CN114830418A - 电池模块和包括该电池模块的电池组 - Google Patents

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Abstract

根据本公开内容一个实施方式的电池模块包括：堆叠有多个电池单元的电池单元堆叠体；用于容纳电池单元堆叠体的模块框架；以及用于覆盖电池单元堆叠体的前表面和后表面的端板，其中在模块框架的底部与端板之间形成有开口。

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2020年7月17日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2020-0088725号的权益，通过引用将上述韩国专利申请的公开内容整体结合在此。
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，更具体地，涉及一种用于防止汇流条之间的短路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之类的各种产品中的能源，二次电池已引起很多关注。二次电池是能够替代使用现有使用化石燃料的产品的有效能源，并且因为二次电池不会由于能量使用而产生副产物，所以作为环境友好能源而备受关注。
近来，随着对包括利用二次电池作为能量储存源的大容量二次电池结构的需求不断增加，对多模块结构的电池组的需求不断增加，多模块结构是其中多个二次电池串联/并联连接的电池模块的组合体。
另外，当串联/并联连接多个电池单元以构造电池组时，通常的方法是配置由至少一个电池单元构成的电池模块，然后对至少一个电池模块添加其他部件来构造电池组。
这种电池模块可包括：堆叠有多个电池单元的电池单元堆叠体；用于容纳电池单元堆叠体的模块框架；用于覆盖电池单元堆叠体的前表面和后表面并装配有汇流条的汇流条框架；以及用于覆盖电池单元堆叠体的前表面和后表面的端板。
图1是常规的电池模块的分解透视图。图2是示出图1的部分A的示图。
参照图1和图2，常规的电池模块包括：堆叠有多个电池单元11的电池单元堆叠体10；用于容纳电池单元堆叠体10的U形框架20；用于覆盖电池单元堆叠体10的上侧表面的上板23；用于覆盖电池单元堆叠体10的前表面和后表面的汇流条框架40；用于覆盖汇流条框架40的端板30；以及形成在汇流条框架40与端板30之间的绝缘盖50。
在这种情况下，U形框架由底部21和两个侧部22形成，并且可在底部21的上侧形成导热树脂层60。如图2中所示，常规地，在电池模块的底部21的下侧部分没有形成与外部的连接通道。
在电池模块的情况下，在高温和高湿的环境条件下可产生内部冷凝水。此外，电解液可能从多个电池单元泄漏。在没有与外部的连接通道的情况下，这种冷凝水或电解液会积存在电池模块内。当冷凝水或电解液积存在电池模块内时，汇流条可浸入到冷凝水或电解液中。随着浸入的汇流条被腐蚀，在汇流条之间会发生短路(short)现象。如果发生短路现象，则由于短路可能会发生火灾，并且电池模块的性能可劣化。
发明内容
技术问题
本公开内容的目的是提供一种包括用于排放电池模块内的冷凝水或电解液的结构的电池模块。
本公开内容的目的不限于前述目的，本领域技术人员根据以下的详细描述应当清楚地理解到在此未描述的其他目的。
技术方案
为了实现上述目的，根据本公开内容一个实施方式，提供了一种电池模块，包括：堆叠有多个电池单元的电池单元堆叠体；用于容纳所述电池单元堆叠体的模块框架；以及用于覆盖所述电池单元堆叠体的前表面和后表面的端板，其中在模块框架的底部与所述端板之间形成有开口。
所述电池模块进一步包括用于覆盖所述电池单元堆叠体的所述前表面和所述后表面的汇流条框架，其中在所述汇流条框架上可安装有多个汇流条，并且所述开口可形成在所述多个汇流条下方，从而与所述多个汇流条分离。
所述电池模块进一步包括形成在所述汇流条框架与所述端板之间的绝缘盖，其中所述开口形成在与所述绝缘盖的下端部对应的部分中。
所述开口可形成在所述模块框架的所述底部与所述端板相接的所述部分的中央。
所述模块框架的所述底部中的形成所述开口的上端角部可被倒角。
除所述开口之外的其中所述模块框架的所述底部与所述端板相接的部分可通过焊接结合。
所述开口可以是通过使所述模块框架的所述底部中的与所述端板相接的外壳部分凹陷而形成的。
在所述开口中，在与所述模块框架的所述底部和所述端板之间的接触线平行的方向上的第一宽度可比在与所述接触线垂直的方向上的第二宽度宽。
所述第一宽度越接近所述端板变得越宽。
根据本公开内容另一个实施方式，提供了一种包括上述电池模块的电池组。
有益效果
根据本公开内容一个实施方式的电池模块和包括该电池模块的电池组可通过在模块框架的底部与端板之间形成开口来将电池模块内的冷凝水或电解液排放到外部。
本公开内容的效果不限于上述效果，本领域技术人员将从所附权利要求书的描述中清楚地理解上文未描述的另外的其他效果。
附图说明
图1是常规的电池模块的分解透视图；
图2是示出图1的部分A的示图；
图3是根据本公开内容一个实施方式的电池模块的分解透视图；
图4是图3的部分B，是示出根据本公开内容一个实施方式的开口的示图；
图5是示出图4的部分C的局部剖面图；
图6是图4的部分D，是根据本公开内容一个实施方式的开口的放大图；
图7是图5的部分E，是根据本公开内容一个实施方式的开口的放大剖面图。
具体实施方式
应当理解，下面将描述的示例性实施方式是举例说明的描述以帮助理解本公开内容，本公开内容可被各种修改以与本文描述的示例性实施方式不同地实施。然而，在本公开内容的描述中，当确定公知功能或组成元件的具体描述和图示会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，没有基于实际比例来示出附图，而是组成元件的部分的尺寸可被夸大。
如本文所使用的，诸如第一、第二等的术语可用于描述各种部件，部件不受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个部件与另一个部件。
此外，本文中使用的术语仅用于描述具体示例性实施方式，而并非旨在限制本公开内容的范围。单数表达包括复数表达，除非它们在上下文中具有明确相反的含义。应当理解，如本文所使用的术语“包括”、“包含”和“具有”旨在指明存在所阐述的特征、数量、步骤、组成元件、移动、部分或其组合，但是应当理解，并不排除存在或添加一个或多个其他特征、数量、步骤、移动、组成元件、部分或其组合的可能性。
下面，将参照图3至图5描述根据本公开内容一个实施方式的包括开口的电池模块。
图3是根据本公开内容一个实施方式的电池模块的分解透视图。图4是图3的部分B，是示出根据本公开内容一个实施方式的开口的示图。
参照图3和图4，根据本公开内容一个实施方式的电池模块包括：堆叠有多个电池单元110的电池单元堆叠体100；用于容纳电池单元堆叠体100的模块框架200；以及用于覆盖电池单元堆叠体100的前表面和后表面的端板300。
电池单元110是二次电池并且可配置为袋型二次电池。这种电池单元可由多个电池单元组成，多个电池单元可堆叠在一起以彼此电连接，从而形成电池单元堆叠体100。多个电池单元的每一个可包括电极组件、单元壳体、以及从电极组件突出的电极引线。
模块框架200容纳电池单元堆叠体100。模块框架200可由U形框架200和上板230形成，如图3中所示。U形框架200可包括底部210和两个侧部220。如图3中所示，模块框架200可由上表面、下表面、左表面和右表面形成，使得其可形成为覆盖电池单元堆叠体100的上表面、下表面、左表面和右表面这四个表面。容纳在模块框架200内的电池单元堆叠体100可被模块框架200物理地保护。
形成汇流条框架400以覆盖电池单元堆叠体100的前表面和后表面，汇流条框架400位于电池单元堆叠体100的前表面和后表面上，并且汇流条框架400可与从多个电池单元110延伸形成的电极引线连接。更详细地，穿过汇流条框架400延伸的电极引线结合至安装在汇流条框架400上的多个汇流条410，使得电池单元110和汇流条410能够电连接。
以电池单元堆叠体100为基准，端板300分别形成在汇流条框架400的外侧，从而覆盖电池单元堆叠体100和汇流条框架400。
端板300可保护汇流条框架400、电池单元堆叠体100以及与之连接的各种电气设备免受外部冲击，同时端板300引导电池单元堆叠体100与外部电源之间的电连接。可在端板300与汇流条框架400之间插入绝缘盖500。绝缘盖500可切断汇流条框架400与外部之间的电连接，以确保电池模块的绝缘性能。
可在模块框架的底部210上形成导热树脂层600。电池单元堆叠体100位于导热树脂层600的上侧，从电池单元堆叠体100产生的热量可传递到电池模块的外部。根据该实施方式，导热树脂层600可由导热树脂(Thermal Resin)形成。
根据本公开内容的实施方式，如图4中所示，可在模块框架的底部210与端板300之间形成开口210a。形成在电池模块内的电解液和冷凝水可经由开口210a被排放到电池模块的下侧。
常规地，电池模块内的冷凝水或电解液积存在模块框架的底部与汇流条框架之间的空间中，汇流条因浸入积存的冷凝水或电解液中而被腐蚀，这会引起汇流条之间的短路。如果在汇流条之间发生短路，则由于短路可能会发生火灾。
因而，根据本公开内容的实施方式，在模块框架的底部210与端板300之间设置开口210a，可能储存在电池模块内的汇流条下方的电解液或冷凝水可经由开口210a被排放到外部，从而能够切断汇流条与湿气之间的接触并且预先防止因汇流条的腐蚀引起的短路现象。由此，能够确保电池模块的稳定性。
下面，将参照图3以及图5至图7更详细地描述根据本公开内容一个实施方式的开口。
图5是示出图4的部分C的局部剖面图。图6是图4的部分D，是根据本公开内容一个实施方式的开口的放大图。图7是图5的部分E，是根据本公开内容一个实施方式的开口的放大剖面图。
参照图5，形成在模块框架的底部210中的开口210a可形成在多个汇流条410下方，从而与多个汇流条410分离。通过这样做，即使在汇流条410的下侧聚集冷凝水或电解液，也会形成冷凝水或电解液经由开口210a被立即排放并且汇流条410与冷凝水或电解液不彼此接触的结构。此外，开口210a形成在与绝缘盖500的下端部对应的部分中，使得可能形成在绝缘盖500与端板300之间的空间中的冷凝水经过绝缘盖500的下端部并且可经由开口210a被排放到外部。
根据本公开内容的实施方式，开口210a可形成在模块框架的底部210与端板300相接的部分的中央。因此，即使电解液或冷凝水积存在形成在汇流条框架400的两侧端部处的汇流条410与模块框架的底部210之间的空间中，也能够经由形成在模块框架的底部210中央的开口210a更容易地排放到外部。
参照图7，模块框架的底部210中的形成开口210a的上端角部C可被倒角。结果，当电池模块内的冷凝水或电解液到达开口210a时，可更容易地沿着被倒角的开口210a的倾斜的边缘被排放到外部。
除开口210a之外的其中模块框架的底部210与端板300相接的部分可通过焊接结合。因而，如图4中所示，模块框架的底部210与端板300的下端部的焊接线可分别形成在开口210a的两侧。不仅是模块框架的底部，而且模块框架和上板230也可通过与端板300的边缘部分的焊接而结合在一起。
参照图6，可通过使模块框架的底部210中的与端板300相接的外壳部分凹陷来形成开口210a。此时，在与模块框架的底部210和端板300之间的接触线L平行的方向上的第一宽度W1可形成为比在与接触线L垂直的方向上的第二宽度W2宽。
由于汇流条410沿与模块框架的底部210和端板300之间的接触线L平行的方向布置在汇流条框架400上，所以在与接触线L平行的方向上的第一宽度W1形成为比在与第一宽度W1垂直的方向上的第二宽度W2宽。由此，在平行于接触线L布置的汇流条410与冷凝水或电解液接触之前，可经由沿汇流条的布置方向长形地形成的开口210a迅速排放液体。
开口210a的第一宽度W1可越接近端板300变得越宽。位于端板300与模块框架的底部210之间的液体可与端板300和模块框架的底部210的两个表面接触，从而增加对这两个表面的附着力。因而，可能难以平稳地排放液体。因此，开口210a的第一宽度W1可被设计成在端板300所在的方向上变得更宽，使得可更平稳地排放电解液或冷凝水。
可在电池组中包括上述电池模块。电池组可具有其中一个或更多个根据本公开内容的实施方式的电池模块聚集并且与控制和管理电池温度、电压等的电池管理系统(Battery Management System；BMS)和冷却装置封装在一起的结构。
电池组可应用于各种装置。这样的装置可应用于诸如电动自行车、电动汽车、或者混合动力汽车之类的车辆装置，但是本公开内容不限于此，可应用于能够使用电池模块的各种装置，这也落入本公开内容的范围。
虽然已经参照优选实施方式示出和描述了本发明，但是本公开内容的范围不限于此，本领域技术人员能够设计出将落入所附权利要求书中描述的本发明的原理的精神和范围内的许多其他修改和实施方式。此外，这些修改的实施方式不应理解为独立于本公开内容的技术的精神或角度。
参考标号说明
100：电池单元堆叠体
110：电池单元
200：模块框架
210：模块框架的底部
220：模块框架的两个侧部
230：上板
210a：开口
300：端板
400：汇流条框架
410：汇流条
500：绝缘盖
600：导热树脂层
L：接触线
W1：第一宽度
W2：第二宽度
C：模块框架的底部的上端角部。

Claims (13)

1.一种电池模块，包括：
堆叠有多个电池单元的电池单元堆叠体；
用于容纳所述电池单元堆叠体的模块框架；以及
用于覆盖所述电池单元堆叠体的前表面和后表面的端板，
其中在模块框架的底部与所述端板之间形成有开口。
2.根据权利要求1所述的电池模块，
所述电池模块进一步包括用于覆盖所述电池单元堆叠体的所述前表面和所述后表面的汇流条框架，
其中在所述汇流条框架上安装有多个汇流条，并且
所述开口形成在所述多个汇流条下方，从而与所述多个汇流条分离。
3.根据权利要求2所述的电池模块，
所述电池模块进一步包括形成在所述汇流条框架与所述端板之间的绝缘盖，
其中所述开口形成在与所述绝缘盖的下端部对应的部分中。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其中：
所述开口形成在所述模块框架的所述底部与所述端板相接的部分。
5.根据权利要求4所述的电池模块，其中：
所述开口形成在所述模块框架的所述底部与所述端板相接的所述部分的中央。
6.根据权利要求1所述的电池模块，其中：
所述模块框架的所述底部中的形成所述开口的上端角部被倒角。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其中：
所述开口包括通过倒角形成的倾斜的边缘。
8.根据权利要求1所述的电池模块，其中：
除所述开口之外的其中所述模块框架的所述底部与所述端板相接的部分通过焊接结合。
9.根据权利要求8所述的电池模块，其中：
所述模块框架的所述底部与所述端板的下端部的焊接线分别形成在所述开口的两侧。
10.根据权利要求1所述的电池模块，其中：
所述开口是通过使所述模块框架的所述底部中的与所述端板相接的外壳部分凹陷而形成的。
11.根据权利要求1所述的电池模块，其中：
在所述开口中，在与所述模块框架的所述底部和所述端板之间的接触线平行的方向上的第一宽度比在与所述接触线垂直的方向上的第二宽度宽。
12.根据权利要求9所述的电池模块，其中：
所述第一宽度越接近所述端板变得越宽。
13.一种电池组，包括根据权利要求1所述的电池模块。
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