CN116235342A - 散热构件和包括该散热构件的电池组 - Google Patents

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Abstract

根据本公开的实施方式的散热构件包括：框架构件，该框架构件包括第一框架和第二框架，所述第一框架和所述第二框架彼此连接并且折叠成使得第一框架的内表面和第二框架的内表面彼此面对；第一绝热构件，其附接至第一框架的外表面；第二绝热构件，其附接至第二框架的外表面；中央绝热构件，其位于第一框架的内表面和第二框架的内表面之间；第一散热构件，其位于第一框架的内表面和中央绝热构件之间；以及第二散热构件，其位于第二框架的内表面与中央绝热构件之间。

Description

散热构件和包括该散热构件的电池组
技术领域
与相关申请的交叉引用
本申请要求在韩国知识产权局于2021年4月30日提交的韩国专利申请10-2021-0056421和于2022年4月18日提交的韩国专利申请10-2022-0047511的权益，其全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及一种散热构件和包括该散热构件的电池组，该散热构件有效地散热同时防止相邻电池模块之间的热传播。
背景技术
随着技术发展和对移动设备的需求增加，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方形电池、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电池电芯的一部分中发生热失控而引起起火或爆炸，则热或火焰会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起火或爆炸。
因此，需要开发一种散热构件和包括该散热构件的电池组，该散热构件和电池组能够有效地散发所产生的热，同时防止在电池组中的一部分电池模块起火或爆炸时热传递到相邻的电池模块。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供一种散热构件和包括该散热构件的电池组，该散热构件有效地散热同时防止相邻电池模块之间的热传播。
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，提供一种散热构件，其包括：框架构件，所述框架构件包括彼此连接的第一框架和第二框架，其中，所述第一框架的内表面和所述第二框架的内表面折叠成彼此面对；第一绝热构件，所述第一绝热构件附接至所述第一框架的外表面；第二绝热构件，所述第二绝热构件附接至所述第二框架的外表面；中央绝热构件，所述中央绝热构件位于所述第一框架的内表面和所述第二框架的内表面之间；第一散热构件，所述第一散热构件位于所述第一框架的内表面和所述中央绝热构件之间；以及第二散热构件，所述第二散热构件位于所述第二框架的内表面和所述中央绝热构件之间。
第一散热构件还包括在垂直于第一框架的方向上弯曲的表面，第二散热构件还包括在垂直于第二框架的方向上弯曲的表面，并且第一散热构件和第二散热构件可以在彼此相反的方向上弯曲。
第一框架和第二框架可以各自包括至少一个十字形结构。
至少一个铰链联接部件形成在第一框架和第二框架之间。
第一侧表面部可以分别形成在第一框架的两侧上，并且第二侧表面部可以分别形成在第二框架的两侧上。
所述第一侧表面部可以覆盖所述第一绝热构件的侧表面、所述第一散热构件的侧表面以及所述中央绝热构件的侧表面，并且所述第二侧表面部可以覆盖所述第二绝热构件的侧表面、所述第二散热构件的侧表面以及所述中央绝热构件的侧表面。
至少一个突起可以形成在第一框架和第二框架中的至少一者的内表面上。
所述突起可以穿过第一散热构件、第二散热构件和中央绝热构件。
中央绝热构件的宽度可以大于第一绝热构件的宽度或第二绝热构件的宽度。
根据本公开的另一实施方式的散热构件还可包括形成在第一散热构件和第二散热构件上的冷却垫。
根据本公开的又一实施方式，提供一种包括上述散热构件的电池组，其中，所述散热构件位于多个电池模块中的相邻的一对电池模块之间。
所述一对电池模块中的一个电池模块的一个侧表面与所述第一绝热构件接触，并且所述一对电池模块中的另一个电池模块的一个侧表面与所述第二绝热构件接触。
所述一对电池模块中的所述一个电池模块的上部可以与所述第一散热构件的至少一部分接触，并且所述一对电池模块中的所述另一个电池模块的上部可以与所述第二散热构件的至少一部分接触。
有利效果
在根据本公开的实施方式的散热构件和包括该散热构件的电池组中，包括在散热构件中的散热构件位于绝热构件之间，从而能够有效地散热同时防止相邻电池模块之间的热传播。
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是简要地示出包括在根据本公开的实施方式的电池组中的一对电池模块和散热构件的图；
图2是示出图1的散热构件的立体图；
图3是图1的散热构件的正视图；
图4是示出包括在图1的散热构件中的框架构件的图；
图5是示出包括在图1的散热构件中的绝热构件和散热构件的图；
图6至图12是示出组装图1的散热构件的过程的图；以及
图13和图14是示出根据本公开的另一实施方式的散热构件的图。
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这些实施方式。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，放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，是指当从上侧观察目标部分时，并且当被称为“横截面”时，是指当从垂直切割的横截面的侧面观察目标部分时。
在下文中，将描述包括根据本公开的实施方式的散热构件的电池组。
图1是简要地示出包括在根据本公开的实施方式的电池组中的一对电池模块和散热构件的图。
参照图1，根据本公开的实施方式的电池组包括散热构件100，其中散热构件100位于多个电池模块中的相邻的一对电池模块10之间。
这里，电池模块10未在图中具体示出，但是多个电池电芯(未示出)可以沿预定方向堆叠，然后安装在模块框架上以构成电池模块。在此，由于多个电池电芯(未示出)不受其类型的具体限制，因此可以使用袋状二次电池或方形二次电池。
此外，在本实施方式中，一对电池模块10中的一个电池模块10的一个侧表面可以与第一绝热构件131(图3)接触，并且一对电池模块10中的另一个电池模块10的一个侧表面可以与第二绝热构件135(图3)接触。
因此，根据本实施方式，当在电池模块的一部分中发生起火或爆炸时，相邻电池模块10之间的热传递可被散热构件100的绝热构件130(图3)阻挡，从而防止由于相邻电池模块10之间的热传播而引起的连续起火或爆炸。
此外，所述一对电池模块10中的一个电池模块10的上部与第一散热构件151(图2)的至少一部分接触，并且所述一对电池模块10中的另一个电池模块10的上部可与第二散热构件155(图2)的至少一部分接触。
由此，根据本实施方式，当在电池模块的一部分中发生起火或爆炸时，在相邻的电池模块10中产生的热沿着散热构件100的散热构件150(图2)移动，并且因此，在电池模块10中产生的热可以被有效且快速地分散。
接下来，将更详细地描述根据本公开的实施方式的散热构件。
图2是示出图1的散热构件的立体图。图3是图1的散热构件的正视图。图4是示出包括在图1的散热构件中的框架构件的图。图5是示出包括在图1的散热构件中的绝热构件和散热构件的图。
参照图2和图3，根据本公开的实施方式的散热构件100：包括框架构件110，该框架构件110包括彼此连接的第一框架111和第二框架115，其中第一框架111的内表面和第二框架115的内表面折叠成彼此面对；第一绝热构件131，其附接至第一框架111的外表面；第二绝热构件135，其附接至第二框架115的外表面；中央绝热构件170，其位于第一框架111的内表面和第二框架115的内表面之间；第一散热构件151，其位于第一框架111的内表面和中央绝热构件170之间；以及第二散热构件155，其位于第二框架115的内表面和中央绝热构件170之间。
更具体地，参照图2和图4，框架构件110可包括彼此连接的第一框架111和第二框架115。更具体地，框架构件110可以折叠成使得第一框架111的内表面和第二框架115的内表面彼此面对。
例如，框架构件110可以具有形成在第一框架111和第二框架115之间的至少一个铰链联接部件119。这里，铰链联接部件119可以具有本领域常用的铰链联接结构。
由此，第一框架111和第二框架115基于铰链联接部件119在第一框架111的内表面和第二框架115的内表面彼此面对的方向上折叠。此外，铰链联接部件119位于框架构件110的下方，以防止散热构件150和中央绝热构件170上下分离。
参照图4，第一框架111和第二框架115中的每一个可以是包括至少一个十字形结构的网格框架。然而，第一框架111和第二框架115的形状不限于此，并且在本实施方式中可以包括能够保持框架构件110的刚性的任何形状。
此外，在框架构件110中，第一侧表面部111a和111b可以分别形成在第一框架111的两侧上，并且第二侧表面部115a和115b可以分别形成在第二框架115的两侧上。更具体地，第一侧表面部111a和111b可以基于第一框架111的宽表面在上下方向上延伸，并且第二侧表面部115a和115b可以基于第二框架115的宽表面在上下方向上延伸。
更具体地，参照图3和图4，第一框架111的第一侧表面部111a和111b可覆盖附接至第一框架111的外表面的第一绝热构件131的侧表面。此外，第一框架111的第一侧表面部111a和111b可以覆盖位于第一框架111的内表面上的第一散热构件151和中央绝热构件170的侧表面。
即使在第二框架115的第二侧表面部115a和115b的情况下，它们也可以类似地覆盖附接至第二框架115的外表面的第二绝热构件135的侧表面。此外，第二框架115的第二侧表面部115a和115b可以覆盖位于第二框架115的内表面上的第二散热构件155和中央绝热构件170的侧表面。
由此，框架构件110可覆盖位于第一框架111和第二框架115的内表面或外表面上的绝热构件130、散热构件150和中央绝热构件170的侧表面，从而防止绝热构件130、散热构件150和中央绝热构件170左右分离并保护它们免受外部冲击。
参照图4，框架构件110可具有形成在第一框架111和第二框架115中的至少一个的内表面上的至少一个突起113。例如，如图4所示，突起113可仅形成在第一框架111的内表面上。然而，本发明不限于此，突起113可以形成在第二框架115的内表面上，或者可以分别形成在第一框架111和第二框架115的内表面上。
这里，突起113可以穿过第一散热构件151、第二散热构件155和中央绝热构件170。更具体地，第一散热构件151、第二散热构件155和中央绝热构件170可以预先形成有孔，突起113可以装配到该孔中。
因此，框架构件110可以更稳定地将位于第一框架111和第二框架115的内表面上的散热构件150和中央绝热构件170固定在框架构件110内。
此外，框架构件110可以由诸如聚碳酸酯-丙烯腈-丁二烯－苯乙烯(PC-ABS)，聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)或聚丙烯(PP)的材料制成。然而，框架构件110的材料不限于此，并且在本实施方式中可以包括在保持框架构件110的刚性的同时具有低热导率的任何材料。
参照图2、图3和图5的(a)，绝热构件130可包括第一绝热构件131和第二绝热构件135，其中第一绝热构件131可连接到第一框架111的外表面，第二绝热构件135可连接到第二框架115的外表面。
这里，第一绝热构件131可以沿着第一框架111的外表面延伸，但是可以延伸到第一侧表面部111a和111b。此外，第二绝热构件135沿着第二框架115的外表面延伸，但是可以延伸到第二侧表面部115a和115b。
此外，绝热构件130可以由氧化硅制成。例如，氧化硅可以由诸如玻璃纤维的材料制成。然而，绝热构件130的材料不限于此，并且在本实施方式中可以包括具有高绝热性能的任何材料。
由此，根据本实施方式，绝热构件130可以阻挡相邻电池模块10(图1)之间的热传递。
参照图2、图3和图5的(b)，中央绝热构件170可位于第一框架111的内表面和第二框架115的内表面之间。更具体地，中央绝热构件170可以位于第一散热构件151和第二散热构件155之间。
这里，中央绝热构件170的宽度可以大于绝热构件130的宽度。更具体地，中央绝热构件170的宽度可以大于第一绝热构件131的宽度或第二绝热构件135的宽度。
例如，中央绝热构件170的宽度可以是第一绝热构件131的宽度或第二绝热构件135的宽度的两倍。然而，中央绝热构件170的宽度不限于此，并且在本实施方式中可以包括足以阻挡第一散热构件151与第二散热构件155之间的热传递的任何宽度。
此外，中央绝热构件170可以由氧化硅制成。例如，氧化硅可以由诸如玻璃纤维的材料制成。然而，中央绝热构件170的材料不限于此，并且在本实施方式中可以包括具有高绝热性能的任何材料。
由此，根据本实施方式，即使热量从电池模块10(图1)分别传递到第一散热构件151和第二散热构件155，中央绝热构件170也能够阻断第一散热构件151和第二散热构件155之间的热传递。
参照图2、图3和图5的(c)，散热构件150可包括第一散热构件151和第二散热构件155。更具体地，第一散热构件151可位于第一框架111的内表面和中央绝热构件170之间，第二散热构件155可位于第二框架115的内表面和中央绝热构件170之间。
这里，散热构件150还可以包括在垂直于框架构件110的方向上弯曲的表面。更具体地，第一散热构件151可以进一步包括在垂直于第一框架111的方向上弯曲的表面，并且第二散热构件155可以进一步包括在垂直于第二框架115的方向上弯曲的表面。这里，第一散热构件151和第二散热构件155可以沿彼此相反的方向弯曲。
此外，散热构件150可以由诸如铝(Al)或石墨的材料制成。然而，散热构件150的材料不限于此，并且在本实施方式中可以包括具有高导热性的任何材料。
因此，根据本实施方式，电池模块10(图1)的上部分别位于第一散热构件151的弯曲表面或第二散热构件155的弯曲表面附近，使得电池模块10(图1)中产生的热能够容易地散发到第一散热构件151或第二散热构件155。此外，第一散热构件151的弯曲表面或第二散热构件155的弯曲表面与形成在电池组框架(未示出)的上部上的冷却构件接触，使得在电池模块10(图1)中产生的热可被有效地消散。
接下来，将详细描述根据本实施方式的散热构件100的各个部件的组装过程。
图6至图12是示出组装图1的散热构件的过程的图。
参见图6，如图6的(a)所示，第一绝热构件131可位于预先准备好的夹具220中形成的凹槽210中，并且如图6的(b)所示，第一绝热构件131可稳定地固定到凹槽210。
接着，参照图7，调节位置，使得第一绝热构件131和第一框架111的外表面彼此面对，如图7的(a)所示，然后，第一框架111的外表面可安置在第一绝热构件131上，如图7的(b)所示。
接着，参照图8，第一散热构件151的一个表面位于第一框架111的内表面上，其中形成在第一框架111中的突起113可以穿过第一散热构件151。这里，第一散热构件151可以具有孔，该孔的尺寸对应于预先形成的突起113的尺寸。
接着，参照图9，将中央绝热构件170安置在第一散热构件151上，其中形成在第一框架111中的突起113可以穿过中央绝热构件170。这里，即使在中央绝热构件170的情况下，也可以预先形成具有与突起113的尺寸相对应的尺寸的孔。
接着，参照图10，将第二散热构件155安置在中央绝热构件170上，其中形成在第一框架111上的突起113可以穿过第二散热构件155。这里，即使在第二散热构件155的情况下，也可以预先形成具有与突起113的尺寸相对应的尺寸的孔。
接着，参考图11，将第二框架115在第二框架115的内表面和第一框架111的内表面彼此面对的方向上折叠，其中第二框架115的内表面可以安置在第二散热构件155上。
接着，参照图12，第二绝热构件135可以安置在第二框架115的外表面上。
因此，根据本实施方式，散热构件100可具有通过上述工艺组装的相应部件，由此组装工艺相对简单，并且可通过部件之间的机械联接而无需单独的粘合剂层来固定，从而进一步提高了生产率。
此外，虽然在图6至图12中未示出，但是根据本公开的另一实施方式，在部件的至少一部分上形成钩结构或卡扣配合结构，由此包括在散热构件100中的部件可通过钩联接或卡扣配合联接彼此固定。
因此，根据本实施方式，进一步改善了部件之间的联接力，并且因此，还可以进一步改善散热构件100的质量。
接下来，将描述根据本公开的另一实施方式的散热构件100。此时，根据本实施方式的散热构件包括根据本实施方式的散热构件的所有构造，将省略相应的描述以避免重复和冗余。
图13和图14是示出根据本公开的另一实施方式的散热构件的图。
参照图13和图14，根据本实施方式的散热构件100还可包括形成在散热构件150上的冷却垫190。即，根据本实施方式的散热构件100还可包括形成在第一散热构件151和第二散热构件155上的冷却垫190。更具体地，包括在根据本实施方式的散热构件100中的冷却垫190可由可压缩冷却垫形成。
冷却垫190可以形成在第一散热构件151和第二散热构件155的弯曲表面上。此时，冷却垫190可以形成为具有与弯曲表面相同的面积，或者可以形成为具有小于弯曲表面的面积。因此，通过第一散热构件151和第二散热构件152传递的热量可被快速冷却并通过冷却垫190传递。
在这种情况下，冷却垫190可以由硅基或丙烯酸基材料形成。具体地，冷却垫190可以是硅酮垫、硅橡胶垫、硅酮聚合物垫等，并且可以是丙烯酸垫、丙烯酸聚合物垫等，但不限于此。
冷却垫190形成在根据本实施方式的散热构件100的散热构件150上，从而能够进一步与包括散热构件100的电池组的电池组框架(未示出)接触。因此，在电池模块100中产生的热通过散热构件150和冷却垫190传递到电池组的电池组框架，使得在电池模块10中产生的热可以有效且快速地散发。特别地，冷却垫190由可压缩的冷却垫形成，并且与电池组的电池组框架紧密接触，从而使接触热阻最小化并且能够形成有效的热传递路径。
同时，根据本实施方式的装置可以包括上述电池组。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。
[附图标记说明]
10：电池模块
100：散热构件
110：框架构件
130：绝热构件
150：散热构件
170：中央绝热构件
190：冷却垫

Claims (13)

1.一种散热构件，所述散热构件包括：
框架构件，所述框架构件包括彼此连接的第一框架和第二框架，其中，所述第一框架的内表面和所述第二框架的内表面折叠成彼此面对；
第一绝热构件，所述第一绝热构件附接至所述第一框架的外表面；
第二绝热构件，所述第二绝热构件附接至所述第二框架的外表面；
中央绝热构件，所述中央绝热构件位于所述第一框架的内表面和所述第二框架的内表面之间；
第一散热构件，所述第一散热构件位于所述第一框架的内表面和所述中央绝热构件之间；以及
第二散热构件，所述第二散热构件位于所述第二框架的内表面和所述中央绝热构件之间。
2.根据权利要求1所述的散热构件，其中：
所述第一散热构件还包括在垂直于所述第一框架的方向上弯曲的表面，
所述第二散热构件还包括在垂直于所述第二框架的方向上弯曲的表面，并且
所述第一散热构件和所述第二散热构件沿彼此相反的方向弯曲。
3.根据权利要求1所述的散热构件，其中：
所述第一框架和所述第二框架各自包括至少一个十字形结构。
4.根据权利要求1所述的散热构件，其中：
在所述第一框架和所述第二框架之间形成有至少一个铰链联接部件。
5.根据权利要求4所述的散热构件，其中：
在所述第一框架的两侧上分别形成有第一侧表面部，并且
在所述第二框架的两侧上分别形成有第二侧表面部。
6.根据权利要求5所述的散热构件，其中：
所述第一侧表面部覆盖所述第一绝热构件的侧表面、所述第一散热构件的侧表面以及所述中央绝热构件的侧表面，并且
所述第二侧表面部覆盖所述第二绝热构件的侧表面、所述第二散热构件的侧表面以及所述中央绝热构件的侧表面。
7.根据权利要求4所述的散热构件，其中：
在所述第一框架和所述第二框架中的至少一者的内表面上形成有至少一个突起。
8.根据权利要求7所述的散热构件，其中：
所述突起穿过所述第一散热构件、所述第二散热构件以及所述中央绝热构件。
9.根据权利要求1所述的散热构件，其中：
所述中央绝热构件的宽度大于所述第一绝热构件的宽度或所述第二绝热构件的宽度。
10.根据权利要求1所述的散热构件，
所述散热构件进一步包括形成在所述第一散热构件和所述第二散热构件上的冷却垫。
11.一种电池组，所述电池组包括根据权利要求1所述的散热构件，其中，所述散热构件位于多个电池模块中的相邻的一对电池模块之间。
12.根据权利要求11所述的电池组，其中：
所述一对电池模块中的一个电池模块的一个侧表面与所述第一绝热构件接触，并且
所述一对电池模块中的另一个电池模块的一个侧表面与所述第二绝热构件接触。
13.根据权利要求12所述的电池组，其中：
所述一对电池模块中的所述一个电池模块的上部与所述第一散热构件的至少一部分接触，并且
所述一对电池模块中的所述另一个电池模块的上部与所述第二散热构件的至少一部分接触。
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