CN115943523A - 电池模块和包括该电池模块的电池组 - Google Patents

Abstract

根据本发明的实施方式的电池模块包括：电池单元堆，其包括沿一个方向层叠在一起的多个电池单元；模块框架，其容纳电池单元堆并且具有内表面和外表面；以及端板，其联接到模块框架并且覆盖电池单元堆的前表面或后表面，其中，在模块框架中形成排气部，并且排气部包括具有同心图形形状的图案部和用于支撑图案部的支撑部。

Description

电池模块和包括该电池模块的电池组

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年2月22日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2021-0023581的权益，其内容通过引用整体结合于此。

本公开涉及一种电池模块和包括该电池模块的电池组，更具体地，涉及一种具有改善的安全性的电池模块和包括该电池模块的电池组。

背景技术

随着技术发展和对移动装置的需求的增加，对作为能源的二次电池的需求一直在快速增加。特别地，作为动力驱动装置(例如，电动自行车、电动车辆和混合动力车辆)的能源，以及移动装置(例如，移动电话、数码相机、膝上型计算机和可穿戴装置)的能源，二次电池已经引起了极大的关注。

当二次电池主要用于诸如移动装置的装置中时，使用一个或两个至四个电池单元在实现每个装置所需的存储容量和能量输出水平方面没有困难，但是诸如汽车的中型或大型装置需要高功率和大容量的存储装置，因此，当如上所述使用少量电池单元时，在能量存储容量和能量输出方面可能会出现严重问题。因此，在中型或大型装置中，通常安装其中多个电池单元电连接的电池模块或包括多个这种电池模块的电池组。

图1是传统的电池模块的分解立体图。

参照图1，传统的电池模块10包括电池单元堆12、模块框架20和端板40，在电池单元堆12中层叠有多个电池单元11，模块框架20用于保护电池单元堆12免受外部冲击、热量或振动影响，并且端板40覆盖电池单元堆12的前表面和/或后表面。

电池单元堆12通过模块框架20和端板40之间的联接而位于封闭结构中。为了最大化电池模块10的能量存储容量，每个电池单元11主要在电池单元堆12内以狭窄间隔定位。

然而，电池模块10的这种设计很可能损害电池模块10的耐用性或长期稳定性。具体地，当电池单元11的内部压力由于过度充电等而增加时，高温热量、气体或火焰可能排出到电池单元11的外部，其中从一个电池单元11排出的热量、气体或火焰传递到在狭窄间隔处的另一相邻的电池单元11，这可导致连续着火现象。此外，从每个电池单元11排出的热量、气体或火焰可能朝向形成在端板40中的开口排出。在该过程中，位于端板40和电池单元11之间的汇流条(未示出)可能被损坏。

此外，电池组中的多个电池模块10布置成使得至少两个端板40彼此面对。因此，当电池模块10内产生的热量、气体或火焰排出到电池模块10的外部时，其可能影响另一相邻电池模块10中的多个电池单元11的性能和稳定性。

因此，需要开发这样的电池模块10：其通过有效地延迟电池模块10内部着火期间的热量传播速度并且允许产生的热量、气体或火焰快速排出到电池模块10的外部而具有改善的耐用性和安全性。

发明内容

技术问题

本公开的目的是提供一种电池模块和包括该电池模块的电池组，该电池模块在电池模块内部发生着火时有效地抑制火焰，并且有效地排出内部热量、气体或火焰。

本公开的目的不限于上述目的，并且本领域技术人员从下面的详细描述和附图中将清楚地理解本文没有描述的其它目的。

技术方案

根据本公开的一个实施方式，提供了一种电池模块，该电池模块包括：电池单元堆，其中多个电池单元沿一个方向层叠，模块框架，其容纳电池单元堆并且具有内表面和外表面，以及端板，其联接到模块框架并且覆盖电池单元堆的前表面或后表面，其中，在模块框架中形成排气部，并且其中，排气部包括具有同心图形形状的图案部和用于支撑图案部的支撑部。

支撑部可以具有X形状。

排气部可以包括限定形成在模块框架的内表面中的进气口和形成在模块框架的外表面上的出气口的孔的形式的至少一个排气孔。

排气孔的末端区域具有倒锥形形状，并且末端区域可以是包括进气口或出气口的区域。

基于排气孔的轴向截面，排气孔的在进气口和出气口之间延伸的侧表面具有圆形形状，并且通过进气口流入的流出物可以沿圆形形状移动到出气口。

阻挡片可以位于与排气部的进气口相对应的部分处。

阻挡片可以由根据模块框架内部的温度熔化的材料形成。

阻挡片可以包括选自由无机碳酸盐、无机磷酸盐和无机硫酸盐组成的组中的至少一种。

当多个电池单元层叠的方向被限定为层叠方向时，排气部可以形成在模块框架的沿层叠方向延伸的一个表面上。

当从电池单元堆的前表面到后表面的方向被限定为纵向方向时，排气部的纵向位置可以更靠近电池单元堆的前表面或后表面，而不是更靠近电池单元堆的与电池单元堆的前表面和后表面具有相同纵向距离的中央部。

电池单元可以包括从电池单元的一个端部突出的电极引线，并且电极引线可以位于电池单元堆的前表面或后表面上。

根据本公开的另一实施方式，提供了一种包括至少一个上述电池模块的电池组。

有益效果

根据实施方式，排气部形成在模块框架中，从而可以在电池模块内部发生着火时有效地抑制火焰，并且有效地排出内部热量。

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以上未描述的其它效果

附图说明

图1是传统的电池模块的分解立体图。

图2是根据本公开的一个实施方式的电池模块的立体图；

图3是图2的电池模块的分解立体图；

图4是示出包括在图2的电池模块中的电池单元的示图；

图5是沿线A-A截取的图2的电池模块的截面图；

图6是示出根据本公开的一个实施方式的电池模块的内部空间中产生的热量、气体、火焰等通过排气部排出的方向的示图；

图7是示出根据本公开的一个实施方式的电池模块的排气部的示例的示图；以及

图8是示出根据本公开的一个实施方式的电池模块的排气部中设置有阻挡片的视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细地描述本公开的各种实施方式，使得其能够由本领域技术人员能够容易地实施。本公开可以以各种不同的方式修改，并且不限于本文阐述的实施方式。

为了清楚地描述本公开，将省略与说明书无关的部分，并且在整个说明书中，相同的附图标记表示相同或相似的元件。

此外，在附图中，为了便于描述，每个元件的尺寸和厚度被任意地放大或缩小，并且本公开不必限于附图中所示的尺寸和厚度。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，应当理解，当诸如层、膜、区域或板的元件被称为位于另一元件“上”或“上方”时，该元件可以直接位于另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接”位于另一元件“上”时，表示不存在其它中间元件。此外，词语“上”或“上方”表示设置在参考部分之上或下方，而并不一定表示设置在参考部分的朝向重力的相反方向的上端上。同时，与被描述为位于另一部分“上”或“上方”的情况相似，描述为位于另一部分“下方”或“之下”的情况也应当参照上述内容进行理解。

此外，在整个说明书中，当一个部分被称为“包括”或“包含”某一组件时，其表示该部分还可以包括其它组件而不排除其它组件，除非另有说明。

此外，在整个说明书中，当提及“平面”时，其表示当从上侧观察目标部分时，并且当提及“截面”时，其表示当从垂直切割的截面的侧方观察目标部分时。

在下文中，将描述根据本公开的一个实施方式的电池模块。

图2是根据本公开的一个实施方式的电池模块的立体图。图3是图2的电池模块的分解立体图。图4是示出包括在图2的电池模块中的电池单元的示图。

参照图2和图3，根据本公开的一个实施方式的电池模块100可以包括：电池单元堆120，其中多个电池单元110沿一个方向层叠；模块框架200，其容纳电池单元堆120；汇流条框架300，其位于电池单元堆120的前表面和/或后表面上；端板400，其覆盖电池单元堆120的前表面和/或后表面；以及汇流条510和520，其安装在汇流条框架300上。

电池单元110可以设置成袋状，其能够最大化每单位面积层叠的单元的数量。可以通过将包括正极、负极和隔膜的电极组件容纳在层压板的单元壳体114中，并且然后热封单元壳体114的密封部来制造以袋状设置的电池单元110。然而，显而易见的是电池单元110不需要实质上以袋状设置，而是能够在实现将来要安装的装置所需的存储容量的水平以正方形、圆柱形或各种其它形式设置。

参照图4，电池单元110可以包括两个电极引线111和112。电极引线111和112可以分别具有从单元主体113的一端突出的结构。具体地，各条电极引线111和112的一端位于电池单元110内部，并且因此电连接到电极组件的正极或负极。各条电极引线111和112的另一端突出到电池单元110外部，并且因此能够与另外的构件(例如，汇流条510和520)电连接。

单元壳体114中的电极组件可以由密封部114sa、114sb和114sc密封。单元壳体114的密封部114sa、114sb和114sc可以位于两个端部114a和114b以及连接它们的一个侧部114c上。

单元壳体114通常由树脂层/金属薄膜层/树脂层的层压结构形成。例如，当单元壳体的表面由O(取向)尼龙层形成时，其易于在层叠多个电池单元110以形成中型或大型电池模块100时由于外部冲击而容易地滑动。因此，为了防止这种滑动并且保持电池单元110的稳定层叠结构，可以将粘合构件(例如，诸如双面胶带的黏性粘合件或通过粘合时的化学反应而联接的化学粘合件)粘附到单元壳体114的表面，以形成电池单元堆120。

连接部115可以指在单元壳体114的未设置上述密封部114sa、114sb和114sc的一端处沿纵向方向延伸的区域。可以在连接部115的端部处形成称为极耳的电池单元110的突出部110p。此外，梯台部116可以指一部分突出到单元壳体114的外部的电极引线111和112与基于单元壳体114的边缘位于单元壳体114内部的单元主体113之间的区域。

同时，以袋型设置的电池单元110可以具有长度、宽度和厚度，并且电池单元110的纵向方向、宽度方向和厚度方向可以是彼此垂直的方向。

这里，可以根据电极引线111和112从单元壳体114突出的方向来限定电池单元110的纵向方向。例如，一条电极引线111从单元壳体114的一个端部114a沿一个方向(x轴方向)突出，并且另一电极引线112可以从单元壳体114的一个端部114b沿与上述一个方向相反的方向(-x轴方向)突出。此时，可以将电池单元110的纵向方向限定为x轴方向或-x轴方向。

此外，如图4所示，本文中的电池单元110的宽度方向可以是从电池单元110的一个侧部114c到连接部115或从连接部115到电池单元110的一个侧部114c的z轴方向或-z轴方向。此外，可以将本文中的电池单元110的厚度方向限定为垂直于宽度方向和长度方向的y轴方向或-y轴方向。

同时，以上已经基于通过附图示出的轴方向描述了纵向方向、宽度方向和厚度方向，但是这仅仅是为了便于解释，并且因此可以根据电池单元110的结构与所示的附图不同地限定以上描述的厚度方向、长度方向和宽度方向。

电池单元堆120可以是其中多个电连接的电池单元110沿一个方向层叠的结构。多个电池单元110层叠的方向(以下称为“层叠方向”)可以是如图2和图3所示的y轴方向(或者其可以是-y轴方向，并且在下文中，表述“轴方向”可以被解释为包括所有+/-方向)。

这里，电池单元堆120的层叠方向可以是电池单元110的厚度方向。这是因为电池单元110的厚度设计成具有小于电池单元110的长度和宽度的值，并且当电池单元110沿上述方向层叠时其体积可以最小化。因此，将不会解释为电池单元堆120的层叠方向和电池单元110的厚度方向总是相同，并且可以根据电池单元110的形状确定电池单元堆120的层叠方向。

电池单元堆120整体上可以具有与长方体的形状相似的形状。可以通过层叠方向(y轴方向)限定电池单元堆120的每个表面。

例如，可以将电池单元堆120的表面中在层叠方向上彼此面对的两个表面限定为电池单元堆120的侧表面。一个电池单元110的具有长度和宽度的一个表面可以位于电池单元堆120的侧表面上。

此外，在电池单元堆120的表面中，可以将在垂直于层叠方向的轴线上彼此面对的表面限定为前表面/后表面或者上表面/下表面。电池单元堆120的前表面、后表面、上表面或下表面可以是沿电池单元堆120的层叠方向延伸的表面。多个电池单元110的一个表面可以并排位于电池单元堆120的前表面、后表面、上表面和下表面上。这里，并排定位的电池单元110的一个表面可以是平行于厚度方向的表面。

可以将电池单元堆120从前表面朝向后表面的方向或其相反方向限定为电池单元堆120的纵向方向，其可以是x轴方向。此外，可以将电池单元堆120从上表面朝向下表面的方向或其相反方向限定为电池单元堆120的宽度方向，其可以是z轴方向。

电池单元堆120的纵向方向可以与电池单元110的纵向方向基本相同。电池单元110的电极引线111和112可以位于电池单元堆120的前表面和后表面上。如图3所示，当每个电池单元110的电极引线111和112布置成集中在电池单元堆120的前表面和后表面上时，电池模块100的汇流条510和520可以被设计成位置靠近电池单元堆120的前表面和后表面。因此，汇流条510和520可以更容易地提供位于电池模块100内部的电极引线111和112与位于电池模块100外部的电气构件之间的电连接。

电池单元堆120可以包括根据纵向方向上的位置而限定的外围区域120a和中央区域120b。具体地，电池单元堆120可以包括：中央区域120b，其包括与电池单元堆120的前表面和后表面隔开相同距离的中央表面(或中央部)；以及外围区域120a，其与中央区域隔开。这里，外围区域120a可以比中央区域120b位置更靠近将在后面描述的汇流条框架300、端板400以及汇流条510和520。此外，这里外围区域120a可以包括电极引线111和112所在的区域，但是情况并不总是如此。

模块框架200可以用于保护电池单元堆120和与其连接的电气组件免受外部物理冲击影响。模块框架200可以在模块框架200的内部空间中容纳电池单元堆120和与其连接的电子装置。这里，模块框架200包括内表面200a(见图5)和外表面200b(见图5)，并且可以通过内表面200a限定模块框架200的内部空间。

模块框架200的结构可以是各种各样的。在一个示例中，模块框架200的结构可以是单框架的结构。这里，单框架可以是上表面、下表面和两个侧表面一体化的金属板形状。可以通过挤压成型来制造单框架。在另一示例中，模块框架200的结构可以是U形框架和上板结合的结构。在U形框架和上板结合的结构的情况下，可以通过将上板联接到U形框架的上侧表面来形成模块框架200的结构，U形框架是下表面和两个侧部结合或一体化的金属板。可以通过压制成型来制造每个框架或板。此外，除了单框架或U形框架之外，模块框架200的结构可以设置为L形框架的结构，并且可以设置为上述示例中未描述的各种结构。

模块框架200的结构可以设置成沿电池单元堆120的纵向方向开口的形状。电池单元堆120的前表面和后表面可以不被模块框架200覆盖。电池单元110的电极引线111和112可以不被模块框架200覆盖。电池单元堆120的前表面和后表面可以被将在后面描述的汇流条框架300、端板400、汇流条510和520等覆盖。因此，可以保护电池单元堆120的前表面和后表面免受外部物理冲击等影响。

同时，压缩垫150可以位于电池单元堆120与模块框架200的内表面的一个侧表面之间。此时，压缩垫150可以位于电池单元堆120的y轴上，并且可以面对在电池单元堆120两端处的两个电池单元110的至少一个表面。

此外，尽管图中未示出，但是可以将导热树脂注入到电池单元堆120与模块框架200的下表面之间，并且可以通过注入的导热树脂在电池单元堆120与模块框架200的下表面之间形成导热树脂层(未示出)。此时，导热树脂层可以位于电池单元堆120的z轴上，并且导热树脂层可以形成在电池单元堆120与模块框架200的位于-z轴上的底表面(或者可以称为底部)之间。

汇流条框架300可以位于电池单元堆120的一个表面上，以覆盖电池单元堆120的一个表面，同时引导电池单元堆120和外部装置之间的连接。汇流条框架300可以位于电池单元堆120的前表面或后表面上。汇流条510和520中的至少一个以及模块连接器可以安装在汇流条框架300上。参照图2和图3，作为特定示例，汇流条框架300的一个表面与电池单元堆120的前表面或后表面连接，汇流条框架300的另一表面可以与汇流条510和520连接。

汇流条框架300可以包括电绝缘材料。汇流条框架300可以限制汇流条510和520不与电池单元110的其它部分接触(汇流条510和520与电极引线111和112接合的部分除外)，并且可以防止电短路的发生。

尽管图中未示出，但是可以形成两个汇流条框架300，并且可以包括位于电池单元堆120的前表面上的第一汇流条框架和位于电池单元堆120的后表面上的第二汇流条框架。

端板400可以通过密封模块框架200的开口表面来保护电池单元堆120和与其连接的电气设备免受外部物理冲击影响。为此，端板400可以由具有预定强度的材料制成。例如，端板400可以包括诸如铝的金属。

端板400可以在覆盖位于电池单元堆120的一个表面上的汇流条框架300或汇流条510和520的同时联接(接合、密封或封闭)到模块框架200。端板400的每个边缘可以通过诸如焊接的方法联接到模块框架200的对应边缘。此外，用于电绝缘的绝缘盖800可以位于端板400和汇流条框架300之间。

尽管图中未示出，但是可以形成两个端板400，并且可以包括位于电池单元堆120的前表面上的第一端板和位于电池单元堆120的后表面上的第二端板。

第一端板可以在覆盖电池单元堆120的前表面上的第一汇流条框架的同时结合到模块框架200，第二端板可以在覆盖第二汇流条框架的同时结合到模块框架200。换句话说，第一汇流条框架可以位于第一端板和电池单元堆120之间，并且第二汇流条框架可以位于第二端板与电池单元堆120的后表面之间。

汇流条510和520可以安装在汇流条框架300的一个表面上，并且可以用于将电池单元堆120或电池单元110与外部装置电路电连接。汇流条510和520位于电池单元堆120或汇流条框架300和端板400上，由此能够保护汇流条510和520免受外部冲击等影响，并且可以最小化由于外部湿气等导致的耐用性劣化。

汇流条510和520可以通过电池单元110的电极引线111和112电连接到电池单元堆120。具体地，电池单元110的电极引线111和112穿过形成在汇流条框架300中的狭缝，并且然后弯曲以连接到汇流条510和520。构成电池单元堆120的电池单元110可以通过汇流条510和520串联连接或并联连接。

汇流条510和520可以包括用于将一个电池模块100电连接到另一电池模块100的端子汇流条520。端子汇流条520的至少一部分可以暴露于端板400的外部，以连接到另一外部电池模块100，为此，端板400可以设置有端子汇流条开口400H。

与其它汇流条510不同，端子汇流条520还可以包括向上突出的突出部，并且突出部可以经由端子汇流条开口400H暴露于电池模块100的外部。端子汇流条520可以经由通过端子汇流条开口400H暴露的突出部而与另一电池模块100或电池断开单元(BDU)连接，并且可以与其形成高电压(HV)连接。

同时，如上所述，在电池单元110以高密度层叠的电池模块100内部可能发生着火现象。当在一个电池模块100中发生着火现象时，电池模块100的热量、气体、火焰等传递到与其相邻的电池模块100，从而在电池模块100之间发生连续着火现象。因此，存在电池模块100或包括电池模块100的电池组的耐用性和稳定性降低的问题。

因此，在下文中，将描述能够解决上述着火现象从而提高电池模块100的耐用性和稳定性的排气部210。

图5是沿线A-A截取的图2的电池模块的截面图。图6是示出根据本公开的一个实施方式的电池模块的内部空间中产生的热量、气体、火焰等通过排气部排出的方向的示图。图7是示出根据本公开的一个实施方式的电池模块的排气部的示例的示图。

参照图5和图6，根据本公开的一个实施方式的模块框架200可以包括穿透模块框架200的内表面200a和外表面200b的排气部210。

排气部210可以用于将由模块框架200、端板400等密封的电池模块100的内部与电池模块100的外部连通。排气部210可以用于将在电池模块100内部发生着火时产生的热量、气体、火焰等排出到电池模块100的外部。

同时，当模块框架200设置有用于连通内部和外部的排气部210时，模块框架200外部的灰尘、杂质等可能通过排气部210的孔结构进入模块框架200的内部。因此，为了防止异物通过排气部210的孔流入，可以优选减小排气部210的孔的尺寸。

因此，根据本公开的一个实施方式的排气部210可以设计成包括多个具有小尺寸的孔。这里，排气部210的孔可以称为排气孔211，并且排气孔211的尺寸可以由包括在排气部210中的图案部212和用于支撑图案部212的支撑部214确定。此时，图案部212可以解释为包括支撑部214，但是为了便于说明，其将在下面分开描述。

排气部210可以包括与形成在模块框架200的内表面200a上的进气口210a和形成在外表面200b上的出气口210b连通的排气孔211。排气孔211的孔进气口211a可以位于排气部210的进气口210a中，并且排气孔211的孔出气口211b可以位于排气部210的出气口210b处。可以通过排气孔211限定孔进气口211a、孔出气口211b以及在孔进气口211a和孔出气口211b之间延伸的孔侧表面211c。

排气部210可以包括具有同心图形图案形状(concentric diagram patternshape)的图案部212和用于支撑图案部212的形状的支撑部214。基于排气部210的径向截面，图案部212可以包括中心彼此重合并且彼此径向隔开的多个图形。此外，基于排气部210的径向截面，支撑部214可以设置为杆的形式，并且可以支撑包括在图案部212中的多个图形。图案部212的图形可以通过支撑部214而彼此连接，并且可以通过支撑部214保持图案部212的整个图案形状。

排气孔211的形状、尺寸、位置或数量可以通过图案部212的图案形状和与图案部212交叉的支撑部214的形状限定。

由于排气孔211的整体形状可以主要根据图案部212的形状确定，所以在下文中，当描述排气孔211的形状时，将省略支撑部214，并且将主要描述由图案部212限定的排气孔211的形状。

排气孔211的形状可以是管状形状或管状形状的一部分，其中排气孔211的对应于管状圆周表面的孔侧表面211c可以主要由图案部212的壁表面(或称为侧表面)212c限定。

此外，排气孔211可以具有如图6的(a)所示的管状形状，但是也可以具有如图6的(b)和(c)所示的变形管状。这里，变形管状可以表示圆周表面的至少一部分在径向方向上以凸形形状或凹形形状变形，因为径向截面的尺寸和形状并不恒定。在传统的管状形状中，轴向截面可以具有有角形状，但是在变形管状形状中，轴向截面可以具有圆形形状(roundshape)。

在一个特定的示例中，排气孔211可以具有其径向截面(或直径)在轴向方向上朝着末端区域增加的形状，就像葫芦瓶(gourd bottle)的瓶颈。如图6的(b)和(c)所示，排气孔211的末端区域可以具有径向向外展开的形状。排气孔211的末端区域可以具有倒锥形形状。这里，排气孔211的末端区域可以指位于排气孔211的轴的端部处的区域，并且排气孔211的中央区域可以指位于两个上述末端区域之间的区域。

可以通过弯曲图案部212的壁表面212c的一部分来形成排气孔211的倒锥形形状。此时，在排气部210的轴向截面中，图案部212的壁表面212c可以具有圆形形状。在排气部210中，对应于倒锥形形状的边缘部212ca也可以具有圆形形状。这里，边缘部212ca可以指图案部212的位于进气口210a处的下表面212a(或称为流入表面)和图案部212的壁表面212c之间的部分。

当排气孔211的两个末端区域具有倒锥形形状时，电池模块100的内部气体可以通过排气孔211快速移动到电池模块100的外部。具体地，位于两个末端区域之间的中央区域可以比相对末端的区域在轴向上具有更小的每单位长度体积。气体等可以经由靠近孔进气口211a的一个末端区域进入中央区域。随着体积减小，压力会增加，并且允许向靠近作为相对低压环境的孔出气口211b的另一末端区域的快速移动。由此，电池模块100内部的气体可以快速排出到外部。

此外，在上述附图中，排气孔211的两个末端区域被示出为具有倒锥形形状，但是排气孔211的两个末端区域中仅一个可以具有倒锥形形状。即使排气孔211的两个末端区域中仅一个具有倒锥形形状，相比传统的管状形状，其也能促进气体的流出，使得如图6的(b)和(c)所示设置的排气孔211的气体排出效果可以大于如图6的(a)所示设置的排气孔211的气体排出效果。

同时，如图6的(a)所示，当边缘部212ca具有有角形状从而排气孔211被设置成管状形状时，在将电池模块100内部的热量、气体或火焰排出到外部的过程中，内部气体可能与边缘部212ca碰撞，并且碰撞的气体等再次进入电池模块100的内部，从而导致削弱排气部210的排气功能的问题。

同时，如图6的(b)和(c)所示，当边缘部212ca具有圆形形状从而排气孔211被设置成倒锥形形状时，与边缘部212ca碰撞的内部气体等可以沿由边缘部212ca的圆形形状引导的方向朝向孔出气口211b移动。

以这种方式，由于气体等的排出路径根据靠近进气口210a的边缘部212ca的形状而形成，所以排气部210的排气效果可以根据基于排气部210的轴向截面由边缘部212ca与进气口210a形成的角度(在下文中，称为“衍射角”)而变化。可以解释的是，图6的(b)的衍射角大于图6的(a)的衍射角，并且图6的(c)的衍射角大于图6的(b)的衍射角，其中可以基于边缘部212ca的一个点处的切线来计算衍射角。当衍射角更大时，可以改善排气部210的排气功能，但是排气功能还可以取决于边缘部212ca的圆形形状的尺寸和排气孔211的中央区域的直径。因此，当衍射角更大时，排气部210的排气功能不一定得到改善。

排气部210可以形成在模块框架200的至少一个表面上。这里，模块框架200可以处于在作为电池单元堆120的纵向方向的x轴上彼此面对设置的两个表面开口的状态。模块框架200可以具有在y轴上彼此面对设置的两个表面(下文中称为“y轴上的表面”)和在z轴上彼此面对设置的两个表面(下文中称为“z轴上的表面”)。

这里，模块框架200的y轴上的表面可以面对电池单元堆120的侧表面。模块框架200的y轴上的一个表面可以是沿电池单元堆120的宽度方向或长度方向延伸的表面。模块框架200的y轴上的一个表面可以面对一个电池单元110的一个表面。为了便于说明，模块框架200的y轴上的一个表面可以称为模块框架200的侧表面。

此外，这里，模块框架200的z轴上的一个表面可以面对电池单元堆120的上表面或下表面。模块框架200的z轴上的一个表面可以是沿电池单元堆120的层叠方向或纵向方向延伸的表面。模块框架200的z轴上的一个表面可以面对在一个方向上并排布置的多个电池单元堆120中的每一个的一个表面。为了便于说明，模块框架200的z轴上的一个表面也可以称为上表面或下表面(底表面或底部)。

如图5和图6所示，排气部210可以优选地形成在模块框架200的z轴上的一个表面上。这是因为当排气部210位于模块框架200的z轴上的一个表面上时，排气部210的进气口210a可以比在位于y轴上的一个表面上时更靠近电池单元堆120的多个电池单元110定位，使得从多个电池单元110排出的热量、气体或火焰可以快速排出到外部。以这种方式，可以根据电池单元堆120的其中多个电池单元110的一个表面并排布置的一个表面的位置确定排气部210在模块框架200上的位置。

同时，可以根据电池组中电池模块100的布置确定排气部210在模块框架200上的位置。例如，多个电池模块100可以在电池组中沿y轴或x轴布置，并且可以不沿z轴方向布置。此时，如图5和图6所示，当排气部210形成在模块框架200的z轴上的一个表面上时，其它相邻的电池模块100不会位于从排气部210的进气口210a延伸至出气口210b的排出路径上，从而能够最小化排出的热量、气体或火焰对其它电池模块100的影响。同时，当z轴上的两个表面中的-z轴表面是连接到电池组的安装表面(或底表面)时，排气部210可以形成在+z轴上。

排气部210可以形成在模块框架200的一个表面整体上，或者可以形成在模块框架200的一个表面的一部分上。这里，当排气部210形成在模块框架200的一个表面的一部分上时，排气部210可以优选地位于模块框架200的外围部(peripheral part)处。具体地，当从电池单元110产生高温气体或火焰时，高温气体或火焰可以通过端子汇流条开口400H等传递到相邻的电池模块100，使得相邻的电池模块100的性能可能劣化。此外，如果直接排出火焰，则火焰还会传递到相邻的电池模块，可能导致连锁着火和爆炸。因此，当排气部210形成在模块框架200的靠近汇流条框架300、端板400以及汇流条510和520的外围部中时，电池模块100中的着火现象可以通过排气部210解决，从而可以最小化热量、气体或火焰对其它电池模块100的影响。此外，排气部210可以沿纵向方向设置在对应于包括在电池单元堆120中的电极引线111和112的外围区域的位置处。在这种情况下，在电极引线111和112的外围区域中产生的热量、气体或火焰可以通过排气部210更有效地排出。这里，电极引线111和112的外围区域可以指包括电极引线111和112并且与电极引线111和112隔开预定距离或更小距离的区域。

此时，模块框架200的外围部是指基于联接到完整主体的电池模块100的模块框架200中对应于电池单元堆120的外围区域120a的部分。这里，电池单元堆120的外围区域120a可以包括电极引线111和112的外围区域，但不一定是这种情况。此外，本文的模块框架200的中央部可以指模块框架200中的对应于电池单元堆120的中央区域120b的部分。

同时，在上述图2至图6中，示出了排气部210的数量是一个，但是情况并不总是如此，并且排气部210的数量可以变化。例如，排气部210的数量可以是两个，并且排气部210可以定位成在模块框架200的纵向方向上的两端彼此面对。此时，排气部210可以设置在对应于电池单元堆120的外围区域120a的位置处。在另一示例中，排气部210的数量可以是两个或更多个，并且可以布置成行或列。布置成行或列的排气部210可以以一定距离设置，并且为了有效地排出电池模块100内部的气体，优选各个排气部210之间的间隔相等。

此时，多个行布置的方向可以沿电池单元堆120的纵向方向(x轴方向)。此外，多个行布置的方向可以沿垂直于电池单元堆120的纵向方向的方向(y轴方向或z轴方向)。

排气部210的形状可以以各种方式设置。在上述图2至图6中，示出排气部210的图案部212具有同心圆形图案形状，并且支撑部214具有x形杆形状。然而，与示出设置在B区域中的排气部210的示例的图7的(a)相似，如图7的(b)所示不仅将支撑部214设置为由至少两个杆组成的x形杆，而且还能够提供由一个杆制成的直杆。直杆具有排气孔211可以形成得较大的优点，但是可能具有难以牢固地支撑图案部212的缺点。此外，不仅图案部212如图7的(a)和(b)所示具有同心图案形状，而且还可以如图7的(c)和(d)所示具有中心彼此重合的同心图形图案形状。排气部210的图形图案可以与以上描述不同地提供，并且其形状将不受所示附图的限制。

同时，电池模块100内部的气体通过排气部210排出到外部的排出方向可以是从孔进气口211a到孔出气口211b的方向。通过改变排气孔211的孔进气口211a和孔出气口211b的位置，可以调节从排气部210排出的热量、气体或火焰的方向。

当z轴上的孔进气口211a和孔出气口211b在纵向方向(x轴方向)或层叠方向(y轴方向)上形成在不同位置处时，排出方向可以与从电池单元堆120朝向孔进气口211a的方向形成角度。由此，可以切换从电池单元堆120流入的高温度热量、气体和火焰的方向，并且可以增加排出路径的长度，使得通过孔出气口211b排出的气体等可以具有更低温度。

此外，孔进气口211a和孔出气口211b形成为使得排气部210的排出方向与模块框架200的形成有排气部210的一个表面所在的方向形成角度，从而可以最小化对电池组中的相邻电池模块100的影响。具体地，多个电池模块100可以在电池组中沿x轴方向布置，其中，出于诸如设计的各种原因，排气部210可以形成在模块框架200的位于x轴上的一个表面上。当排气部210位于x轴上时，容易影响其它相邻的电池模块100。因此，可以期望使排气部210的排出路径与x轴形成角度，更具体地，使得排气部210的排出路径形成在未设置相邻电池模块100的方向上。

这里，优选使从排气部210排出的热量、气体或火焰更快速地扩散到电池模块100的外部。因此，孔出气口211b的尺寸可以大于孔进气口211a的尺寸。

图8是示出根据本公开的一个实施方式的电池模块的排气部中设置有阻挡片的视图。

参照图8，用于覆盖排气部210的孔的阻挡片220可以布置在对应于排气部210的进气口210a的部分。阻挡片220可以防止异物通过排气孔211从外部流入。此外，阻挡片220可以包括用于在电池模块100内部发生着火时减轻着火现象的材料。这里，阻挡片220可以设置有在特定温度或压力或更高温度或压力下熔化的材料。当电池模块100内部发生着火时，阻挡片220可以打开排气孔211，热量、气体、火焰等可以通过排气孔211排出。例如，阻挡片220可以设置为PF膜。在另一示例中，阻挡片220可以包括能通过释放二氧化碳气体来抑制燃烧反应的灭火剂。当阻挡片220包含灭火剂时，电池模块100可以具有自熄功能。具体地，当在电池模块100中发生着火时，灭火剂可以减少电池模块100内部的热量、气体或火焰的影响，由此可以防止或延迟电池模块100内或电池模块100之间的连续着火现象。阻挡片220可以包括选自由无机碳酸盐、无机磷酸盐和无机硫酸盐组成的组的一种或更多种灭火剂。然而，包括在本公开的阻挡片220中的灭火剂不限于上述示例。

另一方面，上述电池模块100可以包括在电池组中。电池组包括根据本实施方式的一个或更多个电池模块，并且可以具有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的结构。

在电池组内，电池模块100可以布置成行和列。例如，电池模块100可以设置为面对另一电池模块100的端板400。当参照上述附图的端板400的位置时，至少两个电池模块100可以被理解为沿纵向方向(x轴方向)设置。在另一示例中，除了不同的x轴之外，电池模块100还可以沿y轴或z轴布置。电池模块100在电池组中层叠的方向可以根据电池组的体积和形状或者安装有电池组的装置的内部结构而变化。因此，电池模块100的层叠方向可以与上述示例不同。

此时，为了防止电池组中的电池模块100之间的连续着火现象，可以确定排气部210的位置和排气部210的排出方向。具体地，包括在一个电池模块100中的排气部210的位置和排出方向可以设计在不与另一相邻的电池模块100面对的方向上。可以参考以上描述来描述与此相关的更详细的信息。

电池模块和包括该电池模块的电池组可以应用于各种装置。这些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，并且可以应用于能够使用电池模块和包括该电池模块的电池组的各种装置，其也落入本公开的范围内的。

虽然上面已经示出和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可以使用在所附权利要求中限定的本发明的原理来设计多种更改和变型，这些更改和变型也落入本公开的精神和范围内。

100：电池模块

110：电池单元

120：电池单元堆

200：模块框架

210：排气部

210a：进气口

210b：出气口

211：排气孔

212：图案部

214：支撑部

220：阻挡片

300：汇流条框架

400：端板

510：汇流条

520：端子汇流条。

Claims (12)

1.一种电池模块，所述电池模块包括：

电池单元堆，在所述电池单元堆中，多个电池单元沿一个方向层叠；

模块框架，所述模块框架容纳所述电池单元堆并且具有内表面和外表面；以及

端板，所述端板联接到所述模块框架并且覆盖所述电池单元堆的前表面或后表面，

其中，在所述模块框架中形成排气部，并且

其中，所述排气部包括具有同心图形形状的图案部和用于支撑所述图案部的支撑部。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，

所述支撑部具有X形状。

3.根据权利要求1所述的电池模块，其中，

所述排气部包括限定形成在所述模块框架的所述内表面中的进气口和形成在所述模块框架的所述外表面上的出气口的孔的形式的至少一个排气孔。

4.根据权利要求3所述的电池模块，其中，

所述排气孔的末端区域具有倒锥形形状，并且

所述末端区域是包括所述进气口或所述出气口的区域。

5.根据权利要求3所述的电池模块，其中，

基于所述排气孔的轴向截面，所述排气孔的在所述进气口和所述出气口之间延伸的侧表面具有圆形形状，并且

通过所述进气口流入的流出物沿所述圆形形状移动到所述出气口。

6.根据权利要求3所述的电池模块，其中，

阻挡片位于与所述排气部的所述进气口相对应的部分处。

7.根据权利要求6所述的电池模块，其中，

所述阻挡片由根据所述模块框架内部的温度而熔化的材料形成。

8.根据权利要求6所述的电池模块，其中，

所述阻挡片包括选自由无机碳酸盐、无机磷酸盐和无机硫酸盐组成的组中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的电池模块，其中，

当所述多个电池单元层叠的方向被限定为层叠方向时，所述排气部形成在所述模块框架的沿所述层叠方向延伸的一个表面上。

10.根据权利要求1所述的电池模块，其中，

当从所述电池单元堆的所述前表面到所述后表面的方向被限定为纵向方向时，

所述排气部的纵向位置更靠近所述电池单元堆的所述前表面或所述后表面，而不是更靠近所述电池单元堆的与所述电池单元堆的所述前表面和所述后表面具有相同纵向距离的中央部。

11.根据权利要求1所述的电池模块，其中，

所述电池单元包括从所述电池单元的一个端部突出的电极引线，并且所述电极引线位于所述电池单元堆的所述前表面或所述后表面上。

12.一种电池组，所述电池组包括至少一个根据权利要求1所述的电池模块。

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