CN117678117A - 电池组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能够通过将垫圈引入到电池组中来防止气体和火焰在电池组件之间扩散的结构。此外，提供了一种电池组，其中下电池组壳体包括包含单元框架的单元框架组件，其允许电池组的底面积自由扩展。

Description

电池组

技术领域

本发明涉及一种容纳多个电池组件的电池组。

更具体地，本发明涉及一种防止气体和火焰扩散到相邻的电池组件的电池组。

本申请要求基于2022年6月27日提交的韩国专利申请第10-2022-0078243号和2023年6月01日提交的韩国专利申请第10-2023-0070843号的优先权，所述韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文。

背景技术

应用于电动车辆等的电池组具有包括多个二次电池的多个电池模块串联或并联连接以获得高输出功率的结构。二次电池可以包括正极集电体和负极集电体、隔板、活性材料、电解质等并且可以通过部件之间的电化学反应反复充电或放电。

近来，随着电池容量的增加，容纳在电池组中的电池单体变大或容纳在电池组中的电池单体的数量增加。随着电池容量的增加，电池组的爆炸力也随之增加，因而爆炸的可能性也在增加。例如，当一个电池单体点燃并产生高温气体或火焰时，高温气体或火焰向相邻的电池单体的扩散被加速，因此需要一种能够防止这种扩散的结构。

同时，当电池单体的类型或尺寸改变时或当电池组的容量需要通过电池单体的数量的增加或减少而改变时，容纳电池单体的电池组的尺寸或规格应改变。然而，在常规电池组中，由于设置了容纳电池单体或模块的底板的标准，因此电池组的尺寸或面积不能自由改变。特别地，当需要根据新发布的车辆的种类来制造具有新规格和容量的各种类型的电池组时，已难以应对新发布的车辆的种类。也就是说，常规的电池组具有设计变更自由度显著降低的问题。

因此，需要开发一种能够防止气体和火焰在相邻的电池组件之间扩散的技术。

此外，需要开发一种虽然尺寸或面积根据电池的类型或使用电池的车辆而自由改变，但可以通过简化结构来提高能量密度的技术。

[相关技术文献]

[专利文献]

韩国专利公开第10-2022-0014027号

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是提供一种电池组，其中容纳在电池组中的电池组件各自被分隔，从而防止高温气体或火焰在电池组件之间扩散。

本发明的另一个目的是提供一种电池组，其中使用可用作公共部件的单元框架来构成电池组，从而允许电池组的尺寸根据电池单体的类型、尺寸和数量以及所需的电容量而自由地改变和扩展。

技术方案

根据本发明的一个实施例的电池组包括：多个电池组件；下电池组壳体，包括分别设置在相邻的电池组件之间的多个分隔壁，容纳多个电池组件，并具有敞开的上表面；垫圈，结合到下电池组壳体的上表面的边缘和分隔壁上，而与分隔壁一起分隔容纳在下电池组壳体中的各个电池组件；以及上电池组壳体，与下电池组壳体的敞开的上表面结合且上电池组壳体与下电池组壳体之间设有垫圈而密封电池组件。

分隔壁的高度可以大于或等于电池组件的高度。

相邻的分隔壁之间的距离可以小于每个电池组件的宽度。

在电池组件与下电池组壳体的底面之间可以设置有传热构件。

下电池组壳体可以具有内置在与电池组件直接接触的底部中的冷却通道。

可以安装有被配置成贯穿分隔壁并电连接相邻的电池组件的中间汇流条。

下电池组壳体可以包括底板和与底板的边缘结合的侧壁框架。

电池组件可以在相邻的分隔壁之间沿分隔壁的延伸方向排列成两列以上，分隔壁可以与所述电池组件的列数相对应地在所述电池组件的排列方向上彼此间隔开预定间隔安装有两个以上，并且电池组还可以包括中心框架，所述中心框架在垂直于电池组件的排列方向的方向上延伸并且安装在分隔壁之间的预定间隔中。

电池组壳体可以包括：单元框架组件，该单元框架组件为各自具有分隔壁和从所述分隔壁的下端部沿一侧方向延伸的底板的多个单元框架的组件，其中，一个单元框架中的底板的位于分隔壁的下端部侧的端部依次结合到下一个单元框架的底板的沿一侧方向延伸的端部，从而单元框架沿横向方向结合为一列而形成所述单元框架组件；前框架，结合到单元框架组件的在前后方向上的前端；以及后框架，结合到单元框架组件的在前后方向上的后端，并且各个电池组件可以以如下方式容纳在各个单元框架中：电池组件的下表面支撑于各个单元框架的底板，并且电池组件的两个侧表面支撑于相邻的单元框架的彼此相对的分隔壁上。

电池组还可以包括第一侧框架，该第一侧框架结合到单元框架组件的在一侧方向上的最前侧的单元框架的底板。

电池组还可以包括第二侧框架，该第二侧框架结合到单元框架组件的在一侧方向上的最后侧的单元框架的侧壁。

各个单元框架可以包括沿前后方向以预定间隔呈一列布置的两个以上的分隔壁以及从各分隔壁的下端部沿一侧方向延伸并沿前后方向为长形的一个基部，多个电池组件可以与所述分隔壁的数量相对应地在所述前后方向上设置成两列以上，并且电池组还可以包括中心框架，该中心框架垂直于所述前后方向设置在所述分隔壁之间的所述预定间隔中并且结合到单元框架组件。

垫圈可以包括：外框架，结合到下电池组壳体的上表面的边缘；以及多个隔离框架，在外框架内侧沿着分隔壁平行地延伸并且结合到分隔壁的上表面，从而各自与分隔壁一起分隔相邻的电池组件。

多个隔离框架可以各自包括中间汇流条结合块，中间汇流条结合到所述中间汇流条结合块，并且在分隔壁的上部中可以形成有中间汇流条结合块结合槽。

隔离框架可以结合到分隔壁的上表面，使得中间汇流条结合块插入中间汇流条结合块结合槽中。

当所述电池组件和所述分隔壁沿所述分隔壁的延伸方向排列成两列以上，并且在所述电池组件之间且在所述分隔壁之间垂直于所述延伸方向安装有中心框架时，所述多个隔离框架可以各自包括一对中间汇流条结合块，并且面对所述中心框架的两侧的所述分隔壁的上部可以形成有与所述一对中间汇流条结合块结合的中间汇流条结合块结合槽。

有益效果

根据本发明的实施例，由于电池组具有使得容纳在电池组中的每个电池组件能够被分隔的结构，因此可以防止高温气体或火焰在电池单体之间扩散。

此外，根据本发明的实施例，通过实施电池单体到电池组(cell-to-pack)结构(其直接容纳电池单体而没有模块壳体)，可以消除与模块部件的生产和组装相关的工序和成本。此外，由于可以消除模块安装所需的装配公差，可以使高度方向上的电池组内的空间更加紧凑，并且可以减少电池组的重量，可以进一步提高占用相同电池组空间的能量密度。

此外，根据本发明的实施例，可用作公共部件的单元框架的组装数量增加或减少，从而使电池组的尺寸和面积自由地改变。因此，电池组的尺寸可以根据所需的规格来改变，从而大大提高了电池组设计的自由度。此外，通过将单元框架转换成标准部件或公共部件，可以降低部件的生产成本。

附图说明

图1是示出典型电池模块的结构的示意图。

图2是常规电池组的示意图。

图3是常规电池组的结构的示意性剖视图。

图4是根据本发明的一个实施例的电池组的局部分解透视图。

图5示出了容纳在本发明的电池组中的电池组件的示意图。

图6是图4的实施例的电池组壳体的分解透视图。

图7是示出图4的电池组的密封结构的示意图。

图8是垫圈的中间汇流条结合块的主要部分的放大图。

图9是示出在图4的电池组中结合中间汇流条的过程的示意图。

图10示出了示出在本发明的电池组中安装电池组件的过程的示意图。

图11示出了示出常规的电池组与本发明的电池组之间的比较的示意图。

图12是根据本发明的另一实施例的电池组的局部分解透视图。

图13示出了示出结合单元框架(其作为图12的电池组的部件)的过程的示意图。

图14是示出图12的电池组的密封结构的示意图。

图15是示出根据本发明的又一实施例的电池组的局部分解透视图。

图16是示出图15的实施例的电池组中的单元框架与电池组件之间的结合的图。

图17示出了在图15的电池组中结合垫圈与中间汇流条的过程的示意图。

图18是根据本发明的修改示例的作为电池组的部件的单元框架和垫圈的示意图。

[附图标记说明]

10：电池模块

100：单体堆单元

110：电池单体

120：母线组件

121：母线

122：端子母线

130：缓冲垫

200，200’：下电池组壳体

210：分隔壁

211：中间汇流条结合块结合槽

220：底板

230：前框架

231：前盖

232：前板

240：后框架

241：后盖

242：后板

250：第一侧框架

260：第二侧框架

210’：分隔壁

211’：中间汇流条结合块结合槽

220’：底板

T1，T2，T3：单元框架

A：单元框架组件

230’：前框架

231’：前盖

232’：前板

240’：后框架

241’：后盖

242’：后板

250’：第一侧框架

260’：第二侧框架

280：中心框架

300：垫圈

310：外框架

320：隔离框架

330：中间汇流条结合块

331：贯通结合孔

340：中间汇流条

400：上电池组壳体

1000，2000，3000：电池组

具体实施方式

本发明将通过参照附图详细描述本发明的实施例而变得更加明显。应当理解，本文公开的实施例是说明性的，仅是为了更好地理解本发明，并且本发明可以以各种方式进行修改。此外，为了便于理解本发明，附图并非按实际比例绘制，而是可以夸大某些部件的尺寸。

在下文中，对本发明进行详细说明。

(第一实施例)

图1是示出典型电池模块的结构的示意图。图2是常规电池组的示意图。图3是常规电池组的结构的示意性剖视图。

如图1所示，典型的电池模块10包括容纳多个电池单体11的模块壳体12(12A和12B)，以及覆盖模块壳体的前端和后端的前端板13和后端板14。此外，由导热粘合剂等制成的传热构件1位于电池单体与模块壳体之间(参见图3)。

在图2和图3中，多个电池模块10被图示为被安装在电池组20的电池组壳体21中。每个电池模块10被安装在设置于电池组壳体21的底板23上的分隔壁22之间。此外，由导热粘合剂等制成的传热构件1’另外设置在电池模块与其上安装有模块的底板23之间。在底板23的下方设置有冷却板24。

图4是根据本发明的一个实施例的电池组的局部分解透视图。图5示出了容纳在本发明的电池组中的电池组件的示意图。图6是图4的实施例的电池组壳体的分解透视图。图7是示出图4的电池组的密封结构的示意图。

本文使用的诸如向前、向后、向左、向右、向上、向下的指示方向的术语可根据观察者的位置或物体的布置形式而改变。另一方面，为了方便描述，在本说明书中，基于从由图4的箭头F所示的方向观看，方向被分类为向前、向后、向左、向右、向上、向下的方向。也就是说，前后方向被定义为X方向，左右方向被定义为Y方向，高度方向被定义为Z方向。

根据本发明的一个实施例的电池组包括：多个电池组件；下电池组壳体，包括分别设置在相邻的电池组件之间的多个分隔壁，容纳多个电池组件，并具有敞开的上表面；垫圈，结合在下电池组壳体的上表面的边缘和分隔壁上，以与分隔壁一起分隔容纳在下电池组壳体中的每个电池组件；以及上电池组壳体，与下电池组壳体的敞开的上表面结合，上电池组壳体与下电池组壳体之间设有垫圈以密封电池组件。

电池组件可以包括多个电池单体。电池单体可以根据壳的形状分为软包型电池单体和罐型电池单体。罐型电池单体可以包括柱形电池单体和方形电池单体。此外，电池单体中的每一个包括嵌入在电池壳中的电极组件。电极组件包括正极、负极和插设在正极与负极之间的隔板。电极组件可以根据组装形式分为凝胶卷式电极组件和堆叠式电极组件。凝胶卷式电极组件是通过卷绕正极、负极和插设在其间的隔板而形成的。堆叠式电极组件是通过依次堆叠正极、隔板和负极而形成的。

电池组件可以是包括容纳如图1所示的多个电池单体的模块壳体的电池模块10。电池模块可以具有其中容纳有电池单体的模块壳体的一部分被移除的形式。例如，包括其中上壳体12A被移除或下壳体12B的底部被移除以简化结构的模块壳体的电池模块可以是本发明的电池组件。

或者，如图4和图5所示，本身围绕多个电池单体的上、下、左和右表面的模块壳体被移除的电池单体堆也可以是电池组件。

在图4和图5中所示的实施例中，堆叠有多个电池单体110的电池单体堆，即单体堆单元100，被应用为电池组件。单体堆单元100可以通过堆叠多个电池单体110而形成。电池单体110可以堆叠成使得其侧表面彼此接触，并且相邻的电池单体110的侧表面可以通过双面胶带彼此固定。或者，多个堆叠的电池单体110可以例如用由合成树脂制成的带111包裹以形成一个电池组件。在本实施例中，如图4所示，单体堆单元100可以设置成在左右方向(或水平方向)上堆叠。然而，根据需要，也可以将电池单体110配置成在垂直方向(高度方向)上堆叠。

母线组件120可以在单体堆单元100的前端部和后端部结合到电极引线。母线组件120可以包括将电池单体电连接的母线121或可连接到外部电源的端子母线122。堆叠在一个单体堆单元100中的电池单体110的数量可以是例如2、4、6或8个，但不限于此。

此外，如下文将描述的，彼此相邻设置的电池组件可以通过中间汇流条340电连接。

单体堆单元100可以包括堆叠的电池单体110之间的至少一个缓冲垫130(参见图5(b))。缓冲垫用于吸收由于膨胀现象而导致的电池单体110的膨胀。

在本实施例中，已经描述了软包型电池单体用作电池单体110的情况的示例，但本发明不限于此。例如，电池组件可以使用罐型电池单体构成。

如图4所示，多个电池组件(例如，单体堆单元100)被容纳在具有敞开的上表面的下电池组壳体200中。

参照图6，本实施例的下电池组壳体200包括其上安装电池组件的底板220，以及沿着底板220的边缘安装并且整体形成为具有敞开的上表面的箱形的侧壁框架。具体地，侧壁框架可以包括覆盖电池组件的前侧和后侧的前框架230和后框架240，以及覆盖电池组件的左侧和右侧的第一侧框架250和第二侧框架260。

底板220可具有在水平方向上延伸的板形状。这里，水平方向是指平坦的接地面的平面方向。底板220可以由具有高机械刚性的金属材料制成。

此外，前框架230、后框架240以及第一侧框架250和第二侧框架260各自结合到底板220。结合方法可以是例如搅拌摩擦焊接方法。

前框架230在左右方向上为长形并且可以在高度方向上具有竖立的形状。前框架230可以包括在高度方向上延伸的前盖231，以及从前盖的下部向前突出的前板232。前板232可以固定地结合到诸如车辆的结构。

后框架240在左右方向上为长形并且可以在高度方向上具有竖立的形状。后框架240可具有与前框架相同或不同的形状。后框架240包括在高度方向上延伸的后盖241，以及从后盖的下部向后突出以具有与前框架相同形状的后板242。后板可以固定地结合到诸如车辆的结构。

第一侧框架250和第二侧框架260可以在前后方向上具有细长形状。侧框架包括覆盖电池组件的左侧的第一侧框架250和覆盖电池组件的右侧的第二侧框架260。在图示的实施例中，第一侧框架250和第二侧框架260以平板的形式形成。然而，与前框架和后框架一样，侧框架可以各自设置为包括沿高度方向延伸的平板(侧盖)和沿左右方向突出的平板(左侧板或右侧板)的两个部分。

诸如铝的金属材料可以被挤压以在其中形成内部空的空间，从而将底板220和/或侧壁框架制造为中空框架。通过这种方式，框架形成为中空类型，从而减轻电池组1000的重量并增加能量效率。此外，当在内部空间中形成肋形加强壁时，可以将框架的机械刚性保持在可靠的水平。

传热构件R可以设置在电池组件与电池组壳体200的底面之间。也就是说，传热构件R可以设置在构成下电池组壳体的底面的底板上。为了顺利地传递热量，传热构件可以包括导热脂、导热粘合剂、导热环氧树脂和散热垫中的至少一些，但本发明不限于此。此外，由于传热构件R用于将电池组件的下表面固定到底板220，因此传热构件R可以设置成具有预定水平以上的粘合强度。通过传热构件R，热量可以容易地传递到具有冷却通道的底板，并且因此可以有效地进行电池组的散热。

此外，下电池组壳体可以具有内置在与电池组件直接接触的底部中的冷却通道。也就是说，底板可以在其中具有冷却通道f2。例如，当底板220被挤压成型时，可以根据挤压构件移动的方向在底板内部形成空间。内部空间可以被分隔壁分成多个中空通道。单独的冷却通道可以安装在中空通道中的至少一个中，或者中空通道本身可以用作冷却通道。

因此，在本发明中，可允许冷却流体流过沿着底板220延伸的冷却通道f2，从而有效地冷却电池组件。此外，由于底板220形成为一体的冷却结构，因此不像现有技术那样需要在底板上安装单独的冷却板。因此，可以减小电池组的高度以使电池组更紧凑。

此外，前框架230和后框架240可以分别包括与底板220的冷却通道连通的冷却通道f1和f3。在这种情况下，前框架230和后框架240中的一个可以包括与冷却通道连通的制冷剂入口I和制冷剂出口O。或者，制冷剂入口I可以形成在前框架和后框架中的一个中，并且制冷剂出口O可以形成在另一个中。因此，在本发明的电池组中，可以以各种方式设计由前框架的冷却通道、底板的冷却通道和后框架的冷却通道形成的冷却通道。

在下电池组壳体200的底面(底板的上表面)上安装有多个分隔壁210。在本实施例中，分隔壁210在电池组的前后方向上延伸，但本发明不限于此。分隔壁210可以沿左右方向延伸。

电池组件设置在分隔壁210之间。也就是说，每个分隔壁210设置在相邻的电池组件之间。因此，每个电池组件在左右方向被分隔壁210分隔。

分隔壁210可以使用紧固构件紧固到底板220或者可以通过焊接等结合到底板220。分隔壁210可以由诸如铝的金属材料制成，以充分支撑电池组件的侧表面。在这种情况下，可以通过挤压加工等将分隔壁210制造成中空结构来减轻分隔壁210的重量。分隔壁210的材料不限于金属材料，并且只要能够确保刚性，分隔壁210可以由合成树脂材料制成。然而，考虑到由于电池单体的点火而发生高温气体或热失控的情况，可优选为在耐热性方面分隔壁210由诸如铝、钢或不锈钢的金属材料制成。

分隔壁210的高度形成为大于或至少等于电池组件的高度，以分隔相邻的电池组件。

电池组件可容纳在下电池组壳体200中，同时与分隔壁210的侧表面紧密接触。为此，相邻的分隔壁210之间的距离可以形成为小于每个电池组件(例如，单体堆单元100)的宽度。在这种情况下，为了在分隔壁210之间容纳各电池组件，电池组件应该在宽度方向(电池单体堆叠方向)上被压缩并插入相邻的分隔壁210之间。

当电池组件在宽度方向上被压缩时，缓冲垫130可被压缩以容易地压缩单体堆单元100。这样，根据本发明，当单体堆单元100被用作电池组件并容纳在电池组中时，不需要提供用于容纳典型电池模块所需的装配公差G。此外，如上所述，单体堆单元100可以被压缩并插入在相对的分隔壁之间。因此，由于在左右方向上可以节省电池组空间，因此可以在相同的空间中安装更多的电池单体，从而提高能量密度。

此外，根据本发明，在上电池组壳体400与下电池组壳体200之间设置有垫圈300。

垫圈300结合在下电池组壳体200的上表面的边缘和分隔壁210上，以与分隔壁210一起分隔容纳在下电池组壳体200中的各电池组件100。

具体地，垫圈300包括外框架310和安装成在外框架310内侧并排延伸的多个隔离框架320。

外框架310形成垫圈300的外围部分并且是当垫圈300结合到下电池组壳体200时结合到下电池组壳体200的上表面的边缘的部分。也就是说，外框架310结合到下电池组壳体200的侧壁框架(前框架230和后框架240以及第一侧框架250和第二侧框架260)的上表面。外框架310可以结合到侧壁框架的上表面，并且上电池组壳体400可以结合到垫圈300的上部，使得电池组1000的外围部分可以气密地密封。

隔离框架320用于分隔容纳在分隔壁210之间的各个电池组件。例如，即使当上电池组壳体400结合在下电池组壳体200上时，多个电池组件也不完全气密地彼此密封并且处于空气可在其间流动的状态。在上电池组壳体400与分隔壁210之间形成空间，以确保用于安装在上电池组壳体400的内表面上的机械部件的安装空间或允许设置电连接所必需的电缆。此外，提供预定体积的自由空间使得在电池单体110中产生的排气可以被排出。为此，每个电池组件被分隔壁210横向分隔并且处于其中排气可流过电池组件上方的空间的状态。因此，当在特定电池单体中发生点火并产生高温排气或火焰时，气体或火焰可能扩散到相邻的分隔壁210之外至其他相邻的电池组件。隔离框架320旨在防止这种扩散。隔离框架320被安装成平行于外框架310内部的分隔壁210延伸。因此，当垫圈300结合到下电池组壳体200的上表面时，隔离框架320可结合到分隔壁210的上表面以与分隔壁210一起完全分隔相邻的电池组件。然而，由于在隔离框架320之间形成有空间，不能单独使用垫圈300完全密封电池组件。为了完全密封，有必要将上电池组壳体400安装在垫圈300上。

上电池组壳体400结合到下电池组壳体200的敞开的上表面并且垫圈300设于其间。例如，上电池组壳体400可以是其中电池组盖和附属部件结合的电池组盖组件。上电池组壳体400可以形成为平板形状。然而，为了形成电池组件上方的空间，上电池组壳体400可以具有对应于电池组件的部分凸出地突出的形状，并且上电池组壳体400的内表面凹入地形成。

参照图7，电池组件在下电池组壳体200中通过分隔壁210彼此隔离。此外，可以看出，垫圈300的外框架310结合到下电池组壳体200的侧壁框架的上表面，并且每个隔离框架320也结合到分隔壁210的上表面，使得每个电池组件在高度方向上被可靠地隔离。此外，上电池组壳体400结合到垫圈300以覆盖垫圈300，使得每个电池组件被密封。

在每个电池组件与上电池组壳体400之间形成有空间。因此，从容纳在下电池组壳体200中的每个单体堆单元100产生的排气可以通过上电池组壳体与下电池组壳体200之间的空间泄漏出去。然而，相邻的电池组件被分隔壁210、隔离框架320和上电池组壳体400阻挡(密封)，从而防止高温排气或火焰在电池组件之间扩散。因此，根据本发明，电池组的密封可以通过在上电池组壳体400与下电池组壳体200之间安装垫圈300来实现，垫圈300与分隔壁210一起将电池组件隔离。

图8是垫圈的中间汇流条结合块的主要部分的放大图。图9是示出在图4的电池组中结合中间汇流条的过程的示意图。

相邻的电池组件与插设在其间的分隔壁210电连接。在本发明中，中间汇流条340可以设置成电连接电池组件。中间汇流条340可以被安装成贯穿分隔壁210。突出以贯穿分隔壁210的中间汇流条340的两个端部电连接到其间设置有分隔壁210的相邻的电池组件的电极引线。例如，当电池组件是单体堆单元100时，如图5所示，设置有与电池单体110的电极引线连接的母线组件120。中间汇流条340可以连接到母线组件120(例如，母线组件120的端子母线122)。

同时，电池组件可以是如图1所示的电池模块10。尽管没有在图1中示出，母线组件可以设置在电池模块10中的电池单体11与前端板13或后端板14之间。母线组件可以包括端子母线。因此，中间汇流条340也可以连接到设置在电池模块10中的母线组件的端子母线。

将中间汇流条340安装成贯穿分隔壁210是为了防止电池组件之间的隔离和密封结构被中间汇流条损坏。

图8示出了中间汇流条340的安装结构的示例。在图8中，在垫圈300的每个隔离框架320上安装有中间汇流条结合块330。可以与中间汇流条340结合的贯通结合孔331形成在中间汇流条结合块330中。

中间汇流条结合块330在隔离框架320上的位置可以被设置为与电池组件的电极引线相对的位置。在图9中，中间汇流条结合块330安装在隔离框架320靠近外框架310的一个端侧以与电极引线相对。然而，根据需要，中间汇流条结合块330可以安装在与隔离框架320的该一个端侧相对的端侧处或者可以安装在一个端侧和与该一个端侧相对的端侧两者处。中间汇流条结合块330的位置和下面将要描述的中间汇流条结合块结合槽211的位置可以根据电池组件的电极引线或端子母线的位置来确定。

此外，与中间汇流条结合块结合槽211相对应的中间汇流条结合块330形成在分隔壁210的上部。因此，中间汇流条结合块330可以在垫圈300的隔离框架320结合到分隔壁210的上表面的同时插入中间汇流条结合块结合槽211中。因此，通过将垫圈300紧固到分隔壁210一次，可同时执行将分隔壁210的上表面与隔离框架320结合的操作和将中间汇流条结合块330结合的操作。

此后，中间汇流条340通过安置于分隔壁210上的中间汇流条结合块330的贯通结合孔331结合，从而允许中间汇流条340的两个端部设置在相邻的电池组件的端子母线上。或者，在中间汇流条结合块330结合到中间汇流条结合块结合槽211之前，中间汇流条340也可先结合到结合块330的贯通结合孔331。

当每个单体堆叠单元100的电池单体的母线连接到中间汇流条340时，例如通过将中间汇流条340焊接到母线组件的端子母线122，相邻的电池组件可以电连接。在这种情况下，根据需要，中间汇流条340可以设置有预定的紧固孔341，以通过紧固构件紧固到端子母线122。

因此，根据本发明，通过分隔壁210和垫圈300防止气体和火焰在电池组件之间的扩散，并且通过使用垫圈300安装中间汇流条340，也可以有效地执行容纳在电池组中的电池组件之间的电连接。

同时，电气部件组件(未示出)可以容纳在电池组的一些空间中而不是电池组件中。电气部件组件可容纳中继装置、电流传感器、保险丝、电池管理系统(BMS)和手动服务断开器(MSD)等。电气部件组件可与电池组件一起封装在电池组中，以不暴露于外部。

图10示出了示出在本发明的电池组中安装电池组件的过程的示意图。图11示出了示出常规的电池组与本发明的电池组之间的比较的示意图。

例如，当单体堆单元100被用作电池组件时，分隔壁210之间的距离可以形成为小于单体堆单元100的宽度。

因此，为了将每个单体堆单元100容纳在下电池组壳体200中，单体堆单元100应在宽度方向上被压缩并插入相邻的分隔壁210之间。根据本发明，当电池单体110容纳在电池组中时，不需要提供使用典型电池模块所需的装配公差G。此外，由于在左右方向上可以节省电池组空间，因此可以在相同的空间中安装更多的电池单体110，从而提高能量密度。

此外，由于没有模块壳体，传热构件R在电池组件100与下电池组壳体200(底板)之间的一个位置就足够，从而节省了材料并且进一步简化了冷却路径，从而提高了散热效率。此外，由于下电池组壳体200的底部(底板)具有带有冷却通道的一体冷却结构，因此不需要冷却板。如上所述，根据本实施例，不仅在左右方向上，而且在高度方向上节省空间。因此，与其中包括模块壳体的典型电池模块应用为电池组件的情况相比，能量密度大大提高。此外，由于减少了电池组部件的数量，所以可以简化结构，并且可以减轻电池组的重量，从而进一步提高能量密度。

(第二实施例)

图12是根据本发明的另一实施例的电池组的局部分解透视图。图13示出了示出结合单元框架(其作为图12的电池组的部件)的过程的示意图。图14是示出图12的电池组的密封结构的示意图。

本实施例的下电池组壳体200’可以包括单元框架组件A，以及分别结合到单元框架组件A的前端和后端的前框架230’和后框架240’。

在本实施例中，可以设置支撑电池组件100的下表面和一个侧表面的多个单元框架T1，并且单元框架可以像乐高积木一样依次结合，以视需要增加或减少电池组2000的底面积。也就是说，单元框架组件A可以执行第一实施例和第二实施例的底板220和分隔壁210的功能。

参照图12和图13，每个单元框架T1包括沿高度方向延伸的分隔壁210’，以及从分隔壁210’的下端部沿一侧方向(左右方向之一)延伸的底板220’。分隔壁210’各自包括沿高度方向垂直设置的端部210’a和210’b。底板220’横向延伸并且在水平方向上包括两个端部220’a和220’b。单元框架的底板沿横向方向上依次结合为一列而形成单元框架组件A。也就是说，在一个单元框架T1中的底板220’的位于分隔壁的下端部侧的端部220’b结合到下一个单元框架的沿一侧方向延伸的基板的端部220’a，以在横向方向(左右方向)上将单元框架T1依次结合为一列，从而形成单元框架组件A。底板220’支撑每个电池组件(例如，单体堆单元100)的下表面。因此，结合的底板形成常规电池组的底板。当结合的单元框架T1的数量增加或减少时，单元框架组件A可以在横向方向上变大或变小。也就是说，由底板构成的电池组的底面积可以根据需要改变。

此外，单元框架的分隔壁210’起到用于分隔常规电池组中的电池模块的分隔壁的作用。也就是说，如图13所示，单元框架在横向方向上依次结合，使得相邻的单元框架的分隔壁210’彼此相对地设置。每个电池组件可以设置在相对的分隔壁210’之间的空间中。因此，单元框架可以在横向方向上依次结合，从而增加其上设置有电池组件的底部的面积并且自然地增加用于分隔电池组件的分隔壁的数量。

以这种方式，像乐高积木一样，随着结合的单元框架的数量被改变以在横向方向上结合单元框架，电池组的尺寸可以被调整以满足各种要求。因此，电池组的电容量也可以自由调整以满足所需的性能。因此，根据本实施例，可以大大增加电池组的设计自由度。

参照图12，每个电池组件在单体堆叠方向(平行于左右方向)上具有预定宽度并且在纵向方向(平行于前后方向)上为长形以具有预定长度。电池组件中的每一个被容纳在单元框架组件A的相邻的分隔壁210’之间的空间中。在这种情况下，各个电池组件的下表面支撑于各个单元框架的底板220’，并且电池组件在宽度方向上的两个侧表面支撑于相邻的单元框架的相对分隔壁210’。

同时，单元框架在前后方向延伸至预定长度。也就是说，分隔壁210’和底板220’在前后方向上延伸。分隔壁210’和底板220’在前后方向上的长度被确定为足够容纳电池组件在前后方向上的长度，例如，单体堆单元100的长度。也就是说，根据电池组件中包括的电池单体的长度来确定单元框架在前后方向的长度。或者，如下面将要描述的，当多个单体堆单元在前后方向按列排列时，单元框架可以形成为在前后方向为长形从而对应于单体堆单元。也就是说，根据本发明，不仅通过在横向方向上增加或减少结合的单元框架的数量来改变电池组的底部尺寸，而且通过根据基部组件的长度或在纵向方向上布置的基部组件的数量增加单元框架在前后方向的长度来增加电池组的底部尺寸。

单元框架的分隔壁210’的高度可以形成为大于或等于电池组件的高度。因此，分隔壁210’能够稳定地支撑电池组件的侧表面。

分隔壁210’和底板220’可以通过一体成型来制造。或者，两个平板可以垂直设置成使得一个端部彼此接触，并且平板的彼此接触的端部可以被焊接并结合以制造单元框架。

可以挤压诸如铝的金属材料使得在其中形成内部空的空间，从而将单元框架T1制造为中空框架。通过这种方式，单元框架以中空形式形成，从而减轻电池组的重量并提高能量效率。此外，当在内部空间中形成肋形分隔壁时，可以将框架的机械刚性保持在可靠的水平。在单元框架中形成的中空空间也可以用作冷却流体通过的通道或在电池组中产生的排气通过的排气通道。

单元框架可以彼此结合，例如通过诸如搅拌摩擦焊接的焊接彼此接合。在这种情况下，具有与下一个单元框架的底板的前端部220’a的形状匹配的形状的台阶部可以形成在单元框架中的分隔壁210’的下端部侧的底板的端部220’b处。也就是说，如图14所示，台阶部设置在分隔壁210’的下端部(或与底板的端部连接的分隔壁210’的下端部)处的底板的端部。台阶部的形状形成为与下一个单元框架的底板的前端部的形状相配。因此，在横向方向上相邻的底板被结合以在台阶部处彼此接合，从而增加单元框架的结合强度。此外，由于台阶部和底板220’的结合表面能够在高度方向上支撑单元框架的分隔壁210’和电池组件的负载，因此可以适当地分配电池组件100的负载。

参照图12，前框架230’结合到单元框架组件A的前后方向上的前端。此外，后框架240’结合到单元框架组件A的前后方向上的后端。

前框架230’和后框架覆盖电池组件的前表面和后表面并结合到单元框架组件A。因此，由单元框架的底板、相邻的单元框架的相对分隔壁210’、前框架230’和后框架形成电池组件的容纳空间。

前框架230’可以包括在高度方向上延伸的前盖231’，以及从前盖231’的下部向前突出的前板232’。

后框架240’还可以包括在高度方向上延伸的后盖241’，以及从后盖的下部向后突出的后板242’。

前盖和后盖中的每一个的高度可以等于单元框架的分隔壁210’的高度。

参照图12，在单元框架组件A的沿一侧方向的最前侧的单元框架T1中，底板的端部敞开。因此，不能将电池组件容纳在最前侧的单元框架的底板上。在这种情况下，最前侧的单元框架的底板可以用作结合部以结合到诸如车辆的结构。在这样的示例中，结合到单元框架组件A的前框架230’和后框架240’的横向长度可以在一侧方向上从最后侧的单元框架延伸到一侧方向上的最前侧的单元框架的分隔壁210’。

然而，为了将电池组件容纳在最前侧的单元框架中，电池组还可以包括例如与最前侧的单元框架的底板220’结合的第一侧框架250’。第一侧框架250’可具有在前后方向上的细长形状。第一侧框架250’在前后方向上的长度可以等于单元框架T1在前后方向上的长度。因此，第一侧框架250’可以结合到最前侧的单元框架的底板的端部，以覆盖单元框架组件A的一侧方向上的最前端。因此，电池组件可以另外容纳在由第一侧框架250’和最前侧的单元框架形成的空间中。在这种情况下，电池组件的下表面支撑于最前侧的单元框架T1的底板220’，并且两个侧表面分别支撑于第一侧框架和与其相对的最前侧的单元框架的分隔壁210’。在这种情况下，前框架230’和后框架240’在左右方向上的长度可以从一侧方向的最后侧的单元框架延伸到第一侧框架250’。因此，由最前侧的单元框架的底板、第一侧框架、前框架和后框架形成用于在一侧方向上的最前侧的电池组件的容纳空间。第一侧框架250’的高度可以等于前框架230’和后框架240’中的每一个的高度。

除了单元框架之外，侧框架、前框架和后框架也可以制造为其中形成有空间的中空框架。因此，可以进一步减轻电池组的重量。

同时，在本实施例中，电池组还可以包括与单元框架组件A的一侧方向的最后侧的单元框架T1的分隔壁210’结合的第二侧框架260’。由于最后侧的单元框架T1的分隔壁210’薄，因此可有利的是包括覆盖电池组的右侧的第二侧框架260’。第二侧框架260’的长度和高度可以等于第一侧框架250’的长度和高度。在本实施例中，由于最前侧的单元框架T1的分隔壁210’与第二侧框架260’结合以形成电池组的右侧壁，可以使第二侧框架260’的宽度比第一侧框架250’的宽度小分隔壁的厚度。

同时，单元框架T1的底板220’在左右方向上的长度可以确定在其中相邻单元框架的分隔壁210’之间的距离小于每个电池组件的宽度的范围内。也就是说，在考虑电池组件的插入空间的情况下可以适当地确定底板在左右方向上的长度。

即使在本实施例中，也可以设置与第一实施例中相同的垫圈300。垫圈300结合在下电池组壳体200’的上表面的边缘和和单元框架组件A的分隔壁210’上。具体地，垫圈300的外框架310结合到单元框架组件A的最后侧的单元框架的前框架230’的上表面、后框架240’的上表面、第一侧框架250’的上表面以及第二侧框架260’的上表面或分隔壁210’上，其中前框架230’、后框架240’、第一侧框架250’和第二侧框架260’构成下电池组壳体200’。此外，垫圈300的隔离框架320可以结合在单元框架组件A的分隔壁210’上。

如图14所示，当垫圈300和下电池组壳体200’结合时，相邻的电池组件(例如，单体堆单元100)由于分隔壁210’和隔离框架320而在左右方向上完全隔离。

此后，上电池组壳体400可以结合到下电池组壳体200’的敞开的上表面并且垫圈300设于其间，使得电池组件可以被单独地密封。

在本实施例中，由于每个电池组件在每个单元框架T1内被隔离，因此可以容易地实现密封。也就是说，电池组可以通过使用单元框架构造下电池组壳体200设计成可伸缩的，并且通过结合单元框架组件A上的垫圈300，每个电池组件被密封，从而防止高温气体和火焰扩散到相邻的电池组件。

在图12中，示出了本实施例中的中间汇流条结合结构。在本实施例中，垫圈300的配置与第一实施例的基本相同，不同之处在于下电池组壳体200’的配置与第一实施例的不同。也就是说，在隔离框架320上设置中间汇流条结合块330，并且在单元框架的分隔壁210’的上部形成中间汇流条结合块结合槽211’。中间汇流条结合结构与第一实施例的相同，不同之处在于分隔壁210’是单元框架的部件并且与底板成一体。因此，隔离框架320可以中间汇流条结合块330插入中间汇流条结合块结合槽211’中的方式结合到分隔壁210’的上表面。中间汇流条340可先结合到中间汇流条结合块330或可结合到中间汇流条结合块结合槽211’，然后连接到中间汇流条结合块330的贯通结合孔331。

即使在本实施例中，使用垫圈300在电池组件之间阻挡气体和火焰的扩散，并且通过安装中间汇流条340，也可有效地实现容纳在电池组中的电池组件之间的电连接。

(第三实施例)

图15是示出根据本发明的又一实施例的电池组的局部分解透视图。图16是示出图15的实施例的电池组中的单元框架与电池组件之间的结合的图。图17示出了在图15的电池组中结合垫圈与中间汇流条的过程的示意图。图18是根据本发明的修改示例的作为电池组的部件的单元框架和垫圈的示意图。

在本实施例的电池组3000中，下电池组壳体200’包括如第二实施例中所述的单元框架组件A。然而，本实施例的电池组3000对应于电池组件(例如，单体堆单元100)在分隔壁210’的延伸方向上在相对的分隔壁210’之间布置成两列以上的情况。在这种情况下，由于单元框架的配置如图16所示被修改以容纳两列以上的单体堆单元100，该新单元框架用T2表示。

也就是说，各个单元框架T2包括沿前后方向彼此间隔预定间隔S并呈一列布置的两个以上的分隔壁210A’和210B’，以及从各分隔壁210’的下端部沿一侧方向延伸并沿前后方向为长形的一个底板220’。在本实施例中，如在第二实施例中所述，底板220’被连续地结合以构成下电池组壳体200’的底部，因此在前后方向上形成一个底板。同时，分隔壁210A’和210B’沿着底板220’在前后方向按列形成，以支撑各列中的电池组件。

电池组件在前后方向上布置成两列以上，以对应于分隔壁210A’和210B’的数量。

此外，可以设置中心框架280，该中心框架280垂直于前后方向设置在分隔壁210A’和210B’之间的预定间隔S中并结合到单元框架组件A，以加强单元框架组件A的刚性。以这种方式，当单元框架T2在前后方向上变长时，结合到单元框架组件A的第一侧框架250’和第二侧框架260’的长度也变长。如在第二实施例中所述，结合到单元框架组件A的侧壁框架可以包括前框架230’、后框架240’以及第一侧框架250’和第二侧框架260’。

即使在本实施例中，在上电池组壳体400与下电池组壳体200’之间设置有垫圈300，并且上电池组壳体400结合到下电池组壳体200’的敞开的上表面并且垫圈300设于其间，以密封电池组件。

然而，由于电池组件在前后方向上布置成多个列，所以垫圈300在前后方向上的长度也被形成为对应于多个列。此外，当电池组件设置成两列时，安装在隔离框架320上的中间汇流条结合块330形成为一对中间汇流条结合块330A和330B以对应于该两列。此外，设置在单元框架T2中的分隔壁210A’和210B’的中间汇流条结合块结合槽211’也形成为一对中间汇流条结合块结合槽。在图17中，详细示出了在将垫圈300与下电池组壳体200’的分隔壁210A’和210B’结合时将中间汇流条结合块330A和330B结合的过程。

如图17(a)所示，面对中心框架的两个分隔壁210A’和210B’的上部各自形成有中间汇流条结合块结合槽211’。

在图17(b)中，垫圈300位于电池组件(其为单体堆单元100)上。

如图17(c)所示，在垫圈300结合在下电池组壳体200’的上表面的边缘和分隔壁210A’和210B’上时，安装在隔离框架320上的一对中间汇流条结合块330A和330B插入并结合到一对相对的中间汇流条结合块结合槽211’。此后，一对中间汇流条340插入并结合到中间汇流条结合块的贯通结合孔331中。

最后，如图17(d)所示，当中间汇流条340的两个端部中的每一个通过焊接或紧固构件结合到彼此相邻且其间设有的分隔壁的单体堆单元100的母线组件的端子母线122中的一个时，相邻的电池组件可以彼此电连接。

图18示出了单元框架的分隔壁210’在前后方向以预定间隔设置成三列210A’、210B’和210C’。然而，仅一个底板220’构成单元框架。

在这种情况下，由于三列电池组件可以沿前后方向安装在单元框架中，该新的单元框架用符号T3表示。因此，在前后方向上进一步增加了单元框架组件A和电池组的底面积。理论上，对单元框架T3在前后方向上的长度或沿前后方向设置的分隔壁210’的数量没有限制。然而，根据车辆的安装空间和电池组的所需容量，所需电池组件的数量可能受限。

此外，在图18中，示出了垫圈300，该垫圈300设置有包括三列中间汇流条结合块330A、330B和330C以对应于三列分隔壁210A’、210B’和210C’的隔离框架320。以这种方式，响应于电池组件的列数的增加，中间汇流条结合块330的数量可以增加。

同时，如图18所示，在其中可以设置三列电池组件的单元框架中，可以在分隔壁210A’、210B’和210C’之间形成两个间隔S1和S2。两个中心框架可以设置在间隔中。

如上所述，根据本实施例，可以通过在电池组的横向方向和前后方向上将电池组件按行和列分隔而适当地布置设定数量的电池组件。在本发明中，通过像乐高积木那样在横向方向上组装单元框架，可以根据横向方向上所需的电池组件的数量容易地改变单元框架组件A或电池组的底部。另外，可以根据前后方向所需的电池组件的列数来加长单元框架的前后方向的长度，并且如本实施例，也可以根据各自列数来调整分隔壁的数量。

以这种方式，根据本发明，由于一个电池组的底面积可以自由地改变以响应各种要求的设计标准，因此可以制造高度通用的电池组。

此外，在本发明中，由于在电池单体到电池组电池模块中设置垫圈300和分隔壁以将电池组件彼此隔离和密封，因此抑制了气体扩散到相邻的电池单体而大大提高安全性。

以上描述仅说明本发明的技术精神，并且在不背离本发明的本质特征的情况下，可以由本领域技术人员进行各种改变和修改。因此，本发明公开的附图不限制而是描述本发明的技术构思，并且本发明的技术构思的范围不受附图的限制。本发明的保护范围基于所附的权利要求书上进行解释，并且应当解释为包括在与权利要求书等同的范围内的所有技术构思都属于本发明的范围。

Claims (15)

1.一种电池组，包括：

多个电池组件；

下电池组壳体，包括分别设置在相邻的电池组件之间的多个分隔壁，容纳所述多个电池组件，并具有敞开的上表面；

垫圈，结合到所述下电池组壳体的上表面的边缘和所述分隔壁上，而与所述分隔壁一起分隔容纳在所述下电池组壳体中的各个电池组件；以及

上电池组壳体，与所述下电池组壳体的敞开的所述上表面结合且所述上电池组壳体与所述下电池组壳体之间设有所述垫圈而密封所述电池组件。

2.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述分隔壁的高度大于或等于所述电池组件的高度。

3.根据权利要求1所述的电池组，其中，相邻的分隔壁之间的距离小于每个所述电池组件的宽度。

4.根据权利要求1所述的电池组，其中，在所述电池组件与所述下电池组壳体的底面之间设置有传热构件。

5.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述下电池组壳体具有内置在与所述电池组件直接接触的底部中的冷却通道。

6.根据权利要求1所述的电池组，其中，安装有中间汇流条，所述中间汇流条被配置成贯穿所述分隔壁并电连接相邻的电池组件。

7.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述下电池组壳体包括底板和与所述底板的边缘结合的侧壁框架。

8.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述电池组件在相邻的分隔壁之间沿所述分隔壁的延伸方向排列成两列以上，

所述分隔壁与所述电池组件的列数相对应地在所述电池组件的排列方向上彼此间隔开预定间隔安装有两个以上，并且

所述电池组还包括中心框架，所述中心框架在垂直于所述电池组件的排列方向的方向上延伸并且安装在所述分隔壁之间的所述预定间隔中。

9.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述电池组壳体包括：

单元框架组件，所述单元框架组件为各自具有分隔壁和从所述分隔壁的下端部沿一侧方向延伸的底板的多个单元框架的组件，其中，一个单元框架中的所述底板的位于所述分隔壁的下端部侧的端部依次结合到下一个单元框架的所述底板的沿一侧方向延伸的端部，从而所述单元框架沿横向方向结合为一列而形成所述单元框架组件；

前框架，所述前框架结合到所述单元框架组件的在前后方向上的前端；以及

后框架，所述后框架结合到所述单元框架组件的在所述前后方向上的后端，并且

各个电池组件以如下方式容纳在各个单元框架中：所述电池组件的下表面支撑于各个单元框架的所述底板，并且所述电池组件的两个侧表面支撑于相邻的单元框架的彼此相对的所述分隔壁。

10.根据权利要求9所述的电池组，还包括第一侧框架，所述第一侧框架结合到所述单元框架组件的在一侧方向上的最前侧的单元框架的底板。

11.根据权利要求9所述的电池组，还包括第二侧框架，所述第二侧框架结合到所述单元框架组件的在一侧方向上的最后侧的单元框架的侧壁。

12.根据权利要求9所述的电池组，其中，各个单元框架包括沿前后方向以预定间隔呈一列布置的两个以上的分隔壁以及从各所述分隔壁的下端部沿一侧方向延伸并沿前后方向为长形的一个基部，

所述多个电池组件与所述分隔壁的数量相对应地在所述前后方向上设置成两列以上，并且

所述电池组还包括中心框架，所述中心框架垂直于所述前后方向设置在所述分隔壁之间的所述预定间隔中并且结合到所述单元框架组件。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的电池组，其中，所述垫圈包括：

外框架，所述外框架结合到所述下电池组壳体的上表面的边缘；以及

多个隔离框架，所述多个隔离框架在所述外框架内侧沿着所述分隔壁平行地延伸并且结合到所述分隔壁的上表面，从而各自与所述分隔壁一起分隔相邻的电池组件。

14.根据权利要求13所述的电池组，其中，所述多个隔离框架各自包括中间汇流条结合块，中间汇流条结合到所述中间汇流条结合块，

所述分隔壁的上部形成有中间汇流条结合块结合槽，并且

所述隔离框架以所述中间汇流条结合块插入所述中间汇流条结合块结合槽中的方式结合到所述分隔壁的上表面。

15.根据权利要求13所述的电池组，其中，当所述电池组件和所述分隔壁沿所述分隔壁的延伸方向排列成两列以上，并且在所述电池组件之间且在所述分隔壁之间垂直于所述延伸方向安装有中心框架时，所述多个隔离框架各自包括一对中间汇流条结合块，并且面对所述中心框架的两侧的分隔壁的上部形成有各自与所述一对中间汇流条结合块结合的中间汇流条结合块结合槽。