CN115699409A - 电池组和车辆 - Google Patents

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battery module
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Abstract

本发明提供了一种用于提高安装地点处的空间效率的电池组及包括该电池组的车辆。用于实现该目的的根据本发明的电池组包括：至少一个电池模块；以及冷却单元，该冷却单元具有形成为允许制冷剂在其中流动的制冷剂通道，具有板形状以允许至少一个电池模块安装在其上，并且包括沿向上方向突出的突出部分和/或沿向下方向凹陷的凹陷部分，该突出部分具有其中没有安装电池模块的一部分，该凹陷部分具有其中没有安装电池模块的另一部分。

Description

电池组和车辆
技术领域
本公开涉及一种电池组和包括该电池组的车辆，并且更具体地说，涉及一种提高了安装场所的空间效率的电池组和包括该电池组的车辆。
本申请要求于2020年10月23日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2020-0138666的优先权，其公开内容通过引用方式并入本文。
背景技术
近来，随着对诸如膝上型电脑、摄像机、移动电话等的便携式电子产品的需求快速增长，以及对电动车辆、储能电池、机器人、卫星等的研发如火如荼，正在积极研究可反复充放电的高性能二次电池。
目前市售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。在这些二次电池当中，由于锂二次电池与镍基二次电池相比几乎没有记忆效应，因此锂二次电池因其自由充电和放电、极低的自放电率以及很高的能量密度等优点而备受关注。
这种锂二次电池主要使用锂基氧化物和碳材料分别作为正极活性材料和负极活性材料。锂二次电池还包括：电极组件，在电极组件中上面分别涂覆有正极活性材料和负极活性材料的正极板和负极板在隔膜置于它们之间的情况下布置；以及护套材料(也就是说，电池壳体)，其将组件与电解液溶液一起密封和容纳。多个锂二次电池可以包括在电池组中。
最近，应用于电动车辆等的大容量电池组的需求日益增加。虽然这种电池组需要安装在车辆的狭窄内部空间中，但是除了电池组之外，在车辆上还安装各种内部部件，诸如电动机、动力传输装置等，并且因此，确保能够容纳电池组的足够存储空间并不容易。
此外，当安装电池组的安装场所存在圆形部件时，或者当安装底板具有凸状时，由于在相关技术的电池组和存储空间之间产生大量死空间(空的空间)，因此存在车辆的空间效率劣化的问题。
发明内容
技术问题
本公开旨在解决相关技术的问题，因此本公开旨在提供提高了安装场所的空间效率的电池组和包括该电池组的车辆。
本公开的这些和其他目的和优点可以从以下详细描述中理解，并且将从本公开的示例性实施方式变得更加明显。此外，将容易理解，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求及其组合中示出的方式来实现。
技术方案
在本公开的一个方面，提供了一种电池组，
该电池组包括：至少一个电池模块；以及
冷却单元，所述冷却单元具有被配置为允许制冷剂在其内流动的制冷剂通道，具有板形状使得所述至少一个电池模块安装在所述冷却单元上，并且所述冷却单元包括凸部和凹部中的至少一个，在所述凸部中上面没有安装所述电池模块的一部分沿向上方向凸出，在所述凹部中上面没有安装所述电池模块的另一部分沿向下方向凹入。
此外，所述电池组还可以包括电气模块，所述电气模块被配置为控制所述电池模块的充电和放电，
其中，所述电气模块定位为面对所述冷却单元的所述凸部和所述凹部中的至少一个，并且包括至少一个曲面。
所述电池组还可以包括热传递构件，所述热传递构件具有被配置为连接到所述电气模块的一侧和与所述电池模块接触的另一侧，并且该热传递构件具有面对所述冷却单元的所述凸部和所述凹部中的至少一个的至少一个曲面。
此外，所述热传递构件，
可以具有内部空间，所述内部空间被配置为容纳电连接所述电气模块和所述电池模块的线缆。
此外，所述电池模块可以包括联接部分，所述联接部分从一个侧面向向外方向延伸并且在所述联接部分中形成有第一螺栓孔，
并且其中所述热传递构件，
可以包括支撑部分，在所述支撑部分中形成有第二螺栓孔，以联接到所述电池模块的所述联接部分。
而且，所述电池组，
还可以包括，
前板，所述前板联接到所述冷却单元的前端；
后板，所述后板联接到所述冷却单元的后端；
左板，所述左板联接到所述冷却单元的左端；以及
右板，所述右板联接到所述冷却单元的右端。
此外，所述电池组还可以包括柱构件，所述柱构件具有从所述电气模块的左侧向右侧延伸的两端以分别支撑所述左板和所述右板，并且具有面对所述冷却单元的所述凸部和所述凹部中的至少一个的至少一个曲面。
此外，柱构件可以包括，
容纳部分，所述容纳部分位于所述冷却单元的所述凸部上并且沿向上方向凹陷使得所述凸部被插入；以及
突出部分，所述突出部分位于所述冷却单元的所述凹部上并且沿向下方向突出以被插入到所述凹部的凹陷空间中。
此外，在本公开的另一方面中，提供了一种包括至少一个电池组的车辆。
另外，该车辆还可以包括车身，所述车身被配置为在其上安装所述电池组，
并且所述车身的一部分被配置为插入到由所述冷却单元的所述凸部形成的凹陷空间中。
技术效果
根据本公开的一个方面，本公开包括具有至少一个凸部和凹部的冷却单元，因此，即使当安装电池组的安装场所存在圆形部件时，或者当安装底板具有凸状时，也可以将圆形部件或凸状安装底板的至少一部分容纳于冷却单元的凸部的凹陷空间中，从而有效地提高安装场所的空间利用率。具体而言，当电池组的容纳空间狭窄(诸如，在车辆中)时，可以最小化电池组可能产生的死空间(空的空间)的发生。
附图说明
附图例示了本公开的优选实施方式，并与前述公开一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，因此，本公开不应被理解为限于附图。
图1是示意性地例示了根据本公开的实施方式的电池组的立体图。
图2是示意性地例示了根据本公开的实施方式的电池组的分解立体图。
图3是示意性例示了根据本公开的实施方式的电池组的冷却单元的立体图。
图4是示意性地例示了根据本公开的实施方式的电池组的冷却单元的底部立体图。
图5是示意性地例示了根据本公开的实施方式的电池组的一些部件的垂直截面图。
图6是示意性地例示了图5的电池组的一部分的局部放大图。
图7是示意性地例示了根据本公开的另一实施方式的电池组的一些部件的立体图。
图8是示意性例示了根据本公开的另一实施方式的电池组的柱构件的立体图。
图9是示意性地例示了根据本公开的实施方式的车辆的立体图。
图10是示意性地例示了根据本公开的实施方式的车辆的内部部件的局部正视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施方式。在描述之前，应该理解，说明书和所附权利要求中使用的术语不应被解释为限于普通和字典含义，而是在允许发明人为了获得最佳解释而适当定义术语的原则的基础上，基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。
因此，本文所提出的描述仅是仅出于例示目的的优选示例，并非旨在限制本公开的范围，因此应该理解，在不脱离本公开范围的情况下，可以对其进行其他等同替换和修改。
图1是示意性地例示了根据本公开的实施方式的电池组的立体图。图2是示意性地例示了根据本公开的实施方式的电池组的分解立体图。图3是示意性例示了根据本公开的实施方式的电池组的冷却单元的立体图。图4是示意性地例示了根据本公开的实施方式的电池组的冷却单元的底部立体图。
参照图1至图4，根据本公开的实施方式的电池组100包括至少一个电池模块110和冷却单元120。
具体地说，电池模块110可以包括多个电池单元(未示出)和其内容纳多个电池单元的模块壳体111。电池单元可以是锂二次电池。电池单元可以是袋型电池单元，其包括电极组件(未示出)、电解液(未示出)以及其内容纳电极组件和电解液的袋。然而，根据本公开的电池模块100不限于上述袋型电池单元。例如，电池单元可以是圆柱形电池单元。也就是说，可以采用在提交本公开时公开的各种类型的二次电池作为电池单元。
电池模块110可以包括被配置为将多个电池单元电互连的至少一个汇流条(未示出)或电源线(未示出)。具体地，汇流条可以包括导电金属，例如铜、铝、镍等。
另外，模块壳体111可以包括电绝缘材料。例如，模块壳体111可以由聚氯乙烯材料制成。模块壳体111可以包括能够在其内容纳多个电池单元的空间。模块壳体111整体上可以具有长方体的箱状。
此外，本公开的电池组100可以包括电连接在多个电池模块110和电气模块160之间的感测线缆162(图6)。感测线缆可以被配置为传输电信号，以测量电池模块110的电流或温度。作为电池模块110的详细配置，可以应用通常已知的配置，因此，在此不再提供其详细描述。此外，电池组100还可以包括电连接多个电池模块的电源线(未示出)。
另外，冷却单元120可以通过挤压成型一体地制造。在本公开中，冷却单元120通过挤压成型一体地制造，因此，与通过结合两个构件制造的相关技术的冷却单元120相比，可以增加气密性，从而防止制冷剂泄漏到外部，并且自由地变换冷却单元120的形状而不限于平板形状。冷却单元120可以包括注入制冷剂的注入口122和排放制冷剂的排放口123。注入口122和排放口123可以被配置为与形成于冷却单元120内部的制冷剂通道121连通地连接。
被配置为允许制冷剂在其中流动的制冷剂通道121可以形成于冷却单元120中。制冷剂通道121可以具有沿前后方向延伸的形状。冷却单元120可以包括分隔制冷剂通道121的分隔壁W。冷却单元120可以被配置为允许在其上安装至少一个电池模块110。
此外，冷却单元120可以具有上表面和下表面比侧表面宽的板形状。冷却单元120可以具有平坦表面，在该平坦表面上安装有电池模块110的部分沿水平方向延伸。
另外，冷却单元120可以包括凸部124和凹部125中的至少一个。凸部124可以是冷却单元120的未安装电池模块110的部分。凸部124可以具有沿向上方向的凸状。凹部125可以是冷却单元120中的未安装电池模块110的另一部分。凹部125可以具有沿向下方向的凹状。例如，如图3所示，也可以提供在冷却单元120的沿左右方向(X轴方向)的中心的两个凸部124以及在两个凸部124之间凹部125。
参照图4，由于冷却单元120的沿向上方向突出的凸部124的形状，可以在凸部124的下部分中形成凹陷空间124b。相反，由于凹部125沿向下方向的凹状，凹部125的下部分可以沿向下方向突出。
因此，根据本公开的这种配置，本公开包括冷却单元120，该冷却单元120包括至少一个凸部124和凹部125，因此，即使当圆形部件存在于安装电池组100的安装场所时，或者当安装底板具有凸状时，也可以将圆形部件或凸状安装底板的至少一部分容纳于冷却单元的凹部的凹陷空间124b中，从而有效地提高安装场所的空间效率。具体而言，当电池组100的容纳空间狭窄(诸如，在车辆中)时，可以最小化可能由电池组100产生的死空间(空的空间)的发生。
图5是示意性地例示了根据本公开的实施方式的电池组的一些部件的垂直截面图。
再次，连同图2和图3一起参照图5，根据本公开的实施方式的电池组100还可以包括电气模块160。电气模块160可以包括控制元件(未示出)，以控制电池模块110的充电和放电。电气模块160可以包括BMS板、继电器、熔丝、感测线缆等作为控制元件。通常已知的配置可以应用于电气模块160的控制元件。因此，将省略这些控制元件的详细描述。
此外，电气模块160可以包括电绝缘的电气壳体161，该电气壳体161被配置为在其内容纳控制元件。电气壳体161可以定位成面对冷却单元120的凸部124和凹部125中的至少一个。电气壳体161可以具有与凸部124和凹部125中的至少一个相对应的形状。也就是说，电气壳体161可以具有至少一个第一曲面160a。例如，参照图5，电气模块160可以包括被配置为面对两个凸部124中的每一个并形成为沿主体的向内方向凹陷的第一曲面160a和被配置为面对凹部125并形成沿向外方向从主体凸出的第一曲面160a。
因此，根据本公开的这种配置，本公开还包括电气模块160，其定位成面对冷却单元120的凸部124和凹部125中的至少一个，并且包括在至少一个第一曲面160a，从而有效地利用电池组100的内部空间。此外，在本公开中，电气模块160中产生的热量可以通过第一曲面160a的大导热面积传递到冷却单元120，因此可以有效地增加电气模块160的冷却效率。
此外，再次，连同图2和图3一起参照图5，根据本公开的实施方式的电池组100还可以包括热传递构件170。热传递构件170可以包括具有优良导热性的材料，以便接收从电池模块110产生的热量并且将热量传递到冷却单元120。例如，热传递构件170可以包括铝合金或不锈钢。电绝缘涂层可以形成在热传递构件170的外表面上。例如，电绝缘涂层可以是聚合物树脂。
热传递构件170可以被配置为使得其一侧连接到电气模块160。例如，热传递构件170的一个表面可以结合到电气模块160。另选地，热传递构件170可以连接到电气模块160。热传递构件170可以与电气模块160一体地形成。例如，如图5所示，热传递构件170的左侧表面或右侧表面可以被配置为连接到电气模块160的侧表面。
另外，热传递构件170可以被配置为使得其另一侧接触电池模块110。例如，如图5所示，热传递构件170的左侧表面或右侧表面可以被配置为接触电池模块110的侧表面。
此外，热传递构件170可以被配置为面对冷却单元120的凸部124和凹部125中的至少一个。冷却单元120可以包括至少一个第二曲面170a。例如，如图5所示，热传递构件170可以包括被配置为面对凸部124的上表面的第二曲面170a。
因此，根据本公开的这种配置，本公开还包括包含至少一个第二曲面170a的热传递构件170，从而将从电池模块110产生的热量有效地传递到冷却单元120。因此，本公开的电池组100可以大大提高冷却效率。
图6是示意性地例示了图5的电池组的一部分的局部放大图。
再次，连同图2、图3和图5一起参照图6，热传递构件170可以包括被配置为容纳线缆162的内部空间S。例如，线缆162可以是被配置为感测电流的感测线缆162。线缆162可以被配置为电连接电气模块160的连接端子和电池模块110的外部端子。也就是说，热传递构件可以包括：沿左右方向延伸的移动通道，线缆162可以沿左右方向(X轴方向)穿过该移动通道；以及局部穿孔的入口和出口。
因此，根据本公开的这种配置，本公开包括能够容纳线缆162的内部空间S，从而便于电池模块110和电气模块160之间的电连接。因此，本公开可以提高电池组100的内部空间利用率，并且提高制造效率。
此外，再次参照图6，电池模块110可以包括联接部分112，该联接部分112从一侧向向外方向延伸并且在其中形成有第一螺栓孔H1。热传递构件170可以包括具有第二螺栓孔H2的支撑部分172，该第二螺栓孔H2包括形成于其内的螺纹，以便联接到电池模块110的联接部分112。形成于联接部分112中的第一螺栓孔H1和形成于支撑部分172中的第二螺栓孔H2可以被配置为彼此连通地连接。也就是说，第一螺栓孔H1和第二螺栓孔H2可以被配置为一个紧固螺栓B可以穿过该第一螺栓孔H1和第二螺栓孔H2，使得联接部分112和支撑部分172彼此紧固。
因此，根据本公开的这种配置，本公开被配置为通过螺栓将设置于电池模块110中的联接部分112和设置于热传递构件170中的支撑部分172彼此联接，因此不仅电池模块110可以稳定地固定在冷却单元120上，而且可以稳定地保持热传递构件170与电池模块110紧密接触的状态，从而有效地提高电池模块110的冷却性能。
此外，再次参照图1和图2，根据本公开的实施方式的电池组100可以包括上盖130、前板141、后板142、左板151和右板152。
上盖130可以位于多个电池模块110的上部分上。上盖130可以具有沿水平方向延伸以覆盖多个电池模块110的上部分的板形状。上盖130可以被配置为联接到前板141、后板142、左板151和右板152中的每一个的上端。
前板141可以被配置为联接至冷却单元120的前端。前板141的一部分可以具有对应于冷却单元120的前端的凸部124和凹部125的形状。也就是说，前板141的下表面可以具有形成为沿向上方向凹陷以对应于凸部124的曲面141a。前板141的下表面可以具有沿向下方向突出以对应于凹部125的曲面141a。
另外，后板142可以具有与冷却单元120的后端的凸部124和凹部125相对应的形状。也就是说，后板142的下表面可以具有形成为沿向上方向凹陷以对应于凸部124的曲面142a。后板142的下表面可以具有沿向下方向突出以对应于凹部125的曲面142a。
此外，左板151可以被配置为成联接至冷却单元120的左端。被配置为通过螺栓联接到电池模块110的联接部分112的第三螺栓孔H3可以形成于左板151中。第三螺栓孔H3可以具有螺纹。第三螺栓孔H3可以被配置为与形成于电池模块110的联接部分112中的第一螺栓孔H1连通地连接。
另外，右板152可以被配置为联接到冷却单元120的右端。被配置为通过螺栓联接到电池模块110的联接部分112的第三螺栓孔H3可以形成于右板152中。第三螺栓孔H3可以具有螺纹。第三螺栓孔H3可以被配置为与形成于电池模块110的联接部分112中的第一螺栓孔H1连通地连接。
因此，根据本公开的这种配置，在本公开中，电池模块110的联接部分112可以固定到其中形成有第三螺栓孔H3的左板151或右板152，因此电池模块110可以稳定地安装在冷却单元120上。因此，本公开的电池组100可以增加耐用性。
图7是示意性地例示了根据本公开的另一实施方式的电池组的一些部件的立体图。图8是示意性例示了根据本公开的另一实施方式的电池组的柱构件的立体图。作为参考，为了便于图示，图7中省略了电池模块110、电气模块160和热传递构件170，但是根据本公开的另一实施方式的电池组可以包括(像图2的电池组那样)电池模块110、电气模块160和热传递构件170。
参照图7和图8，与根据图2的实施方式的电池组100相比，根据本公开的另一实施方式的电池组100还可以包括柱构件180。柱构件180可以位于沿前后方向(Y轴方向)布置的两个电池模块110之间。例如，如图7所示，两个柱构件180可以位于沿前后方向布置的电池模块110之间。
另外，柱构件180沿长度方向(X轴方向)的两端可以被配置为分别支撑左板151和右板152。柱构件180可以具有从电气模块160的左侧到右侧长长地延伸的形状。
此外，柱构件180的下部分可以被配置为面对冷却单元120的凸部124和凹部125中的至少一个。也就是说，柱构件180的下表面可以是至少一个第三曲面180a，该至少一个第三曲面180a具有对应于冷却单元120的凸部124和凹部125中的至少一个的形状。柱构件180可以是具有优良机械刚度的钢或不锈钢。
另外，柱构件180可以包括容纳部分181和突出部分182。容纳部分181可以被配置为位于冷却单元120的凸部124上。容纳部分181可以具有沿向上方向凹陷使得凸部124插入的形状。突出部分182可以位于冷却单元120的凹部125上。突出部分182可以具有沿向下方向突出以便插入到凹部125中沿向下方向凹陷的空间中的形状。
因此，根据本公开的这种配置，本公开还包括柱构件180，该柱构件180被配置为面对冷却单元120的凸部124和凹部125中的至少一个，从而，当电池组100接收外部冲击时，由于柱构件180的高机械刚度而保护安装在其上的电池模块110。因此，本公开的电池组100可以提高安全性。
图9是示意性地例示了根据本公开的实施方式的车辆的立体图。
参照图9，根据本公开的实施方式的车辆200可以包括至少一个或更多个电池组100和包括容纳电池组100的容纳空间的车身。例如，车辆200可以是电动车辆200、电动滑板车、电动轮椅或电动自行车。
图10是示意性地例示了根据本公开的实施方式的车辆的内部部件的局部正视图。
参照图9和图10，根据本公开的实施方式的车辆200还可以包括车身210，车身210被配置为在其上安装电池组100。此外，车身210的一部分可以被配置为插入冷却单元120的凸部124中。车身210的一部分可以具有沿向上方向的凸状。例如，如图10所示，与设置在冷却单元120中的凸部124相对应的沿向上方向的凸部210a可以形成在车身210中。车身210的凸部210a可以插入到形成于冷却单元120的凸部124的下部分中凹陷空间中。另外，与冷却单元120的凹部125相对应的沿向下方向的凹部210b可以形成在车身210中。冷却单元120的凹部125可以安装在车身210的凹部210b上。
因此，根据本公开的这种配置，本公开的车辆200被配置为使得车身210的一部分插入到由冷却单元120的凸部124形成的凹陷空间中，从而有效地提高电池组100的安装侧的空间效率。具体而言，当电池组100的容纳空间如在车辆200中那样狭窄时，可以使电池组100产生的死空间最小化。
同时，虽然在此使用了诸如上、下、左、右、前、后之类的表示方向的术语，但这些术语仅是为了便于描述，并且对本领域普通技术人员而言显而易见的是，这些术语可以依据目标对象的位置或观察者的位置而变化。
已经详细描述了本公开。然而，应该理解，详细描述和具体示例虽然指示了本公开的优选实施方式，但仅以示例的方式给出，这是因为根据该详细描述，对于本领域技术人员来说，在本公开范围内的各种变型和修改将变得显而易见。

Claims (10)

1.一种电池组，该电池组包括：
至少一个电池模块；以及
冷却单元，所述冷却单元具有被配置为允许制冷剂在其内流动的制冷剂通道，所述冷却单元具有板形状使得所述至少一个电池模块安装在所述冷却单元上，并且所述冷却单元包括凸部和凹部中的至少一个，在所述凸部中上面没有安装所述电池模块的一部分沿向上方向凸出，在所述凹部中上面没有安装所述电池模块的另一部分沿向下方向凹入。
2.根据权利要求1所述的电池组，该电池组还包括电气模块，所述电气模块被配置为控制所述电池模块的充电和放电，
其中，所述电气模块定位为面对所述冷却单元的所述凸部和所述凹部中的至少一个，并且包括至少一个曲面。
3.根据权利要求2所述的电池组，该电池组还包括热传递构件，所述热传递构件具有被配置为连接到所述电气模块的一侧和与所述电池模块接触的另一侧，并且该热传递构件具有面对所述冷却单元的所述凸部和所述凹部中的至少一个的至少一个曲面。
4.根据权利要求3所述的电池组，
其中，所述热传递构件具有内部空间，所述内部空间被配置为容纳电连接所述电气模块和所述电池模块的线缆。
5.根据权利要求3所述的电池组，
其中，所述电池模块包括联接部分，所述联接部分从一个侧面向向外方向延伸并且在所述联接部分中形成有第一螺栓孔，并且
其中，所述热传递构件包括支撑部分，在所述支撑部分中形成有第二螺栓孔，以联接到所述电池模块的所述联接部分。
6.根据权利要求2所述的电池组，所述电池组还包括：
前板，所述前板联接到所述冷却单元的前端；
后板，所述后板联接到所述冷却单元的后端；
左板，所述左板联接到所述冷却单元的左端；以及
右板，所述右板联接到所述冷却单元的右端。
7.根据权利要求6所述的电池组，该电池组还包括：
柱构件，所述柱构件具有从所述电气模块的左侧向右侧延伸的两端以分别支撑所述左板和所述右板，并且具有面对所述冷却单元的所述凸部和所述凹部中的至少一个的至少一个曲面。
8.根据权利要求7所述的电池组，其中，所述柱构件包括：
容纳部分，所述容纳部分位于所述冷却单元的所述凸部上并且沿向上方向凹陷使得所述凸部被插入；以及
突出部分，所述突出部分位于所述冷却单元的所述凹部上并且沿向下方向突出以被插入到所述凹部的凹陷空间中。
9.一种车辆，该车辆包括至少一个根据权利要求1至8中的任一项所述的电池组。
10.根据权利要求9所述的车辆，该车辆还包括车身，所述车身被配置为在其上安装所述电池组，
其中，所述车身的一部分被配置为插入到由所述冷却单元的所述凸部形成的凹陷空间中。
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