CN112909399B - 电池模块 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的一个实施例的电池模块可以包括：电池单元支撑单元，容纳有至少一个二次电池单元；主体框架部件，安装有多个所述电池单元支撑单元；以及盖部件，设置在彼此相邻的所述电池单元支撑单元之间，其中所述盖部件包括：固定板部，固定在彼此相邻的所述电池单元支撑单元之间；以及翻转部，连接到所述固定板部，并且设置在彼此相邻的所述二次电池单元的电极接头之间，以将所述电极接头之间的空间与外部隔离，并且被所述二次电池单元破裂而释放的所述二次电池单元的内部气体或火焰推动，从而移动位置以使所述电极接头之间的空间与外部连通。

Description

电池模块
技术领域
本发明涉及一种电池模块。
背景技术
随着对移动设备、电动汽车、储能系统(Energy Storage System,ESS)等的技术开发和需求的增加，对作为能量源的二次电池单元的需求也在迅速增加。由于二次电池中化学能和电能之间的相互转换是可逆的，因此二次电池单元是可以重复充电和放电的电池。
二次电池单元包括作为二次电池的主要组成部分的阳极、阴极、隔离膜和电解液等电极组件以及用于保护所述电极组件的多层外装材料(Laminated Film Case)的电池主体部件。
但是，电极组件在充电和放电的过程中会发热，而这种发热导致的温度上升会降低二次电池单元的性能。
另外，当发热严重时，所述二次电池单元的内部压力上升，会引起所述二次电池单元起火的问题。
此外，在诸如储能系统(ESS)等安装了多个二次电池单元的情况下，所述二次电池单元由于起火而爆炸，并且还发生火焰传播到周围的其他二次电池单元的问题。
例如，在现有技术中，二次电池单元的电极接头部分没有用于防止火焰进入的盖部件，因此在相邻的二次电池单元发生火灾时，火焰容易进入相邻的二次电池单元，所以不容易防止火灾的传播。
因此，需要对电池模块进行研究，以改善上述的问题或局限性。
现有技术文献
(专利文献)KR 10-2015-0061200 A
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种可以防止二次电池单元的起火传播的电池模块。
在另一方面，本发明的目的在于提供一种当二次电池单元起火时可以减少火焰的电池模块。
(二)技术方案
根据本发明的一个实施例的电池模块可以包括：电池单元支撑单元，容纳有至少一个二次电池单元；主体框架部件，安装有多个所述电池单元支撑单元；以及盖部件，设置在彼此相邻的所述电池单元支撑单元之间，其中所述盖部件包括：固定板部，固定在彼此相邻的所述电池单元支撑单元之间；以及翻转部，连接到所述固定板部，并且设置在彼此相邻的所述二次电池单元的电极接头之间，以将所述电极接头之间的空间与外部隔离，并且被所述二次电池单元破裂而释放的所述二次电池单元的内部气体或火焰推动，从而移动位置以使所述电极接头之间的空间与外部连通。
在此，根据本发明的一个实施例的电池模块的特征在于，所述翻转部可以垂直地结合到与所述二次电池单元C水平地设置的所述固定板部。
另外，根据本发明的一个实施例的电池模块的特征在于，所述翻转部可以将所述电极接头之间的空间与外部隔离，并且通过所述二次电池单元破裂而释放的所述二次电池单元的内部气体或火焰而从所述固定板部断裂并被去除。
另外，根据本发明的一个实施例的电池模块的特征在于，所述翻转部可以将所述电极接头之间的空间与外部隔离，并且通过所述二次电池单元破裂而释放的所述二次电池单元的内部气体或火焰而结合到所述固定板部的一端部折弯。
在此，根据本发明的一个实施例的电池模块的特征在于，所述翻转部可以在与所述固定板部结合的一端部形成有楔形槽。
另外，根据本发明的一个实施例的电池模块的特征在于，所述翻转部可以形成有从与所述电极接头之间的空间接触的内表面到外表面宽度逐渐减小的通气孔。
在此，根据本发明的一个实施例的电池模块的特征在于，可以在所述固定板部的中央部形成有电池单元间隙形成孔，以在彼此相邻的所述电池单元支撑单元之间形成空间。
另外，根据本发明的一个实施例的电池模块的特征在于，所述固定板部中可以邻近所述翻转部突出地形成有支撑接头，并且被设置为所述支撑接头的一个表面接触到与所述电极接头之间的空间接触的所述翻转部的内表面。
另外，根据本发明的一个实施例的电池模块的特征在于，所述盖部件可以由聚苯硫醚形成，或者可以由包括至少用玻璃纤维增强的热固性聚合物的材料形成。
另外，根据本发明的一个实施例的电池模块的特征在于，所述电池单元支撑单元可以包括：电池单元支撑部件，在其侧面部容纳所述二次电池单元；以及壳体部件，被设置成形状，并且装配到所述电池单元支撑部件的上端部和下端部中的至少一个，以包覆所述二次电池单元的侧面部。
(三)有益效果
本发明的电池模块具有可以防止二次电池单元的起火传播的优点。
在另一方面，本发明的电池模块具有当二次电池单元起火时可以减小火势的优点。
此外，本发明的电池模块具有可以改善在诸如储能系统(ESS)的安装有多个二次电池单元的情况下，任何一个二次电池单元的爆炸传播到周围的其他二次单元而引起连锁爆炸的问题的效果。
然而，本发明的各种有益的优点和效果不限于上述内容，在对本发明的具体实施例进行说明的过程中可以更容易地理解。
附图说明
图1是示出本发明的电池模块的立体图。
图2是示出本发明的电池模块中在电池单元支撑单元之间设置盖部件的状态的立体图。
图3是示出本发明的电池模块中的盖部件部分的立体图。
图4是示出本发明的电池模块中的盖部件部分的平面截面图。
图5是示出本发明的电池模块中的盖部件的立体图。
图6是示出本发明的电池模块中在盖部件的翻转部形成通气孔的实施例的平面截面图。
图7是示出本发明的电池模块中在盖部件的固定板部形成支撑接头的实施例的平面截面图。
附图标记说明
10：电池单元支撑单元 11：电池单元支撑部件
12：壳体部件 20：主体框架部件
30：盖部件 31：固定板部
32：翻转部
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。然而，本发明的实施方式可以改变为其他各种形式，本发明的范围不限于下面说明的实施方式。另外，提供本发明的实施方式是为了向本领域普通技术人员更完整地说明本发明。在附图中部件的形状和尺寸等可以被放大，以便更清楚地说明。
另外，在本说明书中，除非上下文中另外明确指出，否则单数形式包括复数形式，在整个说明书中，相同的附图标记或以类似方式赋予的附图标记应表示相同组件或相应的组件。
本发明涉及一种电池模块，该电池模块可以防止二次电池单元C的起火传播，在另一方面，当二次电池单元C起火时可以减小火焰。
如此，由于防止任何一个二次电池单元C的起火传播到相邻的其他二次电池单元C，从而可以防止发生更大的火灾。
此外，在诸如储能系统(ESS)的安装有多个二次电池单元C的情况下，本发明的电池模块可以改善任何一个二次电池单元C的爆炸传播到周围的其他二次电池单元C而引起连环爆炸的问题。
具体地，参照附图进行说明，图1是示出本发明的电池模块的立体图，图2是示出本发明的电池模块中在电池单元(cell)支撑单元10之间设置盖部件30的状态的立体图，图3是示出本发明的电池模块中的盖部件30部分的立体图。
参照所述附图，根据本发明的一个实施例的电池模块包括：电池单元支撑单元10，容纳有至少一个二次电池单元C；主体框架部件20，安装有多个所述电池单元支撑单元10；以及盖部件30，设置在彼此相邻的所述电池单元支撑单元10之间，其中所述盖部件30可以包括：固定板部31，固定在彼此相邻的所述电池单元支撑单元10之间；以及翻转部32，连接到所述固定板部31，并且设置在彼此相邻的所述二次电池单元C的电极接头E之间，以将所述电极接头E之间的空间与外部隔离，并且被所述二次电池单元C破裂而释放的所述二次电池单元C的内部气体或火焰推动，从而移动位置以使所述电极接头E之间的空间与外部连通。
如上所述，本发明的电池模块中在相邻的电池单元支撑单元10之间包括盖部件30，并且包括将相邻的电池单元支撑单元10的电极接头E之间的空间与外部隔离的翻转部32，从而可以防止火焰从外部传递，相反，可以使内部的火焰释放到外部。
为此，所述翻转部32被设置为如下结构：所述翻转部32使所述电极接头E之间的空间与外部隔离，并且被所述二次电池单元C破裂而释放的所述二次电池单元C的内部气体或火焰推动，从而移动位置以使所述电极接头E之间的空间与外部连通。
在所述电池单元支撑单元10容纳所述二次电池单元C，为此，例如，所述电池单元支撑单元10可以包括电池单元支撑部件11和壳体部件12。
即，根据本发明的一个实施例的电池模块的所述电池单元支撑单元10可以包括：电池单元支撑部件11，在其侧面部容纳所述二次电池单元C；以及壳体部件12，被设置成形状，并且装配到所述电池单元支撑部件11的上端部和下端部中的至少一个，以包覆所述二次电池单元C的侧面部。
所述电池单元支撑部件11具有容纳所述二次电池单元C的结构，并且可以在其侧面部具有与所述二次电池单元C的形状相对应的凹槽形状的安置部以容纳所述二次电池单元C。另外，所述电池单元支撑部件11可以与所述壳体部件12结合，因此，可以被构造成包覆所述二次电池单元C的除电极接头E部分以外的其余侧面部。
另外，连接到所述二次电池单元C的电极接头E的汇流条B可以结合到所述电池单元支撑部件11，因此，可以将所述二次电池单元C与外部电连接。
所述壳体部件12结合到所述电池单元支撑部件11，并且起到包覆所述二次电池单元C的侧面部的作用。为此，所述壳体部件12可以被设置成例如形状，/>形状的壳体部件12可以装配并结合到在侧面部容纳所述二次电池单元C的所述电池单元支撑部件11的上端部或下端部。
所述主体框架部件20起到所述电池模块的主体的作用。即，多个所述电池单元支撑单元10安装在所述主体框架部件20上以形成模块。
在此，所述主体框架部件20可以具有容纳多个所述电池单元支撑单元的盒(box)形状，也可以是多个所述电池单元支撑单元彼此捆绑在一起的条(bar)形框架。
所述盖部件30起到将相邻的电池单元支撑单元10的电极接头E之间的空间与外部隔离，以防止外部的火焰传递到所述电极接头E之间的空间，并且将释放到所述电极接头E之间的空间的所述二次电池单元C的火焰和内部气体释放到外部的作用。
为此，所述盖部件30设置在彼此相邻的所述电池单元支撑单元10之间，并且设置在容纳于所述电池单元支撑单元10的两侧的二次电池单元C的电极接头E之间。
另外，所述盖部件30包括：翻转部32，设置在彼此相邻的所述二次电池单元C的电极接头E之间；以及固定板部31，用于固定所述翻转部32。
所述固定板部31固定在彼此相邻的所述电池单元支撑单元10之间，并且起到支撑所述翻转部32的作用。
另外，所述固定板部31在彼此相邻的所述电池单元支撑单元10之间形成空间，以减少热量传递到安置在彼此相邻的所述电池单元支撑单元10的二次电池单元C之间。
即，根据本发明的一个实施例的电池模块的特征在于，在所述固定板部31的中央部形成有电池单元间隙形成孔31a，以在彼此相邻的所述电池单元支撑单元10之间形成空间。
换言之，所述固定板部31固定在安置于彼此相邻的所述电池单元支撑单元10的二次电池单元C之间，并且在中央部形成有电池单元间隙形成孔31a，从而在相邻的二次电池单元C之间形成气隙，以执行隔热功能。
因此，即使任何一个二次电池单元C发热，也可以防止热量传递到相邻的二次电池单元C，从而可以防止由于二次电池单元C的进一步的温度上升而导致的爆炸等问题。
平时所述翻转部32将所述电极接头E之间的空间与外部隔离，但是当由于二次电池单元C发生火焰等而所述电极接头E之间的空间的压力上升时，将所述电极接头E之间的空间与外部连通，从而防止发生更大爆炸。
为此，所述翻转部32设置在所述固定板部31上，并且可以包括在大于或等于预定压力下断裂或折弯的结构，下面将参照图4和图5对此进行详细说明。
在此，根据本发明的一个实施例的电池模块的特征在于，所述盖部件30可以由聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide)形成，或者可以由包括至少用玻璃纤维增强的热固性聚合物的材料形成。
如此限定形成所述盖部件30的材料是为了防止热导致的形状变形，以使所述盖部件30阻断外部的火焰传播。即，提出了耐热性材料，例如，限定即使在1000℃下暴露10秒以上也不会热融化或形状变形的材料。
图4是示出本发明的电池模块中的盖部件30部分的平面截面图，图5是示出本发明的电池模块中的盖部件30的立体图。
参照所述附图，根据本发明的一个实施例的电池模块的特征在于，所述翻转部32可以垂直地结合到与所述二次电池单元C水平地设置的所述固定板部31。
如上所述，由于所述翻转部32垂直地结合到所述固定板部31，从而可以形成“+”、“T”形状等。
这使得可以容易地制造包括所述翻转部32和所述固定板部31的所述盖部件30。
但是，本发明的所述盖部件30的形状不限于“+”、“T”形状等，可以包括“Y”形状等具有角的形状。
另外，根据本发明的一个实施例的电池模块的特征在于，所述翻转部32可以将所述电极接头E之间的空间与外部隔离，并且通过所述二次电池单元C破裂而释放的所述二次电池单元C的内部气体或火焰而从所述固定板部31断裂并被去除。
即，为了使所述翻转部32移动位置以使所述电极接头E之间的空间与外部连通，所述翻转部32断裂以使与所述固定板部31的结合被解除，从而脱离到外部。
因此，由于可以最大程度地扩大所述电极接头E之间的空间与外部连通的路径，因此可以更有效地防止发生进一步的爆炸的问题。
另外，根据本发明的一个实施例的电池模块的特征在于，所述翻转部32可以将所述电极接头E之间的空间与外部隔离，并且通过所述二次电池单元C破裂而释放的所述二次电池单元C的内部气体或火焰而结合到所述固定板部31的一端部折弯。
即，为了使所述电极接头E之间的空间与外部连通，所述翻转部32变形为一端部折弯的形状，并移动位置以使得在保持与所述固定板部31的结合的同时确保所述二次电池单元C的内部气体或火焰脱离到外部的路径。
因此，在确保所述电极接头E之间的空间与外部连通的路径的同时，可以防止所述翻转部32脱落并与其他二次电池单元C碰撞的问题。即，防止与所述翻转部32碰撞而损坏其他二次电池单元C的问题。
在此，根据本发明的一个实施例的电池模块的特征在于，所述翻转部32可以在与所述固定板部31结合的一端部形成有楔形槽32b。
通过楔形槽32b限定通过所述二次电池单元C破裂而释放的所述二次电池单元C的内部气体或火焰而所述翻转部32从所述固定板部31断裂的位置或者结合到所述固定板部31的所述翻转部32的一端部折弯的位置。
另外，通过所述楔形槽32b，可以容易地使通过所述二次电池单元C破裂而释放的所述二次电池单元C的内部气体或火焰而引起的所述翻转部32的断裂，或者可以容易地使所述翻转部32的一端部折弯。
为此，所述楔形槽可以形成为“V”、“U”形状等的槽。
图6是示出本发明的电池模块中在盖部件30的翻转部32形成通气孔32a的实施例的平面截面图，参照所述附图，根据本发明的一个实施例的电池模块的特征在于，所述翻转部32可以形成有从与所述电极接头E之间的空间接触的内表面到外表面宽度逐渐减小的通气孔32a。
通过通气孔32a，能够使火焰从作为所述电极接头E之间的空间的内部空间向空间外侧的外部空间释放的同时，阻断从外部空间进入作为所述电极接头E之间的空间的内部空间。
这是因为，形成在与所述电极接头E之间的空间接触的内表面的所述通气孔32a的宽度大于形成在外表面的宽度。
即，火焰要从外部进入所述内部空间时，需要穿过较小宽度的区域，此时，随着宽度的减小，与氧气的接触面积会迅速减小，从而火焰消散以阻断向内部空间的进入。
相反，火焰从内部空间向外部排出时，穿过的路径的宽度逐渐减小，从而与氧气的接触面积依次减小，因此可以在防止火焰消散的同时向外部释放火焰或热。
图7是示出本发明的电池模块中在盖部件30的固定板部31中形成支撑接头31b的实施例的平面截面图，参照所述附图，根据本发明的一个实施例的电池模块的特征在于，所述固定板部31可以邻近所述翻转部32突出地形成有支撑接头31b，并且被设置为所述支撑接头31b的一个表面接触到与所述电极接头E之间的空间接触的所述翻转部32的内表面。
据此，所述翻转部32可以断裂并被去除或折弯，使得所述二次电池单元C的内部气体或火焰从所述电极接头E之间的内部空间向外部空间排出，相反，可以防止为了使外部空间的气体或火焰进入所述电极接头E之间的内部空间而所述翻转部32断裂并被去除或折弯的问题。
即，当外部空间的气体或火焰为了进入所述电极接头E之间的内部空间而推动所述翻转部32时，结合到所述固定板部31的所述翻转部32的一端部由所述支撑接头31b支撑，因此具有较大的阻力。
相反，所述二次电池单元C的内部气体或火焰从所述电极接头E之间的内部空间向外部空间排出时，不是由所述支撑接头31b支撑所述翻转部32，因此在较小的阻力下，所述翻转部32可能断裂并被去除或折弯。
以上对本发明的实施例进行了说明，但本发明的权利范围不限于上述实施例，在不超出权利要求书中所记载的本发明的技术思想的范围内可以进行各种修改和改变，这对本领域普通技术人员来说是显而易见的。

Claims (10)

1.一种电池模块，包括：
电池单元支撑单元，容纳有至少一个二次电池单元；
主体框架部件，安装有多个所述电池单元支撑单元；以及
盖部件，设置在彼此相邻的所述电池单元支撑单元之间，
其中所述盖部件包括：
固定板部，固定在彼此相邻的所述电池单元支撑单元之间；以及
翻转部，连接到所述固定板部，并且设置在彼此相邻的所述二次电池单元的电极接头之间，以将所述电极接头之间的空间与外部隔离，并且被所述二次电池单元破裂而释放的所述二次电池单元的内部气体或火焰推动，从而移动位置以使所述电极接头之间的空间与外部连通。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，
所述翻转部垂直地结合到与所述二次电池单元水平地设置的所述固定板部。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，
所述翻转部将所述电极接头之间的空间与外部隔离，并且通过所述二次电池单元破裂而释放的所述二次电池单元的内部气体或火焰而从所述固定板部断裂并被去除。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，
所述翻转部将所述电极接头之间的空间与外部隔离，并且通过所述二次电池单元破裂而释放的所述二次电池单元的内部气体或火焰而结合到所述固定板部的一端部折弯。
5.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，
所述翻转部在与所述固定板部结合的一端部形成有楔形槽。
6.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，
所述翻转部形成有从与所述电极接头之间的空间接触的内表面到外表面宽度逐渐减小的通气孔。
7.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，
在所述固定板部的中央部形成有电池单元间隙形成孔，以在彼此相邻的所述电池单元支撑单元之间形成空间。
8.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，
所述固定板部中邻近所述翻转部突出地形成有支撑接头，并且被设置为所述支撑接头的一个表面接触到与所述电极接头之间的空间接触的所述翻转部的内表面。
9.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，
所述盖部件由聚苯硫醚形成，或者由包括至少用玻璃纤维增强的热固性聚合物的材料形成。
10.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述电池单元支撑单元包括：
电池单元支撑部件，在其侧面部容纳所述二次电池单元；以及
壳体部件，被设置成形状，并且装配到所述电池单元支撑部件的上端部和下端部中的至少一个，以包覆所述二次电池单元的侧面部。
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