CN110235274A - 可去除的电池部件载体、包括可去除的电池部件载体的电池系统和包括电池系统的车辆 - Google Patents

可去除的电池部件载体、包括可去除的电池部件载体的电池系统和包括电池系统的车辆 Download PDF

Info

Publication number
CN110235274A
CN110235274A CN201780084989.0A CN201780084989A CN110235274A CN 110235274 A CN110235274 A CN 110235274A CN 201780084989 A CN201780084989 A CN 201780084989A CN 110235274 A CN110235274 A CN 110235274A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
component carrier
bottom plate
removable
battery component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201780084989.0A
Other languages
English (en)
Inventor
朴成埈
M.希尔施贝克
R.温舍
S.克洛姆伯格
T.布兰德纳
T.伦格
J.基尔曼
M.科克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung SDI Co Ltd
Original Assignee
Samsung SDI Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from EP16202176.0A external-priority patent/EP3331055B1/en
Priority claimed from EP17205068.4A external-priority patent/EP3493292B1/en
Application filed by Samsung SDI Co Ltd filed Critical Samsung SDI Co Ltd
Publication of CN110235274A publication Critical patent/CN110235274A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/222—Inorganic material
    • H01M50/224—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/227—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H01M50/264—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks for cells or batteries, e.g. straps, tie rods or peripheral frames
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/271—Lids or covers for the racks or secondary casings
    • H01M50/273—Lids or covers for the racks or secondary casings characterised by the material
    • H01M50/278—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/519—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising printed circuit boards [PCB]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明涉及一种可去除的电池部件载体(30，60)，其用于容纳包括多个电池单元(1，1')的电池子模块(40，64)并且被配置为机械地和电地连接到其它可去除的电池部件载体(30，60)和/或载体框架(10)以形成模块化的电池系统(100)，该可去除的电池部件载体(30，60)包括：底板(32，62)；一对侧壁(31)，从底板(32，62)沿底板(32，62)的两个相对的纵向边缘向上延伸；一对端板(33)，从底板(32，62)沿着底板(32，62)的两个相对的横向边缘垂直向上延伸，端板(33)机械地联接到该对侧壁(31)和/或底板(32，62)用于将多个电池单元(1，1')固定在一起；单元盖(34，66)，平行于底板(32，62)延伸，使单元盖、底板、侧壁和端板形成用于电池子模块(40，64)的容纳空间；以及设置在多个电池单元(1')之间的冷却片(68)。本发明还提出一种电池系统，该电池系统包括容纳多个可去除的电池部件载体(30，60)的载体框架(10)，其中每个可去除的电池部件载体(30，60)可单独地从载体框架拆卸(10)。

Description

可去除的电池部件载体、包括可去除的电池部件载体的电池 系统和包括电池系统的车辆
技术领域
本发明涉及可去除的电池部件载体、电池系统和包括该电池系统的车辆，其中该电池系统包括多个能够从电池系统单独分离的可去除的电池部件载体。
背景技术
能够重复地充电和放电的可再充电电池或二次电池广泛用于许多不同的装置。虽然低容量可再充电电池通常被用作小型电子装置(诸如蜂窝电话、笔记本式电脑和摄像放像机)的电源，大容量可再充电电池大部分用作混合动力车辆等的电源。
一般而言，可再充电电池包括电极组件、容纳电极组件的壳体、以及电连接到电极组件的电极端子，该电极组件包括正电极、负电极以及插置在正电极和负电极之间的隔板。壳体的形状，例如圆柱形或矩形，可以根据预期目的和装置的设计而变化。
包括串联和/或并联联接的多个单位电池单元的电池模块用于提供所需的能量密度。电池模块通过使多个单位电池单元的电极端子互连而形成，其中单位单元的数目取决于所需的功率量。
电池模块能够以块设计或模块设计被构造。在块设计中，每个电池单元联接到公共集流器结构和公共电池管理系统。在模块设计中，彼此连接的多个电池单元形成子模块并且几个子模块彼此连接以形成模块。在后者情况下，电池管理功能可以在模块级别或者在子模块级别实现，因而可以改善可交换性。
多个电池模块能够组合从而实现例如用于电动车辆或混合动力车辆的大功率可再充电电池。于是一个或更多个电池模块机械地和电地集成，装备有热管理系统并且被建立用于与一个或更多个用电装置通信，从而形成电池系统。需要热管理系统以通过消散从可再充电电池产生的热来确保电池模块的安全性和效率。
电池系统的机械集成需要例如电池子模块的单独部件之间的适当机械连接以及电池子模块的单独部件与提供用电装置(例如车辆)的系统的结构的适当机械连接。这些连接必须被设计为在电池系统的平均使用寿命期间以及在其使用期间所提供的应力下保持功能。同时，必须满足安装空间和可交换性需要。
电池模块的机械集成能够通过提供载板例如底板以及通过在其上定位单独的电池单元或子模块来实现。固定电池单元或子模块能够例如通过在载板中的合适的凹陷、通过如螺栓或螺钉那样的机械互连器或通过限制所述单元或子模块来实现。限制能够通过将侧板紧固到载板的横向侧来实现。另外地或备选地，子模块能够被布置于在电池模块中布置的单独壳体中，例如，在这些单独的壳体内的载板上。
根据现有技术的电池模块，不管任何模块结构，通过使其所有组成部分互连而实现其机械完整性。因而，电池模块的一部分(例如子模块)的更换通常需要拆下整个电池模块。因此，电池模块的部件中的缺陷通常导致整个模块的拆卸和更换以及模块的单独修理。因为大容量电池模块可能是昂贵的、大的和重的，所以所述步骤证明是繁重的，并且庞大电池模块的(例如，在技工的车间中的)储存变得困难。
发明内容
技术问题
本发明的一个目的是提供一种可去除的电池载体部件，其配置为用于容纳和保护电池子模块，并且被配置为机械地和电地连接到其它可去除的电池部件载体和/或载体框架以形成模块化电池系统。
本发明的另一目的是提供一种可去除的电池载体部件，其包括用于消散由电池子模块产生的热的冷却通道，并且被配置为连接到相邻的可去除电池部件载体的冷却通道和载体框架的冷却通道，以形成贯穿整个电池系统的整体冷却通道。
技术方案
根据本发明的一方面，提供一种可去除的电池部件载体，其用于容纳包括多个电池单元的电池子模块。可去除的电池部件载体包括：底板；垂直于底板并沿底板的两个相对的纵向边缘从底板延伸的一对侧壁；垂直于底板和侧壁并沿底板的两个相对的横向边缘延伸的一对端板，端板机械地联接到该对侧壁和/或底板以将多个电池单元固定在一起；单元盖，平行于底板延伸，使得单元盖、底板、侧壁和端板形成用于电池子模块的容纳空间；以及设置在多个电池单元之间的冷却片。
优选地，单元盖被固定到侧壁。单元盖可以夹在电池单元和侧壁之间。单元盖可以通过螺钉被固定到侧壁。优选地，单元盖是塑料单元盖。
可去除的电池部件载体还可以包括用于电连接和电子连接电池子模块中的电池单元的单元连接和感测单元(CCU)，其中电池单元通过并联或串联电路电互连，并且其中电池单元通过单元的电压和温度监测而电连接到单元连接和感测单元。
CCU包括用于承载单元连接汇流条的支撑托盘。优选地，CCU还可以包括单元电压和温度监测电路以及必要的控制线束。
优选地，底板和侧壁由挤压铝型材、增强塑料挤出型材或轧制和焊接钢载体制成。底板和侧壁可以形成为单个构件。
优选地，端板由挤压铝型材、铝或钢深拉部件、铝铸件或增强塑料挤出型材或铸件制成。
优选地，底板和/或侧壁包括冷却通道，用于散发由电池单元产生的热。优选地，冷却通道被设计成连接到相邻的可去除的电池部件载体的冷却通道。
根据本发明的一方面，一种电池系统包括容纳多个可去除的电池部件载体的载体框架，其中每个可去除的电池部件载体容纳至少一个包括多个电池单元的电池子模块，并且其中每个可去除的电池部件载体可单独地从载体框架拆卸。
电池系统还可以包括电子部件载体，其容纳控制电子器件组件并包括信号和电源端口。
优选地，载体框架包括冷却剂端口，该冷却剂端口配置为连接到可去除的电池部件载体的冷却通道。
优选地，载体框架包括两个纵向区段和垂直于纵向区段并连接到纵向区段的两个横向区段。可去除的电池部件载体可以包括连接元件，该连接元件配置为附接到载体框架的纵向区段或横向区段。载体框架还可以包括平行于纵向区段延伸的中心区段，用于加强载体框架并将载体框架内的容纳空间分成两个子空间。
优选地，多个部件载体通过多个螺栓机械互连。优选地，HV线束用于将电子部件载体电连接到可去除的电池部件载体和/或电池子模块。
根据本发明的另一方面，提供了一种包括如上所限定的电池系统的车辆。
包括根据本发明的可去除载体的电池系统允许单独去除单个电池子模块。此外，每个可去除的载体配置为不仅被机械地固定到电池系统，而且还电连接到其它电池子模块和电池系统，并且配置为建立贯穿电池系统的所有子模块的整体冷却通道。
可以从所附权利要求或以下描述了解本发明的其它方面。
本发明的有益效果
根据本发明的实施方式，可以实现电池系统的容易组装和拆卸、电池模块的容易修理以及电池系统的制造成本降低。
附图说明
对于本领域普通技术人员而言，通过参考附图详细描述示例性实施方式，特征将变得明显，其中：
图1示出了根据本发明的一实施方式的电池系统的分解透视图；
图2示出了根据本发明的一实施方式的可去除的电池部件载体的分解透视图；
图3示出了图2的可去除的电池部件载体的示意性剖视图；
图4示出了根据本发明另一实施方式的可去除的电池部件载体的局部分解透视图。
具体实施方式
现在将详细参考实施方式，其示例在附图中示出。将参考附图描述示例性实施方式的效果和特征及其实现方法。在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且省略多余的描述。
在本发明实施方式的以下描述中，除非上下文另有明确说明，否则单数形式的术语可以包括复数形式。
在附图中，为了清楚起见，可以夸大元件的尺寸。例如，在附图中，为了说明目的，可以任意地示出每个元件的尺寸或厚度，因此本发明的实施方式不应被解释为限于此。
为便于解释，这里可以使用空间关系术语，例如“向上”、“向下”、“上”、“下”、“在……之下”、“在……之上”等，以描述如在图中示出的一个元件关于另一元件的位置。将理解，除了图中描绘的取向之外，空间关系术语旨在还包括在使用中或操作中装置的其它不同取向。例如，如果图中的装置被翻转，则描述为在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件将被取向为在其它元件或特征“之上”。因此，示例性术语“在……下方”和“在……之下”可以涵盖上方和下方两种取向。装置可以以其它方式取向(例如，旋转90度或在其它取向)，并且应当相应地解释本文中使用的空间关系描述符。
将理解，当元件或层被称为“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“联接到”另一元件或层时，它可以直接在所述另一元件上、直接连接到或联接到所述另一元件或层，或者可以存在一个或更多个居间元件或层。另外，还将理解，当元件或层被称为“在”两个元件或层“之间”时，它可以是这两个元件或层之间的唯一元件或层，或者还可以存在一个或更多个居间元件或层。
参考图1，示出了根据本发明的电池系统100的一示例性实施方式。电池系统100包括载体框架10，载体框架10容纳可去除的电子部件载体20和多个可去除的电池部件载体30。根据图1的示例性实施方式，载体框架10容纳六个可去除的电池部件载体30，但是可去除的电池部件载体30的数量不限于此。
每个可去除的电池部件载体30可以包括一个或更多个电池子模块40，每个电池子模块40包括多个电池单元1。根据图1的示例性实施方式，可去除的电池部件载体30容纳两个电池子模块40，但是电池子模块40的数量不限于此。
载体框架10包括形成矩形框架的两个纵向区段16和两个横向区段17。横向区段17之一可以包括外部信号端口和外部电源端口，外部信号端口配置为连接到外部控制单元(未示出)，外部电源端口配置为连接到外部电源电路(未示出)。载体框架还可以包括中心区段18，该中心区段18平行于纵向区段16延伸并将载体框架内的容纳空间分成两个子空间。
电子部件载体20包括底板和位于底板上的控制电子器件组件21。电子部件载体20还包括用于在外部控制电路(未示出)和控制电子器件组件21之间传送控制信号的信号端口22以及用于将载体框架10电连接到外部电源电路(未示出)(即，电连接到电池系统的电源电路、电池管理系统或直接连接到一个或更多个用电装置)的电源端口23。
基于控制信号，例如实际电力需求，控制电子器件组件21控制电池部件载体30上的电池子模块40，以提供满足实际需要的电力。控制电子器件组件21电连接到电子部件载体20，该电子部件载体20电连接到相邻的电池部件载体30，该电池部件载体30电连接到附接到其上的电池子模块40并且电连接到下一个相邻的电池部件载体30等等。通过电子连接，控制电子器件组件21传送用于控制电池子模块40的信号。由电池子模块40响应于这些信号而提供的电流经由电连接被传送。优选地，控制信号基于在电子部件载体20与电池部件载体30或电池子模块40之间的电流或电压被调制。
冷却剂可以通过其流动的冷却通道形成在电子部件载体20的底板的下表面处。电子部件载体20可以单独地从电池系统100去除，从而简化控制电子器件组件的更换/修理。
参考图2，显示了可去除的电池部件载体30，其可单独地从电池系统100去除。电池部件载体30包括连接元件(未示出)，该连接元件配置为附接到载体框架10的纵向区段16的对应连接元件，例如螺孔，用于将电池部件载体30固定到载体框架10。电池部件载体30还包括连接元件(未示出)，用于将电池部件载体30彼此电连接和电子连接或者将电池部件载体30电连接和电子连接到电池系统100内的电子部件载体20。例如，电连接可以用HV线束或汇流条实现，并且电子连接可以通过LV线束实现，但是连接类型不限于此。
可去除的电池部件载体30包括底板32和一对侧壁31，侧壁31位于底板32的纵向边缘处并且在向上方向上从底板32延伸。在一优选实施方式中，底板32和侧壁31可以形成为单个构件。底板32和侧壁31可以由挤压铝型材、增强塑料挤出型材制成，或者它们可以由包括底板和壁的轧制和焊接钢载体制成。
底板32和侧壁31可以包括独立于电池方向的冷却通道。图3显示了形成在底板32中的三个冷却通道321。可以形成连接到布置在载体框架10的横向区段17上的外部冷却剂端口的冷却剂分配管线，其包括多个连接件，其中每个连接件经由相应的电池部件载体30的相应冷却剂端口(未示出)将冷却剂分配管线连接到底板32中的冷却通道321之一。于是，冷却剂由外部冷却剂回路(未示出)提供到载体框架10的外部冷却剂端口。通过冷却剂分配管线，冷却剂被提供给电子部件载体20和多个电池部件载体30的冷却剂端口，朝向相对的横向区段17流过相应底板32中的相应冷却通道321并且沿着另一冷却剂分配管线返回另一外部冷却剂端口。
参考图2，电池子模块40的示例性实施方式包括具有基本平面形状的多个对齐的二次电池单元1。电池单元1被组装为单元堆，其中一对端板33设置在最外面的电池单元1的前表面上，然后被安装到电池部件载体30中。或者，端板33之一可以被首先固定到电池部件载体30的侧壁31和/或底板32，然后电池单元堆被安装到电池部件载体30中。最后，第二端板33被固定到电池部件载体30的其它元件。电池单元堆可以在纵向方向上与端板33预组装在一起，其中端板33可以设置在电池单元堆的一个或两个前表面上。预组装可以例如通过弹性元件、弹簧或螺钉实现。
然后，端板33机械地联接到电池部件载体30的侧壁31。端板33与电池部件载体30的底板32和侧壁31之间的接合技术可以是某种焊接技术例如摩擦搅拌焊接或钨惰性气体焊接、压力连接(clinching)、螺纹连接、铆接、楔入或胶合。由此，多个电池单元1通过侧壁31在第一(横向)方向上固定在一起，并且通过端板33在第二(纵向)方向上固定在一起。
端板33可以由挤压铝型材、铝或钢板金属、铝铸件或增强塑料挤出型材或铸件形成。
端板33为电池子模块40提供刚度和机械稳定性。端板33还可以抵抗电池单元1的膨胀，因为端板33吸收并引导单元的膨胀力到电池部件载体30中。电池单元1的膨胀由于单元老化过程而发生。
根据图2的示例性实施方式，可去除的电池部件载体30容纳两个电池子模块40。在这种情况下，在两个单元堆之间位于中心处的两个端板33可以形成为整体部件。整体式中心端板可以是挤压铝型材、铝铸件或增强塑料挤出型材或铸件。整体式中心端板有助于防止在每个单元堆的内侧的大的单元膨胀，使得单元膨胀伸展转移到每个单元堆的外侧。
通过位于电池单元堆的顶部的单元盖34，电池单元1在第三(垂直)方向上被进一步紧固。单元盖34被固定到电池部件载体30的侧壁31。例如，单元盖34可以夹在电池单元1和侧壁31之间，例如单元盖34可以包括位于单元盖34的侧部并沿向下方向延伸的一对夹具341，其被配置为插入电池单元1和侧壁31之间。另外，单元盖34可以例如通过如图3所示的螺钉342被紧固到侧壁31，或者以另一方式夹在电池部件载体30的侧壁31上。单元盖34不仅将电池单元保持在适当位置，而且还具有触摸保护功能。
包括单元连接器、传感器和电子器件的单元连接和感测单元(CCU)35可以提供在单元盖34和电池子模块40之间。CCU 35包括印刷电路板(PCB)，其具有连接到电池单元1的端子的连接端子和形成在电路板的上表面上的至少一个半导体器件。电路板还包括形成在电路板表面上的布线图案(未示出)。电路板的主体可以由诸如聚酰亚胺(PI)或聚乙烯(PET)的刚性电绝缘材料形成。布线图案可以由导电材料诸如铜(Cu)、钛(Ti)、镍(Ni)或钯(Pd)制成。
半导体器件适于施加用于控制电池单元1的操作的信号。具体地，半导体器件可以通过电池单元1的高电流线控制充电或放电程度。另外，半导体器件可以施加指示电池单元1的电压、电流和充电状态(SOC)的信号，以防止例如过充电或过放电。
CCU 35包括柔性HV和LV连接部件，以平衡单元延伸并且还改变单元距离。CCU 35包括用于通过汇流条互连单元和正/负端子的主电源路径、用于电压感测和单元平衡的电压感测线及其互连、用于单元温度监测的温度传感器及其互连、以及固定所有部件的轻型柔性载体，提供简单的自动操作，并能够补偿在单元呼吸和单元膨胀情况下的相对运动。可选地，CCU 35还可以包括用于单元监测电路(CSC-PCB)的安装可能性。
电池子模块40通过固定元件被机械地固定到电池部件载体30。然后电池子模块40被紧密地封闭在容纳空间内。电池子模块40可以被另外胶合到底板32或侧壁31，用于进一步的垂直固定。
具有电池单元1、端板33、单元盖34和另外的附加部件的可去除的电池部件载体30可以被安装到电池系统100的载体框架10中，使得即使当电池系统100被安装在车辆内时它也是可单独去除的。
图4示出了根据本发明另一实施方式的可去除的电池部件载体60的局部分解透视图。
可去除的电池部件载体60具有与上述可去除的电池部件载体相同的基本构造。因此，底板62设置有冷却通道622。此外，单元盖66设置成与底板62相对，以便覆盖容纳在可去除的电池部件载体60中的电池子模块64。单元盖66可以由铝制成，并且可以连接到冷却回路(未示出)。
电池子模块64包括多个二次电池单元1'，并且每个单元1'位于底部62上并且具有沿着可去除的电池部件载体60的纵长方向布置的相对的宽表面。冷却片68可以设置在每个单元1'之间。可去除的电池部件载体60可以由挤压铝型材或铝铸件制成，诸如上述电池部件载体。可去除的电池部件载体60不仅可以通过冷却通道622而且可以通过冷却片68以及单元盖66对电池子模块64提供更有效的冷却作用。
参考符号：
1，1' 二次电池单元
10 载体框架
16 纵向区段
17 横向区段
18 中心区段
20 可去除的电子部件载体
21 控制电子器件组件
22 信号/电源端口
30，60 可去除的电池部件载体
31 侧壁
32，62 底板
321，622 冷却通道
33 端板
34，66 单元盖
341 单元盖夹具
342 螺钉
35 单元连接和感测单元(CCU)
40，64 电池子模块
68 冷却片
100 电池系统

Claims (15)

1.一种可去除的电池部件载体(30，60)，其用于容纳包括多个电池单元(1，1')的电池子模块(40，64)并且被配置为机械地和电地连接到其它可去除的电池部件载体(30，60)和/或载体框架(10)以形成模块化的电池系统(100)，所述可去除的电池部件载体(30，60)包括：
底板(32，62)；
一对侧壁(31)，垂直于所述底板(32，62)并沿所述底板(32，62)的两个相对的纵向边缘延伸；
一对端板(33)，垂直于所述底板(32，62)和所述侧壁(31)并沿所述底板(32，62)的两个相对的横向边缘延伸，所述端板(33)机械地联接到所述一对侧壁(31)和/或所述底板(32，62)，以将所述多个电池单元(1，1')固定在一起；
单元盖(34，66)，平行于所述底板(32，62)延伸，使得所述单元盖(34，66)、所述底板(32，62)、所述侧壁(31)和所述端板(33)形成用于所述电池子模块(40，64)的容纳空间；和
冷却片(68)，设置在所述多个电池单元(1')之间。
2.根据权利要求1所述的可去除的电池部件载体，
其中所述单元盖(34，66)被固定到所述侧壁(31)。
3.根据权利要求2所述的可去除的电池部件载体，
其中所述单元盖(34，66)适于夹在所述电池单元(1，1')与所述侧壁(31)之间。
4.根据权利要求2和3中的其中之一所述的可去除的电池部件载体，
其中所述单元盖(34，66)通过螺钉(342)被固定到所述侧壁(31)。
5.根据前述权利要求中的其中之一所述的可去除的电池部件载体，
其中所述单元盖(34)是塑料单元盖。
6.根据前述权利要求中的其中之一所述的可去除的电池部件载体，
还包括位于所述单元盖(34)与所述电池子模块(40)之间的单元连接和感测单元(35)。
7.根据前述权利要求中的其中之一所述的可去除的电池部件载体，
其中所述底板(32)和所述侧壁(31)由挤压铝型材、增强塑料挤出型材或轧制和焊接钢载体制成。
8.根据前述权利要求中的其中之一所述的可去除的电池部件载体，
其中所述端板(33)由挤压铝型材、铝或钢深拉部件、铝铸件或增强塑料挤出型材或铸件制成。
9.根据前述权利要求中的其中之一所述的可去除的电池部件载体，
其中所述底板(32，62)和/或所述侧壁(31)包括冷却通道(321，622)，用于散发来自所述电池单元(1，1')的热。
10.一种电池系统(100)，包括：
载体框架(10)，容纳多个根据前述权利要求中的其中之一所述的可去除的电池部件载体(30，60)，其中每个所述可去除的电池部件载体(30，60)容纳包括多个电池单元(1，1')的至少一个电池子模块(40，64)并且可单独地从所述载体框架(10)拆卸。
11.根据权利要求10所述的电池系统(100)，还包括：
电子部件载体(20)，容纳控制电子器件组件(21)并包括信号端口和电源端口(22)。
12.根据权利要求10和11中的其中之一所述的电池系统(100)，
其中所述载体框架(10)包括冷却剂端口，所述冷却剂端口配置为连接到所述可去除的电池部件载体(30，60)的所述冷却通道(321，622)。
13.根据权利要求10至12中的任一项所述的电池系统(100)，
其中所述载体框架(10)包括两个纵向区段(16)和垂直于所述纵向区段(16)并连接到所述纵向区段(16)的两个横向区段(17)；并且
其中所述可去除的电池部件载体(30，60)包括连接元件，所述连接元件配置为附接到所述纵向区段(16)或所述横向区段(17)。
14.根据权利要求10至13中的任一项所述的电池系统(100)，
其中所述多个可去除的电池部件载体(30，60)通过多个螺栓机械互连，并且
还包括一个或更多个汇流条，将所述电子部件载体(20)电连接到所述可去除的电池部件载体(30，60)并且将所述可去除的电池部件载体(30，60)电连接到彼此。
15.一种车辆，包括根据权利要求10至14中的其中之一所述的电池系统(100)。
CN201780084989.0A 2016-12-05 2017-12-05 可去除的电池部件载体、包括可去除的电池部件载体的电池系统和包括电池系统的车辆 Pending CN110235274A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16202176.0A EP3331055B1 (en) 2016-12-05 2016-12-05 Battery system including removable battery component carriers
EP16202176.0 2016-12-05
EP17205068.4A EP3493292B1 (en) 2017-12-04 2017-12-04 Battery system including removable battery component carriers and vehicle including the battery system
EP17205068.4 2017-12-04
PCT/KR2017/014121 WO2018105981A1 (en) 2016-12-05 2017-12-05 Removable battery component carrier, battery system including removable battery component carriers and vehicle including the battery system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110235274A true CN110235274A (zh) 2019-09-13

Family

ID=62491503

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780084989.0A Pending CN110235274A (zh) 2016-12-05 2017-12-05 可去除的电池部件载体、包括可去除的电池部件载体的电池系统和包括电池系统的车辆

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11355804B2 (zh)
CN (1) CN110235274A (zh)
WO (1) WO2018105981A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114568039A (zh) * 2020-09-25 2022-05-31 株式会社Lg新能源 电池模块、电池组和包括该电池组的车辆

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018128404A1 (ko) * 2017-01-05 2018-07-12 삼성에스디아이 주식회사 차체 부품, 그 차체 부품과 통합되어 형성된 차량용 전지시스템 및 이를 포함하는 통합 전지시스템 차량
KR102580847B1 (ko) * 2018-04-26 2023-09-19 에스케이온 주식회사 배터리 랙
EP3584877A1 (en) 2018-05-16 2019-12-25 Samsung SDI Co., Ltd. Battery pack comprising a frame profile with integral coolant circuit elements
US20210273285A1 (en) 2018-06-25 2021-09-02 Magna International Inc. Battery frame
KR102640328B1 (ko) 2018-10-19 2024-02-22 삼성에스디아이 주식회사 배터리의 대형 모듈
CN111081925B (zh) * 2018-10-19 2022-10-21 三星Sdi株式会社 电池模块
KR102646854B1 (ko) 2018-10-19 2024-03-11 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
KR102646853B1 (ko) 2018-10-19 2024-03-11 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
KR102640329B1 (ko) 2018-10-19 2024-02-22 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
KR102640327B1 (ko) 2018-10-19 2024-02-22 삼성에스디아이 주식회사 배터리의 대형 모듈
KR102391985B1 (ko) 2019-06-14 2022-04-27 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈 및 그 제조 방법
KR20200143977A (ko) 2019-06-17 2020-12-28 주식회사 엘지화학 가스배출통로를 구비한 베이스 플레이트를 포함한 배터리 모듈 및 배터리 팩 및 전력 저장장치
JP7169326B2 (ja) * 2020-09-03 2022-11-10 株式会社神戸製鋼所 電動車両用バッテリーケースおよび製造方法
KR20220041470A (ko) * 2020-09-25 2022-04-01 현대자동차주식회사 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
CN217114627U (zh) * 2022-01-05 2022-08-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池和用电装置
EP4307437A1 (en) * 2022-07-11 2024-01-17 Volvo Truck Corporation Battery stack comprising battery modules and a cooling plate
DE102023002333A1 (de) 2023-06-09 2024-05-29 Mercedes-Benz Group AG Batteriegehäuse und Batterieanordnung

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080118819A1 (en) * 2006-11-17 2008-05-22 Paul Gamboa Modular battery system
CN102110795A (zh) * 2009-12-24 2011-06-29 三洋电机株式会社 电池组
CN102576831A (zh) * 2009-09-07 2012-07-11 贝洱两合公司 模块化电池结构
CN103717433A (zh) * 2011-06-06 2014-04-09 罗伯特·博世有限公司 蓄电池系统、具有该蓄电池系统的机动车及用于在具有该蓄电池系统的机动车中建立运行准备的方法
CN104103871A (zh) * 2013-04-08 2014-10-15 株式会社杰士汤浅国际 蓄电模块、蓄电装置及风路连接构件
CN105977417A (zh) * 2015-03-16 2016-09-28 昶洧香港有限公司 电动车的电池组、电动车底盘和用于更换电池模块的方法

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6255015B1 (en) 1998-08-23 2001-07-03 Ovonic Battery Company, Inc. Monoblock battery assembly
ES1065338Y (es) 2007-03-14 2007-11-01 Martinez Jose Francisco Fortes "caja de registro para obra en seco"
DE102009018787A1 (de) 2009-04-24 2010-10-28 Akasol Engineering Gmbh Batteriemodul
JP5466906B2 (ja) 2009-09-18 2014-04-09 パナソニック株式会社 電池モジュール
KR101182426B1 (ko) * 2009-12-04 2012-09-12 에스비리모티브 주식회사 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
CN102655974B (zh) 2009-12-18 2014-09-03 三菱电机株式会社 液质调整装置、液质调整方法以及线电极放电加工装置
JP2011175743A (ja) 2010-02-23 2011-09-08 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置及びこれを備える車両
EP2541641A4 (en) 2010-02-24 2015-06-17 Sanyo Electric Co BATTERY MODULE, BATTERY SYSTEM, ELECTRIC VEHICLE, MOBILE BODY, POWER STORAGE DEVICE, POWER SUPPLY AND ELECTRICAL DEVICE
US9065111B2 (en) 2010-05-26 2015-06-23 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
KR101156527B1 (ko) 2010-06-01 2012-06-21 에스비리모티브 주식회사 전지팩
KR20120005727A (ko) * 2010-07-09 2012-01-17 (주)브이이엔에스 배터리 모듈
EP2659543B1 (en) 2010-12-29 2024-03-27 BYD Company Limited Battery module, battery temperature managing system and vehicle comprising the same
DE102011077349A1 (de) 2011-06-10 2012-12-13 Sb Limotive Co., Ltd. Batterie und Kraftfahrzeug mit dieser Batterie
US8722223B2 (en) 2011-09-01 2014-05-13 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
US20130288096A1 (en) 2011-09-16 2013-10-31 General Electric Company Modular battery
KR101382011B1 (ko) 2011-12-23 2014-04-15 세방전지(주) 이차 전지팩
KR101958742B1 (ko) 2012-01-04 2019-03-15 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈
KR101501026B1 (ko) 2012-05-04 2015-03-10 주식회사 엘지화학 우수한 냉각 효율성과 콤팩트한 구조의 전지모듈
CN202712293U (zh) 2012-07-03 2013-01-30 河南科隆集团有限公司 一种动力电池组合装置
US20140295235A1 (en) * 2013-03-29 2014-10-02 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery module
DE102014205465A1 (de) 2014-03-24 2015-09-24 Te Connectivity Germany Gmbh Verbinder zur Verbindung von zellenförmigen elektrischen Elementen und Verfahren zur Installation eines solchen Verbinders auf einer Batterieeinheit
JP6011949B2 (ja) 2015-01-16 2016-10-25 富士重工業株式会社 車載用バッテリー
KR101865995B1 (ko) 2015-03-27 2018-06-08 주식회사 엘지화학 배터리 모듈
US11258104B2 (en) 2015-06-30 2022-02-22 Faraday & Future Inc. Vehicle energy-storage systems
KR102058688B1 (ko) 2015-07-31 2019-12-23 주식회사 엘지화학 간접 냉각 방식의 배터리 모듈
KR102517901B1 (ko) 2015-10-02 2023-04-03 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
EP3373358B1 (en) 2015-12-18 2021-02-03 LG Chem, Ltd. Battery pack
US10686166B2 (en) 2016-02-05 2020-06-16 Ford Global Technologies, Llc Multiple cell integrated casings
KR102235655B1 (ko) 2016-06-17 2021-04-01 에스케이이노베이션 주식회사 이차 전지 팩
CN206558567U (zh) 2016-11-21 2017-10-13 深圳市沃特玛电池有限公司 电池模组
CN206471396U (zh) 2017-02-28 2017-09-05 长城汽车股份有限公司 动力电池包
US20210273285A1 (en) 2018-06-25 2021-09-02 Magna International Inc. Battery frame

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080118819A1 (en) * 2006-11-17 2008-05-22 Paul Gamboa Modular battery system
CN102576831A (zh) * 2009-09-07 2012-07-11 贝洱两合公司 模块化电池结构
CN102110795A (zh) * 2009-12-24 2011-06-29 三洋电机株式会社 电池组
CN103717433A (zh) * 2011-06-06 2014-04-09 罗伯特·博世有限公司 蓄电池系统、具有该蓄电池系统的机动车及用于在具有该蓄电池系统的机动车中建立运行准备的方法
CN104103871A (zh) * 2013-04-08 2014-10-15 株式会社杰士汤浅国际 蓄电模块、蓄电装置及风路连接构件
CN105977417A (zh) * 2015-03-16 2016-09-28 昶洧香港有限公司 电动车的电池组、电动车底盘和用于更换电池模块的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114568039A (zh) * 2020-09-25 2022-05-31 株式会社Lg新能源 电池模块、电池组和包括该电池组的车辆
CN114568039B (zh) * 2020-09-25 2024-08-02 株式会社Lg新能源 电池模块、电池组和包括该电池组的车辆

Also Published As

Publication number Publication date
US20190296294A1 (en) 2019-09-26
US11355804B2 (en) 2022-06-07
WO2018105981A1 (en) 2018-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110235274A (zh) 可去除的电池部件载体、包括可去除的电池部件载体的电池系统和包括电池系统的车辆
KR102641002B1 (ko) 착탈식 전지 컴포넌트 캐리어, 착탈식 전지 컴포넌트 캐리어를 포함하는 전지 시스템 및 전지 시스템을 포함한 자동차
US11247572B2 (en) Removable battery component carrier, battery system including removable battery component carrier, and vehicle including battery system
KR102608242B1 (ko) 차체 부품, 그 차체 부품과 통합되어 형성된 차량용 전지시스템 및 이를 포함하는 통합 전지시스템 차량
EP3223338B1 (en) Battery module
KR102326596B1 (ko) 탑재 구조물을 포함하는 배터리 팩
JP6978193B2 (ja) 電池モジュールキャリア、電池モジュール、および電池システムを含む自動車
US8669001B2 (en) Device for combining and housing power storage cells
US20130130086A1 (en) Electrical energy storage device with flat storage cells
KR20180041063A (ko) 배터리 모듈 캐리어 및 배터리 시스템
JP7305025B2 (ja) バッテリーモジュールの機械的固定構造と電気的固定構造とを統合したバッテリーパック
JP7318102B2 (ja) 上部冷却方式バッテリーパック
US20220361367A1 (en) Cold plate assembly
KR20210000260A (ko) 커버 구조물을 포함하는 배터리 팩 및 전자 디바이스 및 자동차
US20240234871A1 (en) Thermal management of a liquid cooled module
EP3493292B1 (en) Battery system including removable battery component carriers and vehicle including the battery system
CN218996952U (zh) 储能系统
CN220492019U (zh) 电池系统
EP4404355A1 (en) Modular battery pack

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190913