CN111742440B - 电池模块、包括该电池模块的电池组和包括该电池组的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供：模块壳体；容置在模块壳体内并且包括电池单元的电池单元组件，其中，电池单元中的每个电池单元具有被引出至电池单元的一侧或两侧的电极引线，并且电池单元中的具有未引出电极引线的底部边缘部分的每个电池单元沿着模块壳体的水平方向堆叠；安装在模块壳体的下侧且指向电池单元的边缘部分处的散热器；以及电池模块，该电池模块包括安装在模块壳体的上侧内的热管道构件，其中，该热管道构件包括蒸发器和冷凝器，该蒸发器形成为朝向电池单元的电极引线，并且该冷凝器与模块壳体的内表面接触。

Description

电池模块、包括该电池模块的电池组和包括该电池组的车辆

技术领域

本公开涉及电池模块、包括该电池模块的电池组和包括该电池组的车辆。本申请要求于2018年9月13日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2018-0109836的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过参引并入本文。

背景技术

目前，市售的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂二次电池等等，并且在这些二次电池中，锂二次电池具有小的记忆效应或没有记忆效应，并且因此与镍基二次电池相比，锂二次电池由于其下述优点而获得了更多关注：在任何方便的时候可以完成再充电，自放电率非常低且能量密度高。近来，二次电池不仅普遍地应用于小型设备、比如便携式电子设备，而且也广泛地应用于中型设备和大型设备，中型设备和大型设备包括诸如插电式电动车辆(PEV)和插电式混合动力车辆(PHEV)之类的通过电动驱动源驱动的电动车辆(EV)以及蓄能系统(ESS)。

单位二次电池单元或单位电池单元通常具有约2.5V至4.5V的工作电压。因此，在需要更高的输出电压的情况下，可以将多个电池单元以串联的方式连接来形成电池组。可以根据电池组所需的充电容量/放电容量通过将多个电池单元以并联的方式连接来形成电池组。因此，可以根据所需的输出电压或充电容量/放电容量以不同的方式来设定电池组内所包括的电池单元的数量。特别地，由于袋型电池单元具有容易堆叠和重量轻的优点，因此袋型电池单元常用于中型设备和大型设备的电池组中。

图1示出了常规的袋型电池单元。

图1中示出的电池单元10具有下述结构：在该结构中，电极组件14与电解质溶液一起被容纳在袋状壳体16中，电极引线12连接至电极组件14，并且袋状壳体16通过密封部分S被密封。电极引线12的一部分穿过袋状壳体16暴露，并且所暴露的电极引线12电连接至安装有电池单元10的设备，或者所暴露的电极引线12用于电连接各电池单元10。

为了通过以串联的/并联的方式连接电池单元10来形成电池组，通常，制造并使用包括至少一个电池单元10的电池单元组件来形成电池模块，然后，将其他部件添加到至少一个电池模块。在电池模块中，随着所需的电池容量的增加，用于对从电池单元10产生的热进行有效冷却的技术的重要性逐渐增加，并且倾向于优选使用安装在电池模块的模块壳体的底部上的散热器的边缘冷却方法。

边缘冷却型电池模块是通过将从电池单元产生的热传递至模块壳体的底部上的散热器来冷却的，但是边缘冷却型电池模块不具有到模块壳体的顶部的热传递路径。因此，传统的电池模块在电池单元组件的顶部与底部之间具有大的温度差。

特别地，近来，用于电动车辆的电池模块的发展趋势促使电池单元10的长度L增加。当只有电池单元10的下部部分LP通过边缘冷却方法被冷却时，由于电流集中在电极引线12的附近，因此长的电池单元10在电池单元10的左上端部/右上端部UP处温度升高，并且因此，在同一个电池单元10中的不同位置之间具有大的温度差。因此，包括该电池单元的电池模块有安全性问题和耐久性问题，并且需要这些问题的解决方案。

发明内容

技术问题

因此，本公开设计成解决上述问题，并且本公开涉及提供在电池单元组件的顶部与底部之间具有减小的温度差的电池模块、包括该电池模块的电池组和包括该电池组的车辆。

本公开的这些及其他目的和优点将通过以下描述来理解，并且将通过本公开的各实施方式变得明显。此外，将容易理解的是，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求及其组合中所阐述的手段来实现。

技术方案

为了实现上述目的，本公开提供了一种电池模块，包括：模块壳体；电池单元组件，该电池单元组件被接纳在模块壳体中，该电池单元组件包括电池单元，其中，电池单元中的每个电池单元具有朝向一侧或两侧引出的电极引线，电池单元沿着模块壳体的水平方向堆叠使得未引出电极引线的边缘被向下安置；散热器，该散热器安装在模块壳体下方且面向电池单元的边缘；以及热管道构件，该热管道构件安装在模块壳体的上侧的内部，其中，该热管道构件包括蒸发器和冷凝器，并且蒸发器形成在电池单元的电极引线的一侧，并且冷凝器与模块壳体的内表面接触。

电池模块还可以包括介于模块壳体的内部下表面与电池单元组件的下侧之间的导热粘合剂。

模块壳体还可以包括：遮盖电池单元组件的上侧的顶板、布置成与顶板相对且遮盖电池单元组件的下侧的底板、联接至顶板和底板且布置在电池单元组件的两侧的一对侧板、朝向电池单元的纵向方向的两侧开放的第一开口和第二开口、联接至模块壳体的第一开口且遮盖电池单元组件的前侧的前盖以及联接至模块壳体的第二开口且遮盖电池单元组件的后侧的后盖。

电池模块还可以包括位于模块壳体的上侧与电池单元组件之间的顶盖，其中，热管道构件安装在该顶盖中。

在这种情况下，热管道构件可以嵌入到顶盖中。热管道构件可以通过过盈配合结构被组装到顶盖中。

热管道构件可以包括多个带状形状的热管道。在热管道构件中，蒸发器可以呈多个带的形状，并且冷凝器可以使用一体的热管道模块。

本公开还提供了一种电池组，该电池组包括至少一个根据本公开的电池模块，以及封装所述至少一个电池模块的电池组壳体。

本公开还提供了一种包括至少一个根据本公开的电池组的车辆。

有益效果

根据本公开的一方面，可以将热从电池单元组件的上侧有效地传递至模块壳体。因此，通过导热粘合剂或散热器对电池单元组件的下侧进行冷却的结构还可以实现通过电池单元组件的上侧进行的冷却。根据本公开，由于可以通过电池单元组件的上侧进行冷却，因此可以减少电池单元的顶部与底部之间的温度差的出现。即使当通过电池单元组件的下侧的冷却性能不足时，也可以通过改善通过电池单元组件的上侧的冷却性能来防止电池模块中的热积聚。

根据本公开的另一方面，热管道构件安装在顶盖上，从而牢固地固定热管道构件，防止了由撞击所造成的向不正确位置的运动并且更牢固地保持电池模块。

根据本公开的又一方面，提供了使用管状矩形单框型模块壳体的电池模块而不是如传统地使用电池盒的电池模块。由于不使用电池盒，其中电池单元的边缘如常规地通过压配合而插入和固定至该电池盒，因此提高了整个电池模块的设计余量，并且可以解决当安装过程中将电池单元的边缘插入到电池盒中时可能发生的撞击或振动传递到电池单元的边缘的传统问题。电池模块和电池组能够很好地保护电池单元免受外部冲击，并且因此电池模块和电池组在频繁地暴露于外部振动的车辆的应用中是有利的。

根据本公开的再一方面，可以容易地执行电池模块的组装，从而产生了高的处理效率。另外，电池模块可以不包括密封部件比如O型环、冷却部件比如冷却翅片或者加强或固定部件比如盒，从而减少了电池模块的部件的数量。因此，根据本公开的该方面，可以减少生产成本和时间以及重量，从而提高电池模块的生产率。

如上所述，本公开可以提供简单且紧凑的电池模块，该电池模块的整体结构不复杂且不占据大的空间，并且降低了电池单元组件的顶部与底部之间的温度差。此外，本公开可以提供包括该电池模块的电池组以及包括该电池组的车辆。

特别地，根据本公开，配置成通过边缘冷却方法对电池单元的底部进行冷却的电池模块可以降低由电池模块中电池单元的长度的增加而造成的同一电池中不同位置之间的温度差。因此，可以改善电池模块、包括该电池模块的电池组以及车辆的安全性和耐久性。

附图说明

附图图示了本公开的优选实施方式，并且附图与本公开的下文所描述的详细描述一起用于提供对本公开的各技术方面的进一步理解，并且因此，本公开不应被解释为限于附图。

图1示出了常规的袋型电池单元。

图2是图示了根据本公开的实施方式的电池模块的局部切开立体图。

图3是图2的部分A的放大视图。

图4是图2中所示出的局部切开的电池模块的正视图。

图5示出了图2的电池单元和热管道构件。

图6是图2的热管道构件的放大的侧视图。

图7a示出了图2的顶盖部分。

图7b是组装到图7a的顶盖中的热管道构件的俯视图。

图8是图示了插入热管道构件的实施方式的立体图。

图9是图示了热管道构件形成为一个块状件的实施方式的立体图。

图10是应用图9的实施方式的电池模块的正视图。

图11是示出了包括图9的热管道构件的顶盖的立体图。

图12是示出了包括图9的热管道构件的顶盖的俯视图。

图13是图示了根据本公开的实施方式的电池组的示意图。

图14是图示了根据本公开的实施方式的车辆的示意图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图对本公开的各优选实施方式进行详细描述。在描述之前，应当理解的是，本说明书和所附权利要求书中所使用的术语或词语不应被解释为限于一般含义和词典含义，而是应当基于允许发明人为了最佳解释而适当地限定术语的原则根据与本公开的各技术方面相对应的含义和概念来理解。

因此，本文中所描述的各实施方式和附图中所示出的图示仅是本公开的最优选实施方式，而并非意在完全描述本公开的各技术方面，因此应当理解的是，在提交本申请时，可以对本公开做出其他等效方案和改型。

图2是图示了根据本公开的实施方式的电池模块的局部切开立体图。图3是图2的部分A的放大视图。图4是图2中所示出的局部切开的电池模块的正视图。

首先，参照图2，电池模块100包括模块壳体110、电池单元组件120、散热器130和热管道构件140。

模块壳体110形成电池模块100的外观，并且可以接纳电池单元组件120。为此，模块壳体110可以具有用于接纳电池单元组件120的空间。模块壳体110可以有多种类型和形状，并且在该实施方式中，模块壳体110可以包括顶板111、底板112和一对侧板113。该实施方式示出了顶板111、底板112和一对侧板113一体地形成，并且将该实施方式作为示例进行描述。

进一步参照图3，在该实施方式中，在电池单元组件120的侧部与模块壳体110的内部侧表面之间可以进一步设置有缓冲垫124，并且在电池单元组件120的上表面与模块壳体110的内部上表面之间可以进一步设置有顶盖125。在图2中，模块壳体110的一个前侧部被切除以更清晰地示出电池模块100内的电池单元组件120、缓冲垫124和顶盖125。

如图2和图3所示，电池单元组件120包括两个或更多个电池单元121。每个电池单元121可以是板形形状的二次电池。每个电池单元121可以具有被引出到一侧或两侧的电极引线122。虽然该实施方式采用具有被引出到两侧——即例如沿相反方向——的电极引线122的双向电池，但是电池单元可以是具有被引出到仅一侧的电极引线的单向电池。

电池单元121可以电连接至彼此并且在模块壳体110中堆叠。详细地，电池单元121中的每个电池单元可以沿模块壳体110的水平方向堆叠使得未引出电极引线122的边缘被向下安置。也就是说，电池单元121可以竖向地站立使得宽的表面不被安置在底部上并且并排堆叠以形成电池单元组件120。在这种情况下，电极引线122可以被安置在电池单元组件120的左侧和右侧。

如图3和图4所示，缓冲垫124可以将电池单元组件120更稳定地支承在模块壳体110内。可以设置有至少一对缓冲垫124。缓冲垫124可以由弹性材料、比如硅胶垫制成。一对缓冲垫124分别布置在模块壳体110的内壁的两侧，即侧板113的内侧，以支承电池单元组件120的两个最外侧。在每预定数量的电池单元121处可以进一步设置缓冲垫124。缓冲垫124的作用是对电池单元121的膨胀作出反应并且防止电池单元121受到外部冲击而损坏。

一起参照图2和图4，散热器130配置成对电池单元121进行冷却并且可以安装在模块壳体110的一侧。散热器130使用边缘冷却方法并且可以在模块壳体110下方被安装成面向电池单元121的边缘。散热器130可以具有蒸汽制冷剂或液体制冷剂能够在其中流动的空间，并且具有限定该空间的金属外壁。

散热器130配置成对每个电池单元121的未引出电极引线122的边缘进行冷却，在该实施方式中，对每个电池单元121的底部边缘进行冷却，并且散热器130对每个电池单元121的不是宽的表面的侧部进行冷却，并且因此，散热器130可以被称为侧部冷却型结构。散热器130安装在电池单元组件120的一个侧部上，在该实施方式中，散热器130安装至电池单元组件120的底部以对电池单元组件120的一个表面、即电池单元组件120的底部表面进行冷却。

如图4所示，在模块壳体110的内部下表面与电池单元组件120的下侧之间还可以包括导热粘合剂123。导热粘合剂123可以将电池单元121的边缘更稳定地固定至模块壳体110的内部下表面。

导热粘合剂123介于模块壳体110的内部下表面、即底板112的上表面与电池单元组件120的下侧之间。导热粘合剂123是能够导热的用于冷却的粘合剂，并且可以包括热树脂。对热树脂的类型没有限制，并且例如，热树脂可以是导热硅基黏合剂、导热丙烯酸黏合剂或导热聚氨酯黏合剂的一者。

导热粘合剂123可以施加到模块壳体110的内部下表面上以将电池单元组件120稳定地固定到模块壳体110的内部下表面上并且提高导热性。导热粘合剂123和散热器130形成了表面冷却结构，该表面冷却结构在导热粘合剂123和散热器130与电池单元组件120接触的表面上具有足够的接触区域。电池单元组件120的底部表面通过散热器130被较早地冷却。如上所述，电池模块100基本上具有位于电池模块100的下方的散热器130以对电池单元组件120的下部部分进行冷却。

如图1至图4所示，热管道构件140安装在模块壳体110的上侧的内部。也就是说，热管道构件140安装在电池单元组件120的上方，在该实施方式中，热管道构件140安装在电池单元组件120的顶部上，与安装在模块壳体110的下方的散热器130相对。优选地，热管道构件140与模块壳体110的内部上侧(即顶板111)热接触。

图5示出了图2的电池单元和热管道构件。图6是图2的热管道构件的放大的侧视图。

在图1至图6中，热管道构件140使用“填充稀薄流体的热管道回路”，并且具有引起制冷剂相变和制冷剂自发循环的结构。热管道构件140可以包括多个带状形状的热管道141。

热管道141在密封结构的情况下包括制冷剂。未借助于泵强制地使制冷剂循环，而是通过从电池单元121产生的热而自发地蒸发制冷剂，并且制冷剂在电池单元处冷凝和循环。制冷剂包括在冷却器中使用的任何类型的制冷剂而没有限制。制冷剂可以包括例如氨、丙酮、甲醇和乙醇，并且可以使用水。另外，热管道141中还可以包括比如芯的结构，以提供制冷剂的运动路径。

如图5清楚所示，在每个热管道141中，热管道141的一个侧部(优选为蒸发器141a)形成在电池单元121的电极引线122的一侧，并且热管道141的另一侧部(优选为冷凝器141b)应用至电池单元121顶部的一侧。特别地，热管道141可以与电池模块100的上侧的模块壳体110(即顶板111)的内表面接触，以形成至模块壳体110的顶部的热传递路径。对于该构型而言，每个热管道141可以是弯曲的，例如，呈“┐”形状。

在该实施方式中，热管道141使用具有封闭结构的“液体冷却系统”，从而消除了向电池模块100添加单独的制冷剂泵的需要。因此，与强制循环方法相反，该冷却方法不需要机械操作。当制冷剂在蒸发器141a与冷凝器141b之间循环时，通过毛细力将制冷剂从冷凝器141b连续地提供给蒸发器141a，并且通过蒸发器141a(电池单元121的电极引线122)的热源产生的蒸汽移向冷凝器141b并恢复成液体。

热管道141可以被制造成具有非常小的厚度，其结构可以设计成适合于目标应用，并且因此热管道141易于被安装在电池模块100中。在图6中，可以形成薄的结构，例如，热管道141在蒸发器141a处可以具有最小为0.6mm的厚度d1且在冷凝器141b处可以具有最小为1.0mm的厚度d2，并且热管道141可以形成有如下结构：轻量型的且具有高的设计自由度。热管道141在蒸发器141a处的长度l1可以为例如30mm，并且热管道141在冷凝器141b处的长度l2可以为例如30mm。热管道141是小的并且具有良好的冷却效果。当制冷剂在热管道141内的封闭回路中移动的同时经历蒸发和冷凝时，热管道141通过模块壳体110有效地消散集中在电池单元121的左上端部和右上端部的热。如图4所示，形成了路径(桥)、即附加的热传递路径SF，热通过该路径从电池单元121的左上端部/右上端部通过模块壳体110的上侧而消散，从而降低了由于电池单元121中的温度差增加而造成的安全性风险和耐久性风险。

各种实施方式都可能有助于将热管道构件140应用于电池模块100。特别地，在该实施方式中，热管道构件140被组装到顶盖125中并且安装在电池模块100中，从而形成从热管道构件140至模块壳体110的热传递路径。图7a示出了图2的顶盖。

如图7a所示，顶盖125具有插入孔126，该插入孔126用于插入热管道141和容纳热管道141的冷凝器141b的容纳凹槽127。在组装时，当热管道141沿箭头的方向插入到插入孔126中并且冷凝器141b定位在容纳凹槽127中时，热管道141组装到顶盖125中。图7b是组装到图7a的顶盖中的热管道构件140的热管道141、特别是冷凝器141b的俯视图。

在这种情况下，可以使用过盈配合结构。另外，在插入孔126的两个侧部上、在热管道141弯曲成“┐”形状处形成有突出部128，以形成牢固地固定热管道141的结构。如在图7a中可以看到的，突出部128和容纳凹槽127可以彼此间隔开以形成用于组装热管道构件140的空间。当热管道构件140组装在突出部128和容纳凹槽127上时，如图7b所示，热管道构件140的热管道141、特别是冷凝器141b可以与突出部128接触，而蒸发器141a可以形成在电池单元121的电极引线122的侧部上。

如上所述，当包括热管道141的热管道构件140被组装并且安装在顶盖125中时，可以牢固地固定热管道构件140，防止由于撞击而造成的向不正确的位置的移动，并且更牢固地保持电池模块100。

如上所述，在该实施方式中，热管道构件140组装在顶盖125的一侧，并且在这种情况下，冷凝器141b容纳在顶盖125与模块壳体110之间以形成至顶部的热传递路径。

顶盖125可以是普通的塑料材料或者具有比普通的塑料材料更高导热性的工程塑料材料，并且导热性可以低于金属材料的模块壳体110。如图4和图6清楚所示，在电池单元组件120的上表面与顶盖125之间可以形成有间隙G。由于在电池单元组件120上方布置有单独部件(未示出)、比如电压感测线，因此需要为该部件留出空间，并且期望形成间隙G以便应对在使用电池模块100时电池单元121的膨胀。然而，间隙G中存在的气隙可以提供隔热效果。

由于电流集中在电极引线122附近，因此从电池单元121产生了大量的热。从电池单元121中产生的热倾向于沿所有方向消散，但是间隙G中存在的气隙和顶盖125阻挡了热，并且因此，热可能难以消散至电池单元组件120的顶部。因此，如图4中箭头所表示的，形成了通过散热器130朝向电池单元组件120的底部的热传递路径MF，并且占主导趋势的是经由导热粘合剂123通过模块壳体110的底部进行的消散。本公开还包括热管道构件140。当没有热管道构件140时，只朝向电池模块100的底部形成电池单元组件120的热传递路径MF，但是本公开包括位于电池单元组件120的顶部上的热管道构件140，并且如图4所示，还朝向电池模块100的顶部形成电池单元组件120的热传递路径SF。本公开在电池单元组件120的顶部上引入热管道构件140并且将热管道构件140连接至模块壳体110，并且因此具有将热从电池单元组件120横过具有隔热效果的气隙而传递至模块壳体110的良好效果。在本公开的电池模块100中，连接至模块壳体的热管道构件140用作热传递桥。

如果没有热管道构件140，仅电池单元组件120的下部部分通过散热器130冷却，并且因此电池单元组件120的顶部与底部之间的温度差将增加。本公开还包括用以降低电池单元组件120的一个表面与另一表面之间的温度差、即电池单元组件120的顶部与底部之间的温度差或者电池单元组件120的下表面与上表面之间的温度差的热管道构件140。

热管道构件140可以应用于难以被散热器130冷却的区域，即，电池单元组件120的上表面，特别是剧烈产生热的中央部分C。热管道构件140可以是不包括如所示出的多个条状形状的热管道141的单个集成的平面型热管道。将在下文对热管道构件140的多种实施方式进行描述。除了在该实施方式中所使用的组件之外，各种实施方式可以有助于将热管道构件140应用于电池模块100，并且将在下文中提供其描述。

除了电池单元121可以特别地为如图1中所示出的袋型电池单元并且模块壳体110可以包括管状矩形单框之外，本公开不限于电池单元组件120中所包括的电池单元的类型、电池单元121的数量和连接方法、模块壳体110的类型以及模块壳体110的组装方法。在下文中，将通过对模块壳体110和电池模块100的组装方法进行描述来更详细地描述本公开。

返回参照图2，模块壳体110具有插入电池单元组件120的至少一个敞开表面。模块壳体110可以作为整体设置成矩形平行六面体形状。例如，模块壳体110可以设置成具有两个相对的敞开侧的管状矩形形状。模块壳体110由导热材料制成以吸收电池单元组件120的热并且消散热。模块壳体110可以由金属材料制成。因为金属材料具有良好的导热性，所以可以整体执行热消散功能。对于模块壳体110的材料而言，可以使用所有的金属材料，并且在考虑导热性、工艺以及成本时，期望的是使用不锈钢(SUS)或铝基材料。铝基材料的使用更有利于轻量化。

模块壳体110可以包括顶板111以遮盖电池单元组件120的顶部。为此，顶板111可以具有相对于电池单元组件120的顶部而言足够的尺寸和形状。模块壳体110可以包括与顶板111相对的底板112以遮盖电池单元组件120的底部。底板112设置有与顶板111大致相同的形状，并且可以稳定地支承电池单元组件120。模块壳体110可以包括所述一对侧板113，所述一对侧板113与顶板111和底板112联接且布置在电池单元组件120的两侧。所述一对侧板113可以具有相同的形状和尺寸且面向彼此。

如上所述，模块壳体110包括顶板111、底板112和侧板113，并且具有位于电池单元121的纵向(图1中的L)方向的两侧的第一开口OA和第二开口OB。顶板111、底板112和侧板113可以通过焊接连接至彼此。在示例中，顶板111、底板112和侧板113可在各侧部通过搅拌摩擦焊而焊接使得顶板111、底板112和侧板113的端部不重叠并且顶板111、底板112和侧板113的边缘彼此接触。在另一示例中，顶板111、底板112和侧板113可以彼此结合，可以一体地形成，或者可以通过铰链结构联接在一起。如上所述，模块壳体110可以是单框。

在底板112的上表面上还可以形成有导引结构以插入并固定电池单元组件120。导引结构与电池单元组件120可以借助于滑动方法进行联接。也就是说，电池单元组件120的一部分可以插入并且联接至导引结构。例如，电池单元121的边缘可以插入到导引结构中。导引结构可以设置成凹槽的形状、多个数量。导引结构可以设置为其数量与电池单元121的数量对应。当电池单元121插入到导引结构中时，可以更稳定地支承电池单元121。

在组装过程中，电池单元组件120通过模块壳体110的第一开口OA被接纳在模块壳体110中。在这种情况下，电池单元组件120可以通过在电池单元组件120下方施加参照图4所描述的导热粘合剂123而被接纳在模块壳体110中，并且在组装过程完成之后，可以将导热粘合剂123注入到模块壳体110中。

电池模块100还可以包括电池模块的其他附加部件，例如，感测组件。电池单元121的电极引线122可以电连接至感测组件。感测组件可以遮盖电池单元组件120的前侧和后侧。感测组件可以电连接至电池单元组件120以感测电池单元组件120的电压或温度。另外，感测组件可以连接至外部电源。感测组件的作用是将与电池单元组件120的电学性质、比如电压有关的感测信息传送至电池模块100的外部的其他设备(未示出)。例如，电池模块100可以连接至电池管理系统(BMS)以对电池模块100的操作、比如充电或放电进行控制。在这种情况下，感测组件可以连接至BMS以将电池单元组件120的所感测的电压信息提供给BMS，并且BMS可以根据所述信息来对电池模块100进行控制。

在电池单元组件120被接纳在模块壳体110中之后，前盖(未示出)被联接至模块壳体110的第一开口OA并且遮盖电池单元组件120的前侧。前盖可以形成电池模块100的前侧。在电池单元组件120被接纳在模块壳体110中之后，后盖(未示出)被联接至模块壳体110的第二开口OB并且遮盖电池单元组件120的后侧。后盖可以形成电池模块100的后侧。

如上所述，前盖安置在顶板111和底板112的前侧以遮盖电池单元组件120的前侧，并且后盖安置在顶板111和底板112的后侧以遮盖电池单元组件120的后侧。前盖和后盖可以焊接或结合至模块壳体110。替代性地，前盖和后盖可以以可拆卸的方式联接至模块壳体110。

如上所述，电池模块100可以使用管状矩形单框型模块壳体110，而不是传统的电池盒。由于不使用电池盒，其中电池单元的边缘如常规地通过压配合而插入和固定至该电池盒，因此提高了整个电池模块100的设计余量，并且可以解决当安装过程中将电池单元的边缘插入到电池盒中时可能发生的撞击或振动传递到电池单元的边缘的传统问题。电池模块100和包括电池模块100的电池组能够很好地保护电池单元免受外部振动，并且因此电池模块100和包括电池模块100的电池组在频繁地暴露于外部震动的车辆的应用中是有利的。

另外，通过借助于模块壳体110的开口来接纳电池单元组件120、接着通过封闭两侧的开口的简便操作而完成了电池模块100。如上所述，可以容易地执行电池模块100的组装，从而产生了高的处理效率。另外，电池模块100可以不包括密封部件比如O型环、冷却部件比如冷却翅片或者加强或固定部件比如电池盒，从而减少了电池模块100的部件的数量。因此，可以减少生产成本和时间以及重量，从而提高电池模块100的生产率。

将热管道141引入到电池模块100中的方法的第二实施方式提出了一种结构，在该结构中多个热管道141被插入到顶盖125中。图8是图示了插入热管道构件的实施方式的立体图。当制造顶盖125时，可以通过比如嵌件成型之类的方法将热管道141插入到顶盖125中以制造一体的结构，并且这可以在组装电池模块100时使用。同样在该实施方式中，热管道141弯曲成“┐”形状，并且弯曲部分的一部分被安置在顶盖125上并与模块壳体110接触，并且其他部分被安置在电池单元组件120内的电池单元的电极引线的一侧。

第三实施方式提出了一种结构，在该结构中热管道是模块化的(作为块状件)并且被组装到顶盖125中。图9是图示了热管道构件形成为一个块状件的实施方式的立体图。图10是应用图9的实施方式的电池模块的正视图。图11是示出了包括图9的热管道构件的顶盖的立体图。图12是示出了包括图9的热管道构件的顶盖的俯视图。

参照图9至图12，热管道构件140包括呈带的形状的蒸发器141a和为一体的热管道模块的冷凝器141b’。热管道构件140在蒸发器141a处的宽度w可以为例如4mm。蒸发器141a之间的距离p可以为例如1.5mm。热管道构件140在冷凝器141b’处的厚度d2最小可以为1.0mm。

如图12所示，顶盖125具有用于插入热管道冷凝器141b’的插入孔126和用于容纳热管道冷凝器141b’的容纳凹槽(与图7a中的127方式相同)。在组装时，当热管道冷凝器141b’沿箭头方向被插入到插入孔126中并且冷凝器141b’定位在容纳凹槽中时，热管道构件140被组装到顶盖125中。在这种情况下，可以使用过盈配合结构。另外，突出部128在插入孔126的两个侧部上形成在热管道构件140弯曲成“┐”形状的位置处，以形成牢固地固定热管道构件140的结构。

如在参照图2至图7a和图7b所描述的实施方式中一样，示出了热管道构件140被组装到顶盖125中的示例，但是也如在参照图8所描述的实施方式中一样，热管道构件140可以插入到顶盖125中。

在上文所描述的实施方式中，通过导热粘合剂123或散热器130来冷却电池单元组件120的下侧的基本结构也可以实现通过热管道构件140来冷却上侧。根据本公开，可以通过电池单元组件120的上侧进行冷却，并且因此易于设计使用电池模块100的设备或者响应设计改变，并且当通过电池单元组件120的下侧的冷却性能不足时，可以改善冷却性能。

特别地，如图1中所提到的，本公开可以解决下述问题：随着电池单元的长度的增加而在电池单元的左上端部处/右上端部处的温度增加以及随之发生的电池单元中的不同位置之间的大的温度差。由于防止了温度差增加问题，所以可以改善包括电池单元的电池模块100的安全性和耐久性。

如上所述，本公开提供了具有简单且紧凑的设计的电池模块100，该电池模块100的整体结构不复杂且不占据大的空间，并且防止了在电池单元组件120的顶部与底部之间出现温度差。本公开还提供了包括电池模块100的电池组和包括电池组的车辆。

图13是图示了根据本公开的实施方式的电池组的示意图。图14是图示了根据本公开的实施方式的车辆的示意图。

参照图13和图14，电池组200可以包括至少一个根据前述实施方式的电池模块100以及用以封装所述至少一个电池模块100的电池组壳体210。另外，除了电池模块100和电池组壳体210之外，根据本公开的电池组200还可以包括用于控制电池模块100充电/放电的各种类型的设备，例如BMS、电流传感器和保险丝。

可以在车辆300中设置电池组200以作为车辆300的燃料源。例如，电池组200可以设置在车辆300、比如电动车辆、混合动力车辆和将电池组200用作燃料源的其他应用中。

优选地，车辆300可以是电动车辆。电池组200可以用作电能源以向电动车辆300的马达供电从而驱动车辆。在这种情况下，电池组200具有100V或者更高的高标称电压。

电池组200可以通过马达和/或内燃发动机的操作借助于逆变器来充电或放电。电池组200可以通过联接至制动器的再生充电器充电。电池组200可以通过逆变器电连接至车辆300的马达。

如上所述，电池组200包括BMS。BMS预测电池组200中电池单元的状态，并且使用所预测的状态信息来管理电池组200。例如，BMS预测并管理电池组200的状态信息，比如充电状态(SOC)、健康状态(SOH)、电池组200的最大允许输入/输出功率和输出电压。另外，BMS使用状态信息来控制电池组200的充电或放电，并且此外，BMS可以估计何时更换电池组200。

ECU是对车辆300的状态进行控制的电子控制设备。例如，ECU根据加速器、制动器和速度的信息来确定扭矩信息，并且根据扭矩信息来控制马达的输出。另外，ECU将控制信号传递至逆变器以根据电池组200的包括由BMS所接收的SOC和SOH的状态信息来允许电池组200充电或放电。逆变器根据ECU的控制信号来允许电池组200充电或放电。马达根据使用电池组200的电能从ECU接收到的控制信息(例如，扭矩信息)来驱动车辆300。

车辆300包括根据本公开的电池组200，并且如上所述，电池组200能够防止下述问题：随着电池单元的长度的增加而在电池单元的左上端部处/右上端部处的温度增加以及随之发生的电池单元中的不同位置之间的温度差。因此，电池组200和包括电池组200的车辆300具有改善的安全性和耐久性。另外，由于顶盖被用于固定热管道构件，因此固定位置不会因外部撞击而移动。因此，电池组200的结构稳定性得到保持，以抵抗在车辆300的驾驶期间施加至电池组200的振动、或者在车辆300的碰撞情况下施加至电池组200的撞击、以及在使用包括电池组200的车辆300期间的外力。另外，电池组200具有良好的安全性和长期使用性，并且因此包括电池组200的车辆300是安全的且易于操作的。

另外，显而易见的是，电池组200可以设置在除了车辆300之外的使用二次电池的任何其他设备、装置和装备中，比如能量存储系统。

根据该实施方式的电池组200以及包括该电池组200的设备、装置和装备——比如车辆300——包括上述电池模块100，并且因此可以实现具有电池模块100的所有上述优点的电池组200以及包括电池组200的设备、装置和装备，比如车辆300。

根据上述各种实施方式，可以提供具有更大的电池单元体积和更紧凑的尺寸并且降低了电池单元组件的顶部与底部之间温度差的电池模块100、以及包括该电池模块100的电池组200和包括该电池组200的车辆300。

同时，本文中所使用的表示方向的术语、比如上、下、前和后是出于描述方便的目的而使用的，并且对于本领域技术人员而言显而易见的是，术语可以根据所陈述的元件或观察者的位置而改变。

尽管在上文中已经针对有限数目的实施方式和附图对本公开进行了描述，但是本公开不限于此，并且对本领域技术人员而言显而易见的是，可以在本公开的各技术方面和所附权利要求的等同范围内对本公开做出各种改型和变型。

Claims (10)

1.一种电池模块，包括：

模块壳体；

电池单元组件，所述电池单元组件被接纳在所述模块壳体中，所述电池单元组件包括电池单元，其中，所述电池单元中的每个电池单元具有朝向一侧或两侧引出的电极引线，所述电池单元沿着所述模块壳体的水平方向堆叠使得未引出所述电极引线的边缘被向下安置；

散热器，所述散热器安装在所述模块壳体的下方且面向所述电池单元的边缘；以及

热管道构件，所述热管道构件安装在所述模块壳体的上侧的内部，

其中，所述热管道构件包括蒸发器和冷凝器，并且

所述蒸发器形成在所述电池单元的引出所述电极引线的所述侧上，且所述冷凝器与所述模块壳体的内表面接触。

2.根据权利要求1所述的电池模块，还包括：

导热粘合剂，所述导热粘合剂介于所述模块壳体的内部下表面与所述电池单元组件的下侧之间。

3.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述模块壳体还包括：

顶板，所述顶板遮盖所述电池单元组件的上侧；

底板，所述底板布置成与所述顶板相对且遮盖所述电池单元组件的下侧；

一对侧板，所述一对侧板联接至所述顶板和所述底板且布置在所述电池单元组件的两侧；

第一开口和第二开口，所述第一开口和所述第二开口朝向所述电池单元的纵向方向的两侧开放；以及

前盖和后盖，所述前盖联接至所述模块壳体的所述第一开口且遮盖所述电池单元组件的前侧，所述后盖联接至所述模块壳体的所述第二开口且遮盖所述电池单元组件的后侧。

4.根据权利要求1所述的电池模块，还包括：

顶盖，所述顶盖位于所述模块壳体的所述上侧与所述电池单元组件之间，

其中，所述热管道构件安装在所述顶盖中。

5.根据权利要求4所述的电池模块，其中，所述热管道构件嵌入到所述顶盖中。

6.根据权利要求4所述的电池模块，其中，所述热管道构件通过过盈配合结构被组装到所述顶盖中。

7.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述热管道构件包括多个带状形状的热管道。

8.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述热管道构件包括呈多个带的形状的所述蒸发器和作为一体的热管道模块的所述冷凝器。

9.一种电池组，包括：

至少一个根据权利要求1所述的电池模块；以及

封装所述至少一个电池模块的电池组壳体。

10.一种包括至少一个根据权利要求9所述的电池组的车辆。