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CN112204811A - 电池模块、包括相同电池模块的电池组和包括相同电池模块的车辆 - Google Patents

电池模块、包括相同电池模块的电池组和包括相同电池模块的车辆 Download PDF

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CN112204811A CN201980025026.2A CN201980025026A CN112204811A CN 112204811 A CN112204811 A CN 112204811A CN 201980025026 A CN201980025026 A CN 201980025026A CN 112204811 A CN112204811 A CN 112204811A
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Abstract

根据本公开的实施方式的一种电池模块，该电池模块包括：多个电池单元；汇流条框架组件，该汇流条框架组件支撑多个电池单元并且包括电连接到多个电池单元的电极引线的多个汇流条；以及多个固定夹具孔，多个固定夹具孔穿过汇流条框架组件的顶表面和底表面形成，并且在多个电池单元的电极引线与多个汇流条之间的电连接的焊接过程期间，用于固定汇流条框架组件的焊接固定夹具被插入到多个固定夹具孔中。

Description

电池模块、包括相同电池模块的电池组和包括相同电池模块 的车辆
技术领域
本公开涉及一种电池模块、包括该电池模块的电池组以及包括该电池组的车辆。
本申请要求于2018年12月26日在韩国提交的韩国专利申请第10-2018-0169947号的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用合并于此。
背景技术
由于对各种产品的高适用性以及诸如高能量密度的优异的电气特性，二次电池不仅广泛用于便携式装置中，而且还广泛用于由电源驱动的电动车辆(EV)或混合动力车辆(HEV)中。作为提高环保和能源效率的新能源，二次电池正受到关注，因为它们可以显著减少化石燃料的使用，并且不会产生任何能源消耗副产品。
当前流行的二次电池包括锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等。这样的单位二次电池单元(即，电池单元)，具有约2.5V至4.5V的工作电压。因此，当需要更高的输出电压时，可以串联连接多个电池单元以配置电池组。基于电池组所需的充电/放电容量，可以并联连接多个电池单元以配置电池组。这样，电池组中包括的电池单元的数量可以根据所需的输出电压或充电/放电容量来不同地设置。
为了通过串联或并联连接多个电池单元来配置电池组，通常，首先配置包括至少一个电池单元的电池模块，然后通过将其他部件添加到至少一个电池模块来配置电池组。
在常规电池模块的组装过程中，电池单元的电极引线被焊接到汇流条框架组件的汇流条以实现它们之间的电连接。当汇流条框架组件在焊接过程中运动(例如，晃动)时，可能会降低焊接的准确性和质量，并且可能会出现诸如电极引线与汇流条之间的连接不良等问题。
因此，需要一种能够在焊接过程中防止汇流条框架组件在电池单元的电极引线与汇流条框架组件的汇流条之间运动的方法。
发明内容
技术问题
本公开旨在提供一种能够防止汇流条框架组件在焊接过程中在电池单元的电极引线和汇流条框架组件的汇流条之间运动的电池模块、包括该电池模块的电池组以及包括该电池组的车辆。
技术方案
在本公开的一个方面，提供了一种电池模块，该电池模块包括：多个电池单元；汇流条框架组件，该汇流条框架组件支撑多个电池单元并包括电连接到多个电池单元的电极引线的多个汇流条；以及多个固定夹具孔，多个固定夹具孔设置在汇流条框架组件的顶表面和底表面中，并且在将多个电池单元的电极引线电连接到多个汇流条的焊接过程中，用于固定汇流条框架组件的焊接夹具被插入到多个固定夹具孔。
多个固定夹具孔可以包括：基础夹具孔，该基础夹具孔设置在汇流条框架组件的底表面中，并且在所述焊接过程中所述焊接夹具被插入到基础夹具孔中；以及顶部夹具孔，该顶部夹具孔设置在汇流条框架组件的顶表面上，并且在焊接过程中焊接夹具被插入到顶部夹具孔中。
基础夹具孔可以包括：边缘夹具孔，该边缘夹具孔设置在汇流条框架组件的底部边缘处；以及辅助夹具孔，该辅助夹具孔设置在边缘夹具孔之间，并且沿着汇流条框架组件的宽度方向彼此间隔开预定距离。
顶部夹具孔可以包括设置在汇流条框架组件的顶部边缘处的边缘夹具孔。
汇流条框架组件可以包括：前框架和后框架，前框架和后框架包括多个汇流条；以及顶框架，该顶框架被配置为将前框架连接到后框架，并且多个固定夹具孔可以设置在前框架和后框架的顶表面和底表面中。
前框架和后框架可以可旋转地铰链联接到顶框架。
顶框架可以包括多个防干扰凹槽，所述多个防干扰凹槽被配置为在将前框架和后框架铰链联接到顶框架时防止与多个固定夹具孔发生干扰。
多个防干扰凹槽可以设置在顶框架的四个侧部区域处。
在本公开的另一方面，提供了一种电池组，该电池组包括：根据上述实施方式的至少一个电池模块；以及电池组壳体，该电池组壳体被配置为包装至少一个电池模块。
在本公开的另一方面，提供了一种车辆，该车辆包括根据上述实施方式的电池组。
有益效果
根据上述各种实施方式，可以提供一种能够防止汇流条框架组件在焊接过程中在电池单元的电极引线和汇流条框架组件的汇流条之间运动的电池模块、包括该电池模块的电池组以及包括该电池组的车辆。
附图说明
附图示出了本公开的优选实施方式，并且与前述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，本公开不被解释为限于附图。
图1是用于描述根据本公开的实施方式的电池模块的图。
图2是图1的电池模块的底部立体图。
图3是图2的电池模块的底视图。
图4是用于描述图1的电池模块的树脂注入过程的图。
图5和图6是用于描述根据图4的电池模块的各种实施方式的树脂注入孔的形状的图。
图7是示出没有模块壳体的图1的电池模块的图。
图8是图7的电池模块的分解立体图。
图9是图7的电池模块的底视图。
图10是图7的电池模块的平面图。
图11是用于描述焊接图7的电池模块的电极引线的固定过程的图。
图12是用于描述根据本公开的实施方式的电池组的图。
图13是用于描述根据本公开的实施方式的车辆的图。
具体实施方式
通过参照附图详细描述其实施方式，本公开将变得更加显而易见。应当理解，本文所述的实施方式仅仅是出于更好地理解本发明的目的而例示的，并且可以以各种方式进行修改。另外，为了易于理解本公开，附图未按实际比例例示，并且一些部件的尺寸可能被放大。
图1是用于描述根据本公开的一种实施方式的电池模块10的图，图2是图1的电池模块10的底部立体图，图3是图2的电池模块10的底视图，图4是用于描述图1的电池模块10的树脂注入过程的图，图5和图6是用于描述根据图4的电池模块10的各种实施方式的树脂注入孔的形状的图，图7是示出没有模块壳体的图1的电池模块10的图，图8是图7的电池模块10的分解立体图，图9是图7的电池模块10的底视图，图10是图7的电池模块10的平面图，并且图11是用于描述焊接图7的电池模块10的电极引线的固定过程的图。
参照图1至图11，电池模块10可包括电池单元100、模块壳体200、汇流条框架组件300、电压感测单元400以及多个固定夹具孔500。
电池单元100可以是二次电池并且被设置为袋型二次电池。每个袋型二次电池可包括电极组件、电解质和外部袋。外部袋可以包括两个袋，并且两个袋中的至少一个可具有凹入的内部空间。电极组件和电解质可容纳在外部袋的内部空间中。密封部分可设置在两个袋的外周表面上，并熔合在一起以密封容纳电极组件的内部空间。
可以设置多个电池单元100。多个电池单元100可以彼此堆叠以彼此电连接。与常规电池单元相比，多个电池单元100中的每一个是长度大于其宽度的长单元。例如，长单元的长度可以是其宽度的大约3至5倍。根据本公开的电池模块10采用长单元型电池单元100，以便于通过减小高度和增加电池模块10的容量而容易地将电池模块10安装在例如车辆的座椅或后备箱下方。然而，本公开的范围不限于此。
多个电池单元100中的每一个可以包括分别在电池模块10的前后方向上突出的一对电极引线150。
一对电极引线150位于电池单元100的宽度方向中心线的一侧以及电池模块10的高度方向的下侧。
如上所述，一对电极引线150位于电池单元100的宽度方向中心线的一侧，以便于通过提供用于安装例如下面将描述的连接器构件420的空间来增加电池模块10的能量密度。
模块壳体200可以容纳多个电池单元100并且形成电池模块10的外部。就这一点而言，模块壳体200可以具有能够容纳电池单元100的预定尺寸的空间。
模块壳体200设置为矩形管形形状。模块壳体200中的空间具有能够紧密容纳电池单元100和汇流条框架组件300的容积，这将在下面描述。上述模块壳体200可以有效地减小电池模块10的重量和体积。
在模块壳体200的表面中设置有一个或更多个树脂注入孔210，通过一个或更多个树脂注入孔210可注入导热树脂L。这里，模块壳体200的表面可以是与电池单元100的底表面相对应的底表面。
具体地，树脂注入孔210位于模块壳体200的底表面的沿长度方向的中央区域和两侧区域之间。可以在中央区域和两侧区域中进一步设置检查孔220。检查孔220用于检查树脂L是否已经渗透到相应区域。例如，当通过检查孔220观察到树脂L时，可以通过停止树脂L的注入来控制注入的树脂L的量。
树脂注入孔210和检查孔220可以具有如图5所示的矩形横截面，或者具有如图6所示的梯形横截面，以便于将树脂L注入到模块壳体200中。
汇流条框架组件300可以可滑动地插入到模块壳体200中以支撑多个电池单元100。
汇流条框架组件300可以包括前框架310、后框架320、顶框架330和多个汇流条350。
前框架310和后框架320可以包括多个汇流条350。顶框架330可以将前框架310连接到后框架320。
具体地，前框架310、后框架32和顶框架330可以覆盖电池单元100的前表面、后表面和顶表面并具有分别与电池单元100的前表面、后表面和顶表面相对应的尺寸。
这里，为了方便电池单元100和汇流条框架组件300的组装，前框架310和后框架320被设置为可围绕顶框架330旋转。
就这一点而言，前框架310和后框架320可以可旋转地铰链联接到顶框架330。也就是说，前框架310和后框架320可以分别铰链联接到顶框架330的一端和另一端。
顶框架330可以包括防干扰凹槽335。
可以设置多个防干扰凹槽335。多个防干扰凹槽335可以设置在顶框架330的四个侧部区域处。当前框架310和后框架320铰链联接到顶框架330时，多个防干扰凹槽335可以防止与下面将要描述的多个固定夹具孔500发生干扰。
多个汇流条350可以设置在前框架310和后框架320上，并且电连接到多个电池单元100的电极引线150。
就这一点而言，多个汇流条350可以通过例如焊接与多个电池单元100的电极引线150电连接。
电压感测单元400可以用于感测例如电池单元100的电压信息，并且包括柔性印刷电路板(FPCB)构件410、连接器构件420、温度传感器430以及感测端子440和450。
FPCB构件410可以沿着电池单元100的长度方向在顶框架330和电池单元100的顶表面之间延伸。FPCB构件410可以被配置为柔性印刷电路板。
连接器构件420可以电连接到FPCB构件410，并且例如将从温度传感器430以及感测端子440和450获得的数据发送到电池管理系统(BMS)。
温度传感器430可以设置在FPCB构件410上并且位于电池单元100的两侧附近。因为电池单元100通常在电极引线150附近具有最高温度，所以温度传感器430可以位于电池单元100的两侧。
感测端子440和450可以包括第一感测端子440和第二感测端子450并且感测在汇流条350处的电压值，第一感测端子440分别附接到位于前框架310上的汇流条350，第二感测端子450分别附接到位于后框架320上的汇流条350。
多个固定夹具孔500可以设置在汇流条框架组件300的顶表面和底表面中，并且在将多个电池单元100的电极引线150电连接到多个汇流条350的焊接过程中，用于固定汇流条框架组件300的焊接夹具G被插入到多个固定夹具孔500中。
多个固定夹具孔500可以设置在前框架310和后框架320的顶表面和底表面中，并且包括基础夹具孔510和顶部夹具孔520。
基础夹具孔510可以设置在汇流条框架组件300的底表面中，并且在焊接过程中焊接夹具G从下方被插入到基础夹具孔510中。
基础夹具孔510可以包括边缘夹具孔512和辅助夹具孔514。
边缘夹具孔512可以设置在汇流条框架组件300的底部边缘处。具体地，边缘夹具孔512可以设置在汇流条框架组件300的前框架310和后框架320的底部边缘处。
辅助夹具孔514可以设置在边缘夹具孔512之间，并且沿着汇流条框架组件300的宽度方向，并且更具体地，沿着汇流条框架组件300的前框架310和后框架320的宽度方向彼此间隔开预定距离。
顶部夹具孔520可以设置在汇流条框架组件300的顶表面中，并且在焊接过程中焊接夹具G从上方被插入到顶部夹具孔520中。
顶部夹具孔520可以是设置在汇流条框架组件300的顶部边缘处的夹具孔。具体地，顶部夹具孔520可以设置在汇流条框架组件300的前框架310和后框架320的顶部边缘处。
在当前的实施方式中，通过多个固定夹具孔500，焊接夹具G可以从上方和下方插入到汇流条框架组件300中，以在用于将多个电池单元100的电极引线150电连接到多个汇流条350的焊接过程中固定汇流条框架组件300。
这样，在当前的实施方式中，可以有效地防止汇流条框架组件300的垂直和水平运动，以在焊接过程中使汇流条框架组件300的运动(例如，摇动)最小化。
因此，在当前的实施方式中，通过多个固定夹具孔500，可以在焊接过程中显著提高焊接的准确性和质量，并且还可以大大改善电极引线150和汇流条350之间的连接质量。
图12是用于描述根据本发明的实施方式的电池组1的图，并且图13是用于描述根据本发明的实施方式的车辆V的图。
参照图12和图13，电池组1可以包括根据前述实施方式的至少一个电池模块10，以及被配置为包装至少一个电池模块10的电池组壳体50。
电池组1可以被包括在车辆V中作为车辆V的能源。例如，电池组1可以被包括在车辆V(如电动车辆、混合动力车辆或能够将电池组1用作能源的任何其他车辆)中。
除了车辆V之外，电池组1还可以被包括在使用二次电池的任何系统、装置或设备中(例如，能量存储系统(ESS))。
因为根据当前实施方式的电池组1以及包括电池组1的系统、装置或设备(例如，车辆V)包括上述电池模块10，所以可以实现具有上述电池模块10的所有优点的电池组1以及包括电池组1的系统、装置或设备(例如，车辆V)。
根据上述各种实施方式，可以提供能够防止汇流条框架组件300在电池单元100的电极引线150和汇流条框架组件300的汇流条350之间的焊接过程中运动的电池模块10，包括电池模块10的电池组1以及包括电池组1的车辆V。
尽管已经参照本公开的实施方式具体示出和描述了本公开，但是本领域的普通技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求及其等同物所限定的本公开的范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (10)

1.一种电池模块，该电池模块包括：
多个电池单元；
汇流条框架组件，所述汇流条框架组件支撑所述多个电池单元并包括电连接到所述多个电池单元的电极引线的多个汇流条；以及
多个固定夹具孔，所述多个固定夹具孔设置在所述汇流条框架组件的顶表面和底表面中，并且在用于将所述多个电池单元的所述电极引线电连接到所述多个汇流条的焊接过程中，用于固定所述汇流条框架组件的焊接夹具被插入到所述多个固定夹具孔中。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述多个固定夹具孔包括：
基础夹具孔，所述基础夹具孔设置在所述汇流条框架组件的底表面中，并且在所述焊接过程中所述焊接夹具被插入到所述基础夹具孔中；以及
顶部夹具孔，所述顶部夹具孔设置在所述汇流条框架组件的顶表面上，并且在所述焊接过程中所述焊接夹具被插入到所述顶部夹具孔中。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述基础夹具孔包括：
边缘夹具孔，所述边缘夹具孔设置在所述汇流条框架组件的底部边缘处；以及
辅助夹具孔，所述辅助夹具孔设置在所述边缘夹具孔之间，并且沿着所述汇流条框架组件的宽度方向彼此间隔开预定距离。
4.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述顶部夹具孔包括设置在所述汇流条框架组件的顶部边缘处的边缘夹具孔。
5.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述汇流条框架组件包括：
前框架和后框架，所述前框架和所述后框架包括所述多个汇流条；以及
顶框架，所述顶框架被配置为将所述前框架连接到所述后框架，并且
其中，所述多个固定夹具孔设置在所述前框架和所述后框架的顶表面和底表面中。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其中，所述前框架和所述后框架能旋转地铰链联接到所述顶框架。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其中，所述顶框架包括多个防干扰凹槽，所述多个防干扰凹槽被配置为在将所述前框架和所述后框架铰链联接到所述顶框架时防止与所述多个固定夹具孔发生干扰。
8.根据权利要求7所述的电池模块，其中，所述多个防干扰凹槽被设置在所述顶框架的四个侧部区域处。
9.一种电池组，所述电池组包括：
根据权利要求1的至少一个电池模块；以及
电池组壳体，所述电池组壳体被配置为包装所述至少一个电池模块。
10.一种车辆，所述车辆包括根据权利要求9的所述电池组。
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