CN117337517A - 电池模块及包含该电池模块的电池组 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的电池模块包括：电池电芯组件，其通过在电池电芯的厚度方向上层叠两列或更多列纵向单元电芯而形成，通过将具有形成于其两个纵向端部的电极引线的两个或更多个电池电芯纵向地布置成一排来形成纵向单元电芯中；感测线，其电连接到电池电芯组件中包括的电池电芯的电极引线；以及模块壳体，其包围并容纳电池电芯组件，其中，在感测线的端部处设置有突出到模块壳体的外部的感测引脚。

Description

电池模块及包含该电池模块的电池组
技术领域
本发明涉及电池模块。
更具体地说，本发明涉及被配置为可扩展的电池模块，在该电池模块中容易感测电池模块之间的电特性。
另外，本发明涉及包括电池模块的电池组。
本申请要求于2021年11月12日提交的韩国专利申请No.10-2021-0155933的优先权，该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文中。
背景技术
近来，可以充电和放电的二次电池已被广泛用作无线移动装置的能源。另外，二次电池作为电动车辆、混合动力电动车辆等的能源已经备受关注，其被提出作为使用化石燃料的现有汽油车和柴油车的空气污染等的解决方案。因此，由于二次电池的优点，使用二次电池的应用类型正在多样化，并且预期二次电池将在未来应用于许多领域和产品。
另外，作为储能系统(ESS)、电动车辆(EV)的电源等，对容纳串联或并联地电连接的多个二次电池的电池模块或由电池模块组成电池组的需求日益增加。
这样的电池模块或电池组包括由金属材料制成的外部壳体以保护多个二次电池免受外部冲击或接纳和存储二次电池。
图1的部分(a)是传统的普通电池模块1的局部立体图，而图1的部分(b)例示了传统的电池模块的用于模块间感测的连接结构。传统的电池模块具有以下问题。
首先，由于单个电池电芯仅在其厚度方向上层叠，因此电池电芯布置的空间利用率可能降低，并且设计自由度可能降低，因此在通过组合这些类型的模块配置电池组方面存在限制。也就是说，不容易配置电池模块或电池组以对应于诸如车辆的有限空间或各种类型的空间。另外，由于在一个模块中层叠大约数十个电池电芯，因此在一个电池电芯中出现起火时，存在火焰容易传播到其他电池电芯并且短时间内烧毁模块的风险。
第二，如图1的部分(a)部分，传统的电池模块具有以下结构：感测线2连接连接器3并且连接器3连接与其区配的外部连接器，以感测电池模块的电特性，因此需要针对每个模块安装结构复杂的连接器。另外，还单独需要具有与安装在模块中的连接器公母联接结构的外部连接器。由于具有公母联接结构的连接器具有复杂的形状，因此用于感测电池模块的电特性的端子联接结构(公母连接器结构)变得复杂。另外，具有复杂结构的连接器难以模制，从而导致制造成本增加。
第三，如图1的部分(b)所示，为了执行相邻电池模块1中的排间感测(inter-banksensing)，需要将模块与汇流条4连接的操作，并且需要用于连接感测连接器的线束5。因此，为了执行传统的模块之间的感测，需要将模块与复杂组件结构连接并且通过激光焊接等固定构件的操作。
因此，需要开发电池模块相关技术，其能够增加电池模块和电池组的设计自由度，并且还能够用简单的结构容易地执行各单元模块的感测，以及单元模块之间的感测。
[现有技术文献]
[专利文献]
韩国注册专利公开No.10-2259416
发明内容
技术问题
本发明是为解决上述问题而提出的，并且本发明旨在提供可扩展的电池模块，其能够通过除了在电池电芯的厚度方向上还在纵向方向上连接电池电芯来提高电池模块和电池组的空间利用率。
本发明还旨在提供具有以下结构的电池模块：其允许省略具有传统的复杂的公母联接结构的连接器并且直接感测模块。
本发明还旨在提供具有以下结构的电池组：允许在多个电池模块之间进行感测时以简单方式执行直接感测，而无需复杂组件结构。
技术方案
用于解决以上问题的根据本发明的电池模块包括：电池电芯组件，在该电池电芯组件中两个或更多个纵向单元电芯在电池电芯的厚度方向上层叠成两列或更多列，在每个纵向单元电芯中在纵向方向上的两端具有电极引线的两个或更多个电池电芯在纵向方向上布置成行；感测线，其电连接到电池电芯组件中包括的电池电芯的电极引线；以及模块壳体，其被配置为围绕并容纳电池电芯组件，其中，在感测线的端部上设置有引出至模块壳体的外部的感测引脚。
作为一个示例，模块壳体可以包括在与感测引脚的位置相对应的位置处的开口，使得感测引脚通过开口引出至外部。
作为具体示例，感测线可以通过联接到电池电芯组件中包括的电池电芯的电极引线的汇流条和联接到汇流条的感测构件中的至少一个电连接到电池电芯组件的所有电池电芯的电极引线。
作为一个示例，汇流条可以包括连接到外部端子的端子汇流条和联接到电池电芯的电极引线以电连接电池电芯的中间汇流条中的至少一个。
在一个实施方式中，在相对于电池电芯的纵向方向的两侧上各可以设置有相同列数的纵向单元电芯，两侧上的纵向单元电芯当中的在一侧上的纵向单元电芯的电极引线或纵向单元电芯的在纵向方向上彼此面对的电池电芯的电极引线中的每一条可以联接到中间汇流条，以及两侧上的纵向单元电芯当中的在另一侧上的纵向单元电芯的电极引线或纵向单元电芯的在纵向方向上彼此面对的电池电芯的电极引线中的每一条可以联接到端子汇流条。
作为具体示例，感测线可以联接到中间汇流条和端子汇流条中的每一个，以及感测线的感测引脚可以从感测线的连接中间汇流条与端子汇流条的部分向上或向下弯折，并引出至模块壳体的外部。
作为更具体的示例，端子汇流条可以包括联接到在纵向方向上彼此面对的电池电芯的电极引线当中的一条电极引线或多条电极引线的第一端子汇流条、以及联接到电池电芯的电极引线当中的另一条电极引线或多条电极引线的第二端子汇流条，以及感测引脚可以包括在第一端子汇流条侧的第一感测引脚和在第二端子汇流条侧的第二感测引脚。
作为一个示例，在相同列数的纵向单元电芯之间可以安装有排气板，该排气板安装为在电池电芯的纵向方向上跨越模块壳体的前端和后端延伸并且其内具有排气通道，以及端子汇流条、中间汇流条和感测线可以由排气板支撑。
作为另一实施方式，在纵向单元电芯的前端和后端可以安装有中间汇流条，该中间汇流条联接到在纵向单元电芯的前端和后端从电池电芯突出的电极引线，感测线可以联接到中间汇流条，以及感测线的感测引脚可以通过模块壳体的前端板与后端板中的至少一个引出至外部。
作为具体示例，在相对于电池电芯的纵向方向的两侧上各可以设置有相同列数的纵向单元电芯，在相同列数的纵向单元电芯之间可以安装有排气板，该排气板安装为在电池电芯的纵向方向上跨越模块壳体的前端和后端延伸并且其内形成有排气通道，以及中间汇流条和感测线可以由排气板支撑。
根据本发明的另一方面的电池组包括：电池模块层叠体，在该电池模块层叠体中在电池电芯的厚度方向上层叠有多个权电池模块；以及感测块，其在电池电芯的厚度方向上延伸并且联接到被引出至电池模块的外部的每个感测引脚。
作为一个示例，在感测块的面对感测引脚的联接表面中可以设置有装配感测引脚的联接槽。
另一示例中的电池组可以包括：电池模块层叠体，在该电池模块层叠体中在电池电芯的厚度方向上层叠有多个电池模块；以及感测块，其在电池电芯的厚度方向上延伸，从电池模块中的感测线向上或向下弯折，并联接到被引出至模块壳体的外部的每个感测引脚。
根据本发明又一方面的电池组包括：电池模块层叠体，在该电池模块层叠体中在电池电芯的厚度方向上层叠有多个电池模块；以及第一感测块和第二感测块，其在电池电芯的厚度方向上延伸并且分别联接到电池模块的第一感测引脚和第二感测引脚。
本发明的另一电池组可以包括：电池模块层叠体，在该电池模块层叠体中在电池电芯的厚度方向上层叠有多个电池模块；以及侧感测块，其在电池电芯的厚度方向上延伸，并且联接到通过模块壳体的前端板或后端板引出至外部的感测线的感测引脚。
技术效果
根据本发明，通过除了厚度方向之外在纵向方向上连接电池电芯可以获得能够提高电池模块和电池组的空间利用率的可扩展电池模块。
另外，本发明能够实现适用于可扩展电池模块的直接感测结构。
另外，本发明能够提供具有以下结构电池组：其允许当在多个电池模块之间进行感测时以简单方式执行直接感测，而无需复杂组件结构。
附图说明
图1的部分(a)是传统的普通电池模块1的局部立体图，而图1的部分(b)例示了传统的电池模块的用于模块间感测的连接结构。
图2是本发明的电池模块的分解立体图。
图3是例示了图2的电池模块中包括的排气板的结构的立体图。
图4是例示了根据本发明的一个实施方式的端子汇流条感测构件和中间汇流条支撑块的联接结构的一组后视图和前视图。
图5是例示了根据本发明的一个实施方式的感测线的感测引脚的联接结构的立体图。
图6是从图5的相对侧观察到的感测线的感测引脚的联接结构的一个实施方式的立体图。
图7是例示了从上方观察到的感测线、感测引脚和电池电芯组件的联接结构的立体图。
图8是例示了图5的实施方式的感测引脚所联接到的模块壳体的外部的立体图。
图9是例示了根据本发明的另一实施方式的感测线的感测引脚的联接结构的立体图。
图10是例示了根据本发明的另一实施方式的中间汇流条感测构件的结构的一组立体图、前视图及平面图。
图11是例示了根据本发明的一个实施方式的电池组的联接过程的立体图。
图12是更详细地例示了根据图11的实施方式的电池组的立体图。
图13是例示了根据本发明的另一实施方式的电池组的立体图。
(附图标记列表)
10：电池电芯
11，12：引线
100：电池电芯组件
110：纵向单元电芯
200：感测线
210，210′：感测引脚
220，220′：加强构件
300：模块壳体
310：C状壁
311：开口
320：I状壁
330：前端板
330S：开口
340：后端板
400：排气板
410：主体部分
411和416：排气通道
410C：分隔壁
412，412′：中间汇流条联接长孔
413，413′：中间汇流条感测构件联接长孔
414，414′：排气长孔
415：支撑块联接孔
417：联接孔
420：热传播防止板
421：中间汇流条联接长孔
510：中间汇流条
520，520′：端子汇流条
610，610′：中间汇流条支撑块
620，620′：端子汇流条感测构件
630：中间汇流条感测构件
700，700′：密封构件
800：绝缘弹性构件
1000：电池模块
1000′：电池模块层叠体
1100，1100′：感测块
1100″：侧感测块
具体实施方式
在下文中，将详细描述本发明。在此之前，本说明书和权利要求书中所使用的术语或词语不应被限制性地解释为普通含义或基于字典含义，而应该在发明人可以恰当地定义术语的概念以最好方式来描述和解释他或她的发明的基础上，解释为与本发明的技术构思一致的含义和概念。
贯穿说明书中，应该理解诸如“包括”或“具有”之类的术语旨在表示存在说明书中描述的特征、数字、步骤、操作、部件、部分或其组合，并且他们不预先排除存在或添加一个或更多个其他特征或数字、步骤、操作、部件、部分或其组合的可能性。
此外，当诸如层、膜、区域、板等的部分被称为在另一部分“上”时，这不仅包括该部分“直接”在另一部分“上”的情况，而且包括另一部分置于他们之间的情况。相反，当诸如层、膜、区域、板等的部分被称为在另一部分“下方”时，这不仅包括该部分“直接”在另一部分“下方”的情况，而且包括又一部分置于他们之间的情况。另外，在本发明的说明书中设置在“上”可以包括设置在下部以及上部的情况。
[电池模块]
根据本发明的电池模块包括：电池电芯组件，在该电池电芯组件中，两个或更多个纵向单元电芯在电池电芯的厚度方向上层叠成两列或更多列，所述纵向单元电芯是两个或更多个电池电芯中在纵向方向上的两端处具有电极引线的各个电池电芯在所述纵向方向上以行布置而形成的；感测线，其电连接至电池电芯组件中包括的电池电芯的电极引线；以及模块壳体，其被配置为围绕并容纳电池电芯组件，其中在感测线的端部上设置有引出至模块壳体外部的感测引脚。
图2是本发明的电池模块的分解立体图，而图3是例示了图2的电池模块中包括的排气板的结构的立体图。
如图2所示，本发明包括：电池电芯组件100，其包括纵向单元电芯110，以及模块壳体300，其中容纳电池电芯组件100。在图2中，基于在其两端具有引线11和12且在纵向方向上延伸较长的典型袋状电池电芯10，X方向为电池电芯10或电池模块(壳体)的纵向方向，Y方向(电池电芯的层叠方向)是电池电芯10或模块壳体300的厚度方向，并且Z方向是上下方向。
本发明的电池电芯10涉及其中电极引线11和12设置于纵向方向两端的电池电芯(所谓的双向电池电芯(双向袋状电芯))。根据该配置，在一个电池电芯10中，由于正极引线11和负极引线12设置为分别从两端突出，因此在引线之间不存在干扰，由此能够增加电极引线的面积，并且能够更容易地执行电极引线11和12与汇流条的联接操作。
本发明的电池电芯组件100包括一束电池电芯10，其中这些双向电池电芯10当中的两个或更多个在纵向方向上布置成一排，以及在纵向方向上彼此面对的电池电芯10的电极引线彼此电连接，作为纵向单元电芯110。在图2中，两个电池电芯10在纵向方向上连接以组成纵向单元电芯110，但是两个或更多个单元电池可以沿纵向方向连接。两个或多个电池电芯可以在纵向方向上连接。在纵向方向上连接的电池电芯10的数量原则上没有限制，只要电池组中安装电池模块壳体300或电池模块1000的空间允许即可。然而，由于车辆中实际上能够安装电池模块1000或电池组的空间有限，因此可以在纵向方向上连接大约两个至四个电池电芯10。另外，在纵向方向上连接的电池电芯10的数量可以根据要连接的电池电芯10的尺寸(长度)而变化。如上所述，在本说明书中，通过将每个具有设置在纵向方向两端的引线11和12的两个或更多个电池电芯10布置成一排以彼此面对并且电连接电池电芯的面对的引线11和12而提供的电池电芯10的组件称为纵向单元电芯110。
包括于本发明的电池模块1000中的电池电芯组件100是通过在电池电芯10的厚度方向(X方向)上层叠两列或更多列纵向单元电芯110而组成的。纵向单元电芯110层叠的列数还取决于电池模块1000和电池组的允许空间、电池电芯10的尺寸等。另外，电池电芯10在纵向方向上的数量、列数量等可以考虑电气装置所需的容量来确定。如上所述，根据本发明，可以调整容纳于模块壳体300中的电池电芯组件100的在电池电芯的纵向方向上的数量和列数量，因此改善了设计自由度。另外，当在纵向方向上层叠有约二个至四个电池电芯组件100并且所得层叠体在电池电芯的厚度方向上层叠约两列至六列，而不是如相关技术那样层叠数十个电池电芯组件100时，能够以紧凑方式配置电池电芯组件100。另外，当由少量电池电芯10组成的电池电芯组件100容纳于单独的模块壳体300中时，包括模块壳体300的电池模块1000像乐高积木一样在电池电芯的纵向方向或厚度方向上层叠，考虑到安装电池模块1000的空间或电池组的安装空间，可以自由地配置电池组。例如，当电池模块1000在纵向方向上层叠时，即使当纵向单元电芯110的电池电芯没有在纵向方向上连接得更长时，也能够实现相同的效果。因此，能够将单个电池模块(单元模块)配置为尺寸更紧凑。另外，通过在电池电芯的厚度方向上层叠所需数量那么多的电池模块1000，可以提高设计自由度。采用如图1所示其中数十个电池电芯层叠在一个模块壳体中的结构，难以按需配置电池组。也就是说，由于构成电池组的电池模块中所包括的电池电芯的最小单位不同，所以传统的电池模块1的设计自由度不可避免地降低。
另外，例如，当在电池模块中包括的一些电池电芯中出现起火时，在图1的电池模块1中，火焰容易蔓延到相邻的电池电芯。然而，在图2的电池模块1000或者下面将描述的图10中公开的电池组的结构中，因为少量电池电芯组件100被单独容纳于电池模块1000中，所以即使当在一个电池模块1000中的电池电芯10中出现起火时，起火也难以传播到其他电池模块1000。
如上所述，本发明的电池电芯组件100具有以下形式：电池电芯组件100由在电池电芯的纵向方向和厚度方向上连接的特定数量的电池电芯10组成，容纳于每个模块壳体300中。因此，可以根据包括电池电芯组件100的电池模块1000的层叠(设计)方法来制造各种类型的电池组，因此本发明的电池模块1000可以称为可扩展模块。
如图2所示的本发明的电池电芯组件100具有所谓的2P4S连接结构并且通过在纵向方向上连接两个电池电芯10并将纵向单元电芯110层叠四列而由总共八个电池电芯10组成。
然而，通过改变在纵向方向连接的两个纵向单元电芯110的列数，也可以有通过将两个纵向单元电芯110层叠偶数列(诸如，两列(1P4S)、六列(3P4S)或八列(4P4S))而组成的电池电芯组件。另外，代替在纵向方向连接两个纵向单元电芯的结构，也可以有连接三个纵向单元电芯的结构(1P6S、2P6S、3P6S、……等)、以及连接四个或更多个纵向单元电芯的结构(1P8S、2P8S、3P8S、……等)、或者连接更多纵向单元电芯的结构。例如，本发明的优点在于，纵向单元电芯110和电池电芯组件100中的每一个的层叠结构能够根据上述电池模块1000和电池组的设计要求以各种可扩充方式改变。
尽管附图中未示出，但是可以在纵向单元电芯110的列之间安装有绝缘板、绝缘片等。在本发明的一个实施方式中，在纵向单元电芯110的列之间安装有排气板400，代替绝缘板。
参照图3，排气板400被安装为在组成电池电芯组件100的纵向单元电芯110的列之间在电池电芯10的纵向方向上跨越模块壳体300的前后端延伸。在相对于排气板400的两侧中的每一侧上设置有相同列数的纵向单元电芯110。
排气板400可以用于当由于过热或起火而产生火焰时防止纵向单元电芯110之间热传播。具体而言，排气板400具有中空结构，其中设置有能够排放气体和火焰的排气通道411和416。排气通道411和416包括由分隔壁410C分隔的多个纵向的排气通道411和从纵向的排气通道411延伸出的横向的排气通道416，从而将模块中产生的气体或火焰向模块外部排放。排气板400具有能够完全覆盖纵向单元电芯110的尺寸和长度，以排放从电池电芯10产生的气体或火焰，尤其是电极引线部分。如图3所示，排气板400的主体部分410设置得足够长以跨越模块壳体300的前后端延伸。排气板400还可以用作能够在上面安装下面要描述的汇流条或电极引线或者用于支撑汇流条和电极引线的支撑构件的安装基座。为此，图3的排气板400包括可以安装各种构件的安装孔。另外，用于支撑在纵向方向上彼此面对的电池电芯10的电极引线和电极引线所联接到的汇流条的热传播防止板420设置在排气板400的主体部分410的中央部分处，以垂直于主体部分410。热传播防止板420用于防止热量在纵向方向上在电池电芯10之间传播。具体来说，在排气板400的主体部分410的前端部分和后端部分分别设置有中间汇流条联接长孔412和412′，并且感测构件联接长孔413和413′分别设置在长孔412和412′后面。另外，在主体部分410的中央部分处热传播防止板420的左侧和右侧中分别设置有尺寸与各个感测构件联接长孔413和413′的尺寸相似的排气长孔414和414′。由于长孔与上述排气通道411连通，因此从电极引线部分产生的气体或火焰能够被引入排气通道411中以向外部排放。在主体部分410的中心部分的热传播防止板420与各个排气长孔414和414′之间设置有下面要描述的端子汇流条520和520′所联接到的联接孔417和用于联接中间汇流条支撑块610的联接孔415。
此外，在热传播防止板420中提供了中间汇流条510所联接到的贯通孔(长孔)421，该中间汇流条510联接到面对纵向方向的电极引线510。
在本发明的可扩展电池模块中，当具有上述结构的排气板400安装在纵向单元电芯110之间时，如上所述，气体和火焰能够容易地排放，并且能够方便地安装汇流条和电极引线。具体而言，如下面将要描述的，根据本发明，排气板400可以用于支撑感测线200和在感测线200的端部处的感测引脚210和210′。
另外，本发明包括电连接到电池电芯组件100中包括的电池电芯10的电极引线的感测线200。感测线200可以是导电线的感测金属线或其中感测金属线涂覆有预定涂层的感测电缆。优选地，感测线200可以是柔性电缆，更优选地，感测线200可以是可以弯曲或弯折的电缆，并且可以是形状保持弯曲状态的可塑性变形的感测电缆。当采用以上材料制成的感测线200时，电极引线部分或连接到电极引线部分的汇流条的路径或者连接到感测构件的感测线200的路径可以在电池模块中自由改变，以符合模块内的空间，并且可以抽出至模块壳体300外部。
本发明的感测线200用于感测电池模块的电特性，即，电压、电流、电阻等。因此，感测线200可以连接到模块外部的感测装置，例如下面要描述的感测块等，并且最终可以连接到电池管理系统(BMS)、电子控制单元(ECU)、或安装在电池组中的预定控制器，并且可以测量单元电池模块或多个电池模块之间的电特性。感测线200需要电连接到电池电芯组件100中包括的所有电池电芯10的电极引线，来以电池模块为单位测量电特性。然而，感测线200并非必须直接连接到每条电极引线，并且当感测线200通过联接到电极引线的汇流条和联接到汇流条的感测构件中的至少一个电连接到电极引线时就足够了。
本发明的特征点在于：在感测线200的端部处设置有引出至模块壳体300外部的感测引脚210和210′。也就是说，代替安装如传统的电池模块中用于感测的具有公母联接结构的连接器，本发明连接至所有电池电芯10的感测线200向外换向，感测引脚210和210′安装在感测线200的端部，而感测引脚210和210′位于模块壳体300的外部。如上所述，本发明的感测引脚210和210′各具有简单的针形式而不是连接器结构，因此容易电联接到外部端子。另外，由于感测引脚具有非常简单的联接结构的针形式，当外部连接机构被配置为可以一次联接到多个电池模块的感测引脚210和210′的形式时，模块之间的感测也容易执行。下面将描述联接到感测引脚210和210′的外部连接机构的优选形式。
本发明包括围绕并容纳电池电芯组件100的模块壳体300。模块壳体300具有在纵向方向上延伸较长的长方体结构以容纳本发明独特的电池电芯组件100。在图2中，通过联接C状壁310和I状壁320来提供模块壳体300，但本发明不限于此。例如，其中左右或上下设置的两个C状壁组合在一起的形式是可行的，以及其中上、下、左、右壳体分开并通过焊接、钩连接、紧固构件等联接的形式也是可行的。另外，本发明的模块壳体300包括前端板330和后端板340。前端板330和后端板340分别联接到C状壁310和I状壁320的联接主体上以封闭模块的前侧和后侧。
本发明的模块壳体300可以包括在与感测引脚的位置相对应的位置处的开口311和330S。感测引脚可以通过开口311和330S引出至模块壳体300的外部。如下所述，可以从纵向单元电芯110的中间部分、前端或后端的位置引出感测引脚。因此，模块壳体300的开口311和330S可以如图2所示设置在模块壳体300的中间部分的上部或下部中，或者可以设置在前端板330和后端板340的预定位置中。
然而，只要感测引脚具有能够适当地从模块壳体300中引出的形状，并非必须提供开口。例如，当感测引脚210和210′从左右分开的模块壳体300之间拉出并置于模块壳300外部，并且组装左和右模块壳体300时，结果，感测引脚210和210′可以位于模块壳体300的外部。然而，在此情况下，由于连接到感测引脚210和210′的感测线200可能被夹在模块壳300之间而损坏，或者在模块壳体之间可能由于感测线200而提供间隙，因此需要考虑壳体之间的紧固压力、密封余隙等来联接模块壳体300。
如上所述，感测线200需要通过汇流条或感测构件电连接到电池电芯组件100的所有电池电芯10的电极引线。在此前提下，将描述适用于本发明的电池模块的实施方式的汇流条的结构，以及将描述与其有关的感测线和感测引脚的具体结构。
本发明的实施方式
(第一实施方式)
图4是例示了根据本发明的一个实施方式的端子汇流条感测构件和中间汇流条支撑块的联接结构的一组后视图和前视图，图5是例示了根据本发明的一个实施方式的感测线的感测引脚的联接结构的立体图，图6是例示了从图5的相对侧观察到的感测线的感测引脚的联接结构的一个实施方式的立体图，并且图7是例示了从上方观察到的感测线、感测引脚和电池电芯组件100的联接结构的立体图。
本发明的感测线200可以通过汇流条电连接到电池电芯组件100的电池电芯。汇流条可以是连接到外部端子的端子汇流条520和520′以及联接到电池电芯10的电极引线以电连接电池电芯的中间汇流条510中的至少一个。
图5至图7例示了端子汇流条520和520′以及中间汇流条510与感测线200连接的实施方式。
在描述图5至图7之前，将参照图4描述本发明的电池模块中端子汇流条感测构件和用于安装端子汇流条和中间汇流条的中间汇流条支撑块的结构示例。
参照图4，提供了包括钩622和钩622′(即，联接钩部分)的端子汇流条感测构件620和620′，端子汇流条520和520′分别装配在钩622和钩622′之间。端子汇流条感测构件620和620′在其面对端子汇流条520和520′的前表面上具有感测引脚部分、以及端子汇流条520和520′在其间装配在感测引脚部分的上端和下端的联接钩部分622和联接钩部分622′。因此，当端子汇流条520和520′分别装配在联接钩部分622和联接钩部分622′之间并联接到联接钩部分622和联接钩部分622′时，端子汇流条520和520′与感测引脚部分进行接触以分别电连接端子汇流条感测构件620和620′和端子汇流条520和520′。
联接到排气板主体部分410的联接孔417的联接突出部621和621′分别设置在本实施方式的端子汇流条感测构件620和620′的后表面的上侧上。另外，联接到主体部分410的联接孔415的中间汇流条支撑块610和610′分别设置在端子汇流条感测构件620和620′的后表面的下侧上。中间汇流条支撑块610和610′使得端子汇流条感测构件620和620′更牢固地紧固至排气板400。另外，钩611和611′分别设置在中间汇流条支撑块610和610′的上端和下端，并且位于端子汇流条感测构件620和620′后侧上的中间汇流条510紧固至钩611和611′。如上所述，本实施方式的端子汇流条感测构件620和620′包括联接到排气板400和中间汇流条510的紧固部分，因此能够进一步提高纵向单元电芯的联接结构的刚度。
本发明的电池电芯组件100具有纵向单元电芯110层叠成两列或更多列的结构，因此，如上所述，端子汇流条520和520′以及中间汇流条-汇流条510全部可以应用于纵向单元电芯110的面对电池电芯10的电极引线。例如，当用2P4S结构配置电池电芯组件100时，可以在相对于电池电芯的纵向方向的两侧的每一侧上设置有相同列数(两列)的纵向单元电芯110。在1P4S结构中，可以在两侧上各设置有一行纵向单元电芯110。
参照图5至图7，上述排气板400可以安装在相同数量的纵向单元电芯110之间。基于电池电芯10的纵向方向在一侧(图5中的前侧)的纵向单元电芯110的在纵向方向上彼此面对的电池电芯10的各条电极引线11和12联接到中间汇流条510。中间汇流条支撑块610和610′安装在中间汇流条510的后表面上，以支撑中间汇流条510。
在纵向方向上彼此面对的电池电芯10的电极引线11和12可以分别联接到中间汇流条510的左侧和右侧(参见图7)。为了更牢固地固定中间汇流条，在垂直于排气板400的主体部分410设置的热传播防止板420中设置有中间汇流条联接长孔421(参见图3)，并且中间汇流条510可以通过长孔421(参见图4)联接到热传播防止板420。为了更牢固地固定中间汇流条510，绝缘弹性构件800可以装配在热传播防止板420的左侧和右侧中的每一个上。然而，排气板400对于联接电极引线和汇流条510不是必需的，也可以通过例如将中间汇流条510焊接到电池电芯10的面对的电极引线11和12，来将中间汇流条510固定定位于电池电芯10的面对的电极引线11和12。然而，当提供排气板400时，有利的是，固定中间汇流条510以及支撑感测线200，因此优选的是提供排气板400。
由于中间汇流条支撑块610和610′是要与分别联接到端子汇流条520和520′的端子汇流条感测构件620和620′一体，因此可以更牢固地形成端子汇流条520和520′、排气板400、中间汇流条510和感测线200的联接结构。参照图6，例示了端子汇流条感测构件620和620′在排气板400的相对侧表面上联接到排气板400。
虽然图5是相对于热传播防止板420从左侧观察到的图，但是在右侧上与在左侧的相同的中间汇流条支撑块610′、端子汇流条520′和端子汇流条感测构件620′也联接到排气板400。端子汇流条520和520′可以分别通过钩等的装配联接而简单地联接到端子汇流条感测构件620和620′(参见图6)。图5的(a)例示了端子汇流条520和520′联接之前的形状，而图4的(b)例示了其中端子汇流条520和520′联接到端子汇流条感测构件620和620′的状态。在图5的(b)中，穿过端子汇流条的上端装配的密封构件700和700′分别示出在端子汇流条520和520′上方。在密封构件700和700′中分别形成有端子汇流条的头部装配到其中的装配槽710和710′。在图6和图7中，为了便于例示，省略了密封构件700和700′的图示。
参照图6和图7，端子汇流条520和520′分别联接到端子汇流条感测构件620和620′的前表面，并且从电池电芯组件100的电池电芯10突出的电极引线11和12分别联接到端子汇流条520和520′的前端。
参照图5，根据本发明的感测线200包括连接到中间汇流条510的上部的部分211，以及通过穿过排气板400的长孔414或414′从部分211向排气板400的相对侧表面延伸的部分212。感测线200在连接的部分211和延伸部分212之间向上引出，并且感测引脚210或210′形成于感测线的向上引出的部分213的端部。涂覆部分或加强构件220和220′分别安装在感测引脚210和210′的端部。感测引脚210和210′引出至模块壳体300的外部，如图8所示。
此外，参照图6，感测线200还包括延伸至排气板400的相对侧表面的部分212、从部分212延伸出的端子汇流条接触部分214、以及从端子汇流条接触部分214向纵向单元电芯110的两个端部延伸的纵向感测线215。纵向感测线215在纵向方向上延伸并且在纵向单元电芯110的两个端部处连接到电池电芯10的电极引线。也就是说，如以上所描述的，由于本发明的感测线200连接到电池电芯组件100中包括的所有电池电芯的电极引线，所以感测线200的感测引脚210和210′能够测量整个电池模块1000的电特性，即，以模块为单位的电特性。
在图5和图7中，感测引脚210和210′从感测线的连接中间汇流条510和端子汇流条感测构件620和620′的部分213的位置向上弯折，但是也可以向下弯折被引出至模块壳体300的外部。在此情况下，可以在模块壳体300的上部或下部中设置感测引脚210和210′分别可以穿过的开口311和311′以对应于感测引脚210和210′的位置。
在图8中，例示了两个感测引脚210和210′引出至模块壳体300的外部。在图8中，上述端子汇流条520和520′以及用于密封端子汇流条的密封构件700和700′也暴露于模块壳体300的外部。端子汇流条520和520′可以连接到外部端子。
由于感测线200电连接到本发明的所有电池电芯，因此即使两个感测引脚210和210′中的一个仅安装在左侧和右侧之一而不是如图8所示地安装两个感测引脚210和210′，以模块为单位感测电特性也没有问题。然而，当具有如本发明中的结构的电池模块1000例如在电池电芯10的厚度方向上层叠以配置电池组时，存在以下情况：其中电池电芯10或电池模块1000中包括的电池电芯组件100设置为使得其电极的方向彼此交替地不同。在此情况下，在纵向单元电芯110中，彼此面对的电池电芯10的电极引线的极性交替地变化。因此，就考虑到这些情况便于以电池组为单位进行感测而言，从联接到在纵向方向上彼此面对的电池电芯10的电极引线当中的一条电极引线或更多条电极引线的端子汇流条(第一端子汇流条520)的一侧引出的感测引脚(第一感测引脚210)与从联接到电池电芯10的电极引线当中的另一条电极引线或多条电极引线的端子汇流条(第二端子汇流条520′)的一侧引出的感测引脚(第二感测引脚210′)可以成对配置。
(第二实施方式)
图9是例示了根据本发明的另一实施方式的感测线的感测引脚的联接结构的立体图，并且图10是例示了根据本发明的另一实施方式的中间汇流条感测构件的结构的一组立体图、前视图及平面图。
在本实施方式中，在如上所述，纵向感测线215电连接到纵向单元电芯110的彼此面对的电池电芯10的电极引线的前提下，例示了感测线200在纵向单元电芯110前端和后端电连接到电池电芯10的结构。
参照图10，安装有联接到在纵向单元电芯110的前端和后端处从电池电芯10突出的电极引线11和12的中间汇流条510。在中间汇流条510的两侧的每一侧上设置有相同列数的纵向单元电芯110，并且在两侧上单元电芯110的端部处的电池电芯的引线11、12弯折并且联接到中间汇流条510。因此，当纵向感测线215联接到中间汇流条510时，感测线215电连接到在单元电芯110的端部处的电池电芯的引线11和12。当连接到中间汇流条510的感测线朝向外部引出并且引出部分216的端部处的感测引脚210引出至模块壳体300的外部时，感测引脚210可以位于模块壳体300外部与图8的位置不同的位置处。为了在图9将在端部的感测引脚210引出至外部，在联接到中间汇流条510的前部的前端板330中形成感测引脚210可以穿过的开口330S。虽然附图中未示出，但是在模块壳体300的后端也可以安装有具有相同结构的感测引脚210和具有相同开口的后端板340。
即使在本实施方式中，当上述排气板400安装在相同列数的纵向单元电芯110之间时，中间汇流条510也能够容易地安装在设置于排气板400前端的长孔412中。在排气板400的左侧表面和右侧表面上各可以装配绝缘弹性构件800，以牢固地固定中间汇流条510。
另外，中间汇流条感测构件630可以安装在中间汇流条510的后端。纵向感测线215可以连接到中间汇流条510，以感测电池电芯的电特性，但是即使当纵向感测线215连接到中间汇流条感测构件630时也能够执行感测。
参照图10，中间汇流条感测构件630在其两侧具有彼此面对的主体部分并且具有中面对的主体部分彼此连接的大致C形状(参见图10的平面图)。中间汇流条510可以装配在其间的第一钩部分631分别形成为从每个主体部分的前表面的上端和下端突出，并且多个感测引脚632形成于第一钩部分631之间的主体部分的前表面上。因此，中间汇流条510装配在第一钩部分631之间并且与感测引脚632进行接触，以电连接到中间汇流条感测构件630。另外，中间汇流条感测构件630包括在其主体部分的上部和下部中的每一个上的第二钩部分633。当如上所述，中间汇流条感测构件630联接到排气板400时，第二钩部分633是装配并联接到排气板400(参见图3)的贯通孔边缘(中间汇流条感测构件联接长孔413和413′)的部分。
[电池组]
(第一实施方式)
图11是例示了根据本发明的一个实施方式的电池组的联接过程的立体图，并且图11是更详细地例示了根据图11的实施方式的电池组的立体图。
在图11中，例示了本发明的三个电池模块100在电池电芯的厚度方向上层叠，以配置电池模块层叠体1000′。
在图5至图8的实施方式中描述了电池模块1000，并且从模块壳体300的上部引出一对感测引脚210和210′。参照图12，由于在电池电芯的厚度方向上延伸的感测块1100和1100′分别联接到感测引脚210和210′，因此多个电池模块1000的感测引脚210和210′可以彼此连接。也就是说，通过分别在面对感测块1100和1100′的感测引脚210和210′的联接表面中形成其中装配感测引脚210和210′的联接槽1100S和1100S′，感测引脚210和210′能够容易地分别联接到感测块1100和1100′。为了增强感测块1100和1100′的联接，感测块1100和1100′也可以单独地联接到电池模块1000或电池模块层叠体1000′的模块壳体300。如上所述，感测块1100和1100′设置在电池电芯的厚度方向上，并且感测引脚210和210′一次联接到感测块1100和1100′的下部，使得能够去除如相关技术中在模块之间形成连接器或安装中间汇流条或线束的不便。通过将下感测引脚210和210′装配到上感测块1100和1100′中并联接到其，能够简单地完成感测单元的联接。感测块1100和1100′例如是导电金属块并且可以通过电缆连接到电池组的BMS等。
在图12中，感测块1100和1100′安装在模块壳体300的上侧上，但是，当感测引脚从电池模块中的感测线200向下弯折并被引出至外部时，感测块1100和1100′能够联接到模块壳体300的下部。
另外，由于感测线200连接到所有电池电芯，因此当考虑通过如上所述在电池模块之间改变电极引线的极性来层叠电池模块的情况时，不需要左右感测块1100和1100′，因此优选的是包括分别联接到电池模块1000的第一感测引脚210和第二感测引脚210′的第一感测块1100和第二感测块1100′。
(第二实施方式)
图13是例示了根据本发明的另一实施方式的电池组的立体图。
本实施方式所示的电池组是在电池电芯的厚度方向上层叠三个图9的电池模块的情况下的电池组。
本发明的另一电池组包括：电池模块层叠体1000″，其通过在电池电芯厚度方向上层叠多个电池模块1000而组成；以及侧感测块1100″，其在电池电芯的厚度方向上延伸并联接到通过模块壳体300的前端板330或后端板340引出至外部的感测线的感测引脚210。在前端板330或后端板340中形成有感测引脚210在纵向方向上通过前端或后端引出所穿过的开口330S，并且模块壳体300的前端板330或后端板340处，通过开口330S引出至外部的感测引脚210联接到在电池电芯的厚度方向上延伸的侧感测块1100″。由于感测线连接到模块中的所有电池电芯10，因此即使在前端或后端中的任何一个存在侧感测块1100″，可以以模块为单位进行感测。然而，在层叠的模块的电池电芯10的电极方向交替设置的情况下，当侧感测块1100″仅安装在前端或后端时，存在以下情况：难以进行模块之间的感测或者以电池组为单元进行感测。因此，优选的是，在模块壳体300的前端板330和后端板340中的每一个上安装侧感测块1100″，如图11所示。
本文公开的附图被认为是描述性的并非本发明技术精神的限制，并且本发明的技术精神的范围不受这些附图的限制。本发明的范围应由所附权利要求连同这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来解释。
此外，在本说明书中，使用了诸如“上”、“下”、“右”、“左”、“前”和“后”之类的表示方向的术语，但是这些术语只是为了便于描述，并且对于本领域技术人员来说显而易见的是，这些术语可以依据对象的位置、观察者的位置等而变化。

Claims (15)

1.一种电池模块，该电池模块包括：
电池电芯组件，在该电池电芯组件中，两个或更多个纵向单元电芯在电池电芯的厚度方向上层叠成两列或更多列，所述纵向单元电芯是两个或更多个电池电芯中在纵向方向上的两端处具有电极引线的各个电池电芯在所述纵向方向上以行布置而形成的；
感测线，该感测线电连接到所述电池电芯组件中包括的所述电池电芯的所述电极引线；以及
模块壳体，该模块壳体被配置为围绕并容纳所述电池电芯组件，
其中，在所述感测线的端部上设置有引出至所述模块壳体的外部的感测引脚。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述模块壳体包括在与所述感测引脚的位置相对应的位置处的开口，使得所述感测引脚通过所述开口被引出至外部。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述感测线通过联接到所述电池电芯组件中包括的所述电池电芯的所述电极引线的汇流条和联接到所述汇流条的感测构件中的至少一个电连接到所述电池电芯组件的所有电池电芯的所述电极引线。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其中，所述汇流条包括连接到外部端子的端子汇流条和联接到所述电池电芯的所述电极引线以电连接所述电池电芯的中间汇流条中的至少一个。
5.根据权利要求4所述的电池模块，其中，
在相对于所述电池电芯的所述纵向方向的两侧的每一侧上设置有相同列数的纵向单元电芯，
两侧上的所述纵向单元电芯当中的在一侧上的纵向单元电芯的电极引线或所述纵向单元电芯的在所述纵向方向上彼此面对的所述电池电芯的电极引线中的每一条，联接到所述中间汇流条，并且
两侧上的所述纵向单元电芯当中的在另一侧上的纵向单元电芯的电极引线或所述纵向单元电芯的在所述纵向方向上彼此面对的所述电池电芯的电极引线中的每一条联接到所述端子汇流条。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其中，
所述感测线联接到所述中间汇流条和所述端子汇流条中的每一个，并且
所述感测线的所述感测引脚从所述感测线的连接所述中间汇流条与所述端子汇流条的部分向上或向下弯折，并且被引出至所述模块壳体的外部。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其中，
所述端子汇流条包括第一端子汇流条和第二端子汇流条，该第一端子汇流条联接到在所述纵向方向上彼此面对的所述电池电芯的电极引线当中的一条电极引线或多条电极引线，该第二端子汇流条联接到所述电池电芯的电极引线当中的另外的一条电极引线或多条电极引线，并且
所述感测引脚包括在第一端子汇流条侧的第一感测引脚和在第二端子汇流条侧的第二感测引脚。
8.根据权利要求6所述的电池模块，其中，
在所述相同列数的纵向单元电芯之间安装有排气板，该排气板安装为在所述电池电芯的所述纵向方向上跨越所述模块壳体的前端和后端延伸并且在其内具有排气通道，并且
所述端子汇流条、所述中间汇流条和所述感测线由所述排气板支撑。
9.根据权利要求3所述的电池模块，其中，
在所述纵向单元电芯的前端和后端处安装有中间汇流条，该中间汇流条联接到在所述纵向单元电芯的所述前端和所述后端从所述电池电芯突出的电极引线，
所述感测线联接到所述中间汇流条，并且
所述感测线的所述感测引脚通过所述模块壳体的前端板和后端板中的至少一个被引出至外部。
10.根据权利要求9所述的电池模块，其中，
在相对于所述电池电芯的所述纵向方向的两侧中的每一侧上设置有相同列数的纵向单元电芯，
在所述相同列数的纵向单元电芯之间安装有排气板，该排气板安装为在所述电池电芯的所述纵向方向上跨越所述模块壳体的前端和后端延伸并且其内形成有排气通道，并且
所述中间汇流条和所述感测线由所述排气板支撑。
11.一种电池组，该电池组包括：
电池模块层叠体，在该电池模块层叠体中，在所述电池电芯的厚度方向上层叠有多个根据权利要求1至10中的任一项所述的电池模块；以及
感测块，该感测块在所述电池电芯的所述厚度方向上延伸并且联接到被引出至所述电池模块的外部的每个感测引脚。
12.根据权利要求11所述的电池组，其中，
在所述感测块的面对所述感测引脚的联接表面中设置有联接槽，所述感测引脚被装配到所述联接槽中。
13.一种电池组，该电池组包括：
电池模块层叠体，在该电池模块层叠体中，在所述电池电芯的厚度方向上层叠有多个根据权利要求6所述的电池模块；以及
感测块，该感测块在所述电池电芯的所述厚度方向上延伸，从所述电池模块中的感测线向上或向下弯折，并且被联接到被引出至所述模块壳体的外部的每个感测引脚。
14.一种电池组，该电池组包括：
电池模块层叠体，在该电池模块层叠体中，在所述电池电芯的厚度方向上层叠有多个根据权利要求7所述的电池模块；以及
第一感测块和第二感测块，该第一感测块和该第二感测块在所述电池电芯的所述厚度方向上延伸并且分别联接到所述电池模块的第一感测引脚和第二感测引脚。
15.一种电池组，该电池组包括：
电池模块层叠体，在该电池模块层叠体中，在所述电池电芯的厚度方向上层叠有多个根据权利要求9所述的电池模块；以及
侧感测块，该侧感测块在所述电池电芯的所述厚度方向上延伸并且联接到通过所述模块壳体的前端板或后端板被引出至外部的所述感测线的所述感测引脚。
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