶234a和235a，并且通过密封橡胶234a和235a气密地穿过(贯穿)上外壳110的端子贯通孔116从而与第一汇流条231和第二汇流条232连接。
这里，汇流条231和232与端子234和235配置成彼此接合。例如，第一汇流条231和第二汇流条232在一侧具有螺母形结构，并且第一端子234和第二端子235在一侧的一个端部具有螺栓形结构。
单电池组件200可包括电压感测模块220以感测单电池电压，并且电压感测模块220可电连接到最外侧单电池的端子211。
电压感测模块220通过连接器221电连接到电压感测熔断器盒240，并且该连接器221和电压感测熔断器盒(voltage sensing fuse box)240附接到模块外壳100的外侧。
在此情况下，为确保模块外壳100的气密性，连接在电压感测模块220和连接器221之间的导线222穿过的结构诸如槽(未示出)形成在上外壳110和下外壳120的结合部分(bonding portion)，并且密封剂涂布在穿过上外壳110和下外壳120之间的导线222和模块外壳100之间。
作为参考，电压感测熔断器盒240被设置成选择性阻止电池模块的电力输出到外界(例如，电场负载(electric field load))，使得电压感测熔断器盒240配置成通过从在电池模块的外侧设置的控制单元(未示出)输入的控制信号阻止电力流。
将模块外壳100的内部气体排放到外界的排气构件130气密地设置在上外壳110的一侧。
将模块外壳100的内部气体排放到外界但阻止外部气体进入模块外壳100中的正常的单向排气口用作气密构件130。为确保气密性，一体的密封橡胶可设置在排气构件的外侧，或密封剂可涂布在上外壳110的排气安装孔115和排气构件130之间。
当由于单电池210的异常行为使得由模块外壳100中生成的气体增大压力时，排气构件130可由与外界的压力差通过排气构件130将模块外壳100中的气体排放到外界。
根据本发明的示例性实施例的具有上述配置的电池模块配置成确保模块的单元中的气密性，并也排放在模块外壳中生成的气体，使得防止外部水分流入其中以相对于外部水分确保高电压绝缘性能，且确保电池系统的可靠性和稳定性。进一步地，实施用于软包型单电池的电池模块单元的排气结构以将在电池外壳中生成的气体排放到模块外壳之外，由此满足与排气有关的调节。
本发明概念已参考其多个实施例详细描述。然而，本领域技术人员应认识到可在这些实施例中做出改变而不背离本发明的原理和精神，本发明的保护范围在附随权利要求和它们的等同形式中定义。

Claims (8)

1.一种电池模块，包括：
包括多个单电池的单电池组件；
包括上外壳和下外壳的模块外壳，所述上外壳具有容纳所述单电池组件的封闭内部空间，所述下外壳气密地附接到所述上外壳的下端；以及
气密地布置在所述模块外壳的一侧以将所述模块外壳的内部气体排放到外界的排气构件，所述排气构件配置成阻止外部气体进入所述模块外壳中。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述单电池组件包括将从所述多个单电池输出的电力传送到外界的第一汇流条和第二汇流条、以及气密地穿过所述模块外壳的一侧且分别电连接到所述第一汇流条和所述第二汇流条的第一端子和第二端子，所述第一端子和所述第二端子各自包括一体形成在外侧的密封橡胶。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其中，在所述上外壳中，一体成型有维持布置在所述内部空间中的所述单电池组件的单电池表面压力的多个单电池盖。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其中，在所述上外壳中，一体地形成有维持布置在所述内部空间中的所述单电池组件的单电池表面压力的多个单电池盖，并且所述多个单电池盖中位于所述上外壳的内侧的一个具有用于冷却单电池的冷却流体流过的冷却通道。
5.根据权利要求4所述的电池模块，其中具有所述冷却通道的单电池盖的第一端部突出到所述上外壳的下侧，并且气密地连接到在所述下外壳中形成的流体出口，且具有所述冷却通道的单电池盖的第二端部一体连接到在所述上外壳的上端面形成的流体入口。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其中所述下外壳包括在内表面上的导向肋，所述导向肋配置成支撑插入到所述流体出口中的单电池盖的端部。
7.根据权利要求1所述的电池模块，还包括：电压感测模块，其配置成感测单电池电压并电连接到所述多个单电池中的最外侧单电池中的一个的端子。
8.根据权利要求7所述的电池模块，其中所述电压感测模块通过连接器电连接到电压感测熔断器盒，并且所述连接器和所述电压感测熔断器盒布置在所述模块外壳的外侧。
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