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2020年4月27日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请10
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2020
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0050725的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
3.本公开涉及电池模块及包括该电池模块的电池组，并且更具体地涉及改善由部件的尺寸增大引起的成型缺陷的电池模块及包括该电池模块的电池组。


背景技术：

4.随着技术发展和对移动设备的需求增加，对作为能源的电池的需求迅速增加。特别地，二次电池作为用于电力驱动装置(例如电动自行车、电动车辆和混合电动车辆)的能量源以及用于移动装置(例如移动电话、数码相机、膝上型计算机和可穿戴装置)的能量源已经引起相当大的注意。
5.小型移动设备为每个设备使用一个或多个电池单元，而诸如车辆的中型或大型设备需要高功率和大容量。中型或大型电池模块优选地被制造为具有尽可能小的尺寸和重量。为此，棱柱形电池、袋型电池等通常用作中型或大型电池模块的电池单元，棱柱形电池、袋型电池等可以高集成度堆叠并且相对于容量具有小的重量。因此，使用了其中电连接有大量电池单元的中型或大型电池模块，并且逐渐地，在电池模块内安装更多电池单元的需求正在增加。
6.另一方面，随着对包括更多电池单元的电池模块的需求增加，包括在电池模块中的部件的尺寸也需要增加。然而，在包括在电池模块中的部件当中，随着尺寸增大，通过注射成型形成的部件导致出现未成型部分。因此，为了实现电池模块的尺寸增大，需要改善未成型部分中的成型缺陷。


技术实现要素：

7.技术问题
8.本发明的一个目的是提供一种电池模块以及包括该电池模块的电池组，该电池模块能够改善由电池模块的尺寸增大引起的部件的成型缺陷。
9.本公开的目的不限于前述目的，并且本领域技术人员从以下详细描述和附图中应当清楚地理解本文未描述的其他目的。
10.技术方案
11.根据本发明的一个实施方式，提供一种电池模块，所述电池模块包括：电池单元堆，多个电池单元堆叠在所述电池单元堆中；以及汇流条框架，所述汇流条框架位于所述电池单元堆的前表面和后表面上，其中，所述汇流条框架包括围绕所述电池单元堆的底表面的至少一部分的支撑部，并且其中，所述支撑部包括：从所述汇流条框架向所述电池单元的长度方向延伸的延伸区域；以及形成在所述延伸区域上的突起区域。
12.所述突起区域可以包括至少两个突起区域，所述至少两个突起区域在与所述电池
单元堆叠的方向相对应的方向上彼此间隔开。
13.所述突起区域可以形成在与所述支撑部中形成的未成型部分相对应的位置处。
14.所述突起区域可以形成在与所述电池单元堆中的两个电池单元之间的区域对应的位置处。
15.所述突起区域可以从所述延伸区域朝向所述电池单元堆突出。
16.所述突起区域可以具有对称形状。
17.所述突起区域可以形成为使得在所述延伸区域上堆叠至少一个层。
18.所述突起区域可以形成为使得在所述延伸区域上堆叠至少两个层，邻近所述延伸区域的层的长度形成得更长。
19.与所述延伸区域相邻的层的长度可以等于或小于所述电池单元堆中的两个电池单元之间的区域。
20.所述延伸区域的厚度可以小于所述支撑部在形成所述突起区域的部位处的厚度。
21.根据本发明的一个实施方式，提供一种包括上述电池模块的电池组。
22.有利效果
23.根据本公开的实施方式，当汇流条框架被注射成型时引起的成型缺陷可以通过根据电池模块的尺寸增大来加强汇流条框架的部分截面的厚度来改善。
24.此外，通过汇流条框架的厚度的部分增强，可以防止导热树脂的施加量由于整体厚度的增加而增加。
25.本公开的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员将从所附权利要求的描述中清楚地理解上文未描述的其它附加效果。
附图说明
26.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；
27.图2是示出构成图1的电池模块的元件彼此联接的状态的立体图；
28.图3是示出根据比较例的电池模块中的汇流条框架的视图。
29.图4是示出图3的汇流条框架中的成型缺陷部分的视图；
30.图5是示出根据本公开的实施方式的电池模块中的汇流条框架的视图；
31.图6是图5的区域a的放大图；
32.图7是示出沿图2的xy平面截取的截面的视图；
33.图8是沿着切割线a
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a'截取的图7的区域b的截面图；
34.图9是沿着切割线b
‑
b'截取的图8的区域b的截面图；以及
35.图10是沿着切割线c
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c'截取的图8的区域b的截面图。
具体实施方式
36.在下文中，将参照附图详细描述本公开的各种实施方式，使得本领域技术人员可以容易地实施这些实施方式。本公开可以以各种不同的方式进行修改，并且不限于在此阐述的实施方式。
37.为了清楚地描述本公开，将省略与描述无关的部分，并且在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。
38.此外，在附图中，为了便于描述，任意地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示出的那些。在附图中，为了清楚起见放大了层、区域等的厚度。在附图中，为了便于描述，一些层和区域的厚度被放大示出。
39.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，它可以直接在另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接在另一个元件上”时，这意味着不存在其它中间元件。此外，词语“在
……
上”或“在
……
之上”意味着设置在参考部分之上或之下，而不一定意味着设置在参考部分朝向重力的相反方向的上端。
40.此外，在整个说明书中，当一部分被称为“包括”某一部分时，意指其可进一步包括其它部分，而不排除其它部分，除非另有说明。
41.此外，在整个说明书中，当被称为“平面”时，是指当从上侧观察目标部分时，并且当被称为“横截面”时，是指当从垂直切割的横截面的侧面观察目标部分时。
42.在下文中，将描述根据本公开的实施方式的用于二次电池的电极。然而，这里的描述是基于电池模块的前表面和后表面的前表面做出的，但不必限于此，并且即使在后表面的情况下，也可以描述相同或类似的内容。
43.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是示出构成图1的电池模块的元件彼此联接的状态的立体图。
44.参照图1和图2，根据本实施方式的电池模块100包括：电池单元堆120，多个电池单元110堆叠在电池单元堆120中；模块框架200，其用于容纳电池单元堆120；以及端板150，其用于覆盖电池单元堆120的前表面和后表面。此外，电池模块100还包括位于端板150和电池单元堆120之间的汇流条框架130。
45.作为示例，模块框架200包括u形框架300和上板400，u形框架300的上表面、前表面和后表面是敞开的，上板400用于覆盖电池单元堆120的上部。然而，模块框架200不限于此，并且可以由其他形状的框架代替，例如l形框架或围绕电池单元堆120(不包括其前后表面)的整体框架。
46.汇流条框架130可包括围绕平行堆叠的电池单元堆120的前表面和后表面的下端的部分，从而保护电池单元堆120免受外部冲击并提高电池单元堆120的绝缘性能。
47.然而，根据本公开的实施方式的电池模块100包括大面积模块，其中与现有电池模块相比，电池单元堆120包括相对较大数量的电池单元。在大面积模块的情况下，电池模块的水平长度变得相对较长。这里，电池模块的水平长度可以是指电池单元的堆叠方向上的长度。
48.在下文中，将与比较例相比较地详细描述包括在根据本公开的实施方式的电池模块100中的汇流条框架130。
49.图3是示出根据比较例的电池模块中的汇流条框架的视图。图4是示出图3的汇流条框架中的成型缺陷部分的视图。
50.参见图3和图4，包括在电池模块(未示出)中的汇流条框架13具有支撑部14，该支撑部可以围绕电池单元堆(未示出)的前表面和后表面的底表面的至少部分区域。支撑部14从汇流条框架13沿垂直于汇流条框架13的方向延伸。
51.然而，为了将汇流条框架13安装在大面积模块上，汇流条框架13也必须随着其在
电池模块的水平方向上进展而增大尺寸，并且因此，汇流条框架13的支撑部14也必须增大尺寸。参照图4，当注射成型大尺寸汇流条框架13时，可能会在支撑部14的部分区域中形成未成型部分14a。这里，未成型部分14a意味着支撑部14的部分区域由于支撑部14的薄厚度而不经受注射成型。
52.为了防止支撑部14的未成型部分14a出现，当支撑部14的整体厚度增加时，由于支撑部14而导致汇流条框架13的总重量增加，因此，施加到框架200的负荷可能增加，并且可能由于重量导致损坏。此外，在这种情况下，因为由支撑部14支撑的电池单元堆由于支撑部14的厚度增加而也变得远离模块框架的底部，所以用于在电池单元堆和模块框架之间形成导热树脂层的导热树脂的施加量也可能增加。因此，模块的总重量和热阻增加，由电池单元堆120引起的热产生没有充分地排放到外部，并且由于热产生引起的火灾的危险会增加。此外，随着导热树脂的施加量增加，制造成本和制造时间可能增加。
53.因此，在本公开的实施方式中，将描述在通过注射成型形成用于安装在大面积模块上的大尺寸汇流条框架130时的汇流条框架，该汇流条框架被构造成防止形成诸如根据上述比较例的支撑部14的未成型部分14a的部分。
54.图5是示出根据本公开的实施方式的电池模块中的汇流条框架的视图。图6是图5的区域a的放大图。
55.参见图1、图2、图5和图6，包括在电池模块100中的汇流条框架130可以具有支撑部140，该支撑部可以围绕电池单元堆120的前表面和后表面的底表面的至少部分区域。此外，汇流条框架130可具有支撑部140，其可围绕电池单元堆120的前表面和后表面的底表面的至少部分区域。具体地，电池单元堆120的每个电池单元110可以包括面向框架200的底表面的突起(未示出)，并且支撑部140可以围绕形成在电池单元110中的突起(未示出)。因此，支撑部140可以保护突起(未示出)免受外部冲击，并且可以改善电池单元110的绝缘性能。
56.支撑部140从汇流条框架130沿电池单元的长度方向延伸。此外，支撑部140延伸以围绕电池单元堆120的前表面和后表面的底表面。此外，支撑部140延伸以围绕形成在电池单元堆120的电池单元110中的突起(未示出)。
57.支撑部140可以包括延伸区域141和形成在延伸区域141上的至少两个突起区域145。延伸区域141可以是从汇流条框架130沿垂直于汇流条框架130的方向延伸的区域。突起区域145是从延伸区域141朝向电池单元堆120突出的区域。至少两个突起区域145可以在电池单元堆120的电池单元110的堆叠方向上彼此间隔开。这里，突起区域145可以起到增强延伸区域141的厚度的作用。
58.支撑部140可以是注射成型的，并且延伸区域141和突起区域145也可以是整体注射成型的。支撑部140需要保持薄的厚度，以便减小施加到框架200的负荷，减小施加到框架200的绝缘物质的施加量，并具有适当的热阻。然而，由于汇流条框架130通过在电池单元堆的堆叠方向上进一步延伸而被注入，从而被安装在大面积模块上，所以延伸区域141也通过在电池单元堆的堆叠方向上进一步延伸而被注入。因此，由于延伸区域141保持薄的厚度并且还在电池单元堆的堆叠方向上延伸超过现有长度，所以可能出现如图4所示的未成型部分14a。
59.参见图1以及图4至图6，为了防止在支撑部140的注射成型过程中出现像图4中那样的未成型部分14a，突起区域145可以部分地形成在这样的区域中，在该区域中存在在延
伸区域141中出现未成型部分14a的高度可能性。此外，突起区域145可以形成在与在延伸区域141中形成的未成型部分对应的位置处。此外，为了防止未成型部分14a出现在延伸区域141中，突起区域145可形成为在延伸区域141上以规则间隔彼此间隔开。
60.因此，尽管包括在尺寸增大的汇流条框架130中的支撑部140保持薄的厚度，但是延伸区域141的部分截面的厚度可以由于突起区域145而被加强。也就是说，当支撑部140不增加延伸区域141的厚度时，由于加宽区域引起的未成型而导致的易损部分可由突起区域145补充。此外，虽然突起区域145可以在汇流条框架140注射成型时被一体成型，并且因此制造方法可以变得更简单并且制造时间可以变得更短。
61.图7是示出沿图2的xy平面截取的横截面的视图。图8是沿着切割线a
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a'截取的图7的区域b的截面图。
62.参见图1以及图5至图8，支撑部140可以具有延伸区域141和突起区域145，并且突起区域145可以形成在与至少两个电池单元110之间的区域对应的位置处。作为示例，电池单元堆120的每个电池单元110包括突起110p。突起区域145可以分别形成在与形成在两个或更多个电池单元110处的突起110p之间的区域对应的位置处。
63.因此，支撑部140形成有突起区域145以防止由于尺寸的增加而导致的未成型部分，并且在与电池单元110的突出部110p之间的区域对应的位置处形成突起区域145，从而使支撑部140与电池单元堆120之间的空间最小化。此外，支撑部140的突起区域145还可以保护突出部110p的侧表面，并且因此可以改善对电池单元110的突出部110p周围的外部冲击的保护性能。此外，因为支撑部140和电池单元堆120之间的空的空间被最小化，并且因此施加到框架200的导热树脂层的厚度可以保持与其现有厚度相似，所以总重量和热阻可以不增加。
64.参照图1和图5至图8，突起区域145可以具有对称形状。此外，突起区域145可以具有其中至少一个层形成为在延伸区域141上弯曲的区域。此外，突起区域145可以具有其中至少一个层形成为堆叠在延伸区域141上的区域。特别地，堆叠而成的区域可以平滑地连接到延伸区域141。这里，突起区域145可以具有这样的区域，在该区域中，在延伸区域141上形成与延伸区域141相比具有较短长度的至少一个层。此外，突起区域145可以通过堆叠至少两个层来形成，所述至少两个层的长度与延伸区域141相比较小，并且与延伸区域141相邻的层的长度可以形成得更长。此外，当突起区域145形成在与突起110p之间的区域对应的位置处时，突起区域145可以等于或小于两个电池单元110之间的区域。
65.因此，突起区域145可以形成在支撑部140中，以防止根据尺寸的增加而形成的未成型部分，并且当突起区域145被注射成型时，制造过程可以变得简单并且制造时间可以变得更短。
66.图9是沿着切割线b
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b'截取的图8的区域b的截面图。图10是沿着切割线c
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c'截取的图8的区域b的截面图。
67.参见图1和图5至图10，支撑部140可以被配置成使得在形成突起区域145的位置处，延伸区域141的厚度h1与支撑部140的厚度h2相比更小。这是因为延伸区域141围绕形成在电池单元堆120的电池单元110处的突起110p，并且因此与突起区域145相比必须具有薄的厚度。因此，支撑部140对应于延伸区域141和突出部110p的下表面，并且突起区域145对应于突出部110p的侧表面，并且因此，可以改善对电池单元110的突出部110p周围的外部冲
击的保护性能。
68.因此，根据在此描述的本发明，尽管支撑部140的面积由于汇流条框架130的尺寸增加而扩大，但是不仅可以实现电池单元110的突起110p的保护和绝缘性能(作为支撑部140的现有目的)，而且通过突起区域145，可以加强支撑部140的未成型部分，可以提高刚性，并且可以加强突起110p的保护。
69.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使用在所附权利要求中限定的本公开的基本概念的各种修改和改进也属于权利范围。
70.附图标记说明
71.100：电池模块
72.110：电池单元
73.120：电池单元堆
74.130：汇流条框架
75.140：支撑部
76.200：模块框架。