CN111081925A - 电池模块 - Google Patents

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Abstract

一种电池模块包括：多个单元堆叠，单元堆叠的每个包括在第一方向上布置的多个单位单元和在多个单位单元周围的绝缘构件；以及模块壳体，其中提供多个接收部，多个单元堆叠当中的单元堆叠位于多个接收部当中的接收部中，并且每个接收部包括固定壁，该固定壁在接收于其中的单元堆叠周围并且与单元堆叠接触，并且模块外壳包括在每个接收部的沿第一方向的相应侧处的端壁，以接合接收在相应接收部中的单元堆叠沿第一方向的相应侧的端面。

Description

电池模块
技术领域
本发明涉及电池模块。
背景技术
可再充电电池或二次电池与一次电池不同在于，二次电池被配置为重复地充电和放电，并且一次电池被配置为仅提供从化学能到电能的不可逆转换。低容量可再充电电池可以用作诸如移动电话、笔记本计算机、计算机和便携式摄像机的小型电子设备的电源，而大容量可再充电电池可以用作混合动力车辆等的电源。
二次电池可以包括电极组件、容纳该电极组件的壳体、以及与该电极组件电连接的电极端子，电极组件包括正电极、负电极、以及插置在正电极与负电极之间的隔板。
电解质溶液被注入到壳体中，从而使得电池能够通过正电极、负电极和电解质溶液的电化学反应充电和再充电。例如，根据电池的用途，可具有圆筒形或矩形的壳体的形状可以不同。
可再充电电池以由串联或并联组合的多个单位单元形成的单元堆叠的形式使用，并且可以提供例如高能量密度以用于混合动力车辆的行驶。
随着技术的发展，电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)和其它电能消耗设备所需的电量已经增加，并且为了满足所需的电量，可以提供多个电池模块。
因此，期望开发包括多个单元堆叠的新模块结构，其可以满足电能消耗设备的电力需求，以简化组成部件、降低制造成本和重量、并使制造工艺更有效率。
在该背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对本发明背景技术的理解，因此，其可能包含不形成现有技术的信息。
发明内容
本发明的实施方式提供了一种电池模块(例如，大的电池模块)，其能够有效地提高电量，简化组成部件并有效地改善制造工艺。
根据本发明的一示例性实施方式的电池模块包括：多个单元堆叠，单元堆叠的每个包括在第一方向上布置的多个单位单元和在多个单位单元周围的绝缘构件；以及模块外壳，其中提供多个接收部，多个单元堆叠当中的单元堆叠位于多个接收部当中的接收部中，其中每个接收部包括固定壁，该固定壁在接收于其中的单元堆叠周围并且与单元堆叠接触，并且其中模块外壳包括在每个接收部的沿第一方向的相应侧处的端壁，以接合接收在相应接收部中的单元堆叠沿第一方向的相应侧的端面。
模块外壳还可以包括分隔壁，该分隔壁在第一方向上延伸并且分隔由模块外壳的外壁围绕的内部空间，以沿垂直于第一方向的第二方向形成多个接收部的相邻接收部，并且分隔壁可以相应于多个接收部的相邻接收部的固定壁的一部分，并且分隔壁可以接触接收在多个接收部的相邻接收部中的相应单元堆叠的侧表面。
端壁可以包括第一端壁和第二端壁，并且第一端壁可以面对模块外壳的外壁并且可以沿第一方向与外壁间隔开，在第一端壁与外壁之间限定第一空间。
多个接收部当中的第一接收部和第二接收部可以在模块外壳的内部空间中沿第一方向布置，并且第一接收部的第二端壁和第二接收部的第二端壁可以彼此间隔开并且彼此面对，在第一接收部的第二端壁和第二接收部的第二端壁之间限定第二空间。
端壁可以向外弯曲，使得端壁的中央部分可以比端壁的其它部分离单元堆叠的端面更远地定位，在相应端面与相应端壁之间限定第三空间。
单元堆叠的每个还可以包括一对端支撑件，该对端支撑件在单元堆叠的沿第一方向的彼此相反的端部处并且具有相应于端面的外侧表面。
端面可以向内凹入，使得其中央部分比相应端面的其它部分离端壁更远。
端壁的内表面可以接触相应单元堆叠，并且端壁的外表面可以包括多个第一肋。
多个第一肋可以在第三方向上延伸并且可以在第二方向上彼此间隔开，第三方向垂直于第一方向和第二方向。
端支撑件可以包括从端面朝向端壁突出的多个第二肋。
多个第二肋可以在第二方向和第三方向上以格子形状彼此间隔开，第三方向垂直于第一方向和第二方向。
分隔壁、端壁和外壁可以与模块外壳的底表面成一体。
电池模块可以包括在模块壳体的底表面下方的冷却通道，该冷却通道被构造为容纳冷却剂流。
冷却通道的侧壁可以与模块外壳的底表面成一体。
模块外壳还可以包括联接部，该联接部被构造为联接到相邻模块外壳的联接部。
联接部可以在模块外壳的外壁当中沿第二方向的第一外壁和第二外壁处，并且在模块外壳的第二外壁处的联接部可以被构造为联接到在相邻模块外壳的第一外壁处的联接部。
根据本发明的示例性实施方式，可以有效地提高电能，简化部件并有效地改善电池模块的制造工艺。
附图说明
图1是示出根据本发明的一示例性实施方式的电池模块的局部分解透视图。
图2是示出根据本发明的示例性实施方式的电池模块中的接收部的一部分的透视图。
图3是根据本发明的示例性实施方式的电池模块中的端壁和端支撑件的一部分的剖视图。
图4是根据本发明的示例性实施方式的电池模块中的端壁的剖面透视图。
图5是根据本发明的示例性实施方式的电池模块中的端支撑件的端面的透视图。
图6示意性地显示了根据本发明的示例性实施方式的电池模块中的冷却通道。
图7是根据本发明的示例性实施方式的电池模块中的冷却通道的仰视图。
图8是根据本发明的一示例性实施方式的彼此联接的多个电池模块的透视图。
图9是示出其中根据本公开的另一示例性实施方式的电池模块彼此联接的图的视图。
一些符号的描述
100：单元堆叠 110：单位单元
120：端支撑件 122：第二肋
200：模块外壳 210：模块外壳的外壁
211：第一壁 212：第二壁
215：第一空间 216：第二空间
217：第三空间 220：接收部
230：分隔壁 240：端壁
242：第一肋 250：固定壁
260：模块外壳的底表面 300：冷却通道
310：流动空间 320：冷却通道的侧壁
330：通道盖 350：引导突起
400：联接部 410：紧固部
420：引导部 430：连接部
1000：电池模块 1001：相邻模块外壳
具体实施方式
在下面的详细描述中，仅通过说明的方式显示和描述了本发明的仅某些示例性实施方式。然而，本发明可以以各种不同的形式实施，并且不应被解释为仅限于本文中示出的实施方式。相反，这些实施方式作为示例被提供，使得本公开将是彻底和完整的，并将向本领域技术人员充分传达本发明的方面和特征。因此，对于本领域普通技术人员完全理解本发明的方面和特征所不必需的工艺、元件和技术可以不被描述。
如本领域技术人员将认识到的，所描述的实施方式可以以各种不同的方式修改，所有这些都不背离本发明的范围。因此，附图和描述本质上将被认为是说明性的而不是限制性的。在附图中，为了清楚起见，元件、层和区域的相对尺寸可以被夸大。除非另有说明，否则在整个附图和书面描述中，相同的附图标记表示相同的元件，因此，可以不重复其描述。
将理解，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等在此可以用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一元件、部件、区域、层或部分区分开。因此，以下描述的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分而不背离本发明的范围。
为了解释的容易，空间关系术语，诸如“在……下面”、“下部”、“在……下方”、“在……之上”、“上部”等，可以在此被用来描述如图中示出的一个元件或特征的与另外的元件(们)或特征(们)的关系。将理解，除图中描绘的取向之外，空间关系术语还旨在涵盖装置在使用或在操作中的不同取向。例如，如果图中的装置被翻转，则被描述为“在”另外的元件或特征“下面”或“下方”的元件将取向“在”所述另外的元件或特征“之上”。因此，示例术语“在……下面”和“在……下方”能涵盖上下两取向。装置可以被另外取向(例如旋转90度或处于另外的取向)，且此处使用的空间关系描述语应当被相应地解释。
此外，在本说明书中，应理解，当一个组成元件被称为“在”另一组成元件“上”，“联接到”或“连接到”另一组成元件时，一个组成元件可以直接在所述另一组成元件上，联接到或连接到所述另一组成元件，或者还可以存在一个或更多个居间元件。相反，当一个组成元件被描述为“直接在”另一组成元件上，“直接联接到”或“直接连接到”另一组成元件时，应理解，不存在居间元件。另外，还将理解，当一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。
此外，在本说明书中使用的术语仅用于简单地解释特定的示例性实施方式，而不是用于旨在限制本发明。除非上下文明确地另行指示，否则这里使用的单数表述包括复数表述。
此外，在本说明书中，将理解，术语“包含”、“包含……的”、“包括”、包括……的”、“具有”和“具有……的”旨在表示本说明书中描述的特征、数字、步骤、操作、组成元件和部件或其组合的存在，并且不排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、组成元件和部件或其组合的存在或添加的可能性。
此外，在本说明书中，术语“和/或”包括多个所描述的项的组合或多个所描述的项当中的任何项。在本说明书中，“A或B”可以包括“A”、“B”或“A和B两者”。诸如“……中的至少一个”的表述，当位于一列元素之后时，修饰整列元素，而不修饰列中的个别元素。
当在此使用时，术语“基本上”、“约”和类似术语被用作近似术语而不用作程度术语，并且旨在解释本领域普通技术人员将认识到的在测量或计算值上的固有变化。此外，在描述本发明的实施方式时使用“可以”是指“本发明的一个或更多个实施方式”。另外，在描述本发明的实施方式时，诸如“或”的替代语言的使用是指对于所列出的每个对应项“本发明的一个或更多个实施方式”。当在此使用时，术语“使用”、“使用……的”和“被使用”可以被认为分别与术语“利用”、“利用……的”和“被利用”同义。此外，术语“示例性”旨在表示示例或说明。
除非另有定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。还将被理解，诸如通用词典中定义的术语的术语应被解释为具有与它们的在相关领域和/或本说明书的背景下的含义一致的含义，并且不应在理想化或过度形式化的意义上被解释，除非这里明确地如此定义。
图1示出了根据本发明的一示例性实施方式的电池模块(例如，大电池模块)1000，并且图2示出了图1所示的电池模块1000中的接收部(例如，接收单元)220。
如图1和图2所示，根据本发明的示例性实施方式的电池模块1000包括单元堆叠100和模块外壳200。单元堆叠100可以包括在第一方向X上(或沿第一方向X)布置的多个单位单元110以及在多个单位单元110周围(或围绕多个单位单元110)的绝缘构件112。模块外壳200可以包括多个接收部220，单元堆叠100被插入到该接收部220中。接收部220可以包括固定壁250，该固定壁250在单元堆叠100周围(或围绕单元堆叠100)并且其至少一部分与单元堆叠100接触。
单元堆叠100包括在第一方向X上布置(或堆叠)的多个单位单元110。单位单元110每个相应于一个二次电池，该二次电池包括电极组件并且提供有端子单元，并且单位单元110可以每个具有拥有任何合适形状(诸如正方形或圆筒形)的壳体。
在图1和图2中，单位单元110每个具有矩形柱形状的壳体，但是本发明不限于此或者由此限制，单位单元110可以具有任何合适的形状。在下文中，为了便于描述，单位单元110被描述为每个具有矩形壳体，如图1和图2所示。
在单元堆叠100中，多个单位单元110可以在任何合适的布置方向上(例如沿着任何合适的布置方向)布置，但是在一些实施方式中，多个单位单元110可以在单位单元110的侧表面当中的较宽侧表面彼此面对的方向上(或沿着该方向)布置，如图1和图2所示。在下文中，单位单元110的布置方向被定义为第一方向X。单位单元110或端支撑件120可以设置在单元堆叠100沿第一方向X的两端处。
构成单元堆叠100的单位单元110的数量可以根据需要或期望而变化。一个单元堆叠100中包括的单位单元110可以通过使用汇流条彼此电连接，该汇流条可以具有任何合适的形状。
单元堆叠100可以包括在多个单位单元110周围(或围绕多个单位单元110)的绝缘构件112。绝缘构件112可以由诸如橡胶或塑料的绝缘材料形成，并且位于多个单位单元110周围(或围绕多个单位单元110)。
绝缘构件112还可以提供在端支撑件120以及多个单位单元110周围(或提供为围绕端支撑件120以及多个单位单元110)，该端支撑件120设置在单元堆叠100沿第一方向X的两端处，或者绝缘构件112可以仅在多个单位单元110周围(而不在端支撑件120周围)(或者仅围绕多个单位单元110(而不围绕端支撑件120))，并且端支撑件120还可以单独设置在单元堆叠100的两端处。
例如，绝缘构件112可以提供为膜的形式，或者可以在绝缘构件112中提供形状像板的具有硬度的多个构造。绝缘构件112可以在单元堆叠100的所有四个侧表面周围(或围绕单元堆叠100的所有四个侧表面)，或者可以设置在四个侧表面中的一些处，并且也可以被提供为在单元堆叠100的上表面和下表面两者周围(或者围绕单元堆叠100的上表面和下表面两者)。然而，设置在单元堆叠100的上表面上的绝缘构件112可以被提供为暴露每个单位单元110的端子单元。
图1示出了一实施方式，其中在根据本发明的示例性实施方式的单元堆叠100中，绝缘构件112以在多个单位单元110的侧表面周围(或围绕多个单位单元110的侧表面)的绝缘膜的形式提供，而不在端支撑件120周围(或不围绕端支撑件120)。
模块外壳200包括多个接收部220，单元堆叠100插入(接收)到多个接收部220中。图1示出了在模块外壳200中形成四个接收部220的实施方式，而在图2中，在模块外壳200中单独示出了两个接收部220。根据本发明的实施方式，可以在模块外壳200中提供任何合适数量的接收部220。
模块外壳200包括外壁210，其从底表面260在向上方向(例如，垂直于第一方向X和第二方向Y的第三方向)上突出并围绕底表面260(或在底表面260周围)。内部空间限定在外壁210的内侧处。多个接收部220可以提供在内部空间中。
模块外壳200可以具有任何合适的形状，例如，根据本发明的示例性实施方式的模块外壳200可以被提供为具有拥有大致四边形形状的底表面260，如图1和图2所示。
模块外壳200的上部可以是敞开的，因此提供在模块外壳200中的接收部220也可以具有敞开的接收部220的上部。模块盖可以联接到模块外壳200的敞开的上表面，使得模块外壳200可以被密封，并且当模块盖与模块外壳200联接时，模块盖相应于接收部220的上表面。模块盖可以包括用于覆盖单元堆叠100的汇流条支架以及布置在汇流条支架中以电连接构成单元堆叠100的单位单元110的汇流条。
图1和图2示出了根据本发明的示例性实施方式的接收部220。接收部220包括固定壁250，该固定壁250在单元堆叠100周围(或围绕单元堆叠100)，并且固定壁250的至少一部分与单元堆叠100接触。
图1示出了其中单元堆叠100插入其中的接收部220(例如，第一接收部220)和单元堆叠100未插入其中的接收部220(例如，第二接收部220)并排设置的一实施方式。固定壁250相应于在接收部220的一区域周围(或围绕接收部220的一区域)的边界壁，并且插入到接收部220中的单元堆叠100在四个侧上稳定地保持与单元堆叠100周围(或围绕单元堆叠100)的固定壁250的固定状态。
固定壁250可以根据单元堆叠100的形式而被不同地设置，但是如图1所示，固定壁250可以具有四个表面，其在分别面对单元堆叠100的四个方向的侧表面的同时支撑所述四个方向的侧表面，并且固定壁250设置在单元堆叠100周围(或设置为围绕单元堆叠100)。
接收部220的固定壁250的至少一部分与单元堆叠100直接接触。例如，固定壁250的位于第一方向X上的任何一个表面也可以与单元堆叠100直接接触，并且固定壁250的位于垂直于第一方向X的第二方向Y上的任何一个表面也可以与多个单位单元110的侧表面(例如，绝缘构件112)直接接触。
如图1所示，第二方向Y可以被定义为在与第一方向X的平面相同的平面上垂直于第一方向X的方向，并且可以被定义为单位单元110的宽度方向。
如上所述，在本发明的示例性实施方式中，即使没有单独的部件，单元堆叠100也可以通过固定壁250保持形状，并且可以在第一方向X上保持接合状态(例如，被按压状态)。
在一般的电池模块(即，不是根据本发明的实施方式的电池模块1000)中，模块框架被联接到一个单元堆叠，并且与模块框架联接且被当作单位构造的一个单元堆叠构成一个模块。
与根据本发明的单元堆叠不同，被一般处理的单元堆叠可以与用于性能方面(诸如能量密度和容易处理)的模块框架联接，并且该模块框架可以由按压单元堆叠的两端的端块与沿单元堆叠的侧表面延伸的侧板等形成，并且端块和侧板可以彼此联接使得单元堆叠被按压以保持单元堆叠的结构。
与根据本发明的电池模块1000不同，在一般的电池模块中，与模块框架联接的单元堆叠被插入，并且模块外壳被紧固到模块框架，并且一般的电池模块具有由一个单元堆叠提供的电量。
在一般的电池模块的情况下，需要提供多个电池模块，从而满足比一个单元堆叠的功率更高的所需功率，因此，额外需要将单元堆叠紧固到单元主体的模块框架和构造模块自身的多个部件。
因此，用于制造一般的电池模块的工艺会增加，部件的消耗会增加，一般的电池模块的重量会增加，并且制造一般的电池模块所需的时间和成本会增加。
在根据本发明的示例性实施方式的电池模块1000中，与一般的电池模块不同，多个单元堆叠100被安装到一个模块，因此有利于满足所需的高功率，并且单元堆叠100由接收部220的固定壁250(该固定壁250的至少一部分区别于模块外壳200的外壁210)固定，从而不单独需要(或不单独要求)用于固定单元堆叠100的部件(例如，模块框架)。
例如，如图1和图2所示，在本发明的示例性实施方式中，在一个模块外壳200中提供多个接收部220，并且在接收部220周围(或围绕接收部220)的固定壁250被提供为在位于每个单元堆叠100周围(或围绕每个单元堆叠100)的同时固定每个单元堆叠100，与模块外壳200的外壁不同。
如图1和图2所示，根据本发明的示例性实施方式的模块外壳200还可以包括端壁240，端壁240在第二方向Y上延伸并且可以设置在多个接收部220中的每个沿第一方向X的两端处，以每个都接合(例如，按压)单元堆叠100的两侧的端面，并且端壁240可以相应于固定壁250的一部分。
在本示例性实施方式中，单元堆叠100在第一方向X上的两端的侧表面分别被定义为端面。根据本发明的一示例性实施方式，端面可以相应于端支撑件120的一个表面或绝缘构件112。
图1和图2示出了其中端壁240设置在单元堆叠100沿第一方向X的两侧处的构造。多个端壁240可以存在于模块外壳200中并且可以相应于接收部220的固定壁250在第一方向X上的两侧。
端壁240可以与模块外壳200的外壁210区分开。例如，端壁240具有在模块外壳200的内部空间中从底表面260突出的形状并在第二方向Y上延伸。端壁240可以包括第一端壁240和第二端壁240。第一端壁240可以设置为面对外壁210并与外壁210间隔开，并且第二端壁240可以彼此面对，如下面进一步讨论的。
图1示出了一实施方式，该实施方式包括：多个接收部220，例如总共四个接收部220，其中两个在第一方向X上并且两个在第二方向Y上；以及一个分隔壁230，其在第一方向X上跨过模块外壳200的内部空间的一部分；以及四个端壁240，其在第二方向Y上延伸。
分隔壁230由在第二方向Y上彼此相邻(或堆叠)的接收部220共用，但是端壁240未被在第一方向X上堆叠的相邻接收部220共用。而是，相应端壁240(例如，第二端壁240)被设置为彼此间隔开并且在两个接收部220沿第一方向X彼此面对的端部处彼此面对。
例如，端壁240可以被设置为使得端壁240的一侧(例如，第一侧)接触被插入到相应接收部220中的单元堆叠100的端面，而其另一侧(例如，第二侧)与外壁210分开设置并且面对外壁210或面对在第一方向X上并行设置的另一接收部220的端壁240。
设置在接收部220沿第一方向X的彼此相反侧处的端壁240的每个的至少一部分与单元堆叠100的所面对的端面(例如，端支撑件120的一个表面)直接接触。此外，端壁240可以设置为在第一方向X上接合(例如，按压)单元堆叠100。
如上所述，在本发明的示例性实施方式中，插入到接收部220中的单元堆叠100没有用模块框架(诸如端块或侧板)紧固，而是绝缘构件112可以在其中布置(或简单布置)多个单位单元110的单元堆叠100的侧表面周围，并且在根据本发明的示例性实施方式的电池模块1000中，端壁240可以用于在第一方向X上接合(例如，按压)并固定单元堆叠100。
单元堆叠100在第一方向X上被接合(例如，被按压)以在相同体积下提供更高的功率，并且可以保持在结构上稳定的状态。
单元堆叠100可以插入在接收部220的固定壁250之间，例如，在提供于沿第一方向X的两侧处的一对端壁240(其在接合(例如，按压)端面并且通过插入到接收部220中的夹具被按压的状态下)之间，并且可以保持由该对端壁240按压的状态。
如图2所示，模块外壳200还可以包括分隔壁230，其在第一方向X上延伸并且分隔由外壁210围绕的内部空间以有助于形成多个接收部220，并且分隔壁230可以构成(或形成)设置在沿第二方向Y的两侧处的两个接收部220的固定壁250的一部分，并且可以与插入到两个接收部220的每个中的单元堆叠100的侧表面接触。
侧表面是指单元堆叠的侧表面当中在第一方向X上延伸的两个侧表面，并且如上所述，因为根据本发明的单元堆叠100不包括单独的模块框架，所以侧表面可以相应于围绕多个单位单元110的侧表面的绝缘构件112。
分隔壁230可以从模块外壳200的底表面260向上突出，并且可以被提供为在沿第一方向X延伸的同时分隔模块外壳200的内部空间。例如，分隔壁230可以相应于固定壁250的围绕接收部220的部分，例如其一个表面。
参照图1和图2，接收部220可以形成在分隔壁230的两侧，并且分隔壁230成为(或形成)用于形成在其两侧处的两个接收部220的固定壁250。
参照图2，分隔壁230面对插入到接收部220中的单元堆叠100的侧表面，因此，相应于固定壁250的一部分的分隔壁230与插入到接收部220中的单元堆叠100的侧表面的至少一部分直接接触，从而在第二方向Y上支撑单元堆叠100。
如图2和图3所示，多个端壁240的一部分提供在离模块外壳200的外壁210一距离处(或者第一端壁240与模块外壳200的外壁210隔开)。
在本发明的示例性实施方式中，第一端壁240(其被设置成使得其一表面(例如，其第二侧的表面)面对模块外壳200的外壁210)可以在第一方向X上与外壁210间隔开以在第一端壁240与外壁210之间形成第一空间(例如，第一冲击吸收空间)215，如图1至图3所示。
图2和图3示出了面对模块外壳200的外壁210的接收部220(例如，固定壁250或第一端壁240)，并且示出了形成在第一端壁240与外壁210之间的第一空间215。
模块外壳200保护(或安全地保护)插入到接收部220中的单元堆叠100免受从模块外壳200的外部传递的冲击的影响，并且在本发明的示例性实施方式中，第一端壁240(其与单元堆叠100的端面直接接触并且支撑并接合(例如，按压)单元堆叠100)与外壁210间隔开，从而防止传递到外壁210的冲击被直接传递到第一端壁240，或减小其可能性。
此外，因为从模块外壳200外部传递的冲击通过第一空间215以减小的状态传递到第一端壁240和单元堆叠100，所以可以提高电池的安全性。
此外，期望在使用单位单元110时适当地冷却单位单元110使其不被加热，并且第一空间215可以提供(或有利地用作)散热空间，在该散热空间中，单元堆叠100的热被消散。
在本发明的示例性实施方式中，如图1和图2所示，两个接收部220在第一方向X上设置在模块外壳200的内部空间中，并且在第一方向X上彼此相邻的两个接收部220每个包括在第一方向X上彼此面对并且在第一方向X上彼此间隔开的端壁240(例如，第二端壁240)中的一个，以在第二端壁240之间形成第二空间(例如，第二冲击吸收空间)216。
如图1所示，在一些实施方式中，模块外壳200包括四个接收部220，并且成组的两个接收部220沿第一方向X排列(或布置)。然而，本发明不限于此，并且可以沿第一方向X排列(或布置)任何合适数量的接收部220。
在沿第一方向X彼此相邻的两个接收部220的每个中，一个接收部220的固定壁250(或端壁240)面对另一接收部220的固定壁250(或端壁240)，并且这两个接收部220具有彼此面对的不同端壁240(例如，彼此面对的不同第二端壁240)。例如，在第一方向X上布置的接收部220不共用端壁240。
参照图2，在一些实施方式中，两个接收部220可以在第一方向X上布置，第二端壁240可以彼此间隔开，并且第二空间216可以形成在第二端壁240之间。
第二空间216保护插入到相应接收部220中的单元堆叠100免受从接收部220的外部传递的冲击的影响，这与第一空间215非常相似。例如，第一空间215可以抑制从模块外壳200的外壁210传递的冲击被传递到模块外壳200的内部空间，并且第二空间216可以抑制传递到任何一个接收部220(或第一接收部220)的冲击被传递到在第一方向X上与第一接收部220相邻的接收部220(或第二接收部220)。
图3示出了端壁240，该端壁240是弯曲的(或弯的)，使得端壁240的中央部分与单元堆叠100的端面进一步隔开，并且图4示出了在弯曲的端壁240处单元堆叠100的端面的内表面。
如图3和图4所示，在根据本发明的示例性实施方式的电池模块1000中，端壁240可以弯曲(或弯)到外侧(或朝向外壁210)，使得端壁240的中心(或中央)部分离单元堆叠100的面对的(或相邻的)端面更远，从而可以在端壁240与端面之间形成第三空间(例如，鼓出空间)217。
端壁240可以是弯曲的(或弯的)，使得端壁240的中心部分离插入到接收部220中的单元堆叠100的端面更远。在一些实施方式中，仅中心部分可以向外弯曲，但是端壁240可以被弯曲使得端壁240的剖面是弯的，如图3所示。
端壁240具有弯曲的(或弯的)形状，从而至少在端壁240与单元堆叠100的端面之间的中心部分处(或在端壁240与单元堆叠100的端面之间的中心部分中)形成空间，在本发明的示例性实施方式中，该相应空间被称为第三空间217。
在形成单元堆叠100的单位单元(们)110中，鼓胀现象(其中气体从内部电极组件产生并且扩展)会根据由使用(例如，重复使用)和周围情况(例如，通过相邻单位单元110的鼓胀)导致的耐久性降低而产生，并且结构的实现(其能够适当地处理(或考虑到)鼓胀)在布置多个单位单元110时特别重要。
例如，当在单位单元110的任何一个中发生鼓胀时，包括相应单位单元110的单元堆叠100的其它单位单元110可能经历鼓胀，并且当在全部单位单元110当中的一个单位单元110中发生鼓胀因此厚度增加时，会极大地影响单元堆叠100的整个长度。此外，单元堆叠100的长度变化会影响在第一方向X上接合(例如，按压)单元堆叠100的端壁240，从而可能引起损坏等。
当发生鼓胀现象时，由于其结构特征，单位单元110在位于第一方向X上的侧表面上具有大的中央部分的扩展量，因此，在本发明的一示例性实施方式中，第三空间217形成在端壁240与端面之间，从而例如在发生单元堆叠100的鼓胀现象时容纳由于鼓胀导致的单元堆叠100的体积扩展。
如上所述，单元堆叠100为了效率(诸如能量密度等)在第一方向X上被接合(例如，被按压)，并且在本发明的一示例性实施方式中，即使接合(例如，按压)端面的端壁240的中央部分是弯的，由于至少端壁240在第二方向Y上的两端侧保持单元堆叠100的端面的被接合(例如，被按压)状态，单元堆叠100也被适当地操作。
图3示出了端支撑件120设置在单元堆叠100的最外面的单元的外侧处，并且图5显示了端支撑件120的端面(或外表面)。
如图3和图5所示，在根据本发明的示例性实施方式的电池模块1000中，单元堆叠100还可以包括一对端支撑件120，该对端支撑件120设置在第一方向X上的两个(或彼此相反的)端部处，并且其外表面相应于单元堆叠100的端面。
根据本发明的一示例性实施方式，多个单位单元110可以被提供，使得至少侧表面被绝缘构件112围绕(或者绝缘构件112在多个单位单元110的至少侧表面周围)，并且端支撑件120可以被设置为使得每个端支撑件120的内表面在单元堆叠100沿第一方向X的两端处与绝缘构件112表面接触。
然而，本发明不限于此。
端支撑件120设置在单元堆叠100沿第一方向X的两端处，并且端支撑件120的外表面可以相应于单元堆叠100的端面。端支撑件120可以用于吸收端壁240与多个单位单元110之间的冲击，并且可以用于将端壁240的力(例如，按压力)均匀地传递到多个单位单元110当中最外面的单元。
最外面的单元是指在构成单元堆叠100的多个单位单元110当中在第一方向X上定位在最外侧处的单位单元110，在本发明的示例性实施方式中，最外面的单元设置在单元堆叠100沿第一方向X的每端处。
即使端壁240的整个表面可以不按压端支撑件120(例如，因为端壁240具有弯曲的形状)，端支撑件120的整个表面也可以按压绝缘构件112和最外面的单元的外表面。
如图5所示，端支撑件120的端面可以凹入地凹进，使得端支撑件120的端面的中心部分可以远离面对的端壁240。例如，端支撑件120可以具有其中端支撑件120的端面的中心部分凹入的形状。
当端支撑件120被提供时，端支撑件120的端面可以成形为使得端面的中心部分凹进，从而在端支撑件120的端面与端壁240之间在至少中心部分中形成一空间，类似于具有弯曲的(或弯的)形状的端壁240，因此第三空间217可以形成在端支撑件120与端壁240之间的至少中心部分中。
例如，在多个单位单元110中的至少一个中可能发生鼓胀，因此单位单元110的中心部分扩展，并且由于多个单位单元110的中心部分的扩展，端支撑件120的中心部分朝向端壁240按压。然而，根据本发明的实施方式，端支撑件120的端面的中心部分向内凹入，使得即使当端支撑件120的中心部分被按压向外侧或变形时，通过形成在端支撑件120与端壁240之间的第三空间217，也可以抑制或防止端壁240的变形或损坏，或者可以减小其可能性。
如图2和图3所示，多个第一肋242可以形成在根据本发明的示例性实施方式的端壁240中。例如，端壁240可以在沿第一方向X的外表面上包括多个第一肋242。
端壁240在接合(例如，按压)单元堆叠100的端面时应有力地抵抗来自外部的冲击，此外，即使在形成第三空间217时，端壁240也应具有机械强度，通过该机械强度防止端壁240损坏，或者减小其可能性。
因此，在本发明的示例性实施方式中，如图2和图3所示，多个第一肋242可以提供在端壁240的外表面中，例如，面对外壁210的表面或与单元堆叠100相反的表面。
第一肋242形成在端壁240的外表面上用于保护单元堆叠100。如在此使用的，端壁240的外表面是指面对与端支撑件120相反的一侧的表面。第一肋242可以单独制造并且可以联接到端壁240，并且第一肋242可以通过铸造工艺与端壁240一体地形成。
如图2和图3所示，多个第一肋242可以在端壁240的第三方向(例如，高度方向)上延伸，并且可以在第二方向Y上彼此间隔开。
第一肋242可以在端壁240的第三方向上延伸，例如，可以从模块外壳200的底表面260朝向模块外壳200的顶侧(或上侧)延伸。因此，第一肋242可以有效地提高端壁240的强度，并且可以例如在使用上模具和下模具的铸造工艺中与端壁240一体地形成。
此外，第一肋242在第二方向Y上(或沿第二方向Y)彼此间隔开，从而均匀且稳定地整体提高端壁240的强度。图3示出了在第二方向Y上彼此间隔开的多个第一肋242的剖面。
图5示出了端支撑件120，其中多个第二肋122形成在端支撑件120的端面上。如图5所示，在本发明的示例性实施方式中，端支撑件120可以包括在端支撑件120的端面中朝向端壁240突出的多个第二肋122。
在产生鼓胀时，从多个单位单元110传递的鼓胀力可以施加到端支撑件120。这样，端支撑件120被构造为对单位单元110的扩展做出反应并且根据鼓胀现象而有力地抵抗变形和损坏。
因此，第二肋122形成在端支撑件120的端面上，以提高端支撑件120的强度。例如，端支撑件120的内表面(例如与端面相反的表面)与单元堆叠100的最外面的单元或绝缘构件112表面接触以均匀地确保按压性能，并且第二肋122形成在端支撑件120的端面上。
此外，如图5所示，在本发明的示例性实施方式中，第二肋122可以在端支撑件120的第二方向Y和第三方向上彼此间隔开，从而形成格子形状。
参照图5，在本发明的示例性实施方式中，第二肋122可以形成为在延伸方向上大致跨过整个端面，并且多个第二肋122中的一些在第二方向Y上延伸，并且剩余的第二肋122在端支撑件120的第三方向上延伸，使得多个第二肋122可以设置为形成格子形式。
例如，多个第二肋122可以被设置为在端支撑件120的第二方向Y和第三方向上彼此间隔开以形成格子形状，并且因此端支撑件120的牢固性可以被有效地提高。
根据实施方式，在端支撑件120中，四边形凹陷可以在端面上大致以格子形状设置，并且第二肋122可以被单独地制造并联接到端支撑件120的端面，或者当端支撑件120被制造时，可以与端支撑件120一体地形成。
在本发明的示例性实施方式中，任何一个接收部220的固定壁250可以被限定为包括分隔壁230、一对端壁240、以及外壁210的一部分，并且分隔壁230和端壁240可以例如通过铸造工艺等一体地形成。
此外，如图2所示，在本发明的示例性实施方式中，固定壁250的四个表面当中的一个表面相应于分隔壁230，另外两个表面分别相应于端壁240，并且剩余一个表面可以由模块外壳200的外壁210形成。
在根据本发明的示例性实施方式的电池模块1000中，端壁240、分隔壁230和外壁210可以例如通过铸造工艺与模块外壳200的底表面260一体地形成。
例如，在本发明的示例性实施方式中，端壁240和分隔壁230可以与模块外壳200一体地形成，并且当模具用于制造工艺(例如，用于铸造工艺)时，端壁240和分隔壁230的雕版(或凹版)可以在模具中一体地形成。
此外，在本发明的示例性实施方式中，端壁240和分隔壁230也可以与模块外壳200的外壁210一体地形成。例如，在模块外壳200中，外壁210、分隔壁230、端壁240和底表面260的全部可以一体地形成。
如上所述，在一体地形成有端壁240和分隔壁230的模块外壳200中，可以省略形成用于固定单元堆叠100的模块框架的附加制造工艺，并且如前所述，即使当通过端壁240和分隔壁230省略模块框架时，也可以在多个单位单元110在接合部220中处于接合状态(例如，被按压状态)的同时固定(例如，稳定地固定)单元堆叠100。
图6示出了根据本发明的一示例性实施方式的模块外壳200的剖面，并且示出了具有流动空间310的冷却通道300，冷却剂(例如，冷却水)在该流动空间310中在底表面260下面流动。图7示出了冷却通道300的仰视图。
如图6所示，在根据本发明的一示例性实施方式的电池模块1000中，冷却剂流过的冷却通道300可以形成在模块外壳200的底表面260下面。另外，在冷却剂的流动方向上延伸并引导冷却剂的流动的多个引导突起350可以提供在底表面260的下表面上，如图7所示。
冷却通道300的流动空间310可以遍及整个底表面260形成，或者可以形成为对应于模块外壳200的内部空间的其中形成接收部220的剖面区。例如，冷却通道300可以被设计为使得冷却通道300的流动空间310不形成在第一空间215下面。冷却剂流过冷却通道300，并且还可以使用各种合适的制冷剂，诸如空气。
构成单元堆叠100的单位单元110相应于在放电期间散发热的加热元件，并且当单位单元的温度过度升高时，可能会发生热失控现象，其中热由于突然的化学反应而迅速增加并且发生起火等。
另外，在其中多个单位单元110沿第一方向X排列的单元堆叠100中，当在单位单元110的任何一个中发生热失控现象时，热失控扩散现象(其影响其它周边单位单元110)也会发生。
如上所述，当多个单位单元110沿第一方向X布置时，重要的是充分冷却在单元堆叠100中产生的热，因此，根据本发明的一示例性实施方式的电池模块1000通过在模块外壳200的底表面260下面形成冷却通道300来有效地实现多个单元堆叠100的冷却。
另外，在本发明的一示例性实施方式中，通过在模块外壳200的底表面260下面而不是在模块外壳200的内部(例如，在模块外壳200的内部空间和分隔空间处)形成冷却通道300，可以更容易地执行冷却通道300的维护和管理。例如，在本发明的示例性实施方式中，即使在组装模块外壳200的模块盖时，也能够从模块外壳200的下部维护和管理冷却通道300。
在根据本发明的示例性实施方式的电池模块1000中，冷却通道300的侧壁320可以例如通过铸造工艺与模块外壳200的底表面260一体地形成。
冷却通道300的侧壁320可以在底表面260周围(或在围绕底表面260的同时)从底表面260向下突出。例如，在本发明的示例性实施方式中，冷却通道300的侧壁320可以例如通过铸造工艺与模块外壳200的底表面260一体地形成，从而省略了侧壁320与底表面260之间的联接区域，因此可以防止冷却剂意外地泄漏到模块外壳200中，或降低其可能性。
密封冷却通道300的通道盖330可以通过任何合适的方法(例如，焊接)连接到冷却通道300的侧壁320。图7示出了从底部观察的冷却通道300，其中去除了通道盖330。
在本发明的示例性实施方式中，模块外壳200的外壁210和底表面260以及冷却通道300的侧壁320的全部可以例如通过铸造工艺一体地形成，因此，不存在漏水区域(或不形成易漏水的区)，此外，冷却通道300提供在模块外壳200的底表面260的下部中，例如模块外壳200的内部空间之外，使得即使当冷却剂意外地从冷却通道300泄漏时，也可以防止冷却剂流入其中存在单元堆叠100的模块外壳200的内部空间中，或降低其可能性。
结果，在本发明的示例性实施方式中，多个单元堆叠100被插入以简化组装工艺和部件，并有效地满足高功率需求，可以通过冷却通道300有效地冷却多个单元堆叠100，此外，还可以有效地保护多个单元堆叠100免受冷却通道300中的冷却剂泄漏现象的影响。
图8示出了根据本发明的一示例性实施方式的彼此互连的多个电池模块1000。例如，图8示出了其中电池模块1000彼此联接以形成大电池包的实施方式。
如图8所示，根据本发明的一示例性实施方式的电池模块1000还可以包括提供在模块外壳200中用于联接到相邻模块外壳1001的联接部400。
在本发明的模块外壳200中，多个接收部220提供有多个单元堆叠100，从而有效地实现高输出。电能消耗设备的功率需求可能超过根据本发明的示例性实施方式的电池模块1000能提供的输出。因此，电池模块1000可以彼此联接以满足所需的功率，从而使得可以实现大的电池包结构。图8示出了其中相应模块外壳200与相邻模块外壳1001之间的联接部400彼此联接的实施方式。
联接部400可以以各种合适的类型和形状被提供，并且图8示出了通过紧固构件彼此紧固的紧固部410、使相应电池模块和相邻电池模块的各自的紧固部410的位置对准的引导部420、以及连接部430，其是根据本发明的一示例性实施方式的用于与相邻模块外壳1001电连接的汇流条的连接通道。
如图8所示，在根据本发明的一示例性实施方式的电池模块1000中，联接部400可以提供在模块外壳200的外壁210当中定位在第二方向Y上(或在第二方向Y上彼此间隔开)的第一壁211和第二壁212上(或在第一壁211和第二壁212处)，并且提供在模块外壳200的第二壁212上的联接部400可以联接到提供在相邻模块外壳1001的第一壁211上的联接部400。
联接部400可以被设置在(或位于)模块外壳200中，并且如图8所示，可以设置在模块外壳200的外壁210上。联接部400可以分别提供在外壁210的四个侧面当中彼此面对的每两个侧面中，使得多个电池模块可以彼此联接。
例如，在根据本发明的一示例性实施方式的电池模块1000中，因为多个单元堆叠100被插入到模块外壳200中，并且单元堆叠100包括在第一方向X上排列的多个单位单元110，模块外壳200可以具有矩形的剖面，该矩形的剖面具有比在第二方向Y上的宽度大的在第一方向X上的长度。
因此，即使当多个模块外壳200排列成一条线或通过联接部400彼此联接时，联接部400也可以设置在模块外壳200的外壁210当中定位在第二方向Y上的第一壁211和第二壁212上，使得多个模块外壳200的整体长度可以减小。然而，本发明不限于此，并且模块外壳200的剖面形状或联接部400在外壁210上的位置可以不限于上述描述。
因此，设置在模块外壳200的任何一个的第一壁211上的联接部400可以联接到设置在面对该第一壁211的另一相邻模块外壳的第二壁212上的联接部400，并且设置在模块外壳200的任何一个的第二壁212上的联接部400可以联接到设置在面对该第二壁212的相邻模块外壳1001的第一壁211上的联接部400。
设置在模块外壳200的外壁210中的第一壁211中的联接部400被构造为插入到相邻模块外壳1001的联接部400中，使得相应模块外壳200和相邻模块外壳1001可以彼此联接。例如，紧固部410、引导部420的引导销、以及连接部430的连接通道可以设置在第一壁211中。
另外，设置在第二壁212中的联接部400可以被插入到相邻模块外壳1001的联接部400中，使得相应模块外壳200和相邻模块外壳1001可以彼此联接。例如，紧固部410、引导部420的引导销和连接部430的通道插入部可以设置在第二壁212中。然而，分别设置在第一壁211和第二壁212中的联接部400的插入关系和每个构成元件不限于此，并且可以具有任何合适的形状。
图9示出其中根据本公开的另一示例性实施方式的多个电池模块被提供并且被互连的图。即，图9示出其中电池模块被彼此联接以形成大的包(例如，电池包)的图。
如图9所示，联接部400形成在电池模块的上表面(或模块盖)和底表面上，并且彼此相邻的电池模块之间的联接部400彼此联接。因此，多个电池模块可以通过联接部400在垂直方向(垂直于第一方向X和第二方向Y的方向)上堆叠。
例如，设置在电池模块1000的上表面上的连接部430可以被插入到设置在相邻的电池模块的底表面上的连接部430中。此外，连接部430可以是汇流条的连接通道，用于与相邻的电池模块的电连接。
尽管已经结合当前被认为是实际的示例性实施方式的内容描述了本发明，但是将理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是相反，旨在覆盖在所附权利要求及其等同物的范围内包括的各种变型和等同布置。

Claims (16)

1.一种电池模块，包括：
多个单元堆叠，所述单元堆叠的每个包括：
在第一方向上布置的多个单位单元；和
在所述多个单位单元周围的绝缘构件；以及
模块外壳，其中提供多个接收部，所述多个单元堆叠当中的单元堆叠位于所述多个接收部当中的接收部中，
其中所述接收部的每个包括固定壁，所述固定壁在接收于其中的所述单元堆叠周围并且与所述单元堆叠接触；并且
其中所述模块外壳包括在每个所述接收部的沿所述第一方向的相应侧处的端壁，以接合接收在相应接收部中的所述单元堆叠沿所述第一方向的相应侧的端面。
2.根据权利要求1所述的电池模块，
其中所述模块外壳还包括在所述第一方向上延伸并分隔由所述模块外壳的外壁围绕的内部空间的分隔壁，以沿垂直于所述第一方向的第二方向形成所述多个接收部的相邻接收部，并且
其中所述分隔壁相应于所述多个接收部的所述相邻接收部的所述固定壁的一部分，并且
其中所述分隔壁接触被接收在所述多个接收部的所述相邻接收部中的相应单元堆叠的侧表面。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中所述端壁包括第一端壁和第二端壁，并且
其中所述第一端壁面对所述模块外壳的所述外壁，并且沿所述第一方向与所述外壁间隔开，在所述第一端壁与所述外壁之间限定第一空间。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其中所述多个接收部当中的第一接收部和第二接收部在所述模块外壳的所述内部空间中沿所述第一方向布置，并且
其中所述第一接收部的所述第二端壁和所述第二接收部的所述第二端壁彼此间隔开并且彼此面对，在所述第一接收部的所述第二端壁和所述第二接收部的所述第二端壁之间限定第二空间。
5.根据权利要求4所述的电池模块，其中所述端壁向外弯曲，使得所述端壁的中央部分比所述端壁的其它部分离所述单元堆叠的所述端面更远地定位，在相应端面与相应端壁之间限定第三空间。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其中所述单元堆叠的每个还包括一对端支撑件，该对端支撑件在所述单元堆叠的沿所述第一方向的彼此相反端部处并且具有相应于所述端面的外侧表面。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其中所述端面向内凹入，使得其中央部分比相应端面的其它部分离所述端壁更远。
8.根据权利要求5所述的电池模块，其中所述端壁的内表面接触相应单元堆叠，并且
其中所述端壁的外表面包括多个第一肋。
9.根据权利要求8所述的电池模块，其中所述多个第一肋在第三方向上延伸并且在所述第二方向上彼此间隔开，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。
10.根据权利要求7所述的电池模块，其中所述端支撑件包括从所述端面朝向所述端壁突出的多个第二肋。
11.根据权利要求10所述的电池模块，其中所述多个第二肋以格子形状在所述第二方向和第三方向上彼此间隔开，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。
12.根据权利要求2所述的电池模块，其中所述分隔壁、所述端壁和所述外壁与所述模块外壳的底表面成一体。
13.根据权利要求1所述的电池模块，
还包括在所述模块外壳的底表面下方的冷却通道，所述冷却通道被构造为容纳冷却剂流。
14.根据权利要求13所述的电池模块，其中所述冷却通道的侧壁与所述模块外壳的所述底表面成一体。
15.根据权利要求1所述的电池模块，
其中所述模块外壳还包括联接部，所述模块外壳的所述联接部被构造为联接到相邻模块外壳的所述联接部。
16.根据权利要求15所述的电池模块，其中所述联接部在所述模块外壳的所述外壁当中沿第二方向的第一外壁和第二外壁处，并且
其中在所述模块外壳的所述第二外壁处的所述联接部被构造为联接到在所述相邻模块外壳的第一外壁处的联接部。
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