CN115176379B - 电池模块和包括该电池模块的电池组 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的一个实施方式的电池模块包括：其中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；用于覆盖电池单元堆的前表面和后表面的汇流条框架；以及安装在汇流条框架上的多个汇流条，其中，在所述多个汇流条之间形成有第一分隔壁和第二分隔壁。

Description

电池模块和包括该电池模块的电池组
技术领域
本公开涉及电池模块和包括该电池模块的电池组，并且更具体地，涉及在汇流条之间具有短路防止结构的电池模块和包括该电池模块的电池组。
背景技术
二次电池作为诸如移动设备和电动车辆的各种产品中的能量源受到很多关注。二次电池是能够使用化石燃料代替现有产品的使用的有效能量源，并且因为其不会由于能量使用而产生副产物而作为环境友好的能量源受到重视。
最近，随着大容量二次电池结构(包括利用二次电池作为储能源)的必要性的持续上升，存在对多模块结构的电池组的增长需求，该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件。
同时，当多个电池单元串联/并联连接以配置电池组时，配置由至少一个电池单元组成的电池模块然后将其他部件添加到至少一个电池模块以配置电池组的方法是常见的。
所述电池模块可以包括：电池单元堆，在所述电池单元堆中堆叠多个电池单元；模块框架，用于容纳所述电池单元堆；以及汇流条框架，用于覆盖所述电池单元堆的前表面和后表面。
图1是示出常规电池模块结构的图。
参考图1，常规的电池模块可以包括用于容纳电池单元堆的模块框架20、用于覆盖电池单元堆的前表面和后表面的汇流条框架30、附接到汇流条框架的外侧表面的多个汇流条40、以及从汇流条框架30突出地形成以分隔多个汇流条40的分隔壁50。
此时，在多个汇流条中的相邻汇流条40之间仅形成一个分隔壁50，并且汇流条40之间的间隔也可以形成为非常窄。此外，模块框架底部21和汇流条40之间的间隔可以形成为非常窄。
电池模块内部的水分产生现象和来自电池单元的电解质泄漏现象可能发生，并且这些液体可能腐蚀汇流条并连接汇流条之间的沉积物，这导致汇流条之间的短路现象。当发生短路现象时，电池模块更可能着火，这可能导致安全问题。因此，非常需要能够防止汇流条之间的短路的汇流条和汇流条框架结构。
发明内容
技术问题
本公开的目的是提供一种电池模块以及包括该电池模块的电池组，该电池模块具有能够防止汇流条之间的短路的结构。
本公开的目的不限于上述目的，并且从以下详细描述中，本领域技术人员应当清楚地理解本文未描述的其他目的。
技术方案
根据本公开的一个实施方式，提供了一种电池模块，包括：电池单元堆，在该电池单元堆中堆叠有多个电池单元；模块框架，其用于容纳所述电池单元堆；汇流条框架，其用于覆盖所述电池单元堆的前表面和后表面；以及附接到所述汇流条框架的多个汇流条，其中，在所述多个汇流条之间形成有第一分隔壁和第二分隔壁。
所述第一空间部可以形成在所述第一分隔壁和所述第二分隔壁之间。
所述第二空间部可以形成在所述汇流条的下端和所述端板的下表面部之间。
所述绝缘盖位于所述第二空间部的前方，并且所述汇流条框架的下侧部可以位于所述第二空间部的后方。
所述第一分隔壁和所述第二分隔壁可以分别覆盖在所述多个汇流条当中的彼此面对的两个汇流条的侧表面。
所述汇流条框架可以包括水平分隔壁，所述水平分隔壁被形成为在水平方向上延伸，以便与所述多个汇流条的下端接触。
所述电池模块还包括形成为从所述水平分隔壁向前并向上突出的夹爪部件，其中所述夹爪部件可以固定所述多个汇流条的下端。
所述夹爪部件可以分别形成在所述多个汇流条的下端部的两个侧端处。
所述多个汇流条包括在两端中的每一端处形成的端子汇流条和在两个端子汇流条之间形成的多个感测汇流条，并且所述感测汇流条之间的间隔比所述端子汇流条和最靠近该端子汇流条的感测汇流条之间的间隔宽。
与所述端子汇流条相邻的所述第一分隔壁的高度可以高于与最靠近所述端子汇流条的感测汇流条相邻的所述第二分隔壁的高度。
根据本公开的另一实施方式，提供一种包括上述电池模块的电池组。
有利效果
根据本公开的实施方式的电池模块和包括该电池模块的电池组通过汇流条之间的间隔确保结构、汇流条之间的双分隔壁结构、以及汇流条与模块框架底部之间的间隔确保结构可以防止汇流条之间的短路并且确保电池模块的稳定性。
本公开的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员可以清楚地理解上述附加的其他效果。
附图说明
图1是示出常规电池模块结构的图；
图2是根据本公开的一个实施方式的电池模块的分解立体图；
图3是示出根据本公开的一个实施方式的汇流条框架和附接到电池模块的汇流条的前视图；
图4是示出根据本公开的一个实施方式的电池模块的汇流条框架和汇流条附接的状态的立体图；
图5是示出图3的截面A-A的截面图；以及
图6是图4的截面B的放大图。
具体实施方式
应当理解，将在下文描述的示例性实施方式说明性地描述为帮助理解本公开，并且本公开可以不同地修改以与本文描述的示例性实施方式不同地执行。然而，在本公开的描述中，当确定特定描述和说明可能不必要地模糊本公开的主题时，将省略公开已知功能或组成元件的具体描述和说明。另外，为了帮助理解本公开，附图未基于实际比例示出，但是构成元件的部分在尺寸上可能被夸大。
如本文所使用的，诸如第一、第二等术语可以用于描述各种部件，并且部件不限于这些术语。这些术语仅用于将一个部件与另一个部件区分开。
此外，本文使用的术语仅用于描述特定的示例性实施方式，并且不旨在限制本公开的范围。单数形式包括复数形式，除非它们在上下文中具有明确相反的含义。应当理解，如本文中所使用的术语“包括”、“包含”以及“具有”旨在指定所陈述的特征、数字、步骤、移动、组成元件、部件或其组合的存在，但应理解，它们不排除存在或添加一个或多个其他特征、数字、步骤、移动、组成元件、部件或其组合的可能性。
在下文中，将参考图2至图4描述根据本公开的一个实施方式的电池模块。
图2是根据本公开的一个实施方式的电池模块的分解立体图。图3是示出根据本公开的一个实施方式的汇流条框架和附接到电池模块的汇流条的前视图。图4是示出根据本公开的一个实施方式的电池模块的汇流条框架和汇流条附接的状态的立体图。
参考图2至图4，根据本公开的一个实施方式的电池模块包括：电池单元堆100，其中堆叠多个电池单元；模块框架200，用于容纳电池单元堆100；汇流条框架300，其用于覆盖电池单元堆100的前表面和后表面；以及多个汇流条400，其附接到汇流条框架300。
电池单元是二次电池，并且可以被配置成袋型二次电池。这样的电池单元可以由多个单元组成，并且多个电池单元可以相互堆叠以便彼此电连接，从而形成电池单元堆100。多个电池单元中的每一个可以包括电极组件、单元壳体和从电极组件突出的电极引线。
模块框架200容纳电池单元堆100。模块框架200可以由如在本实施方式中的上表面、下表面、左表面和右表面形成，并且可以以U形框架和上板组合的形式形成。模块框架200可以覆盖电池单元堆100的上、下、左和右的四个表面。容纳在模块框架200内部的电池单元堆100可以通过模块框架200物理地保护。
汇流条框架300形成为覆盖电池单元堆100的前表面和后表面，并且可以与形成为在电池单元堆100的前表面和后表面处从多个电池单元突出的电极引线连接。更具体地，延伸穿过汇流条框架300的电极引线联接到附接到汇流条框架的多个汇流条400，使得电池单元和汇流条400可电连接。连接器可以形成在汇流条框架300的上侧上。连接器可以将从电池单元感测的信息传输到形成在电池组上的BMS(电池管理系统)。
端板900基于电池单元堆100分别形成在汇流条框架300的外侧上，并且可以形成为覆盖电池单元堆100和汇流条框架300。端板900可以保护汇流条框架300、电池单元堆100和连接到其的各种电气设备免受外部冲击，同时引导电池单元堆100与外部电源之间的电连接。
绝缘盖800可以插入在端板900和汇流条框架300之间。绝缘盖800可以切断汇流条框架300与外部之间的电连接，以确保电池模块的绝缘性能。
根据本实施方式，第一分隔壁510和第二分隔壁520可以形成在多个汇流条400之间，并且第一空间部600可以形成在第一分隔壁和第二分隔壁之间。第一分隔壁510和第二分隔壁520可以分别覆盖在多个汇流条400当中彼此面对的两个汇流条的侧表面。
传统上，仅有一个分隔壁分隔多个汇流条中的每一个，并且汇流条与汇流条之间的间隔也非常窄，使得当形成沉积物时，在汇流条之间很可能发生短路。
然而，根据本公开的一个实施方式，第一空间部600可以形成在汇流条400之间，并且第一空间部600可以形成为具有恒定的宽度S1和S2。因此，可以确保汇流条400之间的间隔，并且最小化由于电解质和湿气引起的汇流条的腐蚀以及汇流条之间的短路通过沉积物的连接的发生。
此外，第一分隔壁510和第二分隔壁520形成在多个汇流条之间，以在汇流条之间形成双分隔壁结构，由此可以防止由于沉积物而提前导致汇流条之间的连接的可能性，并且因此最小化由于汇流条之间的电连接引起的短路的发生。此外，第一空间部600形成在第一分隔壁510和第二分隔壁520之间，并且不穿过第一分隔壁510和第二分隔壁520的电解质或湿气可以在与汇流条接触之前首先流入第一空间部600中。因此，通过第一空间部600确保电解质或水分的存储容量，同时汇流条400与电解质或水分之间的接触被切断，并且因此汇流条400的腐蚀现象可以从根本上被阻挡。
汇流条400可以包括一个接一个地位于汇流条框架300的两个侧端部处的端子汇流条420和位于端子汇流条420之间的感测汇流条410。端子汇流条420可以串联或并联地连接电池组内部的电池模块，以在电池模块之间形成电流路径。感测汇流条410可以串联或并联连接电池模块内部的电池单元以在电池单元之间形成电流路径。
附加分隔壁可以形成在感测汇流条410之间。除了第一分隔壁510和第二分隔壁520之外，还形成附加分隔壁，使得感测汇流条410之间通过沉积物的连接可能变得更加困难。
下面，将参考图3至图5描述根据本公开的一个实施方式的第二空间部。
图5是示出图3的截面A-A的截面图。
参考图3至5，在根据本实施方式的电池模块中，第二空间部700可以形成在汇流条400的下端和端板900的下表面部900a之间。更具体地，如图5所示，绝缘盖800位于第二空间部700的前方，并且具有恒定高度的汇流条框架300的下侧部310可以位于其后侧。
更具体地，绝缘盖800形成在第二空间部700的前侧和下侧，水平分隔壁320可以形成在第二空间部700的上侧，并且汇流条框架的下侧部310可以形成在第二空间部700的后侧。因此，第二空间部700可以被限定为由汇流条框架300和绝缘盖800包围的空间。
通常，在水平布置的汇流条与端板的下表面或模块框架的底部之间几乎没有空间，并且因此从电池单元泄漏的电解质或水分立即填满，汇流条被电解质或水分淹没，并且由于溢流发生汇流条的腐蚀现象以及由于腐蚀引起的沉积物连接汇流条，使得由于汇流条之间的电连接而容易发生短路。
然而，根据本公开的一个实施方式，具有足够容积的第二空间部700形成在汇流条400的下端和端板900的下表面部900a之间，使得在电池模块内产生的电解质或水分可以存储在第二空间部700中。第二空间部700被形成为具有能够容纳电解质或水分的容积，从而能够使电解质或水分与位于第二空间部700的上侧的汇流条400接触的可能性最小化。这可以最小化汇流条被电解质或湿气腐蚀的可能性，并且因此由腐蚀现象产生的沉积物连接汇流条而引起的短路发生的可能性可以被最小化。
参照图3，汇流条框架300可以包括水平分隔壁320，水平分隔壁320在水平方向上延伸以便与多个汇流条400的下端接触。水平分隔壁320被形成为在第二空间部700和汇流条400之间突出，从而能够最小化存储在第二空间部700中的电解质或水分与汇流条400接触的可能性。
根据本实施方式，电池模块还包括形成为从水平分隔壁320向前和向上突出的夹爪部件321，其中夹爪部件321可以固定多个汇流条400的下端。夹爪部件321可以分别形成在多个汇流条400的下端部的两个侧端处。夹爪部件321被形成为在第二空间部700和汇流条400之间突出超过水平分隔壁320，从而能够进一步降低容纳在汇流条下方的电解质或水分与汇流条400接触的可能性。
下面，将参照图3、图4和图6描述根据本公开的一个实施方式的分隔壁之间的高度差。
图6是图4的截面B的放大图。
参考图4，感测汇流条410之间的间隔S1可以形成为比端子汇流条420和最靠近端子汇流条420的感测汇流条410之间的间隔S2宽。此外，参考图6，在形成在感测汇流条410和端子汇流条420之间的两个分隔壁510'和520'中，第一分隔壁510'可以形成为高于第二分隔壁520'。
与感测汇流条410之间的间隔S1相比，感测汇流条410和端子汇流条420之间的间隔S2更窄，邻近端子汇流条420定位的分隔壁510'被形成为比第二分隔壁520'高间隔G，从而能够防止汇流条400之间由于沉积物而导致的连接并且防止汇流条之间的短路。
上述电池模块可包括在电池组中。电池组可以具有这样的结构，其中根据本公开的实施方式的一个或多个电池模块被收集，并且与电池管理系统(BMS)以及控制和管理电池的温度、电压等的冷却装置一起封装在一起。
电池组可应用于各种装置。这样的装置可以应用于诸如电动自行车、电动车辆或混合动力车辆的车辆装置，但是本公开不限于此，并且适用于可以使用电池模块的各种装置，这也落在本公开的范围内。
虽然已经参考优选实施方式示出和描述了本发明，但是本公开的范围不限于此，并且在不脱离所附权利要求中描述的本发明的原理的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以设计许多其他修改和实施方式。此外，这些修改的实施方式不应被单独地从本公开的技术精神或角度理解。
附图标记说明
200：模块框架
210：模块框架的下表面部
300：汇流条框架
310：汇流条框架的下侧部
320：水平分隔壁
321：夹爪部件
400：多个汇流条
410：感测汇流条
420：端子汇流条
510：第一分隔壁
520：第二分隔壁
600：第一空间部
700：第二空间部
800：绝缘盖
900：端板
相关申请的交叉引用
本申请要求于2010年7月21日提交给韩国知识产权局的韩国专利申请10-2020-0090330的权益，该申请的公开内容通过引用整体并入本文。

Claims (10)

1.一种电池模块，所述电池模块包括：
电池单元堆，在该电池单元堆中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；
汇流条框架，所述汇流条框架用于覆盖所述电池单元堆的前表面和后表面；以及
附接到所述汇流条框架的多个汇流条，
其中，在所述多个汇流条之间形成有第一分隔壁和第二分隔壁，
其中：
在所述汇流条框架的外侧形成有端板，并且
在所述汇流条的下端和所述端板的下表面部之间形成第二空间部，并且
其中，所述汇流条框架包括水平分隔壁，所述水平分隔壁形成为在水平方向上延伸以便与所述多个汇流条的下端接触，并且
所述水平分隔壁将所述汇流条的下端与所述第二空间部分隔开。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中：
在第一分隔壁和第二分隔壁之间形成第一空间部。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其中：
绝缘盖位于所述第二空间部的前方，并且所述汇流条框架的下侧部位于所述第二空间部的后方。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其中：
所述第一分隔壁和所述第二分隔壁分别覆盖所述多个汇流条当中的彼此面对的两个汇流条的侧表面。
5.根据权利要求1所述的电池模块，
所述电池模块还包括形成为从所述水平分隔壁向前并向上突出的夹爪部件，
其中，所述夹爪部件固定所述多个汇流条的下端。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其中：
所述夹爪部件分别形成在所述多个汇流条的下端的两个侧端处。
7.根据权利要求1所述的电池模块，其中：
所述多个汇流条包括在两端中的每一端处形成的端子汇流条和在两个端子汇流条之间形成的多个感测汇流条，并且
所述感测汇流条之间的间隔比所述端子汇流条与最靠近该端子汇流条的感测汇流条之间的间隔宽。
8.根据权利要求7所述的电池模块，其中：
与所述端子汇流条相邻的第一分隔壁的高度高于与最靠近该端子汇流条的感测汇流条相邻的第二分隔壁的高度。
9.根据权利要求5所述的电池模块，其中：
所述夹爪部件被形成为在所述第二空间部和所述汇流条之间突出超过所述水平分隔壁。
10.一种电池组，该电池组包括根据权利要求1至9中的任一项所述的电池模块。
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