CN109844990B - 电池模块、包括电池模块的电池组以及包括电池组的车辆 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的一个实施例的电池模块包括：多个电池单体；单体外壳，其被构造成容纳所述多个电池单体；以及盖外壳，其被构造成覆盖所述单体外壳的上部，其中所述盖外壳包括：上盖，其形成所述盖外壳的上部；下盖，其与所述上盖螺栓联接，并设置在所述单体外壳的上侧处；以及汇流条单元，其被设置在所述下盖和所述上盖之间，电连接到所述多个电池单体的电极，并密封联接到所述上盖和/或所述下盖中的至少一个。

Description

电池模块、包括电池模块的电池组以及包括电池组的车辆
技术领域
本公开涉及一种电池模块、一种包括该电池模块的电池组以及一种包括该电池组的车辆。
本申请要求2017年6月27日提交的韩国专利申请No.10-2017-0081348的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
背景技术
二次电池非常适用于各种产品，并且展现诸如高能量密度等优异的电学性能，因此二次电池不仅通常用于便携式设备，而且还通常用于由电源驱动的电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)、高尔夫球车等。作为提高环境友好性和能源效率的新能源，由于能够大大减少化石燃料的使用，并且在能量消耗期间不会产生副产物，因此二次电池备受关注。
目前广泛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。单位二次电池单体(即单位电池单体)的工作电压约为2.5V至4.6V。因此，如果需要更高的输出电压，则可以串联连接多个电池单体以构成电池组。另外，根据电池组所需的充电/放电容量，可以并联连接多个电池单体以构成电池组。因而，可以根据所要求的输出电压或所需的充电/放电容量来不同地设定包括在电池组中的电池单体的数量。
同时，当多个电池单体被串联或并联连接以构成电池组时，通常首先构成由至少一个电池单体组成的电池模块，然后通过使用所述至少一个电池模块并添加其它部件来构成电池组。
由于多模块结构的电池组被制造使得多个二次电池密集地封装在狭窄空间中，因此重要的是易于排出每个二次电池所产生的热量。由于二次电池的充电或放电过程通过电化学反应进行，所以如果电池模块在充电和放电期间所产生的热量没有被有效去除，则可能发生热量积聚，导致电池模块的劣化，并引起燃烧或爆炸。
因而，高输出大容量的电池模块和包括该电池模块的电池组应具有冷却结构，用于冷却其中所包括的电池单体。为了进行所述冷却，传统的电池模块在容纳电池单体的单体外壳内具有包括热界面材料或冷却剂。另外，传统的电池模块被加工成围绕单体外壳具有气密性，以防止异物穿入单体外壳中，或者防止冷却剂蒸发或排出。
然而，在传统的电池模块中，连接到单体外壳以覆盖单体外壳的上侧并且具有用于连接外部高电流端子的连接器露出开口的盖外壳具有相对低的气密性。例如，连接器露出开口总是露出于盖外壳之外。
因而，在传统的电池模块中，用于冷却的冷却剂等相对易于蒸发或排放到外部，这可能使冷却性能劣化。
因此，需要找到一种通过增加电池模块的气密性来防止由于冷却剂的蒸发而导致的损失的方法。
发明内容
技术问题
因此，本公开旨在提供一种能够增强单体外壳和盖外壳之间的气密性的电池模块、一种包括该电池模块的电池组以及一种包括该电池组的车辆。
另外，本公开旨在提供一种能够增强用于连接外部高电流端子的暴露部处的气密性的电池模块、一种包括该电池模块的电池组以及一种包括该电池组的车辆。
此外，本公开旨在提供一种能够防止冷却剂蒸发或排出的电池模块、一种包括该电池模块的电池组以及一种包括该电池组的车辆。
技术解决方案
在本公开的一个方面中，提供了一种电池模块，包括：多个电池单体；单体外壳，其被构造成容纳多个电池单体；以及盖外壳，其被构造成覆盖单体外壳的上侧，其中，盖外壳包括：上盖，其被构造成形成盖外壳的上部；下盖，其被螺栓联接到上盖，并设置在单体外壳的上侧处；和汇流条单元，其被设置在下盖和上盖之间，电连接到多个电池单体的电极，并密封联接到上盖和下盖中的至少一个。
汇流条单元可包括：汇流条主体，其具有连接到多个电池单体的电极的电极连接器和连接到外部高电流端子的端子连接器；和汇流条密封部，其被构造成围绕汇流条主体和端子连接器的边缘，并密封联接到上盖。
上盖可包括：盖板，其被螺栓联接到下盖，被构造成覆盖汇流条单元的上侧并具有连接器露出开口，以露出端子连接器；和盖密封部，其被设置在盖板的底表面处，并密封联接到汇流条密封部。
汇流条密封部和盖密封部可以彼此钩卡联接。
汇流条密封部和盖密封部可以由允许弹性变形的可压缩材料制成。
下盖可以具有汇流条放置槽，用于形成开口，从而将电池单体的电极连接到电极连接器并将汇流条主体放置在其中。
汇流条放置槽可具有用于固定汇流条密封部的固定部。
可以在汇流条密封部和盖密封部的外部执行螺栓联接。
汇流条主体可以由柔性印刷电路板制成。
在本公开的另一方面中，还提供了一种电池组，其包括：根据上述实施例的至少一个电池模块；以及电池组壳体，其被构造为封装所述至少一个电池模块。
在本公开的另一方面中，还提供了一种车辆，其包括根据上述实施例的至少一个电池组。
有利效果
根据上述各种实施例，可以提供一种能够增强单体外壳和盖外壳之间的气密性的电池模块、一种包括该电池模块的电池组以及一种包括该电池组的车辆。
另外，根据上述各种实施例，可以提供一种能够增强用于连接外部高电流端子的暴露部处的气密性的电池模块、一种包括该电池模块的电池组以及一种包括该电池组的车辆。
此外，根据上述各种实施例，可以提供一种能够防止冷却剂蒸发或排出的电池模块、一种包括该电池模块的电池组以及一种包括该电池组的车辆。
附图说明
附图示出了本公开的优选实施例，并且与上述公开一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，因而，本公开不应被解释为限于附图。
图1是用于示出根据本公开的实施例的电池模块的视图。
图2是示出图1中所示的电池模块的分解立体图。
图3是示出图2中所示电池模块的盖外壳的分解立体图。
图4是示出图3中所示盖外壳的上盖的底表面的立体图。
图5是示出图3中所示盖外壳的下盖的立体图。
图6是示出图3中所示盖外壳的汇流条单元的立体图。
图7和8是用于示出图2所示电池模块的盖外壳的组装过程的视图。
图9是用于示出根据本公开的实施例的电池组的视图。
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。应理解，本文公开的实施例仅用于说明，以更好地理解本发明，本公开可以以各种方式进行修改。另外，为了便于理解本公开，附图未按实际比例绘制，而是可能夸大了某些部件的尺寸。
图1是用于示出根据本公开的实施例的电池模块的视图。图2是示出图1所示电池模块的分解立体图，图3是示出图2所示电池模块的盖外壳的分解立体图，图4是示出图3所示盖外壳的上盖的底表面的立体图，图5是示出图3所示盖外壳的下盖的立体图，图6是示出图3所示盖外壳的汇流条单元的立体图。
参考图1至6，电池模块10可以包括电池单体100、电池单体外壳200和盖外壳300。
电池单体100可以设置为多个，并且所述多个电池单体100可以是圆柱形二次电池。多个电池单体100可以彼此堆叠并且彼此电连接。多个电池单体100可以分别具有用于电连接的电极110。
单体外壳200可以容纳多个电池单体100。单体外壳200可以包括容纳部210和外壳螺栓联接部230。
容纳部210可以具有用于容纳多个电池单体100的容纳空间。容纳部210可以填充有用于冷却多个电池单体100的冷却剂。冷却剂可以是相变材料，以获得更高的冷却性能。
外壳螺栓联接部230用于将单体外壳200联接到盖外壳300，如后文所释，并且可以设置至单体外壳200的上边缘。
外壳螺栓联接部230可以设置为多个，并且所述多个外壳螺栓联接部230可以被设置成沿着上边缘隔开预定距离。螺栓联接构件B可以分别紧固到多个外壳螺栓联接部230。
盖外壳300可以覆盖单体外壳200的上侧。盖外壳300可以借助于螺栓联接构件B来螺栓联接到单体外壳200，以确保气密性。
盖外壳300可以包括上盖310、下盖330和汇流条单元350。
上盖310可以形成盖外壳300的上部。上盖310可以包括盖板311和盖密封部317。
盖板311覆盖汇流条单元350的上侧，如后文所释，并且可以被螺栓联接到后文所释的下盖330以及单体外壳200的外壳螺栓联接部230。
盖板311可以具有上部螺栓联接部313和连接器露出开口315。
上部螺栓联接部313用于在盖外壳300和单体外壳200之间进行螺栓联接，并且可以被设置为多个。螺栓联接构件B可以分别插入穿过多个上部螺栓联接部313。
连接器露出开口315可以形成在盖板311的一侧，以露出后文所释的端子连接器355，以在汇流条单元350和外部高电流端子之间进行平滑连接，如后文所释。
盖密封部317用于增强气密性，并被设置在盖板311的底表面处，并且盖密封部317可以被密封联接到汇流条密封部357，如后文所释。
盖密封部317可以具有与汇流条密封部357相对应的形状，如后文所释。具体地，盖密封部317可以包括具有大致矩形框架形的部分和具有与连接器露出开口315对应形状的部分，并且盖密封部317可以通过钩卡联接等方式联接到汇流条密封部357，如后文所释。下面，将关于汇流条密封部357更详细地描述盖密封部317。
下盖330设置在单体外壳200的上侧，并且可借助于螺栓联接构件B被螺栓联接到上盖310和单体外壳200，以增强气密性。
下盖330可包括下部螺栓联接部333和汇流条放置槽335。
下部螺栓联接部333可以被设置在与上部螺栓联接部313和外壳螺栓联接部230相对应的位置处，并且可以被设置为多个，以对应于上部螺栓联接部313和外壳螺栓联接部230的数量。在通过上部螺栓联接部313和下部螺栓联接部333进行联接之后，多个螺栓联接构件B被分别紧固到外壳螺栓联接部230，由此将盖外壳300和单体外壳200彼此联接。所述螺栓联接可进一步改善单体外壳200和盖外壳300之间的气密性。这里，如后文所释，所述螺栓联接可在汇流条密封部357和盖密封部317的外部进行，以便确保双重气密结构。
汇流条放置槽335用于将后文所释的汇流条单元350的汇流条主体351稳定地放置在下盖330上，并且可以具有开口337和固定部339。
开口337可以在下盖330内部形成开放空间，以将电池单体100的电极110连接到汇流条单元350的电极连接器353，如后文所释。
固定部339可以沿着汇流条放置槽335的边缘形成。稍后所释的汇流条单元350的汇流条密封部357可以被放置在固定部339上，并固定到固定部339。
汇流条单元350被设置在下盖330和上盖310之间，并且可以电连接到多个电池单体100的电极110。
汇流条单元350可以密封联接到上盖310和下盖330中的至少一个，以确保气密性，并且可包括汇流条主体351和汇流条密封部357。
汇流条主体351可由柔性印刷电路板制成。汇流条主体351可以包括电极连接器353和端子连接器355。
电极连接器353可以连接到多个电池单体100的电极110。这种连接可通过焊接等方式进行。
端子连接器355可以电连接到外部高电流端子，以连接到电池模块10的外部电源等。为此，端子连接器355可以通过上盖310的连接器露出开口315而露出到外部。
汇流条密封部357用于确保汇流条单元350的气密性，并且可以围绕汇流条主体351和端子连接器355的边缘，并且可以与上盖310的盖密封部317密封联接。
汇流条密封部357可以被钩卡联接到盖密封部317。除了钩卡联接之外，汇流条密封部357和盖密封部317也可通过焊合(seaming)等彼此密封联接。
汇流条密封部357和盖密封部317可以由允许弹性变形的可压缩材料制成，诸如弹性橡胶、弹性垫等，以便进一步增强气密性。
下面，将关于盖外壳300的组装来更详细地描述用于确保根据该实施例的电池模块10的气密性的组装结构。
图7和8是用于示出图2所示电池模块的盖外壳的组装过程的视图。
参考图7，在组装电池模块10的盖外壳300时，当上盖310和下盖317被组装时，上盖310的盖密封部317和汇流条单元350的汇流条密封部357可以通过钩卡而彼此密封连接。
所述密封联接可以防止异物穿过连接器露出开口315，或防止可能通过汇流条主体351产生的冷却剂蒸发。
参考图8，此后，螺栓联接构件B可以被螺栓联接到盖外壳300的上盖310、下盖330以及单体外壳200。
当执行所述螺栓联接时，上盖310被向下按压，并紧密地贴附到下盖330，并且下盖330被紧密地贴附到单体外壳200，由此确保上盖310和下盖330之间的气密性，从而进一步确保盖外壳300和单体外壳200之间的气密性。
通过利用所述螺栓联接所实现的上盖310和下盖330之间以及单体外壳200和盖外壳300之间的气密结构，可以防止异物穿入盖外壳300和单体外壳200中，并且还有效地防止了单体外壳200中的冷却剂蒸发或排出。
结果，由于在盖密封部317和汇流条密封部357的外部进行螺栓联接，因此可以与盖密封部317和汇流条密封部357的密封结构一起实现双密封结构。
同时，当借助于所述螺栓联接构件B来向下按压上盖310时，彼此接合的盖密封部317和汇流条密封部357可以发生弹性变形，并且更紧密地彼此贴附。也就是说，盖密封部317和汇流条密封部357首先通过钩卡等彼此密封联接，然后通过弹性变形而彼此紧密贴附，由此实现更加气密的结构。
因而，可以更可靠地防止异物穿过连接器露出开口315，或着防止可能通过汇流条主体351所产生的冷却剂蒸发。
图9是用于示出根据本公开的实施例的电池组的视图。
参考图9，电池组1可以包括根据前述实施例的至少一个电池模块10和用于封装该至少一个电池模块10的电池组壳体50。
电池组1可以作为车辆的燃料源提供给车辆。作为示例，电池组1可以被提供给电动车辆、混合动力车辆以及能够使用电池组1作为燃料源的各种其它类型的车辆。
另外，除了车辆之外，电池组1还可被设置在其它设备、仪器或设施中，诸如使用二次电池的蓄能系统。
如上所述，本实施例的电池组1和具有电池组1的诸如车辆这样的设备、仪器或设施包括上述电池模块10，因而可以实现具有上述电池模块10的全部优点的电池组1，或者具有电池组1的设备、仪器、设施等，诸如车辆。
根据上述各种实施例，可以提供能够一种能够增强单体外壳200和盖外壳300之间的气密性的电池模块10、一种包括电池模块10的电池组1以及一种包括电池组1的车辆。
另外，根据上述各种实施例，可以提供一种能够增强用于连接外部高电流端子的暴露部处的气密性的电池模块10、一种包括电池模块10的电池组1以及一种包括电池组1的车辆。
此外，根据上述各种实施例，可以提供一种能够防止冷却剂蒸发或排出的电池模块10、一种包括电池模块10的电池组1以及一种包括电池组1的车辆。
虽然已经示出和描述了本公开的实施例，但是应理解，本公开不限于所述的特定实施例，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，而不应偏离本公开的技术思想和观点而单独地理解这些修改。

Claims (8)

1.一种电池模块，包括：
多个电池单体；
单体外壳，所述单体外壳被构造成容纳所述多个电池单体；以及
盖外壳，所述盖外壳被构造成覆盖所述单体外壳的上侧，
其中，所述盖外壳包括：
上盖，所述上盖被构造成形成所述盖外壳的上部；
下盖，所述下盖被螺栓联接到所述上盖，并且被设置在所述单体外壳的上侧处；以及
汇流条单元，所述汇流条单元被设置在所述下盖和所述上盖之间，被电连接到所述多个电池单体的电极，并且被密封联接到所述上盖和所述下盖中的至少一个，
其中，所述汇流条单元包括：
汇流条主体，所述汇流条主体具有电极连接器和端子连接器，所述电极连接器连接到所述多个电池单体的电极，所述端子连接器连接到外部高电流端子；和
汇流条密封部，所述汇流条密封部被构造成围绕所述汇流条主体和所述端子连接器的边缘，并且密封联接到所述上盖，
其中，所述上盖包括：
盖板，所述盖板被螺栓联接到所述下盖，被构造成覆盖所述汇流条单元的上侧，并且具有用于露出所述端子连接器的连接器露出开口；和
盖密封部，所述盖密封部被设置在所述盖板的底表面处，并且密封联接到所述汇流条密封部，并且
其中，在所述汇流条密封部和所述盖密封部的外部执行所述螺栓联接。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述汇流条密封部和所述盖密封部被彼此钩卡联接。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述汇流条密封部和所述盖密封部由允许弹性变形的可压缩材料制成。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述下盖具有汇流条放置槽，所述汇流条放置槽用于形成开口以将所述电池单体的电极连接到所述电极连接器，并且将所述汇流条主体放置在所述汇流条放置槽中。
5.根据权利要求4所述的电池模块，
其中，所述汇流条放置槽具有用于固定所述汇流条密封部的固定部。
6.根据权利要求1所述的电池模块，
其中，所述汇流条主体由柔性印刷电路板制成。
7.一种电池组，包括：
至少一个根据权利要求1限定的电池模块；和
电池组壳体，所述电池组壳体被构造为封装所述至少一个电池模块。
8.一种车辆，包括：
至少一个根据权利要求7限定的电池组。
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