CN220400760U - 电池模块及包括该电池模块的电池组 - Google Patents

Abstract

电池模块及包括该电池模块的电池组。根据本实用新型的实施方式的电池模块包括：单元组件，其包括其中层叠了多个电池单元的电池单元层叠体；模块框架，其围绕单元组件；以及端板，其覆盖单元组件的前表面和后表面，该前表面和后表面在模块框架中是敞开的，其中，模块框架包括：框架构件，其覆盖单元组件的下部和两个侧表面；以及上板，其覆盖单元组件的上部。在框架构件的与端板联接的角部上形成有第一固定部。

Description

电池模块及包括该电池模块的电池组

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年4月13日向韩国知识产权厅提交韩国专利申请No.10-2021-0047921的优先权，其内容通过引用整体并入本文中。

本公开涉及一种电池模块及包括该电池模块的电池组，并且更具体地，涉及具有改进的组装性和结构稳定性的电池模块及包括该电池模块的电池组。

背景技术

随着技术的发展和移动装置需求的增加，对于作为能源的二次电池的需求已经迅速增加。具体而言，二次电池作为用于诸如电动自行车、电动车辆、混合动力车辆之类的电动装置的能源、以及用于诸如移动电话、数码相机、笔记本电脑和可穿戴装置之类的移动装置等移动设备的能源已经吸引大量关注。

最近，随着对于包括利用二次电池作为蓄能源的大容量二次电池结构的需求不断增加，对多模块结构的电池组的需求也在日益增长，多模块结构是其中多个二次电池串联或并联连接的电池模块的组件。

此外，当多个电池单元串联或并联连接以构造电池组时，通常首先构造由至少一个电池单元组成的电池模块，然后通过使用至少一个电池模块并添加其它部件来构造电池组。

这样的电池模块包括其中层叠有多个电池单元的电池单元层叠体和容纳电池单元层叠体的模块框架。

图1是传统的电池模块的立体图。

参照图1，传统的电池模块10可以形成有用于容纳其中层叠有多个电池单元的电池单元层叠体的U形模块框架20、覆盖电池单元层叠体的上侧表面的上板30、以及覆盖电池单元层叠体的前表面和后表面的端板40。U形模块框架20可以由底部和两侧部22形成。

此时，执行焊接以组装电池模组框架，其中，如图1所示，执行端板40与U形模组框架20之间、端板40与上板30之间的焊接，并且同时可以执行U形模块框架20的两个侧部22的上端和上板30的两侧边缘之间的焊接。

由于以这种方式在框架结构之间的焊接线较多，增加了焊接加工性的难度。尤其是U形模块框架与端板之间、U形模块框架与上板之间焊接的情况下，出现缺陷的概率高，这造成电池模块的组装性劣化的问题。此外，考虑到焊接特性，被焊接材料必须彼此相同，这导致难以确保材料的多样性的问题。另外，没有结构能够防止在发生电池膨胀时U形模块框架的侧表面部变形，这导致结构稳定性降低的问题。因此，除了提高电池模块的组装性之外，还需要开发能够提高引入能够确保电池模块刚性的材料的可能性以及提高电池模块的结构稳定性的结构。

实用新型内容

技术问题

本公开的目的在于提供具有改进的组装性和结构稳定性的电池模块以及包括该电池模块的电池组。

本公开的目的不限于上述目的，并且本领域技术人员从以下详细描述和附图应清楚地理解本文中未描述的其它目的。

技术方案

根据本公开的一个实施方式，提供了一种电池模块，其包括：单元组件，其包括其中层叠了多个电池单元的电池单元层叠体；模块框架，其包绕单元组件；以及端板，其覆盖在模块框架中敞开的单元组件的前表面和后表面，其中，模块框架包括覆盖单元组件的下部和两个侧表面的框架构件、以及覆盖单元组件的上部的上板，以及其中，在框架构件的与端板联接的边缘处形成有第一固定部。

固定部包括螺纹联接部和形成在端板中的孔部，以及可以包括装配在孔部中的螺纹构件。

螺纹联接部可以形成在框架构件的边缘处，以及螺纹构件可以通过螺纹联接部来固定。

框架构件可以包括覆盖单元组件的侧表面的侧表面部，和支撑单元组件的下部的底部，以及螺纹联接部可以形成在侧表面部上，以平行于侧表面部的侧表面部与底部彼此接触的边缘。

螺纹联接部可以具有扇状的弧形。

螺纹联接部可以与侧表面部一体形成。

侧表面部可以形成有第一突出部和第二突出部。

第二突出部可以形成为多个，以及第一突出部可以形成在多个第二突出部之间。

在框架构件的与上板联接的边缘处形成有突出状的第二固定部。

第二固定部可以包括形成在框架构件的边缘处的第三突出部、以及从上板的边缘延伸出来的曲面部。

曲面部可以紧固且固定至第三突出部。

曲面部可以形成为圆弧形。

曲面部可以形成在上板的整个一个边缘上，以及第三突出部可以形成在框架构件的整个一个边缘上。

曲面部可以与上板一体地形成。

根据本公开的另一实施方式，提供了一种电池组，其包括上述电池模块。

技术效果

根据本公开实施方式的电池模块在框架构件和端板之间以及在框架构件和上板之间形成固定部，从而提供了提高组装性的效果。

附加地，根据本公开实施方式的电池模块包括形成在框架构件上的螺纹联接部和突出部，从而能够使发生单元膨胀时的变形最小化。

本公开的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员从所附权利要求的描述中将清楚地理解以上未提及的效果以及其它附加效果。

附图说明

图1是传统的电池模块的立体图；

图2是根据本公开实施方式的电池模块的分解立体图；

图3是示出了图2的电池模块的组装状态的图；

图4是图3的区段A的放大图，其是示出了根据本公开实施方式的电池模块的第一固定部的紧固状态的图；

图5是示出了图4的第一固定部的未紧固状态的图；

图6是图3的区段B的放大图，其是示出了根据本公开实施方式的电池模块的第二固定部的图；以及

图7是图6的第二固定部的截面图。

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能够容易地实施这些实施方式。本公开可以以各种不同方式进行修改，并且不限于这里阐述的实施方式。

将省略与描述无关的部分以清楚地描述本公开，并且相似的附图标记贯穿描述指代相似的元件。

此外，在附图中，为了便于描述，任意地例示了每个元件的尺寸和厚度，并且本公开不必限于附图中所例示的那些。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，夸大了一些层和区域的厚度。

另外，将理解，当诸如层、膜、区域或板之类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也可以存在居间元件。相反，当元件被称为“直接在”另一元件“上”时，这意味着不存在其它居间元件。此外，术语“上”或“上方”是指设置在基准部分上或下，并不一定意味着设置在基准部分的朝向重力相反方向的上端。

此外，贯穿描述，当部分被称为“包括”或“包含”某个部件时，除非另外提及，否则意味着该部分可以进一步包含其它部件，而不排除其它部件。

此外，贯穿说明书，当被称为“平面”时，这是指从上侧观察目标部分时，而当称为“截面”时，这是指从垂直切割的截面侧观察目标部分时。

术语“第一”、“第二”等可以用来说明各种部件，但是部件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个部件与另一部件区分开来。

现在，将参照图2至图5描述根据本公开实施方式的包括第一固定部和第二固定部的电池模块。

图2是根据本公开实施方式的电池模块的分解立体图。图3是示出了图2的电池模块的组装状态的图。

参照图2和图3，根据本实施方式的电池模块100包括：单元组件120，该单元组件120包括其中层叠有多个电池单元110的电池单元层叠体；模块框架200，该模块框架200包绕单元组件120；以及端板150，该端板150覆盖在模块框架200中敞开的单元组件120的前表面和后表面。此外，电池模块100还包括位于端板150和电池单元层叠体之间的汇流条框架130。

电池单元110是二次电池并且可以被构造成袋型二次电池。电池单元110可以被构造为多个，并且多个电池单元110可以层叠以便彼此电连接，从而形成电池单元层叠体并且形成包括电池单元层叠体的单元组件120。多个电池单元110可以分别包括电极组件、单元壳体和从电极组件突出的电极引线。

模块框架200包括：框架构件300，该框架构件300在其上表面、前表面和后表面中开口并覆盖单元组件120的下部和两个侧表面，以及上板400，该上板400覆盖单元组件120的上部。然而，模块框架200不限于此，并且可以用具有诸如L状框架或除了前表面和后表面之外围绕单元组件120的单框架之类的其它形状的框架代替。可以通过模块框架200物理地保护容纳于模块框架200内部的单元组件120。此时，框架构件300可以包括支撑单元组件120的下部的底部300a和各从框架底部300a的两端向上延伸的侧表面部300b。此外，侧表面部300b可以覆盖单元组件的侧表面。

上板400可以覆盖模块框架200的开口的上侧表面。端板150可以覆盖单元组件120的前表面和后表面。汇流条框架130可以形成在端板150和单元组件120的前表面和后表面之间。安装在汇流条框架130上的多个汇流条可以从电池单元突出地形成，以与安装在汇流条框架130上的电极引线接触。

传统的电池模块通过焊接而联接在模块框架的两侧表面上端和上板之间以及模块框架和端板之间。存在的问题在于：在结构之间形成多条焊接线，这导致了焊接缺陷的可能性增加的问题。另外，焊接缺陷可以成为电池模块组装性劣化的原因，因此需要用于解决以上问题的结构。

因此，根据本实施方式，为了防止焊接缺陷并提高在框架构件300和端板150之间以及框架构件300和上板400之间的组装中电池模块100的组装性，第一固定部500形成在框架构件300与端板150联接的边缘处，并且突出状第二固定部700形成在框架构件300与上板400联接的边缘处，如图3所示。由此，可以获得以下效果：防止由通过焊接的结构联接而发生焊接缺陷问题，并且提高电池模块100的组装性。另外，第一固定部500包括形成在侧表面部300b上的螺纹联接部520，并且第一突出部610和第二突出部620进一步形成在侧表面部300b上，从而能够最小化本公开的框架构件300在发生单元膨胀时的变形，因此实现确保结构稳定性的效果。

接下来，将详细描述形成在根据本公开实施方式的电池模块中的第一固定部。

图4是图3的区段A的放大图，其是示出了根据本公开的实施方式的电池模块的第一固定部的紧固状态的图。图5是示出了图4的第一固定部的未紧固状态的图。

参照图4和图5，第一固定部500包括螺纹联接部520和形成在端板150中的孔部540，并且可以包括装配在孔部540中的螺纹构件560。此时，螺纹联接部520形成在框架构件300的边缘，尤其是框架构件300的侧表面部300b处，并且螺纹构件560可以装配在孔部540中，然后通过螺纹联接部520固定。另外，也可以在能够提高端板150和框架构件300之间的组装性的范围内形成多个第一固定部500。

此外，本公开的包括螺纹联接部520、孔部540和螺纹构件560的第一固定部500可以是自攻固定部(a tapping fixing part)。因此，本公开的螺纹构件560并无特别限定，具体可以为螺钉，更具体为自攻螺钉。

在这种情况下，螺纹联接部520可以形成在侧表面部300b上，以平行于侧表面部300b中的、侧表面部300b与底部300a彼此接触的边缘。具体来说，螺纹联接部520可以具有弧形，具体来说，可以具有扇状的弧形，并且可以具有除了以上形状之外的圆弧形。具体来说，该形状可以是螺纹联接部520的截面形状，并且通过具有以上形状，可以通过螺纹联接部520来固定螺纹构件560。

螺纹联接部520可以与框架构件300，尤其是侧表面部300b一体地形成。通过在工艺期间与侧表面部300b一体地形成，螺纹联接部520结构的截面模量增加，并且能够实现抑制、防止和最小化侧表面部300b在单元膨胀期间发生的变形的效果。

另外，为了实现以上效果，除了螺纹联接部520之外，还可以在本公开的电池模块100的侧表面部300b上形成第一突出部610和第二突出部620。第一突出部610可以形成为比第二突出部620从侧表面部300b更向外突出，并且第一突出部610可以形成为与侧表面部300b中的最频繁发生单元膨胀的中心部相邻。此外，第一突出部610和第二突出部620可以形成为多个，并且第二突出部620可以形成为与侧表面部300b的上边缘和下边缘相邻，使得第一突出部610形成在形成为多个的第二突出部620之间。然而，第一突出部610和第二突出部620的位置不限于此，并且第一突出部610可以形成为与侧表面部300b的上边缘和下边缘相邻，并且第二突出部620可以形成为与侧表面部300b的中心部相邻。

第一突出部610和第二突出部620的形状没有特别限制，但是可以形成为具有倾斜边缘的突出部或具有曲面的突出部。另外，可以在第一突出部610和第二突出部620上包括附加结构以增加模块刚度，但不限于此。

接下来，将详细描述包括于本公开的电池模块中的第二固定部。

图6是图3的区段B的放大图，其是示出了根据本公开实施方式的电池模块的第二固定部的图。图7是示出了图6的第二固定部的截面的图。

参照图6至图7，根据本公开实施方式的电池模块可以构造为使得突出状的第二固定部700形成在框架构件300的与上板400联接的边缘，尤其是侧表面部300b。第二固定部700通过联接上板400和框架构件300来代替传统的焊接组件，能够提高本公开的电池模块的组装性。

此外，第二固定部700可以包括形成在框架构件300的边缘处的第三突出部710和从上板400的边缘延伸出来的曲面部720。在这种情况下，曲面部720可以紧固并固定至第三突出部710。

此时，曲面部720可以形成为圆弧形或半圆弧形。具体来说，曲面部720可以具有圆弧形或半圆弧形的截面，并且通过具有以上形状，它可以固定至第三突出部710。与曲面部720联接的第三突出部710也可以具有形成为具有曲面的凸形状，但不特别限于此，并且可以在有效地实现与曲面部720紧固的范围内变形。

此外，在以上紧固中，由于曲面部720形成为弧形，因此曲面部720定位为与第三突出部710相邻，然后被按压，使得曲面部720和第三突出部710可以通过弹性而紧固。由于通过弹性的紧固，形成了曲面部720与第三突出部710之间的强大固定力，从而能够提高本公开的电池模块的组装性。

曲面部720可以形成在上板400的整个一个边缘上，而第三突出部710可以形成在框架构件300的整个一个边缘上。另外，曲面部720可以与上板400一体地形成，第三突出部710可以与框架构件300一体地形成。由此，曲面部720和第三突出部710被紧固，使得能够组装上板400和框架构件300。

如上所述，根据本公开实施方式的电池模块包括固定部，从而能够提供具有改进的组装性的电池模块。具体来说，通过包括于固定部中的螺纹联接部，能够抑制和防止框架构件在单元膨胀期间的变形，从而能够提供提高了结构稳定性的电池模块。另外，通过提供包括形成有第一突出部和第二突出部的侧表面部的电池模块，可以实现确保附加结构稳定性的效果。

上述电池模块可以包含于电池组中。电池组可以具有其中聚集有根据本实施方式的一个或更多个电池模块的结构，并且与控制和管理电池温度、电压等的电池管理系统(BMS)和冷却装置一起封装。

电池组可以应用于各种装置。这样的装置可以应用于诸如电动自行车、电动车辆或混合动力车辆之类的交通工具，但是本公开不限于此，并且可应用于可以使用电池模块的各种装置，这也落入本公开的范围内。

尽管以上已经详细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，并且在不脱离所附权利要求中描述的本实用新型原理的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以设计出大量其它修改和实施方式。此外，不应从本公开的技术精神或观点单独理解这些修改。

附图标记列表

110：电池单元

120：单元组件(电池单元层叠体)

130：汇流条框架

150：端板

200：模块框架

300：框架构件

300a：底部

300b：侧表面部

400：上板

500：第一固定部

520：螺纹联接部

540：孔部

560：螺纹构件

610：第一突出部

620：第二突出部

700：第二固定部

710：第三突出部

720：曲面部

Claims (17)

1.一种电池模块，其特征在于，该电池模块包括：

单元组件，该单元组件包括电池单元层叠体，在所述电池单元层叠体中层叠了多个电池单元；

模块框架，该模块框架包绕所述单元组件；以及

端板，该端板覆盖在所述模块框架中敞开的所述单元组件的前表面和后表面，

其中，所述模块框架包括覆盖所述单元组件的下部和两个侧表面的框架构件、以及覆盖所述单元组件的上部的上板，并且

其中，在所述框架构件的与所述端板联接的边缘处形成有第一固定部。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于：

所述第一固定部包括螺纹联接部以及形成在所述端板中的孔部，并且包括装配在所述孔部中的螺纹构件。

3.根据权利要求2所述的电池模块，其特征在于：

所述螺纹联接部形成在所述框架构件的边缘处，并且

所述螺纹构件通过螺纹联接部来固定。

4.根据权利要求3所述的电池模块，其特征在于：

所述框架构件包括覆盖所述单元组件的侧表面的侧表面部以及支撑所述单元组件的下部的底部，并且

所述螺纹联接部形成在所述侧表面部上，以平行于所述侧表面部的所述侧表面部与所述底部彼此接触的边缘。

5.根据权利要求4所述的电池模块，其特征在于：

所述螺纹联接部具有扇状的弧形。

6.根据权利要求5所述的电池模块，其特征在于：

所述螺纹联接部与所述侧表面部一体地形成。

7.根据权利要求4所述的电池模块，其特征在于：

所述侧表面部形成有第一突出部和第二突出部。

8.根据权利要求7所述的电池模块，其特征在于：

所述第二突出部形成为多个第二突出部，并且

所述第一突出部形成在所述多个第二突出部之间。

9.根据权利要求8所述的电池模块，其特征在于：

所述第一突出部形成为比所述第二突出部从所述侧表面部更向外突出。

10.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于：

在所述框架构件的与所述上板联接的边缘处形成有突出状的第二固定部。

11.根据权利要求10所述的电池模块，其特征在于：

所述第二固定部包括形成在所述框架构件的边缘处的第三突出部以及从所述上板的边缘延伸出来的曲面部。

12.根据权利要求11所述的电池模块，其特征在于：

所述曲面部紧固且固定至所述第三突出部。

13.根据权利要求11所述的电池模块，其特征在于：

所述曲面部形成为圆弧形。

14.根据权利要求11所述的电池模块，其特征在于：

所述曲面部形成为半圆弧形。

15.根据权利要求11所述的电池模块，其特征在于：

所述曲面部形成在所述上板的整个一个边缘上，并且

所述第三突出部形成在所述框架构件的整个一个边缘上。

16.根据权利要求11所述的电池模块，其特征在于：

所述曲面部与所述上板一体地形成。

17.一种包括电池模块的电池组，其特征在于，该电池模块是根据权利要求1至16中的任一项所述的电池模块。