CN114388953A - 电池模块和包括电池模块的电池组 - Google Patents

电池模块和包括电池模块的电池组 Download PDF

Info

Publication number
CN114388953A
CN114388953A CN202111004601.6A CN202111004601A CN114388953A CN 114388953 A CN114388953 A CN 114388953A CN 202111004601 A CN202111004601 A CN 202111004601A CN 114388953 A CN114388953 A CN 114388953A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pair
battery
battery module
end plates
stacked structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111004601.6A
Other languages
English (en)
Inventor
金台爀
金尹镐
孙仁国
李宗昱
郑然万
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hyundai Motor Co
Kia Corp
Original Assignee
Hyundai Motor Co
Kia Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyundai Motor Co, Kia Corp filed Critical Hyundai Motor Co
Publication of CN114388953A publication Critical patent/CN114388953A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0481—Compression means other than compression means for stacks of electrodes and separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/211—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/258—Modular batteries; Casings provided with means for assembling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/507—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising an arrangement of two or more busbars within a container structure, e.g. busbar modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/519—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising printed circuit boards [PCB]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/20—Pressure-sensitive devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

本发明公开一种电池模块及包括电池模块的电池组。一种电池模块包括：多个电池单元，在第一方向上彼此堆叠以形成堆叠构造物；一对端板，分别与堆叠构造物的第一方向上的第一端和第二端面接触；一对汇流条组件，分别设置在堆叠构造物的第二方向上的第一端和第二端，并结合电池单元的电极；第一盖，在第三方向上覆盖堆叠构造物的表面；第一夹具，横跨第一盖的外表面并且其第一端和第二端分别结合到一对端板；以及第二夹具，横跨堆叠构造物的与设置有第一盖的表面相对的表面并且其第一端和第二端分别结合到一对端板。

Description

电池模块和包括电池模块的电池组
技术领域
本公开涉及一种电池模块和包括电池模块的电池组。
背景技术
背景技术中的内容仅提供与本公开相关的背景信息，并可以不构成现有技术。
近年来，随着二氧化碳减排的全球趋势，对通过利用存储在储能装置(例如，电池)中的电能驱动马达来产生行驶动力的电动汽车的需求不断增加，而不是具有通过燃烧化石燃料产生行驶动力的内燃机的传统汽车。
电动汽车的性能很大程度上取决于用于存储电能以提供给驱动马达的储能装置(例如电池)的容量和性能。
用于存储电能以提供给马达以产生车辆行驶动力的车辆电池不仅需要具有优良的电气特性(例如，优良的充放电性能和长使用寿命)，而且还需要具有良好的机械性能(例如，针对诸如高温和剧烈振动的恶劣车辆行驶环境的鲁棒性)。
另外，就车辆制造商而言，将电池硬件配置成具有标准化尺寸或容量的模块的形式使得其可以一致地应用于各种车辆是有利的。
以上对背景技术的描述仅用于帮助理解本公开的背景技术，本领域技术人员不应将其视为与已知的现有技术相对应。
发明内容
本公开提供一种具有标准化的尺寸和容量从而能够一致地应用于各种车辆的电池模块以及包括电池模块的电池组。
在一种形式中，本公开提供一种电池模块，包括：多个电池单元，在第一方向上彼此堆叠以形成堆叠构造物；一对端板，分别与堆叠构造物第一方向上的第一端和第二端面接触；一对汇流条组件，分别设置在堆叠构造物与第一方向垂直的第二方向上的第一端和第二端，并结合分别位于堆叠构造物第二方向上的第一端和第二端的多个电池单元的电极；第一盖，在与第一方向和第二方向垂直的第三方向上覆盖堆叠构造物的表面；第一夹具，横跨第一盖的外表面并且其第一端和第二端分别结合到一对端板；以及第二夹具，横跨堆叠构造物的与设置有第一盖的表面相对的表面并且第一端和第二端分别结合到一对端板。
在本公开的一种形式中，电池模块可以进一步包括第二盖和第三盖，第二盖和第三盖在第二方向上分别覆盖一对汇流条组件。
在本公开的一种形式中，堆叠构造物可以包括多个电池单元组件，电池单元组件包括堆叠的一对电池单元和设置在一对电池单元之间的表面压力垫，并且电池单元组件可以在第一方向上堆叠。
在本公开的一种形式中，电池单元组件的电池单元可以被堆叠成使得具有相同极性的电极彼此相邻设置。
在本公开的一种形式中，堆叠构造物的电池单元组件可以被堆叠成使得具有不同极性的电极彼此相邻设置。
在本公开的一种形式中，电池单元组件之间可以夹有热熔胶而堆叠。
在本公开的一种形式中，一对端板的每一个端板可以包括：内板，由绝缘材料制成并与堆叠构造物面接触；以及外板，覆盖内板并且刚性大于内板的刚性。
在本公开的一种形式中，外板可以被形成为在与第一盖相邻的端部处与堆叠构造物隔开预定距离以形成用于插入温度传感器的插入空间。
在本公开的一种形式中，汇流条组件可以包括具有多个狭缝的汇流条，并且电池单元的电极可以通过穿过多个狭缝的区域弯曲而结合到汇流条。
在本公开的一种形式中，汇流条组件可以包括检测电池单元的电压的电路。
在本公开的一种形式中，第一夹具可以附接到第一盖，并且第一夹具的两端可以弯曲以面向一对端板并结合到端板的外表面。
在本公开的一种形式中，第二夹具的两端可以弯曲以面向一对端板并结合到端板的外表面。
在另一形式中，本公开提供一种电池组，包括：电池模块，包括多个电池单元，在第一方向上彼此堆叠以形成堆叠构造物；一对端板，分别与堆叠构造物的第一方向上的第一端和第二端面接触；一对汇流条组件，设置在堆叠构造物的与第一方向垂直的第二方向上的第一端和第二端，并结合分别位于堆叠构造物的第二方向上的第一端和第二端的电池单元的电极；第一盖，在与第一方向和第二方向垂直的第三方向上覆盖堆叠构造物的表面；第一夹具，横跨第一盖的外表面并且其第一端和第二端分别结合到一对端板；以及第二夹具，横跨堆叠构造物的与设置有第一盖的表面相对的表面并且其第一端和第二端分别结合到一对端板；壳体，包括安置有电池模块的安置面；以及填隙物，设置在堆叠构造物和安置面之间，其中，堆叠构造物通过电池模块的与设置有第一盖的表面相对的表面暴露，并且电池模块被设置为使得暴露的堆叠构造物和安置面彼此面对。
在本公开的一种形式中，壳体在安置面下方进一步包括冷却通道，冷却水通过冷却通道流动。
根据电池模块和包括电池模块的电池组，在电池单元堆叠方向上将夹具焊接到电池模块的中心处的两侧端板，并且通过螺栓将端板固定在两端的盖上，从而可以确保足够的刚性。
另外，根据电池模块和包括电池模块的电池组，由于通过采用汇流条组件，可以通过一次弯曲工艺和一次焊接工艺实现堆叠的多个电池单元的电极之间的电连接，因此可以通过简化工艺并消除电池单元之间产生的差异来提高产品质量。
另外，根据电池模块和包括电池模块的电池组，由于构成电池组的电池单元以模块形式制造，因此即使电池组的规格根据车辆的种类而变化，也可以将标准化的电池单元应用于具有多种规格的电池组。因此，可以消除用于在电池组中设置电池单元的单独的设计过程，因此可以减少研发周期和研发成本。
另外，根据电池模块和包括电池模块的电池组，由于电池模块内的电池单元可以通过填隙物与电池组的壳体的安置面接触，而没有其他干扰因素，因此可以更有效地排出电池单元产生的热量。
可从本公开中获得的有益效果不限于上述那些，并且本公开所属领域的技术人员可以清楚地理解本文中未提及的其它有益效果。
进一步的应用领域将从本文提供的描述中变得明显。应当理解的是，描述和具体示例仅用于说明的目的，并不用于限制本公开的范围。
附图说明
为了更好地理解本公开，现在将以举例的方式并参照附图描述其各种形式，其中：
图1是从上部观察的根据本公开的一种形式的电池模块的立体图；
图2是从底部观察的图1所示的电池模块的立体图；
图3是图1所示的电池模块的分解立体图；
图4是示出根据本公开的一种形式的电池模块内的电池单元组件的结构的立体图；
图5是示出根据本公开的一种形式的电池模块内的电池单元堆叠构造物的结构的立体图；
图6是示出根据本公开的一种形式的端板和电池模块的堆叠构造物的位置关系的立体图；
图7是放大图6所示的端板的外表面和内表面的平面图；
图8是更详细地示出在图7所示的外板中形成的插入空间的局部剖视图；
图9是示出根据本公开的一种形式的汇流条组件和电池模块的堆叠构造物的位置关系的立体图；
图10是放大应用于根据本公开的一种形式的电池模块的汇流条组件的平面图；
图11是示出图10所示的汇流条组件的汇流条与堆叠构造物内的电池单元的电极的结合状态的平面图；
图12是示出根据本公开的一种形式的电池模块的堆叠构造物与盖、第一夹具、第二夹具的位置关系的立体图；
图13是示出图12所示的第一夹具的端部的视图；
图14是示出根据本公开的一种形式的电池模块的堆叠构造物与第二盖和第三盖的位置关系的立体图；
图15是详细示出根据本公开的一种形式的电池模块的第二盖和第三盖的组装结构的视图；以及
图16是示出安置有根据本公开的一种形式的电池模块的电池组的一部分的剖视图。
在此描述的附图仅用于说明目的，并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、应用或用途。应当理解的是，在整个附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。
在下文中，参照附图详细描述根据各种形式的电池模块和包括电池模块的电池组。
图1是从上部观察根据本公开的一种形式的电池模块的立体图，图2是从底部观察图1所示的电池模块的立体图，图3是图1所示的电池模块的分解立体图。
参照图1至图3，根据本公开的一种形式的电池模块10可以包括：多个电池单元110，在第一方向(x轴方向)上彼此堆叠；一对端板20，分别与多个电池单元110堆叠的构造物100的第一方向上的两端面接触；一对汇流条组件30，设置在电池单元110堆叠的构造物100的与第一方向垂直的第二方向(y轴方向)上的两端，并结合多个电池单元110的电极；第一盖40，在与第一方向和第二方向垂直的第三方向(z轴方向)上覆盖多个电池单元110堆叠的构造物100的表面；第一夹具51，在第一盖40的外侧横跨第一盖40并且两端分别结合到一对端板20；以及第二夹具52，横跨多个电池单元110堆叠的构造物100的与设置有第一盖40的表面相对的表面并且两端分别结合到两个端板20。
此外，根据本公开的一种形式的电池模块可以包括第二盖和第三盖60，其在每个汇流条组件30的外侧在第二方向上分别覆盖多个电池单元110堆叠的构造物100。
图4是示出根据本公开的一种形式的电池模块内的电池单元组件的结构的立体图，图5是示出根据本公开的一种形式的电池模块内的电池单元堆叠构造物的结构的立体图。
如图4所示，多个电池单元110堆叠的构造物可以包括电池单元组件11，该电池单元组件11通过将一个电池单元110、表面压力垫120和另一个电池单元110彼此堆叠而包括两个电池单元110和设置在两个电池单元110之间的表面压力垫120。即，如图5所示，堆叠构造物100可以通过堆叠如图4所示的多个电池单元组件11来制造。
在一个电池单元组件11中，电池单元110可以被设置成使得具有相同极性的电极(例如，正极111a或负极111b)彼此相邻。
表面压力垫120是用于在电池单元110膨胀时通过提供弹性来抑制模块结构变形的部件。
电池单元组件11之间夹有热熔胶H而彼此堆叠。热熔胶H是一种在加热时表现出粘合性的液态粘合剂，可以在将多个电池单元组件11彼此堆叠之前，以预定图案将热熔胶H涂覆到电池单元110的表面上，在电池单元组件11堆叠之后对齐堆叠的电池单元并一次性加热以实现所需的电池单元之间的位置关系。
在堆叠构造物中电池单元组件11可以被堆叠成使得具有不同极性的电极彼此相邻。这是为了在将在下面描述的汇流条组件30的汇流条与电池单元的电极连接时实现电池单元组件之间的电串联连接关系。即，电池单元组件11中的电池单元可以彼此形成电串联连接关系，并且电池单元组件11之间可以形成电串联连接关系。
在下文中，为了便于说明，电池单元110堆叠的方向被称为第一方向(x轴方向)，并且电池单元110的电极连接的与第一方向垂直的方向被称为第二方向(y轴方向)。此外，与第一方向和第二方向垂直的方向，即电池单元110的没有形成电极的侧面的连接方向被称为第三方向(z轴方向)。
图6是示出根据本公开的一种形式的端板和电池模块的堆叠构造物的位置关系的立体图。
如图6所示，一对端板20可以被设置成与第一方向即电池单元堆叠构造物100的堆叠方向上堆叠构造物100的两端处的表面即堆叠构造物100的电池单元110中位于最外面的电池单元的暴露表面面接触。
端板20是通过保持彼此之间的距离而在电池单元110膨胀时利用其刚性防止电池模块变形并保持堆叠的电池单元110之间的表面压力的部件。因此，端板20需要具有足够的刚性以在保持与电池单元110面接触的同时防止电池模块变形，并且可以设置用于均衡表面压力的附加部件。
图7是放大图6所示的端板的外表面和内表面的平面图。
如图7所示，每个端板20可以包括暴露于电池模块10外部的外板201和被外板201覆盖并与电池单元堆叠构造物100面接触的内板202。外板201可以由诸如铝的金属制成，以确保足够的刚性并可以减轻重量，而内板202可以由刚性小于外板201但在与堆叠构造物100的最外面的电池单元110面接触时确保电绝缘的诸如塑料的绝缘材料制成。
图8是更详细地示出在图7所示的外板中形成的插入空间的局部剖视图。
在本公开的一种形式中，可以应用各种金属成形技术在位于端板20的外板201的第二方向上的侧边形成与堆叠构造物100隔开预定距离的插入空间T，温度传感器80可以插入该插入空间T中。形成插入空间T的区域是由图1、图6和图7中的附图标记“A”指示的部分，并且图8是在第一方向上截取的对应于“A”的区域的剖视图。
可以通过将多个根据本公开的一种形式的多个电池模块10设置在为各种车辆设计的壳体内来实现一个电池组。为了管理电池组，了解内部温度非常重要，并且电池模块通常在制造时在电池模块内设置有温度传感器。根据本公开的一种形式的电池模块的特征在于，温度传感器不设置在模块本身内，在将多个电池模块设置在壳体内后提供可以安装温度传感器的空间T。
特别地，在根据本公开的一种形式的电池模块10中，由于在与设置有第一盖40的表面相对的表面上没有设置单独的覆盖构件，因此电池单元暴露，并且电池单元暴露的表面面向壳体底部。因此，用于插入温度传感器的插入空间T可以被形成为使得在外板201的与第一盖40相邻的端部处在外板201和电池单元堆叠构造物之间确保预定空间。
图9是示出根据本公开的一种形式的汇流条组件和电池模块的堆叠构造物的位置关系的立体图。
如图9所示，汇流条组件30可以在与电池单元堆叠构造物100的堆叠方向垂直的第二方向即在电池单元110的电极111a、111b连接的方向上，设置在堆叠构造物100的两端。
汇流条组件30是具有用于在堆叠构造物100中的电池单元110的电极111a、111b之间电连接的汇流条的部件。
图10是放大应用于根据本公开的一种形式的电池模块的汇流条组件的平面图，图11是示出图10所示的汇流条组件的汇流条与堆叠构造物中的电池单元的电极的结合状态的平面图。
如图10所示，汇流条组件30可以包括：框架31，由诸如塑料的绝缘材料制成；以及汇流条32，附接到框架31并具有电池单元110的电极111a、111b可插入的狭缝33。狭缝33之间的间隙可以对应于设置在堆叠构造物100中的电池单元110的电极111a、111b之间的间隙。框架31可以具有形成在应该彼此电绝缘的汇流条之间的分隔壁35。
汇流条组件30可以包括用于监测电池模块内的电池单元110的电压的电路34。电路34可以被实施为包括诸如PCB的电路板和封装在电路板上的电子元件。
如图11所示，当电池单元110的电极111a、111b插入在汇流条组件30的汇流条32处形成的狭缝33中时，可以通过将电池单元110的所有电极111a和111b一次性弯曲以与汇流条32接触后通过一次焊接来将汇流条32与电池单元110的电极111a、111b彼此结合。在图11中，附图标记“W”表示照射焊接能量以进行焊接的区域。
在传统电池模块的情况下，采用通过预先弯曲单体电池单元的电极并执行一次焊接后再次堆叠多个单体电池单元后执行二次焊接来实现电池单元堆叠构造物的电连接的方法。这种传统方法的缺点在于，不仅要执行多次弯曲和焊接，而且由于难以确保均匀性，因此在二次焊接时在焊接对象上形成台阶差。
然而，如图9所示，根据本公开的一种形式，可以应用汇流条组件30通过一次弯曲工艺和一次焊接工艺来电连接电池模块内的所有电池单元，从而可以简化工艺并提高产品质量。
图12是示出根据本公开的一种形式的电池模块的堆叠构造物与盖、第一夹具、第二夹具的位置关系的立体图。
如图12所示，第一盖40可以在电池单元堆叠构造物100的第三方向上设置在堆叠构造物100的一端。
在第一盖40的外侧沿第一方向延伸的杆状的第一夹具51可以横跨堆叠构造物100而设置，并且第一夹具51的两端可以分别结合到一对端板20。
在与设置有第一盖40的堆叠构造物100的第一表面相对的第二表面附近，沿第一方向延伸的杆状的第二夹具52可以横跨堆叠构造物100而设置，并且第二夹具52的两端可以分别结合到一对端板20。
第一夹具51可以通过热熔接等方式固定在第一盖40上，并且其两端分别结合到两个端板20上，从而即使当电池单元110膨胀时也能够保持两个端板20之间的距离。此外，第二夹具52邻近堆叠构造物100的暴露表面(图中的底部)隔开设置，从而与第一夹具51一样，即使当电池单元膨胀时也能够保持两个端板20之间的距离。
图13是示出图12所示的第一夹具的端部的视图。
如图13所示，第一夹具51的端部可以具有朝向端板20弯曲的钩状结构，并且弯曲的端部可以面向端板20的外表面。弯曲的端部焊接到与端板20的侧边相邻的外表面(W：焊接区域)，从而能够固定到端板20。图13所示的结合结构也可以应用于第二夹具52。
如上所述，第一夹具51结合到两个端板20中的每一个的侧边(图中的上侧边)并且第二夹具52分别结合到与第一夹具51结合的两个端板20的侧边相对的侧边(图中的下侧边)，从而在端板的第二方向的中心处保持两个端板之间的恒定距离。因此，端板的刚性可以作用在设置在端板内部的电池单元上。
图14是示出根据本公开的一种形式的电池模块的堆叠构造物与第二盖和第三盖的位置关系的立体图。
如图14所示，第二盖和第三盖60可以在与电池单元堆叠构造物100的堆叠方向垂直的第二方向即在电池单元110的电极111a、111b连接的方向上，分别设置在堆叠构造物100的两端。第二盖和第三盖60是设置在电池模块10的对称位置处的基本相同的部件，因此它们被赋予相同的附图标记。
通过安装第二盖和第三盖60，汇流条组件30被覆盖并且可以最终完成电池模块10。第二盖和第三盖60可以具有通孔，该通孔可以暴露汇流条组件30的部件中需要暴露在电池模块之外的部件(例如，需要暴露以用于与外部电连接的汇流条的一部分、用于提供通过检测电池单元电压获得的信息的连接器等)。
图15是详细示出根据本公开的一种形式的电池模块的第二盖和第三盖的组装结构的视图。
如图15所示，第二盖和第三盖60的侧表面可以与端板20接触。端板20与第二盖和第三盖60的侧表面可以通过螺栓21彼此连接。虽然未示出，但两个端板20可以通过螺栓21紧固，螺栓21紧固在设置在第二盖和第三盖60内部的长螺母的两端。
此外，在第一方向上突出的锁定突起61可以形成在第二盖和第三盖60的侧表面上，并且端板20的边缘被锁定到锁定突起61，由此第二盖和第三盖与端板可以形成相互的装配锁定。
图16是示出安装有根据本公开的一种形式的电池模块的电池组的一部分的剖视图。
如图16所示，根据本公开的一种形式的电池模块10可以安置在电池组的壳体910内。电池组的壳体910的底部可以是安置电池模块10的安置面。
如上所述，根据本公开的一种形式的电池模块10具有电池单元110在第三方向的一表面上没有设置单独的盖而暴露的结构。电池模块10可以安置在电池组中，使得电池单元110的暴露表面面向安置面。当电池模块被安置时，在电池组的壳体910的安置面与暴露的电池模块之间填充填隙物920，从而能够使电池模块10的电池单元110与壳体910的安置面彼此间接地接触。
填隙物920可以是热界面材料(Thermal Interface Material)，其可以将电池单元110中产生的热量传递到壳体910。通过填隙物920，电池单元110和壳体910的安置面(底部)之间在没有任何干扰的情况下彼此接触，因此可以更容易地释放电池单元110中产生的热量。
在电池组的壳体910的电池模块安置面下方的区域中形成冷却水可以流过的冷却通道C，因此可以进一步提高释放电池单元110中产生的热量的效果。
如上所述，在根据本公开的各种形式的电池模块和包括电池模块的电池组中，在电池单元堆叠方向上将夹具焊接到电池模块的中心处的两侧端板，并且通过螺栓将端板固定在两端的盖上，从而可以确保足够的刚性。
此外，在根据本公开的各种形式的电池模块和包括电池模块的电池组中，由于通过采用汇流条组件，可以通过一次弯曲工艺和一次焊接工艺实现堆叠的多个电池单元的电极之间的电连接，因此可以通过简化工艺并消除电池单元之间产生的差异来提高产品质量。
此外，在根据本公开的各种形式的电池模块和包括电池模块的电池组中，由于构成电池组的电池单元以模块形式制造，因此即使电池组的规格根据车辆的种类而变化，也可以将标准化的电池单元应用于具有多种规格的电池组。因此，可以消除用于在电池组中设置电池单元的单独的设计过程，因此可以减少研发周期和研发成本。
此外，在根据本公开的各种形式的电池模块和包括电池模块的电池组中，由于电池模块内的电池单元可以通过填隙物与电池组的壳体的安置面接触，而没有其他干扰因素，因此可以更有效地排出电池单元产生的热量。
尽管上面参考特定实施例描述了本公开，但是对于本领域技术人员显而易见的是，可以在权利要求书的范围内以各种方式改变和修改本公开。

Claims (20)

1.一种电池模块，包括：
多个电池单元，在第一方向上彼此堆叠以形成堆叠构造物；
一对端板，分别与所述堆叠构造物的所述第一方向上的第一端和第二端面接触；
一对汇流条组件，分别设置在所述堆叠构造物的与所述第一方向垂直的第二方向上的第一端和第二端，并结合分别位于所述堆叠构造物所述第二方向上的所述第一端和第二端的所述多个电池单元的电极；
第一盖，在与所述第一方向和所述第二方向垂直的第三方向上覆盖所述堆叠构造物的第一表面；
第一夹具，横跨所述第一盖的外表面并且其第一端和第二端分别结合到所述一对端板；以及
第二夹具，横跨所述堆叠构造物的与所述第一表面相对的第二表面并且其第一端和第二端分别结合到所述一对端板。
2.根据权利要求1所述的电池模块，进一步包括：
第二盖和第三盖，所述第二盖和第三盖在所述第二方向上分别覆盖所述一对汇流条组件。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述堆叠构造物包括在所述第一方向上堆叠的多个电池单元组件，所述多个电池单元组件的每个电池单元组件包括堆叠的一对电池单元和设置在所述一对电池单元之间的表面压力垫。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其中，
所述电池单元组件的所述一对电池单元被堆叠成使得具有相同极性的电极彼此相邻设置。
5.根据权利要求3所述的电池模块，其中，
所述堆叠构造物的所述多个电池单元组件被堆叠成使得具有不同极性的电极彼此相邻设置。
6.根据权利要求3所述的电池模块，其中，
所述多个电池单元组件之间夹有热熔胶而堆叠。
7.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述一对端板的每一个端板包括：
内板，由绝缘材料制成并与所述堆叠构造物面接触；以及
外板，覆盖所述内板并且刚性大于所述内板的刚性。
8.根据权利要求7所述的电池模块，其中，
所述外板被设置为在与所述第一盖相邻的端部处与所述堆叠构造物隔开预定距离以形成容纳温度传感器的插入空间。
9.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述一对汇流条组件的每一个汇流条组件包括具有多个狭缝的汇流条，并且
所述电极包括穿过所述多个狭缝并结合到所述汇流条的弯曲区域。
10.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述一对汇流条组件的每一个汇流条组件包括检测所述多个电池单元的电压的电路。
11.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述第一夹具附接到所述第一盖，并且
所述第一夹具的第一端和第二端弯曲以面向所述一对端板并结合到所述一对端板的外表面。
12.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述第二夹具的第一端和第二端弯曲以面向所述一对端板并结合到所述一对端板的外表面。
13.一种电池组，包括：
电池模块，包括：
多个电池单元，在第一方向上彼此堆叠以形成堆叠构造物，
一对端板，分别与所述堆叠构造物的所述第一方向上的第一端和第二端面接触，
一对汇流条组件，分别设置在所述堆叠构造物的与所述第一方向垂直的第二方向上的第一端和第二端，并结合分别位于所述堆叠构造物的所述第二方向上的所述第一端和第二端的所述多个电池单元的电极，
第一盖，在与所述第一方向和所述第二方向垂直的第三方向上覆盖所述堆叠构造物的第一表面，
第一夹具，横跨所述第一盖的外表面并且其第一端和第二端分别结合到所述一对端板，以及
第二夹具，横跨所述堆叠构造物的与所述第一表面相对的第二表面并且其第一端和第二端分别结合到所述一对端板；
壳体，包括安置有所述电池模块的安置面；以及
填隙物，设置在所述堆叠构造物和所述安置面之间，
其中，所述堆叠构造物通过所述电池模块的与设置有所述第一盖的表面相对的表面暴露，并且暴露的所述堆叠构造物和所述安置面彼此面对。
14.根据权利要求13所述的电池组，其中，
所述壳体在所述安置面下方进一步包括冷却通道，冷却水通过所述冷却通道流动。
15.根据权利要求13所述的电池组，其中，
所述电池模块进一步包括第二盖和第三盖，所述第二盖和所述第三盖在所述第二方向上分别覆盖所述一对汇流条组件。
16.根据权利要求13所述的电池组，其中，
所述一对端板的每一个端板包括：
内板，由绝缘材料制成并与所述堆叠构造物面接触；以及
外板，覆盖所述内板并且刚性大于所述内板的刚性。
17.根据权利要求16所述的电池组，其中，
所述外板被设置为在与所述第一盖相邻的端部处与所述堆叠构造物隔开预定距离以形成容纳温度传感器的插入空间。
18.根据权利要求13所述的电池组，其中，
所述一对汇流条组件的每一个汇流条组件包括具有多个狭缝的汇流条，并且
所述电极包括穿过所述多个狭缝并结合到所述汇流条的弯曲区域。
19.根据权利要求13所述的电池组，其中，
所述汇流条组件包括检测所述多个电池单元的电压的电路。
20.根据权利要求13所述的电池组，其中，
所述第一夹具附接到所述第一盖，
所述第一夹具的第一端和第二端弯曲以面向所述一对端板并结合到所述一对端板的外表面，并且
所述第二夹具的第一端和第二端弯曲以面向所述一对端板并结合到所述一对端板的外表面。
CN202111004601.6A 2020-10-20 2021-08-30 电池模块和包括电池模块的电池组 Pending CN114388953A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200136239A KR20220052184A (ko) 2020-10-20 2020-10-20 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR10-2020-0136239 2020-10-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114388953A true CN114388953A (zh) 2022-04-22

Family

ID=77563976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111004601.6A Pending CN114388953A (zh) 2020-10-20 2021-08-30 电池模块和包括电池模块的电池组

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220123400A1 (zh)
EP (1) EP3989348A1 (zh)
KR (1) KR20220052184A (zh)
CN (1) CN114388953A (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220052182A (ko) * 2020-10-20 2022-04-27 현대자동차주식회사 배터리 모듈의 제조 방법
KR20220075710A (ko) * 2020-11-30 2022-06-08 에스케이온 주식회사 배터리 모듈
KR102501743B1 (ko) 2022-09-28 2023-02-21 주식회사 금창 배터리모듈의 클램프 제조를 위한 테이핑 자동화 설비

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101637266B1 (ko) 2010-12-06 2016-07-07 현대자동차 주식회사 전기 자동차의 배터리팩 지지 구조
DE102011015152A1 (de) * 2011-03-25 2012-09-27 Li-Tec Battery Gmbh Energiespeichervorrichtung, Energiespeicherzelle und Wärmeleitelement mit elastischem Mittel
KR101469518B1 (ko) * 2011-08-01 2014-12-05 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 전지모듈
KR101807115B1 (ko) * 2014-04-03 2017-12-08 주식회사 엘지화학 언더 베이스 바를 포함하는 배터리 모듈 어레이
JP6252776B2 (ja) * 2014-05-07 2017-12-27 株式会社豊田自動織機 電池モジュール
CN111971814A (zh) * 2018-04-10 2020-11-20 马瑞利株式会社 电池组和电池模块
KR102575355B1 (ko) 2018-04-26 2023-09-07 현대자동차주식회사 차량용 배터리 케이스
KR20200021609A (ko) * 2018-08-21 2020-03-02 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈 및 이의 제조방법
KR20200055215A (ko) * 2018-11-12 2020-05-21 현대자동차주식회사 배터리 모듈

Also Published As

Publication number Publication date
US20220123400A1 (en) 2022-04-21
EP3989348A1 (en) 2022-04-27
KR20220052184A (ko) 2022-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106654138B (zh) 可再充电电池模块
KR100896131B1 (ko) 중대형 전지모듈
CN114388953A (zh) 电池模块和包括电池模块的电池组
KR100876458B1 (ko) 신규한 구조의 전지 카트리지와 그것을 포함하고 있는개방형 전지 모듈
KR100891079B1 (ko) 전지 모듈용 전지 카트리지 연결 시스템
JP5154454B2 (ja) 電池モジュール
JP2009529216A (ja) 中型又は大型のバッテリーモジュール
JP2009512982A (ja) 電気的な接続のための新規なバスバーおよびそれを備えた電池モジュール
KR20070112490A (ko) 전지모듈
US20240006698A1 (en) Battery module and battery pack including the same
US20240030560A1 (en) Battery module and battery pack including the same
US20220085447A1 (en) Battery module and battery pack including the same
KR20070104692A (ko) 중대형 전지모듈 제조용 프레임 부재
US20220247042A1 (en) Cell unit, energy storage module and method for the assembly thereof
EP3979380A1 (en) Battery module
US20220302491A1 (en) Battery module and battery pack including the same
JP2014139883A (ja) 蓄電装置、二次電池、蓄電モジュール及び二次電池モジュール並びに蓄電装置の製造方法
CN110754007A (zh) 蓄电装置
CN115548554A (zh) 电池模块和包含该电池模块的电池组
US20220123415A1 (en) Method for Manufacturing Battery Module
KR101136807B1 (ko) 중대형 전지모듈용 카트리지
KR20230021485A (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination