CN110062965B - 电池单体、电池模块和电池组以及包括该电池组的车辆 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及电池单体、电池模块和电池组以及包括该电池组的车辆。所公开的电池单体包括：电极组件；用于容纳所述电极组件的电池壳体；以及两对电极引线，所述两对电极引线被设置在所述电池壳体的外表面处，并且连接到所述电极组件。

Description

电池单体、电池模块和电池组以及包括该电池组的车辆
技术领域
本公开涉及电池单体、电池模块和电池组以及包括该电池组的车辆。
本申请要求于2017年5月8日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2017-0057505的优先权，其公开内容通过引用并入在本文。
背景技术
二次电池高度适用于各种产品，并且表现出诸如高能量密度等优异的电气性质，因此二次电池不仅通常用在便携式装置中，而且还用在由电源驱动的电动车辆(EV)或混合动力电动车辆(HEV)中。作为用于增强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品，因此二次电池备受关注。
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。单位二次电池单体、即单位电池单体的工作电压是大约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。此外，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。因此，可以根据所需的输出电压或所要求的充电/放电容量来不同地设置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，然后通过使用至少一个电池模块并且添加其它部件来构成电池组。
通常来讲，当多个电池单体被联接或者多个电池模块被彼此联接时，由于在各个电池单体或电池模块处仅在一个方向或两个方向上提供极性，所以由于这些单体或模块的电极引线或电极汇流条的结构，导致这些单体或模块具有不良的联接自由度。
因此，当要联接的电池单体或电池模块的数量增加时，由于单体或模块的联接形式受机械方面因素的限制，因此由于单体或模块之间的空闲空间而使得空间损失增加。这里，就总能量密度方面而言，诸如空闲空间这样的空间损失起到负面因素的作用，这不可避免地变成不必要增加尺寸的因素。
因此，需要找到一种方法，以当多个电池单体或电池模块彼此联接时，来增加联接自由度、提高能量密度并且实现更纤薄结构。
发明内容
技术问题
因此，本公开用于提供电池单体、电池模块和电池组以及包括该电池组的车辆，其可以在彼此联接多个电池单体或电池模块时增加联接自由度。
此外，本公开用于提供电池单体、电池模块和电池组以及包括该电池组的车辆，其可以提高能量密度。
此外，本公开用于提供电池单体、电池模块和电池组以及包括该电池组的车辆，其可以根据更纤薄设计的最近趋势来具有更纤薄结构。
技术方案
在本公开的一个方面中，提供了一种电池单体，包括：电极组件；电池壳体，所述电池壳体被构造成容纳电极组件；以及两对电极引线，所述两对电极引线被设置在电池壳体的外表面处，并且连接到电极组件。
电池壳体可以具有六面体形状，并且两对电极引线可以被设置到电池壳体的外表面中的四个表面。
两对电极引线可以包括：一对第一电极引线，该一对第一电极引线被设置在电池壳体的一个表面和与该一个表面相反布置的另一个表面处；以及一对第二电极引线，该一对第二电极引线被设置在电池壳体的与所述一个表面和另一个表面相邻并且彼此相反布置的表面处。
该一对第一电极引线可以具有不同的极性。
该一对第二电极引线可以具有不同的极性。
电池单体可以被设置为多个，并且多个电池单体可以彼此拼块联接(block-coupled)。
在本发明的另一方面中，还提供了一种电池模块，包括：多个电池单体；模块壳体，所述模块壳体被构造成容纳多个电池单体；以及两对电极汇流条，所述两对电极汇流条被设置在模块壳体的外表面处，并且电连接到电池单体。
模块壳体可以具有六面体形状，并且两对电极汇流条可以被设置在模块壳体的外表面中的四个表面处。
两对电极汇流条可以包括：一对第一电极汇流条，该一对第一电极汇流条被设置在模块壳体的一个表面和与该一个表面相反布置的另一个表面处；以及一对第二电极汇流条，该一对第二电极汇流条被布置在模块壳体的与所述一个表面和另一个表面相邻并且彼此相反布置的表面上。
该一对第一电极汇流条可以具有不同的极性。
该一对第二电极汇流条可以具有不同的极性。
电池模块还可以包括BMS单元，所述BMS单元被设置在模块壳体中，以管理多个电池单体。
在本公开的另一方面中，还提供了一种电池组，包括：至少一个根据上述实施例的电池模块；以及电池组壳体，所述电池组壳体被构造成封装至少一个电池模块。
电池模块可以被设置为多个，并且多个电池模块可以彼此拼块联接。
在本公开的另一方面中，还提供了一种车辆，包括至少一个根据上述实施例的电池组。
有益效果
根据各种实施例，可以提供电池单体、电池模块和电池组以及包括该电池组的车辆，其可以在多个电池单体或电池模块彼此联接时增加联接自由度。
此外，根据各种实施例，可以提供电池单体、电池模块和电池组以及包括该电池组的车辆，其可以提高能量密度。
此外，根据各种实施例，可以提供电池单体、电池模块和电池组以及包括该电池组的车辆，其可以根据更纤薄设计的最近趋势来具有更纤薄的结构。
附图说明
附图图示本公开的优选实施例，并且与前面的公开内容一起用来提供对本公开的技术特征的进一步理解，因此本公开不应被解释为限于附图。
图1是用于示出根据本公开实施例的电池单体的视图。
图2是示出图1中所示电池单体的电池壳体的展开图。
图3和图4是用于示出图1所示电池单体的拼块联接的视图。
图5至图7是用于示出图1所示电池单体的串联连接的视图。
图8和图9是用于示出图1所示电池单体的并联连接的视图。
图10是用于示出根据本公开实施例的电池模块的视图。
图11是示出图10所示电池模块的模块壳体的展开图。
图12是用于示出图10所示电池模块的拼块联接的视图。
图13是用于示出根据本公开实施例的电池组的视图。
具体实施方式
通过参考附图详细地描述本公开的实施例，本公开将变得更显而易见。应该理解的是，本文中公开的实施例仅是说明性的，以便更好地理解本发明，并且可以各种方式修改本公开。此外，为了容易理解本公开，附图未按真实比例绘制，而是可以放大一些部件的尺寸。
图1是用于示出根据本公开实施例的电池单体的视图，图2是示出图1所示电池单体的电池壳体的展开图。
参考图1和图2，电池单体100可以是二次电池，并且可以包括电极组件110、电池壳体130和两对电极引线150、170。
电极组件110可以包括正电极板、负电极板和分隔物。电极组件110在本领域中是公知的，因此将不进行详细描述。
电池壳体130用于容纳电极组件110，并且可以具有用于容纳电极组件110的容纳空间。
电池壳体130可以具有六面体形状的外观。当多个电池单体100彼此联接成一组时，具有六面体形状的外观可以增加联接自由度。例如，如图3至图9中所示，当多个电池单体100设置成一组时，电池单体100像简单的乐高拼块联接一样进行连接。在下文中，将参考相关附图对此进行详细的描述。
电池壳体130的外表面可以由第一表面131至第六表面136组成。例如，基于图1，第一表面131可以是前表面，第二表面132可以是后表面，第三表面133可以是顶表面，第四表面134可以是底表面，第五表面135可以是左表面，并且第六表面136可以是右表面。
两对电极引线150、170被设置在电池壳体130的外表面处，并且可以电连接到电极组件110。在此实施例中，如上所述，电极引线150、170被设置成两对，而不是一对，因此在多个电池单体100彼此联接时，可以增加联接自由度。
在下文中，将更详细地描述两对电极引线150、170。
两对电极引线150、170可以被设置到电池壳体130的外表面中的四个表面131、132、133、134，并且可以由一对第一电极引线150和一对第二电极引线170组成。
该一对第一电极引线150可以被设置到电池壳体130的一个表面(例如在该实施例中的第一表面131)以及与所述一个表面相反布置的另一个表面(例如在该实施例中的第二表面132)。该一对第一电极引线150可以具有彼此不同的极性，并且可以形成为具有预定大小的膜形状。
该一对第二电极引线170可以被设置到电池壳体130的与所述一个表面和所述另一个表面(即，第一表面131和第二表面132)相邻并且彼此相反布置的表面(即，第三表面133和第四表面134)。该一对第二电极引线170可以具有彼此不同的极性，并且可以形成为具有预定大小的膜形状，类似于该一对第一电极引线150。
同时，电池壳体130的未设置第二电极引线170和第一电极引线150的表面(即，第五表面135和第六表面136)可以是没有极性的非极性表面。结果，在电池壳体130的六个外表面131至136中，两个表面135、136可以是非极性表面。这是因为，如果电池壳体130的所有外表面都设置有带极性的电极引线，则当多个电池单体100彼此联接时，具有极性的表面可能彼此干扰。为了防止这种干扰，在电池壳体130的外表面中的两个外表面135、136可以是非极性表面。
在下文中，将详细描述当该实施例的多个电池单体100设置成一组时的电池单体100的联接形式。
图3和图4是用于示出图1所示的电池单体的拼块联接的图。
参考图3和图4，当多个电池单体100彼此联接时，电池单体100可以借助于简单的拼块联接而以简单方式联接。此时，在拼块联接期间，借助于具有膜形状的两对电极引线150、170，可以简单地在其之间进行电连接。
在下文中，将描述当多个电池单体100彼此联接时的串联连接和并联连接。
图5至图7是用于示出图1所示的电池单体的串联连接的视图。
参考图5至图7，当四个电池单体100串联连接时，工人等可以设置电池单体100，使得面对的电池单体的电极引线150、170具有不同的极性，然后简单地对电池单体进行拼块联接。
图8和图9是用于示出图1所示的电池单体的并联连接的视图。
参考图8和图9，当八个电池单体100并联连接时，工人等可以分别在前侧和后侧设置四个电池单体100，然后像图8所示设置电池单体100的电极引线150、170，然后对电池单体100进行拼块联接。
如上所述，借助于具有六面体形状的电池壳体130和设置在电池壳体130的外表面处的两对电极引线150、170，在联接多个电池单体100时，该实施例的电池单体100可以增强联接自由度，并且还可以借助于拼块联接来保证易加工性。
此外，当联接多个电池单体100时，借助于具有六面体形状的电池壳体130和具有膜形状的两对电极引线150、170，该实施例的电池单体100可以使得可能由于联接造成的诸如空闲空间这样的空间损失最小化。
因此，当联接多个电池单体100时，该实施例的电池单体100可以提高能量密度，并且还根据更纤薄设计的最近趋势来实现更纤薄的结构。
图10是用于示出根据本公开实施例的电池模块的视图，并且图11是示出图10所示电池模块的模块壳体的展开图。
参考图10和图11，电池模块10可以包括电池单体100、模块壳体300、两对电极汇流条500、700和电池管理系统(BMS)单元900。
电池单体100可以被设置为前述实施例的电池单体或前述实施例的多个电池单体。此外，电池单体100可以被设置为单个袋型、方形或圆柱形二次电池，或者多个袋型、方形或圆柱形二次电池。
模块壳体300用于容纳单个电池单体100或多个电池单体100，并且可以具有用于容纳电池单体的容纳空间。
模块壳体300可以具有六面体形状的外观。当多个电池模块10彼此联接成一组时，具有六面体形状的外观可以增强联接自由度。换句话说，当多个电池模块10彼此联接时，模块壳体300可以通过与前述实施例的电池壳体130相同的机制来增加联接自由度。
因此，模块壳体300的外表面也可以由第一表面310至第六表面360组成。例如，第一表面310可以是前表面，第二表面320可以是后表面，第三表面330可以是顶表面，第四表面340可以是底表面，第五表面350可以是左表面，并且第六表面360可以是右表面。
两对电极汇流条500、700电连接到单个电池单体100或多个电池单体100，并且可以被设置在模块壳体300的外表面处。当多个电池模块10彼此联接时，通过与前述实施例的两对电极引线150、170类似的机制，该两对电极汇流条500、700可以增加连接的自由度。
两对电极汇流条500、700可以被设置到模块壳体300的外表面中的四个表面310、320、330、340，并且可以由一对第一电极汇流条500和一对第二电极汇流条700组成。
该一对第一电极汇流条500可以被设置到模块壳体300的一个表面(即，在该实施例中的第一表面310)以及与该一个表面相反布置的另一个表面(即，在该实施例中的第二表面320)。该一对第一电极汇流条500可以具有彼此不同的极性，并且可以形成为具有预定大小的膜形状。
该一对第二电极汇流条700可以被设置到模块壳体300的与所述一个表面和另一个表面(即，第一表面310和第二表面320)相邻并且彼此相反布置的表面(即，第三表面330和第四表面340)。该一对第二电极汇流条700可以具有彼此不同的极性，并且可以形成为具有预定大小的膜形状，类似于该一对第一电极汇流条500。
同时，模块壳体300的未设置第二电极汇流条700和第一电极汇流条500的表面(即，第五表面350和第六表面360)可以是没有极性的非极性表面。这是为了在彼此联接多个电池模块10时防止具有极性的表面彼此干扰，类似于前述实施例的电池壳体130。
BMS单元900被设置在模块壳体300的内部，并且可以管理单个电池单体100或多个电池单体100以及电池模块10的各种电子部件。
BMS单元900可以包括用于有线或无线通信的通信模块。由此，BMS单元900可以在模块壳体300中的电池单体100之间或者在多个电池模块10之间交换各种单体数据。
在下文中，将详细地描述当多个电池模块10设置成一组时的电池模块10的联接形式。
图12是用于示出图10所示电池模块的拼块联接的视图。
参考图12，当多个电池模块10被设置并且彼此联接时，可以借助于简单的拼块联接而以简单的方式联接电池模块10。此时，在拼块联接期间，借助于具有膜形状的两对电极汇流条500、700，可以简单地在其间进行电连接。拼块联接可以被应用于串联连接和并联连接两者，类似于前述实施例的电池单体100。
如上所述，通过具有六面体形状的模块壳体300以及设置在模块壳体300的外表面处的两对电极汇流条500、700，该实施例的电池模块10可以在联接多个电池模块10时增强联接自由度，并且还可以借助于拼块联接来保证易加工性。
此外，当联接多个电池模块10时，借助于具有六面体形状的模块壳体300和具有膜形状的两对电极汇流条500、700，该实施例的电池模块10可以使得可能由于联接导致的诸如空闲空间这样的空间损失最小化。
因此，当联接多个电池模块10时，该实施例的电池模块10可以提高能量密度，并且还根据更纤薄设计的最近趋势来实现更纤薄的结构。
图13是用于示出根据本公开实施例的电池组的视图。
参考图13，电池组1可以包括根据前述实施例的多个拼块联接的电池模块10以及用于封装拼块联接的电池模块10的电池组壳体50。
电池组1可以作为车辆的燃料源被提供至车辆。作为示例，电池组1可以被提供到电动车辆、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。此外，除了车辆之外，电池组1还可以被提供在诸如使用二次电池的能量存储系统这样的其它装置、仪器或设施。
如上所述，该实施例的电池组1以及具有电池组1的诸如车辆这样的装置、仪器或设施包括如上所述的电池模块10，因此可以实现具有上述电池模块10的所有优点的电池组1，或具有电池组1的诸如车辆这样的装置、仪器、设施等。
根据上述本公开的各种实施例，可以提供电池单体100、电池模块10和电池组1以及包括该电池组1的车辆，其可以在提供多个电池单体100或多个电池模块10并且使其彼此联接时增加联接自由度。
此外，根据各种实施例，可以提供电池单体100、电池模块10和电池组1以及包括该电池组1的车辆，其可以提高能量密度。
此外，根据各种实施例，可以提供电池单体100、电池模块10和电池组1以及包括该电池组1的车辆，其可以根据更纤薄设计的最近趋势来具有更纤薄的结构。
虽然已经示出并描述了本公开的实施例，但是应该理解的是，本公开不限于所描述的具体实施例，并且本领域的技术人员可在本公开的范围内做出各种变化和修改，而不应该偏离本公开的技术思想和观点单独地理解这些修改。

Claims (14)

1.一种电池单体，包括：
电极组件；
电池壳体，所述电池壳体被构造成容纳所述电极组件；以及
两对电极引线，所述两对电极引线被设置在所述电池壳体的外表面处，并且被连接到所述电极组件，
其中，所述电池壳体具有六面体形状，并且
其中，所述两对电极引线被设置到所述电池壳体的外表面中的四个表面。
2.根据权利要求1所述的电池单体，
其中，所述两对电极引线包括：
一对第一电极引线，所述一对第一电极引线被设置在所述电池壳体的一个表面和与所述一个表面相反布置的另一个表面处；以及
一对第二电极引线，所述一对第二电极引线被设置在所述电池壳体的与所述一个表面和所述另一个表面相邻并且彼此相反布置的表面处。
3.根据权利要求2所述的电池单体，
其中，所述一对第一电极引线具有不同的极性。
4.根据权利要求2所述的电池单体，
其中，所述一对第二电极引线具有不同的极性。
5.根据权利要求1所述的电池单体，
其中，所述电池单体被设置为多个，并且所述多个电池单体彼此拼块联接。
6.一种电池模块，包括：
多个根据权利要求1-5中的任一项所述的电池单体；
模块壳体，所述模块壳体被构造成容纳所述多个电池单体；以及
两对电极汇流条，所述两对电极汇流条被设置在所述模块壳体的外表面处，并且被电连接到所述电池单体。
7.根据权利要求6所述的电池模块，
其中，所述模块壳体具有六面体形状，并且
其中，所述两对电极汇流条被设置在所述模块壳体的外表面中的四个表面处。
8.根据权利要求7所述的电池模块，
其中，所述两对电极汇流条包括：
一对第一电极汇流条，所述一对第一电极汇流条被设置在所述模块壳体的一个表面和与所述一个表面相反布置的另一个表面处；以及
一对第二电极汇流条，所述一对第二电极汇流条被布置在所述模块壳体的与所述一个表面和所述另一个表面相邻并且彼此相反布置的表面处。
9.根据权利要求8所述的电池模块，
其中，所述一对第一电极汇流条具有不同的极性。
10.根据权利要求8所述的电池模块，
其中，所述一对第二电极汇流条具有不同的极性。
11.根据权利要求6所述的电池模块，还包括：
电源管理系统单元，所述电源管理系统单元被设置在所述模块壳体中，以管理所述多个电池单体。
12.一种电池组，包括：
至少一个如权利要求6中所限定的电池模块；以及
电池组壳体，所述电池组壳体被构造成封装所述至少一个电池模块。
13.根据权利要求12所述的电池组，
其中，所述电池模块被设置为多个，并且所述多个电池模块彼此拼块联接。
14.一种车辆，包括至少一个如权利要求12中所限定的电池组。
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