电池模块及包括该电池模块的电池组的制作方法

1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年6月25日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10
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2019
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0075825的优先权，其全部公开内容通过引用合并于此。
3.本公开涉及一种电池模块及包括该电池模块的电池组，并且更具体地，涉及一种具有层叠了一个或更多个电池单元的单元层叠体的电池模块以及包括该电池模块的电池组。


背景技术：

4.在现代社会中，随着诸如移动电话、笔记本计算机、便携式摄像机和数码相机之类的便携式装置的日常使用，与上述移动装置有关的领域中的技术开发已经启动。另外，为了试图解决由使用化石燃料的现有汽油车辆引起的空气污染等问题，可充电二次电池被用作电动车辆(ev)、混合电动车辆(hev)、插电式混合电动车辆(p
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hev)等的动力源，因此，对二次电池的开发的需求日益增加。
5.目前商业化的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池和锂二次电池。在这些电池当中，锂二次电池因为具有优点(例如与镍基二次电池相比几乎不呈现记忆效应，因而自由地充电和放电，并且具有非常低的自放电率和高能量密度)而已成为焦点。
6.这种锂二次电池主要使用锂基氧化物和碳质材料分别作为正极活性物质和负极活性物质。锂二次电池包括电极组件和外部材料(即，电池壳体)，在该电极组件中,设置分别涂覆有正极活性材料和负极活性材料的正极板和负极板，在所述正极板和负极板之间插置隔膜，该外部材料密封并容纳电极组件以及电解液。
7.通常，锂二次电池可以依据外部材料的形状分类为罐型二次电池和袋型二次电池，在罐型二次电池中电极组件被嵌入在金属罐中，在袋型二次电池中，电极组件被嵌入在铝层压板的袋中。
8.在用于小型装置的二次电池的情况下，布置了两到三个电池单元，但是在用于诸如车辆的中型至大型装置的二次电池的情况下，使用其中大量电连接的电池单元的电池组。这种电池组通常包括多个二次电池，并且多个二次电池彼此串联和并联连接，以提高容量和输出。此外，一个或更多个电池模块可以与诸如电池管理系统(bms)、冷却系统等的各种控制和保护系统一起安装，以形成电池组。
9.在这种情况下，为了单元层叠体的紧凑构造，必须使形成单元层叠体的电池单元之间的组装容差最小化。
10.另外，电池单元具有在电池单元被充电和放电时膨胀和收缩的特性，并且需要能够有效地缓解膨胀的装置。


技术实现要素：

11.技术问题
12.本公开的实施方式被设计为解决如上所述的问题，因此，本公开的目的是提供一种能够使电池单元之间的组装容差最小化并且还有效地缓解电池单元的膨胀的电池模块。
13.然而，本公开的实施方式要解决的问题不限于上述问题，并且可以在本公开所包括的技术思想的范围内进行各种扩展。
14.技术方案
15.根据本公开的一个方面，提供了一种电池模块，该电池模块包括：第一单元层叠体和第二单元层叠体，其包括一个或更多个电池单元；单框架，其容纳第一单元层叠体和第二单元层叠体；弹簧，其位于第一单元层叠体和第二单元层叠体之间；第一板，其位于第一单元层叠体和弹簧之间；以及第二板，其位于第二单元层叠体和弹簧之间，并且弹簧的压缩方向与一个或更多个电池单元的层叠方向平行。
16.一个或更多个电池单元可以以直立或倒置形式层叠，以与单框架的两个侧表面平行。
17.热敏电阻可以位于以下位置中的至少一个位置：第一单元层叠体与第一板之间以及第二单元层叠体与第二板之间。
18.第一板和第二板中的至少一个可以包括传热构件。
19.单框架可以具有开口的前表面和后表面。
20.弹簧可以包括两个或更多个弹簧。
21.弹簧可以是圆柱形弹簧。
22.电池模块可以还包括汇流条框架，其与第一单元层叠体和第二单元层叠体一起容纳在单框架中，并且汇流条框架可以位于第一单元层叠体和第二单元层叠体的上侧上。
23.弹簧可以通过粘合剂接合至第一板和第二板。
24.技术效果
25.根据本公开的实施方式，可以通过在电池模块内部应用弹簧使电池单元之间的组装容差最小化，并且可以通过有效地缓解电池单元的膨胀来减小施加到模块框架的压力。
26.此外，热敏电阻可以设置在有利于测量温度的位置，以更有效地检测或防止电池单元发热。
附图说明
27.图1是例示了根据本公开的实施方式的电池模块的立体图。
28.图2是例示了图1的电池模块的分解立体图。
29.图3是沿图1的切割线a
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a’截取的截面图。
30.图4是例示了根据本公开的另一实施方式的电池模块的截面图。
具体实施方式
31.在下文中，将参照附图详细描述本公开的各种实施方式，以便本领域技术人员能够容易地实现这些实施方式。本公开可以以各种不同方式修改，并且不限于本文阐述的实施方式。
32.与描述无关的部分将被省略以清楚地描述本公开，并且相似的附图标记贯穿说明书表示相似的元件。
33.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所示的尺寸和厚度。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，夸大了一些层和区域的厚度。
34.另外，将理解的是，当诸如层、膜、区域或板之类的元件被称为在另一元件“上”或“上方”时，其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，则表示不存在其他中间元件。此外，词语“在
…
上”或“在
…
上方”表示设置在参考部分之上或之下，并不一定表示设置在参考部分的朝向重力的相反方向的上端上。
35.此外，贯穿说明书，当部件被称为“包括”某个部件时，这表示该部件可以进一步包括其他部件，而不排除其他部件，另有说明除外。
36.图1是例示了根据本公开的实施方式的电池模块100的立体图。图2是例示了图1的电池模块100的分解立体图。图3是沿图1的切割线a
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a’截取的截面图。
37.参照图1至图3，根据本公开的实施方式的电池模块100包括：第一单元层叠体410、第二单元层叠体420、容纳第一单元层叠体410和第二单元层叠体420的单框架200、位于第一单元层叠体410和第二单元层叠体420之间的弹簧600、位于第一单元层叠体410和弹簧600之间的第一板710、以及位于第二单元层叠体420和弹簧600之间的第二板720。第一单元层叠体410和第二单元层叠体420中的每一个可以包括一个或更多个电池单元400，但是优选地，包括两个或更多个电池单元400。
38.弹簧600的压缩方向与构成第一单元层叠体410和第二单元层叠体420的电池单元400的层叠方向(x方向)平行。然后，电池单元400以直立或倒置的形式层叠以平行于单框架200的两个侧表面210。优选地，弹簧600设置为使得弹簧的压缩方向垂直于单框架200的两个侧表面210。
39.通过上述构造，当弹簧600附接电池单元400时，电池单元400可以被固定在电池模块100中，从而可以有效地缓解电池单元400之间或电池单元400和单框架200之间的组装容差。
40.此外，弹簧600可以有效地吸收在电池单元充放电时可能引起的电池单元400的膨胀，从而缓解施加到单框架200的应力。
41.同时，在本实施方式中，弹簧600不直接接触第一单元层叠体410和第二单元层叠体420，而是将第一板710和第二板720分别设置在它们之间。此外，弹簧600可以通过粘合剂接合至第一板710和第二板720，以将弹簧600固定在电池模块100中。弹簧600的形式没有限制，但是优选的是圆柱形弹簧。
42.通过第一板710和第二板720，弹簧600的弹力可以均匀地施加到第一单元层叠体410和第二单元层叠体420，而不会集中在第一单元层叠体410和第二单元层叠体420的一部分上。
43.此外，在将第一单元层叠体410和第二单元层叠体420容纳在单框架200中的过程中，第一单元层叠体410和第二单元层叠体420在弹簧600通过施加至其的力而被压缩的状态下插入到单框架200中，并且第一单元层叠体410和第二单元层叠体420可以通过弹簧600的弹力固定到单框架200的内部。即，第一单元层叠体410和第二单元层叠420可以更容易地容纳在单框架200中。
44.同时，优选的是，两个或更多个弹簧600以按照等间距彼此间隔开的方式设置在第一板710和第二板720之间。这是因为能够防止弹簧600的弹力集中在第一单元层叠体410和第二单元层叠体420的一部分上。
45.图4是例示了根据本公开的另一实施方式的电池模块100的截面图。参照图4，可以在本实施方式的电池模块100中设置热敏电阻。
46.详细地，热敏电阻800可以位于第一单元层叠体410和第一板710之间以及第二单元层叠体420和第二板720之间中的至少一个位置。具体而言，优选的是，如图4所示，热敏电阻800位于第一单元层叠体410和第一板710之间以及第二单元层叠体420和第二板720之间。热敏电阻800可以通过粘合剂接合至第一单元层叠体410和第二单元层叠体420的电池单元。
47.热敏电阻800靠近电池单元400设置，并且也可以通过弹簧600的弹力附接到电池单元400，从而因为可以更容易检测电池单元400产生的热量，所以能够有利地确保电池模块100的安全性。
48.同时，本实施方式的第一板710和第二板720中的至少一个可以包括传热构件。因为第一板710和第二板720包括传热构件，所以可以通过扩散由电池单元400局部产生的热量来减小电池模块100中的温度偏差。此外，由电池单元400产生的热量容易释放到第一板710和第二板720之间的空间。
49.再次参照图2，根据本实施方式的电池模块100可以进一步包括与第一单元层叠体410和第二单元层叠体420一起容纳在单框架200中的汇流条框架500。
50.汇流条框架500可以包括位于第一单元层叠体410和第二单元层叠体420的上侧上的上框架510、位于第一单元层叠体410和第二单元层叠体420的前表面上的前表面框架520、以及位于第一单元层叠体410和第二单元层叠体420的后表面上的后表面框架530，并且连接到构成第一单元层叠体410和第二单元层叠体420的电池单元的电极引线的汇流条540可以安装在前表面框架520和后表面框架530上。
51.单框架200可以是具有开口的前表面和开口的后表面的金属板，并且第一单元层叠体410、第二单元层叠体420和汇流条框架500可以容纳在开口的前表面和第二表面中。
52.上述的电池模块可以以电池模块或包括该电池模块的电池组的形式应用于各种装置。装置可以包括诸如电动自行车、电动车辆和混合电动车辆等的运输工具，但是本公开不限于此，而是可以应用于可以使用二次电池的各种装置。
53.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，并且本领域技术人员可以使用所附权利要求书中限定的本公开的基本概念进行的各种修改和改进也属于权利范围内。
54.附图标记列表
55.100：电池模块
56.200：单框架
57.300：端板
58.410：第一单元层叠体
59.420：第二单元层叠体
60.600：弹簧
61.710：第一板
62.720：第二板