CN116034512A - 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一种电池模块，包括：电池电芯堆，在该电池电芯堆中堆叠有多个电池电芯；第一框架构件，该第一框架构件容纳所述电池电芯堆并具有开口上部；第二框架构件，该第二框架构件在所述第一框架构件的上部处覆盖所述电池电芯堆；连接部分，该连接部分将所述第一框架构件联接到所述第二框架构件；以及绝缘片，该绝缘片设置在所述电池电芯堆和所述第二框架构件之间，其中，所述绝缘片延伸到所述连接部分所在的区域。

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2020年11月20日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2020-0156686的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。

本发明涉及一种电池模块和包括该电池模块的电池组，更具体地，涉及一种在部件之间具有改善的绝缘性能的电池模块和包括该电池模块的电池组。

背景技术

二次电池作为诸如移动设备和电动车辆的各种产品组中的能源正在受到大量关注。这样的二次电池是强有力的能源，其可以代替使用化石燃料的现有产品，并且由于在能量使用中不产生副产物成为环境友好的能源而受到关注。

近来，随着对包括使用二次电池作为能量存储源的大容量二次电池结构的需求的增加，对具有多模块结构的电池组的需求正在增加，在该多模块结构中，聚集有包括串联/并联连接的多个二次电池的电池模块。

另外，在通过串联/并联连接多个电池电芯来配置电池组的情况下，通常，配置包括至少一个电池电芯的电池模块，并且使用该至少一个电池模块添加其他部件来配置电池组。

这种电池模块包括：电池电芯堆，多个电池电芯堆叠在所述电池电芯堆中；模块框架，其容纳所述电池电芯堆；以及汇流条框架，其覆盖所述电池电芯堆的前表面和后表面并且配备有汇流条。

图1是现有技术的电池模块的立体图。

参照图1，在现有技术的电池模块中，多个电池电芯堆叠在其中的电池电芯堆被容纳在管状模块框架中，该管状模块框架由U形框架20和联接到U形框架20的上部的上板21形成。此外，端板80可以在纵向方向上联接到模块框架的两端处的开口部分。

这里，为了将U形框架20联接到上板21，沿着如图1所示的连接线C进行焊接。即，U形框架20的侧表面的上边缘和上板21的长边通过焊接连接。然而，在这种情况下，由于在用于联接的焊接过程中产生的热量而存在对内部部件(特别是对被布置成保持模块框架与电池电芯堆之间的绝缘的绝缘片和缓冲垫)造成损坏的风险，因此限制了附接这种绝缘片和缓冲片的区域。即，绝缘片不能充分地形成在需要绝缘的部分中，并且应该附接到不受热量影响的区域，并且在这种情况下，可能难以确保模块中的绝缘性能。

发明内容

技术问题

本发明要解决的目的是提供一种具有改进的绝缘性能的电池模块。

本发明的问题不限于上述问题，并且根据以下描述，本领域技术人员将清楚地理解未提及的其他问题。

技术方案

本发明的示例性实施方式提供了一种电池模块，该电池模块包括：电池电芯堆，多个电池电芯堆叠在该电池电芯堆中；第一框架构件，所述第一框架构件容纳所述电池电芯堆并具有开口的上部；第二框架构件，所述第二框架构件从所述第一框架构件的上部覆盖所述电池电芯堆；连接部分，所述连接部分将所述第一框架部件和所述第二框架部件彼此连接；以及绝缘片，所述绝缘片设置在所述电池电芯堆和所述第二框架构件之间，其中，所述绝缘片设置为延伸到所述连接部分所在的区域。

所述第一框架构件可以是容纳所述电池电芯堆并具有开口上部的U形框架，所述第二框架构件可以是从所述U形框架的所述开口上部覆盖所述电池电芯堆的上板，所述U形框架可以包括底部和由所述底部连接并彼此面对的两个侧部，并且所述连接部分可以设置在所述侧部的上边缘和所述上板的边缘相交的部分中。

连接部分可包括多个铆钉。

所述连接部分可包括形成为邻近所述侧部的上边缘的多个第一铆钉孔；以及多个突起，所述多个突起从所述上板的边缘朝向所述U形框架突出并且包括形成为与所述第一铆钉孔对应的第二铆钉孔，并且所述多个铆钉中的每一个通过穿过所述第一铆钉孔和所述第二铆钉孔中的每一个而联接。

连接部分可包括多个从上板边缘延伸的钩。

连接部分可以包括形成为邻近侧部的上边缘的多个联接孔，并且多个钩可以分别联接到多个联接孔。

所述绝缘片可以包括延伸部，所述延伸部形成为延伸经过对应于所述电池电芯堆的区域到达所述连接部分所在的区域。

延伸部的端部可以形成为朝向电池电芯堆弯曲。

电池模块还可包括设置在侧部和电池电芯堆之间的缓冲垫。

缓冲垫的上端部分可以接触绝缘片。

本发明的另一示例性实施方式提供了一种包括上述电池模块的电池组。

有益效果

在根据本发明的示例性实施方式的电池模块和包括该电池模块的电池组中，当形成用于容纳电池电芯堆的框架时，即使没有焊接工艺也可以连接框架，使得绝缘片可以形成为比电池电芯堆延伸得更多，并且用于形成缓冲垫的区域可以被最大化，从而充分地确保模块中的绝缘性能。

本发明的效果不限于上述效果，并且根据权利要求的描述，本领域技术人员将清楚地理解未提及的其他效果。

附图说明

图1是现有技术的电池模块的立体图。

图2是根据本发明示例性实施方式的电池模块的分解立体图。

图3是示出图2的电池模块被组装的状态的图。

图4是示出图3的部分A-A’的截面图。

图5是示出根据本发明另一示例性实施方式的电池模块的组装状态的图。

图6是示出图5的部分B-B’的截面图。

具体实施方式

应当理解，本文所公开的示例性实施方式仅仅是为了更好地理解本公开，并且本公开可以以各种方式进行修改。在以下描述中，当确定相关已知功能或配置的详细描述不必要地模糊本公开的要旨时，将省略详细描述和具体说明。此外，为了便于理解本公开，附图没有按实际比例绘制，但是一些部件的尺寸可能被夸大。

应当理解，虽然术语“第一”、“第二”等在本文中可用于描述各种元件，但这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。

这里使用的术语仅仅是出于描述特定的示例性实施方式的目的，而不是为了限制本发明。如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有说明。还将理解，当在本文中使用术语“包括”、“包含”、“具有”、“有”、“含”和/或“包含有”时，表示存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或更多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。

在下文中，将参照图2至图4描述根据本发明示例性实施方式的电池模块。

图2是根据本发明示例性实施方式的电池模块的分解立体图。图3是示出图2的电池模块被组装的状态的图。图4是示出图3的部分A-A’的截面图。

参见图2至图4，根据本发明的示范性实施方式的电池模块包括：电池电芯堆110，多个电池电芯堆叠在该电池电芯堆中；第一框架200(也称为U形框架)，该第一框架容纳电池电芯堆110并具有开口的上部；第二框架构件210(也称为上板)，其被联接以从第一框架构件200的上部覆盖电池电芯堆并具有平板形状；连接部分CP，其将第一框架构件和第二框架构件彼此联接；以及绝缘片200，其设置在电池电芯堆110和第二框架构件210之间。此外，根据本发明的示例性实施方式的电池模块包括汇流条框架300和一对端板800，汇流条框架300沿纵向方向形成在第一框架构件200的两端处的电池电芯堆110的两端中的每一个处，端板800联接到汇流条框架300的外侧以保护内部部件。

包括在电池电芯堆110中的电池电芯是二次电池，并且可以被配置为袋型二次电池。电池电芯可以被配置成多个，并且多个电池电芯可以彼此堆叠以彼此电连接以形成电池电芯堆110。多个电池电芯中的每一个可包括电极组件、电池壳体和从电极组件突出的电极引线。

容纳电池电芯堆110的模块框架可以包括容纳电池电芯堆110并具有开口上部(在图中Z轴方向上的上部)的U形框架200和联接到U形框架200的上部以覆盖电池电芯堆110的上板210。在这种情况下，U形框架200和上板210可以通过连接部分CP彼此连接。其详细描述将在后面给出。U形框架200可包括底部200a和连接到底部200a、向上延伸且彼此面对的两个侧部200b。与图2所示的模块框架不同，模块框架可以形成为具有包括上表面、下表面、左表面和右表面的方形管形状，以覆盖电池电芯堆110的上侧、下侧、左侧和右侧四侧。

汇流条框架300可以形成为覆盖电池电芯堆110的前表面和后表面，可以定位在电池电芯堆110的前表面和后表面上，并且可以连接到从多个电池电芯延伸的电极引线。更详细地，延伸穿过汇流条框架300的电极引线联接到安装在汇流条框架300上的多个汇流条，使得电池电芯和汇流条可以彼此电连接。

端板800可以相对于电池电芯堆110形成在汇流条框架300的外侧，以覆盖电池电芯堆110和汇流条框架300。

端板800保护汇流条框架300、电池电芯堆110和连接到其上的各种电气部件免受外部冲击影响，并且同时引导电池电芯堆110和外部电源之间的电连接。绝缘盖700可以插入在端板800和汇流条框架300之间。绝缘盖700可以阻挡汇流条框架300与外部之间的电连接，以确保电池模块的绝缘性能。

导热树脂层900可以形成在模块框架200的底表面上。电池电芯堆110可定位在导热树脂层900上方以将电池电芯堆110产生的热传递到电池模块的外部。根据本示例性实施方式，导热树脂层900可以由热树脂形成。

根据本示例性实施方式，绝缘片600设置在电池电芯堆110和上板210之间。绝缘片600可以在电池电芯堆110的上表面部分和上板210之间执行绝缘功能。绝缘片600可以由绝缘膜形成。此外，绝缘片600可以由异质注塑产品(heterogeneous injection-moldedproduct)、模制膜、收缩管等形成。

在现有技术中，如图1所示，由于采用焊接工艺来结合U形框架20和上板21，所以当绝缘片600形成为穿过形成有电池电芯堆110的区域以便与联接U形框架20和上板21的部分邻近时，绝缘片可能被焊接期间产生的热量损坏。因此，形成绝缘片600的区域受到限制。

然而，在本示例性实施方式中，由于焊接过程不应用于U形框架200和上板210的联接，而是U形框架200和上板210通过连接部分CP连接，使得绝缘片600不会被损坏并且可以设置在足够的区域上方。即，绝缘片600设置为延伸到连接部分CP所在的区域。更具体地，绝缘片600包括延伸部610，该延伸部610经过与电池电芯堆110的上表面相对应的区域进一步朝向U形框架200的侧部200b延伸。在图2和图4中，延伸部610是指在Y轴方向上与电池电芯堆110的上表面相比进一步延伸的部分。

延伸部610可以通过将其端部朝向电池电芯堆110弯曲而形成。此外，由于延伸部610形成为如上所述的柔性膜的形式，所以延伸部610可根据内部部件的形状而柔性地变形，所述内部部件例如为上板210和U形框架200的侧部200b以及连接部分CP等，如图4所示。如上所述，包括延伸部610的绝缘片600形成为延伸到U形框架200的侧部200b，因此，可以确保直到与上板210和U形框架200的连接部分相对应的部分的足够的绝缘性能，在该部分中，在现有技术中绝缘较弱。

此外，在本示例性实施方式中，缓冲垫120可定位在电池电芯堆110与U形框架200的侧部200b之间。当电池电芯膨胀时，缓冲垫120被按压，以用作控制电芯膨胀的缓冲器，从而可以防止由于电池电芯的膨胀而对电池电芯和模块框架造成损坏。为此，缓冲垫120可包括包含软弹性材料的材料，所述软弹性材料例如为聚氨酯(PU)或三元乙丙橡胶(EDPM)。

由于在现有技术中存在缓冲垫120也由于焊接期间产生的热量而损坏的可能性，因此在缓冲垫120的形成区域中存在限制。然而，在本示例性实施方式中，由于不是通过焊接进行接合，因此可以充分地确保缓冲垫120的形成区域。即，如图4所示，缓冲垫120的形成区域可以在图中的Z轴方向上向上尽可能得大，以与绝缘片600接触。

根据该构造，通过绝缘片600和缓冲垫120，在现有技术中绝缘较弱的部分，即，U形框架200和上板210相交的拐角区域被绝缘材料充分地覆盖，因此，可以充分地确保电池电芯堆110和模块框架之间的绝缘性能。

在本示例性实施方式中，为了如上所述在不焊接的情况下联接U形框架200和上板210，包括用于通过多个铆钉213联接U形框架200和上板210的连接部分CP。即，参照图4，上板210包括从边缘(即，沿着图2和图3中的上板210的较长侧的边缘)朝向U形框架200突出的多个突起211。在突起211和U形框架200的侧部200b的上边缘彼此交叠的状态下，可铆接多个铆钉213以将它们结合。因此，如图4所示，多个第一铆钉孔201形成在与U形框架200的侧部200b的上边缘邻近的位置处，并且第二铆钉孔212形成在突起211上以对应于第一铆钉孔201。以这种方式，U形框架200和上板210通过包括铆钉213、第一铆钉孔201、第二铆钉孔212和突起211的连接部分CP而彼此连接，从而在没有焊接过程的情况下牢固地联接U形框架200和上板210。

接下来，将参照图5和6描述本发明的另一示例性实施方式。

图5是示出根据本发明另一示例性实施方式的电池模块的组装状态的图。图6是示出图5的部分B-B’的截面图。

参照图5和图6，在本发明的另一示例性实施方式中，仅连接部分CP'的构造与上述示例性实施方式的构造不同，因此，将描述连接部分CP'，并且将省略对相同部件的详细描述。

如图5和6所示，在本发明的另一示例性实施方式中，不执行将U形框架200和上板210彼此联接的焊接工艺，而包括钩214和联接孔201'作为连接部分CP'。

即，连接部分CP'包括从上板210的边缘延伸的多个钩214。多个钩214从上板210向U形框架200的侧部200b延伸，如图6所示。即，在图6中，多个钩214在Z轴方向上向下延伸并且在Y轴方向上朝向侧部200b的外侧延伸。多个联接孔201'形成为邻近侧部200b的上边缘以对应于钩214的位置。通过将钩214卡扣配合地联接到联接孔201'，U形框架200和上板210可以牢固地彼此联接而无需焊接过程。

此外，如上所述由于U形框架200和上板210可以在没有焊接工艺的情况下彼此联接，所以绝缘片600和缓冲垫120的形成区域可以延伸到形成连接部分CP'的部分，并且因此，即使在现有技术中绝缘较弱的电池模块的拐角部分中(即，在U形框架200和上板210彼此联接的部分中)，也可以确保足够的绝缘性能。

上述电池模块可以被包括在电池组中。电池组可以具有这样的结构，在该结构中，利用管理电池的温度或电压的电池管理系统(BMS)和冷却装置来收集和封装根据本示例性实施方式的一个或更多个电池模块。

电池组可应用于各种装置。这样的设备可以应用于诸如电动自行车、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，并且可以应用于可以使用电池模块的各种设备，这也落入本发明的范围内。

虽然在上文中已经说明和描述了本发明的示例性实施方式，但是本发明不限于上述的特定示例性实施方式，并且在不脱离权利要求所要求保护的本发明的范围和精神的情况下，本领域技术人员可以对本发明进行各种修改。这些修改也应理解为落入本发明的技术精神和范围内。

[附图标记说明]

100：电池模块

110：电池电芯堆

120：缓冲垫

200：第一框架构件(U形框架)

210：第二框架构件(上板)

600绝缘片

610：延伸部

CP：连接部分

Claims (11)

1.一种电池模块，该电池模块包括：

电池电芯堆，多个电池电芯堆叠在所述电池电芯堆中；

第一框架构件，所述第一框架构件容纳所述电池电芯堆并具有开口上部；

第二框架构件，所述第二框架构件从所述第一框架构件的上部覆盖所述电池电芯堆；

连接部分，所述连接部分将所述第一框架构件和所述第二框架构件彼此联接；以及

绝缘片，所述绝缘片布置在所述电池电芯堆与所述第二框架构件之间，

其中，所述绝缘片设置为延伸到所述连接部分所在的区域。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其中：

所述第一框架构件是容纳所述电池电芯堆并具有开口上部的U形框架，

所述第二框架构件是从所述U形框架的开口上部覆盖所述电池电芯堆的上板，

所述U形框架包括底部和由所述底部连接并且彼此面对的两个侧部，并且

所述连接部分设置在所述侧部的上边缘和所述上板的边缘相交的部分中。

3.根据权利要求2所述的电池模块，其中：

所述连接部分包括多个铆钉。

4.根据权利要求3所述的电池模块，其中：

所述连接部分包括：

多个第一铆钉孔，所述多个第一铆钉孔形成为邻近所述侧部的上边缘；以及

多个突起，所述多个突起从所述上板的边缘朝向所述U形框架突出并且包括形成为与所述第一铆钉孔对应的第二铆钉孔，并且

所述多个铆钉中的每一个通过穿过所述第一铆钉孔和所述第二铆钉孔中的每一个而联接。

5.根据权利要求2所述的电池模块，其中：

所述连接部分包括从所述上板的边缘延伸的多个钩。

6.根据权利要求5所述的电池模块，其中：

所述连接部分包括多个联接孔，所述多个联接孔被形成为邻近所述侧部的上边缘，并且

所述多个钩分别联接到所述多个联接孔。

7.根据权利要求1所述的电池模块，其中：

所述绝缘片包括延伸部，所述延伸部被形成为延伸经过与所述电池电芯堆对应的区域到达所述连接部分所在的区域。

8.根据权利要求1所述的电池模块，其中：

所述延伸部的端部被形成为朝向所述电池电芯堆弯曲。

9.根据权利要求2所述的电池模块，该电池模块还包括：

缓冲垫，所述缓冲垫设置在所述侧部和所述电池电芯堆之间。

10.根据权利要求9所述的电池模块，其中：

所述缓冲垫的上端部分接触所述绝缘片。

11.一种包括电池模块的电池组，所述电池模块是根据权利要求1所述的电池模块。

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