CN115428232A - 电池组和包括该电池组的装置 - Google Patents

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Abstract

根据本公开的一个实施例的一种电池组包括：多个电池模块，所述多个电池模块包括：电池单体堆，在该电池单体堆中堆叠有多个电池单体；模块框架，该模块框架用于容纳电池单体堆；和散热器，该散热器位于模块框架的底部的下方；电池组框架，该电池组框架容纳所述多个电池模块；和制冷剂转移螺栓，该制冷剂转移螺栓紧固模块框架的底部、散热器和电池组框架，其中，电池组框架包括电池组制冷剂管道，该电池组制冷剂管道用于供应和排放制冷剂，其中，连接管道被形成在制冷剂转移螺栓上，该连接管道用于将电池组制冷剂管道和散热器连接，并且其中，制冷剂转移螺栓包括打开/关闭构件，该打开/关闭构件响应于制冷剂的温度而打开或阻断连接管道。

Description

电池组和包括该电池组的装置
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求在2020年8月24日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2020-0106097号的权益，其公开内容通过引用以其整体并入本文。
本公开涉及一种电池组和一种包括该电池组的装置，更特别地，涉及一种具有改进的冷却性能和安全性的电池组和一种包括该电池组的装置。
背景技术
在现代社会中，随着诸如移动电话、笔记本计算机、便携式摄像机和数码照相机的便携式装置已经被日常使用，在与如上所述的移动装置有关的领域中的技术的开发已经活跃起来。另外，为了试图解决由使用化石燃料的现有汽油车辆引起的空气污染等问题，可充电/可放电二次电池被用作用于电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)、插电式混合动力电动车辆(P-HEV)等的电源。因此，日渐需要二次电池的开发。
当前商业化的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂二次电池等。其中，锂二次电池已经受到关注，这是因为锂二次电池具有优于镍类二次电池的优点，例如，几乎不表现出记忆效应并且因此自由地充电和放电，并且具有非常低的自放电率和高能量密度。
这种锂二次电池主要分别使用锂类氧化物和碳质材料作为正电极活性材料和负电极活性材料。锂二次电池包括：电极组件，在该电极组件中，各自涂覆有正电极活性材料和负电极活性材料的正电极板和负电极板在分隔件介于其间的情况下被置放；和电池外壳，该电池外壳将电极组件与电解质溶液一起地密封并容纳。
通常，基于外部材料的形状，锂二次电池可以被分类成电极组件被安装在金属罐中的罐型二次电池以及电极组件被安装在铝层压片材的袋中的袋型二次电池。
在用于小型装置的二次电池的情形中，置放有两个到三个电池单体，但是在用于中型或大型装置(诸如汽车)的二次电池的情形中，使用了大量电池单体被电连接的电池模块。在这种电池模块中，大量电池单体串联或并联地彼此连接以形成单体堆，由此提高容量和输出。另外，一个或多个电池模块可以与各种控制和保护系统(诸如BMS(电池管理系统)和冷却系统)安装在一起，以形成电池组。
当二次电池的温度升高至高于适当温度时，二次电池的性能可能劣化，并且在最坏的情形中，还存在爆炸或着火的风险。特别地，大量的二次电池(即，具有电池单体的电池模块或电池组)可能在狭窄的空间中将从大量电池单体产生的热量累加起来，使得温度可能更快速且过度地升高。换言之，堆叠有大量电池单体的电池模块以及配备有这种电池模块的电池组能够获得高输出，但是不容易消除在充电和放电期间从电池单体产生的热量。当电池单体的散热未被适当地执行时，电池单体的劣化加速，寿命缩短，并且爆炸或着火的可能性增加。
而且，在车辆电池组中所包括的中型或大型电池模块的情形中，该电池模块频繁地暴露于直射阳光，并且可能经受高温条件，诸如夏季或沙漠地区。
因此，当构造电池模块或电池组时，可以是非常重要的是稳定且有效地确保冷却性能。
图1是传统电池组的局部透视图，并且图2是示出安装图1的电池组中所包括的电池模块的方法的局部透视图。
参考图1和图2，传统电池组可以包括多个电池模块10以及容纳所述多个电池模块的电池组框架11。为了解释方便，在图1中示出仅一个电池模块。
传统电池组设置有用于冷却电池模块10的制冷剂管道，并且经由被连接到制冷剂管道的制冷剂管道连接器13来供应制冷剂。该制冷剂通常是冷却水，并且应用了流体间接冷却结构，在该流体间接冷却结构中，这种冷却水在电池组的内部流动以降低温度。
同时，当电池模块10被容纳在电池组框架11中时，安装孔被设置在四个角部处，并且安装螺栓12可以穿过安装孔并且紧固到电池组框架11。这种安装联接可以针对每一个电池模块10形成。
此时，冷却构造(诸如用于冷却电池模块10的制冷剂管道连接器13)和安装构造(诸如用于安装电池模块10的安装螺栓12)是单独的构造，并且存在每一个构造具有很多零件并且复杂的问题。
由于组装缺陷或在操作期间的事故，可能发生如下情况：制冷剂从制冷剂管道、制冷剂管道连接器13等泄漏，并且泄漏的制冷剂可能渗入电池组的内部并且引起火灾或爆炸。
因此，需要开发一种电池组，该电池组能够在改进冷却性能的同时使由制冷剂泄漏引起的损坏最小化。
发明内容
技术问题
本公开的目的在于提供一种能够在改进冷却性能的同时防止由制冷剂泄漏引起的损坏的电池组和一种包括该电池组的装置。
然而，本公开的实施例所要解决的问题不限于上述问题，并且能够在本公开中所包括的技术思想的范围内进行各种扩展。
技术方案
根据本公开的一个实施例，提供一种电池组，该电池组包括：多个电池模块，所述多个电池模块包括：电池单体堆，在该电池单体堆中堆叠有多个电池单体；模块框架，该模块框架用于容纳电池单体堆；和散热器，该散热器位于模块框架的底部的下方；电池组框架，该电池组框架容纳所述多个电池模块；和制冷剂转移螺栓，该制冷剂转移螺栓紧固模块框架的底部、散热器和电池组框架，其中，电池组框架包括电池组制冷剂管道，该电池组制冷剂管道用于供应和排放制冷剂，其中，连接管道被形成在制冷剂转移螺栓上，该连接管道用于将电池组制冷剂管道和散热器连接，并且其中，制冷剂转移螺栓包括打开/关闭构件，该打开/关闭构件响应于制冷剂的温度而打开或阻断连接管道。
打开/关闭构件可以包括形状记忆合金，并且响应于制冷剂的温度。
制冷剂转移螺栓可以包括第一开口和第二开口，该第一开口和该第二开口被连接到连接管道，该第一开口可以被置放在电池组制冷剂管道的内部，并且该第二开口可以被置放在模块框架的底部和散热器之间。打开/关闭构件可以响应于制冷剂的温度而调节第二开口的打开/关闭。
打开/关闭构件可以包括：阻断部，该阻断部用于打开或关闭连接管道；和弹簧部，该弹簧部被连接到阻断部并且包括形状记忆合金。
弹簧部可以响应于制冷剂的温度而在形状上变形，并且阻断部可以根据弹簧部的形状变形而上下移动，以打开或阻断连接管道。
弹簧部可以是线圈形弹簧或板形弹簧。
制冷剂开口可以被形成在电池组框架中，并且制冷剂开口可以包括阶形部，该阶形部用于支撑弹簧部的一端。
模块框架可以包括模块框架延伸部，该模块框架延伸部通过延伸模块框架的底部的一部分而形成，散热器可以包括散热器延伸部，该散热器延伸部从散热器的一侧延伸到模块框架延伸部所位于的部分，并且制冷剂转移螺栓可以紧固模块框架延伸部、散热器延伸部和电池组框架。
制冷剂开口可以被形成在电池组框架中，第一安装孔可以被形成在模块框架延伸部中，并且第二安装孔可以被形成在散热器延伸部中。制冷剂转移螺栓可以穿过第一安装孔、第二安装孔和制冷剂开口。
制冷剂转移螺栓可以包括第一开口和第二开口，该第一开口和该第二开口被连接到连接管道，该第一开口可以被置放在电池组制冷剂管道的内部，并且该第二开口可以被置放在模块框架的底部和散热器之间。第一开口的开口方向可以平行于连接管道的贯穿方向，并且第二开口的开口方向可以垂直于连接管道的贯穿方向。
制冷剂转移螺栓可以包括：本体部，连接管道被形成在该本体部中；和头部，该头部位于本体部的上端处。
电池组可以进一步包括垫圈，该垫圈包围本体部，并且该垫圈可以位于如下位置中的至少一个中：在头部和通过延伸模块框架的底部的一部分而形成的模块框架延伸部之间；以及在散热器和电池组框架之间。
突出部可以被分别地形成在电池模块的前表面和后表面上，并且电池组可以进一步包括固定托架，该固定托架分别地位于电池模块的前表面和后表面上，并且该固定托架在包裹突出部的同时被联接到电池组框架。
电池组框架可以包括：支撑框架，该支撑框架用于支撑电池模块；和下框架，该下框架位于支撑框架的下方，并且电池组制冷剂管道可以位于支撑框架和下框架之间。
有利效果
根据本公开的实施例，能够通过具有制冷剂流动路径的制冷剂转移螺栓来同时执行安装固定和压力密封，由此减少零件的数目并且简化结构。
此外，能够最小化对供应制冷剂所要求的通孔之间的对准的影响，由此减小制冷剂泄漏的可能性。
此外，置放有打开/关闭构件，使得能够根据制冷剂的温度而主动地调节形成在制冷剂转移螺栓中的连接管道的打开/关闭。
另外，通过改进的固定托架结构，电池模块能够被牢固地固定，并且同时能够有效地防止由制冷剂泄漏引起的损坏。
本公开的效果不限于上述效果，并且根据所附权利要求的描述，本领域技术人员将清楚地理解上文未描述的另外的其它效果。
附图说明
图1是传统电池组的局部透视图；
图2是示出安装图1的电池组中所包括的电池模块的方法的局部透视图；
图3是示出根据本公开的实施例的电池组中所包括的电池模块和电池组框架的透视图；
图4是示出用于将图3的电池模块固定到电池组框架的固定托架的分解透视图；
图5是图3的电池模块的分解透视图；
图6是以放大方式示出图3的部段“A”的局部透视图；
图7是沿着图6的切割线B-B'截取的截面的局部截面视图；
图8和图9是以放大方式示出图7的部段“E”的局部透视图；
图10a到图10c是在从各种角度观察时的根据本公开的实施例的制冷剂转移螺栓的视图；
图11a和图11b是在从各种角度观察时的根据本公开的实施例的制冷剂转移螺栓和打开/关闭构件的视图；
图12a和图12b是在从各种角度观察时的根据本公开的修改实施例的制冷剂转移螺栓和打开/关闭构件的视图；
图13是沿着图6的切割线C-C'截取的局部截面视图；并且
图14是沿着图6的切割线D-D'截取的截面的局部截面视图。
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，使得本领域技术人员能够容易地实施它们。本公开可以以各种不同的方式修改，并且不限于本文中阐述的实施例。
为了清楚起见，本文中将省略与说明书无关的部分的描述，并且在整个说明书中，类似的附图标记标注类似的元件。
此外，在附图中，为了方便描述而任意地示出了每一个元件的尺寸和厚度，并且本公开不一定必需被限制于附图中所示。在附图中，为了清楚起见，夸大了层、区域等的厚度。在附图中，为了描述方便起见，夸大了一些层和区域的厚度。
另外，将理解，当一个元件(诸如层、膜、区域或板)被称为在另一个元件“上”或“上方”时，该元件能够直接地在所述另一个元件上，或者也可以存在居间元件。相反，当一个元件被称为“直接地”在另一个元件“上”时，这意指不存在其它的居间元件。此外，词语“上”或“上方”意指被置放在参考部分上或下，并且不一定必需意指被置放在参考部分的朝向重力的相反方向的上端上。
此外，在整个说明书中，当一部分被称作“包括”特定部件时，这意指该部分能够进一步包括其它的部件，而不排除其它的部件，除非另有声明。
此外，在整个说明书中，当被称作“平面”时，这意指从上侧观察目标部分，并且当被称作“截面”时，这意指从竖直地切割的截面一侧观察目标部分。
图3是示出根据本公开的实施例的电池组中所包括的电池模块和电池组框架的透视图。图4是示出用于将图3的电池模块固定到电池组框架的固定托架的分解透视图。图5是图3的电池模块的分解透视图。
参考图3到图5，根据本公开的实施例的电池组包括：多个电池模块100；电池组框架1100，该电池组框架1100用于容纳所述多个电池模块100；和制冷剂转移螺栓。电池模块100包括：电池单体堆120，在该电池单体堆120中堆叠有多个电池单体110；模块框架200，该模块框架200用于容纳电池单体堆120；和散热器300，该散热器300位于模块框架200的底部210a的下方。将稍后描述制冷剂转移螺栓。
电池单体110可以是袋型电池单体。袋型电池单体可以通过如下方式来形成：将电极组件容纳在包括树脂层和金属层的层压片材的袋外壳中，并且然后热密封该袋外壳的外周边部。此时，电池单体110可以被形成为矩形片状结构。
这种电池单体110可以由多个电池单体构造，并且多个电池单体110被堆叠从而彼此电连接，由此形成电池单体堆120。特别地，如在图5中所示，多个电池单体110可以沿着平行于x轴线的方向堆叠。
根据本实施例的电池单体堆120可以是与传统情形相比较电池单体110的数目增加的大面积模块。具体地，每一个电池模块100可以包括32到48个电池单体110。在这种大面积模块的情形中，电池模块的水平长度变长。这里，水平长度可以意指在堆叠电池单体110的方向上、即在平行于x轴线的方向上的长度。
用于容纳电池单体堆120的模块框架200可以包括上盖220和U形框架210。
U形框架210可以包括底部210a以及从底部210a的两端向上延伸的两个侧表面部210b。底部210a可以覆盖电池单体堆120的下表面(-z轴线方向)，并且侧表面部210b可以覆盖电池单体堆120的两个侧表面(x轴线方向和-x轴线方向)。
上盖220可以被形成为单板形结构，该单板形结构包裹除了由U形框架210包裹的下表面以及两个侧表面之外的其余的上表面(z轴线方向)。上盖220和U形框架210能够在对应的角部彼此接触的状态中通过焊接等结合，由此形成竖直地且水平地覆盖电池单体堆120的结构。能够通过上盖220和U形框架210来在物理上保护电池单体堆120。为此目的，上盖220和U形框架210可以包括具有预定强度的金属材料。
同时，虽然未在图中具体地示出，但是根据修改实施例的模块框架200可以是金属板形式的单框架，在该单框架中，上表面、下表面和两个侧表面成一体。即，这不是U形框架210和上盖220彼此联接的结构，而是上表面、下表面和两个侧表面通过用挤出成型进行制造而成一体的结构。
端板400可以位于电池单体堆120的前表面和后表面(y轴线和-y轴线方向)上，使得端板400可以被形成为覆盖电池单体堆120。端板400能够针对外部冲击在物理上保护电池单体堆120和其它电子器件。
同时，虽然未在图中具体地示出，但是安装有汇流条的汇流条框架、用于电绝缘的绝缘盖等可以位于电池单体堆120和端板400之间。
同时，根据本实施例的电池模块100包括散热器300，该散热器300位于模块框架200的底部210a的下方。模块框架200的底部210a可以构成散热器300的上板，并且散热器300的凹进部340和模块框架200的底部210a可以形成用于制冷剂的流动通道。
具体地，散热器300可以包括：下板310，该下板310形成散热器300的骨架，并且通过焊接等与模块框架200的底部210a直接地结合；和凹进部340，该凹进部340是制冷剂流动通过的路径。
散热器300的凹进部340对应于下板310被形成为在下侧上凹进的部分。凹进部340可以是在xz平面中垂直于制冷剂流动通道延伸的方向切割的截面具有U形的U形管道，并且底部210a可以位于U形管道的敞开的上侧上。当散热器300与底部210a形成接触的同时，在凹进部340和底部210a之间的空间形成制冷剂流动通过的区域，即，制冷剂流动路径。由此，模块框架200的底部210a能够与制冷剂形成接触。
制造散热器300的凹进部340的方法不受特别限制，但是能够通过设置经由相对于板形散热器300凹进而形成的结构来形成具有敞开的上侧的U形凹进部340。
同时，虽然未在图中示出，但是包括导热性树脂的导热性树脂层可以位于图5的模块框架200的底部210a和电池单体堆120之间。可以通过将导热性树脂施加到底部210a并且固化所施加的导热性树脂来形成导热性树脂层。
导热性树脂可以包括导热性粘结剂材料，具体地，可以包括硅树脂材料、氨基甲酸乙酯材料和丙烯酸材料中的至少一种。导热性树脂在施加期间是液体，但是在施加之后被固化，使得导热性树脂能够起到固定构成电池单体堆120的一个或多个电池单体110的作用。此外，因为导热性树脂具有优良的热传递性质，所以从电池单体110产生的热量能够被快速地传递到电池模块的下侧。
根据本实施例的电池模块100能够实现模块框架200和散热器300的一体式冷却结构，由此进一步改进冷却性能。模块框架200的底部210a能够起到对应于散热器300的上板的作用，由此实现一体式冷却结构。由于直接冷却，所以冷却效率能够增加，并且通过散热器300与模块框架200的底部210a成一体的结构，能够进一步提高电池模块以及配备有该电池模块的电池组上的空间利用率。
具体地，从电池单体110产生的热量能够经过位于电池单体堆120和底部210a之间的导热性树脂层(未示出)、模块框架200的底部210a和制冷剂，并且然后能够被传递到电池模块100的外部。通过移除不必要的根据传统的冷却结构，能够简化热传递路径，并且能够减小在相应的层之间的气隙，使得能够提高冷却效率或性能。特别地，因为底部210a被构造成散热器300的上板，并且底部210a与制冷剂形成接触，所以具有能够执行通过制冷剂的更直接的冷却的优点。
此外，通过移除不必要的冷却结构，电池模块100的高度减小，因此能够降低成本，并且能够增加空间利用率。进而，因为电池模块100能够以紧凑的方式被置放，所以能够增加包括多个电池模块100的电池组1000的容量或输出。
同时，模块框架200的底部210a能够通过焊接被结合到散热器300中的未形成有凹进部340的下板310的一部分。在本实施例中，通过模块框架200的底部210a和散热器300的一体式冷却结构，能够表现出不仅改进上述冷却性能而且还支撑被容纳在模块框架200中的电池单体堆120的载荷并且增强电池模块100的刚性的效果。另外，下板310和模块框架200的底部210a通过焊接等被密封，使得制冷剂能够在不在形成在下板310内部的凹进部340中泄漏的情况下流动。
为了有效冷却，如在图5中所示，凹进部340优选地被形成在对应于模块框架200的底部210a的整个区域上。为此目的，凹进部340能够被弯曲至少一次，以从一侧连接到另一侧。特别地，凹进部340优选地被弯曲若干次，使得凹进部340被形成在对应于模块框架200的底部210a的整个区域上。随着制冷剂从形成在对应于模块框架200的底部210a的整个区域上的制冷剂流动通道的起点移动到终点，能够在电池单体堆120的整个区域上执行有效率的冷却。
同时，制冷剂是用于冷却的介质，并且不受特别限制，但是制冷剂可以是冷却水。
同时，突出图案340D可以被形成在根据本实施例的散热器300的凹进部340中。在如在根据本实施例的电池单体堆120中那样的大面积电池模块的情形中，与传统情形相比较，被堆叠的电池单体的数目显著地增加，制冷剂流动通道的宽度可能更宽地形成，因此温度偏差可能更严重。与大约12到24个电池单体被堆叠在一个电池模块中的传统情形相比较，在大面积电池模块中，可以包括大约32到48个电池单体被堆叠在一个电池模块中的情形。在此情形中，根据本实施例的突出图案340D能够表现出实质性减小制冷剂流动通道的宽度的效果，使得压降能够被最小化，并且同时在制冷剂流动路径的宽度之间的温度偏差能够被减小。因此，能够实现均匀的冷却效果。
接着，将参考图6和图7详细描述通过制冷剂转移螺栓的紧固。
图6是以放大方式示出图3的部段“A”的局部透视图。图7是沿着图6的切割线B-B'截取的截面的局部截面视图。
参考图4到图7，根据本实施例的电池组包括：模块框架200的底部210a；和制冷剂转移螺栓700，该制冷剂转移螺栓700用于紧固散热器300和电池组框架1100。
根据本实施例的电池组框架1100可以包括：电池组制冷剂管道1130和1140，该电池组制冷剂管道1130和1140用于供应和排放制冷剂；和制冷剂开口1150和1160，该制冷剂开口1150和1160被形成在电池组制冷剂管道1130和1140中。具体地，电池组制冷剂管道1130和1140可以包括用于供应制冷剂的电池组制冷剂供应管道1130以及用于排放制冷剂的电池组制冷剂排放管道1140。制冷剂开口1150和1160可以包括被连接到电池组制冷剂供应管道1130的制冷剂供应开口1150以及被连接到电池组制冷剂排放管道1140的制冷剂排放开口1160。
电池组框架1100可以包括：支撑框架1110，该支撑框架1110用于支撑电池模块100；和下框架1120，该下框架1120位于支撑框架1110的下方。电池组制冷剂供应管道1130和电池组制冷剂排放管道1140可以位于支撑框架1110和下框架1120之间。更详细地，电池组制冷剂供应管道1130和电池组制冷剂排放管道1140可以被构造成位于支撑框架1110正下方并且与支撑框架1110成一体。
根据本实施例的模块框架200可以包括模块框架延伸部211，该模块框架延伸部211通过延伸模块框架200的底部210a的一部分而形成。此外，根据本实施例的散热器300可以包括散热器延伸部311，该散热器延伸部311从散热器300的一侧延伸到模块框架延伸部211所位于的部分。模块框架延伸部211和散热器延伸部311可以具有彼此对应的形状，并且可以被延伸地形成为经过端板400。
第一安装孔211H可以被形成在模块框架延伸部211中，并且第二安装孔311H可以被形成在散热器延伸部311中。
根据本实施例的制冷剂转移螺栓700将模块框架延伸部211、散热器延伸部311和电池组框架1100紧固。具体地，制冷剂转移螺栓700依次地穿过第一安装孔211H、第二安装孔311H和电池组框架1100的制冷剂供应开口1150并且被紧固。
接着，将参考图8到图11等详细描述通过制冷剂转移螺栓的制冷剂转移结构。在电池组制冷剂管道1130和1140中，将主要描述电池组制冷剂供应管道1130，但是通过制冷剂转移螺栓700的制冷剂转移结构可以被类似地应用于电池组制冷剂排放管道1140。
图8和图9是以放大方式示出图7的部段“E”的局部透视图。图10a到图10c是在从各种角度观察时的根据本公开的实施例的制冷剂转移螺栓的视图。图11a和图11b是在从各种角度观察时的根据本公开的实施例的制冷剂转移螺栓和打开/关闭构件的视图。
具体地，图8示出制冷剂流动路径由打开/关闭构件900a打开的状态，并且图9示出制冷剂流动路径由打开/关闭构件900a阻断的状态。同时，为了解释方便，图10a到图10c示出在打开/关闭构件900a被移除的状态中的制冷剂转移螺栓700，其中，图10a是制冷剂转移螺栓700的透视图，图10b是在从下方观察时的图10a的制冷剂转移螺栓700的平面视图，图10c是在翻转图10a的制冷剂转移螺栓700之后从侧面观察的侧视图。同时，图11a和图11b示出打开/关闭构件900a被置放在制冷剂转移螺栓700上的状态。
参考图8到图11，用于将电池组制冷剂管道1130和1140与散热器300连接的连接管道713被形成在根据本实施例的制冷剂转移螺栓700中，并且制冷剂转移螺栓700包括打开/关闭构件900a，该打开/关闭构件900a响应于制冷剂的温度而打开或阻断连接管道713。图8示出将电池组制冷剂供应管道1130和散热器300连接的制冷剂转移螺栓700的连接管道713。
具体地，制冷剂转移螺栓700可以包括：本体部710，连接管道713被形成在该本体部710中；和头部720，该头部720位于本体部710的上端处。虽然未具体地示出本体部710的具有与第一安装孔211H和第二安装孔311H的内径对应的直径的柱状结构，但是可以在外周表面上形成螺纹。螺纹还可以被形成在制冷剂供应开口1150的内表面上，使得本体710能够被紧固到电池组框架1100。头部720被构造成具有比本体部710大的直径，并且可以使模块框架延伸部211和散热器延伸部311彼此紧密接触。
制冷剂转移螺栓700可以包括第一开口711和第二开口712，该第一开口711和该第二开口712被连接到连接管道713并且被形成在本体部710中。第一开口711可以被置放在电池组制冷剂供应管道1130的内部，并且第二开口712可以被置放在模块框架200的底部210a和散热器300之间。第一开口711的开口方向可以平行于连接管道713的贯穿方向，并且第二开口712的开口方向可以垂直于连接管道713的贯穿方向。第一开口711可以在被连接到连接管道713的同时位于本体部710的一端处，并且多个第二开口712可以沿着本体部710的外周表面形成并且可以被连接到连接管道713。
已经移动通过电池组制冷剂供应管道1130的制冷剂依次地经过第一开口711、连接管道713和第二开口712，并且流入底部210a和散热器300之间。如上所述，流入的制冷剂可以沿着散热器300的凹进部340移动，以冷却电池模块100。
根据本实施例的制冷剂转移螺栓700不仅用于将模块框架200和散热器300安装并固定到电池组框架1100，而且还可以用作用于将制冷剂供应到电池模块100的下端的路径。另外，因为底部210a、散热器300和电池组制冷剂供应管道1130通过制冷剂转移螺栓700的紧固力而彼此强烈地紧密接触，所以改进了密封性质，并且能够降低制冷剂在其间泄漏的可能性。即，因为能够同时执行安装固定、压力密封和制冷剂转移，所以能够减少零件的数目并且简化结构。另外，因为制冷剂供应开口1150和第二安装孔311H通过制冷剂转移螺栓700而必然地对准，所以能够最小化对供应制冷剂所要求的通孔之间的对准的影响，由此降低制冷剂泄漏的可能性。
同时，根据本实施例的打开/关闭构件900a响应于制冷剂的温度而打开或阻断连接管道713。具体地，打开/关闭构件900a可以包括形状记忆合金，并且响应于制冷剂的温度，并且可以调节第二开口712的打开和关闭。另外，通过调节打开和关闭的程度，可以调节流动通过散热器300的制冷剂的流量。此时，所述形状记忆合金是在转变温度或更低温度下变形并且具有当超过转变温度时恢复变形之前的形状的性质的合金。
具体地，打开/关闭构件900a可以包括：阻断部910a，该阻断部910a用于打开或阻断连接管道713；和弹簧部920a，该弹簧部920a被连接到阻断部910a并且包括形状记忆合金。阻断部910a可以具有包围形成有第二开口712的本体部710的外周表面的形状，并且弹簧形的弹簧部920a可以被连接在阻断部910a的下方。
弹簧部920a可以包括形状记忆合金，并且能够响应于制冷剂的温度而在形状上变形。特别地，弹簧的形状可以根据制冷剂的温度而在竖直方向上膨胀或减小。响应于弹簧部920a的形状变形，阻断部910a可以上下移动以打开或阻断连接管道713、特别是第二开口712。作为示例，图8示出弹簧部920a在竖直方向上减小并且阻断部910a向下移动以打开第二开口712的状态。同时，图9示出弹簧部920a在竖直方向上延伸并且阻断部910a向上移动以阻断第二开口712的状态。
同时，如上所述，根据本实施例的电池组框架1100可以包括电池组制冷剂管道1130和1140以及形成在电池组制冷剂管道1130和1140中的制冷剂开口1150和1160。此时，制冷剂开口1150和1160可以包括阶形部1150S，该阶形部1150S用于支撑弹簧部920a的一端。参考图8和图9，制冷剂转移螺栓700穿过的制冷剂供应开口1150可以包括具有阶形结构的阶形部1150S。弹簧部920a可以被置放在阶形部1150S的上表面上。当弹簧部920a根据制冷剂的温度而在竖直方向上膨胀或减小时，该弹簧部920a由阶形部1150S支撑，并且因此，阻断部910a能够上下移动。
通过将使用响应于预定温度的形状记忆合金的打开/关闭构件900a应用于制冷剂转移螺栓700，根据本实施例的电池组能够根据制冷剂的温度而主动地调节制冷剂的供应和阻断，并且还能够根据打开和关闭的程度来调节制冷剂的流量。能够在不要求单独的复杂调节装置的情况下容易地形成根据电池模块的温度而调节流量的制冷剂循环系统。
同时，根据本实施例的电池组可以进一步包括垫圈600，该垫圈600包围制冷剂转移螺栓700的本体部710。垫圈600可以位于如下位置中的至少一个中：在头部720和模块框架延伸部211之间；以及在散热器300和电池组框架1100之间。可以通过垫圈600防止制冷剂的泄漏。
同时，虽然未在图中具体地示出，但是第一安装孔211H、第二安装孔311H和电池组框架1100的制冷剂排放开口1160还能够由根据本实施例的制冷剂转移螺栓700来紧固。换言之，根据本实施例，电池组制冷剂管道1130和1140能够经由制冷剂转移螺栓700被连接到散热器300，并且第一安装孔211H、第二安装孔311H和制冷剂转移螺栓700可以被构造成多个。从电池组制冷剂供应管道1130经由第二安装孔311H和制冷剂转移螺栓700中的任一个流入的制冷剂沿着凹进部340移动，并且然后能够经由另一个第二安装孔311H和制冷剂转移螺栓700被排放到电池组制冷剂排放管道1140。
同时，再次参考图11a和图11b，根据本实施例的弹簧部920a可以是线圈形弹簧。具体地，在这种线圈形弹簧包围制冷剂转移螺栓700的本体部710的外周表面的同时，这种线圈形弹簧能够响应于制冷剂的温度而在竖直方向上通过压缩等而变形。
同时，图12a和图12b是在从各种角度观察时的根据本公开的修改实施例的制冷剂转移螺栓和打开/关闭构件的视图。
参考图12a和图12b，根据本实施例的打开/关闭构件900b可以包括阻断部910b和弹簧部920b。此时，阻断部910b可以类似于上述构造或者与上述构造相同，但是弹簧部920b可以是板形弹簧。具体地，多个板形弹簧可以被置放成沿着阻断部910b以规则间隔彼此间隔开，并且可以响应于制冷剂的温度而在竖直方向上通过压缩等而变形。
如上所述的根据本实施例的弹簧部920a和920b可以是一种示例性结构，并且其形状不受特别限制，只要阻断部910a和910b能够在竖直方向上移动即可。
接着，将参考图13和图14详细描述经由固定托架的固定方法。
图13是沿着图6的切割线C-C'截取的局部截面视图，并且图14是沿着图6的切割线D-D'截取的截面的局部截面视图。
参考图4、图5、图13和图14，突出部410被分别地形成在根据本实施例的电池模块100的前表面和后表面上。端板400可以位于电池模块100的前表面和后表面上，其中，突出部410可以被形成在端板400上。具体地，突出部410可以具有在垂直于电池单体110的堆叠方向的方向(平行于y轴线的方向)上突出的结构。即，形成在电池模块100的前表面上的突出部410可以在y轴线方向上突出，并且形成在电池模块100的后表面上的突出部410可以在-y轴线方向上突出。
此外，突出部410可以被分别地形成在电池模块100的前表面的下边缘和电池模块100的后表面的下边缘处。另外，可以针对电池模块100的前表面和后表面中的每一个形成彼此间隔开的两个突出部410。
固定托架500可以在包围突出部410的同时被联接到电池组框架1100。具体地，在突出部410被形成为从端板400突出时，突出部410具有上表面和三个侧表面。固定托架500可以包括包裹突出部410的上表面和一个侧表面的固定部510。进而，固定部510可以进一步包裹突出部410的其它两个侧表面。
同时，托架孔500H被形成在固定托架500中，并且电池组框架孔1111H被形成在电池组框架1100中。根据本实施例的电池组可以包括：托架螺栓B1，该托架螺栓B1穿过电池组框架孔1111H和托架孔500H；和托架螺母N1，该托架螺母N1与托架螺栓B1联接。
具体地，托架孔500H和电池组框架孔1111H被定位成彼此对应，并且托架螺栓B1可以穿过电池组框架孔1111H和托架孔500H并且能够向上竖立。在这之后，托架螺栓B1可以被联接到托架螺母N1，以将固定托架500固定到电池组框架1100。为了有效的固定，优选的是，电池组框架孔1111H、托架孔500H、托架螺栓B1和托架螺母N1均被构造成多个。在图4中，示出了由数量分别为四个的上述部件构造的外观。
因为在两个固定托架500包裹电池模块100的突出部410的同时，两个固定托架500通过托架螺栓B1和托架螺母N1被联接到电池组框架1100，所述两个固定托架500在电池模块100介于其间的情况下被置放成面对彼此，所以电池模块100能够被容纳并固定到电池组框架1100。
同时，如在图13中所示，根据本实施例的电池组可以进一步包括绝缘构件800，该绝缘构件800位于突出部410和电池组框架1100之间。绝缘构件800可以是表现出电绝缘性的垫片形构件。由于在端板400和电池组框架1100之间的异种材料的接触，所以可能发生电化学腐蚀，但是绝缘构件800能够被置放在端板400和电池组框架1100之间，由此防止电化学腐蚀的发生。
同时，回过来参考图6，根据本实施例的固定托架500可以包括盖部520，该盖部520用于覆盖模块框架延伸部211。此外，托架螺栓B1和托架螺母N1的紧固结构可以分别地位于盖部520的左侧和右侧。通过在用托架螺栓B1和托架螺母N1固定的固定托架500上形成盖部520，能够挤压模块框架延伸部211。因此，模块框架延伸部211和散热器延伸部311彼此紧密地附接，使得能够降低制冷剂在其间泄漏的可能性。另外，制冷剂转移螺栓700的头部720可以在由端板400、模块框架延伸部211和盖部520包围的同时被密封。通过经由盖部520进行密封，能够阻止泄漏的制冷剂渗透到周围部分中。即，盖部520自身可以执行防止制冷剂泄漏的功能。
已经在本公开的实施例中使用了代表方向的术语，诸如前侧、后侧、左侧、右侧、上侧和下侧，但是所使用的术语只是为了描述方便而提供，并且可以根据物体的位置、观察者的位置等变得不同。
上文描述的根据本公开的实施例的一个或多个电池模块能够与各种控制和保护系统(诸如电池管理系统(BMS)和冷却系统)安装在一起，以形成电池组。
所述电池模块或电池组能够应用于各种装置。例如，所述电池模块或电池组能够应用于车辆装置，诸如电动自行车、电动车辆和混合动力电动车辆，并且可以应用于能够使用二次电池的各种装置，但不限于此。
已经参考本公开的示例性实施例详细描述了本公开，但是本公开的范围不限于此，并且本领域技术人员通过使用所附权利要求中定义的本公开的基本概念做出的修改和改进也属于本公开的范围。
附图标记说明
100：电池模块
200：模块框架
211：模块框架延伸部
300：散热器
311：散热器延伸部
700：制冷剂转移螺栓
713：连接管道
900a，900b：打开/关闭构件
1100：电池组框架。

Claims (15)

1.一种电池组，包括：
多个电池模块，所述多个电池模块包括：电池单体堆，在所述电池单体堆中堆叠有多个电池单体；模块框架，所述模块框架用于容纳所述电池单体堆；和散热器，所述散热器位于所述模块框架的底部的下方；
电池组框架，所述电池组框架容纳所述多个电池模块；和
制冷剂转移螺栓，所述制冷剂转移螺栓紧固所述模块框架的所述底部、所述散热器和所述电池组框架，
其中，所述电池组框架包括电池组制冷剂管道，所述电池组制冷剂管道用于供应和排放制冷剂，
其中，连接管道被形成在所述制冷剂转移螺栓上，所述连接管道用于将所述电池组制冷剂管道和所述散热器连接，并且
其中，所述制冷剂转移螺栓包括打开/关闭构件，所述打开/关闭构件响应于所述制冷剂的温度而打开或阻断所述连接管道。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中：
所述打开/关闭构件包括形状记忆合金，并且响应于所述制冷剂的温度。
3.根据权利要求1所述的电池组，其中：
所述制冷剂转移螺栓包括第一开口和第二开口，所述第一开口和所述第二开口被连接到所述连接管道，
所述第一开口被置放在所述电池组制冷剂管道的内部，
所述第二开口被置放在所述模块框架的所述底部和所述散热器之间，并且
所述打开/关闭构件响应于所述制冷剂的温度而调节所述第二开口的打开/关闭。
4.根据权利要求1所述的电池组，其中：
所述打开/关闭构件包括：阻断部，所述阻断部用于打开或阻断所述连接管道；和弹簧部，所述弹簧部被连接到所述阻断部并且包括形状记忆合金。
5.根据权利要求4所述的电池组，其中：
所述弹簧部响应于所述制冷剂的温度而在形状上变形，并且
所述阻断部根据所述弹簧部的形状变形而上下移动，以打开或阻断所述连接管道。
6.根据权利要求4所述的电池组，其中：
所述弹簧部是线圈形弹簧或板形弹簧。
7.根据权利要求4所述的电池组，其中：
制冷剂开口被形成在所述电池组框架中，并且
所述制冷剂开口包括阶形部，所述阶形部用于支撑所述弹簧部的一端。
8.根据权利要求1所述的电池组，其中：
所述模块框架包括模块框架延伸部，所述模块框架延伸部通过延伸所述模块框架的所述底部的一部分而形成，
所述散热器包括散热器延伸部，所述散热器延伸部从所述散热器的一侧延伸到所述模块框架延伸部所位于的部分，并且
所述制冷剂转移螺栓紧固所述模块框架延伸部、所述散热器延伸部和所述电池组框架。
9.根据权利要求8所述的电池组，其中：
制冷剂开口被形成在所述电池组框架中，
第一安装孔被形成在所述模块框架延伸部中，
第二安装孔被形成在所述散热器延伸部中，并且
所述制冷剂转移螺栓穿过所述第一安装孔、所述第二安装孔和所述制冷剂开口。
10.根据权利要求1所述的电池组，其中：
所述制冷剂转移螺栓包括第一开口和第二开口，所述第一开口和所述第二开口被连接到所述连接管道，
所述第一开口被置放在所述电池组制冷剂管道的内部，
所述第二开口被置放在所述模块框架的所述底部和所述散热器之间，
所述第一开口的开口方向平行于所述连接管道的贯穿方向，并且
所述第二开口的开口方向垂直于所述连接管道的贯穿方向。
11.根据权利要求1所述的电池组，其中：
所述制冷剂转移螺栓包括：本体部，所述连接管道被形成在所述本体部中；和头部，所述头部位于所述本体部的上端处。
12.根据权利要求11所述的电池组，其中：
所述电池组进一步包括垫圈，所述垫圈包围所述本体部，并且
所述垫圈位于如下位置中的至少一个中：在所述头部和通过延伸所述模块框架的所述底部的一部分而形成的模块框架延伸部之间；以及在所述散热器和所述电池组框架之间。
13.根据权利要求1所述的电池组，其中：
突出部被分别地形成在所述电池模块的前表面和后表面上，并且
所述电池组进一步包括固定托架，所述固定托架分别地位于所述电池模块的所述前表面和所述后表面上，并且所述固定托架在包裹所述突出部的同时被联接到所述电池组框架。
14.根据权利要求1所述的电池组，其中：
所述电池组框架包括：支撑框架，所述支撑框架用于支撑所述电池模块；和下框架，所述下框架位于所述支撑框架的下方，并且
所述电池组制冷剂管道位于所述支撑框架和所述下框架之间。
15.一种包括根据权利要求1所述的电池组的装置。
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