CN117480671A - 电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆 - Google Patents

电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了电池模块、包括该电池组的电池组和车辆。根据本发明的一个实施例的电池模块包括：多个电池单体；壳体，壳体中容纳有多个电池单体；盖，结合到壳体；至少一个冷却块，结合到盖并且与壳体接触以冷却电池单体；以及冷却管，结合到冷却块，其中，冷却块在盖中的结合位置是可变的。

Description

电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆
技术领域
本申请要求于2022年1月4日提交的韩国专利申请第10-2022-0001137号的优先权，该申请的公开内容通过引用并入本文中。
本公开涉及一种电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆，更具体地，涉及一种具有可变地设置的冷却块的电池模块，以及包括该电池模块的电池组和车辆。
背景技术
随着技术的发展和对移动装置的需求增加，作为能源的二次电池的需求迅速增加，并且镍镉电池或氢离子电池已被用作常规二次电池，但近来，与镍基二次电池相比几乎没有记忆效应，因此具有充放电自由、自放电速率非常低且能量密度高的优点的锂二次电池得到了广泛应用。
这些锂二次电池主要使用锂基氧化物和碳材料分别作为正极活性材料和负极活性材料。锂二次电池包括电极组件和外部材料，分别涂覆有正极活性材料和负极活性材料的正极板和负极板在隔膜位于正极板和负极板之间的状态下设置在电极组件中，外部材料(即，电池壳体)密封并容纳电极组件和电解质。
锂二次电池包括正极、负极、插设于正极与负极之间的隔膜以及电解质，并且根据其上所使用的正极活性材料和负极活性材料被分为锂离子电池(LIB)、聚合物锂离子电池(PLIB)等。通常，这些锂二次电池的电极通过将正极或负极活性材料涂覆在集流体(例如，铝或铜片、网、膜、箔等)上，然后对其进行干燥而形成。另外，各种类型的二次电池设置有能够保护电池单体的壳体，并且包括堆叠有多个电池单体并插入到壳体中的电池模块，以及包括多个电池模块的电池组。
同时，在电池模块中可以安装供水或空气移动的冷却管以冷却电池单体。这里，电池单体可以以不同的方式堆叠或容纳在壳体中，但是尽管产生热量的部分根据电池单体的堆叠或容纳方式而存在差异，用于冷却的冷却管是固定的，因此难以应对此问题。
另外，电池模块可以包括与电力相关的电学部件，而在现有技术的电学部件的情况下，没有设置冷却装置，或者虽然产生热量，但仅使用冷却风扇进行冷却，由此存在冷却效率低的问题。
发明内容
技术问题
本公开旨在解决相关技术的问题，因此本公开旨在提供一种即使当改变电池单体或电学部件的布置位置时也能够冷却电池单体或电学部件的电池模块，以及包括该电池模块的电池组和车辆。
技术方案
根据本公开的一个方面，可以提供一种包括电池模块，包括：多个电池单体；壳体，壳体中容纳有多个电池单体；盖，结合到所述壳体；至少一个冷却块，结合到所述盖并且接触所述壳体以冷却所述电池单体；以及冷却管，结合到所述冷却块，其中，所述冷却块在所述盖中的结合位置是可变的。
在一个方面，在所述盖中可以形成有与所述冷却块结合的至少一个块结合槽。
优选地，从所述盖的底部沿水平方向向上突出的第一分隔壁和沿垂直方向向上突出并与所述第一分隔壁相交的第二分隔壁可以形成块结合槽。
优选地，第一分隔壁和第二分隔壁可以被配置为彼此正交。
优选地，第一分隔壁和第二分隔壁可以设置为多个，多个第一分隔壁与多个第二分隔壁可以相交以形成多个块结合槽，并且所述冷却块可以结合到所述多个块结合槽中的至少一个。
在另一方面，冷却管可以包括位于冷却块外部的第一管部以及从第一管部延伸且位于冷却块内部的第二管部。
优选地，第二管部可以形成为接近“U”形。
同时，根据本公开的另一方面，可以提供一种电池模块，包括：多个电池单体；壳体，壳体中容纳有多个电池单体；电学构件，结合到所述壳体；电学冷却块，设置在所述电学构件上以冷却电学构件；以及电学冷却管，结合到所述电学冷却块，其中，所述电学冷却块在所述电学构件中的结合位置是可变的。
在一个方面，电学构件可以包括：电学壳体，电学壳体中容纳有所述电学构件；以及电学盖，结合到所述电学壳体，其中，在所述电学盖中形成有与所述电学冷却块结合的至少一个电学块结合槽。
在另一方面，电学冷却管可以包括位于电学冷却块外部的第一管部，以及从第一管部延伸并位于电学冷却块内部的第二管部。
优选地，第二管部可以形成为接近“U”形。
同时，根据本公开的又一方面，可以提供一种包括上述电池模块的电池组，并且还可以提供一种包括上述电池模块的车辆。
有益效果
根据本公开的实施例，可变地配置冷却块，因此即使当改变电池单体或电学部件的布置位置时也具有冷却电池单体或电学部件的效果。
附图说明
图1是根据本公开的第一实施例的电池模块的整体透视图。
图2是图1的分解透视图。
图3是沿图1的线A-A′截取的横截面图。
图4是根据本公开的第一实施例的电池模块中的冷却块的透视图。
图5是根据本公开的第二实施例的电池模块中包括的电学构件的分解透视图。
图6和图7是不同地设置在根据本公开的第二实施例的电池模块的电学构件中的冷却块的平面图。
图8是示出设置在根据本公开的第二实施例的电池模块中的电学构件的下表面的透视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施例。应理解，说明书和所附权利要求中使用的术语不应被解释为限于一般含义和字典含义，而是基于允许发明人适当地定义术语以获得最佳解释的原则而根据与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。因此，本文提出的描述仅是出于说明目的的优选示例，并非旨在限制本公开的范围，因此应该理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其做出其他等同物和修改。
在附图中，为了描述的方便和清楚起见，夸大、省略或示意性地示出了各个部件或构成部件的特定部分的尺寸。因此，各个部件的尺寸并不能完全反映实际尺寸。如果确定相关已知功能或配置的详细描述可能不必要地模糊本公开的要旨，则将省略这样的描述。
如本文所使用的，术语“结合”或“连接”不仅指一个构件与另一构件直接结合或直接连接的情况，而且指一个构件通过连接器与另一构件间接结合或间接连接的情况。
图1是根据本公开的第一实施例的电池模块的整体透视图，图2是图1的分解透视图，图3是沿图1的线A-A′截取的横截面图，图4是根据本公开的第一实施例的电池模块中的冷却块的透视图。
参照附图，根据本公开的第一实施例的电池模块10包括电池单体100、壳体200、盖300、冷却块400和冷却管500。
参照图1和图2，多个电池单体100被容纳并保护在壳体200内部。这里，电池单体100可以是各种电池单体。例如，电池单体100可以被设置为软包型电池单体100或圆柱形电池单体100。
电池单体100设置有电极引线，并且设置在电池单体100中的电极引线是一种连接到外部装置的端子并且可以由导电材料制成。
电极引线可以包括正极引线和负极引线。正极引线和负极引线可以基于电池单体100的长度方向设置在相反的方向上，或者正极引线和负极引线可以基于电池单体100的长度方向设置在相同的方向上。
正极引线和负极引线可以由各种材料制成，例如，正极引线可以由铝材料制成，负极引线可以由铜材料制成。
电极引线可以电连接至汇流条。根据电池容量，电池单体100可以具有这样的结构：堆叠多个以正极板-隔膜-负极板的顺序布置的单电池或者以正极板-隔膜-负极板-隔膜-正极板-隔膜-负极板的顺序堆叠的双电池。
多个电池单体100可以以不同的方式容纳在壳体200内部，例如，多个电池单体100可以彼此堆叠并以电池单体堆的形式被容纳。这里，电池单体100可以具有各种结构，并且多个电池单体100可以以不同的方式进行堆叠。
电池单体堆可以包括容纳各个电池单体100的多个盒(未示出)。每个盒(未示出)可以通过注塑成型来制造，并且可以堆叠形成有能够容纳电池单体100的容纳部的多个盒(未示出)。
堆叠有多个盒(未示出)的盒组件可以包括连接器元件或端子元件。连接器元件可以包括例如各种类型的电连接部件或连接构件，以连接到能够提供关于电池单体100的电压或温度的数据的电池管理系统(BMS，未示出)。
此外，端子元件包括作为连接到电池单体100的主端子的正极端子和负极端子。
参照图1和图2，壳体200容纳有多个电池单体100，例如，电池单体堆或容纳有电池单体堆的盒组件。
壳体200可以以不同的方式设置，并且可以包括例如图2所示的上壳体210和下壳体230。然而，这仅是一个实施例，壳体200可以以更多不同的方式设置。
这里，壳体200可以被设置为包围电池单体堆或容纳有电池单体堆的盒组件。也就是说，壳体200包围整个电池单体100，从而保护电池单体100免受外部振动或冲击。
壳体200可以形成为与电池单体100(例如，电池单体堆或盒组件)的形状对应的形状。例如，当电池单体堆或盒组件被设置为六面体形状时，壳体200也可以被设置为六面体形状以与电池单体堆或盒组件对应。
盖300结合到壳体200。参照图1和图2，盖300可以结合到壳体200的下侧。然而，盖300的结合部分可以不同。
在盖300中可以形成有与冷却块400结合的至少一个块结合槽310。这里，可以以不同的方式形成块结合槽310。例如，第一分隔壁311和第二分隔壁312可以形成块结合槽310。
这里，第一分隔壁311可以从盖300的底部沿水平方向向上突出。另外，第二分隔壁312可以沿垂直方向向上突出并与第一分隔壁311相交。也就是说，水平方向上的第一分隔壁311与垂直方向上的第二分隔壁312可以交叉以形成块结合槽310。参照图2，第一分隔壁311和第二分隔壁312被配置为彼此正交，但不限于此。
参照图2，第一分隔壁311和第二分隔壁312可以设置为多个，并且多个第一分隔壁311和多个第二分隔壁312可以交叉以形成多个块结合槽310。另外，可以设置一个或多个冷却块400并将其与多个块结合槽310中的至少一个结合。
如上所述，冷却块400可以设置在多个块结合槽310中的任意一个块结合槽310中，因此冷却块400可以安装为与壳体200中堆叠的电池单体100的布置形状对应，由此具有充分冷却以不同的方式布置的电池单体100的效果。
另一方面，在块结合槽310的另一实施例中，块结合槽310可以形成为从盖300的底部向下插入。
冷却块400由一个或多个组成，并且可以以不同的方式与形成在盖300中的多个块结合槽310中的任意一个块结合槽310结合。此外，冷却块400在与块结合槽310结合的同时与壳体200接触以冷却电池单体100。冷却管500结合到冷却块400并且空气或水流过冷却管500，因此当冷却块400与壳体200接触时，热量可以从容纳在壳体200中的电池单体100传递到外侧。
由于冷却块400可以设置于形成在盖300中的多个块结合槽310中的任意一个块结合槽310中，所以冷却块400在盖300中的结合位置是可变的。也就是说，冷却块400可以以不同的方式不同地配置以对应于电池单体100的布置位置或堆叠形状。
冷却块400可以被配置为插入块结合槽310中，并且冷却块400的形状可以形成为与块结合槽310的形状对应。例如，冷却块400可以具有六面体形状，但是冷却块400的形状不限于此。
冷却块400可以将来自流过冷却管500的流体的冷空气传送到电池单体100，从而冷却电池单体100。冷却块400可以由基于塑料的注塑成型材料或铝制成。
当冷却块400由基于塑料的注塑成型材料制成时，稍后描述的第二管可以位于冷却块400内部。或者，当冷却块400由铝通过例如压铸制成时，可以在冷却块400内部形成管状连接槽。然而，这只是一个实施例。
冷却管500结合到冷却块400，并且例如水或空气的流体移动通过冷却管500的内部。例如水或空气的流体在移动通过冷却管500的同时通过冷却块400和壳体200来冷却电池单体100。然而，用于冷却电池单体100的流体不限于水或空气。
参照图3和图4，冷却管500可以包括第一管部510和第二管部520。第一管部510位于冷却块400的外部。而且，第二管部520从第一管部延伸并位于冷却块400内部。如图4所示，第二管部520可以形成为接近“U”形，但第二管部520的形状不限于此。
冷却管500可以被配置为连接所有多个冷却块400。在与第二实施例对应的图8的情况中示出了用于冷却电学构件600的电学冷却管650，用于冷却电池单体100的第一实施例的冷却管500与电学冷却管650相似，因此第一实施例的冷却管500也可以参照图8。
冷却管500可以由各种材料制成，例如，硅或橡胶。然而，冷却管500的材料不限于此。
在下文中，将参照附图描述根据本公开的第一实施例的电池模块10的工作和效果。
容纳有多个电池单体100的壳体200结合到盖300，并且块结合槽310形成在盖300中，使得一个或多个冷却块400可以结合到多个块结合槽310的任意位置。
另外，冷却管500结合到冷却块400，使得用于冷却的流体流过冷却管500。冷却块400与壳体200接触并且冷却容纳在壳体200中的多个电池单体100。
这里，多个电池单体100可以以不同的方式设置或堆叠在壳体200中，并且当改变多个电池单体100的布置时，结合到块结合槽310的冷却块400的位置可以改变，由此取得有效地冷却布置被改变的电池单体100的效果。
图5是根据本公开的第二实施例的电池模块中包括的电学构件的分解透视图，图6和图7是根据本公开的第二实施例的不同地设置在电池模块的电学构件中的冷却块的平面图，图8是示出设置在根据本公开的第二实施例的电池模块中的电学构件的下表面的透视图。
在下文中，将描述设置在电池模块10中的电学构件600的冷却，但是用以上描述来替代与上述第一实施例中的电池单体100的冷却方法相似的部分的描述。
参照图5，电学构件600是指设置有与电相关的电学部件630(例如，继电器和汇流条)的构件，并且通过电产生热量。因此，电学构件600也需要被冷却。
用上述第一实施例的描述来替代对多个电池单体100和容纳有多个电池单体100的壳体200的描述。然而，第二实施例中的用于冷却电池单体100的结构可以与上述第一实施例的结构相同，或者可以设置为以不同的方法冷却电池单体100。
电学构件600结合到壳体200的不同的部分。例如，如图1所示，电学构件600可以结合到壳体200的外侧面。另外，虽然图中未示出，但电学构件600可以结合到壳体200的内部。
电学构件600可以被配置为包括电学壳体610和电学盖620。各种电学部件630容纳在电学壳体610中，从而保护电学部件630免受外部冲击。此外，电学盖620结合到电学壳体610。电学盖620中形成有与电学冷却块640结合的至少一个电学块结合槽621。
第二实施例的电学冷却块640与第一实施例的用于冷却电池单体100的冷却块400在冷却对象方面的不同之处在于第二实施例的电学冷却块640冷却电学部件630，而电学盖620、电学冷却块640和电学块结合槽621与第一实施例中描述的盖300、冷却块400和块结合槽310的基本配置相似，因此用以上描述来替代其描述。
然而，由于在第一实施例中冷却块400根据多个电池单体100的不同的布置而在不同位置处结合到块结合槽310，因此设置在根据第二实施例的电学构件600中的电学部件630的布置形式，电学冷却块640可以在不同位置结合到块结合槽310。例如，如图6和图7所示，电学冷却块640结合到多个电学块结合槽621中的任意一个电学块结合槽621，由此可以以各种方式修改电学冷却块640的布置。
也就是说，第一实施例中的冷却块400冷却多个电池单体100与第二实施例中的电学冷却块640冷却设置在电学构件600中的电学部件630存在区别，即，冷却对象不同，但其他基本配置相似。
这里，电学冷却块640设置在电学构件600的电学盖620上以冷却电学部件630并且被配置为在电学盖620中具有可变的结合位置。
电学冷却管650结合到电学冷却块640。参照图4至图8，电学冷却管650包括位于电学冷却块640外部的第一管部651和从第一管部延伸并位于电学冷却块640内部的第二管部652。由于第二管部652与第一实施例的冷却管500的共同之处在于其形成为接近“U”形，因此用参照图4的以上描述来替代其描述。
也就是说，在第二实施例的情况下，电学构件600中的电学部件630可以以不同的方式设置在电学壳体610中，但是当改变电学部件630的布置时，电学冷却块640的与电学块结合槽621结合的位置也可以改变，由此取得有效地冷却布置被改变的电学部件630的效果。
同时，根据本公开的实施例的电池组(未示出)可以包括如上所述的根据本公开的实施例的一个或多个电池模块10。此外，除了电池模块10之外，电池组(未示出)还可以包括用于容纳电池模块10的外壳以及用于控制电池模块10的充放电的各种装置，例如BMS、电流传感器、保险丝等。
同时，根据本公开的实施例的车辆(未示出)可以包括如上所述的电池模块10或电池组(未示出)，并且电池模块10可以被包括在电池组(未示出)中。此外，根据本公开的实施例的电池模块10可以应用于车辆(未示出)，例如，被设置为使用电力的预定车辆(未示出)，例如电动车辆或混合动力车辆。
虽然上文已经参考有限数量的实施例和附图描述了本公开，但是本公开不限于此，并且对于本领域技术人员显而易见的是，在本公开的技术方面和所附权利要求的等同范围内可以对其进行各种修改和改变。
工业应用性
本公开涉及一种电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆，并且特别适用于与二次电池相关的行业。

Claims (13)

1.一种电池模块，包括：
多个电池单体；
壳体，所述壳体中容纳有所述多个电池单体；
盖，结合到所述壳体；
至少一个冷却块，结合到所述盖并且与所述壳体接触以冷却所述多个电池单体；以及
冷却管，结合到所述冷却块，
其中，所述冷却块在所述盖中的结合位置是可变的。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，在所述盖中形成有与所述冷却块结合的至少一个块结合槽。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，从所述盖的底部沿水平方向向上突出的第一分隔壁和沿垂直方向向上突出并与所述第一分隔壁相交的第二分隔壁形成所述块结合槽。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其中，所述第一分隔壁和所述第二分隔壁被配置为彼此正交。
5.根据权利要求4所述的电池模块，其中，所述第一分隔壁和所述第二分隔壁设置为多个，
多个第一分隔壁与多个第二分隔壁相交以形成多个块结合槽，并且
所述冷却块结合到所述多个块结合槽中的至少一个。
6.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述冷却管包括：
第一管部，位于所述冷却块外部；以及
第二管部，从所述第一管部延伸并位于所述冷却块内部。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其中，所述第二管部形成为接近“U”形。
8.一种电池模块，包括：
多个电池单体；
壳体，所述壳体中容纳有所述多个电池单体；
电学构件，结合到所述壳体；
电学冷却块，设置在所述电学构件上以冷却所述电学构件；以及
电学冷却管，结合到所述电学冷却块，
其中，所述电学冷却块在所述电学构件中的结合位置是可变的。
9.根据权利要求8所述的电池模块，其中，所述电学构件包括：
电学壳体，所述电学壳体中容纳有电学构件；以及
电学盖，结合到所述电学壳体，
其中，在所述电学盖中形成有与所述电学冷却块结合的至少一个电学块结合槽。
10.根据权利要求8所述的电池模块，其中，所述电学冷却管包括：
第一管部，位于所述电学冷却块外部；以及
第二管部，从所述第一管部延伸并位于所述电学冷却块内部。
11.根据权利要求10所述的电池模块，其中，所述第二管部形成为接近“U”形。
12.一种电池组，包括权利要求1至11中任一项所述的电池模块。
13.一种车辆，包括权利要求1至11中任一项所述的电池模块。
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