CN113273026B - 电池模块和包括该电池模块的电池组 - Google Patents

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Abstract

本公开内容涉及一种电池模块和包括该电池模块的电池组，该电池模块包括：其中堆叠有多个电池单元的电池单元堆叠；容纳所述电池单元堆叠的框架；覆盖所述电池单元堆叠的前表面和后表面的端板；以及形成在端板和电池单元堆叠之间的汇流排框架，在每个汇流排框架中形成有多个狭槽，在每个端板的中央处形成有排气部分，并且多个电池单元所产生的气体穿过多个狭槽并经由连接至排气部分的第一通道部分排放至外部。

Description

电池模块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
本申请要求于2019年12月17日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0169202号的权益，通过引用将上述专利申请的公开内容作为整体结合在此。
本公开内容涉及一种电池模块和包括该电池模块的电池组，且具体地涉及一种包括排气结构的电池模块和包括该电池模块的电池组。
背景技术
作为诸如移动装置和电动车辆的各种产品中的能源，二次电池引起了广泛的关注。二次电池是一种强大的能源资源，可以替代使用化石燃料的现有产品，并且由于其不会因能源使用而产生副产品，因此作为一种环境友好型能源而备受关注。
近来，随着对包括使用二次电池作为储能源的大容量二次电池结构的需要持续增长，对作为其中多个二次电池串联/并联连接的电池模块组件的多模块结构的电池组的需求不断增长。
同时，当多个电池单元串联/并联连接以配置电池组时，通常配置由至少一个电池单元组成的电池模块，并且通过使用至少一个电池模块并添加其他部件来配置电池组。
这种电池模块包括：其中堆叠有多个电池单元的电池单元堆叠；分别形成在电池单元堆叠的两端的汇流排框架；形成在汇流排框架上的终端汇流排；和形成在汇流排框架外侧的端板。
图1是示出根据现有技术的电池模块的透视图。图2是示出图1的电池模块的组装状态的视图。
参照图1和图2，根据现有技术的电池模块包括：其中堆叠有多个电池单元11的电池单元堆叠10；容纳电池单元堆叠10的框架20；形成在电池单元堆叠10的前表面和后表面上的汇流排框架30；和覆盖汇流排框架30的端板40。
在此，如图2所示，框架20和端板40耦接至彼此以进行密封。以这种方式，如果容纳电池单元堆叠10的框架20和端板40耦接至彼此以进行密封，在电池单元11的过充电期间，当电池单元11的内部压力增加到超过电池单元11的熔合强度极限值时，电池单元11所产生的气体被排放到电池单元11的外部，并且电池模块和其上安装有电池模块的电池组可能会由于没有排放孔的电池模块密封结构而爆炸。
发明内容
技术问题
本公开内容的目的是提供一种具有能够排放电池模块内部的气体的排气结构的电池模块和包括该电池模块的电池组。
本公开内容要解决的技术问题不限于上述技术问题，并且本公开内容所属领域的技术人员根据以下描述可以清楚地理解上述未提及的其他技术问题。
技术方案
为了实现上述目的，根据本公开内容的一个方面，提供一种电池模块和包括该电池模块的电池组，该电池模块包括：其中堆叠有多个电池单元的电池单元堆叠；容纳所述电池单元堆叠的框架；覆盖所述电池单元堆叠的前表面和后表面的端板；以及形成在端板和电池单元堆叠之间的汇流排框架，在每个汇流排框架中形成有多个狭槽，在每个端板的中央处形成有排气部分，并且多个电池单元所产生的气体穿过多个狭槽并经由连接至排气部分的第一通道部分排放至外部。
所述端板可通过焊接耦接至框架，并且端板和框架可以被密封。
多个电池单元的每一者的端部可以被密封以形成密封部分。
多个电池单元的每一者可包括从电池单元的两端突出的电极引线，电极引线可穿过狭槽并接合至形成于汇流排框架中的汇流排。
可以在端板的上端形成连接器开口，连接器可以插入并安装在连接器开口中，并且多个电池单元所产生的气体可以穿过多个狭槽以经由连接至连接器开口的第二通道部分排放至外部。
所述汇流排框架可包括形成在其一侧并沿形成端板的方向突出的终端汇流排。
所述终端汇流排可形成为穿过形成在端板的一端的终端汇流排开口，并且多个电池单元所产生的气体可穿过多个狭槽以经由连接至终端汇流排开口的第三通道部分排放至外部。
排气部分可由孔形状的排气孔形成。
排气孔可由多个排气孔形成。
排气部分可具有至少一个狭槽形状的排气狭槽。
排气狭槽可以形成在与形成于汇流排框架中的多个狭槽相对应的部分处。
有益效果
根据本公开内容的实施方式，电池模块和包括该电池模块的电池组被配置为使得电池模块内部的气体能够通过形成在端板中的排气部分被排放到外部，从而延迟在电池模块爆炸时由于爆炸引起的着火。
本公开内容的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员将从权利要求的描述中清楚地理解未提及的其他效果。
附图说明
图1是示出根据现有技术的电池模块的透视图；
图2是示出图1的电池模块的组装状态的视图；
图3是示出根据本公开内容的实施方式的电池模块的分解透视图；
图4是示出根据本公开内容的实施方式的形成电池模块的第一通道部分的状态的视图；
图5是示出图4的部分A-A’的视图；
图6是示出根据本公开内容的实施方式的形成电池模块的第二通道部分的状态的视图；
图7是示出图6的部分B-B’的视图；
图8是示出根据本公开内容的实施方式的形成电池模块的第三通道部分的状态的视图；
图9是示出根据本公开内容的另一实施方式的形成排气部分的状态的视图；
图10是示出图9的部分C-C’的视图；
图11是示出根据本公开内容的另一实施方式的形成排气部分的状态的视图；
图12是示出图11的部分D-D’的视图。
具体实施方式
应当理解，以下将描述的示例性实施方式被示例性地描述以帮助理解本公开内容，并且可以对本公开内容进行各种修改以不同于本文描述的示例性实施方式来实施。然而，在本公开内容的描述中，当确定公知功能或组成元素的具体描述和图示可能不必要地模糊本公开内容的主题时，将省略这些具体描述和图示。此外，为了帮助理解本公开内容，附图未基于实际比例示出，组成元素的一部分可能在尺寸上被放大。
如本文所使用的，诸如第一、第二和类似的术语可用于描述各种部件，并且这些术语仅用于将一个部件与另一部件区分开。
此外，本文所使用的术语仅用于描述示例性实施方式，而无意于限制本公开内容。单数表达包括复数表达，除非它们在上下文中有明确相反的含义。应当理解的是，本文所使用的术语“包含”、“包括”和“具有”旨在表示存在所陈述的特征、数量、步骤、构成要素或其组合，但是应当理解，它们并不排除存在或增加一个或多个其他特征、数量、步骤、构成要素或其组合的可能性。
在下文中，将参照图3至图5描述根据本公开内容的实施方式的电池模块。
图3是示出根据本公开内容的实施方式的电池模块的分解透视图。图4是示出形成根据本公开内容的实施方式的电池模块的第一通道部分的状态的视图。图5是示出图4的部分A-A’的视图。
参照图3至图5，根据本公开内容的实施方式的电池模块包括：其中堆叠有多个电池单元110的电池单元堆叠100；容纳电池单元堆叠100的框架200；覆盖电池单元堆叠100的前表面和后表面的端板400；和形成在端板400和电池单元堆叠100之间的汇流排框架300，在每个汇流排框架300中形成有多个狭槽330，在每个端板400的中央处形成有排气部分410，并且多个电池单元110所产生的气体穿过多个狭槽330并经由连接至排气部分410的第一通道部分F1排放至外部。
电池单元110可以是二次电池，并且可以是袋型二次电池。电池单元110可由多个电池单元形成，并且多个电池单元110可以堆叠成彼此电连接以形成电池单元堆叠100。多个电池单元110的每一个可包括：电极组件、电池壳体和从电极组件向其相对侧突出的电极引线111。
电极组件可包括正极板、负极板、隔板等。电池壳体适于封装电极组件，并且可由包括树脂层和金属层的层压片形成。电池壳体可包括壳体主体和密封部分112。
密封部分112形成为从壳体主体延伸，并且密封部分112的端部形成为被密封。密封部分112可形成为围绕从壳体主体延伸的电极引线111。
框架200可形成为容纳电池单元堆叠100和汇流排框架300，框架200在电池单元堆叠100的上表面、下表面、左表面和右表面进行耦接。可以在电池单元堆叠100的下端与框架200的下表面之间注入导热树脂，并且通过注入的导热树脂，可以在电池单元堆叠100的下表面与框架200的下表面之间形成导热树脂层。
汇流排框架300分别形成在电池单元堆叠100的前表面和后表面上。汇流排框架300可以形成为覆盖电池单元堆叠100的前表面和后表面，以电连接多个电池单元110的电极引线111。汇流排310设置在汇流排框架300的外表面上，并且汇流排310连接至电极引线111。
终端汇流排320相对于电池单元堆叠100形成在汇流排框架300的外侧。终端汇流排320形成在汇流排框架300的相对侧上，以将连接至多个电池单元110的汇流排框架300和形成在电池组中的电源电连接。
可以在每一个汇流排框架300上形成多个狭槽330。从多个电池单元110的两端突出的电极引线111可以穿过多个狭槽330以接合至形成在汇流排框架300的外表面上的汇流排310。然后，电极引线111和汇流排310可以通过焊接彼此接合。
端板400可以相对于电池单元堆叠的长度方向形成在汇流排框架300的外侧上。端板400保护汇流排框架300和与之连接的各种电子部件免受外部冲击，具有用于将电池模块安装在电池组上的电池模块安装结构，并且终端汇流排320可以通过形成在端板400中的终端汇流排开口321(这将在下面描述)突出到外部，以引导汇流排框架300与形成在电池组中的电源之间的电连接。端板400通过焊接耦接至框架200，由此，端板400和框架200内部的多个电池单元110可位于密封盖的内部。
排气部分410可以将穿过汇流排框架300的狭槽330的气体排放到外部。根据实施方式，排气部分410可以由排气孔410形成。排气孔410可以位于每个端板400的中央，并且可以排出从多个狭槽330排放的气体。
连接器500可以在汇流排框架300的外表面的上端处从汇流排框架300突出，并且可以耦接至汇流排框架300以电连接至多个电池单元110和形成在电池模块外部的电池组中的电子部件。可以在端板400中形成连接器开口420(这将在下面描述)，使得连接器500可以通过连接器开口420突出到外部。作为示例，连接器500可以将从多个电池单元感测到的电压传输到电池管理系统(BMS)。
在下文中，将参照图4和图5描述根据本公开内容的实施方式的第一通道部分。
图4是示出根据本公开内容的实施方式的形成电池模块的第一通道部分的状态的视图。图5是示出图4的部分A-A’的视图。
根据本公开内容的实施方式，多个电池单元110所产生的气体穿过多个狭槽330，并且通过连接至排气部分410的第一通道部分F1排放至外部。
当多个电池单元110过充电时，如果电池单元的内部压力增加并且超过密封部分112的熔合强度极限值，则电池单元110内部的气体可以被排放到外部。在电池模块中，端板400和框架200彼此耦接以被密封而保持气密性，根据现有技术，当从电池单元排放气体时，如果排放的气体无法排出到电池模块外部并且积聚在电池模块内部，则存在爆炸的危险。因此，根据本公开内容的实施方式，通过将排气部分410设置在端板400的中央处，使得由多个电池单元110产生的气体穿过多个狭槽330并且通过排气部分410排放到外部，由此，在电池模块爆炸时可以延迟着火，并且可以将由爆炸引起的对外围电子部件的损坏最小化。
从多个电池单元110穿过多个狭槽330以连接至排气部分410的路径被定义为第一通道部分F1，并且由多个电池单元110产生的气体可以通过第一通道部分F1排放到外部。
更详细地，根据本公开内容的实施方式，在多个电池单元110中，可以形成其端部被密封的密封部分112，在由于电池单元110的压力增加而导致密封部分112的密封状态释放时产生的气体可以通过第一通道部分F1被排放到外部。
在下文中，将参照图6和图7描述根据本公开内容的实施方式的第二通道部分。
图6是示出根据本公开内容的实施方式的形成电池模块的第二通道部分的状态的视图。图7是示出图6的部分B-B’的视图。
参照图6和图7，连接器开口420形成在每个端板400的上端，连接器500插入并安装在连接器开口420中，并且多个电池单元110所产生的气体穿过多个狭槽330，并通过连接至连接器开口420的第二通道部分F2排放至外部。
连接器500插入到连接器开口420中以封闭一部分连接器开口420，但是在连接器开口420和插入的连接器500之间形成有可以排放气体的空间。由多个电池单元110产生的气体穿过狭槽330，以通过连接至连接器开口420的气体排放空间的第二通道部分F2排放到外部。
在下文中，将参照图8描述根据本公开内容的实施方式的第三通道部分。
图8是示出根据本公开内容的实施方式的形成电池模块的第三通道部分的状态的视图。
参照图8，汇流排框架300可包括形成在其一侧并沿形成端板400的方向突出的终端汇流排320，终端汇流排320可形成为穿过形成于端板400的一端的终端汇流排开口321，并且多个电池单元110所产生的气体穿过多个狭槽330并通过连接至终端汇流排开口321的第三通道部分F3排放至外部。
终端汇流排320插入到终端汇流排开口321中以封闭一部分终端汇流排开口321，但是在终端汇流排开口321和插入的终端汇流排320之间形成有可以排放气体的空间。由多个电池单元110产生的气体穿过狭槽330，以通过连接至终端汇流排开口321的气体排放空间的第三通道部分F3排放到外部。
在下文中，将参照图9和图10描述根据本公开内容的另一实施方式的排气部分。
图9是示出根据本公开内容的另一实施方式的形成排气部分的状态的视图。图10是示出图9的部分C-C’的视图。
参照图9至图10，根据本公开内容的另一实施方式的排气部分可以由多个排气孔410’形成。由于排气孔410’由多个排气孔形成，因此在电池模块内部产生的气体可被更快地排放到外部。然而，根据本公开内容的实施方式的多个排气孔410’必须形成为确保电池模块的耐久性和气密性。
在下文中，将参照图11和图12描述根据本公开内容的另一实施方式的排气部分。
图11是示出根据本公开内容的另一实施方式的形成排气部分的状态的视图。图12是示出图11的部分D-D’的视图。
参照图11和图12，根据本公开内容的另一实施方式的排气部分可具有一个或多个排气狭槽410”，每个排气狭槽410”具有狭槽形状。此外，排气狭槽410”可以形成在与形成于汇流排框架300中的多个狭槽330相对应的部分处。因此，由于多个电池单元110所产生的气体穿过多个狭槽330之后，气体迅速地流向与多个狭槽330的位置和形状相对应的排气狭槽410”，以通过排气狭槽410”排放到外部，所以电池模块内部的气体被迅速地排出，以迅速确保电池模块的安全性。然而，根据本公开内容的实施方式的一个或多个排气狭槽410”必须形成为确保耐久性和气密性。
如上所述的电池模块可被包括在电池组中。电池组可具有其中一个或多个根据本实施方式的电池模块被聚集在一起，并与控制和管理电池的温度、电压等的电池管理系统(BMS)以及冷却装置封装在一起的结构。
电池组可应用于各种装置。所述装置可应用于诸如电动自行车、电动汽车或混合动力汽车之类的车辆，但本公开内容不限于此，并且所述装置可应用于能够使用电池模块的各种装置，这也属于本公开内容的范围。
尽管上文已经详细地描述了本公开内容的优选实施方式，但是本公开内容的范围不限于此，并且本领域技术人员使用由所附权利要求书限定的本公开内容的基本构思进行的各种修改和改进也属于权利范围。
【附图标记说明】
100：电池单元堆叠
110：电池单元
111：电极引线
112：密封部分
200：框架
300：汇流排框架
310：汇流排
320：终端汇流排
321：终端汇流排开口
330：狭槽
400：端板
410：排气部分(排气孔)
410’：多个排气孔
410”：排气狭槽
420：连接器开口
500：连接器
F1：第一通道部分
F2：第二通道部分
F3：第三通道部分

Claims (11)

1.一种电池模块，包括：
其中堆叠有多个电池单元的电池单元堆叠，所述多个电池单元彼此接触；
容纳所述电池单元堆叠的框架，所述框架围绕所述电池单元堆叠的上表面、下表面、左表面和右表面；
覆盖所述电池单元堆叠的前表面和后表面的端板；和
形成在所述端板和所述电池单元堆叠之间的汇流排框架，
其中在所述汇流排框架的每一者中形成有多个狭槽，并且在所述端板的每一者的中央处形成有排气部分，并且
其中所述多个电池单元所产生的气体穿过所述多个狭槽并经由连接至所述排气部分的第一通道部分排放至外部，
其中所述端板和所述框架被密封。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述端板通过焊接耦接至所述框架。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述多个电池单元的每一者的端部被密封以形成密封部分。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述多个电池单元的每一者包括从所述电池单元的两端突出的电极引线，并且所述电极引线穿过所述狭槽并接合至形成于所述汇流排框架中的汇流排。
5.根据权利要求1所述的电池模块，进一步包括：
形成在所述端板的上端的连接器开口，和
插入并安装在所述连接器开口中的连接器，
其中所述多个电池单元所产生的气体穿过所述多个狭槽并经由连接至所述连接器开口的第二通道部分排放至外部。
6.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述汇流排框架包括形成在其一侧上并沿形成所述端板的方向突出的终端汇流排，
所述终端汇流排形成为穿过形成在所述端板的一端的终端汇流排开口，并且
所述多个电池单元所产生的气体穿过所述多个狭槽并经由连接至所述终端汇流排开口的第三通道部分排放至外部。
7.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述排气部分由孔形状的排气孔形成。
8.根据权利要求7所述的电池模块，其中所述排气孔由多个排气孔形成。
9.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述排气部分具有至少一个狭槽形状的排气狭槽。
10.根据权利要求9所述的电池模块，其中所述排气狭槽形成在与形成于所述汇流排框架中的所述多个狭槽相对应的部分处。
11.一种电池组，包括根据权利要求1所述的电池模块。
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