电池组和包括该电池组的装置的制作方法

1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年4月22日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2020-0048649号、于2020年4月29日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2020-0052252号以及2021年4月21日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2021-0051619号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文中。
3.本发明涉及一种电池组和包括该电池组的装置，更具体地，涉及一种具有提高的冷却性能的电池组和包括该电池组的装置。


背景技术：

4.在现代社会中，随着诸如手机、笔记本电脑、摄像机、数码相机等便携式装置的日常使用，与上述移动装置相关的领域的技术得到了积极的发展。另外，可再充电的二次电池被用作电动车辆(ev)、混合动力电动车辆(hev)、插电式混合动力电动车辆(p-hev)等的电源，以试图解决现有的使用化石燃料的汽油车辆造成的空气污染等问题，因此对二次电池的开发的需求日益增加。
5.目前市售的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂二次电池等，在这些二次电池中，锂二次电池因其优点而备受关注，其优点例如为：与镍基二次电池相比，几乎不表现出记忆效应，因此自由地充电和放电，并且具有非常低的自放电率和高能量密度。
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材料和负极活性材料。锂二次电池包括：电极组件，在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，并且分隔器插设在正极板与负极板之间；以及电池壳体，密封并容纳电极组件和电解液。
7.通常，根据外部材料的形状，锂二次电池可以被分为电极组件嵌入金属罐中的罐式二次电池以及电极组件嵌入铝层压板的袋中的袋式二次电池。
8.在用于小型装置的二次电池的情况下，布置有两到三个电池单元，但在用于中型至大型装置(例如汽车)的二次电池的情况下，使用电池模块，在电池模块中多个电池单元电连接。在电池模块中，通常将多个二次电池彼此串联和并联连接，从而提高容量和输出。另外，一个或多个电池模块可以与各种控制和保护系统(例如电池管理系统(bms)和冷却系统)安装在一起，以形成电池组。
9.当二次电池被加热到高于合适的温度时，二次电池的性能会劣化，并且在严重的情况下，二次电池可能会爆炸或燃烧。特别地，在设置有多个二次电池(即电池单元)的电池模块或电池组中，从狭窄空间中的多个电池单元发出的热量被累积，这可能使电池模块的温度升高更快并且更严重。换言之，在堆叠有多个电池单元的电池模块和安装有电池模块的电池组的情况下，可以获得高输出，但是不容易去除在充电和放电过程中在电池单元中产生的热量。当电池单元不能恰当地进行散热时，会加速电池单元的劣化并缩短其寿命，并且增加爆炸或着火的可能性。
10.此外，当在用于车辆的电池组中包括电池模块时，电池模块可能经常暴露在直射阳光下，并且还可能被放置在高温条件下，例如在夏天或沙漠中。
11.因此，在配置电池模块或电池组时，保证稳定和有效的冷却性能是非常重要的。
12.图1示出了传统电池模块的透视图，并且图2示出了沿图1的线a-a'截取的剖视图。特别地，图2进一步示出了位于电池模块下方的传热构件和散热器。
13.参考图1和图2，在传统的电池模块10中，多个电池单元11被堆叠以形成电池单元堆20，并且电池单元堆20被容纳在模块框架30中。
14.如上所述，由于电池模块10包括多个电池单元11，所以在充电和放电过程中产生大量热量。作为冷却器件，电池模块10可以包括位于电池单元堆20与模块框架30的底部31之间的导热树脂层40。另外，当电池模块10安装在电池组框架中以形成电池组时，传热构件50和散热器60可以依次位于电池模块10下方。传热构件50可以是散热垫，并且散热器60中可以形成有制冷剂流动路径。
15.电池单元11产生的热量依次通过导热树脂层40、模块框架30的底部31、传热构件50和散热器60，以被传递到电池模块10的外部。
16.然而，在传统电池模块10的情况下，如上所述，热传递路径复杂，并且难以有效地传递从电池单元11产生的热量。模块框架30本身会降低导热特性，并且可能分别形成在模块框架30、传热构件50以及散热器60之间的诸如气隙的细小空气层也可能是使导热特性劣化的因素。
17.另一方面，在散热器60内部形成有制冷剂的流动路径，该制冷剂通常为冷却剂，并且可以应用流体间接冷却结构，在该流体间接冷却结构中冷却剂在电池组内部流动以降低其温度。
18.然而，在运行期间，可能会出现由于组装缺陷或事故导致冷却剂泄漏的情况，并且泄漏的冷却剂可能会渗透到电池组中并且引起火灾或爆炸。
19.由于持续存在对电池组的其他需求(诸如减小尺寸和增大容量)，实际上有必要开发一种电池组，其可以满足这些各种要求，同时提高冷却性能，并最小化由于冷却剂泄漏造成的损害。


技术实现要素：

20.技术问题
21.做出本发明以致力于提供一种具有提高的冷却性能的电池组和包括该电池组的装置。
22.然而，本发明的目的不限于上述的一个目的，并且在本发明的精神和范围内可以以各种方式进行扩展。
23.技术方案
24.本发明的实施例提供一种电池组，包括：多个电池模块，所述多个电池模块包括电池单元；电池组框架，容纳电池模块；电池组制冷剂管组件，连接到电池模块；以及电池组制冷剂管外壳，容纳电池组制冷剂管组件。
25.电池组还可以包括：外壳盖，覆盖电池组制冷剂管外壳的上部；以及第一密封垫，密封在电池组制冷剂管外壳与外壳盖之间。
26.在电池组制冷剂管外壳的底表面中可以形成开口，并且第二密封垫可以耦接到形成有开口的部分。
27.电池模块可以包括：电池单元堆，电池单元在电池单元堆中堆叠；模块框架，容纳电池单元堆；散热器，位于模块框架的底部下方；以及冷却端口，向散热器供应制冷剂或从散热器排出制冷剂。模块框架可以包括从模块框架的底部突出的模块框架突起，并且第二密封垫可以位于模块框架突起与电池组制冷剂管外壳之间。
28.模块框架的底部可以构成散热器的上板，并且模块框架的底部可以与制冷剂接触。
29.在模块框架突起的上表面处的冷却端口可以穿过第二密封垫和开口，以突出到电池组制冷剂管外壳中。
30.电池组制冷剂管组件可以包括电池组制冷剂管和将电池组制冷剂管与冷却端口连接的连接端口。连接端口可以穿过开口和第二密封垫，以耦接到冷却端口。
31.冷却端口可以插入并耦接到连接端口的下侧，并且连接端口的下端可以与模块框架突起的上表面接触。
32.密封构件可以位于冷却端口与连接端口之间。
33.在电池组制冷剂管外壳的底表面中可以形成耦接孔，并且耦接构件可以插入耦接孔中以将电池组制冷剂管外壳与电池组框架耦接。
34.电池组还可以包括排出阀，该排出阀形成在电池组制冷剂管外壳的底表面上并且具有能够打开和关闭的结构。
35.可以在电池组制冷剂管外壳中形成第一出口，可以在电池组框架中形成第二出口，并且排出阀可以将第一出口与第二出口连接。
36.排出阀可以包括形成有连接第一出口和第二出口的连接管的间隔件，以及插入连接管中的排出塞。
37.连接管可以包括在第一出口方向的第一连接管和在第二出口方向的第二连接管。第一连接管的内径可以小于第二连接管的内径。排出塞可以包括直径与第一连接管的内径对应的插入部和直径与第二连接管的内径对应的固定部。
38.排出阀还可以包括位于间隔件与排出塞之间的密封圈。
39.电池组还可以包括容纳在电池组制冷剂管外壳中的泄漏检测传感器。
40.电池模块可以以格子栅格设置，并且电池组制冷剂管组件和电池组制冷剂管外壳可以设置在电池模块之间。
41.电池组制冷剂管组件可以包括电池组制冷剂管，并且电池组制冷剂管可以包括主电池组制冷剂管以及将主电池组制冷剂管与电池模块连接的子电池组制冷剂管。子电池组制冷剂管可以从主电池组制冷剂管的一端在与主电池组制冷剂管的纵向方向垂直的两个方向上延伸。电池组制冷剂管外壳可以沿着主电池组制冷剂管和子电池组制冷剂管延伸的部分延伸。
42.电池模块可以包括散热器、向散热器供应制冷剂的制冷剂注入口以及从散热器排出制冷剂的制冷剂排出口。形成在彼此相邻的电池模块中的一个中的制冷剂注入口和形成在彼此相邻的电池模块中的另一个中的制冷剂排出口可以彼此面对。
43.电池模块可以在电池单元堆叠的方向上设置成两排，并且电池模块可以包括在与
电池单元堆叠的方向垂直的方向上彼此面对的第一电池模块和第二电池模块。制冷剂注入口和制冷剂排出口可以设置在第一电池模块和第二电池模块之间。
44.有益效果
45.根据本发明的实施例，能够通过集成了模块框架和散热器的电池模块结构来提高冷却性能。在这种情况下，在电池组中的每个电池模块中形成冷却端口，从而可以实现在每个电池模块中的均匀的冷却性能。
46.另外，在外壳中容纳将制冷剂传递到冷却端口的电池组制冷剂管，从而能够防止制冷剂泄漏而导致电池组着火或爆炸。
47.另外，通过最大化电池模块中电池单体的数量来最小化电池堆中电池模块的数量，因此能够通过减少冷却端口的数量来降低电池组中制冷剂泄漏的风险。
48.本发明的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员能够从权利要求的描述中清楚地理解其他未提及的效果。
附图说明
49.图1示出了传统电池模块的透视图。
50.图2示出了沿图1的线a-a’截取的剖视图。
51.图3示出了根据本发明的实施例的电池模块的透视图。
52.图4示出了图3的电池模块的分解透视图。
53.图5是沿z轴方向从上到下观察的图3的电池模块的透视图。
54.图6示出了根据本发明的实施例的电池组的分解透视图。
55.图7示出了图6的电池组中包括的电池组制冷剂管组件和电池组制冷剂管外壳的分解透视图。
56.图8示出了根据本发明的实施例的电池模块、电池组制冷剂管、电池组制冷剂管外壳以及第二密封垫中的每一个的一部分的透视图。
57.图9部分地示出了根据本实施例的连接端口和冷却端口。
58.图10示出了从上到下观察的电池组的俯视图，使得根据本发明的实施例的电池组制冷剂管外壳的底表面是可见的。
59.图11示出了沿图6的线b-b’截取的剖视图。
60.图12示出了根据本发明的另一个实施例的电池组的透视图。
61.图13示出了电池模块和图12的电池组中包括的电池组制冷剂管组件之间的连接关系的局部透视图。
62.图14示出了图12的电池组中包括的电池组制冷剂管组件和电池组制冷剂管外壳的分解透视图。
63.图15示出了沿图12的线c-c’截取的剖视图。
64.图16的(a)和图16的(b)是从不同角度观看由图15的“d”指示的区域的局部图。
65.图17和图18分别示出了根据本发明的实施例的电池组的俯视图。
具体实施方式
66.下面将参考示出了本发明的实施例的附图更全面地描述本发明。本领域技术人员
将理解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以以各种不同的方式修改所描述的实施例。
67.为了清楚地描述本发明，与描述无关的部件或部分被省略，并且整个说明书中相同或相似的组成元件用相同的附图标记表示。
68.此外，在附图中，为了便于描述，任意地示出了各个元件的尺寸和厚度，并且本公开不一定限于附图中示出的情况。在附图中，为了清楚起见，夸大了层、膜、板、区域、区等的厚度。在附图中，为了便于描述，夸大了某些层和区的厚度。
69.应当理解，当诸如层、膜、区域、区或基板的元件被称为在另一个元件“上”时，它可以直接在另一个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，不存在中间元件。此外，在说明书中，词语“上”或“上方”是指位于对象部分之上或之下，并不一定指基于重力方向位于对象部分的上侧。
70.此外，除非明确地作出相反的描述，否则词语“包括”和诸如“包含”或“含有”的变型将被理解为暗示包括所述的要素但不排除任何其他要素。
71.此外，在整个说明书中，“在平面图中”或“在平面上”的措辞是指从顶部观察目标部分，“在剖视图中”或“在剖面上”的措辞是指观察通过从侧面垂直切割目标部分而形成的剖面。
72.以下，将参照图3至图5描述根据本实施例的电池模块。
73.图3示出了根据本发明的实施例的电池模块的透视图。图4示出了图3的电池模块的分解透视图。图5是沿z轴方向从上到下观察图3的电池模块的透视图。
74.参考图3至图5，根据本发明的实施例的电池模块100可以包括堆叠有电池单元110的电池单元堆120、容纳电池单元堆120的模块框架200以及位于模块框架200的底部210a下方的散热器300。模块框架200的底部210a构成散热器300的上板，并且散热器300的凹部340和模块框架200的底部210a形成制冷剂流动路径。
75.首先，电池单元110可以是袋型电池单元。可以通过将电极组件容纳在包括树脂层和金属层的层压板的袋壳中，然后将袋壳的外周热熔合，而形成这种袋型电池单元。在这种情况下，电池单元110可以形成为具有矩形片状结构。
76.可以配置多个电池单元110，并且多个电池单元110堆叠以彼此电连接从而形成电池单元堆120。特别地，如图4所示，多个电池单元110可以沿着平行于x轴的方向堆叠。
77.容纳电池单元堆120的模块框架200可以包括上盖220和u形框架210。
78.u形框架210可以包括底部210a和从底部210a的两端向上延伸的两个侧部210b。底部210a可以覆盖电池单元堆120的下表面，并且侧部210b可以覆盖电池单元堆120的两个侧表面。
79.上盖220可以形成为具有围绕除了被u形框架210围绕的下表面和两个侧表面之外的剩余上表面(z轴方向)的单个板状结构。上盖220和u形框架210可以形成通过在彼此对应的角部彼此接触的状态下通过焊接等的结合而向上、向下、向左和向右覆盖电池单元堆120的结构。电池单元堆120可以通过上盖220和u形框架210受到物理保护。为此，上盖220和u形框架210可以包括具有预定强度的金属材料。
80.同时，虽然没有具体示出，但是根据修改示例的模块框架200可以是金属板形式的单框架，其中上表面、下表面和两个侧表面是一体的。即，u形框架210和上盖220不相互结
合，而是可以通过挤压成型制造成具有上表面、下表面和两个侧表面一体的结构。
81.端板400可以位于模块框架200的彼此对应的两个开口侧(在y轴方向上)以覆盖电池单元堆120。端板400可以物理地保护电池单元堆120和其他电子部件不受外界影响。
82.同时，尽管未具体示出，安装有汇流条的汇流条框架和用于电绝缘的绝缘盖可以位于电池单元堆120与端板400之间。
83.根据本实施例的模块框架200可以包括从模块框架200的底部210a突出以穿过端板400的模块框架突起211。在这种情况下，可以通过连接到模块框架突起211的上表面的冷却端口500向散热器300供应制冷剂或从散热器300排出制冷剂。也就是说，根据本实施例的电池模块可以包括冷却端口500，用于向散热器300供应制冷剂或用于从散热器300排出制冷剂。
84.具体地，根据本实施例的冷却端口500包括用于向散热器300供应制冷剂的制冷剂注入口500a和用于从散热器300排出制冷剂的制冷剂排出口500b，并且制冷剂注入口500a和制冷剂注入口500b可以分别连接到稍后将描述的电池组制冷剂供应管和电池组制冷剂排出管。模块框架突起211可以包括在模块框架200的一侧彼此间隔开的第一模块框架突起和第二模块框架突起，并且制冷剂注入口500a可以设置在第一模块框架突起上，而制冷剂排出口500b可以设置在第二模块框架突起上。
85.在下文中，将详细描述根据本实施例的散热器。
86.返回参考图4和图5，模块框架200的底部210a可以构成散热器300的上板，并且散热器300的凹部340和模块框架200的底部210a可以形成制冷剂流动路径。
87.具体地，散热器300可以在模块框架200下方形成。散热器300可以包括下板310以及作为制冷剂流过的路径的凹部340，该下板形成散热器300的框架并且通过焊接等直接接合到模块框架200的底部210a。此外，散热器300可以包括从散热器300的一侧突出到模块框架突起211所位于的部分的散热器突起300p。即，凹部340可以延伸到两个散热器突起300p，并且两个散热器突起300p可以分别是制冷剂被引入的部分和制冷剂被排出的部分。为此，散热器突起300p的位置可以与形成有冷却端口500的模块框架突起211对应。
88.散热器突起300p和模块框架突起211可以通过诸如焊接的方法彼此直接接合。
89.散热器300的凹部340对应于下板310向下凹陷的部分。凹部340可以是u形管，其横截面基于制冷剂流动路径延伸的方向在xz或yz平面中垂直切割，并且底部210a可以位于u形管的开口的上侧。由于散热器300的下板310接触底部210a，凹部340与底部210a之间的空间成为制冷剂流动的区域，即制冷剂流动路径。因此，模块框架200的底部210a可以直接接触制冷剂。
90.对散热器300的凹部340的制造方法没有特别限制，但通过提供相对于板状散热器300凹陷的结构，可以形成在开口的上侧工作的u形凹部340。
91.如上所述，凹部340可以从散热器的突起300p中的一个突起延伸到另一个突起。通过制冷剂注入口500a供应的制冷剂经过第一模块框架突起与散热器突起300p之间以首先流入凹部340与底部210a之间的空间。此后，制冷剂沿着凹部340移动，经过第二模块框架突起与散热器的突起300p之间，然后通过制冷剂排出口500b排出。
92.同时，虽然未示出，但是包括导热树脂的导热树脂层可以位于图4的模块框架200的底部210a与电池单元堆120之间。可以通过在底部210a上施加导热树脂然后固化所施加
的导热树脂来形成导热树脂层。
93.导热树脂可以包括导热粘合剂材料，具体地，可以包括硅材料、聚氨酯材料和丙烯酸材料中的至少一种。导热树脂可以用于通过在施加期间为液体并在施加之后固化来固定构成电池单元堆120的一个或多个电池单元110。另外，其具有优异的导热特性，从而可以将电池单元110中产生的热量快速传递到电池模块的下侧。
94.另一方面，根据本实施例的电池模块100可以实现模块框架200和散热器300的冷却一体结构以进一步提高冷却性能。由于模块框架200的底部210a用于对应于散热器300的上板，因此可以实现冷却集成结构。由于直接冷却可以提高冷却效率，并且通过散热器300与模块框架200的底部210a集成的结构可以进一步提高电池模块100和配备有电池模块100的电池组的空间利用率。
95.具体地，电池单元110中产生的热量可以经过位于电池单元堆120与底部210a之间的导热树脂层(未示出)、模块框架200的底部210a以及制冷剂，以传递到电池模块100的外部。通过去除传统的不必要的冷却结构，可以简化热传递路径并且可以减小各层之间的气隙，因此可以提高冷却效率或性能。特别地，由于底部210a由散热器300的上板构成，使得底部210a与制冷剂直接接触，因此具有能够通过制冷剂进行更直接冷却的优点。可以将其与图2所示的现有技术进行比较，在图2中，传热构件50和散热器60的上部构造位于底部31与制冷剂之间，从而降低了冷却效率。
96.另外，通过去除不必要的冷却结构，降低了电池模块100的高度，从而降低了成本并提高了空间利用率。此外，由于可以紧凑地设置电池模块100，所以可以增大包括多个电池模块100的电池组的容量或输出。
97.同时，模块框架200的底部210a可以通过焊接接合到散热器300的未形成凹部340的下板310部分。本实施例通过模块框架200的底部210a与散热器300的冷却一体化结构，可以提高如上所述的冷却性能，可以支撑容纳在模块框架200中的电池单元堆120的负载，并且可以增强电池模块100的硬度。另外，模块框架200的下板310和底部210a通过焊接接合密封，使得制冷剂可以在形成于下板310内的凹部340中流动而不会泄漏。
98.为了有效冷却，优选地，凹部340形成在与模块框架200的底部210a对应的整个区域上，如图5所示。为此，凹部340可以至少弯曲一次以从一侧连接到另一侧。特别地，为了在与模块框架200的底部210a对应的整个区域上形成凹部340，凹部340优选地弯曲数次。由于制冷剂从形成在与模块框架200的底部210a对应的整个区域上的制冷剂流动路径的起点移动到终点，可以有效地冷却电池单元堆120的整个区域。
99.同时，制冷剂是用于冷却的介质，并且没有特别限制，但可以是冷却剂。
100.在下文中，将参考图6和图7描述根据本发明的实施例的电池组。
101.图6示出了根据本发明的实施例的电池组的分解透视图。图7示出了图6的电池组中包括的电池组制冷剂管组件和电池组制冷剂管外壳的分解透视图。
102.参考图6和图7，根据本发明的实施例的电池组1000包括：多个电池模块100，包括电池单元；电池组框架1100，容纳电池模块100；电池组制冷剂管组件600，连接至电池模块100；以及电池组制冷剂管外壳700，容纳电池组制冷剂管组件600。
103.参考图4与图6和图7，在本实施例中，电池组1000中包括的电池模块100包括第一电池模块和第二电池模块，第一电池模块和第二电池模块在电池单元110堆叠的方向上设
置成两排并且在与电池单元110堆叠的方向垂直的方向上彼此面对。第一电池模块和第二电池模块可以指在图6中左右彼此间隔开的电池模块100。在第一电池模块与第二电池模块之间可以设置电池组制冷剂管组件600。
104.在本实施例中，电池组制冷剂管组件600设置在彼此相邻的电池模块100之间。如图6所示，在其间有电池组制冷剂管组件600的相邻电池模块100之间的空间中，可以设置全部的形成在每个相邻电池模块100中的冷却端口500。在这种情况下，形成在相邻电池模块100之一中的制冷剂注入口500a和形成在相邻电池模块100中的另一个中的制冷剂排出口500b可以设置为彼此面对。
105.电池组制冷剂管组件600可以包括电池组制冷剂管610和将电池组制冷剂管610与冷却端口500连接的连接端口620。
106.电池组制冷剂管610可以包括连接到入口720a和出口730a的主电池组制冷剂管611以及将主电池组制冷剂管611与电池模块100连接的子电池组制冷剂管612。特别地，子电池组制冷剂管612可以通过连接端口620连接到电池模块100。另外，子电池组制冷剂管612可以彼此交叉并延伸。彼此交叉的子电池组制冷剂管612中的一个可以是子电池组制冷剂供应管612a，并且其另一个可以是子电池组制冷剂排出管612b。
107.根据本实施例的电池组制冷剂管610具有如上所述的设置结构，因此其可以实现与电池组1000中的电池模块100的冷却一体化结构。因此，能够在提高空间利用率时，同时提高冷却效率。为了具有如上所述的电池组制冷剂管610的设置结构，彼此交叉的子电池组制冷剂供应管612a和子电池组制冷剂排出管612b的高度可以彼此不同。具有不同高度的子电池组制冷剂供应管612a和子电池组制冷剂排出管612b可以是部分。
108.同时，主电池组制冷剂管611可以包括主电池组制冷剂供应管611a和主电池组制冷剂排出管611b。主电池组制冷剂供应管611a可以连接到子电池组制冷剂供应管612a，并且主电池组制冷剂排出管611b可以连接到子电池组制冷剂排出管612b。
109.图8示出了根据本发明的实施例的电池模块100、电池组制冷剂管610、电池组制冷剂管外壳700以及第二密封垫920中的每一个的一部分的透视图。
110.参考图6至图8，连接端口620连接冷却端口500和电池组制冷剂管610。如上所述，冷却端口500可以包括制冷剂注入口500a和制冷剂排出口500b，电池组制冷剂管610可以包括子电池组制冷剂供应管612a和子电池组制冷剂排出管612b。
111.在这种情况下，连接端口620可以将制冷剂注入口500a与子电池组制冷剂供应管612a连接，并且可以将制冷剂排出口500b与子电池组制冷剂排出管612b连接。连接端口620连接到用于向多个电池模块100供应制冷剂的各个制冷剂注入口500a，并且连接到用于从多个电池模块100排出制冷剂的各个制冷剂排出口500b。
112.电池组制冷剂管外壳700容纳电池组制冷剂管组件600。多个电池模块100可以以栅格形式设置，并且电池组制冷剂管组件600和电池组制冷剂管外壳700可以设置在电池模块100之间。在这种情况下，子电池组制冷剂管612可以分别从主电池组制冷剂管611的一端在垂直于主电池组制冷剂管611的纵向方向的两个方向上延伸，并且电池组制冷剂管外壳700可以沿着主电池组制冷剂管611和子电池组制冷剂管612延伸的部分延伸。
113.同时，如上所述，主电池组制冷剂管611可以连接到入口720a和出口730a。电池组制冷剂管外壳700可以包括分别在与入口720a和出口730a对应的位置处形成的入口连接部
720和出口连接部730。入口连接部720和出口连接部730可以包括通孔部分，入口720a和出口730a可插入通孔部分中。
114.电池组1000可以应用于诸如电动车辆和混合动力车辆的运输工具，但是由于组装缺陷或操作过程中的事故，诸如冷却剂的制冷剂可能泄漏。泄漏的制冷剂可能渗入构成电池组1000的多个部件中，从而引起火灾或爆炸。根据本实施例，由于电池组制冷剂管外壳700形成为覆盖电池组制冷剂管组件600的底表面和侧表面，通过使从电池组制冷剂管组件600泄漏的制冷剂能够留在电池组制冷剂管外壳700内，能够防止泄漏的制冷剂渗入电池组1000中的其他部件。在这种情况下，优选地通过利用多个电池模块100之间的空间来确保电池组制冷剂管外壳700的最大体积，使得电池组制冷剂管外壳700可以尽可能多地容纳泄漏的制冷剂。
115.电池组制冷剂管外壳700的开口的上部可以被外壳盖700c覆盖。由此，能够防止从电池组制冷剂管组件600泄漏的制冷剂泄漏到电池组制冷剂管外壳700的上部开口空间中。
116.第一密封垫910可以位于电池组制冷剂管外壳700与外壳盖700c之间。第一密封垫910将电池组制冷剂管外壳700与外壳盖700c之间密封。第一密封垫910可沿电池组制冷剂管外壳700的上端边缘形成。外壳盖700c可以耦接到沿电池组制冷剂管外壳700的上端边缘形成的第一密封垫910，以阻止制冷剂泄漏到电池组制冷剂管外壳700的上部中。
117.在下文中，将参照图8至图11详细描述根据本发明的实施例的冷却端口与连接端口之间的连接关系以及第二密封垫的设置和形状。
118.图9部分地示出了根据本实施例的连接端口和冷却端口。图10示出了从上到下观察的电池组的俯视图，使得根据本发明的实施例的电池组制冷剂管外壳的底表面是可见的。图11示出了沿图6的线b-b’截取的剖视图。特别地，为了便于说明，图9中省略了电池组制冷剂管外壳和第二密封垫的图示，并且图10中省略了外壳盖和电池组制冷剂管组件的图示。
119.参考图8至图11，根据本实施例，可以在电池组制冷剂管外壳700的底表面上形成开口710p。第二密封垫920可以耦接到形成有开口710p的部分。
120.具体地，第二密封垫920可以位于模块框架突起211与电池组制冷剂管外壳700之间，以将模块框架突起211与电池组制冷剂管外壳700之间密封。在这种情况下，冷却端口500可以通过从模块框架突起211的上表面向上穿过第二密封垫920和开口710p突出到电池组制冷剂管外壳700中。连接端口620可以通过向下穿过开口710p和第二密封垫920而耦接到冷却端口500。如图8所示，第二密封垫920可包括贯穿部分，冷却端口500或连接端口620可以穿过该贯穿部分。
121.另一方面，在冷却端口500与连接端口620之间的耦接中，如图9所示，冷却端口500可以插入并结合到连接端口620的下侧，并且连接端口620的下端可以与模块框架突起211的上表面接触。也就是说，以冷却端口500插入连接端口620的形式，冷却端口500和连接端口620可以耦接。如上所述，在图9中，为了便于说明，省略了电池组制冷剂管外壳700和第二密封垫920的图示，但实际上，如图8所示，第二密封垫920和电池组制冷剂管外壳700可以位于模块框架突起211上。
122.同时，密封构件630可以位于冷却端口500和连接端口620之间。密封构件630可以具有环形形状，并且可以装配在冷却端口500与连接端口620之间。使用装配在冷却端口500
中的密封构件630，密封构件630可以与冷却端口500一起插入连接端口620中。密封构件630可以防止制冷剂通过冷却端口500与连接端口620之间的间隙泄漏。
123.如上所述，由于位于电池组制冷剂管外壳700内的电池组制冷剂管组件600与用于向多个电池模块100供应制冷剂和从多个电池模块100排出制冷剂的冷却端口500彼此结合以使制冷剂循环，需要开口710p来将电池组制冷剂管组件600与冷却端口500结合。另外，如同在本实施例中，第二密封垫920形成在开口710p的外侧，以密封电池组制冷剂管外壳700的底表面与形成有冷却端口500的模块框架突起211之间的空间，从而能够防止收集在电池组制冷剂管外壳700内的制冷剂通过开口710p泄漏。即，可以能够制冷剂泄漏到电池组制冷剂管外壳700的下部。
124.同时，参考图10和图11，在电池组制冷剂管外壳700的底表面中可以形成耦接孔710ch。如图11所示，耦接构件740可以插入耦接孔710ch中。耦接构件740可以插入耦接孔710ch中以将电池组制冷剂管外壳700与电池组框架1100耦接。通过将电池组制冷剂管外壳700通过耦接构件740和耦接孔710ch固定到电池组框架1100，可以形成稳定的冷却结构。
125.参考图11，通过电池组制冷剂管外壳700、外壳盖700c、第一密封垫910和第二密封垫920在根据本实施例的电池组制冷剂管组件600的外侧形成制冷剂水密结构。因此，通过电池组制冷剂管组件600，可以提供防止泄漏的制冷剂渗入电池组内部的部件的结构化装置，同时，通过使用排出阀等将收集在电池组制冷剂管外壳700中的泄漏的制冷剂排出到外部，可以更有效地管理泄漏的制冷剂。
126.在下文中，将详细描述根据本发明的另一实施例的设置有排出阀的电池组制冷剂管外壳。
127.图12示出了根据本发明的另一个实施例的电池组的透视图。图13示出了图12的电池组中包括的电池模块和电池组制冷剂管组件之间的连接关系的局部透视图。为了便于说明，图13中省略了电池组制冷剂管外壳的图示。图14示出了图12的电池组中包括的电池组制冷剂管组件和电池组制冷剂管外壳的分解透视图。
128.参考图4、图12、图13和图14，根据本发明的另一个实施例的电池组1000包括：多个电池模块100，包括电池单元；电池组框架1100，容纳电池模块100；电池组制冷剂管组件600，连接至电池模块100；以及电池组制冷剂管外壳700，容纳电池组制冷剂管组件600。
129.根据本实施例的电池组制冷剂管组件600可以包括电池组制冷剂管610和将电池组制冷剂管610与冷却端口500连接的连接端口620。电池组制冷剂管610可以包括电池组制冷剂供应管610a和电池组制冷剂排出管610b。这里，电池组制冷剂供应管610a包括上述的主电池组制冷剂供应管和子电池组制冷剂供应管，并且电池组制冷剂排出管610b包括上述的主电池组制冷剂排出管和子电池组制冷剂排出管。
130.如上所述，电池模块可以包括冷却端口500，并且冷却端口500可以包括彼此间隔开的制冷剂注入口500a和制冷剂排出口500b。制冷剂注入口500a和制冷剂排出口500b可以分别连接到电池组制冷剂供应管610a和电池组制冷剂排出管610b。
131.制冷剂可以通过电池组制冷剂供应管610a供应到电池模块100的散热器300，并且制冷剂可以通过电池组制冷剂排出管610b从电池模块100的散热器300排出。
132.在这种情况下，电池组制冷剂供应管610a可以连接到多个电池模块100以供应制冷剂，并且电池组制冷剂排出管610b可以连接到多个电池模块100以排出制冷剂。下面将描
述进一步的细节。
133.图15示出了沿图12的线c-c’截取的剖视图。特别地，图15示出了电池组制冷剂管和电池组制冷剂管外壳的横截面。
134.参考图14和图15，如上所述，根据本实施例的电池组1000包括容纳电池组制冷剂管组件600的电池组制冷剂管外壳700，并且电池组制冷剂管外壳700沿着电池组制冷剂管组件600的电池组制冷剂管610延伸。
135.电池组制冷剂管外壳700可以在其上侧开口的状态下容纳包括电池组制冷剂供应管610a和电池组制冷剂排出管610b的电池组制冷剂管610，并且外壳盖700c可以覆盖电池组制冷剂管外壳700的开口的上侧。
136.电池组1000可以应用于诸如电动车辆和混合动力车辆的运输工具，但是由于组装缺陷或操作过程中的事故，诸如冷却剂的制冷剂可能泄漏。泄漏的制冷剂可能渗入构成电池组1000的多个部件中，从而引起火灾或爆炸。因此，由于根据本实施例的电池组1000包括容纳电池组制冷剂管组件600的电池组制冷剂管外壳700，所以泄漏的制冷剂被收集在电池组制冷剂管外壳700的底表面上，因此能够防止其渗入电池组1000中的其他部件中。在这种情况下，优选地，电池组制冷剂管外壳700在垂直于其底表面的方向上具有较深的深度，从而可以有效地收集制冷剂。
137.另一方面，电池组制冷剂供应管610a和电池组制冷剂排出管610b中的连接端口620穿过电池组制冷剂管外壳700的开口，以分别连接到制冷剂注入口500a和制冷剂排出口500b。即，在电池组制冷剂管外壳700的底表面上可以形成多个开口，使得连接端口620可以连接到制冷剂注入口500a或制冷剂排出口500b。另外，优选地，设置对应于开口的第二密封垫920以防止通过开口泄漏。已经参考图8至图10详细描述了开口710p(参见图8或图10)和第二密封垫920，因此将省略进一步的描述。
138.图16的(a)和图16的(b)是从不同角度观看由图15的“d”指示的区域的局部图。
139.参考图14、图15、图16的(a)和图16的(b)，根据本实施例的电池组1000可以包括具有可以打开和关闭的结构的排出阀800，并且排出阀800可以形成在电池组制冷剂管外壳700的底表面上。
140.在电池组制冷剂管外壳700中可以形成第一出口700h，在容纳多个电池模块100的电池组框架1100中可以形成第二出口1100h，并且排出阀800可以将第一出口700h与第二出口1100h连接。
141.同时，排出阀800可以包括间隔件810和插入连接管811中的排出塞820，间隔件810中形成有将第一出口700h与第二出口1100h连接的连接管811。通过间隔件810和排出塞820的构造，排出阀800可以形成可以打开和关闭的结构。
142.具体地，间隔件810的连接管811可以包括在第一出口700h方向上的第一连接管811a以及在第二出口1100h方向上的第二连接管811b，并且第一连接管811a内径可以比第二连接管811b的内径更小。排出塞820可以包括直径与第一连接管811a的内径对应的插入部821以及直径与第二连接管811b的内径对应的固定部822。
143.排出塞820的插入部821可以插入到间隔件810的第一连接管811a中以关闭排出阀800，并且从电池组制冷剂管610泄漏的制冷剂可以被收集在电池组制冷剂管外壳700的底表面上。另外，由于固定部件822被卡住而未被插入第一连接管811a中，所以能够防止排出
塞820进入电池组制冷剂管外壳700。
144.排出阀800还可以包括位于间隔件810与排出塞820之间的密封圈830。具体地，在密封圈830插入到插入部821中之后，密封圈830可以位于由第一连接管811a和第二连接管811b形成的台阶与固定部822之间。通过设置密封圈830，能够防止在插入部821插入到第一连接管811a中的状态下制冷剂通过插入部821与第一连接管811a之间的间隙泄漏。
145.同时，参考图14，根据本实施例的电池组1000还可以包括容纳在电池组制冷剂管外壳700中的泄漏检测传感器900。具体地，泄漏检测传感器900可以延伸到电池组制冷剂管外壳700的底表面，以检测收集在电池组制冷剂管外壳700的底表面上的制冷剂。当制冷剂从电池组制冷剂管组件600泄漏时，泄漏的制冷剂被收集在电池组制冷剂管外壳700的底表面上。泄漏检测传感器900可以检测泄漏的制冷剂，并且可以传输信号。根据该信号，排出塞820可以从间隔件810中拔出，并且制冷剂可以通过第一出口700h和第二出口1100h排出到电池组框架1100的外部。即，根据本实施例，在防止通过电池组制冷剂管外壳700从电池组制冷剂管组件600泄漏的制冷剂渗入电池组1000中的其他部件中的同时，可以根据情况将泄漏的制冷剂通过排出阀800和泄漏检测传感器900排出到电池组1000的外部。通过上述过程，能够防止制冷剂泄漏导致电池组1000起火或爆炸。
146.图17和图18分别示出了根据本发明的实施例的电池组的俯视图。
147.首先，参考图4、图13以及图17，根据本实施例的电池组1000中包括的多个电池模块100在电池单元110堆叠的方向上设置成两排，并且可以包括在与电池单元110堆叠的方向垂直的方向上彼此面对的第一电池模块100a和第二电池模块100b。如图17所示，第一电池模块100a和第二电池模块100b可以指在左右方向上彼此间隔开的电池模块。在第一电池模块100a与第二电池模块100b之间可以设置制冷剂注入口500a和制冷剂排出口500b。因此，电池组制冷剂管组件600的电池组制冷剂管610也可以设置在第一电池模块100a与第二电池模块100b之间。另外，在彼此面对的电池模块100中，形成在第一电池模块100a中的制冷剂注入口500a和形成在第二电池模块100b中的制冷剂排出口500b可以被设置为彼此面对。图13还示出了这样的结构，其中在彼此面对的电池模块100中，制冷剂注入口500a和制冷剂排出口500b设置为彼此面对。
148.电池组制冷剂供应管610a和电池组制冷剂排出管610b可以在彼此交叉的同时延伸。通过具有这样的设置结构，能够在实现冷却结构与多个电池模块100的一体结构时，提高空间利用率并同时提高冷却效率。换言之，形成在第一电池模块100a中的制冷剂注入口500a和形成在第二电池模块100b中的制冷剂排出口500b设置为彼此面对，然后当电池组制冷剂供应管610a和电池组制冷剂排出管610b彼此交叉时，电池组制冷剂供应管610a连接到制冷剂注入口500a，而电池组制冷剂排出管610b连接到制冷剂排出口500b。一个电池组制冷剂供应管610a和一个电池组制冷剂排出管610b被配置为分别连接到多个电池模块100。由此，能够有效地设置多个电池模块100和电池组制冷剂管610，而不会浪费不必要的空间。
149.为了具有如上所述的电池组制冷剂管610的设置结构，电池组制冷剂供应管610a和电池组制冷剂排出管610b的高度可以彼此不同。具有不同高度的电池组制冷剂供应管610a和电池组制冷剂排出管610b可以是部分。
150.参考图5描述的电池模块100中包括的模块框架突起211形成为延伸超过端板400，并且模块框架突起211可以位于彼此相邻的电池模块100之间的设置有电池组制冷剂管610
的空间中。图4中描述的散热器300包括从散热器300的一侧突出到模块框架突起211所位于的部分的散热器突起300p，并且散热器突起300p与模块框架突起211可以彼此接合。在这种情况下，散热器突起300p和模块框架突起211可以通过诸如焊接的方法直接结合。
151.然后，参考图4、图13以及图18，根据本实施例的多个电池模块100在电池单元110堆叠的方向上设置成两排，并且可以包括在与电池单元110堆叠的方向垂直的方向上彼此面对的第一电池模块100a和第二电池模块100b。在第一电池模块100a与第二电池模块100b之间，可以设置制冷剂注入口500a和制冷剂排出口500b。
152.在这种情况下，电池组制冷剂管610可以在位于第一电池模块100a与第二电池模块100b之间的同时沿一个方向延伸，并且为了接收或排出制冷剂，电池组制冷剂管610的一部分可以在相邻的电池模块之间沿着与该一个方向垂直的方向延伸。即，如图7所示，电池组制冷剂管610可以包括主电池组制冷剂管611以及分别在与主电池组制冷剂管611的纵向方向垂直的两个方向上延伸的子电池组制冷剂管612。
153.因此，电池组制冷剂管外壳700可以包括沿着第一电池模块100a和第二电池模块100b之间的一个方向延伸的第一部分700a，以及沿着与该一个方向垂直的方向在相邻电池模块之间延伸的第二部分700b。即，如图18所示，当从上方观察时，包括第一部分700a和第二部分700b的电池组制冷剂管外壳700可以形成t形结构。子电池组制冷剂管612(参见图7)容纳在第一部分700a中，而主电池组制冷剂管611(参见图7)容纳在第二部分700b中。
154.同时，再次参考图4，根据本实施例，可以在散热器300的凹部340中形成突起图案340d。在大面积电池模块的情况下，其中如同根据本实施例的电池单元堆120的堆叠电池单元的数量与现有技术相比显著增加，制冷剂流动路径的宽度可能形成为更宽，使得温度偏差可能更严重。与现有技术中在一个电池模块中堆叠有大约12至24个电池单元的情况相比，在大面积电池模块中，在一个电池模块中可以堆叠有大约32至48个电池单元。在这种情况下，根据本实施例的突起图案340d具有显著减小冷却流动路径的宽度的效果，从而最小化压降并减小制冷剂流动路径的宽度之间的温度偏差。因此，能够实现均匀的冷却效果。
155.在本实施例中，虽然使用了诸如前、后、左、右、上、下等指示方向的术语，但这些术语只是为了描述方便，并且可以根据目标物体或观察者的位置而改变。
156.上述根据本实施例的一个或多个电池模块可以与各种控制和保护系统(例如电池管理系统(bms)、电池断开单元(bdu)以及冷却系统)安装在一起，以形成电池组。
157.电池模块或电池组可以应用于各种装置。具体地，其可以应用于诸如电动自行车、电动车辆和混合动力车辆等运输设备或者储能系统(ess)，而不限于此，并且可以应用于能够使用二次电池的各种设备。
158.虽然已经结合目前被认为是实际的实施例描述了本发明，但应当理解，本发明不限于所公开的实施例，反之，本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内包括的各种修改和等同设置。
159.附图标记说明
160.200：模块框架
161.211：模块框架突起
162.300：散热器
163.500：冷却端口
164.600：电池组制冷剂管组件
165.610：电池组制冷剂管
166.620：连接端口
167.700：电池组制冷剂管外壳
168.800：排出阀
169.900：泄漏检测传感器
170.1000：电池组
171.1100：电池组框架