CN114765292A - 电池模块 - Google Patents

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高正云
申璱气
李曙鲁
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Abstract

本发明提供一种电池模块，其包括：多个二次电池单元，包括连接到电极组件的电极引线部、形成容纳所述电极组件的电池单元主体部件的边缘的平台部以及连接到所述平台部的密封部；壳体单元，内部容纳多个所述二次电池单元；以及防护单元，包括面对所述平台部中的至少一部分的第一区域，以延迟至少一个所述二次电池单元的所述密封部的膨胀或破裂，其中所述防护单元具有第一区域的内表面之间的间距即第一间距小于所述电池单元主体部件的厚度的形状，以限制所述平台部的膨胀厚度。

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、电动车辆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正在迅速增加。所述二次电池单元的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反复充电和放电的电池。
所述二次电池单元包括作为二次电池的主要组成部分的正极、负极、隔膜和电解液等电极组件以及保护电极组件的多层外装材料(Laminated Film Casing)的电池单元主体部件。
此外，安装多个所述二次电池单元以作为电池模块安装在诸如电动车辆、储能装置(ESS)等中。
然而，所述电极组件在充电和放电的过程中会发热，并且由发热引起的温度上升会导致所述二次电池单元的性能降低。
此外，由于电池模块的内部因素，例如所述二次电池单元的温度上升，在任一个二次电池单元中产生气体时，所述二次电池单元可能因内部压力的增加而爆炸。因此，可能发生电池模块中的二次电池单元连环爆炸的问题。
即，随着所述二次电池单元内部产生气体，所述二次电池单元的平台部首先膨胀，然后扩张到作为热熔接部分的所述二次电池单元的密封部(熔接部)并膨胀和破裂。
然而，传统的电池模块存在的问题在于，在所述平台部开始膨胀之后，由于密封部的破裂而引起的气体排放进行得相对较快。即，传统的电池模块的问题在于，二次电池单元的平台部首先膨胀，然后密封部由于膨胀的平台部施加到密封部的力而迅速张开(破裂)。
如果像现有技术那样气体开始排放的时间过早，则所述二次电池单元中的电解液会蒸发，由此容量急剧下降，从而所述二次电池单元和电池模块的寿命会大幅降低。
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延迟二次电池单元内部的气体排放的电池模块。
(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：多个二次电池单元，包括连接到电极组件的电极引线部、形成容纳所述电极组件的电池单元主体部件的边缘的平台部以及连接到所述平台部的密封部；壳体单元，内部容纳多个所述二次电池单元；以及防护单元，包括面对所述平台部中的至少一部分的第一区域，以延迟至少一个所述二次电池单元的所述密封部的膨胀或破裂，其中所述防护单元具有所述第一区域的内表面之间的间距即第一间距小于所述电池单元主体部件的厚度的形状，以限制所述平台部的膨胀厚度。
在一个实施例中，在所述第一区域内，所述第一间距可以具有恒定的值。
在一个实施例中，所述第一间距可以在所述第一区域内改变，所述第一间距的平均值具有小于所述电池单元主体部件的厚度的值。
在一个实施例中，所述第一间距的最大值可以具有小于所述电池单元主体部件的厚度的值。
在一个实施例中，所述第一间距可以具有大于所述平台部的厚度的值。
根据本发明的一个实施例的电池模块可以进一步包括汇流条部件，多个所述二次电池单元的所述电极引线部可以电连接到所述汇流条部件，其中所述防护单元可以具有条形状，并且可以以与所述汇流条部件分离的状态设置在所述平台部之间。
在一个实施例中，所述防护单元可以包括所述第一区域和面对所述密封部的第二区域，所述第一间距可以在所述第一区域内改变。此时，所述第一间距的最小值可以具有等于或小于所述第二间距的值。
在一个实施例中，所述第一间距的平均值可以具有大于所述第二间距的值。
在一个实施例中，所述防护单元可以包括：第一块部件，形成有狭缝孔，所述密封部插入所述狭缝孔中；以及第二块部件，形成有面对所述平台部中的至少一部分的开口，所述第一区域经由所述开口和所述狭缝孔而形成。
在一个实施例中，所述防护单元可以包括所述第一区域和面对所述密封部的第二区域，所述第二区域的内表面之间的距离即第二间距可以具有等于或大于所述第一间距的值。此时，所述第一间距和所述第二间距中的至少一个可以具有在每个区域内改变的值，所述第二间距的平均值可以具有等于或大于所述第一间距的平均值。
在一个实施例中，所述防护单元可以包括：第一块部件，形成有面对所述密封部中的至少一部分的狭缝孔；第二块部件，形成有面对所述平台部中的至少一部分的开口；以及中间块部件，位于所述第一块部件和所述第二块部件之间，并且形成有同时容纳所述密封部和所述平台部的连接开口。
在一个实施例中，所述防护单元可以包括设置在相邻的二次电池单元的平台部之间的多个单体单元，多个所述单体单元可以形成一体以形成一体的防护单元。
根据本发明的一个实施例的电池模块可以进一步包括至少一个汇流条部件，一体的所述防护单元内置在所述汇流条部件中，其中多个所述二次电池单元的所述电极引线部可以电连接到所述汇流条部件。
根据本发明的一个实施例的电池模块可以进一步包括汇流条部件，多个所述二次电池单元的所述电极引线部可以电连接到所述汇流条部件，其中所述防护单元可以以与所述汇流条部件分离的状态设置在所述平台部之间。
与此不同地，所述防护单元还可以以与所述汇流条部件结合的状态设置在所述平台部之间。
在一个实施例中，所述防护单元可以具有基于所述电池单元主体部件的长度方向面对所述平台部和所述密封部的总长度的50％以上的形状。
在一个实施例中，所述防护单元可以被安装为面对所述密封部中的设置有所述电极引线部的部分。
(三)有益效果
本发明的电池模块可以延迟由于二次电池单元的密封部破裂而引起的气体排放。
因此，本发明的电池模块可以延迟由于气体排放导致的所述二次电池单元的爆炸。
另外，由于延迟了所述密封部破裂的时间，因此也延迟了所述二次电池单元中的电解液蒸发的时间，从而可以改善所述二次电池单元的容量急剧下降的问题。
在另一方面，本发明的电池模块可以有意排放一定的在所述二次电池单元中产生的气体，从而可以防止由于突然的气体排放而引起的爆炸。
然而，本发明的各种有益的优点和效果不限于上述内容，在描述本发明的具体实施例的过程中将更容易理解。
附图说明
图1是示出根据本发明的一个实施例的电池模块的分解立体图。
图2是仅示出根据本发明的一个实施例的电池模块中的一个二次电池单元和与其对应的防护单元的立体图。
图3是仅示出根据本发明的一个实施例的电池模块中的防护单元和二次电池单元的横截面图。
图4是示出图3中的二次电池单元的平台部膨胀的状态的横截面图。
图5是示出在根据本发明的一个实施例的电池模块中防护单元包括扩张引导部件的情况的横截面图。
图6是示出图5中的二次电池单元的平台部膨胀的状态的横截面图。
图7是示出图6中的“A”部分的横截面放大图。
图8是示出图7中的针部件为管状的变形例的横截面图。
图9是示出图6中的“B”部分的横截面放大图。
图10是示出安装多个图3所示的防护单元和二次电池单元的状态的横截面图。
图11的(a)至图11的(c)是示出防护单元结合到二次电池单元的状态的侧视图，图11的(a)示出图2所示的防护单元和二次电池单元，图11的(b)和图11的(c)示出与图11的(a)相比防护单元的高度增加的变形例。
图12至图16是示出防护单元的各种变形例的横截面图。
附图标记说明
10：二次电池单元 11：电极引线部
12：平台部 13：密封部
20：壳体单元 21：汇流条部件
22：底部部件 23：盖部件
24：侧壁部件 25：前部件
26：后部件 30、40：防护单元
31：第一块部件 32：第二块部件
33：扩张引导部件 34：针部件
35：加强垫部件 36：保持部件
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的优选实施例。然而，本发明的实施例可以改变为各种其他形式，本发明的范围不限于以下说明的实施例。另外，本发明的实施例是为了向所属技术领域的普通技术人员更完整地说明本发明而提供的。为了更清楚地说明，图中的组件的形状和尺寸等可以被放大表示。
另外，在本说明书中，除非上下文另有明确说明，否则单数表述包括复数表述，并且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指代相同组件或相应组件。
图1是示出根据本发明的一个实施例的电池模块的分解立体图，参照所述图，根据本发明的一个实施例的电池模块可以包括多个二次电池单元10、壳体单元20、防护单元30。
在此，多个所述二次电池单元10可以包括：电池单元主体部件10a，其容纳电极组件(未示出)；电极引线部11，连接到电极组件；平台部12，形成电池单元主体部件10a的边缘并且是容纳电极组件的袋型部件彼此接触的部分；以及密封部(熔接部)13，连接到平台部12的外侧并且袋型部件彼此接触并密封或热熔接。密封部13可以位于暴露于外部的电极引线部11和电池单元主体部件10a之间。所述壳体单元20可以包括至少一个汇流条部件21，所述电极引线部11结合到所述汇流条部件21。多个二次电池单元10的电极引线部11可以电连接到汇流条部件21。多个二次电池单元10可以以堆叠状态容纳在壳体单元20内部。作为一个示例，所述防护单元30可以设置在所述汇流条部件21中。当所述二次电池单元10内部产生气体时，所述防护单元30可以延迟所述密封部13的膨胀或破裂。在此，防护单元30可以具有一体结构以与多个二次电池单元10中的每一个对应，并且一体的防护单元30可以安装在汇流条部件21中。即，一体的防护单元30可以内置在汇流条部件21中。
因此，根据本发明的一个实施例的电池模块可以延迟二次电池10的密封部13破裂而引起的气体排放，从而本发明的电池模块可以延迟由于气体排放而导致的所述二次电池单元10的爆炸。
此外，由于本发明的电池模块延迟了所述密封部13破裂的时间，因此也延迟了所述二次电池单元10中的电解液蒸发的时间，从而可以改善所述二次电池单元10的容量急剧下降的问题。
例如，在所述二次电池单元10被充电至100％且温度为60℃的条件下，传统的电池模块维持约42天的寿命，而本发明的包括防护单元30的电池模块可以维持约191天的寿命。基于此，发现在根据本发明的实施例的电池模块的情况下，存在延长寿命的效果。
在此，所述二次电池单元10可以包括电极组件和包覆所述电极组件的电池单元主体部件10a。
所述电极组件基本上包含电解液并一同容纳在所述电池单元主体部件10a中而被使用。所述电解液可以在碳酸乙烯酯(ethylene carbonate，EC)、碳酸丙烯酯(propylenecarbonate，PC)、碳酸二乙酯(diethyl carbonate，DEC)、碳酸甲乙酯(ethyl methylcarbonate，EMC)、碳酸二甲酯(dimethyl carbonate，DMC)等有机溶剂中包含LiPF6、LiBF4等锂盐。此外，所述电解液可以是液体、固体或凝胶状。
另外，所述电池单元主体部件10a被构造成保护所述电极组件并且容纳所述电解液，例如，所述电池单元主体部件10a可以被设置为袋型部件或罐型部件。在此，袋型部件具有使用薄膜外装材料(film casing)覆盖电极组件后在三个面或四个面上密封并容纳外装材料的边缘的形态。例如，三面密封结构的袋型部件在形成在一张外装材料的容纳空间中容纳电极组件的状态下，折叠后接合并密封除一个面(例如，下表面部)以外的上表面部和两侧面部的三个面。并且，所述罐型部件具有在一个面上密封并容纳所述电极组件的形态，其通常是在内部容纳所述电极组件的状态下，密封上表面部的一个面。
然而，这种袋型二次电池单元10、罐型二次电池单元10仅仅是容纳在本发明的电池模块中的二次电池单元10的一个示例，容纳在本发明的电池模块中的二次电池单元10不限于这种类型。
而且，所述二次电池单元10可以包括平台部12，所述平台部12形成包覆电极组件的电池单元主体部件10a的边缘。电池单元主体部件10a的边缘是外装材料重叠的部分。此外，所述二次电池单元10可以设置有用于密封或热熔接外装材料的重叠部分的密封部13。
在详细的说明和权利要求书中，平台部12被定义为表示所述电池单元主体部件10a的边缘中除了所述密封部13之外的部分。即，电池单元主体部件10a的边缘(外装材料重叠的部分)可以由平台部12和与平台部12连接而形成的密封部13构成。
所述电极引线部11通过平台部12和密封部13暴露于外装材料的外部。
所述密封部13可以被密封(熔接)在所述平台部12的外侧以密封电池单元主体部件10a的边缘。另外，在电极引线部11所在的部分，密封部13可以一起密封电池单元主体部件10a的边缘和电极引线部11。
在此，密封(熔接)是指通过加热等而熔化后在加压状态下凝固以结合。另外，所述密封部13还可以利用诸如密封剂的粘附材料进行密封。
此外，根据本发明的一个实施例的电池模块的所述二次电池单元10可以包括绝缘部件(未示出)，所述绝缘部件设置在所述电池单元主体部件10a的边缘(外装材料彼此接触并重叠的部分)和电极引线部11之间。即，绝缘部件可以具有覆盖电极引线部11的结构。因此，所述电池单元主体部件10a的边缘可以与所述电极引线部11电隔离以实现绝缘。
所述壳体单元20起到容纳多个所述二次电池单元10的电池模块的主体的作用。
即，所述壳体单元20具有安装多个二次电池单元10的构造，并且起到在保护所述二次电池单元10的同时，将所述二次电池单元10中产生的电能传递到外部，或者从外部将电能传递到所述二次电池单元10的作用。
为此，所述壳体单元20可以包括汇流条部件21等，所述汇流条部件21连接到所述二次电池单元10的电极引线部11以将所述二次电池单元10电连接到外部。
另外，所述壳体单元20可以包括容纳多个所述二次电池单元10的底部部件22。
在此，绝缘部件被涂覆到与所述汇流条部件21结合的所述底部部件22的前端部和后端部，或者可以以片的形式附接。这是为了确保汇流条部件21的绝缘性。
另外，所述底部部件22可以被构造成热传递材料被涂覆到与所述二次电池单元10接触的部分，使得在所述二次电池单元10和所述底部部件22之间更有效地进行热传递。然而，这仅是示例，在本发明的所述底部部件22和所述二次电池单元10之间可以不设置热传递材料等，并且二次电池单元10可以与底部部件22直接接触。
此外，所述壳体单元20可以包括侧壁部件24、前部件25、后部件26、盖部件23等以便以包覆的形式容纳所述二次电池单元10。
在此，所述底部部件22可以设置在所述二次电池单元10的下端部。所述侧壁部件24可以设置在所述底部部件22的边缘上。所述前部件25可以设置在所述壳体单元20的前部并且可以连接到与所述二次电池单元10的一侧电极引线部11结合的前部的汇流条部件21。所述后部件26设置在所述壳体单元20的后部并且可以连接到与所述二次电池单元10的另一侧电极引线部11结合的后部的汇流条部件21。所述盖部件23可以设置在所述侧壁部件24、前部件25和后部件26的上端，并且可以被构造成保护所述二次电池单元10的上端部。
在此，所述底部部件22可以被构造成将所述二次电池单元10中产生的热传递到外部散热器以进行冷却。所述侧壁部件24还可以将所述二次电池单元10中产生的热排出到外部。
此外，所述壳体单元20可以被构造成在所述二次电池单元10之间或所述二次电池单元10与所述侧壁部件24之间设置缓冲垫部件，以缓冲所述二次电池单元10的膨胀(Swelling)。
所述防护单元30起到延迟所述二次电池单元10的所述密封部13的膨胀或破裂的作用。对于防护单元30将参照图2至图4进行描述。
图2是仅示出根据本发明的一个实施例的电池模块中的一个二次电池单元10和与其对应的防护单元30的立体图，图3是仅示出根据本发明的一个实施例的电池模块中的防护单元30和二次电池单元10的横截面图，图4是示出图3中的二次电池单元10的平台部12膨胀的状态的横截面图。为了图示的方便和清楚，图3和图4示出了二次电池单元10的外观。
参照图2至图4，所述防护单元30可以被构造成使得所述平台部12可以在有限的范围内膨胀并且尽可能地减小所述密封部13的膨胀。即，所述防护单元30被设置为所述防护单元30与所述密封部13的间距G1小于所述防护单元30与所述平台部12的间距G2，使得用于所述平台部12的膨胀的空间被设置在小于电池单元主体部件10a的厚度T3的范围内，并且用于所述密封部13的膨胀的空间被设置得相对较小。
在这种情况下，所述二次电池单元10内部产生的气体被容纳在由所述平台部12的膨胀而确保的空间中，同时可以保持所述密封部13的密封。因此，可以防止由于二次电池单元10的气体排放引起的爆炸。根据本发明的一个实施例的电池模块的防护单元30可以包括第一块部件31和第二块部件32。
在此，所述第一块部件31中可以形成有狭缝孔31a，所述密封部13插入所述狭缝孔31a中。所述第二块部件32与第一块部件31一体地设置并且可以面对所述平台部12。第二块部件32中可以形成有引入密封部13和平台部12的开口32a。另外，所述密封部13与所述狭缝孔31a的内表面之间的间距G1小于所述平台部12与所述第二块部件32的内表面之间的间距G2。
即，所述第一块部件31与所述密封部13之间的间距G1较小，因此可以抑制所述密封部13的膨胀，并且所述第二块部件32与所述平台部12之间的间距G2较大，因此所述平台部12可以在第二块部件32的内表面之间的空间中膨胀。
因此，在所述二次电池单元10内部产生的气体被容纳在由所述平台部12的膨胀而确保的空间中的同时，可以保持所述密封部13的密封。
在此，根据本发明的一个实施例的电池模块的所述密封部13与所述狭缝孔31a的内表面之间的间距G1可以至少为所述密封部13插入狭缝孔31a中的长度L的0.5倍以下。
即，在根据本发明的一个实施例的电池模块中，所述密封部13与所述第一块部件31的所述狭缝孔31a之间可以存在间距G1，并且对该间距G1进行如上所述的限制。
因此，所述密封部13也可能因所述二次电池单元10内产生的气体而膨胀。然而，所述密封部13与所述狭缝孔31a之间的间距G1，即所述密封部13能够膨胀的间距G1是所述密封部13的插入长度L的0.5倍以下。另外，当所述密封部13由于气体的流入而裂开时，所述密封部13会从密封部13的结合到所述平台部12的一端部向所述密封部13的与外侧相邻的另一端逐渐裂开。
并且，在所述密封部13的一端部裂开时，所述密封部13的一端部可以从其原始位置分离的最大距离为所述密封部13与所述狭缝孔31a之间的间距G1。另外，该间距G1小于所述密封部13的插入长度L的1/2。
因此，即使所述密封部13的一端部被最大程度地裂开，所述密封部13的另一端部也不会裂开，因此可以在所述密封部13的另一端部保持密封。
参照图3和图4，防护单元30可以被划分为对应于平台部12的第一区域A1和面对密封部13的第二区域A2。即，防护单元30可被安装为面对平台部12的至少一部分和密封部13的至少一部分。此时，第一区域A1中的内表面之间的距离即第一间距T1对应于平台部12能够膨胀的空间，并且第二区域A2中的内表面之间的距离即第二间距T2对应于密封部13能够膨胀的空间。由于防护单元30设置有形成开口32a的第二块部件32，因此由于第二块部件32的厚度，面对平台部12的区域A1中的内表面之间的间距T1小于电池单元部件10a的厚度T3。因此，平台部12的膨胀厚度可以由面对平台部12的区域A1中的内表面之间的间距T1来限制。
根据现有技术的电池模块存在的问题在于，二次电池单元的平台部首先膨胀，然后密封部由于从膨胀的平台部施加到密封部的力而迅速张开(破裂)。然而，根据本发明的实施例，由于平台部12的膨胀厚度被限制在预定范围内(即，T1)，因此可以减少密封部13由于平台部12的过度膨胀而迅速张开的现象，因此可以延迟气体排放。
另外，由于第一块部件31的厚度，防护单元30可以形成为面对密封部13的区域A2中的内表面之间的间距T2小于电池单元部件10a的厚度T3。因此，可以限制密封部13能够膨胀的范围。
并且，如图3和图4所示，防护单元30可以形成为面对密封部13的区域A2中的内表面之间的间距T2小于面对平台部12的区域A1中的内表面之间间距T1。
此外，面对平台部12的区域A1中的内表面之间的间距T1可以具有大于平台部12的厚度的值，使得平台部12可以被引入到防护单元30的开口32a中。
另一方面，防护单元30可以具有面对平台部12的区域A1中的内表面之间的间距T1和/或面对密封部13的区域A2中的内表面之间的间距T2改变的结构(参照图5和图6)。如上所述，当防护部件30的内表面之间的间距T1、T2改变时，可以考虑每一个的平均间距。即，面对密封部13的区域A2中的内表面之间的平均间距可以形成为小于面对平台部12的区域A1中的内表面之间的平均间距。此时，平均间距(平均值)可以被定义为在对防护部件30的内表面之间的间距T1、T2进行积分后，将通过积分获得的值除以每个区域的长度而获得的值。
另外，防护单元30在面对平台部12的区域A1和面对密封部13的区域A2中将平台部12和密封部13的膨胀限制在预定范围内。此时，基于电池单元主体部件10a的长度方向(X1方向)，防护单元30的平台部12和密封部13的膨胀限制长度LC对应于与平台部12和密封部13对应的长度的总和。
在这种情况下，为了限制平台部12的膨胀范围，防护单元30可以具有面对平台部12和密封部13的总长度LA的一半以上的形状。即，防护单元30的膨胀限制长度LC可以具有平台部12和密封部13的总长度LA的50％(一半)以上的值。此外，防护单元30的膨胀限制长度LC还可以具有平台部12和密封部13的总长度LA的60％以上、70％以上、80％以上或90％以上的值。当膨胀限制长度LC变短时，电池单元主体部件10a的侧面与防护单元30之间的距离LD增大，因此，膨胀厚度未被限制的平台部12的区域增加。
此外，防护单元30可以被安装成面对整个密封部13以限制整个密封部13的膨胀。
并且，根据本发明的一个实施例的电池模块的所述第二块部件32的面对所述平台部12的部分中的与电池单元主体部件10a相邻的边角可以形成为具有曲面形状。
如上所述，由于第二块部件32在与电池单元主体部件10a相邻的边角侧具有曲面形状，因此可以进一步确保所述平台部12的膨胀空间。
另外，由于所述第二块部件32在与电池单元主体部件10a相邻的边角侧具有曲面形状，因此在所述平台部12膨胀时可以防止所述平台部12紧贴到边角部分等而破裂的问题。
此外，根据本发明的一个实施例的电池模块的所述第二块部件32可以分别设置在所述平台部12的两侧。因此，由于第二块部件32的厚度，面对平台部12的区域A1中的内表面之间的间距T1具有小于电池单元主体部件10a的厚度T3的值。
因此，所述第二块部件32可以在确保所述平台部12的两侧面的一些膨胀空间的同时引导所述平台部12的膨胀形状。即，所述第二块部件32可以引导所述平台部12的两侧面均匀地膨胀而不会使平台部12的一侧面不对称地膨胀。因此，可以在防止所述平台部12膨胀或破裂的同时确保最大的膨胀空间。
图5是示出在根据本发明的一个实施例的电池模块中防护单元30包括扩张引导部件33的情况的横截面图，图6是示出图5中的二次电池单元10的平台部12膨胀的状态的横截面图。为了图示的方便和清楚，图5和图6示出了二次电池单元10的外观。
参照所述图，根据本发明的一个实施例的电池模块的所述防护单元30可以进一步包括膨胀引导部件33。除了进一步包括防护单元30之外，图5和图6所示的防护单元30具有与参照图2至图4描述的防护单元30相同的构造。因此，为了避免不必要的重复描述，将省略相同或相似组件的描述，并且将用图2至图4的描述来代替。
扩张引导部件33的一端部结合到所述第一块部件31，另一端部形成为延伸至所述第二块部件32，并且根据所述平台部12的膨胀，另一端部可以向所述第二块部件32的方向弹性移动。即，扩张引导部件33可以在电池单元主体部件10a的厚度方向X2上弹性移动。
如上所述，通过所述扩张引导部件33，可以在所述平台部12扩张时引导膨胀。即，可以通过所述扩张引导部件33调整所述平台部12的扩张形状和扩张压力。
因此，可以防止由于所述平台部12突然扩张所引起的冲击而导致所述平台部12破裂的问题。即，通过引导所述平台部12缓慢扩张，可以防止所述平台部12的膨胀或破裂。
另外，扩张引导部件33的移动可以被限制在比电池单元主体部件10a的厚度小的范围内，以限制平台部12的膨胀厚度。即，由于第二块部件32的厚度和扩张引导部件33的厚度，面对平台部12的区域A1中的内表面之间的间距T1a、T1b可以小于电池单元主体部件10a的厚度T3。因此，平台部12的膨胀厚度可以被限制在小于面对平台部12的区域A1中的内表面之间的间距T1a、T1b的范围内。
此外，图5和图6所示的防护单元30具有面对平台部12的区域A1中的内表面之间的间距T1a、T1b改变的形状。在这种情况下，面对平台部12的区域A1中的内表面之间的平均间距可以具有比面对密封部13的区域A2中的内表面之间的平均间距大的值。
并且，防护单元30在面对密封部13的区域A2中的内表面之间的间距T2可以形成为小于面对平台部12的区域A1中的内表面之间的间距T1a、T1b。
根据本发明的一个实施例的电池模块的所述扩张引导部件33可以形成为面对所述平台部12的中心部具有凹曲面的形状。
即，所述扩张引导部件33在与电池单元主体部件10a相邻的边角侧具有曲面形状，因此可以进一步确保所述平台部12的膨胀空间。
另外，由于所述扩张引导部件33在与电池单元主体部件10a相邻的边角侧具有曲面形状，因此在所述平台部12膨胀时可以防止所述平台部12紧贴到边角部分等而破裂的问题。
图7是示出图6中的“A”部分的横截面放大图，图8是示出图7中的针部件34为管状的变形例的横截面图。
参照所述图，根据本发明的一个实施例的电池模块的所述防护单元30可以进一步包括针部件34。
在此，所述针部件34结合到所述第二块部件32，并且向所述平台部12的方向突出，并且被设置为穿过形成在所述扩张引导部件33中的通孔33a，以对膨胀的所述平台部12进行穿孔。
如上所述，所述针部件34对膨胀的所述平台部12的一部分进行穿孔以将所述平台部12内部的气体排出到外部。
在本发明的电池模块中，所述针部件34被构造成有意排出一定的在所述二次电池单元10中产生的气体。即，所述针部件34对所述平台部12进行穿孔以防止突然的气体排放引起的爆炸。
并且，根据本发明的一个实施例的电池模块的所述针部件34可以被设置成内部形成为中空的管的形态，并且在前端部可以形成开口的流入孔34a，并且在中间部分可以形成连通内部中空和外部的排出孔34b。
如图7所示，所述针部件34可以被设置为内部没有中空的普通的圆柱形态，但是如图8所示，还可以被设置成内部形成为中空的管的形态。
当所述针部件34被设置为管的形态且形成有所述流入孔34a和所述排出孔34b时，所述平台部12内部的气体可以通过所述流入孔34a从所述排出孔34b排出。即，即使在所述针部件34在穿过所述平台部12后不脱离的情况下也可以排出所述平台部12内部的气体。
此外，根据本发明的一个实施例的电池模块的所述防护单元30可以包括加强垫部件35。
在此，所述加强垫部件35可以被设置在所述扩张引导部件33的面对所述平台部12的一面上，并且可以涂覆有用于粘附膨胀的所述平台部12的粘附材料。
如上所述，当所述平台部12膨胀时，所述加强垫部件35粘附到所述平台部12。另外，即使在通过所述针部件34而所述平台部12被穿孔的状态下，由于所述加强垫部件35粘附于所述平台部12，从而可以防止所述平台部12从其被穿孔的部分开始撕裂并破裂的问题。
图9是示出图6中的“B”部分的横截面放大图，参照所述图，根据本发明的一个实施例的电池模块的所述防护单元30可以包括保持部件36。
在此，所述保持部件36设置在所述第二块部件32中，并且向所述第二块部件32的方向移动的所述扩张引导部件33的另一端部可以被卡住并固定。
即，所述保持部件36被设置为固定所述扩张引导部件33，使得在平台部12扩张之后所述扩张引导部件33不挤压所述平台部12。
因此，在有意地引起气体排放之后，膨胀状态的平台部12的形状得以保持，从而可以最小化穿孔部分暴露于外部空气中。
另一方面，如果不设置所述保持部件36，则被所述扩张引导部件33按压的所述平台部12恢复到其原始形状并且由针部件34穿孔的开口部分直接暴露。因此，由于所述二次电池单元10内部与外部空气之间的循环使氧气流入所述二次电池单元10内部的问题，或者所述二次电池单元10内部的电解液泄漏到外部的问题进一步加重。
因此，本发明的电池模块包括所述保持部件36，从而可以改善这种问题。
为此，具体地，根据本发明的一个实施例的电池模块的所述保持部件36可以包括支撑片部36a和钩部36b。
在此，所述支撑片部36a可以结合到所述第二块部件32。所述钩部36b的一端部铰链结合到所述支撑片部36a，另一端部形成为楔形以插入到形成在所述扩张引导部件中的固定孔33b中，并且可以通过设置在所述支撑片部36a中的弹性部件36c向所述第二块部件32的方向施压。
因此，随着所述平台部12扩张并且所述扩张引导部件33靠近所述第二块部件32，所述扩张引导部件33的另一端部向所述钩部36b的另一端部和所述第二块部件32的外表面之间移动。另外，当所述扩张引导部件33的另一端部完全紧贴在所述第二块部件32时，楔形的所述钩部36b的另一端部卡合并插入形成在所述扩张引导部件33的另一端部的固定孔33b中。
图10是示出安装多个图3所示的防护单元30和二次电池单元10的状态的横截面图。图3示出了在一个二次电池单元10的平台部分12的两侧设置防护单元30的状态，而与图3相比，图10示出了连接多个图3所示的防护单元30的单体单元的状态。图10所示的防护单元30的实施例除了具有多个单体单元形成一体的形状之外，图10的防护单元30的实施例与图3所示的防护单元30的实施例相同，因此相同或相似的部分的详细描述用上述描述来代替，并且仅描述不同之处。
如图10所示，防护单元30包括设置在相邻的二次电池单元10的平台部12之间的多个单体单元，并且多个单体单元可以形成一体的防护单元30。当使用一体的防护单元30时，可以获得容易安装防护单元30的优点。此外，如图1所示，一体的防护单元30可以与汇流条部件21形成一体并内置在汇流条部件21中。
另一方面，如图10所示，防护单元30可以以与结合有电极引线部11的汇流条部件21(图1)分离的状态设置在平台部12之间。即，可以单独配置防护单元30和汇流条部件21。或者，如图1所示，防护单元30还可以以结合到汇流条部件21的状态(即，一体的状态)设置在平台部12之间。
图11的(a)至图11的(c)是示出防护单元30结合到二次电池单元10的状态的侧视图，图11的(a)示出图2所示的防护单元30和二次电池单元10，图11的(b)和图11的(c)示出与图11的(a)相比防护单元30的高度增加的变形例。
如图11的(a)所示，防护单元30可以被安装为面对平台部12和密封部13中的设置有电极引线部11的部分。为了使防护单元30与设置有电极引线部11的部分完全对应，防护单元30的高度H1可以具有大于电极引线部11的高度HL的值。密封部13中的电极引线部11暴露于外部的部分可以具有比密封部13的其他部分相对较弱的粘合力。本发明的实施例通过防护单元30限制平台部12的膨胀，从而可以延迟电极引线部11暴露于外部的部分中的密封部13的膨胀或破裂现象。
如图11的(b)所示，防护单元30的高度H1可以具有电池单元主体部件10a的高度H3的一半以上的值，并且如图11的(c)所示，还可以被安装为具有与电池单元主体部件10a的高度H3相似或相同的高度。如上所述，当防护单元30的高度增加时，可以大面积地抑制平台部12的膨胀，从而延迟密封部13的膨胀或破裂现象。
另外，为了限制平台部12的膨胀范围，防护单元30具有面对平台部12和密封部13的总长度LA的50％(一半)以上的形状。防护单元30可以具有面对总长度LA的60％以上、70％以上、80％以上或90％以上的形状。当防护单元30覆盖平台部12的面积减小时，电池单元主体部件10a的侧面与防护单元30之间的距离LD增加，因此，未限制膨胀厚度的平台部12的区域增加。
图12是示出防护单元30的变形例的横截面图。与图10所示的防护单元30相比，图12所示的防护单元30的不同之处仅在于平台部12和密封部13在防护单元30中的位置不同。为了避免不必要的重复描述，对相同或相似结构的详细描述将用通过图3和图10描述的内容来替代。
图12所示的防护单元30可以包括面对平台部12的至少一部分的第一区域A1和面对密封部13的第二区域A2。
由于第一区域A1的内表面之间的距离即第一间距T1a、T1b具有小于电池单元主体部件10a的厚度T3的形状，因此可以通过限制平台部12的膨胀厚度来延迟二次电池单元10内部的气体排放。此外，由于第二区域A2的内表面之间的距离即第二间距T2也具有比电池单元主体部件10a的厚度T3小的值，因此可以限制密封部的膨胀厚度。
第一间距T1a、T1b可以在第一区域A1内改变。即，在第一区域A1中靠近电池单元主体部件10a的一侧的防护部件30的内表面之间的距离T1a和第一区域A1的另一侧的防护部件30的内表面之间的距离T1b可以具有不同的值。此时，第一间距的最小值T1b可以具有与第二间距T2相同的值。即，第一区域A1中的靠近电极引线部11的另一侧的防护部件30的内表面之间的距离T1b可以等于第二间距T2。此外，第一间距的平均值可以具有比第二间距T2更大的值。第一间距的平均值可以通过在对防护部件30的内表面之间的间距进行积分后，将通过积分获得的值除以第一区域A1的长度而获得的值来获得。
防护单元30包括：第一块部件31，形成有狭缝孔31a，密封部13插入所述狭缝孔31a中；以及第二块部件32，形成有面对平台部12中的至少一部分的开口32a，其中第一区域A1可以经由开口32a和狭缝孔31a而形成。
在图12所示的防护单元30中，平台部12的膨胀厚度可以由面对平台部12的区域A1中的内表面之间的第一间距T1a、T1b来限制。因此，可以减少由于平台部12过度膨胀而导致密封部13突然张开的现象，从而延迟二次电池单元10的气体排放。
图13是示出防护单元30的另一变形例的横截面图。与图12所示的防护单元30相比，图13所示的防护单元30在第一区域A1和第二区域A2的内表面之间的间距设置不同。为了避免不必要的重复，相同或相似部件的详细描述将用通过图3、图10和图12描述的内容来替代。
图13所示的防护单元30可以包括面对平台部12的至少一部分的第一区域A1和面对密封部13的第二区域A2。
由于第一区域A1的内表面之间的距离即第一间距T1a、T1b具有小于电池单元主体部件10a的厚度T3的形状，因此可以通过限制平台部12的膨胀厚度来延迟二次电池单元10内部的气体的排放。此外，由于第二区域A2的内表面之间的距离即第二间距T2a、T2b也具有小于电池单元主体部件10a的厚度T3的值，因此可以限制密封部的膨胀厚度。
在此，第二间距T2a、T2b可以具有等于或大于第一间距T1a、T1b的值。此外，第一间距的最小值T1a可以具有比第二间距T2a、T2b小的值。
此外，第一间距T1a、T1b和第二间距T2a、T2b中的至少一个可以在每个区域A1、A2内改变。例如，在第一区域A1中靠近电池单元主体部件10a的一侧的防护部件30的内表面之间的距离T1a和第一区域A1的另一侧的防护部件30的内表面之间的距离Tlb可以具有不同的值。此外，在第二区域A2中靠近电池单元主体部件10a的一侧的防护部件30的内表面之间的距离T2a和第二区域A2的另一侧的防护部件30的内表面之间的距离T2b可以具有不同的值。此时，第二间距的平均值可以具有等于或大于第一间距的平均值的值。第一间距和第二间距的平均值可以通过在对防护部件30的内表面之间的间距进行积分后，将通过积分获得的值除以每个区域A1、A2的长度而获得的值来获得。
防护单元30可以包括：第一块部件31，形成有狭缝孔31a，密封部13插入所述狭缝孔31a中；第二块部件32，形成有面对平台部12中的至少一部分的开口32a；以及中间块部件31'，位于第一块部件31和第二块部件32之间。中间块部件31'中可以形成有同时容纳密封部13和平台部12的连接开口31'a。在这种情况下，第一区域A1和第二区域A2均可以位于连接开口31'a中。尽管图13示出了在连接开口31'a中形成倾斜面的构造，但是连接开口31'a还可以在开口32a和狭缝孔31a之间具有阶梯结构。另外，防护单元30可以仅设置有第一块部件31和第二块部件32而没有图13所示的中间块部件31'。
在图13所示的防护单元30中，平台部12的膨胀厚度可以由面对平台部12的区域A1中的内表面之间的第一间距T1a、T1b来限制。因此，可以减少由于平台部12过度膨胀而导致密封部13突然张开的现象，从而延迟二次电池单元10的气体排放。
接着，参照图14至图16对上述的防护单元30的变形例进行说明。
图14至图16所示的防护单元40被构造成包括面对平台部12的至少一部分的第一区域A1，以延迟密封部13的膨胀或破裂。然而，与图3至图6、图10、图12和图13所示的实施例不同，图14至图16所示的防护单元40没有设置面对密封部13的区域。
防护单元40具有第一区域A1的内表面之间的距离即第一间距T1小于电池单元主体部件10a的厚度T3的形状，并且由此可以限制平台部12的膨胀厚度。即，即使在图14至图16所示的防护单元40的情况下，也可以减少密封部13由于平台部12的过度膨胀而迅速张开的现象，因此，可以延迟二次电池单元10的气体排放。
如图14所示，防护单元40的第一间距T1在第一区域A1内可具有恒定的值。也就是说，防护单元40可以在一侧41和另一侧42处具有相同的间距T1。此时，防护单元40可以具有矩形横截面的条(bar)形。
如图15和图16所示，防护单元40的第一间距T1a、T1b可以被构造成在第一区域A1内改变。例如，第一区域A1中的与一侧41相邻的部分中的防护部件40的内表面之间的间距T1a和与另一侧42相邻的部分中的防护部件40的内表面之间的间距T1b可以具有不同的值。如图15所示，防护单元40的第一间距T1a、T1b可以在与远离电池单元主体部件10a的另一侧42相邻的部分中具有较大值。或者，如图16所示，防护单元40的第一间距T1a、T1b可以在与靠近电池单元主体部件10a的一侧41相邻的部分中具有较大值。虽然图中未示出，但是还可以在一侧41和另一侧42的中心部的第一间距具有最大值。
当防护单元40的第一间距T1a、T1b改变时，第一间距的平均值可以具有小于电池单元主体部件10a的厚度T3的值，以限制平台部12的膨胀厚度。同样，第一间距的最大值也可以具有小于电池单元主体部件10a的厚度T3的值。
另一方面，在面对平台部12的区域A1中的内表面之间的第一间距T1、T1a、T1b可以具有大于平台部12的厚度的值，使得平台部12可以被引入到防护单元40的开口43中。
另外，防护单元具有条状，并且可以在与汇流条部件21(图1)分离的状态下设置在平台部12之间。
以上，主要关于本发明的实施例的“电池模块”进行了描述，但是根据本发明实施例的“电池模块”不限于容纳在电池组中的传统电池模块。例如，根据本发明的“电池模块”可以包括在壳体单元内部设置有多个二次电池单元10和电池管理系统(BMS；batterymanagement system)的电池组。即，根据本发明的“电池模块”可以包括多个二次电池单元10直接安装在电池组壳体(壳体单元)内部的无模组(cell-to-pack)的结构。考虑到这一点，在权利要求书中，根据本发明的“电池模块”被定义为包括传统意义上的电池模块和传统意义上的电池组。
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此，在不脱离权利要求书中记载的本发明的技术思想的范围内，可以进行各种修改和变更，这对于本领域的技术人员而言是显而易见的。
例如，可以通过删除上述实施例中的部分组件来实现，还可以通过组合各个实施例来实现。

Claims (19)

1.一种电池模块，包括：
多个二次电池单元，包括连接到电极组件的电极引线部、形成容纳所述电极组件的电池单元主体部件的边缘的平台部以及连接到所述平台部的密封部；
壳体单元，内部容纳多个所述二次电池单元；以及
防护单元，包括面对所述平台部中的至少一部分的第一区域，以延迟至少一个所述二次电池单元的所述密封部的膨胀或破裂，
其中，所述防护单元具有所述第一区域的内表面之间的间距即第一间距小于所述电池单元主体部件的厚度的形状，以限制所述平台部的膨胀厚度。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
在所述第一区域内，所述第一间距具有恒定的值。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述第一间距在所述第一区域内改变，
所述第一间距的平均值具有小于所述电池单元主体部件的厚度的值。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其中，
所述第一间距的最大值具有小于所述电池单元主体部件的厚度的值。
5.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述第一间距具有大于所述平台部的厚度的值。
6.根据权利要求1所述的电池模块，进一步包括：
汇流条部件，多个所述二次电池单元的所述电极引线部电连接到所述汇流条部件，
其中，所述防护单元具有条形状，并且以与所述汇流条部件分离的状态设置在所述平台部之间。
7.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述防护单元包括所述第一区域和面对所述密封部的第二区域，
所述第一间距在所述第一区域内改变。
8.根据权利要求7所述的电池模块，其中，
所述第一间距的最小值具有等于或小于所述第二间距的值。
9.根据权利要求7所述的电池模块，其中，
所述第一间距的平均值具有大于所述第二间距的值。
10.根据权利要求7所述的电池模块，其中，
所述防护单元包括：
第一块部件，形成有狭缝孔，所述密封部插入所述狭缝孔中；以及
第二块部件，形成有面对所述平台部中的至少一部分的开口，
所述第一区域经由所述开口和所述狭缝孔而形成。
11.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述防护单元包括所述第一区域和面对所述密封部的第二区域，
所述第二区域的内表面之间的距离即第二间距具有等于或大于所述第一间距的值。
12.根据权利要求11所述的电池模块，其中，
所述第一间距和所述第二间距中的至少一个具有在每个区域内改变的值，
所述第二间距的平均值具有等于或大于所述第一间距的平均值。
13.根据权利要求11所述的电池模块，其中，
所述防护单元包括：
第一块部件，形成有面对所述密封部中的至少一部分的狭缝孔；
第二块部件，形成有面对所述平台部中的至少一部分的开口；以及
中间块部件，位于所述第一块部件和所述第二块部件之间，并且形成有同时容纳所述密封部和所述平台部的连接开口。
14.根据权利要求7或11所述的电池模块，其中，
所述防护单元包括设置在相邻的二次电池单元的平台部之间的多个单体单元，
多个所述单体单元形成一体以形成一体的防护单元。
15.根据权利要求14所述的电池模块，进一步包括：
至少一个汇流条部件，一体的所述防护单元内置在所述汇流条部件中，
其中，多个所述二次电池单元的所述电极引线部电连接到所述汇流条部件。
16.根据权利要求7或11所述的电池模块，进一步包括：
汇流条部件，多个所述二次电池单元的所述电极引线部电连接到所述汇流条部件，
其中，所述防护单元以与所述汇流条部件分离的状态设置在所述平台部之间。
17.根据权利要求7或11所述的电池模块，进一步包括：
汇流条部件，多个所述二次电池单元的所述电极引线部电连接到所述汇流条部件，
其中，所述防护单元以与所述汇流条部件结合的状态设置在所述平台部之间。
18.根据权利要求7或11所述的电池模块，其中，
所述防护单元具有基于所述电池单元主体部件的长度方向面对所述平台部和所述密封部的总长度的50％以上的形状。
19.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述防护单元被安装为面对所述密封部中的设置有所述电极引线部的部分。
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