电池模块和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.本技术要求在2019年11月22日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2019-0151596号和在2020年7月3日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2020-0082054号的优先权和权益。
3.本发明涉及一种电池模块和一种包括该电池模块的电池组，更具体地，涉及其中用于散热的结构被更简单且有效率地改进的一种电池模块和一种包括该电池模块的电池组。


背景技术：

4.根据其产品具有高应用特性和电气特性(诸如高能量密度)的可再充电电池被广泛应用于电池车辆、混合动力车辆和驱动电力驱动源的电力存储装置以及便携式装置。这些可再充电电池作为用于改进环境友好性和能量效率的新能源受到关注，这是因为可再充电电池不产生能量使用的任何副产品以及可再充电电池的能够极大地减少化石燃料的使用的主要优点。
5.在小型移动装置中，每个装置使用一个、两个或三个电池单体，而中型和大型装置(诸如汽车)要求高电力/大容量。因此，使用其中多个电池单体被电连接的中型到大型电池模块。
6.因为优选的是中型和大型电池模块被制造成尺寸和重量尽可能小，所以主要使用可以具有高集成度并且具有小的相对于容量的重量的棱柱形电池和袋型电池作为中型和大型电池模块的电池单体。
7.另一方面，当通过串联或并联联接多个电池单体来构造电池组时，一般的方法是首先构造由至少一个电池单体构成的电池模块，然后通过使用至少一个电池模块添加其它构成元件来构造电池组。
8.在这种电池模块的情形中，随着要求的电池容量增加，能够有效率地冷却从电池单体产生的热量的技术的重要性逐渐地增加。特别地，虽然用于散热的构造被包括在电池模块自身中，但是因为单独通过这种构造的散热不充分，所以有时在电池组单元中设置另外的散热装置。然而，在此情形中，因为用于散热的构造的重叠和包括，所以存在结构复杂并且散热效率还劣化的问题。


技术实现要素：

9.技术问题
10.本发明所要解决的问题在于提供能够通过简化用于散热的结构来简化并增加整个结构的效率的一种电池模块和一种电池组。
11.然而，本发明的实施例所要解决的任务可以不限于上述任务，并且可以在本发明中所包括的技术范围的范围内以各种方式扩展。
12.技术方案
13.根据本发明的实施例的一种电池模块包括：电池单体层叠体，多个电池单体被堆叠在该电池单体层叠体中；下板，电池单体层叠体被置放到该下板；和模块框架，该模块框架被联接到下板，并且包括面对彼此的两个侧部以及连接该两个侧部的上部，以覆盖电池单体层叠体的三个表面，并且其中冷却路径被形成在下板中。
14.电池模块可以进一步包括导热性树脂层，该导热性树脂层被形成在下板和电池单体层叠体之间。
15.冷却路径可以包括：进口，该进口在下板的一侧处连接到外部；和出口，该出口在面对所述一侧的另一侧处连接到外部。
16.冷却路径可以贯穿整个下板被连接在进口和出口之间。
17.导热性树脂层可以与下板和电池单体层叠体直接接触。
18.下板可以是平坦板型。
19.冷却路径可以在形成平坦板型的下板时通过挤出而形成。
20.根据本发明的另一个实施例的一种电池组可以包括：至少一个如上所述的电池模块；和电池组外壳，该电池组外壳用于封装所述至少一个电池模块。
21.所述至少一个电池模块的下板可以被固定到电池组外壳，并且电池组外壳可以为平坦板的形式。
22.电池组可以进一步包括连接部，该连接部将形成在电池模块中的每一个电池模块中的冷却路径连接以彼此连通。
23.连接部可以由柔性材料形成。
24.根据本发明的另一个实施例的一种装置可以包括至少一个如上所述的电池组。
25.有利效果
26.根据实施例，能够在简化散热结构的同时在电池模块中增加其效率。另外，即使在包括这种电池模块的电池组中，也可以在没有电池组单元的另外的散热装置的情况下充分地排放热量，由此简化电池组的结构。
附图说明
27.图1是示出根据本发明的实施例的电池模块的分解透视图。
28.图2是示意性地示出根据本发明的实施例的电池模块的下板的内部结构的视图。
29.图3是示出在图1的电池模块的构成元件被组合的状态下的沿着z轴线方向截取的截面的视图。
30.图4是示出根据本发明的另一个实施例的电池组的透视图。
31.图5是从上方示出图4的电池组的视图。
具体实施方式
32.将在下文中参考示出本发明的实施例的附图更充分地描述本发明。本领域技术人员将会认识到，在均不偏离本发明的精神或范围的情况下，所描述的实施例可以以各种不同方式修改。
33.与本发明无关的部分的描述被省略，并且在整个说明书中，类似的附图标记标示
类似的元件。
34.此外，因为为了更好的理解和容易描述，附图中所示的构成构件的尺寸和厚度被任意地给出，所以本发明不限于所示的尺寸和厚度。在附图中，为了清楚起见，层、膜、面板、区域等的厚度被夸大。在附图中，为了更好的理解和容易描述，一些层和区域的厚度被夸大。
35.将理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称作在另一个元件“上”时，该元件能够直接地在其它元件上，或者还可以存在居间元件。相比之下，当元件被称作“直接地”在另一个元件“上”时，不存在任何居间元件。此外，在该说明书中，词语“上”或“上方”意味着位于目标部分上或下方，并且不一定意味着基于重力方向位于目标部分的上侧上。
36.另外，除非明确地有相反描述，否则词语“包括”和诸如“包含”或“含有”的变型将被理解为意指包括所阐述的元件但是不排除任何其它元件。
37.此外，在该说明书中，短语“在平面上”意味着从顶部观察目标部分，并且短语“在截面上”意味着观察其目标部分被从一侧竖直地切割的截面。
38.图1是示出根据本发明的实施例的电池模块的分解透视图，图2是示意性地示出根据本发明的实施例的电池模块的下板的内部结构的视图，并且图3是示出在图1的电池模块的构成元件被组合的状态下沿着z轴线方向截取的截面的视图。
39.参考图1到图3，根据本实施例的电池模块100包括：电池单体层叠体120，该电池单体层叠体120包括多个电池单体110；下板300，电池单体层叠体120被置放在该下板300上；模块框架400，该模块框架400与下板300组合，并且被形成为通过敞开底表面、前表面和后表面来覆盖电池单体层叠体120的三个表面；和端板150，该端板150分别地位于电池单体层叠体120的前表面和后表面上。
40.如在图1中所示，模块框架400包括面对彼此的两个侧部以及连接所述两个侧部的上部，以覆盖电池单体层叠体的三个表面。即，当模块框架400的敞开的侧面分别被称为第一侧和第二侧时，模块框架400由板形结构形成，该板形结构被弯曲成在除了与第一侧和第二侧对应的电池单体层叠体120的表面之外的其余外表面中连续地覆盖彼此相邻的前表面、上表面和后表面。这里，覆盖电池单体层叠体120的前表面和后表面的部分形成模块框架400的面对彼此的两个侧部，并且在两个侧部之间覆盖上表面的部分形成模块框架400的上部。与模块框架400的上部对应的下表面敞开。
41.下板300具有与除了由模块框架400覆盖的电池单体层叠体120的前表面、上表面和后表面之外的下表面对应的板形结构。模块框架400和下板300可以形成通过在对应的角部彼此接触的同时通过焊接等而结合来包围电池单体层叠体120的结构。即，模块框架400和下板300可以通过诸如焊接的结合方法在彼此对应的角部处结合。
42.电池单体层叠体120包括在一个方向上堆叠的多个电池单体110，并且如在图1中所示，多个电池单体110可以在y轴线方向上堆叠。电池单体110优选地是袋型电池单体。每一个电池单体110中所包括的电极引线是正电极引线或负电极引线，并且每一个电池单体110的电极引线的端部可以在一个方向上弯曲，由此与另一个相邻的电池单体110的电极引线的端部形成接触。彼此接触的两个电极引线可以通过焊接等彼此固定，由此，可以实现在电池单体层叠体120内部的电池单体110之间的电连接。另外，在电池单体层叠体120的两端处对准的电极引线可以被联接到汇流条框架130，以被电连接到被安装在汇流条框架130上
的汇流条。
43.在下板300的内部，形成有用于冷却的流体可以通过的冷却路径320。如在图2中所示，冷却路径320包括进口321和出口322，该进口321在下板300的一侧处连接到外部，该出口322在面对所述一侧的另一侧处连接到外部，并且冷却路径320被形成为在下板300的内部连接在进口321和出口322之间。如在图2中所示，冷却路径320可以被形成为在一侧和另一侧之间往复，以被置放在整个下板300上，但是不限于此，并且如果冷却路径320具有可以被均匀地置放在下板300中的构造，则冷却路径320可以被适当地选择。
44.导热性树脂层310位于下板300和电池单体层叠体120之间。导热性树脂层310由具有可以向外部散发从电池单体层叠体120产生的热量的导热性的材料制成，并且可以由例如热树脂构成。这种热树脂的示例包括硅树脂、聚氨酯和环氧树脂。
45.导热性树脂层310可以通过在下板300上涂覆导热性树脂并然后将其固化来形成。特别地，在本实施例中，因为通过在敞开状态的下板300上涂覆导热性树脂来形成导热性树脂层310，所以与由方形管形式的单框架构成的电池模块相比较，能够容易形成导热性树脂层310，并且特别地，因为容易控制将被涂覆的导热性树脂的量和位置，所以能够防止在制造过程期间的导热性树脂的过度注射，过度注射会增加制造成本并且增加电池模块的重量。另外，因为在确认导热性树脂充分地硬化之后组装模块框架400，所以可以使由于非固化引起的缺陷的发生最小化。
46.在形成导热性树脂层310之前，即，在涂覆的导热性树脂固化之前，随着电池单体层叠体120被置放在下板300上并且然后导热性树脂被固化，电池单体层叠体120可以被固定到下板300。即，导热性树脂层310可以用于将从电池单体110产生的热量传递到下板300，并且用于固定电池单体层叠体120。
47.在根据本实施例的电池模块100中，因为冷却路径320被形成在与导热性树脂层310直接接触的下板300的内部，所以已经从导热性树脂层310接收热量的下板300自身用作散热器，由此有效地从所形成的电池单体100散发热量。特别地，对于这种效果，可以在没有被安装在电池模块100上的单独的散热垫或为稍后描述的电池组提供的另外的散热装置的情况下获得足够的散热效果。
48.另外，因为形成有冷却路径320的部分是平坦板形式的下板300，所以还可以简化冷却路径320的形成过程。即，冷却路径320可以通过挤出构成下板300的金属材料(诸如铝)来形成，并且当一体地形成有冷却路径320的结构是u形或方形管状框架时，冷却路径320的形成过程也可能是复杂的。然而，在本实施例中，因为冷却路径320被形成在具有平坦板形式的简单形状的下板300中，所以能够更容易制造。即，当形成包括冷却路径320的平坦形状的下板300时，用于实现其的模具的尺寸可以减小，并且结构可以简化。另一方面，当尝试在矩形管状单框架或u形下框架的一部分中形成冷却路径时，因为待挤出的结构复杂且较大，所以用于实现其的模具也被设计成大且复杂，并且存在制造成本增加并且过程变得复杂的问题。
49.如上所述，按照根据本实施例的电池模块100，从电池单体110产生的热量可以通过简单的结构被有效率地散发。另外，形成其上形成有冷却路径320的下板300的过程以及在下板300上形成导热性树脂层310的过程可以被简化以获得这种结构，由此减少制造过程和成本。
50.图4是示出根据本发明的另一个实施例的电池组的透视图，并且图5是从上方示出图4的电池组的视图。
51.参考图4和图5，根据本发明的实施例的一个或多个电池模块可以被封装在电池组外壳1001中，以形成电池组1000。
52.在根据本发明的实施例的电池组1000中，因为不需要进一步包括单独的散热装置，所以如在图4中所示，电池组外壳1001的结构可以以简单的平坦板的形式被简化。即，在现有技术中，需要在其中容纳有电池模块100的电池组外壳1001自身中形成另外的冷却路径，或者当电池模块100被安装时需要在电池模块100的下方设置单独的热垫。然而，在本实施例中，因为冷却路径320被设置在电池模块100中的其上安装有电池单体层叠体120的下板300自身中，所以可以在电池组1000中没有单独的散热装置的情况下充分地散发热量。因此，电池组1000的结构可以简化。
53.根据本实施例的电池组1000包括连接部1002，该连接部1002连接被形成在电池组1000中所包括的多个电池模块100中的每一个电池模块中的冷却路径320以彼此连通。即，通过由连接部1002连接一个电池模块100的出口321和相邻电池模块100的进口322，冷却路径320被构造成贯穿整个电池组1000连通。相应地，因为电池模块100中的冷却路径320可以在电池组1000中被连接成一个路径，所以通过将冷却流体注射到这一个冷却路径320中，可以容易地获得电池组1000的散热效果。
54.在此情形中，连接部1002可以由柔性材料(例如树脂)形成。以此方式，在通过组合电池模块100形成电池组1000的过程中，可以改进处理。
55.前述电池模块和包括该电池模块的电池组可以被应用于各种装置。该装置可以被应用于车辆，诸如电动自行车、电动车辆或混合动力车辆，但是本发明不限于此，并且可以被应用于能够使用电池模块的各种装置，并且这也被包括在本发明的范围中。
56.虽然已经结合目前被视为实际实施例的内容描述了本发明，但是将理解，本发明不限于所公开的实施例。相反，其旨在涵盖在所附权利要求的精神和范围内包括的各种修改和等同布置
57.附图标记说明
58.100：电池模块
59.150：端板
60.300：下板
61.400：模块框架
62.320：冷却路径
63.1000：电池组。