CN117795750A - 电芯单元和包括所述电芯单元的电池组 - Google Patents
电芯单元和包括所述电芯单元的电池组 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117795750A CN117795750A CN202280054805.7A CN202280054805A CN117795750A CN 117795750 A CN117795750 A CN 117795750A CN 202280054805 A CN202280054805 A CN 202280054805A CN 117795750 A CN117795750 A CN 117795750A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cell
- pouch
- case
- unit
- battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 16
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 82
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 14
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 14
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 8
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 8
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 6
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 5
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 4
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 3
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 101150101019 PI21 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011038 discontinuous diafiltration by volume reduction Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003446 memory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N nickel zinc Chemical compound [Ni].[Zn] QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
本发明提供一种具有简单结构并且具有优异的可扩展性、安全性等的电芯单元。根据本发明的一个方面的电芯单元可以包括:一个或更多个袋型电芯;单元壳体,所述单元壳体用于在其内部空间中容纳所述一个或更多个袋型电芯;以及排放构件,所述排放构件位于所述单元壳体的内部空间中,并且所述排放构件具有形成在其中的排放流路,使得所述排放气体能够从所述袋型电芯排出。
Description
技术领域
本申请要求于2021年12月27日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2021-0188345和于2022年11月28日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2022-0161188的优先权,其公开内容通过引用并入本文中。
本公开涉及电池,并且特别是涉及一种具有简单结构以及优异的可扩展性和安全性的电芯单元以及包括该电芯单元的电池组和车辆。
背景技术
随着对诸如膝上型计算机、摄像机和移动电话的便携式电子产品的需求已经快速地增加并且机器人、电动车辆等的商业化已经认真开始,已经积极地对能够重复充电/放电的高性能二次电池进行研究。
目前商业化的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池和锂二次电池。其中,锂二次电池成为焦点,因为与镍基二次电池相比,锂二次电池几乎没有记忆效应,因此具有自由充电/放电、非常低的自放电速率和高能量密度的优点。
锂二次电池主要分别使用锂基氧化物和碳材料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,涂覆有正极活性材料和负极活性材料的正极板和负极板位于所述电极组件中,且隔膜位于正极板和负极板之间;以及外壳,电极组件与电解液一起被气密地容纳在所述外壳(即,电池壳体)中。
通常,根据壳体的形状,二次电池可分为罐型二次电池(罐型电芯)和袋型二次电池(袋型电芯),在罐型二次电池中,电极组件被容纳在金属罐中,在袋型二次电池中,电极组件被容纳在铝层压片的袋中。
特别是,袋型电芯在堆叠期间具有各种方面的优点,诸如,重量轻和死空间小,但是具有容易受到外部冲击影响并且可组装性和可加工性差的问题。因此,在现有技术中,通常通过在模块外壳(模块壳体)中容纳多个袋型电芯并且然后将模块壳体容纳在电池组外壳(电池组壳体)中而形成电池模块来制造电池组。
然而,这种常规电池组在空间利用率方面可能是低效的。特别是,在将多个电池电芯容纳并模块化在模块外壳中的过程中,由于诸如模块外壳或堆叠框架(盒)的各种部件,可能不必要地增加电池组的体积或减少电池电芯所占据的空间。此外,为了确保诸如模块外壳或堆叠框架的元件的组装公差以及元件所占据的空间,可能减少电池电芯的存储空间。因此,常规电池组可能在增加能量密度方面存在限制。
另外,常规电池组在可组装性和制造成本方面可能是不利的。特别是,常规电池组具有由于用于堆叠袋型电芯的各种元件造成结构复杂且制造成本和制造时间增加的问题。
另外,常规电池组存在一旦确定了电池模块的尺寸或形状,就非常难以改变尺寸或形状的问题。因此,可能很难将一个电池模块应用于多个电池组外壳或改变电池组外壳的内部结构。因此,常规电池组可能具有低可扩展性。
因为多个电池电芯被包括在电池组中,所以电池组可能容易受到电池电芯之间的热连锁反应的影响。例如,当在一个电池电芯中发生诸如热失控的事件时,存在热失控传播到其他电池电芯的风险。当没有适当地抑制这种热失控传播时,发生在特定电芯中的事件可能导致若干电池电芯之间的连锁反应。这可能导致电池组的爆炸或着火,并且可能进一步对安装了电池组的设备或其他附近的设备或用户造成很大的损害。
发明内容
技术问题
本公开旨在解决相关领域的问题,因此,本公开旨在提供一种具有优异的能量密度、可扩展性和安全性的电芯单元以及包括该电芯单元的电池组和车辆。
然而,本公开要实现的技术目标不限于此,并且其他未提及的技术目标对于本领域的普通技术人员来说从本公开的描述中将是显而易见的。
技术方案
根据本公开的一个方面的电芯单元包括:至少一个袋型电芯;单元壳体,所述单元壳体具有容纳所述至少一个袋型电芯的内部空间;以及排放构件,所述排放构件位于所述单元壳体的内部空间中,在所述排放构件中包括排放通道,并且所述排放构件被配置成排出从所述至少一个袋型电芯排出的排放气体。
这里,单元壳体可以包括通过使板状构件弯曲而形成的下壳体以及联接到下壳体的上开口部分的上壳体。
另外,所述单元壳体可以包括电连接到容纳在所述内部空间中的所述至少一个袋型电芯的电极引线并且暴露于外部的单元端子。
另外,所述排放构件可以被形成为板状并且面向相邻的袋型电芯。
另外,多个袋型电芯可以被容纳在所述单元壳体的内部空间中,其中,所述排放构件位于所述多个袋型电芯之间。
另外,所述排放构件可以附接到所述单元壳体的内表面。
另外,所述排放构件可以位于容纳在所述单元壳体中的至少一个袋型电芯的两侧中的每一侧上。
另外,所述排放构件可以包括形成在面向所述至少一个袋型电芯的侧表面中的入口和形成在不面向所述至少一个袋型电芯的侧表面中的出口。
另外,所述排放构件可以包括形成在面向所述至少一个袋型电芯的梯台部分的部分中的入口。
另外,所述排放构件可以包括与一个袋型电芯相对应的两个入口和形成在所述两个入口之间的出口。
另外,所述排放构件可以被配置成使得引入到入口中的流体的流动方向和流过所述排放通道的流体的流动方向彼此垂直。
另外,所述排放构件可以被配置成使得流过所述排放通道的流体的流动方向和排出到出口的流体的流动方向彼此垂直。
另外,所述排放构件可以包括形成在相对侧表面中的入口,其中,形成在所述相对侧表面中的入口不彼此对称。
另外,所述排放构件可以包括内部空间中的两个或更多个单元通道,其中,形成在所述相对侧表面中的入口与不同的单元通道连通。
另外,所述单元壳体可以包括在与所述排放构件的出口相对应的位置处形成的排放孔。
另外,根据本公开的电芯单元还可以包括支承面向所述单元壳体的内表面的支承构件。
另外,两个袋型电芯可以被布置在所述单元壳体的内表面中,使得设置有电极引线的侧表面彼此面对,其中,支承构件位于被布置成使得电极引线面向彼此的两个袋型电芯之间。
另外,根据本公开的另一方面的电池组包括根据本公开的多个电芯单元。
另外,根据本公开的又一方面的电池模块包括根据本公开的多个电芯单元。
另外,根据本公开的又一方面的车辆包括根据本公开的多个电芯单元。
有益效果
根据本公开的一方面,当配置了包括多个袋型电芯的电池组时,可以提高空间利用率。此外,在本公开中,可以增大袋型电芯所占据的空间。因此,可以提供具有高能量密度的电池组。
另外,根据本公开的一个方面,可以提供具有简单结构的电芯单元。因此,可以实现具有优异的生产率和降低的制造成本和时间的电池组。
另外,根据本公开的一个方面,袋型电芯可以在电池组的制造期间被高效地保护和处理。因此,可以进一步改善电池组的可组装性和可加工性。
另外,根据本公开的一方面,可以提供具有与常规电池模块的配置不同的配置的电芯单元。特别是,根据本公开的一方面的电芯单元可以被配置为比常规电池模块更小规模的单元。例如,根据本公开的电芯单元可以具有比常规电池模块更少数量的电芯或更小的尺寸。
另外,根据本公开的一方面,与常规电池模块或常规电池组相比,可以确保优异的可扩展性。特别是,根据本公开的小型电芯组(电芯单元)可以容易地应用于具有各种形状或尺寸中的任何形状或尺寸的电池组外壳。因此,在本公开中,与各种类型的电池组的兼容性是优异的,并且即使在电池组外壳等的设计改变时,也可以确保可以容易地修改和应用的优异的可扩展性。
另外,根据本公开的一方面,可以有效地抑制电芯之间的热事件传播。特别是,在本公开中,因为包括在电芯单元中的排放结构连接到排放路径(电池组通道)以执行快速定向排放控制,所以可以有效地防止热失控的传播。
本公开可以具有各种其他效果,这些效果将在每个实施方式中进行描述,或者本领域普通技术人员可以容易地推断出的效果的描述将被省略。
附图说明
附图示出了本公开的优选实施方式并且与公开内容一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解,并且因此,本公开不被解释为限于附图。
图1是示意性地示出根据本公开的实施方式的电芯单元的配置的分解立体图。
图2是示出图1的配置的组合立体图。
图3是示意性地示出根据本公开的实施方式的排放构件的配置的立体图。
图4是示意性地示出根据本公开的实施方式的排放构件的配置的截面图。
图5和图6是示意性地示出根据本公开的不同实施方式的电芯单元的配置的立体图。
图7是示意性地示出根据本公开的又一实施方式的电芯单元的部分的配置的侧视图。
图8是示意性地示出根据本公开的实施方式的电芯单元的一些元件的放大立体图。
图9是示出根据本公开的实施方式的从底部观察的包括在电芯单元中的排放构件的立体图。
图10是图9的部分A5的放大图。
图11是示出根据本公开的实施方式的从底部观察的电芯单元的配置的立体图。
图12是示出图11的部分A6的放大图。
图13是示意性地示出根据本公开的另一实施方式的电芯单元的配置的顶部截面图。
图14和图15是示出根据本公开的实施方式的从不同方向观察的电芯单元的一些元件的分解立体图。
图16是示意性地示出根据本公开的实施方式的排放构件的配置的分解立体图。
图17是示意性地示出根据本公开的实施方式的排放构件的内部配置的图。
图18是示意性地示出根据本公开的另一实施方式的排放构件的内部配置的局部放大图。
图19是示意性地示出根据本公开的又一实施方式的排放构件的配置的底部立体图。
图20是示意性地示出包括图19的排放构件的电芯单元的配置的底部立体图。
图21是沿图2的线A9-A9’截取的截面图。
图22和图23是示意性地示出根据本公开的各种实施方式的电芯单元的配置的分解立体图。
图24是示意性地示出根据本公开的实施方式的电池组的一些元件的分解立体图。
图25是示出根据本公开的实施方式的电池组中的排放气体的移动的图。
具体实施方式
在下文中,将参考附图详细描述本公开的优选实施方式。在描述之前,应当理解,在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,而是基于允许本发明人为了最佳解释适当地定义术语的原理基于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的目的的优选示例,而非旨在限制本公开的范围,因此应当理解,在不脱离本公开的范围的情况下,可以对其进行其他等同和修改。
本领域普通技术人员将理解,当使用诸如上、下、左、右、前和后的指示方向的术语时,这些术语仅是为了便于解释,并且可以根据目标对象的位置、观察者的位置等而变化。
此外,在本说明书中,描述了各种实施方式。对于每个实施方式,将主要描述与其他实施方式的差异,并且将省略与其他实施方式中的部件相同或相似的部件的详细描述。
图1是示意性地示出根据本公开的实施方式的电芯单元的配置的分解立体图。图2是示出图1的配置的组合立体图。
参照图1和图2,根据本公开的电芯单元包括袋型电芯100和单元壳体200。
袋型电芯100是二次电池,特别是袋型二次电池,袋型电芯100可以被配置成使得电极组件和电解液被容纳在铝袋壳体中,并且外部周边部被密封。一个或更多个袋型电芯100可以被设置在电芯单元中。例如,可以在一个电芯单元中设置八个袋型电芯100。然而,电芯单元中包括的袋型电芯100的数量可以以各种方式改变。
在袋型电芯100中,两条电极引线101(即,正极引线和负极引线)可以从一侧或从两侧突出。在这种情况下,在同一侧表面上设置两条电极引线101的电芯可以被称为单向电芯,并且在不同侧表面上设置两条电极引线101的电芯可以称为双向电芯。在图2中,电极引线101分别位于每个袋型电芯100的前侧和后侧上。袋型电池电芯的这种配置在提交本申请时已经是已知的,因此,将省略其详细描述。
单元壳体200可以具有容纳一个或更多个袋型电芯100的内部空间。例如,如图1所示,可以在单元壳体200中形成空的空间A1,并且可以在作为内部容纳空间的空的空间中容纳一个或更多个袋型电芯100。
此外,单元壳体200可以简单地形成为具有比包括在一般电池模块中的模块壳体的厚度小的厚度(例如,1至3mm)。另外,单元壳体200可以包括比一般模块壳体更少数量的袋型电芯100。例如,一个模块壳体可以包括数十个袋型电芯100,而单元壳体200可以包括更少数量的(例如,10个或更少的)袋型电芯100。因此,根据本公开的电芯单元可以被配置为比一般电池模块更小的单元。
单元壳体200可以由金属材料形成,以确保高于特定水平的机械刚性并且改善冷却性能。特别是,单元壳体200可以由铝材料形成。
在单元壳体200的内部空间中,袋型电芯100可以在竖立的同时被容纳。也就是说,袋型电芯100可以竖立在单元壳体200的底表面上,使得围绕容纳部分的一些边缘部分(密封部分)位于容纳部分的上侧和下侧。在这种情况下,袋型电芯100的下边缘部分可以接触单元壳体200的底表面,并且袋型电芯100的容纳部分可以位于水平方向上,特别是左右方向(X轴方向)上。为此,电芯单元可以以适当的形状形成以保持袋型电芯100的竖立状态。
在本说明书中,除非另有说明,否则X轴方向可以指左右方向,Y轴方向可以指前后方向,并且Z轴方向可以指上下方向。
根据本公开的电芯单元可以包括排放构件300。
排放构件300可以像袋型电芯100一样位于单元壳体200的内部空间A1中。特别是,排放构件300可以位于袋型电芯100附近。排放构件300可以被配置成使得排放气体被引入到排放构件300中并且被排出到外部,这将进一步参照图3和图4更详细地描述。
图3是示意性地示出根据本公开的实施方式的排放构件300的配置的立体图。图4是示意性地示出根据本公开的实施方式的排放构件300的配置的截面图。例如,图4可以是沿着图3的线A2-A2’截取的截面图。
参照图3和图4,排放构件300可以被配置成使得排放气体被引入、流过内部空间并且被排放到外部。特别是,排放构件300可以在其中具有空的空间,如图4所示。空的空间可以用作排放通道。因此,当排放气体从袋型电芯100排出时,排放气体可以流过排放构件300的排放通道V,然后可以被排出到外部。更详细地,参照图3,从袋型电芯100排出的排放气体可以被引入到排放构件300的内部空间(即,排放通道V)中,如箭头B1所标记的。引入到排放构件300中的排放气体可以如箭头B2所标记地流过排放通道V,并且然后可以如箭头B3所标记地被排出到排放通道V的外部。
根据本公开的实施方式,可以有效地防止热失控传播。例如,当热失控发生在邻近排放构件300设置的袋型电芯100中并且因此产生排放气体、热量或火焰时,排放气体或火焰可以被引入到排放构件300中并且可以沿着确定的路径排出。因此,可以阻止或抑制排放气体或火焰朝向其他正常的袋型电芯100行进。因此,在这种情况下,可以防止电芯之间的热失控传播发生或扩展。
此外,根据本公开的一个方面,单元壳体中可以包括比一般电池模块中的数量更少数量的袋型电芯100以构成电芯单元。因此,包括在电池组中的多个电池电芯(袋型电芯)可以用小型单元保护。特别是,可以更有效地防止包括在不同电芯单元中的袋型电芯100之间的热失控传播。
另外,根据实施方式,可以控制排放气体或火焰的排出。特别是,在实施方式中,排放气体可以被快速排出,并且可以实现适当引导排放气体的方向的有效定向排放。因此,在实施方式中,可以防止包括袋型电芯100、电芯单元、电池模块或电池组的上部元件的爆炸,并且可以抑制热量或火焰在电芯或模块之间的传播。
为了确保阻挡热量或火焰的效果,排放构件300可以具有比袋型电芯100更大的面积,以在水平方向上完全覆盖袋型电芯100。例如,排放构件300可以形成为在上下方向上比袋型电芯100高并且在前后方向上比袋型电芯100长。
因为排放构件300可以暴露于热量、气体或火焰,所以排放构件300可以由具有优异的耐热性的材料形成。另外,排放构件300可以由具有高导热性的材料形成,以确保优异的冷却性能。另外,排放构件300可以由具有优异的可成形性、可加工性、可组装性和刚性的材料形成。例如,排放构件300可包括诸如铝、钢或不锈钢(SUS)的金属材料、陶瓷材料(诸如,云母)或高耐热聚合物材料。然而,本公开不限制排放构件300的具体材料。
单元壳体200可以包括下壳体210和上壳体220,如图1和图2所示。
下壳体210可以形成为具有容纳电池电芯100的空间。特别是,下壳体210可以通过使板状构件弯曲来形成,如图1所示。例如,下壳体210可以通过将铝板弯曲成U形形状而形成。当下壳体210形成为U形形状时,下壳体210可以称为U形框架。此外,下壳体210可以包括用作底表面的中心部分以及竖直弯曲以分别形成左壁和右壁的左端和右端。在这种情况下,下壳体210的上端、前端和后端可以是开口的。
上壳体220可以联接到下壳体210的上开口部分。特别是,当通过如上述实施方式中那样使板状构件弯曲来形成下壳体210时,下壳体210可以包括上开口部分、前开口部分和后开口部分。在这种情况下,上壳体220可以联接到下壳体210的上开口部分以覆盖或密封上开口部分。特别是,上壳体220可以形成为板状,如图1所示。例如,上壳体220可以由铝板形成。
根据本公开的该实施方式,单元壳体200可以具有简单的结构并且可以容易地制造。另外,在这种情况下,单元壳体200可以具有轻重量和小厚度。因此,可以减小电池组或电池模块的重量,并且可以提高能量密度。另外,在这种情况下,用于保护袋型电芯100的结构可以是简单的。
在实施方式中,单元壳体200还可以包括端壳体230。
端壳体230可以联接到下壳体210的前开口部分和后开口部分中的每一个。特别是,当下壳体210包括前开口部分和后开口部分两者时,一个电芯单元可包括两个端壳体230。在这种情况下,联接到前开口部分的端壳体230可以被称为前壳体,并且联接到后开口部分的端壳体230可以被称为后壳体。另外,端壳体230也可以形成为板状。在这种情况下,端壳体230可以被称为端板。另外,端壳体230可以由诸如铝的金属材料形成。
根据本公开的该实施方式,用于保护容纳在其中的一个或更多个袋型电芯100的壳体结构可以是简单的。特别是,根据实施方式,可以容易地提供在所有方向上(即,在上下方向、前后方向和左右方向上)覆盖容纳在其中的袋型电芯100的配置。
这样,当在一个单元壳体200中包括多个子部件时,子部件可以彼此焊接。例如,下壳体210和上壳体220的边缘可以彼此焊接以形成粘合部分。另外,端壳体230的边缘可以焊接到下壳体210和上壳体220以形成粘合部分。特别是,因为子部件之间的粘合部分可以形成为线性形状,所以焊接部分也可以形成为线性形状。
焊接的子部件可以由相同的材料形成。例如,下壳体210、上壳体220和端壳体230可以由铝材料形成。根据该实施方式,可以提高子部件之间的可焊接性。因此,可以稳定地保证单元壳体200的联接力,并且可以提高单元壳体200的可组装性。
根据本公开的电芯单元还可以包括汇流条组件400。
汇流条组件400可以电连接到容纳在单元壳体200的内部空间中的袋型电芯100的电极引线101。特别是,当多个袋型电芯100被容纳在电芯单元中时,汇流条组件400可以串联和/或并联电连接多个袋型电芯100。另外,汇流条组件400可以连接到多个袋型电芯100的电极引线101,以在结构上将多个袋型电芯100彼此固定。
汇流条组件400可以被设置在袋型电芯100的电极引线101所在的部分处,以便连接到电极引线101。例如,参照图1的实施方式,因为袋型电芯100的电极引线101从前侧和后侧突出,所以汇流条组件400可以分别位于袋型电芯100的前侧和后侧上。特别是,多个汇流条组件400可以被包括在一个电芯单元中,如图1所示。此外,当在左右方向(X轴方向)上堆叠的电芯堆叠件在前后方向(Y轴方向)上以多个列布置时,两个汇流条组件400可以位于每个电芯列的前端和后端处。因此,当电芯堆叠件被布置成两列时,四个汇流条组件可以位于前后方向上。
汇流条组件400可以包括汇流条端子410和汇流条框架420。
汇流条端子410可以由诸如铜或铝的导电金属材料形成。例如,汇流条端子410可以以铜形成的条状形成。汇流条端子410可以将袋型电芯100电连接到电芯单元的内部或外部。此外,汇流条端子410可以固定地直接接触电极引线101。在这种情况下,为了保持固定的接触状态,汇流条端子410和电极引线101可以彼此焊接。
用于支承汇流条端子410的汇流条框架420可以由电绝缘材料形成,以便与电极引线101或汇流条端子410绝缘。例如,汇流条框架420可以由塑料材料形成。汇流条框架420可以基本上形成为板状。特别是,汇流条框架420可以在竖直方向上竖立,使得两个宽表面在前后方向(Y轴方向)上,即,面向袋型电芯100或袋型电芯100的堆叠件,如图1所示。当袋型电芯100被竖立为使得袋型电芯100的两个宽表面在左右方向上时,汇流条框架420可以被竖立,使得两个宽表面基本上在前后方向上。在这种情况下,袋型电芯100和汇流条框架420可以被竖立为基本上彼此垂直。
汇流条框架420的部分(特别是,汇流条端子410)可以暴露于单元壳体200的外部,以用作电芯单元的端子。例如,位于图1中的中心处的汇流条组件400的汇流条端子410的上端可以穿过单元壳体200以暴露于外部。为此,单元壳体200(例如,上壳体220)可以包括端子孔H1。在图2中,汇流条端子410的通过单元壳体200的端子孔H1暴露的暴露部分可以用作单元端子E。此外,至少两个单元端子E可以设置在一个电芯单元中,并且可以分别用作正极端子和负极端子。单元端子E可以将一个电芯单元电连接到另一个外部元件。例如,电芯单元可以通过单元端子E电连接到另一个电芯单元。在这种情况下,可以在单元端子E中设置单独的连接构件,以串联和/或并联电连接电芯单元。另外,单元端子E可以连接到包括电芯单元的电池模块或电池组的端子,以传输充电/放电电力。
根据本公开的该实施方式,电芯单元的电连接结构可以是简单的。
在本实施方式中,汇流条框架420可以位于袋型电芯100与端壳体230之间。此外,在电芯单元中,多个袋型电芯100可以在特定方向(例如,左右方向(X轴方向))上堆叠以形成电芯阵列。在这种情况下,汇流条框架420可以具有足以覆盖电芯阵列的前侧或后侧的面积。另选地,汇流条框架420可以具有与端壳体230的形状和尺寸类似的形状和尺寸,以完全覆盖端壳体230的内侧。
此外,汇流条框架420可以容纳在由下壳体210和上壳体220形成的内部空间中,使得端部接触下壳体210和上壳体220的内表面。例如,在图1的实施方式中,汇流条框架420可以形成为在上下方向上竖立的板形状,并且汇流条框架420的下边缘以及左边缘和右边缘可以连续地接触具有U形框架形状的下壳体210的内表面。此外,汇流条框架420的上边缘可以连续地接触上壳体220的内表面(即,下表面)。
根据本公开的该实施方式,可以更稳定地确保汇流条框架420与单元壳体200之间的联接。另外,在这种情况下,因为汇流条框架420与单元壳体200之间的空间被密封,所以可以防止从袋型电芯100产生的排放气体或火焰朝向端壳体230泄漏。
在根据本公开的电芯单元中,可以以各种方式改变单元端子E的位置或形状以及单元端子E所在的部分的结构,这将参照图5至图7更详细地描述。
图5和图6是示意性地示出根据本公开的不同实施方式的电芯单元的配置的立体图。另外,图7是示意性地示出根据本公开的又一实施方式的电芯单元的部分的配置的侧视图。例如,图7可以是示意性地示出在箭头B4的方向上观察的图5的配置的修改示例的图。
首先,参照图5,单元端子E可以被设置在单元壳体200的凹入部分中。例如,向下凹入的凹入部分G1可以形成在上壳体220的中心部分中。在这种情况下,凹入部分G1的上侧和左侧可以是开口的。单元端子E可以位于上壳体220的凹入部分G1中。
根据该实施方式,可以减少或消除单元端子E向外突出超过单元壳体200的程度。例如,单元端子E可以被形成在上壳体220的凹入部分G1中,以减小单元端子E向上突出的程度或防止单元端子E突出。
根据本公开的该实施方式,可以减少单元端子E暴露于外部冲击或异物,从而提高保护单元端子E的性能。
另外,根据本公开的电芯单元还可以包括端子盖900,如图5所示。端子盖900可以围绕单元端子E的外表面。例如,端子盖900可以覆盖位于上壳体220中的单元端子E的上侧和/或左侧。
另外,端子盖900可以具有联接结构以联接到单元壳体200。例如,端子盖900可以插入到单元壳体200中。在更具体的示例中,参照图5的实施方式,端子盖900可以包括向下突出的紧固突出部D1。上壳体220可包括与端子盖900的紧固突出部D1相对应的紧固孔D2。
在这种配置中,端子盖900的紧固突出部D1可以插入到上壳体220的紧固孔D2中,使得端子盖900联接到上壳体220。
特别是,如上所述,当凹入部分G1被形成在端子盖900所联接到的单元壳体200中(例如,上壳体220),并且单元端子E位于凹入部分G1中时,可以更容易地实现联接端子盖900的配置。此外,端子盖900可以包括平坦的外表面,并且外表面可以基本上平行于单元壳体200的外表面设置,并且进一步位于基本上相同的平面上。
根据本公开的该实施方式,不仅单元端子E而且单元端子900可以不向外突出许多超过单元壳体200(例如,上壳体220)。另外,在该实施方式中,由于可以简化端子盖900的结构,所以可以容易地制造和组装端子盖900。
接下来,单元端子E可以在纵向方向上位于电芯单元的端部处,如图6所示。也就是说,在图2和图5的实施方式中,单元端子E基本上位于沿电芯单元的纵向方向的前后方向(Y轴方向)上的中部处,而在图6的实施方式中,单元端子E位于电芯单元的纵向方向上的端部处(特别是,前端)。
根据本公开的该实施方式,由于单元端子E位于电芯单元的边缘处,因此可以更容易地实现连接单元端子E的配置。特别是,可以堆叠多个电芯单元,并且在这种情况下,堆叠方向可能垂直于电芯单元的纵向方向。在这种情况下,如图6所示,当单元端子E位于在纵向方向上的一端(诸如,电芯单元的前端)时,可以更容易地执行连接单元端子E的过程。
接下来,参照图7的实施方式,类似于图5的实施方式,单元端子E可以被设置在凹入部分G1’中。然而,在图7的实施方式中,与图5的实施方式不同,单元端子E可以位于凹入部分G1’的侧表面而不是底表面上。
更详细地,凹入部分G1’可以被设置在上壳体220中,可以是向下凹的,并且可以包括底表面G11和侧表面G12。在这种情况下,单元端子E可以位于凹入部分G1’的侧表面G12上。特别是,凹入部分G1’的侧表面G12可以是倾斜的。也就是说,凹入部分G1’的侧表面G12可以不垂直于底表面G11,并且可以形成为具有锐角或钝角。在这种情况下,凹入部分G1’的侧表面G12可以是倾斜表面。在该配置中,单元端子E可以位于凹入部分G1’的倾斜表面上。
根据本公开的该实施方式,可以在不减小单元端子E的长度的情况下减小单元端子E向外突出的高度。因此,可以更有效地抑制单元端子E暴露于外部。此外,在这种情况下,单元端子E所在的凹入部分G1’的深度可能不大。因此,可以使由于凹入部分G1’的形成而导致的单元壳体200的内部空间的减小最小化。因此,可以提高电芯单元的能量密度,并且可以减少单元壳体200中的元件(诸如,袋型电芯100或汇流条组件400)与单元壳体200之间的干扰。
虽然在图2和图5至图7的各种实施方式中,单元端子E位于上壳体220中,但是单元端子E可以位于除了上壳体220之外的部分中。例如,单元端子E可以位于端壳体230中。
汇流条组件400可以包括端子密封构件430,将参照图8对其进行更详细地描述。
图8是示意性地示出根据本公开的实施方式的电芯单元的一些元件的放大立体图。例如,图8可以是示出图1的部分A4的放大图。
参照图1和图8,汇流条组件400可以包括部分地围绕包括单元端子E的汇流条端子410的端子密封构件430。特别是,端子密封构件430可以被配置为密封单元壳体200的端子孔H1,同时与汇流条端子410的外周表面紧密接触。也就是说,除了由汇流条端子410占用的部分之外,端子密封构件430可以密封端子孔H1的剩余部分。端子密封构件430可以由具有弹性和电绝缘性的材料形成。例如,端子密封构件430可以由硅树脂或橡胶材料形成。另外,端子密封构件430可包括用于提高耐热性的材料。例如,端子密封构件430可以包括形成在由硅树脂材料形成的外表面上的具有耐热性的陶瓷涂层。
根据本公开的该实施方式,可以防止在诸如热失控的情况下产生的排放气体等朝向单元端子E泄漏。因此,在这种情况下,可以提供更有效的排放控制。
根据本公开的电芯单元还可以包括绝缘盖500,如图1所示。绝缘盖500可以由诸如橡胶、塑料或陶瓷的电绝缘材料形成。特别是,绝缘盖500可以位于袋型电芯100与端壳体230之间。此外,因为汇流条组件400可以被设置在袋型电芯100的电极引线101所在的部分处,所以绝缘盖500可以位于汇流条组件400与端壳体230之间。
根据该实施方式,即使当端壳体230由诸如铝的导电材料形成时,也可以确保端壳体230与电极引线101之间的绝缘。另外,根据实施方式,因为绝缘盖500靠近端壳体230,所以可以抑制排放气体等朝向端壳体230的泄漏。为此,绝缘盖500可以形成为具有与端壳体230的尺寸或形状类似的尺寸或形状。
另外,根据本公开的电芯单元还可以包括连接器600,如图1和图2所示。
连接器600可以被设置在电芯单元的一侧上,以在电芯单元与外部元件之间发送和/或接收信号或数据。例如,可以设置连接器600以发送与包括在电芯单元中的一个或更多个袋型电芯100的电特性(例如,电压或电流)有关的信息。在另一示例中,可以设置连接器600以将与电芯单元内部和外部的温度有关的信息发送到外部。在这种情况下,电芯单元可以分别包括温度传感器。例如,连接器600可以是通过其将在单元壳体200的内部空间中设置的热敏电阻测量的温度信息发送到另一外部元件的路径。特别是,连接器600可以通过连接电缆等连接到控制单元,诸如,位于电芯单元外部的电池管理系统(BMS)。在这种情况下,电芯单元的信息可以通过连接器600发送到BMS。
在包括连接器600的实施方式中,连接器600可以暴露于单元壳体200的外部。为此,单元壳体200(例如,端壳体230)可以包括供连接器600穿过的连接孔H2,如图1所示。另外,当绝缘盖500位于端壳体230的内表面上时,绝缘盖500还可以包括形成在与连接孔H2相对应的位置处的另一连接孔(即,绝缘连接孔H2’),如图1所示。在这种情况下,位于单元壳体200内部的连接器600可以依次穿过绝缘连接孔H2’和连接孔H2,并且可以暴露于单元壳体200的外部。
另外,在实施方式中,可以在连接器600通过的绝缘连接孔H2’和连接孔H2中设置连接密封构件,以更可靠地防止排放气体等的泄漏。
另外,根据本公开的电芯单元还可以包括垫构件710,如图1所示。
垫构件710可以形成为板状,并且可以位于电芯单元的宽表面和下壳体210之间。此外,垫构件710可以被设置成平行于袋型电芯100,同时在上下方向上竖立。特别是,多个袋型电芯100可以在单元壳体200的内部空间中沿左右方向堆叠。在这种情况下,垫构件710可以位于下壳体210的侧壁的内表面与最外电芯之间。
因为垫构件710被形成为基本上板状但具有一定水平或更大的厚度,所以可以防止袋型电芯100的外表面与单元壳体200的内表面直接接触。此外,垫构件710可以被配置为吸收袋型电芯100的膨胀。另外,垫构件710可以由具有弹性和/或电绝缘性的材料形成。例如,垫构件710可以由聚氨酯材料形成。
根据本公开的该实施方式,即使当在袋型电芯100中发生膨胀时,垫构件710也吸收膨胀,并且因此可以防止袋型电芯100或单元壳体200的损坏、破裂或变形。另外,根据实施方式,即使当单元壳体200由诸如铝的导电材料形成时,也可以确保袋型电芯100与单元壳体200之间的电绝缘。
另外,根据本公开的电芯单元还可以包括片构件720,如图1所示。
片构件720可以被形成为板状,类似于垫构件710,但是可以比垫构件710薄。另外,片构件720可以在直立时平行于袋型电芯100。特别是,片构件720可以位于袋型电芯100与排放构件300之间。片构件720可以防止袋型电芯100直接接触排放构件300。此外,片构件720可以由电绝缘材料形成。
根据本公开的实施方式,即使当排放构件300由诸如铝的导电材料形成时,袋型电芯100与排放构件300之间的电绝缘也可以被稳定地确保。
排放构件300可以被形成为板状。在这种情况下,排放构件300可以包括两个宽表面。例如,如图1和图3所示,排放构件300可以被形成为直立板形状。在这种情况下,排放构件300的两个宽表面可以位于水平方向(例如,左右方向(X轴方向))上。
排放构件300可以面向与排放构件300相邻的袋型电芯100。也就是说,排放构件300可以被设置成使得两个宽表面中的至少一个面向袋型电芯100的宽表面。例如,在排放构件300竖立使得两个表面位于左右方向的状态下,袋型电芯100可以位于排放构件300的左侧和/或右侧。特别是,在袋型电芯100被竖立使得容纳部分的宽表面面向左侧和右侧的状态下,袋型电芯100可以被定为成与排放构件300相邻。
根据本公开的该实施方式,当通过堆叠一个或更多个袋型电芯100和排放构件300形成堆叠件时,排放构件300可以有效地执行排放控制,并且可以防止堆叠件的厚度增加。也就是说,在本实施方式中,可以不增加电芯单元的整体尺寸,可以减小死空间,因而可以进一步提高电芯单元的能量密度。
另外,根据该实施方式,因为袋型电芯100与排放构件300之间的距离较短,所以从袋型电芯100排出的排放气体等可以通过排放构件300快速地排出到外部。另外,根据实施方式,排放构件300的宽度可以减小,并且相对于邻近的袋型电芯100阻挡热量或火焰的效果可以是优异的。
排放构件300可以接触单元壳体200的内表面。例如,排放构件300的上端和下端可以连续地接触上壳体220的下表面和下壳体210的上表面。另外,排放构件300的前端和后端可以与汇流条组件400或端壳体230的内表面接触。
根据本公开的该实施方式,可以防止排放气体或火焰通过排放构件300与单元壳体200或汇流条组件400之间的间隙泄漏。因此,可以进一步改善控制排放气体或阻挡热量/火焰的效果。
特别是,排放构件300可以位于一个袋型电芯100的一侧,并且单元壳体200可以位于袋型电芯100的另一侧。例如,当袋型电芯100位于排放构件300的右侧时,排放构件300可以位于左侧,并且单元壳体200可以位于右侧。在这种情况下,袋型电芯100的左侧和右侧可以分别被排放构件300和单元壳体200阻挡,从而抑制热量和火焰的传播。
此外,排放构件300的上端和/或下端可以比其他部分更宽。
例如,排放构件300的上端可以延伸成具有延伸部分A8,该延伸部分A8在左右方向上的宽度大于其他部分的宽度,如图4所示。这样,在排放构件300的上端处形成的延伸部分可以紧密地固定到单元壳体200的内表面(例如,上壳体220的下表面)。
根据本公开的该实施方式,排放构件300可以稳定地固定在单元壳体200的内部空间中。特别是,当排放构件300被形成为板状并且位于单元壳体200的内部空间中同时竖立时,由于上端的延伸部分A8,排放构件300可以不向左或向右倾斜,并且可以准确地在垂直于地面的方向上竖立。因此,可以提高电芯单元的结构稳定性和可组装性。另外,根据实施方式,即使在产生排放气体等的情况下压力被施加到排放构件300时,排放构件300的推动或变形也可以被最小化。
特别是,排放构件300的延伸部分的两端可以向外突出(例如,向上突出)超过其他部分。例如,排放构件300的延伸部分A8的左端和右端可以向上突出,如图4所示。在这种情况下,排放构件300的竖立状态可以更有效地防止由于组装公差等而向左或向右倾斜。
多个袋型电芯100可以被容纳在单元壳体200的内部空间中。例如,参照图1的配置,四个袋型电芯100可以在单元壳体200的内部空间中沿左右方向(X轴方向)堆叠。在这种情况下,在每个袋型电芯100在上下方向上竖立使得容纳部分的宽表面在左右方向上的状态下,宽表面可以在左右方向上平行地布置为彼此面对。
在该实施方式中,排放构件300可以位于相邻袋型电芯100之间。例如,如图1的实施方式中所示,排放构件300可以仅位于在左右方向上堆叠的四个袋型电芯100当中的位于中心处的两个袋型电芯100之间。在这种情况下,两个袋型电芯100可以堆叠在排放构件300的左侧,并且两个其他袋型电芯100堆叠在排放构件300的右侧。然而,排放构件300可以位于在左右方向上堆叠的所有袋型电芯100之间。
在这种情况下,用于引入排放气体的开口可以位于排放构件300的两侧。例如,当排放构件300被形成为包括左表面和右表面的竖立板状时,入口I可以分别形成在左表面和右表面中。
根据本公开的该实施方式,可以实现更高效的排放控制和热量/火焰阻挡效果。也就是说,一个排放构件300可以负责位于两侧的不同的多个袋型电芯100的排放。另外,排放构件300可以防止或抑制位于两侧的不同袋型电芯100之间的热量、气体或火焰的传递。
图9是示出根据本公开的实施方式的从底部观察的电芯单元中包括的排放构件300的立体图。另外,图10是示出图9的部分A5的放大图。
与上述各附图一起参照图9和图10,排放构件300可以包括入口I和出口O。入口I和出口O可以与排放构件300的内部空间(即,排放通道V)连通。在这种情况下,入口I和出口O可以被设置在不同的位置,并且可以被配置成在不同的部分打开排放通道V。
入口I可以被形成在排放构件300的面向袋型电芯100的侧表面中。例如,排放构件300可以被形成为竖立板状,并且可以被设置成使得左表面和右表面面向袋型电芯100。在这种情况下,入口I可以分别形成在排放构件300的面向袋型电芯100的表面(即,左表面和右表面)中。
另外,出口O可以被形成在排放构件300的不面向袋型电芯100的侧表面中。例如,当袋型电芯100分别位于排放构件300的左侧和右侧时,出口O可以被设置在排放构件300的除了左表面和右表面之外的侧部分中。在更具体的示例中,出口O可以被设置在排放构件300的下边缘部分中,如图3和图10所示。
入口I可以被配置成使得从袋型电芯100产生的排放气体或火焰被引入到排放通道V中。因此,入口I可以暴露于袋型电芯100所在的单元壳体200的内部空间,并且可以不暴露于单元壳体200的外部空间。也就是说,在组装电芯单元的状态下,入口I可以不暴露于外部,如图2所示。
出口O可以被配置成使得流过排放通道V的排放气体或火焰被排出到外部。因此,出口O可以暴露于单元壳体200的外部空间,这将参照图11和图12更详细地描述。
图11是示出根据本公开的实施方式的从底部观察的电芯单元的配置的立体图。此外,图12是示出图11的部分A6的放大图。
参照图11和图12,单元壳体200可以限定内部空间,使得容纳在内部空间中的大部分袋型电芯100和排放构件300不暴露于外部。然而,如图12所示,可以在单元壳体200的侧部分(例如,下壳体210的底表面)中形成内部空间开口所通过的排放孔H3。也就是说,单元壳体200可以包括在与排放构件300的出口O相对应的位置处形成的排放孔H3。此外,单元壳体200可以完全围绕(特别是密封)除了排放孔H3之外的容纳袋型电芯100和排放构件300的内部空间。
此外,如图10所示的排放构件300的出口O可以与排放孔H3连通。也就是说,排放构件300的出口O可以通过单元壳体200的排放孔H3暴露于外部。单元壳体200中除了排放构件300的出口O之外的诸如袋型电芯100的部分可以不暴露于排放孔H3。
根据本公开的该实施方式,引入到排放构件300的内部空间(即,排放通道V)中的排放气体等可以经由出口O和排放孔H3排出到单元壳体200的外部。也就是说,可以容易地实现如图3中的箭头所标记的通过排放构件300排出排放气体的配置。特别是,根据实施方式,从袋型电芯100喷射的排放气体或火焰可以被快速地引入到排放构件300中。因此,当在电芯单元中产生排放气体时,可以快速降低内部压力,并且因此可以防止爆炸等。另外,因为电芯单元中的热量被排出到外部,所以可以减少热失控的加速或着火的风险。
另外,根据实施方式,从袋型电芯100排出的排放气体或火焰可以通过排放构件300直接排出到单元壳体200的外部。因此,可以防止或最小化包括在单元壳体200中的其他袋型电芯100接触排放气体或火焰或受到排放气体或火焰的影响。
图13是示意性地示出根据本公开的另一实施方式的电芯单元的配置的顶部截面图。
参照图13,排放构件300可附接到单元壳体200的内表面。更详细地,一个或更多个袋型电芯100可以位于单元壳体200中,同时在前后方向(Y轴方向)上竖立。此外,在图13的实施方式中,多个袋型电芯100可以被布置在左右方向(X轴方向)上和前后方向(Y轴方向)上以形成电芯阵列。
在这种情况下,排放构件300可以附接到单元壳体200的内表面。也就是说,排放构件300可以位于单元壳体200与袋型电芯100之间。此外,当袋型电芯100在竖直方向上竖立的同时被容纳在单元壳体200中时,排放构件300可以在竖立的同时附接到单元壳体200的内表面。在该实施方式中,排放构件300的入口I可仅在一个表面中形成。例如,当排放构件300附接到单元壳体200的左壁的内表面时,入口I可以仅形成在面向袋型电芯100的右表面中,并且可以不形成在面向单元壳体200的左表面中。
根据本公开的该实施方式,因为排放构件300被设置在单元壳体200中,所以可以保护单元壳体200免受排放气体、火焰或热量的影响,并且可以更有效地保护袋型电芯100免受外部冲击影响。另外,根据实施方式,因为排放气体、火焰或热量被排放构件300阻挡而不直接朝向单元壳体200移动,所以可以更有效地防止排放气体或火焰在非期望方向上(例如,朝向单元壳体200的间隙)被排放或移动。因此,在实施方式中,可以进一步提高抑制热传播的效果。另外,根据实施方式,当多个袋型电芯100堆叠时,排放构件300可以不位于多个袋型电芯100之间。因此,可以更容易地组装电芯阵列。
另外,排放构件300可以位于容纳在单元壳体200中的袋型电芯100的两侧上。
例如,参照图13的实施方式,多个袋型电芯100可以在单元壳体200中在左右方向(X轴方向)上堆叠。排放构件300可以位于电芯堆叠件的左侧和右侧。在图13中,位于左侧的排放构件300由300L表示,并且位于右侧的排放构件300由300R表示。也就是说,排放构件300可以沿堆叠方向位于电芯阵列的两侧上。在另一示例中,当仅一个袋型电芯100被容纳在单元壳体200中时,不同的排放构件300可以位于一个袋型电芯100的左容纳部分和右容纳部分的两侧上。
此外,多个袋型电芯100可以位于前后方向(即,袋型电芯100的纵向方向)上。例如,参照图13的实施方式,通过在左右方向上堆叠形成的电芯堆叠件可以在前后方向(Y轴方向)上被布置成多个列(例如,两列)。在这种情况下,一个排放构件300可以位于不同电芯列的相同侧表面的外部。例如,在图13的实施方式中,左构件300L可以共同位于两个电芯列的左侧,并且右构件300R可以共同位于两个电芯列的右侧。在另一示例中,可以针对每个电芯列设置不同的排放构件300。
根据本公开的该实施方式,由于排放构件300位于袋型电芯100的两侧外部,所以排放构件300的排放控制可以更可靠地执行。另外,可以更可靠地防止排放气体等泄漏到单元壳体200的非期望部分。另外,因为袋型电芯100的两侧受到排放构件300的保护,所以可以进一步提高保护袋型电芯100的效果。
排放构件300可以包括形成在面向与排放构件300相邻的袋型电芯100的梯台部分的部分中的入口I,这将参照图14和图15更详细地描述。
图14和图15是示出根据本公开的实施方式的从不同方向观察的电芯单元的一些元件的分解立体图。
参照图14和图15,一个排放构件300可以位于两个袋型电芯100之间。更详细地,第一电芯C1可以面向排放构件300的左表面,并且第二电芯C2可以面向排放构件300的右表面。每个袋型电芯100可以包括梯台部分T。梯台部分T可以是电极引线101从围绕袋型电芯100中的容纳部分的密封部分中突出的部分。
在该实施方式中,排放构件300可以包括形成在面向梯台部分T的部分中的入口。例如,参照图14,排放构件300可以包括形成在面向第一电芯C1的梯台部分T11、T12的左表面的前端和后端的第一入口I11、I12。接下来,参照图15,排放构件300可以包括形成在面向第二电芯C2的梯台部分T21、T22的右表面的前端和后端的第二入口I21、I22。
根据本公开的该实施方式,当排放气体等从袋型电芯100排出时,排放气体可以更快速地被引入到排放构件300中。也就是说,在袋型电池电芯的情况下,当内部压力增加时,在电极引线101所在的梯台部分T上可能发生破裂。特别是,当袋型电芯100在竖立时在水平方向上堆叠时,袋型电芯100的上密封部分和下密封部分可能由于诸如体积减小的原因而被折叠。因此,当从袋型电芯100排出气体时,排放气体可能从若干密封部分中喷射到梯台部分T。在这种情况下,当排放构件300的入口I被设置成邻近梯台部分T时,喷射到梯台部分T中的排放气体可以被更快速地引入到排放构件300的内部空间中。另外,在这种情况下,可以尽可能多地抑制单元壳体200的内部空间中的排放气体流过除了排放构件300之外的部分,并且因此,可以防止由排放气体引起的问题,例如,加热袋型电芯100的另一部分或加热另一袋型电芯100。
排放构件300可包括与一个袋型电芯100相对应的两个入口I。例如,如图14所示,两个入口(即,第一前入口I11和第一后入口I12)可以被设置成与第一电芯C1相对应。另外,参照图15,两个入口(即,第二前入口I21和第二后入口I22)可以被设置成与第二电芯C2相对应。
此外,当梯台部分T位于一个袋型电芯100的两个或更多个部分处时,也可以形成多个入口I。特别是,当电极引线101在两个方向上(例如,在前后方向上)突出时,在袋型电芯100中,梯台部分T可以分别位于袋型电芯100的前侧和后侧上。例如,前梯台部分T11和后梯台部分T12可被设置在第一电芯C1的前侧和后侧上。在这种情况下,排放构件300可以包括在左表面的前侧和后侧上的两个第一入口I11、I12以对应于两个梯台部分T11、T12。另外,排放构件300可以包括在右表面的前侧和后侧上的两个第二入口I21、I22,以面向第二电芯C2的前梯台部分T21和后梯台部分T22。也就是说,排放构件300可以包括在前后方向上彼此间隔开的两个入口,所述前后方向是袋型电芯100的电极引线101位于两端处的纵向方向。
因此,在两个入口I被形成为与一个袋型电芯100相对应的实施方式中,出口O可以被形成在两个入口I之间。例如,在图14的实施方式中,排放构件300可以包括在两个第一入口(即,第一前入口I11和第一后入口I12)之间形成的出口O。特别是,出口O可以位于排放构件300的在前后方向(Y轴方向)上彼此间隔开的两个第一入口I11、I12之间的中心部分处。出口O可以与两个第一入口I11、I12连通,使得通过两个第一入口I11、I12引入到排放通道V中的流体被排出到排放构件300的外部。
另外,参照图15的实施方式,出口O可以被形成在两个第二入口(即,第二前入口I21和第二后入口I22)之间。出口O可以与两个第二入口I21、I22连通,使得通过两个第二入口I21、I22引入到排放通道V中的流体被排出到排放构件300的外部。
此外,一个出口O可以与第一入口I11、I12和第二入口I21、I22共同连通。也就是说,图14的出口O(即,与第一入口I11、I12连通的出口O)可以是与图15的第二入口I21、I22连通的出口O。
在该实施方式中,出口O可以位于两个入口I之间,并且可以位于对应的袋型电芯100的容纳部分(特别是,中心部分)中。在这种情况下,当将排放气体或火焰排出时,排出部分可以尽可能远离每个袋型电芯100的电极引线101。特别是,另一个电芯单元可以位于袋型电芯100的电极引线101处。因此,因为排放气体或火焰远离电极引线101排出,所以可以最小化从特定电芯单元喷射的排放气体或火焰对其他电芯单元的影响。因此,在这种情况下,可以更有效地防止电芯单元之间的热失控传播。
另外,诸如汇流条的电气部件可以位于电极引线101所在的一侧上。根据该实施方式,可以防止排出气体或火焰接近这些电气部件排出。因此,可以防止由于排放气体或火焰对电气部件的损坏。
排放构件300可以被配置成使得引入到入口I中的流体的流动方向和流过排放通道V的流体的流动方向彼此垂直。
例如,参照图3,引入到入口I中的排放气体的流动方向可以是由箭头B1标记的左右方向(X轴方向)。当通过入口I引入排放气体时,排放气体可以沿排放通道V中的箭头B2标记的前后方向(Y轴方向)流动。在这种情况下,方向B1和方向B2是水平方向,但是可以彼此垂直。
根据该实施方式,当从袋型电芯100喷出排放气体时,可以抑制与排放气体一起喷出的火焰、火花或活性材料颗粒的外部排出。特别是,火焰、火花或活性材料颗粒在移动时具有高线性度。因此,如在该实施方式中,当移动方向改变为垂直方向时,可以抑制移动。此外,当火焰、火花或活性材料颗粒排出到单元壳体200的外部时,它们可朝向其他附近元件(例如,其他电芯单元)行进,从而导致外部热失控或着火。然而,根据实施方式,因为抑制了火焰、火花或活性材料颗粒的外部排出,所以可以阻止热失控或着火因素。
另外,排放构件300可以被配置成使得流过排放通道V的流体的流动方向和排出到出口O的流体的流动方向彼此垂直。
例如,参照图3,在由排放通道V中的箭头B2所标记的前后方向(Y轴方向)上流动的排放气体等的流动方向可以改变为如在排放构件300的出口O处的箭头B3所标记的上下方向(Z轴方向)。此外,在这种情况下,引入到入口I中的流体的流动方向和排出到出口O的流体的流动方向也可以彼此垂直。
根据该实施方式,如上所述,因为火花或火焰的排出路径被改变为垂直方向,所以可以抑制火焰或火花的外部排出,从而更可靠地阻挡外部热失控或着火因素。
图16是示意性地示出根据本公开的实施方式的排放构件300的配置的分解立体图。另外,图17是示意性地示出根据本公开的实施方式的排放构件300的内部配置的图。例如,图16和图17可示出图14和图15的实施方式中描述的排放构件300。
参照图16和图4,排放构件300可以被形成为基本上板状,并且可以包括第一排放板310和第二排放板320。也就是说,在排放构件300中,竖立的第一排放板310和第二排放板320可以彼此平行地布置,以在左右方向上彼此间隔开。第一排放板310和第二排放板320可以在左右方向上彼此联接以构成一个排放构件300。在这种情况下,第一排放板310和第二排放板320可以单独制造,并且然后可以通过焊接、螺栓连接或粘附边缘部分彼此联接,或者可以通过挤制加工从开始整体制造。可以在第一排放板310和第二排放板320彼此联接的状态下形成左右分离空间,并且该分离空间可以形成排放构件300的空腔(即,排放通道V)。
排放构件300可包括形成在相对侧表面中的入口I。也就是说,排放构件300可以包括形成在第一排放板310中的第一入口I1和形成在第二排放板320中的第二入口I2。在这种情况下,在两个侧表面中形成的入口I(即,第一入口I1和第二入口I2)可以相对于在左右方向上的中心线彼此不对称。
特别是,第一入口I1被形成在排放构件300的第一排放板310中,并且第二入口I2被形成在第二排放板320中,而不形成在第一排放板310中。然而,在图17中,为了便于解释,在第一排放板310和第二排放板320彼此联接的状态下,第二入口I2的相对位置由第一排放板310上的虚线指示。
参照图16和图17,第一入口I1和第二入口I2可以在左右方向上相对于排放构件300的中心轴线彼此不对称。也就是说,当在左右方向上反转时,第一入口I1和第二入口I2可以被形成在不同的位置处。在更具体的示例中,第一入口I1和第二入口I2可以在上下方向和/或前后方向上的不同位置处形成。
特别是,形成在排放构件300的不同侧表面中的两个入口I可以不彼此交叠。例如,如图17所示,第一入口I1和第二入口I2可以在上下方向上的不同位置处形成,并且被设置成在上下方向上不具有交叠部分。
在该实施方式中,第一入口I1可以仅在向左的方向上打开排放构件300的排放通道V,并且可以在向右的方向上不打开排放通道V。另外,第二入口I2可以仅在向右的方向上打开排放构件300的排放通道V,并且可以在向左的方向上不打开排放通道V。
根据本公开的该实施方式,可以防止通过排放构件300的一侧上的入口I引入的排放气体或火焰被排出到另一侧上的入口I。例如,如图14所示,当从排放构件300的左侧通过第一入口I1引入排放气体或火焰时,可以防止排放气体等通过第二入口I2直接排出到位于排放构件300的右侧上的第二电芯C2。在另一示例中,如图15所示,当从排放构件300的右侧通过第二入口I2引入排放气体或火焰时,可以防止排放气体等通过第一入口I1直接排出到位于排放构件300的左侧上的第一电芯C1。因此,可以通过排放构件300防止在其间具有排放构件300的不同袋型电芯100之间的热量或火焰传播。
另外,排放构件300可以在内部空间中包括两个或更多个单元通道。例如,如图4、图16和图17所示,排放构件300可以在内部空间中包括内隔壁W。内隔壁W可以将排放通道V划分成多个单元通道。特别是,多个内隔壁W可以被设置在一个排放通道V中。
此外,内隔壁W可以被配置为在垂直于排放气体的流动方向的方向上划分排放通道V。例如,参照图3、图4、图16和图17的实施方式,当排放气体沿排放通道V中的箭头B2所标记的水平方向流动时,内隔壁W可被设置成沿上下方向划分排放通道V。在这种情况下,内隔壁W可以在作为排放气体的流动方向的前后方向(Y轴方向)上延伸得长。特别是,内隔壁W可以从排放通道V的入口I延伸得长到出口O。内隔壁W可以位于上下方向(Z轴方向)上以形成多个单元通道。例如,排放构件300可以包括七个内隔壁W,所述七个内隔壁W位于上下方向上以彼此间隔开。在这种情况下,可以在排放构件300中形成八个单元通道V1至V8。
因为内隔壁W划分排放构件300的内部空间,所以在宽度方向上的两端可以接触排放构件300的不同侧表面。例如,参照图4的实施方式,内隔壁W的左端可接触第一排放板310的内表面,并且右端可接触第二排放板320的内表面。特别是,内隔壁W可以从第一排放板310的右表面向右突出。内隔壁W的右端可延伸到第二排放板320的左表面并与第二排放板320的左表面接触。
根据本公开的该实施方式,可以改善排放构件300的刚性。特别是,当压力或冲击被施加到排放构件300的侧表面时,内隔壁W可以支承排放构件300的侧表面。因此,可以防止由于压力或冲击而导致的排放构件300的损坏、破损或变形。此外,当从特定袋型电芯100产生排放气体或火焰时,可将大压力施加到排放构件300。在这种情况下,内隔壁W可以允许排放构件300即使在施加这种压力时也保持结构稳定性。
这样,在排放构件300中形成多个单元通道的实施方式中,形成在排放构件300的两个侧表面中的入口I可以与不同的单元通道连通。也就是说,形成在排放构件300的不同侧表面中的入口I可以划分并连接形成在排放构件300中的多个单元通道。
例如,参照图4、图16和图17的实施方式,形成在排放构件300的左表面中的第一入口I1可以与相对于排放构件300的空腔中的上下方向上的中心线位于上部分中的四个单元通道V5至V8连通。形成在排放构件300的右表面中的第二入口I2可以与相对于排放构件300的空腔中的上下方向上的中心线位于下部分中的四个单元通道V1至V4连通。
根据该实施方式,针对位于一个排放构件300的两侧上的袋型电芯100,可以分离排放气体或火焰通过其排出的路径。因此,可以更可靠地阻挡其间具有排放构件300的袋型电芯100之间的排放气体或火焰的移动。因此,在这种情况下,可以进一步提高阻挡袋型电芯100之间的热量和火焰的性能。
图18是示意性地示出根据本公开的另一实施方式的排放构件300的内部配置的局部放大图。例如,图18可以是示出图17的部分A7的修改示例的放大图。
参照图18,排放构件300可以在内部空间中包括突出部P1。特别是,突出部P1可以被形成为使得排放气体在排放通道V中的流动方向弯曲。例如,排放通道V可以通过位于排放构件300中的上下方向上的多个内隔壁W被划分成多个单元通道。在这种情况下,突出部P1可以交替地设置在每个单元通道的上部分和下部分上。特别是,上部分和下部分上交替设置的突出部P1可以位于水平方向上的不同位置处。在这种情况下,排放气体的流动方向可以沿上下方向重复弯曲,如箭头所示。也就是说,排放气体的基本流动方向可以是+Y轴方向,但是排放的方向可以在移动的同时改变为+Z轴和-Z轴方向。
根据本公开的该实施方式,可以抑制具有高线性度的火焰、火花或活性材料颗粒在排放构件300的内部空间(即,排放通道V)中的移动。因此,在这种情况下,可以防止当火焰、火花或活性材料颗粒排出到排放构件300的外部时引起的问题,例如,着火或热传播。
图19是示意性地示出根据本公开的又一实施方式的排放构件300的配置的底部立体图。图20是示意性地示出包括图19的排放构件300的电芯单元的配置的底部立体图。
首先,参照图19,排放构件300的出口O可以向外突出。特别是,当排放构件300的出口O被形成在下边缘处时,可以围绕出口O形成向下突出的出口突出部P2。例如,向下突出的出口突出部P2可以沿前后方向在出口O的左侧和右侧上延伸得长。
出口突出部P2可以被插入到单元壳体200的排放孔H3中。特别是,出口突出部P2的至少一部分可通过排放孔H3向外突出。例如,参照图20,形成在排放构件300的出口O2上的出口突出部P2可以被插入到单元壳体200的排放孔H3中,以从单元壳体200(特别是,从下壳体210)向下突出。
根据该实施方式,可以改善排放构件300和单元壳体200之间的联接或可组装性。另外,根据实施方式,引入到排放构件300的排放通道V中的排放气体等可以通过排放构件300的出口O和单元壳体200的排放孔H3可靠地排出到电芯单元的外部。此外,在该实施方式中,因为排放构件300的出口O可以位于单元壳体200的外部,所以可以防止排放构件300的排放气体回流到单元壳体200中。
此外,单元壳体200可以被安装在电池组外壳的内部空间中以构成电池组,如参照图24和图25所描述的。在这种情况下,排放路径也可以被形成在电池组外壳中。从单元壳体200向外突出的出口突出部P2可以被直接插入到电池组外壳的排放路径中。在这种情况下,排放气体等可以更可靠地从排放构件300移动到电池组外壳的排放路径中。
另外,尽管图20中未示出,但是单元壳体200的排放孔H3可以向外突出。从单元壳体200的排放孔H3向外突出的部分(即,排放突出部)可以被插入到电池组外壳的排放路径中。根据本公开的该实施方式,可以提高单元壳体200与电池组外壳之间的可组装性或联接,并且从单元壳体200排出的排放气体等可以顺畅地移动到电池组外壳的排放路径。
根据本公开的电芯单元还可以包括支承构件800,如图1所示。将参照图21更详细地描述支承构件800的配置。
图21是沿图2的线A9-A9’截取的截面图。
参照图1和图21,支承构件800可以支承单元壳体200的相对的表面。更详细地,下壳体210可以包括图21中的左壁210L和右壁210R。支承构件800可以支承下壳体210的左壁210L和右壁210R。为此,支承构件800的左端A10可以被形成为平坦的以支承下壳体210的左壁210L。支承构件800的右端A10’可以被形成为平坦的以支承下壳体210的右壁210R。
根据本公开的该实施方式,可以支承单元壳体200的相对的内表面(左表面和右表面),从而增强单元壳体200的刚性。特别是,即使当从外部向单元壳体200施加冲击或压力时,可以支承单元壳体200,并且可以防止单元壳体200的变形或损坏。因此,容纳在单元壳体200中的袋型电芯100或排放构件300可以被更安全地保护。
支承构件800可以由诸如钢或铝的金属材料形成,以便增加机械刚性。在这种情况下,绝缘构件可以位于支承构件800与汇流条组件400之间。另选地,支承构件800可以由塑料材料形成,以确保高于特定水平的机械刚性、电绝缘和轻重量。在这种情况下,可以不包括用于将汇流条组件400或电极引线101与支承构件800电绝缘的单独元件。
另外,支承构件800可以位于单元壳体200的内部空间中的水平方向上的中心部分处。例如,当单元壳体200在前后方向(Y轴方向)上延伸得长时,支承构件800可以位于前后方向上的中心部分处,以在左右方向上支承单元壳体200。单元壳体200可以在纵向方向上的中心部分处变形最大。根据该实施方式,可以防止中心部分的变形。
此外,如图1和图21所示,在单元壳体200的内部空间中,可以设置两个袋型电芯100,使得设置有电极引线101的侧表面彼此面对。例如,参照图21,可以在前后方向上布置第一电芯C1和第三电芯C3,在第一电芯C1和第三电芯C3中,不同类型的电极引线101位于前后方向(Y轴方向)上。在这种情况下,第一电芯C1的后电极引线101和第三电芯C3的前电极引线101可以彼此面对。
在该配置中,支承构件800可以位于两个袋型电芯100之间。也就是说,支承构件800可以在前后方向上位于两个电芯C1、C3之间。另外,支承构件800可以位于若干个电芯之间以及两个电芯之间。例如,如图21所示,四个袋型电芯100可以在左右方向上位于前侧,并且四个袋型电芯100可以在左右方向上位于后侧,其间具有一个支承构件800。
在这种情况下,支承构件800可以分离在前后方向上位于两侧的袋型电芯100之间的空间。特别是,支承构件810的左端A10和右端A10’可以紧密地接触单元壳体200(例如,下壳体210)的左壁和右壁。支承构件800的上端和下端可以紧密地接触单元壳体200的内表面(例如,上壳体220的下表面和下壳体210的底部的顶表面)。
根据本公开的该实施方式,可以抑制排放气体、火焰或热量在位于前后方向上的两侧的、其间具有支承构件800的电芯之间的传播。例如,支承构件800可以将位于前侧上的四个袋型电芯100与位于后侧上的四个袋型电芯100分开,以阻挡它们之间的热量和火焰传播。
图22和图23是示意性地示出根据本公开的各种实施方式的电芯单元的配置的分解立体图。
首先,参照图22,与图1的实施方式不同,可以不在前后方向上布置多个袋型电芯100,但是一个袋型电芯100可以位于电芯单元中。也就是说,在电芯单元中,可以调整在作为袋型电芯100的纵向方向的前后方向上的电芯的数量。在这种情况下,可以通过调整袋型电芯100和排放构件300的数量以及单元壳体200在前后方向上的尺寸(长度)来实现电芯单元。
接下来,参照图23,在电芯单元中,在左右方向上堆叠的袋型电芯100的数量可以被调整为与图1的实施方式中的不同。例如,在电芯单元中,两个袋型电芯100可以在左右方向上堆叠以形成一个电芯列,并且两个电芯列可以在前后方向上布置。在这种情况下,与图1的实施方式相比,该电芯单元可以通过调整袋型电芯100的数量和单元壳体200在左右方向上的尺寸(宽度)来实现。
如在图22和图23的实施方式中,可以容易地调整根据本公开的电芯单元的形状、尺寸和规格。特别是,可以通过根据单元壳体200中包括的袋型电芯100的数量调节排放构件300的数量或尺寸以及单元壳体200的宽度或长度来容易地调节电芯单元的尺寸或形状。因此,根据本公开的电芯单元可以具有优异的可扩展性。
如图1所示,多个袋型电芯100可以被设置在前后方向上。也就是说,堆叠在排放构件300附近的多个电芯列可以被布置在电芯单元中。例如,如图1所示,四个袋型电芯100可以在左右方向上堆叠和面对以形成一个电芯列。在电芯单元的单元壳体200中可以包括两个电芯列。在这种情况下,与两个电芯列相对应的两个排放孔H3可以被形成在单元壳体200的表面(例如,底表面)中,如图11所示。
不同的排放构件300可以被包括在不同的电芯列中。例如,如图1所示,不同的排放构件300可以被包括在两个电芯列(即,前列和后列)中,以对每个电芯列执行排放控制。支承构件800可以位于电芯列之间。
在另一个示例中,一个排放构件300可以被配置为通常负责不同电芯列的排放控制。例如,如图13所示,一个排放构件300可以从单元壳体200的前端到后端在前后方向(Y轴方向)上延伸得长,以穿过前列和后列二者。在这种情况下,排放构件300可以穿过支承构件800。在这种情况下,因为排放构件300的数量减少,所以可以提高电芯单元的可组装性和生产率。
图24是示意性地示出根据本公开的实施方式的电池组的一些元件的分解立体图。另外,图25是示出根据本公开的实施方式的电池组中的排放气体的移动的图。
参照图24和图25,根据本公开的电池组可以包括根据本公开的多个电芯单元U。另外,电池组可以包括电池组外壳PH。特别是,多个电芯单元U可以被直接容纳在电池组外壳PH的内部空间中。也就是说,多个电芯单元U可以被直接安装在电池组外壳PH上,而不安装在电池模块的模块壳体上。
在这种情况下,由于电池组外壳PH中的袋型电芯100占用的空间的比例可以增大,因此可以进一步提高电池组的能量密度。特别是,根据本公开的电芯单元U可以具有优异的热量或火焰阻挡性能和排放控制效果。另外,因为根据本公开的电芯单元U由用于每个小规模袋型电芯100的单元壳体200保护并且提供了排放控制,所以该方面可以有利地应用于电芯到电池组配置。
在根据本公开的电池组中,由于电芯单元U直接安置于电池组外壳PH上,因此可以进一步提高冷却效果。特别是,每个电芯单元U的单元壳体200可以由铝材料形成。在这种情况下,电芯单元U的热量可以通过单元壳体200容易地传导到电池组外壳PH,从而更顺畅地冷却每个电芯单元U。
在这种配置中,每个电芯单元U可以是通过以小规模对包括在电池组中的多个袋型电芯100进行分组而获得的单元。在这种情况下,袋型电芯可以用简单的结构来保护。另外,因为单元壳体200和排放构件300被提供用于每个分开的袋型电芯组,所以可以实现阻挡包括在电池组中的多个电芯之间的热量和/或火焰传播的效果。
特别是,因为排放孔H3被形成在根据本公开的电芯单元U的单元壳体200中,所以单元壳体200中的排放气体等可以被排出到外部。在这种情况下,可以在电池组外壳PH中形成用于引导从电芯单元U排出的排放气体等的排放路径。例如,如图24和25中的箭头所示,从电芯单元U引入到电池组外壳PH中的排放气体等可以通过电池组外壳中的排放路径被引导和排出到电池组的外部。
在更具体的示例中,电池组外壳PH(特别是,下外壳)可以包括两个单元外壳,即,在上下方向上堆叠的第一外壳PH1和第二外壳PH2,如图24所示。第一外壳PH1可以是电芯单元U直接安置在其上的部分,并且第二外壳PH2可以位于第一外壳PH1下方。更详细地,第一外壳PH1可以包括基板和围绕基板竖立的侧壁,以形成电芯单元U的容纳空间。第二外壳PH2可以包括板。
排放路径的至少一部分可以被形成在第一外壳PH1和/或第二外壳PH2中。另外,排放路径的至少一部分可以被形成在第一外壳PH1和第二外壳PH2之间的空间中。
例如,参照图24的配置,排放路径VP的部分可以被形成在第二外壳PH2中。特别是,排放路径可以被形成为具有板形状的第二外壳PH2上的管状,例如,扁平四边形管状。此外,排放路径可以从第二外壳PH2的板主体向上突出。在这种情况下,在第二外壳PH2的排放路径中,可以形成第二电池组入口PI2,通过第二电池组入口PI2打开管的空腔。在第一外壳PH1中,可以形成开口(即,第一电池组入口PI1),以与第二外壳PH2的第二电池组入口PI2连通。
电池组外壳PH的排放路径可以与容纳在电池组外壳PH的内部空间中的电芯单元U的排放孔H3连通。例如,如图11所示,每个电芯单元U可以在前后方向(Y轴方向)上形成得长,并且两个排放孔H3可以在前后方向上彼此间隔开。在这种情况下,电池组外壳PH可以在前后方向上包括如图24所示的两个电池组入口PI,以与每个电芯单元U的排放孔H3相对应。当多个电芯单元U在左右方向(X轴方向)上堆叠时,多个电池组入口PI可以在左右方向上布置,以与多个电芯单元的排放孔H3相对应。此外,在电池组外壳PH的排放路径中,可以形成电池组出口PO。可以提供电池组出口PO,使得被引入到电池组外壳PH的排放路径中的排放气体等被排出到电池组的外部。
特别是,电池组外壳PH的排放路径可以位于电芯单元U的纵向方向上的两端处。例如,如图24和图25所示,当多个电芯单元U在前后方向(Y轴方向)上形成得长并且在左右方向(X轴方向)上布置时,排放路径可以位于电池组外壳PH的在前后方向上的两侧上。电池组外壳PH的电池组出口PO可以形成在电芯单元U的在堆叠方向上的端部处。例如,电池组出口PO可以位于电池组外壳PH的右端(+X轴方向端)处。
在该实施方式中,从每个电芯单元U排出的排放气体等可以经由形成在电池组外壳PH中的电池组入口PI1、PI21和排放路径移动到电池组外壳PH的前端和后端。排放气体等可以在至少一个方向上(例如,向右)移动,并且可以通过电池组出口PO排出到电池组外壳PH的外部。
另外,如在图24和图25的实施方式中,当多个电芯单元U被安置在电池组外壳PH上时,可以补充电池组的机械刚性。特别是,每个电芯单元U在纵向方向上的端部可以与电池组外壳PH的内表面接触。例如,电芯单元U的前端和后端可以分别与电池组外壳PH的前内表面和后内表面接触。因此,电芯单元U可以支承电池组外壳PH的内表面(即,前内表面和后内表面)。在这种情况下,即使当压力或冲击被施加到电池组外壳PH的前侧或后侧时,电池组外壳PH也可以由电芯单元U支承,并且因此可以防止电池组外壳PH或包括在电池组外壳PH中的元件(例如,电芯单元U)的损坏或破损。特别是,根据该实施方式,可以移除用于在前后方向上支承电池组外壳PH的内部空间的单独的中心梁。因此,可以进一步提高电池组的能量密度、可组装性和生产率。
除了根据本公开的电芯单元之外,根据本公开的电池组还可以包括控制单元。控制单元可以被配置为抓取或控制电池组的总体操作或环境、袋型电芯100的充电/放电操作或状态等。例如,控制单元可以是电池管理系统(BMS)本身,或者可以包括BMS。特别是,控制单元可以不被包括在电池模块单元中,而是可以包括在电池组单元中。控制单元在提交本申请时是公知的,因此,将省略其详细描述。
此外,根据本公开的电池组除了电芯单元或控制单元之外还可以包括电池组的各种其他元件,例如,汇流条、电池组外壳、继电器和电流传感器,这些元件在提交本申请时是公知的。
尽管在图24和图25的实施方式中已经描述了电芯单元U被直接安装在电池组外壳PH上的电芯到电池组(CTP)配置,但是本公开不一定限于CTP配置。也就是说,电芯单元U可以被安装在模块壳体上,被模块化为电池模块,并且然后被安装在电池组外壳PH上。
根据本公开的电池模块可以包括上述根据本公开的多个电芯单元。也就是说,根据本公开的电芯单元可以是比一般电池模块更小尺寸的电芯组或单元。根据本公开的电池模块可以包括容纳多个电芯单元的模块壳体。例如,模块壳体可以包括下模块外壳和上模块外壳,并且内部空间可以由下模块外壳和上模块外壳限定。
根据本公开的电芯单元可以应用于诸如电动车辆或混合动力车辆的车辆。也就是说,根据本公开的车辆可以包括根据本公开的电芯单元或者包括电芯单元的电池组或电池模块。另外,除了电芯单元、电池组或电池模块之外,根据本公开的车辆还可以包括车辆中包括的各种其他元件。例如,根据本公开的车辆除了包括根据本公开的电芯单元之外,还可以包括车身、马达或诸如电子控制单元(ECU)的控制装置。
另外,根据本公开的电芯单元可以应用于能量存储系统(ESS)。也就是说,根据本公开的ESS可以包括根据本公开的电芯单元、电池组或电池模块。
虽然已经参考实施方式和附图描述了本公开的一个或更多个实施方式,但是本公开不限于此,并且本领域普通技术人员将理解,在不脱离由所附权利要求限定的本公开的范围的情况下,可以在其中进行形式和细节的各种改变。
[符号标记]
100:袋型电芯
101:电极引线
200:单元壳体
210:下壳体、220:上壳体、230:端壳体
300:排放构件
310:第一排放板、320:第二排放板
400:汇流条组件
410:汇流条端子、420:汇流条框架、430:端子密封构件
500:绝缘盖
600:连接器
710:垫构件720:片构件
800:支承构件
900:端子盖
V:排放通道
I:入口
O:出口
E:单元端子
H1:端子孔
H2:连接孔
H3:排放孔
T:梯台部分
W:内隔壁
U:电芯单元
PH:电池组外壳
PI:电池组入口
PO:电池组出口
Claims (20)
1.一种电芯单元,所述电芯单元包括:
至少一个袋型电芯;
单元壳体,所述单元壳体具有容纳所述至少一个袋型电芯的内部空间;以及
排放构件,所述排放构件位于所述单元壳体的内部空间中,在所述排放构件中包括排放通道,并且所述排放构件被配置成排出从所述至少一个袋型电芯排出的排放气体。
2.根据权利要求1所述的电芯单元,其中,所述单元壳体包括下壳体和上壳体,所述下壳体通过使板状构件弯曲而形成,所述上壳体联接到所述下壳体的上开口部分。
3.根据权利要求1所述的电芯单元,其中,所述单元壳体包括单元端子,所述单元端子电连接到容纳在所述内部空间中的所述至少一个袋型电芯的电极引线并且暴露于外部。
4.根据权利要求1所述的电芯单元,其中,所述排放构件被形成为板状并且面向相邻的袋型电芯。
5.根据权利要求1所述的电芯单元,其中,多个袋型电芯被容纳在所述单元壳体的内部空间中,
其中,所述排放构件位于所述多个袋型电芯之间。
6.根据权利要求1所述的电芯单元,其中,所述排放构件附接到所述单元壳体的内表面。
7.根据权利要求1所述的电芯单元,其中,所述排放构件位于容纳在所述单元壳体中的所述至少一个袋型电芯的两侧中的每一侧上。
8.根据权利要求1所述的电芯单元,其中,所述排放构件包括入口和出口,所述入口形成在面向所述至少一个袋型电芯的侧表面中,所述出口形成在不面向所述至少一个袋型电芯的侧表面中。
9.根据权利要求1所述的电芯单元,其中,所述排放构件包括入口,所述入口形成在面向所述至少一个袋型电芯的梯台部分的部分中。
10.根据权利要求1所述的电芯单元,其中,所述排放构件包括与一个袋型电芯相对应的两个入口和形成在所述两个入口之间的出口。
11.根据权利要求1所述的电芯单元,其中,所述排放构件被配置成使得引入到入口中的流体的流动方向和流过所述排放通道的流体的流动方向彼此垂直。
12.根据权利要求1所述的电芯单元,其中,所述排放构件被配置成使得流过所述排放通道的流体的流动方向和排出到出口的流体的流动方向彼此垂直。
13.根据权利要求1所述的电芯单元,其中,所述排放构件包括形成在相对侧表面中的入口,
其中,形成在相对侧表面中的入口彼此不对称。
14.根据权利要求13所述的电芯单元,其中,所述排放构件在内部空间中包括两个或更多个单元通道,
其中,形成在相对侧表面中的入口与不同的单元通道连通。
15.根据权利要求1所述的电芯单元,其中,所述单元壳体包括在与所述排放构件的出口相对应的位置处形成的排放孔。
16.根据权利要求1所述的电芯单元,所述电芯单元还包括支承构件,所述支承构件支承所述单元壳体的相对的内表面。
17.根据权利要求16所述的电芯单元,其中,两个袋型电芯被布置在所述单元壳体的所述内表面中,使得设置有电极引线的侧表面彼此面对,
其中,所述支承构件位于布置成使得所述电极引线彼此面对的两个袋型电芯之间。
18.一种电池组,所述电池组包括多个根据权利要求1至17中任一项所述的电芯单元。
19.一种电池模块,所述电池模块包括多个根据权利要求1至17中任一项所述的电芯单元。
20.一种车辆,所述车辆包括多个根据权利要求1至17中任一项所述的电芯单元。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2021-0188345 | 2021-12-27 | ||
KR1020220161188A KR20230099635A (ko) | 2021-12-27 | 2022-11-28 | 셀 유닛 및 이를 포함하는 배터리 팩 |
KR10-2022-0161188 | 2022-11-28 | ||
PCT/KR2022/020160 WO2023128394A1 (ko) | 2021-12-27 | 2022-12-12 | 셀 유닛 및 이를 포함하는 배터리 팩 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117795750A true CN117795750A (zh) | 2024-03-29 |
Family
ID=90381977
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202280054805.7A Pending CN117795750A (zh) | 2021-12-27 | 2022-12-12 | 电芯单元和包括所述电芯单元的电池组 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117795750A (zh) |
-
2022
- 2022-12-12 CN CN202280054805.7A patent/CN117795750A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3699976B1 (en) | Battery pack provided with degassing flow channel | |
US9614196B2 (en) | Middle or large-sized battery pack assembly | |
US9269934B2 (en) | Battery module | |
CN110710051B (zh) | 电池组 | |
CN111373597B (zh) | 具有改进的冷却结构的电池模块 | |
EP4050718A1 (en) | Battery pack having improved fixing structure and gas discharge structure, and electronic device and vehicle including same | |
CN209860115U (zh) | 电池模块 | |
CN111801810B (zh) | 包括内盖的电池模块 | |
EP3671946B1 (en) | Battery module having improved cooling structure | |
US20230369716A1 (en) | Battery module, and battery pack and vehicle including the same | |
KR20210072999A (ko) | 에너지 밀도와 방열효과가 향상된 전지 팩 | |
EP4224604A1 (en) | Cell assembly to which longitudinal extension structure of pouch-type battery cell is applied, and battery pack comprising same | |
US20230318130A1 (en) | Battery module, and battery pack and vehicle comprising the same | |
CN117795750A (zh) | 电芯单元和包括所述电芯单元的电池组 | |
EP4391191A1 (en) | Cell unit and battery pack comprising same | |
KR20230099635A (ko) | 셀 유닛 및 이를 포함하는 배터리 팩 | |
US20240145851A1 (en) | Battery assembly having improved safety | |
EP4345999A1 (en) | Battery module with improved safety and assemblability | |
CN117063341A (zh) | 具有加强的安全性的电池组件 | |
EP4379945A1 (en) | Battery module, and battery pack and vehicle including battery module | |
EP4210154A1 (en) | Battery pack and device comprising same | |
KR20230098002A (ko) | 안전성이 강화된 배터리 어셈블리 | |
CA3225523A1 (en) | Battery module, and battery pack and vehicle comprising the same | |
KR20220151560A (ko) | 버스바 어셈블리, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 | |
CN118073760A (zh) | 电池组 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |