电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆

技术领域

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。

本申请要求于2021年2月8日在韩国提交的韩国专利申请第10-2021-0017766号的优先权，其公开内容通过引用并入本文中。

背景技术

根据产品类型和例如高能量密度的电特性，二次电池具有高适用性。因此，二次电池通常不仅应用于移动设备，还应用于由电源驱动的电动汽车(EV)或混合动力汽车(HEV)。由于二次电池可以在根本上减少化石燃料的使用，并且不产生任何随着能源消耗产生的副产物，因此二次电池作为新的替代能源受到关注，以提高生态友好性和能源效率。

目前广泛使用的二次电池的类型包括锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池和镍锌电池。单个二次电池单体(即，单个电池单体)的工作电压的范围为约2.5V至约4.5V。因此，当需要较高的输出电压时，可以通过串联连接多个电池单体来配置电池组。此外，可以通过根据电池组所需的充电/放电容量并联连接多个电池单体来配置电池组。因此，可以根据所需的输出电压或充电/放电容量来以各种方式设置电池组中包括的电池单体的数量。

当通过串联/并联连接多个电池单体来配置电池组时，一般采用先配置包括至少一个电池单体的电池模块，然后通过使用至少一个电池模块并且添加其他元件来配置电池组或电池架的方法。

传统的电池模块包括多个电池单体和其中容纳有多个电池单体的模块外壳。传统的模块外壳通常由金属材料形成，并设置为前框架、后框架、上框架、下框架和侧框架的组件。

因此，由于传统的模块外壳设置为多个金属框架的组件，从而电池模块的重量增加、结构复杂化，并且组装工艺也复杂化。由于模块外壳导致的重量的增加引起电池模块的单位重量的能量密度降低。

因此，需要提供一种具有更薄和更简单的结构并且能够增加单位重量的能量密度的电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆。

发明内容

技术问题

本公开致力于解决现有技术的问题，因此本公的一个目的是提供一种增加了单位重量的能量密度的电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆。

本公开的另一个目的是提供一种具有更薄和更简单的结构的电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆。

技术方案

在本公开的一个方面中，提供了一种电池模块，包括：多个电池单体组件，多个电池单体组件中的每一个包括至少一个电池单体；以及模块框架，沿所述多个电池单体组件的纵向形成，并且在所述模块框架中容纳沿所述纵向排成一行的所述多个电池单体组件。

所述多个电池单体组件可以包括：第一电池单体组件，包括所述至少一个电池单体；以及第二电池单体组件，包括所述至少一个电池单体，其中，所述第一电池单体组件和所述第二电池单体组件可滑动地插入所述模块框架并安装在所述模块框架中。

所述第一电池单体组件可以可滑动地插入所述模块框架的一侧，并且所述第二电池单体组件可以可滑动地插入所述模块框架的另一侧。

所述电池模块可以包括：前盖，覆盖所述模块框架的一侧；以及后盖，与所述前盖相对，并且覆盖所述模块框架的另一侧。

所述前盖可以包括：前端板，所述前端板的尺寸足以覆盖所述模块框架的一侧；前密封板，位于所述前端板的后面并且面对所述电池单体组件；以及前密封剂，涂布于所述前密封板的边缘。

所述后盖可以包括：后端板，所述后端板的尺寸足以覆盖所述模块框架的另一侧；后密封板，位于所述后端板的前面并且面对所述电池单体组件；以及后密封剂，涂布于所述后密封板的边缘。

所述模块框架可以包括用于冷却所述多个电池单体组件的至少一个冷却通道。

所述至少一个冷却通道可以沿所述模块框架的纵向形成，并且所述至少一个冷却通道设置在所述模块框架的下部的内侧。

在本公开的另一个方面中，还提供了一种电池组，所述电池组包括根据上述实施例的多个电池模块，其中，所述多个电池模块在所述模块框架的宽度方向上平行布置，并且通过在所述宽度方向上彼此面对的模块框架之间的螺栓连接而彼此连接。

在本公开的另一个方面中，还提供了一种车辆，包括根据上述实施例的至少一个电池组。

有益效果

根据上述各个实施例，可以提供一种增加了单位重量的能量密度的电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆。

此外，根据上述各个实施例，可以提供一种具有更薄和更简单的结构的电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆。

附图说明

附图示出了本公开的优选实施例，并且附图与前述公开内容一起用于提供对本公开的技术方案的进一步理解，因此，本公开不被解释为限于附图。

图1是用于说明根据本公开的实施例的电池模块的视图。

图2是示出图1的电池模块的分解透视图。

图3是示出图2的电池模块的第一电池单体组件的透视图。

图4是示出图2的电池模块的底部透视图。

图5是示出图1的电池模块的横截面图。

图6是用于说明图1的电池模块的模块框架与第一电池单体组件和第二电池单体组件之间的装配过程的视图。

图7是用于说明根据本公开的实施例的电池组的视图。

图8是示出图7的电池组的平面图。

图9是示出图7的电池组的横截面图。

具体实施方式

现在将参考附图更充分地描述本公开，在附图中示出了本公开的示例性实施例。提供这些实施例以使本公开被更好地理解和完整，并将本公开的概念完全传达给本领域普通技术人员，并且本公开可以以多种不同的形式实施，而不应被解释为限于本文阐述的实施例。此外，为了帮助理解本公开，附图没有按比例绘制，而是某些部件的尺寸可能被夸大。

图1是用于说明根据本公开的实施例的电池模块的视图。图2是示出图1的电池模块的分解透视图。

参照图1和图2，电池模块10可以包括多个电池单体组件100、200和模块框架300。

多个电池单体组件100、200中的每一个可以包括至少一个电池单体110、210。多个电池单体组件100、200可以包括第一电池单体组件100和第二电池单体组件200。

第一电池单体组件100可以包括电池单体110、汇流条框架130和顶板150。

图3是示出图2的电池模块的第一电池单体组件的透视图。

与图1和图2一起参照图3，作为二次电池的电池单体110可以被配置为软包型二次电池、方形二次电池或圆柱形二次电池。将假设电池单体110是软包型二次电池来描述本实施例。

可以设置有至少一个或多个电池单体110。将假设设置有多个电池单体110来描述本实施例。多个电池单体110可以堆叠并且彼此电连接。

汇流条框架130可以覆盖电池单体110的至少一侧，并且可以与电池单体110的电极引线115电连接。

顶板150可以覆盖电池单体110的上侧。顶板150可以由塑料材料形成，以使电池单体110绝缘。

返回参照图2，第二电池单体组件200可以包括电池单体210、汇流条框架230和顶板250。

与电池单体110类似地，作为二次电池的电池单体210可以被设置为软包型二次电池。可以设置有至少一个或多个电池单体210。将假设设置有多个电池单体210来描述本实施例。

汇流条框架230可以覆盖电池单体210的至少一侧，并且可以与电池单体210的电极引线(未示出)电连接。

顶板250可以覆盖电池单体210的上侧。顶板250可以由塑料材料形成，以使电池单体210绝缘。

图4是示出图2的电池模块的底部透视图。图5是示出图1的电池模块的横截面图。

与图1至图3一起参照图4和图5，模块框架300可形成为在多个电池单体组件100、200的纵向上具有一定长度，并可在其中一体地容纳在纵向上排成一行的多个电池单体组件100、200。

详细地，第一电池单体组件100和第二电池单体组件200可以可滑动地插入模块框架300并安装在模块框架300中。更详细地，第一电池单体组件100可以可滑动地插入模块框架300的一侧并安装在模块框架300的一侧，第二电池单体组件200可以可滑动地插入模块框架300的另一侧并安装在模块框架300的另一侧。

模块框架300可包括冷却通道310、侧凸缘330、热粘合剂注入孔350、连接器构件连接部370和下加强部390。

可以设置有至少一个或多个冷却通道310，以冷却多个电池单体组件100、200。将假设设置有多个冷却通道310来描述本实施例。

多个冷却通道310可以沿模块框架300的纵向形成，并且多个冷却通道310可以设置在模块框架300的下部的内侧。多个冷却通道310可以彼此间隔开一定距离。

多个冷却通道310可以连通地连接到下文将要描述的前冷却歧管470和后冷却歧管570，并且用于冷却电池单体组件100、200的冷却剂可以在冷却通道310中循环。

因此，由于在本实施例中冷却通道310一体地设置在模块框架300中，从而即使没有另外安装例如单独的散热器的构件，也可以实现电池单体110、210的冷却结构。

因此，在本实施例中，由于省略了例如散热器的附加构件，从而可以提供具有更薄和更简单的结构的电池模块10，并且可以显著增加单位重量的能量密度。

侧凸缘330可以设置在模块框架300的两个侧表面上。侧凸缘330可以包括用于彼此面对的模块框架300之间的螺栓连接的至少一个或多个螺栓构件B。

可以设置多个热粘合剂注入孔350，并且多个热粘合剂注入孔350可以形成在模块框架300的底表面中。可以通过热粘合剂注入孔350将例如热树脂的导热粘合剂填充在模块框架300中。可以通过导热粘合剂进一步提高电池模块10的冷却性能。

连接器构件连接部370可以设置在模块框架300的顶表面上。连接器构件连接部370可以与下文将要描述的连接器构件50连接，并以可以引导电池模块10与电源(例如，外部电源)之间的连接。

下加强部390可以设置在冷却通道310的下方。下加强部390可以设置为网格形状的肋结构，并且可以加强模块框架300的结构刚度。下加强部390还可以使传递到第一电池单体组件100和第二电池单体组件200的外部冲击等最小化。

电池模块10可以包括前盖400和后盖500。

前盖400可以覆盖模块框架300的一侧。详细地，在模块框架300的纵向上，前盖400可以覆盖模块框300的前侧。

前盖400可以包括前端板410、前密封板430、前密封剂450和前冷却歧管470。

前端板410可以覆盖模块框架300的一侧。为此，前端板410可以具有足以覆盖模块框架300的一侧的尺寸。详细地，前端板410可以具有足以覆盖模块框架300的前侧的尺寸。前端板410可以通过焊接粘附到模块框架300。

前端板410可以包括连接孔415。

可以设置有多个连接孔415。多个连接孔415可以将下文描述的前冷却歧管470连通地连接到多个冷却通道310。

前密封板430可以位于前端板410的后面，并面对电池单体组件100。详细地，前密封板420可以位于前端板410与第一电池单体组件100的汇流条框架130之间，以密封第一电池单体组件100。

前密封剂450可以涂布于前密封板430的边缘，以更气密地密封电池单体组件100。前密封剂450可以设置为粘合剂构件。然而，本公开不限于此，前密封剂450可以设置为用于密封的具有矩形环形状的构件。

前冷却歧管470可以安装在前端板410的下侧，并且可以可连通地连接到连接孔415。前冷却歧管407可以与外部冷却装置连接，使得冷却剂在冷却通道310中循环。

后盖500可以覆盖模块框架300的另一侧。详细地，在模块框架300的纵向上，后盖500可以覆盖模块框架300的后侧。

后盖500可以包括后端板510、后密封板530、后密封剂550和后冷却歧管570。

后端板510可以覆盖模块框架300的另一侧。为此，后端板510可以具有足以覆盖模块框架300的另一侧的尺寸。详细地，后端板310可以具有足以覆盖模块框架300的后侧的尺寸。后端板510可以通过焊接粘附到模块框架300。

后端板510可以包括连接孔515。

可以设置有多个连接孔515。多个连接孔515可以将下文将要描述的后冷却歧管570连通地连接到多个冷却通道310。

后密封板530可以位于后端板510的前面，并面对电池单体组件200。详细地，后密封板520可以位于第二电池单体组件的后端板510与汇流条框架230之间，以密封第二电池单体组件200。

后密封剂550可以涂布于后密封板530的边缘，以更气密地密封电池单体组件200。后密封剂550可以设置为粘合剂构件。本公开不限于此，后密封剂550可以设置为用于密封的具有矩形环形状的构件。

后冷却歧管570可以安装在后端板510的下侧，并且可以可连通地连接到连接孔515。后冷却歧管570可以与外部冷却装置等连接，使得冷却剂在冷却通道310中循环。

图6是用于说明图1的电池模块的模块框架与第一电池单体组件和第二电池单体组件之间的装配过程的视图。

参照图6，在电池模块10中，第一电池单体组件100和第二电池单体组件200可以可滑动地插入模块框架300的一侧和另一侧(具体地，插入模块框架300的前侧和后侧)并且安装在模块框架300的一侧和另一侧，并且可以排成一行容纳在模块框架300中。

因此，在根据本实施例的电池模块10的模块框架300中，电池单体组件100、200可以沿模块框架300的两个方向插入。也就是说，在根据本实施例的电池模块10中，多个电池单体组件200、100可以一体地容纳在单个模块框架300内。

因此，由于可以更简化容纳有电池单体组件100、200的模块框架300的结构，从而根据本实施例的电池模块10可以具有更薄和更简单的结构。

因此，根据本实施例的电池模块10可以显著增加单位重量的能量密度。此外，由于电池单体组件100、200可以沿两个方向可滑动地插入单个模块框架300并且安装在单个模块框架300中，从而可以简化根据本实施例的电池模块10的装配过程，并且还可以显著降低制造成本。

图7是用于说明根据本公开的实施例的电池组的视图。图8是示出图7的电池组的平面图。图9是示出图7的电池组的横截面图。

参照图7至图9，电池组1可以包括多个电池模块10和连接器构件50。

多个电池模块10可以被堆叠并且彼此电连接。多个电池模块10可以在模块框架300的宽度方向上平行布置，并且通过在宽度方向上彼此面对的模块框架300之间的螺栓连接而彼此连接。详细地，多个电池模块10可以通过模块框架300的彼此面对的侧凸缘330处的螺栓构件B彼此螺栓连接和固定。

此外，通过螺栓构件B彼此螺栓连接的侧凸缘330可以用作缓冲对电池组1的外部冲击等的横梁。

用于电连接多个电池模块10的连接器构件50可以与多个电池模块10的上侧的多个电池模块10电连接。连接器构件50可以与外部电源等电连接。

在根据本实施例的电池组1中，由于多个电池模块10在模块框架300的彼此面对的侧凸缘330处通过螺栓构件B彼此螺栓连接和固定，从而可以不需要用于连接电池模块10的单独板或框架的另外的构件。

因此，根据本实施例的电池组1可以具有更薄和更简单的结构。因此，根据本实施例的电池组1可以通过这种薄的结构显著增加单位重量的能量密度。

可以在车辆中设置和安装至少一个或多个电池组1。车辆可以是使用电池组1作为能源的电动车辆或混合动力车辆。

由于根据本实施例的车辆包括至少一个电池组1，因此可以在车辆中安装具有高能量密度和薄且简单的结构的电池组1。

因此，根据本实施例的车辆可以显著增加单位重量的能量密度，并且电池组1可以更方便地安装在车辆中。

根据各实施例，可以提供一种增加了单位重量的能量密度的电池模块10以及包括该电池模块10的电池组1和车辆。

此外，根据各个实施例，可以提供一种具有更薄和更简单的结构的电池模块10以及包括该电池模块10的电池组1和车辆。

尽管已经示出并且描述了本公开的优选实施例，然而本公开不限于上述特定实施例，本公开所属领域的普通技术人员可以在不脱离权利要求书限定的本公开主旨的情况下进行各种修改，并且这些修改不应脱离本公开的技术特征或前景单独理解。