CN116783767A - 电池模块、包括该电池模块的电池组和车辆以及该电池模块的制造方法 - Google Patents

Abstract

根据本公开的实施例的电池模块包括包含多个电池单体的电池单体组件以及容纳电池单体组件的壳体板，以实现更薄和更紧凑的结构并提高组装工序效率。

Description

电池模块、包括该电池模块的电池组和车辆以及该电池模块 的制造方法

技术领域

本公开涉及一种电池模块、包括该电池模块的电池组和车辆以及该电池模块的制造方法。

本申请要求于2021年6月8日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2021-0074431号和于2021年6月8日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2021-0074432号的权益，前述韩国专利申请的公开内容通过引用整体并入本文。

背景技术

由于二次电池容易应用于各种产品的特性和例如高能量密度的电性能，二次电池不仅通常应用于便携装置，而且普遍应用于由电驱动源驱动的电动车辆(EVs)或混合电动车辆(HEV)。这种二次电池因为该二次电池的显著减少化石燃料的使用并且不会因能量的使用而产生副产物的主要优点而获得关注，从而使其变为新的环保且节能的能源。

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。这些单元二次电池单体，即，单个电池单体具有大约2.5V至4.5V的操作电压。因此，当需要更高的输出电压时，多个电池单体可以串联连接以形成电池组。另外，可以根据电池组所需的充电/放电容量，通过并联连接多个电池单体来制造电池组。因此，可以根据所需的输出电压或充电/放电容量来不同地设置包括在电池组中的电池单体的数量。

同时，当通过串联/并联连接多个电池单体来制造电池组时，通常制造包括至少一个电池单体的电池模块，然后使用至少一个电池模块并增加任意的其他部件来制造电池组。

通常，常规的电池模块包括包含多个电池单体的电池单体组件、支承电池单体组件的底部的基部壳体、联接至基板以支承电池单体组件的两个表面的侧壳体以及联接至侧壳体以覆盖电池单体组件的顶部的盖壳体。这里，电池单体组件包括容纳至少两个电池单体以冷却多个电池单体的多个散热片。常规的多个散热片以U形容纳至少两个电池单体，并且散热片和电池单体被放置成彼此接触。

然而，在常规的电池模块的情况下，为了将至少两个电池单体容纳在散热片中，操作者必须展开散热片的两个端部并将电池单体容纳在散热片中。

因此，常规的电池模块需要相当多的时间来执行将电池单体容纳在散热片中的工序，这导致组装工序效率低。

此外，常规的电池模块需要多个壳体构件以用于容纳电池单体组件，因此需要用于壳体构件之间的连接工序的额外工序，并且多个壳体构件的存在增加了电池模块的总尺寸并降低了电池模块的总能量密度。

因此，需要一种方案以提供具有更薄和更紧凑的结构并且具有改善的组装工序效率的电池模块、包括该电池模块的电池组和车辆、以及该电池模块的制造方法。

发明内容

技术问题

本公开涉及提供一种具有更薄和更紧凑结构的电池模块、包括该电池模块的电池组和车辆以及该电池模块的制造方法。

本公开还涉及提供一种具有改善的组装工序效率的电池模块、包括该电池模块的电池组和车辆以及该电池模块的制造方法。

技术方案

为了解决上述问题，本公开提供一种电池单体组件，该电池单体组件包括多个电池单体；以及壳体板，该壳体板容纳电池单体组件。

优选地，壳体板可以完全覆盖电池单体组件的底部、电池单体组件的两个侧部和电池单体组件的顶部。

优选地，电池单体组件可以包括位于壳体板中的多个散热片单元，该多个散热片单元容纳多个电池单体中的两个电池单体。

优选地，多个散热片单元中的每个散热片单元可以包括：第一散热片，该第一散热片用于支承两个电池单体中的任意一个电池单体；第二散热片，该第二散热片与第一散热片间隔开，并且配置为支承两个电池单体中的另一个电池单体；以及热界面材料，该热界面材料连接第二散热片与第一散热片，并且设置在两个电池单体的下方。

优选地，第一散热片可以包括：第一散热片主体，该第一散热片主体支承任意一个电池单体的侧部；以及第一散热片基部，该第一散热片基部从第一散热片主体弯曲，并且位于任意一个电池单体的下方。

优选地，第二散热片可以包括：第二散热片主体，该第二散热片主体支承另一个电池单体的侧部；以及第二散热片基部，该第二散热片基部从第二散热片主体弯曲，并且位于另一个电池单体的下方。

优选地，第一散热片基部和第二散热片基部可以彼此间隔开预定距离。

优选地，热界面材料可以将第一散热片基部连接至第二散热片基部，并且设置在第一散热片基部和第二散热片上。

优选地，壳体板可以包括具有预定长度的绝缘板。

优选地，壳体板可以以重叠的方式至少部分地位于电池单体组件的侧部上，同时覆盖电池单体组件的侧部、电池单体组件的底部、电池单体组件的相对的侧部和电池单体组件的上部。

优选地，壳体板的端部和相对的端部可以以重叠的方式位于电池单体组件的侧部上。

另外，本公开提供一种电池组，该电池组包括根据前述实施例的至少一个电池模块；以及容纳至少一个电池模块的电池组壳体。

优选地，电池组可以包括位于至少一个电池模块与电池组壳体之间以将至少一个电池模块固定至电池组壳体的粘合构件。

另外，本公开提供一种车辆，该车辆包括根据上述实施例的至少一个电池组。

另外，本公开提供一种电池模块的制造方法，该方法包括：将预定长度的壳体板放置在以预定方向导引传送的传送带上；将包括用于支承电池单体的两个侧部的成对的第一散热片和第二散热片的多个散热片单元安置在预定长度的壳体板上；用位于第一散热片与第二散热片之间的热界面材料将第一散热片连接至第二散热片；使壳体板从形成预定高度的曲面的倾斜辊上通过；当随着壳体板通过倾斜辊，第一散热片与第二散热片之间的距离增加时，将至少一个电池单体插设在第一散热片与第二散热片之间；以及当壳体板通过倾斜辊时，用壳体板进行封装以覆盖至少一个电池单体和多个散热片单元。

有益效果

根据如上所述的各种实施例，可以提供一种具有更薄和更紧凑结构的电池模块、包括该电池模块的电池组和车辆以及该电池模块的制造方法。

另外，根据如上所述的各种实施例，可以提供一种具有改善的组装工序效率的电池模块、包括该电池模块的电池组和车辆以及该电池模块的制造方法。

附图说明

附图示出本公开的示例性实施例，并且与下面所描述的本公开的详细描述一起，用于提供对本公开的技术方面的进一步理解，因此本公开不应被解释为限于附图。

图1是示出根据本公开的实施例的电池模块的图。

图2是示出图1的电池模块的电池单体组件的图。

图3是示出图2的电池单体组件的散热片单元的图。

图4至图7是示出图1的电池模块的组装工序的图。

图8是示出根据本公开的实施例的电池组的图。

图9是示出根据本公开的另一实施例的电池模块的图。

图10是示出图9的电池模块的电池单体组件的图。

图11是示出图10的电池单体组件的散热片单元的图。

图12至图15是示出图9的电池模块的组装工序的图。

图16是示出根据本公开的另一实施例的电池组的图。

图17是示出根据本公开的实施例的车辆的图。

具体实施方式

通过参照附图详细描述本公开的示例性实施例，本公开将变得明显。本文所描述的实施例是以说明的方式提供的，以帮助理解本公开，并且应当理解的是，在本文所描述的实施例以外的任意其他实施例中，均可以对本公开进行各种修改。另外，为了帮助理解本公开，附图没有以真实的比例示出，并且附图可能描绘了一些放大的元件。

图1是示出根据本公开的实施例的电池模块的图，图2是示出图1的电池模块的电池单体组件的图，并且图3是示出图2的电池单体组件的散热片单元的图。

参照图1至图3，电池模块10可以包括电池单体组件100和壳体板200。

电池单体组件100可以包括多个电池单体110。

多个电池单体110可以堆叠成使得这些电池单体110彼此电连接。多个电池单体110可以是二次电池，例如，软包型二次电池、圆柱形二次电池或方形二次电池。在下文中，基于作为软包型二次电池的多个电池单体110来描述该实施例。

电池单体组件100可以包括多个散热片单元150。

可以在下文将要描述的壳体板200中设置多个散热片单元150，并且散热片单元150可以容纳有多个电池单体110中的两个电池单体110。

多个散热片单元150中的每个散热片单元150可以包括第一散热片160、第二散热片170和热界面材料180。

第一散热片160可以用于冷却电池单体110并对电池单体110的支承进行导引，并且对两个电池单体110中的任意一个电池单体110的支承进行引导。第一散热片160可以由铝制成。

第一散热片160可以包括第一散热片主体162和第一散热片基部166。

第一散热片主体162可以形成为具有预定长度并且可以支承任意一个电池单体110的侧部。第一散热片主体162可以与任意一个电池单体110的侧部形成表面接触以增加冷却效率。

第一散热片基部166可以从第一散热片主体162弯曲，并且可以位于任意一个电池单体110的下方。第一散热片基部166可以与下文将要描述的第二散热片基部176间隔开预定距离。第一散热片基部166可以至少部分地支承任意一个电池单体110的底部。

第二散热片170可以用于冷却电池单体110并对电池单体110的支承进行导引，并且第二散热片170与第一散热片160间隔开，并且可以支承两个电池单体110中的另一个电池单体110。第二散热片170可以由铝制成。

第二散热片170可以包括第二散热片主体172和第二散热片基部176。

第二散热片主体172可以形成为具有预定长度并且可以支承另一个电池单体110的侧部。第二散热片主体172可以与另一个电池单体110的侧部形成表面接触以增加冷却效率。

第二散热片基部176可以从第二散热片主体172弯曲，并且可以位于另一个电池单体110的下方。第二散热片基部176可以至少部分地支承另一个电池单体110的底部。

热界面材料180可以将第二散热片170连接至第一散热片160，并且可以位于两个电池单体110的下方。具体地，热界面材料180可以将第一散热片基部166连接至第二散热片基部176，并且可以位于第一散热片基部166和第二散热片基部176上。

热界面材料180可以包括导热粘合剂。此外，热界面材料180可以包括灌封树脂(potting resin)。

壳体板200可以容纳电池单体组件100。

具体地，壳体板200可以容纳电池单体组件100，并且完全覆盖电池单体组件100的底部、电池单体组件100的两个侧部和电池单体组件100的顶部。

更具体地，壳体板200可以以重叠的方式至少部分地位于电池单体组件100的一个侧部上，同时覆盖电池单体组件100的一个侧部、电池单体组件100的底部、电池单体组件100的另一个侧部和电池单体组件100的上部。根据重叠放置，壳体板200的一个端部和另一个端部可以以重叠的方式位于电池单体组件的一个侧部上。

壳体板200可以包括具有预定长度的绝缘板。具体地，壳体板200可以包括具有高拉伸强度和高粘性的材料的绝缘板。例如，壳体板200可以包括普通胶带、塑料和绝缘涂层金属板。

由于壳体板200是完全覆盖电池单体组件100的单个构件，与常规技术相比可以减少用于模块壳体配置的部件的数量，并且有助于形成更薄的电池模块10。

因此，在该实施例中，通过壳体板200，可以降低电池模块10的制造成本并显著提高电池模块10的能量密度。

在下文中，将详细描述根据该实施例的电池模块10的组装工序。

图4至图7是示出图1的电池模块的组装工序的图。

下面将参照图4至图7详细描述根据该实施例的制造电池模块的方法。

根据该实施例的制造电池模块的方法可以依次包括以下步骤。

首先，该电池模块的制造方法可以包括：将预定长度的壳体板200放置在以预定方向导引传送的传送带C上的步骤。

该电池模块的制造方法可以包括：密封多个散热片单元150的步骤，多个散热片单元150包括用于将电池单体110的两个侧部支承在预定长度的壳体片200上的成对的第一散热片160和第二散热片170。

另外，该电池模块的制造方法可以包括：用第一散热片160与第二散热片170之间的热界面材料180来将第一散热片160连接至第二散热片170的步骤。

另外，该电池模块的制造方法可以包括：使壳体板200从形成预定高度的曲面的倾斜辊R上通过的步骤。

另外，在壳体板200从倾斜辊R上通过之后，该电池模块的制造方法可以包括：当壳体板200通过倾斜辊R，第一散热片160与第二散热片170之间的距离增加时，将至少一个电池单体110插设在第一散热片160与第二散热片170之间。

另外，该电池模块的制造方法可以包括：当壳体板200通过倾斜辊R时，用壳体板200封装以覆盖至少一个电池单体110和多个散热片单元150的步骤。

这里，在该实施例中，由于随着壳体板200通过倾斜辊R，第一散热片160与第二散热片170之间的距离自身增加和减少，所以可以更容易地将电池单体110插设在散热片单元150中。

此外，在该实施例中，当完成电池单体110的插设时，壳体板200可以在沿着至少一个方向依次覆盖至少一个电池单体110和多个散热片单元150的同时封装电池单体组件100。

如上所述，在该实施例中，通过倾斜辊R，可以更容易和方便地将电池单体110插设在散热片单元150中，从而显著增加电池模块10的组装工序效率。

此外，在该实施例中，可以通过覆盖电池单体组件100的壳体板200来简化电池模块10的模块壳体配置，从而实现薄的电池模块10并显著增加电池的能量密度。

同时，在覆盖壳体板200之后，电池模块可以进行后续的制造过程。

图8是示出根据本公开的实施例的电池组的图。

参照图8，电池组1可以包括根据前述实施例的至少一个电池模块10和用于封装至少一个电池模块10的电池组壳体50。

电池组1还可以包括粘合构件70。

粘合构件70可以用于更稳定地导引电池模块10，并且可以位于至少一个电池模块10与电池组壳体50之间，以将至少一个电池模块10固定至电池组壳体50。

因为电池模块10通过粘合构件70被固定在电池组壳体50中，所以根据该实施例的电池组1不需要任何紧固结构或螺栓构件。

因此，根据该实施例，可以形成电池模块10的通过壳体板200(参见图1)形成外观的更紧凑的容纳结构，从而提供具有更薄的结构和高能量效率的电池组1。

图9是示出根据本公开的另一实施例的电池模块的图，图10是示出图9的电池模块的电池单体组件的图。并且图11是示出图10的电池单体组件的散热片单元的图。

根据该实施例的电池模块20类似于前述实施例的电池模块10，并且省略了与前述实施例的大体上相同或相似的元件以避免冗余的描述，并且基于该实施例与前述实施例之间的差异进行以下描述。

参照图9至图11，电池模块20可以包括电池单体组件300和壳体板400。

电池单体组件300可以包括多个电池单体310。多个电池单体310与前述实施例中的那些电池单体基本相同，并且将省略重复描述。

电池单体组件300可以包括多个散热片单元350。

多个散热片单元350可以用于冷却并支承电池单体310，并且可以设置在壳体板400中以完全支承多个电池单体310中的至少两个电池单体310。

多个散热片单元350中的每个散热片单元350可以包括一体式散热片360和热界面材料380。

一体式散热片360可以由铝制成，并且可以完全支承两个电池单体110。一体式散热片360可以包括散热片基部362和散热片主体365。

散热片基部362可以支承两个电池单体310的底部。为此，散热片基部362可以具有足够大的面积以支承两个电池单体310的底部。

散热片主体365可以设置在两个电池单体310之间的散热片基部362中。散热片主体365可以与两个电池单体310中的每个电池单体310表面接触以增加冷却效率。

热界面材料380可以设置在一体式散热片360的下方。具体地，热界面材料380可以设置在一体式散热片360的散热片基部362上。

以与前述实施例相同的方式，壳体板400可以容纳电池单体组件300，并且完全覆盖电池单体组件300的底部、电池单体组件300的两个侧部和电池单体组件300的顶部。

在下文中，将详细描述根据该实施例的电池模块20的组装工序。

图12至图15，是示出图9的电池模块的组装工序的图。

参照图12至图15，根据实施例的电池模块的制造方法可以包括：将具有预定长度的壳体板400放置在以预定方向导引传送的传送带C上的步骤。

另外，该电池模块的制造方法可以包括：将各自包括散热片基部362和散热片主体365的多个一体式散热片360安置在预定长度的壳体板400上的步骤，其中，散热片基部362支承两个电池单体310的底部并且散热片主体365设置在两个电池单体310之间的散热片基部362中。

另外，该电池模块的制造方法可以包括：将热界面材料380涂布于散热片基部362的步骤。

另外，该电池模块的制造方法可以包括：使壳体板400从形成预定高度的曲面的倾斜辊R上通过的步骤。

另外，该电池模块的制造方法可以包括：将两个电池单体310安置在散热片基部362上的步骤，其中，当随着壳体板400通过倾斜辊R，每个散热片主体365倾斜时，散热片主体365插设在两个电池单体310之间。

此外，该电池模块的制造方法可以包括：当壳体板400通过倾斜辊R时，用壳体板400封装以覆盖多个电池单体310和多个一体式散热片360的步骤。

这里，在该实施例中，由于随着壳体板400通过倾斜辊R，每个散热片主体365以预定角度θ自身倾斜，所以可以更容易地将电池单体310安置在一体式散热片360上。

此外，在该实施例中，当完成电池单体310的插设时，壳体板400可以在沿着至少一个方向依次覆盖至少一个电池单体310和多个散热片单元350的同时封装电池单体组件300。

如上所述，在该实施例中，通过倾斜辊R，可以更容易和方便地将电池单体310安置在散热片单元350中，从而显著增加电池模块20的组装工序效率。

根据该实施例的制造电池模块的上述步骤可以按顺序执行。同时，在覆盖壳体板400之后，电池模块可以进行后续的制造过程。

图16是示出根据本公开的另一实施例的电池组的图。

参照图16，电池组2可以包括根据前述实施例的至少一个电池模块20和用于封装至少一个电池模块20的电池组壳体60。

以与前述实施例相同的方式，电池组2还可以包括粘合构件80。

因此，同样在该实施例中，以与前述实施例相同的方式，可以形成电池模块10的更紧凑容纳结构，该容纳结构通过壳体板400(参见图9)形成外观，从而提供具有更薄的结构和高能量效率的电池组2。

图17是示出根据本公开的实施例的车辆的图。

参照图17，电池组1、2可以设置在车辆V中作为车辆的动力源。例如，电池组1、2可以以使用电池组1、2作为动力源的其他方式设置在电动车辆、混合动力车辆和的车辆V中。

另外，除了车辆V以外，电池组1、2可以设置在使用二次电池的其他装置、系统和设备中，例如，能量储存系统。

由于根据该实施例和包括电池组1的装置、系统和设备，例如车辆的电池组1、2包括电池模块10、20，所以可以实现具有电池模块10、20以及包括电池组1、2的装置、系统和设备(例如，车辆V)的上述优点的电池组1、2。

根据如上所述的各种实施例，可以提供具有更薄和更紧凑结构的电池模块10、20、包括电池模块10、20的电池组1、2和车辆V以及电池模块的10、20的制造方法。

此外，根据如上所述的各种实施例，可以提供具有改善的组装工序效率的电池模块10、20、包括电池模块10、20的电池组1、2和车辆V以及电池模块10、20的制造方法。

虽然在上文中已经说明并描述了本公开的示例性实施例，但本公开不限于上述特定实施例，并且对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在不脱离所附权利要求中要求的本公开的主题的情况下，对其进行各种修改和改变，并且这些修改和改变不应根据本公开的技术方面或范围而被单独理解。

Claims (15)

1.一种电池模块，包括：

电池单体组件，所述电池单体组件包括多个电池单体；以及

壳体板，所述壳体板容纳电池单体组件。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述壳体板完全覆盖所述电池单体组件的底部、所述电池单体组件的两个侧部和所述电池单体组件的顶部。

3.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述电池单体组件包括位于所述壳体板中的多个散热片单元，所述多个散热片单元容纳所述多个电池单体中的两个电池单体。

4.根据权利要求3所述的电池模块，其中，所述多个散热片单元中的每个散热片单元包括：

第一散热片，所述第一散热片用于支承所述两个电池单体中的任意一个电池单体；

第二散热片，所述第二散热片与所述第一散热片间隔开，并且配置为支承所述两个电池单体中的另一个电池单体；以及

热界面材料，所述热界面材料连接所述第二散热片与所述第一散热片，并且设置在所述两个电池单体的下方。

5.根据权利要求4所述的电池模块，其中，所述第一散热片包括：

第一散热片主体，所述第一散热片主体支承任意一个电池单体的侧部；以及

第一散热片基部，所述第一散热片基部从所述第一散热片主体弯曲，并且位于所述任意一个电池单体的下方。

6.根据权利要求5所述的电池模块，其中，所述第二散热片包括：

第二散热片主体，所述第二散热片主体支承另一个电池单体的侧部；以及

第二散热片基部，所述第二散热片基部从所述第二散热片主体弯曲，并且位于所述另一个电池单体的下方。

7.根据权利要求6所述的电池模块，其中，所述第一散热片基部和所述第二散热片基部彼此间隔开预定距离。

8.根据权利要求6所述的电池模块，其中，所述热界面材料连接所述第一散热片基部与所述第二散热片基部，并且设置在所述第一散热片基部和所述第二散热片上。

9.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述壳体板包括具有预定长度的绝缘板。

10.根据权利要求9所述的电池模块，其中，所述壳体板以重叠的方式至少部分地位于所述电池单体组件的侧部上，同时覆盖所述电池单体组件的侧部、所述电池单体组件的底部、所述电池单体组件的相对的侧部和所述电池单体组件的上部。

11.根据权利要求10所述的电池模块，其中，所述壳体板的端部和相对的端部以重叠的方式位于所述电池单体组件的侧部上。

12.一种电池组，包括：

根据权利要求1所述的至少一个电池模块；以及

容纳所述至少一个电池模块的电池组壳体。

13.根据权利要求12所述的电池组，包括位于所述至少一个电池模块与所述电池组壳体之间以将所述至少一个电池模块固定至所述电池组壳体的粘合构件。

14.一种车辆，所述车辆包括根据权利要求12所述的至少一个电池组。

15.一种电池模块的制造方法，包括：

将预定长度的壳体板放置在以预定方向导引传送的传送带上；

将包括用于支承电池单体的两个侧部的成对的第一散热片和第二散热片的多个散热片单元安置在预定长度的所述壳体板上；

用位于所述第一散热片与所述第二散热片之间的热界面材料连接所述第一散热片与所述第二散热片；

使所述壳体板从形成预定高度的曲面的倾斜辊上通过；

当随着所述壳体板通过所述倾斜辊，所述第一散热片与所述第二散热片之间的距离增加时，将至少一个电池单体插设在所述第一散热片与所述第二散热片之间；以及

当所述壳体板通过所述倾斜辊时，用所述壳体板进行封装以覆盖至少一个电池单体和所述多个散热片单元。