CN114223092A - 电池模块、电池组和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有改善的耐久性的电池模块和电池组。为实现上述目的，根据本发明的电池模块包括：多个圆柱形电池单元，这些圆柱形电池单元各自具有电极端子；模块壳体，其具有用于容纳所述多个圆柱形电池单元的容纳部；汇流条，其包括具有导电性并且被配置成板形的主体部分以及被配置成接触所述电极端子以将所述多个圆柱形电池单元彼此电连接的连接部分；绝缘片，所述绝缘片具有电绝缘性并且被放置成覆盖所述汇流条的外侧，所述绝缘片具有暴露孔，所述汇流条的至少一部分通过所述暴露孔暴露到外部；以及粘合剂，所述粘合剂具有电绝缘性并且被施加到所述汇流条的通过所述绝缘片的所述暴露孔暴露于外部的所述至少一部分。

Description

电池模块、电池组和车辆
技术领域
本公开涉及电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆，更具体地，涉及具有改进的制造效率和耐久性的电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆。
本申请要求于2019年12月4日在大韩民国提交的韩国专利申请No.10-2019-0160106的优先权，其公开内容在此引入作为参考。
背景技术
目前商业化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。其中，与镍基二次电池相比，锂二次电池由于基本上没有记忆效应、非常低的自放电率和高能量密度所引起的诸如自由充电和放电的优点而更加突出。
锂二次电池主要使用锂基氧化物和碳质材料分别作为正极活性材料和负极活性材料。此外，锂二次电池包括电极组件和圆柱形电池罐，在电极组件中，涂覆有正极活性材料的正极板和涂覆有负极活性材料的负极板设置有插入其间的隔膜，圆柱形电池罐用作将电极组件与电解质密封在一起的外部。
近年来，二次电池不仅被广泛用于诸如便携式电子装置的小型装置中，而且被广泛用于诸如车辆和蓄电装置的中型或大型装置中。当二次电池用于中型或大型装置中时，大量的二次电池电连接以增加容量和功率。
同时，近来，随着对大容量结构的需求随着作为储能源的利用而增加，对电池组的需求增加，所述电池组包括串联和/或并联连接的多个二次电池、其中容纳二次电池的模块外壳、电池管理系统(BMS)以及其中容纳这些部件的电池组外壳。
此时，汇流条包括用于电连接到多个二次电池的各种形状的连接部分。然而，如果电池组暴露于电池组剧烈震动且频繁发生外部震动的环境中，例如，当安装在车辆上时，具有弱机械刚度的汇流条的一部分可能由于车身的震动引起的频繁震动或外部震动而容易损坏，或者二次电池与汇流条之间的电连接结构可能容易被切断。因此，会极大地降低电池模块的耐久性。
发明内容
技术问题
本公开被设计为解决现有技术的问题，因此本公开旨在提供具有改进的耐久性的电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆。
本公开的这些和其他目的和优点可以从下面的详细描述中理解，并且将从本公开的示例性实施方式中变得更加显而易见。而且，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示的手段来实现。
技术方案
在本公开的一个方面中，提供了一种电池模块，该电池模块包括：
分别具有电极端子的多个圆柱形电池单元；
模块壳体，所述模块壳体具有用于容纳所述多个圆柱形电池单元的容纳部；
汇流条，所述汇流条包括具有导电性并且被配置成板形的主体部分以及被配置成接触所述电极端子以将所述多个圆柱形电池单元彼此电连接的连接部分；
绝缘片，所述绝缘片具有电绝缘性并且被定位成覆盖所述汇流条的外侧，所述绝缘片具有暴露孔，所述汇流条的至少一部分通过所述暴露孔暴露到外部；以及
粘合剂，所述粘合剂具有电绝缘性并且被施加到所述汇流条的通过所述绝缘片的所述暴露孔暴露于外部的所述至少一部分。
此外，所述汇流条可以包括熔丝单元，所述熔丝单元被配置为将所述连接部分和所述主体部分彼此连接，所述熔丝单元被配置为当超过预定水平的电流从所述圆柱形电池单元流动时断开，并且
所述绝缘片的暴露孔可以定位成将所述熔丝单元暴露于外部。
此外，所述圆柱形电池单元可以包括分别形成在其一端和另一端处的负极端子和正极端子，所述圆柱形电池单元具有排气单元，所述排气单元被配置成当内部压力增加超过预定水平时通过打开所述正极端子和所述负极端子中的任一者来排放内部气体，并且
所述汇流条的所述熔丝单元可以形成为仅连接到与通过所述排气单元打开的正极端子或负极端子连接的连接部分。
此外，所述绝缘片可以具有施加孔，通过所述施加孔添加所述粘合剂以将所述汇流条的所述主体部分的一部分结合到所述模块壳体。
此外，所述粘合剂的一部分可以以插置在所述绝缘片与所述汇流条的所述主体部分之间的形式固化
而且，所述绝缘片可以具有从所述暴露孔向内突出的引导部，以防止添加到所述暴露孔的粘合剂在所述暴露孔周围损失。
此外，所述引导部可以具有通过弯曲所述引导部的一部分以覆盖所述圆柱形电池单元的外侧而形成的弯曲结构。
另外，所述绝缘片可以具有从所述暴露孔向外突出的漏斗部，以防止添加到所述暴露孔的粘合剂在所述暴露孔周围损失。
此外，为了实现上述目的，根据本发明的电池组包括至少一个根据本发明的电池模块。
此外，为了实现上述目的，根据本公开的车辆包括至少一个根据本公开的电池组。
有利效果
根据本公开的实施方式，具有电绝缘性的绝缘片被定位成覆盖汇流条的外侧并且具有形成为将汇流条的至少一部分暴露到外部的暴露孔，并且具有电绝缘性的粘合剂也被施加到通过绝缘片的暴露孔暴露到外部的汇流条的至少一部分，因此可以防止具有弱机械刚度的汇流条的一部分被损坏。因此，即使在具有外部冲击或频繁振动的环境中，本公开的电池模块也可以显著地减少诸如汇流条损坏或电连接断开的事故的发生，从而极大地提高电池模块的耐久性。
此外，根据本公开的实施方式，由于绝缘片的暴露孔定位成使得熔丝单元暴露于外部，所以粘合剂可适当地施加到熔丝单元。此外，汇流条可以通过绝缘片与外部物体电绝缘。同时，在本公开中，由于粘合剂可以通过暴露孔仅施加到需要汇流条的机械刚度的熔丝单元，所以可以防止熔丝单元由于振动或外部冲击而损坏。因此，可以有效地提高电池模块的耐久性。
此外，根据本公开的实施方式，由于绝缘片具有施加孔，通过该施加孔添加粘合剂以将汇流条的主体部分的一部分结合到模块壳体，所以汇流条的主体部分可以固定到模块壳体的一部分。因此，可以防止汇流条的主体部分的振动或摇动，从而有效地减少对连接到主体部分的熔丝单元的损坏。
此外，根据本公开的另一实施方式，由于粘合剂的一部分以插置在绝缘片和汇流条的主体部分之间的形式固化，所以即使在粘合剂固化之后，也可以防止粘合剂的移动或振动，借此通过粘合剂更稳定地固定熔丝单元。因此，可以有效地提高本公开的电池模块的耐久性。
此外，根据本公开的另一实施方式，由于绝缘片具有从暴露孔向内突出的引导部，所以可以防止添加到暴露孔的粘合剂在暴露孔周围损失。因此，可以在具有弱机械刚度的汇流条的部分中密集地填充粘合剂而没有空的空间。因此，在本发明中，可以可靠地防止汇流条由于外部冲击或振动而损坏或断开。
附图说明
附图示出了本公开的优选实施方式，并且与前述公开一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，因此，本公开不被解释为限于附图。
图1是示意性地示出根据本公开的实施方式的电池组的立体图。
图2是示意性地示出根据本公开的实施方式的电池组的电池模块的部件的分解立体图。
图3是示意性地示出根据本公开的实施方式的圆柱形电池单元的截面图。
图4是示意性地示出根据本公开的实施方式的电池模块的前视图。
图5是示意性地示出根据本公开的实施方式的电池模块的仅一些部件的前视图。
图6是示意性地示出根据本公开的实施方式的电池模块的后视图。
图7是示意性地示出根据本公开的实施方式的电池模块的仅一些部件的后视图。
图8是示出图7的部分A的局部放大图。
图9是示出图7的部分B的局部放大图。
图10是示意性地示出图6的电池模块的沿线C-C'截取的部分截面图。
图11是示意性地示出根据本公开的另一实施方式的电池模块沿电池模块的前后方向切开的部分截面图。
图12是示意性地示出根据本公开的又一实施方式的电池模块沿电池模块的前后方向切开的部分截面图。
图13是示意性地示出根据本公开的又一实施方式的电池模块沿电池模块的前后方向切开的部分截面图。
图14和图15是示出根据本公开的实施方式1的电池模块的前表面和后表面的图。
图16是示出在本公开的测试例1至3中测量的实施方式1的电池模块A的AC内阻(AC-IR)的表。
图17是示出在本公开的测试例1至3中测量的实施方式1的电池模块B的AC内阻(AC-IR)的表。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施方式。在描述之前，应当理解，说明书和所附权利要求中使用的术语不应被解释为限于一般和字典含义，而是基于允许发明人为了最佳解释而适当地定义术语的原理，基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。
因此，在此提出的描述仅仅是用于说明目的的优选示例，并不旨在限制本公开的范围，因此应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其进行其他等效和修改。
图1是示意性地示出根据本公开的实施方式的电池组的立体图。图2是示意性地示出根据本公开的实施方式的电池组的电池模块的部件的分解立体图。此外，图3是示意性地示出根据本公开的实施方式的圆柱形电池单元的截面图。
参照图1至图3，本公开的电池模块200可包括多个圆柱形电池单元100、模块壳体210、汇流条220和绝缘片230。
这里，圆柱形电池单元100可包括电极组件110、电池罐112和帽组件113。
电极组件110可以具有这样的结构，其中正极板和负极板夹着隔膜缠绕。此外，正极接头114可以附接到正极板以连接到帽组件113，并且负极接头115可以附接到负极板以连接到电池罐112的底部。
电池罐112可具有形成于其中的空的空间以容纳电极组件110。具体地，电池罐112可以被配置成具有开放顶部的圆柱形或矩形形状。此外，电池罐112可由诸如钢或铝的金属材料制成以确保刚性。此外，负极接头可连接到电池罐112的底部，使得不仅电池罐112的下部而且电池罐112本身可用作负极端子。
帽组件113可以连接到电池罐112的顶部开口部分以密封电池罐112的开口端。根据电池罐112的形状，帽组件113可以具有圆形形状或矩形形状，并且可以包括诸如顶帽C1、排气单元C2和垫圈C3的子部件。
这里，顶帽C1位于帽组件113的顶部，并且可以构造成向上突出。特别地，在圆柱形电池单元100中，顶帽C1可以用作正极端子。因此，顶帽C1可通过外部装置(例如，汇流条220)电连接到另一圆柱形电池单元100、负载或充电装置。顶帽C1例如可以由诸如钢或铝的金属材料制成。
排气单元C2可以被配置成当圆柱形电池单元100的内部压力(即，电池罐112内部的压力)由于其中产生的气体而增加超过预定水平时使排气单元C2的形状变形。例如，电池罐112的内部气体可以通过排气单元C2喷射以打开顶帽C1。即，排气单元C2可以打开正极端子111a或负极端子111b。例如，圆柱形电池单元100可以被配置成当内部压力增加超过预定水平时，通过借助于排气单元C2打开正极端子和负极端子中的一个来排放内部气体。
同时，帽组件113还可以包括电流中断装置C4。电流中断装置C4也被称为CID。如果当电池的内部压力由于气体产生而增加时排气单元C2的形状反转，则排气单元C2与电流中断装置C4之间的接触可能被切断，或者电流中断装置C4可能被损坏以切断排气单元C2与电极组件110之间的电连接。
在提交本申请时，圆柱形电池单元100的构造是本领域技术人员公知的，因此将不在本说明书中详细描述。此外，尽管图3中示出了圆柱形电池单元100的示例，但是根据本公开的电池模块200不限于特定类型的圆柱形电池单元。即，在提交本申请时已知的各种类型的电池单元可用于根据本公开的电池模块中。即，图3的圆柱形电池单元100不必限于圆柱形形状，并且矩形电池单元也可应用于根据本公开的电池模块200。
再次参照图2，多个圆柱形电池单元100可以沿左右方向(X轴方向)和上下方向(Z轴方向)布置。例如，如图2所示，多个圆柱形电池单元100可以被配置成沿上下方向和左右方向布置。此外，多个圆柱形电池单元100可以被布置为使得圆柱形电池罐112(图3)的管状部分彼此面对。
具体地，在根据本公开的电池模块200中，多个圆柱形电池单元100可以被配置为在水平方向上铺放。这里，水平方向是指平行于地面的方向。即，如图2所示，112个圆柱形电池单元100可以被配置为分别在前后方向(Y轴方向)上伸长。在这种情况下，在整个圆柱形电池单元100中，当从图1的F方向观察时，正极端子111a和负极端子111b可分别位于前端和后端。
同时，在本说明书中使用的表示诸如前、后、左、右、上和下方向之类的方向的术语可以根据观察者的位置或物体的形状而变化。然而，在本说明书中，为了便于描述，将基于在F方向上观察时可区分地使用诸如前、后、左、右、上和下方向之类的方向。
参照图2，模块壳体210可包括用于容纳多个圆柱形电池单元100的容纳部212h和外壁211。
此外，在模块壳体210的容纳部212h中，可以以在水平方向(Y轴方向)上铺放的形式容纳至少两个圆柱形电池单元100。堆叠方向基本上不限于一个方向，并且还可以是取决于圆柱形电池单元100被铺放的方向的上下方向(Z轴方向)。
此外，外壁211可以形成为围绕其中插入并容纳多个圆柱形电池单元100的内部空间。另外，当在图1的F方向上观察时，模块壳体210可以包括前壁、后壁、上壁、下壁、左壁和右壁，它们设置在前、后、上、下、左和右方向上以形成内部空间。
此外，模块壳体210可以包括第一壳体217和第二壳体219。第一壳体217可以构造为使得第二壳体219在Y轴方向上堆叠在其后部。例如，如图2所示，当沿Y轴方向观察时，电池模块200可包括第一壳体217和位于第一壳体217后部的第二壳体219。在第一壳体217和第二壳体219中的每一者的容纳部212h中可以具有多个中空结构H1，圆柱形电池单元100的前部和后部分别插入该中空结构中。
图4是示意性地示出根据本公开的实施方式的电池模块200的前视图。图5是示意性地示出根据本公开的实施方式的电池模块200的仅一些部件的前视图。图6是示意性地示出根据本公开的实施方式的电池模块200的后视图。图7是示意性地示出根据本公开的实施方式的电池模块200的仅一些部件的后视图。此外，图8是示出图7的部分A的局部放大图。在图5中，为了便于描述，将绝缘片230从图4的电池模块200移除。此外，在图7中，为了便于描述，将绝缘片230从图6的电池模块200移除。
首先，参见图4至图8，汇流条220可以将多个圆柱形电池单元100彼此电连接，并且例如可以将所有圆柱形电池单元100彼此电连接或将一些圆柱形电池单元100彼此电连接。为此，汇流条220的至少一部分可以由导电性材料制成。例如，汇流条220可以由诸如铜、铝和镍的金属材料制成。此外，汇流条220可以具有其中由不同主要材料制成的两个金属板220a、220b彼此结合的结构。例如，汇流条220可以包括具有预定厚度的第一金属板220a和结合到第一金属板220a的主体部分222的一部分的第二金属板220b。第二金属板220b可以具有比第一金属板220a相对更小的厚度。
此外，第二金属板220b可以具有导电率比第一金属板220a低的金属。例如，第一金属板220a可以是由作为主要材料的铜制成的板。第二金属板220b可以是由镍作为主要材料制成的板。
此外，汇流条220可以包括主体部分222和连接部分224。具体地，汇流条220的主体部分222可以构造为板状。此外，汇流条220可以构造为金属板的形式以确保刚性和导电性。具体地，主体部分222可以被配置成沿着多个圆柱形电池单元100的电极端子111在上下方向(图中的Z轴方向)上直立。
此外，连接孔K1可以形成在主体部分222中。连接孔K1可以是在对应于圆柱形电池单元100的电极端子111的位置处穿孔的孔。
此外，连接部分224可以具有从连接孔K1延伸并突出的形状，以连接到圆柱形电池单元100的电极端子111。连接部分224可以熔化并通过焊接结合到电极端子111。
即，在本公开中，如果多个圆柱形电池单元100在前后方向(图中的Y轴方向)上被铺放并伸长并且在左右方向(图中的X轴方向)和上下方向(图中的Z轴方向)上排列，则多个圆柱形电池单元100的电极端子111可以布置在前后方向上。在这种情况下，主体部分222可以根据多个圆柱形电池单元100的电极端子111的排列方向以板状沿左右方向和上下方向平坦地延伸。此外，主体部分222可构造成基于地面直立。
此外，用于感测电压或向外部传输电力的外部端子223(图2)可以设置在汇流条220的主体部分222的左侧和右侧。
此外，汇流条220可以接触相同极性的多个圆柱形电池单元100并且将它们并联电连接。另选地，汇流条220可接触一些圆柱形电池单元100的电极端子111，并将它们并联和串联电连接。
再次参见图3和图8，连接到正极端子111a和负极端子111b中不通过圆柱形电池单元100的排气单元C2打开的任一者的连接部分224可以包括熔丝单元226。熔丝单元226可以被配置成当超过预定水平的电流从圆柱形电池单元100流动时断开。也就是说，如果超过预定水平的电流流动，则熔丝单元226可能由于电阻热而部分熔化并损失。利用该原理，熔丝单元226可以电断开。
此外，熔丝单元226可以具有在水平方向上弯曲至少一次的结构B1。例如，如图8所示，任何一个熔丝单元226可以具有结构B1，其中熔丝单元226从主体部分222的端部沿向左方向突出，并且延伸端再次向上弯曲。
因此，根据本公开的这种配置，在连接至正极端子111a的连接部分224和连接至负极端子111b的连接部分224中，与正极端子111a或负极端子111b接触的不通过排气单元C2打开的连接部分224包括熔丝单元226，熔丝单元226被配置为当超过预定水平的电流从圆柱形电池单元100流动时断开。因此，当高电流流过特定的圆柱形电池单元100时，由于在电池模块200内的多个圆柱形电池单元100之间发生短路，所以特定的圆柱形电池单元100和汇流条220可通过熔丝单元226电断开。即，通过熔丝单元226，可以防止电池模块200的着火或失控现象。因此，可以提高电池模块200的安全性。
此外，由于熔丝单元226被设置为与不通过排气单元C2打开的正极端子111a或负极端子111b接触的连接部分224，不通过排气单元C2打开的电极端子111(例如，负极端子)比通过排气单元C2打开的电极端子111更靠近电极组件，从而更有效地接收圆柱形电池单元100内部的热。因此，存在通过接收圆柱形电池单元100的内部热量可以更快和更容易地断开熔丝单元226的优点。
此外，由于熔丝单元226具有在水平方向上弯曲至少一次的结构B1，因此容易在相同空间中确保更长的电流路径。换言之，如果熔丝单元226具有沿直线延伸的形状，则必须形成较大的连接孔，因此当一个汇流条220与更多的圆柱形电池单元100电连接时，可能存在空间限制。因此，在本公开中，通过极大地减小由汇流条220的熔丝单元226占据的空间，容易实现紧凑的电池模块200。
例如，如图8所示，熔丝单元226可仅形成在第二金属板220b处。此外，熔丝单元226可以被配置为连接主体部分222以及连接到负极端子111b的连接部分224。
此外，可以在汇流条220的外表面上设置具有电绝缘性的绝缘片230。绝缘片230可以被定位成覆盖汇流条220的外侧。例如，如图2所示，两个绝缘片230可以分别设置到位于前侧的汇流条220的前表面和位于后侧的汇流条220的后表面。
再次参照图2、图4和图6，绝缘片230可以具有暴露孔232，汇流条220的至少一部分通过该暴露孔暴露于外部。例如，暴露孔232可以成形为沿左右方向延伸，使得粘合剂240可以施加到汇流条220的一部分。然而，暴露孔232的形状不一定限于此，并且暴露孔232的形状可以根据粘合剂240需要施加到汇流条220的部分的形状进行各种修改。
再次参照图2和图4至图7，电池模块200可以进一步包括粘合剂240。粘合剂240可以具有电绝缘性。粘合剂240可以是胶水或热熔树脂。例如，粘合剂240可以包括聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂和丙烯酸树脂中的至少一种。更具体地，粘合剂240可以是环氧基粘合剂(3M，Scotch Weld DP460NS)。另选地，粘合剂240可具有热熔树脂(LG CHEM，LGCEB03_T3或Everwide JC801)。
4此外，粘合剂240可以施加到汇流条220的通过绝缘片230的暴露孔232暴露于外部的至少一部分。例如，如图5所示，粘合剂240通过绝缘片230的暴露孔232附着到位于基于多个圆柱形电池单元100的前侧的八个汇流条220中的每一汇流条的一部分(前侧)。此外，粘合剂240可以通过绝缘片230的暴露孔232施加到位于基于多个圆柱形电池单元100的后侧的八个汇流条220中的每一汇流条的一部分(后侧)。
因此，根据本公开的这种配置，具有电绝缘性的绝缘片230被定位成覆盖汇流条220的外侧并且具有形成为将汇流条220的至少一部分暴露到外部的暴露孔232，并且具有电绝缘性的粘合剂240也被施加到汇流条220的通过绝缘片230的暴露孔232暴露到外部的至少一部分，因此可以防止具有弱机械刚度的汇流条220的该部分被损坏。因此，即使在具有外部冲击或频繁振动的环境中，本公开的电池模块200也可显著地减少诸如汇流条220损坏或电连接断开的事故发生，从而极大地提高电池模块200的耐久性。
再次参照图4至图8，绝缘片230的暴露孔232可以定位成使得熔丝单元226暴露于外部。例如，如图4所示，具有多个暴露孔232的绝缘片230可位于电池模块200的前侧。绝缘片230可以被配置成与汇流条220紧密接触。例如，可以在汇流条220的面对绝缘片230的一个表面上涂覆粘合剂(未示出)。粘合剂可以被配置成将绝缘片230附接到汇流条220的外表面。
此外，绝缘片230的暴露孔232可以成形为沿汇流条220的熔丝单元226在左右方向上延伸。暴露孔232可具有汇流条220的熔丝单元226可通过其暴露于外部的宽度。
此外，如图6和图8所示，可以将通过绝缘片230的暴露孔232添加的粘合剂240施加到形成在汇流条220处的熔丝单元226，然后固化。
例如，如图6所示，具有多个暴露孔232的绝缘片230可位于电池模块200的后侧。绝缘片230可以被配置成与汇流条220紧密接触。
因此，根据本公开的这种配置，由于绝缘片230的暴露孔232被定位成使得熔丝单元226暴露于外部，所以粘合剂240可被适当地施加到熔丝单元226。此外，汇流条220可以通过绝缘片230与外部物体电绝缘。同时，在本公开中，由于粘合剂240可以通过暴露孔232仅施加到汇流条220的需要机械刚度的熔丝单元226，所以可以防止熔丝单元226由于振动或外部冲击而损坏。因此可以有效地提高电池模块200的耐久性。
图9是示出图7的部分B的局部放大图。
参照图9以及图4、图6、图7和图8，可以在绝缘片230中形成施加孔234，从而通过其添加粘合剂240。施加孔234可以具有开口形状，通过该开口形状，模块壳体210的外表面和汇流条220的主体部分222的一部分暴露到外部，使得汇流条220的主体部分222的一部分结合到模块壳体210。
例如，如图6和图9所示，可以在绝缘片230中形成多个施加孔234。施加孔234可以打开以将汇流条220的第一金属板220a的一部分和模块壳体210的止挡件P1的外表面暴露到外部。
例如，如图9所示，本发明的粘合剂240可以通过施加孔234添加到汇流条220的第一金属板220a的一部分和模块壳体210的止挡件P1的外表面，然后固化。
因此，根据本公开中的这种构造，由于绝缘片230具有施加孔234，通过该施加孔234添加粘合剂240以将汇流条220的主体部分222的一部分结合到模块壳体210，汇流条220的主体部分222可以固定到模块壳体210的一部分。因此，可以防止汇流条220的主体部分222的振动或摇动，从而有效地减少对连接到主体部分222的熔丝单元226的损坏。
也就是说，由于熔丝单元226容易在连接部分处与主体部分222断开，所以如果熔丝单元226被固定并且主体部分222也通过粘合剂240固定到模块壳体210，则可以限制汇流条220的主体部分222和熔丝单元226的振动或移动。因此，在本发明中，可以更有效地防止熔丝单元226被损坏。
图10是示意性地示出图6的电池模块的沿线C-C'截取的部分截面图。
参照图10以及图6和图8，粘合剂240的一部分240b可以以插置在绝缘片230和汇流条220的主体部分222之间的形式固化。粘合剂240的介于绝缘片230和汇流条220的主体部分222之间的部分240b可用于限制粘合剂240固化后的移动或摇动。此外，插入部分240b可以将绝缘片230和汇流条220彼此限制，从而防止绝缘片230与汇流条220分离。
即，粘合剂240可以通过绝缘片230的暴露孔232和连接孔注入并施加到连接汇流条220的连接部分224和主体部分222的熔丝单元226，并且一些粘合剂240可以以插置在绝缘片230和汇流条220的主体部分222之间的形式固化。
因此，根据本公开的这种配置，由于粘合剂240的一部分以插置在绝缘片230和汇流条220的主体部分222之间的形式固化，所以即使在粘合剂240固化之后也可以防止粘合剂240的移动或振动，从而通过粘合剂240更稳定地固定熔丝单元226。因此，可以有效地提高本公开的电池模块200的耐久性。
图11是示意性地示出根据本公开的另一实施方式的电池模块沿电池模块的前后方向切开的部分截面图。
参照图11以及图6和图8，与图10的绝缘片230相比，图11的绝缘片230A的不同之处在于还提供了引导部236。除了绝缘片230A之外，使用相同的部件。
绝缘片230A可以具有引导部236，该引导部236构造成防止添加到暴露孔232的粘合剂240围绕暴露孔232损失。引导部236可以具有从暴露孔232向内突出的结构。
具体地，引导部236可以具有从形成在绝缘片230A中的暴露孔232的边缘的至少一部分朝向圆柱形电池单元100突出的结构。例如，引导部236可以成形为从形成在绝缘片230A中的暴露孔232的边缘的上部和下部以及左部和右部朝向圆柱形电池单元100突出。
因此，根据本公开的这种构造，由于绝缘片230A具有从暴露孔232向内突出的引导部236，所以可以防止添加到暴露孔232的粘合剂240围绕暴露孔232损失。因此，粘合剂240可以被密集地填充而在具有弱机械刚度的汇流条220的部分中没有空的空间。因此，在本公开中，可以可靠地防止汇流条220由于外部冲击或振动而损坏或断开。
图12是示意性地示出根据本公开的又一实施方式的电池模块沿电池模块的前后方向切开的部分截面图。
参照图12以及图6和图8，图12的绝缘片230B的引导部236B与图11的绝缘片230A的引导部236相比，不同之处在于形成有部分弯曲的弯曲结构236b。除了引导部236B之外，使用相同的部件。
具体地，引导部236B可以具有通过部分地弯曲引导部236B以覆盖圆柱形电池单元100的外侧而形成的弯曲结构236b。粘合剂240的部分240c可以具有对应于引导部236B的弯曲结构236b的形状。例如，粘合剂240的部分240c可以具有基于横截面的阶梯状结构。粘合剂240的阶梯状结构可以起到防止粘合剂240通过绝缘片230B的暴露孔232分离到外部的作用。此外，粘合剂240的阶梯状结构可具有围绕圆柱形电池单元100的顶部的一部分的形状，这可进一步增加粘合剂240与圆柱形电池单元100之间的联接力。
因此，根据本公开的这种构造，由于引导部236B具有部分地弯曲以覆盖圆柱形电池单元100的外侧的弯曲结构236b，所以粘合剂240可在圆柱形电池单元100上更完全地保持其联接状态。也就是说，绝缘片230B的弯曲结构236b可以形成粘合剂240的阶梯状结构，并且粘合剂240的阶梯状结构可以增加将粘合剂240固定到圆柱形电池单元100的顶部的固定力。因此，可以进一步提高电池模块200的耐久性。
图13是示意性地示出根据本公开的又一实施方式的电池模块沿电池模块的前后方向切开的部分截面图。
参照图13以及图6和图8，与图10的绝缘片230相比，图13的绝缘片230C的不同之处在于还提供了漏斗部238。除了绝缘片230C之外，使用相同的部件。
具体地，绝缘片230C的漏斗部238可以构造成防止添加到暴露孔232的粘合剂240围绕暴露孔232损失。例如，如图13所示，漏斗部238可以成形为从暴露孔232向外突出。这里，向外方向可以是用于将粘合剂240添加到暴露孔232的喷嘴(未示出)所在的方向。可以使用本领域中目前用于注射粘合剂240的任何类型的喷嘴，并且也可以应用任何涂覆装置只要其设置有喷嘴。
另外，漏斗部238可以成形为基于暴露孔232在上下方向或左右方向上向外加宽。漏斗部238可以成形为沿着绝缘片230C的暴露孔232的边缘延伸。
因此，根据本公开的这种构造，由于绝缘片230C具有从暴露孔232向外突出的漏斗部238，所以可以防止添加到暴露孔232的粘合剂240围绕暴露孔232损失。因此，可以防止当粘合剂240没有从暴露孔232添加到预定位置而是损失时涂覆量降低。因此，可以有效地降低电池模块200的缺陷率。
同时，根据本公开的实施方式的电池组300可以包括如上所述的至少一个电池模块200。此外，电池组300还可包括用于控制电池模块200的充电和放电的各种装置(未示出)，例如电池管理系统(BMS)380(图2)、电流传感器和熔丝。
此外，再次参照图1和图2，电池组300可以包括电池组外壳310。具体地，电池组外壳310可包括顶盖312、中间外壳314和底部支撑件316。具体地，当在F方向上观察时，中间外壳314联接到顶盖312的下部，并且底部支撑件316可以联接到中间外壳314的下部。更具体地，顶盖312可包括上壁和侧壁以覆盖容纳在电池组外壳310中的模块壳体210的上部。此外，中间外壳314可以具有带有开口的上部和下部的矩形管形状。此外，底部支撑件316具有带有敞开顶部的箱形，并可包括侧壁和下壁。
同时，根据本公开的实施方式的电池组300可以包括在诸如电动车辆或混合电动车辆的车辆(未示出)中。即，根据本公开的实施方式的车辆可包括安装在车身中的根据上述本公开的实施方式的至少一个电池组300。
在下文中，为了具体描述本公开，将更详细地描述实施方案和测试例，但是本公开不受这些实施方案和测试例的限制。根据本公开的实施方式可以以各种不同形式修改，并且本公开的范围不应被解释为限于下面描述的实施方式。提供本公开的实施方式是为了向具有本领域的普通技术人员更完整地解释本公开。
<实施方式1>
根据本公开的实施方式的电池模块A被制备成包括112个圆柱形电池单元、能够容纳圆柱形电池单元的模块壳体、被配置成电连接112个圆柱形电池单元的汇流条以及被配置成覆盖汇流条的两个绝缘片。环氧基粘合剂(3M，Scotch Weld DP460NS)通过形成在绝缘片中的暴露孔施加在汇流条的熔丝单元周围。此时，粘合剂的基础粘度为150000cps至275000cps，加速剂粘度为8000cps至14000cps，作业时间为1小时或更短。对于每个施用部位，以4mm的宽度和2mm的厚度施用粘合剂，并且施用量为约10g/绝缘片。如图14和图15的图所示制备电池模块A。
<实施方式2>
以与实施方式1相同的方式制造电池模块B。
<测试例1：Z轴方向振动试验>
首先，将分别包括在实施方式1和2的电池模块A和电池模块B中的112个圆柱形电池单元分成14组。使用HIOKI测试仪测量每个组的AC内阻(AC-IR)和DC电压。测得的AC内部电阻值分别在图16的表格和图17的表格中示出。此外，实施方式1和2的电池模块A和电池模块B的所有14组被测量为在4.8mΩ至5.7mΩ和3.50V至3.60V的正常范围内。
之后，对电池模块A及电池模块B分别进行Z轴方向(上下方向)的振动试验。振动时间为3小时，振动试验以7Hz至200Hz进行12个循环。
在Z轴方向的振动测试完成之后，测量电池模块A和电池模块B的14组的AC内阻(AC-IR)。测得的AC内部电阻值分别在图16的表格和图17的表格中示出。作为测试的结果，实施方式1和2的电池模块A和电池模块B的所有14组被测量为在4.8mΩ至5.8mΩ和3.50V至3.60V的正常范围内。
<测试例2：Y轴方向振动试验>
在进行测试例1之后，对实施方式1和2的各电池模块进行Y轴方向(左右方向)的振动试验。振动时间为3小时，振动试验以7Hz至200Hz进行12个循环。
在Y轴方向的振动测试完成之后，测量14组电池模块的AC内阻(AC-IR)。测量值分别在图16的表格和图17的表格中示出。实施方式1和2的电池模块的所有14组被测量为在4.8mΩ至5.8mΩ和3.50V至3.60V的正常范围内。
<测试例3：X轴方向振动试验>
在进行测试例2之后，对实施方式1和2的各电池模块进行X轴方向(左右方向)的振动试验。振动时间为3小时，振动试验以7Hz至200Hz进行12个循环。
在X轴方向的振动测试完成之后，测量14组电池模块的AC内阻(AC-IR)。测量值分别在图16的表格和图17的表格中示出。实施方式1和2的电池模块的所有14组被测量为在4.8mΩ至5.8mΩ和3.50V至3.60V的正常范围内。
总之，作为测试例1至3的结果，根据本公开的实施方式的电池模块可以通过使用具有暴露孔的绝缘片施加粘合剂来补充汇流条的机械刚度，具有弱机械刚度的汇流条的一部分通过该暴露孔暴露，因此即使在诸如Z轴、X轴和Y轴方向的各种方向的振动环境中，也可以防止具有弱机械刚度的汇流条的该部分被损坏。因此，即使在具有外部冲击或频繁振动的环境中，本公开的电池模块也可显著地减少诸如汇流条损坏或电连接断开的事故的发生，从而极大地提高电池模块的耐久性。
同时，尽管在说明书中使用了表示方向的术语，例如上、下、左、右、前、后方向，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，为了便于说明，这些仅表示相对位置，并且可以根据观察者或物体的位置而变化。
已经详细描述了本发明。然而，应当理解的是，尽管指出了本公开的优选实施方式，但详细描述和具体示例仅作为说明给出，因为根据该详细描述，本公开范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员将变得显而易见。
附图标记
100：圆柱形电池单元 200：电池模块
111、111a、111b：电极端子、正极端子、负极端子
210：模块壳体
212h：容纳部 211：外壁
H1：中空结构
230：绝缘片 232：暴露孔
234：应用孔 236：引导部
236b：弯曲结构 238：漏斗部
240：粘合剂
220：汇流条
222：主体部分 224：连接部分
226：熔丝单元
310：电池组外壳 312：顶盖
314：中间外壳 313：底部支撑件

Claims (10)

1.一种电池模块，所述电池模块包括：
分别具有电极端子的多个圆柱形电池单元；
模块壳体，所述模块壳体具有用于容纳所述多个圆柱形电池单元的容纳部；
汇流条，所述汇流条包括具有导电性并且被配置成板形的主体部分以及被配置成接触所述电极端子以将所述多个圆柱形电池单元彼此电连接的连接部分；
绝缘片，所述绝缘片具有电绝缘性并且被定位成覆盖所述汇流条的外侧，所述绝缘片具有暴露孔，所述汇流条的至少一部分通过所述暴露孔暴露到外部；以及
粘合剂，所述粘合剂具有电绝缘性并且被施加到所述汇流条的通过所述绝缘片的所述暴露孔暴露于外部的所述至少一部分。
2.根据权利要求1所述的电池模块，
其中，所述汇流条包括熔丝单元，所述熔丝单元被配置为将所述连接部分和所述主体部分彼此连接，所述熔丝单元被配置为当超过预定水平的电流从所述圆柱形电池单元流动时断开，并且
所述绝缘片的暴露孔定位成将所述熔丝单元暴露于外部。
3.根据权利要求2所述的电池模块，
其中，所述圆柱形电池单元包括分别形成在其一端和另一端处的负极端子和正极端子，所述圆柱形电池单元具有排气单元，所述排气单元被配置成当内部压力增加超过预定水平时通过打开所述正极端子和所述负极端子中的任一者来排放内部气体，并且
所述汇流条的所述熔丝单元形成为仅连接到与通过所述排气单元打开的正极端子或负极端子连接的连接部分。
4.根据权利要求1所述的电池模块，
其中，所述绝缘片具有施加孔，通过所述施加孔添加所述粘合剂以将所述汇流条的所述主体部分的一部分结合到所述模块壳体。
5.根据权利要求1所述的电池模块，
其中，所述粘合剂的一部分以插置在所述绝缘片与所述汇流条的所述主体部分之间的形式固化。
6.根据权利要求1所述的电池模块，
其中，所述绝缘片具有从所述暴露孔向内突出的引导部，以防止添加到所述暴露孔的粘合剂在所述暴露孔周围损失。
7.根据权利要求6所述的电池模块，
其中，所述引导部具有通过弯曲所述引导部的一部分以覆盖所述圆柱形电池单元的外侧而形成的弯曲结构。
8.根据权利要求1所述的电池模块，
其中，所述绝缘片具有从所述暴露孔向外突出的漏斗部，以防止添加到所述暴露孔的粘合剂在所述暴露孔周围损失。
9.一种电池组，所述电池组包括至少一个根据权利要求1至8中的任一项所述的电池模块。
10.一种车辆，所述车辆包括至少一个根据权利要求9所述的电池组。
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