CN115769419A - 电池组及包括该电池组的装置 - Google Patents

Abstract

根据本发明实施方式的电池组包括：组框架；安装在组框架的上部上的多个第一电池模块；以及安装在组框架的下部上多个第二电池模块，并且隔热构件附接到第一电池模块中的设置在组框架中的最外侧上的第一电池模块的横向侧。

Description

电池组及包括该电池组的装置

技术领域

本申请要求于2021年3月24日向韩国知识产权局提交的第10-2021-0038296号韩国专利申请的优先权和权益，通过引用将所述韩国专利申请的全文并入于此。

本发明涉及一种电池组以及包括该电池组的装置，特别涉及一种用于延迟电池模块之间的热传播现象的电池组以及包括该电池组的装置。

背景技术

根据可再充电电池的产品，具有高应用特性和例如高能量密度这样的电特性的可再充电电池广泛应用于电池车辆、混合动力车辆和由电驱动源驱动的电力存储装置以及便携式装置。这些可再充电电池作为用于改善环境友好性和能量效率的新能源吸引了注意，因为它们不产生任何能源使用的副产物，它们的主要优点是可以大幅减少化石燃料的使用。

市售的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池和锂二次电池，其中锂二次电池与镍基二次电池相比几乎不产生记忆效应，因此其可自由充电和放电，自放电率非常低，并且能量密度高。

通常，取决于外部材料的形状，锂二次电池可分为电极组件安装在金属罐中的圆柱形或方形二次电池和电极组件安装在铝层压片的袋中的袋型二次电池。

最近，由于对大容量二次电池结构的需求增加，对其中多个二次电池串联或并联连接的电池模块聚集在一起的中到大模块结构中的电池组的需求增加。通过串联或并联连接多个电池单元并配置电池单元堆叠体来提高电池模块的容量和输出。此外，当与诸如电池管理系统(BMS)或冷却系统的各种控制和保护系统一起安装时，多个电池模块可以构成电池组。

特别地，电池组具有组合多个电池模块的结构，因此当一些电池模块受到过电压或过电流或者它们过热时，电池组的安全性和操作效率可能是有问题的。特别地，在电池组的容量处于增加趋势中以提高里程并且电池组内部的能量相应地增加的同时，需要设计满足加强的安全标准并获得车辆和驾驶员的安全的结构。为了这个目的，特别增加了需要获得一种用于预先防止内部热失控并在产生热失控时使相应的损坏最小化的结构。

发明内容

技术问题

本发明旨在提供一种用于延迟电池模块之间的热传播现象的电池组以及包括该电池组的装置。

本发明要解决的技术问题不限于上述问题，并且本领域普通技术人员将从本说明书和附图中清楚地理解未提及的问题。

技术方案

本发明的实施方式提供一种电池组，包括：组框架；安装在组框架上部上的多个第一电池模块；安装在组框架下部上的多个第二电池模块；以及隔热构件，设置在第一电池模块中的设置在组框架中的最外侧上的第一电池模块的横向侧附近。

该电池组还可包括侧板，该侧板设置在第一电池模块中的设置在组框架中的最外侧上的第一电池模块的横向侧附近，其中，隔热构件可连接到该侧板。

该电池组还可以包括设置在第一电池模块的下部和第二电池模块的上部之间的水平板。

组框架的上部上可以设置气体流体部，该气体流体部可以设置在侧板和水平板之间。

可以在组框架的上侧上形成气体出口。

气体出口可以是从组框架的上侧朝向组框架的内部穿透的气体阀。

在第一电池模块之中设置在组框架中的最外侧上的第一电池模块可设置在气体出口附近。

隔热构件可设置在第一电池模块中设置在组框架中的最外侧上的第一电池模块的横向侧中设置在靠近气体出口的横向侧上。

气体流体部可以设置在组框架的上部上，并且气体出口可以设置在气体流体部上。

气体流体部可以设置在隔热构件和组框架的横向侧之间。

多个第二电池模块中包括的第二电池模块的数量可以大于多个第一电池模块中包括的第一电池模块的数量。

气体流体部可以设置在第二电池模块中的至少一些第二电池模块上。

本发明的另一个实施方式提供了一种包括上述电池组的装置。

发明效果

根据实施方式，根据本发明的电池组和包括该电池组的装置可以延迟组框架中的电池模块之间的热传播现象，因为在安装在组框架的上部的多个电池模块中，隔热构件附接到位于组框架中的最外侧的电池模块的横向侧。

本发明的目的的效果不限于上述效果，本领域普通技术人员根据本说明书和附图将清楚地理解未提及的效果。

附图说明

图1示出了本发明的实施方式的电池组的透视图。

图2示出了图1的电池组的分解透视图。

图3示出了包括在图1的电池组中的第一电池模块的透视图。

图4示出了关于图1的线A-A'的横截面图。

图5在图4的横截面中示出了当一些电池模块产生电池事件时的热传播路径。

图6示出了根据比较示例的当一些电池模块在电池组中产生电池事件时的热传播路径。

具体实施方式

如本领域技术人员将认识到的，在不脱离本发明的精髓或范围的情况下，可以以各种不同的方式修改所描述的实施方式。

为了清楚地描述本发明，省略了与描述无关的部分，并且在整个说明书中相同或相似的组成元件由相同的附图标记表示。

为了便于描述，任意示出了每个元件的尺寸和厚度，并且本发明不必限于附图中所示的那些，为了清楚起见，放大了层、膜、面板、区域等的厚度，夸大了一些层和区域的厚度。

除非明确相反地描述，否则词语“包括(comprise)”和诸如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”的变型将被理解为暗示包括所述要素但不排除任何其他要素。

短语“在平面视图中”或“在平面上”意指从顶部观察目标部分，并且短语“在横截面视图中”或“在横截面上”意指观察通过从侧面垂直切割目标部分而形成的横截面。

现在将描述根据本发明的实施方式的电池组，然而，将参考电池组的一个横截面来描述，但不限于此，并且可以用相同或相似的内容描述整个电池组。

图1示出了根据本发明的实施方式的电池组的透视图。图2示出了图1的电池组的分解透视图。

参照图1和图2，根据本发明实施方式的电池组100包括：组框架130和140；安装在组框架130和140的上部上的多个第一电池模块110；以及安装在组框架130和140的下部上的多个第二电池模块120。

这里，组框架130和140可以包括用于容纳多个第一电池模块110和多个第二电池模块120的上壳体130和下壳体140。例如，上壳体130和下壳体140可以通过螺栓和螺母组合彼此紧固。

此外，多个第一电池模块110的最低端可以位于高于第二电池模块120的最高端的位置。例如，多个第一电池模块110和多个第二电池模块120可以形成层状结构。换句话说，多个第一电池模块110可以位于上层上，并且多个第二电池模块120可以位于下层上。

此外，包括在多个第二电池模块120中的第二电池模块120的数量可以大于包括在多个第一电池模块110中的第一电池模块110的数量。例如，如图2所示，两个第一电池模块110可以位于上层上，并且四个第二电池模块120可以位于下层上。

因此，关于根据本实施方式的电池组100，当多个电池模块110和120以层状结构设置时，安装在电池组100中的电池模块110和120可以以更紧凑的方式设置。

还可以包括位于多个第一电池模块110的下部与多个第二电池模块120的上部之间的水平板150，换言之，水平板150设置在位于上层的多个第一电池模块110与位于下层的多个第二电池模块120之间，因此可以将多个第一电池模块110和多个第二电池模块120区分为层状结构。

因此，根据本实施方式的电池组100包括在组框架130和140中的多个第一电池模块110和多个第二电池模块120之间的水平板150，从而分离上层和下层的空间，并且另外获得电池组100的耐久性。它可以物理地保护电池模块110和120以及其他电子单元免受外部冲击。

关于电池组100，侧板160可以紧密地定位在位于多个第一电池模块110中的组框架130和140中的最外侧上的第一电池模块110的横向侧上。换句话说，侧板160可以接触位于多个第一电池模块110中的组框架130和140中的最外侧上的第一电池模块110的横向侧。例如，侧板160可以组合、啮合或者附接到位于组框架130和140中的多个第一电池模块110中的最外侧的第一电池模块110的横向侧。

这里，当多个第一电池模块110彼此平行地设置在组框架130和140中时，位于组框架130和140中的最外侧的位置可以表示位于最外侧的第一电池模块110。

位于组框架130和140中的多个第一电池模块110中的最外侧的第一电池模块110的横向侧可以暴露在组框架130和140中。然而，在本实施方式中，侧板160可以定位在位于组框架130和140中的最外侧的第一电池模块110的横向侧，以物理地保护位于组框架130和140中的最外侧的第一电池模块110免受外部冲击。

关于电池组100，可以在位于组框架130和140中的多个第一电池模块110中的位于最外侧的第一电池模块110的横向侧附近设置隔热构件200。具体地，隔热构件200可附接到侧板160。隔热构件200可沿侧板160的外侧延伸。

例如，隔热构件200可以由诸如超级羊毛之类的材料制成，然而，不限于此，可以使用任何类型的隔热材料。

因此，在本实施方式中，当在组框架130和140中产生热量和高温气体时，可通过附接到侧板160的隔热构件200使由组框架130和140中的热量和高温气体对位于组框架130和140中最外侧的第一电池模块110造成的影响最小化。

此外，可以在组框架130和140的上侧形成气体出口170。详细地，气体出口170可以形成在组框架130和140中的上壳体130的上侧上。

例如，气体出口170可以是从组框架130和140的上侧朝向组框架130和140的内部穿透的气体阀。对于另一个例子，气体出口170可以是从上壳体130的上侧朝向下壳体140的内部穿透的气体阀。但是，气体出口170的形状不限于阀形状，并且用于排放组框架130和140中的气体的任何形状都是允许的。

因此，在本实施方式中，当在组框架130和140中产生热量和高温气体时，组框架130和140中的热量和高温气体可以通过气体出口170排出。

此外，可以在组框架130和140的上部上设置气体流体部180。具体地，气体流体部180可以位于组框架130和140的上部上，并且气体流体部可以位于侧板160和水平板150之间。

此外，气体流体部180可以位于安装在下层上的多个第二电池模块120中的至少一些第二电池模块120上。换句话说，气体流体部180可以表示安装在组框架130和140的上层上的多个第一电池模块110不位于其中的空间。

当一些电池模块110和120产生点火事件时，在组框架130和140中可能产生热量和高温气体。这里，关于根据本实施方式的电池组100，气体流体部180可以位于组框架130和140的上部上，以通过气体流体部180接收热量和高温气体。因此，气体流体部180可以延迟组框架130和140中的热量和高温气体向外部的排放。

此外，气体出口170可位于气体流体部180上。即，当由一些电池模块110和120产生点火事件时，热量和高温气体可移动到组框架130和140中的气体流体部180，并且容纳到气体流体部180中的热量和高温气体可通过气体出口170排放到外部。

参考图2，在位于组框架130和140中的多个第一电池模块110中的最外侧的第一电池模块110可位于气体出口170附近。在位于组框架130和140中的多个第一电池模块110中的最外侧的第一电池模块110的横向侧中，隔热构件200可位于设置在气体出口170附近的横向侧。气体流体部180可以位于隔热构件200与组框架130和140的横向侧之间。

位于组框架130和140中的最外侧的第一电池模块110可以位于组框架130和140中的热量和高温气体通过气体出口170和气体流体部180排出的路径附近。然而，由于附接到侧板160的隔热构件200，可以使由热量和高温气体排放的路径对位于组框架130和140中的最外侧的第一电池模块110造成的影响最小化。

图3示出了包括在图1的电池组中的第一电池模块的透视图。

参照图3，在本发明的实施方式中，第一电池模块110可包括多个电池单元111。具体地，电池单元111可沿预定方向堆叠并且可安装在模块框架115中，从而构成第一电池模块110。

电池单元111在其类型上没有特定限制，因此它们可以是袋型可再充电电池或方形可再充电电池，并且它们优选地是袋型可再充电电池。

已经举例说明了第一电池模块110以描述根据本发明的电池模块，因此它可以具有与第二电池模块120(或参考图2描述的第一电池模块110)等同或类似的结构。

图4示出了关于图1的线A-A'的横截面视图。图5示出了当一些电池模块在图4的横截面中产生电池事件时的热传播路径。

参照图4和图5，关于根据本实施方式的电池组100，可以由多个第二电池模块120中的一些第二电池模块120产生电池事件CE。这里，电池事件CE可以表示在电池模块110和120中产生诸如过电压、过电流或过热的异常现象，并且由电池模块110和120产生高温和气体。

在下文中，将假设电池事件CE由第二电池模块120产生，并且还将以相同或相似的方式描述电池事件CE由第一电池模块110产生的情况。

参照图4，发现关于根据本实施方式的电池组100，电池事件CE是由多个第二电池模块120中的一些第二电池模块120产生的。参照图5，通过由已经产生电池事件CE的第二电池模块120产生的热量和高温气体，电池事件CE可以传播到相邻的第二电池模块120。

水平板150可以定位在多个第一电池模块110与多个第二电池模块120之间，从而防止由已经产生电池事件CE的第二电池模块120产生的热量和高温气体直接传输到第一电池模块110，或者进一步延迟传输时间。

由已经产生电池事件CE的第二电池模块120产生的高温气体可以移动到位于组框架130和140中的气体流体部180，并且已经移动到气体流体部180的高温气体可以通过气体出口170排放到外部。

位于组框架130和140中的最外侧的第一电池模块110可以位于由已经产生电池事件CE的第二电池模块120产生的高温气体通过气体出口170和气体流体部180排出的路径附近。

然而，如图5所示，关于根据本实施方式的电池组100，通过附接至侧板160的隔热构件200，可以使由热量和高温气体排放的路径对位于组框架130和140中的最外侧的第一电池模块110造成的影响最小化。通过最小化从已经生成电池事件CE的第二电池模块120到第一电池模块110的热传递，可以有效地延迟用于传播电池事件CE的时间。

图6示出了根据比较示例的当一些电池模块在电池组中产生电池事件时的热传播路径。

与上面描述的不同，参照图6，在根据比较例的电池组10的情况下，当电池事件CE由多个第二电池模块12中的一些第二电池模块12产生时，电池事件CE可以传播到相邻的第二电池模块12。由于由第二电池模块12产生的高温气体移动到气体流体部分18，由已经移动到气体流体部18的高温气体引起的热量可传递到位于组框架130和140中的最外侧上的第一电池模块11。

也就是说，在根据比较例的电池组10的情况下，位于组框架130和140中的最外侧的第一电池模块11容易暴露于组框架13和14中的热量和高温气体，因此由一些电池模块110和120产生的电池事件CE可以容易地传播。与此相比，如上所述，根据本发明的实施方式的电池组100可以使从已经产生电池事件CE的第二电池模块120到第一电池模块110的热传播最小化，并且可以有效地延迟用于传播电池事件CE的时间。

根据本实施方式的电池组可以应用于各种装置。这些装置包括诸如电动自行车、电动车辆和混合动力车辆的运输工具，但是本发明不限于此，并且可以应用于使用电池模块和包括该电池模块的电池组的各种装置，这也属于本发明的范围。

虽然已经结合目前被认为是实用的实施方式描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是相反，旨在覆盖包括在所附权利要求的精髓和范围内的各种修改和等同布置。

附图标记描述

100：电池组

110：第一电池模块

120：第二电池模块

130：上壳体

140：下壳体

150：水平板

160：侧板

170：气体出口

180：气体流体部

200：隔热构件

Claims (13)

1.一种电池组，包括：

组框架；

安装在组框架的上部上的多个第一电池模块；

安装在组框架的下部上的多个第二电池模块；以及

隔热构件，设置在所述第一电池模块中的设置在组框架中的最外侧上的第一电池模块的横向侧附近。

2.根据权利要求1所述的电池组，还包括：

侧板，设置在所述第一电池模块中的设置在所述组框架中的最外侧上的第一电池模块的横向侧附近，

其中，所述隔热构件附接到所述侧板。

3.根据权利要求2所述的电池组，还包括：

水平板，设置在第一电池模块的下部和第二电池模块的上部之间。

4.根据权利要求3所述的电池组，其中

在所述组框架的上部上设置气体流体部，并且

所述气体流体部设置在所述侧板和所述水平板之间。

5.根据权利要求1所述的电池组，其中

在所述组框架的上侧形成气体出口。

6.根据权利要求5所述的电池组，其中

所述气体出口是从所述组框架的上侧朝向所述组框架的内部穿透的气体阀。

7.根据权利要求5所述的电池组，其中

在所述第一电池模块中设置在所述组框架中的最外侧上的所述第一电池模块设置在所述气体出口附近。

8.根据权利要求7所述的电池组，其中

所述隔热构件设置在所述第一电池模块中设置在所述组框架中的最外侧上的所述第一电池模块的横向侧中设置在靠近所述气体出口的横向侧上。

9.根据权利要求8所述的电池组，其中

气体流体部设置在所述组框架的上部上，并且

所述气体出口设置在所述气体流体部上。

10.根据权利要求9所述的电池组，其中

所述气体流体部设置在所述隔热构件和所述组框架的横向侧之间。

11.根据权利要求10所述的电池组，其中

所述多个第二电池模块中包括的第二电池模块的数量大于所述多个第一电池模块中包括的第一电池模块的数量。

12.根据权利要求11所述的电池组，其中

所述气体流体部设置在所述第二电池模块中的至少一些第二电池模块上。

13.一种包括根据权利要求1所述的电池组的装置。

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