CN114946079A - 电池模块、包括电池模块的电池组以及包括电池组的车辆 - Google Patents

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Abstract

公开了一种电池模块，包括：电池单体组件，包括至少一个电池单体；基板，被配置为支撑电池单体组件的下侧；压轮单元，与基板弹性连接并且被配置为覆盖电池单体组件的上侧，压轮单元能够根据电池单体组件的单体膨胀在电池单体组件的垂直方向上弹性变形。

Description

电池模块、包括电池模块的电池组以及包括电池组的车辆
技术领域
本公开涉及电池模块、包括该电池模块的电池组以及包括该电池组的车辆。
本申请要求于2020年11月23日向韩国提交的韩国专利申请第10-2020-0158076号的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
背景技术
二次电池易于应用于各种产品并且表现出优异的电气特性(例如，高能量密度等)，不仅广泛用于便携式设备，而且还用于由电力驱动的电动汽车(EV)或混合动力电动汽车(HEV)。二次电池可以大大减少化石燃料的使用，并且在能源消耗过程中不产生副产物，因此作为一种有益于环保并且提高能源效率的新能源而受到关注。
目前广泛使用的二次电池包括锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等。单个二次电池单体(即，单个电池单体)的工作电压约为2.5V至4.5V。因此，如果需要更高的输出电压，可以将多个电池单体串联连接以构成电池组。此外，根据电池组所需的充电/放电容量，可以将多个电池单体并联连接以构成电池组。因此，可以根据所需的输出电压或所需的充电/放电容量来以各种方式设置电池组中包括的电池单体的数量。
同时，当多个电池单体串联或并联连接以构成电池组时，通常先配置包括至少一个电池单体的电池模块，然后使用至少一个电池模块并添加其他部件来配置电池组。
在常规的电池模块的情况下，对电池单体施加一定范围内的压力以提高电池单体的性能(例如，寿命)很重要。此外，控制电池单体的膨胀(即单体膨胀)也很重要。
因此，需要找到一种方式以提供一种能够提高电池单体的性能并有效地控制单体膨胀的电池模块、包括该电池模块的电池组以及包括该电池组的车辆。
发明内容
技术问题
本公开旨在提供一种能够提高电池单体的性能并有效地控制单体膨胀的电池模块、包括该电池模块的电池组以及包括该电池组的车辆。
技术方案
在本公开的一个方面，提供了一种电池模块，包括：电池单体组件，包括至少一个电池单体；基板，被配置为支撑电池单体组件的下侧；压轮(pressing pulley)单元，与基板弹性连接并且被配置为覆盖电池单体组件的上侧，压轮单元能够根据电池单体组件的单体膨胀在电池单体组件的垂直方向上弹性变形。
压轮单元可以包括：压板，设置在电池单体组件的上侧并且被配置为能够在垂直方向上移动；一对滑轮单元，与压板连接并且设置在电池单体组件的两侧；以及一对弹性带，与一对滑轮单元连接并且固定到基板。
一对滑轮单元中的每一个可以包括：滑轮体，与弹性带连接；滑轮轴，设置成穿过滑轮体；以及连接构件，被配置成连接滑轮轴和压板。
一对滑轮单元可以包括至少一个弹簧，弹簧设置在滑轮轴上并且设置在滑轮体与连接构件之间。
弹簧可以成对设置，并且一对弹簧可以设置为彼此面对，并且滑轮体插设在二者之间。
一对滑轮单元可以包括：第一滑轮单元，设置在电池单体组件的一侧；以及第二滑轮单元，与第一滑轮单元间隔开并且设置在电池单体组件的另一侧。
一对弹性带可以包括：第一弹性带，与第一滑轮单元连接；以及第二弹性带，与第一弹性带间隔开并且与第二滑轮单元连接。
可以设置多个电池单体，并且多个电池单体可以在电池单体组件的高度方向上相互堆叠。
此外，本公开还提供一种电池组，包括：至少一个根据上述实施例的电池模块；以及电池组壳体，被配置成封装至少一个电池模块。
此外，本公开还提供一种车辆，包括至少一个根据上述实施例的电池组。
有益效果
根据如上所述的各种实施例，可以提供一种能够提高电池单体的性能并有效地控制单体膨胀的电池模块、包括该电池模块的电池组以及包括该电池组的车辆。
附图说明
附图示出了本公开的优选实施例，并与前述公开内容一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，因此，本公开不应被理解为限于附图。
图1是用于示出根据本公开的实施例的电池模块的图。
图2是沿图1的线A-A’截取的截面图。
图3是图2的主要部分的放大图。
图4是沿图1的线B-B’截取的截面图。
图5是图4的主要部分的放大图。
图6和图7是用于示出图1的电池模块的压轮单元的操作的图。
图8是用于示出根据本公开的实施例的电池组的图。
图9是用于示出根据本公开的实施例的车辆的图。
具体实施方式
通过参照附图详细描述本公开的实施例，本公开将变得更加清楚。应当理解，本文中公开的实施例仅是为了更好地理解本公开而进行的说明，并且可以对本公开进行各种修改。此外，为便于理解本公开，附图未按实际比例绘制，某些部件的尺寸可能被夸大。
图1是用于示出根据本公开的实施例的电池模块的图。图2是沿图1的线A-A’截取的截面图。图3是图2的主要部分的放大图。图4是沿图1的线B-B’截取的截面图。图5是图4的主要部分的放大图。
参照图1至图5，电池模块10可以包括电池单体组件100、基板200和压轮单元300。
电池单体组件100可以包括至少一个电池单体105或多个电池单体105。在下文中，在该实施例中，将描述设置多个电池单体105的情况。
多个电池单体105可以在电池单体组件100的高度方向上相互堆叠。多个电池单体105是二次电池，并且可以被提供为软包二次电池、棱柱形二次电池或圆柱形二次电池。在下文中，在该实施例中，将描述电池单体105为软包二次电池的情况。
基板200可以支撑电池单体组件100的下侧。基板200可以具有能够支撑电池单体组件100的下侧的形状和尺寸。
压轮单元300可以与基板200弹性连接，覆盖电池单体组件100的上侧，并且根据电池单体组件100的单体膨胀在电池单体组件100的垂直方向上弹性变形。
压轮单元300可以包括压板310、一对滑轮单元(330，340)以及一对弹性带(350，360)。
压板310可以设置在电池单体组件100的上侧。压板310可以具有能够覆盖电池单体组件100的上侧的形状和尺寸。压板310可以设置为能够在电池单体组件100的垂直方向上弹性移动。
一对滑轮单元(330，340)可以与压板310连接并且设置在电池单体组件100的两侧。
一对滑轮单元(330，340)可以包括第一滑轮单元330和第二滑轮单元340。
第一滑轮单元330可以设置在电池单体组件100的一侧。
第一滑轮单元330可以包括滑轮体331、滑轮轴333、连接构件335和弹簧337。
滑轮体331可以与弹性带350连接(稍后说明)。具体地，滑轮体331可以与连接以与第一弹性带350的带引导件355接合(稍后说明)。
更具体地，滑轮体331具有与第一弹性带350的带引导件355的形状对应的形状(稍后说明)，并且可以设置成朝向滑轮轴333的中心向下倾斜的形状(稍后说明)。
滑轮轴333形成为预定长度并且可以设置成穿过滑轮体331。
连接构件335可以连接滑轮轴333和压板310。连接构件335可以与滑轮轴333的两端连接并且固定到压板310。
弹簧337设置在滑轮轴333上并且可以设置在滑轮体331与连接构件335之间。弹簧337可以成对设置。一对弹簧337可以设置成彼此面对并且滑轮体331插设在一对弹簧337之间。
第二滑轮单元340与第一滑轮单元330间隔开并且可以设置在电池单体组件100的另一侧。
第二滑轮单元340可以包括滑轮体341、滑轮轴343、连接构件345和弹簧347。
滑轮体341可以与弹性带360连接(稍后说明)。具体地，滑轮体341可以与连接以与第二弹性带360的带引导件365接合(稍后说明)。
更具体地，滑轮体341具有与第二弹性带360的带引导件365的形状对应的形状(稍后说明)，并且可以设置成朝向滑轮轴343的中心向下倾斜的形状(稍后说明)。
滑轮轴343形成为预定长度并且可以设置成穿过滑轮体341。
连接构件345可以连接滑轮轴343和压板310。连接构件345可以与滑轮轴343的两端连接并且固定到压板310。
弹簧347设置在滑轮轴343上并且可以设置在滑轮体341与连接构件345之间。弹簧347可以成对设置。一对弹簧347可以设置成彼此面对并且滑轮体341插设在一对弹簧347之间。
一对弹性带(350，360)与一对滑轮单元(330，340)连接，并且可以固定到基板200。
一对弹性带(350，360)可以包括第一弹性带350和第二弹性带360。
第一弹性带350可以与第一滑轮单元330弹性连接。
第一弹性带350可以包括带(strap band)351和带引导件355。
带351由具有预定长度的弹性材料制成并且可以固定地安装到基板200。例如，带351可以由具有预定弹性的金属材料制成。本公开不限于此，带351也可以由除金属材料以外的具有预定弹性的材料(例如，橡胶材料)制成。
带引导件355设置在带351上，并且可以设置至少一个带引导件355或多个带引导件355。带引导件355可以由金属材料制成。
带引导件355可以与一对滑轮单元(330，340)连接。具体地，带引导件355可以与连接以与第一滑轮单元330的滑轮体331接合。
这里，带引导件355可以形成为具有向下倾斜的横截面。由于带引导件355的倾斜形状，当压轮单元300控制单体膨胀时，第一滑轮单元330的滑轮体331可以更方便地在水平方向上进行弹性滑动。
第二弹性带360与第一弹性带350间隔开，并且可以与第二滑轮单元340弹性连接。
第二弹性带360可以包括带361和带引导件365。
带361由具有预定长度的弹性材料制成并且可以固定地安装到基板200。例如，带361可以由具有预定弹性的金属材料制成。本公开不限于此，带361也可以由除金属材料以外的具有预定弹性的材料(例如橡胶材料)制成。
带引导件365设置在带361上，并且可以设置至少一个带引导件365或多个带引导件365。带引导件365可以由金属材料制成。
带引导件365可以与一对滑轮单元(330，340)连接。具体地，带引导件365可以与连接以与第二滑轮单元340的滑轮体341接合。
这里，带引导件365可以形成为具有向下倾斜的横截面。由于带引导件365的倾斜形状，当压轮单元300控制单体膨胀时，第二滑轮单元340的滑轮体341可以更方便地在水平方向上进行弹性滑动。
在下文中，将详细描述根据该实施例的当电池模块10中发生单体膨胀时压轮单元300的操作。
图6和图7是用于示出图1的电池模块的压轮单元的操作的图。
参照图6和图7，由于电池单体组件100的电池单体105的膨胀等，电池模块10中会发生单体膨胀。
当发生单体膨胀时，通过升高压板310，压轮单元300可以有效地防止施加到电池单体105的压力过度增加。
例如，如图7所示，当压板300根据单体膨胀升高时，压轮单元300的第一滑轮单元330的滑轮体331可以朝向面对的连接构件335在水平方向上滑动。
此时，滑轮体331会沿着与第一弹性带350的带351连接的带引导件335的接合倾斜横截面滑动。因此，可以使滑轮体331滑动时可能会出现的例如相互干扰的问题最小化。
此外，第一滑轮单元330的一对弹簧337可以在引导滑轮体331的滑动的同时随着滑轮体331的滑动而被压缩以至少部分地缓冲单体膨胀力。
同时，尽管未示出，当发生单体膨胀时，第二滑轮单元340也可以使用与第一滑轮单元330相同的机构来操作。
这样，根据本实施例的压轮单元300可以使用由电池单体组件100的电池单体105自身产生的力作为驱动力，通过弹性改变电池单体105的高度，将压力水平保持在一定水平。
通过压轮单元300保持恒定压力水平的特征不仅可以用于电池单体组件100的电池单体105的单体膨胀，而且还可以应用于提供预定压力以提高电池单体105的寿命性能。也就是说，压轮单元300可以防止电池单体105的性能劣化，同时在发生单体膨胀之前通过向电池单体105提供恒定的压力来保持电池单体105的性能。
图8是用于示出根据本公开的实施例的电池组的图。图9是用于示出根据本公开的实施例的车辆的图。
参照图8和图9，电池组1可以包括至少一个电池模块10和用于封装至少一个根据前述实施例的电池模块10的电池组壳体50。
电池组1可以配置于车辆V作为车辆的动力源。作为示例，电池组1可以用于电动汽车、混合动力电动汽车以及能够使用电池组1作为动力源的各种其他类型的车辆V。
此外，除了车辆V之外，电池组1也可以设置在其他装置、仪器或设备中，例如使用二次电池的能量存储系统中。
如上所述，该实施例的电池组1和具有该电池组1的诸如车辆的装置、仪器或设备包括如上所述的电池模块10，因此可以实现具有如上所述的电池模块10的所有优点的电池组1，或具有该电池组1的诸如车辆V的装置、仪器或设备。
根据如上所述的各种实施例，可以提供能够提高电池单体105的性能并有效地控制单体膨胀的电池模块10、包括电池模块10的电池组1以及包括电池组1的车辆V。
尽管已经示出和描述了本公开的实施例，但是应当理解，本公开不限于所描述的具体实施例，本领域技术人员可以在本公开的范围内进行各种改变和修改，并且这些改变和修改不应被理解为独立于本公开的技术思想和观点。

Claims (10)

1.一种电池模块，包括：
电池单体组件，包括至少一个电池单体；
基板，被配置为支撑所述电池单体组件的下侧；以及
压轮单元，与所述基板弹性连接并且被配置为覆盖所述电池单体组件的上侧，所述压轮单元能够根据所述电池单体组件的单体膨胀在所述电池单体组件的垂直方向上弹性变形。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述压轮单元包括：
压板，设置在所述电池单体组件的上侧并且被配置为能够在所述垂直方向上移动；
一对滑轮单元，与所述压板连接并且设置在所述电池单体组件的两侧；以及
一对弹性带，与所述一对滑轮单元连接并且固定到所述基板。
3.根据权利要求2所述的电池模块，
其中，所述一对滑轮单元中的每一个包括：
滑轮体，与所述弹性带连接；
滑轮轴，设置成穿过所述滑轮体；以及
连接构件，被配置成连接所述滑轮轴和所述压板。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其中，所述一对滑轮单元包括至少一个弹簧，所述弹簧设置在所述滑轮轴上并且设置在所述滑轮体与所述连接构件之间。
5.根据权利要求4所述的电池模块，其中，所述弹簧成对设置，并且所述一对弹簧被设置为彼此面对并且所述滑轮体插设在所述一对弹簧之间。
6.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述一对滑轮单元包括：
第一滑轮单元，设置在所述电池单体组件的一侧；以及
第二滑轮单元，与所述第一滑轮单元间隔开并且设置在所述电池单体组件的另一侧。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其中，所述一对弹性带包括：
第一弹性带，与所述第一滑轮单元连接；以及
第二弹性带，与所述第一弹性带间隔开并且与所述第二滑轮单元连接。
8.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述电池单体设置为多个，并且
多个所述电池单体在所述电池单体组件的高度方向上相互堆叠。
9.一种电池组，包括：
至少一个根据权利要求1所述的电池模块；以及
电池组壳体，被配置成封装所述至少一个电池模块。
10.一种车辆，包括：
至少一个根据权利要求9所述的电池组。
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