CN118235288A - 电池组和包括该电池组的装置 - Google Patents
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Abstract
根据本公开的实施例的电池组包括:多个电池单体,其中,各自包括密封部的电池单体在一个方向上层叠;电池单体盖,该电池单体盖覆盖多个电池单体中的至少一部分;排气通道,该排气通道形成在多个电池单体的密封部与电池单体盖之间;以及粘合层,该粘合层设置在排气通道的内表面。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求在韩国知识产权局于2022年7月20日提交的韩国专利申请第10-2022-0089844号和于2023年6月14日提交的韩国专利申请第10-2023-0076240号的优先权益,这些韩国专利申请中的每一个的内容通过引用全文并入本文中。
技术领域
本公开涉及一种电池组和包括该电池组的装置,更具体地,涉及一种提高了能量密度和冷却性能并且增强了安全性的电池组和包括该电池组的装置。
背景技术
在现代社会中,随着例如移动电话、笔记本电脑、摄像机和数码相机的便携式设备的日常使用,如上所述的与移动设备相关的领域中的技术开发已经启动。另外,可充电/可放电二次电池被用作电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)、插电式混合动力电动车辆(P-HEV)等的能源,试图解决由使用化石燃料的现有汽油车辆引起的空气污染等问题。因此,对二次电池的开发的需求正在增长。
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,由于锂二次电池具有例如自由充放电、并且具有非常低的自放电率和高能量密度的优点,所以锂二次电池受到关注。
这样的锂二次电池包括分别涂覆有阴极活性材料和阳极活性材料的阴极板和阳极板布置有插设于阳极板与阴极板之间的隔板的电极组件、以及将电极组件与电解液一起密封并容纳的外部材料(即,电池壳体)。
通常,根据外部材料的形状,锂二次电池可以被分类为电极组件安装在金属罐中的罐型二次电池和电极组件安装在铝层压片材的软包中的软包型二次电池。
近来,电池组已经广泛用于例如电动车辆或能量储存系统的中型装置或大型装置中的驱动或能量储存。常规电池组包括电池组壳体内部的一个以上电池模块和控制电池组的充放电的例如BMS(电池管理系统)的控制单元。这里,电池模块配置为在模块壳体的内部包括大量的电池单体。也就是说,在常规电池组的情况下,大量的电池单体(二次电池)容纳在模块壳体的内部来配置各个电池模块,并且在电池组壳体的内部容纳一个以上这样的电池模块来配置电池组。
特别地,软包型电池在各个方面具有优点,例如,层叠时重量轻和死区空间小,但是具有易于受到外部冲击的影响的问题,并且组装性能稍微降低。因此,通常通过首先模块化大量的电池单体并且将大量的电池单体容纳在电池组壳体中来制造电池组。作为代表性的示例,通过首先将大量的电池单体容纳在模块壳体的内部来配置电池模块,然后将一个以上这样的电池模块容纳在电池组壳体的内部来配置常规电池组。此外,常规电池模块通常通过使用例如由塑料材料制成的层叠框架(也称为套筒(cartridge))、设置在电池单体层叠方向上的两个端部处的板和例如螺栓的紧固构件的各种部件来层叠大量的电池单体。并且,以这种方式形成的层叠体通常容纳在模块壳体的内部,以再次模块化。
然而,这样的常规电池组在能量密度方面可能是不利的。通常,在将大量的电池单体容纳在模块壳体中并且模块化大量的电池单体的工序中,例如模块壳体和层叠框架的各种部件不必要地增加了电池组的体积,或者减小被电池单体占据的空间。此外,除了被例如模块壳体和层叠框架的部件自身占据的空间以外,可以减小电池单体的容纳空间,以确保这样的部件的组装公差。因此,常规电池组可能在增加能量密度方面具有限制。
此外,常规电池组在组装性能方面可能是不利的。特别地,为了制造电池组,其经历了首先模块化大量的电池单体来配置电池模块然后将电池模块容纳在电池组壳体中的工序,这导致电池组的制造工序变复杂的问题。此外,如现有文献中公开的,使用层叠框架、螺栓、板等形成电池单体堆的工序和结构可能是非常复杂的。
此外,在常规电池组的情况下,模块壳体容纳在电池组壳体的内部,并且电池单体容纳在模块壳体的内部,因此,还存在难以确保优异的冷却性能的问题。特别地,当容纳在模块壳体的内部的电池单体的热量通过模块壳体排出到电池组壳体的外部时,冷却效率可能降低并且冷却结构也可能变复杂。
另外,包括在常规电池组中的大量的电池单体彼此串联或并联连接来形成电池单体堆,从而提高容量和输出,但是存在由于从大量的电池单体产生的热量累积在电池模块内的狭窄空间中而导致的总体温度可能上升得更快的问题。
发明内容
技术问题
本公开的一个目的是提供一种表现出优异的能量密度、组装性能和/或冷却性能的电池组以及包括汽车等在内的装置。
本公开的另一个目的是提供一种防止连续热失控现象,从而提高耐用性和安全性的电池组和包括该电池组的装置。
然而,本公开的技术主题不限于前述技术主题,并且本领域技术人员将根据下面的描述来清楚地理解未提及的任何其他技术主题。
技术方案
根据本公开的一个实施例,提供一种电池组,其包括:多个电池单体,其中各自包括密封部的电池单体层叠在一个方向上;电池单体盖,该电池单体盖覆盖多个电池单体中的至少一部分;排气通道,该排气通道形成在多个电池单体的密封部与电池单体盖之间;以及粘合层,该粘合层设置在排气通道的内表面。
密封部可以为通过密封电池单体中面对电池单体盖的一侧部而形成的部分。
电池单体盖包括:第一侧盖部和第二侧盖部,第一侧盖部和第二侧盖部覆盖多个电池单体的侧面;以及上侧盖部,该上侧盖部覆盖多个电池单体的上;并且密封部可以设置在多个电池单体的上部。
上侧盖部可以与密封部间隔开。
粘合层可以设置在上侧盖部的内表面。
粘合层还可以设置在第一侧盖部的至少一部分的内表面和第二侧盖部的至少一部分的内表面。
电池单体盖覆盖多个电池单体的上表面和两个侧面,并且可以暴露多个电池单体的下表面。
密封部可以被弯折一次以上。
电池单体盖可以具有一体式形状。
电池单体盖可以包括不锈钢(SUS)。
多个电池单体中的每一个可以为软包型电池单体。
电池组还可以包括:电池组壳体,该电池组壳体将多个电池单体和电池单体盖容纳在电池组壳体的内部空间中。
根据本公开的另一个实施例,提供一种包括至少一个电池组的装置。
有益效果
根据本公开,当产生气体或火焰时,防止从各个电池单体排出的高温颗粒散射到外部,从而防止连续热失控现象。
本公开的效果不限于上述效果,并且本领域技术人员将从权利要求的描述中清楚地理解上面未描述的其他效果。
附图说明
图1是分离示出根据本公开的实施例的电池组的局部配置的示意性立体图。
图2是示意性示出根据本公开的实施例的包括容纳在电池组的内部的电池单体和电池单体盖的配置的电池单体单元的分解立体图。
图3是示出组合图2的部件的状态的立体图。
图4是沿着图3的切割面A截取的立体图。
图5是图4的主视图。
图6是示出根据比较示例的已经发生起火现象的电池单体单元的状态的图。
图7是示出排气在图3的y轴方向上排出的状态的图,并且
图8是示出根据本公开的另一个实施例的电池单体单元的图。
具体实施方式
在下文中,将参照附图详细描述本公开的各种实施例,使得本领域技术人员能够容易地实施这些实施例。本公开可以以各种不同的方式修改,并且不限于本文所阐述的实施例。
为了清楚地描述本公开,将省略与描述无关的部分,并且在整个描述中,相同的附图标记表示相同的元件。
此外,在附图中,为了方便描述,各个元件的尺寸和厚度是任意示出的,并且本公开不一定限于附图中示出的那些尺寸和厚度。在附图中,为了清楚起见,放大了层、区域等的厚度。在附图中,为了方便描述,放大了部分和区域的厚度。
另外,将理解的是,当例如层、膜、区域或板的元件被称为形成在或者设置在另一个元件“上”或“上方”时,其应当理解为不仅包括例如层、膜、区域或板的元件直接位于另一个元件上的情况,而且包括存在中间元件的情况。相反,当例如层、膜、区域或板的元件被称为“直接”形成或者设置在另一个元件“上”时,这可以表示不存在其他中间元件。此外,词语“上”或“上方”表示设置在参照部分上或下,并且不一定表示设置在参照部分朝向重力的相反方向的上端部。同时,与其被描述为形成或者设置在另一个零件“上”或“上方”的情况类似,其被描述为形成或者设置在另一个元件“下”或“下方”的情况也将参照上述内容来理解。
此外,在整个描述中,当部分被称为“包括”或“包含”特定部件时,这意味着该部分还可以包括其他部件,除非另有说明,否则不排除其他部件。
图1是分离示出根据本公开的实施例的电池组的局部配置的示意性立体图。
图2是示意性示出根据本公开的实施例的包括容纳在电池组的内部的电池单体和电池单体盖的配置的电池单体单元的分解立体图。
图3是示出组合图2的部件的状态的立体图。
参照图1至图3,根据本公开的实施例的电池组1000包括电池单体100、电池单体盖200和电池组壳体600。
电池单体100可以为软包型电池单体。也就是说,电池单体100为软包型二次电池,并且可以包括电极组件、电解液和软包外部材料。
通常,可以通过在电极组件容纳在电池单体壳体中的状态下将电解液注入到电池单体壳体中并且密封电池单体壳体的工序来制造软包型电池单体100。例如,电池单体壳体可以通过结合(bonding)电池单体100的两个端部和连接电池单体100的两个端部的一侧部来密封。
在电池组中可以包括多个这样的电池单体100。并且,多个电池单体100可以在至少一个方向上层叠。例如,参照图1,多个电池单体100可以在水平方向,例如,在左右方向(图中的X轴方向)上层叠并设置。此外,多个电池单体100还可以在前后方向(图1中的y轴方向)上设置,如图1所示。
此外,多个电池单体100可以设置为在水平方向上设置的同时在左右方向和水平方向上形成多行。例如,参照图1,多个电池单体100可以以在左右方向上设置的两行电池单体在前后方向上设置的方式层叠。
根据本公开的电池组可以采用在提交本申请时已知的各种类型的电池单体100,因此,将省略对这样的电池单体100的配置等的详细描述。
电池组壳体600具有形成在其中的中空空间,并且可以容纳多个电池单体100。例如,电池组壳体600可以包括上壳体610和下壳体620,如图1所示。作为更具体的示例,下壳体620配置为具有开口上端部的盒形,并且可以将多个电池单体容纳在内部空间中。并且,上壳体610可以配置为覆盖下壳体620的开口上端部的盖形。此时,上壳体610可以配置为具有开口下端部的盒形。此外,电池单体盖200也可以与多个电池单体100一起容纳在电池组壳体600的内部空间中。电池组壳体600可以由塑料或金属材料形成。此外,电池组壳体600可以采用提交本申请时已知的各种电池组的外部材料。
电池单体盖200可以配置为在电池组壳体的内部空间中围绕电池单体100。也就是说,电池单体盖200可以配置为围绕包括在电池组中的多个电池单体100中的至少一部分电池单体。此外,电池单体盖可以设置为至少部分围绕电池单体100。
此外,电池单体盖200可以配置为通过围绕电池单体的结构来支撑电池组壳体600的内部的多个电池单体100的层叠状态。例如,如图1所示,多个电池单体100可以在水平方向(图中的X轴方向)上层叠。此时,电池单体盖200可以配置为稳定地保持以这种方式在水平方向上层叠的多个电池单体100的层叠状态。
根据本公开的这个方面,多个电池单体100可以直接安置并容纳在电池组壳体600的内部,而不用模块壳体。特别地,在电池单体100的情况下,外部材料由软材料制成,使得其可能易于受到外部冲击的影响,并且硬度较低。因此,仅将电池单体100自身容纳在电池组壳体600的内部,而不将电池单体100容纳在模块壳体中是不容易的。然而,根据本公开,多个电池单体100在至少部分被电池单体盖200围绕的同时与电池单体盖200结合,并且直接容纳在电池组壳体600中,并且可以稳定地保持层叠状态。
因此,根据本公开的这个方面,电池组1000不需要进一步设置有模块壳体、层叠框架或用于保持电池单体的层叠状态的例如螺栓的紧固构件。因此,因此,可以消除被例如模块壳体或层叠框架的其他部件占据的空间或确保由此产生的公差的空间。因此,由于电池单体可以占据与消除空间一样多的空间,所以可以进一步提高电池组的能量密度。
此外,根据本公开的这个方面,由于不提供模块壳体、层叠框架、螺栓等,所以可以减小电池组的体积或重量,并且可以简化制造工艺。
此外,根据本公开的这个方面,电池单体100的处理可以变得更容易。例如,当多个电池单体100容纳在电池组壳体的内部时,可以通过夹具(jig)等保持电池单体100。此时,夹具可以保持围绕电池单体100的电池单体盖200,而不直接保持电池单体100。因此,可以防止电池单体100被夹具损坏或者破坏。
此外,根据本公开的这个方面,电池单体盖200与电池单体100结合,从而能够在没有模块壳体的情况下有效地保护电池单体100。
电池单体盖200可以由确保刚度的各种材料构成。特别地,电池单体盖200可以由金属材料构成。在这样的金属材料的情况下,可以更稳定地保持电池单体的层叠状态,并且可以更安全地保护电池单体免受外部冲击的影响。特别地,电池单体盖200可以包括钢材料,更具体地,不锈钢(SUS)材料。例如,电池单体盖200可以完全由SUS材料制成。
当电池单体盖200以这种方式由钢材料制成时,其具有优异的机械强度和刚度,使得可以更稳定地支撑电池单体100的层叠状态。此外,在这种情况下,可以更有效地防止电池单体100被例如针状体的外部冲击损坏或破裂。此外,在这种情况下,电池单体的处理可以变得更容易。
此外,当电池单体盖200如上述实施例中的由钢材料制成时,当从电池单体100产生火焰时,由于其熔点较高,所以可以稳定地保持整体结构。特别地,由于钢材料具有比铝材料高的熔点,所以即使从电池单体100喷出的火焰也不会熔化钢材料,并且可以稳定地保持其形状。因此,可以极好地确保电池单体100之间的火焰传播防止或延迟效果,排气控制效果等。
电池单体盖200可以配置为容纳一个以上电池单体100。例如,如图2和图3所示,一个电池单体盖200可以配置为围绕一个电池单体100或多个电池单体100。在这种情况下,电池单体盖200针对多个电池单体100中的各个电池单体100单独地结合,或者电池单体盖200可以配置为将两个以上电池单体100围绕在一起。
电池单体盖200可以至少与电池单体100的外表面部分粘合。例如,电池单体盖200的内表面可以粘合到电池单体100的容纳部。
在电池组中可以包括一个以上电池单体盖200。特别地,电池单体盖200可以配置为使得包括在电池组中的多个电池单体100分组成单元。在这种情况下,一个电池单体盖200可以构成一个电池单体单元10。此外,一个电池单体单元10可以包括一个以上电池单体100。电池组可以包括大量的电池单体单元,在这种情况下,在电池组中可以包括大量的电池单体盖200。作为示例,当电池单体盖200配置为围绕一个电池单体100时,电池组可以包括与电池单体100的数量相同数量的电池单体盖200。作为另一个示例,当电池单体盖200配置为围绕两个以上电池单体100时,电池组可以包括数量比电池单体100的数量少的数量的电池单体盖200。
电池单体盖200可以配置为在竖立状态下支撑多个电池单体100。如图2所示,每个电池单体100具有两个宽表面,并且宽表面的角部可以具有软包外部材料的密封部或折叠部。因此,通常难以以垂直方向上竖立的形状层叠电池单体100。然而,在根据本公开的电池组中,电池单体盖200可以配置为围绕一个以上电池单体100,并且将围绕的电池单体100支撑在竖立状态,即,直立状态。
特别地,电池单体盖200可以配置为使得大量的电池单体100可以在上下方向上竖立的状态下在水平方向上层叠。例如,如在图1和图3中示出的实施例中,大量的电池单体盖200在水平方向上彼此层叠,并且各个电池单体盖200可以配置为围绕一个以上电池单体100。在这种情况下,电池单体盖200可以稳定地保持大量的电池单体100在各个电池单体100竖立的状态下在水平方向上并排层叠的配置。
特别地,电池单体盖200可以配置为能够在电池组壳体600的内部空间中自支撑。也就是说,电池单体盖200可以配置为在没有包括在电池组中的其他部件(例如,电池组壳体600或电池单体100)的帮助的情况下保持自身的竖立状态。
例如,在图1的实施例中,电池单体盖200可以直接安置在下壳体620的底表面上。此时,电池单体盖200的一部分和电池单体盖200的下端部可以安置为与下壳体620的底表面直接接触。此时,在下壳体620的底表面上可以形成热树脂层626。热树脂层626可以将热量传递到热沉(heat sink),使得电池单体100中产生的热量通过热沉(未示出)散发。尽管未示出,但是热沉可以形成在热树脂层626的下方。作为示例,热沉形成在下壳体620的底表面上,并且热树脂层626可以涂覆于热沉的上表面。由于热树脂层626具有粘合性,所以电池单体盖200和/或电池单体100可以与下壳体620或热沉的底表面结合。热树脂层626可以更稳定地保持电池单体100和电池单体盖200的竖立状态。
另外,电池单体盖200可以配置为当以这种方式安置下端部时稳定地保持安置状态。此时,当电池单体盖200由例如钢(尤其是SUS材料)的具有优异刚度的金属材料构成时,可以更稳定地保持自支撑状态。因此,在这种情况下,可以更可靠地支撑电池单体100的竖立状态。
电池单体盖200可以配置为部分地围绕电池单体,使得围绕的电池单体的至少一侧暴露于外部。也就是说,电池单体盖200可以配置为仅围绕电池单体100的一部分,而不完全围绕整个电池单体100。特别地,电池单体盖200可以配置为使得电池单体的至少一侧朝向电池组壳体暴露。
例如,参照图2和图3中示出的实施例,电池单体盖200配置为围绕一个电池单体100,但是围绕的电池单体100(即,容纳在内部空间中的电池单体100的下部)可以不被电池单体盖200围绕。因此,电池单体100的下部朝向电池组壳体600暴露,并且可以直接面对电池组壳体600。特别地,参照图1中示出的实施例,电池单体100的下部可以朝向下壳体620的底表面暴露。
根据本公开的实施例,可以更有效地确保电池组的冷却性能。特别地,根据上述实施例,电池单体100和电池组壳体600可以直接面对面接触。因此,从各个电池单体100发出的热量直接传递到电池组壳体600,从而能够提高冷却性能。此外,在这种情况下,由于在电池单体100与电池组壳体600之间不需要提供单独的冷却结构,所以可以实现有效的冷却性能。此外,在这种情况下,可以不提供用于使例如空气的制冷剂在电池单体100之间流动的空间。
同时,在根据本公开的电池组中,热界面材料(TIM)可以插设于彼此不同的部件之间,以增加热传递性能。例如,TIM可以填充在电池单体100与电池单体盖200之间、电池单体盖200与电池组壳体600之间和/或电池单体100与电池组壳体600之间。在这种情况下,可以进一步提高电池组的冷却性能,例如,双重冷却性能。
特别地,电池单体盖200可以配置为围绕在容纳在其中的电池单体100的各种边缘部中未设置有电极引线的边缘部。例如,参照图2中示出的实施例,电池单体100可以包括两个电极引线110,即,阴极引线和阳极引线。此时,两个电极引线可以分别位于前侧边缘部和后侧边缘部。此时,电池单体盖可以配置为围绕除前侧边缘部和后侧边缘部以外的剩余的两个边缘部中的一个。
参照图2和图3,电池单体100可以形成为大致六面体形。并且,电极引线110,即阴极引线和阳极引线,可以分别形成在六个表面中的两个上。此外,电池单体盖200设置为覆盖六面电池单体100的除了形成有电极引线110的两个表面以外的剩余四个表面中的三个的至少一部分。
根据本公开的实施例,可以将火焰等的排出方向导向电池单体盖200的暴露的侧面。例如,根据实施例,由于电池单体盖200的电极引线110所在的前侧和后侧敞开,使得火焰等可以在这样敞开的方向上排出。特别地,当电池单体盖200配置为使得前方向和后方向如上所述敞开时,可以容易地实现侧向排气。
根据本公开的实施例,支撑并保护一个以上电池单体的配置可以容易地实现为一个电池单体盖200。特别地,根据上述实施例,下侧边缘部可以与电池组壳体600直接面对面接触,而不被电池单体盖200围绕。因此,被电池单体盖200围绕的电池单体100的热量可以快速并顺畅地排出到下电池组壳体600侧。因此,可以更有效地确保电池组的冷却性能。
特别地,当主要在电池组壳体600的下部执行冷却时,可以更有效地实现这样的配置。例如,在安装在电动车辆上的电池组的情况下,由于其安装在车体的下部,所以可以主要在电池组壳体600的下部执行冷却。此时,如在上述实施例中,当各个电池单体100的下边缘部与电池组壳体面对面接触时,热量从各个电池单体100快速地传递到电池组壳体侧,使得可以进一步提高冷却性能。
此外,根据上述实施例,在例如热失控的状况下,当高温气体、火焰等从电池单体100排出时,可以有效地防止排出的气体或火焰被导向上侧。特别地,在电动车辆等中,当乘客位于电池组的上侧时,根据上述实施例,可以抑制或者延迟气体、火焰等朝向乘客流动。
参照图2和图3,电池单体盖200可以形成为与字母n类似的形状。并且,电池单体盖200可以配置为覆盖容纳在其中的电池单体100的除了电极引线通过这样的形状突出的前侧和后侧以及下侧以外的其他部分。也就是说,电池单体盖200可以设置为覆盖容纳在其中的电池单体的容纳部的外侧和上侧。
更具体地,电池单体盖200可以包括上侧盖部210、第一侧盖部220和第二侧盖部230,如图2所示。
这里,上侧盖部210可以配置为围绕容纳在其中的电池单体100的上部。特别地,上侧盖部210可以配置为与电池单体100的上侧边缘部接触或者间隔开。此外,上侧盖部210可以配置为平面形。在这种情况下,上侧盖部210可以具有在水平方向上形成为直线形的横截面,并且可以从外侧以直线形围绕电池单体100的上侧边缘部。
第一侧盖部220可以配置为从上侧盖部210的一个端部向下延伸。例如,第一侧盖部220可以配置为在上侧盖部210的左侧端部向下(图中的-Z轴方向)延伸。此外,第一侧盖部220可以形成为平面形。此时,第一侧盖部220可以在上侧盖部210处配置为弯折形状。
此外,第一侧盖部220可以配置为覆盖容纳在其中的电池单体100的一侧容纳部的外侧。例如,当一个电池单体100容纳在电池单体盖200中时,第一侧盖部220可以配置为从左侧覆盖容纳的电池单体100的容纳部的左侧面。这里,第一侧盖部220可以与容纳部的外侧面直接接触。
第二侧盖部230可以在水平方向上与第一侧盖部220间隔开。此外,第二侧盖部230可以配置为从上侧盖部210的另一个端部向下延伸。例如,第二侧盖部230可以配置为在从上侧盖部210的右端在向下方向上延伸得较长。此外,第二侧盖部230还可以配置为与第一侧盖部220类似的平面形。此时,第二侧盖部230和第一侧盖部220设置为彼此平行,同时在水平方向上间隔开。
此外,第二侧盖部230可以配置为围绕容纳在其中的电池单体100的另一侧容纳部的外侧。例如,当一个电池单体100容纳在电池单体盖200中时,第二侧盖部230可以配置为从右侧围绕容纳的电池单体100的容纳部的右侧面。这里,第二侧盖部230可以与容纳部的外侧面直接接触。
在上述实施例中,可以通过上侧盖部210、第一侧盖部220和第二侧盖部230来限定内部空间。此外,电池单体盖200可以将一个以上电池单体容纳在以这种方式限定的内部空间中。
此外,在上述实施例中,第一侧盖部220和第二侧盖部230的下侧端部可以与电池组壳体600的底表面接触。特别地,第一侧盖部220和第二侧盖部230的下侧端部与电池组壳体600之间的接触配置可以配置为在前后方向(图中的y轴方向)上延伸得较长。根据这样的实施例,可以更稳定地实现能够将容纳在其中的电池单体100保持在竖立状态的电池单体盖200的自支撑配置。
此外,第一侧盖部220和第二侧盖部230可以具有彼此相同的高度。也就是说,第一侧盖部220和第二侧盖部230可以具有从上侧盖部210向下延伸的相同长度。在这种情况下,可以更容易地实现电池单体盖200的自支撑配置。
另一方面,将再次描述根据本公开的实施例的电池单体盖200和电池单体100。上侧盖部210可以面对电池单体100的上侧边缘部,并且可以与第一侧盖部220和第二侧盖部230一起围绕上侧边缘部。
此外,第一侧盖部220和第二侧盖部230的横截面面积形成为比第一侧盖部220和第二侧盖部230所面对的电池单体100的横截面面积大,从而能够防止容纳部暴露于外部并且最大程度地确保安全性。
同时,电池单体100可以包括密封部240(参见图4)。密封部240(参见图4)可以为通过密封电池单体100的面对电池单体盖200的一侧部而形成的部分。密封部240(参见图4)可以通过例如热封的方法密封,并且可以弯折一次以上,以提高密封性能。例如,密封部240(参见图4)可以为双侧折叠部。
在图2的实施例中,上侧边缘部为电池单体100的密封部240(参见图4),并且可以为双侧折叠部。下侧边缘部可以为电池单体100的非密封部。
这里,电池单体盖200可以配置为围绕电池单体100,其中,围绕密封部的至少一部分,并且非密封部的至少一部分不被围绕,并且暴露于外部。例如,参照图2的实施例,电池单体盖200可以配置为覆盖作为电池单体100的密封部的一部分的上侧边缘部。在这种情况下,容纳在电池单体盖200的内部的电池单体100可以配置为使得作为密封部的上侧边缘部面对上侧盖部210。另外,电池单体盖200可以围绕电池单体100,使得作为电池单体100的非密封部的下侧边缘部暴露于外部。在这种情况下,作为电池单体100的非密封部的下侧边缘部可以设置在电池单体盖200的开口表面上。
在电池单体100中,作为密封部的上侧边缘部可以比作为非密封部的下侧边缘部更易于受到相对高温气体或火焰的排出的影响。顺便提及,根据上述实施例,作为密封部的上侧边缘部布置为面对上侧盖部210,这对于定向排气可能是更有利的。
此外,在电池单体100中,作为非密封部的下侧边缘部具有比作为密封部的上侧边缘相对大的横截面面积,设置为平面形,并且可以设置在电池单体盖200的开口表面上,并且直接接触图1的热树脂层626,从而增加冷却效率。
此外,当下壳体620安置在车体的一个表面上时,第一侧盖部220和第二侧盖部230可以从上侧盖部210朝向车体的一个表面延伸,并且上侧边缘部可以设置为比下侧边缘部更远离车体的一个表面。也就是说,当下壳体620安置在车体的一个表面上时,电池单体盖200可以配置为使得设置为相对靠近车体的一个表面的表面开口。
相反,当上壳体610安置在车体的一个表面上时,第一侧盖部220和第二侧盖部230可以在上侧盖部210处延伸远离车体的该一个表面,并且上侧边缘部可以设置为比下侧边缘部更靠近车体的一侧。也就是说,当上壳体610安置在车体的一个表面上时,电池单体盖200可以配置为使得设置为相对远离车体的一个表面的表面开口。
也就是说,电池单体盖200和电池单体100的布置可以根据车体、电池组壳体600和除了电池组壳体600以外的设置在车体上的配置之间的关系而多样地设定。
同时,在上述实施例中,已经主要示出并描述了具有n形配置的电池单体盖200,但是电池单体盖200可以配置为各种其他形状。例如,电池单体盖200可以形成为例如I形、U形和L形的各种其他形状。
图4是示意性示出根据本公开的实施例的电池组的局部配置的分解立体图。
参照图2,根据本公开的电池组还可以包括汇流条组件300。这里,汇流条组件300可以配置为将多个电池单体100彼此电连接。例如,如图2所示,汇流条组件300可以与多个电池单体100的电极引线110结合,以将多个电池单体100之间串联和/或并联地电连接。汇流条组件300可以包括由例如铜或铝的导电材料构成并且与电极引线110直接接触的汇流条端子和由例如塑料的电绝缘材料制成并且支撑汇流条端子的汇流条壳体。
此外,当在电池单体100的两侧上设置有电极引线110时,在设置电极引线110的两侧上还可以包括汇流条组件300。例如,如图2所示,当电极引线110向前侧(图中y轴方向)和后侧(途中-y轴方向)两者突出时,汇流条组件300也可以位于前侧和后侧两者上。
汇流条组件300可以与一个以上电池单体盖200结合。此时,汇流条组件300可以与一个电池单体盖200的端部结合。此时,一个或多个电池单体100可以容纳在一个电池单体盖200中。
汇流条组件300可以以各种方式与电池单体盖200结合。例如,汇流条组件300可以通过例如粘合、焊接、装配、钩卡(hooking)、螺栓连接和铆接的各种紧固方式与电池单体盖200结合并固定。
参照图2和图3,根据本公开的电池组1000还可以包括绝缘盖部350和端板400。绝缘盖部350由电绝缘材料制成,通过端板400防止汇流条组件300暴露于外部,并且可以确保和保持电绝缘。
端板400覆盖多个电池单体100的前表面和后表面,并且可以与电池单体盖200结合。端板400可以包括设置在电池单体100的前侧(图中的y轴方向)的第一端板410和设置在电池单体100的后侧(在图中的-y轴方向)上的第二端板420。
端板400可以经由焊接密封并结合到电池单体盖200。
此时,端板400可以通过固定汇流条组件300和绝缘盖部350来确保电池单体单元10的结构稳定性。同时,端板400可以形成有使绝缘盖部350暴露的孔,并且在一些情况下,可以通过孔诱导定向排气。
接下来,将更详细地描述根据本实施例的包括在电池组1000中的排气通道和粘合层。
图4是沿着图3的切割面A截取的立体图。
图5是图4的主视图。
参照图4和图5,在电池单体盖200的上部与电池单体100之间可以存在气隙。通过该气隙形成排气通道VP(参见图7),使得电池单体100中产生的气体可以移动。特别地,由于电池单体100的上侧边缘部形成有密封部240,相比于作为非密封部的下边缘部,相对高温气体或火焰可以更容易地排出。当气体或火焰产生时,其可以作为高温气体和火花通过排气通道VP(参见图7)释放,并且火花与外部氧气等接触,导致起火。因此,本实施例的电池组可以包括粘合层250,以防止火花即高温颗粒散射到外部,以解决上述问题。粘合层250可以设置在电池单体盖200与电池单体100之间的空间的内表面上。具体地,粘合层250可以设置在上侧盖部210的内表面上。此外,粘合层250还可以设置在第一侧盖部220的内表面的至少一部分和第二侧盖部230的内表面的至少一部分上。例如,粘合层250可以设置在上侧盖部210的内表面、从上侧盖部210的一端部向下延伸的第一侧盖部220的一部分的内表面和从上侧盖部210的另一端部向下延伸的第二侧盖部230的一部分的内表面上。特别地,由于在密封部240与上侧盖部210之间形成相对较大的粘合层,所以可以捕获更多火花。
当在电池单体单元10上形成粘合层250时,在电池单体100起火时沿着作为排气通道的气隙移动的颗粒可以粘合到粘合层250,从而能够防止颗粒散射到电池单体单元的外部。当高温颗粒(即,火花)的发射受到粘合层250的限制时,火花与外部氧气接触的可能性降低,因此,可以防止额外的热失控现象。
粘合层250可以以层形状附接到排气通道的内侧,或者可以以液体形式涂覆,然后形成为层。
粘合层250可以包括粘合剂材料。
可以用于粘合层250的粘合剂材料无论是什么类型都可以使用,只要粘合剂材料具有能够使颗粒与其粘合的粘合性质即可。粘合剂材料的示例包括包含丙烯酸酯(acrylate)或硅酮(silicone)的材料,并且在粘合剂材料中,酯橡胶、酚醛树脂或其他材料可以用作助剂,或者可以进一步混合例如蓖麻油或聚异丁烯的低分子材料。
粘合层250可以设置在排气通道上。排气通道可以沿着图2和图3中示出的y轴方向延伸。当通过端板400的孔诱导定向排气时,气体和火焰沿着排气通道排出。此时,如果高温颗粒(即,火花)的发射受到粘合层250的限制,则火花与外部氧气接触的可能性降低,因此,可以防止额外的热失控现象。
图6是示出根据比较示例的已经发生起火现象的电池单体单元的状态的图。
图7是示出排气在图3的y轴方向上排出的状态的图。
参照图6,电池单体单元可以包括形成在电池单体盖21与电池单体1之间的排气通道。在充放电过程中,电池单体1可以产生大量的热量,并且如果由于例如过充电的原因导致温度比正常温度高,则性能可能劣化。过度地温度上升可能导致爆炸或起火。当电池单体1起火时,电池单体的内部材料可以与高温易燃气体一起喷出到外部。这样的内部材料主要为例如C、Cu、Al、Ni、Co、Mg和Li的材料,并且以高温颗粒(即,火花)的形式喷出。
同时,当这样的火花与一起排出的易燃气体或外部氧气接触时,发生起火现象,因此,在包括电池单体1的电池组的内部和外部可能发生连续的热失控现象。
参照图7,根据本实施例的电池单体单元10可以包括形成在电池单体100与上侧盖部210之间的排气通道VP。排气通道VP可以用于将从电池单体100产生的气体排出到电池单体盖200的外部。排气通道VP可以形成在电池单体盖200与电池单体100之间的分离空间中。用于排出电池单体100的内部气体的排气部(例如,图2和图3中的端板400的孔)可以位于排气通道VP的一端部。从各个电池单体100排出到排气通道的火焰、气体等可以沿着排气通道VP移动,并且通过设置在电池单体单元10中的出口(未示出)排出到外部。
如图7所示,当电池单体100起火时,沿着排气通道VP移动的颗粒可以附接到粘合层250,因此可以防止颗粒散射到电池单体单元10的外部。当高温颗粒(即,火花)的发射受到粘合层250的限制时,火花与外部氧气接触的可能性降低,因此,可以防止额外的热失控现象。
图8是示出根据本公开的另一个实施例的电池单体单元的图。
图8的实施例是对图5的实施例的变形,并且根据本实施例的电池单体单元20还可以包括覆盖电池单体100的上部的热传递构件260。热传递构件260可以用硅基材料涂覆并形成,或者形成为导热垫。粘合层250可以形成在热传递构件260与上侧盖部210之间。粘合层250可以形成在上侧盖部210的内表面、从上侧盖部210的一端部向下延伸到热传递构件260的第一侧盖部220的一部分的内表面和从上侧盖部210的另一端部向下延伸到热传递构件260的第二侧盖部230的一部分的内表面上。然而,粘合层250的形成位置不限于此,并且可以直接涂覆或附接到热传递构件260的上表面。
除了上述差异以外,图5中描述的所有内容都适用于本实施例。
同时,尽管上面没有具体提到,但是根据本公开的实施例的电池组还可以包括控制并管理电池的温度、电压等的电池管理系统(BMS)和/或冷却装置。
根据本公开的实施例的电池组可以应用于各种装置。例如,应用电池组的装置可以为例如电动自行车、电动车辆和混合动力车辆的车辆装置。然而,上述装置不限于此,并且根据本实施例的电池组可以用于除了上述示例以外的各种装置,这也落入本公开的范围内。
在本实施例中已经使用了表示例如前侧、后侧、左侧、右侧、上侧和下侧的方向的术语,但是使用的术语是为了方便描述而提供的,并且可以根据物体的位置、观察者的位置等而变得不同。
尽管上面已经参照本公开的优选实施例详细描述了本公开,但是本公开的范围不限于此,并且本领域技术人员可以使用所附权利要求中限定的本公开的基本构思进行各种修改和改进,这也落入本公开的范围内。
[附图标记说明]
10、20:电池单体单元
VP:排气通道
100:电池单体
200:电池单体盖
210:上侧盖部
220:第一侧盖部
230:第二侧盖部
240:密封部
250:粘合层
260:热树脂层
300:汇流条组件
350:绝缘盖部
400:端板
600:电池组壳体
610:上壳体
620:下壳体
1000:电池组
Claims (13)
1.一种电池组,包括:
多个电池单体,其中各自包括密封部的电池单体层叠在一个方向上;
电池单体盖,所述电池单体盖覆盖所述多个电池单体中的至少一部分;
排气通道,所述排气通道形成在所述多个电池单体的所述密封部与所述电池单体盖之间;以及
粘合层,所述粘合层设置在所述排气通道的内表面。
2.根据权利要求1所述的电池组,其中:所述密封部为通过密封所述电池单体中面对所述电池单体盖的一侧部而形成的部分。
3.根据权利要求1所述的电池组,其中:
所述电池单体盖包括:第一侧盖部和第二侧盖部,所述第一侧盖部和所述第二侧盖部覆盖所述多个电池单体的侧面;以及上侧盖部,所述上侧盖部覆盖所述多个电池单体的上部,并且
所述密封部设置在所述多个电池单体的上部。
4.根据权利要求3所述的电池组,其中:所述上侧盖部与所述密封部间隔开。
5.根据权利要求3所述的电池组,其中:所述粘合层设置在所述上侧盖部的内表面。
6.根据权利要求5所述的电池组,其中:所述粘合层还设置在所述第一侧盖部的至少一部分的内表面和所述第二侧盖部的至少一部分的内表面。
7.根据权利要求1所述的电池组,其中:所述电池单体盖覆盖所述多个电池单体的上表面和两个侧面,并且暴露所述多个电池单体的下表面。
8.根据权利要求1所述的电池组,其中:所述密封部被弯折一次以上。
9.根据权利要求1所述的电池组,其中:所述电池单体盖具有一体式形状。
10.根据权利要求1所述的电池组,其中:所述电池单体盖包括不锈钢(SUS)。
11.根据权利要求1所述的电池组,其中:所述多个电池单体中的每一个为软包型电池单体。
12.根据权利要求1所述的电池组,还包括:
电池组壳体,所述电池组壳体将所述多个电池单体和所述电池单体盖容纳在所述电池组壳体的内部空间中。
13.一种装置,包括权利要求1所述的电池组。
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