CN112840500A - 电池模块、用于制备该电池模块的方法和包括该电池模块的电池组 - Google Patents

电池模块、用于制备该电池模块的方法和包括该电池模块的电池组 Download PDF

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Abstract

根据本公开的一个实施例的一种电池模块包括：单体堆，该单体堆包括一个或多个电池单体；单框架，该单框架用于容纳单体堆；和导热性树脂层，该导热性树脂层位于单体堆的下部和单框架之间，其中，该电池模块进一步包括弹簧，该弹簧位于所述单体堆的上部和单框架之间。

Description

电池模块、用于制备该电池模块的方法和包括该电池模块的 电池组
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年6月12日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2019-0069463号的权益，其公开内容通过引用被整体并入本文。
本公开涉及一种电池模块、一种制备该电池模块的方法和一种包括该电池模块的电池组，并且更特别地，本公开涉及一种能够调节导热性树脂的注入量的电池模块、一种用于制备该电池模块的方法和一种包括该电池模块的电池组。
背景技术
在现代社会中，随着诸如移动电话、笔记本计算机、便携式摄像机和数码相机此类便携式设备的日常使用，从而激活了与上述移动设备有关领域中的技术开发。另外，为了试图解决由使用化石燃料的现有汽油车辆所引起的空气污染等问题，可再充电的二次电池被用作电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)、插电式混合动力电动车辆(P-HEV)等的电源，因此，对二次电池的开发的需求正在增加。
当前商业化的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池和锂二次电池。在这些电池之中，由于锂二次电池具有如下优点，例如，与镍基二次电池相比几乎不表现出记忆效应，因此自由地充电和放电，并且具有非常低的自放电率和高的能量密度，从而锂二次电池已备受关注。
这种锂二次电池主要使用锂基氧化物和碳质材料分别作为正电极活性材料和负电极活性材料。锂二次电池包括电极组件以及将电极组件与电解质一起密封并容纳的外部材料(即，电池壳体)，在所述电极组件中，分别涂覆有正电极活性材料和负电极活性材料的正电极板和负电极板被设置为使得分隔件被置于正电极板和负电极板之间。
通常，根据外部材料的形状，锂二次电池可以被分类成电极组件被嵌入金属罐中的罐型二次电池以及电极组件被嵌入铝层压板的袋中的袋型二次电池。
在用于小型设备的二次电池的情况下，布置有两个到三个电池单体，但是在用于诸如汽车这样的中型到大型设备的二次电池的情况下，使用其中电连接有大量电池单体的电池组。该电池组通常包括多个二次电池，并且所述多个二次电池彼此串联和并联连接，以增强容量和输出。此外，一个或多个电池模块可以与诸如电池管理系统(BMS)、冷却系统等各种控制和保护系统一起安装，以形成电池组。
另一方面，为了保护单体堆免于外部冲击、热或振动，电池模块可以包括：单框架，该单框架具有开放的前表面和后表面，以将单体堆容纳在内部空间中；和端板，该端板覆盖单框架的前表面和后表面。
在这种情况下，导热性树脂可以被注入单体堆和单框架之间，以形成导热性树脂层，该导热性树脂层可以用于将从单体堆产生的热量传递到电池模块的底部。
然而，在注入导热性树脂的过程中，由于电池模块中的零部件的公差等，可能注入多于预定量的过多树脂，这导致电池模块的制备成本增加的问题，从而对盈利能力有不利影响。
发明内容
技术问题
已经提出了本公开的实施例以解决以上问题，并且其目的是提供一种能够注入预定量的导热性树脂的电池模块和一种用于制备该电池模块的方法。
然而，本公开的实施例所要解决的问题不限于上述问题，并且能够在本公开中所包括的技术思想的范围内进行各种扩展。
技术解决方案
根据本公开的一个实施例的一种电池模块包括：单体堆，该单体堆包括一个或多个电池单体；单框架，该单框架容纳单体堆；和导热性树脂层，该导热性树脂层位于单体堆的下部和单框架之间，其中，该电池模块进一步包括弹簧，该弹簧位于单体堆的上部和单框架之间。
弹簧可以向下推动单体堆。
该电池模块可以进一步包括汇流条框架，该汇流条框架与单体堆一起被容纳在单框架中，其中，汇流条框架可以包括上框架，该上框架位于单体堆的上部处，并且弹簧可以位于上框架和单框架之间。
弹簧可以包括板簧和柱形弹簧中的至少一个。
弹簧可以是两个或更多个。
导热性树脂层可以包括导热性粘结材料。
单框架可以具有前表面和后表面开放的形状。
根据本公开的一个实施例的一种制备电池模块的方法包括：容纳步骤：将包括一个或多个电池单体的单体堆容纳在单框架中；和注入步骤：通过形成在单框架的下部处的注入孔注入导热性树脂，其中，注入步骤包括如下步骤：使得位于单体堆的上部和单框架之间的弹簧在与导热性树脂的注入方向相反的方向上推动单体堆。
注入步骤可以包括如下步骤：倒置单框架，使得注入孔面向上，并注入导热性树脂。
弹簧可以包括板簧和柱形弹簧中的至少一个。
有利效果
根据本公开的实施例，由于能够通过被设置在单框架内侧的弹簧来减小电池模块的内部空间，从而以注入预定量的导热性树脂，因此降低了电池模块的制备成本。
附图说明
图1是根据本公开一个实施例的电池模块的立体图；
图2是图1的电池模块的分解立体图；
图3是沿着切割线A-A’截取的图1的电池模块的截面视图；
图4是图3的部分“B”的放大视图；
图5是示出根据本公开一个实施例的制备电池模块的方法的截面视图；并且
图6是图5的部分“C”的放大视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的各种实施例，使得本领域技术人员能够容易地实现这些实施例。本公开可以以各种不同的方式修改，并且不限于本文中所阐述的实施例。
与描述无关的部分将被省略，以清楚地描述本公开，并且在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。
此外，在附图中，为了便于描述而任意地示出每个元件的尺寸和厚度，并且本公开不一定必需限于附图中所示。在附图中，为了清楚起见，夸大了层、区域等的厚度。在附图中，为了便于描述，夸大了一些层和区域的厚度。
另外，将理解的是，当一个元件(诸如层、膜、区域或板)被称为位于另一个元件“上”或“上方”时，它能够直接位于该另一个元件上，或者也可以存在居间元件。相反，当一个元件被称为“直接地”位于另一个元件“上”时，这意味着不存在其它居间元件。此外，词语“上”或“上方”意味着被设置在参考部分之上或之下，而不一定必需意味着被设置在参考部分的朝向重力的相反方向的上端上。
此外，在整个说明书中，当零部件被称为“包括”某个部件时，除非另有陈述，否则这意味着它可以进一步包括其它部件，而不是排除其它部件。
图1是根据本公开的一个实施例的电池模块100的示意性立体图，并且图2是图1的电池模块100的分解立体图。
参考图1和图2，根据本公开一个实施例的电池模块100包括：单体堆400，该单体堆400包括一个或多个电池单体；单框架200，该单框架200容纳单体堆400；和导热性树脂层700，该导热性树脂层700位于单体堆400的下部和单框架200之间。
单框架200具有前表面和后表面开放的形状，并且可以具有覆盖前表面和后表面的端板300。
此外，可以设置汇流条框架500，该汇流条框架500与单体堆400一起被容纳在单框架200中。汇流条框架500可以包括位于单体堆400的上部处的上框架510、位于单体堆400的前表面处的前框架520以及位于单体堆的后表面处的后框架530，其中，连接到构成单体堆400的电池单体的电极引线的汇流条540可以被安装在前框架520和后框架530上。
导热性树脂层700通过注入导热性树脂而形成，并且可以包括导热性粘结材料。具体地，注入具有流动性的导热性树脂，然后导热性树脂能够在与单体堆400相接触的同时被固化并形成。即，导热性树脂能够起到将从单体堆400产生的热量传递到电池模块100的底部的作用以及将单体堆400固定在电池模块100中的作用。
同时，可以在单体堆400的侧表面上设置散热器800，并且该散热器800被一起地容纳在单框架200中。
图3是沿着切割线A-A’截取的图1的电池模块的截面视图，并且图4是图3的部分“B”的放大视图。
参考图3和图4，本实施例的电池模块进一步包括弹簧600，该弹簧600位于单体堆400的上部和单框架200之间。更特别地，弹簧600可以位于被定位在单体堆400的上部处的汇流条框架的上框架510和单框架200之间。
弹簧600可以在位于上框架510和单框架200之间的同时向下推动上框架510和单体堆400。结果，减小了单体堆400的下部和单框架200之间的空间，并且能够防止被注入以形成导热性树脂层700的导热性树脂以多于必要的过多量注入。最后，由于能够注入预定量的导热性树脂，因此有效地降低了制备成本。将参考图5和图6再次对此进行详细描述。
另外，为了使得施加到单体堆400的弹簧600的弹力不集中在任何一个部分中而是均匀地作用，弹簧600优选为两个或更多个。更优选地，两个或更多个弹簧600被均匀地分布在上框架510的上表面的所有区域上。
如果在注入导热性树脂的同时，如上所述地将两个或更多个弹簧600均匀地分布在上框架510的上表面的所有区域上，则弹簧600的弹力可以均匀地作用而不会偏压于单体堆400的任何一个部分。利用均匀作用于单体堆400的弹力与导热性树脂的注入压力之间的平衡，从而导热性树脂能够被均匀地施加在单体堆400的整个下部上，并且导热性树脂层700能够以恒定的厚度形成。因此，由于从构成单体堆400的电池单体产生的热量能够在整个区域上恒定地传递，所以除了散热效果之外，它还表现出减小在构成单体堆400的电池单体之间的温度偏差的效果。
同时，如果弹簧600能够向下推动单体堆400，则其形状不受限制。因此，弹簧600可以是如图4中所示的板簧，或者柱形弹簧(未示出)，或者板簧和柱形弹簧的组合。然而，由于弹簧在电池模块中占据多于必要的空间是不优选的，因此板簧是优选的。
图5是示出根据本公开一个实施例的制备电池模块100的方法的截面视图，图6是图5的部分“C”的放大视图。
在下文中，将描述根据本公开的一个实施例的制备电池模块100的方法。然而，将省略对与上述内容重叠的部分的描述。
参考图5和图6，根据本实施例的制备电池模块100的方法包括：容纳步骤：将包括一个或多个电池单体的单体堆400容纳在单框架200中；和注入步骤：通过形成在单框架200的下部处的注入孔210注入导热性树脂，以形成导热性树脂层700。
首先，单框架200可以具有前表面和后表面开放的形状，并且容纳步骤可以包括将单体堆400插入开放的单框架200的前表面或后表面中的步骤。
接下来，在注入步骤中，单框架200可以被倒置，使得注入孔210面向上，并且可以通过注入孔210注入导热性树脂。在这种情况下，位于单体堆400的上部(基于单框架被倒置之前)和单框架200之间的弹簧600能够在与导热性树脂的注入方向相反的方向(方向D)上推动单体堆。
当倒置单框架200、从而使得注入孔210面向上的同时注入导热性树脂时，由于单体堆400的重量，所以单体堆400与底部(基于单框架被倒置之后)形成紧密接触，并且增加了将注入导热性树脂的空间，这可能造成导热性树脂以多于必要的过多量注入的问题。
当通过注入孔210注入导热性树脂时，本实施例的弹簧600能够通过其弹力而在与导热性树脂的注入方向相反的方向(方向D)上推动单体堆400。因此，能够解决导热性树脂以过多量注入的问题。
弹簧600能够包括板簧或柱形弹簧中的至少一个的内容以及能够包括两个或更多个弹簧600的内容将被省略，因为这与上述内容重复。
根据上述实施例的一个或多个电池模块可以与诸如电池管理系统(BMS)和冷却系统这样的各种控制和保护系统一起安装，以形成电池组。
电池模块或电池组可以被应用于各种设备。详细地，电池模块或电池组可以被应用于诸如电动自行车、电动车辆和混合动力电动车辆的运输工具，并且可以被应用于使用二次电池的各种设备，但不限于此。
尽管上文已经详细描述了本公开的优选实施例，但是本公开的范围不限于此，并且本领域技术人员使用在所附权利要求书中限定的本公开的基本概念做出的各种修改和改进也属于权利范围。
附图标记的描述
100：电池模块
200：单框架
210：注入孔
300：端板
400：单体堆
500：汇流条框架
600：弹簧
700：导热性树脂层

Claims (11)

1.一种电池模块，包括：
单体堆，所述单体堆包括一个或多个电池单体；
单框架，所述单框架容纳所述单体堆；和
导热性树脂层，所述导热性树脂层位于所述单体堆的下部和所述单框架之间，
其中，所述电池模块进一步包括弹簧，所述弹簧位于所述单体堆的上部和所述单框架之间。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述弹簧向下推动所述单体堆。
3.根据权利要求1所述的电池模块，进一步包括：
汇流条框架，所述汇流条框架与所述单体堆一起被容纳在所述单框架中，
所述汇流条框架包括上框架，所述上框架位于所述单体堆的所述上部处，并且
所述弹簧位于所述上框架和所述单框架之间。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述弹簧包括板簧和柱形弹簧中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述弹簧是两个或更多个。
6.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述导热性树脂层包括导热性粘结材料。
7.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述单框架具有前表面和后表面开放的形状。
8.一种电池组，所述电池组包括至少一个根据权利要求1所述的电池模块。
9.一种制备电池模块的方法，包括：
容纳步骤：将包括一个或多个电池单体的单体堆容纳在单框架中；和
注入步骤：通过形成在所述单框架的下部处的注入孔注入导热性树脂，
其中，所述注入步骤包括如下步骤：使得位于所述单体堆的上部和所述单框架之间的弹簧在与所述导热性树脂的注入方向相反的方向上推动所述单体堆。
10.根据权利要求9所述的制备电池模块的方法，其中，所述注入步骤包括如下步骤：倒置所述单框架，使得所述注入孔面向上，并将所述导热性树脂注入其中。
11.根据权利要求9所述的制备电池模块的方法，其中，所述弹簧包括板簧和柱形弹簧中的至少一个。
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