CN115943514A - 电池组和包括该电池组的装置 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的一个实施方式的一种电池组，包括：电池模块，在所述电池模块中安装有多个电池电芯；以及放电构件，所述放电构件电连接至所述电池模块，其中，所述放电构件包括：框架构件，所述框架构件具有开口的上部并容纳冷却剂；上盖，所述上盖用于覆盖所述框架构件的上部；以及电阻器，所述电阻器安装在所述框架构件中，其中，所述电阻器的两端暴露于所述放电构件的外部，并电连接至所述电池模块。

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
本申请要求于2021年4月30日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2021-0056634的权益，其全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及电池组和包括该电池组的装置，更具体地，涉及防止电池模块的自发热的电池组和包括该电池组的装置。
背景技术
随着技术发展和对移动装置的需求增加，对作为能源的二次电池的需求迅速增加。特别地，二次电池作为用于电力驱动装置(例如电动自行车、电动车辆和混合电动车辆)的能量源以及用于移动装置(例如移动电话、数码相机、膝上型计算机和可穿戴装置)的能量源已经引起相当大的注意。
小型移动装置针对每个装置使用一个或多个电池电芯，而诸如车辆的中型或大型装置需要高功率和大容量。因此，使用具有多个彼此电连接的电池电芯的中型或大型电池模块。
中型或大型电池模块优选地被制造为具有尽可能小的尺寸和重量。因此，可以以高集成度堆叠且相对于容量具有小重量的棱柱形电池、袋形电池等主要用作中型或大型电池模块的电池电芯。
然而，传统技术的电池组包括多个电池模块，并且如果在每个电池模块的部分电池电芯中发生热失控而引起着火或爆炸，则热或火焰可传递到相邻的二次电池而引起二次爆炸等。因此，正在进行更多的努力来防止二次着火或爆炸。
因此，需要开发一种电池组和包括该电池组的装置，当在电池组中的部分电池模块着火或爆炸热量被传递到相邻的电池模块时，该电池组和包括该电池组的装置能够防止在热传递路径上的电池模块产生热量。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供一种防止电池模块自发热的电池组和包括该电池组的装置。
本公开的目的不限于前述目的，并且本领域技术人员从以下详细描述和附图中应当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方式，提供了一种电池组，该电池组包括：电池模块，多个电池电芯被安装在所述电池模块中；以及放电构件，所述放电构件电连接到所述电池模块，其中，所述放电构件包括：框架构件，所述框架构件具有开口的上部并且包含冷却剂，上盖，所述上盖用于覆盖所述框架构件的上部，以及电阻器，所述电阻器被安装在所述框架构件中，其中，所述电阻器的两端暴露于所述放电构件的外部，并且所述电阻器电连接到所述电池模块。
所述电阻器可以在所述框架构件中弯曲至少两次。
所述电阻器包括汇流条和绝缘层，并且所述绝缘层可以形成在所述汇流条的外表面上。
所述电阻器的中心部分可以在所述汇流条的外表面上形成有绝缘层，并且所述电阻器的端部可以形成有电力连接部，所述汇流条的外表面暴露于所述电力连接部。
汇流条可以由电阻为3mΩ以上至50mΩ以下的铜(Cu)制成。
所述上盖可以具有分别形成在其中的第一孔和第二孔，并且所述电阻器的两端分别穿过所述第一孔和所述第二孔，并暴露于外部。
所述第一孔和所述第二孔可以分别形成在所述上盖的两侧。
所述上盖可以形成有能打开和关闭的第三孔。
所述放电构件可以被构造成使得所述冷却剂通过所述第三孔注入到所述框架构件中。
所述放电构件可以被构造成使得通过所述电阻器的发热而形成的水蒸气通过所述第三孔被排放。
所述冷却剂可以是冷却水。
所述放电构件包括第一放电构件和第二放电构件，并且所述第一放电构件和所述第二放电构件可以彼此并联连接。
所述放电构件包括第一放电构件和第二放电构件，并且所述第一放电构件和所述第二放电构件可以彼此串联连接。
根据本公开的另一实施方式，提供了一种包括上述电池组的装置。
有益效果
根据实施方式，本公开的电池组和包括该电池组的装置包括放电构件，该放电构件电连接到电池模块，并且因此可以防止电池模块的自发热。
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上文未描述的其它附加效果。
附图说明
图1是示出根据本公开的实施方式的电池组的电路的示意图；
图2是包括在图1的电池组中的放电构件的分解立体图；
图3是图2的放电构件的立体图；
图4是示出包括在图2的放电构件中的电阻器的图；
图5是示出图2的放电构件的连接方法的图；以及
图6是示出根据本公开的另一实施方式的放电构件的图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开的各种实施方式，使得本领域技术人员可以容易地实施它们。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方式。
为了清楚地描述本公开，将省略与描述无关的部分，并且在整个描述中，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，任意地示出了每个元件的尺寸和厚度，并且本公开不必限于附图中示出的那些。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，夸大了一些层和区域的厚度。
此外，在整个说明书中，当一部分被称为“包括”或“包含”某一部件时，其意指该部分可进一步包括其它部件，而不排除其它部件，除非另有说明。
此外，在整个说明书中，当被称为“平面”时，它是指从上侧观察目标部分，并且当被称为“截面”时，它是指从垂直切割的截面的侧面观察目标部分。
图1是示出根据本公开的实施方式的电池组的电路的示意图。
参照图1，根据本公开的实施方式的电池组可包括电池模块10和放电构件100，在所述电池模块10中安装有多个电池电芯，所述放电构件100电连接到电池模块10。
这里，电池模块10未在图中具体示出，但是其可以被配置成使得多个电池电芯(未示出)沿预定方向堆叠并且然后安装在模块框架(未示出)上。这里，多个电池电芯(未示出)不具体限制其类型，因此可以是袋型二次电池或棱柱形二次电池，但是优选袋型二次电池。
由此，在本实施方式中，当部分电池模块着火或爆炸时，相邻电池模块10中的电池电芯(未示出)通过放电构件100放电，这可以抑制电池模块10的温度升高。
下面，将更详细地描述放电构件100。
图2是包括在图1的电池组中的放电构件的分解立体图。图3是图2的放电构件的立体图。
参照图2和图3，在本发明的一个实施方式中，放电构件100包括：框架构件150，其具有开口的上部并容纳冷却剂；上盖170，其用于覆盖框架构件150的上部；以及电阻器110，其安装在框架构件150中，其中，电阻器110的两端暴露于放电构件100的外部，并电连接到电池模块10。
这里，框架构件150和上盖170可以彼此联接。作为示例，框架构件150和上盖170的彼此接触的表面可通过诸如焊接的方法联接在一起。然而，本公开不限于此，并且在本实施方式中可以包括能够将框架构件150和上盖170彼此稳定地联接和固定的任何方法。
例如，框架构件150和上盖170可以由诸如塑料或金属的材料制成。因此，框架构件150和上盖170由上述材料制成，并且因此可以使在电池组中的部分电池模块10中着火或燃烧的影响最小化。
此外，上盖170可具有分别形成在其中的第一孔171和第二孔175。更具体地，安装在框架构件150内的电阻器110的两端可分别通过第一孔171和第二孔175暴露于外部。这里，第一孔171和第二孔175的尺寸可以等于或大于电阻器110的截面积。
例如，第一孔171和第二孔175可以分别形成在上盖170的两侧。然而，第一孔171和第二孔175的位置不限于此，并且第一孔171和第二孔175可以形成在各种位置。
由此，在放电构件100中，电阻器110的两端分别通过第一孔171和第二孔175暴露于外部，由此放电构件100可容易地电连接到电池模块10。
此外，上盖170可形成有可打开和关闭的第三孔179。这里，放电构件100可以构造成使得冷却剂通过第三孔179注入到框架构件150中。放电构件100可以构造成使得通过电阻器110的发热形成的水蒸气通过第三孔179排放。更具体地，放电构件100可构造成使得冷却剂通过第三孔179注入到框架构件150中，然后密封第三孔179。例如，冷却剂可以是冷却水。此外，放电构件100可以构造为使得在电阻器110产生热时打开第三孔179。
换句话说，在冷却剂通过上盖170的第三孔179注入之后，第三孔179可以被正常地密封。然而，当在框架构件150中的电阻器110中发生电阻发热时，第三孔179可以打开，并且由电阻器110的电阻发热产生的水蒸气可以排放到放电构件100的外部。
例如，第三孔179可以形成在上盖170的中心部分中。换句话说，第三孔179可以位于第一孔171和第二孔175之间。然而，第三孔179的位置不限于此，并且第三孔179可以形成在各种位置。
因此，在放电构件100中，在一些情况下可以打开和关闭第三孔179，这具有可以提高放电构件100的密封性能并且还可以提高安全性的优点。
图4是示出包括在图2的放电构件中的电阻器的图。
参考图4，电阻器110可以包括汇流条111和绝缘层119。更具体地，在如图4的(a)所示沿一个方向延伸的汇流条111的外表面上，可以如图4的(b)所示形成绝缘层119。
这里，电阻器110的中心部分在汇流条111的外表面上形成有绝缘层119，并且电阻器110的端部可以形成有电力连接部113和115，汇流条111的外表面暴露于所述电力连接部113和115。此外，电力连接部113和115可以分别电连接到电池模块。
因此，在本实施方式中，由于形成在电阻器110的外表面上的绝缘层119，汇流条111和框架构件150内的冷却剂不会彼此直接接触，从而能够防止汇流条111和冷却剂之间发生短路现象。
例如，绝缘层119可以由诸如普通橡胶、硅树脂或带的材料制成。然而，本公开不限于此，并且能够防止框架构件150中的冷却剂与电阻器110之间的短路现象的任何材料的短路现象的任何材料都可以被包括在本实施方式中。
此外，电阻器110的中心部分可位于框架构件150中，但可浸没在包含于框架构件150内的冷却剂中。更具体地，除了电力连接部113和115之外，电阻器110可以浸没在包含在框架构件150内的冷却剂中。
因此，电阻器110的中心部分浸没在框架构件150中的冷却剂中，使得电阻器110中的电阻发热所产生的热可由冷却剂冷却。也就是说，即使当电阻器110中发生电阻发热时，电阻器110也被冷却剂冷却，从而可以改善电阻器110的通电性能和电池模块10的放电性能。
参考图3和4，电阻器110可以在框架构件150中弯曲至少两次。更具体地，电阻器110可以根据与框架构件150的内部尺寸相对应的尺寸而弯曲多次。这里，电阻器110可以按S形弯曲多次。例如，电阻器110可以是柔性汇流条。
因此，在本实施方式中，放电构件100包括具有小截面积的电阻器110，但可包括具有相对较长的长度的电阻器110，从而提供具有紧凑尺寸同时减小电阻器110的电阻的优点。
此外，包括在电阻器110中的汇流条111可以由电阻为3mΩ以上至50mΩ以下的铜(Cu)制成。更具体地，汇流条111可以由电阻为3.5mΩ以上至47.5mΩ以下的铜(Cu)制成。例如，汇流条111可以由电阻为4mΩ以上且45mΩ以下的铜(Cu)制成。
因此，电阻器110包括由铜制成的汇流条111，该汇流条111具有在上述范围内的电阻，并且因此能够在保持紧凑尺寸的同时充分地确保通电性能。
与此不同，当电阻器110包括由电阻小于3mΩ的铜制成的汇流条111时，存在电阻值非常小从而制造过程不容易的问题。此外，当电阻器110包括由电阻大于50mΩ的铜制成的汇流条111时，存在放电速度可能太慢的问题，并且随着电阻器110的尺寸变得相对大，放电构件100的空间效率降低。
图5是示出图2的放电构件的连接方法的图。
参见图5的(a)，放电构件100可包括第一放电构件和第二放电构件，并且第一放电构件和第二放电构件可彼此并联连接。
因此，通过并联连接至少两个放电构件，放电构件100可以实现比包括在每个放电构件100中的电阻器110的电阻更低的电阻。
此外，参见图5的(b)，放电构件100可包括第一放电构件和第二放电构件，并且第一放电构件和第二放电构件可彼此串联连接。
因此，通过串联连接至少两个放电构件，放电构件100可以实现比包括在每个放电构件100中的电阻器110的电阻更高的电阻。
通过上述构造，在本实施方式中，放电构件100可以根据电池模块10的放电程度以并联或串联的方式扩展，这样做的优点是放电构件100的电阻值的配置可以以各种方式进行调节。
图6是示出根据本公开的另一实施方式的放电构件的图。
参考图2和6，可以以与图2的放电构件100相同的方式描述根据本实施方式的放电构件200，并且将仅进一步描述电阻器210。这里，图2的电阻器110被描述为第一电阻器110，而图6的电阻器210被描述为第二电阻器210。
这里，包括在第二电阻器210和第一电阻器110中的汇流条的截面积可以相同，但是第一电阻器110和第二电阻器210的长度可以不同。作为示例，包括在第二电阻器210和第一电阻器110中的汇流条的截面积可以相同，但是第二电阻器210的长度可以比第一电阻器110的长度长。
这样，参考图2和图6，电阻器110和210可以根据目标电阻值调节电阻器110和210的长度以及包括在其中的汇流条的截面积。在这种情况下，电阻器110和210可以根据与框架构件150的内部尺寸相对应的尺寸而弯曲相对少次或相对多次。
更具体地，第一电阻器110可以包括具有相同截面积的汇流条，但是电阻器110的长度可以相对减小以具有比第二电阻器210的电阻值相对更小的电阻值。此时，当比较图2和6时，第一电阻器110比第二电阻器210弯曲得更少。因此，第一电阻器110可以具有相对低的电阻值，并且因此放电速度可以相对快。
此外，第二电阻器210可以包括具有相同截面积的汇流条，但是电阻器210的长度可以相对增加，因此具有比第一电阻器110相对更大的电阻值。此时，当比较图2和图6时，第二电阻器210比第一电阻器110弯曲更多次。因此，第二电阻器210可以具有相对较高的电阻值，并且因此放电速度可以相对较慢。
因此，在本实施方式中，如果需要，放电构件100可以调节汇流条111的长度，从而调节电阻器110的电阻。也就是说，放电构件100可以相对容易地调节电阻器110的电阻，这因此具有可以容易地调节在各种环境中所需要的根据电池容量的放电时间和放电构件100的放电性能的优点。
另外，根据本公开的另一实施方式的装置可包括上述电池组。这样的装置可以应用于诸如电动自行车、电动车辆或混合动力车辆的车辆装置，但是本公开不限于此，并且可以应用于可以使用电池模块和包括电池模块的电池组的各种装置，这也落入本公开的范围内。
尽管以上已经详细描述了本公开的优选实施方式，但是本公开的范围不限于此，并且本领域技术人员使用在所附权利要求中限定的本公开的基本概念做出的各种修改和改进也落入本公开的范围内。
10：电池模块
100：放电构件
110：电阻器
150：框架构件
170：上盖

Claims (14)

1.一种电池组，该电池组包括：
电池模块，多个电池电芯被安装在所述电池模块中；以及
放电构件，所述放电构件电连接到所述电池模块，
其中，所述放电构件包括：
框架构件，所述框架构件具有开口的上部并且包含冷却剂，
上盖，所述上盖用于覆盖所述框架构件的上部，以及
电阻器，所述电阻器被安装在所述框架构件中，
其中，所述电阻器的两端暴露于所述放电构件的外部，并且所述电阻器的两端电连接到所述电池模块。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中：
所述电阻器在所述框架构件中弯曲至少两次。
3.根据权利要求2所述的电池组，其中：
所述电阻器包括汇流条和绝缘层，并且
所述绝缘层形成在所述汇流条的外表面上。
4.根据权利要求3所述的电池组，其中：
所述电阻器的中心部分在所述汇流条的外表面上形成有绝缘层，并且
所述电阻器的端部形成有电力连接部，所述汇流条的外表面暴露于所述电力连接部。
5.根据权利要求3所述的电池组，其中：
所述汇流条由电阻为3mΩ以上至50mΩ以下的铜(Cu)制成。
6.根据权利要求1所述的电池组，其中：
所述上盖具有分别形成在其中的第一孔和第二孔，并且
所述电阻器的两端分别穿过所述第一孔和所述第二孔，并暴露于外部。
7.根据权利要求6所述的电池组，其中：
所述第一孔和所述第二孔分别形成在所述上盖的两侧。
8.根据权利要求1所述的电池组，其中：
所述上盖形成有能打开和关闭的第三孔。
9.根据权利要求8所述的电池组，其中：
所述放电构件被构造成使得所述冷却剂通过所述第三孔注入到所述框架构件中。
10.根据权利要求9所述的电池组，其中：
所述放电构件被构造成使得通过所述电阻器的发热而形成的水蒸气通过所述第三孔被排放。
11.根据权利要求9所述的电池组，其中：
所述冷却剂是冷却水。
12.根据权利要求1所述的电池组，其中：
所述放电构件包括第一放电构件和第二放电构件，并且
所述第一放电构件和所述第二放电构件彼此并联连接。
13.根据权利要求1所述的电池组，其中：
所述放电构件包括第一放电构件和第二放电构件，并且
所述第一放电构件和所述第二放电构件彼此串联连接。
14.一种装置，该装置包括根据权利要求1所述的电池组。
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