CN107636858A - 电池模块和包括该电池模块的电池组 - Google Patents

Abstract

公开了一种电池模块。根据本发明的实施例的电池模块包括：电池盒组件，其包括容纳电池单体的多个电池盒；基板保护体，其被联接到电池盒组件；壳体，其通过容纳电池盒组件和基板保护体来包围电池盒组件和基板保护体；以及盖，该盖能够联接到所述壳体，其中，该基板保护体设有间隙维持部，使得基板保护体的主体能够以预定的间隔与所述壳体间隔开。

Description

电池模块和包括该电池模块的电池组

技术领域

本公开涉及一种电池模块和包括该电池模块的电池组，更具体地，涉及如下一种电池模块和包括该电池模块的电池组：在该电池模块中，布置在电池模块内的塑料材料的部件以预定的间隔与焊接部分间隔开，从而能够防止由焊接期间产生的热量引起的热变形。

本申请要求2015年10月5日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2015-0139885的优先权，该韩国申请的公开内容通过引用的方式并入本文。

背景技术

随着对移动设备的技术开发和需求的增加，对作为能量源的二次电池的需求已迅速增加。过去，已使用镍镉电池或氢离子电池作为二次电池。然而，锂二次电池最近被广泛使用，这是因为：由于与镍基二次电池相比几乎没有记忆效应，所以可自由地充电和放电，自放电率很低，并且能量密度高。

这种锂二次电池主要分别使用锂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，在该电极组件中，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在二者之间有分隔物的情况下被布置；以及封装构件(即，电池壳体)，它将电极组件与电解质溶液一起密封并容纳。

锂二次电池包括正极、负极、在正极和负极之间的分隔物、以及电解质。根据所使用的正极活性材料和负极活性材料的类型，锂二次电池被分成锂离子电池(LIB)、锂聚合物离子电池(LPIB)等。通常，通过如下方式来形成锂二次电池的电极：将正极活性材料或负极活性材料涂布到诸如片材、网、膜、以及铝箔或铜箔的集电体上，然后干燥所涂布的正极活性材料或负极活性材料。

通常，二次电池的电池模块可以利用焊接方法等而与板结合，以保护内部部件免受振动或冲击。在这种情况下，存在如下问题：布置在电池模块内的塑料材料的注塑成型部件可能由于焊接期间产生的热量而发生热变形并损坏。

发明内容

技术问题

本公开是为了解决现有技术的问题而设计的，因此，本公开旨在提供如下一种电池模块和包括该电池模块的电池组：在该电池模块中，布置在电池模块中的塑料材料的部件以预定的间隔与焊接部分间隔开，以便防止由焊接期间产生的热量引起的热变形。

另外，本公开旨在提供如下一种电池模块和包括该电池模块的电池组：在该电池模块中，可以防止塑料材料的热变形并可以减少更换产品所需的成本。

技术方案

在本公开的一个方面，提供了一种电池模块，其包括：电池盒组件，该电池盒组件包括容纳电池单体的多个电池盒；基板保护体，该基板保护体被结合到电池盒组件；壳体，该壳体容纳所述电池盒组件和基板保护体并包围所述电池盒组件和基板保护体；以及盖，该盖被结合到所述壳体，其中，所述基板保护体包括间隔保持单元，使得所述基板保护体的主体以预定的间隔与所述壳体分开。

此外，该间隔保持单元可以包括从所述主体突出并接触所述壳体的至少一个突起。

此外，所述壳体可以包括不与间隔保持单元接触的非接触单元，并且该非接触单元能够以所述预定的间隔与所述主体间隔开。

此外，该非接触单元可以包括在其处执行焊接的焊接部分。

此外，所述壳体可以包括：第一壳体，该第一壳体包围电池盒组件；和第二壳体，该第二壳体被结合到第一壳体并包围基板保护体。

此外，第一壳体和第二壳体能够以分开的形式被制备并彼此结合。

此外，第一壳体和第二壳体可以通过激光焊接而彼此结合。

此外，所述基板保护体可以由塑料材料形成。

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，进一步地，还可以提供一种包括该电池模块的汽车。

有益效果

本公开提供了以下效果。

由于布置在电池模块中的塑料材料的部件以预定的间隔与焊接部分间隔开，可以防止由焊接期间产生的热量引起的热变形。

此外，由于塑料材料中不会发生热变形，可以降低更换发生热变形的塑料材料所需的成本。

附图说明

图1是示出了根据本公开的实施例的电池模块的、带有局部放大图的分解透视图；

图2是图1的组装后的透视图；

图3示出了根据本公开的实施例的电池模块中的焊接部分；并且

图4是根据本公开的实施例的、在电池模块中与壳体分开的基板保护体的主体的侧视截面图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述根据本公开的实施例的电池模块和包括该电池模块的电池组。

应当理解，在说明书和所附权利要求书中使用的术语不应解释为仅限于通常的含义和字典上的含义，而是应在允许发明人适当地定义术语以最佳地进行说明的原则基础上基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念进行解释。因此，本文提出的描述仅是用于说明目的的优选示例，并非旨在限制本公开的范围，因此应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其做出其他等同物和修改。

在附图中，为了便于描述和清楚起见，每个元件或构成该元件的特定部分的尺寸被放大、省略或示意性地示出。因此，每个部件的尺寸可能并不完全反映实际尺寸。在判断相关的已知功能或构造的详细描述可能会不必要地使本公开的主旨模糊的情况下，将省略这样的说明。

本文中使用的术语“结合”或“连接”不仅可以指一个构件和另一个构件直接结合或直接连接的情况，而且也可以指一个构件经由连接构件与另一个构件间接结合或者被间接地连接的情况。

图1是示出了根据本公开的实施例的电池模块10的、带有局部放大图的分解透视图，并且图2是图1的组装后的透视图。

参考图1和图2，根据本公开的实施例的电池模块10可以包括电池盒组件100、壳体200、盖300和基板保护体500。

参考图1，电池盒组件100可以包括容纳电池单体110的多个电池盒。可以通过塑料的注塑成型来制造电池盒组件100，并且，包括容纳电池单体110的容纳单元的所述多个电池盒可以相互堆叠。电池盒组件100可以容纳在通过壳体200和盖300的结合而形成的空间中，并且，容纳在电池盒中的电池单体110可以被收容在该空间内并受到保护。电池盒组件100可以包括连接元件120或端子元件130。连接元件120可以包括用于连接到例如电池管理系统(BMS)(未示出)等的各种类型的电连接部件或连接构件，该电池管理系统能够提供关于电池单体110的电压或温度的数据。此外，作为连接到电池单体110的主端子的端子元件130可以包括正极端子和负极端子，并且可以通过端子螺栓电连接到外部。

参考图1和图2，壳体200可以容纳并包围电池盒组件100和稍后描述的基板保护体500，从而保护电池盒组件100和基板保护体500免受外部振动或冲击。

壳体200可包括第一壳体200a和第二壳体200b。第一壳体200a可以形成为包围电池盒组件100并然后保护电池盒组件100免受外部振动或冲击，并且，第二壳体200b可以形成为与第一壳体200a结合，以包围基板保护体500并然后保护基板保护体500免受外部振动或冲击。这里，可以通过如下方式来形成壳体200：以彼此分开的形式制造第一壳体200a和第二壳体200b，然后通过诸如焊接的各种方法将第一壳体200a和第二壳体200b彼此结合。为了用示例说明这一点，参考图1，当壳体200由金属材料的板制成时，壳体200可包括前板210、后板220、侧板230和顶板240。这里，第一壳体200a可包括被形成为一体形式的侧板230和顶板240，并且第二壳体200b可包括前板210或后板220，并且第一壳体200a和第二壳体200b可以通过焊接、特别是通过激光焊接等彼此结合。然而，将各个板210、220、230和240相结合的方法可以不限于激光焊接，而是可以包括除了激光焊接以外的各种焊接方法。此外，并不排除各个板210、220、230、240可以通过诸如铆钉、螺栓、销、托架和力矩接合法(momentbonding method)等的各种方法彼此结合。这里，塑料材料的基板保护体500可以位于焊接部分261附近，在该焊接部分261处，第一壳体200a和第二壳体200b彼此结合并焊接到彼此，因此可能由于焊接期间产生的热量而变形。然而，其详细描述将在稍后提供。

壳体200可以形成为与基板保护体500结合到电池盒组件100的形状相对应的形状。例如，当基板保护体500结合到电池盒组件100的形状是六面体形状时，壳体200可以布置为与其对应的六面体形状。

用于接纳电池盒组件100的开口250可以形成在壳体200中。在图1中，开口250可以形成在壳体200的底侧上，并且壳体200被布置成从电池盒组件100的顶侧容纳并包围电池盒组件100，但本实施例不限于此。开口250可形成在壳体200的顶侧上，并且壳体200被布置成从电池盒组件100的底侧容纳并包围电池盒组件100。

在壳体200中，可以形成贯通单元270，通过该贯通单元270，上述连接元件120或端子元件130可以暴露于外部。换句话说，连接元件120或端子元件130可电连接到外部的预定部分或构件，并且，贯通单元270可形成在壳体200中，使得电连接不被壳体200干扰。此外，参考图1和图2，连接元件120或端子元件130可以经由形成在壳体200中的贯通单元270暴露到壳体200的外部。可以通过切割壳体200的至少一个表面来形成贯通单元270。这里，贯通单元270可不一定需要被切割成使得连接元件120或端子元件130暴露于外部，而是可以由导线或类似物能够穿过的小孔形成，只要连接元件120或端子元件130电连接到外部部件即可。

参考图1和图2，盖300可以结合到壳体200，特别是结合到壳体200的开口250。换句话说，电池盒组件100可以容纳在通过壳体200和盖300的结合而形成的空间中，并因此可以被保护而免受外部振动或冲击。

盖300可以通过诸如焊接、螺栓和销的各种方法结合到壳体200，并且可优选地结合到钩构件400，如下文所述。

如图1所示，当开口250形成在壳体200的底侧上时，盖300可以在壳体200的底侧上结合到壳体200的开口250。在这种情况下，盖300可以保护电池盒组件100的底侧。然而，盖300的结合位置不限于此。当开口250形成在壳体200的顶侧上时(未示出)，盖300可以在壳体200的顶侧上结合到壳体200的开口250。在这种情况下，盖300可以保护电池盒组件100的顶侧。

参考图1，基板保护体500可以结合到电池盒组件100并保护电池模块10内的各种基板。此外，可以用塑料材料通过注塑成型来制造基板保护体500。该基板可以是包括各种电路的板，并且可以包括被配置成传输电能的汇流条。换句话说，基板保护体500可以保护基板和布置在该基板上的汇流条。

参考图1和图2，壳体200和盖300可以包括钩构件400，以便选择性地彼此结合以及彼此解除结合。壳体200和盖300可以通过螺栓连接或焊接而结合。然而，当壳体200和盖300通过螺栓连接而结合时，由于需要用于插入螺栓的工作空间，可能存在超过必要空间的浪费问题。当壳体200和盖300通过焊接而结合时，由于诸如电池模块10内可能发生的电池单体膨胀的异常现象，可能存在难以分离壳体200和盖300的问题。然而，当通过使用钩构件400将壳体200和盖300结合时，可以容易地进行结合操作，由于不需要像螺栓连接的情况那样的工作空间，所以可以不存在浪费的空间，并且可以具有在电池模块10内发生异常现象的情况下易于分离和操作的效果。然而，在本公开的实施例中，并不排除壳体200和盖300可以通过螺栓连接或焊接而结合。在必要时，壳体200和盖300可以通过各种方法结合，包括螺栓连接和焊接。

钩构件400可以包括钩突起410和紧固孔420，钩突起410被紧固到该紧固孔420。参考图1，一个或多个钩突起410可以布置在壳体200上，并且紧固孔420可以布置在盖300中以对应于钩突起410的数量和位置。

尽管图中未示出，但一个或多个钩突起410可以布置在盖300上，并且紧固孔420可以布置在壳体200中以对应于钩突起410的数量和位置。

图3示出了根据本公开的实施例的电池模块10中的焊接部分261，并且图4是根据本公开的实施例的、在电池模块10中与壳体200分开的基板保护体500的主体510的侧视截面图。

参考图1、图3和图4，间隔保持单元520可以被制备成使得覆盖并保护基板的基板保护体500的主体510以预定的间隔D(参考图4)与壳体200间隔开。如上所述，可以例如通过以分开的形式制造金属材料板并通过焊接、特别是通过激光焊接等将所述金属材料板彼此结合来制备壳体200，并且可以通过制备并对塑料材料注塑成型来制造基板保护体500。此外，壳体200可以容纳并包围基板保护体500，以便保护基板保护体500。当壳体200包围基板保护体500时，壳体200和基板保护体500的主体510时可以彼此紧密地布置，并且，在例如通过激光焊接将以分开的形式制备的多个金属材料板彼此结合的情况下，塑料材料的基板保护体500可能由于激光焊接所产生的热能而热变形或损坏。为了防止这一点，基板保护体500的主体510和壳体200可以布置成通过间隔保持单元520以一定的间隔(即，D)彼此间隔开。这里，基板保护体500的主体510与壳体200之间的所述一定间隔(即，D)可以表示能够防止基板保护体500的主体510由于包括激光焊接在内的各种焊接方法所产生的热量而引起的热变形的程度上的间隔(即，D)。此外，间隔保持单元520可以包括从基板保护体500的主体510突出的突起，并且这些突起可以从主体510突出并接触壳体200。当从主体510突出的这些突起接触所述壳体时，壳体200可以不直接接触主体510，因此，可以在基板保护体500的主体510与壳体200之间形成间隔(即，D)。可以考虑到基板保护体500的主体510的长度、尺寸和面积来确定所述突起的数量以及所述间隔(即，D)之间的距离。此外，可以制备一个或多个突起，并且，当制备了多个突起时，所述多个突起之间的距离可以是恒定的或彼此不同。

当间隔保持单元520形成在纵向方向上时，间隔保持单元520的长度L1可以被构造成相应地小于壳体200的长度L2(参考图3)。换句话说，可以在壳体200中制备不与间隔保持单元520接触的非接触单元260，以这种方式，非接触单元260可以与主体510以预定的间隔D间隔开。此外，执行焊接处的焊接部分261可以形成在非接触单元260中，并且，例如可以经由非接触单元260执行激光焊接。如果间隔保持单元520的长度L1被设定为等于壳体200的长度L2，当壳体200被焊接时，间隔保持单元520可能会热变形。换句话说，由于基板保护体500的主体510与壳体200间隔开，所以在焊接期间可以不发生热变形。然而，由于间隔保持单元520与壳体200直接接触，所以在焊接期间可能发生热变形。为了防止这一点，间隔保持单元520的长度L1可以被制备为小于壳体200的长度L2，不与间隔保持单元520接触的非接触单元260可以被制备在壳体200中，并且例如，可以经由非接触单元260来执行激光焊接，在该在非接触单元260中，壳体200和间隔保持单元520彼此不接触。因此，也可以具有防止间隔保持单元520的热变形的效果。

下面，将描述根据本公开的实施例的电池模块10的操作。

参考图1中的局部放大图，间隔保持单元520可以包括从基板保护体500的主体510突出的突起。间隔保持单元520可以被形成为多个。参考图3和图4，间隔保持单元520可以接触壳体200。此外，不与间隔保持单元520接触的非接触单元260可以设置在壳体200中，并且例如，可以经由非接触单元260的焊接部分261执行激光焊接。

由于通过间隔保持单元520在基板保护体500的主体510与壳体200之间保持了预定的间隔D，即使壳体200被焊接，也可以防止基板保护体500的主体510由于焊接期间产生的热量而热变形。由于经由壳体200的不与间隔保持单元520接触的非接触单元260执行焊接，也可以防止间隔保持单元520的热变形。

根据本公开的实施例的电池组(未示出)可以包括如上所述的根据本公开的实施例的一个或多个电池模块10。此外，除了这种电池模块10之外，所述电池组(未示出)可以包括用于容纳电池模块10的壳体，并且还包括用于控制电池模块10的充电和放电的诸如BMS、电流传感器和熔断器等的各种装置。

根据本公开的实施例的车辆(未示出)可以包括上述电池模块10或电池组(未示出)，并且该电池组(未示出)可以包括电池模块10。此外，根据本公开的实施例的电池模块10可以应用于被制备成使用电力的特定车辆(未示出)，例如，诸如电动车辆或混合动力车辆的车辆(未示出)。

虽然已参照本公开的示例性实施例具体示出和描述了本公开，但应当理解，本公开不限于其细节，并且在不脱离由所附权利要求书限定的本公开的概念和范围的情况下，本领域普通技术人员可以在其中进行各种修改和变型。

工业适用性

本公开涉及一种电池模块和包括该电池模块的电池组，更具体地，它们可用于与二次电池相关的行业。

Claims (10)

1.一种电池模块，包括：

电池盒组件，所述电池盒组件包括容纳电池单体的多个电池盒；

基板保护体，所述基板保护体被结合到所述电池盒组件；

壳体，所述壳体容纳所述电池盒组件和所述基板保护体并包围所述电池盒组件和所述基板保护体；以及

盖，所述盖被结合到所述壳体，

其中，所述基板保护体包括间隔保持单元，使得所述基板保护体的主体以预定的间隔与所述壳体分开。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述间隔保持单元包括从所述主体突出并接触所述壳体的至少一个突起。

3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述壳体包括不与所述间隔保持单元接触的非接触单元，并且所述非接触单元以所述预定的间隔与所述主体间隔开。

4.根据权利要求3所述的电池模块，其中，所述非接触单元包括在其处执行焊接的焊接部分。

5.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述壳体包括：

第一壳体，所述第一壳体包围所述电池盒组件；和

第二壳体，所述第二壳体被结合到所述第一壳体并包围所述基板保护体。

6.根据权利要求5所述的电池模块，其中，所述第一壳体和所述第二壳体以分开的形式被制备并彼此结合。

7.根据权利要求6所述的电池模块，其中，所述第一壳体和所述第二壳体通过激光焊接而彼此结合。

8.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述基板保护体由塑料材料形成。

9.一种电池组，包括根据权利要求1至8中的任一项所述的电池模块。

10.一种汽车，包括根据权利要求1至8中的任一项所述的电池模块。