CN116387736A - 电池模块及包括电池模块的电池组 - Google Patents

电池模块及包括电池模块的电池组 Download PDF

Info

Publication number
CN116387736A
CN116387736A CN202211438145.0A CN202211438145A CN116387736A CN 116387736 A CN116387736 A CN 116387736A CN 202211438145 A CN202211438145 A CN 202211438145A CN 116387736 A CN116387736 A CN 116387736A
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit prevention
battery
short circuit
bus bar
battery module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211438145.0A
Other languages
English (en)
Inventor
韩正佑
全海龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SK On Co Ltd
Original Assignee
SK On Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SK On Co Ltd filed Critical SK On Co Ltd
Publication of CN116387736A publication Critical patent/CN116387736A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/258—Modular batteries; Casings provided with means for assembling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0463—Cells or batteries with horizontal or inclined electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/244—Secondary casings; Racks; Suspension devices; Carrying devices; Holders characterised by their mounting method
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/383—Flame arresting or ignition-preventing means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/507—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising an arrangement of two or more busbars within a container structure, e.g. busbar modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/514—Methods for interconnecting adjacent batteries or cells
    • H01M50/517—Methods for interconnecting adjacent batteries or cells by fixing means, e.g. screws, rivets or bolts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/533—Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/588—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries outside the batteries, e.g. incorrect connections of terminals or busbars
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/59—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries characterised by the protection means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/59—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries characterised by the protection means
    • H01M50/591—Covers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/10—Batteries in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/211—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

本发明提供一种电池模块及包括电池模块的电池组，电池模块包括：电池单元堆叠体，包括多个电池单元；壳体，包括内部空间以容纳所述电池单元堆叠体；多个导电连接器，电连接到多个电池单元；支撑框架，布置为面对电池单元堆叠体的至少一侧面，并且支撑多个导电连接器；绝缘盖，设置在支撑框架和壳体之间；以及一个以上的短路防止构件，设置在绝缘盖的至少一部分上以使多个导电连接器彼此电绝缘。

Description

电池模块及包括电池模块的电池组
技术领域
本发明涉及一种包括一个以上的电池单元的电池模块和电池组。
背景技术
随着对移动设备、电动车辆、储能系统(ESS:Energy Storage System)等的技术开发和需求的增长，对作为能源的二次电池的需求正在急剧增加。由于二次电池的化学能和电能之间的相互转换是可逆的，因此二次电池是可以反复充电和放电的电池，目前广泛使用的二次电池的类型包括锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等。
当需要比一个单位二次电池单元(即，电池单元)的输出电压和能量容量更高的输出电压和能量容量时，可以通过连接多个单位二次电池单元来构成电池模块或电池组。例如，电池模块或电池组可以是指串联或并联连接多个单位二次电池单元以存储或输出电能的装置。
在这种电池模块或电池组中，任意一个电池单元和另一个电池单元的电连接可以通过电连接到每个电池单元的多个导电汇流条(Busbar)来实现。多个汇流条可以以规定间隔(例如，安全距离)设置在电池模块内部，以防止在多个汇流条之间有微电流通过或发生短路。汇流条框架(Busbar frame)包括具有规定刚性的非导电材料(例如，塑料)，并且被设置为在结构上支撑多个汇流条。多个汇流条固定到汇流条框架，使得即使在受到外部冲击或振动的情况下也可以保持汇流条之间的安全距离。
当在电池模块内部的部分电池单元发生短路等问题导致电池单元的温度超过临界温度时，可能会发生热失控(Thermal runaway)现象。当由于这种热失控现象等导致在电池模块内部产生高温或高压气体或火焰时，可能会破坏耐热性相对较弱的汇流条框架，从而发生无法保持汇流条之间的安全距离的问题。
此外，由于汇流条框架坍塌并无法再支撑汇流条，导致汇流条之间的间隔小于安全距离，因此可能会在汇流条之间发生电短路，并且由于这种汇流条之间的电短路，存在热急剧传播到相邻的电池单元的风险。因此，可能会导致电池单元的连环起火或爆炸等安全事故。
另一方面，当在电池模块内部设置多个电池单元时，在电池单元之间可以进一步设置有隔热构件，使得即使在部分电池单元发生热失控的情况下，也可以延迟热被传递到其他电池单元。然而，即使通过这些隔热构件延迟电池单元之间的热传播，也会存在无法防止汇流条之间的电短路的问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明是为了解决上述现有技术中的至少一部分问题而提出的，其目的在于提供一种电池模块和电池组，所述电池模块和电池组在部分电池单元中发生热失控情况时也能够防止汇流条之间的电短路。
另外，本发明的目的在于提供一种电池模块和电池组，所述电池模块和电池组在由于电池模块或电池组内部的高温或高压气体或火焰而导致汇流条框架坍塌的情况下也能够保持汇流条之间的间隔。
另外，本发明的目的在于提供一种电池模块和电池组，所述电池模块和电池组能够通过使用至少一部分插入到汇流条组件中的短路防止构件来防止汇流条之间的电短路。
另外，本发明的目的在于提供一种电池模块和电池组，所述电池模块和电池组能够通过使用包括熔点高于汇流条框架的材料的短路防止构件来保持汇流条之间的间隔。
(二)技术方案
为了实现上述目的，在本发明的实施例中，提供一种电池模块和电池组，电池模块包括：电池单元堆叠体，包括多个电池单元；壳体，包括内部空间以容纳所述电池单元堆叠体；多个导电连接器，电连接到多个电池单元；支撑框架，布置为面对电池单元堆叠体的至少一侧面，并且支撑多个导电连接器；绝缘盖，设置在支撑框架和壳体之间；以及一个以上的短路防止构件，设置在绝缘盖的至少一部分上以使多个导电连接器彼此电绝缘。
在实施例中，短路防止构件可以包括具有防止或阻止过热或火焰通过的性质的材料，所述性质包括耐热性、阻燃性和隔热性中的至少一种。
在实施例中，一个以上的短路防止构件可以包括熔点高于构成支撑框架的至少一部分的材料的熔点的材料。
在实施例中，一个以上的短路防止构件的材料可以包括云母(Mica)、陶瓷棉、气凝胶(Aerogel)或云母、陶瓷棉和气凝胶中的两种或多种的组合。
在实施例中，一个以上的短路防止构件的至少一部分可以被设置在多个导电连接器中彼此相邻的两个导电连接器之间。
在实施例中，绝缘盖可以被设置为面对支撑框架，所述绝缘盖进一步包括插入槽，一个以上的短路防止构件的至少一部分插入到插入槽。
在实施例中，短路防止构件可以附接到绝缘盖。
在实施例中，支撑框架可以包括容纳槽，一个以上的短路防止构件的至少一部分可以容纳在所述容纳槽中。
在实施例中，一个以上的短路防止构件可以包括：一个以上的第一短路防止构件，其至少一部分被设置在多个导电连接器中彼此相邻的两个导电连接器之间；以及一个以上的第二短路防止构件，其至少一部分贯穿多个导电连接器。
在实施例中，一个以上的第一短路防止构件和一个以上的第二短路防止构件可以沿多个电池单元的堆叠方向交替设置。
在实施例中，多个电池单元中的至少一个电池单元可以包括引线接头，多个导电连接器中的至少一个导电连接器可以包括插入引线接头的狭缝孔，引线接头可以接合到狭缝孔以电连接到多个导电连接器中的至少一个导电连接器。
在实施例中，多个电池单元中的至少一个电池单元可以包括引线接头，所述引线接头电连接多个导电连接器中的至少一个导电连接器，引线接头中的至少一部分可以被弯曲成朝向多个导电连接器中的至少一个导电连接器的表面。
在实施例中，提供一种电池模块和电池组，电池模块包括：电池单元堆叠体，包括彼此堆叠的多个电池单元；多个汇流条，电连接到多个电池单元；汇流条框架，其一面面对电池单元堆叠体的至少一侧面，并且汇流条框架支撑多个汇流条；以及一个以上的短路防止构件，设置在汇流条框架的至少一部分上以使多个汇流条彼此电绝缘，一个以上的短路防止构件包括熔点高于构成汇流条框架的至少一部分的材料的熔点的材料。
在实施例中，一个以上的短路防止构件可以包括云母、陶瓷棉、气凝胶或云母、陶瓷棉和气凝胶中的两种或多种的组合。
在实施例中，一个以上的短路防止构件可以被设置在多个汇流条中彼此相邻的两个汇流条之间。
在实施例中，多个汇流条和一个以上的短路防止构件可以沿多个电池单元的堆叠方向交替设置在汇流条框架上。
在实施例中，所述电池模块可以进一步包括：绝缘盖，被设置为面对与汇流条框架的一面相对的另一面，一个以上的短路防止构件的端部可以从多个所述汇流条朝向绝缘盖突出。
在实施例中，汇流条框架可以进一步包括插入一个以上的短路防止构件的一个以上的插入槽，一个或以上的插入槽可以包括内表面，所述内表面可以包括被构造为将一个以上的短路防止构件紧固在一个以上的所述插入槽的突出区域。
在实施例中，一个以上的短路防止构件可以附接到汇流条框架中。
在实施例中，提供一种电池组，包括多个电池模块，多个电池模块中的至少一个电池模块可以包括：电池单元堆叠体，包括彼此堆叠的多个电池单元；多个汇流条，电连接到多个电池单元；汇流条框架，其第一面布置为面对电池单元堆叠体的至少一侧面，并且支撑多个汇流条；以及一个以上的短路防止构件，设置在汇流条框架的至少一部分上以使多个汇流条彼此电绝缘，一个以上的所述短路防止构件可以包括熔点高于构成汇流条框架的至少一部分的材料的熔点的材料。
(三)有益效果
根据实施例，可以实现短路防止构件的至少一部分插入到汇流条组件中，从而可以在电池模块内部的热失控情况下稳定地保持汇流条之间的间隔的电池模块和电池组。
此外，电池模块和电池组包括由熔点高于汇流条框架的材料形成的短路防止构件，从而即使在电池模块或电池组内部产生高温、高压气体或火焰，也可以防止汇流条组件的结构坍塌。
此外，在电池模块和电池组中，短路防止构件的至少一部分可以被设置在彼此相邻的汇流条之间或被设置为贯穿汇流条，从而可以物理地防止汇流条彼此接触。
此外，即使在电池模块和电池组的热失控情况下汇流条框架坍塌，也可以通过短路防止构件适当地保持汇流条之间的间隔。因此，可以防止汇流条之间的电短路，并且可以防止电池模块和电池组的电破坏和结构破坏以及电池单元的连环起火。
附图说明
图1是电池模块的立体图。
图2是电池模块的分解立体图。
图3是包括在电池模块中的电池单元的立体图。
图4是包括在电池模块中的电池单元块的分解立体图。
图5是包括在电池模块中的绝缘盖的立体图。
图6是用于说明绝缘盖与电池单元块的结合的示例图。
图7是图1的I-I’部分的示意性剖视图。
图8是图1的I-I’部分的示意性剖视图。
图9是包括在电池模块中的绝缘盖的立体图。
图10是用于说明绝缘盖与电池单元块的结合的示例图。
图11是图1的I-I’部分的示意性剖视图。
图12是包括在电池模块中的电池单元块的立体图。
图13是图12的III-III’部分的示意性剖视图。
图14是图12的III-III’部分的示意性剖视图。
图15是电池组的局部分解立体图。
附图标记说明
100：电池组 1000：电池模块
1100：壳体 1110：模块框架
1140：绝缘盖 1141：短路防止构件
1200：电池单元堆叠体 1210：电池单元
1220：压缩垫 1230：隔热片
1300：汇流条组件 1310：汇流条
1320：汇流条框架
具体实施方式
在本发明的详细描述中，下文描述的在本说明书和权利要求书中使用的术语或词语不应被限定地解释为一般含义或词典中的含义，而应该基于发明人可适当地对术语的概念进行定义以便以最佳方式说明自身的发明的原则来解释为符合本发明的技术思想的含义或概念。因此，应该理解的是，本说明书中记载的实施例和附图中所示的结构仅是本发明的最优选的实施例，并不代表本发明的所有技术思想，因此，在提交本申请时可包括可以替代它们的各种等同物和变形例。
以下，参照附图对本发明的优选实施例进行说明。然而，本发明的实施例可以被改变为各种不同形式，并且本发明的范围不限于以下说明的实施例。另外，本发明的实施例是为了向本领域的普通技术人员更完整地说明本发明而提供的。在附图中，为了更清楚地进行说明，可以放大表示组件的形状和尺寸等。
另外，除非在上下文中另有明确定义，否则本说明书中的单数的表述包括复数的表述，并且在整个说明书中相同的附图标记指代相同的组件或相应的组件。
另外，在本说明书中，上侧、上部、下侧、下部、侧面、前部、后部等的表述是基于附图中所示的方向来描述的，并且相应对象的方向发生变化时，可以用不同的方式表示。
另外，本说明书中使用的“第一”、“第二”等包括叙述的术语可以用于描述各种组件，但是所述组件不限于所述术语，并且所述术语仅用于将一个组件与另一组件进行区分。例如，在不脱离本发明的权利范围的情况下，第一组件可以被命名为第二组件，类似地，第二组件也可以被命名为第一组件。
图1是电池模块1000的立体图，图2是电池模块1000的分解立体图。
电池模块1000可以包括：电池单元堆叠体1200(电池单元堆)，包括多个电池单元1210；汇流条组件1300，电连接到电池单元堆叠体1200；壳体1100，容纳电池单元堆叠体1200；以及绝缘盖1140，设置在壳体1100和电池单元堆叠体1200之间。
壳体1100可以包括：模块框架1110，形成容纳电池单元堆叠体1200的内部空间；以及端板1120，结合到模块框架1110。例如，如图2所示，壳体1100可以包括：模块框架1110，由上板1111、下板1112和一对侧板1114构成；以及一对端板1120，封闭模块框架1110的开放的两端部。
壳体1100可以由具有规定刚性的材料形成以保护电池单元堆叠体1200和其他电气部件免受外部冲击。例如，壳体1100可以包括铝等金属材料。
一个以上的电池单元堆叠体1200可以容纳在壳体1100的内部空间中。例如，如图2所示，多个电池单元堆叠体1200可以容纳在壳体1100的内部空间中。
壳体1100可以进一步包括被设置在多个电池单元堆叠体1200之间以分隔内部空间的隔板1113。例如，如图2所示，壳体1100可以包括连接到上板1111和下板1112中的至少一个以分隔内部空间的隔板1113。上板1111、下板1112和隔板1113可以一体地形成，因此，模块框架1110可以包括“I”形框架。当模块框架1110包括“I”形框架时，至少一个电池单元堆叠体1200可以分别设置在隔板1113的两侧面。然而，壳体1100的结构不限于上述结构，只要可以具有能够容纳至少一个电池单元堆叠体1200的内部空间，即可以形成为任何形状。即，图2所示的内容仅是示例，模块框架1110可以被设置为各种形状。例如，模块框架1110可以被构成为由下板1112和侧板1114一体形成的U形框架或前部和后部开放的一体式单框架。
包括在电池模块1000中的电池单元堆叠体1200可以通过堆叠多个电池单元1210和多个保护构件来形成。保护构件可以包括能够防止电池单元1210膨胀的压缩垫、能够阻断相邻电池单元1210之间的热失控转移的隔热片等各种类型的构件。
多个电池单元1210和多个保护构件可以在各个方向上堆叠以形成电池单元堆叠体1200。例如，如图2所示，多个电池单元1210和多个保护构件可以在垂直方向上堆叠在壳体1100的下板1112上。然而，图2仅是示例，多个电池单元1210和多个保护构件可以在水平方向上堆叠在壳体1100的下板1112上。
电池模块1000可以包括一个以上的电池单元堆叠体1200。当设置多个电池单元堆叠体1200时，多个电池单元堆叠体1200可以以各种方式被设置在壳体1100内部。例如，如图2所示，多个电池单元堆叠体1200可以在水平方向上并排布置在壳体1100的下板1112上以彼此电连接。或者，多个电池单元堆叠体1200可以在垂直于电池单元1210的堆叠方向(例如，图2的Z轴方向)的方向(例如，图2的Y轴方向)上并排布置。
包括在电池单元堆叠体1200中的多个电池单元1210可以通过汇流条组件1300的汇流条彼此电连接。在实施方式中，每个汇流条可以是由诸如金属或金属合金的导电材料制成的导电条或导电连接器。当设置多个电池单元堆叠体1200时，也可以设置多个汇流条组件1300以电连接到每个电池单元堆叠体1200。例如，如图2所示，多个电池单元堆叠体1200可以在分别连接到不同的汇流条组件1300的状态下彼此结合。为了结合的准确性和便利性，汇流条组件1300可以包括与相邻的另一汇流条组件1300接合的凹凸形状的结合引导部1330。然而，图2仅是示例，多个电池单元堆叠体1200还可以分别连接到一体形成的汇流条组件1300。
尽管图中未示出，但电池模块1000可以进一步包括连接到汇流条组件1300的感测模块(未示出)。感测模块(未示出)可以包括温度传感器或电压传感器等，并由此可以感测电池单元1210的状态。
电池模块1000可以包括绝缘盖1140。例如，如图2所示，绝缘盖1140可以设置在端板1120和汇流条组件1300之间。绝缘盖1140可以包括绝缘材料，因此，可以防止电池单元堆叠体1200和壳体1100之间发生电连接。例如，绝缘盖1140可以由包括聚丙烯(polypropylene)或改性聚苯醚(MPPO)等的塑料注塑物形成。由于设置有绝缘盖1140，因此可以防止电池单元堆叠体1200和壳体1100之间或汇流条和壳体1100之间发生电短路。
图3是电池单元1210的立体图。由于图3中描述的电池单元1210包括图1至图2中描述的电池单元1210的所有特征，因此将省略重复的描述。
电池单元堆叠体1200可以包括一个以上的电池单元1210。电池单元1210可以被构成为将化学能转换为电能以向外部电路供应电源或者从外部接收电源以将电能转换为化学能以存储电。例如，电池单元1210可以由能够充电和放电的镍金属氢化物(Ni-MH)电池或锂离子(Li-ion)电池构成。多个电池单元1210可以在并排堆叠的状态下彼此串联或并联连接以构成一个电池单元堆叠体1200。
如图3所示，包括在电池单元堆叠体1200中的多个电池单元1210可以是袋型(Pouch-type)电池单元1210。
参照图3，袋型电池单元1210可以包括：电池单元主体部1213，被构成为电极组件1211容纳在袋1212内的形态；以及多个引线接头1215，电连接到电极组件1211并且暴露于袋1212的外部。
电极组件1211可以包括多个内部电极板。其中，内部电极板可以由正极板(未示出)和负极板(未示出)构成，电极组件1211可以被构成为正极板(未示出)和负极板(未示出)夹着隔膜(未示出)堆叠的形态。内部电极接头(未示出)分别设置在多个正极板(未示出)和多个负极板(未示出)上，并且内部电极接头(未示出)可以以相同极性彼此接触的形式连接。具有相同极性的内部电极接头(未示出)可以彼此电连接并且通过引线接头1215电连接到袋1212的外部。对于图3所示的电池单元1210，虽然示出了两个引线接头1215被设置为朝向彼此相反的方向，但是也可以被设置为朝向相同的方向且具有不同的长度或高度。
袋1212包围电极组件1211并形成电池单元主体部1213的外观，并提供容纳电极组件1211和电解质(未示出)的内部空间。袋1212可以在内部容纳电极组件1211，并且可以具有与电极组件1211的形状对应的内部空间。
袋1212可以通过折叠一张外装材料而形成。例如，袋1212可以被构成为将一张外装材料折叠为一半并在其之间具有容纳电极组件1211的内部空间的形态。外装材料可以是铝层压膜(laminated film)。
在袋1212的边缘可以由外装材料彼此接合而形成有密封部1214。可以使用热熔接方法来接合用于形成密封部1214的外装材料，但不限于此。
密封部1214可以分为形成在设置有引线接头1215的位置的第一密封部1214a和形成在未设置引线接头1215的位置的第二密封部1214b。为了增加密封部1214的接合可靠性并最小化密封部1214的面积，密封部1214的一部分可以形成为至少折叠一次的形状。例如，如图3所示，第二密封部1214b可以在折叠两次以上后通过粘合构件固定。此时，第二密封部1214b的内部可以填充有粘合构件，并且第二密封部1214b可以通过粘合构件保持折叠多次的形状。粘合构件可以由导热率高的粘合剂形成。粘合构件可以由环氧树脂或硅形成，但是不限于此。
在袋1212沿电极组件1211的一侧边缘折叠的面上可以不形成密封部1214。将袋1212沿电极组件1211的一侧边缘折叠的部分定义为折叠部1216以与密封部1214进行区分。即，电池单元1210的袋1212可以具有三面密封袋形状，其中在袋1212的边缘的四个面中的三个面上形成密封部1214并且在剩余的一面上形成折叠部1216。在图3所示的具体示例中，在袋1212的相对两侧形成有两个第二密封部1214b，两个相对的引线接头1215位于该袋1212处。
然而，电池单元1210不限于图3所示的三面密封袋形状。例如，也可以通过重叠两张不同的外装材料来形成袋，并且在袋边缘的四个面均形成密封部。例如，密封部可以包括设置有引线接头的两个面的密封部和未设置引线接头的另外两个面的密封部。
在以上说明中，虽然举例说明了将袋型电池单元用作电池单元1210的情况，但是电池单元1210不限于上述的袋类型，还可以被构成为罐型电池单元。例如，罐型电池单元可以具有矩形平面，以能够通过堆叠形成电池单元堆叠体1200。在具有矩形平面的罐型电池单元中，每个电极可以位于电池单元的侧面，并且连接到汇流条组件1300。
接下来，参照图4对包括电池单元堆叠体1200和汇流条组件1300的电池单元块进行说明。
电池单元堆叠体1200和汇流条组件1300可以彼此结合以构成一个电池单元块。在一个电池模块1000内部中可以设置有一个以上的电池单元块。当设置多个电池单元块时，包括在任意一个电池单元块中的汇流条组件1300和包括在另一电池单元块中的汇流条组件1300可以彼此电连接。例如，电池模块可以进一步包括电连接彼此相邻的两个电池单元块的单独的连接构件(未示出)。
除了电池单元1210之外，电池单元堆叠体1200可以进一步包括各种类型的保护构件1220、1230。例如，如图4所示，可以通过堆叠多个电池单元1210、多个压缩垫1220和多个隔热片1230来形成电池单元堆叠体1200。然而，图4所示的电池单元堆叠体1200仅是示例，电池单元堆叠体1200可以进一步包括除了压缩垫1220和隔热片1230之外的其他类型的保护构件。
多个压缩垫1220可以与电池单元1210一起堆叠。压缩垫1220可以被设置为面对电池单元1210。压缩垫1220可以保护电池单元1210免受外部冲击或吸收由电池单元1210膨胀而引起的膨胀压力。因此，可以抑制由于电池单元1210的溶胀而导致的厚度膨胀，从而减少电池单元堆叠体1200的外形变化并可以防止由于溶胀现象而导致的电池单元1210的性能劣化。为此，压缩垫1220可以包括能够吸收电池单元1210的膨胀压力的材料，例如，可以包括聚氨酯基材料。
多个隔热片1230可以与电池单元1210一起堆叠。隔热片1230可以被设置为面对电池单元1210或压缩垫1220中的至少一个。隔热片1230可以阻断火焰或高温热能在相邻电池单元1210之间传播，从而防止在电池单元堆叠体1200内部发生连环起火现象。为此，隔热片1230可以包括具有阻燃性、耐热性、隔热性和绝缘性中的至少一种性质的材料。这里，耐热性可以是指在摄氏300度以上的温度下也不会熔融并且形状不会发生变化的性质，隔热性可以是指导热率为1.0W/mK以下的性质。例如，隔热片1230可以包括能够执行防止热和/或火焰传播的功能的云母(Mica)、硅酸盐(Silicate)、石墨、氧化铝、陶瓷棉和气凝胶(Aerogel)中的至少一部分材料。然而，隔热片1230的材料不限于此，只要是能够在电池单元1210的热失控情况下保持其形状并且防止热或火焰传播到相邻的其他电池单元1210，即可以由任意材料形成。
多个压缩垫1220或隔热片1230可以设置在电池单元堆叠体1200内，并且可以被设置在相邻的电池单元1210之间或电池单元堆叠体1200的边缘。然而，压缩垫1220或隔热片1230的位置不限于上述内容，可以根据需要适当地设置在电池模块内部。
另一方面，图4所示的电池单元堆叠体1200被示出为按压缩垫1220、四个电池单元1210、压缩垫1220和隔热片1230的顺序堆叠的状态，但是构成电池单元堆叠体1200的每个组件(即，电池单元和各种垫)的堆叠顺序可以适当地改变，并且不限于图示的顺序。
包括在电池单元堆叠体1200中的多个电池单元1210可以通过汇流条组件1300彼此电连接。汇流条组件1300可以包括：汇流条框架1320，其为汇流条框架1320的支撑框架，被设置为面对电池单元堆叠体1200；以及多个汇流条1310，被设置在支撑框架或汇流条框架1320上并且电连接到多个电池单元1210中的至少一部分。
在图4的示例中，每个导电连接器或汇流条1310可以由导电材料形成，并且起到将多个电池单元1210彼此电连接的作用。汇流条框架1320可以支撑汇流条1310稳定地连接到电池单元1210。汇流条1310可以在被固定到汇流条框架1320的状态下电连接到电池单元1210。例如，如图4所示，汇流条框架1320的一面被设置为覆盖电池单元堆叠体1200，并且多个汇流条1310可以在电连接到电池单元1210的情况下固定到汇流条框架1320的另一面上。
汇流条框架1320可以在外部冲击或振动情况下在结构上固定汇流条1310。例如，汇流条框架1320为电绝缘框架，在一些实施方式中，其可以包括诸如包括例如聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、改性聚苯醚(MPPO)等的轻质塑料材料的具有良好机械强度的电绝缘材料，因此，可以在提供电绝缘的同时在结构上支撑汇流条1310。
多个汇流条1310可以沿电池单元1210的堆叠方向并排设置。例如，如图4所示，多个汇流条1310可以沿电池单元1210的堆叠方向以规定间隔并排设置在形成在汇流条框架1320上的安置部1321上。汇流条框架1320在结构上支撑汇流条1310以能够保持规定间隔。由于汇流条框架1320由绝缘材料形成，因此以规定间隔固定设置的多个汇流条1310之间可以彼此电分离。
汇流条1310可以以各种方式结合到汇流条框架1320。例如，汇流条1310可以通过热熔接工艺或插入注塑工艺固定到汇流条框架1320。
电池单元1210的引线接头1215可以插入到汇流条1310的狭缝孔1312中以电连接到汇流条1310。例如，电池单元1210的引线接头1215可以被构成为至少一部分通过汇流条1310的狭缝孔1312，并且可以通过激光焊接等工艺接合到汇流条1310的狭缝孔1312以电连接到汇流条1310。在这种情况下，在汇流条框架1320中对应于汇流条1310的狭缝孔1312(以下称为第一狭缝孔)的位置也可以设置有狭缝孔1322(以下称为第二狭缝孔)。因此，电池单元1210的引线接头1215可以贯穿第一狭缝孔1312和第二狭缝孔1322以连接到汇流条组件1300。
另一方面，多个汇流条1310中的一部分可以具有用于与外部电连接的连接端子1311，并且连接端子1311可以暴露于壳体(例如，图2的壳体1100)的外部以能够电连接到外部装置。
当在包括在电池单元堆叠体1200中的电池单元1210中发生热失控情况时，在电池单元堆叠体1200内部可能会产生高温热能、气体或火焰。因此，与电池单元堆叠体1200相邻的汇流条组件1300也会被暴露于高温环境。当汇流条组件1300的内部温度上升到预定水平以上时，可能会导致形成汇流条组件1300的材料变形。例如，在一些实施方式中，在汇流条框架1320包括在诸如摄氏200度以上的高温下变形的材料的情况下，当电池单元1210起火时，汇流条框架1320可能会熔化并且无法再在结构上支撑汇流条1310。在这种情况下，相邻的任意两个汇流条1310可能会彼此相接并且导致发生电短路，并且这可能会导致电池单元堆叠体1200的连环起火。尤其，当汇流条1310在电池模块中在重力方向(例如，图4的Z轴方向)上并排布置时，随着汇流条框架1320坍塌，汇流条1310在重力方向(例如，图4的Z轴方向)上流落，从而进一步增加了汇流条1310之间短路的风险。为了防止这种情况，电池模块1000可以进一步包括电绝缘构件作为短路防止构件1141，该短路防止构件1141即使在热失控等高温环境下也可以防止汇流条1310之间的短路。
短路防止构件1141可以是由具有阻燃性、耐热性、隔热性和电绝缘性中的至少一种性质的材料形成的板状构件。这里，耐热性可以是指在一定的高温(例如，在一些实施方式中摄氏300度以上)下也不会熔融并且形状不会发生变化的性质，隔热性可以是指1.0W/mK以下的低导热率。阻燃性可以是指当火源被消除时防止或抑制自燃的性质，例如，可以是指UL94 V测试中的V-0以上的等级。绝缘性可以是指难以导电的性质，例如，可以是指在400V电池组(或模块)系统中属于400V以上的相对漏电起痕指数(Comparative TrackingIndex，CTI)II组的材料。例如，短路防止构件1141可以包括具有云母、硅酸盐、石墨、氧化铝、陶瓷棉和气凝胶中的至少一部分材料。然而，短路防止构件1141的材料不限于上述材料，也可以由能够在电池单元1210的热失控情况下保持其形状的任意材料形成。
短路防止构件1141可以包括熔点高于汇流条框架1320的材料。因此，在热失控情况下，即使电池模块1000内部的温度升高并且汇流条框架1320开始熔融，短路防止构件1141也可以保持原始形状。
短路防止构件1141可以被设置为结合到绝缘盖1140或插入到汇流条框架1320中。例如，如图2所示，短路防止构件1141可以由矩形板状构件形成，其可以被设置为一端结合到绝缘盖1140，另一端从绝缘盖1140朝向电池单元堆叠体。在这种情况下，短路防止构件1141的另一端可以被设置在两个相邻的汇流条1310之间。或者，在另一实施例中，短路防止构件1141可以被设置为固定到汇流条框架1320。例如，短路防止构件1141可以插入并固定到汇流条框架1320中。
短路防止构件1141可以被设置为保持汇流条彼此隔开的状态。例如，短路防止构件1141可以被设置为插入到汇流条之间的空间中或贯穿汇流条，从而在热失控情况下起到固定汇流条的位置的作用。
如上所述，短路防止构件1141被设置在绝缘盖1140和汇流条组件1300中的任意一个上，从而防止在热失控情况下汇流条1310之间发生电短路。因此，短路防止构件1141在热失控情况下防止汇流条1310之间的电短路，使得电池模块可以保持电稳定结构。
在下文中，参照图5至图10对包括设置在绝缘盖1140上的短路防止构件1141的电池模块1000进行详细说明。
图5是绝缘盖1140的立体图。图6是用于说明绝缘盖1140与电池单元块的结合的示例图。图7和图8是图1的I-I’部分的示意性剖视图，并且是用于说明短路防止构件1141的配置的示例性剖视图。
图5至图8中描述的短路防止构件1141、绝缘盖1140、电池单元块和包括它们的电池模块1000可以包括与上述图1至图5中描述的短路防止构件1141、绝缘盖1140、电池单元块和包括它们的电池模块1000有关的所有特征。例如，电池单元堆叠体1200可以包括多个电池单元1210、隔热片1230和压缩垫1220，其可以对应于上述图1至图5中描述的电池单元堆叠体1200。因此，将省略重复的描述。
短路防止构件1141可以结合到绝缘盖1140。例如，如图5的局部放大图所示，短路防止构件1141被设置为矩形板状构件，并且至少一部分可以插入到绝缘盖1140的插入槽1143中。
短路防止构件1141可以以各种方式固定到绝缘盖1140。例如，短路防止构件1141可以通过压配合固定到绝缘盖1140的插入槽1143中。结合突起(未示出)可以选择性地设置在绝缘盖1140的插入槽1143或短路防止构件1141中。例如，在绝缘盖1140的插入槽1143内部可以设置有沿彼此面对的方向突出的多个结合突起(未示出)。这些结合突起(未示出)可从两侧按压短路防止构件1141以起到牢固地固定短路防止构件1141的作用。因此，可以进一步增加短路防止构件1141的紧固强度。或者，短路防止构件1141可以通过插入注塑工艺固定到绝缘盖1140。
绝缘盖1140可以被设置为一面面对汇流条框架1320，并且短路防止构件1141可以固定地设置在所述一面上。短路防止构件1141可以被设置为矩形板状构件，在这种情况下，宽表面可以被设置为垂直于电池单元1210的堆叠方向。短路防止构件1141的至少一部分可以插入到电池单元块中。例如，如图6所示，短路防止构件1141的一端可以结合到绝缘盖1140，与一端相对的另一端可以被设置为插入到汇流条框架1320中。
在汇流条框架1320中可以设置有容纳槽1323，短路防止构件1141的至少一部分容纳在所述容纳槽1323中。即，短路防止构件1141可以被设置为一端可以插入并固定在绝缘盖1140中，另一端可以位于汇流条框架1320的容纳槽1323中。例如，如图7所示，汇流条框架1320中可以设置有在朝向绝缘盖1140的方向上开放的一个以上的容纳槽1323，并且结合到绝缘盖1140的短路防止构件1141的至少一部分可以被设置在容纳槽1323内部。
与图7不同，短路防止构件1141还可以被设置为贯穿汇流条框架1320。即，短路防止构件1141可以被设置为一端可以固定到绝缘盖1140，另一端贯穿汇流条框架1320并朝向电池堆叠体。在这种情况下，汇流条框架1320的容纳槽1323可以被设置为从汇流条框架1320的一面贯穿到另一面的孔状。
短路防止构件1141的至少一部分可以被设置在彼此相邻的两个汇流条1310之间，以将两个汇流条1310电分离和物理分离。例如，如图7所示，多个汇流条1310可以沿电池单元1210的堆叠方向并排设置在汇流条框架1320的一面上，从绝缘盖1140向电池单元堆叠体1200延伸的短路防止构件1141的至少一部分可以被设置在汇流条1310之间。在这种情况下，连接汇流条1310的虚拟线可以穿过短路防止构件1141。
短路防止构件1141的一端可以固定到绝缘盖1140，另一端可以插入到汇流条框架1320的容纳槽1323中。在这种情况下，短路防止构件1141的另一端可以被设置为朝向电池单元堆叠体1200比汇流条1310更加突出。例如，参照图7，当从汇流条1310的面对汇流条框架1320的表面到短路防止构件1141的端部的距离为d时，d可以具有0以上的值。
汇流条框架1320的容纳槽1323可以被设置在安置汇流条1310的安置部(例如，图4的安置部1321)之间。即，短路防止构件1141可以被设置为避开设置在安置部(图4的安置部1321)中的汇流条1310而插入到汇流条框架1320中。然而，容纳槽1323的位置不限于此。例如，容纳槽1323还可以形成在安置汇流条1310的安置部(图4的安置部1321)中。在这种情况下，短路防止构件1141可以被设置为插入到汇流条1310和汇流条框架1320中，稍后将参照图9至图11等对其进行描述。
继续参照图5至图7进行说明，分别设置在电池单元堆叠体1200两侧的绝缘盖1140的短路防止构件1141可以被设置为在电池组1210的堆叠方向上彼此交错。例如，如图7的剖视图所示，设置在任意一个绝缘盖1140的短路防止构件1141和设置在另一个绝缘盖1140的短路防止构件1141可以沿着电池单元1210的堆叠方向彼此交错设置。
短路防止构件1141可以包括具有电绝缘性和高温(例如，在一些实施方式中摄氏300度以上)下的足够的耐热性的材料。由于具有绝缘性和耐热性的短路防止构件1141插入到汇流条1310之间，即使当汇流条框架1320在高温环境中坍塌时，汇流条1310也可以通过短路防止构件1141彼此隔开以保持电绝缘状态。即，短路防止构件1141可以通过保持相邻汇流条1310之间的隔开空间来防止汇流条1310因彼此接触而发生电短路。
多个汇流条1310和多个短路防止构件1141可以在一个方向(例如，图7的Z轴方向)上交替设置。在这种情况下，多个汇流条1310和多个短路防止构件1141的排列方向可以与重力方向相同。因此，在汇流条框架1320由于电池模块1000内部的火灾等而发生热变形的情况下，短路防止构件1141可以防止由于汇流条1310沿重力方向流落而汇流条1310之间彼此接触。
电池单元1210的引线接头1215可以电连接到汇流条1310。参照图7，引线接头1215可以包括至少一部分弯曲形成的弯曲部1215a。例如，弯曲部1215a可以是在引线接头1215中弯曲成“U”形的部分。弯曲部1215a可以吸收施加到引线接头1215的冲击或振动。由于设置有弯曲部1215a，可以防止由外部冲击或振动导致的引线接头1215的损坏，并且可以稳定地保持引线接头1215和汇流条之间的结合。
电池单元1210的引线接头1215可以以各种方式连接到汇流条1310。例如，如图7所示，多个电池单元1210的引线接头1215可以分别连接到汇流条1310。或者，如图8所示，彼此相邻的多个引线接头1215还可以彼此相接并一起连接到汇流条1310。
引线接头1215可以通过焊接电连接到汇流条1310。为了增加引线接头1215和汇流条1310之间的接触面积，引线接头1215的至少一部分可以被弯曲以面对汇流条1310的表面。例如，如图8所示，彼此相邻的电池单元1210的引线接头1215的至少一部分可以被弯曲以具有面对汇流条1310的表面的面，以如上所述的方式弯曲的多个引线接头1215可以重叠并连接到相同的汇流条1310。即，在将相同极性的引线接头1215弯曲并与相同的汇流条1310对齐后，可以通过焊接将它们连接。在这种情况下，由于引线接头1215的重叠可能会导致焊接质量不均匀，因此可以根据需要设置多个焊接点。例如，如图8所示，当三个引线接头1215重叠并连接到一个汇流条1310时，可以在三个引线接头1215均重叠的部分设置第一焊接点，在任意两个引线接头1215重叠的部分设置第二焊接点。通过这种方式，可以将多个引线接头1215有效地连接到汇流条1310。
多个短路防止构件1141中的至少一部分可以被设置为贯穿汇流条1310。在下文中，将参照图9至图11对包括贯穿汇流条1310的短路防止构件1142的电池模块1000进行说明。
图9是绝缘盖1140的立体图。图10是用于说明绝缘盖1140与电池单元块的结合的示例图。图11是图1的I-I’部分的示意性剖视图，是用于说明短路防止部件1141、1142的配置的示例性剖视图。图9至图11中描述的短路防止构件、绝缘盖、电池单元块和包括它们的电池模块可以包括与上述图1至图8中描述的短路防止构件1141、绝缘盖1140、电池单元块和包括它们的电池模块1000有关的所有特征，并且进一步包括与其他类型的短路防止构件(例如，根据以下描述的第二短路防止构件1142)有关的特征，将省略与图1至图8重复的描述。
电池模块1000可以包括不同类型的短路防止构件1141和1142。例如，电池模块1000可以包括：一个以上的第一短路防止构件1141，至少一部分设置在多个汇流条1310中彼此相邻的两个汇流条1310之间；以及一个以上的第二短路防止构件1142，至少一部分贯穿多个汇流条1310。其中，第一短路防止构件1141对应于上述图5至图8中描述的短路防止构件1141。因此，与第一短路防止构件1141有关的详细描述可以参考图5至图8的短路防止构件1141。
第一短路防止构件1141和第二短路防止构件1142可以结合到绝缘盖1140的不同位置。例如，如图9所示，第一短路防止构件1141和第二短路防止构件1142可以具有间隔地并排设置在绝缘盖1140中的面对汇流条组件1300的一面上。第一短路防止构件1141和第二短路防止构件1142的隔开方向可以与电池单元1210的堆叠方向相同。第二短路防止构件1142和绝缘盖1140的结合方式可以与第一短路防止构件1141和绝缘盖1140的结合方式中的一种相同，详细描述可以参考关于图5至图8的描述。
第一短路防止构件1141和第二短路防止构件1142可以具有不同的尺寸。例如，第一短路防止构件1141和第二短路防止构件1142可以被设置为矩形板状，并且矩形板的宽度(width)可以彼此不同。如图9所示，当第一短路防止构件的宽度为a、第二短路防止构件的宽度为b时，a可以具有大于b的值。
更具体地，当将电池单元1210的堆叠方向定义为第一方向，将垂直于第一方向并且平行于汇流条1310的表面的方向定义为第二方向时，第一短路防止构件1141在第二方向上的长度可以大于第二短路防止构件1142在第二方向上的长度。第一短路防止构件1141在第二方向上的长度可以大于汇流条1310在第二方向上的长度，第二短路防止构件1142在第二方向上的长度可以小于流条1310在第二方向上的长度。然而，第一短路防止构件1141和第二短路防止构件1142的尺寸不限于上述内容。例如，第一短路防止构件1141和第二短路防止构件1142还可以具有相同的尺寸。
第一短路防止构件1141和第二短路防止构件1142可以被插入到汇流条组件1300的不同部分中。例如，如图10或图11所示，第一短路防止构件1141的至少一部分可以被设置在相邻的两个汇流条1310之间，并且第二短路防止构件1142的至少一部分可以被设置为贯穿汇流条1310。在这种情况下，汇流条可以设置有贯穿槽1313，以使第二短路防止构件1142可以贯穿汇流条1310。
汇流条框架1320可以设置有分别容纳第一短路防止构件1141和第二短路防止构件1142的至少一部分的第一容纳槽1323和第二容纳槽1324中。即，第一短路防止构件1141和第二短路防止构件1142可以被设置为一端可以插入并固定到绝缘盖1140中，并且另一端可以位于汇流条框架1320的第一容纳槽1323和第二容纳槽1324中。在这种情况下，汇流条框架1320的第二容纳槽1324可以被设置为在汇流条框架1320的安置部(例如，图4的安置部1321)中与汇流条的贯穿槽并排。
分别设置在电池单元堆叠体1200两侧的绝缘盖1140上的第一短路防止构件1141和第二短路防止构件1142可以被设置为在电池单元1210的堆叠方向上彼此交错。例如，如图11的剖视图所示，设置在任意一个绝缘盖1140上的第二短路防止构件1142和设置在另一绝缘盖1140上的第二短路防止构件1142可以沿着电池单元1210的堆叠方向彼此交错设置。在这种情况下，设置在任意一个绝缘盖1140上的第一短路防止构件1141和设置在另一绝缘盖1140上的第二短路防止构件1142可以被设置为在垂直于电池单元1210的堆叠方向的方向上彼此面对。
第二短路防止构件1142可以包括与第一短路防止构件1141相同的材料。例如，第一短路防止构件1141和第二短路防止构件1142中的至少一个可以包括具有绝缘性和摄氏300度以上的耐热性的材料(云母、陶瓷棉、气凝胶等)。由于具有绝缘性和耐热性的短路防止构件1141、1142插入到汇流条之间，因此即使当汇流条框架1320坍塌时，汇流条1310也可以通过短路防止构件1141、1142彼此隔开以保持电绝缘状态。尤其，由于第二短路防止构件1142被设置为贯穿汇流条1310，因此与仅设置第一短路防止构件1141的情况相比，可以更稳定地支撑汇流条1310。
多个第一短路防止构件1141和第二短路防止构件1142可以在一个方向上交替设置。在这种情况下，多个汇流条1310和多个短路防止构件1141、1142的排列方向可以与重力方向相同。因此，在汇流条框架1320由于电池模块1000内部的火灾等而发生热变形的情况下，短路防止构件1141、1142可以防止由于汇流条1310沿重力方向流落而彼此接触。
另一短路防止构件1141可以结合到汇流条组件1300。在下文中，将参照图12至图14对包括结合到汇流条组件1300的短路防止构件1141的电池模块1000进行说明。
图12是电池单元块的立体图。图13和图14是图12的III-III’部分的示意性剖视图，是包括在电池模块1000中的电池单元块的示例性剖视图。图12至图14中描述的短路防止构件1141、电池单元块和包括它们的电池模块1000包括与上述图1至图4中描述的短路防止构件1141、电池单元块和包括它们的电池模块1000有关的所有特征，因此将省略重复的描述
短路防止构件1141可以结合到汇流条组件1300。例如，如图13或图14的剖视图所示，短路防止构件1141可以结合到汇流条框架1320。
短路防止构件1141可以以各种方式固定到汇流条组件1300。例如，如图13所示，短路防止构件1141可以通过压配合固定到设置在汇流条框架1320中的插入槽1323中。结合突起1325可以选择性地设置在汇流条框架1320的插入槽1323或短路防止构件1141中。例如，可以在汇流条框架1320的插入槽1323内部设置沿彼此面对的方向突出的多个结合突起1325。这种结合突起1325可从两侧按压短路防止构件1141以起到牢固地固定短路防止构件1141的作用。因此，可以进一步增加短路防止构件1141的紧固强度。或者，如图14所示，短路防止构件1141可以通过插入注塑工艺固定到汇流条框架1320。在这种情况下，短路防止构件1141可以被设置为所有面被汇流条框架1320包围或者被设置为至少一部分被汇流条框架包围1320。
短路防止构件1141的至少一部分可以被设置在彼此相邻的两个汇流条1310之间，以将两个汇流条1310电分离和物理分离。例如，如图13所示，多个汇流条1310可以沿电池单元1210的堆叠方向并排设置在汇流条框架1320的一面上，并且插入到汇流条框架1320中的短路防止构件1141的至少一部分可以被设置在彼此相邻的汇流条1310之间。在这种情况下，连接相邻汇流条1310的虚拟线可以穿过短路防止构件1141。
短路防止构件1141的端部可以朝向绝缘盖(例如，图2的绝缘盖1140)比与短路防止构件1141相邻的汇流条1310的一侧表面更加突出。或者，短路防止构件1141的端部可以朝向电池单元堆叠体1200比与短路防止构件1141相邻的汇流条1310的另一侧表面更加突出。因此，在两个汇流条1310之间设置有短路防止构件1141的两个汇流条1310可以通过短路防止构件1141来可靠地阻断彼此之间的物理接触。
在汇流条框架1320上，多个汇流条1310和多个短路防止构件1141可以在一个方向(例如，图13的Z轴方向)上交替设置。在这种情况下，多个汇流条1310和多个短路防止构件1141的排列方向可以与重力方向相同。因此，在汇流条框架1320由于电池模块1000内部的火灾等而发生热变形的情况下，短路防止构件1141可以防止由于汇流条1310沿重力方向流落而汇流条彼此接触。
短路防止构件1141可以被设置为在电池单元堆叠体1200的两侧沿电池单元1210的堆叠方向彼此交错。例如，如图13的剖视图所示，设置在任意一个汇流条框架1320的短路防止构件1141和设置在另一汇流条框架1320的短路防止构件1141可以沿着电池单元1210的堆叠方向彼此交错设置。即，基于作为电池单元1210的堆叠方向的第一方向(例如，图13的Z轴方向)，结合到任意一个汇流条框架1320的短路防止构件1141可以被设置在结合到另一汇流条框架1320的两个短路防止构件1141之间。
电池单元1210的引线接头1215可以以各种方式连接到汇流条1310。对此，可以适用关于上述图5至图8中描述的电池单元1210的引线接头1215的描述。
图12至图14示出了设置在汇流条1310之间的短路防止构件1141，但短路防止构件1141的设置位置不限于此。例如，多个短路防止构件1141中的一部分可以设置在汇流条1310之间，另一部分可以被设置为贯穿汇流条1310。在这种情况下，贯穿汇流条1310的短路防止构件1141的尺寸可以小于设置在汇流条之间的短路防止构件1141的尺寸。
短路防止构件1141可以包括具有绝缘性和摄氏300度以上的耐热性的材料。由于具有绝缘性和耐热性的短路防止构件1141插入到汇流条1310之间，因此即使当汇流条框架1320坍塌时，汇流条1310也可以通过短路防止构件1141彼此隔开以保持电绝缘状态。尤其，由于能够承受高温的短路防止构件1141被插入到汇流条框架1320中，因此在热失控情况下可以显着提高汇流条框架1320的电稳定性和结构稳定性。
多个电池模块可以彼此连接以构成一个电池组。在下文中，将参照图15对包括多个电池模块1000的电池组100进行描述。
图15是电池组100的局部分解立体图。由于图15中描述的电池模块1000包括上述图1至图14中描述的电池模块1000的所有特征，因此将省略重复的描述。
电池组100可以包括具有内部空间的电池组壳体110和容纳在电池组壳体110中的一个以上的电池模块1000。例如，如图15所示，至少一个电池模块1000可以安置在电池组壳体110的下框架111中。尽管图15中未示出，但电池组100可以进一步包括覆盖电池模块1000的上部以封闭电池组100的内部空间的盖(未示出)。
当设置有多个电池模块1000时，至少一部分电池模块1000可以设置在与下框架111平行的方向(例如，X轴或Y轴方向)上。或者，至少一部分电池模块1000可以在垂直于下框架111的方向(例如，Z轴方向)上堆叠。
尽管上面已经详细描述了本发明的各种实施例，但是本发明的权利范围不限于此。对于本领域普通技术人员来说，基于本发明，可以进行各种修改和变形是显而易见的。此外，可以通过删除上述实施例中的部分组件来实施本发明，并且也可以通过组合各个实施例来实施本发明。

Claims (20)

1.一种电池模块，包括：
电池单元堆叠体，包括多个电池单元；
壳体，包括内部空间以容纳所述电池单元堆叠体；
多个导电连接器，电连接到多个所述电池单元；
支撑框架，布置为面对所述电池单元堆叠体的至少一侧面，并且支撑多个所述导电连接器；
绝缘盖，设置在所述支撑框架和所述壳体之间；以及
一个以上的短路防止构件，设置在所述绝缘盖的至少一部分上以使多个所述导电连接器彼此电绝缘。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述短路防止构件包括具有防止或阻止过热或火焰通过的性质的材料，所述性质包括耐热性、阻燃性和隔热性中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，
一个以上的所述短路防止构件包括熔点高于构成所述支撑框架的至少一部分的材料的熔点的材料。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其中，
一个以上的所述短路防止构件包括云母、陶瓷棉、气凝胶或云母、陶瓷棉和气凝胶中的两种或多种的组合。
5.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
一个以上的所述短路防止构件的至少一部分被设置在多个所述导电连接器中彼此相邻的两个导电连接器之间。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其中，
所述绝缘盖被设置为面对所述支撑框架，
所述绝缘盖进一步包括插入槽，一个以上的所述短路防止构件的至少一部分插入到插入槽。
7.根据权利要求5所述的电池模块，其中，
所述短路防止构件附接到所述绝缘盖。
8.根据权利要求5所述的电池模块，其中，
所述支撑框架包括容纳槽，一个以上的所述短路防止构件的至少一部分容纳在所述容纳槽中。
9.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
一个以上的所述短路防止构件包括：
一个以上的第一短路防止构件，其至少一部分被设置在多个所述导电连接器中彼此相邻的两个导电连接器之间；以及
一个以上的第二短路防止构件，其至少一部分贯穿多个所述导电连接器。
10.根据权利要求9所述的电池模块，其中，
一个以上的所述第一短路防止构件和一个以上的所述第二短路防止构件沿多个所述电池单元的堆叠方向交替设置。
11.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
多个所述电池单元中的至少一个电池单元包括引线接头，
多个所述导电连接器中的至少一个导电连接器包括插入所述引线接头的狭缝孔，
所述引线接头接合到所述狭缝孔以电连接到多个所述导电连接器中的至少一个导电连接器。
12.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
多个所述电池单元中的至少一个电池单元包括引线接头，所述引线接头电连接到多个所述导电连接器中的至少一个导电连接器，
所述引线接头中的至少一部分被弯曲成朝向多个所述导电连接器中的至少一个导电连接器的表面。
13.一种电池模块，包括：
电池单元堆叠体，包括彼此堆叠的多个电池单元；
多个汇流条，电连接到多个所述电池单元；
汇流条框架，其一面布置为面对所述电池单元堆叠体的至少一侧面，并且所述汇流条框架支撑多个所述汇流条；以及
一个以上的短路防止构件，设置在所述汇流条框架的至少一部分上以使多个所述汇流条彼此电绝缘，
一个以上的所述短路防止构件包括熔点高于构成所述汇流条框架的至少一部分的材料的熔点的材料。
14.根据权利要求13所述的电池模块，其中，
一个以上的所述短路防止构件包括云母、陶瓷棉、气凝胶或云母、陶瓷棉和气凝胶中的两种或多种的组合。
15.根据权利要求13所述的电池模块，其中，
一个以上的所述短路防止构件被设置在多个所述汇流条中彼此相邻的两个汇流条之间。
16.根据权利要求15所述的电池模块，其中，
多个所述汇流条和一个以上的所述短路防止构件沿多个所述电池单元的堆叠方向交替设置在所述汇流条框架上。
17.根据权利要求15所述的电池模块，进一步包括：
绝缘盖，被设置为面对与所述汇流条框架的所述一面相对的另一面，
一个以上的所述短路防止构件的端部从多个所述汇流条朝向所述绝缘盖突出。
18.根据权利要求13所述的电池模块，其中，
所述汇流条框架进一步包括插入一个以上的所述短路防止构件的一个以上的插入槽，
一个以上的所述插入槽包括内表面，所述内表面包括被构造为将一个以上的所述短路防止构件紧固在一个以上的所述插入槽的突出区域。
19.根据权利要求13所述的电池模块，其中，
一个以上的所述短路防止构件附接到所述汇流条框架中。
20.一种电池组，包括：
多个电池模块，所述多个电池模块中的至少一个电池模块包括：
电池单元堆叠体，包括彼此堆叠的多个电池单元；
多个汇流条，电连接到多个所述电池单元；
汇流条框架，其第一面布置为面对所述电池单元堆叠体的至少一侧面，并且支撑多个所述汇流条；以及
一个以上的短路防止构件，设置在所述汇流条框架的至少一部分上以使多个所述汇流条彼此电绝缘，
一个以上的所述短路防止构件包括熔点高于构成所述汇流条框架的至少一部分的材料的熔点的材料。
CN202211438145.0A 2021-12-30 2022-11-16 电池模块及包括电池模块的电池组 Pending CN116387736A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210192794A KR20230104346A (ko) 2021-12-30 2021-12-30 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR10-2021-0192794 2021-12-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116387736A true CN116387736A (zh) 2023-07-04

Family

ID=86766502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211438145.0A Pending CN116387736A (zh) 2021-12-30 2022-11-16 电池模块及包括电池模块的电池组

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230282929A1 (zh)
KR (1) KR20230104346A (zh)
CN (1) CN116387736A (zh)
DE (1) DE102022130452A1 (zh)

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022130452A1 (de) 2023-07-06
KR20230104346A (ko) 2023-07-10
US20230282929A1 (en) 2023-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101029837B1 (ko) 신규한 구조의 전지모듈 및 이를 포함하는 중대형 전지팩
EP2765632B1 (en) Battery module assembly having improved reliability and medium or large-sized battery pack including same
EP2535962B1 (en) Battery module having enhanced welding reliability and medium or large battery pack including same
EP2725650B1 (en) Battery module having improved stability
CN103931025A (zh) 改进安全性的电池组
CN103931019A (zh) 改善安全性的电池模块和包括该电池模块的电池组
CN115088122A (zh) 具有用于抑制火灾的分隔壁和绝热层的电池模块
US11799147B2 (en) Battery Module
KR20120074415A (ko) 신규한 구조의 단위모듈 및 이를 포함하는 전지모듈
KR20210074779A (ko) 인근 모듈로의 가스 이동을 방지할 수 있는 전지 모듈
CN110731023A (zh) 汇流条以及电池层叠体
US20230395955A1 (en) Eco-friendly power source such as battery module for transportation vehicle
WO2014141753A1 (ja) 電池モジュール
EP4213276A1 (en) Battery module and battery pack
EP4131617A1 (en) Battery module and battery pack including same
CN116387736A (zh) 电池模块及包括电池模块的电池组
KR20220142853A (ko) 배터리 팩 및 그 제조방법
CN116387704A (zh) 电池模块和包括电池模块的电池组
EP4300662A2 (en) Battery module
EP4376176A1 (en) Battery module
US20240178486A1 (en) Battery module
EP4372880A1 (en) Battery module and battery pack including same
US20240072347A1 (en) Eco-friendly power source such as battery module for a transportation vehicle
EP4246669A2 (en) Battery module
EP4250452A1 (en) Battery pack and device including same

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication