CN111684620B - 包括电池模块的电池组及包括其的电子装置及车辆 - Google Patents

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Abstract

公开了一种具有改善的制造效率、高能量密度和提高的产品稳定性的电池组。该电池组，包括：安装结构，其具有：第一框架，该第一框架具有主体部分以及侧壁部分，所述主体部分具有板，在所述侧壁部分处所述主体部分的两端处弯曲并且在向上的方向上延伸以在该板上方形成内部空间；以及第二框架，该第二框架联接至所述第一框架的下部，并且具有主体部分和侧壁部分，所述主体部分具有板，并且在所述侧壁部分处所述主体部分的两端弯曲并且在向下的方向上延伸以在该板下方形成内部空间；和至少两个电池模块，其分别容纳在所述第一框架的所述内部空间和所述第二框架的所述内部空间中，并且具有：多个圆柱形电池单元和具有多个空腔管的模块壳体，所述多个圆柱形电池单元插入所述多个空腔管中；以及连接部分，该连接部分形成为将所述多个空腔管彼此连接。

Description

包括电池模块的电池组及包括其的电子装置及车辆
技术领域
本公开涉及一种包括电池模块的电池组，更具体地，涉及一种具有改善的制造效率、高能量密度和增强的产品稳定性的电池组。
背景技术
二次电池高度适用于各种产品，并且具有高能量密度的电气特性。二次电池不仅应用于便携式电子装置，而且还应用于由电驱动源驱动的电动车辆、混合电动车辆、蓄电装置等。
二次电池作为改善生态友好性和能量效率的新能源正受到关注，这是因为显著减少了化石燃料的使用，并且在能量使用过程中不会产生副产品。
应用于电动车辆的电池组具有这样的结构，其中多个均具有多个电池单元的电池模块连接，以获得高输出。另外，每个电池单元均是包括正极和负极集流体、隔膜、活性材料、电解质等的电极组件，并且可以通过部件之间的电化学反应而重复地充电和放电。
近来，随着对大容量结构的需求以及作为能量存储源的利用的增长，对具有多模块结构的电池组的需求也在增长，在该多模块结构中聚集有多个电池模块，每个电池模块中的二次电池串联和/或并联连接。此时，电池组可以构造成使得多个电池模块在前后方向上紧密布置，以便在有限的空间中容纳大量的电池模块。
另外，当将常规电池组安装至车辆、自行车等时，有必要防止安装的电池组由于事故引起的外部冲击而损坏、爆炸或着火。
为此，常规的电池组尝试使用具有较高机械刚度的材料制作模块壳体，或者提供保护构件以保护大量的圆柱形电池单元免受外部冲击。然而，改变材料或增设保护构件具有增加电池组的重量或增加制造成本的问题。而且，这些尝试具有降低电池组的能量密度的问题。
发明内容
技术问题
设计本公开以解决现有技术的问题，因此，本公开旨在提供一种具有改善的制造效率、高能量密度和提高的产品稳定性的电池组。
根据以下详细描述可以理解本公开的这些和其他目的以及优点，并且根据本公开的示例性实施方式，本公开的这些和其他目的以及优点将变得更加显而易见。另外，将容易理解，可以通过所附权利要求中所示的手段及其组合来实现本公开的目的和优点。
技术方案
在本公开的一个方面中，提供了一种电池组，所述电池组包括：
安装结构，所述安装结构包括：第一框架，该第一框架具有主体部分以及侧壁，所述主体部分具有平放形式的板，所述侧壁从所述主体部分的两端弯曲并且向上延伸以在所述板上方形成内部空间；以及第二框架，该第二框架联接至所述第一框架的下部，并且具有主体部分和侧壁，所述主体部分具有平放形式的板，所述侧壁从所述主体部分的两端弯曲并且向下延伸以在所述板下方形成内部空间；和
至少两个电池模块，所述至少两个电池模块分别容纳在所述第一框架的所述内部空间和所述第二框架的所述内部空间中，并且包括多个圆柱形电池单元和模块壳体，所述模块壳体具有：多个空腔管，在上下方向上直立的所述多个圆柱形电池单元插入所述多个空腔管中；以及连接部分，所述连接部分构造成将所述多个空腔管彼此连接。
此外，所述多个圆柱形电池单元可以以多列和多行布置，并且所述多个圆柱形电池单元中的每一行可以与位于另一相邻行中的圆柱形电池单元一起以Z字形形式布置。
而且，所述连接部分可以沿对角线方向延伸成将一个空腔管连接至位于另一行中的另一空腔管。
此外，所述连接部分可以具有板状形状，其一端连接至一个空腔管，并且另一端连接至另一空腔管。
此外，所述连接部分处可以形成有易损部分，以便由于所述电池模块的外部冲击而毁坏或变形。
此外，所述模块壳体可以包括：上壳体，所述上壳体具有多个上空腔管，所述多个上空腔管构造成容纳竖立的所述多个圆柱形电池单元的上部；以及下壳体，所述下壳体在向下方向上与所述上壳体间隔开并且具有多个下空腔管，所述多个下空腔管构造成容纳竖立的所述多个圆柱形电池单元的下部。
而且，所述上壳体的顶端处可以形成有多个上止挡件，所述多个上止挡件构造成沿向下方向阻挡所述至少一个圆柱形电池单元，并且所述下壳体的底端处可以形成有多个下止挡件，所述多个下止挡件构造成沿向上方向阻挡所述至少一个圆柱形电池单元。
此外，所述模块壳体可以包括外壁，该外壁在上下方向上开口并且连接至所述多个空腔管中位于外侧的空腔管，以在水平方向上围绕所述多个圆柱形电池单元。
此外，所述多个上止挡件和所述下止挡件中的至少一者可以延伸成从位于一侧的外壁连接至位于另一侧的外壁。
而且，沿所述上止挡件或所述下止挡件的延伸方向设置的所述外壁可以定位成面对所述第一框架的所述侧壁或所述第二框架的所述侧壁。
此外，在所述第一框架和所述第二框架中的每一者的所述侧壁和所述主体部分处可以形成有向内或向外隆起的饰条结构。
此外，所述模块壳体的顶表面和底表面中的至少一者中可以形成有向内凹进的固定槽。
此外，所述第一框架和所述第二框架中每一者的所述主体部分上可以形成有向外突出地延伸的插入部分，以插入所述固定槽中。
此外，所述电池组还可以包括：
上板，所述上板定位成覆盖所述第一框架的上部；
下板，所述下板定位成向上支撑所述第二框架的下部；以及
电池组外壳，所述电池组外壳的顶端联接至所述上板，并且底端联接至所述下板并在上下方向上开口。
此外，所述上板和所述下板处可以形成有向内突出地延伸的固定部分，该固定部分插入所述模块壳体的所述固定槽中。
此外，在本公开的另一方面中，还提供一种电子装置，其包括根据本公开所述的电池组。
此外，在本公开的另一方面中，还提供一种车辆，其包括根据本公开所述的电池组。
有益效果
根据本公开的一个实施方式，因为本公开的电池组包括安装结构，该安装结构包括分别形成用于容纳电池模块的内部空间的第一框架和第二框架，所以能够防止安装的电池模块由于外部冲击而损坏、失效、缩短寿命、起火等。
另外，根据本公开的一个实施方式，因为模块壳体的连接部分构造成在对角线方向上延伸以将一个空腔管和位于另一行中的另一空腔管连接，所以当外部冲击施加至电池模块时，冲击力集中在连接部分上，使得连接部分首先变形或毁坏，从而将对模块壳体中容纳的多个圆柱形电池单元的冲击的传递最小化。
而且，根据本公开的一个实施方式，因为模块壳体的连接部分处形成有易损部分，所以施加到电池模块的外部冲击的力不集中在圆柱形电池单元上，而是模块壳体的连接部分首先毁坏以吸收冲击力，从而防止电池单元由于外部冲击而损坏、缩短寿命、着火等。
另外，根据本公开的一个实施方式，在模块壳体中，因为空腔管未形成为围绕多个圆柱形电池单元的整个外表面，而是上壳体和下壳体分别设置成仅围绕多个圆柱形电池单元的上表面和下表面，所以从多个圆柱形电池单元产生的热可以有效地消散到外部。
此外，根据本公开的一个实施方式，因为上壳体和下壳体处分别形成有上止挡件和下止挡件，所以能够有效地防止容纳在模块壳体内部的多个圆柱形电池单元由于外部冲击而从模块壳体中脱出或频繁移动。因此，能够防止多个圆柱形电池单元的电极端子和与其电连接的连接板之间的接触失效或损坏。
此外，根据本公开的一个实施方式，因为多个上止挡件和下止挡件中的至少一者延伸成从一侧的外壁连接至另一侧的外壁，所以模块壳体可以有利地构造成具有机械刚度，以便承受在左右方向或前后方向上施加的外部冲击。
另外，根据本公开的一个实施方式，因为在第一框架和第二框架的侧壁和主体部分处形成有饰条结构，所以可以直接提高安装结构的机械刚度。此外，如果容纳在内部空间中的电池模块移动成与侧壁碰撞，则在第一框架和第二框架的侧壁处向内隆起的饰条结构可以缓冲由碰撞引起的振动，从而有效地防止电池模块受损坏。
此外，根据本公开的一个实施方式，因为导热材料填充在电池组中，所以电池组中积聚的热可以被吸收并传递至电池组外壳，从而提高电池组的冷却效率。
附图说明
附图示出了本公开的优选实施方式，并且附图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，因此，本公开不被解释为限于附图。
图1是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的电池组的立体图。
图2是示意性地示出图1的电池组的一些部件的分解立体图。
图3是示意性示出应用于根据本公开的一个实施方式的电池组的电池模块的分解立体图。
图4是示意性地示出图3的电池模块的平面图。
图5是示意性地示出应用于图3的电池模块的模块壳体的仰视立体图。
图6是示意性地示出图5的模块壳体的区域A的局部放大仰视立体图。
图7是示意性地示出图3的电池模块的模块壳体的下壳体的仰视图。
图8是示意性地示出根据本公开的另一实施方式的电池组的立体图。
图9是示意性地示出图8的电池组的一些部件的立体图。
图10是示意性地示出应用于图8的电池组的电池模块的平面图。
图11是示意性地示出应用于图8的电池组的电池模块的仰视图。
图12是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的电池模块的碰撞测试过程的图。
图13示出了在碰撞测试之前和之后拍摄的示出根据本公开的一个实施方式的电池模块的图片。
具体实施方式
下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施方式。在描述之前，应该理解的是，说明书和所附权利要求书中使用的术语不应被解释为限于一般含义和词典含义，而是基于允许发明人为最佳解释而适当定义术语的原则在与本公开的技术方面相对应的含义和概念的基础上来解释。
因此，本文中提出的描述仅是出于阐明之目的的优选实施例，而无意于限制本公开的范围，因此应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其做出其他等同替换和变型。
图1是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的电池组的立体图。此外，图2是示意性地示出图1的电池组的部件的分解立体图。
参照图1和图2，根据本公开的一个实施方式的电池组1000可以包括安装结构300和两个或更多个电池模块200、201。
这里，安装结构300可以包括第一框架310以及联接至第一框架310的下部的第二框架320。此外，第一框架310可以包括主体部分311和侧壁313。具体地，主体部分311可以具有平放形式的板，使得其两个表面面向上和面向下。此外，当沿F方向看时，侧壁313可以通过使主体部分311的左右两端弯曲成向上延伸而形成，从而在板上方形成内部空间。
在此，本说明书中使用的表示诸如前、后、左、右、上、下之类的方向的术语可以根据观察者的位置或物体的形状而变更。然而，在本说明书中，为了便于描述，基于沿F方向观察的情况来区分前、后、左、右、上、下方向。
另外，第二框架320可以包括主体部分321和侧壁323。具体地，主体部分321可以具有平放形式的板，使得其两个表面面向上和面向下。此外，当沿F方向看时，侧壁323可以通过使主体部分321的左右两端弯曲成向下延伸而形成，从而在板下方形成内部空间。
例如，如图2中所示，电池组1000可以包括第一框架310和第二框架320。另外，第一框架310可以包括：主体部分311，其具有平放形式的板；以及侧壁313，其从主体部分311的左右两侧弯曲并延伸。此外，第二框架320包括：主体部分321，其具有平放形式的板；以及侧壁313，其从主体部分321的左右两端弯曲并延伸。
而且，如图2中所示，第一框架310的主体部分311的板的底表面和第二框架320的主体部分321的板的顶表面可以彼此联接。在这种情况下，第一框架310和第二框架320可以通过焊接彼此联接。另外，第一框架310和第二框架320中的每一者均可以具有用于容纳一个电池模块200的内部空间。
因此，根据本公开的该构造，因为本公开的电池组1000包括安装结构300，该安装结构300包括分别形成用于容纳电池模块200的内部空间的第一框架310和第二框架320，所以能够防止安装的电池模块200由于外部冲击而损坏、失效、寿命缩短、着火等。
此外，因为安装结构300是通过将分别制备的第一框架310和第二框架320彼此联接而构成的，所以与一体形成的“H”结构不同，可以仅利用较小的制造设施简单地制造安装结构300，从而大大降低了制造成本。
图3是示意性示出应用于根据本公开的一个实施方式的电池组的电池模块的分解立体图。
参照图3，电池模块200可以包括：多个圆柱形电池单元100；模块壳体210，其构造成在其中插入并容纳多个圆柱形电池单元100的至少一部分；以及连接板220、221。
具体地，圆柱形电池单元100可以包括圆柱形电池罐120以及容纳在电池罐120中的电极组件(未示出)。这里，电极组件可以包括：分别涂覆有电极活性材料的正极和负极；以及插设在正极和负极之间的隔膜。
另外，圆柱形电池单元100可以构造成使得电池罐120在上下方向上竖立。另外，电池罐120包括具有高导电性的材料，并且例如，电池罐120可以包括铝或铜。
此外，电池罐120的上部和下部可以分别形成有电极端子111。具体地，第一电极端子111a可以形成在电池罐120的顶端的平坦的圆形上表面上，并且第二电极端子111b可以形成在电池罐120的底端的平坦的圆形下表面上。
例如，如图3中所示，一个圆柱形电池模块200可以包括25个圆柱形电池单元100。另外，在25个圆柱形电池单元100中，10个圆柱形电池单元100可以具有形成在其顶端的正极端子111a和形成在其底端的负极端子111b。其余的15个圆柱形电池单元100可以具有形成在其顶端的负极端子111b和形成在其底端的正极端子111a。
另外，电池罐120的一侧上可以覆盖有电绝缘构件。即，因为电池罐120电连接至其中的电极组件的电极，所以可以围绕电池壳120的侧面覆盖绝缘膜(未示出)或电绝缘粘合剂，以防止意外的导电物体接触电池壳120而引起漏电。
另外，电极组件(未示出)可以以胶卷型卷绕，隔膜插设在正极和负极之间。此外，正极接头可以附接至正极(未示出)并且连接至电池罐120的顶端处的第一电极端子111a。此外，负极接头可以附接至负极(未示出)，并且连接至电池罐120的底端处的第二电极端子111b。
另外，当沿F方向观察时，多个圆柱形电池单元100可以在模块壳体210的内部以在上下方向上竖立的形式沿水平方向布置。另外，多个圆柱形电池单元100可以布置成多个列和行。这里，当沿图1的F方向看时，设置成一列的多个圆柱形电池单元可以沿前后方向L布置，并且设置成一行的多个圆柱形电池单元可以沿左右方向W布置。
另外，多个圆柱形电池单元100可以与位于另一相邻行中的圆柱形电池单元100以Z字形形式布置。更具体地，在多个圆柱形电池单元100中，位于一行中的圆柱形电池单元100可以在左右方向上与位于另一相邻行中的圆柱形电池单元100间隔开。
例如，如图3中所示，一个电池模块200包括23个圆柱形电池单元100。这23个圆柱形电池单元100可以以在上下方向上竖立的形式在水平方向上彼此相邻地布置。此外，布置成一行的多个圆柱形电池单元100可以具有形成在其顶端的正极端子111a和形成在其底端的负极端子111b。另外，设置在另一行中的多个圆柱形电池单元100可以具有位于其底端的正极端子111a以及位于其顶端的负极端子111b。此外，布置成一列的多个圆柱形电池单元100可以与位于另一相邻行中的圆柱形电池单元100一起以Z字形形式布置。即，布置成一列的多个圆柱形电池单元100可以与位于另一行中的圆柱形电池单元100相对于圆柱的中心在行方向上隔开预定距离。
同时，连接板220可以包括连接条225和接触部分227。具体地，连接条225可以位于多个圆柱形电池单元100的上部或下部。即，连接条225可以安装至模块壳体210的上部或下部。
例如，如图3中所示，三个连接板220可以位于电池模块200的模块壳体210的上部，以分别接触多个圆柱形电池单元100的电极端子111。另外，三个连接板220可以位于电池模块200的模块壳体210的下部，以分别接触多个圆柱形电池单元100的电极端子111。此外，六个连接板220中的每一者均可以具有连接条225。另外，六个连接板220中的两个连接板220可以具有形成在其一端处的开口H2，以用作外部输入/输出端子。
此外，连接条225可以具有形成在其一部分处的多个接触部分227，以电接触多个圆柱形电池单元100的电极端子111。另外，连接板220的接触部分227可以形成为沿水平方向突出地延伸，以与形成在多个圆柱形电池单元100处的电极端子111电接触。而且，接触部分227的突出端可以具有分叉结构，该分叉结构相对于连接条225的突出的延伸方向分成两侧。
例如，如图3中所示，六个连接板220的每个连接条225处均可以形成有五个接触部分227。此外，接触部分227可以具有分叉结构，该分叉结构相对于突出的延伸方向分成两侧。
此外，连接板220可以包括导电材料。例如，导电材料可以是以铜，镍、铝、金、银等为主要材料的金属合金。
而且，电池组1000可以包括用于将多个电池模块200、201彼此串联或并联地电连接的汇流条(未示出)。具体地，汇流条可以电连接至设置到每个电池模块200、201的连接板。例如，汇流条可以包括诸如铝或铜之类的材料。
图4是示意性地示出图3的电池模块的平面图。另外，图5是示意性地示出应用于图3的电池模块的模块壳体的仰视立体图。在此，为了便于说明，图4的电池模块200中未绘出连接板。
参照图4和图5以及图3，模块壳体210可以包括多个空腔管213和连接部分215。具体地，多个空腔管213可以形成为使得在上下方向上竖立的多个圆柱形电池单元100的至少一部分插入其中。另外，空腔管213可以构造成在水平方向上围绕圆柱形电池单元100的电池罐120的上表面、下表面或上下两个表面。
例如，如图5中所示，可以在模块壳体210处形成25个空腔管213。另外，这25个空腔管213可以构造成围绕圆柱形电池单元100的电池罐120的上水平表面。
而且，连接部分215可以构造成将多个空腔管213彼此连接。例如，模块壳体210可以具有构造成将25个空腔管213彼此连接的多个连接部分215。
另外，如果多个圆柱形电池单元100与位于另一相邻行中的圆柱形电池单元100一起以Z字形形式布置，则连接部分215可以构造成连接一个空腔管213和位于另一行中的另一个空腔管213。
例如，连接部分215可以沿对角线方向从一个空腔管213延伸到位于另一行中的另一个空腔管213。这里，对角线方向是指除竖直方向以外的方向，例如，基于前后方向L(图3)在左右方向W(图3)上倾斜至少1度的角度的方向。
另外，连接部分215可以位于连接空腔管213的中心点和另一空腔管213的中心点的线上。此外，连接部分215可以构造成连接至一个空腔管213和位于同一行的相邻的空腔管213。
例如，如图5中所示，模块壳体210的连接部分215c可以形成为在向左对角线方向或向右对角线方向上延伸成连接一个空腔管213和位于另一行中的另一空腔管213。另外，另一连接部分215可以形成为在左右方向W上延伸成连接一个空腔管213和位于同一行中的相邻空腔管213。
这里，如果多个圆柱形电池单元100与位于另一相邻行中的圆柱形电池单元100以Z字形形式布置，则当在前后方向L上向电池模块200施加外部冲击时，可以产生用于使多个圆柱形电池单元100沿对角线方向移动的力。因此，因为连接模块壳体210的多个空腔管213的连接部分215c构造成为沿对角线方向延伸，所以可以容易阻挡或吸收用于使多个圆柱形电池单元100沿对对角线方向移动的力。
因此，根据本公开的该构造，因为连接部分215c构造成沿对角线方向延伸成连接一个空腔管213和位于另一行中的另一空腔管213，所以当外部冲击施加至电池模块200时，冲击力集中在连接部分215上，使得连接部分215首先变形或毁坏，从而将向容纳在模块壳体210中的多个圆柱形电池单元100的冲击的传递最小化。
另外，连接部分215可以具有板状。具体地，可以将该板状构造成使得一端连接至一个空腔管213，并且另一端连接至另一空腔管213。此外，连接部分215的一端和另一端可以从空腔管213的底端延伸至顶端。即，连接部分215的竖直长度可以对应于空腔管213的竖直长度。
图6是示意性地示出图5的模块壳体的区域A的局部放大仰视立体图。
参照图6以及图1，连接部分215的一部分处可以形成有易损部分，以便由于电池模块200的外部冲击而毁坏或变形。例如，易损部分可以是在向内方向上部分裂开的凹口。例如，如图6中所示，可以在连接部分215的一端(顶端)和另一端(底端)的每一者处形成凹口。当然，易损部分不限于该凹口，可以应用任何形式，只要该结构有利于吸震即可。这里，“向内方向”是指朝向连接部分的主体的中心的方向。
因此，根据本公开的该构造，因为连接部分215处形成有易损部分，所以施加至电池模块200的外部冲击的力不集中在圆柱形电池单元100上，而是模块壳体210首先被毁坏以吸收冲击力，从而防止电池单体由于外部冲击而损坏、寿命缩短、着火等。
再次参照图3，模块壳体210可以包括上壳体210a和下壳体210b。具体地，上壳体210a可以具有多个上空腔管213以容纳多个竖立圆柱形电池单元100的上部。另外，下壳体210b可以在向下方向上与上壳体210a间隔开预定距离。另外，下壳体210b可以具有多个下空腔管213b，以容纳多个竖立的圆柱形电池单元100的下部。
即，包括上壳体210a和下壳体210b的模块壳体210可以定位成分别围绕多个圆柱形电池单元100的上表面和下表面。换句话说，模块壳体210可以形成为使得多个圆柱形电池单元100的外部水平表面的中央部分暴露于外部。
例如，如图1中所示，提供至电池模块200的模块壳体210可以包括上壳体210a和下壳体210b。另外，上壳体210a的上空腔管213a和下壳体210b的下空腔管213b可以彼此间隔开预定距离。
因此，根据本公开的该构造，在模块壳体210中，因为空腔管不形成为围绕多个圆柱形电池单元100的整个外表面，而是上壳体210a和下壳体210b的上空腔管213a和下空腔管213b设置成分别仅围绕多个圆柱形电池单元100的上表面和下表面，所以从多个圆柱形电池单元100产生的热可以有效地消散到外部。
此外，再次参照图3，形成在模块壳体210处的多个连接部分215中的一些可以具有圆形管b1。具体地，上壳体210a可以包括多个上连接部分215，这些上连接部分215延伸成将多个上空腔管213彼此连接。另外，多个上连接部分215中的一些可以具有向内突出地延伸的圆形管b1。
此外，下壳体210b可以包括多个下连接部分215，这些下连接部分215延伸成将多个下空腔管213b彼此连接。另外，多个下连接部分215中的一些可以具有向内突出地延伸的圆形管b2。
此外，上连接部分215的圆形管b1和下连接部分215的圆形管b2可构造成彼此联接。具体地，上连接部分215的圆形管b1和下连接部分215的圆形管b2可以具有阴-阳联接结构。另外，上连接部分215的圆形管b1和下连接部分215的圆形管b2可以通过在其中插入螺栓(未示出)而彼此联接。在这种情况下，螺栓可以进一步具有联接至螺栓的螺母，以被插入并固定至上连接部分215的圆形管b1和下连接部分215的圆形b2。
图7是示意性地示出图3的电池模块的模块壳体的下壳体的仰视图。在此，为了便于说明，图7的电池模块200中未绘出连接板。
首先，再次参照图4，上壳体210a的顶端处可以形成有多个上止挡件216a。另外，上止挡件216a可以构造成在向下方向上阻挡所述至少一个圆柱形电池单元100。即，上止挡件216a可以具有板状形状，该板状形状具有平坦的上表面和下表面，以防止容纳在上壳体210a中的多个圆柱形电池单元100向上移动。结果，圆柱形电池单元100可以被容纳并固定在上壳体210a内部。
此外，参照图7，下壳体210b的底端处可以形成有多个下止挡件216a2。另外，下止挡件2162a2可以构造成在向上方向上阻挡所述至少一个圆柱形电池单元100。即，下止挡件216a2可以具有板状形状，该板状形状具有平坦的上表面和下表面，以防止容纳在下壳体210b中的多个圆柱形电池单元100向下移动。一些下止挡件216a可以成形为从下壳体210b的外壁延伸。结果，圆柱形电池单元100可以被容纳并固定在下壳体210b内部。
因此，根据本公开的该构造，因为上止挡件216a和下止挡件216a2分别形成在上壳体210a和下壳体210b处，所以能够有效地防止容纳在模块壳体210内部的多个圆柱形电池单元100由于外部冲击脱出模块壳体210或频繁移动。因此，能够防止多个圆柱形电池单元100的电极端子111和与其电连接的连接板220之间的接触失效或受损。
另外，再次参照图3和图4，模块壳体210的空腔管213可以包括上空腔管213a和下空腔管213b。模块壳体210可以包括外壁211，该外壁211形成为在所有方向上围绕多个空腔管213。具体地，外壁211可以具有在上下方向上开口的矩形框形状。而且，外壁211可以连接至空腔管213中位于外侧的空腔管213，并且在水平方向上位于多个圆柱形电池单元100的周围。
例如，如图4中所示，上壳体210a的外壁211在平面图中可以是矩形的。此外，上壳体210a的外壁211可以包括位于前、后、左、右方向上的第一外壁211a、第二外壁211b、第三外壁211c和第四外壁211d。此外，如图7中所示，下壳体210b的外壁211在平面图中可以是矩形的。此外，下壳体210b的外壁211可以包括位于前、后、左、右方向上的第一外壁211a、第二外壁211b、第三外壁211c和第四外壁211d。
而且，多个上止挡件216a和下止挡件216a2中的至少一者可以延伸成从位于一侧的外壁211c连接至位于另一侧的外壁211d。例如，如图4中所示，上止挡件216a的两个上止挡件216b可以成形为使得它们的左端和右端之一连接至第三外壁211c，并且另一端连接至第四外壁211d。此外，如图7中所示，下止挡件216a2中的两个下止挡件216b2可以成形为使得它们的左端和右端中之一连接至第三外壁211c，并且另一端连接至第四外壁211d。
因此，根据本公开的该构造，因为多个上止挡件216a和下止挡件216a2中的至少一者延伸成从一侧的外壁211连接至另一侧的外壁211，所以模块壳体210可以有利地构造成具有机械刚度，以便承受沿左右方向或前后方向施加的外部冲击。
另外，再次参照图2和图3，当沿图1的F方向看时，位于模块壳体210的左右方向上的外壁211可以定位成面对第一框架310的侧壁313或第二框架320的侧壁323。例如，如图2中所示，模块壳体210的第三外壁211c可以相对于第一框架310的中心定位成面对左侧壁313，并且第四外壁211d可以定位成面对第一框架310的右侧壁313。
因此，根据本公开的该构造，如果位于上止挡件216b或下止挡件216b2的延伸方向上的外壁211定位成面对第一框架310的侧壁313或第二框架320的侧壁323，则能够进一步增强电池组1000的机械刚度，以承受沿左右方向施加的外部冲击，从而提高电池组1000的耐用性和稳定性。
同时，再次参照图2，第一框架310和第二框架320处可以形成有饰条(beading)结构310b以增加机械刚度。具体地，饰条结构310b可以形成在第一框架310和第二框架320的侧壁313、323和主体部分311、321处。饰条结构310b可以具有向内或向外隆起的形状。这里，“向内”可以指的是安装至第一框架310或第二框架320的电池模块200基于第一框架310或第二框架320所处的方向。此外，“向外”可以指的是与向内方向相反的方向。
例如，如图2中所示，向内隆起的饰条结构310b可以分别形成在第一框架310的侧壁313和第二框架320的侧壁323处。另外，向上和向下隆起的多个饰条结构311b可以形成在第一框架310的主体部分311和第二框架320的主体部分321处。
因此，根据本公开的该构造，因为第一框架310和第二框架320的侧壁313、323和主体部分311、321处形成有饰条结构310b、320b、311b，所以可以直接改善安装结构300的机械刚度。此外，如果容纳在内部空间中的电池模块200移动而与侧壁313、323碰撞，则在第一框架310和第二框架320的侧壁313、323处向内隆起的饰条结构310b，320b可以缓冲由碰撞引起的冲击，从而有效地防止电池模块200受损坏。
同时，再次参照图1，电池组1000可以包括电连接至电池模块200、201的若干电气元件(未示出)。这时，单独的模块汇流条或电缆可以用于电连接。此外，电气元件也称为电气设备。此外，包括在电池组1000中的电气设备的代表性实施例可以是继电器、电流传感器、保险丝、电池管理系统(BMS)等。电气设备是指用于管理电池组1000中包括的圆柱形电池单元100的充电和放电并确保安全性的部件，并且可以被视为大多数电池组1000中包括的必要部件。
具体地，可以将电气设备设置至第一框架310的侧壁313和第二框架320的侧壁323的外侧。
因此，根据本公开的该构造，因为电气元件安装在第一框架310和第二框架320的侧壁313、323的外侧上，所以能够避免从安装至安装结构300的多个电池模块200产生的电磁波或磁场的影响，从而防止故障或信号噪音。即，第一框架310和第二框架320可以由能够阻挡电磁波或磁场的金属制成，从而展现出这种效果。
图8是示意性地示出根据本公开的另一实施方式的电池组的立体图。图9是示意性地示出图8的电池组的一些部件的立体图。图10是示意性地示出应用于图8的电池组的电池模块的平面图。并且，图11是示意性地示出应用于图8的电池组的电池模块的仰视图。这里，在图9中，透明地描绘出了上板，并且为了便于说明，使用隐线描绘出形成在第一框架310的主体部分311处的插入部分325。
首先，参照图10和图11，根据本公开的另一实施方式的电池模块200B可以具有固定槽H1，该固定槽H1向内凹进并且设置至模块壳体210的顶表面和底表面中的至少一者。具体地，模块壳体210的上壳体210a的顶表面处可以形成有沿一个方向布置的多个固定槽H1。此外，模块壳体210的下壳体210b的底表面处也可以形成有沿一个方向布置的多个固定槽H1。
例如，如图10中所示，模块壳体210的上壳体210a的顶表面处可以形成有沿一个方向布置并向下凹进的多个圆形固定槽H1。此外，例如，如图11中所示，模块壳体210的下壳体210b的底表面处可以形成有沿一个方向布置并向上凹进的多个圆形固定槽H1。
此外，第一框架310的主体部分311和第二框架320的主体部分321处可以形成有向外突出的插入部分315、325，以便插入固定槽H1中。具体地，第一框架310的主体部分311的顶表面处可以形成有向上突出地延伸的多个插入部分315(喇叭形)。此外，第二框架320的主体部分321的下表面处可以形成有向下突出地延伸的多个插入部分325。此外，插入部分315、325可以形成为分别插入形成在上壳体210a和下壳体210b处的固定槽H1中。
另外，插入部分315可以具有：压入螺母，其插入在主体部分311中贯穿的固定开口中；以及喇叭形螺栓，其联接至该压入螺母。
例如，如图9中所示，第一框架310的主体部分311处可以形成有六个插入部分315。此外，插入部分315可以包括：圆柱形主体，其从第一框架310的主体部分311向上延伸；以及顶端，其具有直径向上连续减小的喇叭形。此外，第二框架320的主体部分321处可以形成有六个插入部分325。此外，插入部分325可以包括：圆柱形主体，其从第二框架320的主体部分321向下延伸；以及顶端，其具有直径向下连续减小的喇叭形。
因此，根据本公开的该构造，因为模块壳体210具有固定槽H1，并且固定槽H1形成为插入第一框架310和第二框架320的插入部分315、325中，所以容纳在安装结构300中的电池模块200可以固定而不移动。
参照图8至图11，根据本公开的另一实施方式的电池组1000B可以进一步包括上板340、下板350和电池组外壳360。具体地，上板340可以形成为具有覆盖第一框架310的上部的尺寸。另外，上板340可以定位成接触第一框架310的上部。此外，下板350可以形成为大于第二框架320的平面尺寸，以向上支撑第二框架320的下部。另外，下板350可以位于第二框架320下方。
此外，上板340处可以形成有插入槽(未示出)，使得第一框架310的侧壁313的顶端插入并固定在其中。另外，插入槽H3可以形成在下板350处，使得第二框架320的侧壁323的底端插入并固定在其中。
例如，如图10中所示，电池组1000可以进一步包括安装结构300，该安装结构300具有第一框架310和第二框架320、上板340和下板350。这里，上板340可以联接至第一框架310的侧壁313的顶端。另外，下板350可以联接至第二框架320的侧壁323(图2)的底端。
因此，根据本公开的该构造，因为电池组1000还包括上板340和下板350，所以可以防止作为内部构造的多个圆柱形电池单元100被施加至电池组1000的上部和下部的冲击损坏，从而进一步增强了电池组的稳定性。
同时，参照图8和图9，电池组外壳360可具有联接至上板340的顶端和联接至下板350的底端。此外，电池组外壳360可具有在上下方向上开口的圆柱形式。此外，电池组外壳360的侧壁处可以形成有网格图案的肋361。例如，如图8中所示，电池组外壳360的侧壁处可以形成有网格图案的肋361，其中在竖直方向上延伸的线性肋361a和在水平方向上延伸的线性肋361b相交。
因此，根据本公开的该构造，因为电池组外壳360处形成有格子肋361，所以可以减轻电池组外壳360的重量并可以补偿机械刚度，从而降低了电池组外壳360的制造成本并提高实用性。
另外，再次参照图9、图10和图11，固定部分353可以形成在上板340和下板350处，以便插入到形成在模块壳体210的下壳体210b处的固定槽H1中。具体地，固定部分353可以形成为向内突出地延伸。
例如，如图9中所示，形成在上板340处的固定部分(未示出)可包括从板的下表面向下延伸的圆柱形主体和具有喇叭形形状的底端，该底端的直径向下连续减小。此外，形成在下板350处的固定部分353可以包括从板的上表面向上延伸的圆柱形主体和具有喇叭形形状的顶端，该顶端的直径向上连续减小。
因此，根据本公开的该构造，因为上板340和下板350中的每一者均包括构造成插入形成在模块壳体210处的固定槽H1中的固定部分353，所以安装至安装结构300的电池模块200可以牢固地固定而不移动。
另外，电池组1000B的电池组外壳360可以填充有导热材料(未示出)。具体地，导热材料可以包括具有高导热率的聚合物树脂、硅酮基树脂或填料。例如，聚合物树脂可以是聚硅氧烷树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂或环氧基树脂。另外，导热材料可以是所添加的粘合材料被固化的形式。例如，粘合材料可以是诸如丙烯酸基、聚酯基、聚氨酯基或橡胶基的材料。
另外，如图8中所示，电池组1000B的电池组外壳360中可以填充有导热材料。另外，可以填充导热材料以覆盖包括在电池组1000B中的电池模块200的外表面。
因此，根据本公开的该构造，因为电池组1000B中填充有导热材料，所以可以将积聚在电池组1000B中的热吸收并传递至电池组外壳360，从而提高电池组1000B的冷却效率。
同时，根据本公开的电子装置可以包括电池组1000。此外，电子装置(未示出)可以具有用于在其中容纳电池组1000的壳体(未示出)。
此外，根据本公开的车辆(未示出)可以包括电池组1000。此外，车辆可以是具有例如由电池组1000供电的马达(未示出)的电动车辆。
图12是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的电池模块的碰撞测试过程的图。此外，图13示出了在碰撞测试之前和之后拍摄的示出根据本公开的一个实施方式的电池模块的图片。
参照图12，根据本公开的一个实施方式的电池模块200在一个方向上具有125mm的长度。在使用压紧棒B以100mm/min的速度将电池模块200的一侧按压37.5mm的距离之后，进行安全性(耐用性)测试以评估25个安装的圆柱形电池单元的状态。
具体地，该测试中使用的电池模块200具有与图1中所示的电池模块200相同的构造，该电池模块200包括：25个以Z字形形式布置成5列5行的圆柱形电池单元；连接板；以及模块壳体。在此，模块壳体210由LG化学公司生产的LUPOY GN5001RF(产品名)制成，LUPOYGN5001RF是聚碳酸酯和ABS树脂结合而成的工程塑料。
作为测试的结果，在压紧棒(B)与电池模块200碰撞之后，测量根据本公开的一个实施方式的电池组中以5列和5行布置的25个圆柱形电池单元中的每一者的电压。对应于布置顺序的圆柱形电池单元的电压值如下所示。此时，碰撞前的25个圆柱形单电池的平均电压值约为4.187V。
表1
行/列 1 2 3 4 5
1 4.184 4.187 4.187 4.187 4.187
2 4.157 4.157 4.157 4.157 4.157
3 4.180 4.180 4.180 4.180 4.180
4 4.187 4.187 4.185 4.187 4.187
5 4.187 4.187 4.187 4.187 4.187
(单位：V，伏特)
根据表1中的电压值可以理解，在碰撞测试之后，容纳在本公开的电池模块中的25个圆柱形电池单元大体维持其正常电压值。即，当圆柱形电池单元与位于另一相邻行中的圆柱形电池单元以Z字形形式布置时，如果在前后方向上对电池模块200施加外部冲击，则可以产生用于沿对角线方向移动圆柱形电池单元的力。因此，因为本公开的电池模块的模块壳体包括在对角线方向上连接空腔管的连接部分，所以能够阻挡由冲击引起并使圆柱形电池单元在对角线方向上移动的力或吸收冲击力，从而有效地防止圆柱形电池单元受损坏。
同时，尽管在说明书中使用了指示诸如上、下、左、右、前、后方向之类的方向的术语，对于本领域的技术人员显而易见的是，这些仅代表相对位置以方便说明，并且可以基于观察者或物体的位置而变更。
已经详细描述了本公开。然而，应当理解，详细描述和具体实施例虽然指示了本公开的优选实施方式，但是仅以说明的方式给出，因为根据该详细描述，在本公开的范围内的各种改变和变型对于本领域技术人员而言将变得显而易见。
附图标记
1000：电池组
100：圆柱形电池单元
300：安装结构
310、320：第一框架、第二框架
311、321：主体部分
313、323：侧壁
315、325：插入部分
200、201：电池模块
111、111a、111b：电极端子、第一电极端子、第二电极端子
220、221：连接板
225、227：连接条、接触部分
210：模块壳体
210a、210b：上壳体、下壳体
211、211a、211b、211c、211d：外壁、第一外壁、第二外壁、第三外壁、第四外壁
H1：固定槽
216a、216b：上止挡件、下止挡件
213：空腔管
215、215a、215c：连接部分
310b、320b：饰条结构
340、350：上板、下板
353：固定部分
360：电池组外壳
工业实用性
本公开涉及一种包括多个电池模块的电池组。另外，本公开可用于与包括电池组的电子装置或车辆相关的工业。
本申请要求于2018年11月29日在大韩民国提交的韩国专利申请第10-2018-0151274号的优先权，其公开内容通过引用合并于此。

Claims (11)

1.一种电池组，所述电池组包括：
安装结构，所述安装结构包括：第一框架，该第一框架具有主体部分以及侧壁，所述主体部分具有平放形式的板，所述侧壁从所述主体部分的两端弯曲并且向上延伸以在所述板上方形成内部空间；以及第二框架，该第二框架联接至所述第一框架的下部，并且具有主体部分和侧壁，所述主体部分具有平放形式的板，所述侧壁从所述主体部分的两端弯曲并且向下延伸以在所述板下方形成内部空间；和
至少两个电池模块，所述至少两个电池模块分别容纳在所述第一框架的所述内部空间和所述第二框架的所述内部空间中，并且包括多个圆柱形电池单元和模块壳体，所述模块壳体具有：多个空腔管，在上下方向上直立的所述多个圆柱形电池单元插入所述多个空腔管中；以及连接部分，所述连接部分构造成将所述多个空腔管彼此连接，
其中，所述连接部分具有板状形状，其一端连接至一个空腔管，并且另一端连接至另一空腔管，并且
其中，所述连接部分处形成有易损部分，以便由于所述电池模块的外部冲击而毁坏或变形。
2.根据权利要求1所述的电池组，
其中，所述多个圆柱形电池单元以多列和多行布置，
所述多个圆柱形电池单元中的每一行与位于另一相邻行中的圆柱形电池单元一起以Z字形形式布置，并且
所述连接部分沿对角线方向延伸成将一个空腔管连接至位于另一行中的另一空腔管。
3.根据权利要求1所述的电池组，
其中，所述模块壳体包括：上壳体，所述上壳体具有多个上空腔管，所述多个上空腔管构造成容纳竖立的所述多个圆柱形电池单元的上部；以及下壳体，所述下壳体在向下方向上与所述上壳体间隔开并且具有多个下空腔管，所述多个下空腔管构造成容纳竖立的所述多个圆柱形电池单元的下部。
4.根据权利要求3所述的电池组，
其中，所述上壳体的顶端处形成有多个上止挡件，所述多个上止挡件构造成沿向下方向阻挡至少一个圆柱形电池单元，并且
所述下壳体的底端处形成有多个下止挡件，所述多个下止挡件构造成沿向上方向阻挡所述至少一个圆柱形电池单元。
5.根据权利要求4所述的电池组，
其中，所述模块壳体包括外壁，该外壁在上下方向上开口并且连接至所述多个空腔管中位于外侧的空腔管，以在水平方向上围绕所述多个圆柱形电池单元；并且
所述多个上止挡件和所述下止挡件中的至少一者延伸成从位于一侧的外壁连接至位于另一侧的外壁。
6.根据权利要求5所述的电池组，
其中，沿所述上止挡件或所述下止挡件的延伸方向设置的所述外壁定位成面对所述第一框架的所述侧壁或所述第二框架的所述侧壁。
7.根据权利要求6所述的电池组，
其中，在所述第一框架和所述第二框架中的每一者的所述侧壁和所述主体部分处形成有向内或向外隆起的饰条结构。
8.根据权利要求1所述的电池组，
其中，所述模块壳体的顶表面和底表面中的至少一者中形成有向内凹进的固定槽，并且
所述第一框架和所述第二框架中每一者的所述主体部分上形成有向外突出地延伸的插入部分，以插入所述固定槽中。
9.根据权利要求8所述的电池组，所述电池组还包括：
上板，所述上板定位成覆盖所述第一框架的上部；
下板，所述下板定位成向上支撑所述第二框架的下部；以及
电池组外壳，所述电池组外壳的顶端联接至所述上板，并且底端联接至所述下板并在上下方向上开口，
其中，所述上板和所述下板处形成有向内突出地延伸的固定部分，该固定部分插入所述模块壳体的所述固定槽中。
10.一种电子装置，所述电子装置包括根据权利要求1至9中的任一项所述的电池组。
11.一种车辆，所述车辆包括根据权利要求1至9中任一项所述的电池组。
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