CN110178263A - 具有改进的温度控制性能的电池组 - Google Patents
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Abstract
公开了一种具有改进的温度控制性能的电池组。根据本发明的电池组包括:多个电池模块,每个电池模块包括布置在其中并且彼此间隔开预定距离的至少一个二次电池;和桥接件,其具有导热材料,并且介于所述多个电池模块中的至少两个电池模块之间以与其接触,从而接收从至少一个电池模块产生的热。
Description
技术领域
本申请要求2017年8月14日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2017-0103091的优先权,其公开内容通过引用并入本文。
本公开涉及一种包括至少一个电池模块的电池组,更具体地涉及一种具有改进的温度控制性能的电池组以及一种包括所述电池组的车辆。
背景技术
目前商业化的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂二次电池等,其中,与镍基二次电池相比,由于锂二次电池几乎不产生记忆效应,因此具有自由充电/放电、自放电率非常低并且能量密度高的优点,从而锂二次电池备受关注。
这种锂二次电池主要使用锂基氧化物和碳材料分别作为正极电极活性材料和负极电极活性材料。锂二次电池包括:电极组件,其中,分别涂覆有正极电极活性材料和负极电极活性材料的正极电极板和负极电极板被布置为使得分隔物位于正极电极板和负极电极板之间;和外部材料,即,电池壳体,其密封和容纳电极组件与电解质溶液。
通常,锂二次电池可以分为罐型二次电池和袋型二次电池,在罐型二次电池中,电极组件嵌入金属罐中,在袋型二次电池中,电极组件嵌入铝层压片的袋中。
近来,二次电池不仅广泛用于诸如便携式电子装置的小型装置中,而且广泛用于诸如车辆或蓄能设备(ESS)的中型和大型设备中,用于驱动或储存能量。二次电池通过被包括在电池组中而安装在中型和大型设备等上,并且为了增加电池组的容量和输出,大量二次电池被包括在电池组中并且彼此电连接。这里,多个二次电池可以通过被容纳在一个模块壳体中来构成一个电池模块,并且多个电池模块可以通过被容纳在一个电池组壳体中来构成一个电池组。
通常,当在温度高于适当温度的环境中使用二次电池时,性能可能劣化,并且在严重的情况下,存在爆炸或着火的风险。此外,当通过使用多个二次电池构成电池组时,在小空间内,从多个二次电池发出的热量可能累积,因而电池组的温度可能更快且过度地升高。特别地,主要在户外使用的用于车辆的电池组、用于ESS的电池组等可能经常暴露于直射阳光并且可能被置于严酷的高温条件下,诸如夏季或沙漠地区。因而,在电池组中,当电池组的温度升高时控制温度、特别是冷却电池组是非常重要的。
此外,可能发生异常情况,因而在包括在电池组中的多个电池模块中的一些电池模块或在包括在电池组中的多个二次电池中的一些二次电池中可能产生热量。而且,这种热量可能连续升高电池的温度,并且当超过某个阈值温度时,可能发生热失控情况。如果没有适当地控制这种发热或热失控情况,则不能适当地确保电池组的安全性。
发明内容
技术问题
本公开旨在解决现有技术的问题,因此本公开旨在提供一种通过有效地控制热产生或热失控情况来提高安全性的电池组以及一种包括该电池组的车辆。
从以下详细描述中可以理解本公开的这些和其它目标与优点,并且通过本公开的例证性实施例将变得更加明显。而且,应易于理解,本公开的目标和优点可以通过所附权利要求中所示的装置及其组合来实现。
技术解决方案
用于实现上述目标的本公开可代表性地具有下列构造。
(1)一种电池组,包括:多个电池模块,其包括布置在其中并且彼此间隔开特定距离的至少一个二次电池;和桥接件,其包括导热材料,并且被构造成通过被布置成接触所述多个电池模块中的至少两个电池模块而接收从至少一个电池模块产生的热。
(2)根据(1)所述的电池组,其中,桥接件可被构造成通过所述导热材料将所述至少一个电池模块产生的热传递至相邻的电池模块。
(3)根据(1)或(2)所述的电池组,其中,所述桥接件可包括至少两个桥接件,所述至少两个桥接件被布置在两个电池模块之间,同时在与所述多个电池模块的堆叠方向正交的方向上彼此间隔开。
(4)根据(1)至(3)中的任一项所述的电池组,其中,所述桥接件可在两端处包括粘合剂材料,以粘合地固定至所述多个电池模块的外表面。
(5)根据(1)至(4)中的任一项所述的电池组,其中,所述多个电池模块中的每个可在接触所述桥接件的区域处包括桥安装部,所述桥安装部被构造成在向上方向上支撑所述桥接件。
(6)根据(1)至(5)中的任一项所述的电池组,其中,所述桥接件可被构造成通过包括吸热材料而吸收和储存从所述至少一个电池模块产生的热。
(7)根据(6)所述的电池组,其中,所述桥接件可包括中空内部空间,并且在所述内部空间中容纳吸热材料。
(8)根据(6)或(7)所述的电池组,其中,所述桥接件可被构造成能够再填充或取出被设置在所述内部空间中的所述吸热材料。
(9)根据(1)至(8)中的任一项所述的电池组,其中,所述多个电池模块可被沿着水平方向布置,并且所述桥接件可位于所述多个电池模块的上拐角部处。
(10)根据(1)至(9)中的任一项所述的电池组,其中,所述桥接件可被构造成能够从所述多个电池模块拆卸。
(11)根据(1)至(10)中的任一项所述的电池组,其中,所述桥接件可被构造成使得能够改变相对于所述多个电池模块的外表面的组合位置。
(12)根据(1)至(11)中的任一项所述的电池组,其中,所述多个电池模块和所述桥接件可在彼此接触的区域处以相互对应的形状呈不平坦状。
(13)根据(1)至(12)中的任一项所述的电池组,其中,所述桥接件可被构造成接触两个电池模块的两个端部都扩展的形状。
(14)根据(1)至(13)中的任一项所述的电池组,其中,多个桥接件可被安装在一个电池模块上,并且所述电池组还可包括传热构件,所述传热构件被构造成在所述多个桥接件之间传热。
(15)一种包括根据(1)至(14)任一项所述的电池组的车辆。
有利效果
根据本公开的一方面,能够有效地控制电池组的温度。
特别地,根据本公开的实施例,即使发生了异常情况,因而在电池组中所包括的一些二次电池或一些电池模块中产生热,但是可快速地分配或储存热,由此防止二次电池或电池模块热失控。
因而,根据本公开的这一方面,能够进一步改进电池组的安全性。
同样地,根据本公开的一方面,能够提高电池组的机械刚性。
附图说明
附图示出了本公开的优选实施例,并且与前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是示意性地示出根据本公开实施例的电池组的局部构造的立体图。
图2是示意性地示出根据本公开实施例的电池组构造中的热量的移动的前视图。
图3是示意性地示出根据本公开实施例的电池组的局部构造的透视立体图。
图4是示意性地示出根据本公开实施例的桥接件的构造的前视图。
图5是示意性地示出根据本公开实施例的电池组的局部构造的立体图。
图6是示意性地示出根据本公开另一实施例的电池组的局部构造的立体图。
图7是示意性地示出根据本公开实施例的桥接件的构造的立体图。
图8是沿图7的A3-A3'线截取的横截面图。
图9是示意性地示出根据本公开另一实施例的桥接件的构造的分解立体图。
图10是示意性地示出根据本公开另一实施例的桥接件的构造的立体图。
图11是示意性地示出根据本公开另一实施例的电池模块和桥接件的组合构造的立体图。
图12是示意性地示出根据本公开另一实施例的电池模块和桥接件的组合构造的立体图。
图13是示意性地示出根据本公开另一实施例的桥接件的构造的立体图。
图14是示意性地示出根据本公开另一实施例的桥接件和电池模块的构造的前横截面图。
图15是示意性地示出根据本公开另一实施例的桥接件和电池模块的局部构造的立体图。
图16是示意性地示出根据本公开另一实施例的桥接件和电池模块的局部构造的分解立体图。
图17是示意性地示出根据本公开另一实施例的桥接件和电池模块的局部构造的分解立体图。
图18是示意性地示出根据本公开另一实施例的电池组的局部构造的前横截面图。
图19是示意性地示出根据本公开另一实施例的电池组的局部构造的前横截面图。
具体实施方式
在下文中,将参考附图详细地描述本公开的优选实施例。在描述之前,应理解,说明书和所附权利要求中使用的术语不应被解释为限于一般含义和字典含义,而是应在允许发明人适当地定义术语以获得最佳解释的基础上,基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。
因此,本文提出的描述仅是用于说明目的的优选示例,并非旨在限制本公开的范围,因此应理解,在不脱离本公开的范围的情况下,能够对其做出其它等效物和变型。
图1是示意性地示出根据本公开的实施例的电池组的局部构造的立体图。
参考图1,根据本公开的电池组可包括电池模块100和桥接件200。
电池模块100中可包括至少一个二次电池。这里,二次电池可以是袋型二次电池,但是本公开不必受二次电池的这种形状的限制。
二次电池可包括电极组件、电解质溶液和外部材料。这里,电极组件是电极和分隔膜的组件,并且可被构造成如下形状:其中,至少一个正极电极板和至少一个负极电极板被布置为使得分隔膜位于正极电极板和负极电极板之间。而且,可以为电极组件的每个电极板设置电极突片,以连接至电极引线。特别地,在袋型二次电池中,至少一个电极突片可连接到电极引线,并且电极引线的一端可以通过被布置在袋外部材料之间而向外暴露,以用作电极端子。外部材料通过包括空闲内部空间来容纳电极组件和电解质溶液,并且可以被密封。在罐型二次电池的情况下,外部材料可包括金属材料;在袋型二次电池的情况下,外部材料可以包括外绝缘层、金属层和内粘合层。
由于二次电池的这种构造对于本领域技术人员而言是显而易见的,因此省略其详细描述。而且,在提交本公开时,根据本公开的电池组可以采用众所周知的各种二次电池。
电池模块100可包括模块壳体,以容纳这种二次电池。换句话说,可以说模块壳体形成电池模块100的外部区域或外表面,并且至少一个二次电池可被容纳在模块壳体的内部。特别地,当电池模块100包括多个二次电池时,多个二次电池可以在至少一个方向上堆叠。这里,当被包括在电池模块100中的二次电池是袋型二次电池时,电池模块100还可包括多个堆叠盒,这些堆叠盒可彼此堆叠,并且在每个袋型二次电池的边缘处设置有框架,以便于在提高固定性的同时便于堆叠袋型二次电池。
如图1所示,模块壳体可具有近似长方体的形状。在这种情况下,模块壳体可包括顶部、底部、左部、右部、前部和后部。而且,模块端子可以设置到模块壳体的前部和后部中的至少一个。模块壳体可包括:主体部,其前部和/或后部开放,并且内部中空,以容纳二次电池;前盖,其覆盖前部;以及后盖,其覆盖后部。可替选地,模块壳体可包括:主体部,其顶部开放,并形成为盒状,以在内部空间中容纳二次电池;和上盖,其密封所述开放的顶部。另外,模块壳体可以以其它各种形式构造。
模块壳体可以被密封,以便保护容纳在其中的二次电池免受外部物理和化学因素等的影响。例如,如图1所示,模块壳体可从顶部、底部、左部、右部、前部和后部全部被封闭,使得被容纳在其中的二次电池的顶部、底部、左部、右部、前部和后部不向外暴露。而且,根据这种构造,模块壳体可以成为这样的部件:其相对于一个电池模块形成外部区域,因而可以成为区分电池模块100的外部和内部的边界。
模块壳体可包括电绝缘材料,诸如塑料,以便确保电池模块100的外部和内部的电绝缘。然而,另外,模块壳体可以由其它各种材料形成或者进一步包括另一种材料。
被包括在电池模块100中的多个二次电池可以彼此串联和/或并联电连接。此外,模块端子(+端子和-端子)可以设置在电池模块100的模块壳体的外部,例如,模块壳体的前上部,并且电连接到电池模块100内的二次电池。而且,这种模块端子可以连接到汇流条,用于电池模块100之间的相互连接或者与电池模块100外部的设备相连接。
可在电池组中包括多个电池模块100。而且,多个电池模块100可以沿左右方向布置,同时侧表面彼此面对。例如,如图1中所示,电池组可以包括至少两个电池模块100。这里,两个电池模块100可以沿左右方向布置,使得其左表面和右表面彼此面对。
这里,当电池模块100具有近似六面体形状时,电池模块100的侧表面可以表示位于除了顶表面和底表面之外的、位于侧部处的四个表面中的至少一些表面。特别地,为了便于描述,在位于侧部的四个表面中,两个相对宽的表面被称为侧表面,两个相对窄的表面被称为前表面和后表面,除非另有说明。例如,如图1中所示,当两个电池模块100沿左右方向布置使得宽的侧表面彼此面对时,电池模块100的沿X轴方向彼此面对的两个表面被称为侧表面,即,左表面和右表面。而且,电池模块100的在Y轴方向上(即,在前后方向上)彼此面对的两个表面被称为前表面和后表面。
此外,在本说明书中,除非另有说明,否则图1的X轴方向可以是左右方向,Y轴方向可以是前后方向,Z轴方向可以是上下方向。因而,图1的电池模块100可以形成为长方体形状,其中前后方向上的长度大于左右方向上的长度。而且,多个电池模块100可以在左右方向上平行布置,使得左表面和右表面彼此面对。
电池模块100可以彼此间隔开一定距离。例如,如图1中所示,两个电池模块100可以在水平方向(左右方向)上彼此间隔开,使得在左电池模块BL和右电池模块BR之间形成中空空间。换句话说,电池模块100可以被构造为使得侧表面、即左表面和右表面)彼此间隔开一定距离。而且,电池组可以被构造成使得这些侧表面之间的空间大部分是空闲的。
根据本公开的这种构造,可以通过电池模块100之间的这种空间来确保电池模块100的隆起空间。换句话说,当连续使用电池组时,可能在电池模块100中所包括的二次电池(单元)中发生隆起现象,并且电池模块100的一部分可能由于单元的这种隆起现象而膨胀。此时,电池模块100之间的空间可以缓冲这种膨胀,由此防止电池组的整体结构的变形或电池组的部件损坏。而且,电池模块100之间的空间可以作为容差而有助于组装电池组。而且,电池模块100之间的空间可以用作容差空间,从而当振动或侧面冲击被施加到电池组时,防止振动或冲击在电池模块100之间传递。
桥接件200可被布置在包括在电池组中的多个电池模块100中的至少两个电池模块100之间。换句话说,桥接件200可以插入电池模块100之间的空间中。特别地,桥接件200可被布置在包括在电池组中的所有电池模块100之间。例如,当电池组包括六个电池模块100,并且这六个电池模块100沿左右方向布置时,可以设置至少五个桥接件200,使得在电池模块100之间设置至少一个桥接件200。
桥接件200可在接触电池模块100的同时布置在多个电池模块100之间。换句话说,桥接件200可在至少两部分、例如两个端部接触不同的相邻电池模块100的同时被布置在电池模块100之间。例如,桥接件200可被布置在沿左右方向布置的两个电池模块100之间,而左端部接触左电池模块BL,右端部接触右电池模块BR。
而且,桥接件200可被构造成接收从至少一个电池模块100产生的热。换句话说,桥接件200可以从接触至少一侧的电池模块100接收热。而且,就此而言,桥接件200可包括导热材料。例如,桥接件200可以在与电池模块100接触的至少一部分中包括导热材料。在这种情况下,当从电池模块100产生热时,这种产生的热可以通过设置在接触部处的导热材料传递到桥接件200。
优选地,桥接件200可被构造成将从至少一个电池模块100产生的热传递到相邻的电池模块100。这将参考图2详细描述。
图2是示意性地示出根据本公开实施例的电池组的构造中的热的移动的前视图。
参考图2,电池组可包括沿左右方向布置的多个电池模块100,并且热沉300可设置在多个电池模块100的下方。此外,制冷剂、诸如冷却剂或空气可以与热沉300流动接触。例如,如图2的构造中所示,热沉300可被构造成使得冷却流体在从左到右的方向上流动。
而且,根据图2的构造,桥接件200可被布置在包括在电池组中的所有多个电池模块100之间。而且,每个桥接件200的两端、即左端部和右端部可以接触不同的电池模块100。这里,为了便于描述,将从左到右方向上的三个电池模块100分别称为第一电池模块B1、第二电池模块B2和第三电池模块B3。
如图2中的箭头H所示,当第二电池模块B2中异常地产生热时,产生的热可以传递到热沉300和桥接件200。这里,传递到热沉300的热(由虚线箭头指示)可以被制冷剂排出到电池组外部。而且,传递到桥接件200的热可以再次传递到另一相邻的电池模块。换句话说,在任何一个电池模块中产生的热可以通过桥接件200传导到另一相邻的电池模块,如图中的实线箭头所示。在这种情况下,通过桥接件200接收热的第一电池模块B1和第三电池模块B3可以分配和容纳热、将热传递到另一电池模块或者将热排放到其下方的热沉300。
特别地,桥接件200可以通过导热材料将一些电池模块100的热传递到其它电池模块100。就此而言,桥接件200可以包括呈从一端到另一端连续伸长形式的导热材料。在这种情况下,在一些电池模块100中产生的热可以通过桥接件200的导热材料传递到其它电池模块100。
根据本公开的这种构造,可以进一步改善电池组的冷却性能。换句话说,根据这种构造,桥接件200和热沉300二者都吸收或排出电池模块100的热,因而与仅包括热沉300的电池模块100相比,可以进一步提高冷却性能。
详细地,在上述构造中,当第二电池模块B2的温度增加得比其它电池模块高时,第二电池模块B2的热可以在向下方向上移动,并且传递到热沉300(由虚线箭头指示)。此外,在上述构造中,第二电池模块B2的热可以通过桥接件200在向上方向上移动,并且分配给第一电池模块B1和第三电池模块B3(由实线箭头指示)。然后,分配给第一电池模块B1和第三电池模块B3的热可被容纳在其中,或者传递到其下方的热沉300。因而,在这种情况下,第二电池模块B2中产生的热被快速地移动和分配,因而可以有效地防止第二电池模块B2的温度急速升高或热失控。
同时,在图2中示出了三个电池模块100和两个桥接件200,但是本公开不必限于这样特定数量的电池模块100或桥接件200。
桥接件200可包括金属材料。例如,桥接件200可具有条形金属材料。
这样,当桥接件200包括金属材料时,桥接件200具有优异的导热性,因而能够令人满意地在电池模块100之间吸收热和传递热。例如,桥接件200可包括铝材料,以便令人满意地从接触的电池模块100吸收和传递热。
此外,当桥接件200包括金属材料时,刚性得到改善,因而不仅便于形状维护,而且可以防止电池组的整体形状变形。另外,桥接件200被布置在电池模块100之间,以维持电池模块100之间的空间。例如,桥接件200可包括钢材料。在这种情况下,可以通过桥接件200来稳定地维持电池模块100之间的空间。换句话说,利用桥接件200维持电池模块100之间的空间,因而防止电池模块100被外部振动或冲击损坏,并且可以确保电池模块100之间的隆起空间。
电池组可包括至少一个桥接件200。具体地,当电池组包括至少三个电池模块100时,电池组可包括分别布置在电池模块100之间的至少两个桥接件200。
而且,可以在两个电池模块100之间设置至少两个桥接件200。例如,如图1中所示,至少两个桥接件200可以插入左电池模块BL和右电池模块BR之间。在这种情况下,布置在电池模块100之间的相同空间中的多个桥接件200可以彼此间隔开预定距离。这里,设置在两个电池模块100之间的两个桥接件200的分隔方向可以是与两个电池模块100的堆叠方向正交的方向。例如,在图1的构造中,两个电池模块100的堆叠方向是X轴方向,则设置在其间的两个桥接件200的分隔方向是Y轴方向。可替选地,在图1的构造中,两个桥接件200可以在Z轴方向上彼此间隔开一定距离。因而,可以说,布置在两个电池模块100之间的两个桥接件200在与两个电池模块100的堆叠方向正交的平面上彼此间隔开一定距离。例如,如图1的构造中所示,在两个电池模块BL和BR之间,可以在电池模块的前侧的上拐角处设置一个桥接件200,并且可以在电池模块的后侧的上拐角处设置另一个桥接件200。
根据本公开的这种构造,可以通过桥接件200令人满意地维持两个电池模块100之间的空间,而不必增大桥接件200的体积。而且,根据这种构造,可以通过减小桥接件200的尺寸而确保两个电池模块100之间的足够的中空空间。因而,即使当电池模块100由于电池隆起而膨胀时,也可以同构电池模块100之间的空间来吸收电池模块100的这种膨胀。
还优选地,桥接件200可被构造成柱形。参考图3详细地对此进行描述。
图3是示意性地示出根据本公开实施例的电池组的局部构造的透明立体图。详细地,图3是图1的区域A1的放大构造。
参考图3,桥接件200可被构造为圆柱形。特别地,桥接件200可被构造成实心圆柱形。例如,桥接件200可被构造成铝或钢的金属柱形状。而且,桥接件200可以通过分别在左侧和右侧包括两个平行表面、即平坦表面来接触不同的电池模块100。换句话说,如图1和图3的构造中所示,桥接件200可以以平铺的形式设置在两个电池模块100之间,使得平坦表面面向左侧和右侧。在这种情况下,桥接件200的左平坦表面可接触左电池模块BL的模块壳体,右平坦表面可接触右电池模块BR的模块壳体。
根据本公开的这种构造,由于桥接件200的接触表面被构造成平坦表面,因此可以改善桥接件200与电池模块100之间的接触。换句话说,此时,桥接件200和电池模块100之间的接触面积增大,并且可以降低接触热阻。因而,可以改善桥接件200和电池模块100之间的传热性能。
同时,在图3的构造中,桥接件200被示出为圆柱形,但是桥接件200可被构造成多角柱形。例如,桥接件200可被构造成诸如方柱形状、三角柱形状、五角柱形状、六角柱形状或八角柱形状的形状。而且,当桥接件200如此被构造成多角柱形时,桥接件200可以以平铺的形式布置在两个电池模块100之间,使得平坦表面面向两侧。换句话说,具有多角柱形状的桥接件200可以分别在左侧和右侧上具有两个平坦表面,以接触不同的电池模块100。
桥接件200可以被组合并固定到电池模块100。具体地,桥接件200可以通过粘合材料被固定到电池模块100的外表面。参考图4对此进行详细描述。
图4是示意性地示出根据本公开实施例的桥接件200的构造的前视图。图4可为应用于图1的区域A1的构造。
参考图4,桥接件200可在两端包括粘合材料D。换句话说,在桥接件200中,左端部可以接触左电池模块BL,右端部可以接触右电池模块BR,并且粘合材料D可以设置到左端部和右端部中的每一个。而且,桥接件200可以通过粘合材料D粘附地固定到电池模块的外表面,特别是模块壳体的外表面。
这里,粘合材料D可以以粘合剂的形式构成,诸如胶水。可替选地,粘合材料D可以构成为粘合片的形式,例如在基底的两个表面上都具有粘合剂的双面胶带。
根据本公开的这种构造,即使在电池模块100或桥接件200上没有形成单独的联接结构时,桥接件200也可以容易地组合并固定到电池模块100。而且,根据本公开的这种构造,可以通过如下方法来容易地执行相对于电池模块100布置和固定桥接件200的过程:使得电池模块100接近并粘附到桥接件200的一端,同时桥接件200的另一端粘附到另一电池模块100。此外,通过粘合材料D改善了桥接件200和电池模块100之间的接触,因而可以减小热接触阻力。特别地,在这种情况下,可以去除或减小桥接件200与电池模块100的外表面之间的空气层。因而,进一步改善了电池模块100和桥接件200之间的传热性能,因而可以进一步提高电池组的冷却性能。
此外,粘合材料D可以是导热粘合材料。例如,粘合材料D可以是通过由液态或凝胶状态发生硬化来粘附目标的导热胶。
当粘合材料D本身是导热材料时,可以改善桥接件200和电池模块100之间的导热性能。特别地,由于导热粘合剂与普通粘合剂相比具有高导热性,因此可以进一步改善电池模块100和桥接件200之间的传热量和传热速度。因而,在这种情况下,进一步改善了电池模块100通过桥接件200的热吸收和传递性能,因而可以进一步改善电池组的冷却性能。
各种导热粘合剂可用于根据本公开的电池组。例如,根据本公开实施例的电池组可以采用各种有机和/或无机导热粘合剂,诸如导热环氧粘合剂、导热硅粘合剂等。
而且,桥接件200可包括热界面材料(TIM)。特别地,桥接件200可以在接触电池模块100的两个端部上都包括TIM。TIM可以是在本公开提交时公知的各种TIM。而且,TIM可以以各种形式构成,诸如凝胶、垫等。
根据本公开的这种构造,通过TIM进一步减小了桥接件200与电池模块100之间的接触热阻,因而进一步提高传热性能,由此进一步提高电池组的冷却性能和安全性。
图5是示意性地示出根据本公开实施例的电池组的局部构造的立体图。例如,图5可为示出图1的区域A1中的左电池模块BL和桥接件200的组合构造的实施例。
参考图5,电池模块100可包括桥安装部110,桥安装部110被构造成使得桥接件200可安装在由桥接件200接触的区域上。桥安装部110可在从电池模块100的外表面(特别是,从模块壳体的外表面)沿着向外方向上突出。例如,在图5的构造中,桥安装部110可以在另一电池模块所定位的方向、即在向右方向(图中的+X轴方向)上从左电池模块BL的右外表面突出。这种桥安装部110可以至少在向上方向上支撑桥接件200。例如,设置在左电池模块BL的右外表面上的桥安装部110可以在向上方向上支撑桥接件200的左端部。换句话说,桥安装部110可以限制桥接件200的向下方向移动。而且,虽然未示出,但是桥安装部110也可以设置在右电池模块BR的左外表面上。然后,右电池模块BR的桥安装部110可以在向上方向上支撑桥接件200的右端部。
由于桥安装部110是用于安装桥接件200的部件,因此桥安装部110可以具有与桥接件200的外表面相对应的形状。例如,当桥接件200被构造成圆柱形状时,桥安装部110可以形成为如图5中所示的弯曲形状,该形状对应于桥接件200的底表面,例如,平铺的“C”形。
根据本公开的这种构造,可以进一步改善桥接件200的组装特性、固定性和传热性能。例如,桥接件200的安装位置可由桥安装部110的构造来引导。而且,通过在被粘合材料D完全粘附之前维持桥接件的位置,可以通过粘合材料D来稳定地执行桥接件200的粘附。特别地,在粘合材料D以液态或凝胶状态涂覆在桥接件200的端部上时,桥接件200可以粘附在电池模块100的外表面上。在这种情况下,在桥接件200和电池模块100之间的适当位置,桥安装部110包含发生硬化之前且未流出的粘合材料D,由此防止由于粘合材料D的错位而导致的桥接件200的固定性劣化。此外,由于桥安装部110至少在向上方向上与粘合材料D分开地支撑桥接件200,所以可以提高桥接件200的固定性。而且,当桥接件200包括凝胶状态的TIM时,TIM不会向下流动,并且被包含在桥接件200的端部,因而可以确保TIM的传热性能。
此外,桥安装部110可以沿向下方向构造成凹形,如图5中所示。换句话说,图5中的桥安装部110可被构造成:与位于由箭头A2指示的前端部和由箭头A2'指示的后端部之间的中央部相比较,所述前端部和后端部可以相对较高。
图5的这种形状可由具有圆柱形状的桥接件200形成,但是即使当桥接件200具有多角柱形状时,也可以应用这种构造。例如,即使当桥接件200具有方柱形状时,在桥安装部110中,前端部和后端部的高度也可以相对高于中央部的高度。
根据本公开的这种构造,设置在桥接件200的两端上的粘合材料D或TIM可以不从桥接件200和电池模块100之间的空间中的侧部向下流动,而是被令人满意地包含在其中。例如,当处于液态或凝胶状态的粘合材料D或TIM被布置在桥接件200和电池模块100之间时,粘合材料D或TIM可能不容易在向前或向后方向上从桥接件200和电池模块100之间的空间逸出,而是被包含在内部空间中。因而,此时,可以在桥接件200和电池模块100之间确保通过粘合材料D提高粘合性能或通过TIM提高传热性能的效果。
同时,在图5的构造中,桥安装部110在向外方向上从电池模块100的外表面突出,但是本公开不必受限于这种形状。
图6是示意性地示出根据本公开另一实施例的电池组的局部构造的立体图。例如,图6可以是图1的区域A1中的左电池模块BL的模块壳体和桥接件200的组合构造的另一实施例。
参考图6,桥安装部110可以具有凹槽形状,其在向内方向上从电池模块100的外表面凹入。换句话说,电池模块100的模块壳体可以包括在向内方向上凹入的凹槽,并且这种凹槽可以用作桥安装部110。在这种情况下,桥接件200的两端插入到以凹入方式形成在电池模块100自身的外表面上的区域中,因而桥接件200可在向上方向上被支撑,并且可包含粘合材料D和TIM而不向下流动。此外,当桥安装部110也具有这样的凹槽形状时,不仅可限制桥接件200的向下方向移动,而且也可限制在其它方向上的移动,例如,向上方向(+Z轴方向)和前后方向(±Y轴方向)上的移动。因而,可以进一步改善桥接件200相对于电池模块100的固定性。另外,可以有效地防止设置在桥接件200和电池模块100之间的粘合材料D或TIM在桥安装部110的前后方向上流出。
优选地,桥接件200可以被构造成吸收和储存从至少一个电池模块100产生的热。因而,桥接件200可以包括吸热材料。将参考图7和8对此进行详细描述。
图7是示意性地示出根据本公开实施例的桥接件200的构造的立体图。然而,为了便于描述,以虚线示出其中包括的部件。而且,图8是沿图7的A3-A3'线截取的横截面图。
参见图7和8,桥接件200可在其中包括吸热材料C。换句话说,桥接件200包括中空内部空间,并且可被构造成使得吸热材料C填充在内部空间中。例如,如图8中所示,桥接件200可包括:主体201,其具有中空内部空间和开放的右表面;和盖202,其通过被组合到主体201的开放的右表面而密封内部空间。
在这种情况下,吸热材料C可以穿过开放的右端而插入到主体201的内部空间中,并且盖202可以被组合到主体201的开放的右端,使得主体201的右侧被覆盖。这里,盖202和主体201可以通过各种方法组合,诸如焊接、结合、旋拧等。
在这种构造中,可以说桥接件200被构造成:使得在吸热材料C被嵌入内部空间中的同时、内部空间被密封。换句话说,在使用电池组期间,吸热材料C被容纳在桥接件200的内部空间中,并且吸热材料C不需要流入或流出桥接件200。因而,桥接件200不需要包括能够使吸热材料C流入或流出以与电池模块100进行热交换的部件。而且,电池组可以不单独地需要用于将吸热材料C供应至桥接件200的部件、或者用于排放或循环从桥接件200流出的吸热材料C的部件。
同样地,其中嵌入有吸热材料C的桥接件200可以吸收从电池模块100产生的热。例如,在图2的实施例中,当在第二电池模块B2中异常地产生热时,所产生的热可以传递到附接到第二电池模块B2的左上方的桥接件200和附接到第二电池模块B2的右上方的桥接件200。而且,这种左桥接件和右桥接件200可以通过嵌入的吸热材料C来吸收和自储存从第二电池模块B2传递的热。这里,吸热材料C可以是各种状态的材料,诸如固态、液态、凝胶态、气态等。
根据本公开的这种构造,可以通过桥接件200的吸热材料C进一步改善电池组的冷却性能。换句话说,当从特定电池模块100产生热时,热可被传递至附接至电池模块100的桥接件200,并且由其吸收。此时,由于桥接件200本身吸收电池模块100的热,所以可以有效地冷却被加热的电池模块100,而与其它电池模块100的存在、布置状态、温度等情况无关。
同样地,包括在桥接件200中的吸热材料C可以采用在提交本公开时公知的各种材料,即能够吸热的材料。特别地,桥接件200可包括相变材料(PCM)作为吸热材料C。PCM是随着状态(诸如固态、液态、气态等)的改变而能够辐射或吸收大量热的材料。换句话说,PCM可以是这样的材料:在未发生温度变化的特定温度下发生相变时,能够吸收或辐射大量热。例如,PCM是根据相变而重复进行热吸收和热辐射的材料,并且可以是具有比普通材料高50至100倍的潜热储存密度的材料。由于这种PCM在提交本公开时是众所周知的,因此省略其详细描述。例如,PCM可以包括有机材料,诸如石蜡、脂肪酸等,或无机材料,诸如水合物形式的氯化钙等。
关于包括位于由主体201和盖202限定的内部空间中的吸热材料C的桥接件200的构造,主体201和盖202的至少一部分可包括导热材料。在这种构造中,由于直接接触电池模块100的部分是桥接件200的主体201和盖202,所以当主体201和盖202的至少一部分由导热材料形成时,电池模块100的热可平稳地传递到其中的吸热材料C。例如,桥接件200的主体201和盖202可以完全由金属材料形成。详细地,桥接件200的主体201可被构造成由铝材形成、具有一个开放端的中空管形,桥接件200的盖202可被构造为由铝材形成的板形。
图9是示意性地示出根据本公开另一实施例的桥接件200的构造的分解立体图。下面,主要描述与上述实施例不同的细节,并且省略适用于上述实施例的相同或类似描述的详细说明。
参考图9,桥接件200可包括阻热部213。详细地,桥接件200可包括第一主体部211、第二主体部212和阻热部213。这里,第一主体部211可以位于桥接件200的主体的左侧,以接触设置在左侧的电池模块100。而且,第二主体部212可以位于桥接件200的主体的右侧,以接触设置在右侧的电池模块100。这里,第一主体部211和第二主体部212可以不直接彼此接触,而是可以彼此间隔开一定距离。而且,阻热部213可以设置在第一主体部211和第二主体部212之间,以将第一主体部211和第二主体部212彼此连接。换句话说,阻热部213可以阻挡第一主体部211和第二主体部212的传热路径,由此防止热直接在第一主体部211和第二主体部212之间进行传导。
这里,阻热部213可以由与其它部分相比具有低导热性或者基本上没有导热性的材料形成。换句话说,阻热部213可以由不具有导热性或导热性低于第一主体部211和第二主体部212的材料形成。例如,第一主体部211和第二主体部212可以由具有高导热性的材料(诸如钢)形成,而阻热部213可以由具有低导热性的材料(诸如塑料)形成。
除了这种构造之外,桥接件200中可以包括吸热材料C。例如,第一主体部211和第二主体部212可被构造成具有中间孔的管形,其中,中间孔的彼此面对的侧端部是开放的,而相反的端部是封闭的。例如,在图9的构造中,第一主体部211可以在左右方向上具有中间孔,其中,中间孔的右端部是开放的,而中间孔的左端部是封闭的。而且,阻热部213可以呈具有中间孔的环形,其中,中间孔的两端都是开放的。在这种情况下,传递到第一主体部211的热或传递到第二主体部212的热可以传递到吸热材料C,并且吸热材料C可以吸收和储存这种被传递的热。
根据本公开的这种构造,热可能不容易从桥接件200的一端传递到另一端。换句话说,第一主体部211的热可能不会直接传递到第二主体部212,并且第二主体部212的热也可能不会通过阻热部213直接传递到第一主体部211。因而,在这种情况下,即使在一些电池模块100中产生热,热也可能不会易于传递至其它电池模块100。因而,可以防止由于某个电池模块100的异常热辐射而导致其它电池模块100的温度的升高。此外,根据该构造,即使在几个相邻的电池模块100中同时产生热,也可以根据情况需要阻止热在电池模块100之间传递,由此防止电池模块100的温度进一步升高,并使桥接件200能够容纳热。
根据这种构造,桥接件200可被构造成使得阻热部213是能够替换的。例如,桥接件200的阻热部213可被构造成可从第一主体部211和/或第二主体部212拆卸。在这种情况下,用户可以将阻热部213安装在第一主体部211和/或第二主体部212上,或者从第一主体部211和/或第二主体部212上分离阻热部213。
根据本公开的这种构造,可能根据情况需要通过阻热部213适当地改变第一主体部211和第二主体部212之间的阻热性能。例如,当用户确定需要在第一主体部211和第二主体部212之间直接传递热时,可以从第一主体部211和第二主体部212分离由不具有导热性或低导热性的材料形成的阻热部213,并且可以将由具有高导热性的材料形成的阻热部213重新组合到第一主体部211和第二主体部212。这样,可以根据情况适当地改变电池模块100和桥接件200之间的吸热或传热性能。
还优选地,桥接件200可被构造成使得可以补充或取出设置在内部空间中的吸热材料C。参考图10对此进行详细地描述。
图10是示意性地示出根据本公开另一实施例的桥接件200的构造的立体图。下面主要描述与上述实施例不同的细节,并且省略适用于上述实施例的相同或类似描述的具体说明。
参考图10,桥接件200可以在内部空间中包括吸热材料C。这里,桥接件200可以被构造成使得内部空间开放或封闭。例如,如图10中所示,桥接件200可包括开口部O,开口部O打开其中设置有吸热材料C的内部空间。而且,桥接件200可包括用于打开或封闭这种开口部O的盖部220。这里,盖部220可被构造成使得一端被结合到桥接件200的主体,并且被构造成能够围绕铰链枢转。在这种情况下,用户可以打开盖部220,并通过开口部O插入或取出吸热材料C。
根据本公开的这种构造,可以平稳地对吸热材料C进行补充、更换等。例如,当由于吸热材料C的改变或泄漏而造成桥接件200的吸热性能发生劣化时,用户可以通过开口部O和盖部220的构造来补充或替换吸热材料C。可替选地,用户可以将桥接件200构造成包括具有各种不同性能的吸热材料C。换句话说,在一般情况下,吸热材料C可以以密封状态被容纳在桥接件200内部,并且吸热材料C可以不流入桥接件200或流出桥接件200。然而,当发生特殊情况时,例如,当需要更换吸热材料C时,用户可以通过开口部O和盖部220的构造将吸热材料C从桥接件200中取出或者将其放入桥接件200中。
特别地,桥接件200可被构造成使得开口部O和盖部220被设置在主体的中央部中,如图10中所示。换句话说,桥接件200的开口部O和盖部220可以被设置在不接触电池模块100的区域中,即,不与电池模块100结合的区域中。
根据本公开的这种构造,即使在桥接件200被安装并固定在电池模块100之间之后,也可以通过开口部O和盖部220插入或取出吸热材料C。因而,在组装电池组之后,可以平稳地执行更换、补充吸热材料C等操作,而不必拆卸桥接件200。
而且,设置在桥接件200中的吸热材料C可以是液态或凝胶态。在这种情况下,开口部O和盖部220不一定需要具有与吸热材料C的整体尺寸相对应的尺寸,而是可以具有较小尺寸。
同时,包括在电池组中的多个电池模块100可以在X-Y平面上沿水平方向平行地布置,如图1和2中所示。这里,电池模块100可以在水平方向上彼此间隔开一定距离。
在这种构造中,桥接件200可以位于电池模块100的上拐角部处。例如,在图1的构造中,当两个电池模块100沿左右方向(图中的X轴方向)布置时,桥接件200可以位于两个电池模块100之间的空间中的顶部处。详细地,一个桥接件200的两端可以接触并固定到第一电池模块B1的右表面的前上拐角和第二电池模块B2的左表面的前上拐角。然后,另一桥接件200的两端可以接触并固定到第一电池模块B1的右表面的后上拐角和第二电池模块B2的左表面的后上拐角。
这样,根据桥接件200位于电池模块100的上拐角部的这种构造,可以确保用于缓冲电池模块100的隆起的空间。换句话说,由于桥接件200位于电池模块100的侧表面中的上拐角部处,而不是位于中央部中,因此电池模块100的中央部不与其它部件接触,并且可以作为中空空间与相邻的电池模块100以某种程度间隔开。因而,即使当电池模块100的中央部由于单元电池隆起而隆起时,也几乎不可能发生诸如挤压另一电池模块100等问题。
此外,电池模块100可以包括多个袋型二次电池,并且袋型二次电池可以在左右方向(图中的X轴方向)上平行地布置在上下方向(图的Z轴方向)上的竖直位置中。换句话说,每个袋型二次电池都可被构造成使得宽表面面向左侧和右侧,并且密封部位于上、下、前和后方向。而且,多个袋型二次电池可以在左右方向上堆叠,同时宽表面彼此面对。在这种情况下,当在一些二次电池中发生隆起时,电池模块100的左表面和右表面中的中央部可能主要发生隆起。然而,根据上述实施例,由于电池模块100的左表面和右表面的中央部被保留为未设置桥接件200的中空空间,因此即使电池模块100发生隆起现象,也可以防止电池组的损坏或变形。
而且,如图2中所示,电池组可以包括冷却构造,例如其下方的热沉300。在这种情况下,可以令人满意地冷却电池组的底部,但是电池组的上部的冷却效率在某种程度上可能稍低于下部。然而,根据上述实施例所述的、桥接件200位于电池模块100的顶部的构造,通过桥接件200提高了冷却性能,因而可以有效地冷却电池组的上部。因而,在这种情况下,可以稳定地确保电池组的上部和下部的整体冷却性能。
还优选地,桥接件200可被构造成可从电池模块100拆卸。在这种情况下,电池模块100可包括使得桥接件200能够被拆卸的对应部件。参考图11对此进行详细描述。
图11是示意性地示出根据本公开另一实施例的电池模块100和桥接件200的组合构造的立体图。例如,图11的构造可以是能够适用于图1的区域A1的另一实施例。
参考图11,桥安装部110可以设置在电池模块100的外表面上,使得桥接件200的端部可滑动地组合。这里,桥安装部110可被构造成导轨形状,以便引导桥接件200的上下方向的滑动。这里,桥安装部110可包括作为导轨的两个轨道。而且,每个轨道都可在上下方向上伸长,使得桥接件200仅在上下方向上滑动,而不会在面向另一个电池模块的方向上(图中的+X轴方向)或者在面向电池模块100的前部或后部的方向(图中的Y轴方向)上拆卸,同时桥接件200的端部与其结合。此外,桥安装部110的底端、例如导轨的底端)可被构造成使得桥接件200不再沿向下方向移动。而且,在这种情况下,桥接件200可以包括位于端部的外表面上的滑动凹槽G,以便沿着桥安装部110的导轨以滑动的方式进行组合。
根据本公开的这种构造,由于桥接件200通过与电池模块100的滑动组合来可拆卸地构造,所以在电池组组装期间,桥接件200可易于安装在电池模块100上。换句话说,如图11中的箭头所示,桥接件200可以通过如下方式被组合并固定到电池模块100:在桥接件200位于电池模块100上方的情况下,沿着向下方向移动桥接件200。因而,可以提高电池组的组装性能。而且,由于在组装电池组之后便于分离桥接件200,因此可便于桥接件200或电池模块100的更换、维修、位置改变等。
而且,如图11中所示,桥接件200可被构造成能够沿着向上方向拆卸。在这种情况下,在随着桥接件200被安装并组合到电池模块100的外表面而组装电池组之后,桥接件200可以容易地在向上方向上拆卸,而不必完全改变电池模块100的位置。此外,可以容易地执行更换或修复桥接件200、然后将桥接件200组合到电池模块100的外表面的过程。
同时,在图11中,桥接件200从电池模块100的顶部沿着向下方向组合,但是桥接件200可以被构造成从电池模块100的前部沿着向后方向或者从电池模块100的后部沿着向前方向组合。例如,桥接件200可被设置在电池模块100的前上拐角处,以在向前方向上可拆卸。可替选地,桥接件200可被设置在电池模块100的后上拐角处,以在向后方向上可拆卸。即使通过这种构造,在组装电池组之后,也可以平稳地更换或修理桥接件200。换句话说,桥接件200可被构造成能够在电池模块100的向外方向上分离。
桥接件200可以被组合并固定到电池模块100。例如,桥接件200的两端可以被组合并固定到电池模块100。具体地,根据本公开的电池组可被构造成:使得桥接件200在被组合到电池模块100的同时不容易沿某个方向移动。例如,如图11中所示,模块壳体的桥安装部110可被构造成导轨形状,以允许桥接件200仅在上下方向(Z轴方向)上移动,并限制桥接件200在左右方向(X轴方向)和前后方向(Y轴方向)上的移动。
此外,通过限制桥安装部110在面向另一电池模块的方向(图11的+X轴方向)上的分离,位于桥安装部110两侧处的两个电池模块100可以互相组合并固定。因而,根据本公开的这种构造,可以通过桥接件200稳定地维持电池组的整体结构。特别地,此时,即使在电池模块之间没有另外提供单独的联接部件,也通过桥接件200来彼此组合并固定多个电池模块100,并且可以均匀地维持电池模块之间的距离。
还优选地,桥接件200可被构造成能够改变相对于电池模块100的外表面的组合位置。这将参考图12进行详细描述。
图12是示意性地示出根据本公开另一实施例的电池模块100和桥接件200的组合构造的立体图。下面,主要描述与上述实施例不同的细节。
参考图12,可以在电池模块100的外表面上提供组合一个桥接件200的多个组合构造。例如,与图11的实施例类似,具有导轨形状的桥安装部110可以被设置在电池模块100的外表面上,以便可滑动地组合到桥接件200。然而,与图11的实施例不同,在图12的实施例中,多个这样的导轨可以设置在不同的位置处。换句话说,在图12的实施例中,作为可以组合一个桥接件200的构造,三个导轨E1、E2和E3可以形成在不同的位置处。而且,一个桥接件200可以滑动地组合到导轨E1、E2和E3中的任何一个,即滑动地组合到桥安装部110。
特别地,三个导轨E1,E2和E3(桥接安装部110)可以被构造为在电池模块100中具有不同的高度或深度。例如,在图12的实施例中,导轨E2可以位于比导轨E1更深的位置,即在前后方向(Y轴方向)上更靠近电池模块100的内部。而且,在图12的实施例中,导轨E3可以位于比导轨E1更低的位置,即在上下方向(Z轴方向)上更靠近电池模块100的内部。
根据本公开的这种构造,可以根据情况适当地调节桥接件200的组合位置。例如,可以将桥接件200的位置调节为更靠近电池模块100的、产生或预期产生大量热的区域。可替选地,可以将桥接件200的位置调节到电池模块100的、产生较小膨胀的区域。例如,当电池组被构造成多个电池模块100彼此堆叠时,温度可能朝向电池组的中央部更高。在这种情况下,桥接件200可以安装并组合到相对于每个电池模块100尽可能近地位于电池组的中央部处的桥安装部110。详细地,在图12的构造中,当图中所示的电池模块100是基于电池组的中央位于顶部的电池模块时,桥接件200可以被组合到比桥安装部E1和E2更靠近电池组中央的桥安装部E3。可替选地,当图12中所示的电池模块100是基于电池组的中心位于底部的电池模块时,桥接件200可以被组合到桥安装部E1或E2而不是桥接安装部E3。这样,根据这种构造,桥接件200可以根据特定和个别情况而位于电池模块100的合适区域处。
图13是示意性地示出根据本公开另一实施例的桥接件200的构造的立体图。下面主要描述与上述实施例不同的细节。
参考图13,桥接件200可包括插入部231和安装部232。
这里,插入部231是设置在电池模块100的侧表面之间的部件,并且可以类似地应用于上述实施例,例如被应用于图3、4和7的桥接件200的构造。例如,插入部231可以由导电材料形成,或者可以在其中包括吸热材料C。而且,插入部231的两端可以接触电池模块100。换句话说,插入部231的左端部和右端部可以分别接触左电池模块BL的右表面和右电池模块BR的左表面。因而,插入部231可从左电池模块BL和右电池模块BR接收热,然后将热传递到另一电池模块或将热储存在其中。然而,在图13的构造中,插入部231具有矩形柱形状,但是这种形状可以变为其它各种形状。
安装部232可以被组合到插入部231的顶部,并且安装在电池模块100的顶表面上。具体地,安装部232可以形成为近似板形,以便易于安装在电池模块100的顶表面上,并防止在电池模块100的向上方向上突出。此外,安装部232的底表面可以被组合并固定到电池模块100的顶表面。例如,可以在安装部232的底表面上设置粘合剂,使得安装部232的底表面粘附到电池模块100的顶表面。可替选地,可以在安装部232的左端和右端的底表面上设置沿着向下方向突出的联接突起(未示出)。而且,可以在左电池模块BL和右电池模块BR的顶表面上的、在对应于联接突起的位置处以及以对应于联接突起的形状的方式设置联接凹槽(未示出)。而且,在这种情况下,安装部232的联接突起可以插入并组合到电池模块100的联接凹槽,由此将桥接件200联接并固定到电池模块100。
根据本公开的这种构造,通过将安装部232安装在电池模块100的顶表面上,插入部231可以插入电池模块100之间,由此从每个电池模块100接收热。因而,可以容易地实现桥接件200和电池模块100的组装。而且,可以不在电池模块100和插入部231的两端之间设置单独的组合构造,例如粘合剂。因而,可以简化电池模块100的结构,并且可以防止由于组合构造而导致插入部231和电池模块100之间的传热性能发生劣化。换句话说,可以在安装部232中、而不是在插入部231中设置用于联接桥接件200和电池模块100的构造,因而,插入部231可以被构造成这样的形状:其被优化为关于电池模块100传热或者吸收或储存热。因而,在这种情况下,可以通过桥接件200进一步改善冷却性能。另一方面,桥接件200的安装部232可以被构造成这样的形状:其被优化为被组合并固定到电池模块100、特别是电池模块100的模块壳体。因而,在这种情况下,通过桥接件200更容易确保电池模块100之间的固定性。
图14是示意性地示出根据本公开另一实施例的桥接件200和电池模块100的构造的前横截面图。例如,图14是关于图1的区域A1从前部观察的横截面的实施例。在下列实施例以及当前实施例中,主要描述与上述实施例不同的细节。
参考图14,电池模块100和桥接件200可以在彼此接触的区域处具有彼此对应的形状的不平坦部分。例如,如图14中所示,桥接件200可包括沿水平向外方向(即,在向左方向和向右方向上)突出的多个不平坦突起P。而且,电池模块100可包括沿着向内方向凹进的多个不平坦凹槽F,其尺寸和形状对应于不平坦突起P。换句话说,不平坦突起P可以被构造成插入不平坦凹槽F中。可替选地,与这种构造相反,电池模块100可包括沿着向外方向突出的不平坦突起,并且桥接件200可以包括沿着向内方向以凹入方式凹进的不平坦凹槽。
这样,根据在电池模块100和桥接件200中以对应形状和在对应位置处形成不平坦部分的构造,可以进一步增大电池模块100和桥接件200之间的接触面积。因而,可以进一步改善电池模块100和桥接件200之间的传热性能。因而,可以增强根据本公开的电池组的温度控制性能,例如,可以快速防止在特定电池模块100中产生的热失控现象。而且,根据本公开的这种构造,可以通过不平坦构造进一步改善电池模块100和桥接件200之间的组合。例如,通过电池模块100和桥接件200之间的不平坦构造限制了桥接件200在上下方向(Z轴方向)和前后方向(Y轴方向)上的移动受,因而,可以进一步改善桥接件200关于电池模块100的固定性。
此外,在这种不平坦构造中,不平坦突起P和不平坦凹槽F中的每一个都可以具有平底部。例如,参考图14的构造中的每个不平坦突起P,不平坦突起P基于在向外方向上突出最远的部分可被分成顶部和底部。然后,当平行于地面的方向是X轴方向时,不平坦突起P的底部可大致平行于地面。
根据本公开的这种构造,桥接件200可以进一步稳定地组合到电池模块100。换句话说,当桥接件200的不平坦部组合到电池模块100的不平坦部时,可以使得桥接件200不易在向外方向、例如X轴方向或-Z轴方向上拆卸。因而,可以改善桥接件200和电池模块100的组装和组合特性。
同时,在这种构造中,电池模块100的、与桥接件200的不平坦部相组合的部分可以是上述实施例的桥安装部110。换句话说,不平坦部可以形成在电池模块100的桥安装部110上,以组合到桥接件200的不平坦部。
而且,在上述实施例中,TIM或粘合材料可以设置在电池模块100和桥接件200的不平坦构造之间。在这种情况下,随着不平坦构造之间的空间的减小,可进一步改善电池模块100和桥接件200之间的传热性能。
图15是示意性地示出根据本公开另一实施例的桥接件200和电池模块100的局部构造的立体图。
参考图15,与图14类似,桥接件200和电池模块100可以在彼此接触的区域处包括对应形状的不平坦部分。此外,电池模块100的不平坦部分可以形成在电池模块100的桥安装部110上。然而,在图15的实施例中,不平坦部分的形状与图14的不同。换句话说,在图14的构造,不平坦构造形成在上下方向(图中的Z轴方向)上,而在图15的构造中,不平坦部分形成在水平方向上,特别是在前后方向(图中的Y轴方向)上。详细地,参考图15的构造,桥接件200的不平坦突起P在上下方向(Z轴方向)上伸长,其中,凹入部和凸起部在前后方向上交替地存在(Y轴方向)。而且,根据这种形状,电池模块100的桥安装部110也可以在上下方向上伸长,并且包括凹入部和凸起部在前后方向上交替布置的不平坦部分。
根据本公开的这种构造,通过不平坦构造增大了电池模块100和桥接件200之间的接触面积,组合特性得到改善,另外,可以引导桥接件200的上下方向移动。换句话说,由于设置在桥接件200和电池模块100的不平坦构造中的凹入部或凸起部在上下方向上伸长,因此桥接件200可以通过在上下方向上滑动而安装在电池模块100的桥安装部110上。而且,由于从桥安装部110的、不平坦构造被终止的底端点沿着向下方向上的移动受到限制,因此桥接件200可以在向上方向上被支撑。因而,根据这种构造,可以进一步改善电池模块100和桥接件200的组装性能。
特别地,设置在电池模块100中的不平坦构造可以向上延伸到电池模块100的上端,如图15中所示。在这种情况下,在组合多个电池模块100时,可易于在向上方向上拆卸或组合桥接件200。因而,在组装或修理电池组时,可以容易地组装或更换桥接件200。而且,这种构造可以容易地与图11和图12的构造组合。
图16是示意性地示出根据本公开另一实施例的桥接件200和电池模块100的局部构造的分解立体图。这里也主要描述与上述实施例不同的细节。
参考图16,桥接件200可包括主体241和扩展板242。这里,由于可以应用上述实施例的桥接件200的构造,因此省略关于主体241的详细描述。例如,主体241可包括吸热材料C。
然而,在图16的实施例中,与上述实施例不同,扩展板242还设置在桥接件200的两端上。这里,扩展板242可具有大于主体241的尺寸(例如,外径)。换句话说,参考图16的构造,扩展板242在YZ平面上的尺寸可以大于主体241。详细地,当电池模块100沿着左右方向布置,并且桥接件200设置在它们之间时,扩展板242可以以在前、后、左、右方向上突出超过主体241的形状设置在桥接件200的左端部和右端部上。换句话说,桥接件200可被构造成使得:与其它部分、例如中央部相比,接触或被组合至电池模块100的两个端部被扩大。这里,桥接件200的扩展方向、即扩展板242相对于主体241的扩展方向可以是垂直于设置在桥接件200的两侧处的电池模块100的布置方向(图中的X轴方向)的方向(图中YZ平面上的方向)。在这种情况下,在桥接件200中,对于与电池模块100的堆叠方向正交的横截面而言,扩展板242的尺寸可以大于主体241的尺寸。
这种扩展板242可被构造成板形,并且两个宽表面可以分别面对主体241和电池模块100的外表面。另外,扩展板242可以由具有高导热性的材料、例如金属材料形成,以确保传热性能。特别地,扩展板242可以由与主体241相同的材料形成,或与主体241的至少外部材料相同的材料形成。
根据本公开的这种构造,可以进一步改善电池模块100和桥接件200之间的传热性能。换句话说,由于桥接件200和电池模块100可以通过扩展板242在更宽的区域中彼此接触,因此可以快速地传递大量的热。而且,由于主体241的尺寸小于扩展板242的尺寸,所以可以以很大程度确保电池模块100之间的空间。
同时,在这种构造中,电池模块100可包括狭缝,扩展板242插入该狭缝中。例如,如图16中的箭头J2所示,电池模块100的模块壳体可包括狭缝,该狭缝被构造成使得扩展板242被插入其中。这种狭缝J2可以具有与扩展板242的尺寸相对应的尺寸,并且可以在上下方向上延伸。而且,狭缝J2的顶端可以朝向电池模块100的顶部开放。而且,电池模块100的模块壳体可包括主体插入凹槽J1,主体插入凹槽J1可具有小于狭缝J2的尺寸,并且具有与桥接件200的主体241相对应的尺寸和形状。这里,主体插入凹槽J1可以在向上方向上延伸,并且具有与狭缝J2类似的开放顶端。
根据本公开的这种构造,不仅可以通过桥接件200的扩展板242改善电池模块100和桥接件200之间的传热性能,而且可以提高电池模块100和桥接件200的组装特性和组合特性。换句话说,桥接件200可以通过从顶部沿向下方向滑动而容易地联接到电池模块100,并且通过从底部沿向上方向滑动而容易地从电池模块100拆卸。而且,在这种情况下,TIM或粘合材料可易于容纳在电池模块100的狭缝J2中。因而,可以进一步稳定地确保TIM或粘合材料的传热性能或固定性能。同时,根据这种构造,电池模块100的主体插入凹槽J1和狭缝J2两者或一些可以用作桥安装部110。
图17是示意性地示出根据本公开另一实施例的桥接件200和电池模块100的局部构造的分解立体图。这里也主要描述与上述实施例不同的细节。
参考图17,电池模块100包括桥安装部110,而桥安装部110可包括容纳凹槽,该容纳凹槽具有在向下方向上凹入的形状,如附图标记K所示。这种容纳凹槽K可以低于桥安装部110的、其中安装有桥接件200的一部分。换句话说,桥接件200可不直接接触容纳凹槽K。然而,设置在桥接件200和电池模块100之间的材料可被填充并容纳在容纳凹槽K中。例如,TIM、粘合材料等可被布置在桥接件200和电池模块100之间,并且这种中间布置的材料可被容纳在容纳凹槽K中。具体地,在TIM或粘合材料具有流动性时(诸如不是完全固体的液体或凝胶),TIM或粘合材料可以被布置在桥接件200和电池模块100之间,并且容纳凹槽K可以防止这种中间布置的材料通过从桥接件200和电池模块100之间的空间向下流动而泄漏到外部,并将中间布置的材料稳定地定位在该空间中。因而,根据本公开的这种构造,可以进一步稳定地确保TIM或粘合材料的传热性能、粘附性能等。
图18是示意性地示出根据本公开另一实施例的电池组100的局部构造的前横截面图。这里也主要描述与上述实施例不同的细节。
参考图18,根据本公开的电池模块100还可包括传热构件103。
当多个桥接件200被安装在一个电池模块100上时,传热构件103可被构造成在多个桥接件200之间传递热。就此而言,传热构件103可以由导热材料、诸如金属形成。而且,传热构件103的一侧可以延伸并连接到一个桥安装部,并且传热构件103的另一侧可以延伸并连接到另一桥安装部。
例如,如图18中所示,桥安装部110可以形成在电池模块100的左侧和右侧中的每一侧上,传热构件103的左端部可以被定位成连接到左桥安装部110,并且传热构件103的右端部可以被定位成连接到右桥安装部110。因而,当左桥接件IL和右桥接件IR分别安装在桥安装部110上时,传热构件103可以用作在左桥接件IL和右桥接件IR之间传递热的路径。
根据本公开的这种构造,多个桥接件可以有效地共享热。例如,在图18的实施例中,当热被供应到右桥接件IR时,所供应的热可以从右桥接件IR快速传递到左桥接件IL。因而,在这种情况下,由于热可以分布到多个桥接件,因此可以进一步改善桥接件200的吸热性能。而且,通常,模块壳体102通常由具有低传热性能的材料、诸如塑料形成,以确保某些特性,诸如电绝缘或轻质。然而,根据这种构造,即使当模块壳体102由这种材料形成时,也可以进一步提高多个桥接件200之间和多个电池模块100之间的散热效果。
传热构件103可以具有板形。在这种情况下,宽表面可以面对二次电池101或二次电池堆叠结构。例如,传热构件103可被构造成金属板,使得两个宽表面分别面向上和面向下。根据这种构造,传热构件103可以容易地从至少一个二次电池101吸收热。而且,在这种情况下,即使容纳在电池模块100中的多个二次电池101中的任何一个中产生热时,对应二次电池101的热也可以容易地传递到传热构件103。
而且,传热构件103可以至少位于电池模块100的顶部,如图18中所示。换句话说,传热构件103可被构造成位于比容纳在模块壳体102中的二次电池101更高的位置。由于热的特征,在某个二次电池中产生的热可能向上移动,因而,电池模块的上部的温度很可能高于电池模块的下部的温度。因而,根据实施例,当传热构件103位于二次电池101的顶部时,可以进一步有效地吸收电池模块100、特别是二次电池101的热。
而且,如图18所示,传热构件103的至少一部分可以嵌入模块壳体102中。具体地,除了位于桥安装部110处的部分(例如,两个端部)之外,传热构件103可以嵌入模块壳体102中,从而不暴露于模块壳体102的外部。这里,模块壳体102的外部不仅表示面向电池模块的外部的方向,而且还表示面向电池模块的内部、即例如二次电池等部件的方向。然而,传热构件103的位于桥安装部110处的部分可以向外暴露,以直接接触桥接件200。例如,可以在模块壳体102的桥安装部110中形成孔,使得嵌入其中的传热构件103向外暴露。
根据本公开的这种构造,可以防止由于传热构件103而使得电池模块100的电绝缘发生劣化。换句话说,传热构件103可以由导电材料、诸如金属形成,以确保导热性。然而,根据这种构造,可以减少传热构件103的暴露,以防止无意发生传热构件103与二次电池101、模块端子(未示出)或模块汇流条的电连接(未示出)。因而,在这种情况下,可以稳定地确保电池模块100和电池组的电绝缘。
而且,根据这种构造,当热在一个电池模块100中从一个桥接件200传递到另一个桥接件200时,可以防止热传递到二次电池101。例如,在图18的构造中,当热从右桥接件IR传递到左桥接件IL时,由于传热构件103嵌入模块壳体102中,所以可以防止或降低传热构件103到二次电池101的热传递。
图19是示意性地示出根据本公开另一实施例的电池组的局部构造的前横截面图。图19是图18的构造的变型示例,因而主要描述与图18的差异。
参考图19,传热构件103可包括吸热板S。
吸热板S可具有板形,并且具有连接到传热构件103的至少一侧。例如,如图19中所示,吸热板S的两端可以在向上的方向上弯曲,以连接到传热构件103的主体。具体地,与传热构件103的主体相比,吸热板S可以朝向二次电池101突出。
根据本公开的这种构造,被容纳在电池模块100中的二次电池101的热可以被吸热板S吸收,并通过传热构件103传递到多个桥接件200。因而,在这种情况下,当在电池模块100内部的二次电池101中产生热时,所产生的热可以通过吸热板S快速传递到桥接件200,因而可以进一步改善防热失控性能。
此外,这种吸热板S可以位于二次电池101的顶部。当在二次电池101中产生热时,所产生的热可能向上移动,因而当吸热板S被定位在如当前实施例中的顶部时,可以容易地吸收二次电池101和电池模块100内的热。此外,通常,由于电池模块100的内部空间中的中空空间相对而言大多数情况存在于二次电池101的顶部,因此根据上述构造可以容易地确保吸热板S的安装空间。
特别地,当多个二次电池101沿着平行于地面的方向、即在与电池模块100的模块壳体102的底表面平行的方向(图中的X轴方向)上堆叠在电池模块100的内部空间中时,吸热板S可以位于二次电池101的堆叠方向的中央部处。也就是说,吸热板S可以位于电池模块100的内部空间中的上中央部处。这里,吸热板S位于中央部处可以意味着吸热板S和堆叠在中央处的二次电池101之间的距离短于吸热板S和堆叠在最外部区域处的二次电池101之间的距离。
电池模块100的、位于其左右方向中央处的一部分的温度可以最高,并且根据上述构造,电池模块100的具有最高温度的部分的热可被快速吸收并分配到桥接件200。此外,由于与位于最外侧区域的二次电池101相比,位于中央处的二次电池101远离桥接件200,因此当产生热失控现象时,散热可能会稍微延迟。然而,当如在上述实施例中那样、将吸热板S定位在电池模块100的中央处时,即使在位于中央的二次电池101中产生热失控现象,相应的热也可以快速地排出到桥接件200或排出到电池模块100外。
而且,当传热构件103的主体嵌入模块壳体102中时,吸热板S可以暴露在模块壳体102的外部。例如,如图所示,吸热板S可被构造成使得顶表面以面对面的方式接触模块壳体102的上内表面,并且底表面面对二次电池101的堆叠结构。在这种情况下,吸热板S可以面对二次电池101,同时处于靠近二次电池101的位置,因而可以快速地从二次电池101吸收热。因而,可以进一步改善吸热板S的吸热性能。
同时,在图19的实施例中,吸热板S被构造成大致在水平方向上平置的板状,其中左端部和右端部在向上方向上弯曲,但是本发明不必受吸热板S的形状限制。例如,吸热板S可被构造成在上下方向上竖立,即,在垂直于模块壳体102的底表面的方向(图中的Z轴方向)上竖立。这里,吸热板S的上端部可以连接到传热构件103,并且吸热板S的下端部可以面对二次电池101。此外,可对一个传热构件103设置多个吸热板S。在这种情况下,多个吸热板S可位于电池模块100的内上部的中央。可替选地,多个吸热板S可被布置成在电池模块100的内上中央部中比上外部中更多。
而且,在图19的实施例中,吸热板S固定到传热构件103的主体,但是吸热板S可被构造成使得传热构件103的一部分弯曲。例如,在图19的实施例中,传热构件103的中央部可在向下方向上弯曲,以便从模块壳体102的上内表面朝向二次电池101暴露。另外,可将吸热板S构造成其它各种形状。
同时,在本说明书中,已经通过各种附图和各种说明描述了本公开的各种实施例。这里,实施例可以以两种或更多种的组合使用,除非不兼容,即使没有具体描述也是如此。例如,参考图14或15描述的桥接件200和/或电池模块100的不平坦构造可以由本公开结合在图16至18的实施例中或在图1至13的实施例中所述的至少一种构造的组合使用。作为另一示例,参考图16描述的桥接件200的扩展板242的构造可以由本公开结合在图17和18以及图1至13的实施例中所述的至少一种构造的组合使用。此外,类似地,参考图17或18所述的构造也可由本公开结合参考本公开的其它附图等所述的几种构造的组合使用。
根据本公开的电池组可应用于车辆,诸如电动车辆或混合动力电动车辆。换句话说,根据本公开的车辆可包括根据本公开的电池组。特别地,在电动车辆等中,电池组可以包括多个二次电池,并且在任何二次电池中产生的热可以从二次电池或包括二次电池的电池模块100快速排出。因而,可以有效地防止二次电池或电池模块100的热失控现象等。而且,车辆等很可能暴露于振动或强烈冲击。然而,当应用根据本公开的电池组时,尽管存在振动或冲击,也能够稳定地确保刚性,因而可以有效地防止产生电池组的翘曲现象等。
同时,在本公开中,使用了指示方向的术语,诸如顶、底、左、右、前和背(后),但是这些术语仅是为了便于描述并且对于本领域技术人员来说是显而易见的是,术语可以根据目标对象的位置、观察者的位置等而变化。
虽然已经参考了本公开的例证性实施例具体示出和描述了本公开,但是应理解,本公开不限于例证性实施例。对于本领域技术人员显而易见的是,在不脱离所附权利要求的范围的情况下,可以做出各种修改和改变。
[附图标记说明]
100:电池模块
101:二次电池
102:模块壳体
103:传热构件
110:桥安装部
200:桥接件
201:主体
202:盖
211:第一主体部
212:第二主体部
213:阻热部
220:盖部
231:插入部
232:安装部
241:主体
242:扩展板
300:热沉
D:粘合材料
C:吸热材料
G:滑动凹槽
F:不平坦凹槽
P:不平坦突起
J1:主体插入凹槽
J2:狭缝
K:容纳凹槽
S:吸热板
Claims (15)
1.一种电池组,包括:
多个电池模块,所述多个电池模块中的每个电池模块包括布置在其中的至少一个二次电池,所述多个电池模块彼此间隔开特定距离;和
桥接件,所述桥接件包括导热材料,并且被构造成通过被布置成与所述多个电池模块中的至少两个电池模块相接触而接收从至少一个电池模块产生的热。
2.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述桥接件被构造成通过所述导热材料将所述至少一个电池模块产生的热传递至相邻的电池模块。
3.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述桥接件包括至少两个桥接件,所述至少两个桥接件被布置在两个电池模块之间,同时在与所述多个电池模块的堆叠方向正交的方向上彼此间隔开。
4.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述桥接件在两端处包括粘合剂材料,以粘合地固定至所述多个电池模块的外表面。
5.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述多个电池模块中的每个电池模块在接触所述桥接件的区域处包括桥安装部,所述桥安装部被构造成在向上方向上支撑所述桥接件。
6.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述桥接件被构造成通过包括吸热材料而吸收和储存从所述至少一个电池模块产生的热。
7.根据权利要求6所述的电池组,其中,所述桥接件包括中空内部空间,并且在所述内部空间中容纳所述吸热材料。
8.根据权利要求7所述的电池组,其中,所述桥接件被构造成能够再填充或取出被设置在所述内部空间中的所述吸热材料。
9.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述多个电池模块沿着水平方向布置,并且所述桥接件位于所述多个电池模块的上拐角部处。
10.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述桥接件被构造成能够从所述多个电池模块拆卸。
11.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述桥接件被构造成能够改变相对于所述多个电池模块的外表面的组合位置。
12.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述多个电池模块和所述桥接件在彼此接触的区域处以相互对应的形状呈不平坦状。
13.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述桥接件被构造成这样的形状:接触两个电池模块的两个端部都扩展。
14.根据权利要求1所述的电池组,其中,多个桥接件被安装在一个电池模块上,并且所述电池模块还包括传热构件,所述传热构件被构造成在所述多个桥接件之间传热。
15.一种车辆,包括根据权利要求1至14中的任一项所述的电池组。
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