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CN105322215B - 电池模块及包括该电池模块的电池组和车辆 - Google Patents

电池模块及包括该电池模块的电池组和车辆 Download PDF

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CN105322215B CN201510463543.1A CN201510463543A CN105322215B CN 105322215 B CN105322215 B CN 105322215B CN 201510463543 A CN201510463543 A CN 201510463543A CN 105322215 B CN105322215 B CN 105322215B
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Abstract

本发明公开了电池模块及包括该电池模块的电池组和车辆。通过移除或者减少用于联接套管的联接构件，该电池模块可以具有简单的结构、有利于实现小的并且轻的设计、具有优良的组装性能并且具有强的耐冲击或者振动的性能。该电池模块包括：多个袋型二次电池，其沿着横向方向布置以沿着竖直方向立起；多个套管，其被构造成在其内部空间中容纳袋型二次电池，套管沿着横向方向堆叠；和外罩，其设置于套管的前端和后端中的至少一个并且联接并固定到至少两个套管。

Description

电池模块及包括该电池模块的电池组和车辆
技术领域
本公开涉及一种包括至少一个二次电池的电池，并且更加具体地，涉及一种具有少量构件、简单的结构、小的体积和重量、优良的组装性能以及强的耐冲击或者振动性能的电池模块，以及包括该电池模块的电池组和车辆。
本申请要求在韩国知识产权局于2014年7月31日提交的韩国专利申请No.10-2014-0098590和于2014年12月4日提交的韩国专利申请No.10-2014-0173288的权益，该公开在此通过引用而整体并入。
背景技术
当前，镍-镉电池、镍-金属氢化物电池、镍-锌电池、锂二次电池等被用作商业二次电池。在它们之中，与镍基二次电池相比，锂二次电池具有很少的以至没有任何存储效应，并且因此由于它们的自由充电或者放电、低度自放电和高能量密度的优点，锂二次电池正在获得大量关注。
锂二次电池通常分别地使用氧化锂和碳质材料作为正电极活性材料和负电极活性材料。锂二次电池包括电极组件以及与电解质一起地密封并且容纳电极组件的外部即电池外壳，在电极组件中布置有分别地利用正电极活性材料和负电极活性材料涂覆的正电极板和负电极板，且分隔物被置于它们之间。
通常，根据外部形状，锂二次电池可以分类成其中电极组件包括在金属罐中的罐型二次电池和其中电极组件包括在铝层压片的袋中的袋型电池。
近来，二次电池广泛地不仅用于小型装置诸如蜂窝式电话而且还用于中型或者大型装置诸如车辆和蓄电器。当被用于中型或者大型装置时，很多的二次电池被电连接以增强容量和输出。特别地，在中型或者大型装置中，因为它们易于堆叠并且具有轻的重量，所以经常地使用袋型二次电池。
然而，袋型二次电池并不具有高的机械刚度并且不易维持它的堆叠状态，因为它通常利用由铝和聚合物的层压板制成的电池外壳封装。因此，当构造包括多个袋型二次电池的电池模块时，套管(cartridge)经常地用于针对外部冲击等保护二次电池、防止二次电池的波动并且促使更加易于堆叠二次电池。
套管通常具有带有中空中心的四角形板的形状，并且此时，它的四个侧部被构造成包围袋型二次电池的周边边缘。另外，多个套管可以堆叠以构造电池模块，并且二次电池可以位于在堆叠的套管之间形成的真空空间中。
然而，如果使用这种套管等构成电池模块，则要求用于固定套管的联接构件。换言之，当使用多个二次电池和多个套管构造电池模块时，应该提供用于将它们相互固定的联接构件诸如螺栓、带或者螺钉。另外，在此情形中，套管应该具有用于与联接构件联接的构造，例如孔等。另外，在现有电池模块的情形中，端板设置在其沿着套管堆叠方向的两个最外端处以确保足以紧固联接构件的刚度。
然而，这种现有电池模块要求很多的联接构件，这导致复杂的过程和结构并且还导致低劣的价格竞争力。另外，由于它的有限的空间或者过程，电池模块不可包括很多的联接构件，并且当在这种构造中振动或者冲击发生时，应力可以集中于联接构件，这可能引起联接构件或者联接于此的部分容易地受到损坏。另外，因为这种现有电池模块由于联接构件和有关构造而具有大的体积和重量，所以可能不易于设计具有小的尺寸和轻的重量的电池模块。
发明内容
技术问题
本公开设计用于解决相关技术的问题，并且因此本公开用于提供一种电池模块和一种包括该电池模块的电池组和车辆，通过移除或者减少当构造电池模块时用于联接套管的联接构件，该电池模块可以具有简单的结构、有利于实现小的和轻的设计、具有优良的组装性能并且具有强的耐冲击或者振动的性能。
本公开的这些和其它目的和优点可以根据以下详细说明得到理解并且将从本公开的示例性实施例变得更加完全地明显。而且，将容易地理解到本公开的目的和优点可以利用在所附权利要求及其组合中示出的方案实现。
技术方案
在本公开的一个方面，提供了一种电池模块，该电池模块包括：多个袋型二次电池，其沿着横向方向布置以沿着竖直方向立起；多个套管，其被构造成在其内部空间中容纳袋型二次电池，套管沿着横向方向堆叠；和外罩，其设置于套管的前端和后端中的至少一个并且联接并固定到至少两个套管。
这里，外罩可以包括：联接并且固定到套管的前端和后端中的至少一个的上部的上外罩；和联接并且固定到套管的前端和后端中的至少一个的下部的下外罩。
另外，上外罩和下外罩可以通过钩挂而彼此联接和固定。
另外，联接孔可以沿着竖直方向形成在上外罩和下外罩中，并且联接部件可以穿过这两个联接孔插入。
另外，外罩可以具有在联接到套管的内侧处形成以向内突出的联接突起，在该多个套管中的至少两个套管可以具有在外侧中形成以具有对应于联接突起的形状的联接凹槽，并且通过将联接突起插入联接凹槽中，外罩可以联接到套管。
另外，联接突起可以具有随着更加靠近套管而变得更厚的部分，联接凹槽可以具有随着更加靠近内侧而变得更厚的部分，并且联接突起可以沿着竖直方向以可滑动方式联接到联接凹槽中。
另外，在该多个套管中的至少两个套管中，联接凹槽可以分别地在套管的上端和下端这两端处沿着竖直方向形成至预定深度。
另外，该多个套管的至少一部分可以在其前端或者后端处具有联接凹槽。
另外，具有在其前端处形成的联接凹槽的套管和在其后端处具有联接凹槽的套管可以被交替地布置。
另外，外罩可以设置于套管的前端和后端这两端。
另外，袋型二次电池的电极引线可以设置于套管的前端和后端中的至少一个，并且外罩可以包括位于其内侧处以电接触电极引线的汇流条，和形成为在其外侧上突出并且电连接到汇流条的模块端子。
另外，外罩可以包括被构造成感测袋型二次电池的电压并且向外侧传输所感测的信息的连接器端子。
另外，袋型二次电池的至少一个部分可以利用粘结剂附着并且固定到套管。
另外，彼此相邻的两个袋型二次电池可以附着并且固定到单一套管。
另外，套管的至少一部分可以包括热传导聚合物，或者包括含有热传导填料和聚合物的热传导材料。
在本公开的另一个方面，还提供一种包括根据本公开的电池模块的电池组。
在本公开的另一个方面，还提供一种车辆，包括根据本公开的用于二次电池的电池模块。
有利的效果
在本公开的一个实施例中，能够简化电池模块的结构、减小体积和重量并且改善制造过程。
特别地，根据本公开的一个实施例，当通过堆叠多个套管构造电池模块时，可以不使用套管联接构件诸如螺栓或者螺钉，并且可以使用通常联接到该多个套管的外罩联接套管。
因此，根据本公开的以上构造，可以消除或者减少套管联接构件诸如螺栓或者螺钉。另外，套管可以不具有用于在其中插入这种螺栓或者螺钉的孔，并且也不需要将端板等设置于套管的沿着堆叠方向的两端。
因此，根据本公开的以上构造，电池模块可以具有并不复杂的结构、确保容易的组装并且减少制造时间和成本。另外，通过减小电池模块的体积，电池模块可以更加容易地具有更小的设计，并且通过减小电池模块的重量，电池模块还可以具有更轻的设计。
另外，根据本公开的以上构造，当在制造或者使用期间冲击或者振动施加到电池模块时，防止了应力集中于预定的联接构件，并且因此防止相应的联接构件或者联接于此的部分受到损坏是可能的。
另外，根据本公开的一个实施例，二次电池可以直接地附着并且固定到套管，并且彼此相邻的两个二次电池还可以附着并且固定到单一套管。
因此，根据本公开的一个实施例，可以在无任何套管联接构件的情况下，通过粘结剂更加改善在套管之间或者在二次电池和套管之间的联接作用力。
另外，根据本公开的一个实施例，因为套管包括热传导材料诸如热传导塑料或者橡胶，所以仅利用套管固定并且冷却二次电池是可能的。
因此，根据本公开的一个实施例，不要求单独地在二次电池之间设置冷却部件诸如冷却板。因此，可以消除或者减小由这种冷却部件占据的空间和用于固定这种冷却部件的任何构造，并且因此易于设计紧凑的电池模块。
此外，根据本公开的一个实施例，因为二次电池的至少一个部分利用直接接触而固定到套管，所以用于在套管和二次电池之间的热传递的距离是短的，并且在热传递路径中可以不存在空气，这可以进一步改善冷却性能。
附图说明
附图示意本公开的优选实施例并且与前面的公开一起地用于提供本公开的技术特征的进一步的理解，并且因此本公开不被视为限制于附图。
图1是概略地示出根据本公开一个实施例的电池模块的透视图。
图2是示出外罩从其分离的、图1的电池模块的透视图。
图3是示出从其排除了外罩并且二次电池和套管的堆叠构造被部分地分离的、图1的电池模块的透视图。
图4是从上方观察的、示出图1的电池模块的前端的视图。
图5是概略地示出根据本公开一个实施例的套管的透视图。
图6是概略地示出根据本公开另一个实施例的套管的透视图。
图7是沿着图1的线A1-A1'截取的截面视图。
图8是示出图7的部分E2的放大视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，应该理解在说明书和所附权利要求中使用的术语不应该视为限制于通常的和词典的含义，而是基于允许本发明人为了最好的解释适当地定义术语的原则，基于对应于本公开的技术方面的含义和概念予以解释。
因此，在这里提出的说明只是仅仅为了示意的优选实例，而非旨在限制本公开的范围，从而应该理解能够在不偏离本公开的范围的情况下对此实现其它等价形式和修改。
图1是概略地示出根据本公开一个实施例的电池模块的透视图。另外，图2是示出外罩从其分离的、图1的电池模块的透视图，并且图3是示出从其排除了外罩并且二次电池和套管的堆叠构造被部分地分离的、图1的电池模块的透视图。而且，图4是从上方观察的、示出图1的电池模块的前端的视图。
参考图1到4，根据本公开的电池模块包括二次电池100、套管200和外罩300。
多个二次电池100可以设置于单一电池模块。特别地，该多个二次电池的每一个可以是袋型二次电池。袋型二次电池100可以包括电极组件、电解质和袋外部。
这里，电极组件可以如此构造，使得在于其间置入分隔物的情况下布置至少一个正电极板和至少一个负电极板。更加详细地，电极组件可以分类成卷绕型电极组件和堆叠型电极组件，在卷绕型电池组件中，单一正电极板和单一负电极板与分隔物一起卷绕，在堆叠型电极组件中，在其间置入分隔物的情况下交替地堆叠多个正电极板和多个负电极板。
另外，袋外部可以被构造成具有外部绝缘层、金属层和内部粘结层。袋外部可以被构造成保护内部构件诸如电极组件和电解质并且包括金属膜例如铝膜，从而补充电极组件和电解质的电气和化学性质并且改善耐热性。另外，铝膜可以置入由绝缘材料制成的绝缘层之间从而确保与二次电池100的内部构件诸如电极组件和电解质以及二次电池100外面的其它构件的电绝缘。
特别地，袋外部可以由两个袋构成，并且它们中的至少一个可以具有凹形内部空间。另外，电极组件可以容纳在袋的内部空间中。而且，密封部分设置在两个袋的周边边缘处从而密封部分被彼此焊接以密封其中容纳电极组件的内部空间。
同时，电极接线片设置于电极组件的每一个电极板，并且至少一个电极接线片可以连接到电极引线101。另外，电极引线101可以置入两个袋的密封部分之间并且暴露到袋外部之外，由此用作二次电池100的电极端子。
根据本公开一个实施例的电池模块可以采用在提交该申请时公知的各种形状的袋型二次电池。
袋型二次电池100可以分别地沿着水平方向布置以沿着竖直方向立起。例如，在图2的构造中假设电极引线101的突出侧是电池模块的前侧，如果从电池模块的前侧观察电池模块，则多个袋型二次电池100可以沿着横向方向布置以竖直地立起从而它们的宽广表面面对右侧和左侧。
换言之，在根据本公开的电池模块中，袋型二次电池100可以被构造成具有立起形状从而两个宽广表面分别地面对右侧和左侧，并且密封部分位于其上侧、下侧、前侧和后侧处。另外，如上所述具有立起形状的袋型二次电池100可以沿着横向方向平行地布置从而它们的宽广表面彼此面对。
同时，在本公开中，除非另有指出，向前、向后、向右、向左、向上和向下方向是基于从前侧观察电池模块的情形分类的，前侧是电极引线101在此处突出的一侧。换言之，在图2的构造中，基于沿着由箭头A3示意的方向观察电池模块的情形，分类了向前、向后、向右、向左、向上和向下方向。
套管200可以在内部空间中容纳袋型二次电池100以保护袋型二次电池100的外侧，引导袋型二次电池100的布置，并且防止堆叠组件震动。
另外，套管200可以构造成被堆叠。例如，如在图1到4中所示，套管200可以沿着与二次电池100的堆叠方向相同的方向即沿着横向方向堆叠。
这里，套管200可以具有当被堆叠时在接触表面即右表面和左表面处形成的非平坦结构，以具有相应的形状。在本公开的该实施例中，由于套管200的非平坦结构，套管200可以被更加牢固地联接和固定，并且因为非平坦结构用作引导件，所以还可以更加容易地组装套管200。
图5是概略地示出根据本公开一个实施例的套管200的透视图。
参考图5，套管200可以具有矩形环形状。在此情形中，套管200可以构造有在其两端处相互连接的四个单元框架。通常，因为袋型二次电池100具有近似矩形形状，所以套管200可以具有矩形环形状以包围袋型二次电池100的周边边缘。此时，可以通过分开地制造单元框架并且然后组装单元框架而制备套管200，或者可以从开始便以集成形式制备套管200。
在这种构造中，套管200可以形成为具有空置的中心，并且袋型二次电池100可以容纳在空置的中心的内部空间中。换言之，袋型二次电池100可以位于由套管200的单元框架限定的内部空间中。而且，当堆叠套管200时，袋型二次电池100可以位于由堆叠的套管形成的内部空间中，并且它的外侧可以至少部分地被覆盖。
外罩300设置于套管200的至少一侧并且可以联接并固定到至少两个套管200。特别地，外罩300可以位于套管200的前端和/或后端处，而不是套管200的沿着堆叠方向的两端。换言之，在于图2中描绘的构造中，当沿着A3的方向观察时，外罩300可以安装到电池模块的前端和/或后端，而非其右侧或者左侧。
外罩300可以如上所述位于套管200的前端和/或后端处并且联接并且固定到套管200的前端和/或后端。特别地，外罩300可以联接并且固定到至少两个套管200从而至少两个套管200被相互地联接。此时，外罩300可以联接并固定到相互隔开的多个套管200，使得置入套管200之间的套管200可以固定到一起。
优选地，外罩300可以包括上外罩301和下外罩302。
上外罩301可以在套管200的前端和后端中的至少一个的侧上部处联接并且固定到套管200。另外，下外罩302可以在套管200的前端和后端中的至少一个的侧下部处联接并且固定到套管200。例如，如在图2中所示，上外罩301和下外罩302这两者均可以安装到电池模块的前端(利用A3标记)。
这里，上外罩301可以置放在下外罩302的顶部上。为此，上外罩301的下表面和下外罩302的上表面可以形成为具有相应的形状。
另外，上外罩301和下外罩302可以具有用于相互联接和固定的构造。
代表性地，上外罩301和下外罩302可以利用钩挂而联接并且固定。特别地，钩挂机构可以以相应的形状在相应的位置处设置在上外罩301的底部和下外罩302的顶部处，并且当上外罩301置放在下外罩302上时，钩挂机构可以彼此联接。
例如，如由图2中的K1示意地，上外罩301可以具有在其下端处向下突出的钩子。另外，下外罩302可以具有钩挂凹槽，该钩挂凹槽在位置和形状上对应于上述钩子。例如，如由图2中的K2示意地，下外罩302可以具有在其上端处形成的、向下地呈凹形的钩挂凹槽。在本公开的以上构造中，上外罩301和下外罩302可以以简单的方式联接并且固定到彼此，并且能够防止上外罩301和下外罩302分离。
另外，上外罩301和下外罩302可以利用单一联接部件彼此联接和固定。例如，如由图2中的H1示意地，上外罩301可以具有在其至少一侧中形成以沿着竖直方向贯穿的联接孔。另外，如由H2示意地，下外罩302在对应于上外罩301的联接孔H1的位置处也可以具有沿着竖直方向的联接孔。在此情形中，如由图2中的U示意地，联接部件诸如轴衬或者螺栓可以穿过上外罩301的联接孔H1和下外罩302的联接孔H2插入，由此允许上外罩301和下外罩302彼此固定并且因此不被相互分离。
如上所述，上外罩301和下外罩302彼此联接并固定并且设置在套管200的一侧处，由此完全地覆盖套管200的相应的侧表面。例如，如果上外罩301和下外罩302设置在套管200的前端处，则套管200的前端可以完全地被上外罩301和下外罩302覆盖并且不向外暴露。
在根据本公开一个实施例的电池模块中，外罩可以设置在套管200的前端和后端这两端处。
换言之，如在图1和2中所示，外罩可以设置在套管200的前端处并且联接并固定到套管200的前端，并且外罩还可以设置在套管200的后端处以联接并固定到套管200的后端。特别地，类似于前一实施例地，外罩可以包括上外罩301和下外罩302，并且在此情形中，两个上外罩301和两个下外罩302可以被分别地设置并且联接到套管200的前端和后端这两端。
在本公开的该实施例中，因为在电池模块中包括的套管200在其前端和后端这两端处被外罩联接并且固定，所以套管200的堆叠结构可以整体上被稳定地并且牢固地维持。
还优选地，外罩300可以利用突起-凹槽联接方式而联接并且固定到套管200。
例如，如在图2和4中所示，外罩可以包括向内突出的联接突起310。例如，位于套管200的前端处的外罩可以具有在外罩的、套管200位于此处的一侧，即外罩的内侧处形成为向后突出的联接突起310。
在此情形中，如在图2、4和5中所示，该多个套管200的至少一部分可以具有以对应于联接突起310的形状在套管的、外罩在此处被联接的一侧处形成的联接凹槽210。例如，如果外罩位于套管200的前端处，则套管200可以具有在其前端处形成的联接凹槽210。
因此，在本公开的这种构造中，如在图1和4中所示，因为外罩的联接突起310可以插入套管200的联接凹槽210中，所以外罩和套管200可以彼此联接并且固定。
这里，在外罩处形成的联接突起310可以具有随着更加靠近套管200而变得更厚的部分。另外，联接凹槽210可以具有随着更加靠近开口端处的内侧而变得更厚的部分，从而对应于联接突起310的形状。例如，如由图4中的A4示意地，外罩的联接突起310可以在它的内端(图4中的上端)处具有更大的厚度，并且联接凹槽210也可以在它的内端处具有更大的厚度。
在本公开的这种构造中，在联接凹槽210的上端或者下端处，联接突起310可以通过沿着竖直方向滑动而被插入并且联接到联接凹槽210中。例如，在于其中上外罩301位于套管200的前端处的图2中描绘的构造中，因为联接突起310的内端比联接凹槽210的外部开口端更厚，所以如果上外罩301朝向套管200沿着水平方向移动，则联接突起310不可插入联接凹槽210中。然而，如果在其中联接突起310和联接凹槽210的水平位置匹配的状态中，上外罩301在套管200的上端处向下移动，则联接突起310可以以可滑动方式联接到联接凹槽210。
在本公开的该实施例中，外罩可以通过滑动而容易地联接到套管200。另外，如果外罩联接到套管200，则防止外罩沿着水平方向、特别地沿着向前方向从套管200分离是可能的。换言之，因为外罩的联接突起310的一端比套管200的联接凹槽210的打开的前端更厚，所以在联接到套管200的状态中，外罩不能从前端移动或者分离出去。
更加优选地，在该多个套管200中，至少两个套管200可以分别地在其上端和下端这两端处具有沿着竖直方向达到预定深度的联接凹槽210。例如，如在图2和5中所示，在电池模块中包括的套管200的至少一部分可以具有在其上端和下端这两端处形成的联接凹槽210。此时，在顶部处的联接凹槽211可以具有打开的上端并且沿着向下方向形成至预定深度，并且在底部处的联接凹槽212可以具有打开的下端并且沿着向上方向形成至预定深度。
在本公开的这种构造中，上外罩301的联接突起311可以联接到上端处的联接凹槽211，并且下外罩302的联接突起312可以联接到下端处的联接凹槽212。换言之，在联接突起311在于顶部处形成的联接凹槽211的打开的上端处向下滑动时，上外罩301可以联接到套管200。另外，在联接突起312在于底部处形成的联接凹槽212的打开下端处向上滑动时，下外罩302可以联接到套管200。
在本公开的该实施例中，因为上外罩301和下外罩302这两者均被联接到套管200，所以外罩和套管200可以被更加牢固地联接并且固定。另外，因为通过使用顶部处的联接凹槽211和底部处的联接凹槽212，上外罩301和下外罩302可以在期望的位置处联接，所以上外罩301和下外罩302可以被更加牢固地联接并且被更加容易地组装。
特别地，联接凹槽210可以形成为具有与联接突起310的端部的高度相同的高度。换言之，当外罩置放在适当的位置处时，联接突起310可以与联接凹槽210的端部形成接触。例如，联接到上外罩301的联接突起311的、顶部处的联接凹槽211可以形成为具有当上外罩301安装在适当的位置处时可以与联接突起311的下端形成接触的深度。另外，联接到下外罩302的联接突起312的、底部处的联接凹槽212可以形成为具有当下外罩302安装到适当的位置时可以与联接突起312的上端形成接触的深度。
在本公开的该实施例中，如果联接突起310和联接凹槽210被联接，则外罩沿着竖直方向的运动可以受到限制。例如，因为联接突起311的下端接触联接凹槽211的上端，所以上外罩301不可再向下移动。另外，因为联接突起312的上端接触联接凹槽212的下端，所以下外罩302不可再向上移动。
此时，如果上外罩301和下外罩302由于钩挂等而不沿着竖直方向相互分离，则上外罩301和下外罩302可以固定在套管200的一侧处而不沿着竖直方向移动。
另外，如在图2和3中所示，袋型二次电池100可以分别地在前端和后端处包括电极引线101。此时，每一条电极引线101可以位于二次电池100的前和后周边边缘的中心处。如在该实施例中，如果顶部处的联接凹槽211和底部处的联接凹槽212在套管200中形成并且上外罩的联接突起311和下外罩的联接突起312还分别地联接于此，则能够消除或者减少在联接突起310和电极引线101之间的干涉。因此，电池模块可以被更加容易地组装，并且为联接所占据的空间可以减少，这可以使得电池模块具有更小的设计。
还优选地，在根据本公开的电池模块中包括的该多个套管200的至少一部分可以在其前端或者后端处具有联接凹槽210。
图6是概略地示出根据本公开另一个实施例的套管的透视图。
除了联接凹槽210的位置，在图6中描绘的套管基本与在图5中描绘的套管相同。换言之，在图5中描绘的套管在前端的上部和下部处具有联接凹槽210并且在后端的上部和下部处并不具有联接凹槽210。同时，在图6中描绘的套管在后端的上部和下部处具有联接凹槽210并且在前端的上部和下部处并不具有联接凹槽210。
特别地，在本公开的一个实施例中，如在图6中所示的套管和如在图5中所示的套管可以在电池模块的至少一部分中交替地布置。换言之，当多个套管沿着横向方向布置时，在前端处具有联接凹槽210的套管和在后端处具有联接凹槽210的套管可以布置成从左到右交替地定位。
例如，参考图1，在于电池模块中包括并且沿着横向方向布置的该多个套管中，除了位于沿着向右和向左方向的最外位置处的两个套管，所有的套管可以具有联接凹槽210。此时，具有联接凹槽210的每一个套管可以具有在前端和后端中的仅一个之处形成的联接凹槽210。另外，在前端处具有联接凹槽210的套管和在后端处具有联接凹槽210的套管可以如此布置，使得不同类型的套管被彼此相邻地布置并且相同类型的套管不被彼此相邻地布置。例如，如在图1中所示，套管可以按照以下次序从电池模块的左侧向其右侧堆叠：在后端处具有联接凹槽210的套管、在前端处具有联接凹槽210的套管、在后端处具有联接凹槽210的套管、在前端处具有联接凹槽210的套管......。
在本公开的该实施例中，外罩和套管200可以在电池模块的前端和后端这两端处以均匀的作用力联接，并且防止在外罩和套管200之间的联接作用力在电池模块的前端和后端中的任何一个处减弱是可能的。另外，在本公开的该实施例中，使用联接突起310和联接凹槽210的联接结构可以应用于大多数的套管200从而套管200的堆叠结构可以被稳定地维持，并且还可以确保在联接突起310之间的距离处于某个水平之上从而外罩具有简单的结构并且外罩和套管200还可以容易地组装。
还优选地，如在图2中所示，每一个袋型二次电池100的电极引线101可以设置于套管200的前端和后端中的至少一个以向前或者向后突出。另外，这种袋型二次电池100需要串联或者并联地相互电连接。
为此，在外罩中可以具有汇流条320。另外，如果外罩联接到套管200，则汇流条320可以电连接到电极引线101。例如，如在图2中所示，下外罩302可以具有在其上部的内侧上形成以向上突出的汇流条320。另外，如果下外罩302从套管200的前端的下部联接到其上部，则下外罩302的汇流条320可以接触位于套管200的前端处的电极引线101。此时，汇流条320可以将电极引线101相互串联或者并联电连接。
另外，外罩可以在其外侧处具有模块端子340，从而电池模块电连接到另一个电池模块或者其它外部装置。例如，如在图2中所示，上外罩301可以具有在至少一侧上形成以向上突出的模块端子340。另外，模块端子340可以电连接到汇流条320以用作二次电池的充电/放电端子，即正电极端子或者负电极端子。
在本公开的该实施例中，外罩可以起到稳定地维持该多个套管200的堆叠结构的作用，并且还起到将二次电池相互电连接并且为此提供外部电极端子的作用。因此，除了外罩之外，可以不单独地设置用于固定堆叠的套管200、将二次电池电连接或者提供模块端子的构件。
另外，外罩可以具有用于感测袋型二次电池的电压并且传输所感测的信息的连接器端子330。例如，如在图2中所示，外罩可以具有设置于至少一侧从而可以从该侧的上部到其下部联接于此的连接器端子330。另外，连接器端子330可以电连接到汇流条320以感测在至少一个二次电池的两端处的电压，所感测到的信息可以通过连接器端子330向外传输。例如，在电池模块外面的外部装置的连接器，例如电池管理系统(BMS)可以连接到连接器端子330，并且所感测到的信息可以利用这个连接传输到外部装置。
同时，在根据本公开一个实施例的电池模块中，袋型二次电池可以利用粘结剂至少部分地附着并且固定到套管200。
例如，如由图5中的E1和E1'示意地，位于上侧处的套管200的单元框架和其位于下侧处的单元框架可以涂覆有粘结剂。另外，当袋型二次电池容纳在套管200中时，袋型二次电池的上和下周边边缘可以分别地附着并且固定到套管200。
特别地，袋型二次电池可以具有矩形形状。此时，袋型二次电池的周边边缘可以被视为具有两个长侧和两个短侧。这里，袋型二次电池的两个长侧可以利用粘结剂附着并且固定到套管200。
在本公开的该实施例中，因为二次电池的周边边缘的长侧附着并且固定到套管200，所以可以进一步提高粘结力。此外，因为电极引线101可以在袋型二次电池的短侧上突出，所以更加优选的是利用粘结剂涂覆长侧而非利用粘结剂涂覆短侧。
图7是沿着图1的线A1-A1'截取的截面视图，并且图8是示出图7的部分E2的放大视图。
参考图7和8，袋型二次电池100的上侧和下侧可以利用粘结剂N附着并且固定到套管200。特别地，参考图8，粘结剂N可以置入二次电池100的上侧和套管200的下侧之间以将二次电池100和套管200彼此固定。另外，类似于图8，二次电池100的下侧还可以利用粘结剂附着并且固定到套管200的上侧。
特别地，彼此相邻的两个袋型二次电池100可以附着并且固定到单一套管200。例如，参考图8，二次电池B1和二次电池B2这两者均可以附着并且固定到套管C1。另外，二次电池B2和二次电池B3这两者均可以附着并且固定到套管C2。
在这种构造中，可以认为沿着横向方向彼此相邻地堆叠的两个套管被单一的袋型二次电池附着并且固定。例如，在图8中，套管C1和套管C2可以利用粘结剂N附着并且固定到二次电池B2。
在本公开的该实施例中，套管可以被更加牢固地联接。换言之，在本公开中，多个套管可以通过联接到外罩而维持它们的堆叠状态，并且如在该实施例中，套管可以利用使用粘结剂N的附着而更加牢固地彼此联接并且固定。因此，在本公开的该实施例中，即使在套管或者二次电池之间不设置任何联接部件，仍然可以确保足够的结构强度，并且可以针对冲击或者振动稳定地维持联接状态。
在本公开的这种构造中，套管可以如此构造，使得它的内侧的至少一部分对应于袋型二次电池的外侧的至少一部分。
例如，如在图8中所示，二次电池可以如此形成，使得它的外侧的至少一部分具有沿着向外方向逐渐地减小的宽度。在此情形中，套管可以形成为对应于二次电池的外侧的形状，即，使得套管的内侧的至少一部分具有沿着向内方向逐渐地减小的宽度。特别地，套管可以在它的内侧处具有两个倾斜表面，并且不同二次电池的倾斜表面可以置放成附着到套管的该两个倾斜表面。
在本公开的该实施例中，在二次电池和套管之间的接触区域可以增大。因此，二次电池可以更加稳定地置放在套管的内侧上并且固定于此。另外，可以将更多的热快速地从二次电池传递到套管。
特别地，因为在本公开的以上构造中，除了密封部分，袋型二次电池通常被构造成在它的外侧处具有两个倾斜表面，所以可以原样地采用现有的二次电池。因此，可以在不极大地改变现有二次电池的形状的情况下实现本公开。另外，通过增加在二次电池和套管之间的接触区域、稳定地固定二次电池、确保有效的冷却性能并且更加容易地获得电池模块的紧凑的结构是可能的。
同时，袋型二次电池可以在它的边沿部分处具有密封部分S，并且在密封部分S处，两个袋焊接到彼此。此时，二次电池的密封部分S可以被至少部分地折叠，由此减小二次电池的整体尺寸。特别地，如在图7和8中所示，位于袋型二次电池的上端和下端处的密封部分S可以折叠到电极组件的容纳空间中。另外，如上折叠的密封部分S可以置入在二次电池中形成的电极组件容纳空间的外侧处的倾斜表面和套管的内侧之间并且被与它们一起地附着并且固定。
在本公开的这种构造中，通过减少由密封部分S占据的空间，电池模块可以以更加容易的方式具有更小的设计。另外，通过减小在二次电池和套管之间的距离，增强从二次电池到套管的热传递效率是可能的。特别地，因为套管接触被折叠的密封部分S的外侧并且二次电池接触被折叠的密封部分S的内侧，所以二次电池中的热还可以通过密封部分S的折叠部分传递到套管。
优选地，根据本公开的电池模块可以具有带有相对更小的厚度的套管。另外，折叠密封部分S可以位于带有更小厚度的套管处。
例如，在图8的构造中，与套管C2相比，套管C1可以具有更小的厚度，即沿着竖直方向更小的长度。另外，二次电池B1的折叠密封部分S和二次电池B2的折叠密封部分S可以附着并且固定到套管C1。
此外，在这种构造中，因为所有的袋型二次电池可以包括折叠密封部分S，所以为了容纳折叠密封部分S，薄的套管诸如套管C1和厚的套管诸如套管C2可以被交替地布置。
在本公开的这种构造中，即使二次电池的密封部分S被沿着在向右和向左方向之间的任何一个方向折叠，电池模块仍然可以沿着竖直方向整体上具有均匀的宽度。换言之，多个套管可以被构造成整体上具有笔直的外表面，而不在特殊的二次电池处突出或者凹进。例如，在于图7中描绘的构造中，沿着横向方向堆叠的所有的套管可以在上表面和下表面这两者中都是平坦的。
在本公开中，套管的至少一部分可以由热传导材料制成。在现有二次电池中堆叠的套管通常由非热传导性的聚合物材料制成，并且因此在很多情形中分开地设置了冷却部件，因为热传导基本不是通过套管执行的。然而，在本公开中，因为套管从它的内侧到它的外侧至少部分地由热传导材料制成，所以二次电池的热可以容易地通过套管传递到外侧。因此，在本公开的实施例中，虽然没有分开地在二次电池之间设置冷却部件，但是可以确保有效的冷却性能。
特别地，套管的至少一部分可以包括热传导聚合物或者可以由包含热传导填料和聚合物的热传导材料制成。
换言之，替代普通金属或者金属合金地，可以使用聚合物作为主要材料制成套管。聚合物基热传导材料比金属更轻，这允许电池模块容易地具有更轻的设计、确保容易的成型、低的热膨胀系数和低的电传导性，这导致更好的电绝缘性。在本公开中，套管的材料可以采用在提交本公开时公知的各种聚合物基热传导材料。
例如，套管可以由其中普通聚合物与热传导填料混合的复合材料制成。这里，填料可以包括硅化合物、铝化合物、镁化合物、硼化合物等。例如，在热传导材料中包括的填料可以采用氧化硅、氧化铝、氮化硼、氮化铝、氧化镁、无水碳酸镁、氢氧化镁等。然而，本公开不限于此，并且还可以使用除了以上之外的各种填料作为套管的材料。
在套管中使用的聚合物可以包括各种材料诸如聚丙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚碳酸酯、尼龙、液晶聚合物、聚苯硫醚、聚醚醚酮等。另外，还可以使用除了以上之外的各种聚合物材料作为本公开的套管的材料。
特别地，套管的热传导材料可以具有1W/mK或者更高的导热率。例如，这种热传导材料可以是带有2W/mK到20W/mK的导热率的聚合物塑料或者橡胶。此外，热传导材料可以具有5W/mK或者更高的导热率。
在现有技术中，用作套管的材料的塑料通常具有0.1W/mK到0.4W/mK的导热率，这被视为基本上无任何导热性。然而，因为根据本公开的套管使用具有更高导热率的聚合物材料，所以套管可以允许热传递和散热。因此，在本公开的该实施例中，即使不在套管中分开地设置冷却部件诸如金属冷却板，仍然可以有效地通过套管向外排放二次电池的热。
此外，在本公开的一个实施例中，因为二次电池直接地接触套管并且固定于此，所以二次电池的热可以不经由空气地直接地传递到套管。另外，因为套管的、接触二次电池的接触部分由热传导材料制成，所以传递到套管的热可以快速地通过套管向外排放。
同时，在根据本公开一个实施例的电池模块中，该多个二次电池的至少一部分可以被构造成相互间形成表面接触。例如，如在图7中所示，该多个二次电池可以如此布置，使得它们的宽广的右表面和左表面，即在此处容纳电极组件的内部空间的外侧表面分别地形成相互接触。
在现有电池模块中，由金属诸如铝制成的板形冷却部件经常地置入二次电池之间以进行冷却。然而，在根据本公开一个实施例的电池模块中，从二次电池产生的热可以直接地传递到在二次电池的密封部分S处接触二次电池的套管并且被排放出去。因此，在根据本公开的电池模块中，不在二次电池之间置入冷却部件，并且二次电池可以如在该实施例中直接地相互接触。
因此，根据本公开的这个实施例，可以减少由冷却部件占据的空间以容易地获得具有更小设计的电池模块，并且电池模块可以具有更加简单的结构。而且，可以减少制造成本和时间。
同时，在根据本公开一个实施例的电池模块中，用于附着并且固定套管和二次电池的粘结剂可以采用各种粘结剂。
特别地，粘结剂可以是热传导粘结剂。与普通的粘结剂相比，热传导粘结剂具有更高的导热率，并且因此在二次电池和套管之间的热传递速率和量可以进一步增强。因此，在本公开的该实施例中，二次电池的热可以更加有效率地通过套管排放，这导致电池模块的冷却性能得以改善。
根据本公开的电池组可以包括如上所述的至少一个电池模块。而且，除了电池模块，根据本公开的电池组可以进一步包括用于接纳电池模块的电池组外壳、用于控制电池模块的充电/放电的各种装置例如电池管理系统(BMS)、电流传感器、熔断器等。
根据本公开的电池模块可以应用于车辆，诸如电动车辆或者混合动力电动车辆。换言之，根据本公开的车辆可以包括如上所述的电池模块。
已经详细描述了本公开。然而，应该理解，在示意本公开的优选实施例时，详细说明和具体实例是仅仅通过示意给出的，因为从该详细说明，对于本领域技术人员而言在本公开的精神和范围内的各种改变和修改将变得清楚。
同时，如果在说明书中使用了示意向上、向下、向左和向右方向的术语，则对于本领域技术人员而言明显的是，这些术语仅仅代表相对位置并且可以基于观察者的位置或者其中放置物体的形状而改变。

Claims (17)

1.一种电池模块，包括：
多个袋型二次电池，所述多个袋型二次电池沿着横向方向布置以沿着竖直方向立起；
多个套管，所述多个套管被构造成在其内部空间中容纳所述袋型二次电池，所述套管沿着横向方向堆叠；和
外罩，所述外罩设置于所述套管的前端和后端中的至少一端，并且利用突起-凹槽联接方式而联接并固定到至少两个套管，
其中，所述二次电池被形成为使得所述二次电池的外侧的至少一部分具有沿着向外方向逐渐减小的宽度，并且所述二次电池的所述外侧具有两个倾斜表面，
其中，所述套管的内侧被形成为对应于所述二次电池的所述外侧的形状，使得所述套管的所述内侧的至少一部分具有沿着向内方向逐渐减小的宽度，并且所述套管的所述内侧具有两个倾斜表面，并且
其中，所述套管的所述两个倾斜表面各固定两个相邻二次电池中的一个二次电池的一个倾斜表面。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述外罩包括：
上外罩，所述上外罩联接并固定到所述套管的前端和后端中的至少一端的上部；和
下外罩，所述下外罩联接并固定到所述套管的前端和后端中的至少一端的下部。
3.根据权利要求2所述的电池模块，
其中，所述上外罩和所述下外罩通过钩挂而彼此联接和固定。
4.根据权利要求2所述的电池模块，
其中，联接孔沿着竖直方向形成在所述上外罩和所述下外罩中，并且联接部件通过这两个联接孔插入。
5.根据权利要求1所述的电池模块，
其中，所述外罩具有形成在内侧处以向内突出的联接突起，所述内侧联接到所述套管，
在所述多个套管之中的至少两个套管具有形成在外侧中的联接凹槽，所述联接凹槽具有对应于所述联接突起的形状，并且
通过将所述联接突起插入到所述联接凹槽中，所述外罩联接到所述套管。
6.根据权利要求5所述的电池模块，
其中，所述联接突起具有随着更加靠近所述套管而变得更厚的部分，所述联接凹槽具有随着更加靠近所述内侧而变得更厚的部分，并且所述联接突起沿着竖直方向以可滑动方式联接到所述联接凹槽中。
7.根据权利要求6所述的电池模块，
其中，在所述多个套管中的至少两个套管中，所述联接凹槽分别地在所述套管的上端和下端这两端处沿着竖直方向形成至预定深度。
8.根据权利要求5所述的电池模块，
其中，所述多个套管的至少一部分在其前端或者后端处具有联接凹槽。
9.根据权利要求8所述的电池模块，
其中，在其前端处形成有联接凹槽的套管和在其后端处具有联接凹槽的套管被交替地布置。
10.根据权利要求1所述的电池模块，
其中，所述外罩设置于所述套管的前端和后端这两端。
11.根据权利要求1所述的电池模块，
其中，所述袋型二次电池的电极引线设置于所述套管的前端和后端中的至少一个，并且
其中，所述外罩包括汇流条和模块端子，所述汇流条位于所述外罩的内侧处以与所述电极引线电接触，所述模块端子形成为在所述外罩的外侧上突出并且电连接到所述汇流条。
12.根据权利要求11所述的电池模块，
其中，所述外罩包括连接器端子，所述连接器端子被构造成感测所述袋型二次电池的电压并且向外部传输所感测到的信息。
13.根据权利要求1所述的电池模块，
其中，所述袋型二次电池的至少一部分利用粘结剂而附着并固定到所述套管。
14.根据权利要求13所述的电池模块，
其中，彼此相邻的两个袋型二次电池被附着并固定到单一套管。
15.根据权利要求1所述的电池模块，
其中，所述套管的至少一部分包括热传导聚合物，或者包括含有热传导填料和聚合物的热传导材料。
16.一种电池组，包括：根据权利要求1到15中任一项所述的电池模块。
17.一种车辆，包括：根据权利要求1到15中任一项所述的电池模块。
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