电池模块、包括该电池模块的电池组和车辆的制作方法

1.本公开涉及一种电池模块、包括该电池模块的电池组和包括该电池模块的车辆，更具体地，涉及一种具有优异的空间利用率、优异的结构刚性和优异的冷却性能的电池模块，包括该电池模块的电池组和包括该电池模块的车辆。
2.本技术要求于2020年10月28日在韩国提交的韩国专利申请no.10-2020-0141255的优先权，该专利申请的公开内容通过引用并入本说明书中。


背景技术：

3.通常，由于根据oem车辆的规格，在其中安装电池组的空间的形状和尺寸非常多样，电池组的形状和尺寸必须因待应用的oem车辆的规格而受到限制。
4.近来，随着专用于电动车辆的平台的出现，存在可以自由地使用车辆下部的70％至90％的面积作为用于安装电池组的空间的趋势。然而，即使在这种趋势下，由于在车辆的特定部分中，例如，在车轮罩(wheel house)附近不可避免地存在受限的空间利用，因此产生相对大量的死区，这引起能量密度损失。
5.因此，为了改善用于电动车辆的电池组的最重要的因素之一的能量密度，需要开发一种能够使这种死区的产生最小化的电池模块结构。此外，在追求优异的能量密度的情况下，需要开发一种能够防止冷却效率降低和由此引起的结构刚性降低的电池模块结构。


技术实现要素：

6.技术问题
7.设计本公开以解决相关技术的问题，因此，本公开旨在提供一种在配置电池组时能够根据需要自由地改变电池组的形状，从而最小化安装在车辆中时的死区的产生的电池模块。
8.同时，本公开还旨在提供一种具有优异的冷却结构和优异的结构刚性的电池模块，以便良好地解决由于高能量密度导致的大量的热。
9.然而，本公开要解决的技术问题不限于上述问题，并且本领域技术人员通过下面描述的本发明的描述将清楚地理解其它未提及的问题。
10.技术方案
11.在本公开的一个方面中，提供一种电池模块，包括：三个电池单体堆，分别包括多个电池单体；电池单体托盘，包括基板和三个分隔板，在基板上安置有三个电池单体堆，并且三个分隔板直立地设置在基板上并且被配置为分隔空间，使得三个电池单体堆设置在彼此分隔开的空间中；模块外壳，被配置为容纳三个电池单体堆和电池单体托盘，并且具有六角形柱状；以及汇流条框架组件，被配置为覆盖在模块外壳的上部中形成的开口并且将多个电池单体电连接。
12.基板的平面形状可以是六边形。
13.三个分隔板可以从基板的中心部分分别延伸至边缘，使得三个电池单体堆的安置
面具有相同的面积。
14.电池单体托盘还可以包括从基板的中心部分向上延伸的销保持器。
15.电池模块还可以包括安装销，被配置为从顶部顺序地穿过汇流条框架组件的中心部分和销保持器的中心部分中的每一者。
16.安装销可以具有通过穿过其中心部分而形成的流路，以使得冷却流体能够从该流路中通过。
17.模块外壳可以包括托盘保持器，被配置为支撑基板的边缘区域。
18.基板可以通过在模块外壳的下部中形成的开口露出。
19.三个分隔板可以分别被配置为穿过基板，以通过在模块外壳的下部中形成的开口露出。
20.在本公开的另一方面中，提供一种包括如上所述的根据本公开的一个实施例的电池模块的电池组和车辆。
21.有益效果
22.根据本公开的一个方面，在配置电池组时，通过使电池组的形状能够根据需要自由改变，可以最小化安装在车辆中时死区的产生。
23.根据本公开的另一方面，可以改善电池组的冷却性能和结构刚性。
附图说明
24.附图示出了本公开的一个优选实施例，并且与前述的本公开一起，用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，因此，本公开不理解为局限于附图。
25.图1是示出根据本公开的车辆的下部的图。
26.图2是示出根据本公开的一个实施例的电池模块的图。
27.图3是图2中所示的电池模块的分解透视图。
28.图4是示出本公开的子模块的图。
29.图5是示出本公开的电池单体托盘的图。
30.图6是示出根据本公开的汇流条框架组件的图。
31.图7是示出根据本公开的电池模块与电池组托盘结合的图。
具体实施方式
32.下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，应当理解的是，在本说明书和所附权利要求书中使用的术语不应理解为局限于常规的和字典的含义，而是基于发明人能够适当地定义术语以用于最佳说明的原则，基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来理解。
33.因此，本文中提出的描述仅是用于说明的目的一个优选实例，并且不意在限制本公开的范围，因此，应当理解的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其做出其它的等同替换和修改。
34.参照图1，根据本公开的一个实施例的车辆1包括：根据本公开的一个实施例的电池组10。根据本公开的一个实施例的电池组10包括：多个根据本公开的一个实施例的电池模块100；以及多个电池模块100在其上安装的电池组托盘200。
35.如图1中所示，根据本公开的一个实施例的电池模块100的平面形状是六边形。电池模块100的平面形状可以是近似正六边形。当设置多个电池模块100时，电池模块100的形状可以通过使在相邻的电池模块100之间产生的死区最小化来大大改善能量密度。此外，电池模块100具有在其中心部分中形成的安装结构。即，如下面将描述的，电池模块100包括在电池模块100的高度方向上穿过中心部分的安装销150。由于这种结构，当将多个电池模块100紧固至电池组托盘200时，可以防止由于用于紧固的结构占据的空间引起的能量密度降低。
36.下文中，参照图2至图7，根据本公开的一个实施例的电池模块100包括：三个电池单体堆110a、110b和110c；电池单体托盘120；模块外壳130；以及汇流条框架组件140。除了上述部件之外，电池模块100还可以包括安装销150和/或模块盖160。
37.电池单体堆110a、110b和110c分别包括多个电池单体111。作为电池单体111，可以使用软包(pouch)型电池单体。电池单体111包括沿相同方向引出的一对电极引线111a。电池单体111直立地设置，使得电极引线111a在模块外壳130中面向上。
38.电池单体托盘120包括：基板121；以及三个分隔板122a、122b和122c。除了上述部件之外，电池单体托盘120还可以包括销保持器123。
39.三个电池单体堆110a、110b和110c安装在基板121上。基板121的平面形状是六边形。基板121的平面形状可以优选地是近似正六边形。三个分隔板122a、122b和122c大致直立设置在基板121上。分隔板122a、122b和122c与模块外壳130中的基板121一起将电池单体堆110a、110b和110c的容纳空间分隔，使得三个电池单体堆110a、110b和110c可以设置在彼此分隔开的空间中。
40.三个分隔板122a、122b和122c分别从基板121的中心部分延伸至边缘，以分隔基板121的安置面，使得三个电池单体堆110a、110b和110c的安置面具有彼此大致相同的面积。三个分隔的安置面形成近似平行四边形。
41.如图4和图5中所示，第一电池组110a设置在由第一分隔板122a和第二分隔板122b分隔的空间中。第二电池组110b设置在由第二分隔板122b和第三分隔板122c分隔的空间中。第三电池组110c设置在由第三分隔板122c和第一分隔板122a分隔的空间中。
42.销保持器123具有从基板121的中心部分沿大致垂直方向向上延伸的形状，并且包括通过在延伸方向上穿过其中心部分而形成的通孔h。将在后面描述的安装销150插入到销保持器123的通孔h中。
43.当电池单体托盘120包括销保持器123时，三个分割板122a、122b和122c分别从销保持器123伸出朝向基板121的边缘区域。
44.具有如上所述的配置的电池单体托盘120可以由金属材料制成，以确保结构刚性并且用作散热片。这样，当电池单体托盘120由金属材料制成时，为了确保电池单体111与电池单体托盘120之间的绝缘性并增加热导率，可以在电池单体堆110a、110b和110c与基板121的接触界面，和/或电池单体堆110a、110b和110c与分隔板122a、122b和122c之间的接触界面中填充热树脂。该热树脂不仅可以增强绝缘性，还可以改善电池单体堆110a、110b和110c与电池单体托盘120之间的导热性。此外，由于填充有热树脂，电池单体堆110a、110b和110c可以固定至电池单体托盘120，从而防止电池单体堆110a、110b和110c移动。
45.模块外壳130通过在其上部中形成的开口部分容纳包括三个电池单体堆110a、
110b和110c的子模块m和电池单体托盘120。模块外壳130具有近似六角柱形状。模块外壳130可以优选地具有近似正六角柱形状。由于近似正六角柱的形状，当子模块m容纳在模块外壳130中时，电池单体托盘120的基板121与模块外壳130的内表面紧密接触，以防止基板在模块外壳中移动。
46.除了在其上部形成的用于容纳子模块m的第一开口之外，模块外壳130可以包括在其下部形成的用于通过电池单体托盘120散热的第二开口。在这种情况下，基板121通过第二开口露出。此外，三个分隔板122a、122b和122c可以分别穿过基板121并且通过第二开口露出至模块外壳130的外部。
47.同时，参照图7，当如上所述在模块外壳130的下部形成第二开口时，模块外壳130包括用于支撑基板121的托盘保持器131。托盘保持器131形成在模块外壳130的下部，以支撑基板121的边缘区域。
48.参照图6，汇流条框架组件140覆盖在模块外壳130的上部形成的第一开口并且将多个电池单体111电连接。汇流条框架组件140包括汇流条框架141、多个汇流条142和一对模块端子143。
49.汇流条框架141由绝缘材料制成，并且具有与模块外壳130的第一开口相对应的尺寸和形状。汇流条142设置在汇流条框架141上并且与电池单体111的电极引线111a结合。多个电池单体111可以通过汇流条142彼此串联、并联、或串联和并联的混合连接。模块端子143与汇流条142连接。当将多个电池模块100彼此电连接时，模块端子143可以用作连接端子。
50.参照图3和图7，安装销150从顶部顺序地穿过汇流条框架141的中心部分和销保持器123的中心部分中的每一者。当根据本公开的电池模块100包括覆盖汇流条框架组件140的模块盖160时，安装销150分别从顶部穿过模块盖160、汇流条框架141和销保持器123的中心部分。
51.安装销150可以包括通过穿过其中心部分形成的流路p，以使冷却流体能够从中通过。当流路p设置在安装销150中时，流动通过流路p的冷却流体将由电池单体111传递至基板121和/或分隔板122a、122b和122c的热量排出至电池模块100的外部。
52.除了这样的冷却功能之外，安装销150还可以起到将多个电池模块100固定至电池组托盘200的固定销的作用，以便形成电池组10。
53.模块盖160覆盖汇流条框架141以保护设置在汇流条框架141上的汇流条142并使其绝缘。模块盖160具有与模块外壳130的上部中形成的第一开口相对应的尺寸和形状。当设置模块盖160时，设置在汇流条框架组件140中的模块端子143可以通过在模块盖160中形成的端子暴露部分161向上暴露。
54.已经详细描述了本公开。然而，应当理解的是，详细描述和具体实例虽然表明了本公开的优选实施例，但是仅以说明的方式给出，因为根据详细的描述，在本公开范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员将是显而易见的。