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06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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0075828的优先权及权益，其全部内容通过引用合并于此。
3.本发明涉及一种电池模块及包括该电池模块的电池组，并且更具体地说，本发明涉及这样一种电池模块及包括该电池模块的电池组，该电池模块能够减小电池模块的尺寸，并且即使电池单元层叠体的构造被改变也可以在不改变构成元件的构造的情况下容易地应用。


背景技术：

4.根据产品组别具有易于应用并且具有诸如高能量密度的电特性的二次电池不仅广泛应用于便携式装置，而且广泛应用于由电驱动源驱动的电动车辆或混合动力车辆以及蓄电装置。这样的二次电池作为增强环境友好性和能源效率的新能源而受到关注，不仅因为它能够显著减少化石燃料的使用的主要优点，而且还因为根本不产生使用能源的副产品。
5.每个装置一个或一对电池单元用于小型移动装置，而诸如汽车之类的中型和大型装置则需要高功率/大容量。因此，使用具有电连接到其中的多个电池单元中型或大型电池模块。
6.同时，随着近年来对包括用作蓄能源的大容量结构的需求增加，对其中多个二次电池串联组装和/或并联联接的多模块结构电池组的需求正在增加。
7.当在电池模块中连接电池单元层叠体和汇流条时，电池单元的电极引线和汇流条的连接部分可以根据电池单元层叠体中所包括的电池单元的数量而变化，并且因此电极引线的长度可能过度延伸。另外，当在不增加电极引线的长度的范围内调整用于与汇流条连接的汇流条数量时，每次改变汇流条的数量时必须改变与汇流条连接的汇流条框架的构造，这是不方便的。因此，有必要设计汇流条和汇流条框架的构造，使得能够在不延长电极引线的长度的情况下，响应于电池单元的数量变化而容易地改变结构。


技术实现要素：

8.技术问题
9.本发明致力于提供一种电池模块及电池组，该电池模块包括汇流条和汇流条框架，其结构能够在不延长电极引线的长度的情况下响应于电池单元数量的变化而容易地改变。
10.然而，本发明的示例性实施方式要解决的问题不限于上述问题，并且可以在本发明所包括的技术思想的范围内进行各种扩展。
11.技术方案
12.根据本发明示例性实施方式的电池模块，该电池模块包括：电池单元层叠体，在该
电池单元层叠体中层叠有多个电池单元；汇流条框架，该汇流条框架形成于电池单元层叠体的前侧和后侧中；以及多个汇流条，该多个汇流条相对于电池单元层叠体形成在汇流条框架的外侧，并且与外部电源电连接，其中，汇流条框架包括从汇流条框架突出以覆盖汇流条的端部的多个固定部。
13.汇流条可以形成为具有一端开口的狭缝的平板状。
14.固定部可以形成为覆盖汇流条在第一方向上的两端，第一方向是汇流条的长度方向。
15.固定部可以包括朝向汇流条突出的钩，以及在汇流条的两端与钩啮合的凹槽部。
16.固定部可以包括从汇流条框架朝向汇流条突出的保持器。
17.保持器可以包括从汇流条框架的底表面突出的两个夹持部，并且在两个夹持部的端部形成为彼此面对的倾斜表面。
18.每个电池单元可以包括朝向汇流条框架突出的电极引线，并且电极引线当中的从相邻电池单元突出的两条电极引线可以在汇流条的狭缝之间穿过或在多个汇流条之间穿过，并且在汇流条的一侧交叠。
19.可以在电极引线与汇流条交叠的部分中形成焊接部。
20.每个电池单元可以包括朝向汇流条框架突出的电极引线，并且电极引线在第一方向上的宽度等于或小于狭缝的长度，第一方向是汇流条的长度方向。
21.多个固定部当中的相邻固定部之间的间隙可以大于狭缝的宽度并且小于汇流条的宽度。
22.根据本发明另一示例性实施方式的电池组可以包括：上述的至少一个电池模块以及封装至少一个电池模块的电池组壳体(pack case)。
23.根据本发明另一示例性实施方式的装置可以包括上述的至少一个电池组。
24.有益效果
25.根据示例性实施方式，电池模块的汇流条的一个端部包括具有一个开口端的狭缝，并且汇流条框架包括覆盖汇流条的端部的固定部，使得即使电池单元的数量改变，也能够在没有使得电极引线长度增加以及无需改变汇流条框架结构的情况下容易地连接汇流条。
附图说明
26.图1是根据本发明示例性实施方式的电池模块的前视图。
27.图2是沿图1的线ii
‑
ii
′
截取的截面。
28.图3是图1的电池单元的立体图。
29.图4示出了根据本发明示例性实施方式的电池模块中的另一实施方案。
30.图5是图1的部分a的放大截面图。
31.图6是根据另一示例性实施方式的图1的部分a的放大截面图。
具体实施方式
32.在下文中，将参照附图详细描述本发明的各种示例性实施方式，使得本领域技术人员可以容易地实践本发明。本发明可以以许多不同的形式体现，并且不应被解释为限于这里阐述的示例性实施方式。
33.因此，附图和描述应被认为本质上是示例性的而非限制性的，并且在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。
34.因为附图中所示的每个构造的尺寸和厚度是为了更好地理解和便于描述而任意地示出了，所以本发明不限于此，并且为了清楚起见，部分和区域的厚度被夸大了。在附图中，为了清楚起见，夸大了层、膜、面板、区域等的厚度。另外，在附图中，为了便于解释，一些层和区域的厚度被夸大了。
35.将理解的是，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为在另一元件“上”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”另一个元件“上”时，则不存在中间元件。另外，当元件被称为在参考元件“上”时，它可以定位在参考元件上或之下，并非必须在与重力相反的方向上定位在参考元件上。
36.此外，除非明确地相反描述，否则词语“包括”和诸如“所包括”或“包括于”的变体将被理解为暗示包含所提及的元件，但是不排除任何其他元件。
37.另外，在本说明书中，短语“在平面上”是指从顶部观察目标部分，而短语“在截面上”是指观察通过从侧面垂直切割目标部分而形成的截面。
38.在下文中，参照图1至图3，将描述根据本发明示例性实施方式的电池模块。
39.图1是根据本发明示例性实施方式的电池模块的前视图，图2是沿图1的线ii
‑
ii
′
截取的截面，并且图3是图1的电池单元的立体图。
40.参照图1和图2，根据本示例性实施方式的电池模块100可以包括：电池单元层叠体120，其中层叠有多个电池单元110；电极引线150，其分别从电池单元层叠体120的两端突出；汇流条框架210以及汇流条250。汇流条框架210包括引线狭缝，引线狭缝对准以对应于形成在汇流条250中的狭缝251，并且电极引线150可以电连接到汇流条250。根据本示例性实施方式的汇流条250可以由金属材料形成。
41.在下文中，参照图3，将描述单个电池单元110的构造。
42.电池单元110是二次电池，并且可以形成为袋型二次电池。电池单元110可以设置有多个，并且多个电池单元110可以层叠在一起以彼此电连接，从而形成电池单元层叠体120。多个电池单元110中的每个可以包括电极组件125、单元壳体133和从电极组件125突出的电极引线150。
43.电极组件125可以由正极板、负极板和隔膜形成。单元壳体133被设置为封装电极组件125，并且可以由包括树脂层和金属层的层压片形成。这种单元壳体133可以包括壳体主体132和电池梯台130。壳体主体132可以容纳电极组件125。为此，壳体主体132可以设置有用于容纳电极组件125的容纳空间。单元梯台130从壳体主体132延伸，并且被密封以封装电极组件125。可以部分地从单元梯台130的一侧(具体地，从单元梯台130的前侧(即，y轴方向))设置电极引线150。
44.电极引线150可以与电极组件125电连接。这样的电极引线150可以成对设置。一对电极引线150中的一些电极引线可以分别从单元壳体133的前侧和后侧(即，y轴方向)向外部突出。上述电池单元110的构造是示例，并且可以以各种方式修改用于形成电池单元层叠体120的电池单元110的形状。
45.参照图1，根据本示例性实施方式的汇流条250包括狭缝251，电极引线150可以穿过狭缝251。在这种情况下，狭缝251在汇流条250的一端开口。即，汇流条250可以具有包括
一端开口的狭缝251的平板状。由于这种结构，在使电极引线150穿过狭缝251并与汇流条250的一侧交叠的过程中，可以根据狭缝251的尺寸在没有干扰的情况下组装电极引线150。电极引线150的宽度(即，在z轴方向上)可以等于或小于狭缝251的长度。
46.同时，通过采用包括一端开口的狭缝251的汇流条250，即使电池单元层叠体120中所包括的电池单元110的数量改变，也能够容易地组合汇流条250而不会过度延长电极引线150的长度(y轴方向)。
47.例如，在图2的情况下，电池单元层叠体120包括八个电池单元110的两组，并且在图4的情况下，电池单元层叠体120包括十个电池单元110的两组。在应用如图2所示的常规的扁平型汇流条(不包括狭缝的汇流条)的情况下，彼此相邻的一对电极引线150被插入以在汇流条之间穿过，并且汇流条和电极引线150被焊接，并且在这种情况下，在如图4所示地增加电池单元110的数量的情况下应用汇流条和电极引线150，由于电极引线150仍仅在汇流条之间穿过，因此必须延伸电极引线150的长度以便到达汇流条之间的电极引线150。
48.同时，如在本示例性实施方式中那样，当使用包括一端开口的狭缝251的汇流条250时，如图4中的(b)所示，一对相邻的电极引线150不仅能够在汇流条250之间穿过，而且还通过形成于汇流条250中的狭缝251，因此电极引线150能够穿过靠近一对相邻电极引线150的位置的任何地方，从而在不过度延伸电极引线150的情况下将电极引线150与汇流条250结合。一对相邻的电极引线150穿过汇流条250的狭缝251之间或相邻汇流条250之间的空间，并且因此在汇流条250的一侧交叠，并且电极引线150和汇流条250能够通过在电极引线150和汇流条250的交叠部分中形成焊接部而电连接。
49.在该过程中，必须根据需要调整汇流条250的数量，并且根据本示例性实施方式，即使调整汇流条250的数量，汇流条250所固定于的汇流条框架200的构造也不变，并且可以调整汇流条250的数量。
50.即，根据本示例性实施方式，如图1所示，汇流条框架200包括从汇流条框架200突出并覆盖汇流条250的端部的多个固定部210。固定部210自从汇流条框架200的下端或上端(在z轴方向上)向外部突出的部分延伸，并覆盖汇流条250的端部。覆盖汇流条250的下端的固定部210通过自从汇流条框架200的下端向外部突出的部分朝向汇流条250向上突出而覆盖汇流条250的下端。固定部210通过自从汇流条框架200的上端向外部突出的部分朝向汇流条250向下(z轴方向)突出而覆盖汇流条250的上端。
51.因此，由于这种固定部210，尽管汇流条250的数量改变了，但是可以通过在不改变形成于汇流条框架200上的固定部210的情况下，仅改变汇流条250的安装位置来应用。常规地，通过在汇流条250中形成孔并用汇流条框架200的注入产品填充该孔，来将汇流条250固定到汇流条框架200。在这种构造下，由于汇流条框架200的注入产品突出的位置是预先确定的，所以汇流条250只能安装在指定位置，因此，需要改变汇流条框架200的形状以改变汇流条250的数量和汇流条250的安装位置。
52.另一方面，根据本示例性实施方式，汇流条250由多个固定部210固定，因此，易于移除和安装汇流条250，并且能够根据需要容易地改变汇流条250的数量和位置。例如，比较图1和图4中的(a)，每个采用相同构造的汇流条框架200，可以在固定状态下相对于固定部210改变汇流条250的安装部，因此能够如图1所示地安装四个汇流条250，或者也能够如图4中的(a)所示地通过减小汇流条250之间的间隙安装五个汇流条250。
53.在这种构造中，相邻的固定部210之间的间隙可以大于汇流条250中所包括的狭缝251的宽度，并且小于汇流条250的宽度。通过以此方式调整固定部210的间隔，能够使用固定部210将汇流条250容易地安装在汇流条框架200上，而与汇流条250的数量和位置无关。
54.参照图5和图6，将描述根据本发明示例性实施方式和本发明另一示例性实施方式的固定部210的详细构造。
55.图5和图6是图1的部分a的放大截面图，并且分别例示了根据示例性实施方式以及根据本发明另一示例性实施方式的固定部210以及结合至固定部210的汇流条250的构造。
56.如图5所示，根据本发明示例性实施方式的固定部210包括朝着汇流条250突出的钩211。即，在本示例性实施方式中，固定部210和汇流条250通过卡扣联接而结合。为此，汇流条250包括凹槽部252，该凹槽部252在对应于钩211的位置处向内凹入，以便能够与钩211联接。在本示例性实施方式中，凹槽部252被示出为用于与钩211联接的构造，但是本发明不限于此，并且可以是能够与钩211联接的孔。因此，汇流条250通过联接和分离固定部210中所包括的钩211和汇流条250中所包括的凹槽部252，能够容易地从汇流条框架200安装和移除。
57.另外，如图6所示，根据本发明另一示例性实施方式的固定部210可以是由一对夹持部212形成的保持器，所述一对夹持部212从汇流条框架200朝向汇流条250突出。夹持部212的端部可以包括彼此面对形成的倾斜表面2121。当未安装汇流条250时，彼此面对的倾斜表面2121之间的距离变窄，并且当通过将汇流条250插入倾斜表面2121之间来安装汇流条250时，夹持部212之间的空间变得更宽，使得汇流条250能够被插入和固定。汇流条框架200由注入产品形成，并且夹持部212形成为注入产品的一部分，因此，夹持部212之间的间隙通过插入汇流条250而产生的外力打开，并且可以通过从夹持部212之间的间隙打开的状态返回到其原始状态的弹力来固定汇流条250。根据本实施方式，可以在无需进一步形成用于固定到汇流条250的单独构造的情况下，安装在汇流条框架200上，因此能够在不限制位置、尺寸、和数量的情况下安装更多各种类型的汇流条250。
58.同时，根据本发明示例性实施方式的一个或更多个电池模块可以被封装在电池组壳体中以形成电池组。
59.以上描述的电池模块和包括该电池模块的电池组能够应用于各种装置。这样的装置可以应用于诸如电动自行车、电动车辆、混合动力车辆等的运输工具，但是本发明不限于此，并且本发明还适用于能够使用电池模块和包括该电池模块的电池组的各种装置，并且这也属于本发明的范围。
60.尽管已经结合当前认为是实际示例性实施方式的内容描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施方式。相反，本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种变型和等同布置。
61.附图标记列表
62.100：电池模块
63.150：电极引线
64.200：汇流条框架
65.210：固定部
66.250：汇流条
67.251：狭缝。