CN115066788A - 具有堆叠成多层的电池模块的电池组 - Google Patents

具有堆叠成多层的电池模块的电池组 Download PDF

Info

Publication number
CN115066788A
CN115066788A CN202180013118.6A CN202180013118A CN115066788A CN 115066788 A CN115066788 A CN 115066788A CN 202180013118 A CN202180013118 A CN 202180013118A CN 115066788 A CN115066788 A CN 115066788A
Authority
CN
China
Prior art keywords
refrigerant
battery pack
battery
battery module
protective cover
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
CN202180013118.6A
Other languages
English (en)
Inventor
洪淳昌
柳炯硕
林昭恩
金洞贤
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.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
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 LG Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
Publication of CN115066788A publication Critical patent/CN115066788A/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
    • 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
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • 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
    • H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • 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
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M10/6557—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the 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
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561—Gases
    • H01M10/6562—Gases with free flow by convection only
    • 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
    • H01M10/6561—Gases
    • H01M10/6566—Means within the gas flow to guide the flow around one or more cells, e.g. manifolds, baffles or other barriers
    • 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
    • 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
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

本发明涉及一种具有堆叠成多层的电池模块的电池组，具体而言涉及这样一种具有堆叠成多层的电池模块的电池组，该电池组包括：至少一个电池模块(100)；以及电池组壳体(200)，其用于容纳电池模块(100)，其中，电池模块(100)是通过竖向堆叠第一电池模块(110)以及位于第一电池模块(110)的上部的第二电池模块(120)形成的，第一冷却单元(300)定位在电池组壳体(200)的底表面的内侧的上表面与第一电池模块(110)之间，使得从第一电池模块(110)产生的热可以被释放，并且第一电池模块(110)与第二电池模块(120)之间设置有第二冷却单元(400)，使得从第二电池模块(120)产生的热可以被释放。

Description

具有堆叠成多层的电池模块的电池组
技术领域
本申请要求2020年6月8日提交的韩国专利申请2020-0069078的优先权权益，该申请的公开内容通过引用全部纳入本文中。
本发明涉及包括多级堆叠的电池模块的电池组，更具体而言，涉及这样的包括多级堆叠的电池模块的电池组，该电池组配置成设置有多个冷却单元，该冷却单元配置成排放多级堆叠的电池模块产生的热，冷却单元得到保护，并且使得制冷剂泄漏程度最少。
背景技术
随着由于使用化石燃料造成的空气污染和能源枯竭而引起的近来另选能源的发展，对能够储存所产生的电能的二次电池的需求增加。能够充电和放电的二次电池在日常生活中得到了密切的使用。例如，二次电池被用于移动装置、电动车辆和混合电动车辆。
由于移动装置使用量的增加、移动装置的复杂性增加以及电动车辆的发展，对用作现代社会中不可避免地使用的各种电子装置的能源的二次电池的容量的要求也在增加。为了满足用户的需求，小型装置中布置多个电池单元，而车辆中使用包括相互电连接的多个电池单元的电池模块或包括多个电池模块的电池组。
在电池模块或电池组中，多个电池单元相互串联或并联连接，以增加电池模块或电池组的容量和输出。在使用处于相互连接的状态的多个电池单元的情况下，可能会发生诸如过载之类的问题。特别是，对于电池组来说，电池模块(其中每一者均包括多个电池单元)位于壳体中以便多级堆叠。因此，存在的问题在于，电池组中的温度由于过载而上升，从而使电池的异常情况被放大。为了解决此问题，一般的电池组必须具有能够降低电池温度的冷却单元，从而提高电池的安全性，提高电池的空间效率，并提高电池的能量密度。
图1是传统电池模块的立体图。如图1中所示，传统的电池模块包括：模块壳体20，其配置成在其中接纳电池单元10；冷却通道30，其位于电池模块的上表面；制冷剂输送管40，其配置成向冷却通道30供应制冷剂并收集来自冷却通道30的制冷剂；以及上保护盖50和下保护盖60，其配置成包裹冷却通道30以保护冷却通道。这里，虽然没有示出，但上保护盖50的上表面上装载有另一个电池模块，使得电池模块多级堆叠，从而提高电池模块的冷却效率，并防止冷却通道30中的制冷剂经由上保护盖50和下保护盖60泄漏。
在传统技术中，如上所述，电池模块与冷却通道30中的制冷剂之间的热交换过程得到了改善，从而冷却性能得到了提高，并设置有槽51和61以接纳冷却通道30，从而空间利用率得到了提高。然而，由于配置成向冷却通道30供应制冷剂并收集来自冷却通道30的制冷剂的制冷剂输送管40暴露于外部，存在电池组的体积太大的问题。
此外，由于供制冷剂在其中流动的制冷剂输送管40暴露于外部，当外部冲击施加于制冷剂输送管40时，制冷剂可能由于制冷剂输送管的损坏而泄漏，这会导致严重事故。
(现有技术文献)
(专利文献1)日本专利申请特开2016-029660
发明内容
技术问题
本发明是鉴于以上问题而做出的，本发明的目的是提供一种电池组，该电池组配置成使得有效排放从多级堆叠的电池模块产生的热，从而提高电池组的安全性。
本发明的另一个目的是提供一种电池组，该电池组配置成使得将电池组的制冷剂的泄漏降到最低程度。
本发明的另一个目的是提供一种电池组，该电池组配置成使得抑制由于配置成执行冷却的各种部件而导致的电池组的体积增加。
本发明的另一个目的是提供一种电池组，该电池组配置成使得即使在框架由于外部冲击而被损坏的情况下制冷剂的泄漏也受到限制。
技术方案
为了实现以上目的，根据本发明的电池组包括：至少一个电池模块100；以及电池组壳体200，所述电池组壳体配置成在该电池组壳体中接纳所述电池模块100，其中：所述电池模块100包括第一电池模块110以及第二电池模块120，该第二电池模块竖向堆叠在所述第一电池模块110上方，配置成排放从所述第一电池模块110产生的热的第一冷却单元300位于所述电池组壳体200的底表面的内部上表面与所述第一电池模块110之间，并且所述第一电池模块110与所述第二电池模块120之间设置有第二冷却单元400，该第二冷却单元配置成排放从所述第二电池模块120产生的热。
此外，在根据本发明所述的电池组中，所述电池组壳体200可以包括前框架210、后框架220以及一对侧框架230，所述一对侧框架配置成将所述前框架210和所述后框架220相互连接，并且所述一对侧框架230中的每一者均可以设置有制冷剂循环通道231，该制冷剂循环通道配置成向所述第一冷却单元300供应制冷剂并收集来自所述第一冷却单元的制冷剂。
此外，在根据本发明所述的电池组中，所述前框架210可以设置有相互间隔开预定距离的一对制冷剂引入端口211和制冷剂排放端口212，并且所述制冷剂引入端口211和所述制冷剂排放端口212中的每一者均可以与制冷剂传送管213连接，该制冷剂传送管配置成与所述制冷剂循环通道231连通。
此外，在根据本发明所述的电池组中，空气循环通道232可以在所述侧框架230的所述制冷剂循环通道231附近定位成与所述制冷剂循环通道231平行。
此外，在根据本发明所述的电池组中，所述空气循环通道232可以设置有至少一个切口部分233，所述至少一个切口部分配置成允许外部空气穿过。
此外，在根据本发明所述的电池组中，所述第一冷却单元300可以包括：一对第一下板310'和第一上板310"，所述一对第一下板和第一上板配置成提供供制冷剂循环的空间；以及第一散热器310，所述第一散热器包括第一制冷剂入口311和第一制冷剂出口312，所述第一制冷剂入口和所述第一制冷剂出口能拆卸地联接到所述制冷剂循环通道231，并且所述侧框架230的底表面中可以设置有与所述第一制冷剂入口311和所述第一制冷剂出口312连接的紧固孔234。
此外，在根据本发明所述的电池组中，所述第二冷却单元400可以包括：第二散热器410；下保护盖420，所述下保护盖位于所述第二散热器410下方；上保护盖430，所述上保护盖位于所述第二散热器410上；以及联接带440，所述联接带在接纳所述第二散热器410的状态下沿所述下保护盖420和所述上保护盖430的边缘定位。
此外，在根据本发明所述的电池组中，所述联接带440可以是通过CMT焊接形成的。
此外，在根据本发明所述的电池组中，所述第二冷却单元可以包括：第二散热器；下保护盖，所述下保护盖位于所述第二散热器下方；以及上保护盖，所述上保护盖位于所述第二散热器上，并且其中，所述下保护盖和所述上保护盖之间的边缘处设置有密封垫。
此外，在根据本发明所述的电池组中，所述第二散热器410可以包括：第二散热器本体411；第二L形制冷剂入口412，所述第二L形制冷剂入口配置成向所述第二散热器本体411供应第二制冷剂；以及第二L形制冷剂出口413，所述第二L形制冷剂出口配置成排放所述第二制冷剂，并且所述下保护盖420设置有一对弯管422，所述一对弯管配置成分别接纳所述第二L形制冷剂入口412和所述第二L形制冷剂出口413。
此外，本发明可以提供一种装置，该装置中安装有具有上述一个或多个特征的电池组。
有利效果
从以上描述可以看出，根据本发明的包括多级堆叠的电池模块的电池组的优点在于，竖向堆叠的电池模块之间还设置有冷却单元，从而提高了冷却效率。
此外，根据本发明的包括多级堆叠的电池模块的电池组的优点在于，上保护盖和下保护盖包裹第二散热器，以保护第二散热器，从而抗冲击性高，并且制冷剂泄漏被降到最低程度。
此外，根据本发明的包括多级堆叠的电池模块的电池组的优点在于，侧框架中设置有制冷剂循环通道，从而即使在受到外部冲击的情况下，也能够将制冷剂的泄漏降至最低程度。
此外，根据本发明的包括多级堆叠的电池模块的电池组的优点在于，在侧框架中沿着制冷剂循环通道进一步设置了空气循环通道，从而能够提高冷却效率并减小电池组的整体重量。
附图说明
图1是传统电池模块的立体图。
图2是根据本发明的第一优选实施方式的电池组的立体图。
图3是根据本发明的第一优选实施方式的电池组的分解立体图。
图4是沿图2的线A-A'剖切的剖视图。
图5是示出根据本发明的第一优选实施方式的侧框架的立体图。
图6是示出根据本发明的第一优选实施方式的侧框架的联接的立体图。
图7是示出图3的电池模块和第一冷却单元的分解立体图。
图8是示出图7的第一冷却单元的分解立体图。
图9是根据本发明的第一优选实施方式的第二冷却单元的分解立体图。
图10是根据本发明的第二优选实施方式的第二冷却单元的分解立体图。
图11是根据本发明的第三优选实施方式的电池组的局部立体图。
具体实施方式
现在，将参考附图详细描述本发明的优选实施方式，使得本发明所属领域的普通技术人员可以容易实施本发明的优选实施方式。然而，在详细描述本发明的优选实施方式的操作原理时，如果对纳入本文中的已知功能和配置的详细描述会掩盖本发明的主题，则将省略此详细描述。
此外，在整个附图中，将使用相同的附图标记来指代执行相似功能或操作的部件。在整个说明书中，一个部件被称为与另一个部件连接的情况下，不仅所述一个部件可以直接与所述另一个部件连接，而且该所述一个部件还可以经由再一个部件间接与所述另一个部件连接。此外，包括某个元件并不意味着排除其他元元件，而是指可以进一步包括这些元件，除非另有提及。
图2是根据本发明的第一优选实施方式的电池组的立体图，并且图3是根据本发明的第一优选实施方式的电池组的分解立体图。
参考图2和图3，根据本发明的电池组包括：电池模块100；电池组壳体200，其配置成将电池模块100接纳在其中；以及第一冷却单元300和第二冷却单元400，其配置成去除从电池模块100产生的热。
当描述电池模块100时，首先，电池模块100包括：安置在电池组壳体200的底表面上的多个第一电池模块110；以及位于第一电池模块110上方的第二电池模块120。
这里，第一电池模块110和第二电池模块120中的每一者均可以包括至少一个单元电池，并且该单元电池可以包括电极组件以及电池壳体，该电池壳体配置成在其中接纳电极组件。电极组件可以是：卷芯型电极组件，其配置成具有这样的结构，其中长片型正极和长片型负极在其间插设有隔膜的状态下卷绕；堆叠型电极组件，其包括单元电池，每个单元电池均配置成具有这样的结构，其中矩形正极和矩形负极在其间插设有隔膜的状态下堆叠；堆叠并折叠型电极组件，其配置成具有这样的结构，其中单元电池使用长的隔膜进行卷绕；或者层压并堆叠型电极组件，其配置成具有这样的结构，其中单元电池在其间插设有隔膜的状态下堆叠，然后相互附接。然而，本发明不限于此。根据本发明的电极组件优选是堆叠并折叠型电极组件或层压并堆叠型电极组件，堆叠并折叠型电极组件或层压并堆叠型电极组件在形成弯曲模块时具有最低的物理应力。
电极组件被接纳在电池壳体中。电池壳体通常配置成具有层压片结构，该层压片结构包括内层、金属层以及外层。内层布置成与电极组件直接接触，因此内层必须表现出高绝缘特性和对电解质溶液的高耐性。此外，内层必须表现出高密封性，以便相对于外部气密地密封电池壳体，即内层之间的热结合密封部分必须表现出优异的热结合强度。内层可以由选自聚烯烃基树脂(如聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯酸乙烯或聚丁烯)、聚氨酯树脂和聚酰亚胺树脂的材料制成，这些材料表现出优异的耐化学性和高密封性。然而，本发明并不限于此，最优选使用聚丙烯，聚丙烯表现出优异的机械物理特性(如拉伸强度、刚性、表面硬度和抗冲击强度)以及优异的耐化学性。
布置成与内层相邻的金属层相当于屏障层，该屏障层配置成防止水分或各种气体从外部渗入电池中。金属层的优选材料可以使用轻且容易成型的铝薄膜。
外层设置在金属层的另一个表面上。外层可以由耐热聚合物制成，该耐热聚合物表现出优异的抗拉伸强度、抗水分渗透性和抗空气传播性，使得外层在保护电极组件的同时表现出高耐热性和耐化学性。作为一个实施例，外层可以由尼龙或聚对苯二甲酸乙二醇酯制成。然而，本发明并不限于此。
尽管图中示出了总共接纳有10个电池模块100(即，9个第一电池模块110和1个第一电池模块110)，这只是示例，但电池模块的数量可以改变。
配置成在其中接纳电池模块100并保护电池模块100免受外部冲击的电池组壳体200包括前框架210、后框架220以及一对侧框架230。
具体而言，一对制冷剂引入端口211和制冷剂排放端口212以相互间隔开预定距离的状态固定到前框架210，并且一对制冷剂传送管213与这些端口连接，以朝侧框架230延伸。
因此，从外部冷却到预定温度的制冷剂注入制冷剂引入端口211，然后沿着连接到制冷剂引入端口211的制冷剂传送管213流动。由于吸收第一电池模块110的热而被加热到预定温度的制冷剂经由另一个制冷剂传送管213和制冷剂排放端口212排放。制冷剂在冷却到预定的温度后被重新供应。
此外，引入制冷剂引入端口211中的一些制冷剂移动到第二冷却单元400，吸收从第二电池模块120产生的热，经由制冷剂排放端口212排放、冷却、并被重新供应。
在此，一对制冷剂传送管213将制冷剂供应到侧壳体230和第二散热器410，并收集来自侧壳体230和第二散热器410的制冷剂。下文将给出与此相关的详细描述。
同时，电池组壳体200的底表面上可以设置有多个分隔壁，使得电池模块100相互间隔开预定距离。
图4是沿图2的线A-A'剖切的剖视图，图5是示出根据本发明的第一优选实施方式的侧框架的立体图，并且图6是示出根据本发明的第一优选实施方式的侧框架的联接的立体图。
参考图4至图6，根据本发明的一对侧框架230相互间隔开预定的距离，以便将前框架210和后框架220彼此连接，并且每个侧框架230均设置有：与制冷剂传送管213中相应的一者连接的制冷剂循环通道231；空气循环通道232；切口部分233；以及紧固孔234。
首先，与制冷剂传送管213的一侧连接的制冷剂循环通道231配置成具有在其纵向方向上延伸穿过侧框架230的形状。因此，要供应给第一散热器310的冷的制冷剂在与制冷剂传送管213(制冷剂传送管213与制冷剂引入端口211连通)连接的制冷剂循环通道231中流动，并且由于吸热而被加热到预定温度的制冷剂在与制冷剂传送管213(制冷剂传送管213与制冷剂排放端口212连通)连接的制冷剂循环通道231中流动。
传统上，制冷剂循环通道是单独制造的，然后连接到电池组壳体的侧表面或底表面，因此，制冷剂循环通道会容易因外部冲击而损坏。此外，还存在的问题是，由于制冷剂循环通道的损坏而从制冷剂循环通道泄漏的制冷剂可能会引起新的事件。
相比之下，根据本发明的制冷剂循环通道231设置在侧框架230中，因此具有以下优点：由于外部冲击而导致的制冷剂循环通道损坏的危险可以被最小化，并且可以减小电池组的整体体积。
空气循环通道232在空气循环通道232与制冷剂循环通道231之间布置有分离壁的状态下定位，使得不会有制冷剂泄漏到空气循环通道中。此时，空气循环通道平行于制冷剂循环通道231延伸出长的距离，使得在制冷剂循环通道231中移动的制冷剂尽可能地自然冷却。
此外，空气循环通道232设有至少一个切口部分233，外部空气可以穿过该切口部分，从而能够进行更有效的冷却。即，由于空气循环通道232沿着制冷剂循环通道231进一步设置在侧框架230中，因此能够快速冷却电池组，并减小电池组的整体重量。
同时，一对侧框架230中的每一者均在其底表面中设置有至少一个紧固孔234，该紧固孔234配置成与制冷剂循环通道231连通，更具体而言，紧固孔234的数量与位于电池模块100下方的第一散热器310的第一制冷剂入口311或第一制冷剂出口312的数量相等。
例如，对于依次与制冷剂引入端口211和制冷剂传送管213连接的侧框架230，形成在侧框架230的底表面中的紧固孔234通过紧固分别固定到第一散热器310的第一制冷剂入口311。因此，引入制冷剂引入端口211的制冷剂依次沿着制冷剂传送管213和制冷剂循环通道231移动，然后供给到第一散热器310的第一制冷剂入口311。
以同样的方式，与第一制冷剂排放端口212和制冷剂传送管213连接的另一侧框架230具有与上述相同的联接结构，加热了的制冷剂按照第一散热器310的第一制冷剂出口312、制冷剂传送管213和制冷剂排放端口212的顺序进行循环。
图7是示出图3的电池模块和第一冷却单元的分解立体图，并且图8是示出图7的第一冷却单元的分解立体图。
配置成去除从第一电池模块110产生的热的第一冷却单元300位于电池模块100与电池组壳体200的内部上表面之间，并且包括第一散热器310以及位于第一散热器310与电池组壳体200之间的第一散热板320。
具体而言，第一散热器310由一对第一下板310'和第一上板310"构成，以提供制冷剂循环的空间。
这里，第一下板310'设置有相互面对的一对第一制冷剂入口311和第一制冷剂出口312，如前所述，形成在侧框架230的底表面中的紧固孔234与第一制冷剂入口311和第一制冷剂出口312联接。
同时，第一散热板320位于第一散热器310与第一电池模块110之间，并且第二散热板330位于第一散热器310下方，从而，从第一电池模块100产生的热传递到第一散热器310。
特别是，由于第一散热板320和第二散热板330分别位于第一散热器310的上表面和下表面，以再次包裹第一散热器310，因此，存在以下优点：即使在发生制冷剂泄漏的情况下，也能够防止制冷剂渗透到电池组中。
第一散热器310、第一散热板320和第二散热板330中的每一者优选由表现出高导热性的材料(例如铝)制成。
图9是根据本发明的第一优选实施方式的第二冷却单元的分解立体图。
第二冷却单元400位于第一电池模块110的上表面与第二电池模块120的下表面之间，并且包括第二散热器410、下保护盖420、上保护盖430和联接带440。
具体而言，第二散热器410包括：第二散热器本体411，其配置成提供制冷剂循环的空间；第二制冷剂入口412；以及第二制冷剂出口413。
这里，第二制冷剂入口412和第二制冷剂出口413在第二散热器本体411的一侧定位成相互间隔开预定距离，并且其各自具有适当的L形形状。如前所述，第二制冷剂入口412与制冷剂引入端口211联接，并且第二制冷剂出口413与制冷剂排放端口212联接。
下保护盖420包括下保护盖本体421和L形弯管422，并配置成物理地保护第二散热器410免受外部冲击，并且即使在制冷剂因各种原因从第二散热器410泄漏的情况下也从根本上防止制冷剂流入电池组中，从而防止二次事件的发生。
同时，下保护盖本体421在其边缘处可以设置有至少一个第一紧固部分421'，该第一紧固部分固定到上保护盖本体的第二紧固部分，稍后将对其进行描述。
上保护盖430包括上保护盖本体431以及至少一个第二紧固部分431'。即，上保护盖430以第二散热器410安置在上保护盖本体431上的状态定位，从而可以更可靠地保护第二散热器410。
联接带440配置成将下保护盖本体421和上保护盖本体431彼此联接。作为一个实施例，联接带440可以沿着下保护盖本体421和上保护盖本体431通过冷金属过渡(CMT)焊接而相互接合的边缘接头形成。
当然，下保护盖本体421和上保护盖本体431可以在通过第一紧固部分421'和第二紧固部分431'用螺栓相互紧固后相互接合，或者可以在省略了第一紧固部分421'和第二紧固部分431'的状态下只进行冷金属过渡(CMT)焊接。
同时，第二散热器410、下保护盖420和上保护盖430中的每一者均优选由表现出高导热性的材料(例如铝)制成。
图10是根据本发明的第二优选实施方式的第二冷却单元的分解立体图。
参考图10，根据第二实施方式的第二冷却单元400与根据第一实施方式的第二冷却单元400相同，只是前者提供密封垫450来代替联接带440。
当描述根据第二实施方式的第二冷却单元400的密封垫450时，密封垫450可以沿着下保护盖本体421和上保护盖本体431之间的边缘形成，从而即使在第二散热器410被损坏的情况下，也能够可靠地防止制冷剂从第二冷却单元400泄漏。作为一个实施例，密封垫可以由耐热橡胶材料制成；然而，只要密封垫能够执行相同的功能，密封垫的材料就没有特别限制。
虽然图中没有示出，但下保护盖本体421和上保护盖本体431中的至少一者中可以进一步形成有配置成接纳密封垫450的槽(未示出)。
图11是示出根据本发明的第三优选实施方式的电池组的局部立体图。
参考图11，根据本发明的第三优选实施方式的电池组可以进一步包括制冷剂循环管313。
在参考图2至图10描述的实施方式中，制冷剂沿侧框架230的制冷剂循环通道231循环，而第二实施方式中进一步设置了制冷剂循环管313。
即，制冷剂传送管213和制冷剂循环管313相互连接，使得引入制冷剂传送管213中或从其排放的制冷剂穿过制冷剂循环管313，并且制冷剂循环管313布置在侧框架230的制冷剂循环通道231中。
由于制冷剂循环管313位于制冷剂循环通道231中(如上所述)，因此即使在侧框架230因外部冲击而被损坏的情况下，也能够可靠地防止制冷剂的泄漏，从而抑制事件的发生。
本发明可以提供这样一种装置，该装置中安装有具有上述至少一个特征的电池组。该装置可以是包括大容量电池的电子装置，例如电动车辆、混合电动车辆或插电式混合电动车辆。
本发明所属领域的技术人员将理解，基于以上描述可以在本发明的范畴内进行各种应用和变型。
附图标记描述
100：电池模块
110：第一电池模块
120：第二电池模块
200：电池组壳体
210：前框架
211：制冷剂引入端口 212：制冷剂排放端口
213：制冷剂传送管
220：后框架
230：侧框架
231：制冷剂循环通道
232：空气循环通道
233：切口部分
234：紧固孔
300：第一冷却单元
310：第一散热器
310'：第一下板
310"：第一上板
311：第一制冷剂入口 312：第一制冷剂出口
313：制冷剂循环管
320：第一散热板
330：第二散热板
400：第二冷却单元
410：第二散热器
411：第二散热器本体 412：第二制冷剂入口
413：第二制冷剂出口
420：下保护盖
421：下保护盖本体
421'：第一紧固部分
422：弯管
430：上保护盖
431：上保护盖本体
431'：第二紧固部分
440：联接带
450：密封垫

Claims (11)

1.一种包括多级堆叠的电池模块的电池组，该电池组包括：
至少一个电池模块；以及
电池组壳体，所述电池组壳体配置成在该电池组壳体中接纳所述电池模块，其中：
所述电池模块包括第一电池模块以及第二电池模块，该第二电池模块竖向堆叠在所述第一电池模块上方，
配置成排放从所述第一电池模块产生的热的第一冷却单元位于所述电池组壳体的底表面的内部上表面与所述第一电池模块之间，并且
所述第一电池模块与所述第二电池模块之间设置有第二冷却单元，该第二冷却单元配置成排放从所述第二电池模块产生的热。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述电池组壳体包括前框架、后框架以及一对侧框架，所述一对侧框架配置成将所述前框架和所述后框架相互连接，并且
其中，所述一对侧框架中的每一者均设置有制冷剂循环通道，该制冷剂循环通道配置成向所述第一冷却单元供应制冷剂并收集来自所述第一冷却单元的制冷剂。
3.根据权利要求2所述的电池组，其中，所述前框架设置有相互间隔开预定距离的一对制冷剂引入端口和制冷剂排放端口，并且
其中，所述制冷剂引入端口和所述制冷剂排放端口中的每一者均与制冷剂传送管连接，该制冷剂传送管配置成与所述制冷剂循环通道连通。
4.根据权利要求1所述的电池组，其中，空气循环通道在所述侧框架的所述制冷剂循环通道附近定位成与所述制冷剂循环通道平行。
5.根据权利要求4所述的电池组，其中，所述空气循环通道设置有至少一个切口部分，所述至少一个切口部分配置成允许外部空气穿过。
6.根据权利要求4所述的电池组，其中，所述第一冷却单元包括：
一对第一下板和第一上板，所述一对第一下板和第一上板配置成提供供制冷剂循环的空间；以及
第一散热器，所述第一散热器包括第一制冷剂入口和第一制冷剂出口，所述第一制冷剂入口和所述第一制冷剂出口能拆卸地联接到所述制冷剂循环通道，并且
其中，所述侧框架的底表面中设置有与所述第一制冷剂入口和所述第一制冷剂出口连接的紧固孔。
7.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述第二冷却单元包括：
第二散热器；
下保护盖，所述下保护盖位于所述第二散热器下方；
上保护盖，所述上保护盖位于所述第二散热器上；以及
联接带，所述联接带在接纳所述第二散热器的状态下沿所述下保护盖和所述上保护盖的边缘定位。
8.根据权利要求7所述的电池组，其中，所述联接带是通过CMT焊接形成的。
9.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述第二冷却单元包括：
第二散热器；
下保护盖，所述下保护盖位于所述第二散热器下方；以及
上保护盖，所述上保护盖位于所述第二散热器上，并且
其中，所述下保护盖和所述上保护盖之间的边缘处设置有密封垫。
10.根据权利要求7所述的电池组，其中，所述第二散热器包括：
第二散热器本体；
第二L形制冷剂入口，所述第二L形制冷剂入口配置成向所述第二散热器本体供应第二制冷剂；以及
第二L形制冷剂出口，所述第二L形制冷剂出口配置成排放所述第二制冷剂，并且
其中，所述下保护盖设置有一对弯管，所述一对弯管配置成分别接纳所述第二L形制冷剂入口和所述第二L形制冷剂出口。
11.一种包括根据权利要求1至10中的任一项所述的电池组的装置。
CN202180013118.6A 2020-06-08 2021-06-01 具有堆叠成多层的电池模块的电池组 Pending CN115066788A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2020-0069078 2020-06-08
KR1020200069078A KR20210152238A (ko) 2020-06-08 2020-06-08 배터리 모듈이 다단으로 적층된 전지 팩
PCT/KR2021/006795 WO2021251670A1 (ko) 2020-06-08 2021-06-01 배터리 모듈이 다단으로 적층된 전지 팩

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115066788A true CN115066788A (zh) 2022-09-16

Family

ID=78846295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180013118.6A Pending CN115066788A (zh) 2020-06-08 2021-06-01 具有堆叠成多层的电池模块的电池组

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230063883A1 (zh)
EP (1) EP4087020A4 (zh)
JP (1) JP2023515018A (zh)
KR (1) KR20210152238A (zh)
CN (1) CN115066788A (zh)
DE (1) DE202021004367U1 (zh)
WO (1) WO2021251670A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220011319A (ko) * 2020-07-21 2022-01-28 주식회사 엘지에너지솔루션 전지셀 용량 측정 장치 및 전지셀 용량 측정 방법
KR102629222B1 (ko) * 2023-03-06 2024-01-25 주식회사 이노벡스 채널 모듈 간의 간섭을 최소화한 배터리 사이클러

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008059950A (ja) * 2006-08-31 2008-03-13 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置
CN102576824A (zh) * 2009-09-04 2012-07-11 锂电池科技有限公司 用于交通工具的电化学蓄能器以及对其冷却或加热的方法
CN204230382U (zh) * 2014-10-31 2015-03-25 比亚迪股份有限公司 一种散热板及动力电池系统
US20160372805A1 (en) * 2014-02-25 2016-12-22 Lg Electronics Inc. Battery pack
CN106463799A (zh) * 2014-09-30 2017-02-22 罗伯特·博世有限公司 用于电能存储器的冷却板
KR20170085681A (ko) * 2016-01-15 2017-07-25 주식회사 엘지화학 복층으로 장착된 전지모듈들을 포함하는 전지팩
CN107735899A (zh) * 2015-11-20 2018-02-23 株式会社Lg化学 热沉和包括该热沉的电池模块
CN107732061A (zh) * 2017-09-29 2018-02-23 凌云工业股份有限公司 一种用于新能源汽车的集成式水冷动力电池壳体
CN109428030A (zh) * 2017-08-23 2019-03-05 福特全球技术公司 电池单元中用于引导排气排放的装置
WO2019221376A1 (ko) * 2018-05-16 2019-11-21 삼성에스디아이 주식회사 일체형 냉매 회로 부재를 갖는 프레임 프로파일을 포함한 전지 팩

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012102496A2 (ko) 2011-01-26 2012-08-02 주식회사 엘지화학 조립 생산성이 향상된 냉각부재와 이를 포함하는 전지모듈
JP6504146B2 (ja) * 2016-11-24 2019-04-24 トヨタ自動車株式会社 車載電池パック
DE102017206185B4 (de) * 2017-04-11 2018-11-08 Audi Ag Batterie für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
KR20190032843A (ko) * 2017-09-20 2019-03-28 에스케이이노베이션 주식회사 이차 전지용 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
EP3584877A1 (en) * 2018-05-16 2019-12-25 Samsung SDI Co., Ltd. Battery pack comprising a frame profile with integral coolant circuit elements
KR102127764B1 (ko) 2018-12-06 2020-07-09 서울과학기술대학교 산학협력단 파노라마 이미지 생성 시스템 및 방법

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008059950A (ja) * 2006-08-31 2008-03-13 Sanyo Electric Co Ltd 電源装置
CN102576824A (zh) * 2009-09-04 2012-07-11 锂电池科技有限公司 用于交通工具的电化学蓄能器以及对其冷却或加热的方法
US20160372805A1 (en) * 2014-02-25 2016-12-22 Lg Electronics Inc. Battery pack
CN106463799A (zh) * 2014-09-30 2017-02-22 罗伯特·博世有限公司 用于电能存储器的冷却板
CN204230382U (zh) * 2014-10-31 2015-03-25 比亚迪股份有限公司 一种散热板及动力电池系统
CN107735899A (zh) * 2015-11-20 2018-02-23 株式会社Lg化学 热沉和包括该热沉的电池模块
KR20170085681A (ko) * 2016-01-15 2017-07-25 주식회사 엘지화학 복층으로 장착된 전지모듈들을 포함하는 전지팩
CN109428030A (zh) * 2017-08-23 2019-03-05 福特全球技术公司 电池单元中用于引导排气排放的装置
CN107732061A (zh) * 2017-09-29 2018-02-23 凌云工业股份有限公司 一种用于新能源汽车的集成式水冷动力电池壳体
WO2019221376A1 (ko) * 2018-05-16 2019-11-21 삼성에스디아이 주식회사 일체형 냉매 회로 부재를 갖는 프레임 프로파일을 포함한 전지 팩

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210152238A (ko) 2021-12-15
EP4087020A1 (en) 2022-11-09
DE202021004367U1 (de) 2023-12-08
WO2021251670A1 (ko) 2021-12-16
JP2023515018A (ja) 2023-04-12
US20230063883A1 (en) 2023-03-02
EP4087020A4 (en) 2023-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101205180B1 (ko) 콤팩트하고 안정성이 우수한 냉각부재와 이를 포함하는 전지모듈
EP4087020A1 (en) Battery pack having battery modules stacked into multiple layers
CN114424396A (zh) 电池组和包括该电池组的装置
KR20210133886A (ko) 전지팩 및 이를 포함하는 디바이스
JP7442921B2 (ja) ケースの外部に冷却部を備えたバッテリーパック
US20230378567A1 (en) Battery Pack Having Refrigerant Circulation Channel Provided in Pack Case
KR20210133531A (ko) 전지팩 및 이를 포함하는 디바이스
CN114586227A (zh) 电池组和包括该电池组的装置
CN114514649B (zh) 电池组及包括该电池组的装置
US20230361383A1 (en) Battery module having bent trap portion and battery pack including the same
CN217655931U (zh) 电池组、电动自行车、电动车辆和混合动力车辆
EP4266457A1 (en) Battery module and battery pack comprising same
EP4184683A1 (en) Battery module and battery pack including same
EP4228061A1 (en) Battery pack and device including same
EP4239766A1 (en) Battery pack
KR20220170188A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
KR20210130658A (ko) 전지팩 및 이를 포함하는 디바이스
KR20230030413A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
KR20240055681A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩
KR20240071813A (ko) 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩
CN116848707A (zh) 电池组及包括该电池组的装置

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