TW202123513A - 電池模組、電池組以及車輛 - Google Patents

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李范稙
孫榮洙
尹炯哲
李永奎
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南韓商Ｌｇ化學股份有限公司
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Abstract

揭露一種具有改善的耐用性的電池模組及電池組。所述電池模組包括：多個圓柱形電池胞元，分別具有電極端子；模組殼體，具有用於容置所述多個圓柱形電池胞元的容置部；匯流排，包括本體部及連接部，所述本體部具有導電性且被配置成板形狀，所述連接部被配置成接觸電極端子以將所述多個圓柱形電池胞元電性連接至彼此；絕緣片材，具有電絕緣性且被定位成覆蓋匯流排的外側，絕緣片材具有暴露孔，匯流排的至少一部分經由暴露孔暴露至外部；以及黏著劑，具有電絕緣性且被應用至匯流排的經由絕緣片材的暴露孔暴露至外部的所述至少一部分。

Description

電池模組、電池組以及載體
本申請案主張於2019年12月4日在大韓民國提出申請的韓國專利申請案第10-2019-0160106號的優先權，所述韓國專利申請案的揭露內容併入本案供參考。
本揭露是有關於一種電池模組、及一種包括所述電池模組的電池組以及車輛，且更具體而言是有關於一種具有改善的製造效率及耐用性的電池模組、及一種包括所述電池模組的電池組以及車輛。
目前已商業化的二次電池包括鎳鎘電池、鎳氫電池、鎳鋅電池及鋰二次電池等等。其中，相較於鎳系二次電池，鋰二次電池由於例如因實質上無記憶效應而能夠自由充電及放電、自放電速率非常低及能量密度高等優點而受到青睞。
鋰二次電池主要使用鋰系氧化物及碳質材料分別作為正電極活性材料及負電極活性材料。另外，鋰二次電池包括電極總成及圓柱形電池罐，在所述電極總成中設置有塗佈有正電極活性材料的正電極板與塗佈有負電極活性材料的負電極板且在正電極板與負電極板之間夾置有分隔件，所述圓柱形電池罐用作將電極總成與電解質氣密性地容納於一起的外部件。
近年來，二次電池已不僅在例如可攜式電子裝置等小型裝置中而且在例如車輛及電力儲存裝置等中型裝置或大型裝置中皆得到廣泛使用。當二次電池用於中型裝置或大型裝置中時，會對大量的二次電池進行電性連接來增大容量及功率。
同時，近來隨著對大容量結構的需求增加以及將所述大容量結構用作能量儲存源，對電池組的需求亦增加，電池組包括串聯及/或並聯連接的多個二次電池、將二次電池容置於其中的模組殼體、電池管理系統（battery management system，BMS）以及將該些組件容置於其中的電池組外殼。
此時，匯流排包括用於電性連接至多個二次電池的各種形狀的連接部。然而，若電池組暴露至電池組劇烈晃動且頻繁發生外部衝擊的環境（例如，若安裝在車輛上時），則由於頻繁振動或由車身振動引起的外部衝擊，可能會容易使具有弱機械剛性的匯流排的一部分損壞，或者二次電池與匯流排之間的電性連接結構可能容易被切斷。因此，電池模組的耐用性可能會大大降低。
[技術問題] 本揭露被設計成解決相關技術的問題，且因此本揭露旨在提供一種具有改善的耐用性的電池模組、及一種包括所述電池模組的電池組以及車輛。
根據以下詳細說明可理解本揭露的該些及其他目的及優點，且根據本揭露的示例性實施例，該些及其他目的及優點將變得更顯而易見。此外，應容易理解，可藉由隨附申請專利範圍及其組合中所示的手段來達成本揭露的目的及優點。
[技術解決方案] 在本揭露的一個態樣中，提供一種電池模組，所述電池模組包括： 多個圓柱形電池胞元，分別具有電極端子； 模組殼體，具有用於容置所述多個圓柱形電池胞元的容置部； 匯流排，包括本體部及連接部，所述本體部具有導電性且被配置成板形狀，所述連接部被配置成接觸所述電極端子以將所述多個圓柱形電池胞元電性連接至彼此； 絕緣片材，具有電絕緣性且被定位成覆蓋所述匯流排的外側，所述絕緣片材具有暴露孔，所述匯流排的至少一部分經由所述暴露孔暴露至外部；以及 黏著劑，具有電絕緣性且被應用至所述匯流排的經由所述絕緣片材的所述暴露孔暴露至外部的所述至少一部分。
此外，所述匯流排可包括熔絲單元，所述熔絲單元被配置成將所述連接部與所述本體部連接至彼此，所述熔絲單元被配置成當高於預定位準的電流自所述圓柱形電池胞元流動時被斷開，且 所述絕緣片材的所述暴露孔被定位成將所述熔絲單元暴露至外部。
此外，所述圓柱形電池胞元可包括分別形成於所述圓柱形電池胞元的一端及另一端處的負電極端子及正電極端子，所述圓柱形電池胞元具有氣體排放單元，所述氣體排放單元被配置成當內部壓力升高至高於預定位準時藉由打開所述正電極端子及所述負電極端子中的任一者而排出內部氣體，且 所述匯流排的所述熔絲單元被形成為僅連接至與被所述氣體排放單元打開的所述正電極端子或所述負電極端子連接的所述連接部。
另外，所述絕緣片材可具有應用孔，所述黏著劑經由所述應用孔進行添加以將所述匯流排的所述本體部的一部分結合至所述模組殼體。
此外，所述黏著劑的一部分可以夾置於所述絕緣片材與所述匯流排的所述本體部之間的形式固化。
此外，所述絕緣片材可具有引導部，所述引導部自所述暴露孔向內突出以防止被添加至所述暴露孔的所述黏著劑在所述暴露孔周圍出現損失。
此外，所述引導部可具有藉由使所述引導部的一部分彎曲而形成的彎曲結構，以覆蓋所述圓柱形電池胞元的外側。
另外，所述絕緣片材可具有漏斗部，所述漏斗部自所述暴露孔向外突出以防止被添加至所述暴露孔的所述黏著劑在所述暴露孔周圍出現損失。
此外，為達成以上目的，一種根據本揭露的電池組包括至少一個根據本揭露的電池模組。
另外，為達成以上目的，一種根據本揭露的車輛包括至少一個根據本揭露的電池組。
[有利效果] 根據本揭露的實施例，具有電絕緣性的絕緣片材被定位成覆蓋匯流排的外側且具有被形成為將匯流排的至少一部分暴露至外部的暴露孔，且亦將具有電絕緣性的黏著劑應用至匯流排的經由絕緣片材的暴露孔暴露至外部的至少一部分，因而可防止具有弱機械剛度的匯流排的一部分被損壞。因此，即使在外部衝擊或頻繁振動的環境中，本揭露的電池模組亦可顯著減少事故（例如匯流排損壞或電性連接斷開）的發生，藉此大大提高電池模組的耐用性。
此外，根據本揭露的實施例，由於絕緣片材的暴露孔被定位成使得熔絲單元暴露至外部，因此黏著劑可被適當地應用至熔絲單元。另外，匯流排可藉由絕緣片材而與外部物體電性絕緣。同時，在本揭露中，由於黏著劑可經由暴露孔僅應用至需要匯流排具有機械剛度的熔絲單元，因此可防止熔絲單元由於振動或外部衝擊而被損壞。因此，可有效地提高電池模組的耐用性。
另外，根據本揭露的實施例，由於絕緣片材具有應用孔，黏著劑經由應用孔進行添加以將匯流排的本體部的一部分結合至模組殼體，因此匯流排的本體部可被固定至模組殼體的一部分。因此，可防止匯流排的本體部振動或晃動，藉此有效地減少對連接至本體部的熔絲單元的損壞。
此外，根據本揭露的另一實施例，由於黏著劑的一部分以夾置於絕緣片材與匯流排的本體部之間的形式固化，因此即使在黏著劑固化之後，亦可防止黏著劑移動或振動，藉此藉由黏著劑更穩定地固定熔絲單元。因此，可有效地提高本揭露的電池模組的耐用性。
此外，根據本揭露的另一實施例，由於絕緣片材具有自暴露孔向內突出的引導部，因此可防止被添加至暴露孔的黏著劑在暴露孔周圍出現損失。因此，黏著劑可在具有弱機械剛度的匯流排的部分中密集填充而不存在空的空間。因此，在本揭露中，可可靠地防止匯流排由於外部衝擊或振動而被損壞或斷開。
在下文中，將參照附圖詳細地闡述本揭露的較佳實施例。在進行說明之前，應理解，說明書及隨附申請專利範圍中所使用的用語不應被解釋為僅限於一般含義及詞典含義，而是應基於與本揭露的技術態樣對應的含義及概念且基於容許發明人恰當地定義用語以達到最佳闡明的原則來闡釋。
因此，本文中提出的說明僅是用於例示目的的較佳實例，並不旨在限制本揭露的範圍，因此應理解，可在不脫離本揭露的範圍的情況下做出其他等效形式及潤飾。
圖1是示意性示出根據本揭露實施例的電池組的立體圖。圖2是示意性示出根據本揭露實施例的電池組的電池模組的組件的分解立體圖。此外，圖3是示意性示出根據本揭露實施例的圓柱形電池胞元的剖視圖。
參照圖1至圖3，本揭露的電池模組200可包括多個圓柱形電池胞元100、模組殼體210、匯流排220及絕緣片材230。
此處，圓柱形電池胞元100可包括電極總成110、電池罐112及頂蓋總成113。
電極總成110可具有其中正電極板及負電極板被夾置於所述正電極板與所述負電極板之間的分隔件纏繞的結構。此外，正電極凸片114可附接至正電極板以連接至頂蓋總成113，且負電極凸片115可附接至負電極板以連接至電池罐112的底部。
電池罐112中可形成有用於容置電極總成110的空的空間。具體而言，電池罐112可被配置成頂部敞開的圓柱形或矩形形狀。另外，電池罐112可由例如鋼或鋁等金屬材料製成以保證剛度。此外，負電極凸片可附接至電池罐112的底部，使得不僅電池罐112的下部而且整個電池罐112皆可用作負電極端子。
頂蓋總成113可耦合至電池罐112的頂部開口部，以密封電池罐112的開口端。根據電池罐112的形狀，頂蓋總成113可具有圓形形狀或矩形形狀，且可包括子組件，例如頂帽C1、氣體排放單元C2及墊圈C3。
此處，頂帽C1位於頂蓋總成113的頂部，且可被配置成向上突出。具體而言，在圓柱形電池胞元100中，頂帽C1可用作正電極端子。因此，頂帽C1可藉由外部裝置（例如匯流排220）電性連接至另一圓柱形電池胞元100、負載或充電裝置。頂帽C1可由例如金屬材料（例如鋼或鋁）製成。
氣體排放單元C2可被配置成當由於圓柱形電池胞元100中產生的氣體使圓柱形電池胞元100的內部壓力（即電池罐112內的壓力）升高至高於預定位準時使氣體排放單元C2的形狀變形。舉例而言，電池罐112的內部氣體可藉由氣體排放單元C2噴射，以打開頂帽C1。即，氣體排放單元C2可打開正電極端子111a或負電極端子111b。舉例而言，圓柱形電池胞元100可被配置成當內部壓力升高至高於預定位準時藉由利用氣體排放單元C2打開正電極端子及負電極端子中的一者而排出內部氣體。
同時，頂蓋總成113可更包括電流中斷裝置C4。電流中斷裝置C4亦被稱為CID。若當由於氣體產生而使電池的內部壓力升高時氣體排放單元C2的形狀被翻轉，則氣體排放單元C2與電流中斷裝置C4之間的接觸可被切斷，或者電流中斷裝置C4可被損壞以切斷氣體排放單元C2與電極總成110之間的電性連接。
圓柱形電池胞元100的配置在提交本申請案時已是熟習此項技術者眾所習知的，且因此本說明書中將不再詳細闡述。另外，儘管圖3中示出圓柱形電池胞元100的實例，但根據本揭露的電池模組200並不僅限於具體類型的圓柱形電池胞元。即，在提交本申請案時所習知的各種類型的電池胞元皆可用於根據本揭露的電池模組中。即，圖3的圓柱形電池胞元100並不一定限於圓柱形形狀，且矩形電池胞元亦可應用於根據本揭露的電池模組200。
再次參照圖2，所述多個圓柱形電池胞元100可排列於左右方向（X軸方向）及上下方向（Z軸方向）上。舉例而言，如圖2中所示，所述多個圓柱形電池胞元100可被配置成排列於上下方向及左右方向上。此外，所述多個圓柱形電池胞元100可被排列成使得圓柱形電池罐112（圖3）的管狀部面向彼此。
具體而言，在根據本揭露的電池模組200中，所述多個圓柱形電池胞元100可被配置成佈設於水平方向上。此處，水平方向是指與地面平行的方向。即，如圖2中所示，112個圓柱形電池胞元100可分別被配置成在前後方向（Y軸方向）上伸長。在此種情況下，當在圖1的F方向上觀察時，在整個圓柱形電池胞元100中，正電極端子111a及負電極端子111b可分別位於前端及後端。
同時，本說明書中所使用的表示方向的用語（例如前、後、左、右、上、下方向）可根據觀察者的位置或物體的形狀而變化。然而，在本說明書中，為了便於說明，以在F方向上觀察時為準，將相互區分地使用例如前、後、左、右、上、下方向等方向。
參照圖2，模組殼體210可包括用於容置所述多個圓柱形電池胞元100的容置部212h及外壁211。
另外，在模組殼體210的容置部212h中，至少兩個圓柱形電池胞元100可以佈設於水平方向（Y軸方向）上的形式被容置。堆疊方向實質上不限於一個方向，且亦可端視圓柱形電池胞元100的佈設方向而為上下方向（Z軸方向）。
此外，外壁211可被形成為圍繞其中插入並容置有所述多個圓柱形電池胞元100的內部空間。另外，當在圖1的F方向上觀察時，模組殼體210可包括前壁、後壁、上壁、下壁、左壁及前壁，所述前壁、後壁、上壁、下壁、左壁及前壁在前、後、上、下、左、右方向上設置以形成內部空間。
另外，模組殼體210可包括第一殼體217及第二殼體219。第一殼體217可被配置成使得第二殼體219在Y方向上堆疊於其後部處。舉例而言，如圖2中所示，在Y軸方向上看，電池模組200可包括第一殼體217及位於第一殼體217的後部處的第二殼體219。在第一殼體217及第二殼體219中的每一者的容置部212h中可具有多個中空結構H1，供圓柱形電池胞元100的前部及後部分別插入所述多個中空結構H1中。
圖4是示意性示出根據本揭露實施例的電池模組200的正視圖。圖5是示意性示出根據本揭露實施例的電池模組200的僅一些組件的正視圖。圖6是示意性示出根據本揭露實施例的電池模組200的後視圖。圖7是示意性示出根據本揭露實施例的電池模組200的僅一些組件的後視圖。此外，圖8是示出圖7的部分A的局部放大視圖。在圖5中，為了便於說明，自圖4的電池模組200移除絕緣片材230。另外，在圖7中，為了便於說明，自圖6的電池模組200移除絕緣片材230。
首先，參照圖4至圖8，匯流排220可將所述多個圓柱形電池胞元100電性連接至彼此，且例如可將所有的圓柱形電池胞元100電性連接至彼此或將一些圓柱形電池胞元100電性連接至彼此。為此，匯流排220的至少一部分可由導電性材料製成。舉例而言，匯流排220可由例如銅、鋁及鎳等金屬材料製成。此外，匯流排220可具有其中由不同的主材料製成的兩個金屬板220a、220b結合至彼此的結構。舉例而言，匯流排220可包括具有預定厚度的第一金屬板220a及結合至第一金屬板220a的本體部222的一部分的第二金屬板220b。第二金屬板220b可具有較第一金屬板220a相對小的厚度。
另外，第二金屬板220b可具有較第一金屬板220a具有相對低的導電性的金屬。舉例而言，第一金屬板220a可為由銅作為主材料製成的板。第二金屬板220b可為由鎳作為主材料製成的板。
此外，匯流排220可包括本體部222及連接部224。具體而言，匯流排220的本體部222可被配置成板形狀。此外，匯流排220可配置成金屬板的形式，以確保剛度及導電性。具體而言，本體部222可被配置成沿所述多個圓柱形電池胞元100的電極端子111在上下方向上（圖式中的Z軸方向）直立。
另外，在本體部222中可形成有連接孔K1。連接孔K1可為在與圓柱形電池胞元100的電極端子111對應的位置處穿製的孔。
此外，連接部224可具有自連接孔K1延伸並突出的形狀，以連接至圓柱形電池胞元100的電極端子111。連接部224可藉由焊接而熔融且結合至電極端子111。
即，在本揭露中，若所述多個圓柱形電池胞元100在前後方向（圖式中的Y軸方向）上佈設及伸長，且排列於左右方向（圖式中的X軸方向）及上下方向（圖式中的Z軸方向）上，則所述多個圓柱形電池胞元100的電極端子111可排列於前後方向上。在此種情形中，本體部222可根據所述多個圓柱形電池胞元100的電極端子111的排列方向以板形狀在左右方向及上下方向上平直地延伸。另外，本體部222可被配置成以地面為基準直立。
此外，可在匯流排220的本體部222的左側及右側設置用於感測電壓或向外部傳輸電力的外部端子223（圖2）。
另外，匯流排220可接觸相同極性的所述多個圓柱形電池胞元100，且將所述多個圓柱形電池胞元100並聯電性連接。作為另外一種選擇，匯流排220可接觸圓柱形電池胞元100中的一些圓柱形電池胞元100的電極端子111，且將所述一些圓柱形電池胞元100並聯及串聯電性連接。
再次參照圖3及圖8，連接至正電極端子111a及負電極端子111b中的未被圓柱形電池胞元100的氣體排放單元C2打開的任一電極端子的連接部224可包括熔絲單元226。熔絲單元226可被配置成當高於預定位準的電流自圓柱形電池胞元100流動時被斷開。即，若高於預定位準的電流流動，則熔絲單元226可能由於電阻發熱而出現局部熔融及損失。利用該原理，熔絲單元226可被電性斷開。
另外，熔絲單元226可具有在水平方向上彎曲至少一次的結構B1。舉例而言，如圖8中所示，任何一個熔絲單元226可具有其中熔絲單元226自本體部222的端部在左方向上突出且延伸端再次向上彎曲的結構B1。
因此，根據本揭露的此種配置，在連接至正電極端子111a的連接部224及連接至負電極端子111b的連接部224中，與未被氣體排放單元C2打開的正電極端子111a或負電極端子111b接觸的連接部224包括熔絲單元226，熔絲單元226被配置成當高於預定位準的電流自圓柱形電池胞元100流動時被斷開。因此，當由於在電池模組200內部的所述多個圓柱形電池胞元100之間發生短路而有高電流流過特定的圓柱形電池胞元100時，所述特定的圓柱形電池胞元100及匯流排220可藉由熔絲單元226而電性斷開。即，利用熔絲單元226可防止電池模組200的著火或失控（runaway）現象。因此，可提高電池模組200的安全性。
此外，由於熔絲單元226被設置於與未被氣體排放單元C2打開的正電極端子111a或負電極端子111b接觸的連接部224，因此未被氣體排放單元C2打開的電極端子111（例如，負電極端子）較被氣體排放單元C2打開的電極端子111更靠近電極總成，藉此更有效地接收圓柱形電池胞元100內部的熱量。因此，具有可藉由接收圓柱形電池胞元100的內部熱量而更快且更容易地斷開熔絲單元226的優點。
另外，由於熔絲單元226具有在水平方向上彎曲至少一次的結構B1，因此容易在相同空間中確保更長的電流路徑。換言之，若熔絲單元226具有以直線延伸的形狀，則需要形成更大的連接孔，因此當一個匯流排220與更多的圓柱形電池胞元100進行電性連接時，可能存在空間限制。因此，在本揭露中，藉由顯著減少由匯流排220的熔絲單元226佔據的空間而容易實施緊湊的電池模組200。
舉例而言，如圖8中所示，熔絲單元226可僅形成於第二金屬板220b上。另外，熔絲單元226可被配置成連接本體部222與連接至負電極端子111b的連接部224。
此外，匯流排220的外表面可設置有具有電絕緣性的絕緣片材230。絕緣片材230可被定位成覆蓋匯流排220的外側。舉例而言，如圖2中所示，可將兩個絕緣片材230分別設置於位於前側處的匯流排220的前表面及位於後側處的匯流排220的後表面。
再次參照圖2、圖4及圖6，絕緣片材230可具有暴露孔232，匯流排220的至少一部分經由暴露孔232暴露至外部。舉例而言，暴露孔232可被成形為在左右方向上延伸，使得黏著劑240可被應用至匯流排220的一部分。然而，暴露孔232的形狀並不一定限於此，且暴露孔232的形狀可端視匯流排220的需要應用黏著劑240的部分的形狀進行各種修改。
再次參照圖2及圖4至圖7，電池模組200可更包括黏著劑240。黏著劑240可具有電絕緣性。黏著劑240可為膠水或熱熔樹脂。舉例而言，黏著劑240可包括聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、環氧樹脂及丙烯酸樹脂中的至少一種。更具體而言，黏著劑240可為環氧系黏著劑（3M，蘇格蘭焊接（Scotch Weld）DP460NS）。作為另外一種選擇，黏著劑240可具有熱熔樹脂（LG化學（LG CHEM），LGCEB03_T3或臺灣永寬化學（Everwide） JC801）。
另外，黏著劑240可被應用至匯流排220的經由絕緣片材230的暴露孔232暴露至外部的至少一部分。舉例而言，如圖5中所示，黏著劑240經由絕緣片材230的暴露孔232附著至以所述多個圓柱形電池胞元100為基準位於前側的八個匯流排220中的每一者的一部分（前側）。另外，黏著劑240可經由絕緣片材230的暴露孔232應用至以所述多個圓柱形電池胞元100為基準位於後側的八個匯流排220中的每一者的一部分（後側）。
因此，根據本揭露的此種配置，具有電絕緣性的絕緣片材230被定位成覆蓋匯流排220的外側且具有被形成為將匯流排220的至少一部分暴露至外部的暴露孔232，並且亦將具有電絕緣性的黏著劑240應用至匯流排220的經由絕緣片材230的暴露孔232暴露至外部的至少一部分，因此可防止具有弱機械剛度的匯流排220的一部分被損壞。因此，即使在外部衝擊或頻繁振動的環境中，本揭露的電池模組200亦可顯著減少事故（例如匯流排220損壞或電性連接斷開）的發生，藉此大大提高電池模組200的耐用性。
再次參照圖4至圖8，絕緣片材230的暴露孔232可被定位成使得熔絲單元226暴露至外部。舉例而言，如圖4中所示，具有多個暴露孔232的絕緣片材230可位於電池模組200的前側。絕緣片材230可被配置成與匯流排220緊密接觸。舉例而言，黏著劑（未示出）可塗覆於匯流排220的面向絕緣片材230的一個表面上。黏著劑可被配置成將絕緣片材230附著至匯流排220的外表面。
另外，絕緣片材230的暴露孔232可被成形為沿匯流排220的熔絲單元226在左右方向上延伸。暴露孔232可具有使匯流排220的熔絲單元226可經由暴露孔232暴露至外部的寬度。
此外，如圖6及圖8中所示，經由絕緣片材230的暴露孔232添加的黏著劑240可被應用至形成於匯流排220處的熔絲單元226且然後固化。
舉例而言，如圖6中所示，具有所述多個暴露孔232的絕緣片材230可位於電池模組200的後側。絕緣片材230可被配置成與匯流排220緊密接觸。
因此，根據本揭露的此種配置，由於絕緣片材230的暴露孔232被定位成使得熔絲單元226暴露至外部，因此黏著劑240可被適當地應用至熔絲單元226。另外，匯流排220可藉由絕緣片材230而與外部物體電性絕緣。同時，在本揭露中，由於黏著劑240可藉由暴露孔232僅應用至需要匯流排220具有機械剛度的熔絲單元226，因此可防止熔絲單元226由於振動或外部衝擊而被損壞。因此，可有效地提高電池模組200的耐用性。
圖9是示出圖7的部分B的局部放大視圖。
參照圖9以及圖4、圖6、圖7及圖8，可在絕緣片材230中形成應用孔234，使得黏著劑240藉由應用孔234進行添加。應用孔234可具有開口形狀，模組殼體210的外表面及匯流排220的本體部222的一部分經由所述開口形狀暴露至外部，使得匯流排220的本體部222的一部分結合至模組殼體210。
舉例而言，如圖6及圖9中所示，可在絕緣片材230中形成多個應用孔234。應用孔234可被開口成將匯流排220的第一金屬板220a的一部分及模組殼體210的止擋件P1的外表面暴露至外部。
舉例而言，如圖9中所示，本揭露的黏著劑240可經由應用孔234被添加至匯流排220的第一金屬板220a的一部分及模組殼體210的止擋件P1的外表面，且然後固化。
因此，根據本揭露中的此種配置，由於絕緣片材230具有應用孔234，黏著劑240經由應用孔234進行添加以將匯流排220的本體部222的一部分結合至模組殼體210，因此匯流排220的本體部222可被固定至模組殼體210的一部分。因此，可防止匯流排220的本體部222振動或晃動，藉此有效地減少對連接至本體部222的熔絲單元226的損壞。
即，由於熔絲單元226容易在與本體部222的連接部處斷開，因此若熔絲單元226被固定且本體部222亦藉由黏著劑240被固定至模組殼體210，則可限制匯流排220的本體部222及熔絲單元226二者的振動或移動。因此，在本揭露中，可更有效地防止熔絲單元226被損壞。
圖10是示意性示出圖6的電池模組沿線C-C’截取的局部剖視圖。
參照圖10以及圖6及圖8，黏著劑240的一部分240b可以夾置於絕緣片材230與匯流排220的本體部222之間的形式固化。夾置於黏著劑240的絕緣片材230與匯流排220的本體部222之間的部分240b可用於限制在黏著劑240固化後的移動或晃動。另外，夾置的部分240b可將絕緣片材230與匯流排220彼此限制，藉此防止絕緣片材230與匯流排220分離。
即，黏著劑240可經由絕緣片材230的暴露孔232及連接孔注入，且被應用至連接匯流排220的連接部224與本體部222的熔絲單元226，且一些黏著劑240可以夾置於絕緣片材230與匯流排220的本體部222之間的形式固化。
因此，根據本揭露的此種配置，由於黏著劑240的一部分以夾置於絕緣片材230與匯流排220的本體部222之間的形式固化，因此即使在黏著劑240固化之後，亦可防止黏著劑240的移動或振動，藉此利用黏著劑240更穩定地固定熔絲單元226。因此，可有效地提高本揭露的電池模組200的耐用性。
圖11是示意性示出根據本揭露另一實施例的電池模組在所述電池模組的前後方向上被剖切的局部剖視圖。
參照圖11以及圖6及圖8，圖11的絕緣片材230A與圖10的絕緣片材230相比不同之處在於更提供了引導部236。除了絕緣片材230A之外皆使用相同的組件。
絕緣片材230A可具有引導部236，引導部236被配置成防止添加至暴露孔232的黏著劑240在暴露孔232周圍出現損失。引導部236可具有自暴露孔232向內突出的結構。
具體而言，引導部236可具有自絕緣片材230A中形成的暴露孔232的邊緣的至少一部分向圓柱形電池胞元100突出的結構。舉例而言，引導部236可被成形為自絕緣片材230A中形成的暴露孔232的邊緣的上部及下部以及左部及右部向圓柱形電池胞元100突出。
因此，根據本揭露的此種配置，由於絕緣片材230A具有自暴露孔232向內突出的引導部236，因此可防止添加至暴露孔232的黏著劑240在暴露孔232周圍出現損失。因此，黏著劑240可在具有弱機械剛度的匯流排220的部分中密集填充而不存在空的空間。因此，在本揭露中，可可靠地防止匯流排220由於外部衝擊或振動而被損壞或斷開。
圖12是示意性示出根據本揭露又一實施例的電池模組在所述電池模組的前後方向上被剖切的局部剖視圖。
參照圖12以及圖6及圖8，圖12的絕緣片材230B的引導部236B與圖11的絕緣片材230A的引導部236相比不同之處在於形成了局部彎曲的彎曲結構236b。除了引導部236B之外皆使用相同的組件。
具體而言，引導部236B可具有藉由使引導部236B局部彎曲而形成的彎曲結構236b，以覆蓋圓柱形電池胞元100的外側。黏著劑240的部分240c可具有與引導部236B的彎曲結構236b對應的形狀。舉例而言，在橫截面中，黏著劑240的部分240c可具有台階結構。黏著劑240的台階結構可起到防止黏著劑240經由絕緣片材230B的暴露孔232分離至外部的作用。另外，黏著劑240的台階結構可具有環繞圓柱形電池胞元100的頂部的一部分的形狀，此可進一步提高黏著劑240與圓柱形電池胞元100之間的耦合力。
因此，根據本揭露的此種配置，由於引導部236B具有局部彎曲的彎曲結構236b以覆蓋圓柱形電池胞元100的外側，因此黏著劑240可在圓柱形電池胞元100上更完全地保持其耦合狀態。即，絕緣片材230B的彎曲結構236b可形成黏著劑240的台階結構，且黏著劑240的台階結構可提高將黏著劑240固定至圓柱形電池胞元100的頂部的固定力。因此，電池模組200的耐久性可進一步得到提高。
圖13是示意性示出根據本揭露又一實施例的電池模組在所述電池模組的前後方向上被剖切的局部剖視圖。
參照圖13以及圖6及圖8，圖13的絕緣片材230C與圖10的絕緣片材230相比不同之處在於更提供了漏斗部238。除了絕緣片材230C之外皆使用相同的組件。
具體而言，絕緣片材230C的漏斗部238可被配置成防止添加至暴露孔232的黏著劑240在暴露孔232周圍出現損失。舉例而言，如圖13中所示，漏斗部238可被成形為自暴露孔232向外突出。此處，向外的方向可為被配置成向暴露孔232添加黏著劑240的噴嘴（未示出）所處的方向。可使用本領域當前用於注入黏著劑240的任何類型的噴嘴，且亦可應用任何塗覆裝置，只要上面設置噴嘴即可。
另外，漏斗部238可被成形為以暴露孔232為基準在上下方向或左右方向上向外變寬。漏斗部238可被成形為沿絕緣片材230C的暴露孔232的邊緣延伸。
因此，根據本揭露的此種配置，由於絕緣片材230C具有自暴露孔232向外突出的漏斗部238，因此可防止添加至暴露孔232的黏著劑240在暴露孔232周圍出現損失。因此，可防止當黏著劑240未自暴露孔232添加於預期位置而是出現損失時塗覆量減少。因此，可有效地降低電池模組200的缺陷率。
同時，根據本揭露實施例的電池組300可包括至少一個如上所述的電池模組200。另外，電池組300可更包括用於控制電池模組200的充電及放電的各種裝置（未示出），例如電池管理系統（BMS）380（圖2）、電流感測器及熔絲。
另外，再次參照圖1及圖2，電池組300可包括電池組外殼310。具體而言，電池組外殼310可包括頂部蓋體312、中間外殼314及底部支撐件316。具體而言，當在F方向上觀察時，中間外殼314可耦合至頂部蓋體312的下部，且底部支撐件316可耦合至中間外殼314的下部。更具體而言，頂部蓋體312可包括上壁及側壁，以覆蓋容置於電池組外殼310中的模組殼體210的上部。另外，中間外殼314可具有具有敞開的上部及下部的矩形管狀形狀。此外，底部支撐件316具有頂部敞開的盒形狀，且可包括側壁及下壁。
同時，根據本揭露實施例的電池組300可包括於例如電動車輛或混動車輛等車輛（未示出）中。即，根據本揭露實施例的車輛可包括安裝於車身中的至少一個根據上述本揭露實施例的電池組300。
在下文中，為具體地闡述本揭露，將更詳細地闡述實施例及測試實例，但是本揭露並不限於該些實施例及測試實例。根據本揭露的實施例可以各種不同的形式進行潤飾，且本揭露的範圍不應被解釋為限於以下闡述的實施例。提供本揭露的實施例是為了向熟習此項技術者更全面地闡明本揭露。
＜實施例1＞ 根據本揭露實施例的電池模組A被製備成了包括112個圓柱形電池胞元、能夠容置圓柱形電池胞元的模組殼體、被配置成電性連接112個圓柱形電池胞元的15個匯流排、以及被配置成覆蓋匯流排的兩個絕緣片材。將環氧系黏著劑（3M，蘇格蘭焊接（Scotch Weld）DP460NS）經由絕緣片材中形成的暴露孔應用於匯流排的熔絲單元周圍。此時，黏著劑的基礎黏度為150,000厘泊（cps）至275,000厘泊，促進劑（accelerator）黏度為8,000厘泊至14,000厘泊，且工作時間為1小時或小於一小時。對於每一應用部位，以4毫米的寬度及2毫米的厚度應用了黏著劑，且應用量為每絕緣片材約10克。電池模組A如圖14及圖15的照片中所示般製備。
＜實施例2＞ 以與實施例1中相同的方式製造了電池模組B。
＜文本實例1：Z軸方向振動測試＞ 首先，將實施例1的電池模組A及實施例2的電池模組B中分別包括的112個圓柱形電池胞元分成14個組（bank）。使用日置（HIOKI）測試儀量測了每個組的交流內阻（AC-IR）及直流（direct current，DC）電壓。所量測的交流內阻值分別示出於圖16的表及圖17的表中。另外，量測到實施例1的電池模組A及實施例2的電池模組B的所有14個組處於4.8毫歐（mΩ）至5.7毫歐及3.50伏至3.60伏的正常範圍內。 此後，使電池模組A及電池模組B中的每一者在Z軸方向（上下方向）上經受了振動測試。振動時間為3小時，且振動測試在7赫茲至200赫茲下進行了12個循環。 在Z軸方向上的振動測試完成後，量測了電池模組A及電池模組B的14個組的交流內阻（AC-IR）。所量測的交流內阻值分別示出於圖16的表及圖17的表中。作為測試的結果，量測到實施例1的電池模組A及實施例2的電池模組B的所有14個組處於4.8毫歐至5.8毫歐及3.50伏至3.60伏的正常範圍內。
＜文本實例2：Y軸方向振動測試＞ 在執行文本實例1之後，使實施例1及實施例2的電池模組中的每一者在Y軸方向（左右方向）上經受了振動測試。振動時間為3小時，且振動測試在7赫茲至200赫茲下進行了12個循環。 在Y軸方向上的振動測試完成後，量測了電池模組的14個組的交流內阻（AC-IR）。所量測的值分別示出於圖16的表及圖17的表中。量測到實施例1的電池模組A及實施例2的電池模組B的所有14個組處於4.8毫歐至5.8毫歐及3.50伏至3.60伏的正常範圍內。
＜文本實例3：X軸方向振動測試＞ 在執行文本實例2之後，使實施例1及實施例2的電池模組中的每一者在X軸方向（左右方向）上經受了振動測試。振動時間為3小時，且振動測試在7赫茲至200赫茲下進行了12個循環。 在完成X軸方向的振動測試後，量測了電池模組的14個組的交流內阻（AC-IR）。所量測的值分別示出於圖16的表及圖17的表中。量測到實施例1及實施例2的電池模組的所有14個組處於4.8毫歐至5.8毫歐及3.50伏至3.60伏的正常範圍內。
綜上所述，作為文本實例1至文本實例3的結果，根據本揭露實施例的電池模組可藉由使用具有暴露孔的絕緣片材以使具有弱機械剛度的匯流排的一部分經由所述暴露孔被暴露出之後應用黏著劑來增強匯流排的機械剛性，因此即使在各種方向（例如Z軸、X軸及Y軸方向）的振動環境中亦可防止具有弱機械剛度的匯流排的所述部分被損壞。因此，即使在外部衝擊或頻繁振動的環境中，本揭露的電池模組亦可顯著減少事故（例如匯流排損壞或電性連接斷開）的發生，藉此大大提高電池模組的耐用性。
同時，儘管說明書中使用指示方向的用語（例如上、下、左、右、前、後方向），但對於熟習此項技術者而言顯而易見，該些用語僅表示相對位置以便於闡釋，且可基於觀察者或物體的位置而變化。
已詳細地闡述了本揭露。然而應理解，此詳細說明及具體實例在指示本揭露的較佳實施例的同時僅以例示方式給出，熟習此項技術者根據此詳細說明將明瞭處於本揭露範圍內的各種改變及潤飾。
100:圓柱形電池胞元 110:電極總成 111:電極端子 111a:正電極端子 111b:負電極端子 112:電池罐 113:頂蓋總成 114:正電極凸片 115:負電極凸片 200:電池模組 210:模組殼體 211:外壁 212h:容置部 217:第一殼體 219:第二殼體 220:匯流排 220a:金屬板/第一金屬板 220b:金屬板/第二金屬板 222:本體部 223:外部端子 224:連接部 226:熔絲單元 230、230A、230B、230C:絕緣片材 232:暴露孔 234:應用孔 236、236B:引導部 236b:彎曲結構 238:漏斗部 240:黏著劑 240b、240c:部分 300:電池組 310:電池組外殼 312:頂部蓋體 314:中間外殼 313:底部支撐件 380:電池管理系統（BMS） A、B:部分 B1:結構 C-C’:線 C1:頂帽 C2:氣體排放單元 C3:墊圈 C4:電流中斷裝置 F、Y:方向 H1:中空結構 K1:連接孔 P1:止擋件 X、Y、Z:軸
附圖例示本揭露的較佳實施例且與前述揭露內容一起用於提供對本揭露的技術特徵的進一步理解，且因此本揭露不應被解釋為僅限於圖式。
圖1是示意性示出根據本揭露實施例的電池組的立體圖。
圖2是示意性示出根據本揭露實施例的電池組的電池模組的組件的分解立體圖。
圖3是示意性示出根據本揭露實施例的圓柱形電池胞元的剖視圖。
圖4是示意性示出根據本揭露實施例的電池模組的正視圖。
圖5是示意性示出根據本揭露實施例的電池模組的僅一些組件的正視圖。
圖6是示意性示出根據本揭露實施例的電池模組的後視圖。
圖7是示意性示出根據本揭露實施例的電池模組的僅一些組件的後視圖。
圖8是示出圖7的部分A的局部放大視圖。
圖9是示出圖7的部分B的局部放大視圖。
圖10是示意性示出圖6的電池模組沿線C-C’截取的局部剖視圖。
圖11是示意性示出根據本揭露另一實施例的電池模組在所述電池模組的前後方向上被剖切的局部剖視圖。
圖12是示意性示出根據本揭露又一實施例的電池模組在所述電池模組的前後方向上被剖切的局部剖視圖。
圖13是示意性示出根據本揭露又一實施例的電池模組在所述電池模組的前後方向上被剖切的局部剖視圖。
圖14及圖15是示出根據本揭露的實施例1的電池模組的前表面及後表面的照片。
圖16是示出在本揭露的文本實例1至文本實例3中量測的實施例1的電池模組A的交流內阻（AC internal resistance，AC-IR）的表。
圖17是示出在本揭露的文本實例1至文本實例3中量測的實施例1的電池模組B的交流內阻（AC-IR）的表。
300:電池組
310:電池組外殼
312:頂部蓋體
314:中間外殼
316:底部支撐件
F:方向

Claims (10)

  1. 一種電池模組，包括： 多個圓柱形電池胞元，分別具有電極端子； 模組殼體，具有用於容置所述多個圓柱形電池胞元的容置部； 匯流排，包括本體部及連接部，所述本體部具有導電性且被配置成板形狀，所述連接部被配置成接觸所述電極端子以將所述多個圓柱形電池胞元電性連接至彼此； 絕緣片材，具有電絕緣性且被定位成覆蓋所述匯流排的外側，所述絕緣片材具有暴露孔，所述匯流排的至少一部分經由所述暴露孔暴露至外部；以及 黏著劑，具有電絕緣性且被應用至所述匯流排的經由所述絕緣片材的所述暴露孔暴露至外部的所述至少一部分。
  2. 如請求項1所述的電池模組， 其中所述匯流排包括熔絲單元，所述熔絲單元被配置成將所述連接部與所述本體部連接至彼此，所述熔絲單元被配置成當高於預定位準的電流自所述圓柱形電池胞元流動時被斷開，且 所述絕緣片材的所述暴露孔被定位成將所述熔絲單元暴露至外部。
  3. 如請求項2所述的電池模組， 其中所述圓柱形電池胞元包括分別形成於所述圓柱形電池胞元的一端及另一端處的負電極端子及正電極端子，所述圓柱形電池胞元具有氣體排放單元，所述氣體排放單元被配置成當內部壓力升高至高於預定位準時藉由打開所述正電極端子及所述負電極端子中的任一者而排出內部氣體，且 所述匯流排的所述熔絲單元被形成為僅連接至與被所述氣體排放單元打開的所述正電極端子或所述負電極端子連接的所述連接部。
  4. 如請求項1所述的電池模組， 其中所述絕緣片材具有應用孔，所述黏著劑經由所述應用孔進行添加以將所述匯流排的所述本體部的一部分結合至所述模組殼體。
  5. 如請求項1所述的電池模組， 其中所述黏著劑的一部分以夾置於所述絕緣片材與所述匯流排的所述本體部之間的形式固化。
  6. 如請求項1所述的電池模組， 其中所述絕緣片材具有引導部，所述引導部自所述暴露孔向內突出以防止被添加至所述暴露孔的所述黏著劑在所述暴露孔周圍出現損失。
  7. 如請求項6所述的電池模組， 其中所述引導部具有藉由使所述引導部的一部分彎曲而形成的彎曲結構，以覆蓋所述圓柱形電池胞元的外側。
  8. 如請求項1所述的電池模組， 其中所述絕緣片材具有漏斗部，所述漏斗部自所述暴露孔向外突出以防止被添加至所述暴露孔的所述黏著劑在所述暴露孔周圍出現損失。
  9. 一種電池組，包括至少一個如請求項1至8中任一項所述的電池模組。
  10. 一種車輛，包括至少一個如請求項9所述的電池組。
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