CN211125767U - 电池模块、包括该电池模块的电池组和车辆 - Google Patents
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Abstract
电池模块、包括该电池模块的电池组和车辆。一种电池模块,所述电池模块包括:第一模块和第二模块,所述第一模块和所述第二模块各自包括电池堆叠件和汇流条框架组件,所述电池堆叠件具有垂直堆叠的多个电池单元,所述汇流条框架组件被配置为覆盖所述电池堆叠件的前表面和后表面;以及一对可折叠侧板,所述一对可折叠侧板包括第一侧板和第二侧板,所述第一侧板被配置为对所述第一模块的一个侧表面和另一侧表面进行覆盖和加压,所述第二侧板被配置为对所述第二模块的一个侧表面和另一侧表面进行覆盖和加压并且铰接到所述第一侧板。
Description
技术领域
本申请要求于2019年1月8日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2019-0002468的优先权,该韩国专利申请的公开内容通过引用并入本文。
本公开涉及一种包括可折叠侧板的电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆。更具体地,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,该电池模块具有如下结构:在通过使用连接一对单元模块的一对可折叠侧板同时对该对单元模块进行加压的状态下将电极引线和汇流条彼此焊接,然后可折叠侧板被展开,使得该对单元模块沿纵向方向并排设置。
背景技术
通常,当通过布置一对沿纵向方向并排的单元模块(在每个单元模块中,电池堆叠件(cell stack)和汇流条框架联接)来制造长模块时,对每个电池堆叠件单独执行表面加压,以对每个单元模块执行电极引线和汇流条之间的焊接过程。
也就是说,在对一个单元模块保持施加到电池堆叠件压力的表面加压的状态下,执行用于联接电极引线和汇流条的焊接过程,然后对另一单元模块执行相同的过程以制造一对单元模块。此后,在两个单元模块沿纵向方向并排布置的状态下,将壳体组装或者焊接到其上。
然而,如果使用这种传统过程,表面加压不可避免地被反复施加到每个单元模块上并从每个单元模块释放,这导致电极引线和汇流条之间的相对运动。结果,在电极引线和电极引线与汇流条之间的焊接部分中积聚了应力。
此外,在生产或使用产品时,积聚的应力可能会由于零件断裂或焊接部分损坏而导致产品失效。
因此,当制造具有一对单元模块沿纵向方向并排布置的结构的长模块型电池模块时,需要连续地保持单元模块的表面加压状态,而不对单元模块重复地施加表面加压和释放表面加压。此外,需要开发一种具有能够保持表面加压状态的结构的电池模块。
实用新型内容
技术问题
本公开设计为解决现有技术的问题,因此本公开旨在当制造具有一对单元模块沿纵向方向并排布置的结构的长模块型电池模块时,连续地保持对单元模块的表面加压状态,而不对单元模块重复地施加表面加压和释放表面加压。
然而,本公开要解决的技术问题不限于上述内容,并且本领域技术人员将从以下描述中理解本文未提及的其它目的。
技术方案
在本公开的一个方面中,提供了一种电池模块,所述电池模块包括:第一模块和第二模块,所述第一模块和所述第二模块各自包括电池堆叠件和汇流条框架组件,所述电池堆叠件具有垂直堆叠的多个电池单元,所述汇流条框架组件被配置为覆盖所述电池堆叠件的前表面和后表面;以及一对可折叠侧板,所述一对可折叠侧板包括第一侧板和第二侧板,所述第一侧板被配置为对所述第一模块的一个侧表面和另一侧表面进行覆盖和加压,所述第二侧板被配置为对所述第二模块的一个侧表面和另一侧表面进行覆盖和加压并且铰接到所述第一侧板。
在所述可折叠侧板中,所述第一侧板和所述第二侧板可针对铰接部分彼此相对旋转,以彼此折叠从而沿宽度方向并排布置,或者彼此展开从而沿纵向方向并排布置。
当所述可折叠侧板折叠时,所述第一模块和所述第二模块可以沿宽度方向并排布置,并且当所述可折叠侧板展开时,所述第一模块和所述第二模块可以沿纵向方向并排布置。
所述汇流条框架组件可以包括:前汇流条框架,所述前汇流条框架被配置为覆盖所述电池堆叠件的前表面;以及后汇流条框架,所述后汇流条框架被配置为覆盖所述电池堆叠件的后表面。
所述第一侧板和所述第二侧板可以沿从所述后汇流条框架朝向所述前汇流条框架的方向延伸,并且具有进一步延伸至所述前汇流条框架的长度。
所述前汇流条框架可以包括联接到所述电池堆叠件的一对模块端子。
当所述一对可折叠侧板展开时,设置到所述第一模块的所述一对模块端子和设置到所述第二模块的所述一对模块端子可以彼此面对。
所述电池模块还可以包括:上壳体和下壳体,所述上壳体和所述下壳体联接到所述一对可折叠侧板,以在所述一对可折叠侧板展开的状态下覆盖所述第一模块和所述第二模块的上表面和下表面,同时保持对所述第一模块和所述第二模块的加压。
所述电池模块还可以包括:一对端板,所述一对端板分别联接到所述第一模块和所述第二模块的后表面。
在本公开的另一方面中,还提供了一种电池组和一种车辆,所述电池组和所述车辆包括根据本公开的一个实施方式的电池模块。
同时,在本公开的另一方面中,还提供了一种制造电池模块的方法,该方法包括:电池堆叠件布置步骤:将一对电池堆叠件设置成沿该对电池堆叠件的宽度方向并排布置;加压发起步骤:使用处于折叠状态的一对可折叠侧板对所述一对电池堆叠件沿宽度方向的两侧加压;模块形成步骤:在保持对所述电池堆叠件的加压的同时,通过联接汇流条框架组件以覆盖每个电池堆叠件的前表面和后表面而形成分别配备有电池堆叠件和汇流条框架组件的第一模块和第二模块;展开步骤:在保持对所述电池堆叠件的加压的同时展开所述可折叠侧板,使得所述第一模块和所述第二模块沿纵向方向并排布置;壳体联接步骤:在保持对所述电池堆叠件的加压的同时,通过焊接将被配置成覆盖所述第一模块和所述第二模块的上表面和下表面的上壳体和下壳体联接到所述可折叠侧板;以及端板联接步骤:联接一对端板以覆盖所述第一模块和所述第二模块的后表面。
有益效果
根据本公开的一个实施方式,当制造具有一对单元模块沿纵向方向并排布置的结构的长模块型电池模块时,可以连续地保持对单元模块的表面加压状态,而不对单元模块重复地施加表面加压和释放表面加压。此外,可以防止应力积聚在电极引线和电极引线与汇流条之间的焊接部分中。
附图说明
附图示出了本公开的优选实施方式,并且与前述公开一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解,因此,本公开不应被解释为限于附图。
图1是示出根据本公开的一个实施方式的电池模块的分解透视图。
图2是示出电池堆叠件的透视图。
图3是示出电池堆叠件和可折叠侧板的分解透视图。
图4是示出可折叠侧板的分解透视图和局部放大图
图5是示出可折叠侧板处于折叠状态的示意图。
图6是示出可折叠侧板处于展开状态的示意图。
图7至图9是示出从将汇流条框架组件联接到电池堆叠件的过程到展开可折叠侧板以使得一对单元模块沿纵向方向并排布置的过程保持对电池堆叠件的表面加压的示意图。
图10是示出根据本公开的一个实施方式的组装电池模块的透视图。
附图标记
100:电池堆叠件
100A:第一电池堆叠件
100B:第二电池堆叠件
110:电池单元
120:缓冲垫
111:电极引线
200:可折叠侧板
210:第一侧板
H:联接孔
220:第二侧板
P:联接突起
300:汇流条框架组件
310:前汇流条框架
320:后汇流条框架
B:汇流条
T:模块端子
M1:第一模块
M2:第二模块
330:盖板
400:上壳体
500:下壳体
600:端板
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方式。在描述之前,应当理解,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和字典意义,而是应基于允许发明人为了最佳解释而适当地定义术语的原则,基于与本公开的技术方面相对应的意义和概念进行解释。因此,本文提出的描述仅是出于例示目的的优选示例,并不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,可以对其进行其它等同变替换和修改。
首先,参照图1,根据本公开的一个实施方式的电池模块可以实现为包括电池堆叠件100、一对可折叠侧板200、一对汇流条框架组件300、上壳体400、下壳体500和端板600。
参照图2,电池堆叠件100包括多个电池单元110和多个缓冲垫120,多个电池单元110沿垂直方向(与图2的X轴平行的方向)堆叠,多个缓冲垫120设置在相邻电池单元110之间或者设置在位于最外侧的电池单元110的外侧表面上。
电池单元110例如可以是袋型电池单元。如果袋型电池单元用作电池单元110,则电极引线111沿纵向方向(longitudinal direction)分别设置在电池单元110的一侧和另一侧。电极引线111是连接到形成在电极组件(未示出)处的电极接头的薄金属板,该电极组件设置在电池单元110内部(即袋型壳体内部)并且从袋型壳体中引出。
缓冲垫120插入电池堆叠件100的外侧和/或相邻电池单元110之间,以允许电池堆叠件100在电池堆叠件100的两个表面被加压时收缩。为了能够如上所述地使电池堆叠件100收缩,缓冲垫120优选由诸如海绵的弹性材料制成。
电池堆叠件100在其两侧被可折叠侧板200加压的状态下联接到汇流条框架组件300,并且还在保持压力的状态下通过焊接可折叠侧板200和壳体400、500而联接。也就是说,在完成的电池模块内部,缓冲垫120处于收缩状态,从而通过存储在其中的弹性能量来抑制由于电池模块的重复使用而引起的膨胀的产生。
如图2所示,电池堆叠件100包括在电池堆叠件100的宽度方向(与图2的Z轴平行的方向)上并排布置的第一电池堆叠件100A和第二电池堆叠件100B。当可折叠侧板200处于折叠状态时,第一电池堆叠件100A和第二电池堆叠件100B如上所述地沿宽度方向并排布置(后文解释)。如果可折叠侧板200处于展开状态,则第一电池堆叠件100A和第二电池堆叠件100B沿纵向方向(与图2的Y轴平行的方向)并排布置。
参照图3,可折叠侧板200成对设置,并且可折叠侧板200分别附接到沿宽度方向(与图3的Z轴平行的方向)并排布置的第一电池堆叠件100A和第二电池堆叠件100B的一个侧表面和另一侧表面。可折叠侧板200对电池堆叠件100加压以收缩。
也就是说,可折叠侧板200被设置成通过与上壳体400和下壳体500联接来覆盖电池堆叠件100的一侧和另一侧(后文解释),并且还用于对电池堆叠件100加压。
参照图4至图6,可折叠侧板200包括第一侧板210和第二侧板220,第一侧板210和第二侧板220被铰接以允许彼此相对旋转。通过铰链联接,如图5所示,该对侧板210、220可以折叠成沿宽度方向(与图5的Z轴平行的方向)并排布置,并且如图6所示,该对侧板210、220可以展开成沿纵向方向(与图6的Y轴平行的方向)并排布置。
参照图4,第一侧板210和第二侧板220之间的铰链联接可以通过例如形成在第一侧板210的一个纵向端的拐角区域中的联接孔H和形成在第二侧板220的一个纵向端的拐角区域中的联接突起P之间的紧固来实现。此外,联接孔H也可以形成在第二侧板220上,并且联接突起P也可以形成在第一侧板210上。
结合图3参照图5和图6,第一侧板210覆盖第一电池堆叠件100A的一个侧表面和另一侧表面(与图3中的Y-Z平面平行的表面)。类似地,第二侧板220覆盖第二电池堆叠件100B的一个侧表面和另一侧表面(与图3的Y-Z平面平行的表面)。
参照图7和图8,汇流条框架组件300成对设置,每个汇流条框架组件300包括前汇流条框架310、后汇流条框架320和盖板330。前汇流条框架310、后汇流条框架320和盖板330由电绝缘材料(例如树脂)制成。
在可折叠侧板200沿箭头方向对电池堆叠件100加压的状态下,联接一对汇流条框架组件300以覆盖第一电池堆叠件100A和第二电池堆叠件100B的前表面和后表面(与图7和图8的X-Z平面平行的表面)以及上表面(与图7和图8的X-Y平面平行的表面)。
联接一对前汇流条框架310以分别覆盖第一电池堆叠件100A和第二电池堆叠件100B的前表面,并且联接一对后汇流条框架320以分别覆盖第一电池堆叠件100A和第二电池堆叠件100B的后表面。此外,联接一对盖板330以分别覆盖第一电池堆叠件100A和第二电池堆叠件100B的上表面。盖板330的两个纵向端可以分别铰接到前汇流条框架310和后汇流条框架320,使得前汇流条框架310和后汇流条框架320可以相对于盖板330旋转。
由于汇流条框架310、320和盖板330之间的铰链联接结构,在将盖板330放置在电池堆叠件100A、100B的上表面上的预定位置之后,可以旋转汇流条框架310、320以精确地覆盖电池堆叠件100A、100B的前表面和后表面。
在汇流条框架310、320上沿纵向方向(与图7和图8的X轴平行的方向)设置多个汇流条B,并且汇流条B通过焊接联接到电极引线111,电极引线111通过形成在汇流条框架310、320处的狭缝引出。将要彼此电连接的两个或更多个电池单元110的电极引线111可以联接到一个汇流条B。
此外,在前汇流条框架310上设置一对模块端子T,并且该对模块端子T联接到位于沿电池堆叠件100A、100B的宽度方向(与图7和图8的X轴平行的方向)的最外侧的电池单元110的电极引线111。在本公开中,根据是否设置模块端子T来区分前汇流条框架310和后汇流条框架320。也就是说,在本公开中,将形成有模块端子T的汇流条框架定义为前汇流条框架310,而将未形成模块端子T的汇流条框架定义为后汇流条框架320。
同时,电极引线111和汇流条B之间的焊接以及电极引线111和模块端子T之间的焊接在保持通过可折叠侧板200的加压的状态下执行,并且还在由于可折叠侧板200被折叠而使该对电池堆叠件100A、100B沿宽度方向并排相邻布置的状态下执行。
当联接该对汇流条框架组件300时,设置包括有第一电池堆叠件100A、第一侧板210和汇流条框架组件300的第一模块M1以及包括有第二电池堆叠件100B、第二侧板220和汇流条框架组件300的第二模块M2。
参照图8和图9,可折叠侧板200的第一侧板210和第二侧板220沿从后汇流条框架320朝向前汇流条框架310的方向延伸,并且具有进一步延伸至前汇流条框架310的长度。此外,第一侧板210和第二侧板220在其两个纵向端部与前汇流条框架310对应的位置处彼此铰接。
如此,当展开可折叠侧板200时,第一模块M1和第二模块M2在其前汇流条框架310彼此面对的状态下沿纵向方向(与图9的Y轴平行的方向)并排相邻布置。因此,设置到第一模块M1的一对模块端子T和设置到第二模块M2的一对模块端子T彼此面对。
同时,即使当可折叠侧板200展开而使得该对模块M1、M2沿纵向方向并排相邻布置时,可折叠侧板200对电池堆叠件100的加压也得以保持。
参照图10,在该对可折叠侧板200展开同时保持对第一模块M1和第二模块M2的加压的状态下,上壳体400和下壳体500分别覆盖第一模块M1和第二模块M2的上表面和下表面(与图10的X-Y平面平行的表面)。
上壳体400和下壳体500沿宽度方向(与图10的X轴平行的方向)的两个边缘通过焊接联接到可折叠侧板200沿宽度方向(与图10的Y-Z平面平行的表面)的两个边缘。壳体400、500和可折叠侧板200之间通过焊接的联接在电池堆叠件100保持被可折叠侧板200加压的状态下执行。
如图10所示,端板600成对设置,并且该对端板600分别覆盖根据本公开实施方式的电池模块的前表面和后表面(与图10的X-Z平面平行的表面)。也就是说,该对端板600分别联接到第一模块M1和第二模块M2的后表面。
如上所述,根据本公开实施方式的电池模块具有以下结构,该结构能够在连续地保持使用可折叠侧板200对该对模块M1、M2进行加压的状态的同时执行以下过程。
具体地,在电池模块中,通过应用可折叠侧板200,如图8所示,该对模块M1、M2在沿宽度方向并排相邻布置的状态下可以容易地被加压,并且电极引线111和汇流条B可以平滑地焊接。在未应用可折叠侧板200的电池模块的情况下,类似于图9所示,在该对模块沿纵向方向彼此相邻布置之后,必须在使用侧板对该对模块的两侧进行加压的状态下焊接电极引线和汇流条。然而,在这种情况下,由于模块之间的空间非常窄,焊接可能无法在模块的前表面上顺利进行。此外,如果该对模块沿纵向方向并排布置,并且在对该对模块中的每一个单独执行焊接过程之后将侧板附接到该对模块上,则不能连续地对模块加压。
然而,在根据本公开的一个实施方式的电池模块结构中,在可折叠侧板200被折叠的状态下执行焊接,同时保持可折叠侧板200对模块M1、M2的加压。此外,由于壳体400、500在可折叠侧板200展开的状态下被折叠,因此可以确保容易焊接并且在该过程中保持连续加压。
制造根据本公开的一个实施方式的电池模块的方法包括:(S1)电池堆叠件布置步骤;(S2)加压发起步骤;(S3)模块形成步骤;(S4)展开步骤;(S5)壳体联接步骤;以及(S6)端板联接步骤。
在电池堆叠件布置步骤(S1)中,将一对电池堆叠件100A、100B设置成沿该电池堆叠件100A、100B的宽度方向并排布置。在加压发起步骤(S2)中,使用处于折叠状态的一对可折叠侧板200对该对电池堆叠件100A、100B沿宽度方向的两侧加压。
在模块形成步骤(S3)中,在保持在加压发起步骤(S2)中发起的对电池堆叠件100A、100B的加压的状态下,联接汇流条框架组件300以分别覆盖电池堆叠件100A、100B的前表面和后表面,从而形成各自包括电池堆叠件100和汇流条框架组件300的第一模块M1和第二模块M2。在展开步骤(S4)中,在保持在模块形成步骤(S3)中执行的对电池堆叠件100的加压的状态下,展开可折叠侧板200,使得第一模块M1和第二模块M2沿纵向方向并排布置。
在壳体联接步骤(S5)中,在保持在展开步骤(S4)中执行的对电池堆叠件100的加压的状态下,覆盖第一模块M1和第二模块M2的上表面和下表面的上壳体400和下壳体500通过焊接联接到可折叠侧板200。在端板联接步骤(S6)中,联接覆盖了第一模块M1和第二模块M2的后表面的一对端板600。依次执行步骤S1至S6。
已经详细描述了本公开。然而,应当理解,详细描述和具体示例虽然指出了本公开的优选实施方式,但是仅仅是通过例示的方式给出,因为从该详细描述中,在本公开范围内的各种变化和修改对于本领域技术人员而言将变得显而易见。
Claims (12)
1.一种电池模块,其特征在于,所述电池模块包括:
第一模块和第二模块,所述第一模块和所述第二模块各自包括电池堆叠件和汇流条框架组件,所述电池堆叠件具有垂直堆叠的多个电池单元,所述汇流条框架组件被配置为覆盖所述电池堆叠件的前表面和后表面;以及
一对可折叠侧板,所述一对可折叠侧板包括第一侧板和第二侧板,所述第一侧板被配置为对所述第一模块的一个侧表面和另一侧表面进行覆盖和加压,所述第二侧板被配置为对所述第二模块的一个侧表面和另一侧表面进行覆盖和加压并且被铰接到所述第一侧板。
2.根据权利要求1所述的电池模块,
其特征在于,在所述一对可折叠侧板中,所述第一侧板和所述第二侧板针对铰接部分彼此相对旋转,以彼此折叠从而沿宽度方向并排布置,或者彼此展开从而沿纵向方向并排布置。
3.根据权利要求2所述的电池模块,
其特征在于,当所述一对可折叠侧板被折叠时,所述第一模块和所述第二模块沿宽度方向并排布置,并且当所述一对可折叠侧板被展开时,所述第一模块和所述第二模块沿纵向方向并排布置。
4.根据权利要求1所述的电池模块,
其特征在于,所述汇流条框架组件包括:
前汇流条框架,所述前汇流条框架被配置为覆盖所述电池堆叠件的前表面;以及
后汇流条框架,所述后汇流条框架被配置为覆盖所述电池堆叠件的后表面。
5.根据权利要求4所述的电池模块,
其特征在于,所述第一侧板和所述第二侧板沿从所述后汇流条框架朝向所述前汇流条框架的方向延伸,并且具有进一步延伸至所述前汇流条框架的长度。
6.根据权利要求4所述的电池模块,
其特征在于,所述前汇流条框架包括联接到所述电池堆叠件的一对模块端子。
7.根据权利要求6所述的电池模块,
其特征在于,当所述一对可折叠侧板被展开时,设置到所述第一模块的一对模块端子和设置到所述第二模块的一对模块端子彼此面对。
8.根据权利要求7所述的电池模块,其特征在于,所述电池模块还包括:
上壳体和下壳体,所述上壳体和所述下壳体联接到所述一对可折叠侧板,以在所述一对可折叠侧板展开的状态下覆盖所述第一模块和所述第二模块的上表面和下表面,同时保持对所述第一模块和所述第二模块的加压。
9.根据权利要求8所述的电池模块,其特征在于,所述电池模块还包括:
一对端板,所述一对端板分别与所述第一模块和所述第二模块的后表面联接。
10.根据权利要求2所述的电池模块,
其特征在于,所述第一侧板与所述第二侧板之间的所述铰接部分通过形成在所述第一侧板和所述第二侧板中的一个侧板的一个纵向端的拐角区域中的联接孔与形成在所述第一侧板和所述第二侧板中的另一个侧板的一个纵向端的拐角区域中的联接突起之间的紧固来实现。
11.一种电池组,其特征在于,该电池组包括根据权利要求1至10中的任一项所述的电池模块。
12.一种车辆,其特征在于,该车辆包括根据权利要求1至10中的任一项所述的电池模块。
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