CN115210948A - 电池模块和包括该电池模块的电池组 - Google Patents
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Abstract
根据本公开的一个实施方式的一种电池模块,包括:电池电芯堆叠,该电池电芯堆叠中堆叠有多个电池电芯;模块框架,该模块框架容纳所述电池电芯堆叠;第一汇流条框架,该第一汇流条框架被容纳在所述模块框架中并覆盖所述电池电芯堆叠的前表面;以及第二汇流条框架,该第二汇流条框架被容纳在所述模块框架中并覆盖所述电池电芯堆叠的后表面,其中,端子汇流条被安装到所述第一汇流条框架,并且模块连接件被安装到所述第二汇流条框架,并且所述模块框架形成有穿透模块框架的上板的排气部,并且与所述端子汇流条相比,所述排气部更靠近所述模块连接件。
Description
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求在韩国知识产权局于2020年11月26日提交的韩国专利申请No.10-2020-0161480和2021年11月22日提交的韩国专利申请No.10-2021-0161637的权益,这两个韩国专利申请的公开的全部内容以引用方式并入本文中。
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,涉及具有增强的安全性的电池模块和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,对作为能源的二次电池的需求正在迅速增加,因此,许多能够满足各种需要的电池的研究正在兴起。
二次电池作为诸如电动自行车、电动车辆和混合电动车辆这样的动力驱动装置的能源以及诸如移动电话、数码相机和膝上型计算机这样的移动装置的能源已经引起了相当大的关注。
最近,随着对大容量二次电池结构的需求(包括利用二次电池作为能量储存源)持续升高,对作为多个二次电池串联/并联连接的电池模块的组件的多模块结构的电池组的需求日益增长。
此外,当多个电池电芯串联/并联连接以配置电池组时,配置包括至少一个电池电芯的电池模块并接着向至少一个电池模块添加其它部件以配置电池组的方法是常见的。由于构成这些中型或大型电池模块的电池电芯包括可充电/可放电的二次电池,因此这种高输出大容量的二次电池在充电和放电过程中产生大量的热。
电池模块可以包括堆叠有多个电池电芯的电池电芯堆叠、用于容纳电池电芯堆叠的框架以及用于覆盖电池电芯堆叠的前表面和后表面的端板。
图1是示出了在着火时安装在传统电池组上的电池模块的外观的图。图2是沿着图1的线A-A截取的截面,是示出了在安装在传统电池组上的电池模块着火期间影响相邻电池模块的火焰的外观的截面图。
参照图1和图2,传统电池模块包括堆叠有多个电池电芯10的电池电芯堆叠、用于容纳电池电芯堆叠的框架20、形成在电池电芯堆叠的前表面和后表面上的端板30、形成为向端板30的外部突出的端子汇流条40等。
框架20和端板30可以被组合,以便通过焊接进行密封。当用于容纳电池电芯堆叠的框架20和端板30以这种方式被组合时,电池电芯10的内部压力在电池模块过度充电期间增加而超过电池电芯的熔融强度的极限值。在这种情况下,在电池电芯10中产生的高温热量、气体和火焰可能被排出到电池电芯10的外部。
此时,高温热量、气体和火焰可以通过形成在端板30中的开口排出。然而,在布置有多个电池模块使得端板30彼此面对的电池组结构中,从电池模块喷出的高温热量、气体和火焰会影响电池模块。由此,形成在电池模块的相邻端板30上的端子汇流条40可能受损,并且高温热量、气体和火焰可以经由形成在电池模块的相邻端板30中的开口进入到电池模块的内部,而损坏多个电池电芯10。
发明内容
技术问题
本公开的目的是提供能够分散在电池模块内部出现着火现象时排出的高温热量和火焰的电池模块和包括该电池模块的电池组。
然而,本公开的实施方式要解决的技术问题不限于上述的问题,并可以在本公开中所包括的技术思路的范围内进行各种扩展。
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,该电池模块包括:电池电芯堆叠,该电池电芯堆叠中堆叠有多个电池电芯;模块框架,该模块框架容纳所述电池电芯堆叠;第一汇流条框架,该第一汇流条框架被容纳在所述模块框架中并覆盖所述电池电芯堆叠的前表面;以及第二汇流条框架,该第二汇流条框架被容纳在所述模块框架中并覆盖所述电池电芯堆叠的后表面,其中,端子汇流条被安装到所述第一汇流条框架,并且模块连接件被安装到所述第二汇流条框架,并且其中,所述模块框架形成有穿透上板的排气部,并且与所述端子汇流条相比,所述排气部更靠近所述模块连接件。
所述排气部具有形成在所述上板中的孔结构,并且所述孔结构可以在靠近所述第二汇流条框架的方向上倾斜地穿透所述上板。
所述端子汇流条可以连接到外部汇流条,所述外部汇流条提供与包括所述端子汇流条的所述电池模块相邻的另一电池模块的连接。
所述排气部可以形成为在所述第二汇流条框架所处的方向上进行气体排气。
所述排气部包括:流入口,该流入口形成在所述模块框架的上表面上并面对所述电池电芯堆叠;以及排出口,该排出口排出通过所述流入口流入的气体,其中,所述排出口可以形成在与所述流入口垂直的方向上。
所述排气部包括:连接部,该连接部形成在所述流入口和所述排出口之间,并将流入到所述流入口中的气体在所述排出口所处的方向上引导,并且所述连接部的上表面可以倾斜地形成。
所述排气部可以形成为相对于所述电池电芯堆叠在向上方向上排气。
所述排气部包括:流入口,该流入口连接到所述电池电芯堆叠并在所述模块框架的上表面上在向上方向上形成;排出口,该排出口在向上方向上形成并排出通过所述流入口流入的气体;以及连接部,该连接部连接所述流入口和所述排出口,其中,所述连接部可以在与所述流入口和所述排出口的流入方向和排出方向垂直的方向上形成。
可以在所述模块框架的上部部分和所述电池电芯堆叠之间形成排出通道。
根据本公开的另一实施方式,提供了一种包括以上提到的电池模块的电池组。
有益效果
根据本公开的实施方式,为了控制在电池模块中出现热逃逸现象时的高温热量、气体和火焰,可以在电池模块的上端处形成排气部,使得它与设置在电池模块另一侧的模块连接件而非设置在电池模块一侧的端子汇流条相邻,由此使火焰向相邻电池模块的传播延迟。
本公开的效果不限于以上提到的效果,并且本领域的技术人员根据对所附权利要求的描述,将清楚地理解以上未描述的另外的其它效果。
附图说明
图1是示出了在着火时安装在传统电池组上的电池模块的外观的图;
图2是沿着图1的线A-A截取的截面,是示出了在安装在传统电池组上的电池模块着火期间影响相邻电池模块的火焰的外观的截面图。
图3是示出了根据本公开的一个实施方式的电池模块的立体图;
图4是图3的电池模块的分解立体图;
图5是图4的电池模块中所包括的电池电芯的立体图;
图6是通过改变视角示出了图3的电池模块的第二端板使得其可以从正面看到的立体图。
图7是沿着图3的切割线B-B截取的截面图;
图8是示出了根据本公开的另一实施方式的电池模块的立体图;以及
图9是示出了根据本公开的另一实施方式的电池模块的立体图。
具体实施方式
下文中,将参考附图来详细描述本公开的各种实施方式,使得本领域的技术人员能容易地实现它们。本公开可以按各种不同方式进行修改,而不限于本文中阐述的实施方式。
为了清楚地描述本公开,将省略与描述无关的部分,并且相同的参考标号在整个说明书中指定相同的元件。
另外,在附图中,为了便于描述,任意地例示了每个元件的大小和厚度,并且本公开不必限于附图中例示的那些。在附图中,为了清晰起见,夸大了层、区域等的厚度。在附图中,为了便于描述,一些层和区域的厚度被夸大地示出。
另外,将理解,当诸如层、膜、区域或板这样的元件被称为“在”另一元件“上”或“上方”时,它可以直接在另一元件上,或者也可以存在中间元件。相比之下,当元件被称为“直接在”另一元件“上”时,这意味着不存在其它中间元件。另外,词语“上”或“上方”意味着设置在参考部分的上或下方,不一定意味着设置在参考部分的朝向重力反方向的上端。
另外,在整个说明书中,当一个部分被称为“包括”某个部件时,这意味着该部分还可以包括其它部件而没有排除其它部件,除非另有说明。
另外,在整个说明书中,当被称为“平面”时,这意味着从上侧观察目标部分,并且当被称为“截面”时,这意味着从垂直切割的截面的一侧观察目标部分。
图3是示出了根据本公开的一个实施方式的电池模块的立体图。图4是图3的电池模块的分解立体图。图5是图4的电池模块中所包括的电池电芯的立体图。
参照图3至图5,根据本发明的一个实施方式的电池模块100a包括堆叠有包括在相互相反的方向上突出的电极引线111和112的多个电池电芯110的电池电芯堆叠120、用于容纳电池电芯堆叠120的模块框架200、在电极引线111突出的一个方向(x轴方向)上设置在电池电芯堆叠120的一个表面上的第一汇流条框架310以及在电极引线112突出的另一个方向(-x轴方向)上设置在电池电芯堆叠120的另一个表面上的第二汇流条框架320。
首先,参照图5,电池电芯110优选地是袋型电池电芯。例如,根据本实施方式的电池电芯110具有两条电极引线111和112彼此面对并分别从电芯主体113的一个端部114a和另一个端部114b突出的结构。更具体地,电极引线111和112连接到电极组件(未示出),并从电极组件(未示出)向电池电芯110的外部突出。
另一方面,可以在电极组件(未示出)被容纳在电芯壳体114中的状态下,通过将电芯壳体114的两个端部114a和114b与连接它们的一个侧部114c接合来制造电池电芯110。换句话说,根据本实施方式的电池电芯110具有总共三个密封部114sa、114sb和114sc,密封部114sa、114sb和114sc具有通过诸如热熔这样的方法密封的结构,并且剩下的另一侧部可以由连接部115形成。电芯壳体114可以由包含树脂层和金属层的层压片材形成。
另外,连接部115可以沿着电池电芯110的一个边缘延伸得长,并且电池电芯110的被称为蝙蝠耳的突出部110p可以形成在连接部115的端部部分处。另外,在电池壳体114被用插置在其间的突出的电极引线111和112密封时,可以在电极引线111和112和电芯主体113之间形成平台部116。即,电池电芯110包括形成为在电极引线111和112的突出方向上从电芯壳体114延伸的平台部116。
电池电芯110可以被配置为多个,并且多个电池电芯110可以被堆叠以便彼此电连接,由此形成电池电芯堆叠120。参照图4,电池电芯110可以沿着y轴方向堆叠,以形成电池电芯堆叠120。第一汇流条框架310可以位于电池电芯堆叠120的在电极引线111的突出方向(x轴方向)上的一个表面上。第二汇流条框架320可以位于电池电芯堆叠120的在电极引线112的突出方向(-x轴方向)上的另一个表面上。电池电芯堆叠120、第一汇流条框架310或第二汇流条框架320可以被容纳在模块框架200中。模块框架200可以保护容纳在模块框架200内部的电池电芯堆叠120和与其连接的电气部件免受外部物理冲击影响。
根据本公开的实施方式的模块框架200可以具有单框架结构。首先,单框架可以是集成上表面、下表面和两个侧表面的金属板材料的形式,并可以通过挤压成型来制造。然而,模块框架200的结构不限于此,并且可以是U形框架和上板组合的结构。在U形框架和上板组合的结构的情况下,它可以通过将上板与U形框架的上面组合来形成,并且它可以通过按压成型来制造,U形框架是具有组合或集成的下表面和两个侧面的金属板材料。
可以在电池电芯堆叠120和模块框架200的下表面之间注入导热树脂,并且可以通过注入的导热树脂在电池电芯堆叠120和模块框架200的下表面之间形成导热树脂层(未示出)。
另一方面,模块框架200可以在电极引线111和112的突出方向(x轴方向、-x轴方向)上敞口,并且第一端板410和第二端板420可以分别位于模块框架200的两个敞口侧。第一端板410可以在覆盖第一汇流条框架310的同时接合到模块框架200,并且第二端板420可以在覆盖第二汇流条框架320的同时接合到模块框架200。即,第一汇流条框架310可以位于第一端板410和电池电芯堆叠120之间,并且第二汇流条框架320可以位于第二端板420和电池电芯堆叠120之间。另外,用于电绝缘的绝缘盖800(参见图3)可以位于第一端板410和第一汇流条框架310之间。
第一端板410和第二端板420被定位以便分别覆盖电池电芯堆叠120的一个表面和另一个表面。第一端板410和第二端板420可以保护第一汇流条框架310、第二汇流条框架320和与其连接的各种电气部件免受外部冲击影响。为此目的,它必须具有预定强度,并可以包括诸如铝这样的金属。另外,第一端板410和第二端板420可以通过诸如焊接这样的方法分别接合到模块框架200的对应边缘。
第一汇流条框架310位于电池电芯堆叠120的一个表面上以覆盖电池电芯堆叠120,并同时引导电池电芯堆叠120与外部装置之间的连接。具体地,汇流条、端子汇流条和模块连接件中的至少一个可以被安装在第一汇流条框架310上。特别地,汇流条、端子汇流条和模块连接件中的至少一个可以被安装在与第一汇流条框架310面对电池电芯堆叠120的表面相对的表面上。在一个示例中,图4示出了汇流条510和端子汇流条520被安装在第一汇流条框架310上的状态。
构成电池电芯堆叠120的电池电芯110可以通过汇流条510或端子汇流条520串联或并联连接,并且电池电芯110可以通过暴露于电池模块100a外部的端子汇流条520电连接到外部装置或电路。在一个示例中,端子汇流条520可以连接到外部汇流条,该外部汇流条提供与包括端子汇流条520的电池模块相邻的其他电池模块的连接。
第一汇流条框架310可以包含电绝缘材料。第一汇流条框架310限制除了汇流条510或端子汇流条520与电极引线111的接合部分之外的、汇流条510或端子汇流条520与电池电芯110接触,由此防止发生短路。
另一方面,如上所述,第二汇流条框架320可以位于电池电芯堆叠120的另一个表面上。汇流条和模块连接件可以被安装在第二汇流条框架320上。电极引线112可以接合到安装在第二汇流条框架320上的汇流条。第二汇流条框架320可以包含电绝缘材料,以防止短路。
在根据本实施方式的第一端板410中,可以形成露出端子汇流条520的开口。该开口可以是端子汇流条开口。在一个示例中,如图3和图4中所示,可以在第一端板410中形成端子汇流条开口410H,端子汇流条520暴露于该端子汇流条开口410H。与汇流条520相比,端子汇流条510还包括向上突出的部分。这种向上突出的部分通过端子汇流条开口410H暴露于电池模块100a的外部。经由端子汇流条开口410H暴露的端子汇流条520可以连接到另一个电池模块或电池断开单元(BDU),以形成高电压(HV)连接。
图6是通过改变视角示出了图3的电池模块的第二端板使得其可以从正面看到的立体图。图7是沿着图3的切割线B-B截取的截面图。
参照图6,在根据本实施方式的第二端板420中可以形成暴露至少一个模块连接件的开口。该开口可以是模块连接件开口。在一个示例中,如图6中所示,可以在第二端板420中形成暴露模块连接件600的模块连接件开口420H。这意味着,模块连接件600被安装在以上提到的第二汇流条框架320上。
此外,尽管在图中未具体示出,但模块连接件600可以连接到设置在电池模块100a内部的温度传感器、电压测量构件等。该模块连接件600连接到外部BMS(电池管理系统)以形成LV(低电压)连接。温度传感器或电压测量构件执行将由温度传感器或电压测量构件测得的温度信息、电压电平等发送到外部BMS的功能。
参照图3、图6和图7,在模块框架200的上板上形成排气部900,其中,排气部900可以与模块连接件600而非端子汇流条520相邻地形成。排气部900具有形成在模块框架200的上板中的孔结构。孔结构可以在靠近第二汇流条框架320的方向上倾斜地穿透模块框架200的上板。排气部900可以形成为在第二汇流条框架320或第二端板420所在的方向上进行气体排气。这样是为了当电池模块100a内部产生热量、气体、火焰或火花时,将热量、气体、火焰或火花在朝向诸如模块连接件600这样的形成LV连接的构件(下文中被称为LV构件)所在的第二汇流条框架320或第二端板420的方向上而非在朝向诸如端子汇流条520这样的形成HV连接件的构件(下文中被称为HV构件)所在的第一汇流条框架310或第一端板410的方向上排出。
根据本实施方式,如图7中所示,排出通道450可以形成在模块框架200的上部部分和电池电芯堆叠120之间。在第一端板410和电池电芯堆叠120之间产生的气体或热量通过排出通道450而处于位于第一端板410相反侧的第二端板420或第二汇流条框架320上。朝向第二汇流条框架320或第二端板420移动的气体或热量可以通过排气部900从电池模块100a排出。HV构件比LV构件更趋于过热,并更容易自燃或内部着火。因此,如果通过排出通道450在第一端板410周围产生的气体或热量在第二端板420所在的方向上被引入,则可以减轻内部热传播现象。
参照图1和图2,在传统电池模块的情况下,通过电池模块的开口喷射的高温热量、气体、火焰等可能影响相邻的电池模块。具体地,彼此面对以进行HV连接的相邻电池模块会对包括端子汇流条40或电池电芯10的其他电气部件造成损坏。
与传统情况不同,在根据本实施方式的电池模块100a中,排气部900形成在模块框架200的上板上,并且排气部900形成为与模块连接件600而非端子汇流条520相邻,由此能够限制电池电芯110带来的高温热量、气体、火焰等通过第一端板410的开口(例如,端子汇流条开口410H)排出。当火焰传递到端子汇流条520时,连接相邻电池模块的外部汇流条可能由于内部短路而熔融并进一步着火,这很有可能被传递到相邻电池模块。然而,根据本实施方式,对相邻电池模块和HV连接结构的损坏可以大幅减少。
图8是示出了根据本公开的另一实施方式的电池模块的立体图。
参照图8,根据本实施方式的排气部910可以形成为相对于电池电芯堆叠120在向上方向上排气。排气部910可以包括连接到电池电芯堆叠120并在向上方向上形成在模块框架200的上表面上的流入口911、在向上方向上形成并排出流动通过流入口911的气体的排出口912以及连接流入口911和排出口912的连接部913。连接部913可以在与流入口911和排出口912的流入方向和排出方向垂直的方向上形成。
排气单元910可以将电池模块内部的高温热量、气体和火焰朝向电池模块的向上方向排出,由此使对通过邻接端板而布置的其他电池模块的损坏最小化。然而,由于排出口912朝向向上方向形成,因此空气中的异物可以由于重力而进入排出口912。因此,连接部913可以在垂直于排出口912的方向上形成,由此使流入排出口912中的异物通过流入口911流入电池模块中的现象最小化。
另外,在连接部913上形成用于阻挡通过排出口912进入的异物的异物阻挡部(未示出),由此防止异物从排出口912的部分经由连接部913进入流入口911的部分。
图9是示出了根据本公开的另一实施方式的电池模块的立体图。
参照图9,根据本实施方式的排气单元920包括形成在模块框架200的上表面上以连接到电池电芯堆叠的流入口921以及排出流动通过流入口921的气体的排出口922,其中,排出口922可以形成在与流入口921垂直的方向上。另外,排气部920包括形成在流入口921和排出口922之间并将流入到流入口921中的气体在排出口922所在的方向上进行引导的连接部923,并且连接部923的上表面可以倾斜地形成。
排出口922在垂直于流入口921和模块框架200的上表面的方向上形成,由此能够防止漂浮在空气中的异物由于重力而进入排出口922的现象。另外,连接部923的上表面朝向排出口922倾斜地形成,并且流入到流入口921中的高温热量、气体和火焰通过连接部923切换方向,并自然地通过排出口922排出。
接下来,将描述用于确认本实施方式的排气部900的效果的实验结果。
表1比较了取决于电池模块内部着火时排气单元900的存在/不存在和位置的电压降所需的时间。
[表1]
参照表1,“参考”是排气部900未形成在电池模块中的情况,情况1是如本公开的实施方式中一样排气部900形成为与LV构件相邻的情况,情况2是排气部900完全形成在模块框架200的上板上的情况。
在“参考”的情况下,初始排气和火焰产生时间为156秒,并且发现排气和火焰稍晚于情况1和情况2。然而,在186秒时及其之后,电压降迅速发展,并且发现电压降所需的总时间为119秒。这可能是因为“参考”的电池模块具有未形成排气部900的密封结构,因此在内部着火期间氧气供应被阻断,并且初始排气和火焰产生延迟。另外,在排气和产生火焰之后,按照外部氧气的流入促进着火,并且电压降可以迅速发展。
在“情况2”的情况下,初始排气和火焰产生时间为74秒,并且发现排气和火焰早于其它情况下的时间点。电压降从102秒开始,并且发现当电压变为0时,电压降所需的总时间为111秒直至213秒。在“情况2”的情况下,发现与其它情况下相比,初始电压降进展得非常快。这可能是因为通过多个排气单元900供应了足够的氧气,使得热传播快速扩散。
在“情况1”的情况下,初始排气和火焰产生时间为88秒,并且电压降进展从125秒至360秒,并且发现电压降所需的总时间为235秒。与其它情况相比,“情况1”表显示出更长的总电压降时间,并且还发现与其它情况相比,逐步电压下降所需的时间均匀且长。这可能是因为与“情况1”相比,通过在没有过量氧气通过排气部900流入时适当地排出电池模块内部的热量和气体,热传播可以延迟。此外,“情况2”的排气部900与LV构件相邻地设置,并且气体灯的流被在LV构件所在的方向上引入,其降低了可能处于相对高的温度状态下的HV构件周围的温度
另一方面,在对表1的描述中,图7中示出的附图标记被添加到排气部,并且这仅仅是为了方便描述,并且甚至在图8、图9或其它排气部中也可以表现出与上述描述相同的效果。
根据本公开的另一实施方式的电池组可包括以上提到的电池模块、与电池模块相邻的相邻电池模块以及用于容纳电池模块和相邻电池模块的组壳体。电池模块和相邻电池模块中的每一个中所包括的第一端子汇流条和第二端子汇流条可以设置在彼此面对的方向上。此时,形成在电池模块中的第一排气部和形成在相邻电池模块中的第二排气部可以各自具有它们彼此远离地排气的孔结构.
根据本实施方式的以上提到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。这种装置可以应用于诸如电动自行车、电动汽车或混合动力车辆这样的车辆装置,但本公开不限于此,并适用于可以使用二次电池的各种装置。
尽管以上已经参考优选实施方式示出和描述了本发明,但本公开的范围不限于此,并且本领域的技术人员可以设计出将落入所附权利要求中描述的本发明原理的精神和范围内的众多其它修改形式和实施方式。
200:模块框架
310、320:汇流条框架
410、420:端板
520:端子汇流条
600:模块连接件
900、910、920:排气部
Claims (10)
1.一种电池模块,该电池模块包括:
电池电芯堆叠,在所述电池电芯堆叠中堆叠有多个电池电芯,
模块框架,所述模块框架容纳所述电池电芯堆叠,
第一汇流条框架,所述第一汇流条框架被容纳在所述模块框架中并覆盖所述电池电芯堆叠的前表面,以及
第二汇流条框架,所述第二汇流条框架被容纳在所述模块框架中并覆盖所述电池电芯堆叠的后表面,
其中,端子汇流条被安装到所述第一汇流条框架,并且模块连接件被安装到所述第二汇流条框架,并且
其中,所述模块框架形成有穿透上板的排气部,并且与所述端子汇流条相比,所述排气部被定位为更靠近所述模块连接件。
2.根据权利要求1所述的电池模块,其中,
所述排气部具有形成在所述上板中的孔结构,并且所述孔结构在靠近所述第二汇流条框架的方向上倾斜地穿透所述上板。
3.根据权利要求1所述的电池模块,其中,
所述端子汇流条连接到外部汇流条,所述外部汇流条提供与另一电池模块的连接,所述另一电池模块与包括所述端子汇流条的电池模块相邻。
4.根据权利要求1所述的电池模块,其中,
所述排气部形成为在所述第二汇流条框架所在的方向上进行气体排气。
5.根据权利要求1所述的电池模块,其中,
所述排气部包括:
流入口,所述流入口形成在所述模块框架的上表面上并面对所述电池电芯堆叠,以及
排出口,所述排出口排出通过所述流入口流入的气体,
其中,所述排出口形成在与所述流入口垂直的方向上。
6.根据权利要求5所述的电池模块,其中,
所述排气部包括:
连接部,所述连接部形成在所述流入口和所述排出口之间,并在所述排出口所在的方向上引导流入到所述流入口中的气体,并且
所述连接部的上表面倾斜地形成。
7.根据权利要求1所述的电池模块,其中,
所述排气部形成为相对于所述电池电芯堆叠在向上方向上排气。
8.根据权利要求7所述的电池模块,其中,
所述排气部包括:
流入口,所述流入口连接到所述电池电芯堆叠并在所述模块框架的上表面上在向上方向上形成,
排出口,所述排出口在向上方向上形成并排出通过所述流入口流入的气体,以及
连接部,所述连接部连接所述流入口和所述排出口,
其中,所述连接部在与所述流入口的流入方向和所述排出口的排出方向垂直的方向上形成。
9.根据权利要求1所述的电池模块,其中,
在所述模块框架的上部部分和所述电池电芯堆叠之间形成排出通道。
10.一种电池组,该电池组包括根据权利要求1所述的电池模块。
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Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20100081942A (ko) * | 2009-01-06 | 2010-07-15 | 주식회사 엘지화학 | 신규한 구조의 전지모듈 및 이를 포함하는 중대형 전지팩 |
CN102456857A (zh) * | 2010-10-19 | 2012-05-16 | Sb锂摩托有限公司 | 电池模块 |
KR20140146707A (ko) * | 2013-06-17 | 2014-12-29 | 세방전지(주) | 일체형 벤트호스 커넥터를 구비한 축전지용 상부커버 |
US20160149192A1 (en) * | 2013-08-08 | 2016-05-26 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Battery unit |
JP2018530107A (ja) * | 2015-11-10 | 2018-10-11 | エルジー・ケム・リミテッド | バッテリーモジュール及びこれを含むバッテリーパック |
CN110574189A (zh) * | 2018-01-15 | 2019-12-13 | 株式会社Lg化学 | 具有气体排放结构的电池模块 |
CN111106297A (zh) * | 2018-10-26 | 2020-05-05 | 三星Sdi株式会社 | 电池模块 |
CN111279516A (zh) * | 2018-04-20 | 2020-06-12 | 株式会社Lg化学 | 设置有排气流路的电池组 |
KR20200084450A (ko) * | 2018-12-26 | 2020-07-13 | 주식회사 엘지화학 | 효율적인 조립 구조를 갖는 배터리 모듈 및 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 자동차 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5496522B2 (ja) | 2009-03-02 | 2014-05-21 | 三洋電機株式会社 | バッテリシステム |
JP5466906B2 (ja) * | 2009-09-18 | 2014-04-09 | パナソニック株式会社 | 電池モジュール |
US9263713B2 (en) | 2010-05-26 | 2016-02-16 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Battery pack |
KR101191657B1 (ko) * | 2010-07-19 | 2012-10-17 | 에스비리모티브 주식회사 | 전지 모듈 |
JP5461610B2 (ja) | 2012-03-22 | 2014-04-02 | 三菱重工業株式会社 | 電池及び電池システム |
KR102117076B1 (ko) * | 2014-03-20 | 2020-05-29 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 전지모듈의 어셈블리 |
KR101841801B1 (ko) | 2014-06-11 | 2018-05-04 | 주식회사 엘지화학 | 엔드 플레이트를 결합시키는 부싱을 포함한 배터리 팩 |
KR101773105B1 (ko) | 2014-07-31 | 2017-08-30 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 모듈 |
KR101776853B1 (ko) * | 2015-06-30 | 2017-09-12 | 인지컨트롤스 주식회사 | 배터리 팩 |
KR102033101B1 (ko) * | 2017-09-27 | 2019-10-16 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 |
KR102364283B1 (ko) | 2017-12-01 | 2022-02-16 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 방열 플레이트를 구비한 배터리 모듈 |
JP2019160394A (ja) * | 2018-03-07 | 2019-09-19 | プライムアースEvエナジー株式会社 | 電池パック |
-
2021
- 2021-11-24 EP EP21898595.0A patent/EP4102634A4/en active Pending
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- 2021-11-24 JP JP2022548488A patent/JP7502454B2/ja active Active
-
2024
- 2024-06-05 JP JP2024091341A patent/JP2024118478A/ja active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20100081942A (ko) * | 2009-01-06 | 2010-07-15 | 주식회사 엘지화학 | 신규한 구조의 전지모듈 및 이를 포함하는 중대형 전지팩 |
CN102456857A (zh) * | 2010-10-19 | 2012-05-16 | Sb锂摩托有限公司 | 电池模块 |
KR20140146707A (ko) * | 2013-06-17 | 2014-12-29 | 세방전지(주) | 일체형 벤트호스 커넥터를 구비한 축전지용 상부커버 |
US20160149192A1 (en) * | 2013-08-08 | 2016-05-26 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Battery unit |
JP2018530107A (ja) * | 2015-11-10 | 2018-10-11 | エルジー・ケム・リミテッド | バッテリーモジュール及びこれを含むバッテリーパック |
CN110574189A (zh) * | 2018-01-15 | 2019-12-13 | 株式会社Lg化学 | 具有气体排放结构的电池模块 |
CN111279516A (zh) * | 2018-04-20 | 2020-06-12 | 株式会社Lg化学 | 设置有排气流路的电池组 |
CN111106297A (zh) * | 2018-10-26 | 2020-05-05 | 三星Sdi株式会社 | 电池模块 |
KR20200084450A (ko) * | 2018-12-26 | 2020-07-13 | 주식회사 엘지화학 | 효율적인 조립 구조를 갖는 배터리 모듈 및 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 자동차 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2024118478A (ja) | 2024-08-30 |
WO2022114769A1 (ko) | 2022-06-02 |
US20230097757A1 (en) | 2023-03-30 |
EP4102634A4 (en) | 2024-07-10 |
JP7502454B2 (ja) | 2024-06-18 |
EP4102634A1 (en) | 2022-12-14 |
JP2023514180A (ja) | 2023-04-05 |
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