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CN114556684A - 电池模块 - Google Patents

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CN114556684A
CN114556684A CN202080072077.3A CN202080072077A CN114556684A CN 114556684 A CN114556684 A CN 114556684A CN 202080072077 A CN202080072077 A CN 202080072077A CN 114556684 A CN114556684 A CN 114556684A
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崔钟华
成准烨
朴明基
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LG Energy Solution Ltd
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Abstract

根据本发明的一个实施方式的电池模块包括：电池单元组件，该电池单元组件包括一个或更多个电池单元；电池块，该电池块包括连接到电池单元组件以电连接电池单元和外部装置的一对端子汇流条；以及模块框架，该模块框架用于容纳电池块。模块框架内包括两个或更多个电池块。所述两个或更多个电池块在模块框架内彼此不电连接。

Description

电池模块
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年10月18日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0129949号的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
本公开涉及一种电池模块，并且更具体地，涉及一种端子之间的电压不高并因此在处理性能方面得到增强的电池模块。
背景技术
由于二次电池易于应用于各种产品组，并且具有诸如高能量密度的电气特性，所以它们不仅广泛应用于便携式装置，并且还广泛应用于由电力驱动源驱动的电动车辆或混合动力车辆、能量储存系统等。因为具有显着减少化石燃料使用的主要优势，并且完全不生成能源使用的副产品，所以这种二次电池作为用于提高能源效率的新的环境友好型能源而受到关注。
应用于电动车辆等的电池组具有其中包括多个单元电池的多个电池组件串联连接以获得高输出的结构。单元电池可以通过包括正极集流体、负极集流体、隔膜、活性材料、电解液等的组件之间的电化学反应反复充电和放电。
此外，随着近年来对包括用作能量储存源的大容量结构的需求增加，对其中聚合了多个电池模块的具有多模块结构的电池组的需求不断增长，每个电池模块具有多个串联和/或并联连接的二次电池。
当多个电池单元串联/并联连接以配置电池组时，配置由至少一个电池单元组成的电池模块然后向至少一个电池模块添加其它组件以配置电池组的方法是常见的。包括在电池组中的电池模块的数量或包括在电池模块中的电池单元的数量可以根据所需的输出电压或充电/放电容量进行不同的设置。
特别地，近年来，随着对大容量/大面积结构的需求增加，电池模块本身的电池的数量不断增加，模块电压也随之增加。但是，随着电极模块的电压更高，在生产、处理和运输过程中需要确保更高的安全性，甚至在生产线上也需要提高检测设备的规格，从而导致生产成本增加的问题。
发明内容
技术问题
本公开被设计来解决上述问题，并且本公开的一个目的是提供一种即使包括在一个电池模块中的电池单元的数量增加，端子电压也不高的电池模块，因此能够确保生产、处理、运输期间的安全性，并且还可以降低生产线上的检测设备规格，从而减少生产成本。
然而，本公开的实施方式要解决的问题不限于上述问题，并且可以在包括在本公开中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方式，提供一种电池模块，一种电池模块，所述电池模块包括：电池块，所述电池块包括电池单元组件和一对端子汇流条，所述电池单元组件包括一个或更多个电池单元，所述一对端子汇流条连接到所述电池单元组件以将所述电池单元电连接到外部装置；以及模块框架，所述模块框架用于容纳所述电池块，其中，在所述模块框架中包括两个或更多个电池块，并且所述两个或更多个电池块在所述模块框架内彼此不电连接。
所述一对端子汇流条可以包括一个正极端子汇流条和一个负极端子汇流条。
所述电池模块可以包括两对或更多对端子汇流条。
所述一对端子汇流条可以暴露到所述模块框架的一个端部，各端子汇流条连接到所述两个或更多个电池块。
所述电池模块还可以包括端板，所述端板联接到所述模块框架的一个端部并且包括用于暴露所述端子汇流条的四个或更多个开口。
所述电池块中的每一个电池块可以包括包裹所述电池单元组件的侧表面的保护膜。
所述电池模块还可以包括汇流条框架，所述汇流条框架覆盖所述电池单元组件的上部和所述电池单元组件的侧表面，并且所述端子汇流条固定到所述汇流条框架，并且所述汇流条框架可以设置成由所述两个或更多个电池块共用。
包括在所述两个或更多个电池块中的四个或更多个端子汇流条被固定到所述汇流条框架。
根据本公开的另一实施方式，可以提供一种电池组，该电池组包括至少一个电池模块和用于封装所属至少一个电池模块的电池组壳体。
根据本公开的又一实施方式，可以提供一种包括至少一个电池组的装置。
有益效果
根据本公开的实施方式，可以提供一种即使包括在一个电池模块中的电池单元的数量增加，端子电压也不高的电池模块，因此能够确保生产、处理、运输期间的安全性，并且还可以降低生产线上的检测设备规格，从而减少生产成本。
附图说明
图1是示出根据本公开的实施方式的电池模块的内部和外部的图；
图2是示出根据本公开的实施方式的电池模块的外观的图；
图3是示意性示出根据本公开的实施方式的电池模块的图；
图4是示出根据本公开的另一实施方式的电池模块的图；以及
图5是示出根据本公开的又一实施方式的电池模块的图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开的各个实施方式，以使得本领域技术人员能够容易地实施它们。本公开的实施方式可以以各种不同的方式修改，并且不限于本文所阐述的实施方式。
为清楚起见，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，一些层和区域的厚度被夸大了。
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，它可以直接位于其它元件上，也可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接在”另一元件上时，这意指不存在其它中间元件。此外，词语“上”或“上方”意指设置在参考部分之上或之下，并不一定意指朝向重力相反方向设置在参考部分的上端。
此外，在整个说明书中，当部分被称为“包括”特定组件时，除非另有说明，否则在不排除其它组件的情况下，意指还可以包括其它组件。
图1是示出根据本公开的实施方式的电池模块的内部和外部的图，图2是示出根据本公开的实施方式的电池模块的外观的图，并且图3是示意性示出根据本公开的实施方式的电池模块的图。
参照图1至图3，根据本实施方式的电池模块100包括电池单元组件110和模块框架120，电池单元组件110中多个电池单元112并排对齐并且彼此相邻堆叠，模块框架120容纳电池单元组件并且形成电池模块100的外观。此时，用于将电池单元112电连接到外部装置的一对端子汇流条51连接到电池单元组件110，并且电池单元组件110和一对端子汇流条51构成一个电池块200。根据该实施方式的电池模块100包括容纳在一个模块框架120中的多个电池块200，其中多个电池块200在电池模块100中彼此不电连接。
电池单元组件110是包括多个电池单元112的二次电池的组件。电池单元组件110可以包括多个电池单元112，并且每个电池单元包括电极引线114。电池单元112可以是具有板形形状的袋型电池单元，但不限于此。电极引线114是正极引线或负极引线，并且每个电池单元112的电极引线114的端部可以在一个方向上弯曲，从而可以与另一个相邻的电池单元112的电极引线的端部接触。彼此接触的两个电极引线114可以通过焊接等彼此固定，从而可以在电池单元组件110中的电池单元112之间进行电连接。
多个电池单元112垂直堆叠，从而使得电极引线114在一个方向上对齐以形成电池单元组件110。在一个方向上对齐的电极引线114电连接到端子汇流条51，该端子汇流条51固定到与电池单元组件110联接的汇流条框架50。端子汇流条51可以朝向汇流条框架50的外部固定，并且电池单元组件110的电极引线114可以穿过形成在汇流条框架50中的狭缝以电连接到端子汇流条51。这里，汇流条框架50由绝缘材料(例如，非导电合成树脂)形成，并且端子汇流条51可以由导电金属材料形成。
此外，电池模块100包括柔性印刷电路板(FPCB)40，该柔性印刷电路板(FPCB)40在电池单元组件110的上部处沿着电池单元组件110的纵向方向延伸地安装并且被配置为感测电池单元112。另外，电池模块100可以包括各种电子组件。例如，它可以包括ICB(内部电路板)和BMS(电池管理系统)。诸如ICB和BMS板的电子组件可以电连接到多个电池单元112。
电池单元组件110和与其电连接的端子汇流条51形成一个电池块200。一个电池块200包括一对端子汇流条51，并且所述一对端子汇流条51分别包括正极端子汇流条和负极端子汇流条。
用于容纳电池块200的模块框架120可以是具有如图1所示的矩形管形状的整体式框架等。另选地，它可以是上板联接到U形下框架的形状，但没有特别限制。
在本公开的一个实施方式中，多个电池块200被设置并且包括在一个模块框架120中以形成电池模块100。因此，电池模块100包括需要与电池块200的数量相对应的端子汇流条51。例如，当两个电池块200被容纳在如图1至图3所示的模块框架120中时，包括两对端子汇流条51。
此时，包括在每个电池块200中的端子汇流条51与包括在其它电池块200中的端子汇流条51彼此不连接，而是可以仅在电池块200中进行电连接。由于这样的配置，即使包括在一个电池模块100中的电池单元112的数量增加并且电池模块100的总容量增加，端子电压也不会同时增大，从而可以确保电池模块100在生产、处理和运输过程中的安全。由于端子电压没有增大，所以生产线上的检测设备规格也可以降低，从而减少生产成本。
图1和图2例示了包括两个电池块200，但本公开不限于此。如图3所示，可以包括两个以上的电池块200，没有特别限制。特别地，即使设置两个以上的电池块200，端子电压也不会增加。因此，电池模块100的容量可以增大而不受生产、处理和运输过程中的安全性问题以及检测设备规格的限制。
此外，根据本公开的实施方式的电池模块100包括联接到模块框架120的一个端部的端板300。在这种情况下，端板300包括至少能够将包括在每个电池块200中的端子汇流条51暴露到外部的四个开口301。例如，当模块框架120中包括两个电池块200时，总共形成四个端子汇流条51，并且因此，可以形成用于将它们中的每一个暴露到外部的四个开口301。
这样，电池单元堆叠体110和端子汇流条51中的每一个独立地设置在一个电池模块100中，并且彼此不电连接的两个或更多个电池块200被包括在电池模块100中，从而即使在增加电池模块100的容量的同时，也可以降低端子电压，从而确保安全性并减少生产成本。
图4是示出根据本公开的另一实施方式的电池模块的图。
在本公开的另一实施方式中，还可以包括包裹包括在每个电池块200中的电池单元堆叠体110的侧表面的保护膜210。保护膜210可以由树脂材料形成。通过提供保护膜210，可以防止在将电池块200容纳在模块框架120等中的过程中损坏电池单元堆叠体110。另外，各个电池单元112可以更稳定地维持在电池单元堆叠体110内。
图5是示出根据本公开的又一实施方式的电池模块的图。
在本公开的又一实施方式中，为两个或更多个电池块200共同设置一个汇流条框架50。例如，如图5所示，可以为两个电池块200设置一个汇流条框架50。这被构造为使得一个汇流条框架50覆盖设置在两个电池块200中的两个电池单元堆叠体110的上表面和侧表面。根据这种配置，连接到电池单元堆叠体110中的每一个的总共四个端子汇流条51可以被固定到覆盖电池单元堆叠体110的一个汇流条框架50的侧盖上。由此，即使设置了多个电池单元堆叠体110，多个电池单元堆叠体110也连接到一个汇流条框架50，并且因此还可以简化组装过程。
此外，根据本公开的实施方式的一个或更多个电池模块100可以被封装在电池组壳体中以形成电池组。此时，形成在包括在电池模块100中的多个电池块200中的各个端子汇流条51可以在封装和组装电池组的过程中彼此电连接。也就是说，电池块200之间的电连接可以在电池模块100的外部进行。
上述电池模块和包括其的电池组可以应用于各种装置。这种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的车辆装置，但本公开不限于此，可以适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。
尽管已经参考优选的实施方式示出和描述了本发明，本公开的范围不限于此，本领域技术人员可以设计出许多其它修改和实施方式，这些修改和实施方式将落入所附权利要求中描述的本发明的原理的精神和范围内。
参考标记的描述
100：电池模块
200：电池块
51：端子汇流条
112：电池单元
110：电池单元堆叠体
300：端板
120：模块框架

Claims (10)

1.一种电池模块，所述电池模块包括：
电池块，所述电池块包括电池单元组件和一对端子汇流条，所述电池单元组件包括一个或更多个电池单元，所述一对端子汇流条连接到所述电池单元组件以将所述电池单元电连接到外部装置；以及
模块框架，所述模块框架用于容纳所述电池块，
其中，在所述模块框架中包括两个或更多个电池块，并且
所述两个或更多个电池块在所述模块框架内彼此不电连接。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述一对端子汇流条包括一个正极端子汇流条和一个负极端子汇流条。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述电池模块包括两对或更多对端子汇流条。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述一对端子汇流条暴露到所述模块框架的一个端部，各端子汇流条连接到所述两个或更多个电池块。
5.根据权利要求4所述的电池模块，
所述电池模块还包括端板，所述端板联接到所述模块框架的一个端部并且包括用于暴露所述端子汇流条的四个或更多个开口。
6.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述电池块中的每一个电池块包括包裹所述电池单元组件的侧表面的保护膜。
7.根据权利要求1所述的电池模块，
所述电池模块还包括汇流条框架，所述汇流条框架覆盖所述电池单元组件的上部和所述电池单元组件的侧表面，并且所述端子汇流条固定到所述汇流条框架，并且
所述汇流条框架设置成由所述两个或更多个电池块共用。
8.根据权利要求7所述的电池模块，其中，
包括在所述两个或更多个电池块中的四个或更多个端子汇流条被固定到所述汇流条框架。
9.一种电池组，所述电池组包括：
至少一个电池模块，所述至少一个电池模块是根据权利要求1至8中的任一项所述的电池模块；以及
电池组壳体，所述电池组壳体用于封装所述至少一个电池模块。
10.一种包括至少一个根据权利要求9所述的电池组的装置。
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