CN108432034B - 具有冷却通道的电池模块及其组装方法和框架组件 - Google Patents

Abstract

公开了一种电池模块，该电池模块包括：单体组件，其包括袋式单体；底板，其用于支撑单体组件，并且具有以固定间隔形成的的狭缝，袋式单体的边缘部能够被插入该狭缝中；和侧板，该侧板垂直于底板的平坦表面并且邻近于单体组件的最外侧，其中，利用插入底板上的狭缝中的袋式单体的边缘部，在相邻边缘之间形成空闲空间并且该空闲空间被用作冷却流动路径。

Description

具有冷却通道的电池模块及其组装方法和框架组件

技术领域

本申请要求在韩国于2016年9月28日提交的韩国专利申请No.10-2016-0124854的优先权，其公开通过引用并入本文。

本公开涉及一种电池模块，并且更加具体地涉及一种具有冷却通道的电池模块及其组装方法和框架组件，该冷却通道带有改进的、用于允许冷却流体流动的结构。

背景技术

通常，电池模块具有包括串联和/或并联连接的多个单体的结构。电池模块通常包括具有沿着一个方向布置和堆叠的多个单体的单体组件以及具有能够包围单体组件的板的框架。

在传统电池模块中，当冷却通道被分开地设计以用于冷却电池单体时，分开地要求由冷却通道占据的空间，从而难以简化结构并且在待安装的单体的容量方面存在限制。

关于用于冷却电池模块的技术，韩国未审专利公开No.2011-0130312公开了一种具有如下结构的电池冷却装置，其中在冷却介质通过其流动的多根管子之间形成空间，并且电池单体和冷却片被插入该空间中而不接触管子。

韩国专利注册No.10-0836398公开了一种用于冷却电池模块的支撑装置，该支撑装置包括安设在容纳于外壳中的相邻模块之间的空闲空间中的整流鳍片，使得通过进口端口引入的冷却风可以顺利地流动。

另外，韩国未审专利公开No.2013-0105653公开了一种用于动力电池组的冷却装置，该冷却装置包括由能够改变冷却水的流动方向的前盖和后盖构成的橡胶片，从而提供用于允许冷却水流过整个阵列的路径。

虽然已经提出了以上技术，但是根据传统技术的电池模块在确保用于安设冷却通道的空间方面存在限制，并且通过添加用于安设冷却通道的单独构件，工艺成本增加。

发明内容

技术问题

本公开旨在解决相关技术的问题，并且因此本公开旨在提供一种能够通过使用被内置于电池单体中的袋式单体(pouch cell)而确保用于冷却通道的空间的电池模块及其组装方法和框架组件。

本公开还旨在提供一种能够通过使用冷却通道而连接到另一个电池模块的电池模块及其组装方法和框架组件。

技术方案

在本公开的一个方面中，提供一种电池模块，该电池模块包括：由袋式单体构成的单体组件；底板，该底板被构造为支撑单体组件并且在所述底板中以预定间隔形成有狭缝使得袋式单体的边缘部分被置于该狭缝中；和侧板，该侧板被垂直于底板的平面设置并且被邻近于单体组件的最外侧布置，其中在袋式单体的边缘部分被置于底板的狭缝中时，在相邻的边缘部分之间分别地形成空闲空间，并且其中空闲空间被用作冷却通道。

在本公开中，该电池模块可以进一步包括布置成与空闲空间连通的冷却软管。

在本公开中，该电池模块可以进一步包括布置在单体组件的两端处的一对端板，并且在该一对端板中的任一个处，冷却软管的端部可以被向外抽出。

在本公开中，位于任一个电池模块处的冷却软管可以被联接到位于另一个电池模块处的冷却软管，使得不同的模块被串联连接。

在本公开的另一个方面中，还提供一种用于组装电池模块的方法，该方法包括：(a)制备框架组件，该框架组件包括底板和侧板，该底板被构造为支撑由袋式单体构成的单体组件并且在该底板中以预定间隔形成有狭缝使得袋式单体的边缘部分被置于该狭缝中，该侧板被垂直于底板的平面设置并且被邻近于单体组件的最外侧布置；(b)通过将袋式单体的边缘部分置于底板的狭缝中而布置袋式单体；和(c)布置冷却软管，该冷却软管与在袋式单体的边缘部分被置于狭缝中时分别地在相邻的边缘部分之间形成的空闲空间连通。

在本公开的另一个方面中，还提供一种电池模块的框架组件，该框架组件在电池模块的外侧处支撑多个袋式单体，该框架组件包括：底板，该底板被构造为支撑袋式单体并且在该底板中以预定间隔形成有狭缝使得袋式单体的边缘部分被置于该狭缝中；和侧板，该侧板被垂直于底板的平面设置并且被邻近于单体组件的最外侧布置，其中在袋式单体的边缘部分被置于底板的狭缝中时，在相邻边缘部分之间分别地形成用作冷却通道的空闲空间。

有利的效果

根据本公开，因为通过使用在电池模块中包括的袋式单体的边缘结构，可以在相邻单体之间确保用于冷却通道的空间，所以电池模块可以具有简化的结构并且可以以更低的成本制造。

另外，因为通过使用冷却软管可以将不同的模块前后地连接，所以不分开地需要用于连接模块的封装板(pack plate)。

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地用于提供对本公开技术特征的进一步的理解，并且因此，本公开不被理解为限制于附图。

图1是示出根据本公开的实施例的电池模块的外观的透视图。

图2是图1的截面视图。

图3是图1的后视图。

图4是图1的侧视图。

图5是示出不同的电池模块被串联连接的透视图。

图6是示出图5中的部分C的联接结构的分解透视图。

具体实施方式

图1是示出根据本公开的实施例的电池模块的外观的透视图，并且图2是图1的截面视图。

参考图1和2，根据本公开的实施例的电池模块包括由多个袋式单体111构成的单体组件110以及具有底板120和侧板100的框架组件，袋式单体111可以被置于底板120中，侧板100被邻近于单体组件110的最外侧布置。

每一个袋式单体111具有薄板状本体，其中正电极、分隔物和负电极被交替地堆叠并且电极突片抽出到至少一侧。通过将包含电极活性材料、结合剂树脂、导电剂和其它添加剂的浆液施加到集电器的至少一侧而制备正电极和负电极。在正电极的情形中，电极活性材料可以采用普通正电极活性材料诸如含锂的过渡金属氧化物，并且在负电极的情形中，电极活性材料可以采用能够嵌入或者脱嵌锂离子的普通负电极活性材料诸如锂金属、碳材料、金属化合物或者其混合物。作为分隔物，可以采用在锂二次电池中使用的普通多孔聚合物膜。

被与电极组件一起地容纳在袋壳中的电解质可以采用用于锂二次电池的普通电解质。袋壳由片材制成并且具有用于容纳电极组件的容纳部分。优选地，通过组合第一壳体和第二壳体而形成袋壳，第一壳体和第二壳体通过将片材加工成预定形状而形成。袋壳的片材可以具有多层结构，其中设置在最外侧处并且由绝缘材料诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和尼龙制成的外部树脂层、由能够维持机械强度并且防止水分和氧气渗透的铝制成的金属层、以及由具有热粘结性以用作密封材料的聚烯烃基材料制成的内部树脂层被层叠。

如果要求的话，袋壳的片材可以包括在内部树脂层和金属层之间以及在外部树脂层和金属层之间的粘结树脂层。粘结树脂层旨在用于不同种类的材料之间的顺利粘结并且被形成为单层或者多层。粘结树脂层可以通常由聚烯烃基树脂，或者用于平滑处理的聚氨基甲酸酯树脂，或者其混合物制成。

在袋式单体111中，边缘部分112对应于在此处通过热压缩进行密封以实现袋壳的有效结合的凸缘部分。因此，与本体部分相比较，袋式单体111的边缘部分112具有相对薄的厚度。

该多个袋式单体111被沿着一个方向布置以基本形成堆叠结构。

框架组件是用于容纳单体组件110以支撑并且保护单体组件110的结构，并且包括位于单体组件110的下部处的底板120和邻近于单体组件110的最外侧布置的侧板100。框架组件的板100、120中的每一个由具有小的厚度的薄金属板诸如铝板制成。

底板120具有能够一起地支撑该多个袋式单体111的底表面的基础表面。在底板120的基础表面处，以预定间隔形成狭缝从而袋式单体111的边缘部分112可以以与袋式单体111一对一的关系在其中插入。这里，袋式单体111的布置方向和狭缝的布置方向相互一致。

在袋式单体111的边缘部分112被插入底板120的狭缝中时，在相邻边缘部分112之间分别地形成空闲空间125，并且该空闲空间125被用作冷却通道。即，冷却流体诸如绝缘油被供应到空闲空间125中并且从袋式单体111的边缘部分冷却。如在图4中所示，冷却流体沿着从电池模块的一端到其另一端连续地形成的通道移动。

侧板100由具有相对小的宽度和大的长度的金属板制成，并且被垂直于底板120的平面且邻近于单体组件110的最外侧布置。

一对端板101被布置在框架组件的沿着长度方向的两端处。该一对端板101被联接到底板120和上板的沿着长度方向的两侧并且被联接到侧板100以支撑袋式单体111的两端。

在该一对端板101的任一端处，冷却软管130的端部被布置成向外抽出。冷却软管130被安设成以一对一关系与空闲空间125连通。根据本公开的修改实例，冷却软管130还可以被伸长地布置从而纵向地插入每一个空闲空间125中。

另外，如在图3中所示，插入孔131在该一对端板101中的另一个中形成。冷却软管130可以被布置在插入孔131的内部。

如在图5中所示，不同的电池模块A、B可以在被前后地相互连接以形成组件的状态下使用。此时，在如在图6中所示联接部分C处，位于任一个模块处的冷却软管130被插入在另一个模块处形成的插入孔131中并且连接到该另一个模块的冷却软管130。如果不同的模块通过使用冷却软管130而被前后地连接，则无需用于将这些模块连接并且集成在一起的单独封装板。

根据本公开的实施例的电池模块被组装，使得框架组件被组合成该多个袋式单体111的单元。

该框架组件包括具有在其中形成的狭缝的底板120和垂直于底板120布置的侧板100，并且通过分别地将袋式单体111的边缘部分112置于底板120的狭缝中并且然后将其密封，该多个袋式单体111被完全地布置。

在袋式单体111的边缘部分112被置于底板120的狭缝中时，空闲空间125分别地在相邻边缘部分之间形成，并且空闲空间125被用作冷却通道。

如果在组装完成之后，冷却流体诸如绝缘油通过冷却软管130流动，则从袋式单体111的边缘部分进行冷却。

工业适用性

如果应用本公开，则因为可以通过使用通过布置袋式单体自然地形成的空闲空间而确保用于冷却通道的空间，所以能够制成具有简化的结构和降低的工艺成本的电池模块。

Claims (3)

1.一种电池模块，包括：

单体组件，所述单体组件由袋式单体构成；

底板，所述底板被构造为支撑所述单体组件，并且在所述底板中以预定间隔形成有狭缝，使得所述袋式单体的边缘部分被置于所述狭缝中；和

侧板，所述侧板被垂直于所述底板的平面设置并且被邻近于所述单体组件的最外侧布置，

其中，在所述袋式单体的所述边缘部分被置于所述底板的所述狭缝中时，在相邻的边缘部分之间分别地形成空闲空间，并且

其中，所述空闲空间被用作冷却通道，

其中，所述电池模块进一步包括：

冷却软管，所述冷却软管被布置成与所述空闲空间连通；和

一对端板，所述一对端板布置在所述单体组件的两端处，

其中，在所述一对端板中的任一个处，所述冷却软管的端部被向外抽出，并且在所述一对端板中的另一个中形成插入孔，并且

其中，位于任一个电池模块处的冷却软管的向外抽出的端部被插入在另一个电池模块处形成的插入孔中并且连接到所述另一个电池模块的冷却软管，使得不同的电池模块被串联连接。

2.一种用于组装电池模块的方法，包括：

（a）制备框架组件，所述框架组件包括底板和侧板，所述底板被构造为支撑由袋式单体构成的单体组件，并且在所述底板中以预定间隔形成有狭缝使得所述袋式单体的边缘部分被置于所述狭缝中，所述侧板被垂直于所述底板的平面设置并且被邻近于所述单体组件的最外侧布置；

（b）通过将所述袋式单体的所述边缘部分置于所述底板的所述狭缝中而布置所述袋式单体；和

（c）布置冷却软管，所述冷却软管与在所述袋式单体的所述边缘部分被置于所述狭缝中时在相邻的边缘部分之间分别地形成的空闲空间连通，

其中，在步骤（a）之后，所述方法进一步包括：

邻近于所述单体组件的两端布置一对端板，

其中，在所述一对端板中的任一个处，所述冷却软管的端部被向外抽出，

其中，在所述一对端板中的另一个中形成插入孔，并且所述冷却软管的向外抽出的端部适于被插入在另一个电池模块处形成的插入孔中并且连接到所述另一个电池模块的冷却软管，使得不同的电池模块被串联连接。

3.一种电池模块的框架组件，所述框架组件在所述电池模块的外侧处支撑多个袋式单体，所述框架组件包括：

底板，所述底板被构造为支撑所述袋式单体，并且在所述底板中以预定间隔形成有狭缝使得所述袋式单体的边缘部分被置于所述狭缝中；和

侧板，所述侧板被垂直于所述底板的平面设置并且被邻近于单体组件的最外侧布置，

其中，在所述袋式单体的所述边缘部分被置于所述底板的所述狭缝中时，在相邻的边缘部分之间分别地形成用作冷却通道的空闲空间，

其中，所述框架组件进一步包括：

一对端板，所述一对端板被布置在所述单体组件的两端处，

其中，在所述一对端板中的任一个处，能够与用作冷却通道的所述空闲空间连通的冷却软管的端部被向外抽出，

其中，在所述一对端板中的另一个中形成插入孔，并且所述冷却软管的向外抽出的端部适于被插入在另一个电池模块处形成的插入孔中并且连接到所述另一个电池模块的冷却软管，使得不同的电池模块被串联连接。

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