CN109565085A - 用于预测电池模块的变形的装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种能够有效且准确地预测由二次电池的膨胀引起的电池模块的变形程度的装置。根据本发明的用于预测电池模块的变形的装置是一种用于预测由电池模块中的二次电池的膨胀引起的电池模块的变形的装置，所述电池模块具有在模块壳体中的至少一个二次电池，所述装置包括：单体评估模块，其被构造成推导出单个二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系；壳体评估模块，其被构造成推导出施加到模块壳体的载荷与模块壳体的宽度变化量之间的关系；以及预测模块，其被构造成通过使用由单体评估模块推导出的电池的厚度变化量与反作用力之间的关系以及由壳体评估模块推导出的模块壳体的载荷与宽度变化量之间的关系来预测电池模块的变形量。

Description

用于预测电池模块的变形的装置

技术领域

本申请要求于2017年1月24日提交的韩国专利申请No.10-2017-0011229的优先权，其内容通过引用并入本文。

本公开涉及一种预测电池模块的变形的技术，并且更具体地涉及一种能够有效且准确地预测由于二次电池的使用或劣化所致的膨胀而引起的电池模块的变形程度的装置。

背景技术

目前市售的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池和锂二次电池。其中，与镍基二次电池相比，锂二次电池由于几乎没有记忆效应，从而能够确保自由充电和放电，并且还具有极低的自放电率和高能量密度，因此锂二次电池备受瞩目。

锂二次电池主要分别使用锂基氧化物和碳质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，其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构造有插入在该正极板和负极板之间的隔板；以及外部，即电池壳体，用于密封地容纳电极组件连同电解液。

一般而言，取决于外部的形状，锂二次电池可以被分类为电极组件嵌入金属罐中的罐型二次电池以及电极组件嵌入由铝层压片制成的袋中的袋型二次电池。

近年来，二次电池不仅广泛用于诸如便携式电子设备的小型设备，而且还广泛用于诸如交通工具、蓄电设备的中型和大型设备。对于这样的电池组而言，可以将大量的二次电池电气连接，以增加容量和功率。此时，袋型二次电池由于诸如易堆叠和重量轻等优点而被更广泛地使用。

袋型二次电池通常可以通过以下方式制造：在将电极组件容纳在袋外部中的状态下，注入电解液，然后将袋外部密封。

图1是示出一般的袋型二次电池的分解透视图，并且图2示出组装状态下的图1的袋型二次电池。

如图1和图2所示，袋型二次电池C可以包括电极组件20以及容纳电极组件20的袋外部30。

在此，电极组件20基本上具有正极板、负极板以及插入在它们之间的隔板，并且可以被容纳形成在袋外部30中的内部空间中。此时，袋外部30可以由上袋31和下袋32形成，并且密封部可以被设置在上袋31和下袋32的外周处，使得密封部彼此粘合，以密封容纳电极组件20的内部空间。

在此，至少一个正极片21和至少一个负极片22可以分别从正极板和负极板延伸出来。正极片21和负极片22可以被分别被联接到板式电极引线10，即板式正极引线11和板式负极引线12。此外，正极引线11和负极引线12可以部分地暴露到袋外部30的外部，以提供用于电气连接到二次电池的外部构造(即另一个二次电池或外部设备)的电极端子。

由于重复充电和放电，二次电池可能由于劣化等问题而在其中产生气体。此外，如果如上所述在该二次电池中产生气体，由于内部压力升高，所以可能出现外部材料至少部分膨胀的膨胀现象。特别地，在袋型二次电池的情况下，与罐型二次电池相比，袋状的外部具有较弱的结构刚性，因此可能出现更加严重的膨胀现象。

如上所述，如果在二次电池处出现膨胀现象，则电池的内部压力升高并且体积增大，这可能对电池模块的结构稳定性产生不利影响。此外，电池模块通常包括多个二次电池。特别地，在交通工具或蓄能设备(ESS)中使用的中型或大型电池模块的情况下，为了高输出或高容量，可以包括大量的二次电池并将它们互连。此时，尽管每个二次电池的体积由于膨胀而仅略微增大，但由于每个二次电池的增大体积累加，整个电池模块的变形量可能会严重增加。因此，由每个二次电池的膨胀引起的体积膨胀可能降低整体电池模块的结构稳定性。

为了防止电池模块的结构稳定性的劣化，需要预测由二次电池的膨胀引起的变形量并且在电池模块设计上反映所预测的变形量。

发明内容

技术问题

因而，本公开旨在提供一种能够有效且准确地预测由二次电池的膨胀引起的电池模块的变形程度的装置。

本公开的这些和其他目的和优点可以从以下详细描述来理解并且将从本公开的示例性实施例变得更加清楚。此外，容易理解的是，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求及其组合中所示的装置来实现。

技术解决方案

在本公开的一个方面中，提供了一种用于预测由二次电池的膨胀引起的电池模块的变形的装置，电池模块在模块壳体中具有至少一个二次电池，该装置包括：单体评估模块，其被构造成推导出单个二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系；壳体评估模块，其被构造成推导出施加到模块壳体的载荷与模块壳体的宽度变化量之间的关系；以及预测模块，其被构造成通过使用由单体评估模块推导出的电池的厚度变化量与反作用力之间的关系以及由壳体评估模块推导出的模块壳体的载荷与宽度变化量之间的关系来预测电池模块的变形量。

在此，单体评估模块可以以奇异曲线(singular curve)形式推导出厚度变化量与反作用力之间的关系。

此外，壳体评估模块可以以奇异曲线形式推导出模块壳体的载荷与宽度变化量之间的关系。

此外，预测模块可以检查由单体评估模块推导出的奇异曲线与由壳体评估模块推导出的奇异曲线的交点，并且通过使用所检查的交点来预测电池模块的变形量。

此外，电池模块可以包括多个二次电池，并且预测模块可以将由单体评估模块推导出的单个二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系转换成包括在电池模块中的全部二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系，并且通过使用所转换的全部二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系来预测电池模块的变形量。

此外，二次电池可以被设置成竖立并且被布置成在模块壳体中沿着横向方向堆叠，并且壳体评估模块可以推导出宽度变化量与施加到模块壳体的右侧和左侧的载荷之间的关系。

此外，模块壳体可以包括两个端板，该两个端板具有板形并且分别位于二次电池在堆叠方向上的两端处，并且壳体评估模块可以推导出宽度变化量与施加到端板的载荷之间的关系。

此外，预测模块可以预测电池模块的宽度变化量与施加到模块壳体的载荷，作为电池模块的变形量。

此外，根据本公开的用于预测电池模块的变形的装置可以进一步包括验证模块，其被构造成将由预测模块预测的电池模块的变形量与预先存储的基准值进行比较。

有利效果

根据本公开的实施例，当二次电池被反复充电和放电时，在二次电池中产生气体，并且当出现膨胀现象使得二次电池膨胀时，可以更准确、更高效且更快速地预测所造成的电池模块的变形量。

因此，根据本公开的实施例，通过在电池模块设计上反映所预测的电池模块的变形量，可以得到更加稳定的电池模块结构。

附图说明

附图示出本公开的优选实施例，并且连同前述公开一起用来提供对本公开的技术特征的进一步理解，因此本公开不应解释为限于附图。

图1是示出一般的袋型二次电池的分解透视图。

图2示出组装状态下的图1的袋型二次电池。

图3是示意性示出根据本公开的实施例的用于预测电池模块的变形的装置的框图。

图4是示意性示出根据本公开的实施例的用于测量二次电池的厚度变化量的构造的示图。

图5是示出根据本公开的实施例的由单体评估模块推导出的厚度变化量与反作用力曲线的曲线图。

图6是示意性示出设置在电池模块处的模块壳体的示例的透视图。

图7是示意性示出根据本公开的实施例的用于测量模块壳体的宽度变化量的构造的示图。

图8是示出根据本公开的实施例的由壳体评估模块推导出的模块壳体的变形量与载荷之间的关系的曲线图。

图9是示意性示出用于将根据本公开的实施例的单个二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系转换成包括在电池模块中的全部二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系。

图10是示意性示出根据本公开的实施例的用于预测电池模块的变形量的构造的曲线图。

图11是示意性示出具有两个端板作为模块壳体的电池模块的分解透视图。

图12是示意性示出根据本公开的实施例的单体评估模块的框图。

图13是示意性示出根据本公开的实施例的单体评估模块的固定夹具的透视图。

图14示出图示根据本公开的实施例的由由于单体评估模块的固定夹具测量的循环增加而引起的反作用力变化量的测量结果的曲线图的示例。

图15是示意性示出根据本公开的实施例的单体评估模块的可变夹具的透视图。

图16示出图示根据本公开的实施例的通过单体评估模块的可变夹具测量的由充电和放电引起的反作用力变化量与厚度变化量的曲线图的示例。

图17是示意性示出根据本公开的实施例的用于通过单体评估模块的推导单元推导出的二次电池的变形量与反作用力之间的关系的构造的示图。

图18是示出根据本公开的实施例的在单体评估模块的可变夹具中联接具有不同弹簧常数的弹性构件的各种情况下根据循环的反作用力变化的曲线图。

图19是示出根据本公开的实施例的在单体评估模块的可变夹具中联接具有不同弹簧常数的弹性构件的各种情况下根据循环的厚度变化量的曲线图。

图20是示出根据本公开的实施例的在单体评估模块的可变夹具中具有不同弹簧常数的各种情况下变形量与反作用力之间的关系的曲线图。

具体实施方式

下文将参照附图来详细地描述本公开的优选实施例。在描述之前，应当理解，说明书和所附权利要求书中使用的术语不应被解释为限于通常含义或字典含义，而应基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解读，其原则是允许发明人适当地定义术语以便作出最佳解释。

因此，本文中提出的描述仅是出于说明目的的优选示例，而非旨在限制本公开的范围，故应当理解，在不脱离本公开范围的情况下，能够对其作出其它等同变化和变型。

针对在模块壳体中具有至少一个二次电池的电池模块，根据本公开的用于预测电池模块的变形的装置可以预测由二次电池的膨胀引起的电池模块的变形。特别地，根据本公开的用于预测电池模块的变形的装置可以更有效地应用到具有袋型二次电池的电池模块。

图3是示意性示出根据本公开的实施例的用于预测电池模块的变形的装置的框图。

参照图3，根据本公开的用于预测电池模块的变形的装置可以包括单体评估模块100、壳体评估模块200和预测模块300。

单体评估模块100可以推导出单个单体(即一个二次电池)的厚度变化量与反作用力之间的关系。例如，如果电池模块包括十个单体(十个二次电池)，则单体评估模块100可以推导出单体中的一个单体的厚度变化量与反作用力之间的关系。

在此，单体的厚度变化量和反作用力可以是在由于二次电池的充电和放电而在二次电池中产生气体时发生膨胀所形成的厚度变化量和反作用力。

图4是示意性示出根据本公开的实施例的用于测量二次电池的厚度变化量的构造的示图。

参照图4，二次电池在制成之后刚好可以具有如L1所示的厚度。在此，二次电池的厚度可以指电池在两个袋彼此堆叠的方向上的最大长度。然而，如果二次电池被反复充电和放电，例如，如果二次电池被一直使用到寿命终止(EOL)，则由于在二次电池中产生的气体，二次电池的中心部分可能如虚线所示显著膨胀。因此，EOL点处的二次电池的最大厚度可能增至L2。在图4中，单体的厚度变化量可以被表示为从L2中减去L1所得的值，即“L2-L1”。

同时，当二次电池被设置到电池模块时，在二次电池周围可能存在围绕二次电池的部件，诸如模块壳体、端板和盒体。在这种情况下，根据周围结构，可能限制或允许二次电池的膨胀，并且即使允许二次电池膨胀，膨胀的程度也可能不同。另外，根据二次电池的周围结构的硬度，可以确定允许或限制二次电池的膨胀或者二次电池膨胀的程度。此外，如果根据二次电池的周围结构而在一定程度上限制或允许二次电池的膨胀，则可能对二次电池施加反作用力。

单体评估模块100可以关于单体评估单体膨胀特性，例如，针对给定的厚度变化量产生多大反作用力或者针对给定的反作用力产生多少厚度变化量。

此外，当电池模块包括多个二次电池时，多个二次电池可以全部是相同的类型。换言之，包括在电池模块中的多个二次电池可以具有相同的材料和形状，因此二次电池的膨胀特性也可以几乎相同或相似。因此，在这种情况下，单体评估模块100可以仅评估单个单体的膨胀特性。

优选地，单体评估模块100可以以奇异曲线形式推导出二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系。

图5是示出根据本公开的实施例的由单体评估模块100推导出的厚度变化量与反作用力曲线的曲线图。例如，可以认为，图5示出已知作为电池的EOL点的循环点处的厚度变化量与反作用力之间的关系。

参照图5，单体评估模块100可以在坐标系中获得奇异曲线，其中x轴是根据二次电池膨胀的厚度变化量，并且y轴是由二次电池的膨胀产生的反作用力(载荷)。在此，x轴可以以长度为单位，例如“mm”，并且y轴可以以力或重量为单位，例如“kgf”。

该曲线可以通过根据围绕二次电池的电池模块的构造，例如模块壳体或盒体的刚性改变施加到二次电池的载荷来获得。例如，该曲线可以通过当围绕二次电池的模块壳体或盒体的刚性改为0、50kgf、100kgf、200kgf、10000kgf等时测量根据充电和放电循环的反作用力以及根据充电和放电循环的施加到二次电池的载荷来获得。

同时，模块壳体通常可以被设置到电池模块以容纳至少一个二次电池。

图6是示意性示出设置在电池模块处的模块壳体的示例的透视图。

参照图6，模块壳体M可以被设置成在其上具有空置空间，以便在其中容纳至少一个二次电池。模块壳体被构造成具有至少一个敞开侧，以便可以通过该敞开侧插入或抽出二次电池。敞开侧可以通过变换模块壳体或者将另一个盖体联接到其上来密封。

更详细地，参见图6，模块壳体M在由G表示的部分敞开，并且可以通过该敞开部分容纳多个二次电池。换言之，可以将二次电池沿图上的箭头G的方向插入到模块壳体的内部空间中。然而，尽管图6为便于描述仅示出一个二次电池，但可以将多个二次电池插入到模块壳体的内部空间中。

此外，模块壳体M可以被构造成使得模块壳体的上部、下部、左部和右部基于容纳二次电池的空间而被至少部分地密封，以防二次电池偏离上方向、下方向、左方向和右方向。在此，上方向、下方向、左方向和右方向是基于从由G所示的方向观察模块壳体的情况。换言之，在图6中，右方向表示H1方向，并且左方向是指与H1相反的方向。在该构造中，模块壳体M可以被视为具有上壳体M1、下壳体M2、左壳体M3和右壳体M4作为单元壳。

壳体评估模块200可以推导出施加到模块壳体M的载荷与模块壳体M的变形量之间的关系。特别地，壳体评估模块200可以推导出施加到模块壳体的载荷与模块壳体的宽度变化量之间的关系。

在此，模块壳体的宽度可以指在与二次电池的厚度方向相同的方向上的长度。例如，在图6中，二次电池可以以直立形式容纳于模块壳体中，使得两个宽面被定向成朝向左侧和右侧。此时，二次电池的厚度方向可以是H1方向，即横向方向。此外，模块壳体的宽度方向也可以被称为H1方向，即横向方向。

另外，二次电池可以被堆叠成使得其宽面在模块壳体内部彼此相对。例如，在图6中，当多个二次电池以直立形式容纳于模块壳体内部时，宽面位于左侧和右侧，因此多个二次电池可以沿着横向方向彼此堆叠。因此，模块壳体的宽度可以指电池模块在二次电池的堆叠方向上的长度。

宽度变化量可以是指示模块壳体在宽度方向上的长度如何随模块壳体在宽度方向上的载荷变化的量。

图7是示意性示出根据本公开的实施例的用于测量模块壳体的宽度变化量的构造的示图。可以认为，图7示出从正面在方向G上观察的图6的模块壳体。

参照图7，在未施加力的状态下，模块壳体的宽度如W1所示。

然而，如果在从模块壳体内部朝向外部的方向上(即在箭头I1所示的方向上)施加载荷(压力)，则模块壳体的左壳体M3和右壳体M4可以沿箭头I2移动并且如虚线所示向外弯曲。此外，模块壳体此时的最大宽度如W2所示。

模块壳体的宽度变化量可以被表示为通过从模块壳体的变化后的最大宽度W2中减去原始宽度W1所得的值，即“W2-W1”。

壳体评估模块200可以根据施加到模块壳体的载荷来测量宽度变化量。

例如，当改变图7中在方向I1上施加的压力时，壳体评估模块200可以相应地测量所产生的模块壳体的宽度变化量(W2-W1)。

此外，当对模块壳体施加载荷时，与模块壳体的上部和下部相比，壳体评估模块200可以允许相对较大的载荷被施加到模块壳体的中心部分。

例如，参见图7，当从内侧向外侧施加载荷时，如箭头I1的长度所示，可以将最高载荷施加到左壳体M3和右壳体M4的中心部分，并且可以将相对较小的载荷施加到上部和下部。

当在直立的二次电池中出现膨胀现象时，如图4所示，在二次电池的中心部分相对更多地发生变形，因此左壳体和右壳体可能在中心部分接收最大的力。因此，壳体评估模块200可以允许最大的力被传递到左壳体M3和右壳体M4的中心部分，使得反映这种情况可以被很好的反映。

优选地，壳体评估模块200可以以奇异曲线形式推导出模块壳体的载荷与宽度变化量之间的关系。

图8是示出根据本公开的实施例的由壳体评估模块200推导出的模块壳体的变形量与载荷之间的关系的曲线图。

参照图8，壳体评估模块200可以在坐标系中获得奇异曲线，其中y轴是施加到模块壳体(例如图7的左壳体M3和右壳体M4)的载荷，并且x轴是模块壳体的宽度变化量。在此，x轴可以以长度为单位，例如“cm”，并且y轴可以以力或重量为单位，例如“kgf”。

该曲线可以通过数次实际的试验或模拟来获得。例如，图8中所示的曲线可以通过重复以下过程推导出：重复对模块壳体施加实际力，并且在改变所施加的力的同时，如上所述实际测量所产生的模块壳体的宽度变化量。

如果二次电池被反复充电和放电并在其中产生气体而增加内部压力，则二次电池可能在两个宽面伸出的方向上膨胀。因此，在二次电池的堆叠方向上，即在电池模块的宽度方向上，可能集中表现出电池模块的变形。因此，壳体评估模块200可以推导出对应于二次电池膨胀的模块壳体的宽度变化与载荷的关系。

预测模块300可以使用由单体评估模块100推导出的电池的膨胀特性以及由壳体评估模块200推导出的模块壳体的变形特性来预测电池模块的变形量。换言之，预测模块300可以通过使用由单体评估模块100推导出的电池的厚度变化量与反作用力之间的关系以及由壳体评估模块200推导出的模块壳体的载荷与宽度变化量之间的关系来预测电池模块的变形量。

因此，根据本公开，当设计电池模块时，能够反映出所预测的电池模块的变形量。特别地，根据本公开的实施例，当二次电池的膨胀变得最大时，例如，在二次电池的寿命终止时的EOL点，可以预测电池模块的变形量，并且在设计模块时可以反映这一点。因此，根据本公开，可以设计针对由二次电池劣化等引起的膨胀来优化的电池模块，并且因此可以推导出对于膨胀而言稳定的电池模块结构。

特别地，预测模块300可以预测电池模块的宽度变化量与施加到模块壳体的载荷，作为电池模块的变形量。

例如，在图7中所示的构造中，预测模块300可以预测作为宽度变化量的W2-W1的值。因此，考虑到所预测的宽度变化量，电池模块或电池组的设计者可以设计电池模块外部的构造。例如，在电池模块的外部可以设置诸如电池管理系统(BMS)、熔丝、继电器等各种电气部件，并且可以将电池模块和电气部件设置到电池组壳体的内部空间来构造电池组。此时，考虑到所预测的电池模块的宽度变化量，设计者可以确定电池模块外部的电气部件的布置。如果不考虑由二次电池膨胀引起的电池模块变形，电池组壳体与模块壳体之间的内部空间可能过窄，这可能损坏位于该电池组壳体与模块壳体之间的电气部件或者使电池组壳体变形。然而，根据本发明的实施例，可以防止这一问题。此外，当为电池模块的变形作准备而使电池组壳体与模块壳体之间的内部空间过宽时，电池组可能具有不必要的大体积。然而，根据本发明的实施例，可以防止这一问题。

此外，预测模块300可以预测施加到模块壳体的载荷，因此电池模块或电池组的设计者可以将模块壳体设计成具有适于所预测的载荷的刚性。例如，考虑到由预测模块300预测的载荷，设计者可以通过使用能够承受该载荷的材料来构造模块壳体。替选地，设计者可以考虑由预测模块300预测的载荷，并且然后增加模块壳体的对应部分的厚度或者将加强板附接到其上，以便承受载荷。

优选地，预测模块300将由单体评估模块100推导出的单个二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系转换成电池模块中所设置的全部二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系。此外，预测模块300可以通过使用如上所转换的全部二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系来预测电池模块的变形量。

例如，如图5中所示，单体评估模块100可以推导出二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系。然而，如果这种关系是针对一个二次电池并且电池模块包括多个二次电池，则预测模块300可以将该关系转换成包括在电池模块中的全部二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系。

图9是示意性示出用于将根据本公开的实施例的单个二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系转换成包括在电池模块中的全部二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系。在此，x轴可以以长度为单位，例如“cm”，并且y轴可以以力或重量为单位，例如“kgf”。

参照图9，由单体评估模块100推导出的一个二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系与由J1所示的曲线相同。然而，如果电池模块包括多个二次电池，则在几个二次电池中可能发生膨胀。特别地，在二次电池的EOL点处，在大多数二次电池中可能发生膨胀。因此，在这种情况下，如曲线J2所示，由膨胀引起的反作用力和厚度变化量可能增加。

另外，电池模块中的二次电池可以被布置成使得它们的宽面彼此接触，并且在这种情况下，二次电池的膨胀可能根据包括在电池模块中的二次电池的数目倍增。例如，如果十个二次电池彼此接触地容纳于模块壳体中，则当二次电池膨胀时，电池模块的总宽度变化量可能是一个二次电池的厚度变化量的几乎10倍。此外，如果二次电池的膨胀增加，则施加到模块壳体的载荷以及施加到位于最外侧的二次电池的反作用力也可能大幅增加。

通过反映上述情况，预测模块300可以将由单体评估模块100推导出的单体的厚度变化量与反作用力之间的关系转换成整个模块的厚度变化量(即宽度变化量)与反作用力之间的关系。

同时，在本实施例中，即使描述了单体评估模块100推导出单个二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系，单体评估模块100也可以被构造成推导出多个二次电池的变化量与反作用力之间的关系。另外，单体评估模块100可以直接推导出包括在电池模块中的全部二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系。

根据本公开的这种构造，预测模块300可以通过直接使用由单体评估模块100推导出的厚度变化量与反作用力之间的关系来预测电池模块的变形量，而无需进行转换。

优选地，预测模块300可以检查由单体评估模块100推导出的曲线与由壳体评估模块200推导出的曲线的交点。此外，预测模块300可以通过使用所检查的交点来预测电池模块的变形量。将参照图10对此予以更详细的描述。

图10是示意性示出根据本公开的实施例的用于预测电池模块的变形量的构造的曲线图。

参照图10，x轴可以表示电池模块的宽度变化量，并且y轴可以表示载荷或反作用力。在此，x轴可以以长度为单位，例如“cm”，并且y轴可以以力或重量为单位，例如“kgf”。

预测模块300可以在坐标平面上表示由单体评估模块100推导出的单体的厚度变化量与反作用力之间的关系。在此，如果由单体评估模块100推导出的关系是针对一个二次电池的并且电池模块包括多个二次电池，则预测模块300可以将该关系转换成针对全部二次电池的关系，然后在曲线图上表示转换后的关系。例如，预测模块300可以将一个二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系转换成包括在电池模块中的全部二次电池的厚度变化量(宽度变化量)与反作用力之间的关系，正如图9的实施例，其中将J1曲线转换成J2曲线，然后将转换后的关系显示为图10的曲线K1。在这种情况下，图10的曲线K1可以被认为是采用图9的曲线J2。

此外，预测模块300可以在同一坐标平面上表示由壳体评估模块200推导出的模块壳体的载荷与宽度变化量之间的关系。此外，模块壳体的载荷与宽度变化量之间的关系与由图10中的K2所示的曲线相同。换言之，在图10中，曲线K2表示由壳体评估模块200推导出的模块壳体的载荷与宽度变化量之间的关系，并且例如与图8中所描绘的曲线相同。

此后，预测模块300可以检查曲线K1与曲线K2的交点Kp。交点Kp可以被认为是由单体膨胀引起的力与由于模块壳体的刚性引起的阻力处于平衡的点。预测模块300可以通过使用交点来预测例如在二次电池的寿命终止(EOL)点处的某一循环时间的电池模块的宽度变化量或者所产生的载荷(反作用力)。

换言之，参见图10，预测模块300可以检查两条曲线的交点Kp的坐标(xp,yp)。在此，交点的x坐标(xp)可以表示由二次电池的膨胀引起的电池模块的宽度变化量。例如，如果曲线K1是基于EOL点而推导出的，则xp可以是包括在电池模块中的单体的EOL点处的电池模块的宽度变化量的预测值。例如，如果xp是15cm，则预测模块300可以预测模块的宽度能够在EOL点处增加15cm。

此外，交点的y坐标(yp)可以被认为是由二次电池的膨胀引起的施加到电池模块的载荷。例如，如果曲线K1是基于EOL点而推导出的，则yp可以被认为是在EOL点处施加到模块壳体的压力或力。例如，如果yp是10kgf，则预测模块300可以预测将在EOL点处对模块壳体施加10kgf的力。

特别地，如上所述，二次电池可以以直立形式在模块壳体内部在横向上堆叠。例如，如图6所示，二次电池可以以竖直形式容纳在模块壳体中。此外，多个二次电池可以沿着图6中由H1所示的方向上(即沿着横向方向)彼此相对地容纳在模块壳体中。

在这种情况下，壳体评估模块200可以推导出模块壳体的左侧部分和右侧部分的施加载荷与宽度变化量之间的关系。例如，在图6和图7中，壳体评估模块200可以根据施加到左侧部分M3和右侧部分M4的载荷来推导出关于二次电池的宽度变化量(W2-W1)的关系。

同时，电池模块的模块壳体M可以以与图6中所描绘的前述实施例不同的其它各种形式来构造。例如，模块壳体可以被构造成具有两个端板。

图11是示意性示出具有两个端板作为模块壳体的电池模块的分解透视图。

参照图11，电池模块可以包括多个袋型二次电池C，并且二次电池可以借助于堆叠盒体R以水平横卧形式沿着竖直方向平稳地堆叠。

此外，形成为板状的端板Q可以被分别设置在二次电池C和盒体R的堆叠结构的上部和下部。端板Q可以为电池模块提供机械支撑，并且保护二次电池免受二次电池顶部和底部处的外部冲击等。为此，端板Q可以由诸如钢的金属材料制成，以提高刚性。

针对如上构造的电池模块，壳体评估模块200可以推导出施加到端板的载荷与宽度变化量之间的关系。换言之，壳体评估模块200可以从二次电池的内部向外部施加载荷，并且根据所施加的载荷来测量每个端板的变形程度。

例如，在图11中，壳体评估模块200可以分别沿着上下方向将载荷施加到上端板和下端板，并且测量上端板与下端板之间的最大距离的变化。

优选地，根据本公开的用于预测电池模块的变形的装置可以进一步包括如图3中所示的验证模块400。

验证模块400可以将由预测模块300预测的电池模块的变形量与预先存储的基准值进行比较。在此，电池模块的变形量可以是电池模块的宽度变化量和/或施加到模块壳体的载荷。例如，验证模块400可以将由预测模块300预测的电池模块的宽度变化量与预先存储在存储器等中的宽度基准值进行比较。此外，验证模块400可将由预测模块300预测的施加到电池模块的载荷与先前存储的载荷基准值进行比较。

此外，基于比较结果，验证模块400可以向诸如设计者的用户提供比较信息。

例如，验证模块400可以预先存储10cm的范围作为电池模块的宽度变化量的基准值。此外，验证模块400可以比较并确定由预测模块300预测的电池模块的宽度变化量小于还是大于10cm。如果由预测模块300预测的电池模块的宽度变化量是14cm，则所预测的电池模块的宽度变化量是危险的，并且因此验证模块400可以向电池模块或电池组的设计者提供警告信息。然后，设计者可以重新设计或加强模块壳体的材料或结构，以反映电池模块的宽度变化量。

同时，在根据本公开的用于预测电池模块的变形的装置中，单体评估模块100可以以各种形式构造来推导出单个二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系。

图12是示意性示出根据本公开的实施例的单体评估模块100的框图。

参照图12，根据本公开的单体评估模块100可以包括固定夹具110、可变夹具120和推导单元130。

固定夹具110具有用于保持二次电池的空间并且可以被构造成保持二次电池。特别地，固定夹具110可以被构造成使得袋型二次电池保持成水平横卧形式。

此外，固定夹具110可以被构造成限制所保持的二次电池的膨胀。换言之，即使二次电池的内部压力由于二次电池中产生气体而增加，固定夹具110也可以被构造成不允许二次电池膨胀。特别地，固定夹具110可以限制所保持的二次电池向上和向下膨胀。换言之，固定夹具110可以限制呈横卧形式的二次电池在表面方向上(图2中的上下方向)不会隆起。

此外，固定夹具110可以根据所保持的二次电池的充电和放电循环来测量反作用力的变化。将参照图13来详细描述固定夹具110的示例。

图13是示意性示出根据本公开的实施例的单体评估模块100的固定夹具110的透视图。

参照图13，固定夹具110可以包括固定上夹具111、固定下夹具112、固定基部构件113和固定测量构件114。

在固定夹具110处，固定上夹具111可以位于保持二次电池C的空间上方。换言之，当二次电池C被容纳在固定夹具110中时，固定上夹具111可以位于二次电池C的顶部。此外，固定上夹具111可以被构造成以面对面的关系接触二次电池的宽上表面。

此外，固定上夹具111可以被构造成固定就位。特别地，固定上夹具111可以在竖直方向上固定，而不会在竖直方向上移动。因此，即使二次电池C由于二次电池C的充电和放电而膨胀，固定上夹具111也可以保持其位置。由于固定上夹具111的位置固定，固定夹具110可以限制二次电池C向上膨胀。

固定下夹具112可以位于固定上夹具111下方。固定下夹具112可以与固定上夹具111间隔开预定距离，以形成用于保持二次电池的空间，即用于容纳二次电池的空间。二次电池可以被容纳在固定上夹具111与固定下夹具112之间的保持空间中。特别地，袋型二次电池可以以两个大表面朝上和朝下定向的水平横卧形式放置在固定上夹具111与固定下夹具112之间。而此外，固定下夹具112可以被构造成以面对面的关系接触二次电池的宽底表面。

固定基部构件113可以位于固定下夹具112下方。此外，固定基部构件113可以与固定下夹具112间隔开预定距离。

此外，固定基部构件113可以与固定上夹具111和固定下夹具112联接。例如，如图13中所示，固定上夹具111、固定下夹具112和固定基部构件113可以以这样的方式彼此联接，即诸如螺栓L的多个紧固构件穿过其中。

特别地，固定基部构件113和固定上夹具111可以被联接成使得它们之间的分隔距离不超过某一水平。例如，在图13中，四个螺栓L的上端和下端分别在固定上夹具111的顶端和固定基部构件113的底端处突出，并且螺母N可以被紧固到突出部。在这种情况下，基于紧固有螺母N的部分，固定上夹具111与固定基部构件113可以彼此不进一步分隔开。

此外，固定下夹具112可以被构造成在螺栓穿过其中的情况下能够在竖直方向上移动。例如，在固定下夹具112中可以形成至少一个孔，并且贯穿固定上夹具111和固定基部构件113的螺栓L可以穿过该孔。此外，固定下夹具112可以被构造成在螺栓穿过固定下夹具112的状态下沿着螺栓上下移动。然而，固定测量构件114可以被定位在固定下夹具112下方，以防固定下夹具112向下移动。因此，即使位于上侧的二次电池的内部压力增加，固定上夹具111和固定下夹具112的位置也被固定，并且二次电池的内部增压可以通过固定下夹具112传递到固定测量构件114。

固定测量构件114可以被插入到固定基部构件113与固定下夹具112之间的空间中。此外，固定测量构件114可以根据二次电池的膨胀来测量反作用力。当二次电池被充电和放电时，二次电池内部可能产生气体，并且因此内部压力可能增加。此时，固定测量构件114可以测量作为反作用力的由于内部压力增加而施加到固定下夹具112的载荷。

例如，如果二次电池随着二次电池的充电和放电循环增加而膨胀，则固定下夹具112可能向下移动并挤压位于其下方的固定测量构件114。然后，固定测量构件114可以根据挤压的程度来测量反作用力并对其进行量化。此时，固定测量构件114可以被构造成即使固定测量构件114被挤压也不会改变其厚度。此外，由此，即使二次电池的内部压力增加，固定下夹具112也不会大幅向下移动。因此，在这种情况下，二次电池的厚度可以不在固定夹具110内改变。

固定测量构件114可以使用载荷单体来实施。载荷单体可以例如通过通过施加到固定下夹具112的反作用力压缩而变形，并且载荷单体可以量化变形的程度以测量所施加的压力。

图14示出了示出根据本公开的实施例的使用单体评估模块100的固定夹具110来测量由循环增加引起的反作用力变化量的测量结果的曲线图的示例。在图14中，x轴表示充电和放电循环并且可以以“数字”为单位。此外，在图14中，y轴表示反作用力并且可以以“kgf”为单位。

参照图14，随着反复充电和放电，即随着充电和放电循环的进行，二次电池可能进一步膨胀。然后，由固定夹具110的固定测量构件114测量的反作用力(载荷)可能持续增加。特别地，固定夹具110的固定测量构件114可以周期性或非周期性地数次测量膨胀的反作用力。在这种情况下，由固定夹具110的固定测量构件114测量的反作用力可以以如图14中所示的曲线图的形式来获得。

同时，固定上夹具111、固定下夹具112和/或固定基部构件113可以被形成为如图中所示的平板形状。根据本公开的这种构造，可以减小夹具的竖直尺寸，并且夹具可以通过宽而平的表面平稳且均衡地接触二次电池。特别地，根据本公开的电池评估模块100可以评估袋型二次电池，并且袋型二次电池可以被形成为具有两个大表面的大致矩形的扁平形状。此时，袋型二次电池的两个宽表面可以接触固定上夹具111的下表面和固定下夹具112的上表面，并且在这种情况下，可以形成更宽的接触面。

可变夹具120可以被构造成具有用于保持二次电池的空间，以将二次电池保持于其中。此外，可变夹具120可以被构造成使得袋型二次电池保持水平横卧状态。

特别地，可变夹具120可以被构造成允许所保持的二次电池膨胀。此外，可变夹具120可以被构造成允许二次电池向上膨胀。换言之，与固定夹具110不同，可变夹具120可以被构造成当二次电池中产生气体而增加内部压力时允许二次电池在表面方向上膨胀，特别是向上膨胀。

可变夹具120可以根据所保持的二次电池的充电和放电循环来测量反作用力和厚度变化量。特别地，可变夹具120允许二次电池膨胀，因此能够测量二次电池的厚度变化量以及二次电池的反作用力。参照图15来更详细地描述可变夹具120的示例。

图15是示意性示出根据本公开的实施例的单体评估模块100的可变夹具120的透视图。

参照图15，可变夹具120可以包括可变上夹具121、可变下夹具122、可变基部构件123、可变测量构件124和弹性构件125。

在可变夹具120处，可变上夹具121可以位于其中保持二次电池的空间上方。换言之，当二次电池被容纳在可变夹具120中时，可变上夹具121可以位于二次电池的顶部处。

此外，可变上夹具121可以被构造成能够移动。特别地，可变上夹具121可以被构造成能够在竖直方向上移动。例如，如图15中由箭头E所示，可变上夹具121可以向上移动。因此，当二次电池由于二次电池的充电和放电而膨胀从而增大其体积时，根据膨胀的程度，可变上夹具121可以如箭头E所示向上移动。换言之，由于可变上夹具121能够移动，所以可变夹具120可以允许二次电池向上膨胀。

可变下夹具122可以位于可变上夹具121下方。此外，可变下夹具122可以与可变上夹具121间隔开预定距离，以形成用于保持二次电池的空间。此外，二次电池可以被容纳在可变上夹具121与可变下夹具122之间的保持空间中。特别地，袋型二次电池可以以两个宽表面朝上和朝下定向的水平横卧状态放置在可变上夹具121与可变下夹具122之间。

可变基部构件123可以位于可变下夹具122下方。可变基部构件123可以被构造成与可变下部夹具122间隔开预定距离。

此外，可变基部构件123可以与可变上夹具121和可变下夹具122联接。例如，如图15中所示，可变上夹具121、可变下夹具122和可变基部构件123可以以这样的方式彼此联接，即诸如螺栓L的多个紧固构件穿过其中。

在这种构造中，可变下夹具122可以被构造成在螺栓L穿过其中的状态下能够在竖直方向上移动。例如，在可变下夹具122中形成六个孔，并且贯穿可变上夹具121和可变基部构件123的螺栓L可以穿过这些孔。此时，如果位于上述位置的二次电池膨胀，则可变上夹具121可以在向上方向上移动，并且可变下夹具122可以在向下方向上移动。然而，孔可以被形成在可变下夹具的边缘处，而非其中心处。在本公开的这种构造中，能够确保用于将二次电池放置在可变下夹具的顶部的大空间，并且防止放置二次电池的空间受穿过该孔的螺栓的限制。

可变上夹具121和/或可变下夹具122可以被构造成不易通过诸如刚体的外力而弯曲。特别地，可变上夹具121和/或可变下夹具122可以被构造成不会因二次电池的膨胀或弹性构件125的挤压而弯曲。在这种情况下，由二次电池的膨胀或弹性构件125的挤压引起的力可以被均匀地传递到可变上夹具121或可变下夹具122，由此能够更精确地测量变形量和反作用力。

可变测量构件124可以被插入到可变基部构件123与可变下夹具122之间的空间中。此外，可变测量构件124可以测量由二次电池C的膨胀引起的反作用力。换言之，如果在二次电池中产生气体使得二次电池膨胀，则可变测量构件124可以测量由膨胀引起的压力的大小。

例如，如果二次电池由于二次电池的充电和放电而膨胀，则可变下夹具122可能倾向于向下移动并且挤压位于下方的可变测量构件124。如果是这样，则可变测量构件124可以根据挤压程度来测量反作用力并且对其进行量化。正如固定测量构件114，可变测量构件124可以使用载荷单体来实现。此外，可变测量构件124可以被构造成使得其厚度不变。因此，即使二次电池膨胀，可变下夹具122也基本上不会向下移动。

此外，可变测量构件124可以根据二次电池的充电和放电循环来测量厚度变化量。换言之，如果在二次电池内部产生气体而增大体积，则可变测量构件124可以测量由于二次电池的膨胀而引起的厚度变形的程度。例如，如果二次电池膨胀，使得可变上夹具121向上移动并且下夹具122向下移动，则可变测量构件124可以通过测量可变上夹具121与可变下夹具122之间的距离来测量二次电池的厚度变化量。

弹性构件125可以被联接到可变上夹具121。此外，弹性构件125可以具有具弹性的结构或材料。例如，弹性构件125可以由金属弹簧形成。作为另一示例，弹性构件125可以由橡胶材料制成。

弹性构件125可以被构造成在与可变上夹具121的移动相反的方向上形成恢复力。例如，在图15中，如果可变上夹具121在方向E上(即向上方向上)移动，则弹性构件125的弹性能增加，因此可以形成在相反方向上(即向下方向上)恢复的恢复力。

根据本公开的这种构造，当可变夹具120根据二次电池的膨胀来测量反作用力和厚度变化量时，可以类似地实现二次电池周围的结构的硬度或弹性。例如，二次电池可以被壳体或盒体围绕，并且壳体或盒体可以具有一定水平的弹性。在本公开的构造中，壳体和盒体可以使用弹性构件125来实现，因此在实际的电池模块中，考虑到周围结构的刚性等，可以更准确且容易地计算出二次电池的膨胀特性。

优选地，弹性构件125可以位于可变上夹具121上方。

例如，如图6中所示，弹性构件125可以位于可变上夹具121的顶部。在这种情况下，弹性构件125的底端可以被构造成接触可变上夹具121。因此，如果上夹具121由于二次电池的膨胀而向上移动，则弹性构件125的底端可能向上移动。

此时，如果可变上夹具121的顶端被构造成能够移动，则当可变上夹具121向上移动时，弹性构件125的顶端也可以向上移动，并且因此弹性构件125不会被适当地压缩。因此，弹性构件125的顶端优选地被固定在恒定的位置处。

特别地，弹性构件125的顶端可以被联接并固定到可变基部构件123。如果弹性构件125的顶端如上所述被联接并固定到可变基部构件123，则弹性构件125与可变基部构件123之间的距离可以保持恒定。因此，即使二次电池膨胀，使得可变上夹具121向上移动并且弹性构件125的底端向上移动，弹性构件125的顶端也可以被固定在某一位置处。因此，随着弹性构件125的顶端与底端之间的距离变短，弹性构件125可以被压缩以增加弹性能，并且可以形成在相反方向上恢复的力。

根据本公开的这种构造，弹性构件125的顶端不必被固定到除可变夹具120以外的结构。因此，可变夹具120可以被独立地构造，这可以允许可变夹具120的自由移动并且减小可变夹具120的体积。

更优选地，可变夹具120可以包括至少一个螺栓。例如，如图15中所示，可变夹具120可以包括在竖直方向上延伸的多个螺栓N。此外，螺栓可以被构造成从下侧向上侧相继穿过可变基部构件123、可变下夹具122、可变上夹具121和弹性构件125。

根据本公开的这种构造，包括在可变夹具120中的各个部件(可变基部构件123、可变下夹具122、可变上夹具121和弹性构件125)可以通过使用单个元件(螺栓)而彼此联接。此外，螺栓被构造成分别穿透这些部件，用于使它们联接的元件基本不会露出，并且可以减小整体的体积。

另外，弹性构件125可以具有下板、弹簧和上板。

例如，在图15中，可变夹具120可以包括六个弹性构件125，并且每个弹性构件125可以具有下板F1、弹簧S和上板F2。

在此，下板F1可以被构造成平板形式，并且下板F1的下表面可以接触可变上夹具121的上表面。此外，螺栓可以穿透下板。

此外，弹簧S被放置在下板的上部上并且可以由例如金属材料制成。弹簧可以被形成为螺旋形状，使得螺栓穿过其中空部分。

此外，上板F2可以被构造成平板形式并且被定位在弹簧的上部。此外，上板可以被联接并固定到螺栓。例如，上板可以以这样的方式联接并固定到螺栓，使得贯穿可变基部构件123、可变下夹具122、可变上夹具121、下板和弹簧的螺栓穿透上板以使螺栓的顶端向上露出，并且螺母N被联接到螺栓的露出部分。

根据本公开的这种构造，弹簧的上部可以通过上板而稳定地固定。此外，在这种情况下，当可变上夹具121由于二次电池的膨胀而向上移动时，施加到弹簧的压力可以通过下板而被均匀地传递到弹簧的下部。因此，当二次电池膨胀时，能够防止弹簧由于压力而不规则地脱离或变形。

图16示出了示出根据本公开的实施例的通过单体评估模块100的可变夹具120测量的由充电和放电引起的反作用力变化量与厚度变化量的曲线图的示例。在图16中，x轴表示充电和放电循环并且可以以“数字”为单位。此外，y轴表示反作用力或厚度变化量并且可以以“kgf”或“mm”为单位。

参照图16，随着二次电池进行充电和放电，由可变夹具120的可变测量构件124测量的反作用力也可能持续增加。此外，可变夹具120的可变测量构件124也可以周期性或非周期性地数次测量由膨胀引起的反作用力，使得可以使用诸如图16中由A1所示的曲线的单条线来获得反作用力的变化趋势。

此外，在可变夹具120处，由于反复充电和放电，二次电池可能随着其中产生气体而膨胀。因此，随着充电和放电循环增加，二次电池的厚度可能逐渐增加。为此，如图16中由A2所示，可以用随时间逐渐增加的曲线来表示由可变夹具120测量的二次电池的变形量，即厚度变化量。

推导单元130可以通过使用由固定夹具110测量的反作用力以及由可变夹具120测量的反作用力和厚度变化量来推导出二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系。

例如，推导单元130可以通过使用由固定夹具110测量的反作用力中的预定时间点的反作用力以及由可变夹具120测量的反作用力和厚度变化量中的预定时间点的反作用力和厚度变化量来推导出二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系。

优选地，推导单元130可以基于相同的充电和放电循环点来推导出二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系。换言之，推导单元130可以通过使用在相同的充电和放电循环点处由固定夹具110测量的反作用力以及由可变夹具120测量的反作用力和厚度变化量来推导出厚度变化量与二次电池的反作用力之间的关系。

例如，在图14的曲线图中，推导单元130可以获得由固定夹具110获得的二次电池的反作用力图上的间点T1处的y坐标(a0)。此外，y坐标(a0)可以被认为是T1的二次电池的反作用力。

此外，在图16的曲线图中，推导单元130可以获得由可变夹具120获得的反作用力图A1上的时间点T1的y坐标(a11)。此外，推导单元130可以获得由可变夹具120获得的二次电池的变形量图B1上的时间点T1的y坐标(b11)。

推导单元130可以通过使用由固定夹具110和可变夹具120在预定时间获得的反作用力和变形量(厚度变化量)来推导出二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系。

在此，推导单元130可以基于由固定夹具110测量的反作用力最大化的时间点来推导出二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系。

例如，在图14的曲线图中，电池的反作用力达到最大值的时间点可以是T1。因此，如果确定由固定夹具110测量的电池的反作用力变得最大的循环点T1，则可以基于时间点T1来提取由可变夹具120测量的反作用力和厚度变化量。

特别地，当制造电池时，可以粗略地预测或确定二次电池的使用寿命。因此，可以基于所预测或预定的使用寿命来确定预测反作用力和厚度变化量的时间点。

例如，如果预测特定二次电池的使用寿命为5000次循环，则在图14和图16的曲线图中，时间点T1可以被设置为对应的二次电池的5000次循环。因此，在这种情况下，可以提取在5000次循环的时间点由固定夹具110测量的二次电池的反作用力以及由可变夹具120测量的二次电池的反作用力和厚度变化量。

推导单元130可以根据二次电池的厚度变化量来推导出反作用力图。

特别地，推导单元130可以推导出二次电池的变形量(即，厚度变化量)为x轴以及二次电池的反作用力为y轴的坐标平面图。

在这种情况下，推导单元130可以通过使用由固定夹具110获得的预定时间点的反作用力以及由可变夹具120获得的预定时间点的反作用力和变形量来推导出二次电池的变形量和反作用力的曲线图。

图17是示意性示出根据本公开的实施例的用于通过单体评估模块100的推导单元130推导出的二次电池的变形量与反作用力之间的关系的构造的示图。

参照图17，推导单元130可以设置x轴表示二次电池的厚度变化量以及y轴表示二次电池的反作用力的坐标平面。在此，x轴可以以长度为单位，例如“mm”，并且y轴可以以力或重量为单位，例如“kgf”。

此外，在坐标平面上，推导单元130可以通过使用单个点来表示由固定夹具110获得的时间点T1的反作用力。例如，在图14的曲线图中，时间点T1的反作用力a0可以成为y坐标。此外，由于在固定夹具110处基本上没有电池的厚度变化量，此时的x坐标可以为0(零)。因此，推导单元130可以获得由固定夹具110测量的坐标点P0(0,a0)。换言之，推导单元130可以将由固定夹具110获得的反作用力输入到变形量和反作用力的坐标平面上作为y轴截距。

此外，推导单元130可以通过使用由可变夹具120获得的时间点T1的变形量和反作用力来表示坐标平面中的至少一个点。例如，在图16的曲线图中，可以通过将时间点T1的厚度变化量(变形量)b11设置为x坐标并且将时间点T1的反作用力a11设置为y坐标来获得具有坐标(b11,a11)的单个点P1。

如上所述，通过使用由固定夹具110和可变夹具120获得的两点(P0,P1)，推导单元130可以获得单条线。换言之，推导单元130可以通过使由固定夹具110和可变夹具120获得的点彼此相连来获得单条曲线图。

特别地，可变夹具120可以包括弹性构件125，并且弹性构件125可以被构造成可更换。

例如，在图15中，可变上夹具121被联接到弹性构件125，并且可变上夹具121可以被构造成使得弹性构件125可更换。

在这种情况下，可变夹具120可以被构造成使得弹性构件125被更换成另一种类型的弹性构件125。特别地，可变夹具120可以被构造成使得弹性构件125被更换成具有不同弹簧常数的弹性构件125。例如，包括在可变夹具120中的可变上夹具121和弹性构件125可以被构造成能够通过钩挂结构彼此联接而可拆卸且可紧固。替选地，可变上夹具121和弹性构件125可以被构造成通过装配结构彼此联接而可拆卸且可紧固。例如，可变上夹具121的上部可以具有以对应于弹性构件125的下部外形的尺寸和形状形成的插槽，并且弹性构件125的下部可以被插入该插槽内。

另外，弹性构件125可以呈由金属制成并且具有螺旋形状的弹簧形式。在这种情况下，作为替代，具有不同弹簧常数的不同类型的弹性体可以被联接到可变上夹具121。

特别地，弹性构件125可以被定位在可变上夹具121的顶部处并且联接到可变上夹具121。在这种情况下，可以更容易地更换弹性构件125。

在容易更换弹性构件125的构造中，如果具有不同弹簧常数的弹性构件125被联接到可变夹具120，则分别针对联接每个弹性构件125的每种情况，可变夹具120可以根据二次电池的充电和放电循环来测量反作用力和厚度变化量。

图18是示出根据本公开的实施例的在单体评估模块100的可变夹具中联接具有不同弹簧常数的弹性构件的各种情况下按循环的反作用力变化的曲线图，以及图19是示出根据本公开的实施例的在单体评估模块100的可变夹具中联接具有不同弹簧常数的弹性构件125的各种情况下按循环的厚度变化量的曲线图。在图18中，x轴表示充电和放电循环并且可以以“数字”为单位。此外，y轴表示反作用力并且可以以“kgf”为单位。而且，在图19中，x轴表示充电和放电循环并且可以以“数字”为单位。此外，y轴表示厚度变化量并且可以以“mm”为单位。

参照图18和图19，首先，以与图16中所示相同的形式示出反作用力图A1和变形量图B1。此外，在时间点T1的图A1的反作用力和图B1的变形量可以分别是a11和b11。因此，在x轴表示变形量且y轴表示反作用力的变形量和反作用力的坐标平面中，与图17的情况相同，可以获得坐标点(b11，a11)(P1)。

然而，与推导出图A1和B1的情况相比，如果在可变夹具120中包括弹性常数较低的弹性构件125，则反作用力降低。因此，如图18所示，与图A1相比，可以通过具有较低反作用力的图A2的形式获得反作用力图。此外，随着弹簧常数降低，电池的厚度变化量可能增加。因此，如图19所示，与图B1相比，可以通过具有较高厚度变化量的图B2的形式获得变形量图。在这种情况下，时间点T1的厚度变化量和反作用力可以被推导为b12和a12。因此，可以在厚度变化量和反作用力的坐标平面上获得坐标点(b12，a12)(P2)。

同样地，与推导出图A2和B2的情况相比，如果在可变夹具120中包括具有较低弹簧常数的弹性构件125，则如图18和图19中的图A3和B3所示，反作用力可能变小并且厚度变化量可能变大。在这种情况下，时间点T1的厚度变化量值和反作用力值可以被推导为b13和a13。因此，可以在厚度变化量和反作用力的坐标平面上获得坐标点(b13，a13)(P3)。

此外，与图A3和B3的情况相比，如果在可变夹具120中包括弹簧常数较低的弹性构件125，则如图18和图19的图A4和B4所示，反作用力变小并且厚度变化量变大。在这种情况下，时间点T1的厚度变化量和反作用力可以被推导为b14和a14。因此，可以在厚度变化量和反作用力的坐标平面上获得坐标点(b14，a14)(P4)。

此外，如果如上所述通过改变弹簧常数来获得多个坐标点，则推导单元130可以通过使用坐标点来获得厚度变化量和反作用力的曲线图。换言之，如果针对联接具有不同弹簧常数的多个弹性构件125的每种情况，由可变夹具120测量根据充电和放电循环的反作用力和厚度变化量，则推导单元130可以通过使用测量结果来推导出二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系。

图20是示出根据本公开的实施例的在单体评估模块100的可变夹具中具有不同弹簧常数的各种情况下变形量与反作用力之间的关系的曲线图。在此，x轴可以以长度为单位，例如“mm”，并且y轴可以以力或重量为单位，例如“kgf”。

参照图20，推导单元130可以在变形量和反作用力的坐标平面上通过使用图14的实施例中由固定夹具110获得的坐标点(0,a0)而在y轴上表示一个点(P0)。此外，推导单元130可以在坐标平面上显示在图18和图19的实施例中改变弹簧常数的同时由可变夹具120获得的四个坐标点(P1，P2，P3，P4)。

此外，推导单元130可以通过使用如上所示的五个点(P0至P5)来获得单条线V。特别地，推导单元130可以通过使用五个点来推导出单条曲线V。此外，如上推导出的曲线V可以是显示二次电池的变形量与反作用力之间的关系的曲线图。例如，图11的曲线图可以变成上述图5的曲线图。另外，当具有不同弹簧常数的情况下存在更多坐标点时，推导单元130可以获得更精确的曲线。

此外，在根据本公开的用于预测电池模块的变形的装置中，单体评估模块100可以以各种形式构造从而推导出施加到模块壳体的载荷与模块壳体的宽度变化量之间的关系。

根据本公开的实施例的单体评估模块100可以包括载荷施加单元和变化量测量单元。

在此，载荷施加单元可以将载荷施加到模块壳体。另外，载荷施加单元可以从模块壳体的内部向外部施加载荷。例如，载荷施加单元可以如图7中由箭头I1所示将载荷施加到模块壳体。

此外，载荷施加单元可以对模块壳体施加载荷，同时改变载荷的量值。此外，载荷施加单元可以总体上不将相同的载荷施加到模块壳体，而是将具有偏差的载荷施加到每个部分。例如，如上所述，与诸如上部或下部的外部部分相比，载荷施加单元可能允许更多的载荷被施加到模块壳体的中心部分。在这种情况下，可以轻松应对中心部分更频繁发生的二次电池的膨胀。

变化量测量单元可以在载荷施加单元施加载荷的同时测量模块壳体的变化程度。特别地，载荷量测量单元可以测量模块壳体的整体宽度的变化量。例如，变化量测量单元可以测量图7中的W2与W1之差。

已经对本公开予以详细描述。然而，应当理解，详细描述和具体示例在指出本公开的优选实施例的同时仅通过示例给出，因为从该详细描述，本公开范围内的各种更改和变型对于本领域技术人员而言显而易见。

同时，当说明书中使用指示方向的用语时，诸如上方向、下方向、左方向、右方向、前方向和后方向，对于本领域技术人员而言显而易见的是，这些用语为便于解释仅表示相对位置并且可以基于观察者或对象的位置而改变。

附图标记列表

100 单体评估模块

110 固定夹具

111 固定上夹具

112 固定下夹具

113 固定基部构件

114 固定测量构件

120 可变夹具

121 可变上夹具

122 可变下夹具

123 可变基部构件

124 可变测量构件

125 弹性构件

130 推导单元

200 壳体评估模块

300 预测模块

400 验证模块

Claims (9)

1.一种用于预测由二次电池的膨胀引起的电池模块的变形的装置，所述电池模块具有在模块壳体中的至少一个二次电池，所述装置包括：

单体评估模块，所述单体评估模块被构造成推导出单个二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系；

壳体评估模块，所述壳体评估模块被构造成推导出施加到所述模块壳体的载荷与所述模块壳体的宽度变化量之间的关系；以及

预测模块，所述预测模块被构造成通过使用由所述单体评估模块推导出的所述电池的所述厚度变化量与所述反作用力之间的关系以及由所述壳体评估模块推导出的所述模块壳体的所述载荷与所述宽度变化量之间的关系来预测所述电池模块的变形量。

2.根据权利要求1所述的用于预测电池模块的变形的装置，

其中，所述单体评估模块以奇异曲线形式推导出所述厚度变化量与所述反作用力之间的关系。

3.根据权利要求2所述的用于预测电池模块的变形的装置，

其中，所述壳体评估模块以奇异曲线形式推导出所述模块壳体的所述载荷与所述宽度变化量之间的关系。

4.根据权利要求3所述的用于预测电池模块的变形的装置，

其中，所述预测模块检查由所述单体评估模块推导出的奇异曲线与由所述壳体评估模块推导出的奇异曲线的交点，并且通过使用所检查的交点来预测所述电池模块的变形量。

5.根据权利要求1所述的用于预测电池模块的变形的装置，

其中，所述电池模块包括多个二次电池，并且

其中，所述预测模块将由所述单体评估模块推导出的单个二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系转换成包括在所述电池模块中的全部二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系，并且通过使用所转换的全部二次电池的厚度变化量与反作用力之间的关系来预测所述电池模块的变形量。

6.根据权利要求1所述的用于预测电池模块的变形的装置，

其中，所述二次电池被设置成竖立并且被布置成在所述模块壳体中沿横向方向堆叠，并且

其中，所述壳体评估模块推导出所述模块壳体的宽度变化量与施加到所述模块壳体的右侧和左侧的载荷之间的关系。

7.根据权利要求1所述的用于预测电池模块的变形的装置，

其中，所述模块壳体包括两个端板，所述两个端板具有板形并且分别位于所述二次电池的在堆叠方向上的两端处，并且

其中，所述壳体评估模块推导出宽度变化量与施加到所述端板的载荷之间的关系。

8.根据权利要求1所述的用于预测电池模块的变形的装置，

其中，所述预测模块预测所述电池模块的所述宽度变化量与施加到所述模块壳体的所述载荷，以作为所述电池模块的所述变形量。

9.根据权利要求1所述的用于预测电池模块的变形的装置，进一步包括：

验证模块，所述验证模块被构造成将由所述预测模块预测的所述电池模块的所述变形量与预先存储的基准值进行比较。