CN217719863U - 电池模块和包括该电池模块的电池组 - Google Patents

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Abstract

电池模块和包括该电池模块的电池组。根据本公开的实施方式的电池模块包括其中堆叠多个电池电芯的电池电芯堆叠件、用于容纳电池电芯堆叠件的模块框架、以及定位在所述电池电芯堆叠件与所述模块框架之间的金属片。

Description

电池模块和包括该电池模块的电池组
技术领域
本公开涉及电池模块和包括该电池模块的电池组，更具体地，涉及具有改进的模块结构的电池模块和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的需求的增加，对作为能源的二次电池的需求迅速增加，因此，对能够满足各种需求的电池进行了许多研究。
二次电池作为电力驱动装置(例如电动自行车、电动车辆和混合电动车辆)的能源以及作为移动装置(例如移动电话、数码相机和膝上型计算机)的能源已经引起了相当大的注意。
近来，随着对大容量二次电池结构(包括将二次电池用作能量存储源)的需求的不断增加，对作为多个二次电池串联或并联连接的电池模块组件的多模块结构的电池组的需求不断增长。
另外，当多个电池电芯串联或并联连接以配置电池组时，配置由至少一个电池电芯组成的电池模块，然后向至少一个电池模块添加其他组件以配置电池组的方法是常见的。
被配置成聚集多个电池电芯的电池模块可以累加从狭窄空间中的大量电池电芯产生的热，使得温度可以更快地并且过度地升高。换言之，堆叠了大量电池电芯的电池模块可以获得高输出，但是不容易去除在充电和放电期间从电池电芯产生的热。当电池电芯的散热未被适当地执行时，电池电芯的劣化加速，寿命缩短，并且爆炸或着火的可能性增加。此外，当电池模块的温度超过某一温度时，模块框架熔化并且电池模块的结构坍塌。当发生热逃逸现象时，火焰变得更容易传播到相邻的电池模块，因此增加了着火或爆炸的可能性。
图1是示出常规电池模块的图。图2是沿图1的切割线A-A截取的截面图。
参照图1和图2，电池模块1包括：电池电芯堆叠件12，其中堆叠有多个电池电芯11；模块框架20，其包裹电池电芯堆叠件12的上表面、下表面和两个侧表面；以及端板50，其定位在电池电芯堆叠件12的前表面和后表面上。
当在电池模块1内发生诸如热逃逸现象的热事件时，如果由热逃逸现象产生的温度高于构成模块框架20的材料的熔点，则模块框架20会熔化而使电池模块10的结构坍塌。例如，如果由热事件产生的温度为300℃或更高，则由铝材料形成的模块框架20可能熔化而使电池模块1的结构倒塌。在这种情况下，由于电池模块1的结构倒塌，促进了对相邻电池模块1的热逃逸传播反应，由此增加了火灾和爆炸的风险。
也就是说，即使在任何一个电池模块中发生热逃逸，也有必要设计一种不会导致电池模块和电池组本身着火或爆炸的模型。
实用新型内容
技术问题
本公开的目的是提供一种电池模块以及包括该电池模块的电池组，该电池模块由于定位在模块框架与电池电芯堆叠件之间的金属片抑制电池模块之间的热逃逸传播反应。
然而，本公开的实施方式所要解决的技术问题不限于上述问题，并且可以在本公开所包括的技术思想的范围内进行各种扩展。
技术方案
根据本公开的一个方面，提供了一种电池模块，该电池模块包括：电池电芯堆叠件，多个电池电芯堆叠件叠在所述电池电芯堆叠件中；用于容纳电池电芯堆叠件的模块框架；以及金属片，其定位在所述电池电芯堆叠件与所述模块框架之间。
金属片的熔点可以高于模块框架的熔点。
金属片可以包括熔点为1000摄氏度或更高的金属材料。
绝缘树脂可以涂覆到金属片的表面上，或者绝缘膜可以附接到金属片的表面上。
金属片可以与电池电芯堆叠件的上表面、下表面和两个侧表面中的至少一个相对应地定位。
金属片可以与注入对象结合，或者可以与注入对象附接。
模块框架可以包括对应于电池电芯堆叠件的上表面的上框架，以及包裹电池电芯堆叠件的下表面和两个侧表面的U形框架。
金属片被定位在电池电芯堆叠件的上表面上，并且上框架可以被层压并定位在被层压在电池电芯堆叠件的上表面上的金属片上。
电池模块可以进一步包括在模块框架和金属片之间的导热树脂层。
根据本公开的另一方面，提供了一种电池组，其包括上述至少一个电池模块，以及用于封装所述至少一个电池模块的电池组壳体。
有益效果
根据本公开的实施方式，金属片可定位在模块框架和电池电芯堆叠件之间以切断电池模块之间的热传播反应并提高电池模块的稳定性。
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上文未描述的其它附加效果。
附图说明
图1是示出常规电池模块的图；
图2是沿图1的切割线A-A截取的截面图；
图3是示出组装根据本公开的实施方式的电池模块的分解图的图；
图4是从上表面到下表面垂直切割的图3的电池模块的截面图；
图5是示出图4所示的电池模块的变形例的截面图。
图6是根据本公开的另一实施方式的电池模块的分解图；
图7是从上表面到下表面垂直切割的根据本公开的另一实施方式的电池模块的截面图；以及
图8是示出图7所示的电池模块的变形例的截面图。
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方式，使得本领域技术人员可以容易地实施它们。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方式。
为了清楚起见，这里将省略与描述无关的部件的描述，并且在整个描述中，相同的附图标记表示相同或相似的元件。
此外，在附图中，为了便于描述，任意地示出了每个元件的尺寸和厚度，并且本公开不必限于附图中示出的那些。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，放大了一些层和区域的厚度。
此外，应当理解，当诸如层、膜、区域或板的元件被称为在另一元件“上”或“上方”时，它可以直接在另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接在另一个元件上”时，这意味着不存在其它中间元件。此外，词语“在…上”或“在…上方”意味着设置在参考部分之上或之下，并且不一定意味着朝向重力方向的反方向设置在参考部分“之上”或“上方”。
此外，在整个说明书中，当一部分被称为“包括”或“包含”某一组分时，其意指该部分可进一步包括其它组分，而不排除其它组分，除非另有说明。
此外，在整个说明书中，当称为“平面”时，它是指当从上侧观察目标部分，并且当称为“截面”时，它是指当从垂直切割的截面的侧面观察目标部分。
图3是示出组装根据本公开的实施方式的电池模块的分解图的图。图4是从上表面到下表面垂直切割的图3的电池模块的截面图。
参见图3和图4，根据本公开的实施方式的电池模块100包括：电池电芯堆叠件120，多个电池电芯110堆叠在该电池电芯堆叠件120中；模块框架200，其包裹电池电芯堆叠件120的上表面、下表面和两个侧表面；端板500，其包裹电池电芯堆叠件120的前表面和后表面；以及位于电池电芯堆叠件120和模块框架200之间的金属片300。
模块框架200可以是单框架。模块框架200可以由铝材料形成。在模块框架200由铝材料形成的情况下，其可在高温下熔化而使电池模块100的结构坍塌。
金属片300可以定位在电池电芯堆叠件120与模块框架200之间。金属片300可以与电池电芯堆叠件120的一个表面对应地设置。参考附图，金属片300可以对应于电池电芯堆叠件120的上表面定位。然而，金属片300并未定位成仅对应于电池电芯堆叠件120的上表面。尽管未在图中示出，但其可对应于电池电芯堆叠件120的侧表面、下表面、前表面和后表面中的任一个定位。
金属片300可以对应于电池电芯堆叠件120的与金属片300对应地定位的一个表面的形状。
金属片300可以包括具有高熔点的材料。金属片300可以包括熔点高于模块框架200的材料。金属片300可以包括具有1000℃或更高的熔点的材料。例如，金属片300可以是SUS薄板，但不限于此。如果它是熔点为1000℃或更高的材料，则可以使用其中的一种或更多种。因此，即使模块框架200在高温下熔化，金属片300也不会熔化，由此金属片300可以防止电池模块100的结构坍塌。此外，金属片300可以防止在电池电芯堆叠件120中产生的火焰传播到与产生火焰的电池模块相邻的电池模块。也就是说，金属片300可以抑制电池模块100之间的热逃逸传播现象。
金属片300可以包括绝缘材料。为了确保金属片300的绝缘特性，可以执行各种绝缘处理过程。例如，可以在金属片300的表面上涂覆绝缘树脂，或者可以在金属片300的表面上附接绝缘膜。
金属片300可以与注入对象一体地设置，或者注入对象可以附接到金属片300。所述注入对象可以是汇流条框架组件(BFA)。
电池模块100可以通过将电池电芯堆叠件100定位在模块框架200中，将金属片300插入到模块框架200和电池电芯堆叠件100之间，然后将端板500安装在电池电芯堆叠件100的前表面和后表面上而形成。
图5是示出图4所示的电池模块的变形例的截面图。
参见图5，金属片300被定位成对应于电池电芯堆叠件120的上表面和两个侧表面。然而，金属片300的位置不限于图5所示的位置。尽管图中未示出，但金属片300可定位成对应于电池电芯堆叠件120的前表面和后表面。
由于金属片300所在的区域较大，因此即使模块框架200在高温下熔化，也可以更好地保持电池模块100的整体结构。因此，当金属片300所占的面积较大时，可以进一步提高抑制电池模块100之间的热传播链式反应的效果。
图6是根据本公开的另一实施方式的电池模块的分解图。
参见图6，根据本公开的另一实施方式的电池模块100可包括：电池电芯堆叠件120，其中堆叠多个电池电芯110；模块框架200，其包裹电池电芯堆叠件120的上表面、下表面和两个侧表面；端板500，其包裹电池电芯堆叠件120的前表面和后表面；以及金属片300，其定位在电池电芯堆叠件120和模块框架200之间。
模块框架200可以包括对应于电池电芯堆叠件120的上表面的上框架210，以及包裹电池电芯堆叠件120的下表面和两个侧表面的U形框架220。
电池模块100可以被配置成使得电池电芯堆叠件120被定位在U形框架220中，金属片300被层压并定位在电池电芯堆叠件120的上表面上，并且然后上框架210被堆叠在金属片300的上表面上。在电池模块100的制造过程中，当模块框架200包括U形框架220时，金属片300被堆叠成对应于电池电芯堆叠件120的上表面，而在电池模块100的制造过程中，当模块框架200是单框架时，电池电芯堆叠件120被定位在模块框架200上，然后应进一步执行插入金属片300的过程。因此，当模块框架200是U形框架220时，电池模块制造工艺比模块框架200是单框架时更简单，从而能够降低材料成本并提高工艺效率。
然而，尽管图中未示出，但是即使模块框架200包括U形框架220，金属片300也不定位成仅对应于上框架210。金属片300可以被定位成对应于电池电芯堆叠件120的至少一个表面。例如，金属片300可以层叠在U形框架220的下部上，并且电池电芯堆叠件120可以定位在层叠在U形框架220的下部上的金属片300上。另选地，金属片300也可相对于安装有U形框架220和上框架210的模块框架200和电池电芯堆叠件120，插入并定位在电池电芯堆叠件120和模块框架200之间。金属片300可以被定位成对应于电池电芯堆叠件120的前表面和后表面。
图7是从上表面到下表面垂直切割的根据本公开的另一实施方式的电池模块的截面图。
参照图7，根据本公开的另一实施方式的电池模块100可包括：电池电芯堆叠件120，多个电池电芯110堆叠在电池电芯堆叠件120中；模块框架200，其包裹电池电芯堆叠件120的上表面、下表面和两个侧表面；金属片300，其定位在电池电芯堆叠件120和模块框架200之间；导热树脂层600，其位于金属片300和模块框架200之间。
导热树脂层600可以定位在金属片300和模块框架200之间，以将金属片300和模块框架200彼此粘附和固定。
导热树脂层600可以通过在金属片300的与模块框架200对应地定位的一个表面上涂覆导热树脂而形成。具体地，导热树脂层600可以通过将导热树脂注入其上安装有金属片300的模块框架200中而形成。另选地，导热树脂层600通过将导热树脂涂覆到金属片300的一个表面上，然后将模块框架200层压到金属片300的涂覆有导热树脂的一个表面上来形成。
由于导热树脂层600的存在，金属片300和模块框架200之间的连接变得牢固，并且金属片300的位置可以被固定，从而可以提高电池模块100的耐久性。
图8是示出图7所示的电池模块的变形例的截面图。
参见图8，根据本公开的另一实施方式的电池模块100的金属片300可定位成对应于电池电芯堆叠件120的上表面、下表面和两个侧表面中的至少一个，并且可定位在电池电芯堆叠件120和模块框架200之间。导热树脂层600可以仅位于与金属片300的一个表面相对应的表面上，并且可以位于金属片300和模块框架200之间。在图中，金属片300被定位成对应于电池电芯堆叠件120的上部和两个侧表面，但不限于此。
由于金属片300所占面积较大，因此可以进一步提高抑制电池模块100之间的热逃逸传播反应的效果。由于导热树脂层600所在的面积较大，因此金属片300和模块框架200之间形成连接的面积也增加，从而可以提高电池模块100的耐久性。
此外，根据本公开的实施方式的一个或更多个电池模块可被封装在电池组壳体中以形成电池组。
上述电池模块和包括该电池模块的电池组可应用于各种装置。这样的装置可应用于诸如电动自行车、电动车辆或混合动力车辆的车辆装置，但本公开不限于此，并且可应用于可使用电池模块和包括电池模块的电池组的各种装置，这也属于本公开的范围。
尽管上面已经示出和描述了本公开的优选实施方式，但是本公开的范围不限于此，并且本领域的技术人员可以使用在所附权利要求中限定的本实用新型的基本原理进行许多其它变化和修改，这些变化和修改也落入本实用新型的精神和范围内。
[附图标记说明]
100:电池模块
110:电池电芯
120:电池电芯堆叠件
200:模块框架
300:金属片
500:端板
600:导热树脂层

Claims (10)

1.一种电池模块，其特征在于，该电池模块包括：
电池电芯堆叠件，多个电池电芯堆叠在所述电池电芯堆叠件中；
模块框架，所述模块框架用于容纳所述电池电芯堆叠件；以及
金属片，所述金属片位于所述电池电芯堆叠件与所述模块框架之间。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，
所述金属片的熔点高于所述模块框架的熔点。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其特征在于，
所述金属片的熔点为1000摄氏度或更高。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，
在所述金属片的表面上设置有绝缘树脂层，或者在所述金属片的表面上附接有绝缘膜。
5.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，
所述金属片设置为与所述电池电芯堆叠件的上表面、下表面和两个侧表面中的至少一个对应。
6.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，
所述电池模块还包括位于所述电池电芯堆叠件和端板之间的汇流条框架，
其中，所述金属片与所述汇流条框架一体地形成或附接到所述汇流条框架。
7.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，
所述模块框架包括与所述电池电芯堆叠件的上表面对应的上框架以及包裹所述电池电芯堆叠件的下表面和两个侧表面的U形框架。
8.根据权利要求7所述的电池模块，其特征在于，
所述金属片被定位在所述电池电芯堆叠件的上表面上，并且
所述上框架被层压并定位在被层压在所述电池电芯堆叠件的上表面上的所述金属片上。
9.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，
所述电池模块还包括在所述模块框架和所述金属片之间的导热树脂层。
10.一种电池组，其特征在于，该电池组包括：
至少一个根据权利要求1-9中的任一项所述的电池模块，以及
用于包装至少一个所述电池模块的电池组壳体。
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