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CN113711432B - 电池模块和包括该电池模块的电池组 - Google Patents

电池模块和包括该电池模块的电池组 Download PDF

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CN113711432B CN202080029320.3A CN202080029320A CN113711432B CN 113711432 B CN113711432 B CN 113711432B CN 202080029320 A CN202080029320 A CN 202080029320A CN 113711432 B CN113711432 B CN 113711432B
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Abstract

根据本发明的实施方式的电池模块包括：电池单元堆，多个电池单元层叠在所述电池单元堆中；汇流条框架，所述汇流条框架连接到所述电池单元堆；单元梯台，所述单元梯台分别从包括在所述电池单元堆中的电池单元之中的彼此相邻的电池单元突出；电极引线，所述电极引线分别从所述单元梯台突出并且具有相同极性，其中所述单元梯台中的至少一者包括与所述汇流条接触的弯折部。

Description

电池模块和包括该电池模块的电池组
技术领域
本公开涉及一种电池模块和包括该电池模块的电池组，更具体地，涉及一种减小电池模块的尺寸并防止由于非预期电连接引起的稳定性问题的电池模块，以及包括该电池模块的电池组。
背景技术
二次电池容易应用于各种产品组并且具有诸如高能量密度的电特性，其不仅普遍应用于便携式装置，而且普遍应用于由电驱动源驱动的电动车辆或混合电动车辆、蓄电系统等。这种二次电池作为一种用于提高能量效率的新的环境友好的能源正引起人们的注意，因为它具有显著减少使用化石燃料的主要优点，并且根本不产生能量使用的副产物。
在小型移动装置中，每个装置使用一个或多个电池单元，而在诸如车辆的中型或大型装置中，由于需要高输出和大容量，使用其中电连接有大量电池单元的中型或大型电池组。
同时，近来，随着对大容量结构的需求随作为蓄电源的利用而增加，对具有多模块结构的电池组的需求日益增长，在该多模块结构中集成了多个电池模块，每个电池模块包括多个串联和/或并联连接的二次电池。
同时，当多个电池单元串联/并联连接以配置电池组时，通常首先配置由至少一个电池单元构成的电池模块，然后通过使用至少一个电池模块并添加其它部件来配置电池组。
当电池单元堆和汇流条在电池模块中彼此连接时，汇流条的位置可能显著影响电池模块的尺寸。因此，需要对用于优化汇流条位置的电池引线焊接结构进行改进。此外，在传统的电池模块中，如果单元梯台和电池单元的数量增加，则电极引线的数量也同样增加，并且电极引线和单元梯台的形状变得紧凑。因此，相邻电极引线和单元梯台的周边彼此接触，从而引起诸如电池单元寿命恶化的问题。
发明内容
技术问题
本公开的一个目的是提供一种电池模块和包括该电池模块的电池组，该电池模块通过改变电极引线和汇流条的连接结构而具有紧凑的结构并提高电稳定性。
然而，本公开的实施方式所要解决的问题不限于上述问题，并且可以在本公开所包括的技术思想的范围内进行各种扩展。
技术方案
根据本公开的实施方式的电池模块包括电池单元堆，在所述电池单元堆中层叠有多个电池单元；汇流条框架，所述汇流条框架连接到所述电池单元堆；单元梯台，每个所述单元梯台从包括在所述电池单元堆中的电池单元之中的彼此相邻的电池单元突出；电极引线，每个所述电极引线从所述单元梯台突出并且具有相同极性；以及弯折部，所述单元梯台中的至少一个单元梯台借助所述弯折部接触汇流条。
所述汇流条包括面向所述电池单元堆的第一表面和位于第一表面的相反侧的第二表面，所述单元梯台可以从所述第一表面穿过形成在所述汇流条中的槽，并且穿过所述槽的所述单元梯台可以在所述第二表面上弯折以形成所述弯折部。
所述电极引线可以在所述汇流条的所述第二表面上彼此重叠，在所述汇流条的与所述电极引线重叠的部分中可以形成焊接部，并且所述弯折部可以形成在所述焊接部和所述槽之间。
所述多个电池单元中的每个电池单元包括电极组件和容纳所述电极组件的电池壳体，并且所述单元梯台从所述电池壳体延伸以与所述电池壳体一体形成。
所述汇流条可以由金属形成。
所述汇流条可以由绝缘构件形成。
在所述汇流条中可以形成有供所述电极引线穿过的槽，并且在所述槽周围可以形成有覆盖所述汇流条的金属构件。
所述汇流条包括面向所述电池单元堆的第一表面和位于所述第一表面的相反侧的第二表面，并且所述金属构件可以位于所述第二表面上。
所述金属构件可以位于所述汇流条中形成的凹部中。
根据本公开的另一实施方式的电池组包括上述电池模块。
有利效果
根据本公开的实施方式，单元梯台穿过形成在汇流条中的槽，并且单元梯台的端部弯折以联接电极引线和汇流条，使得电池模块的纵向尺寸可以减小以减小其重量。因此，电池模块的每单位体积的能量密度可以增加。
此外，通过防止电极引线接触与其相邻的电池单元的周边，可以获得防止袋型电池壳体腐蚀和电池单元寿命缩短的电池模块。
附图说明
图1是示出根据本公开的一个实施方式的电池模块的分解立体图。
图2是包括在图1的电池模块中的电池单元的立体图。
图3是示意性地示出根据比较例的电池单元堆和汇流条之间的联接关系的平面图。
图4是示意性示出图1的电池模块中的电池单元堆和汇流条之间的联接关系的局部平面图。
图5是示出图4中的电极引线和单元梯台之间的联接关系的放大图。
图6是示出根据本公开的另一实施方式的汇流条的正视图。
图7是沿着图6的切割线A-A截取的截面图，示出了根据本公开的另一实施方式的汇流条。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的各种实施方式，以使本领域技术人员能够容易地实现它们。可以以各种不同方式修改本公开，并且本公开不限于这里阐述的实施方式。
与描述无关的部分将被省略以清楚地描述本公开，并且在整个说明书中相同的附图标记表示相同的元件。
此外，在附图中，为了便于描述而任意示出了每个元件的尺寸和厚度，并且本公开不必限于附图中所示的那些。在附图中，为了清楚起见放大了层、区域等的厚度。在附图中，为了描述方便，一些层和区域的厚度被夸大地示出。
另外，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，它可以直接在另一元件上，或者也可以存在中间元件。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，词语“在……上”或“在……上方”表示设置在基准部分上或基准部分上方，并且不一定表示朝向重力的相反方向设置在基准部分的上端上。
此外，在整个说明书中，当部件被称为“包括”或“包含”某个部件时，意味着其可以进一步包括其它部件，而不排除其它部件，除非另有说明。
此外，在整个说明书中，当被称为“平面”时，指的是当从顶部观察目标部分时，并且当被称为“横截面”时，指的是当从垂直切割的横截面侧观察目标部分时。
图1是示出根据本公开的实施方式的电池模块的分解立体图。图2是包括在图1的电池模块中的电池单元的立体图。
参考图1，根据本实施方式的电池模块100可以包括：电池单元堆120，其中层叠有多个电池单元110；电极引线150，每个电极引线从电池单元堆120的相对两端突出；汇流条框架210；汇流条280和IC板290。汇流条框架210包括引线槽，引线槽可以布置成对应于形成在汇流条中的槽250，并且电极引线可以电连接到汇流条280。根据本实施方式的汇流条280可以由金属材料形成。
下文中，将参照图2描述一个电池单元110的构造。
参照图1和图2，电池单元110可以是二次电池，其可以由袋型二次电池形成。电池单元110可以由多个电池形成，并且多个电池单元110可以层叠以彼此电连接，因此可以形成电池单元堆120。
多个电池单元110中的每一个电池单元可包括电极组件125、电池壳体133和从电极组件125突出的电极引线150。
电极组件125可包括阳极板、阴极板、隔膜等。电池壳体133适于封装电极组件125，并且可以由包括树脂层和金属层的层压板形成。电池壳体133可包括壳体主体132和单元梯台130。
壳体主体132可以容纳电极组件125。为此，可容纳电极组件125的容纳空间设置在壳体主体132中。单元梯台130从壳体主体132延伸并被密封以便密封电极组件125。电极引线150可以在单元梯台130的一侧部分地突出，具体地，在单元梯台130的前侧(+X轴方向)。
电极引线150可以电连接到电极组件125。电极引线150可设有一对。一对电极引线150的一部分可以分别从电池壳体133的前侧(+X轴方向)和后侧(-X轴方向)突出到单元梯台130的外部。
电池单元110的上述构造是示例，并且构成电池单元堆120的电池单元110的形状可以进行各种改变。
图3是示意性地示出根据比较例的电池单元堆和汇流条之间的联接关系的平面图。
图3是沿图1的Z轴方向向下观察的平面图，其中多个电池单元11层叠以形成电池单元堆12，单元梯台13从每个电池单元11突出，并且电极引线15从单元梯台13的端部延伸。单元梯台13围绕连接到电池单元11的电极引线15，并且电极引线15穿过汇流条框架21的引线槽和汇流条28的槽25。多个电极引线15可以在汇流条28的一个表面上与汇流条28相互焊接在一起。
以这种方式，在根据传统比较例的电池模块中，汇流条28和电池单元堆12可根据电极引线15和汇流条28之间的联接关系限定第一距离D1，并且第一距离D1会影响电池模块的尺寸。
图4是示意性示出图1的电池模块中的电池单元堆和汇流条之间的联接关系的局部平面图。图5是示出图4中的电极引线和单元梯台之间的联接关系的放大图。
参照图1、图4和图5，多个电池单元11沿Y轴方向层叠在电池单元堆120中，该电池单元堆包括在根据本实施方式的电池模块100中，并且电极引线150沿X轴方向从每个电池单元110突出。
根据本实施方式的电池模块100优化了汇流条280的位置以最小化电池模块100的尺寸。为了实现这一点，汇流条280的位置可以朝向电池单元110移动，同时保持现有单元梯台130和现有电极引线150的长度。于是，穿过汇流条框架210的引线槽和汇流条250的槽280的结构可以不是电极引线150而是单元梯台130。
参考图1、图2和图5，根据本实施方式的汇流条280包括面向电池单元堆120的第一表面280a和位于第一表面280a的相反侧的第二表面280b。根据本实施方式的单元梯台130可以在从电池单元110延伸并且穿过汇流条框架210的引线槽和汇流条280的槽250之后弯折在汇流条280的第二表面上。详细地，单元梯台130从第一表面280a穿过形成在汇流条280中的槽250，并且穿过槽250的单元梯台130在第二表面280b上弯折以限定弯折部BP。
因为弯折部BP形成在汇流条280的第二表面280b处，所以电极引线150在平行于第二表面280b的方向上突出以与汇流条280限定焊接部。每个单元梯台从彼此相邻的电池单元突出，并且从单元梯台130突出的相邻电极引线150可以具有相同极性并且可以与汇流条280焊接在一起。上述弯折部BP可以形成在汇流条280的槽250和焊接部之间。由于这种结构，如图4所示，与图3的第一距离D1相比，电池单元堆120和汇流条框架210之间的第二距离D2减小，从而使电池模块100的尺寸最小化。
图6是示出根据本公开的另一实施方式的汇流条的正视图。
参照图6，与上述实施方式不同，根据本实施方式的汇流条280可以不是由金属材料而是由绝缘材料形成。由绝缘材料形成的汇流条280可以防止包括单元梯台130的袋型壳体在单元梯台130的端部接触电极引线150的端部时被腐蚀，并且可以防止电池单元110的寿命由于单元梯台130具有电势而缩短。在根据该实施方式的汇流条280中，形成单独的金属构件280m，以在由绝缘材料形成的汇流条280上将相同极性的电极引线150彼此连接。这里，金属构件280m可以附着在由绝缘构件形成的汇流条280上。金属构件280m可接触相邻的电极引线150以通过焊接等电连接电极引线150。金属构件280m位于汇流条280的第二表面280b上。
图7是沿着图6的切割线A-A截取的截面图，示出了根据本公开的另一实施方式的汇流条。
参考图7，在汇流条280的第二表面280b上形成凹部DSP。金属构件280m可以位于凹部DSP中。由于金属构件280m插入到凹部DSP中，电池模块的尺寸可以另外减小。
尽管未示出，但是可以将汇流条280的结构形成为变型实施方式，其中添加绝缘构件，使得汇流条280由金属材料形成，并且绝缘构件覆盖汇流条280的除了焊接到电极引线150的槽250周围的汇流条280的一部分之外的其余部分。
同时，根据本公开的实施方式，一个或多个电池模块可被封装在电池组壳体中以形成电池组。
上述电池模块和包括该电池模块的电池组可应用于各种装置。这些装置可应用于车辆，例如电动自行车、电动车辆、混合动力车辆，但是本公开不限于此，而是可应用于可使用电池模块和包括该电池模块的电池组的各种装置，这也属于本公开的范围。
尽管上面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，并且使用在所附权利要求中限定的本公开的基本概念的本领域技术人员的各种修改和改进也属于权利要求的范围。
附图标记说明
100：电池模块
130：单元梯台
150：电极引线
210：汇流条框架
280m：金属构件
BP：弯折部
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年6月25日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2019-0075827的权益，该申请的公开内容通过引用整体合并于此。

Claims (9)

1.一种电池模块，所述电池模块包括：
电池单元堆，在所述电池单元堆中层叠有多个电池单元；
汇流条框架，所述汇流条框架连接到所述电池单元堆；
单元梯台，每个所述单元梯台从包括在所述电池单元堆中的电池单元之中的彼此相邻的电池单元突出；以及
电极引线，每个所述电极引线从所述单元梯台突出并且具有相同极性，
其中，所述单元梯台中的至少一个单元梯台具有弯折部，所述至少一个单元梯台借助所述弯折部接触汇流条，
其中，
所述汇流条包括面向所述电池单元堆的第一表面和位于第一表面的相反侧的第二表面，
所述单元梯台从所述第一表面穿过形成在所述汇流条中的槽，并且穿过所述槽的所述单元梯台在所述第二表面上弯折以形成所述弯折部。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述电极引线在所述汇流条的所述第二表面上彼此重叠，并且
在所述汇流条的与所述电极引线重叠的部分中形成焊接部，并且所述弯折部形成在所述焊接部和所述槽之间。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，
所述多个电池单元中的每个电池单元包括电极组件和容纳所述电极组件的电池壳体，并且
所述单元梯台从所述电池壳体延伸以与所述电池壳体一体形成。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述汇流条由金属形成。
5.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述汇流条包括绝缘构件。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其中，
所述电极引线穿过所述槽，并且在所述槽周围形成有覆盖所述汇流条的金属构件。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其中，
所述金属构件位于所述第二表面上。
8.根据权利要求7所述的电池模块，其中，
所述金属构件位于所述汇流条中形成的凹部中。
9.一种电池组，所述电池组包括根据权利要求1至8中的任一项所述的电池模块。
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