CN115699401A - 电池模块及其制造方法 - Google Patents

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CN115699401A CN202180043031.3A CN202180043031A CN115699401A CN 115699401 A CN115699401 A CN 115699401A CN 202180043031 A CN202180043031 A CN 202180043031A CN 115699401 A CN115699401 A CN 115699401A
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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，在所述电池单体堆中堆叠有多个电池单体；汇流条框架，所述汇流条框架安装在电池单体堆的前表面和后表面上；以及柔性印刷电路板单元，用于测量电池单体堆的温度的温度传感器附接到柔性印刷电路板单元，其中，柔性印刷电路板单元附接有加强片。

Description

电池模块及其制造方法
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年10月14日向韩国知识产权局提交的第10-2020-0132499号韩国专利申请的权益，其公开内容通过引用而整体并入本文。
本公开涉及一种电池模块及其制造方法，更具体地，涉及一种包括具有改进的装配性能的温度传感器的电池模块及其制造方法。
背景技术
二次电池作为诸如移动装置和电动汽车的各种产品中的能源而备受关注。二次电池是一种能够替代使用化石燃料的现有产品的用途的强有力的能源，并且由于其不会因能源使用而产生副产物，因此作为环境友好型能源而受到关注。
近来，随着对包括将二次电池用作能量存储源的大容量二次电池结构的需求持续增加，对多模块结构的电池组的需求不断增长，该多模块结构是多个二次电池串联/并联连接的电池模块的组件。
同时，当多个电池单体串联/并联连接以构成电池组时，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加入到至少一个电池模块以构成电池组的方法是普遍的。
这种电池模块包括：堆叠有多个电池单体的电池单体堆；用于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。
此时，可能需要用于测量从电池单体堆的多个电池单体产生的热量的温度传感器，并且温度传感器需要在最小化与周围部件的干扰的同时装配在与电池单体堆相邻的部分中。此外，温度传感器装配结构本身需要对电池模块结构优化并且有助于确保电池模块的性能。
发明内容
技术问题
本公开的目的是提供一种电池模块及其制造方法，该电池模块包括更简单且更优化的温度传感器的耦接结构。
本公开的目的不限于上述目的，本领域技术人员应当通过以下详细描述清楚地理解本文未描述的其他目的。
技术方案
为了实现上述目的，根据本公开的一个实施例，提供一种电池模块，包括：电池单体堆，在电池单体堆中堆叠有多个电池单体；汇流条框架，汇流条框架安装在电池单体堆的前表面和后表面上；以及柔性印刷电路板单元，用于测量电池单体堆的温度的温度传感器附接到柔性印刷电路板单元，其中柔性印刷电路板单元附接有加强片。
柔性印刷电路板单元可以被固定在汇流条框架上。
柔性印刷电路板单元可以朝向汇流条框架的上端突出。
加强片可以是聚碳酸酯片。
加强片可以附接到柔性印刷电路板单元的与附接有温度传感器的一个表面的相对侧。
可以在汇流条框架的上端形成框架部，并且柔性印刷电路板单元可以被框架部固定。
可以在框架的下部形成孔部，并且柔性印刷电路板单元可以经由孔部穿过汇流条框架。
可以在框架部的上部形成有用于固定柔性印刷电路板单元的固定部。
固定部的一侧可以开放。
可以在固定部的开放的一侧形成有朝向开放的部分突出的钳口部(jaw part)。
电池模块进一步包括：模块框架，模块框架容纳电池单体堆并且其上部开放；以及上板，上板覆盖电池单体堆的上表面，其中，温度传感器设置在上板与电池单体堆的上表面部之间，并且上板耦接到模块框架并且固定温度传感器的位置。
根据本公开的另一实施例，提供一种电池模块的制造方法，包括以下步骤：将安装有温度传感器的柔性印刷电路板单元固定在汇流条框架的框架上；将汇流条框架安装在电池单体堆的前表面和后表面上；以及将柔性印刷电路板单元与框架部分离，并且将柔性印刷电路板单元安装在电池单体堆的上表面部上。
根据本公开的又一实施例，提供一种包括上述的电池模块的电池组。
有益效果
根据本公开的一个实施例的电池模块及其制造方法可以通过使用加强片的温度传感器耦接结构容易地将温度传感器设置在电池单体堆上。此外，由于柔性印刷电路板(FPC)可以被固定在固定结构上，因此能够提高FPC的装配性能。
本公开的效果不限于上述的效果，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上文未描述的其他附加效果。
附图说明
图1是根据本公开的实施例的电池模块的分解透视图；
图2是图1的A部分，图2是示出根据本公开的实施例的温度传感器和柔性印刷电路板被固定在汇流条框架的固定部上的状态的图；
图3是图1的A部分，图3是示出在图2的状态下汇流条框架与电池单体堆耦接的状态的图；
图4是示出在图3的状态下温度传感器设置在电池单体堆的上表面上的状态的图；
图5是示出从框架部的正面观察图4的状态的图；
图6是示出在图4的状态下设置上框架的状态的图；
图7是示出作为比较例通过旋转设置在电池单体堆的上表面部上的温度传感器的状态的图。
具体实施方式
应当理解，将在下文描述的示例性实施例被说明性地描述以帮助理解本公开，并且可以对本公开进行各种修改以不同于本文描述的示例性实施例来执行。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混淆本公开的主题时，将省略对公知功能或构成元件的特定描述和说明。此外，为了帮助理解本公开，附图未根据实际比例图示，但构成元件的一部分的尺寸可能被放大。
如本文所使用的，诸如第一、第二等的术语可以用于描述各种部件，并且部件不受这些术语的限制。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具体的示例性实施例，并不旨在限制本公开的范围。单数表述包括复数表述，除非它们在上下文中具有明确相反的含义。应当理解，本文使用的术语“包括”、“包含”和“具有”旨在指定存在所述特征、数字、步骤、构成元件或其组合，但应该理解的是，它们不排除存在或增加一个或多个其他特征、数字、步骤、构成元件或其组合的可能性。
现在，将参照图1至图6描述根据本公开的实施例的电池模块。
图1是根据本公开的实施例的电池模块的分解透视图。图2是图1的A部分，图2是示出根据本公开的实施例的温度传感器和柔性印刷电路板被固定在汇流条框架的固定部上的状态的图。图3是图1的A部分，图3是示出在图2的状态下汇流条框架与电池单体堆耦接的状态的图。图4是示出在图3的状态下温度传感器设置在电池单体堆的上表面上的状态的图。。图5是示出从框架部的正面观察图4的状态的图。图6是示出在图4的状态下设置上框架的状态的图。
参照图1至图6，根据本公开的实施例的电池模块包括：电池单体堆100，在该电池单体堆100中堆叠有多个电池单体；汇流条框架200，该汇流条框架200安装在电池单体堆100的前表面和后表面上；以及温度传感器400，通过汇流条框架200的固定结构来调节该温度传感器的设置位置。温度传感器400可以测量电池单体堆100的温度。如图所示，可以通过框架部210实现汇流条框架200的固定结构，并且框架部210可以包括孔部211和固定部212。根据本实施例，温度传感器400可以形成在柔性印刷电路板单元500上，加强片600附接到柔性印刷电路板单元500。可以在柔性印刷电路板单元500的形成有温度传感器400的一个表面的相对侧形成焊盘部(pad part)550。根据本实施例的加强片600可以是PC(聚碳酸酯)片。
电池单体是二次电池并且可以被配置成袋型二次电池。电池单体可以配置成多个，并且多个电池单体可以堆叠成彼此电连接，从而形成电池单体堆100。多个电池单体可以分别包括电极组件、电池壳体以及从电极组件突出的电极引线。
模块框架300容纳电池单体堆100。可以通过模块框架300以物理方式保护容纳在模块框架300内的电池单体堆100。模块框架300包括底部和两个侧表面部，并且可以覆盖电池单体堆100的底表面和两个侧表面。
汇流条框架200形成为覆盖电池单体堆100的前表面和后表面，设置在电池单体堆100的前表面和后表面上，并且可以与形成为从多个电池单体延伸的电极引线连接。更具体地，穿过汇流条框架200延伸的电极引线耦接到安装在汇流条框架200的外表面上的多个汇流条，因此电池单体和汇流条可以彼此电连接。
端板320基于电池单体堆100分别形成在汇流条框架200的外侧，因此其可以形成为覆盖电池单体堆100和汇流条框架200。端板320可以保护汇流条框架200、电池单体堆100以及与其连接的各种电子设备免受外部冲击，同时引导电池单体堆100与外部电源的电连接。在端板320与汇流条框架200之间可以插入绝缘构件(未示出)。绝缘构件可以切断汇流条框架200与外部之间的电连接，以确保电池模块的绝缘性能。
温度传感器400可以测量电池单体堆100的温度。根据本实施例，汇流条框架200和温度传感器400可以通过加强片600连接。此时，温度传感器400附接到柔性印刷电路板单元500的一个表面，并且加强片600可以通过粘合构件附接到柔性印刷电路板单元500的该一个表面的相对侧。粘合构件可以是双面胶带。
图7是示出作为比较例通过旋转设置在电池单体堆的上表面部上的温度传感器的状态的图。
参照图7，根据本公开的比较例的电池模块被配置成使得旋转轴21形成在覆盖电池单体堆10的侧表面的汇流条框架20的上端处，并且包括FPC和温度传感器的温度传感器单元30可以耦接到旋转轴21。根据比较例，与旋转轴21连接的温度传感器单元30可以通过旋转轴21的旋转而设置在电池单体堆10的上表面部上，从而测量电池单体堆10的温度。
但是，在如比较例中的旋转轴耦接结构的情况下，由于必须在汇流条框架20的上端处制作单独的旋转轴结构，因此汇流条框架20的结构变得相当复杂，并且与在通过旋转设置温度传感器单元的过程中，可能发生与周围部件的干扰。
因此，根据本实施例，由于通过加强片600补充了刚性的柔性印刷电路板单元500通过汇流条框架的框架部210维持其固定形状，因此可以消除如在比较例中在旋转耦接结构中可能发生的干扰现象。此外，由于通过汇流条框架200的新颖固定结构容易地固定和设置的结构，可以容易地移动并固定安装有温度传感器400的柔性印刷电路板单元500。
加强片600可以辅助柔性印刷电路板单元500的刚性以维持稍后描述的柔性印刷电路板单元500的固定状态。此外，即使当柔性印刷电路板单元500被设置在电池单体堆100的上表面上时，也可以通过加强片600的刚性来防止柔性印刷电路板单元500的变形。
参照图4和图5，根据本实施例的柔性印刷电路板单元500可以被固定在汇流条框架200上。根据本实施例的柔性印刷电路板单元500可以被固定在汇流条框架200的上端部上。柔性印刷电路板单元500可以通过汇流条框架200的固定结构被固定在汇流条框架200的上端上。根据本实施例的汇流条框架200的上端处可以包括形成为在汇流条框架200的上侧突出的框架部210。在框架部210的下部中形成孔部211，柔性印刷电路板单元500可以通过孔部211穿过汇流条框架200。柔性印刷电路板单元500可以通过孔部211朝向汇流条框架200的上表面部或上端部穿过。
此外，在框架部210的上部处形成用于固定柔性印刷电路板单元500的固定部212，固定部212的一侧开放，并且可以在固定部212的开放的一侧形成有形成为朝向开放的部分突出的钳口部212a。
因此，柔性印刷电路板单元500穿过形成在汇流条框架200中的框架部210的孔部211，同时，柔性印刷电路板单元500可以形成为固定在位于孔部211的上侧的中空的固定部212上。
因此，在装配电池单体堆100之前，柔性印刷电路板单元500维持被固定在固定部212上的状态，在装配电池单体堆100之后，柔性印刷电路板单元500通过固定部212的一侧开口脱离固定部212，并且与电池单体堆100的上表面接触。通过这样的安装过程，可以避免装配电池模块时可能发生的干扰。
形成图5所示的钳口部212a是为了防止被设置成固定在固定部212上的柔性印刷电路板单元500容易地脱离至固定部212的外部。
图6示出了上板310设置在电池单体堆100的设置有温度传感器400的上表面上的状态。如图6所示，温度传感器400设置在上板310与电池单体堆100的上表面部之间，上板310耦接到模块框架300，并且设置在电池单体堆100与上板310之间的温度传感器400可以设置并固定在设定的安装位置处。
在下文中，将参照图1至图4描述根据本公开的实施例的电池模块的制造方法。
参考图1至图4，根据本公开的实施例的电池模块的制造方法按顺序执行如下步骤：将柔性印刷电路板单元500安装在汇流条框架200的框架部210上的步骤，该柔性印刷电路板单元500朝向图2所示的汇流条框架200的上端或上端部突出并且安装有温度传感器400；将汇流条框架200安装在图3所示的电池单体堆100的前表面和后表面上的步骤；以及将图4所示的柔性印刷电路板单元500与框架部210分离并将其设置在电池单体堆100的上表面部上的步骤。
根据本实施例，在将柔性印刷电路板单元500与框架部210分离并将其设置在电池单体堆100的上表面上的步骤之后，该方法还可以包括将上板310耦接至电池单体堆100的上表面部的步骤。由此，设置在上板310与电池单体堆100的上表面部之间的温度传感器400可以安装并固定在设定位置处。
上述的电池模块可以被包括在电池组中，并且这些电池模块可以被包括在电池组中。电池组可以具有下面的结构：集合根据本公开实施例的一个或多个电池模块，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。
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，但本公开不限于此，并且本公开可应用于可以使用电池模块的各种装置，这也属于本公开的范围。
尽管在上面已经示出并描述了本公开的优选实施例，但是本公开的范围不限于此，并且本领域技术人员可以在不背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进行各种其他修改。进一步地，不应该脱离本公开的技术精神或观点单独理解这些变型实施例。
【附图标记的说明】
100：电池单体堆 200：汇流条框架
210：框架部 211：孔部
212：固定部 212a：钳口部
300：模块框架 310：上板
320：端板 400：温度传感器
500：柔性印刷电路板单元 600：加强片

Claims (13)

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，所述汇流条框架安装在所述电池单体堆的前表面和后表面上；以及
柔性印刷电路板单元，用于测量所述电池单体堆的温度的温度传感器附接到所述柔性印刷电路板单元，
其中，所述柔性印刷电路板单元附接有加强片。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述柔性印刷电路板单元被固定在所述汇流条框架上。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述柔性印刷电路板单元朝向所述汇流条框架的上端突出。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述加强片是聚碳酸酯片。
5.根据权利要求1所述的电池模块，
其中，所述加强片附接到所述柔性印刷电路板单元的与附接有所述温度传感器的一个表面的相对侧。
6.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
在所述汇流条框架的上端形成有框架部，并且
所述柔性印刷电路板单元被所述框架部固定。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其中，
在所述框架的下部形成有孔部，并且
所述柔性印刷电路板单元经由所述孔部穿过所述汇流条框架。
8.根据权利要求6所述的电池模块，其中，
在所述框架部的上部形成有用于固定所述柔性印刷电路板单元的固定部。
9.根据权利要求8所述的电池模块，其中，
所述固定部的一侧开放。
10.根据权利要求9所述的电池模块，其中，在所述固定部的开放的所述一侧形成有朝向开放的部分突出的钳口部。
11.根据权利要求1所述的电池模块，进一步包括：
模块框架，所述模块框架容纳所述电池单体堆并且所述模块框架的上部开放；以及
上板，所述上板覆盖所述电池单体堆的上表面，
其中，所述温度传感器设置在所述上板与所述电池单体堆的所述上表面部之间，并且
所述上板耦接到所述模块框架并且固定所述温度传感器的位置。
12.一种电池模块的制造方法，包括以下步骤：
将安装有温度传感器的柔性印刷电路板单元固定在汇流条框架的框架上；
将所述汇流条框架安装在电池单体堆的前表面和后表面上；以及
将所述柔性印刷电路板单元与所述框架部分离，并且将所述柔性印刷电路板单元安装在所述电池单体堆的上表面部上。
13.一种电池组，包括根据权利要求1所述的电池模块。
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