CN108140763A - 电池模块、包括电池模块的电池组和包括电池组的汽车 - Google Patents

Abstract

根据本发明实施例的电池模块包括：电池单体组件，其包括在彼此之上堆叠的多个电池单体；端板，其覆盖电池单体组件的前侧和后侧，并且在其一侧处被螺钉联接到电池单体组件；和固定保持器，其安装在端板的另一侧上，用于至少部分地覆盖电池单体组件，并且从端板的前侧和后侧突出。

Description

电池模块、包括电池模块的电池组和包括电池组的汽车

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。

本申请要求在韩国于2015年8月19日提交的韩国专利申请No.10-2015-0116712的优先权，该申请的公开内容通过引用并入本文。

背景技术

能够容易地根据产品组应用并且具有诸如高能量密度等的电学特性的二次电池正被普遍地应用在由电驱动源驱动的电动车辆(EV)或混合电动车辆(HEV)中以及便携式装置中。除了明显减少化石燃料的使用的主要优点之外，还由于二次电池根本不依据能量使用而产生副产品的优点，二次电池作为环境友好且改进能量效率的新型能源已经受到瞩目。

被广泛使用的二次电池可以包括锂离子电池、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、即单元电池单体的操作电压是大约2.5V到4.2V。因此，在要求高于以上电压的输出电压的情形中，可以通过串联连接多个电池单体来构造电池组。而且，可以通过根据电池组要求的充电/放电容量来并联连接多个电池单体而构造电池组。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充电/放电容量而改变。

另外，在通过串联/并联连接多个电池单体而构造电池组的情形中，首先构造包括多个电池单体的电池模块，并且通常通过使用多个电池模块并且添加其它元件而构造电池组。

在电池模块中，在包括多个电池单体的电池单体组件中，电池单体可以是锂聚合物袋型二次电池单体。在锂聚合物袋型二次电池中，作为反复充电和放电操作的副反应，二次电池中的电解质被分解，并且可能产生气体。这里，电池单体外部因产生气体引起的变形称作单体隆起效应。

根据相关技术的电池模块包括具有多个电池单体的电池单体组件和覆盖电池单体组件的前部和后部的端板。这里，通过使用螺钉部件诸如带肩螺栓，端板经由其四个角部被联接到电池单体组件，从而固定地支撑电池模块并控制单体隆起效应。这里，在端板的四个角部处设置的螺钉部件诸如带肩螺栓牢固地压缩电池单体组件，并且阻止在发生单体隆起效应时电池单体组件膨胀。

然而，在根据相关技术的电池模块中，由于在端板的四个角部处设有带肩螺栓，需要布置螺钉部件诸如带肩螺栓的另外空间以及用于螺钉联接的结构，并且因此，由于螺钉部件诸如带肩螺栓占据的空间及螺钉联接结构，增大了整个模块的尺寸，这妨碍了电池模块的纤薄设计。

为了解决这个问题，已经提出了一种电池模块，在该电池模块中，螺钉部件诸如带肩螺栓仅设置在端板的一侧处，并且大体U形夹式的另外的固定保持器设置在端板的另一侧处，以将端板的另一侧与电池单体组件固定。即，通过使用螺钉部件和固定保持器，将端板和电池单体组件彼此固定。

在以上结构的电池模块中，因为螺钉部件诸如带肩螺栓仅设置在端板的一侧处，所以从端板的另一侧可以省略螺钉部件诸如带肩螺栓，因此可以防止由于螺钉部件引起电池模块的体积增加。

然而，在以上结构的电池模块中，当发生单体隆起时，设置在端板另一侧处的固定保持器易于松动，即固定保持器可能变形，并且固定保持器的固定能力可能减弱。相应地，固定保持器可能无法承受单体隆起压力，并且可能发生电池模块的外部的变形。

因此，有必要找到提供一种能够防止电池单体组件的膨胀并且稳定地固定电池单体组件的更纤薄的电池模块的方法。

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，并且因此本公开涉及提供能够防止电池单体组件的膨胀并且稳定地固定电池单体组件的更纤薄的电池模块、包括该电池模块的电池组和包括该电池组的车辆。

本公开的这些和其它目的和优点可以根据以下详细说明得到理解，并且将从本公开的示例性实施例变得更加显而易见。另外将易于理解，本公开的目的和优点可以通过在所附权利要求及其组合中所示的手段实现。

技术方案

在本公开的一个方面中，提供了一种电池模块，包括：电池单体组件，其包括彼此堆叠的多个电池单体；端板，其构造为在每个所述端板的一侧上经由螺钉覆盖所述电池单体组件的前部和后部；和固定保持器，其构造为安装在每个所述端板的另一侧处，以至少部分地覆盖电池单体组件，并且从端板的前部和后部突出。

所述固定保持器可以包括：支撑件，其构造为支撑电池单体组件；端板安装部分，其从所述支撑件延伸并且构造为安装在端板中；和突起，其从端板安装部分延伸，并且构造为从端板的前部和后部突出。

支撑件的宽度可以等于电池单体组件的宽度的至少一半。

端板安装部分可以经由卡扣联接到端板。

每个端板可以包括至少一个卡扣突起，并且每个所述端板安装部分可以包括联接到该至少一个卡扣突起的至少一个卡扣凹部。

设置有多个卡扣凹部，并且该多个卡扣凹部可以彼此间隔开预定距离。

每个所述端板安装部分可以弯曲至少一次。

每个端板安装部分可以包括：从支撑件向上延伸的第一安装部分；和从第一安装部分向下延伸并且连接到所述突起的第二安装部分。

突起可以垂直于端板安装部分布置。

支撑件、端板安装部分和突起可以彼此一体形成。

在本公开的一个方面，还提供一种电池组，该电池组包括：至少一个根据先前实施例的电池模块；和构造为封装至少一个电池模块的组外壳。

在本公开的一个方面，还提供了包括根据先前实施例的电池组的车辆。

有利的效果

根据本公开的各种实施例，提供能够防止电池单体组件膨胀并且稳定地固定电池单体组件的纤薄型电池模块、包括该电池模块的电池组和包括该电池组的车辆。

附图说明

图1是根据本公开的实施例的电池模块的示意性透视图；

图2是图1的电池模块的示意性分解透视图；

图3是图1的电池模块的示意性截面图；

图4是图1的电池模块中的固定保持器的示意性透视图；

图5是图4的固定保持器的示意性截面图；

图6是示意在图1的电池模块的单体隆起期间固定保持器的操作的图；并且

图7是根据本公开的实施例的电池组的图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，应当理解的是，说明书和所附权利要求中使用的术语不应该被解释为限于一般的和字典的含义，而是基于允许发明人适当地定义术语以得到最好的解释的原则，基于与本公开的技术方面对应的含义和概念解释。因此，这里提出的描述仅仅是为了示意目的的优选实例，而非旨在限制本公开的范围，从而应当理解，可以在不脱离本公开的范围的情况下对其实现其它等同和修改。

图1是根据本公开的实施例的电池模块的示意性透视图，图2是图1的电池模块的示意性分解透视图，图3是图1的电池模块的示意性截面图，图4是图1的电池模块中的固定保持器的示意性透视图，并且图5是图4的固定保持器的示意性截面图。

参考图1到5，电池模块10可以包括电池单体组件100、端板200和固定保持器500。

电池单体组件100可以包括电池单体110和单体盒120。

可以提供多个电池单体110，并且所述多个电池单体110可以被堆叠以彼此电连接。每个电池单体110可以包括电极组件、用于容纳电极组件的电池外壳，和从电池外壳向外暴露并且连接到电极组件的电极引线115。这里，电极引线115可以包括阴极引线和阳极引线，并且阴极引线可以连接到电极组件的阴极板，阳极引线可以连接到电极组件的阳极板。

每个电池单体110可以是袋型二次电池。袋型二次电池可以易于实现在该多个电池单体110之间的电连接。

提供了单体盒120以易于堆叠该多个电池单体110，并且可以各保持该多个电池单体110中的至少一个电池单体。可以设置多个单体盒120，并且该多个单体盒120设置成堆叠以引导电池单体110的组装。

每个单体盒120可以保持两个电池单体110。在其它情形中，每个单体盒可以具有用于保持一个电池单体的结构，或者用于保持三个或者更多电池单体的结构。

端板200支撑电池单体组件100，并且可以成对设置以覆盖电池单体组件100的前部和后部。

每个端板200可以经由螺钉部件300诸如带肩螺栓被联接到电池单体组件100的一侧。这里，多个螺钉部件300在端板200的一个边缘中在相反侧上穿过电池单体组件100，从而牢固地压缩电池单体组件100。

每个端板200可以包括卡扣突起250。

卡扣突起250可以设置在端板200的另一侧处，以经由卡扣联接操作被联接到固定保持器500。这里，可以设置一个或者多个卡扣突起250。在本实施例中，在每个端板200中可以形成多个卡扣突起250，并且该多个卡扣突起250可以彼此间隔开预定距离。

固定保持器500被联接到端板200的另一侧，部分地覆盖电池单体组件100的下部，并且可以从端板200的前部和后部突出。固定保持器500可以在端板200的另一侧处将端板200联接到电池单体组件100。

相应地，在端板200的另一边缘处，不必要用于将电池单体组件100固定到端板200的螺钉部件300。因此，从端板200的另一边缘可以省略布置螺钉部件300的另外空间以及用于螺钉部件300的联接的结构。相应地，根据本实施例的电池模块10通过使用固定保持器500可以防止由于在端板200的另一边缘处的螺钉部件300引起的电池模块10的体积增加，并且相应地可以实现纤薄型的电池模块10。

固定保持器500可以包括支撑件510、端板安装部分520和突起530。这里，支撑件510、端板安装部分520和突起530可以彼此一体形成，或者可以提供为彼此联接的独立部件。在下文中，考虑到制造效率，将描述以上元件被一体形成为一个部件。

支撑件510形成为方形板，其支撑电池单体组件100，同时至少部分地覆盖电池单体组件100的下部。

支撑件510的宽度W可以至少等于电池单体组件的宽度D的一半或更大，以稳定地支撑电池单体组件100。相应地，支撑件510可以覆盖电池单体组件100的下部中的相当大的部分，因此可以稳定地保持电池单体组件100的下部。

端板安装部分520可以分别从支撑件510的相反的端部分延伸，并且可以分别安装在该一对端板200中。更加详细地，端板安装部分520可以从支撑件510的相反的端部分沿着垂直于支撑件510的方向向上延伸，并且可以安装在端板200中，同时覆盖端板200的另一边缘。

端板安装部分520可以经由卡扣联接到端板200。为了经由卡扣进行联接，端板安装部分520可以包括弹性材料。因为在本实施例中固定保持器500可以设置成一个元件，所以固定保持器500可以包括弹性材料。

另外，与端板200的卡扣突起250联接的卡扣凹部521、522可以形成在端板安装部分520中。

一个或多个卡扣凹部521和一个或多个卡扣凹部522可以设置成对应于卡扣突起250。在本实施例中，在每个端板200中设置两个卡扣突起250，即卡扣突起250的总数是四个，并且由此，卡扣凹部521、522的总数可以是四个。

卡扣凹部521、522可以包括第一卡扣凹部521和第二卡扣凹部522。

第一卡扣凹部521可以在被布置在固定保持器500的前部处的端板安装部分520中形成。第一卡扣凹部521可以成对设置并且彼此间隔开预定距离，从而可以增强端板安装部分520的联接力。该成对的第一卡扣凹部521可以联接到布置在电池单体组件100的前部上的端板200的卡扣突起250。

第二卡扣凹部522可以形成于布置在固定保持器500的后部处的端板安装部分520中。第二卡扣凹部522可以成对设置并且彼此间隔开预定距离，从而可以增强端板安装部分520的联接力。该成对第二卡扣凹部522可以联接到布置在电池单体组件100的后部上的端板200的卡扣突起250。

该成对端板安装部分520通过卡扣联接操作联接到端板200，然后稳定地保持电池单体组件100同时压缩端板200。

每个端板安装部分520可以弯曲至少一次，以增强其刚度。相应地，端板安装部分520可以分别包括第一安装部分526和第二安装部分527。

第一安装部分526可以从支撑件510的相反的端部分向上延伸。第一卡扣凹部521或者第二卡扣凹部522可以形成在第一安装部分526中，并且在端板安装部分520和端板200的联接之后，第一安装部分526可以接触端板200。

第二安装部分527从第一安装部分526向下延伸，并且可以连接到将在以后描述的突起530。第二安装部分527可以布置成平行于第一安装部分526，以与第一安装部分526形成双重折叠结构。相应地，端板安装部分520可以经由该双重折叠结构进一步增强固定保持器500的刚度。

突起530可以分别从端板安装部分520、特别是从第二安装部分527的端部分延伸，并且可以从端板200的前部和后部突出。详细地，突起530可以突出以垂直于端板安装部分520。

由于突起530的布置，突起530可以具有抵抗在电池单体组件100中的电池单体110的单体隆起期间施加到端板安装部分520的力而发生的反作用力。该反作用力可以减弱在电池单体110的单体隆起时施加到端板安装部分520的力。相应地，当在电池单体110中发生单体隆起效应时，端板安装部分520可以不从端板200分离，例如可以防止在端板安装部分520和端板200之间产生间隙。

因此，因为固定保持器500可以承受发生单体隆起效应时的单体隆起压力，所以固定保持器500可以不变形，并且固定保持器500可以维持固定能力。

因此，根据本实施例的固定保持器500可以通过使用突起530的反作用力来减弱因单体隆起压力产生的力，从而防止电池单体组件100的膨胀，并且同时，可以稳定地保持电池单体组件100以防止电池模块10的外部的变形。

在下文中，将关于在电池模块10的单体隆起期间的反作用力详细描述固定保持器500的操作。

图6是示意在图1的电池模块的单体隆起期间固定保持器的操作的图。

参考图6，当在电池模块10中发生单体隆起时，由电池单体组件100中的该多个电池单体110的单体隆起压力引起的力量P会在水平方向上施加到固定保持器500的端板安装部分520。

这里，逆着单体隆起压力，反作用力R可以沿着垂直方向施加到突起530。这里，来自突起530的反作用力R可以有效地减弱由单体隆起压力引起的力量P。

如上所述，根据本实施例，通过如上所述施加到突起530的反作用力R，可以防止在单体隆起期间固定保持器500的变形，因此固定保持器500可以稳定地固定电池单体组件100，同时防止电池单体组件100的膨胀从而防止电池模块10的外部的变形。

图7是根据本公开的实施例的电池组的图。

参考图7，电池组P可以包括至少一个根据先前实施例的电池模块10以及用于封装该至少一个电池模块10的电池组外壳50。

电池组P可以被包括在车辆的车辆驱动源中。作为一实例，电池组P可以被包括在电动车辆、混合动力电动车辆和能够使用电池组P作为驱动源的其它车辆中。而且，电池组P也可以被包括在使用二次电池的其它装置、机构和诸如能量存储系统的设备中，以及上述的车辆中。

如上所述，根据本实施例的电池组P和包括电池组P的装置、机构和设备，例如车辆，包括有上述的电池模块10，并且因此，可以实现具有电池模块10的优点的电池组P和车辆。

已经详细描述了本公开。然而应该理解，详细说明和具体实例虽然示意了本公开的优选实施例，但仅作为例示给出，因为根据本详细说明，在本公开范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员将变得清楚。

Claims (12)

1.一种电池模块，包括：

电池单体组件，所述电池单体组件包括彼此堆叠的多个电池单体；

端板，所述端板被构造为经由螺钉在每个所述端板的一侧处覆盖所述电池单体组件的前部和后部；和

固定保持器，所述固定保持器被构造为安装在每个所述端板的另一侧处以至少部分地覆盖所述电池单体组件，并且从所述端板的前部和后部突出。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述固定保持器包括：

支撑件，所述支撑件被构造为支撑所述电池单体组件；

端板安装部分，所述端板安装部分从所述支撑件延伸，并且被构造为安装在所述端板中；和

突起，所述突起从所述端板安装部分延伸，并且被构造为从所述端板的所述前部和所述后部突出。

3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述支撑件的宽度等于所述电池单体组件的宽度的至少一半。

4.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述端板安装部分经由卡扣被联接到所述端板。

5.根据权利要求4所述的电池模块，其中，每个所述端板包括至少一个卡扣突起，并且每个所述端板安装部分包括联接到所述至少一个卡扣突起的至少一个卡扣凹部。

6.根据权利要求5所述的电池模块，其中，设置有多个所述卡扣凹部，并且所述多个卡扣凹部被彼此间隔开预定距离。

7.根据权利要求2所述的电池模块，其中，每个所述端板安装部分被弯曲至少一次。

8.根据权利要求7所述的电池模块，其中，每个所述端板安装部分包括：

第一安装部分，所述第一安装部分从所述支撑件向上延伸；和

第二安装部分，所述第二安装部分从所述第一安装部分向下延伸，并且连接到所述突起。

9.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述突起被布置成垂直于所述端板安装部分。

10.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述支撑件、所述端板安装部分和所述突起彼此一体形成。

11.一种电池组，包括：

至少一个根据权利要求1所述的电池模块；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。

12.一种车辆，包括根据权利要求11所述的电池组。