CN115398726A - 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例的电池模块包括：电池单体堆，其中堆叠有多个电池单体；汇流条框架，位于电池单体堆的至少一个端部处；模块框架，容纳包括电池单体堆和汇流条框架的电池块；端板，覆盖电池块的前表面和后表面并与模块框架结合；以及绝缘盖，位于端板与电池单体堆之间，其中，绝缘盖包括第一绝缘盖和第二绝缘盖，并且其中，第一绝缘盖覆盖与汇流条框架结合的第一汇流条，并且第二绝缘盖覆盖与汇流条框架结合的第二汇流条。

Description

电池模块和包括该电池模块的电池组
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年11月30日向韩国知识产权局提交的第10-2020-0164593号韩国专利申请的权益，该申请的全部公开内容通过引用并入本文。
本公开涉及一种电池模块和包括该电池模块的电池组，更具体地，涉及一种在汇流条之间具有防止短路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汽车的各种产品中的能源而备受关注。二次电池是能够替代使用化石燃料的现有产品的强大能源，并且由于它不会因能源的使用而产生副产品，所以作为一种环境友好型能源受到关注。
近来，随着对大容量二次电池结构的需求(包括将二次电池用作能量存储源)不断增加，对多模块结构的电池组(多个二次电池串联/并联连接的电池模块的组件)的需求不断增加。
同时，当多个电池单体串联/并联以构成电池组时，常见方法是配置由至少一个电池单体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。
电池模块可以包括其中堆叠有多个电池单体的电池单体堆、容纳电池单体堆的模块框架以及覆盖电池单体堆的前表面和后表面的汇流条框架。
图1是示出常规电池模块结构的图。
参考图1，常规电池模块可以包括容纳电池单体堆的模块框架20、覆盖电池单体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突出形成以分隔多个汇流条40的分隔壁50。
此时，多个汇流条中相邻的汇流条40之间仅形成一个分隔壁50，汇流条40之间的间隔也可以形成得非常窄。此外，模块框架底部21与汇流条40之间的间隔也可以形成得非常窄。
电池模块内部可能会出现产生水分的现象，电池单体可能会出现电解液泄漏现象，这些液体可能会腐蚀汇流条并且沉积物会连接在汇流条之间，从而导致汇流条之间的短路现象。当发生短路现象时，电池模块更容易着火，从而导致安全问题。因此，十分需要能够预先防止汇流条之间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具有能够防止汇流条之间的短路的结构的电池模块和包括该电池模块的电池组。
本公开的目的不限于上述目的，并且本领域技术人员应从以下详细描述中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例，提供了一种电池模块，包括：电池单体堆，其中堆叠有多个电池单体；汇流条框架，位于电池单体堆的至少一个端部处；模块框架，容纳包括电池单体堆和汇流条框架的电池块；端板，覆盖电池块的前表面和后表面并与模块框架结合；以及绝缘盖，位于端板与电池单体堆之间，其中，绝缘盖包括第一绝缘盖和第二绝缘盖，并且其中，第一绝缘盖覆盖与汇流条框架结合的第一汇流条，并且第二绝缘盖覆盖与汇流条框架结合的第二汇流条。
第一汇流条的面积可以大于第二汇流条的面积。
第二汇流条可以是端子汇流条。
绝缘盖还可以包括第三绝缘盖，第三绝缘盖位于形成在端子汇流条的一个端部的突出部的下端处。
第一绝缘盖和第二绝缘盖可以分别覆盖第一汇流条和第二汇流条彼此间隔开的空间以及第一汇流条和第二汇流条，从而阻断第一汇流条与第二汇流条之间的短路。
第一绝缘盖和第二绝缘盖可以与汇流条框架结合。
使用粘合剂分别使第一绝缘盖和第二绝缘盖可以与汇流条框架结合。
可以通过紧固构件分别使第一绝缘盖和第二绝缘盖与汇流条框架结合。
可以通过粘合剂使第一绝缘盖和第二绝缘盖与端板结合。
根据本公开的另一实施例，提供了一种电池组，包括上述的电池模块。
有益效果
根据本公开的实施例的电池模块和包括该电池模块的电池组能够通过用于确保汇流条之间的间隔的结构、汇流条之间的双分隔壁结构以及用于确保汇流条与模块框架底部之间的间隔的结构来防止汇流条之间的短路并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将从所附权利要求的描述中清楚地理解以上未描述的其他附加效果。
附图说明
图1是示出常规电池模块结构的图；
图2是示出根据本公开的实施例的电池模块的透视图；
图3是将图2的电池模块的部件组合的电池模块的局部透视图；
图4是示出绝缘盖附接到图3的电池模块的状态的前视图；
图5是示出绝缘盖覆盖图4的电池模块中的汇流条的状态的透视图；
图6是示出根据本公开的另一实施例的电池模块的局部透视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的各种实施例，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，并且不限于在此阐述的实施例。
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，为了便于描述，每个元件的尺寸和厚度被任意地示出，并且本公开不必限于附图中所示的内容。在附图中，为了清楚起见夸大了层、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示出。
此外，应理解，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，其可以直接在另一个元件上，或者可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接”在另一个元件上时，意味着没有其他中间元件。此外，词语“上”或“上方”是指设置在参照部分上方或下方，不一定意味着朝向重力的相反方向设置在参照部分“上”或“上方”。
此外，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并且不排除其他部件。
此外，在整个说明书中，当被称为“平面”时，是指从上侧观察目标部分时，当被称为“截面”时，是指从垂直切割的截面侧观察目标部分时。
图2是示出根据本公开的实施例的电池模块的透视图。图3是将图2的电池模块的部件组合的电池模块的局部透视图。
参考图2，根据本公开的实施例的电池模块包括通过堆叠多个电池单体110形成的电池单体堆120、安装在电池单体堆120的两个端部上的汇流条框架130、用于容纳电池单体堆120的框架构件300以及包围电池块(电池单体堆120和汇流条框架130在其中结合)的两个端部的端板600。
电池单体110优选地是软包电池单体。在本实施例中，沿图2的y轴方向堆叠的电池单体堆120沿z轴方向布置在框架构件300内部，并且可以通过形成在框架构件300的底部与电池单体堆120之间的导热树脂层400冷却。
容纳电池单体堆120的框架构件300可以包括上板310和模块框架320。模块框架320包括多个单元容纳部，并且上板310可以形成为覆盖安装在模块框架320上的电池单体堆120的上部的板形结构。模块框架320包围电池单体堆120的下表面和两个侧面，并且上板310可以包围余下的上表面(z轴方向)。上板310和模块框架320在彼此对应的边缘部彼此接触的状态下通过焊接等结合，使得可以形成垂直和水平覆盖电池单体堆120的结构。可以通过上板310和模块框架320物理保护电池单体堆120。为此，上板310和模块框架320可以包括具有预定强度的金属材料。
同时，尽管图中未具体示出，根据修改示例的框架构件300可以是上表面、下表面和两侧一体的金属板形式的单框架。也就是说，框架结构可以不是模块框架320和上板310彼此结合的结构，而是可以通过挤压成型制造并且具有上表面、下表面和两侧一体的结构。
汇流条框架130可以位于电池单体堆120的开口的第一侧(x轴方向)和开口的第二侧(与x轴相反的方向)上。汇流条框架130位于电池单体堆120的第一侧(x轴方向)和第二侧(与x轴相反的方向)上以覆盖电池单体堆120，同时可用于引导电池单体堆120与外部装置之间的连接。具体地，汇流条280可以安装在汇流条框架130上，并且电池单体110的电极引线111和112可以穿过汇流条框架130中形成的槽然后被弯曲以与汇流条280接合。由此，构成电池单体堆120的电池单体110可以串联连接或并联连接。
根据本实施例的汇流条280可以包括第一汇流条280a和第二汇流条280b，并且第一汇流条280a的面积可以大于第二汇流条280b的面积。此时，第二汇流条280b可以是端子汇流条，并且第二汇流条280b的一侧端部可以具有从z轴方向向着x轴方向弯曲的突出部280p的形状。
第二汇流条280b的突出部280p可以暴露于电池模块10的外侧。第二汇流条280b可以连接到另一个电池模块或电池包断路单元(BDU)以实现高压(HV)连接。这里，HV连接是用作供电的电源的连接，其是指电池单体之间的连接或电池模块之间的连接。
端板600可以位于框架构件300的开口的第一侧(x轴方向)和第二侧(与x轴相反的方向)上以覆盖电池单体堆120。端板600可以物理地保护电池单体堆120和其他电气部件免受外部冲击。汇流条框架130可以位于电池单体堆120与端板600之间。
同时，用于电绝缘的绝缘盖可以形成在汇流条框架130与端板600之间。在下文中，将详细描述根据本实施例的绝缘盖。
图4是示出绝缘盖附接到图3的电池模块的状态的前视图。图5是示出绝缘盖覆盖图4的电池模块中的汇流条的状态的透视图。
参考图2至图4，根据本实施例的电池模块包括位于端板600与电池单体堆120之间的绝缘盖500。根据本实施例的绝缘盖500包括第一绝缘盖500a和第二绝缘盖500b，其中，第一绝缘盖500a覆盖与汇流条框架130结合的第一汇流条280a，并且第二绝缘盖500b可以覆盖与汇流条框架130结合的第二汇流条280b。
在根据比较例的绝缘盖的情况下，没有物理地阻挡彼此相邻的两个汇流条的结构。因此，汇流条容易因电解液的外流和/或水分的流入而被腐蚀，或者相邻的汇流条之间容易因异物而形成短路。如果发生这样的汇流条之间的短路，则可能导致模块着火。相反，根据本实施例，由于彼此相邻的第一汇流条280a和第二汇流条280b被第一绝缘盖500a和第二绝缘盖500b覆盖的结构，可以覆盖第一汇流条280a与第二汇流条280b之间的分隔空间500P以及第一汇流条280a和第二汇流条280b。具体地，如图5所示，第一绝缘盖500a可以覆盖以包围第一汇流条280a在x轴方向上的前表面，以及围绕第一汇流条280a的所有四个侧面，并且第二绝缘盖500b可以覆盖以包围第二汇流条280b在x轴方向上的前表面，以及围绕第二汇流条280b的所有四个侧面。由于具有上述结构，即使电解液外流到第一汇流条280a和第二汇流条280b的彼此面对的两个侧面之间的分离空间500P中，也可以物理地阻止电解液与第一汇流条280a和第二汇流条280b接触。根据本实施例，可以保护汇流条280免受异物和水分以及电解液的影响。
换言之，第一绝缘盖500a和第二绝缘盖500b可以覆盖第一汇流条280a和第二汇流条280b彼此间隔开的空间500P以及第一汇流条280a和第二汇流条280b，从而阻断第一汇流条280a和第二汇流条280b之间的短路。
第一绝缘盖500a和第二绝缘盖500b可以与汇流条框架130结合。可以使用粘合剂将第一绝缘盖500a和第二绝缘盖500b中的每一个与汇流条框架130结合，或者可以通过紧固构件与汇流条框架130结合。紧固构件可以使用孔、钩等来结合，但不限于此，并且可以通过各种已知方法进行紧固。
图6是示出根据本公开的另一实施例的电池模块的局部透视图。图6的实施例与参考图4和图5描述的实施例几乎相同，下面将仅描述不同之处。
参考图3和图6，根据本实施例的绝缘盖510包括覆盖第一汇流条280a的第一绝缘盖510a和覆盖第二汇流条280b的第二绝缘盖510b，并且还可以包括位于在端子汇流条280b的一侧端部的突出部280p的下端处的第三绝缘盖510c。
根据本实施例，第三绝缘盖510c可用于使端子汇流条280b绝缘。端子汇流条280b可以连接到另一个电池模块或电池包断路单元(BDU)以形成高压(HV)连接。
第三绝缘盖510c可以与第二绝缘盖510b一体形成。
除了上述不同之处外，图4和图5的实施例中描述的所有内容也适用于本实施例。
上述电池模块可以包含在电池组中。电池组可以具有如下结构：根据本公开实施例的一个或多个电池模块聚集在一起，并与控制和管理电池的温度、电压等的电池管理系统(BMS)和冷却装置封装在一起。
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诸如电动自行车、电动汽车或混合动力汽车的车辆设备，但是本公开不限于此，并且适用于能够使用在本公开的范围内的电池模块的各种设备。
尽管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，并且在不背离所附权利要求中描述的本公开的原理的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以设计出许多其他修改和实施例。此外，这些修改实施例不应独立于本公开的技术精神或观点来理解。
【附图标记说明】
130：汇流条框架
280：汇流条
280a：第一汇流条
280b：第二汇流条
500、510：绝缘盖
500a、510a：第一绝缘盖
500b、510b：第二绝缘盖
600：端板

Claims (10)

1.一种电池模块，包括：
电池单体堆，在所述电池单体堆中堆叠有多个电池单体；
汇流条框架，所述汇流条框架位于所述电池单体堆的至少一个端部处；
模块框架，所述模块框架容纳包括所述电池单体堆和所述汇流条框架的电池块；
端板，所述端板覆盖所述电池块的前表面和后表面并与所述模块框架结合；以及
绝缘盖，所述绝缘盖位于所述端板与所述电池单体堆之间，
其中，所述绝缘盖包括第一绝缘盖和第二绝缘盖，并且
其中，所述第一绝缘盖覆盖与所述汇流条框架结合的第一汇流条，并且所述第二绝缘盖覆盖与所述汇流条框架结合的第二汇流条。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述第一汇流条的面积大于所述第二汇流条的面积。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述第二汇流条是端子汇流条。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其中，所述绝缘盖还包括第三绝缘盖，所述第三绝缘盖位于形成在所述端子汇流条的一个端部的突出部的下端处。
5.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述第一绝缘盖和所述第二绝缘盖分别覆盖所述第一汇流条和所述第二汇流条彼此间隔开的空间以及所述第一汇流条和所述第二汇流条，从而阻断所述第一汇流条与所述第二汇流条之间的短路。
6.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述第一绝缘盖和所述第二绝缘盖与所述汇流条框架结合。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其中，使用粘合剂分别使所述第一绝缘盖和所述第二绝缘盖与所述汇流条框架结合。
8.根据权利要求6所述的电池模块，其中，所述第一绝缘盖和所述第二绝缘盖通过紧固构件分别与所述汇流条框架结合。
9.根据权利要求1所述的电池模块，其中，通过粘合剂使所述第一绝缘盖和所述第二绝缘盖与所述端板结合。
10.一种电池组，包括根据权利要求1所述的电池模块。
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