CN111554842B - 电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池模块，包括：电池层叠体，由分别包括电极接头的多个电池单元彼此层叠而形成；汇流条组件，位于所述电池层叠体的所述电极接头被引出的两侧，通过多个所述电极接头使多个所述电池单元之间电连接；感应模块组件，被配置在所述电池层叠体的所述电极接头未被引出的一侧，使所述电池层叠体两侧的所述汇流条组件之间电连接。

Description

电池模块
技术领域
本发明的一个实施例涉及一种电池模块。
背景技术
由于数码相机、移动电话、笔记本电脑、混合动力车辆等尖端领域的开发，正在对可充电和放电的二次电池进行积极的研究。二次电池可举例为镉-镍电池、镍-金属电池氢化物电池、镍-氢电池、锂二次电池。其中，锂二次电池的工作电压为3.6V以上，其可用作便携式电子设备的电源，或者将多个锂二次电池串联并用于高输出混合动力车辆，这与镉-镍电池或镍-金属电池氢化物电池相比，工作电压高出三倍，每单位重量的能量密度的特性也很优异，因此正被快速使用。
如上所述，当将多个所述二次电池串联并用于高输出混合动力车辆或电动车辆时，使用盖体或壳体等构件来固定多个二次电池，并且使用汇流条等连接构件来使多个二次电池之间电连接，从而可以以一个电池模块的形式使用。
但是，传统的电池模块是将多个二次电池层叠后将每个汇流条接触到电极接头并通过焊接等工艺连接，或者将包括多个汇流条的汇流条组件预先组装后与电极接头侧接触并连接，然后将用于感应电池单元的温度和电压等状态信息的感应模块组件通过额外的工艺紧固在汇流条组件中。
因此，需要投入组装上述部件的组装时间和人力，而且还需要在组装每个部件时组装定位所需的夹具(jig)，进一步地，感应模块组件由刚体形成，因此整体电池模块的重量和体积增加，存在每单位重量或每单位体积的能源效率略微降低的问题。并且，传统的感应模块组件在电池层叠体的上侧简单地紧固于汇流条组件，因此存在电池单元的散热性能因感应模块组件而降低的问题。
现有技术文献
(专利文献1)韩国公开专利公报第10-2015-0110078号(2015年10月2日)
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的实施例的目的在于提供一种能够使体积最小化且提高每单位体积的能源效率的电池模块。
并且，本发明的实施例的目的在于提供一种能够通过感应模块组件向下支撑电池层叠体并提高冷却效率的电池模块。
并且，本发明的实施例的目的在于提供一种提高容纳于壳体部内的电池层叠体的固定性的电池模块。
并且，本发明的实施例的目的在于提供一种能够通过电池层叠体的感应模块组件增加散热效果的电池模块。
并且，本发明的实施例的目的在于提供一种轻量化且能够减少制造成本的电池模块。
并且，本发明的实施例的目的在于提供一种能够切断电池层叠体与上表面盖体部之间的通电可能性的电池模块。
(二)技术方案
根据本发明的一个实施例，可提供一种电池模块，包括：电池层叠体，由分别包括电极接头的多个电池单元彼此层叠而形成；汇流条组件，位于所述电池层叠体的所述电极接头被引出的两侧，通过多个所述电极接头使多个所述电池单元之间电连接；感应模块组件，设置在所述电池层叠体的所述电极接头未被引出的一侧，并且使所述电池层叠体两侧的所述汇流条组件之间电连接。
其中，所述感应模块组件可以以板(plate)或框架(frame)形态形成。
其中，所述感应模块组件可以以具有规定厚度的薄膜(film)形状形成。
其中，所述感应模块组件的厚度可为0.5mm以下。
其中，所述感应模块组件可由具有弹性的柔性(flexible)材料形成。
其中，所述感应模块组件可由绝缘性材料形成。
其中，所述感应模块组件可由熔点为90℃以上的材料形成。
其中，所述感应模块组件可包括至少一个突出部，该突出部向所述电池层叠体侧突出形成，以支撑所述电池层叠体的所述电极接头未被引出的一侧。
其中，进一步可包括承压垫，所述承压垫设置在所述电池层叠体与所述感应模块组件之间，通过所述感应模块组件向下支撑所述电池层叠体。
其中，在所述电池层叠体与所述感应模块组件之间可填充有导热性导热构件。
其中，在所述感应模块组件上可形成有至少一个散热口。
其中，所述汇流条组件和所述感应模块组件可一体形成。
(三)有益效果
根据本发明的实施例，能够使体积最小化且提高每单位体积的能源效率。
并且，根据本发明的实施例，能够通过感应模块组件向下支撑电池层叠体并提高冷却效率。
并且，根据本发明的实施例，能够提高容纳于壳体部内的电池层叠体的固定性。
并且，根据本发明的实施例，能够通过电池层叠体的感应模块组件增加散热效果。
并且，根据本发明的实施例，能够实现轻量化和减少制造成本。
并且，根据本发明的实施例，能够切断电池层叠体与上表面盖体部之间的通电可能性。
附图说明
图1是示出根据本发明的一个实施例的电池模块的图。
图2是根据本发明的一个实施例的电池模块的分解立体图。
图3是示出根据本发明的一个实施例的电池模块的上部结构的图。
图4是示出根据本发明的一个实施例的电池模块中的汇流条组件和感应模块组件的连接关系的图。
图5是示出图1的I-I截面的图。
图6是图5的A部分的放大图。
图7是示出根据本发明的另一个实施例的电池模块的上部结构的图。
附图说明标记
1、1'：电池模块 10：电池层叠体
110：电池单元 111：电极组件
112：外饰材料 1121：密封部
120：电极接头 20：壳体部
210：上部壳体 211：上表面盖体部
212：侧表面盖体部 220：冷却板
231：前表面盖体部 232：后表面盖体部
30、30'：上部结构 310、310'：感应模块组件
310a：平面部 310b：突出部
311、311'：连接部 311a：第一连接构件
311b：第二连接构件 311c：外部连接构件
312'：散热口 320、320'：汇流条组件
321：汇流条支撑体 322：汇流条
3221：汇流条孔 323：汇流条盖体
330：承压垫 340：导热构件
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的具体实施方式进行说明。但这仅仅是示例，本发明并不限定于此。
在对本发明进行说明的过程中，当判断与本发明相关的公知技术的具体说明可能会不必要的混淆本发明的主旨时，将省略其详细说明。而且，在后面描述的术语是考虑到在本发明中的功能而被定义的术语，其可以根据用户、操作人员的意图或惯例等而变得不同。因此，应基于本说明书的整体内容对所述术语进行定义。
本发明的技术思想由权利要求书确定，以下实施例仅仅是用于向本发明所属技术领域的普通技术人员有效地说明本发明的技术思想的一种方式。
图1是示出根据本发明的一个实施例的电池模块1的图，图2是本发明的一个实施例的电池模块1的分解立体图。
参照图1和图2，根据本发明的一个实施例的电池模块1可包括：电池层叠体10，由多个电池单元110彼此层叠而形成；汇流条组件320，位于电池层叠体10的一侧或两侧；以及感应模块组件310，设置在电池层叠体10的电极接头120未被引出的一侧，且使电池层叠体10的两侧的汇流条组件320之间电连接。
其中，多个电池单元110可分别包括从两侧引出的电极接头120。并且，汇流条组件320位于电池层叠体10的电极接头120被引出的两侧，且可通过多个电极接头120使多个电池单元110之间电连接。
另外，所述感应模块组件310可设置在与电池层叠体10的层叠方向和电极接头120被引出的方向垂直的方向的一侧，如图中可设置在电池层叠体10的上侧。
即，所述电池层叠体10的电极接头120未被引出的一侧可以是电池层叠体10外侧的六个表面中分别与电池层叠体10的层叠方向和电极接头120被引出的方向垂直的方向的一侧。
所述电池层叠体10和汇流条组件320可以以彼此紧固的状态被容纳于壳体部20内。并且，所述电池层叠体10的多个电池单元110可以以彼此层叠的状态竖直设置，以使多个电池单元110的一侧面位于下侧或上侧。即，可以以电池单元110的层叠方向平行于地面的方式层叠。
其中，所述壳体部20可包括冷却板220，其设置在与电池层叠体10的电池单元110的层叠方向平行的电池单元110的下侧，冷却板220可被设置成与所述多个电池单元110的一侧面(图中的下表面)接触。
另外，根据本发明的一个实施例的电池模块1还可包括上表面盖体部211，其设置在电池层叠体10的与冷却板220相对的一侧(即，电池层叠体10的上侧)。
其中，上表面盖体部211可与一对侧表面盖体部212一体形成，一体形成的上表面盖体部211和一对侧表面盖体部212可组成上部壳体210。
进一步地，所述壳体部20还可包括设置在电池层叠体10的电极接头120被引出的方向的一侧的前表面盖体部231和设置在其另一侧的后表面盖体部232。其中，在前表面盖体部231与电池层叠体10之间和后表面盖体部232与电池层叠体10之间可分别设置有所述汇流条组件320。
另外，所述上部壳体210、冷却板220、前表面盖体部231以及后表面盖体部232可以以包覆电池层叠体10外侧的六个表面的方式设置，并且通过彼此紧固来形成内部能够容纳电池层叠体10的壳体部20。并且，可通过壳体部20来保护多个电池单元110免受来自外部的冲击和异物等的影响。
另外，所述汇流条组件320上可形成有多个汇流条孔3221，汇流条组件320可设置成与多个电极接头120接触。并且，多个电极接头120可通过多个汇流条孔3221与汇流条组件320连接。
所述电极接头120与汇流条孔3221之间可通过激光焊接等彼此连接，但这仅仅是示例，并不限定于此。
进一步地，所述感应模块组件310可设置在电池层叠体10的上侧的电池层叠体10的上表面与所述上表面盖体部211之间。其中，可在与电池层叠体10的接触面设置具有弹性反力的承压垫(图6中示出)。关于承压垫330的具体内容将在后面描述。
图3是示出根据本发明的一个实施例的电池模块1的上部结构30的图，图4是示出根据本发明的一个实施例的电池模块1中的汇流条组件320和感应模块组件310的连接关系的图。更具体地，图4是示出图3的上部结构30中去除汇流条盖体323后位于汇流条支撑体321上的汇流条322的设置及连接状态的图。
参照图3和图4，根据本发明的一个实施例的电池模块1的汇流条组件320和感应模块组件310可以一体形成，一体形成的汇流条组件320和感应模块组件310可形成上部结构30。
其中，汇流条组件320可插入结合于上部结构30的电极接头120被引出的方向的两侧端，感应模块组件310和汇流条组件320可以以一体形成的状态设置并连接在电池层叠体10。但是，这仅仅是示例，并不限定于此，汇流条组件和感应模块组件310之间还可通过螺丝结合或热熔连接等彼此结合。
另外，所述汇流条组件320可包括：至少一个汇流条322，每个汇流条形成有所述多个汇流条孔3221；汇流条支撑体321，固定并支撑至少一个汇流条322之间的隔开位置；以及汇流条盖体323，包覆至少一个汇流条322的外侧。
其中，所述汇流条支撑体321可位于至少一个汇流条322和电池层叠体10之间，在至少一个汇流条322设置在汇流条支撑体321上的状态下，汇流条盖体323可紧固于汇流条支撑体321，以包覆至少一个汇流条322的外表面。
另外，汇流条支撑体321和汇流条盖体323可以以框架(frame)形状形成，形成在汇流条322中的汇流条孔3221可以以在电极接头120被引出的方向的两侧暴露的形式形成。其中，多个电极接头120可分别插入多个汇流条孔3221的每一个，电极接头120和汇流条孔3221之间可通过激光焊接等连接。
并且，上部结构30可包括连接部311，其用于使所述电池层叠体10两侧的汇流条组件320之间电连接。
具体地，连接部311可包括：第一连接构件311a，沿着电极接头120被引出的方向设置在感应模块组件310上；第二连接构件311b，与第一连接构件311a的一侧连接，且形成在一对汇流条组件320中的一侧；以及第三连接构件(未图示)，与第一连接构件311a的另一侧连接，且形成在其余的汇流条组件320上。
其中，第一连接构件311a、第二连接构件311b、第三连接构件可由用于收发电信号的电线或柔性电路板(FPC)形成，并且可以将从一对汇流条组件320测定的电压或温度感应信号传递至控制电路等(未图示)。另外，所述控制电路可以是能够测定和确认根据本发明的一个实施例的位于电池模块1外侧的感应电路、电池管理模块等多个电池单元110的电压或温度状态的结构。
更具体地，多个汇流条322的每一个的一侧可形成有感应连接部3222。其中，所述第二连接构件311b和第三连接构件可分别与在分别设置在一对汇流条组件320的至少一个汇流条322中形成的感应连接部3222连接。即，如图4所示，第二连接构件311b可通过感应连接部3222与第二连接构件311b所处的汇流条组件320的多个汇流条322的每一个电连接。
并且，所测定的电压或温度感应信号可通过第二连接构件311b和第三连接构件传送至外部连接构件311c，该外部连接构件311c形成在第一连接构件311a和第二连接构件311b中的至少一部分上且与控制电路连接。即，从汇流条组件320测定的电压或温度感应信号可通过外部连接构件311c传递到控制电路。
另外，在汇流条盖体323安装在汇流条支撑体321时，可包覆第二连接构件311b和第三连接构件，第二连接构件311b和第三连接构件可不暴露于外部。
另外，所述感应模块组件310可以以板(plate)或框架(frame)形状形成，以包覆电池层叠体10上表面的至少一部分，优选地，可以以薄板(thin plate)的薄膜(film)形态形成。由此，可以使根据本发明的一个实施例的电池模块1的体积最小化并提高每单位体积的能源效率。
进一步地，更优选地，感应模块组件310在垂直于电极接头120被引出的方向和电池单元110层叠方向的方向上的厚度可以为0.5mm以下。即，感应模块组件310可以以厚度为0.5mm以下的薄膜形状形成，由此可以减少感应模块组件310的重量和体积、节省制造成本。
另外，感应模块组件310可以由具有弹性的柔性(flexible)材料形成。由于感应模块组件310由柔性材料形成，与汇流条组件320一体结合的感应模块组件310可以以电极接头120被引出的方向为基准弯曲规定角度。
当感应模块组件310的中心部向电池层叠体10侧向下弯曲时，形成在感应模块组件310两侧的汇流条组件320可彼此隔开，由于感应模块组件310以弯曲的状态被放置在电池层叠体10的上侧，汇流条组件320也可以容易地被放置在电池层叠体10的多个电极接头120上。即，由于感应模块组件310具有柔性且弹性弯曲，汇流条组件320可以在相对于电极接头120被引出的方向以规定角度转动，并且能够防止汇流条孔3221与电极接头120之间的接触干扰以及汇流条组件320与电极接头120之间的相互干扰。
进一步地，感应模块组件310可由绝缘性材料形成。具体地，感应模块组件可由塑料等绝缘性材料形成，由于感应模块组件310具有绝缘性，能够切断上表面盖体部211与电池层叠体10之间的通电可能性。
并且，感应模块组件310可由具有熔点为90℃以上的耐热性的材料形成。由于感应模块组件310由熔点为90℃以上的材料形成，即使在多个电池单元110发热的情况下也能够保持其形状和结构，并且能够切断电池层叠体10与上表面盖体部211之间的通电可能性。
另外，如上所述，感应模块组件310可由具有绝缘性和耐热性的材料形成，优选地，感应模块组件310可由选自聚碳酸酯多元醇(Polycarbonate)、聚丙烯(polypropylene)以及聚乙烯(polyethylene)中的任一种材料形成。但是，这仅仅是示例，并不限定于此，只要同时具备绝缘性和耐热性的材料足以。
图5是示出图1的I-I截面的图，图6是图5的A部分的放大图。
参照图5和图6，根据本发明的一个实施例的电池模块1的感应模块组件310可包括至少一个突出部310b，该突出部310b向电池层叠体10侧突出形成，以支撑与电池层叠体10的电池单元110的层叠方向平行的一侧。并且，还可包括承压垫330，该承压垫330设置在电池层叠体10与感应模块组件310之间且通过感应模块组件310的支撑来向下支撑电池层叠体10。
具体地，感应模块组件310可包括：平面部310a，与所述冷却板220平行地形成；以及至少一个突出部310b，感应模块组件310的一部分沿着电极接头120被引出的方向向电池层叠体10侧弯曲规定深度而形成。其中，以平面部310a为基准，突出部310b可以向电池层叠体10侧突出形成。
另外，在感应模块组件310被放置在电池层叠体10的上侧时，至少一个突出部310b可加压支撑电池层叠体10，更优选地，通过将在后面描述的承压垫330向下支撑电池层叠体10。
其中，所述突出部310b可直接对电池单元110的电极组件111部分进行加压。即，电池单元110中包覆电极组件111的外饰材料112在电极组件111的外侧熔接而形成的密封部1121中位于电极组件111与感应模块组件310之间的密封部1121可相对于冷却板220位于突出部310b的突出方向的末端与平面部310a之间的高度上，并且所述密封部1121可设置为通过平面部310a和承压垫330的支撑向电极组件111侧弯曲的状态。如上所述，由于突出部310b直接对电极组件111部分进行加压，可以容易固定容纳于壳体部20内的电池层叠体10的位置。
另外，所述承压垫330可以由具有弹性反力的绝缘性材料形成。并且，电池层叠体10可以以相对于电池层叠体10与感应模块组件310对应的大小形成，并夹设在电池层叠体10的上表面与感应模块组件310之间。
其中，当感应模块组件310与电池层叠体10连接时，所述承压垫330可向下对电池层叠体10进行加压，同时，由于所述承压垫330具有规定弹性，能够防止电池单元110损坏。由此，电池层叠体10与冷却板220之间的接触面增加，可增加根据本发明的一个实施例的电池模块1的冷却效率。
另外，电池层叠体10与感应模块组件310之间可填充有具有导热性和粘结性的导热构件340。更优选地，在电池层叠体10的上表面与承压垫330之间形成的空间(空隙)中可填满导热部件340。
其中，所述导热构件340可由空隙填充剂(gap filler)或导热性粘结剂等形成，由于电池层叠体10与承压垫330之间填充有导热构件340，电池层叠体10的位置固定程度会增加。并且，通过承压垫330和导热构件340增加感应模块组件310与电池层叠体10之间的接触面积，由此可以增加在电池层叠体10的上部产生的热通过感应模块组件310的散热效果。
图7是示出根据本发明的另一个实施例的电池模块1'的上部结构30'的图。
参照图1和图7，根据本发明的另一个实施例的电池模块1'所包括的上部结构30'可包括彼此一体结合的汇流条组件320'和感应模块组件310'，感应模块组件310'上可形成有用于对电池层叠体10'进行散热的至少一个散热口312'。
具体地，在感应模块组件310'上可形成有以与感应模块组件310'的平面方向垂直的方向(与电极接头120被引出的方向和电池单元110的层叠方向垂直的方向)贯穿的多个散热口312'，多个散热口312'可彼此隔开设置。
通过所述导热构件340和承压垫330与电池层叠体10接触的感应模块组件310'中形成有多个散热口312'，由此增加电池层叠体10的通过感应模块组件310'的散热效果。另外，感应模块组件310'与电池层叠体10的上表面之间设置有导热构件340和承压垫330，由此能够保持充分的绝缘效果。
另外，上部结构30'还可包括连接部311'，该连接部311'用于使所述电池层叠体10两侧的汇流条组件320'之间电连接。其中，所述汇流条组件320'和连接部311'的详细结构和具体内容与上述根据本发明的一个实施例的电池模块1的汇流条组件320和连接部311相同，因此在此省略对其的详细说明。
并且，根据本发明的另一个实施例的电池模块1'中除了所述感应模块组件310'以外的其余的结构与根据本发明的一个实施例的电池模块1相同。
以上通过具有代表性的实施例对本发明进行了详细的说明，但本发明所属领域的普通技术人员能够理解在不脱离本发明的范畴内对上述实施例可以进行各种变形。因此本发明的权利范围不应限定在所说明的实施例，而应由权利要求书和与权利要求书等同的内容而确定。

Claims (11)

1.一种电池模块，包括：
电池层叠体，由分别包括电极接头的多个电池单元彼此层叠而形成；
汇流条组件，位于所述电池层叠体的所述电极接头被引出的两侧，通过多个所述电极接头使多个所述电池单元之间电连接；
感应模块组件，设置在所述电池层叠体的所述电极接头未被引出的一侧，并且使所述电池层叠体两侧的所述汇流条组件之间电连接；以及
承压垫，所述承压垫设置在所述电池层叠体与所述感应模块组件之间，
所述感应模块组件包括：
平面部，彼此连接所述电池层叠体两侧的所述汇流条组件；以及
多个突出部，从所述平面部朝向所述电池层叠体突出，并且沿多个所述电池单元的层叠方向彼此隔开设置，
所述承压垫与所述平面部和所述多个突出部相接。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述感应模块组件以板或框架形态形成。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，
所述感应模块组件以具有规定厚度的薄膜形状形成。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其中，
所述感应模块组件的厚度为0.5mm以下。
5.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述感应模块组件由具有弹性的柔性材料形成。
6.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述感应模块组件由熔点为90℃以上的材料形成。
7.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
多个所述突出部中的每一个支撑所述电池层叠体的所述电极接头未被引出的一侧。
8.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述感应模块组件位于所述电池层叠体的上部，
所述承压垫向下支撑所述电池层叠体。
9.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
在所述电池层叠体与所述感应模块组件之间填充有导热性导热构件。
10.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
在所述感应模块组件上形成有至少一个散热口。
11.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述汇流条组件和所述感应模块组件一体形成。
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