CN113692671B - 电池模块和包括该电池模块的电池组 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种具有改进的组装性能的电池模块和一种包括该电池模块的电池组。根据本公开的一个实施例的电池模块包括：电池单体堆，多个电池单体被堆叠在该电池单体堆中；框架，该框架用于覆盖电池单体堆的上表面、下表面、左表面和右表面；汇流条框架，该汇流条框架用于覆盖电池单体堆的前表面和后表面；和支撑部，该支撑部通过从汇流条框架的下端突出而形成，其中，引导件被形成在支撑部中，并且支撑部沿着引导件被插入框架的内部中。

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

该申请要求在2020年1月3日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2020-0001003的权益，其公开内容通过引用被整体并入本文中。

本公开涉及一种电池模块和一种包括该电池模块的电池组，并且更特别地，涉及一种具有改进的组装性能的电池模块和一种包括该电池模块的电池组。

背景技术

作为在诸如移动设备和电动车辆的各种产品中的能量源，二次电池已经引起了很大的关注。二次电池是一种强大的能量源，其能够替代使用化石燃料的现有产品的使用，并且因为它不会由于能量使用而产生副产品，所以作为一种环境友好型能量源而备受关注。

近来，随着对包括利用二次电池作为能量存储源的大容量二次电池结构的必要性的持续增长，对多模块结构的电池组的需求不断增长，该多模块结构的电池组是电池模块的组件，在该电池模块中，多个二次电池被串联/并联连接。

同时，当多个电池单体被串联/并联连接以构造电池组时，通常首先构造由至少一个电池单体构成的电池模块，并且然后通过使用电池模块中的至少一个电池模块并添加其它部件来构造电池组。

这种电池模块可以包括其中堆叠有多个电池单体的电池单体堆、用于容纳电池单体堆的框架以及用于覆盖电池单体堆的汇流条框架。

图1是传统电池模块的分解透视图。

参考图1，传统电池模块包括：电池单体堆10，多个电池单体11被堆叠在该电池单体堆10中；框架20，该框架20用于容纳电池单体堆10；汇流条框架30，该汇流条框架30用于覆盖电池单体堆10的前表面和后表面；上板31，在该上板31中，形成在电池单体堆10的两侧上的汇流条框架30被连接在电池单体堆10的上侧处；和端板32，该端板32用于覆盖电池单体堆10的前表面和后表面以及形成在电池单体堆10的前表面和后表面上的汇流条框架30，其中，突出部40被形成在汇流条框架30的下端处，以被插入在框架20的下表面和电池单体堆10的下表面之间的空间中。

为了形成这种电池模块，有必要水平地进行组装，使得电池单体堆10如由图1中的箭头所示地沿着X轴方向插入整体框架20的打开的前表面或后表面中。然而，为了稳定地执行这种水平组装，必须在电池单体堆10和框架20之间确保足够的空隙。

更具体地，形成在汇流条框架30的下端处的突出部40应当被设计成使得其能够通过在框架20的下表面和电池单体堆10的下表面之间的空间中所形成的足够的空隙而插入。当公差小时，在电池单体堆10的水平组装过程中，在突出部40和框架20的下表面之间发生碰撞，使得可能在汇流条框架30上或联接到汇流条框架30的突出部40上发生损坏。

发明内容

技术问题

本公开的目的是提供一种具有改进的组装性能的电池模块和一种包括该电池模块的电池组。

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。

技术方案

为了实现以上目的，根据本公开的一个实施例的电池模块包括：电池单体堆，多个电池单体被堆叠在该电池单体堆中；框架，该框架用于覆盖电池单体堆的上表面、下表面、左表面和右表面；汇流条框架，该汇流条框架用于覆盖电池单体堆的前表面和后表面；和支撑部，该支撑部通过从汇流条框架的下端突出而形成，其中，引导件被形成在支撑部中，并且支撑部沿着引导件被插入框架的内部中。

引导件可以以从连接到汇流条框架的部分到支撑部的端部地延伸的方式形成。

引导件可以被形成在汇流条框架被插入框架的内部中的方向上。

引导件可以被形成为变为向上凸形。

倒角部可以被形成在引导件的端部处。

倒角部可以被形成为在倾斜方向上被切割，使得上端比下端突出得多。

倒角对应部可以被形成在框架的下表面的两端的中心处，该倒角对应部被形成为在倾斜方向上被切割以对应于倒角部。

引导突出部可以被形成在框架的下表面上，该引导突出部被形成为对应于引导件，并且当支撑部被插入框架的内部中时，引导件可以在与引导突出部组装的状态中沿着引导突出部被插入。

支撑部可以被形成为是平坦的，并且可以在汇流条框架的下端处被插入在电池单体堆的下表面和框架的下表面之间形成的空间中。

支撑部的突出宽度可以随着其接近中心而增加。

有利效果

根据本公开的一个实施例的电池模块和包括该电池模块的电池组提供最大化地防止由于框架和支撑部之间的干涉而损坏支撑部和汇流条框架并且增强支撑部结构本身的刚性的效果。

本公开的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员将从所附权利要求的描述中清楚地理解上文未描述的另外的其它效果。

附图说明

图1是示出传统电池模块的分解透视图；

图2是示出根据本公开的比较示例的电池模块的透视图；

图3是示出图2中的部分A-A’的截面视图；

图4是示出根据本公开的一个实施例的电池模块的透视图；

图5是示出图4中所示的电池单体堆和汇流条框架被组装到框架的状态的图；

图6是示出图5中的底视图；

图7是示出根据本公开的一个实施例的汇流条框架和支撑部的透视图；

图8是根据本公开的一个实施例的汇流条框架和支撑部的前视图；

图9是根据本公开的一个实施例的汇流条框架和支撑部的侧视图；

图10是根据本公开的一个实施例的汇流条框架和支撑部的底视图；

图11是根据本公开的修改实施例的作为形成有倒角部的电池模块的图7的部分D的放大视图；

图12是示出根据本公开的修改实施例的作为形成有倒角部的电池模块的图5中的部分C-C’的视图；

图13是示出图12中所示的倒角部的形状变形的状态的视图；并且

图14是示出根据本公开的修改实施例的具有形成在其上的引导突出部的电池模块被组装的状态的视图。

具体实施方式

应当理解，下文将描述的实施例被示意性地描述以帮助理解本公开，并且本公开可以被各种修改并且与本文中所描述的示例性实施例不同地实施。然而，在本公开的描述中，当确定公知功能或构成元件的特定描述和图示可能不必要地使本公开的主题模糊时，将省略该特定描述和图示。另外，为了帮助理解本公开，未基于实际比例示出附图，但是构成元件的一些部分可能在尺寸上被夸大。

诸如第一、第二等的术语可以用于描述各种部件，并且这些部件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个构成元件与另一个部件进行区分。

本文中使用的术语仅用于描述特定实施例，而非旨在限制本公开的范围。如果在上下文中没有明显相反的含义，则单数形式可以包括复数形式。在本公开中，诸如“包括”、“包含”和“具有”的术语应被理解为指定包括本公开中的这样的特征、数目、操作、元件、部件或其组合，并且不排除存在或添加其它的特征、数目、操作、元件、部件或其组合中的一个或多个的可能性。

在下文中，将参考图2和图3描述根据本公开的比较示例的汇流条框架和支撑部。

图2是示出根据本公开的比较示例的电池模块的透视图。图3是示出图2中的部分A-A’的截面视图。

参考图2和图3，根据本公开的比较示例的电池模块包括：电池单体堆10，多个电池单体11被堆叠在该电池单体堆10中；框架20，该框架20被形成在上表面、下表面、左表面和右表面中，以容纳电池单体堆10的上表面、下表面、左表面和右表面；汇流条框架30，该汇流条框架30用于覆盖电池单体堆10的前表面和后表面；和支撑部40，该支撑部40通过从汇流条框架30的下端突出而形成。

在这种情况下，支撑部40被形成为是平坦的，并且如图2所示，支撑部40可以与汇流条框架30一起在被组装在电池单体堆10的下表面中的状态中在图2所示的箭头方向上插入框架20的内部中。

然而，如图3所示，当支撑部40被插入框架20的内部中时，在框架20的下表面和支撑部40之间发生干涉，因此，在该插入过程期间，支撑部40或汇流条框架30可能受到损坏。具体地，支撑部40被形成为平坦形状，并且在插入过程期间可能被弯曲，并且一些碎片被形成为被放置在电池模块的内部，从而引起电池模块的性能的劣化。另外，存在联接到支撑部40的汇流条框架30受到损坏的问题，从而导致电池模块的功能的劣化。

在下文中，将参考图4到图10描述根据本公开的一个实施例的在支撑部中形成有引导件的电池模块。

图4是示出根据本公开的一个实施例的电池模块的透视图。图5是示出图4中所示的电池单体堆和汇流条框架被组装到框架的状态的图。图6是示出图5中的底视图。图7是示出根据本公开的一个实施例的汇流条框架和支撑部的透视图。图8是根据本公开的一个实施例的汇流条框架和支撑部的前视图。图9是根据本公开的一个实施例的汇流条框架和支撑部的侧视图。图10是根据本公开的一个实施例的汇流条框架和支撑部的底视图。

参考图4到图10，根据本公开的一个实施例的电池模块包括：电池单体堆100，多个电池单体110被堆叠在该电池单体堆100中；框架200，该框架200用于覆盖电池单体堆100的上表面、下表面、左表面和右表面；汇流条框架300，该汇流条框架300用于覆盖电池单体堆100的前表面和后表面；和支撑部400，该支撑部400通过从汇流条框架300的下端突出而形成，其中，引导件410被形成在支撑部400中，并且支撑部400沿着引导件410插入框架200的内部中。

电池单体110是二次电池，并且可以被构造为袋型二次电池。这些电池单体110可以由多个单体构成，并且多个电池单体110可以彼此堆叠从而彼此电连接，由此形成电池单体堆100。多个电池单体中的每一个电池单体可以包括电极组件、电池壳体和从电极组件突出的电极引线。

框架200能够在上、下、左和右表面处形成，并且可以被形成为覆盖电池单体堆100的上、下、左和右表面。电池单体堆100可以通过框架200而物理地受到保护。

汇流条框架300被形成在电池单体堆100的前表面和后表面上，以覆盖电池单体堆100，并且还引导在电池单体堆100和外部电源之间的连接。

上板310可以被构造为使得分别形成在电池单体堆100的前表面和后表面上的汇流条框架300能够被连接到电池单体堆100的上侧。柔性电路板能够被形成在上板310上，以电连接汇流条框架300的前表面和后表面。

端板320可以被形成在电池单体堆100的前侧和后侧上，以覆盖电池单体堆100以及形成在电池单体堆100的前表面和后表面上的汇流条框架300。端板320能够经由焊接被联结到框架200，从而最大地阻挡在电池单体堆100和外侧之间的连接，并且同时，针对外部物理力保护汇流条框架300和被连接于此的若干个电气部件，并且能够包括将在电池组上安装的电池模块安装结构。

支撑部400被与汇流条框架300一体地形成，并且能够在汇流条框架300的下端上突出和形成，从而垂直于汇流条框架300的框架表面。支撑部400可以被形成为是平坦的，并且由此，它可以在汇流条框架300的下端处被插入在电池单体堆100的下表面和框架200的下表面之间形成的水平空间中。

参考图6，支撑部400的突出宽度(W)随着其接近中心而增加。因此，支撑部400的突出宽度(W)可以被形成为在支撑部400的中心中最长，并且由于以此方式在中心部中具有最长突出宽度W的V形，所以当汇流条框架300和支撑部400被插入框架200中时，组装性能能够改进。更具体地，因为它被从V形尖部插入框架200中，所以在插入过程期间，对汇流条框架300和支撑部400的损坏可以被最小化。相反，假设其中支撑部都具有相同的突出宽度的一种结构，当支撑部被插入框架中时，支撑部的两端更有可能被卡在框架的两侧上，结果，如与根据本公开的实施例的V形相比，组装性能能够降低。

引导件410在支撑部400的中心中形成，并且支撑部400被沿着引导件410插入框架200的内部中。与图2和3所示比较示例相比，在本公开的一个实施例中，引导件能够在支撑部400上形成，由此增强支撑部400本身的刚性。汇流条框架300和支撑部400在引导件410形成的方向上被插入框架的内部中，从而在支撑部和框架的下表面之间的干涉能够被最小化。

根据本公开的一个实施例，引导件410可以以从连接到汇流条框架300的部分到支撑部400的端部地延伸的方式形成。另外，引导件410可以被形成为使得汇流条框架300被插入框架200的内部中的方向是纵向方向。引导件410可以被形成为变为向上凸形。引导件410的下侧可以设置有被形成为凹形的引导空间。

在下文中，将参考图11到13描述根据本公开的修改实施例的形成有倒角部的电池模块。

图11是根据本公开的修改实施例的作为形成有倒角部的电池模块的图7的部分D的放大视图。图12是示出根据本公开的修改实施例的作为形成有倒角部的电池模块的图5中的部分C-C’的视图。图13是示出图12中所示的倒角部的形状变形的状态的视图。

参考图11到图13，根据本公开的修改实施例的电池模块可以被构造为使得倒角部411被形成在引导件410的端部处。此时，倒角部411可以被形成为在倾斜方向上被切割，使得倒角部411的上端比下端突出得多。另外，可以在框架200的下表面的两端的中心处形成倒角对应部210，该倒角对应部210被形成为在倾斜方向上被切割以对应于倒角部411。

通过在引导件410的端部处形成具有切割结构的倒角部411，当组装汇流条框架300和支撑部400时，由于倒角部411的倾斜，支撑部400可以更自然地插入框架200的内部中。此外，通过在框架200的下表面的两端的中心处的被形成为对应于倒角部411的倒角对应部210，引导件410和其上形成有倒角部411的支撑部400可以通过使用倒角对应部210的倾斜表面被更平滑地插入框架200的内部中。

此外，由于形成在引导件410的端部处的倒角部的上端411a被形成为使得支撑部的最突出部被形成为变为向上凸形，所以当支撑部400被插入框架200的内部中时，在倒角部的上端411a和框架200的下端之间确保了足够的间隙G，该间隙G能够通过空隙看到。当使用支撑部400和框架200时，能够最大地防止角部之间的碰撞。

相比之下，在图2和图3所示的比较示例中，其上未形成有引导件的支撑部40和框架20的下表面之间的距离(g)可以被形成为小于根据本公开的一个实施例的支撑部插入间隔G。根据比较示例，在支撑部40和框架20的下表面之间的距离(g)最大被形成为约0.7mm，而根据本公开的实施例的支撑部插入间隔(G)可以被形成为最大约2.2mm。

参考图13，倒角部411'的形状可以钝头地形成。此外，与倒角部411'对应的倒角对应部210'的形状也可以钝头地形成。这使倒角部411'和倒角对应部210'之间的接触面积最小化，从而使根据接触表面的摩擦力最小化。包括倒角部411'的支撑部400可以更容易地插入框架200的内部中。

在下文中，将参考图14描述根据本公开的修改实施例的具有引导件突起的电池模块。

图14是示出根据本公开的修改实施例的具有形成在其上的引导突出部的电池模块被组装的状态的视图。

参考图14，根据本发明的修改实施例的电池模块可以被构造为使得被形成为与引导件410对应的引导突出部220被形成在框架200的下表面上，并且当支撑部400被插入框架200的内部中时，引导件410可以在与引导突出部220组装的状态中沿着引导突出部220被插入。

根据本公开的一个实施例的引导件410可以被形成为在上侧上为凸形，并且可以在下侧上形成相对地凹形的引导空间。引导突出部220被形成为与引导空间对应的形状，并且引导件410被组装到引导突出部220，并被形成为沿着引导突出部220可滑动地插入框架200的内部中。

引导件410能够经由引导突出部220在正确的方向上插入框架200的内部中，由此，支撑部400和汇流条框架300在不被损坏的情况下被安装在正确的位置中，使得能够预先防止由于在电池模块的组装期间可能发生的部件损坏而引起的二次损坏。

同时，根据本公开的实施例的一个或多个电池模块能够被封装在电池组壳体中以形成电池组。电池组可以具有一个或多个根据本实施例的电池模块被聚集并且与控制和管理电池的温度、电压等的电池管理系统(BMS)和冷却装置包装在一起的结构。

上述电池模块和包括该电池模块的电池组能够应用于各种装置。这些装置可以应用于诸如电动自行车、电动车辆、混合动力车辆的运输工具，但是本公开不限于此，并且能够被应用于能够使用电池模块或包括该电池模块的电池组的各种装置。

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。

附图标记说明

100：电池单体堆

110：电池单体

200：框架

210：倒角对应部

220：引导突出部

300：汇流条框架

310：上板

320：端板

400：支撑部

410：引导件

411：倒角部

411a：倒角部的上端

411b：倒角部的下端

G：支撑部插入间隔

W：突出宽度

Claims (8)

1.一种电池模块，包括：

电池单体堆，多个电池单体被堆叠在所述电池单体堆中；

框架，所述框架用于覆盖所述电池单体堆的上表面、下表面、左表面和右表面；

汇流条框架，所述汇流条框架用于覆盖所述电池单体堆的前表面和后表面；和

支撑部，所述支撑部通过从所述汇流条框架的下端突出而形成，

其中，引导件被形成在所述支撑部中，并且所述支撑部沿着所述引导件被插入所述框架的内部中，

其中，所述引导件被形成为变为向上凸形，

其中，倒角部被形成在所述引导件的端部处，并且

其中，所述倒角部被形成为在倾斜方向上被切割，使得上端比下端突出得多。

2.根据权利要求1所述的电池模块，

其中，所述引导件以从连接到所述汇流条框架的部分到所述支撑部的端部地延伸的方式形成。

3.根据权利要求2所述的电池模块，

其中，所述引导件被形成在所述汇流条框架被插入所述框架的内部中的方向上。

4.根据权利要求1所述的电池模块，

其中，倒角对应部被形成在所述框架的下表面的两端的中心处，所述倒角对应部被形成为在倾斜方向上被切割以对应于所述倒角部。

5.根据权利要求1所述的电池模块，

其中，引导突出部被形成在所述框架的下表面上，所述引导突出部被形成为对应于所述引导件，并且

当所述支撑部被插入所述框架的内部中时，所述引导件在与所述引导突出部组装的状态中沿着所述引导突出部被插入。

6.根据权利要求1所述的电池模块，

其中，所述支撑部被形成为是平坦的，并且所述支撑部在所述汇流条框架的所述下端处被插入在所述电池单体堆的下表面和所述框架的下表面之间形成的空间中。

7.根据权利要求6所述的电池模块，

其中，所述支撑部的突出宽度随着其接近中心而增加。

8.一种电池组，包括根据权利要求1所述的电池模块。