CN217387285U - 电池模块和包括该电池模块的电池组 - Google Patents

电池模块和包括该电池模块的电池组 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种电池模块和包括该电池模块的电池组,电池模块包括:电池单元堆,其中多个电池单元沿一个方向堆叠;模块框架,容纳电池单元堆;汇流条,与电池单元的电极引线连接;汇流条框架,面对电池单元堆的前表面或后表面,并且汇流条安装在汇流条框架的一个表面上;端板,与模块框架耦接并且覆盖汇流条框架;以及冷却构件,位于汇流条框架与端板之间的分隔空间中,其中,冷却构件由导热树脂形成。

Description

电池模块和包括该电池模块的电池组
技术领域
本公开涉及一种电池模块和包括该电池模块的电池组,更具体地,涉及一种增强了安全性的电池模块以及包括该电池模块的电池组。
背景技术
随着技术发展和对移动设备需求的增加,对作为能源的电池的需求在迅速增加。特别地,作为动力驱动设备(例如,电动自行车、电动汽车以及混合动力汽车)的能源以及移动设备(例如,移动电话、数码相机、笔记本电脑以及可穿戴设备)的能源的二次电池备受瞩目。
当二次电池主要用于诸如移动设备的设备时,即使使用一个或两个至四个电池单元,也不难实现各设备所需的储电量和能量输出水平。然而,诸如汽车的中大型设备需要高输出及大容量的存储装置,因此,当如上述使用少量的电池单元时,在储能量和能量输出方面会产生很大的问题。因此,在中大型设备中,通常安装用于将多个电池单元电连接的电池模块或者包括多个这样的电池模块的电池组。
图1是示出安装有常规电池模块的电池组中的电池模块起火时的状态的图。图2是沿着图1的切割线A-A’截取的横截面图,其是示出在常规电池模块起火期间影响相邻电池模块的火焰的出现的横截面图。图3是用于说明常规的电池模块中包括的导热树脂层的图。
参考图1和图2,常规的电池模块10包括:堆叠有多个电池单元11的电池单元堆12;用于保护电池单元堆12免受外部冲击、热或振动的模块框架20;以及用于覆盖电池单元堆12的前表面和/或后表面的端板40。
电池模块10通过模块框架20和端板40的耦接而具有封闭结构,但是端板40可以形成有用于连接电池模块10的内部构件和外部构件的开口40H。
在电池模块10中,电池单元11的内部压力可能由于过度充电等而增加,并且高温的热、气体或火焰被排放到电池单元11的外部,从而在电池单元11之间可能会出现持续的起火现象。此外,电池模块10中的热、气体等可以通过开口40H排出。在电池组中,由于多个电池模块10布置成使得端板40彼此面对,所以通过开口40H排出的热、气体等可能将热量传递到相邻的电池模块10(热传播)并引起相邻的电池模块10的起火现象。
由于上述的起火现象降低了电池模块10的耐用性和安全性,所以如图3所示在常规电池模块10中设置导热树脂层90。导热树脂层90位于模块框架20的底面(下表面)与电池单元堆12之间,并将由电池单元堆12产生的热量传递到模块框架20的底面。由于导热树脂层90将电池模块10内部的热量排出到外部,所以可以防止电池模块10内部的温度升高,并且能够稍微减轻电池模块10内部的起火现象。
同时,汇流条50或模块连接器(未示出)可以位于开口40H中。由于汇流条50耦接到位于电池单元11的两端的电极引线13,所以其与多个电池单元11电连接并且通过开口40H与相邻电池模块10的汇流条50电连接。由此,汇流条50会因高电压/高电流而容易发热。此外,由于汇流条50位于电池模块10内部的热/压力集中的开口40H中,所以汇流条50和汇流条50的周围的部分会容易经受高温/高压环境。
然而,常规的电池模块10没有为汇流条50及其周围的部分另外设置的冷却构件。此外,由于导热树脂层90主要形成在模块框架20的一个表面上,所以也难以为从模块框架20的两端突出的电极引线13和与其连接的汇流条50提供冷却路径。因此,从汇流条50的周围的部分产生的或传递到汇流条50的周围的部分的热量会通过传递到电极引线13和/或电池单元11而引发电池单元11的起火现象,或者会通过沿不规则的(sporadic)路径移动(例如,通过电池单元11传递到导热树脂层90或模块框架20的底面)而增加电池模块10的内部温度。
因此,为了提高电池模块10的耐用性和安全性,需要开发一种通过在汇流条50周围设置传热通道来防止内部温度升高和起火现象的电池模块10。
发明内容
技术问题
本公开的目的是提供一种通过使电池模块中的温度升高和由此产生的起火现象最小化而具有改善了耐用性和安全性的电池模块,以及包括该电池模块的电池组。
然而,本公开的实施例所要解决的问题不限于上述问题,并且可以在本公开所包含的技术思想的范围内进行各种扩展。
技术方案
根据本公开的一个实施例,提供了一种电池模块,包括:电池单元堆,其中在一个方向上堆叠有多个电池单元;模块框架,容纳电池单元堆;汇流条,与电池单元的电极引线连接;汇流条框架,面对电池单元堆的前表面或后表面,并且汇流条安装在汇流条框架一个表面上;端板,与模块框架耦接并且覆盖汇流条框架;以及冷却构件,位于汇流条框架与端板之间的分隔空间中,其中,冷却构件由导热树脂形成。
冷却构件可以与汇流条和端板接触。
冷却构件可以形成为沿着多个电池单元的堆叠方向延伸。
冷却构件可以位于相较于模块框架的上表面更靠近模块框架的底面的位置。
冷却构件可以具有绝缘特性。
电池模块还可以包括位于模块框架的底面上的导热树脂层,其中,从汇流条产生的热量被传递到导热树脂层。
端板可以由导热材料形成。
电池模块还可以包括位于端板与汇流条框架之间并从端板或汇流条框架的一个表面突出的分隔壁。
分隔壁可以位于相较于模块框架的上表面更靠近模块框架的底面的位置。
根据本公开的一个实施例,提供了一种包括电池模块的电池组。
有益效果
根据实施例,本公开的电池模块可以形成能够直接冷却汇流条周围热量的冷却构件,从而提高汇流条和电极引线本身的冷却效果。
本公开的效果不限于上述效果,并且本领域技术人员将从所附权利要求的描述中清楚地理解以上未描述的其他效果。
附图说明
图1是示出安装有常规电池模块的电池组中的电池模块起火时的状态的图;
图2是沿着图1的切割线A-A’截取的横截面图,其是示出在常规电池模块起火时影响相邻电池模块的火焰的横截面图;
图3是用于说明常规的电池模块中包括的导热树脂层的图;
图4是根据本公开的实施例的电池模块的透视图;
图5是图4的电池模块的分解透视图;
图6是示出图4的电池模块中包括的电池单元的图;
图7是示出图4的电池模块的横截面的图;
图8是示出图4的电池模块的横截面的另一视图。
具体实施方式
在下文中,将参考附图详细描述本公开的各种实施例,从而本领域技术人员能够容易地实施各种实施例。本公开可以以各种不同的方式进行修改,并且不限于在此阐述的实施例。
与描述无关的部分将被省略以清楚地描述本公开,并且在整个说明书中相同的附图标记表示相同的元件。
此外,在附图中,为了便于描述,每个元件的尺寸和厚度被任意示出,并且本公开不必限于附图中所示的内容。在附图中,为了清楚起见夸大了层、区域等的厚度。在附图中,为了便于描述,某些层和区域的厚度被夸大示出。
此外,应当理解,当诸如层、膜、区域或板的元件被称为在另一个元件“上”或“上方”时,其可以直接在另一个元件上或者也可以存在中间元件。反之,当元件被称为“直接”在另一个元件上时,意味着不存在其他中间元件。此外,“上”或“上方”是指设置在参考部之上或之下,并不一定意味着设置在参考部的朝向重力相反方向的上端。
此外,在整个说明书中,当一部分被称为“包括”某个部件时,除非另有说明,否则其是指该部分可以进一步包括其他部件,而不排除其他部件。
此外,在整个说明书中,当被称为“平面”时,是指从上侧观察目标部分时,当被称为“横截面”时,是指从垂直切割的横截面一侧观察目标部分时。
现在,将描述根据本公开的一个实施例的电池模块。
图4是根据本公开的实施例的电池模块的透视图。图5是图4的电池模块的分解透视图。图6是示出图4的电池模块中包括的电池单元的图。
参考图4和图5,根据本公开的一个实施例的电池模块100可以包括:电池单元堆120,其中在一个方向上堆叠有多个电池单元110;模块框架200,容纳电池单元堆120;汇流条框架300,位于电池单元堆120的前表面和/或后表面上;端板400,覆盖电池单元堆120的前表面和/或后表面;以及汇流条510和520,安装在汇流条框架300上。
电池单元110可以设置为能够使每单位面积堆叠的单元的数量最大化的袋状。可以通过将包括正极、负极和隔板的电极组件容纳在层压板的单元壳体114中,然后热封单元壳体114的密封部,来制造以袋状设置的电池单元110。然而,明显地,一般而言,根据实现将来安装的设备所需的储电量的大小,电池单元110不一定要设置为袋状,并且可以设置为方形、圆柱形或各种其他形式。
参考图6,电池单元110可以包括两个电极引线111和112。电极引线111和112可以具有分别从单元主体113的一端突出的结构。具体地,各电极引线111和112的一端位于电池单元110的内部,从而与电极组件的正极或负极电连接。各电极引线111和112的另一端突出到电池单元110的外部,特别是单元主体113的外部,因此可以与另外的构件(例如,汇流条510和520)电连接。
单元壳体114中的电极组件可以通过密封部114sa、114sb和114sc密封。单元壳体114的密封部114sa、114sb和114sc可以位于两个端部114a和114b以及连接它们的一个侧部114c上。
单元壳体114通常由树脂层/金属薄膜层/树脂层的层压结构形成。例如,当将多个电池单元堆叠以形成中型或大型电池模块时,由O-尼龙(取向尼龙)层形成的单元壳体的表面容易因外部冲击而滑动。因此,为了防止该滑动并保持电池单元110的稳定堆叠结构,可以将粘合构件(例如,粘性粘合剂(例如双面胶带)或在粘合时通过化学反应结合的化学粘合剂)粘附到单元壳体114的表面以形成电池单元堆120。
连接部115可以指在单元壳体114的一端处沿纵向延伸的区域,其中未布置上述的密封部114sa、114sb和114sc。电池单元110的被称为蝙蝠耳(bat-ear)的突出部110p可以形成在连接部115的端部。此外,平台部116可以指基于单元壳体114的边缘,部分突出到单元壳体114外部的电极引线111和112与位于单元壳体114的内部的单元主体113之间的区域。
电池单元堆120可以是其中多个电连接的电池单元110沿一个方向堆叠的电池单元堆。多个电池单元110堆叠的方向(以下称为“堆叠方向”)可以是如图4和图5所示的y轴方向(或者其可以是-y轴方向,并且在下文中,表述“轴向”可以解释为包括所有+/-方向)。电池单元堆120整体上可以具有类似于长方体的形状。电池单元堆120的每个表面可以由堆叠方向(y轴方向)定义。
例如,电池单元堆120的一个表面中的在堆叠方向上彼此面对的两个表面可以被定义为电池单元堆120的侧表面。一个电池单元110的具有长度和宽度的一个表面可以位于电池单元堆120的侧表面上。
此外,在电池单元堆120的一个表面中,在垂直于堆叠方向的轴上彼此面对的表面可以被定义为前表面/后表面或上表面/下表面。电池单元堆120的前表面、后表面、上表面或下表面可以是沿电池单元堆120的堆叠方向延伸的表面。多个电池单元110的一个表面可以并排位于电池单元堆120的前表面、后表面、上表面和下表面上。
电池单元堆120从前表面朝向后表面的方向或者其向后方向可以被定义为电池单元堆120的纵向,其可以是x轴方向。此外,电池单元堆120从上表面朝向下表面的方向或者其向后方向可以被定义为电池单元堆120的宽度方向,其可以是z轴方向。
电池单元堆120的纵向可以大致与电池单元110的纵向相同。电池单元110的电极引线111和112可以位于电池单元堆120的前表面和后表面上。如图5所示,当每个电池单元110的电极引线111和112集中在电池单元堆120的前表面和后表面上时,电池模块100的汇流条510和520可以被设计为位于靠近电池单元堆120的前表面和后表面的位置。因此,汇流条510和520可以更容易地设置位于电池模块100内部的电极引线111和112与位于电池模块100外部的电气构件之间的电连接。
模块框架200可以用于保护电池单元堆120和与其连接的电气部件免受外部物理冲击。模块框架200可以被容纳在电池单元堆120和与其连接的电气装置的内部空间中。这里,模块框架200包括内表面和外表面,并且模块框架200的内部空间可以由内表面限定。
模块框架200的结构可以有多种。在一个示例中,模块框架200的结构可以是单体框架结构。这里,单体框架可以是上表面、下表面和两个侧表面一体形成的金属板状。单体框架可以通过挤压成型制造。在另一示例中,模块框架200的结构可以是U形框架和上板结合的结构。在U形框架和上板结合的结构的情况下,模块框架200的结构可以通过将上板耦接到U形框架(其为下表面和两侧结合或一体形成的金属板)的上侧表面而形成。每个框架或板可以通过压制成型制造。此外,除了单体框架或U形框架之外,模块框架200的结构还可以设置为L形框架的结构,并且可以设置为上述示例中未描述的各种结构。
模块框架200的结构可以设置成两个表面有开口的形状,该两个表面布置成在x轴(其为电池单元堆120的纵向)上彼此面对。模块框架200可以具有布置成在y轴上彼此面对的两个表面(以下称为“y轴上的表面”)以及布置成在z轴上彼此面对的两个表面(以下称为“z轴上的表面”)。
这里,模块框架200的y轴上的一个表面可以面对电池单体堆120的侧表面,并且可以是沿电池单体堆120的宽度方向或长度方向延伸的表面。为了便于说明,模块框架200的y轴上的一个表面可以被称为模块框架200的侧表面。此外,这里,模块框架200的z轴上的一个表面可以面对电池单体堆120的上表面或下表面,并且可以是沿电池单体堆120的堆叠方向或纵向延伸的表面。为了便于说明,模块框架200的z轴上的一个表面可以被称为上表面(上面)或下表面(底面或底部)。
电池单元堆120的前表面和后表面可以不被模块框架200隐藏。即,由于模块框架200的x轴上的长度可以短于电池单元堆120的x轴上的长度,所以位于电池单元110两端的电极引线111和112的至少一部分会从模块框架200的两端突出。电池单元堆120的前表面和后表面不被模块框架200隐藏,但其可以被稍后将描述的汇流条框架300、端板400、汇流条510和520等隐藏。因此,可以保护电池单元堆120的前表面和后表面免受外部物理冲击等。
同时,压缩垫(compression pad)(未示出)可以位于电池单元堆120与模块框架200的内表面之间。此时,压缩垫可以位于电池单元堆120的y轴上的表面上,并且可以在电池单元堆120的两端面对两个电池单元110的至少一个表面。
此外,可以在电池单元堆120与模块框架200的内表面之间注入导热树脂,并且由于注入的导热树脂,可以在电池单元堆120与模块框架200的内表面之间形成导热树脂层900(参见图7)。此时,导热树脂层900可以形成在电池单元堆120与模块框架200的z轴上的表面(底面)之间。
汇流条框架300可以位于电池单元堆120的一个表面上以覆盖电池单元堆120的一个表面,同时,引导电池单元堆120与外部设备之间的连接。汇流条框架300可以位于电池单元堆120的前表面或后表面上。汇流条510和520以及模块连接器中的至少一个可以安装在汇流条框架300上。作为具体示例,参考图4和图5,汇流条框架300的一个表面与电池单元堆120的前表面或后表面连接,并且汇流条框架300的另一表面可以与汇流条510和520连接。
汇流条框架300可以包括电绝缘材料。汇流条框架300可以限制汇流条510和520与电池单元110的除了接合到电极引线111和112的部分之外的其他部分的接触,并且可以防止发生电短路。
尽管未在图中示出,但汇流条框架300可以形成为两个,可以包括位于电池单元堆120的前表面上的第一汇流条框架和位于电池单元堆120的后表面上的第二汇流条框架。
端板400可用于通过密封模块框架200的有开口的表面来保护电池单元堆120和与其连接的电气设备免受外部物理冲击。为此,端板400可由具有预定强度的材料制成。例如,端板400可以包括诸如铝的金属。
端板400可以在覆盖位于电池单元堆120的一个表面上的汇流条框架300或汇流条510和520的同时耦接(接合、密封或封闭)到模块框架200。端板400的每个边缘可以通过例如焊接的方法耦接到模块框架200的对应边缘。
此外,用于电绝缘的绝缘盖(未示出)可以位于端板400与汇流条框架300之间。绝缘盖可以被设置为覆盖端板400的一个表面的形状,但不必限于此。
尽管未在图中示出,但端板400可以形成为两个,并且可以包括位于电池单元堆120的前表面上的第一端板和位于电池单元堆120的后表面上的第二端板。
汇流条510和520可以安装在汇流条框架300的一个表面上,并且可以用于将电池单元堆120或电池单元110与外部装置电路电连接。汇流条510和520位于电池单元堆120或汇流条框架300与端板400之间,由此可以保护它们免受外部冲击等,并且防止由于外部水分等引起的耐用性变差。
汇流条510和520可以通过电池单元110的电极引线111和112电连接到电池单元堆120。具体地,电池单元110的电极引线111和112穿过形成在汇流条框架300中的狭缝,然后被弯曲以连接到汇流条510和520。构成电池单元堆120的电池单元110可以通过汇流条510和520串联或并联连接。
汇流条510和520可以包括用于将一个电池模块100电连接到另一个电池模块100的端子汇流条520。端子汇流条520的至少一部分可以暴露于端板400的外部以与另一个外部电池模块100连接,并且为此,端板400可以设置有端子汇流条开口400H。
与其他汇流条510不同,端子汇流条520还可以包括向上突出的突出部,并且该突出部可以通过端子汇流条开口400H暴露于电池模块100的外部。端子汇流条520可以经由通过端子汇流条开口400H暴露的突出部与另一个电池模块100或BDU(电池包断路单元,Battery Disconnect Unit)连接,并且可以与它们形成高压(HV)连接。
另一方面,在高电压/高电流流过的汇流条510和520中可能容易产生热量,从而引起电池单元110的起火现象或增加电池模块100的温度。此外,汇流条510和520中产生的或传递到汇流条510和520的热量会主要集中在汇流条框架300与端板400之间的分隔空间中,因此上述分隔空间可能变成高温/高压状态。当上述分隔空间变成高温/高压状态时,随着环境温度的升高,汇流条510和520被自身加热,从而电池单元110可能起火或者电池模块100会被加热。此外,高温/高压状态下的分隔空间可能会损坏汇流条框架300等或者可能会加速电池模块100内的起火现象。此外,如上所述的电池模块100内部的热量可以通过分隔空间的高温/高压环境释放到汇流条开口400H,并且释放的热量可能通过将热量传播到相邻的电池模块100而引起持续燃烧现象。
为了防止该现象,在常规的电池模块100上形成了导热树脂层900(参见图7),但导热树脂层900未设置在端板400和汇流条框架300所在的空间中,因此,不足以解决上述问题。
因此,根据本公开的实施例的电池模块100设置有用于增强电池模块的散热性能的冷却构件,因此,下面将描述根据本公开的实施例的冷却构件600。
图7是示出图4的电池模块的截面的图。
参考图7,根据本公开的实施例的电池模块100可以包括形成在端板400与汇流条框架300之间的冷却构件600。
根据本实施例的冷却构件600可以提供用于将由汇流条510和520产生的热量排放到外部的冷却路径。
冷却构件600可以与汇流条510和520或汇流条框架300接触,并且冷却构件600可以与端板400接触。根据本实施例的冷却构件600沿端板400的方向排放来自汇流条510和520的热量,从而使电池模块100中的起火现象最小化。
根据本实施例的冷却构件600可以提供用于将电池模块100的内部热量释放到外部的通道。冷却构件600吸收在汇流条510和520周围产生的热量(该热量被导向端板400而排出),从而能够防止电池模块100的内部变成高温环境。此外,由冷却构件600提供的热路径或冷却路径可以不面对相邻的电池模块100,由此可以使电池模块100之间的热传播现象最小化。
冷却构件600可以设置有能够散发在汇流条510和520或汇流条框架300与端板400之间产生/传递的热量的导热材料。例如,导热材料可以是PVC树脂。此外,冷却构件600可以设置有中断汇流条510和520与端板400之间的电连接的绝缘导热材料。
如图7和图8所示,冷却构件600可以主要位于靠近模块框架200的底面或端板400的位置,但不必限于此,冷却构件600可以被设置为比附图中所示的更充分地填充端板400与汇流条框架300之间的分隔空间。此外,冷却构件600可以被设置为占据大部分分隔空间。然而,与将电池模块100的内部热量排放到电池模块100的前表面或后表面相比,优选的是朝向下表面(底面)排放。因此,冷却构件600可以主要位于靠近模块框架200的底面或端板400的位置。这可能是因为相邻的电池模块100布置在电池模块100的前表面或后表面上。
此外,当在模块框架200的底面上形成导热树脂层900时,传递到上述冷却构件600的热量可以优选地通过导热树脂层900排出。这可能是因为导热树脂层900形成得比冷却构件600宽,因此,导热树脂层900具有比冷却构件600更大的热容量,并且具有比冷却构件600更快的传热速率。因此,冷却构件600可以形成为与导热树脂层900接触以便有效地散热。或者,即使冷却构件600不直接与导热树脂层900接触,从汇流条510和520传递的热量也传递到冷却构件600和端板400,也可以依次传递到模块框架200和/或导热树脂层900。
另一方面,冷却构件600将汇流条510和520或汇流条框架300周围的热量排出到端板400一侧。此时,如果端板400是容易受热变形的材料或不能传递热量的材料,则可能难以充分发挥上述冷却构件600的效果。因此,优选的是本公开的端板400设置有适于吸收从冷却构件600传递的热量并将其释放到外部的材料。例如,端板400可以包括铝。具体地,端板400可以由铝合金材料形成。这里,端板400包含的铝合金的导热率可以为100w/mk以上,优选为150w/mk以上。端板400的材料可以是物理性质被调整为很好地吸收从冷却构件600传递的热量并将其释放到外部的材料。这里,由于可以将参与吸热和放热的材料称为导热材料,所以导热材料将不仅是指冷却构件600的材料(物理性质)。因此,导热材料不限于以上例示的PVC树脂等,显然上述铝合金也可以对应于导热材料。
可以通过在端板400与汇流条框架300之间注入树脂来形成冷却构件600。端板400与汇流条框架300之间的空间可以填充有树脂。因此,冷却构件600的形状可以对应于端板400和汇流条框架300或汇流条510和520。具体地,冷却构件600可以具有与端板400的内表面相对应的形状,由此冷却构件600和端板400可以彼此紧密接触。此外,冷却构件600可以具有与汇流条框架300或汇流条510和520的外表面相对应的形状,由此冷却构件600和汇流条框架300或汇流条510和520可以彼此紧密接触。冷却构件600可以通过与上述构件接触而更有效地形成从汇流条框架300或汇流条510和520朝向端板400的冷却路径。这里,内表面可以是基于各配置面对电池模块100的内部的表面,外表面可以是基于各配置面对电池模块100的外部的表面。
形成冷却构件600的树脂可以在端板400和汇流条框架300结合的状态下注入,并且可以在端板400和汇流条框架300耦接之前注入/涂布。
当在端板400和汇流条框架300耦接的状态下通过注入树脂形成冷却构件600时,用于注入树脂的注入孔(未示出)可以形成在端板400中。可以通过注入孔检查树脂的填充水平,注入孔可以填充树脂等材料。
这里,用于端板400与安装在汇流条框架300上的电气设备之间的电绝缘的绝缘盖(未示出)可以设置在端板400的内表面上。当设置有绝缘盖时,上述的冷却构件600可以被设置为位于绝缘盖与汇流条框架300之间。此时,当在端板400中形成有注入孔时,绝缘盖也可以在与其对应的位置处形成有注入孔。
此外,这里,由于形成绝缘盖的材料可以与形成冷却构件600的材料相似,所以冷却构件600也可以取代绝缘盖。因此,在形成冷却构件600的位置可以不设置绝缘盖,或者绝缘盖和冷却构件600可以一体地形成。
同时,通常,为了在汇流条510和520周围形成冷却通道,在汇流条510和520周围还布置有翅片(fin)或条状金属构件。然而,在使用金属构件形成传热通道的情况下,添加的金属构件不仅增加了电池模块100的整体重量,而且需要在金属构件的外表面上设置诸如绝缘盖的附加绝缘构件,或者需要在金属构件的外表面上涂布绝缘涂层,这导致增加电池模块100的工艺复杂性和组装复杂性的问题。
此外,当冷却构件600由树脂形成时,具有如下优点:通过汇流条510和520或汇流条510和520的周围的部分与端板400之间的密封去除电池模块100内部的空气层,从而提高导热性。然而,当使用金属构件形成冷却通道时,存在如下问题:金属构件与汇流条510和520或端板400之间可能出现间隙,并且冷却效果因在它们之间形成的空气层而降低。因此,与使用金属材料形成冷却通道相比,使用具有绝缘性并且能够去除电池模块100内部的空气层的树脂形成冷却构件600会更有效。
同时,通过用树脂填充端板400与汇流条框架300之间的分隔空间来形成冷却构件600。此时,可能难以确认树脂的涂布位置。因此,为了防止树脂被涂布在与设计者的设定的位置不同的位置,可以优选指定形成冷却构件600的空间。
图8是示出图4的电池模块的横截面的另一视图。
参考图8,用于具体限定冷却构件600的位置的分隔壁700可以设置在端板400与汇流条框架300之间。
分隔壁700位于端板400与汇流条框架300之间,可以通过指定树脂的填充范围来限制冷却构件600的位置。例如,分隔壁700可以设置在相较于模块框架200或端板400的上表面更靠近下表面的位置处,使得冷却构件600位于下表面上。这里,分隔壁700的位置可以根据汇流条510和520安装在汇流条框架300上的形状以及汇流条510和520本身的形状而改变。
分隔壁700可以指从端板400或汇流条框架300突出的部分。换言之,分隔壁700可以与端板400或汇流条框架300一体形成。当分隔壁700形成在端板400上时,其一端可以被设计为邻接汇流条框架300,当分隔壁700形成在汇流条框架300中时,其一端可以被设计为邻接端板400。
分隔壁700可以由与端板400、汇流条框架300或冷却构件600相同的材料形成。具体地,分隔壁700由金属(例如,铝)形成,或者可以由绝缘材料(例如,汇流条框架300)形成,或者可以由导热绝缘体或导热阻燃剂(例如,冷却构件)形成。
同时,在图8中,分隔壁700被示出为平行于电池模块100或模块框架200的下表面,但不必限于此,也可以被配置为与上述下表面形成一个角度。分隔壁700的形状和位置不限于图中所示,并且应被理解为包括以各种形式设置和以能够起到限制冷却构件600的位置的作用的各种位置设置的所有情况。
上述电池模块可以被包括在电池组中。电池组可以具有如下结构:根据本公开的实施例的一个或多个电池模块聚集,并且与控制和管理电池的温度、电压等的电池管理系统(BMS)和冷却装置封装在一起。
上述电池模块和包括该电池模块的电池组可以应用于各种设备。这样的设备能够应用于诸如电动自行车、电动汽车或混合动力车的交通工具,但是本公开不限于此,本公开能够应用于可以使用电池模块的各种设备,其也属于本公开的范围。
尽管出于说明性目的描述了本公开的示例性实施例,但是本领域技术人员将理解,在不偏离本公开的范围和精神的情况下,可以进行各种修改和变化。因此,以上公开的实施例可以单独实施,也可以相互组合实施。
以上公开的实施例应被认为仅是说明性的,并不用于限制技术范围。本公开的技术范围不受实施例的限制,本公开的精神和范围应由所附权利要求来解释,并且包含落入所附权利要求范围内的所有等同物。
【附图标记说明】
100:电池模块
110:电池单元
120:电池单元堆
200:模块框架
300:汇流条框架
400:端板
510:汇流条
520:端子汇流条
600:冷却构件
700:分隔壁
900:导热树脂层

Claims (10)

1.一种电池模块,包括:
电池单元堆,在所述电池单元堆中,多个电池单元在一个方向上堆叠;
模块框架,所述模块框架容纳所述电池单元堆;
汇流条,所述汇流条与所述电池单元的电极引线连接;
汇流条框架,所述汇流条框架面对所述电池单元堆的前表面或后表面,并且所述汇流条安装在所述汇流条框架的一个表面上;
端板,所述端板与所述模块框架耦接并且覆盖所述汇流条框架;以及
冷却构件,所述冷却构件位于所述汇流条框架与所述端板之间的分隔空间中,
其中,所述冷却构件由导热树脂形成。
2.根据权利要求1所述的电池模块,其中,
所述冷却构件与所述汇流条和所述端板接触。
3.根据权利要求1所述的电池模块,其中,
所述冷却构件形成为沿着所述多个电池单元的堆叠方向延伸。
4.根据权利要求1所述的电池模块,其中,
所述冷却构件位于相较于所述模块框架的上表面更靠近所述模块框架的底面的位置。
5.根据权利要求1所述的电池模块,其中,
所述冷却构件具有绝缘特性。
6.根据权利要求1所述的电池模块,其中,
所述电池模块还包括位于所述模块框架的底面上的导热树脂层,
其中,从所述汇流条产生的热量被传递到所述导热树脂层。
7.根据权利要求1所述的电池模块,其中,
所述端板由导热材料形成。
8.根据权利要求1所述的电池模块,
还包括位于所述端板与所述汇流条框架之间并且从所述端板或所述汇流条框架的一个表面突出的分隔壁。
9.根据权利要求8所述的电池模块,其中,
所述分隔壁位于相较于所述模块框架的上表面更靠近所述模块框架的底面的位置。
10.一种电池组,包括根据权利要求1所述的电池模块。
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KR102468618B1 (ko) * 2019-06-12 2022-11-17 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 모듈, 이의 제조 방법 및 전지팩

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