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29日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2020-0052253号和于2021年4月28日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2021-0055140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，涉及一种包括冷却集成大容量电池模块的电池组和包括该电池组的装置。


背景技术：

4.在现代社会，随着诸如移动电话、笔记本电脑、便携式摄像机以及数码相机的便携式装置的日常使用，与上述的移动装置相关的技术得到了积极地发展。此外，能够充放电的可充电电池是解决诸如使用化石燃料的常规汽油车辆造成的空气污染的方法，其被用作电动车辆(ev)、混合动力电动车辆(hev)以及插电式混合动力电动车辆(p-hev)的电源，因此，对开发可充电电池的需求越来越大。
5.目前商用的可充电电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池以及可充电锂电池，在这些电池中，可充电锂电池与镍基可充电电池相比记忆效应很小，因此可充电锂电池由于能够自由地充放电、具有非常低的自放电率并且具有高能量密度而成为焦点。
6.这些可充电锂电池主要将锂基氧化物和碳材料分别用作正极活性材料和负极活性材料。可充电锂电池包括：电极组件，包括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和插设在正极板和负极板之间的隔膜(separator)；以及电池外壳，用于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，可充电锂电池可以分类为电极组件内置于金属壳中的硬壳式(can-type)可充电电池和电极组件内置于铝层压片的袋中的软包(pouch-type)可充电电池。
8.在用于小型装置的可充电电池的情况下，布置有两个至三个电池单体，但是在用于例如汽车的中到大型装置的可充电电池的情况下，使用多个电池单体电连接的电池模块。在这种电池模块中，多个电池单体彼此串联或并联连接以形成电池单体堆，从而提高容量和输出功率。此外，可以将一个或多个电池模块与各种控制和保护系统(例如，电池包断路单元(bdu)、电池管理系统(bms)以及冷却系统)装配在一起以构成电池组。
9.电池组必须满足各种功能。首先，必须满足对各种环境、振动以及冲击的结构耐久性。其次，电池组内的电池单体产生电能并发出热量，因此冷却系统是必不可少的，以对其进行冷却。最后，需要用于电连接的高压(hv)线和与用于诊断电池模块的内部状态的传感器连接的低压(lv)线。这些部件在有限的空间内形成复杂的结构，这可能导致装配工艺的效率低下。
10.因此，需要开发一种具有简单的冷却结构和简单而密集的内部构件的布置以提高容量、空间利用率以及装配的电池组和包括该电池组的装置。
11.本背景技术部分中公开的上述信息仅用于增加对本发明的背景的理解，因此，其可以包括不形成该国本领域普通技术人员已经了解的现有技术的信息。


技术实现要素：

12.技术问题
13.做出本发明以致力于提供一种通过简化内部构件和冷却结构而具有改进的装配工艺和空间利用率并具有增加的容量的电池组和包括该电池组的装置。
14.然而，本发明的示例性实施例要解决的问题不限于上述问题，并且在本发明中包括的技术理念的范围内可以以各种方式进行扩展。
15.技术方案
16.本发明的实施例提供了一种电池组，包括：多个电池模块，被配置为包括其中堆叠有多个电池单体的电池单体堆、容纳电池单体堆的模块框架以及位于模块框架的底部的下方的散热器；电池组框架，被配置为容纳电池模块；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壳体，被配置为容纳电池组制冷剂管组件。电池模块包括彼此面对的第一电池模块和第二电池模块，并且电池组制冷剂管组件和电池组制冷剂管壳体位于第一电池模块与第二电池模块之间。
17.每个电池模块可以包括冷却端口，该冷却端口用于将制冷剂供应到散热器和将制冷剂从散热器排出。在电池组制冷剂管壳体的底表面中可以形成有开口，并且冷却端口可以通过开口连接到电池组制冷剂管组件。
18.冷却端口可以包括用于将制冷剂供应到散热器的制冷剂注入端口和用于将制冷剂从散热器排出的制冷剂排出端口。
19.模块框架可以包括模块框架突出部，从模块框架的底部突出，并且冷却端口可以位于模块框架突出部的上表面上，以延伸通过开口并且连接到电池组制冷剂管组件。
20.第一电池模块的模块框架突出部可以沿第二电池模块的布置方向突出，并且第二电池模块的模块框架突出部可以沿第一电池模块的布置方向突出。
21.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部。连接部可以穿过开口以与冷却端口结合。
22.电池模块还包括彼此面对的第三电池模块和第四电池模块。电池组制冷剂管组件和电池组制冷剂管壳体设置为可以在第一电池模块与第二电池模块之间、第三电池模块与第四电池模块之间以及第二电池模块与第四电池模块之间延伸，以形成t形结构。
23.每个电池模块可以包括连接到电池单体的端子汇流条和用于感测电池单体的信息的感测组件。
24.连接到端子汇流条的hv线和连接到感测组件的lv线可以位于第一电池模块与第二电池模块之间。
25.电池模块还可以包括与模块框架接合的端板，并且端子汇流条和感测组件可以分别暴露，以连接到端板中的hv线和lv线。第一电池模块和第二电池模块可以布置为使得第一电池模块的端板和第二电池模块的端板彼此面对。
26.电池组可以包括：电池包断路单元(bdu)模块，被配置为控制电池模块的电连接；以及电池管理系统(bms)模块，被配置为监控并控制电池模块的工作。电池模块和bdu模块
中的至少一个可以通过hv线连接，并且电池模块和bms模块中的至少一个可以通过lv线连接。
27.电池组还可以包括壳体盖，被配置为覆盖电池组制冷剂管壳体的上部，并且hv线和lv线可以位于壳体盖的上方。
28.模块框架的底部和散热器可以构成制冷剂的路径，并且模块框架的底部可以与制冷剂接触。
29.散热器可以包括与模块框架的底部接合的下板和从下板向下形成的凹部。
30.每个电池单体可以为具有矩形片结构的软包电池单体，并且电池模块可以包括32个至45个电池单体。
31.有益效果
32.根据本发明的实施例，通过增加了包含的电池单体数量的冷却集成大容量电池模块具有增加的容量能够简化构成电池组的内部构件和结构。具体地，通过密集布置冷却结构和其他构件以及电池模块，可以增加容量和空间利用率。
33.本发明的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员从权利要求的描述中可以清楚地理解未提及的其他效果。
附图说明
34.图1示出了根据本发明的实施例的电池组的分解透视图。
35.图2示出了示出图1的电池组的除了电池组盖之外的装配状态的透视图。
36.图3示出了图1的电池组中包括的电池模块的透视图。
37.图4示出了示出图3的电池模块的分解透视图。
38.图5示出了图4的电池模块中包括的电池单体的透视图。
39.图6示出了示出放大的图4的部分“a”的局部透视图。
40.图7示出了沿z轴方向从电池模块的底部向顶部观看的图3的电池模块的透视图。
41.图8示出了示出图2的电池组中包括的电池模块、电池组制冷剂管组件以及电池组制冷剂管壳体的分解透视图。
42.图9示出了示出图8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壳体的分解透视图。
43.图10示出了示出根据本发明的实施例的电池模块、电池组制冷剂管、电池组制冷剂管壳体以及第二垫圈中的每一个的一部分的透视图。
44.图11示出了示出根据本发明的实施例的连接端口和冷却端口的局部图。
45.图12示出了示出根据本发明的实施例的电池组的俯视图，其中当从顶部向底部观看时，电池组制冷剂管壳体的底表面是可见的。
46.图13示出了示出放大的图2的部分“b”的局部图。
47.图14示出了示出在xy平面上沿z轴方向观看的图2的电池组的俯视图。
48.图15示出了沿图14的线c-c截取的剖视图。
49.图16示出了示出图2的电池组中包括的电池模块与电池组制冷剂管组件之间的连接关系的局部透视图。
50.图17示出了示出在xy平面上观看的图2的电池组中包括的电池模块与电池组制冷
剂管组件之间的连接关系的俯视图。
具体实施方式
51.在下文中，将参照示出了本发明的实施例的附图更完整地描述本发明。如同本领域技术人员能够认识到的，可以以各种不同的方式修改所描述的实施例，所有的方式没有背离本发明的精神或范围。
52.为了清楚地描述本发明，省略与描述无关的部分，并且在整个说明书中，由相同的附图标记来指代相同或类似的构成元件。
53.此外，由于附图中示出的构成组件的尺寸和厚度被任意地给出以更好的理解并易于描述，从而本公开不限于所示的尺寸和厚度。在附图中，为了清楚起见，夸大了层、膜、面板、区域等的厚度。在附图中，为了更好的理解并易于描述，某些层和区域的厚度被夸大。
54.应当理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为在另一个元件“上”时，其可以直接在另一个元件上或者也可以存在中间元件。反之，当元件被称为“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，并不一定意味着基于重力方向位于对象部分的上侧。
55.此外，除非明确有相反的描述，否则词语“包括”和诸如“包含”或“具有”的变型将被理解为隐含包括所述元件而不排除任何其他元件。
56.此外，在说明书中，用语“在平面图中”是指从上方观察目标部分，并且用语“在剖视图中”是指从侧面观察通过垂直切割目标部分截取的横截面。
57.图1示出了根据本发明的实施例的电池组的分解透视图。图2示出了示出图1的电池组的除了电池组盖之外的装配状态的透视图。图3示出了图1的电池组中包括的电池模块的透视图。图4示出了示出图3的电池模块的分解透视图。
58.参照图1至图4，根据本发明的实施例的电池组包括：多个电池模块100；电池组框架1100，容纳电池模块100；以及电池组制冷剂管组件600，连接到电池模块100。每个电池模块100包括：电池单体堆120，其中堆叠有多个电池单体110；模块框架200，容纳电池单体堆120；以及散热器300，位于模块框架200的底部210a的下方。模块框架的底部210a构成散热器300的上板。同时，电池模块100可以包括32个至48个电池单体100，以形成冷却集成大容量电池模块100。在下文中将描述散热器300和多个电池单体110的结构。
59.图5示出了图4的电池模块中包括的电池单体的透视图。
60.参照图4和图5，电池单体110可以为软包电池单体。可以通过将电极组件容纳在包括树脂层和金属层的层压片的袋壳(pouch case)中，然后热熔袋壳的外周，来形成这种软包电池单体。电池单体110可以形成为具有矩形片状结构。具体地，根据本实施例的每个电池单体110具有两条电极引线111和112彼此面对并且分别从单体主体113的第一端部114a和第二端部114b突出的结构。可以通过在电极组件(未示出)容纳在电池壳体114中的状态下，将电池壳体114的相对端部114a和114b与连接相对端部114a和114b的一个侧部114c附接来制造电池单体110。换言之，根据本实施例的电池单体110总共具有三个密封部114sa、114sb以及114sc，通过例如热熔的方法来将密封部114sa、114sb以及114sc密封，并且另一个侧部可以形成为连接部115。电池壳体114的相对端部114a和114b之间的方向可以被定义为电池单体110的纵向，并且连接电池壳体114的相对端部114a和114b的一个侧部114c与连
接部114之间的方向可以被定义为电池单体110的宽度方向。
61.连接部115是沿电池单体110的一个边缘延伸的区域，并且可以在连接部115的端部处形成蝠耳(bat-ear)110p。蝠耳110p可以形成在连接部115的相对端部中的至少一个上，并且可以沿与连接部115延伸的方向垂直的方向突出。蝠耳110p可以位于电池壳体114的相对端部114a和114b的密封部114sa和114sb之一与连接部115之间。
62.电池单体110可以被配置成多个，并且可以堆叠以彼此电连接以构成电池单体堆120。具体地，如图4所示，电池单体110可以沿与x轴平行的方向堆叠。电池壳体114通常具有树脂层/金属薄膜层/树脂层的层叠结构。例如，在电池壳体的表面形成为o(取向)-尼龙层的情况下，当堆叠多个电池单体以形成中型或大型电池模块时，其容易由于外部冲击而滑动。因此，为了防止该问题并且保持电池单体的稳定堆叠结构，可以通过将粘合剂(例如，双面胶)或粘合构件(例如，在粘合期间通过化学反应而接合的化学粘合剂)附接到电池壳体的表面上来形成电池单体堆120。
63.根据本发明的实施例的电池单体堆120可以为电池单体110的数量大于现有技术的数量的大容量模块。具体地，电池模块100可以包括32个至48个电池单体110。在这种大容量模块的情况下，增加了电池模块的水平长度。这里，水平长度可以表示在电池单体110堆叠的方向(即，与x轴平行的方向)上的长度。
64.容纳电池单体堆120的模块框架200可以包括上盖220和u形框架210。
65.u形框架210可以包括底部210a和从底部210a的相对端向上延伸的两个侧部210b。底部210a可以覆盖电池单体堆120的下表面，并且侧部210b可以覆盖电池单体堆120的相对侧面。
66.上盖220可以形成为具有覆盖除了相对侧面之外的被u形框架210围绕的上盖220的下表面和上盖220的上表面(z轴方向)的板形结构。通过在上盖220和u形框架210的相对的角部彼此接触的状态下，上盖220和u形框架210可以通过焊接等结合而形成上下左右覆盖电池单体堆120的结构。电池单体堆120可以通过上盖220和u形框架210被物理保护。为此目的，上盖220和u形框架210可以包括具有预定强度的金属材料。
67.同时，尽管没有具体示出，根据变型的模块框架200可以为上表面、下表面以及相对侧面一体的金属板形式的单框架。也就是说，u形框架210和上盖220没有相互结合，而是可以通过挤压成型来制造，以具有上表面、下表面以及相对侧面一体的结构。
68.通过使端板400位于模块框架200的对应的开口侧(y轴方向和-y轴方向)，端板400可以形成为覆盖电池单体堆120。也就是说，两个端板400位于模块框架200的相对的开口侧，并且可以通过焊接等与模块框架200接合。端板400可以物理保护电池单体堆120和其他电子元件免于受到外部冲击。
69.根据本实施例的电池模块100可以包括冷却端口500，可以将制冷剂通过冷却端口500供应到散热器300，并且可以将制冷剂从散热器300排出。具体地，冷却端口500可以包括彼此间隔开的制冷剂注入端口500a和制冷剂排出端口500b。另外，制冷剂注入端口500a和制冷剂排出端口500b可以连接到电池组制冷剂管组件600。将参照图7和图8再次描述根据本实施例的散热器300和电池组制冷剂管组件600。
70.根据本实施例的模块框架200可以包括模块框架突出部211，模块框架突出部211从模块框架200的底部210a突出以延伸通过端板400。在这种情况下，通过位于模块框架突
出部211的上表面上的冷却端口500引入或排出的制冷剂可以通过模块框架突出部211供应到散热器300，或通过模块框架突出部211从散热器300排出。
71.具体地，模块框架突出部211可以包括在模块框架200的一侧处彼此间隔开的第一模块框架突出部和第二模块框架突出部，制冷剂注入端口500a位于第一模块框架突出部上，并且制冷剂排出端口500b可以位于第二模块框架突出部上。
72.在下文中，将参照图6等详细描述端子汇流条411和感测组件420。
73.图6示出了示出放大的图4的部分“a”的局部透视图。
74.参照图3至图6，根据本实施例的电池模块100可以包括连接到电池单体110的端子汇流条411和用于感测电池单体110的信息的感测组件420。这里，电池单体110的信息可以为电池单体110的温度信息或电压信息。
75.具体地，电池模块100可以包括位于从电池单体110突出的电极引线111的突出方向上的汇流条框架410。端子汇流条411、汇流条412以及感测组件420可以安装在汇流条框架410上。
76.汇流条412用于电连接电池单体堆120中包括的电池单体110。电池单体110的电极引线111可以延伸通过在汇流条框架410中形成的狭缝，然后弯曲以连接到汇流条412。因此，电池单体110可以串联或并联连接。
77.端子汇流条411可以连接到电池单体110的电极引线111，并且其第一端可以暴露于电池模块100的外部，以用于将电池单体110电连接到外部。具体地，在端板400中可以形成端子汇流条开口400h1，并且端子汇流条411的一部分可以通过成端子汇流条开口400h1暴露于外部。暴露的端子汇流条411可以连接到下文中将要描述的hv线800，并且可以电连接到另一电池模块100或可以电连接到电池包断路单元(bdu)模块。
78.将电极引线111与汇流条412连接的方法或将电极引线111与端子汇流条411连接的方法没有具体限制，并且可以应用例如焊接的方法。
79.感测组件420可以包括模块连接器421和将模块连接器412与电池单体110连接的连接电缆422。例如，连接电缆422可以连接到汇流条412，以将电池单体110的电压信息传递到模块连接器421。此外，连接电缆422可以连接到位于电池单体110的外周上的传感器，以将电池单体110的温度信息传递到模块连接器421。连接电缆422可以为柔性印刷电路板(fpcb)或柔性扁平电缆(ffc)。
80.在端板400中可以形成模块连接器开口400h2，并且模块连接器421可以通过模块连接器开口400h2暴露于外部。暴露的模块连接器421可以连接到下文将要描述的lv线900，并且可以连接到电池管理系统(bms)模块。
81.在下文中，将要详细描述根据本实施例的散热器300。
82.图7示出了沿z轴方向从电池模块的底部向顶部观看的图3的电池模块的透视图。
83.一起参照图4和图7，模块框架200的底部210a可以构成散热器300的上板，并且模块框架200的底部210a和散热器300可以形成制冷剂的流动路径。
84.具体地，散热器300可以位于模块框架200的底部210a的下方。散热器300可以包括：下板310，形成散热器300的骨架并且通过焊接等直接连接到模块框架200的底部210a；以及凹部340，从下板310向下形成。凹部340是供制冷剂的流动路径。此外，根据本实施例的散热器300可以包括散热器突出部300p，散热器突出部300p从散热器300的一侧向模块设置
有框架突出部211的部分突出。也就是说，凹部340可以延伸到两个散热器突出部300p，并且两个散热器突出部300p可以分别为引入制冷剂的部分和排出制冷剂的部分。为此，散热器突出部300p可以布置为对应于模块框架突出部211的形成有冷却端口500的位置。
85.散热器突出部300p和模块框架突出部211可以通过焊接等彼此直接连接。
86.散热器300的凹部340对应于下板310向下凹陷的部分。凹部340可以为u形管，其具有沿与制冷剂通道延伸的方向垂直的xz平面或yz平面切割的横截面，并且底部210a可以位于u形管的开放的上侧处。由于散热器300的下板310与底部210a接触，从而凹部340与底部210a之间的空间用作供制冷剂流动的区域，即，制冷剂的流动通道。因此，模块框架200的底部210a可以直接接触制冷剂。
87.散热器300的凹部340的制造方法没有具体限制，然而通过设置相对于板形的散热器300凹陷地形成的结构，可以形成具有开放的上侧的u形的凹部340。
88.如上文所述，凹部340可以从一个散热器突出部300p通向另一个散热器突出部300p。通过制冷剂注入端口500a供应的制冷剂首先通过第一模块框架突出部与散热器突出部300p之间的空间引入凹部340与底部210a之间的空间。之后，制冷剂沿凹部340移动，穿过第二模块框架突出部与散热器突出部300p之间的空间，并且通过制冷剂排出端口500b排出。
89.同时，虽然没有说明，包括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与电池单体堆120之间。可以通过将热树脂涂覆到底部210a并将涂覆的热树脂固化，来形成导热树脂层。
90.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(silicone material)、聚氨酯材料和丙烯酸材料中的至少一种。导热树脂可以通过在涂覆期间为液体并且在涂覆之后固化来固定构成电池单体堆120的一个或多个电池单体110。此外，由于其优异的导热性，可以将在电池单体110中产生的热量快速传递到电池模块的下侧。
91.根据本实施例的电池模块100实现模块框架200和散热器300的冷却集成结构，以进一步提高冷却性能。由于模块框架200的底部210a对应于散热器300的顶板，可以实现冷却集成结构。可以通过直接冷却来提高冷却效率，并且通过散热器300与模块框架200的底部210a一体的结构，可以进一步提高电池模块100和安装有电池模块100的电池组1000的空间利用率。
92.具体地，在电池单体110中产生的热量可以通过位于电池单体堆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以及制冷剂传递到电池模块100的外部。由于具有上述配置，可以简化常规的冷却结构，以缩短热传递路径并且减小各层之间的气隙，从而提高冷却效率或性能。具体地，由于底部210a由散热器300的上板构成并且底部210a与制冷剂直接接触，从而具有可以通过制冷剂更直接冷却的优点。
93.此外，通过去除冷却结构的一部分，可以降低电池模块100的高度，从而降低了成本并提高了空间利用率。此外，由于可以紧凑布置多个电池模块100，从而可以提高容纳有电池模块100的电池组1000的容量或输出功率。
94.同时，模块框架200的底部210a可以通过焊接与散热器300中的下板310的没有形成凹部340的部分接合。根据本实施例，通过模块框架200的底部210a和散热器300的冷却集成结构，除了如上所述的提高冷却性能，还可以获得支撑在模块框架200中容纳的电池单体
堆120的负载并且提高电池模块100的硬度的效果。此外，通过经由焊接等密封下板310和模块框架200的底部210a，制冷剂可以在下板310内形成的凹部340中流动而不泄露。
95.根据本实施例的电池模块100包括32个至48个电池单体110(多于常规电池模块的电池单体数量)以提高容量等。然而，由于电池单体110的数量增加并且电池模块110的水平长度增加，各电池单体110的冷却效率会降低。因此，根据本实施例的电池模块100通过散热器300的结构实现冷却集成结构，从而提高冷却效率并且增加电池单体110的数量。也就是说，可形成冷却集成的大容量电池模块100。
96.为了有效地冷却，优选地，凹部340可以形成在与模块框架200的底部210a对应的整个区域上。为此目的，凹部340可以弯曲至少一次并且从一侧通向另一侧。具体地，凹部340优选可以弯曲数次以在与模块框架200的底部210a对应的整个区域上形成凹部340。由于制冷剂从在与模块框架200的底部210a对应的整个区域上形成的制冷剂通道的起点向终点移动，从而可以实现电池单元堆120的整个区域的有效冷却。
97.同时，制冷剂是用于冷却的介质，并且没有具体限制，可以为冷却剂。
98.同时，可以在根据本实施例的散热器300的凹部340中形成突出图案340d。与根据本实施例的电池单体堆120类似，在大容量电池模块100的情况下，与现有技术相比，其中堆叠的电池单体的数量明显增加了，制冷剂通道的宽度可能形成为较宽，从而温度偏差可能较大。如上文所述，与在一个电池模块中堆叠有约12个至24个电池单体的情况相比，大容量电池模块可以包括在一个电池模块100中堆叠有约32个至48个电池单体110的情况。在这种情况下，根据本实施例的突出图案340d具有显著减小了冷却通道的宽度的效果，从而使压降最小化，同时降低制冷剂通道的宽度之间的温差。因此，能够实现均匀的冷却效率。
99.在下文中，将参照图8至图11详细描述根据本实施例的电池模块、电池组制冷剂管组件以及电池组制冷剂管壳体的布置结构。
100.图8示出了示出图2的电池组中包括的电池模块、电池组制冷剂管组件以及电池组制冷剂管壳体的分解透视图。图9示出了示出图8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壳体的分解透视图。
101.参照图8和图9，根据本实施例的电池组1000包括：多个电池模块100；电池组制冷剂管组件600，连接到电池模块100；以及电池组制冷剂管壳体700，用于容纳电池组制冷剂管组件600。电池模块100包括彼此面对的第一电池模块100a和第二电池模块100b。电池组制冷剂管组件600和电池组制冷剂管壳体700位于第一电池模块100a与第二电池模块100b之间。
102.更具体地，一起参照图2、图4以及图8，电池模块100还可以包括彼此面对的第三电池模块100c和第四电池模块100d。也就是说，根据本实施例的电池模块100可以包括第一电池模块100a、第二电池模块100b、第三电池模块100c以及第四电池模块100d。第一电池模块100a和第二电池模块100b可以沿与电池单体110堆叠的方向垂直的方向(y轴方向)布置，并且第三电池模块100c和第四电池模块100d也可以沿与电池单体110堆叠的方向垂直的方向(y轴方向)布置。第一电池模块100a和第二电池模块100b可以布置为使得其端板400彼此面对。第三电池模块100c和第四电池模块100d也可以布置为使得其端板400彼此面对。
103.总之，第一电池模块100a、第二电池模块100b、第三电池模块100c以及第四电池模块100d可以布置为网格型。如同在下文中将要描述的，电池组制冷剂管组件600和电池组制
冷剂管壳体700设置为在第一电池模块100a与第二电池模块100b之间、第三电池模块100c与第四电池模块100d之间以及第二电池模块100b与第四电池模块100b之间延伸，以形成t形结构。
104.第一电池模块100a、第二电池模块100b、第三电池模块100c以及第四电池模块100d可以为大容量模块，以包括32个至48个电池单体110，并且电池组1000可以包括第一电池模块100a、第二电池模块100b、第三电池模块100c以及第四电池模块100d。也就是说，根据本实施例，由于电池模块100中包括的电池单体110的数量增加，从而电池组1000中包括的电池模块100的数量可以减少。最终，能够减少每个电池模块100所需的电池模块的构件(例如，固定部或冷却部)的数量，从而简化结构并且改进装配工艺。此外，由于电池模块100的数量减少并且具有网格型布置结构，从而下文中将要描述的hv线800或lv线900的结构也可以简化。
105.一起参照图3、图4以及图8，在电池模块100a和100b中的每一个中形成的冷却端口500全部可以位于第一电池模块100a与第二电池模块100b之间的空间中。换言之，第一电池模块100a的模块框架突出部211沿第二电池模块100b的布置方向突出，并且第二电池模块100b的模块框架突出部211可以沿第一电池模块100a的布置方向突出。冷却端口500可以位于每个模块框架突出部211的上表面上。
106.在这种情况下，第一电池模块100a的制冷剂注入端口500a和第二电池模块100b的制冷剂排出端口500b可以布置为彼此面对，并且第一电池模块100a的制冷剂排出端口500b和第二电池模块100b的制冷剂注入端口500a可以布置为彼此面对。另外，第三电池模块100c的制冷剂注入端口500a和第四电池模块100d的制冷剂排出端口500b可以布置为彼此面对，并且第三电池模块100c的制冷剂排出端口500b和第四电池模块100d的制冷剂注入端口500a可以布置为彼此面对。
107.同时，参照图8和图9，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与电池模块100的冷却端口500连接的连接端口620。
108.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和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。具体地，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的冷却端口500。另外，子电池组制冷剂管612可以彼此交叉地延伸。交叉的子电池组制冷剂管612的一个可以为子电池组制冷剂供应管612a，并且另一个可以为子电池组制冷剂排出管612b。主电池组制冷剂管611和子电池组制冷剂管612可以形成t形结构。
109.由于根据本实施例的电池组制冷剂管610具有上述的布置结构，从而能够用电池组1000中的电池模块100实现冷却集成结构。因此，能够同时提高冷却效率并且增加空间利用率。交叉的子电池组制冷剂供应管612a的高度和子电池组制冷剂排出管612b的高度可以彼此不同，以具有如上所述的电池组制冷剂管610的布置结构。子电池组制冷剂供应管612a和子电池组制冷剂排出管612b可以在一些部分处具有不同的高度。
110.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。
111.图10示出了示出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
剂管壳体以及第二垫圈中的每一个的一部分的透视图。
112.参照图8至图10，连接端口620将冷却端口500与电池组制冷剂管610连接。冷却端口500可以包括用于将制冷剂供应到散热器300的制冷剂注入端口500a和用于将制冷剂从散热器300排出的制冷剂排出端口500b，并且电池组制冷剂管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。
113.在这种情况下，连接端口620可以连接在制冷剂注入端口500a与子电池组制冷剂供应管612a之间和制冷剂排出端口500b与子电池组制冷剂排出管612b之间。连接端口620连接到用于将制冷剂供应到电池模块100的各个制冷剂注入端口500a与将制冷剂从电池模块100排出的各个制冷剂排出端口500b之间。
114.电池组制冷剂管壳体700容纳电池组制冷剂管组件600。电池模块100可以布置为网格型，并且电池组制冷剂管组件600和电池组制冷剂管壳体700可以布置在电池模块100之间。在这种情况下，子电池组制冷剂管612从主电池组制冷剂管611的一端沿与主电池组制冷剂管611的纵向垂直的方向相反的方向延伸，并且电池组制冷剂管壳体700可以沿主电池组制冷剂管611和子电池组制冷剂管612延伸的部分延伸。
115.同时，如上文所述，主电池组制冷剂管611可以连接到入口720a和出口730a。电池组制冷剂管壳体700可以包括分别形成在与入口720a和出口730a对应的位置处的入口连接部720和出口连接部730。入口连接部720和出口连接部730可以包括供入口720a和出口730a可以分别插入的通孔部分。
116.电池组1000可以应用于诸如电动车辆和混合动力车辆的交通工具，并且诸如冷却剂的制冷剂可能由于装配缺陷或驾驶时的事故而泄漏。泄露的制冷剂可能穿过构成电池组1000的多个构件，这可能导致着火或爆炸。根据本实施例，电池组制冷剂管壳体700可以形成为覆盖电池组制冷剂管组件600的底表面和侧面，以使得从电池组制冷剂管组件600泄露的制冷剂能够留在电池组制冷剂管壳体700内，从而防止泄露的制冷剂穿过电池组1000中的其他构件。在这种情况下，优选地，通过利用多个电池模块100之间的空间确保电池组制冷剂管壳体700的最大容量，从而使得电池组制冷剂管壳体700可以尽可能多的容纳泄露的制冷剂。
117.电池组制冷剂管壳体700的开放的上部可以被壳体盖700c覆盖。因此，能够防止从电池组制冷剂管组件600泄露的制冷剂泄露到电池组制冷剂管壳体700的上部开放空间。
118.第一垫圈700g1可以位于电池组制冷剂管壳体700与壳体盖700c之间。第一垫圈700g1密封在电池组制冷剂管壳体700与壳体盖700c之间。第一垫圈700g1可以沿电池组制冷剂管壳体700的上边缘形成。壳体盖700c可以与沿电池组制冷剂管壳体700的上边缘形成的第一垫圈700g1结合，以阻止制冷剂泄露到电池组制冷剂管壳体700的上侧。
119.在下文中，将参照图10至图12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和第二垫圈的布置和形状。
120.图11示出了示出根据本发明的实施例的连接端口和冷却端口的局部图。图12示出了示出根据本发明的实施例的电池组的俯视图，其中当从顶部向底部观看时，电池组制冷剂管壳体的底表面是可见的。具体地，为了便于描述，图11中省略了电池组制冷剂管壳体和第二垫圈的图示，图12省略了壳体盖和电池组制冷剂管组件的图示。
121.参照图10至图12，在根据本实施例的电池组制冷剂管壳体700的底表面中可以形
成开口710p。第二垫圈700g2可以与形成有开口710p的部分结合。
122.具体地，第二垫圈700g2可以位于模块框架突出部211与电池组制冷剂管壳体700之间，以密封在模块框架突出部211和电池组制冷剂管壳体700之间。在这种情况下，冷却端口500可以位于模块框架突出部211的上表面上，并且可以穿过第二垫圈700g2和开口710p，以向上突出到电池组制冷剂管壳体700中。换言之，冷却端口500可以延伸通过第二垫圈700g2和开口710p，以连接到电池组制冷剂管组件，具体地，连接到连接端口620。
123.连接端口620可以通过向下穿过开口710p和第二垫圈700g2而与冷却端口500结合。如图10所示，第二垫圈700g2可以包括供冷却端口500或连接端口620可以延伸穿过的通孔。
124.同时，当冷却端口500与连接端口620结合时，如图11所示，冷却端口500插入并与连接端口620的下侧结合，并且连接端口620的下端可以与模块框架突出部211的上表面接触。也就是说，可以以冷却端口500插入连接端口620的形式与冷却端口500和连接端口620结合。如上文所述，在图11中，为了便于描述，省略了电池组制冷剂管壳体700和第二垫圈700g2的图示，实际上，如图10所示，第二垫圈700g2和电池组制冷剂管壳体700可以位于模块框架突出部211上。
125.同时，密封构件630可以位于冷却端口500与连接端口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。密封构件630可以在插入冷却端口500的同时与冷却端口500一起插入连接端口620。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。
126.因此，位于电池组制冷剂管壳体700内的电池组制冷剂管组件600和用于将制冷剂供应到电池模块100和将制冷剂从电池模块100排出的冷却端口500彼此连接，以使制冷剂循环，并且开口710p需要连接电池组制冷剂管组件600和冷却端口500。此外，在本实施例中，第二垫圈700g2可以形成在开口710p外部，以密封在电池组制冷剂管壳体700的底表面与的模块框架突出部211的形成有冷却端口500的位置之间，从而防止在电池组制冷剂管壳体700内收集的制冷剂通过开口710p泄漏。也就是说，能够阻止制冷剂泄漏到电池组制冷剂管壳体700的下侧。
127.综上所述，根据本实施例的电池组1000可以包括：电池模块100；具有设置在电池模块100之间的制冷剂循环结构的电池组制冷剂管组件600；以及电池组制冷剂管壳体700，容纳电池组制冷剂管组件600，并且通过将电池组制冷剂管组件600密集设置在电池模块100之间来提高空间利用率。具体地，第一电池模块100a的模块框架突出部211沿第二电池模块100b的布置方向突出，第二电池模块100b的模块框架突出部211可以沿第一电池模块100a的布置方向突出，并且冷却端口500位于模块框架突出部211的上表面上。也就是说，在各个电池模块100a和100b中形成的制冷剂注入端口500a和制冷剂排出端口500b均可以位于第一电池模块100a的端板400与第二电池模块100b的端板400彼此面对的空间中。
128.根据本实施例的电池组1000被设计为将冷却端口500和电池组制冷剂管组件600布置为向第一电池模块100a和第二电池模块100b之间的空间供应制冷剂或者排出第一电池模块100a和第二电池模块100b之间的空间中的制冷剂，因此制冷剂循环结构的冷却系统可以密集设置在电池模块100之间。因此，简化了冷却结构，并且提高了电池组1000内的空间利用率。此外，诸如电池组制冷剂管壳体700或第二垫圈700g2的防止制冷剂泄漏的结构
仅设置在第一电池模块100a和第二电池模块100b之间并且端板400彼此面对的空间中。也就是说，由于冷却结构的简化，限制了防止制冷剂泄漏的结构所需的空间。
129.根据本发明的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和连接电池组制冷剂管610与冷却端口500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，如上文所述，电池组制冷剂供应管610a包括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包括主电池组制冷剂排出管和子电池组制冷剂排出管。如上文所述，根据本实施例的冷却端口500可以包括用于将制冷剂供应到散热器300的制冷剂注入端口500a和用于将制冷剂从散热器300排出的制冷剂排出端口500b，并且制冷剂注入端口500a和制冷剂排出端口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。
130.在下文中，将参照图13至图15详细描述根据本发明的实施例的hv线和lv线的布置结构。
131.图13示出了示出放大的图2的部分“b”的局部图。图14示出了示出在xy平面上沿z轴方向观看的图2的电池组的俯视图。图15示出了沿图14的线c-c截取的剖视图。在这种情况下，为了便于描述，图14和图15示意性示出hv线800和lv线900。
132.首先，一起参照图3、图4、图6、图13以及图14，如上文所述，根据本实施例的电池模块100可以包括连接到电池单体110的端子汇流条411和用于感测电池单体110的信息的感测组件420，并且感测组件420可以包括模块连接器421。
133.根据本示例性实施例的电池组1000可以包括高压(hv)线800和低压(lv)线900。在这种情况下，连接到端子汇流条411的hv线800和连接到感测组件420的lv线900可以位于第一电池模块100a与第二电池模块100b之间。
134.更具体地，在端板400中，端子汇流条411可以通过端子汇流条开口400h1暴露，并且感测组件420的模块连接器421可以通过模块连接器开口400h2暴露。端子汇流条411可以连接到lv线800，并且感测组件420的模块连接器421可以连接到lv线900。
135.第一电池模块100a的端板400和第二电池模块100b的端板400可以布置为彼此面对，并且lv线800和lv线900可以位于第一电池模块100a的端板400和第二电池模块100b的端板400彼此面对的空间中。
136.类似地，第三电池模块100c的端板400和第四电池模块100d的端板400也可以布置为彼此面对，并且lv线800和lv线900可以位于第三电池模块100c的端板400和第四电池模块100d的端板400彼此面对的空间中。
137.在根据本实施例的电池组1000中，电池模块100可以布置为彼此面对，并且lv线800和lv线900可以位于二者之间的空间中，从而简化并有效地布置连接到电池模块100的lv线800和lv线900。
138.此外，直接连接到bdu模块1200的hv线800可以位于第二电池模块100b与第四电池模块100d之间，并且直接连接到bms模块1300的lv线900也可以位于第二电池模块100b与第四电池模块100d之间。也就是说，lv线800和lv线900位于电池模块100的中部，从而lv线800和lv线900没有受到外部冲击等的很大的影响。因此，能够降低关于lv线800和lv线900的短路的可能性，并且提高电池组1000的绝缘性能和安全性。
139.在下文中，将详细描述根据本实施例的hv线、lv线以及电池组制冷剂管组件的位
置关系。
140.一起参照图6、图13、图14以及图15，电池组可以进一步包括电池包断路单元(bdu)模块1200和电池管理系统(bms)模块1300，bdu模块1200连接到hv线800以控制多个电池模块的电连接，bms模块1300连接到lv线900以监控电池模块100的工作。
141.各个电池模块100可以通过hv线800彼此电连接，并且最终可以通过hv线800连接到bdu模块1200。也就是说，电池模块100和bdu模块1200中的至少一个可以通过hv线800连接。bdu模块1200位于电池模块100与逆变器之间，并且是包括延迟器、电阻等的模块。bdu模块1200负责稳定地向装置的电力系统供应电力或者阻止向装置的电力系统供应电力，并且当产生故障电流时保护装置的电力系统。
142.每个电池模块100可以通过lv线900连接到bms模块1300，以将测量的电池模块100内的电池模块100温度或电压的数据传递到bms模块1300。也就是说，电池模块100和bms模块1300中的至少一个可以通过lv线900连接。bms模块1300负责基于测量的温度或电压数据来管理每个电池模块100的温度或电压。
143.在这种情况下，如图13或图15所示，根据本实施例的hv线800或lv线900可位于电池组制冷剂管组件600上方。更具体地，其可以位于壳体盖700c上方。
144.如上文所述，具有制冷剂循环结构的电池组制冷剂管组件600和容纳电池组制冷剂管组件600的电池组制冷剂管壳体700可以位于电池模块100的端板400彼此面对的空间中。在这种情况下，根据本实施例的hv线800和lv线900也可以被设计为设置在电池模块100的端板400彼此面对的空间中。也就是说，不仅制冷剂循环结构的冷却系统，还有电连接的控制系统和温度和电压管理的感测系统也可以集中设置在电池模块100之间。因此，不仅冷却系统还有电池模块之间的连接结构和感测结构也被简化，并且提高了电池组1000内的空间利用率。
145.此外，根据本实施例的电池组1000可以应用于以诸如电动车辆和混合动力车辆的交通工具，并且例如冷却剂的制冷剂可能由于装配缺陷或驾驶时的事故而泄漏。根据本实施例，即使制冷剂从电池组制冷剂管组件600泄露，泄露的制冷剂也不与hv线800和lv线900接触，从而防止发生短路。也就是说，首先，电池组制冷剂管组件600可以容纳在电池组制冷剂管壳体700中，以防止由于制冷剂泄露导致的问题；其次，hv线800和lv线900可以位于壳体盖700c上方，以提高电池组1000的绝缘性能。
146.图16示出了示出图2的电池组中包括的电池模块与电池组制冷剂管组件之间的连接关系的局部透视图。图17示出了示出在xy平面上观看的图2的电池组中包括的电池模块与电池组制冷剂管组件之间的连接关系的俯视图。在图16中，为了便于描述，省略示出了电池组制冷剂管壳体和壳体盖的图示。
147.参照图4、图16以及图17，根据本实施例的电池模块100可以包括第一电池模块100a、第二电池模块100b、第三电池模块100c以及第四电池模块100d。第一电池模块100a和第二电池模块100b可以布置为面对端板400，并且第三电池模块100c和第四电池模块100d可以布置为面对端板400。制冷剂注入端口500a和制冷剂排出端口500b可以位于第一电池模块100a与第二电池模块100b之间和第三电池模块100c与第四电池模块100d之间。
148.在这种情况下，电池组制冷剂管610可以设置为沿第一电池模块100a与第二电池模块100b之间和第三电池模块100c与第四电池模块100d之间的一个方向延伸。此外，如图9
所示，电池组制冷剂管610包括主电池组制冷剂管611和沿与主电池组制冷剂管611的纵向垂直的方向相反的方向延伸的子电池组制冷剂管612。
149.因此，电池组制冷剂管壳体700可以包括沿第一电池模块100a与第二电池模块100b之间和第三电池模块100c与第四电池模块100d之间的一个方向延伸的第一部分700a，以及沿第二电池模块100b与第四电池模块100d之间的一个方向垂直的方向延伸的第二部分700b。也就是说，当如图17所示从上方观看时，包括第一部分700a和第二部分700b的电池组制冷剂管壳体700可以形成t形结构。子电池组制冷剂管612(参照图7)被容纳在第一部分700a中，并且主电池组制冷剂管611(参照图7)被容纳在第二部分700b中。
150.同时，由于如上所述地布置冷却端口500，电池组制冷剂供应管610a和电池组制冷剂排出管610b可以延伸并且彼此交叉。通过具有此电池组制冷剂管610的布置结构，能够实现电池组1000中的电磁模块100和冷却结构的一体结构，并且在提高空间利用率的同时提高冷却效率。换言之，在第一电池模块100a中形成的制冷剂注入端口500a和第二电池模块100b中形成的制冷剂排出端口500b布置为彼此面对，然后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，以分别连接到制冷剂注入端口500a和制冷剂排出端口500b，从而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电池模块100a、100b、100c以及100d。因此，可以有效地布置电池模块100和电池组制冷剂管610，而没有不必要的空间浪费。此外，由于可以降低各个电池模块100a、100b、100c以及100d所需的冷却构件的数量并且可以简化结构，从而可以提高装配加工性能。
151.同时，再次参照图1，根据本实施例的电池组1000可以包括覆盖电池组框架1100的电池组盖1400和位于电池组框架1100与电池组盖1400之间用于密封的电池组垫圈组件1800。此外，模块固定杆1500位于各个电池模块100上，以固定电池模块100。
152.同时，上构件1610和下构件1620可以分别位于各个电池模块100的上部和下部处。上构件1610和下构件1620可以各自被配置为缓冲冲击和稳定布置电池模块100，并且可以为垫形构件或泡沫形构件。
153.此外，根据本实施例的电池组1000可以包括围绕电池模块100的边缘的垂直梁1710和水平梁1720。具体地，其可以包括围绕四个电池单体的外部边缘的两个垂直梁1710和两个水平梁1720。此外，四个电池单体的内部边界可以设置为使电池组制冷剂管壳体700和一个垂直梁1710交叉。垂直梁1710和两个水平梁1720可以具有由诸如钢的材料制成的柱形结构。
154.电池模块100可以通过垂直梁1710、水平梁1720以及电池组制冷剂管壳体700与相邻的电池模块空间上分离。结果，即使发生通过在任一个电池模块100中过电压、过电流或过热(发热问题)而产生高温、高压气体和着火，也可以阻止其传递到周边模块，因此可以防止额外发生发热问题等。此外，在不发生例如这样的过热问题的正常时，垂直梁1710、水平梁1720以及电池组制冷剂管壳体700可以用作用于稳定地支撑电池模块100的结构，从而提高整个电池组1000的硬度。
155.在本实施例中，使用了诸如前后左右上下等表示方向的术语，然而这些术语仅是为了便于说明，并且可以根据物体的位置或观察者的位置而变化。
156.上述根据本实施例的电池组可以应用于各种装置。具体而言，可以应用于诸如电动自行车、电动汽车、混合动力汽车等交通工具或储能系统，而不限于此，并且可以应用于
能够使用可充电电池的各种装置。
157.尽管已经结合目前被认为是实际的实施例描述了本发明，然而应当理解本发明不限于所公开的实施例，反之，本发明旨在涵盖在大于或等于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。
158.附图标记说明
159.100：电池模块
160.110：电池单体
161.200：模块框架
162.300：散热器
163.500：冷却端口
164.600：电池组制冷剂管组件
165.700：电池组制冷剂管壳体
166.800：lv线
167.900：lv线