CN107836048A - 电池模块、包括电池模块的电池组和包括电池组的车辆 - Google Patents

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Abstract

根据本发明实施例的电池模块包括：包括至少一个电池单体的电池单体组件；接收电池单体组件的模块外壳；和安设在模块外壳上的模块连接器，其中模块连接器被电连接到模块外壳中的电池单体组件，并且包括用于连接到模块外壳外侧的外部连接器的连接器插脚、安装在模块外壳的外表面上以包围连接器插脚的连接器壳体和布置在连接器壳体和模块外壳之间的密封部件。

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
本公开涉及电池模块、包括该电池模块的电池组和包括该电池组的车辆。
本申请要求在韩国在2015年12月18日提交的韩国专利申请No.10-2015-0182065的优先权，该申请的公开内容通过引用并入本文。
背景技术
能够高度地应用于各种产品并且呈现优良电气性能(诸如，高能量密度等)的二次电池通常不仅用在便携式装置中，而且还用在由电力源驱动的电动车辆(EV)或混合电动车辆(HEV)中。二次电池作为增强环境友好性和能量效率的新型能源正在受到关注，因为其能够大大减少化石燃料的使用，并且在能量消耗期间不产生任何副产品。
目前广泛地使用的二次电池包括锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等。单元二次电池单体、即单元电池单体的操作电压是大约2.5V到4.2V。因此，如果要求更高输出电压，则可以串联连接多个电池单体以配置电池组。另外，根据电池组要求的充电/放电容量，可以并联连接多个电池单体以配置电池组。因此，在电池组中包括的电池单体的数目可以根据要求的输出电压或者需求的充电/放电容量以不同方式设定。
同时，当串联或并联连接多个电池单体以配置电池组时，通常首先配置由至少一个电池单体构成的电池模块，然后使用至少一个电池模块并添加其它构件来配置电池组。
这里，电池模块包括：模块外壳，电池单体和各种电气件被封装在模块外壳中；和模块连接器，其连接到外部连接器以与模块外壳外侧的外部器件电连接。外部连接器可以例如是用于电连接多个电池模块的连接器。
然而，在常规的电池模块中，连接到外部连接器的模块连接器不被模块外壳密封，而是导线等被部分地暴露出模块外壳，因此在导线和模块外壳之间产生预定间隙。
相应地，在常规的电池模块中，杂质(诸如，冷却水、流体和灰尘)可以由于外部冲击而被引入模块外壳中，由此在电池单体和模块外壳内侧的各种电气件中引起缺陷。
因此，需要找到防止杂质在安装在模块外壳处的模块连接器附近渗透到模块外壳中的方法。
发明内容
技术问题
本公开被设计用于解决相关技术的问题，因此本公开涉及提供一种电池模块、包括该电池模块的电池组和包括该电池组的车辆，所述电池模块可以防止杂质在安装在模块外壳处的模块连接器附近渗透到模块外壳中。
技术方案
在本公开的一个方面，提供一种电池模块，该电池模块包括：具有至少一个电池单体的电池单体组件；构造为容纳电池单体组件的模块外壳；和安装在模块外壳处的模块连接器，其中模块连接器包括：连接器插脚，其被在模块外壳的内侧处电连接到电池单体组件，以在模块外壳的外侧处连接到外部连接器；连接器壳体，其安装到模块外壳的外表面，以包围连接器插脚壳体；和设置在连接器壳体和模块外壳之间的密封部件。
连接器壳体可以包括：壳体基部，其安装到模块外壳的外部的一个表面；插脚安装部分，其设置在壳体基部处，并且具有暴露于模块外壳的外侧的一个表面和暴露于模块外壳的内侧的另一个表面，连接器插脚安装成通过插脚安装部分以暴露于模块外壳的内侧和外侧；和壳体屏障，其从壳体基部的一个表面突出以包围插脚安装部分的该一个表面，并且密封部件可以被布置在壳体基部和插脚安装部分之间。
壳体基部可以具有螺纹孔，通过螺纹连接与模块外壳联接的螺钉部件被紧固在该螺纹孔中。
可以设置一对螺纹孔，并且该一对螺纹孔可以被布置成在壳体屏障被置于两者之间的状态下面对彼此。
插脚安装部分的该一个表面可以高于壳体基部的该一个表面地突出。
灌封材料可以附着到插脚安装部分的另一个表面。
壳体屏障可以高于连接器插脚地突出。
壳体屏障可以包括：第一侧壁和第二侧壁，其被布置成在插脚安装部分被置于两者之间的状态下面对彼此；和构造为与第一侧壁和第二侧壁连接的第三侧壁和第四侧壁，所述第三侧壁和第四侧壁被布置成在插脚安装部分置于两者之间的状态下面对彼此。
至少一个排放引导凹槽可以形成在第一到第四侧壁中的至少一个侧壁的下方，以将将壳体屏障的内侧处的杂质(包括结露和灰尘)排放到壳体屏障的外侧。
排放引导凹槽可以设有多个，并且该多个排放引导凹槽可以分别地设置在第一侧壁到第四侧壁下方。
至少一个防分离凹槽可以形成在第一到第四侧壁中的至少一个侧壁中以沿着外部连接器的插入方向伸长，从而在连接器插脚和外部连接器被连接时防止外部连接器分离。
可以设置一对防分离凹槽，并且该一对防分离凹槽可以被布置成在第一到第四侧壁中的任何一个侧壁处以预定距离相互隔开。
在本公开的另一个方面中，还提供一种电池模块，该电池模块包括：具有至少一个电池单体的电池单体组件；构造为容纳电池单体组件的模块外壳；和安装在模块外壳处的模块连接器，其中该模块连接器包括：连接器插脚，其在模块外壳的内侧处电连接到电池单体组件；连接器壳体，其安装到模块外壳的外表面以包围连接器插脚；和密封部件，其设置在连接器壳体和模块外壳之间，其中至少一个排放引导凹槽形成在连接器壳体中，以将连接器壳体的内侧处的、包括结露和灰尘的杂质排放到连接器壳体的外侧。
此外，本公开提供一种电池组，该电池组包括：根据以上实施例的至少一个电池模块；和构造为封装该至少一个电池模块的电池组外壳。
另外，本公开提供一种车辆，该车辆包括根据以上实施例的至少一个电池组。
有利的效果
根据如上各种实施例，能够提供一种电池模块、包括该电池模块的电池组，和包括该电池组的车辆，该电池模块可以防止杂质在安装在模块外壳处的模块连接器附近渗透到模块外壳中。
附图说明
附图示意本公开的优选实施例，并且与前面的公开一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，并且因此本公开不理解为限制于绘图。
图1是用于示意根据本公开的实施例的电池模块的图。
图2是示出图1的电池模块的部分A的放大图。
图3是沿着线B-B’截取的示出图2的电池模块的截面图。
图4和5是示出图1的电池模块的模块连接器的透视图。
图6是用于示意将图4的模块连接器安装到模块外壳的方法的图。
图7和8是用于示意将图1的电池模块连接到外部连接器的方法的图。
图9是用于示意排放图1的电池模块的模块连接器的杂质的方法的图。
图10是用于示意根据本公开的实施例的电池组的图。
具体实施方式
通过参考附图详细描述本公开的实施例，本公开将变得更加清楚。应该理解在这里公开的实施例仅是示意性的，用于更好地理解本公开，并且本公开可以被以各种方式修改。另外，为了易于理解本公开，附图未按实际比例绘制，而是某些构件的尺寸可能被夸大。
图1是用于示意根据本公开的实施例的电池模块的图，图2是示出图1的电池模块的部分A的放大图，图3是沿着线B-B’截取的示出图2的电池模块的截面图，图4和5是示出图1的电池模块的模块连接器的透视图，图6是用于示意将图4的模块连接器安装到模块外壳的方法的图，图7和8是用于示意将图1的电池模块连接到外部连接器的方法的图，并且图9是用于示意排放图1的电池模块的模块连接器的杂质的方法的图。
参考图1到9，电池模块1可以包括电池单体组件10、模块外壳20和模块连接器50。
电池单体组件10可以包括电池单体、电池模块1的各种电气件，和单体连接器15。
电池单体可以是袋型二次电池并且可以被设置多个。该多个电池单体可以被相互电连接，并且可以分别包括电极组件、容纳电极组件的电池外壳，和从电池外壳突出并电连接到电极组件的电极引线。
各种电气件可以包括ICB板、BMS板等。电气件诸如ICB板和BMS板可以被电连接到该多个电池单体。
单体连接器15用于将该多个电池单体、ICB板和BMS板电连接到外部器件等，并且可以被连接到模块连接器50(稍后解释)。
模块外壳20形成电池模块1的外观，并且可以在其中容纳电池单体组件10。模块外壳20可以包括插脚开口25和联接孔27。
插脚开口25打开模块外壳20的外表面22，并且可以允许连接器插脚100(稍后解释)贯穿到模块外壳20中，使得模块连接器50被连接到单体连接器15。
联接孔27用于联接从中通过的一对螺钉部件70，以安装模块连接器50的模块外壳20。联接孔27设置在模块外壳20的外表面22处，并且可以被设置成一对，使得该一对联接孔被布置成在插脚开口25被置于两者之间的状态下面对彼此。
模块连接器50被电连接到电池单体组件10，并且可以在模块外壳20的外侧处被安装在模块外壳20上以电连接到的外部连接器500等。这里，外部连接器500可以是用于电连接多个电池模块1的连接器。
模块连接器50可以包括连接器插脚100、连接器壳体200和密封部件300。
连接器插脚100在模块外壳20的内侧处被连接到电池单体组件10的单体连接器15，并且在模块外壳20的外侧处被连接到外部连接器500，并且连接插脚100可以被设置多个。
连接器壳体200可以被安装到模块外壳20的外表面22，以包围连接器插脚100。连接器壳体200可以包括壳体基部210、插脚安装部分230和壳体屏障250。
壳体基部210可以被安装到模块外壳20的外部的一个表面22。详细地，壳体基部210可以被安装在模块外壳20的插脚开口25和联接孔27上方，以在安装模块外壳20时，防止插脚开口25和联接孔27暴露出模块外壳20。
壳体基部210可以包括螺纹孔215和密封部件安装凹槽217。
螺纹孔215用于在模块外壳20被安装到模块连接器50时联接被螺纹连接到模块外壳20的一对螺钉部件70，并且螺纹孔215可以被设置成一对。
该一对螺纹孔215被布置成在壳体屏障250(稍后解释)被置于两者之间的状态下面对彼此，并且该一对螺纹孔215可以被分别地布置在壳体基部210的沿着纵向方向(Y轴方向)的两端处。因此，当该一对螺钉部件70通过该一对螺纹孔215被联接时，壳体基部210可以更稳定地固定并支撑壳体屏障250。
密封部件安装凹槽217用于安装密封部件300(稍后解释)，并且可以形成在壳体基部210的底表面214处。密封部件安装凹槽217可以被布置成在模块外壳20的外表面22上方包围插脚开口25。
插脚安装部分230用于安装连接器插脚100，并且可以被设置在壳体基部210处。插脚安装部分230的一个表面232可以被暴露于模块外壳20的外侧，并且插脚安装部分230的另一个表面234可以被暴露于模块外壳20的内侧。这里，连接器插脚100可以安装成贯穿插脚安装部分230，从而被暴露于模块外壳20的内侧和外侧。
插脚安装部分230的一个表面232，具体地，插脚安装部分230的顶表面232，可以突出成高于壳体基部210的一个表面212，具体地，壳体基部210的顶表面212。相应地，能够防止可以沿着壳体屏障250的内壁(稍后解释)沿着向下方向(-Z轴方向)落下的杂质C(诸如，流体和灰尘)与设置在插脚安装部分230的顶表面212处的连接器插脚100形成接触。
另外，在插脚安装部分230的另一个表面234处，具体地，在插脚安装部分230的底表面234处，灌封材料240可以围绕连接器插脚100附着。
灌封材料240被布置在模块外壳20中以密封插脚安装部分230的另一个表面234，并且可以防止可能在连接器插脚100之间穿过的杂质C(诸如，灰尘)被引入模块外壳20中。
灌封材料240可以由具有优良的抗冲击性、抗磨性和刚性的聚氨基甲酸酯树脂制成。不被限制于以上材料地，灌封材料240还可以由能够有效地密封插脚安装部分230的另一个表面234的其它材料制成。
壳体屏障250可以被形成为从壳体基部210的一个表面212、具体地从壳体基部210的顶表面212突出，以包围连接器插脚100和插脚安装部分230的一个表面232、具体地插脚安装部分230的顶表面232。
另外，壳体屏障250可以突起成高于从插脚安装部分230的顶表面232突出的连接器插脚100。相应地，壳体屏障250可以有效地保护连接器插脚100以免受可以直接地施加到连接器插脚100的外部冲击等的影响。
壳体屏障250保护连接器插脚100，并且还形成能够容纳与连接器插脚100连接的外部连接器500的容纳空间，从而当安装外部连接器500时，能够稳定地支撑外部连接器500。
壳体屏障250可以包括第一侧壁251、第二侧壁253、第三侧壁255和第四侧壁257。
第一侧壁251和第二侧壁253被布置成在插脚安装部分230被置于两者之间的状态下沿着壳体基部210的纵向方向(Y轴方向)面对彼此，并且可以被以预定距离相互隔开。
第一侧壁251可以具有排放引导凹槽252。
排放引导凹槽252用于将壳体屏障250的内侧的杂质C(诸如，结露或灰尘)排放到壳体屏障250的外侧，并且可以形成在第一侧壁251下方。
排放引导凹槽252可以被设置多个，并且除了第一侧壁251外，还可以形成在第二到第四侧壁253到257处。相应地，如在图9中所示，在壳体屏障250的内侧处的杂质C(诸如，结露或灰尘)可以沿着壳体屏障250的内壁向下流动，流过该多个排放引导凹槽252、254、256、258，并且被有效地排出壳体屏障250。
第二侧壁253可以如上所述具有排放引导凹槽254。排放引导凹槽254可以形成在第二侧壁253下方。
第三侧壁255和第四侧壁257连接第一侧壁251和第二侧壁253，并且可以被布置成在插脚安装部分230被置于两者之间的状态下沿着壳体基部210的宽度方向(X轴方向)面对彼此，并且以预定距离相互隔开。
另外，第三侧壁255和第四侧壁257也可以分别地包括排放引导凹槽256、258。第三侧壁255的排放引导凹槽256和第四侧壁257的排放引导凹槽258可以分别形成在第三侧壁255下方和第四侧壁257下方。
另外，第四侧壁257可以进一步包括防分离凹槽259。
防分离凹槽259用于在连接器插脚100和外部连接器500被连接时防止外部连接器500从壳体屏障250分离，并且可以被形成为沿着外部连接器500的插入方向(Z轴方向)、即沿着第四侧壁257的竖直方向(Z轴方向)伸长。
可以设置一对防分离凹槽259，并且该一对防分离凹槽259可以在排放引导凹槽258被置于两者之间的状态下被以预定距离相互隔开。
当外部连接器500(稍后解释)被插入壳体屏障250中时，该一对防分离凹槽259可以沿着插入方向(Z轴方向)插入外部连接器500中，以防止所安装的外部连接器500分离。相应地，当连接器插脚100和外部连接器500被连接时，它们可以被更稳定地联接。
同时，除了第四侧壁257外，防分离凹槽259还可以被设置于第一到第三侧壁251到255中的至少一个。换言之，防分离凹槽259可以通过各种方式设置于第一侧壁251到第四侧壁257中的任何一个或者多个，只要它们被设计成防止外部连接器500分离即可。
密封部件300用于更加有效地防止模块外壳20的外侧处的杂质C(诸如，冷却水，其它的流体和灰尘)渗透到模块外壳20中，并且可以被设置在模块外壳20和连接器壳体200之间。
具体地，密封部件300可以被插入壳体基部210的密封部件安装凹槽217中，从而被布置在壳体基部210和插脚安装部分230的底表面234之间。
密封部件300可以是O形环。当模块连接器50被安装到模块外壳20时，密封部件300可以在包围模块外壳20的插脚开口25的状态下将模块连接器50和模块外壳20相对彼此密封。
利用密封部件300，即使模块外壳20的外侧处的杂质C穿过模块外壳20和模块连接器50之间，仍然能够有效防止杂质C渗透到模块外壳20的插脚开口25中。
同时，外部连接器500可以包括外部连接器本体510、外部连接器缆线530和密封帽550。
外部连接器本体510可以被安装到模块连接器50的连接器插脚100，并且与之电连接。外部连接器本体510和连接器插脚100可以在模块连接器50的连接器壳体200的内侧处连接。
外部连接器缆线530被连接到外部连接器本体510，并且可以被连接到外部电源以使电池组1被电连接到外部电源。
密封帽550包围外部连接器本体510，并且可以在外部连接器本体510安装到连接器插脚100时被置于外部连接器本体510和连接器壳体200之间。
密封帽550可以防止外部的水分或杂质渗透到外部连接器本体510和连接器插脚100，并且还使得外部连接器本体510和连接器插脚100被牢固地联接。
如上所述，这个实施例的电池模块1可以有效地防止杂质C在安装到模块外壳20的模块连接器50附近渗透到模块外壳20中。
因此，通过防止杂质C(诸如，冷却水、其它流体和灰尘)由于外部冲击而渗透到模块外壳20中，这个实施例的电池模块1可以防止电池单体和模块外壳20的内侧处的各种电气件的、可能由引入的杂质C引起的缺陷等。
图10是用于示意根据本公开的实施例的电池组的图。
参考图10，电池组P可以包括至少一个电池模块1和用于封装该至少一个电池模块1的电池组外壳5。
至少一个电池组P可以作为车辆的燃料源被设置于车辆。作为一个实例，电池组P可以被设置于电动车辆、混合动力车辆和能够使用电池组P作为燃料源的各种其它类型的车辆。
另外，除了车辆外，电池组P还可以被设置在其它的装置、仪器或设备中，诸如使用二次电池的能量存储系统。
如上所述，这个实施例的电池组P和具有该电池组P的装置、仪器或设备(诸如，车辆)包括如上所述的电池模块1，并且因此能够实现具有上述电池模块1的所有的优点的电池组P，或实现具有该电池组P的装置、仪器、设备等，诸如车辆。
虽然已经示出并且描述了本公开的实施例，但是应理解，本公开不限于所描述的具体实施例，并且本领域技术人员能够在本公开的范围内做出各种改变和修改，并且这些修改不应该从本公开的技术思想和观点独自地理解。

Claims (15)

1.一种电池模块，包括：
电池单体组件，所述电池单体组件具有至少一个电池单体；
模块外壳，所述模块外壳被构造为容纳所述电池单体组件；和
模块连接器，所述模块连接器被安装在所述模块外壳处，
其中，所述模块连接器包括：
连接器插脚，所述连接器插脚在所述模块外壳的内侧处电连接到所述电池单体组件，以在所述模块外壳的外侧处连接到外部连接器；
连接器壳体，所述连接器壳体被安装到所述模块外壳的外表面，以包围所述连接器插脚；和
密封部件，所述密封部件被设置在所述连接器壳体和所述模块外壳之间。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述连接器壳体包括：
壳体基部，所述壳体基部被安装到所述模块外壳的外部的一个表面；
插脚安装部分，所述插脚安装部分被设置在所述壳体基部处，并且具有暴露于所述模块外壳的外侧的一个表面和暴露于所述模块外壳的内侧的另一个表面，所述连接器插脚安装成通过所述插脚安装部分，以暴露于所述模块外壳的内侧和外侧；和
壳体屏障，所述壳体屏障从所述壳体基部的一个表面突出，以包围所述插脚安装部分的所述一个表面，
其中，所述密封部件被布置在所述壳体基部和所述插脚安装部分之间。
3.根据权利要求2所述的电池模块，
其中，所述壳体基部具有螺纹孔，通过螺纹连接与所述模块外壳联接的螺钉部件被紧固在所述螺纹孔中。
4.根据权利要求3所述的电池模块，
其中，设置一对所述螺纹孔，并且
其中，一对所述螺纹孔被布置成在所述壳体屏障被置于一对所述螺纹孔之间的状态下面对彼此。
5.根据权利要求2所述的电池模块，
其中，所述插脚安装部分的所述一个表面突出成高于所述壳体基部的所述一个表面。
6.根据权利要求2所述的电池模块，
其中，灌封材料被附着到所述插脚安装部分的所述另一个表面。
7.根据权利要求2所述的电池模块，
其中，所述壳体屏障突出成高于所述连接器插脚。
8.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述壳体屏障包括：
第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁被布置成在所述插脚安装部分置于所述第一侧壁和所述第二侧壁之间的状态下面对彼此；和
第三侧壁和第四侧壁，所述第三侧壁和所述第四侧壁被构造为连接所述第一侧壁和所述第二侧壁，并且被布置成在所述插脚安装部分置于所述第三侧壁和所述第四侧壁之间的状态下面对彼此。
9.根据权利要求8所述的电池模块，
其中，至少一个排放引导凹槽形成在所述第一侧壁到所述第四侧壁中的至少一个侧壁下方，用以将所述壳体屏障的内侧处的包括结露和灰尘的杂质排放到所述壳体屏障的外侧。
10.根据权利要求9所述的电池模块，
其中，设置多个所述排放引导凹槽，并且
其中，多个所述排放引导凹槽被分别设置在所述第一侧壁到所述第四侧壁下方。
11.根据权利要求8所述的电池模块，
其中，至少一个防分离凹槽形成在所述第一侧壁到所述第四侧壁中的至少一个侧壁中，以沿着所述外部连接器的插入方向伸长，使得在所述连接器插脚和所述外部连接器被连接时防止所述外部连接器被分离。
12.根据权利要求11所述的电池模块，
其中，设置一对所述防分离凹槽，并且
其中，一对所述防分离凹槽被布置成在所述第一侧壁到所述第四侧壁中的任何一个侧壁处以预定距离相互隔开。
13.一种电池模块，包括：
电池单体组件，所述电池单体组件具有至少一个电池单体；
模块外壳，所述模块外壳被构造为容纳所述电池单体组件；和
模块连接器，所述模块连接器安装在所述模块外壳处，
其中，所述模块连接器包括：
连接器插脚，所述连接器插脚在所述模块外壳的内侧处电连接到所述电池单体组件；
连接器壳体，所述连接器壳体被安装到所述模块外壳的外表面，以包围所述连接器插脚；和
密封部件，所述密封部件被设置在所述连接器壳体和所述模块外壳之间，
其中，至少一个排放引导凹槽形成在所述连接器壳体中，以将所述连接器壳体的内侧处的包括结露和灰尘的杂质排放到所述连接器壳体的外侧。
14.一种电池组，包括：
至少一个在权利要求1中限定的电池模块；和
电池组外壳，所述电池组外壳被构造为封装所述至少一个电池模块。
15.一种车辆，包括至少一个在权利要求14中限定的电池组。
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