电池组和包括该电池组的装置的制作方法

1.相交申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年7月1日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2020-0080829的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
3.本公开涉及一种电池组及包括该电池组的装置，并且更具体地说，涉及一种包括电池单元的膨胀吸收和联接结构的电池组及包括该电池组的装置。


背景技术：

4.二次电池作为诸如移动装置和电动车辆之类的各种产品中的能源而备受关注。二次电池是一种可以替代使用化石燃料的现有产品的使用的强有力的能源，并且由于它不会由于能量使用而产生副产品，因此作为环境友好型能源备受瞩目。
5.近来，随着对大容量二次电池结构(包括利用二次电池作为能量存储源)的需求不断增加，对多模块结构的电池组的需求也在日益增长，该多模块结构是其中多个二次电池串联/并联连接的电池模块的组件。
6.同时，当多个电池单元串联/并联以构造电池组时，构造由至少一个电池单元组成的电池模块，然后向至少一个电池模块中添加其他部件来构造电池组的方法很常见。
7.然而，当使用电池模块构造电池组时，需要两步组装过程，其中以电池模块为单位制造电池单元，然后将以电池模块为单位制造的电池模块再次容纳在电池组中，这导致整个制造过程复杂的问题。
8.图1是示出传统电池模块的立体图。图2是图1的a-a
′
部分，其是示出插入有压缩垫的传统电池模块的截面图。
9.参照图1和图2，传统电池模块10可以包括形成在电池单元11和框架12之间以与电池单元11接触的压缩垫13。当电池单元11已经发生膨胀时，压缩垫13通过收缩而吸收电池单元11的膨胀，从而使电池模块10的形态变形最小化。
10.然而，当使用电池模块构造电池组时，需要两步组装过程，其中制造包括电池单元和用于吸收膨胀的压缩垫的电池模块，然后将电池模块再次容纳在电池组中，这导致了整个制造过程复杂的问题。另外，当电池单元直接容纳在电池组中而不制造电池模块时，可能需要用于吸收容纳在电池组中的电池单元的膨胀的构件。


技术实现要素：

11.技术问题
12.本公开的目的是提供一种简化电池组的制造过程的电池组及包括该电池组的装置电池组。
13.本公开的另一目的是提供一种包括吸收电池单元和电池组之间的膨胀并将电池单元连接至电池组的结构的电池组及包括该电池组的装置电池组。
14.本公开的目的不限于上述目的，并且本领域技术人员通过下面的详细描述应清楚
地理解在此未描述的其他目的。
15.技术方案
16.根据本公开的一个实施方式，提供了一种电池组，该电池组包括：下电池组壳体，其具有多个模块区域；分隔壁，其分隔多个模块区域；单元块，其安装在多个模块区域的每一个中；以及联接构件，其联接单元块和分隔壁，其中，单元块包括：通过层叠多个电池单元而形成的电池单元层叠体；以及位于电池单元层叠体与分隔壁之间的侧表面板。
17.单元块还可以包括形成为缠绕电池单元层叠体的外围的保持带。
18.联接构件可以将保持带和分隔壁彼此联接。
19.侧表面板形成为在电池单元层叠体的两侧上与最外侧电池单元接触，并且保持带可以形成为缠绕侧表面板和电池单元层叠体的外围。
20.保持带可以分别形成在电池单元层叠体的前端和后端。
21.在保持带的两侧的中央可以形成有保持带突出部。
22.联接构件可以将保持带突出部和分隔壁彼此联接。
23.在分隔壁的与保持带突出部相对应的部分中可以形成有开口，并且保持带突出部可以插入到开口中。
24.联接构件可以是螺栓。
25.螺栓从上侧到下侧贯穿分隔壁，并与插入到开口中的保持带突出部接触，并且从上侧到下侧按压保持带突出部，使得保持带突出部和形成在保持带突出部的下侧上的分隔壁彼此联接。
26.螺栓可以分别设置到形成在保持带的两侧上的两个保持带突出部中的每一个，并按压保持带突出部。
27.侧表面板可以由弹性构件形成。
28.侧表面板可以与电池单元层叠体接触并可以与分隔壁分离。
29.根据本发明的一个实施方式，提供了一种包括上述电池组的装置。
30.技术效果
31.根据本公开的一个实施方式的电池组及包括该电池组的装置能够通过侧表面板和分隔壁吸收直接容纳于电池组中的电池单元的膨胀，并且能够通过联接构件将电池单元和侧表面板联接至电池组。
32.本公开的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员从所附权利要求的描述中将清楚地理解上述未描述的其他附加效果。
附图说明
33.图1是示出传统电池模块的立体图；
34.图2是图1的a-a
′
部分，其是示出插入有压缩垫的传统电池模块的截面图；
35.图3是示出根据本公开的一个实施方式的电池组的分解立体图；
36.图4是示出根据本公开的一个实施方式的单元块的图；
37.图5是根据本公开的一个实施方式的单元块的分解立体图；
38.图6是示出根据本公开的实施方式的电池组的组装状态的图；
39.图7是示出的图6的b部分的图；
40.图8是图7的d部分的放大图；
41.图9是图6的c部分的放大图；
42.图10是示出了图9的f-f
′
部分的截面图；以及
43.图11是示出图9的e-e
′
部分的截面图。
具体实施方式
44.应当理解，示例性地描述了下面将描述的示例性实施方式，以帮助理解本公开，并且可以对本公开进行各种修改，以与在此描述的示例性实施方式不同地实施。然而，在本公开的描述中，当确定具体描述和例示可能不必要地掩盖本公开的主题时，将省略公知功能或组成元件的具体描述和例示。另外，为了帮助理解本公开，附图并未按照实际比例进行例示，而是可能夸大了部分构成元件的尺寸。
45.如本文所使用的，诸如第一、第二等的术语可以用于描述各种部件，并且这些部件不受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个部件与另一部件进行区分。
46.此外，此处所使用的术语仅用于描述具体的示例性实施方式，并非旨在限制本公开的范围。单数表达包括复数表达，除非它们在上下文中具有明确相反的含义。应理解，本文使用的术语“包括”、“包含”和“具有”旨在指定所述特征、数量、步骤、构成元件、运动、部件或它们的组合的存在，但应理解它们不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、步骤、运动、构成元件、部件或它们的组合的可能性。
47.下面，将参照图3至图6描述根据本公开的一个实施方式的电池模块的结构。
48.图3是示出根据本公开的一个实施方式的电池组的分解立体图。图4是示出根据本公开的一个实施方式的单元块的图。图5是根据本公开的一个实施方式的单元块的分解立体图。图6是示出根据本公开的实施方式的电池组的组装状态的图。
49.参照图3至图6，根据本公开的一个实施方式的电池模块包括：具有多个模块区域的下电池组壳体100、分隔多个模块区域的分隔壁110、以及安装在多个模块区域中的每一个的单元块200。
50.下电池组壳体100容纳多个单元块400。下电池组壳体100的多个模块区域可以形成为与单元块400的尺寸相对应的尺寸，并且多个单元块400可以分别安置在多个模块区域中。根据本实施方式，多个单元块400可以沿着电池单元的层叠方向布置成两行。
51.可以在模块区域之间形成分隔壁110以分隔模块区域。分隔壁110可以形成为面对安置在模块区域中的单元块200的侧表面。下电池组壳体100和形成在其中的分隔壁110可以保护多个单元块200免受外部冲击。
52.导热树脂层500可以形成在下电池组壳体100的底表面上。导热树脂层500可以将从布置在多个模块区域的每一个中的多个单元块200产生的热量传递到电池组的外部。可以通过固化涂覆的导热树脂来形成导热树脂层500。在导热树脂固化之前，单元块200可以安置在多个模块区域的每一个中。传递到导热树脂层300的热量可以通过下电池组壳体100的下侧排放到外部。
53.根据本公开的实施方式，电池组还可以包括用于覆盖单元块200的上部分的上电池组壳体400。上电池组壳体400可以与下电池组壳体100和形成在下电池组壳体100中的分隔壁110联接。通过上电池组壳体200，能够在上下方向上固定多个单元块200，并且能够保
护多个单元块免受外力影响。
54.传统上，如图1和图2所示，已经采取了双重组装结构，在该双重组装结构中，电池单元层叠体和连接至其的各种部件被组装在一起以形成电池模块，并且多个电池模块再次容纳在电池组中。然而，如图3所示，根据本实施方式的电池组包括电池单元层叠体210，并且以其中去除了模块框架的单元块200直接联接至形成电池组的下电池组壳体100的无模块结构形成，使得可以形成具有如下简单结构的电池组结构：其中包括有电池单元层叠体的单元块直接联接至电池组壳体结构，而无需像现有技术一样制造单独的电池模块。由此，能够简化电池组的整体制造过程，能够降低电池组的制造成本，并且能够降低电池组的重量。另外，优点是在电池组组装过程中重新组装性能是有利的，其区别在于：传统电池模块的缺点是模块框架被焊接在一起，在发生缺陷的情况下难以重新组装。
55.单元块200包括其中层叠有多个电池单元211的电池单元层叠体210、以及位于电池单元层叠体210和分隔壁110之间的侧表面板240。
56.参照图3和图4，电池单元211是二次电池并且可以被构造为袋型二次电池。这样的电池单元211可以由多个单元组成，并且多个电池单元211可以层叠在一起以便彼此电连接，从而形成电池单元层叠体100。多个电池单元中的每一个可以包括电极组件、单元壳和从电极组件突出的电极引线。
57.单元块200还可以包括形成为缠绕电池单元层叠体210的外围的保持带220。保持带220分别设置在电池单元层叠体210的前端和后端附近，并且可以起到固定电池单元层叠体210的前端和后端的作用。这里，电池单元层叠体210的前端和后端可以是指电池单元层叠体在纵向方向(y轴)上的两端210。根据本实施方式的单元块200在传统电池模块中没有诸如模块框架之类的固定构件，因此，使用诸如保持带220之类的固定材料来固定由多个电池单元构成的电池单元层叠体210，从而电池单元层叠体210能够稳定地安置在多个模块区域中。保持带220可以由具有弹力的材料制成。
58.单元块200还可以包括其中层叠有多个电池单元的电池单元层叠体210，以及联接至电池单元层叠体210的前表面和后表面的绝缘盖230。绝缘盖230可以切断形成在电池单元层叠体210的前表面和后表面上的电极引线与外部之间的电连接。因此，单元块200能够获得电稳定性。
59.单元块200还可以包括侧表面板240，该侧表面板240形成为在电池单元层叠体210两侧与最外侧电池单元211a接触。侧表面板240是板状构件，能够补充单元块200的刚性并且同时由具有弹性的构件形成，从而能够吸收电池单元层叠体210的膨胀。侧表面板240可以包括可以通过注模成型制造的塑料材料。在一些情况下，板簧材料可以应用于侧表面板240。根据本实施方式，保持带220形成为一次缠绕电池单元层叠体210和连接到电池单元层叠体210的两侧的侧表面板240，使得能够一次固定电池单元层叠体210和侧表面板240。
60.下面，将参照图6至图10描述根据本公开的一个实施方式的具有联接构件的电池组。
61.图6是示出根据本公开的实施方式的电池组的组装状态的图。图7是示出图6的b部分的图。图8是图7的d部分的放大图。图9是图6的c部分的放大图。图10是示出图9的f-f
′
部分的截面图。
62.参照图6至图10，根据本实施方式的电池组包括联接单元块200和分隔壁110的联
接构件300。更具体地，如图10所示，联接构件300能够将保持带220和分隔墙110彼此联接。
63.根据本公开的实施方式，在保持带220的两侧的中央形成有保持带突出部221，如图7、图8和图10所示，并且联接构件300可以按压保持带突出部221以将保持带突出部221和分隔壁110彼此联接。这里，保持带220的两侧可以是被定位为靠近侧表面板240的部分。保持带220的两侧可以是被定位为靠近电池单元层叠体210的最外侧电池单元211的部分。保持带突出部221可以是在保持带220的外围上朝向分隔壁110突出的部分。保持带突出部221可以是缠绕单元块200的保持带220的两端相遇的部分。另选地，保持带突出部221可以是缠绕单元块200的保持带220的一部分交叠的部分。因此，保持带突出部221的厚度可以比保持带220的其他部分的厚度更厚。
64.开口110a可以形成在分隔壁110的与保持带突出部221相对应的部分中。参照图7和图8，保持带突出部221可以插入到开口110a中。根据本实施方式，联接构件300可以设置为螺栓300。参照图10，螺栓300可以从上侧到下侧穿过分隔壁110并且与插入到开口110a中的保持带突出部221接触。另外，螺栓300可以从上侧到下侧按压保持带突出部221，以将保持带突出部221和形成在保持带突出部下方的分隔壁110彼此联接。这里，上侧可以是 z轴方向，而下侧可以是-z轴方向。
65.参照图7和图8，保持带突出部221可以分别形成在保持带220的两侧，并且螺栓300可以分别设置在形成在保持带220两侧的两个保持带突出部221上。螺栓300可以通过按压每个保持带突出部221来将保持带220固定至分隔壁110。螺栓300可以分别形成在保持带突出部221的两侧上，以分别按压保持带突出部221的两端，并将固定带220固定至分隔壁110。
66.保持带220固定至分隔壁110，由此被保持带220缠绕的电池组210与包括分隔壁110的下电池组壳体100联接，使得能够将单元块200固定至电池组。通过固定带220的联接结构，不仅能够确保单元块200本身的固定力，而且能够确保单元块200与壳体之间的固定力。保持带220能够有助于将电池单元稳定地联接至电池组的内部。除了根据本实施方式的螺栓之外，能够将保持带220和分隔壁110联接至保持带220的各种类型的联接材料可以设置为联接构件300。
67.下面，将参照图10和图11描述根据本公开的一个实施方式的侧表面板的结构和功能。
68.图11是示出了图9的e-e
′
部分的截面图。
69.根据本实施方式的侧表面板240可以形成在电池单元层叠体210和分隔壁110之间。在这种情况下，侧表面板240可以形成为与分隔壁110分离，同时与电池单元层叠体210接触。图10所示的保持带220的侧表面部分位于侧表面板240和分隔壁110之间的两端，使得可以在侧表面板240和分隔壁110的中央部分之间确保空间s。
70.由于在侧表面板240和分隔壁110之间形成有空间，因此当电池单元层叠体210出现膨胀现象时，具有弹力的侧表面板240朝向分隔壁110弯曲，使得能够自然吸收电池单元层叠体210的膨胀。在这种情况下，分隔壁110可以由具有高刚性的材料形成。由具有高刚性的材料形成的分隔壁110能够承受通过膨胀而弯曲的侧表面板240的按压力，并且防止电池组壳体变形。
71.根据本公开的实施方式的电池组能够具有通过添加控制和管理电池的温度、电压等的电池管理系统(bms)和冷却装置来封装的结构。
72.电池组可以应用于各种装置。这样的装置可以应用于诸如电动自行车、电动车辆或混合动力车辆之类的交通工具，但本公开不限于此，而可应用于能够使用电池模块的各种装置，这也属于本公开的范围。
73.尽管已经参照优选实施方式示出和描述了本发明，但是本公开的范围不限于此，并且本领域技术人员可以设计出许多其他修改和实施方式，这些修改和实施方式将落入所附权利要求中描述的本发明原理的精神和范围之内。此外，不应从本公开的技术精神或观点单独理解这些修改后的实施方式。
74.100：下电池组壳体
75.110：分隔壁
76.110a：开口
77.200：单元块
78.210：电池单元层叠体
79.211：电池单元
80.211a：最外侧电池单元
81.220：保持带
82.221：保持带突出部
83.230：绝缘盖
84.240：侧表面板
85.300：联接构件
86.400：上电池组壳体
87.500：导热树脂层