CN114976377A - 电池模块及包括其的电池组 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种电池模块及包括该电池模块的电池组。根据本公开的实施例的电池模块包括：沿第一方向堆叠有多个电池单元的电池单元堆；用于容纳电池单元堆的模块框架；位于电池单元堆与模块框架的下部之间的第一导热树脂层；以及位于电池单元堆与模块框架的上部之间的第二导热树脂层，其中，在模块框架的上部中形成有用于注入导热树脂的至少一个液体注入孔，其中，至少一个屏蔽垫位于模块框架的上部的下表面上，并且其中，屏蔽垫在其中央部分中开口并且围绕液体注入孔。

Description

电池模块及包括其的电池组

技术领域

本公开涉及一种电池模块及包括该电池模块的电池组，更具体地，涉及一种具有改进的冷却性能的电池模块及包括该电池模块的电池组。

背景技术

随着技术发展和对移动装置的需求的增加，对作为能源的电池的需求迅速增加。特别地，二次电池作为用于诸如电动自行车、电动车辆、混合电动车辆的动力驱动装置的能源、以及用于诸如移动电话、数码相机、膝上型电脑和可穿戴装置的移动装置的能源备受关注。

小型移动装置针对每个装置使用一个或多个电池单元，而车辆等中型或大型装置需要高功率和大容量。因此，使用具有彼此电连接的多个电池单元的中型或大型电池模块。

中型或大型电池模块优选地制造成具有尽可能小的尺寸和重量。因此，主要将能够以高集成度堆叠并且相对于容量具有较小重量的方形电池、袋状电池等用作中型或大型电池模块的电池单元。同时，为了保护电池单元堆免受外部冲击、热或振动，电池模块可以包括将电池单元堆容纳在内部空间中的模块框架。

图1是示出传统电池模块的分解立体图。图2是示出构成图1的电池模块的部件被组合的状态的立体图。

参照图1和图2，传统的电池模块10包括：在一个方向上堆叠有多个电池单元11的电池单元堆12；用于容纳电池单元堆12的模块框架；覆盖电池单元堆的前表面和后表面的端板15；以及形成在端板15的前表面和后表面与电池单元堆12之间的汇流条框架13。模块框架包括用于覆盖电池堆12的下部和两个侧表面的下框架30以及用于覆盖电池单元堆12的上表面的上板40。电池模块10被配置为使得导热树脂层31能够被涂覆到覆盖下框架30中的电池单元堆12的下部的下表面，以冷却电池单元堆12中产生的热量。

图3是沿图2的切割线A-A的剖视图。

参照图1和图3，传统的电池模块10具有冷却电池单元堆12的下部的结构，该结构是在电池单元11中产生的热量沿第一冷却方向D1朝向下部流动的结构。然而，由于导热树脂层31仅形成在与电池单元堆12的下部相对应的位置处，因此电池单元11的靠近导热树脂层31的部分的温度低，并且电池单元11的远离导热树脂层31的部分的温度高，因此在电池单元11内部产生温度差。特别地，在朝向电池单元11的上部和两个端部的方向上温度升高，并且朝向电池单元11的下部和中央部分温度降低。

特别地，由于正极和负极位于电池单元11的两个端部处，因此在电池模块10的充电/放电过程中比中心部产生相对更多的热量。然而，从仅冷却传递到电池单元11的两个端部处的下部的热量的观点来看，位于电池单元11的下方的导热树脂层31不能充分快速地冷却在电池单元11的两个端部处产生的热。特别地，考虑到电池单元11的温度是限制电池输出的因素之一，电池单元11中出现的局部温度升高很有可能提前限制电池的输出，从而需要对其进行改进。

发明内容

技术问题

本公开的一个目的是提供一种具有改进的电池单元的冷却性能的电池模块及包括该电池模块的电池组。

本公开的目的不限于上述目的，本领域技术人员通过下面的详细描述和附图将清楚地理解本文中未描述的其他目的。

技术方案

根据本公开的一个实施例，提供一种电池模块，包括：电池单元堆，在所述电池单元堆中沿第一方向堆叠有多个电池单元；模块框架，所述模块框架用于容纳电池单元堆；第一导热树脂层，所述第一导热树脂层位于电池单元堆与模块框架的下部之间；以及第二导热树脂层，所述第二导热树脂层位于电池单元堆与模块框架的上部之间，其中，在模块框架的上部形成有用于注入导热树脂的至少一个液体注入孔，其中至少一个屏蔽垫位于模块框架的上部的下表面上，并且其中屏蔽垫的中央部分开口并且屏蔽垫围绕液体注入孔。

第二导热树脂层可以由注入到至少一个液体注入孔中的导热树脂形成。

第二导热树脂层可以被屏蔽垫围绕。

液体注入孔和屏蔽垫可以在模块框架的上部位于相比于中央部分更邻近一侧端部的位置。

液体注入孔和屏蔽垫可以位于模块框架的上部处的一侧端部的拐角处。

电池模块可以进一步包括分别位于电池单元堆的前表面和后表面上的汇流条框架，以及覆盖汇流条框架的端板，其中第一汇流条附接到汇流条框架的中央部分，第二汇流条分别附接到汇流条框架的两个侧部。

第二汇流条可以是终端汇流条。

液体注入孔和屏蔽垫可以分别位于与第二汇流条相邻的位置。

模块框架包括：U形框架，所述U形框架包括底表面以及连接到底表面的两侧的两个侧面部；以及上板，所述上板用于覆盖附接到U形框架的电池单元堆，模块框架的上部是上板。

通过将导热树脂涂覆在U型框的底表面或附接热传递垫，形成第一导热树脂层。

根据本公开的一个实施例，提供一种电池组，包括上述的电池模块。

有益效果

根据本公开的实施例，在电池单元堆的上部中形成导热树脂层，从而能够抑制电池单元中的局部温度上升并减小温度差。

本公开的效果不限于上述的效果，并且本领域技术人员将从所附权利要求的描述中清楚地理解上述未描述的附加的其他效果。

附图说明

图1是示出传统电池模块的分解立体图；

图2是示出构成图1的电池模块的部件被组合的状态的立体图；

图3是沿图2的切割线A-A的剖视图；

图4是根据本发明的实施例的电池模块的分解立体图；

图5是示出构成图4的电池模块的部件被组合的状态的立体图；

图6是示出图4的电池模块的模块框架的上部上下颠倒的状态的立体图；

图7是示出图4的电池模块的汇流条框架的图；

图8是示出从图4的电池模块移除模块框架的上部的状态的立体图；以及

图9是沿图5的切割线B-B的剖视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本公开的各个实施例，以便本领域技术人员能够容易地实施这些实施例。本公开可以以各种不同的方式进行修改，并且不限于这里阐述的实施例。

与描述无关的部分将被省略以清楚地描述本公开，并且在整个说明书中相同的附图标记表示相同的元件。

此外，在附图中，每个元件的尺寸和厚度为了描述方便而任意示出，本公开不必限于附图中示出的尺寸和厚度。在附图中，为了清楚，夸大了层、区域等的厚度。在附图中，为了描述方便，一些层和区域的厚度被夸大地示出。

此外，应当理解，当诸如层、膜、区域或板的元件被称为在另一个元件“上”或“上方”时，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接位于”另一个元件上时，这意味着不存在其他中间元件。此外，用语“上”或“上方”是指设置在基准部之上或之下，并不一定意味着设置在基准部的朝向重力的相反方向的上端上。

进一步，在整个说明书中，当一部分被称为“包括”某个部件时，除非另有说明，否则意味着该部分可以进一步包括其他部件，而不排除其他部件。

此外，在整个说明书中，当称为“平面”时，是指从上侧观察目标部分时，当称为“横截面”时，是指从垂直切割的横截面的侧部观察目标部分时。

在下文中，将描述根据本公开的一个实施例的电池模块。然而，这里的描述是基于电池模块的前表面和后表面中的前表面进行的，不一定限于此，即使在后表面的情况下，也可以以相同或相似的内容给出描述。

图4是根据本公开的实施例的电池模块的分解立体图。图5是示出构成图4的电池模块的部件被组合的状态的立体图。

根据本公开的实施例的电池模块100包括：电池单元堆120，在电池单元堆120中沿第一方向(y轴)堆叠有多个电池单元；模块框架200，所述模块框架200容纳电池单元堆120；以及第一导热树脂层310，第一导热树脂层310位于电池单元堆120与模块框架200的下部之间。

进一步，电池模块100还包括：各自位于电池单元堆120的前表面和后表面上的汇流条框架130；以及用于覆盖汇流条框架130的端板150。这里，与电池单元堆120电连接的汇流条141和145(图7)可以设置在汇流条框架130中。

参考图4，在容纳在模块框架200中的电池单元堆120中，多个电池单元110沿第一方向(y轴方向)堆叠，其中电池单元110优选地是袋型电池单元。可以通过将电极组件容纳在包括树脂层和金属层的层叠板的袋壳体中，然后将袋壳体的密封部热密封，来制造电池单元110。这样的电池单元110可以由多个构成，并且多个电池单元110形成堆叠成彼此电连接的电池单元堆120。

模块框架200包括U形框架300和上板400，U形框架300包括底表面以及与底表面的两侧连接的两个侧表面，上板400用于覆盖附接到U形框架300的电池单元堆120的上部。即，模块框架200的下部可以是U形框架300，模块框架200的上部可以是上板400。然而，模块框架200可以用L形框架或U形框架以及诸如上板的其他形状的框架替换，但不限于此。

进一步，可以在模块框架200的下部的底表面上形成第一导热树脂层310。换言之，可以通过将导热树脂涂覆到U形框架300的底表面上来形成第一导热树脂层310。

在一个示例中，可以通过附接热传递垫来形成第一导热树脂层310。在另一示例中，可以通过在将电池单元堆120附接到U形框架300的底表面之前将导热树脂涂覆到U形框架300的底表面来形成第一导热树脂层310。然后，随着导热树脂固化，可以形成第一导热树脂层310。

因此，第一导热树脂层310可以将在电池单元110中产生的热量传递到电池模块100的底部，并且可以通过第一导热树脂层310本身具有的粘合力来固定电池单元堆120。

接下来，将详细描述在第二导热树脂层160和上板400中包括的液体注入孔450和屏蔽垫470。

图6是示出图4的电池模块的模块框架的上板上下颠倒的状态的立体图。图7是示出图4的电池模块的汇流条框架的图。图8是示出从图4的电池模块移除模块框架的上部的状态的立体图。

参考图6，在根据本实施例的电池模块100中，可以在模块框架200的上部中形成用于注入导热树脂的至少一个液体注入孔450。换言之，可以在上板400中形成至少一个液体注入孔450。

这里，液体注入孔450穿过上板400，并且可以是具有预定尺寸的孔。更具体地，液体注入孔450的尺寸可以是导热树脂经由其容易注入并且外部空气以相对较少的量经由其流入的尺寸。

此外，可以将导热树脂注入到液体注入孔450中。这里，注入到液体注入孔450中的导热树脂可以是树脂或浆料的形式，但不限于此。然后，随着导热树脂固化，可以形成第二导热树脂层160。即，第二导热树脂层160可以由注入到至少一个液体注入孔450中的导热树脂形成。这里，第二导热树脂层160可以位于电池单元堆120与模块框架200的上部之间。换言之，第二导热树脂层160可以位于电池单元堆120与上板400之间。

因此，根据本实施例的电池模块100可以通过第二导热树脂层160冷却电池组120的上表面，由此可以与第一导热树脂层310一起进一步提高冷却性能。

参照图6，在根据本实施例的电池模块100中，至少一个屏蔽垫470位于模组框架200的上部的下表面上。换言之，至少一个屏蔽垫470位于上板400的下表面上。这里，屏蔽垫470在其中央部分开口，并围绕液体注入孔450。进一步，屏蔽垫470可以在与朝向电池单元堆120的方向(z轴)相对应的方向上突出。优选地，屏蔽垫470在与朝向电池单元堆的方向(z轴)相对应的方向上突出，并且可以与电池单元堆的上部接触。

这里，屏蔽垫470可以包括具有高绝缘性的材料。在一个示例中，其可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺(PI)和聚酰胺(PA)中的至少一种。然而，可以应用任何材料而没有限制，只要该材料可以防止导热树脂溢出并且不与注入到注入孔450中的导热树脂反应。

参照图6和图8，第二导热树脂层160可以被屏蔽垫470包围。换言之，第二导热树脂层160可以形成在与屏蔽垫470的中央部分相对应的位置处。

因此，屏蔽垫470可以调节形成有第二导热树脂层160的区域，并且可以防止注入到液体注入孔450中的导热树脂注入到不需要的区域。即，屏蔽垫470可以屏蔽注入到液体注入孔450中的导热树脂涂覆到偏离屏蔽垫470的区域。

此外，屏蔽垫470限制涂覆导热树脂的区域，电池模块100不经过额外的拆卸和组装工序，并且导热树脂可以均匀地涂覆到期望位置。进一步，导热树脂可以均匀地涂覆到期望位置。此外，屏蔽垫470可以减少将导热树脂注入到不需要导热树脂的区域的成本损失。

参照图4和图7，在根据本公开的实施例的电池模块100中，第一汇流条141附接到汇流条框架130的中央部分，第二汇流条145可以分别附接到汇流条框架130的两个侧部。在此，第二汇流条145可以是终端汇流条。这里，第二汇流条145可以暴露于电池模块100的外部，使得外部装置或电路可以电连接到电池单元110。在一个示例中，第二汇流条145可以连接到外部汇流条，该外部汇流条能够连接到与包括第二汇流条145的电池模块相邻的另一个电池模块。

更具体地，第一汇流条141和第二汇流条145电连接到电池单元110的电极引线，并且在电池模块100的充电/放电过程中发热的程度可能增加。特别地，在电池模块100的快速充电的过程中，第二汇流条145暴露于外部的部分可能表现出相对较大程度的发热。然而，第二汇流条145暴露于外部的部分远离第一导热树脂层310，这可能导致不能用第一导热树脂层310直接进行冷却的问题。

在这里，参考图6至图8，液体注入孔450和屏蔽垫470可以在模块框架200的上部位于与一端相邻而不是中央部分相邻的位置。换言之，液体注入孔450和屏蔽垫470可以在上板400处位于与一侧端部相邻而不是中央部分相邻的位置。

更具体地，液体注入孔450和屏蔽垫470可以位于模块框架200的上部中的一侧端部的拐角处。换言之，液体注入孔450和屏蔽垫470可以位于上板400的一侧端部的拐角处。换言之，液体注入孔450和屏蔽垫470可以分别位于与第二汇流条145相邻的位置。

在一个示例中，液体注入孔450包括第一液体注入孔和第二液体注入孔，并且遮蔽垫470包括第一遮蔽垫和第二遮蔽垫。这里，第一液体注入孔被第一屏蔽垫围绕，第二液体注入孔可以被第二屏蔽垫围绕。此外，第一液体注入孔和第一屏蔽垫可以位于模块框架200的上部中的一侧端部的拐角处。此外，第二液体注入孔和第二屏蔽垫可以位于模块框架200的上部中的另一侧端的拐角处。换言之，第一液体注入孔和第一屏蔽垫分别位于与附接到汇流条框架130的一侧的第二汇流条145相邻的位置，并且第二液体注入孔和第二屏蔽垫可以分别位于与附接到汇流条框架130的另一侧的第二汇流条145相邻的位置。

因此，与传统的电池模块10不同，在根据本实施例的电池模块100中，第二导热树脂层160可以形成为与在电池单元堆120的上部处产生最多热量的第二汇流条145所位于的部分相邻。即，其可以具有将热量集中地散发到与第二导热树脂层160相邻的部分的结构，从而有效地减小电池模块100内部的温度偏差。特别地，第二导热树脂层160能够有效地抑制在快速充电的过程中在与第二汇流条145相邻的部分中发生的局部温度升高。

在下文中，将详细描述电池模块100内部的热传递路径。

图9是沿图5的切割线B-B的剖视图。

参照图5和图9，第一导热树脂层310与包括在电池模块100中的电池单元堆120的下部接触，并且电池单元堆120的上部的一端可以具有与第二导热树脂层160接触的结构。特别地，即使在电池单元堆120的上部中，与第二汇流条145所附接的部分相邻的电池单元110的上表面的端部和第二导热树脂层160可以彼此接触。

因此，与传统的电池模块10不同，电池模块100具有冷却电池单元堆120的上部和下部的结构，因此在电池单元堆12中产生的热量可以在朝向上部和下部的第二冷却方向D2上传递。

特别地，如上所述，第二导热树脂层160位于与第二汇流条145相邻的位置，由此第二汇流条145所位于的部分的上部和下部可以被第一导热树脂层310和第二导热树脂层160有效地冷却，并且可以有效降低电池模块100内部的温度差。此外，通过更有效地抑制在快速充电的过程中发生的第二汇流条145的局部温度升高，能够防止包括电池单元110的电池的输出在初期受到限制。

另一方面，根据本实施例的一个或多个电池模块可以被封装在电池组壳体中以形成电池组。

上述的电池模块和包括该电池模块的电池组可以应用于各种装置。这样的装置可以应用于电动自行车、电动车辆或混合动力车辆等的车辆装置，而本发明不限于此，并且可应用于能够使用电池模块的各种装置，这些也落在本公开的范围内。

尽管上面已经参照优选实施例示出和描述了本发明，但是本公开的范围不限于此，并且本领域技术人员可以使用在所附权利要求中描述的本发明的原理设计出许多其他的变化和修改，这些也将落入本公开的精神和范围内。

[附图标记的说明]

100：电池模块

110：电池单元

120：电池单元堆

130：汇流条框架

141：第一汇流条

145：第二汇流条

150：端板

300：U形框架

400：上板

Claims (11)

1.一种电池模块，包括：

电池单元堆，在所述电池单元堆中沿第一方向堆叠有多个电池单元；

模块框架，所述模块框架用于容纳所述电池单元堆；

第一导热树脂层，所述第一导热树脂层位于所述电池单元堆与所述模块框架的下部之间；以及

第二导热树脂层，所述第二导热树脂层位于所述电池单元堆与所述模块框架的上部之间，

其中，在所述模块框架的所述上部形成有用于注入导热树脂的至少一个液体注入孔，

其中，至少一个屏蔽垫位于所述模块框架的所述上部的下表面上，并且

其中，所述屏蔽垫的中央部分开口并且所述屏蔽垫围绕所述液体注入孔。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，

所述第二导热树脂层由注入到所述至少一个液体注入孔中的所述导热树脂形成。

3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，

所述第二导热树脂层被所述屏蔽垫围绕。

4.根据权利要求1所述的电池模块，其中，

所述液体注入孔和所述屏蔽垫在所述模块框架的所述上部位于相比于中央部分更邻近一侧端部的位置。

5.根据权利要求4所述的电池模块，其中，

所述液体注入孔和所述屏蔽垫位于所述模块框架的所述上部处的一侧端部的拐角处。

6.根据权利要求4所述的电池模块，所述电池模块进一步包括分别位于所述电池单元堆的前表面和后表面上的汇流条框架，以及覆盖所述汇流条框架的端板，

其中，第一汇流条附接到所述汇流条框架的中央部分，并且

第二汇流条分别附接到所述汇流条框架的两个侧部。

7.根据权利要求6所述的电池模块，其中，

所述第二汇流条是终端汇流条。

8.根据权利要求6所述的电池模块，其中，

所述液体注入孔和所述屏蔽垫分别位于与所述第二汇流条相邻的位置。

9.根据权利要求1所述的电池模块，其中，

所述模块框架包括：U形框架，所述U形框架包括底表面以及连接到所述底表面的两侧的两个侧面部；以及上板，所述上板用于覆盖附接到所述U形框架的所述电池单元堆，

所述模块框架的所述上部是所述上板。

10.根据权利要求2所述的电池模块，其中，

通过将导热树脂涂覆到U形框架的底表面或附接热传递垫，形成所述第一导热树脂层。

11.一种电池组，包括根据权利要求1所述的电池模块。

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