CN117769785A - 电池组和包括该电池组的车辆 - Google Patents
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Abstract
根据本发明的电池组包括:电池单体单元组,包括在一个方向上层叠并布置的多个电池单体单元;压缩垫,附接到每个电池单体单元的一侧或两侧;以及一对表面压力提供壁,被配置为在电池单体单元和压缩垫插设于一对表面压力提供壁之间的状态下一体地压缩电池单体单元和压缩垫;以及电池组壳体,容纳电池单体单元组,其中,表面压力提供壁在下端具有销插入部,该销插入部从下表面向上弯曲,并且其中,电池组壳体包括引导销,该引导销从底板突出,并且插入销插入部中,并且被配置为将表面压力提供壁引导到正确位置。
Description
技术领域
本申请要求在韩国于2022年6月10日提交的韩国专利申请第10-2022-0070524号和2023年5月24日提交的韩国专利申请第10-2023-0067180号的优先权,这两个韩国专利申请的公开内容通过引用并入本文中。
本发明涉及一种电池组,更具体地,涉及一种配置为在组装电池组时省略电池模块的单元的组装的同时使电池单体能够直接组装到电池组壳体中的电池组。
背景技术
由于二次电池显著减少化石燃料使用,并且能量的使用不产生副产物,所以二次电池作为改善生态友好性和能量效率的新能源而受到关注。
因此,二次电池在各种类型的装置中的使用正在增加。例如,二次电池不仅用作例如无线移动设备或可穿戴设备的小型多功能产品的能源,而且用作被提出作为汽油车辆和柴油车辆的替代物的电动车辆和混合动力车辆的能源或储能系统(ESS)。
通常,二次电池的每个电池的工作电压大约为2.5V至4.5V。因此,需要大容量和高输出的电动车辆或储能系统使用包括串联和/或并联连接并且容纳在模块壳体中的二次电池的电池模块以及包括串联和/或并联连接的电池模块的电池组作为能源。也就是说,电池组包括作为其下位概念的电池模块,并且电池模块包括作为其下位概念的电池单体。另外,电池模块中电池单体的数量或电池组中电池模块的数量可以根据电动车辆所需要的电池组的输出或容量而不同地确定。
另一方面,在示例中,电动车辆的电池组1的电池模块2包括电池单体3、电连接电池单体的汇流条框架(未示出)以及容纳所有的电池单体和汇流条框架的模块壳体4。如图1和图2所示,电池模块可以置于电池组托盘的内部空间5中,并且通过螺栓固定到电池组托盘的底部。通常,电池组托盘可以包括多个横梁框架6,以增强对抗冲击或振动的耐久性。横梁框架可以从电池组托盘的一个壁延伸,并且结合到另一个壁,并且横梁框架被配置为抑制电池组托盘的扭曲或变形。电池组托盘的内部空间可以被横梁框架分开,并且每个电池模块可以设置在每个分开的空间中。
然而,在包括安装在电池组托盘中的电池模块的电池组的情况下,与电池模块与横梁框架之间的间隙相对应的死区以及被模块壳体占据的重量和体积被视作降低电池组的每单位体积的能量密度并且使得难以显著地增加电池组的能量容量的因素。然而,近年来,随着电动车辆市场的快速成长,电动车辆的行驶距离变得重要。电动车辆的行驶距离很大程度上依赖于电池组的能量密度。因此,在相应的工业领域中,增加电池组每单位体积的能量密度的方法仍然是一个大问题。最近,省略模块壳体并且电池单体直接安装在电池组托盘中(即,省略了电池模块制造步骤并且在电池组托盘中直接安装电池单体)的所谓的无模组电池组(cell to pack)型电池组受到关注。
然而,由于无模组电池组不使用模块壳体,所以需要以完全不同的方式将电池单体安装并固定在电池组中。此外,需要限制电池单体,以防止电池单体在出现外部冲击或振动时移动,并且抑制在充电和放电期间电池单体的膨胀。因此,需要一种无模组型电池组,以确保电池单体对抗冲击或振动的结构稳定性,并且抑制电池单体膨胀。
发明内容
技术问题
本发明旨在提供一种易于将电池单体容纳在电池组壳体中,并且通过限制电池单体而具有对抗振动和冲击的结构稳定性的无模组型电池组。
本发明要解决的技术问题不限于上述问题,并且本领域技术人员将根据下面的描述清楚地理解这些问题和其他问题。
技术方案
根据本发明的一方面,提供一种电池组,包括:电池单体单元组,所述电池单体单元组包括在一个方向上层叠并布置的多个电池单体单元;压缩垫,所述压缩垫附接到每个电池单体单元的一侧或两侧;以及一对表面压力提供壁,所述一对表面压力提供壁被配置为在电池单体单元和压缩垫插设于一对表面压力提供壁之间的状态下一体地压缩电池单体单元和压缩垫;以及电池组壳体,所述电池组壳体容纳电池单体单元组,其中,表面压力提供壁在下端具有销插入部,所述销插入部从下表面向上弯曲,并且其中,电池组壳体包括引导销,所述引导销在底板的预设位置处突出,并且插入销插入部中,并且所述引导销被配置为将表面压力提供壁引导到正确位置。
电池组壳体可以包括:电池组托盘,所述电池组托盘包括底板和设置为垂直于底板以形成壁的多个横梁框架,电池单体单元组可以在压缩垫处于压缩的状态下安置在电池组托盘上,并且一对表面压力提供壁中的一个可以被配置为面对两个相对的横梁框架中的一个,并且一对表面压力提供壁中的另一个可以被配置为面对两个相对的横梁框架中的另一个。
两个相对的横梁框架中的每一个可以被配置为支撑表面压力提供壁,使得对抗压缩垫的恢复力的反作用力作用于表面压力提供壁上。
引导销可以与横梁框架间隔开预定距离并且平行于横梁框架。
引导销可以设置为宽度小于销插入部的宽度,并且可以被配置为在销插入部内在宽度方向上可相对移动。
引导销可以具有上窄下宽的梯形的纵向横截面。
引导销可以具有弧形的纵向横截面,并且面对电池单体单元的表面可以垂直于底板。
表面压力提供壁可以包括可滑动结合于下端的滚珠构件。
电池单体单元组可以在压缩垫处于压缩的状态下安置在底板中两个相对的横梁框架之间,并且压缩垫的压缩状态被缓解,使得表面压力提供壁被推动并与横梁框架接触。
引导销可以与底板一体地形成。
销插入部可以包括附接到内表面的缓冲垫。
电池单体单元可以包括:电池单体堆,该电池单体堆包括一个电池单体或者层叠的两个以上的电池单体;以及电池单体盖,所述电池单体盖设置为在电池单体堆的宽度方向上覆盖电池单体堆的两侧以及电池单体堆的顶部。
电池单体可以为软包型电池单体。
底板可以包括制冷介质在其内部流动的冷却通道。
根据本发明的另一个方面,提供一种包括上述电池组的车辆。
有益效果
根据本发明,可以提供一种无模组型电池组,其易于将电池单体容纳在电池组壳体中,通过限制电池单体而具有对抗振动和冲击结构稳定性,并且在充电和放电期间抑制电池单体的膨胀,从而防止电池单体的性能劣化。
另外,根据本发明的电池组可以具有比常规电池组更高的能量容量,因为电池单体可以密集地存在于电池组壳体中。
本发明可以具有许多其他效果,并且将在每个实施例中描述这样的效果,或者省略对本领域技术人员而言可以容易推断的效果的描述。
附图说明
图1是示意性示出常规电池组的配置的图。
图2是图1的电池组的示意性横截面图。
图3是示意性示出根据本发明的实施例的电池组的配置的透视图。
图4是示意性示出根据本发明的实施例的电池单体单元组的图。
图5是根据本发明的实施例的电池单体单元的透视图。
图6是图5的电池单体单元的分解透视图。
图7是根据本发明的实施例的省略了电池组托盘的壁的一部分的电池组托盘的内部区域的放大图。
图8和图9是示出根据本发明的实施例的将电池单体单元组容纳在电池组壳体中的过程的图。
图10是示出根据本发明的实施例的图9中的引导销的振动的图。
图11是示出根据本发明的实施例的图9中的表面压力提供壁的振动的图。
图12是示意性示出根据本发明的实施例的车辆的图。
具体实施方式
在下文中,将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。在描述之前,应当理解的是,说明书和所附权利要求中使用的术语或词语不应被解释为限于一般和词典上的含义,而应在发明人为了最佳解释而允许适当地限定术语的原则的基础上基于与本发明的技术方面相对应的含义和概念来解释。
因此,本文描述的实施例和附图中的图示为本发明的示例性实施例,以描述本发明的技术方面,并且不旨在是限制性的,因此,应当理解的是,在提交本申请时可能已经进行各种其他等价交换和修改。
图3是示意性示出根据本发明的实施例的电池组的配置的透视图,图4是示意性示出根据本发明的实施例的电池单体单元组的图,图5是根据本发明的实施例的电池单体单元的透视图,图6是图5的电池单体单元的分解透视图,并且图7是根据本发明的实施例的省略了电池组托盘的壁的一部分的电池组托盘的内部区域的放大图。
参照图3,根据本发明的实施例的电池组包括电池单体单元组10和电池组壳体20。
如图4所示,电池单体单元组10包括:在一个方向上层叠并布置的电池单体单元100;附接到电池单体单元100的一侧或两侧的压缩垫P1;以及设置在电池单体单元100与压缩垫P1之间以向电池单体单元100和压缩垫P1提供表面压力的一对表面压力提供壁200。
电池单体单元100可以指包括一个电池单体110或者两个以上层叠的电池单体110以及容纳至少一个电池单体110的电池单体盖120的能力储存体。
具体地,参照图5和图6,根据该实施例的电池单体单元100包括:包含层叠的至少一个软包型电池单体110的电池单体堆;以及围绕电池单体堆的除了电极引线111所在的底侧以及前侧和后侧以外的剩余区域的电池单体盖120。换言之,电池单体盖120可以被配置为在电池单体堆的宽度方向(±X方向)上覆盖电池单体堆的两侧和顶部。另外,电池单体单元100包括电连接到软包型电池单体110的电极引线111的端子汇流条131以及被配置为支撑端子汇流条131并且覆盖电池单体盖120的前侧开放端和后侧开放端的汇流条框架组件130。也就是说,该实施例的电池单体单元100在前侧和后侧中的每一个处具有汇流条框架组件130。然而,与该实施例不同,电池单体单元100可以由电池单体堆和电池单体盖120组成。在这种情况下,多个电池单体单元100可以在一个方向上层叠,并且汇流条框架组件130可以覆盖层叠的多个电池单体单元100的前侧和后侧两者。
再次参照图6,软包型电池单体110包括电极组件、容纳电极组件的软包壳体以及连接到电极组件并且从软包壳体延伸的电极引线111。电极引线111包括一对正极引线和负极引线。这里,正极引线和负极引线可以在电池单体110的长度方向(Y方向)上设置在电池单体110的两端。
预设数量的软包型电池单体110可以在一个方向(X方向)上层叠使得宽表面垂直于地面。例如,如图6所示,三个软包型电池单体110可以在一个方向(X方向)上层叠。在这种情况下,每个软包型电池单体110的正极引线设置为面对前方(-Y方向)并且每个软包型电池单体110的负极引线设置为面对后方(+Y方向)。在这种情况下,通过将相同极性的电极引线111焊接到位于相应侧的端子汇流条131,三个软包型电池单体110可以并联连接以形成电源组(power bank)。
也就是说,三个软包型电池单体110可以保持层叠状态的同时容纳在电池单体盖120中,并且可以通过以汇流条框架组件130的端子汇流条131为媒介并联连接。另外,端子汇流条131可以具有暴露于汇流条壳体132外部的顶部,并且端子汇流条131的顶部可以用作电池单体单元100的正极端子或负极端子。
尽管该实施例示出了包括三个软包型电池单体110的电池单体单元100,但是电池单体单元100可以包括一个、两个或四个以上软包型电池单体110。尽管未示出,但是当以六个软包型电池单体110为例时,每三个软包型电池单体110可以并联连接,并且并联连接的两组的三个软包型电池单体110可以串联连接,并且六个软包型电池单体110的配置是所谓的‘3P2S’。在这种情况下,电池单体单元100可以在相同方向上具有正极端子和负极端子。
另一方面,软包型电池单体110可以包括电极组件容纳在软包壳体中的容纳部R以及围绕容纳部R的四个边缘部E1~E4。例如,如图6所示,在竖立的软包型电池单体110中,基于容纳部R,四个边缘部E1~E4包括上边缘部E1、下边缘部E2、前边缘部E3和后边缘部E4。
这里,所有的边缘部E1~E4可以为密封部,或者除了上边缘部E1或下边缘部E2以外的剩余的三个边缘部E2、E3、E4或E1、E3、E4可以为密封部。另外,当容纳电极组件时,使用折叠一片层压膜的方法的软包型电池单体110具有三个密封部,并且使用接合两片层压膜的边缘的方法的软包型电池单体110具有四个密封部。因此,在软包型电池单体110中,三个边缘部E2、E3、E4或E1、E3、E4可以为密封部或者所有的四个边缘部E1~E4可以为密封部。
电池单体盖120可以被配置为覆盖层叠的至少一个软包型电池单体110的至少一部分。例如,被配置为覆盖一个软包型电池单体110的电池单体盖120可以制造为使得其覆盖相应的软包型电池单体110的上边缘部E1和容纳部R的两个表面。可替代地,如图6所示,根据该实施例的电池单体盖120可以制造为使得其覆盖三个软包型电池单体110的上边缘部E1、层叠顺序中的第一软包型电池单体110的容纳部R的一个表面以及第三软包型电池单体110的容纳部R的一个表面。
电池单体盖120可以由各种材料制成。特别地,电池单体盖120可以由金属制成以确保强度。金属可以更稳定地将软包型电池单体110保持在层叠状态,并且更安全地保护软包型电池单体110免受外部冲击。例如,电池单体盖120可以整体上由不锈钢(SUS)形成,或者可以由包括不锈钢的合金制成。
由于软包壳体由软材料制成,所以软包型电池单体110容易受到外部冲击,并且具有低硬度。因此,不容易仅将软包型电池单体110容纳在电池组壳体20中。因此,使用电池单体盖120,并且电池单体盖120将软包型电池单体110稳定地保持在层叠状态和竖立状态。
另外,电池单体盖120可以防止外部冲击对软包型电池单体110的损坏或破坏,并且当软包型电池单体110容纳在电池组壳体20中时,电池单体盖120可以将软包型电池单体110稳定地保持在层叠状态。
更具体,如图6所示,描述根据该实施例的电池单体盖120的结构,电池单体盖120包括上盖部121、第一侧盖部122和第二侧盖部123。
上盖部121可以被配置为覆盖容纳在内部的软包型电池单体110的上边缘部E1。上盖部121可以接触软包型电池单体110的上边缘部E1或者可以与软包型电池单体110的上边缘部E1间隔开。
第一侧盖部122可以在上盖部121的宽度方向上从一个边缘线在向下方向上延伸。例如,第一侧盖部122可以从上盖部121的左端在向下方向上比软包型电池单体110的容纳部R延伸更长。
第一侧盖部122可以被配置为覆盖至少一个软包型电池单体110的一侧。例如,第一侧盖部122可以被配置为覆盖图6中的第一软包型电池单体110的容纳部R的一个表面。
第二侧盖部123可以在上盖部121的宽度方向上从另一个边缘线在向下方向上延伸。例如,第二侧盖部123可以从上盖部121的右端在向下方向上比软包型电池单体110的容纳部R延伸更长。
第二侧盖部123可以被配置为覆盖至少一个软包型电池单体110的一侧。例如,第二侧盖部123可以被配置为覆盖图6中的第三软包型电池单体110的容纳部R的一个表面。
第一侧该部122与第二侧该部123之间的距离可以在容纳在电池单体盖120中的软包型电池单体110可以被压缩的范围内确定。
通过电池单体盖120的配置,软包型电池单体110可以在电池单体盖120内部被压缩,并且软包型电池单体110的下边缘部暴露。因此,当电池单体单元100安置在电池组壳体20的底板24上时,软包型电池单体110的下边缘部可以与电池组壳体20的底板24直接接触。在这种情况下,热量可以在软包型电池单体110的下边缘部与电池组壳体20的底板24之间更好地传递。另外,热导电粘合剂G可以涂覆到电池组壳体20的底板24,以增强软包型电池单体110的下边缘部与电池组壳体20的底板24之间的热传递。也就是说,与该实施例类似,通过使用电池单体盖120不覆盖软包型电池单体110的底部的示例性配置,可以将软包型电池单体110稳定地保持在层叠状态的同时将软包型电池单体110安装在电池组壳体20中,并且顺利地且高效地冷却软包型电池单体110。
另外,电池单体盖120可以向前侧和后侧以及底部敞开。另外,如图6所示,该实施例的电池单体盖120可以在两个顶端包括切口部124。如图5所示,通过切口部124,汇流条框架组件130可以在电池单体盖120的向内方向上插入,并且端子汇流条131的弯曲的顶端可以在电池单体盖120的向上方向上暴露。如上所述,由于电池单体单元100的电极端子被配置为面朝上,所以可以提高与其他电池单体单元100或外部装置连接的方便性。
汇流条框架组件130包括第一汇流条框架组件和第二汇流条框架组件。第一汇流条框架组件和第二汇流条框架组件可以具有大体上相同的结构,并且如图5和图6所示,第一汇流条框架组件可以设置在电池单体盖120的长度方向上的一端(-Y方向),并且第二汇流条框架组件可以设置在电池单体盖120的另一端(+Y方向)。如上所述,在该实施例中,三个层叠的软包型电池单体110的所有的正极引线可以焊接到第一汇流条框架组件的端子汇流条131,并且所有的负极引线可以焊接到第二汇流条框架组件的端子汇流条131。在这种情况下,三个软包型电池单体110可以以3P1 S结构并联连接。
如图6所示,作为主部件,汇流条框架组件130可以包括端子汇流条131、汇流条壳体132、壳体盖133和绝缘片134。
例如,端子汇流条131可以由例如铜、镍和铝的金属制成,并且汇流条壳体132可以由例如塑料的电绝缘材料制成。
汇流条壳体132可以支撑端子汇流条131并且可以结合到电池单体盖120。也就是说,如图5所示,汇流条壳体132可以被配置为结合到电池单体盖120的前敞开端和后敞开端中的每一个。在这种情况下,汇流条壳体132可以通过例如粘合剂、焊接、过盈配合、卡钩、螺栓固定、铆接的各种结合方法固定地结合到电池单体盖120。
汇流条壳体132可以为近似立方体结构的盒形。汇流条壳体132可以具有电极引线111插入其中的狭缝,以使电池单体110的电极引线111穿过主体。电池单体110的电极引线111可以经由狭缝穿过汇流条壳体132拉出,并且拉出的部分可以附接到端子汇流条131。当将电极引线111附接到端子汇流条131时,可以执行激光焊接。另外,电极引线111与端子汇流条131之间的结合部可以用壳体盖133覆盖。另外,绝缘片134可以附接到壳体盖133的外侧。例如,绝缘片134可以由例如云母的阻燃材料制成。
根据本发明的实施例的电池单体单元100可以如上所述被配置,并且压缩垫P1可以附接到电池单体单元100的一侧或两侧。压缩垫P1可以由被外力压缩并且当外力消除时恢复其原始形状的材料制成。例如,压缩垫P1可以由橡胶、硅或记忆泡沫制成。
再次参照图4,被附接压缩垫P1的电池单体单元100层叠为在一个方向(X方向)上彼此接触,并且表面压力提供壁200设置在电池单体单元100的电池堆的最外侧。也就是说,根据本发明的实施例的电池单体单元组10包括多个电池单体单元100、设置在电池单体单元100之间的缓冲垫P2以及设置在电池单体单元100的层叠方向上的两个最外侧中的每一个上的表面压力提供壁200。
表面压力提供壁200可以是将所有的层叠的电池单体单元100容易地容纳在电池组壳体20中的部件,并且在电池单体单元100容纳在电池组壳体20中之后限制电池单体单元100以防止电池单体单元100移动,从而确保结构稳定免受振动和冲击。
例如,可以在不使用表面压力提供壁200的情况下,容纳每一个电池单体单元100。然而,在这种情况下,由于工作时间增加,所以其是无效的。另外,当软包型电池单体110过充电和过放电时,容纳部R膨胀,这是使性能下降的因素。可以通过将软包型电池单体110压缩到最佳压力来抑制或减轻膨胀。然而,当电池单体单元100在没有任何压缩装置的情况下直接安装在电池组壳体20中时,难以抑制电池单体110的膨胀,并且在施加外部冲击或振动的情况下,电池单体110的位置可能不稳定,导致结构和电稳定性的问题。
因此,根据本发明的电池组以这样的方式配置:电池单体单元组10包括一对表面压力提供壁200,使用机械臂(未示出)或抓取夹具(未示出)抓取整个电池单体单元组10并且安置在电池组壳体20上,所述一对表面压力提供壁200向层叠的电池单体110提供均匀的表面压力。在下文中,将更详细地描述本发明的部件和该部件的操作。
参照回图3,电池组壳体20可以包括电池组托盘22和电池组盖21。
电池组托盘22包括底板24和设置为垂直于底板24以形成壁的多个横梁框架23。多个横梁框架23可以包括沿着底板24的外周形成壁的外横梁框架23a和在底板24内部跨越底板24分隔电池组托盘22的内部空间的内横梁框架23b。
每个电池单体单元组10可以安置在被多个横梁框架23包围的电池组托盘22的分隔的内部空间中。例如,如图3所示,每个电池单体单元组10可以安置在被电池组托盘22的外横梁框架23a和内横梁框架23b包围的电池组托盘22的内部空间中。尽管根据该实施例的电池组托盘22被配置为容纳四个电池单体单元组10,但是通过改变电池组托盘22的底板24的面积或者外横梁框架23a和内横梁框架23b的数量和位置,电池组托盘22可以被配置为容纳少于四个电池单体单元组10或者四个以上的电池单体单元组10。
电池单体单元组10可以在压缩垫P1处于压缩的状态下安置在电池组托盘22上,使得一对表面压力提供壁200中的一个接触两个相对的横梁框架23中的一个,并且一对表面压力提供壁200中的另一个接触两个相对的横梁框架23中的另一个。
在这种情况下,根据本发明的电池组可以被配置为使得所述一对表面压力提供壁200分别与两个相对的横梁框架23接触而被支撑,所以压缩垫P1的恢复力的反作用力作用在表面压力提供壁200上。
将参照图7至图9以及图3对其进行详细描述。
如图3所示,表面压力提供壁200包括位于下端的销插入部201。销插入部201可以为从表面压力提供壁200的下表面向上弯曲的表面压力提供壁200内部的空的空间。销插入部201可以沿着表面压力提供壁200的长度方向延伸。
另外,电池组壳体20可以包括引导销25,引导销25在底板24的预设位置处突出并且插入销插入部201中,并且配置为将表面压力提供壁200引导到正确位置。
引导销25可以与电池组托盘22一体地形成,并且平行于横梁框架23,并且当电池单体单元组10安置在电池组托盘22上时,可以设置在与表面压力提供壁200的销插入部201在上下方向上相对应的位置。
更具体地,对于每个电池单体单元组10将被安置于的电池组托盘22的每个分隔的内部空间,每两个引导销25可以设置在电池组托盘22的底板24中。在该实施例中,两个引导销24中的一个可以与外横梁框架23a间隔开预定距离,并且两个引导销24中的另一个可以与内横梁框架23b间隔开预定距离。这里,可以考虑表面压力提供壁200的厚度、压缩垫P1的压缩水平等来确定预定距离。然而,可以在小于表面压力提供壁200的销插入部201的水平宽度(±X方向)的范围内确定预定距离。
引导销25可以具有与表面压力提供壁200相对应的长度,并且其纵向横截面可以具有上窄下宽的梯形。在这种情况下,在将表面压力提供壁200安置在电池组托盘22上的过程中,引导销25可以容易地插入表面压力提供壁200的销插入部201中。在这种情况下,当销插入部201也具有与引导销25相对应的梯形时,可以使销插入部201与引导销25之间的插入更容易。
另外,引导销25可以设置为比销插入部201小的宽度。在这种情况下,当电池单体单元组10安置在电池组托盘22上时,引导销25可以更容易地插入表面压力提供壁200的销插入部201中,并且在引导销25插入销插入部201中之后,引导销25可以在销插入部201内在宽度方向上可相对移动。
通过上述配置,如图8所示,在使用抓取夹具(未示出)将处于压缩状态的电池单体单元组10安置在电池组托盘22上之后,当压缩被去除时,可以通过压缩垫P1的恢复力在如图9中箭头所示的±X方向上推动和移动表面压力提供壁200。也就是说,根据该实施例的电池单体单元组10可以被配置为使得处于压缩状态的压缩垫P1安置在底板24中的两个相对的横梁框架23之间,并且当压缩垫P1的压缩状态被缓解时,表面压力提供壁200可以在压缩垫P1的恢复力产生作用的方向上被推动或者可以接触横梁框架23。
另外,与图8中示出的实施例类似,电池单体单元组10可以包括压缩垫P1,并且当其处于压缩状态时,电池单体单元组10可以安置在电池组托盘22的底板24上。在这种情况下,存在于电池组托盘22上的两个引导销25的位置和间隔可以是确定电池单体单元组10的压缩水平和装载位置的因素。另外,由于在横梁框架23与电池组托盘22的引导销25之间存在间隙,并且引导销25的宽度比表面压力提供壁200的销插入部201小,所以电池单体单元组10可以安置在电池组托盘22的底板24上,而在表面压力提供壁200的销插入部201的内表面与引导销25之间没有接触。在这种状态下,在电池单体单元组10安置在电池组托盘22上之后,当(通过抓取夹具)施加到电池单体单元组10的压缩被去除时,在压缩垫P1的恢复力的作用下,表面压力提供壁200在与压缩方向相反的方向上被推动并且朝向横梁框架23移动。
如图9所示,当表面压力提供壁200接触横梁框架23时,表面压力提供壁200停止移动。在这种情况下,表面压力提供壁200的可移动距离可以限制在引导销25与销插入部201之间的宽度差范围内。另外,缓冲垫P2可以附接到彼此面对的引导销25的一个表面以及销插入部201的一个表面中的至少一个。缓冲垫P2可以减轻由引导销25与销插入部201之间接触导致的振动,并且可以被压缩在引导销25与销插入部201的内表面之间。因此,可以通过缓冲垫P2的压缩消除表面压力提供壁200、横梁框架23和引导销25之间的相对位置导致的组装间隙。
根据本发明的实施例,两个相对的横梁框架23可以分别支撑与其接触的一对表面压力提供壁200,所以压缩垫P1的压缩力的反作用力可以施加到表面压力提供壁200。
因此,通过表面压力提供壁200对电池单体单元100的反作用力的作用,可以牢固地保持电池单体单元100。因此,安装在电池组托盘22中的每个电池单体单元组10可以在结构上稳定地对抗外部冲击或振动。另外,当电池单体110在充电和放电期间膨胀时,可以通过一对表面压力提供壁200的反作用力来抑制或减轻电池单体110的膨胀。
同时,再次参照图8和图9,电池组托盘22的底板24可以包括制冷剂在其中流动的冷却通道26。热导电粘合剂G可以涂覆到底板24,并且电池单体单元100可以设置在热导电粘合剂G上,因此,可以更有效地将从电池单体110中产生的热量传递到电池组托盘22的底板24,从而增强电池单体110的冷却效率。
图10是示出根据本发明的实施例的图9中的引导销25的振动的图。图11是示出根据本发明的实施例的图9中的表面压力提供壁200的变化的图。
随后,将参照图10和图11简要描述本发明的变化。
与上述实施例相同的附图标记表示相同的元件,并且省略相同元件的冗余描述,并且将描述该实施例与上述实施例之间的差异。
电池组托盘22上的引导销25不一定限于如上述实施例中的梯形。引导销25可以形成为任意其他形状。例如,如图10所示,引导销28可以具有弧形的纵向横截面。更具体地,引导销28可以具有90°角度弧形的横截面,并且面对电池单体单元100的表面可以垂直于电池组托盘22的底板24。另外,表面压力提供壁200的销插入部201可以具有矩形内部空间。在这种情况下,当安置表面压力提供壁200时,其底部可以沿着引导销25的弧形部分向下滑动,并且引导销28的垂直平面和销插入部201的内表面在水平方向上彼此接触,因此,作用于引导销28与销插入部201的内表面之间的反作用力可以在水平方向上更均匀和稳定地产生作用。
同时,如图11所示,根据变型的表面压力提供壁200还可以包括可滑动结合在下端的滚珠构件202。如上所述,在电池单体单元组10在压缩垫P1处于压缩的状态下安置在电池组托盘22的底板24上之后,当表面压力提供壁200在压缩垫P1的恢复力的作用下朝向横梁框架23被推动时,根据该变型的表面压力提供壁200可以通过滚珠构件202的旋转而与电池组托盘22的底板24几乎没有摩擦或没有摩擦地移动。滚珠构件202可以包括例如滚珠轴承。
通过根据该变型的配置,由于电池组托盘22的底板24与表面压力提供壁200之间的摩擦显著减小,因此表面压力提供壁200可以被横梁框架23更牢固地支撑,并且表面压力提供壁200的反作用力可以无损失地施加到电池单体单元100,从而更强地限制电池单体单元100。
同时,电池组还可以包括控制模块30。控制模块30可以包括电池管理系统(BMS),以管理电池单体110的充电/放电操作、充电的状态(SOC)和健康状态(SOH),并且可以安装在电池组壳体20的内部空间中。另外,电池组还可以包括开关单元40。开关单元40可以被配置为控制电池组与外部电路之间的电连接。为此,开关单元40可以选择性地包括电流传感器、功率继电器、保险丝等。
根据本发明的电池组可以用作对车辆进行驱动的能源。也就是说,如图12所示,根据本发明的车辆V可以包括根据本发明的上述电池组。这里,例如,根据本发明的车辆可以包括由电力供电的预定车辆,例如,电动车辆或混合动力车辆。另外,除了根据本发明的电池组以外,根据本发明的车辆还可以包括车辆中包括的各种其他部件,例如,车体或发动机。
为了方便描述,使用例如上、下、左、右、前和后的表示方向的术语,但是对于本领域技术人员而言显而易见的是,术语可以根据所述元件或观察者的位置而改变。
尽管上文已经针对有限数量的实施例和附图描述了本发明,但是本发明不限于此,并且显而易见的是,本领域技术人员可以在本发明的技术方面以及所附权利要求和其等同物的范围内进行各种改变和修改。
Claims (15)
1.一种电池组,包括:
电池单体单元组,所述电池单体单元组包括在一个方向上层叠并布置的多个电池单体单元;压缩垫,所述压缩垫附接到每个所述电池单体单元的一侧或两侧;以及一对表面压力提供壁,所述一对表面压力提供壁被配置为在所述电池单体单元和所述压缩垫插设于所述一对表面压力提供壁之间的状态下一体地压缩所述电池单体单元和所述压缩垫;以及
电池组壳体,所述电池组壳体容纳至少一个所述电池单体单元组,
其中,所述表面压力提供壁在下端具有从下表面向上弯曲的销插入部,并且
其中,所述电池组壳体包括引导销,所述引导销从底板突出,并且插入所述销插入部中,并且所述引导销被配置为将所述表面压力提供壁引导到正确位置。
2.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述电池组壳体包括:电池组托盘,所述电池组托盘包括所述底板和设置为垂直于所述底板以形成壁的多个横梁框架,
其中,所述电池单体单元组在所述压缩垫处于压缩的状态下安置在所述电池组托盘上,并且
其中,所述一对表面压力提供壁中的一个面对两个相对的横梁框架中的一个,并且所述一对表面压力提供壁中的另一个面对所述两个相对的横梁框架中的另一个。
3.根据权利要求2所述的电池组,其中,所述两个相对的横梁框架中的每一个被配置为支撑所面对的所述表面压力提供壁,使得对抗所述压缩垫的恢复力的反作用力作用于所述表面压力提供壁上。
4.根据权利要求2所述的电池组,其中,所述引导销与所述横梁框架间隔开预定距离并且平行于所述横梁框架。
5.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述引导销设置为宽度小于所述销插入部的宽度,并且被配置为在所述销插入部内在宽度方向上可相对移动。
6.根据权利要求5所述的电池组,其中,所述引导销具有上窄下宽的梯形的纵向横截面。
7.根据权利要求5所述的电池组,其中,所述引导销具有弧形的纵向横截面,并且面对所述电池单体单元的表面垂直于所述底板。
8.根据权利要求5所述的电池组,其中,所述表面压力提供壁包括可滑动地结合于下端的滚珠构件。
9.根据权利要求2所述的电池组,其中,所述电池单体单元组在所述压缩垫处于压缩的状态下安置在所述底板中所述两个相对的横梁框架之间,并且所述压缩垫的压缩状态被缓解,使得所述表面压力提供壁被推动并与所述横梁框架接触。
10.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述引导销与所述底板一体地形成。
11.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述销插入部包括附接到内表面的缓冲垫。
12.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述电池单体单元包括:
电池单体堆,所述电池单体堆包括一个电池单体或者层叠的两个以上电池单体;以及
电池单体盖,所述电池单体盖设置为覆盖所述电池单体堆在所述电池单体堆的宽度方向上的两侧,以及所述电池单体堆的顶部。
13.根据权利要求12所述的电池组,其中,所述电池单体为软包型电池单体。
14.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述底板包括冷却通道,制冷介质在所述冷却通道的内部流动。
15.一种车辆,包括权利要求1至14中的任一项所述的电池组。
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