CN106410101A

CN106410101A - 电池模块、包括电池模块的电池组和包括电池组的车辆

Info

Publication number: CN106410101A
Application number: CN201610596015.8A
Authority: CN
Inventors: 崔钟运; 崔恒准; 文祯晤
Original assignee: LG Chemical Co Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2015-07-27
Filing date: 2016-07-26
Publication date: 2017-02-15
Anticipated expiration: 2036-07-26
Also published as: EP3125332B1; KR102094445B1; CN106410101B; KR20170013005A; EP3125332A1

Abstract

本发明涉及一种电池模块、包括电池模块的电池组和包括电池组的车辆。根据本发明一个实施例的电池模块包括：电池单元组件，其由相互电连接的多个电池单元组成；和弹性部件，其由金属材料形成，并且设置在电池单元组件的多个电池单元中的至少两个电池单元之间，且构造为控制多个电池单元的电池隆起。

Description

电池模块、包括电池模块的电池组和包括电池组的车辆

技术领域

本发明涉及一种电池模块、一种包括该电池模块的电池组和一种包括该电池组的车辆。

背景技术

能够良好应用于各种产品组并且具有诸如高能量密度这样良好电学特性的二次电池已被广泛应用，其不仅应用于便携式装置，而且还应用于由电驱动源驱动的电动车辆(EV)或者混合电动车辆(HEV)等。这种二次电池的主要优点在于能够显著减少化石燃料的使用，其次要优点在于能源使用中不产生任何副产品，因此作为用于增强环保和提高能源有效特性的新能源，二次电池广受关注。

目前，锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等被广泛地用作二次电池。这种单元式二次电池，即，单元电池具有大约2.5V到4.2V的操作电压。因此，如果要求比这更高的输出电压，则可以串联连接多个电池单元，以构造电池组。另外，根据电池组所要求的充电/放电容量，该多个电池单元同样可以并联连接，以构造电池组。因此，可以根据所要求的输出电压或者充电/放电容量，来不同地设定电池组中包括的电池单元的数目。

同时，在串联/并联多个电池单元、以构造电池组的情形中，通常的方法是，首先构造包括由两个或者更多电池单元组成的电池单元组件的电池模块，然后，使用这些个电池模块添加其它结构元件，以构造电池组。

同时，在电池模块中，在由多个电池单元组成的电池单元组件的情形中，电池单元可以是锂聚合物袋形二次电池单元。在锂聚合物袋形二次电池的情形中，作为反复充电和放电的副反应，电池内侧的电解质可能分解并且产生气体。这里，由于所产生的气体而使得二次电池单元的外部形状发生变形的现象被称为隆起现象。

为了防止隆起现象，传统电池模块利用安装在电池单元组件的两端上的端板的刚度来控制电池单元的隆起现象，或者在该电池单元和另一个电池单元之间采用由诸如三元乙丙单体(EPDM)橡胶或者聚亚安酯泡沫等此类柔软弹性材料制成的独立部件来控制电池单元的隆起现象。

然而，在传统电池模块中，首先，在仅利用前述端板的刚度来控制电池单元隆起压力的情形中，因为在电池单元和另一个电池单元之间不存在任何结构来吸收隆起，所以必须仅仅利用端板来耐受隆起压力，因此端板必须由厚金属材料制成，或者必须使用具有高张力的钢板。这不利于制造更加紧凑的电池模块，或者造成电池模块的制造成本增加的问题。另外，在仅利用端板固定电池单元组件的情形中，当构造由多个电池单元组成的电池单元组件时，难以控制单元电池的厚度公差，因此难以组装电池单元组件。

另外，在传统电池模块中，如果在电池单元和另一个电池单元之间采用由柔软材料制成的部件来控制隆起，由于采用了柔软部件，所以难以将初始表面压力施加到电池单元，并且由于柔软材料自身的性质，可能随着时间的推移而发生诸如部件磨损等情况，从而导致易于发生变形等，由此引起以后控制隆起的问题，且导致产品可靠性变差。

发明内容

技术问题

因此，本发明被设计用于解决相关技术的问题，因此本发明涉及提供一种能够改进制造效率、确保产品可靠性并且控制隆起现象的电池模块、一种包括该电池模块的电池组，和一种包括该电池组的车辆。

技术方案

为了实现前述意图，本发明提供一种电池模块，该电池模块包括：电池单元组件，由相互电连接的多个电池单元组成；和弹性部件，其由金属材料形成，设置在电池单元组件的该多个电池单元中的至少两个电池单元之间，并且构造为控制该多个电池单元的电池隆起。

弹性部件可以包括：面接触电池单元的一对接触板；和设置在该一对接触板之间并且构造为对该一对接触板提供弹力的弹性板。

该一对接触板可以对应于面对的电池单元的表面区域。

弹性板可以以凸部和凹部交替重复的结构形成。

凸部和凹部可以具有半圆形、三角形和梯形中的至少一种形状。

该电池模块可以包括一对端板，每个端板设置在电池单元组件的任一侧处，并且支撑电池单元组件，并且弹性部件可以进一步设置在每个端板和电池单元组件之间。

该对接触板和弹性板可以被一体地联接。

弹性部件可以设置在各个彼此面对的电池单元之间。

该电池单元组件可以包括多个电池盒，在所述电池盒处安置至少一个电池单元，并且弹性部件可以安装在所述多个电池盒中的至少两个电池盒之间的任一个电池盒上。

在安装有弹性部件的电池盒上，可以形成用于引导弹性部件的安装的安装引导凹槽。

进而，本发明提供一种电池组，该电池组包括根据前述实施例的电池模块；和用于封装该电池模块的电池组外壳。

进而，本发明提供一种包括根据前述实施例的电池组的车辆。

有利的效果

本发明具有以下效果。根据本发明的一个方面，能够提供一种能够改进制造效率、确保产品可靠性并且控制电池隆起现象的电池模块，和一种包括该电池模块的电池组和一种包括该电池组的车辆。

附图说明

参考附图以及下述实施例的说明，可以清楚理解本发明的其它目的和方面。

附图示出了本发明的优选实施例，并且与前文一起用于理解本发明的技术思想，因此本发明不应被理解为受附图所限。

图1是根据本发明一个实施例的电池模块的立体图。

图2是图1所示电池模块的分解立体图。

图3是图2所示电池模块的电池单元组件的分解立体图。

图4是图2所示电池模块的弹性部件的立体图。

图5是图4所示弹性部件的分解立体图。

图6是图4所示弹性部件的截面图。

图7和8是用于解释图4所示弹性部件的弹性板的各种实施例的视图。

图9是用于解释根据本发明另一个实施例的电池模块的视图。

图10是用于解释根据本发明一个实施例的电池组的视图。

附图标记列表

10：电池模块

100：电池单元组件

110：电池单元

115：电极引线

130：电池盒

135：安装引导凹槽

150：散热片

200：端子框架

250：连接器

300：端板

400：盖框架

410：端子

430：连接器贯通部

500：弹性部件

510：第一接触板

530：第二接触板

550：弹性板、

552：凸部

556：凹部

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施例，由此进一步阐明本发明。这里给出的说明仅为了对优选实例进行说明，而非旨在限制本发明的范围，从而应该理解，能够在不偏离本发明范围的情况下对其进行其它等价形式和修改。此外，为了更好地理解本发明，附图可能包括某些构造元件的、被夸大的尺寸，而非其实际比例。

图1是根据本发明一个实施例的电池模块的立体图，图2是图1的电池模块的分解立体图，图3是图2所示电池模块的电池单元组件的分解立体图，图4是图2所示电池模块的弹性部件的立体图，图5是图4所示弹性部件的分解立体图，图6是图4所示弹性部件的截面视图，图7和8是用于解释图4所示弹性部件的弹性板的各种实施例的视图。

参考图1到8，电池模块10可以包括电池单元组件100、端子框架200、端板300、盖框架400和弹性部件500。

电池单元组件100可以包括电池单元110、电池盒130和散热片150。

电池单元110可以设置为多个，并且可以相互电连接。每个电池单元110可以包括电极组件、用于容纳电极组件的电池外壳和电极引线115。这里，电极引线115可以包括正电极引线和负电极引线，正电极引线可以连接到电极组件的正电极板，负电极引线可以连接到电极组件的负电极板。

电池单元110可以是袋形二次电池。在袋形二次电池的情形中，可以进一步便于实现该多个电池单元110的电连接构造。

电池盒130用于便于堆叠多个电池单元110，并且电池盒130可以安置多个电池单元110中的至少一个。这种电池盒130可以设置为多个，并且在本实施例中，每个电池盒130可以安置两个电池单元110。电池盒130可以被限制于每个电池盒安置一个电池单元的结构，或者每个电池盒安置三个或者更多电池单元的结构。

多个电池盒130可以构造为保持多个电池单元110，以防止其移动并且使其能够相互堆叠，由此引导电池单元110的组装。

电池盒130可以包括安装引导凹槽135。

安装引导凹槽135是用于引导下文所述弹性部件500的安装的结构元件，并且安装引导凹槽135可以形成在电池盒130的一个侧表面上。这种安装引导凹槽135可以形成为对应于弹性部件500的一个侧表面的形状，从而弹性部件500的该一个侧表面能够装配到安装引导凹槽135中。

散热片150可以由诸如铝这样的热传导材料制成，并且可以设置在每个电池盒130中，以使得能够与电池单元110进行热交换。被设置在每个电池盒130中的散热片150可以被设置为插入电池盒130中的形式，或者被嵌件成型在其中的形式。

端子框架200可以设置在电池单元组件100的一侧处，并且可以与电池单元组件100的多个电池单元110的电极引线115电连接。

这种端子框架200可以进一步包括连接器250。

连接器250可以用作端子，用于在电池模块10的外部上与电池组中所包括的诸如电池管理系统(BMS)这样的控制装置等电连接。

端板300用于支撑电池模块组件100，并且可以成对设置，每个端板均沿着面对布置在电池模块组件100的最外部上的电池单元110的方向分别从电池模块组件100的任一侧覆盖电池模块组件100。

盖框架400用于连同所述一对端板300一起支撑电池模块组件100，并且可以成对设置，每个盖框架分别从设置有电池模块组件100的多个电池单元110的电极引线115的任一侧覆盖电池模块组件100。

该一对盖框架400中的至少一个可以包括端子410和连接器贯通部430。

端子410可以与端子框架200电连接，从而与该多个电池单元110的电极引线115电连接。这种端子410可以成对设置，并且可以与外部电源等电连接。

连接器贯通部430可以形成在盖框架400中，并且可以允许连接器430由此贯穿到盖框架400的外侧。相应地，连接器430可以与在电池组中包括的诸如BMS等控制装置电连接。

弹性部件500用于控制该多个电池单元110的电池隆起，并且可以形成为由金属材料制成的组件。这种弹性部件500可以设置为多个，并且可以设置在电池单元组件100的多个电池单元110中的至少两个电池单元110之间。这里，被设置在电池单元110之间的弹性部件500可以被布置在位于电池单元组件100的正中央的两个电池单元110之间。此外，该多个弹性部件500可以进一步设置在被布置于电池单元组件100的最外部上的电池单元110和每个端板300之间。

简言之，在本实施例中，该多个弹性部件500可以被布置在位于电池单元组件100的最外部上的电池单元110和端板300之间，以及被布置在位于电池单元组件100的正中央的两个电池单元110之间。即，本实施例中设置的多个弹性部件500的总数可以是三个(3)。

每个弹性部件500可以包括接触板510、530和弹性板550。

接触板510、530可以具有由金属材料制成的平板形，并且可以布置成面对电池单元110或者端板300，并且可以与电池单元110或者端板300面接触。这里，接触板510、530可以在面接触期间向电池单元110施加表面压力。

接触板510、530可以成对设置，并且成对接触板510、530可以具有对应于面对的电池单元110的表面区域的表面区域，以能够有效地向电池单元110施加表面压力。这里，考虑到易于组装，可能优选的是，该一对接触板510、530的表面区域不大于面对的电池单元110的表面区域。同时作为参考，在本实施例中，该一对接触板510、530可以分别被称为第一接触板510和第二接触板530。

弹性板550可以设置在该一对接触板510、530之间，即，在第一接触板510和第二接触板530之间，并且可以向该一对接触板510、530提供弹力。这里，弹性板550可以与该一对接触板510、530一体联接，并且被安装。利用与该一对接触板510、530的弹性联接，本实施例的弹性部件500可以用作诸如板簧这样的弹性体。

关于弹性板550，更具体而言，弹性板550可以包括能够弹性变形的凸部552和凹部556。

这里，弹性板550可以被形成为以下结构：凸部552和凹部556交替重复。凸部552和凹部556交替重复的结构意味着如下结构的重复：一个凹部556被布置在两个凸部552之间，并且一个凸部552被布置在两个凹部556之间。

这种凸部552和凹部556可以具有梯形形状，以能够易于弹性地变形。但是对此无任何限制，因此凸部553和凹部557可以具有如图7中所示的半圆形形状，或者凸部554和凹部558可以具有如图8中所示的三角形形状。只要能够弹性变形，凸部552和凹部556并不限于前述形状，而是当然可以具有其它不同的形状。

这种凸部552和凹部556可以分别弹性接触该一对接触板510、530。具体地，凸部552可以弹性接触第一接触板510，凹部556可以弹性接触第二接触板530。

因为除了控制电池隆起之外，如前述构造的根据本实施例的弹性部件500可以形成为由能够用作板簧的金属材料制成的组件，所以与由柔软材料等制成的传统部件控制电池隆起的情形相比，可以更可靠地向电池单元110施加初始表面压力，由此当安装电池单元110的电池盒130时，能够有效地吸收厚度公差。

此外，根据本实施例的弹性部件500不会发生因产品随时间推移而发生磨损等所造成的变形等情况，而在由柔软材料等制成的传统部件中，这可能是一个问题。

相应地，根据本实施例的电池模块10可以显著地改进随后的产品可靠性。

此外，因为根据本实施例的弹性部件500是由金属材料制成的组件，所以在对其进行安装时，还可以进一步改进电池模块10的结构刚度。因此，在本实施例中，能够利用弹性部件500来确保电池模块10的结构刚度，因此即使端板300并非利用厚金属材料或者具有高张力的钢板而形成时，仍然能够确保电池模块10的刚度。

相应地，根据本实施例的电池模块10能够防止由端板的结构变化引起的制造成本的增加，由此显著地改进制造效率。

图9是用于解释根据本发明另一个实施例的电池模块的视图。

根据本实施例的电池模块20与前述实施例的电池模块10基本相同或者类似，因此下文说明将集中在其差别，而不重复解释相同或者类似的构造。

参考图9，电池模块20的多个弹性部件500中的每个弹性部件可以被设置在各个彼此面对的电池单元110之间。即，该多个弹性部件500可以布置在该多个电池盒130之间，并且安装在该多个电池盒130中的每个上。

如前文所述，利用设置在各彼此面对的电池单元110之间的多个弹性部件500，根据本实施例的电池模块20可以更加有效地控制电池隆起，进一步提高吸收电池单元110的厚度公差的效率，并且还进一步改进电池模块20的结构刚度。

图10是用于解释根据本发明一个实施例的电池组的视图。

参考图10，电池组P可以包括根据前述实施例的至少一个电池模块10和用于封装至少一个电池模块10、20的电池组外壳50。

这种电池组P可以是车辆的燃料源，并且可以设置在车辆中。例如，电池组P可以设置在电动车辆中、混合动力车辆中和利用使得电池组P能够被用作燃料源的其它不同方法的车辆中。此外，除了前述车辆，电池组P当然可以被设置在其它不同的装置、设施和设施中，诸如使用二次电池的能量存储系统等。

如前文所述，因为根据本实施例的电池组P以及设有电池组P的装置或者设施和设备(诸如前述车辆)包括前述电池模块10、20，所以能够实现具有前述电池模块10、20带来的全部优点的电池组P和车辆。

已经详细描述了本发明。然而应该理解，虽然示出了本发明的优选实施例，但是详细说明和具体实例仅用于示意，因为根据该详细说明，本领域技术人员能够清楚地理解在在本发明范围内所做出的各种改变和修正。

Claims

1.一种电池模块，包括：

电池单元组件，所述电池单元组件由相互电连接的多个电池单元组成；和

弹性部件，所述弹性部件由金属材料形成，并且被设置在所述电池单元组件的多个电池单元中的至少两个电池单元之间，并且被构造为控制所述多个电池单元的电池隆起。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述弹性部件包括：

一对接触板，所述一对接触板与所述电池单元面接触；和

弹性板，所述弹性板被设置在所述一对接触板之间，并且被构造为向所述一对接触板提供弹力。

3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述一对接触板对应于面对的电池单元的表面区域。

4.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述弹性板被形成为这样的结构：凸部和凹部交替重复。

5.根据权利要求4所述的电池模块，其中，所述凸部和所述凹部具有半圆形、三角形和梯形中的至少一种形状。

6.根据权利要求2所述的电池模块，包括成对的端板，每个所述端板被设置在所述电池单元组件的任一侧处，并且支撑所述电池单元组件，

其中，所述弹性部件被进一步设置在每个所述端板和所述电池单元组件之间。

7.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述一对接触板和所述弹性板被一体地联接。

8.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述弹性部件被设置在各个彼此面对的电池单元之间。

9.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述电池单元组件包括多个电池盒，在所述电池盒处安置至少一个电池单元，并且

所述弹性部件被安装在所述多个电池盒中的至少两个电池盒之间的任一个电池盒上。

10.根据权利要求9所述的电池模块，其中，在安装有所述弹性部件的所述电池盒上形成有安装引导凹槽，所述安装引导凹槽用于引导所述弹性部件的安装。

11.一种电池组，包括：

根据权利要求1所述的电池模块；和

用于封装所述电池模块的电池组外壳。

12.一种车辆，包括根据权利要求11所述的电池组。