電池模塊、電池組和車輛的制作方法
【專利摘要】公開了電池模塊、電池組和車輛，該電池模塊確保有效的冷卻性能并且有利地具有結(jié)構(gòu)牢固性并且小型的設(shè)計，該電池組和車輛包括該電池模塊。該電池模塊包括：沿著豎直方向立起并且沿著左右方向布置的多個袋型二次電池；構(gòu)造為在其內(nèi)部空間中容納袋型二次電池并且沿著左右方向堆疊的多個套管；和由熱傳導(dǎo)材料制成并且布置在套管的下部處從而套管被置于其上的冷卻板，該冷卻板具有上表面，該上表面利用粘合劑而至少部分地附著并且固定到套管。
【專利說明】電池模塊、電池組和車輛
[0001]相關(guān)申請的引用
[0002]本申請要求在韓國于2015年3月27日提交的韓國專利申請N0.10-2015-0043545的優(yōu)先權(quán)，該申請的公開內(nèi)容通過引用而被并入于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開涉及一種包括至少一個二次電池的電池，并且更加具體地涉及一種具有簡單的結(jié)構(gòu)、小的體積和重量和有效的冷卻性能的電池模塊，以及包括該電池模塊的電池組和車輛。
【背景技術(shù)】
[0004]當(dāng)前，鎳鎘電池、鎳金屬氫化物電池、鎳鋅電池、鋰二次電池等被用作商業(yè)二次電池。在它們之中，與鎳基二次電池相比，鋰二次電池具有很小的以至沒有的記憶效應(yīng)，并且因此由于它們的自由充電或者放電、低度自放電和高能量密度的優(yōu)點，鋰二次電池正在獲得大量關(guān)注。
[0005]鋰二次電池通常分別地使用氧化鋰和碳質(zhì)材料作為正電極活性材料和負電極活性材料。鋰二次電池包括:電極組件，在分隔物置于其間的情況下布置有分別涂覆有正電極活性材料和負電極活性材料的正電極板和負電極板;和與電解質(zhì)一起地密封并且容納電極組件的外部，即電池外殼。
[0006]通常，根據(jù)外部的形狀，鋰二次電池可以分類成其中電極組件被包括在金屬罐中的罐型二次電池和其中電極組件被包括在鋁層壓片的袋中的袋型電池。
[0007]近來，二次電池廣泛地不僅用于小型裝置諸如蜂窩式電話而且還用于中型或者大型裝置諸如車輛和蓄電器。當(dāng)被用于中型或者大型裝置時，大量的二次電池被電連接以增強容量和輸出。特別地，在中型或者大型裝置中，因為它們易于堆疊并且具有輕的重量，所以經(jīng)常地使用袋型二次電池。
[0008]如果二次電池被加熱超過適當(dāng)?shù)臏囟?，則二次電池的性能可能劣化，并且在嚴重的情形中，二次電池可能爆炸或者著火。特別地，當(dāng)堆疊多個袋型二次電池以構(gòu)造電池模塊時，在窄的空間中從該多個二次電池排出的熱被積聚，這可以快速地并且嚴重地升高電池模塊的溫度。此外，如果在用于車輛的電池組中包括該電池模塊，則例如在夏季或者在沙漠中，電池模塊可能頻繁地暴露于直射陽光并且還可能被置于高溫條件中。
[0009]因此，當(dāng)使用多個二次電池構(gòu)造電池模塊時，確保穩(wěn)定并且有效的冷卻性能是非常重要的。然而，因為一貫地要求電池模塊具有小型設(shè)計、確保剛度并且增強容量，所以實質(zhì)上要求研發(fā)一種可以在滿足如上的各種需求的同時增強冷卻性能的電池模塊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]技術(shù)問題
[0011]本公開被設(shè)計用于解決相關(guān)技術(shù)的問題，并且因此本公開旨在提供一種可以確保有效的冷卻性能并且有利地具有在結(jié)構(gòu)上牢固的并且小型的設(shè)計的電池模塊，以及包括該電池模塊的一種電池組和一種車輛。
[0012]本公開的其它目的和優(yōu)點將會根據(jù)以下說明而得到理解并且通過本公開的實施例而變得清楚。另外，應(yīng)理解的是，可以利用在所附權(quán)利要求中限定的構(gòu)件或者它們的組合實現(xiàn)本公開的目的和優(yōu)點。
[0013]技術(shù)方案
[0014]在本公開的一個方面中，提供了一種模塊，包括:沿著豎直方向立起并且沿著左右方向布置的多個袋型二次電池;構(gòu)造為在其內(nèi)部空間中容納袋型二次電池并且沿著左右方向堆疊的多個套管(cartridge);和由熱傳導(dǎo)材料制成并且布置在套管的下部處從而套管被置于其上的冷卻板，冷卻板具有上表面，該上表面利用粘合劑而至少部分地附著并且固定到套管。
[0015]這里，冷卻板可以具有在其上表面處形成的、沿著向上方向的凸起部分，并且套管可以具有在其下部處形成的沿著向上方向的凹陷部分，所述凹陷部分具有對應(yīng)于凸起部分的形狀。
[0016]另外，冷卻板的凸起部分的下部可以呈凹陷地形成。
[0017]另外，冷卻板的凸起部分可以至少部分地具有傾斜表面，該傾斜表面具有沿著向上方向逐漸減小的寬度。
[0018]另外，該電池模塊可以進一步包括散熱片，散熱片由板形熱傳導(dǎo)材料制成并且布置成在沿著豎直方向立起的狀態(tài)下接觸至少一個二次電池的表面，散熱片具有構(gòu)造為接觸冷卻板的下端。
[0019]另外，散熱片可以被置于在二次電池之間的位置和二次電池的最外側(cè)中的至少一個處。
[0020]另外，散熱片的下端的兩個表面可以分別地與套管和冷卻板形成表面接觸。
[0021]另外，粘合劑可以被置入兩個相鄰的散熱片的下端之間且在套管的下部和冷卻板的上部之間。
[0022]另外，散熱片的下端可以至少部分地沿著一個方向傾斜。
[0023]另外，冷卻板的左端和右端可以沿著向上方向彎曲。
[0024]另外，二次電池的下部可以布置在套管的下單元框架的上部上。
[0025]另外，至少套管的下單元框架可以包括熱傳導(dǎo)聚合物，或者由包含熱傳導(dǎo)填料和聚合物的熱傳導(dǎo)材料制成。
[0026]另外，袋型二次電池可以利用粘合劑而至少部分地附著并且固定到套管。
[0027]另外，粘合劑可以是熱傳導(dǎo)粘合劑。
[0028]在本公開的另一個方面中，還提供一種包括根據(jù)本公開的電池模塊的電池組。
[0029]在本公開的另一個方面中，還提供一種車輛，該車輛包括根據(jù)本公開的、用于二次電池的電池模塊。
[0030]有利的效果
[0031]在本公開的一個實施例中，一種包括多個袋型二次電池的電池模塊可以具有改善的冷卻性能。
[0032]特別地，在本公開的一個實施例中，可以將粘合劑置入套管和冷卻板之間以移除或者最小化在它們之間的空氣層。因此，可以改善在套管和冷卻板之間的熱傳導(dǎo)，這可以增強電池模塊的冷卻性能。
[0033]另外，在本公開的一個實施例中，散熱片可以構(gòu)造為與二次電池形成表面接觸，并且此時，在粘合劑被置入接觸部分中時，散熱片的下部可以接觸冷卻板，這可以移除空氣層并且因此改善通過散熱片的熱排出性能。
[0034]此外，在本公開的一個實施例中，可以與在套管、散熱片和冷卻板之間的接觸表面的粗糙度無關(guān)地在特定水平之上確保冷卻性能。
[0035]另外，在本公開的一個實施例中，電池模塊可以具有簡單的結(jié)構(gòu)和減小的重量。因此，在本公開的這個實施例中，可以以降低的成本容易地制造和維修電池模塊。
[0036]另外，在本公開的一個實施例中，通過減小電池模塊的體積，電池模塊可以容易地具有小型設(shè)計并且可以在相同的尺寸下增強它的容量和輸出。
[0037]另外，在本公開的一個實施例中，二次電池可以直接地附著并且固定到套管。因此，在本公開的這個實施例中，在套管和二次電池之間的熱傳遞距離是短的，并且可以減小或者消除在二次電池和套管之間的空氣層，由此改善冷卻性能并且還防止二次電池在套管中移動。
[0038]另外，在本公開的一個實施例中，套管可以由熱傳導(dǎo)材料諸如熱傳導(dǎo)塑料或者熱傳導(dǎo)橡膠制成。在此情形中，二次電池的熱還可以通過套管轉(zhuǎn)移到冷卻板等，并且因此可以改善電池模塊的冷卻性能。
【附圖說明】
[0039]附圖示意本公開的優(yōu)選實施例并且與前面的公開一起地用于提供本公開的技術(shù)精神的進一步理解。然而，本公開不被理解為限制于附圖。
[0040]圖1是概略地示出根據(jù)本公開一個實施例的電池模塊的透視圖。
[0041]圖2是單獨地示出圖1的局部構(gòu)造的透視圖。
[0042]圖3是在其中圖1的構(gòu)件被組裝的狀態(tài)中沿著圖1的線A-A’截取的截面視圖。
[0043]圖4是以放大狀態(tài)示出圖3的部分A3的圖。
[0044]圖5是概略地示出圖4的套管和冷卻板彼此聯(lián)接的圖。
[0045]圖6是概略地示出根據(jù)本公開一個實施例的二次電池和套管彼此附著的圖。
[0046]圖7是概略地示出根據(jù)本公開另一個實施例的二次電池和套管彼此附著的圖。
【具體實施方式】
[0047]在下文中，將參考附圖詳細描述本公開的優(yōu)選實施例。在描述之前，應(yīng)該理解在說明書和所附權(quán)利要求中使用的術(shù)語不應(yīng)該被理解為限制于通常的和字典的含義，而是基于允許本發(fā)明人為了最好地解釋而適當(dāng)?shù)囟x術(shù)語的原則基于對應(yīng)于本公開的技術(shù)方面的含義和概念解釋。
[0048]因此，在這里給出的說明只是僅僅用于示意的優(yōu)選實例，而非旨在限制本公開的范圍，從而應(yīng)該理解，能夠在不偏離本公開的范圍的情況下對此實現(xiàn)其它等價形式和修改。
[0049]圖1是概略地示出根據(jù)本公開一個實施例的電池模塊的透視圖。而且，圖2是單獨地示出圖1的局部構(gòu)造的透視圖。另外，圖3是在其中圖1的構(gòu)件被組裝的狀態(tài)中沿著圖1的線A-A’截取的截面視圖。
[0050]參考圖1到3，根據(jù)本公開的電池模塊可以包括二次電池100、套管200和冷卻板300。
[0051]可以將多個二次電池100設(shè)置在單一電池模塊中。特別地，該多個二次電池100中的每一個可以是袋型二次電池。袋型二次電池100可以包括電極組件、電解質(zhì)和袋外部。
[0052]這里，可以如此構(gòu)造電極組件，使得在分隔物被置入其間的情況下布置至少一個正電極板和至少一個負電極板。更加詳細地，電極組件可以分類成其中單一正電極板和負電極板與分隔物一起地纏繞的纏繞型電極組件，和其中多個正電極板和多個負電極板在分隔物被置入其間的情況下交替地堆疊的堆疊型電極組件。
[0053]另外，袋外部可以構(gòu)造為具有外部絕緣層、金屬層和內(nèi)部粘結(jié)層。袋外部可以構(gòu)造為包括金屬箔例如鋁箔，以保護內(nèi)部構(gòu)件諸如電極組件和電解質(zhì)并且還補充電極組件和電解質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)并且增強熱輻射。另外，鋁箔可以被置入由絕緣材料制成的絕緣層之間，從而確保二次電池100的內(nèi)部構(gòu)件諸如電極組件和電解質(zhì)與二次電池100外部的其它構(gòu)件的電絕緣。
[0054]特別地，袋外部可以由兩個袋構(gòu)成，并且它們中的至少一個可以具有帶有凹陷形狀的內(nèi)部空間。另外，電極組件可以被容納在袋的內(nèi)部空間中。而且，密封部分設(shè)置在兩個袋的外周邊處，并且這些密封部分被彼此熔接，從而容納電極組件的內(nèi)部空間被密封。
[0055]同時，電極突片被設(shè)置在電極組件的每一個電極板處，并且至少一個電極突片可以連接到電極引線101。另外，電極引線101可以置入兩個袋的密封部分之間并且被從袋外部向外暴露，以用作二次電池100的電極端子。
[0056]根據(jù)本公開一個實施例的電池模塊可以包括在該申請的提交日期在本技術(shù)領(lǐng)域中已知的、各種形狀的袋型二次電池。
[0057]袋型二次電池100可以在沿著豎直方向立起的狀態(tài)下被沿著水平方向布置。例如，在圖1和2中描繪的構(gòu)造中，假設(shè)整體上在此處觀察電極引線1I的一側(cè)被定義為電池模塊的前側(cè)，如果從電池模塊的前側(cè)觀察電池模塊，則多個袋型二次電池100可以在于地面上豎直地立起的狀態(tài)下被沿著左右方向布置，從而它們的寬廣表面朝向右側(cè)和左側(cè)。
[0058]換言之，在根據(jù)本公開的電池模塊中，袋型二次電池100可以如此構(gòu)造，使得其兩個寬廣表面朝向右側(cè)和左側(cè)，并且袋型二次電池可以豎立從而密封部分位于其上側(cè)、下側(cè)、前側(cè)和后側(cè)處。另外，袋型二次電池100可以沿著左右方向平行地布置從而它們的寬廣表面，即容納電極組件的容納空間的外表面彼此面對。
[0059]同時，在本公開中，如此定義向上、向下、向前、向后、向右和向左方向，使得在圖中電極引線101在此處突出并且因此暴露的部分是前側(cè)，并且這些方向是基于其中從前側(cè)觀察電池模塊的狀態(tài)確定的，除非另有聲明。換言之，向上、向下、向前、向后、向右和向左方向是基于其中沿著由圖1中的箭頭A2示意的方向觀察電池模塊的狀態(tài)定義的。
[0060]套管200可以在其內(nèi)部空間中容納袋型二次電池100，保護袋型二次電池100的外側(cè)(特別地密封部分位于此處的其邊沿部分的外側(cè))，引導(dǎo)袋型二次電池100的布置，并且防止堆疊組件移動。
[0061]另外，套管200可以構(gòu)造為被與另一個套管堆疊。例如，如在圖1到3中所示，套管200可以被沿著與二次電池100的堆疊方向相同的方向堆疊，即沿著左右方向堆疊。
[0062]這里，套管200可以以相應(yīng)的形狀在它們的堆疊表面即其右表面或者左表面處具有非平坦結(jié)構(gòu)。在本公開的這個實施例中，在套管200處形成的非平坦結(jié)構(gòu)可以提高在套管200之間的聯(lián)接力和固定力，并且非平坦結(jié)構(gòu)可以具有進行引導(dǎo)以便更加易于組裝的作用。
[0063]特別地，如在圖2中所示，套管200可以形成有四邊形環(huán)的形狀。在此情形中，套管200可以利用其兩端相互連接的四個單元框架構(gòu)造。因為袋型二次電池100通常具有四邊形形狀，所以套管200可以具有四邊形環(huán)形狀以從外側(cè)包圍袋型二次電池100的外周邊。此時，套管200的單元框架可以分開地制造并且然后相互組裝，或者可以從開始便被一體地形成。
[0064]在這種構(gòu)造中，套管200可以形成為具有中空中心，并且袋型二次電池100可以被容納在由該中空中心形成的內(nèi)部空間中。換言之，袋型二次電池100可以位于由套管200的單元框架限定的內(nèi)部空間中，并且當(dāng)套管200被堆疊時，袋型二次電池100可以位于由堆疊的套管形成的內(nèi)部空間中從而它的外側(cè)的至少一部分被覆蓋。
[0065]根據(jù)本公開的電池模塊可以包括多個套管200，并且套管200的數(shù)目可以被不同地改變。
[0066]套管200可以被聯(lián)接到與此相鄰的另一個套管200，并且至少一個二次電池100可以被容納在由聯(lián)接的套管限定的空間中。特別地，彼此相鄰的兩個套管200可以彼此聯(lián)接以配對，并且可以在由聯(lián)接的套管200形成的內(nèi)部空間中包括兩個二次電池100。此時，可以在配對的套管200之間設(shè)置聯(lián)接結(jié)構(gòu)。例如，如在圖1和2中所示，可以在彼此聯(lián)接的兩個套管200的上部處形成被成形為彼此對應(yīng)的鉤結(jié)構(gòu)。例如，當(dāng)左套管200和右套管200被聯(lián)接時，可以在右套管200處形成突起諸如鉤子，并且可以在左套管200處形成凹槽從而突起可以被插入其中。另外，如在圖3中所示，可以在彼此聯(lián)接的兩個套管200處形成被成形為彼此對應(yīng)的非平坦部分。例如，可以在左套管200處形成沿著向右方向突出的突起，并且可以在右套管200處形成凹槽從而突起可以被插入其中。
[0067]同時，可以在電池模塊中包括奇數(shù)個套管200。在此情形中，至少一個套管200可以構(gòu)造為容納僅僅一個二次電池100。
[0068]例如，參考在圖3中描繪的構(gòu)造，電池模塊可以總共包括十三個套管200和十三個二次電池100。在此情形中，類似位于最右側(cè)處的套管200地，可以將任何套管200構(gòu)造為在套管200和與此相鄰的另一個套管200之間容納單一二次電池100。
[0069]套管200可以構(gòu)造為在內(nèi)部空間中容納單一二次電池100。即，可以將每一個套管構(gòu)造為包圍單一二次電池的邊沿部分。此時，套管的一側(cè)可以構(gòu)造為具有比二次電池更小的尺寸，并且另一側(cè)可以構(gòu)造為具有等于或者大于二次電池的尺寸。例如，套管的右側(cè)可以構(gòu)造為具有比二次電池更小的尺寸，從而容納在套管的內(nèi)部空間中的二次電池不沿著套管的向右方向偏離。另外，套管的左側(cè)可以構(gòu)造為具有比二次電池更大的尺寸，從而二次電池可以在套管的右側(cè)處被容納在內(nèi)部空間中。在此情形中，在套管的右側(cè)處，可以聯(lián)接具有比二次電池更加寬廣的左側(cè)的另一個套管以防止二次電池偏離。
[0070]冷卻板300的至少一部分可以由熱傳導(dǎo)材料制成。例如，冷卻板300可以由金屬(諸如鋁、銅和鋼)或者金屬合金制成。因此，冷卻板300可以在二次電池100或者套管200和電池模塊的外側(cè)之間確保更好的熱傳遞。特別地，冷卻板300可以允許在二次電池100處產(chǎn)生的熱被更加容易地從電池模塊排放出去。
[0071]冷卻板300可以被以近似板形狀構(gòu)造，并且布置在套管200的下部處。這里，冷卻板300可以被布置成平行于地面地鋪設(shè)，并且該多個套管200可以在基本垂直于冷卻板300的表面角度立起的狀態(tài)中被置于冷卻板300上。換言之，可以如此布置每一個套管200，使得它的下部被置于冷卻板300的上部上。
[0072]特別地，在根據(jù)本公開的電池模塊中，冷卻板300的上表面可以利用粘合劑至少部分地附著并且固定到套管200。
[0073]例如，如由圖2中的B示意地，可以將粘合劑涂覆到冷卻板300的上表面的至少一部分，并且在套管200的下端接觸涂覆有粘合劑的部分時，套管200和冷卻板300可以附著并且固定到彼此。換言之，如果套管200由包括上單元框架、下單元框架、前單元框架和后單元框架的四個單元框架構(gòu)成，則至少下單元框架可以附著并且固定到冷卻板300的上表面。
[0074]在本公開的這個實施例中，因為套管200和冷卻板300利用粘合劑固定到彼此，所以可以進一步增強在套管200和冷卻板300之間的聯(lián)接力。在這種構(gòu)造中，可以消除或者減小在套管200和冷卻板300之間的聯(lián)接構(gòu)造，這可以簡化電池模塊的結(jié)構(gòu)、簡化制造過程并且減小電池模塊的體積。
[0075]另外，在本公開的這種構(gòu)造中，因為在套管200和冷卻板300之間的距離可以最小化，所以在套管200和二次電池100之間的距離減小，并且因此可以進一步改善從二次電池100到冷卻板300的熱傳遞效率。
[0076]而且，在本公開的這種構(gòu)造中，因為可以消除或者減小在套管200和冷卻板300之間的空氣層，所以可以降低由空氣層導(dǎo)致的熱阻，并且因此二次電池100的熱可以有效地傳遞到冷卻板300。特別地，在此情形中，即使套管200的下表面和冷卻板300的上表面被稍稍粗糙地構(gòu)造，仍然可以與表面的粗糙度無關(guān)地確保從套管200到冷卻板300的、有效的熱傳遞性能。
[0077]另外，在本公開的這種構(gòu)造中，在將套管200和二次電池100置于冷卻板300的上部上之前，將粘合劑涂覆到冷卻板300的上表面，并且可以不需要用于涂覆粘合劑的任何單獨的空間或者結(jié)構(gòu)。
[0078]這里，置入套管200和冷卻板300之間的粘合劑可以是熱傳導(dǎo)粘合劑。因為與普通的粘合劑相比，熱傳導(dǎo)粘合劑具有更高的導(dǎo)熱率，所以熱傳導(dǎo)粘合劑可以進一步增強在套管200和冷卻板300之間的熱傳遞容量和熱傳遞率。因此，在本公開的這個實施例中，可以通過冷卻板300更加有效率地排放二次電池100的熱，這可以改善電池模塊的冷卻性能。
[0079]優(yōu)選地，冷卻板300和套管200可以分別地具有被成形為對應(yīng)于彼此的凸起部分和凹陷部分。這將參考圖4更加詳細地描述。
[0080]圖4是以放大狀態(tài)不出圖3的部分A3的圖。
[0081]參考圖4，如由P3示意地，冷卻板300可以具有在其上表面處形成以沿著向上方向突出的凸起部分。另外，如由G2示意地，套管200可以具有以對應(yīng)于冷卻板300的凸起部分的形狀在其下部處形成以沿著向上方向呈凹陷的凹陷部分。
[0082]在這種構(gòu)造中，如果套管200被置于冷卻板300的上部上，則冷卻板300的凸起部分P3可以插入套管200的凹陷部分G2中。
[0083]在本公開的這種構(gòu)造中，由于冷卻板300的凸起部分和套管200的凹陷部分的插入聯(lián)接構(gòu)造，可以進一步提高在冷卻板300和套管200之間的聯(lián)接力。
[0084]另外，當(dāng)組裝冷卻板300和套管200時，凸起部分和凹陷部分的這個聯(lián)接構(gòu)造可以引導(dǎo)組裝位置，由此確保改善的電池模塊的組裝。
[0085]另外，在這種構(gòu)造中，因為由于凸起部分和凹陷部分，可以增加在冷卻板300和套管200之間的接觸面積，所以能夠進一步增強從套管200到冷卻板300的熱傳遞率和熱傳遞容量。因此，可以進一步改善整個電池模塊的冷卻性能。
[0086]特別地，彼此相鄰的套管200可以具有由此形成的單一凹陷部分。例如，參考在圖4中描繪的構(gòu)造，套管C2可以具有其右側(cè)沿著向左和向上方向呈凹陷以構(gòu)造凹陷部分的左部的下端，并且套管C3可以具有其左側(cè)沿著向右和向上方向呈凹陷以構(gòu)造凹陷部分的右側(cè)的下端。因此，套管C2和套管C3可以彼此相鄰地布置以形成單一凹陷部分G2，并且單一凸起部分P3可以插入該凹陷部分中。
[0087]在本公開的這種構(gòu)造中，僅通過堆疊套管200便可以在套管200處形成凹陷部分。另外，因為凹陷部分不在單一套管200處形成而是由彼此相鄰的兩個套管200形成，所以能夠防止套管200由于凹陷部分而具有增加的尺寸，這也防止了電池模塊具有增加的尺寸。
[0088]此外，袋型二次電池100可以在此處容納電極組件的空間周圍的邊沿部分處具有密封部分，使得兩個袋被彼此熔接。因此，如在圖4中所示，由于該密封部分，袋型二次電池100可以具有大致倒三角形形狀的下端。此時，如果如上所述在套管200的右部和左部處形成凹陷部分，則在二次電池100和冷卻板300之間的距離減小，并且因此從二次電池100到冷卻板300的熱傳遞效率增加，由此增強冷卻性能。
[0089]更加優(yōu)選地，可以如此構(gòu)造冷卻板300，使得它的凸起部分具有下凹陷部分。換言之，如由圖4中的G3示意地，冷卻板300的凸起部分的下部可以呈凹陷地形成，從而冷卻板300在下側(cè)處具有凹陷部分。
[0090]在本公開的這個實施例中，即使形成了凸起部分，仍然能夠防止冷卻板300的整體重量增加，由此有助于電池模塊的輕量化。另外，在本公開的這個實施例中，因為由于凹陷部分G3，冷卻板300的下部的面積增加，所以可以增強通過冷卻板300的熱排出性能。
[0091 ]而且，在本公開的這個實施例中，在冷卻板300的下部處的凹陷部分可以給予在其中容納電池模塊的其它構(gòu)件諸如導(dǎo)線的空間。例如，電池模塊可以包括用于向控制單元諸如電池管理系統(tǒng)(BMS)傳輸信息的導(dǎo)線，所述信息通過感測每一個二次電池100的電壓而獲得。此時，導(dǎo)線可以被容納在冷卻板300的下部處的凹陷部分G3中從而可以保護并且布置導(dǎo)線，并且還能夠防止電池模塊具有通過單獨地設(shè)置導(dǎo)線容納空間而引起的、增加的體積。
[0092]另外，如在各種圖中所示，可以在單一冷卻板300上設(shè)置多個凸起部分。另外，還可以對應(yīng)于凸起部分的數(shù)目地在包括多個套管200的套管組件處設(shè)置多個凹陷部分G2。
[0093]在本公開的這種構(gòu)造中，利用該多個凸起部分P3和凹陷部分G2，可以進一步增強電池模塊的聯(lián)接力，并且可以進一步增加接觸面積。另外，可以設(shè)置能夠容納各種構(gòu)件諸如多根導(dǎo)線的更多的空間。
[0094]另外，如在圖1和2中所示，凸起部分P3可以在冷卻板300的上表面上沿著前后方向伸長。換言之，凸起部分可以形成為從冷卻板300的前端延伸到其后端。在本公開的這個實施例中，通過增加冷卻板300的表面面積，可以進一步改善通過冷卻板300的熱排出性能。另夕卜，在本公開的一個實施例中，可以從冷卻板300的前端到后端地在其下部處的冷卻板300的凹陷部分G3中長長地容納一根導(dǎo)線。
[0095]更加優(yōu)選地，冷卻板300的凸起部分P3的至少一部分可以具有帶有沿著向上方向逐漸地減小的寬度的傾斜表面。例如，如在圖4中所示，凸起部分P3的上部可以形成為具有其沿著左右方向的寬度沿著向上方向逐漸地減小的三角形形狀。另外，凸起部分的下部可以具有沿著左右方向的均勻的寬度。特別地，凸起部分可以構(gòu)造為沿著水平方向無任何平坦部分。
[0096]在本公開的這個實施例中，套管200和冷卻板300可以更加緊密地彼此聯(lián)接。換言之，在這個實施例中，當(dāng)套管200被置于冷卻板300上時，套管200可以沿著在冷卻板300處形成的凸起部分的傾斜表面向下移動，并且由此，套管200可以最靠近冷卻板300地移動。因此，可以進一步改善在套管200和冷卻板300之間的聯(lián)接力，并且由此，可以進一步增強冷卻性能。
[0097]這里，在凸起部分的外側(cè)處形成的傾斜表面S3可以具有平坦的形式。換言之，凸起部分的傾斜表面可以替代彎曲形狀地具有平面形狀，從而套管200可以沿著凸起部分的傾斜表面盡可能地向下移動。因此，在本公開的這種構(gòu)造中，套管200可以構(gòu)造為盡可能靠近冷卻板300地移動。
[0098]還優(yōu)選地，如在各種圖中所示，根據(jù)本公開的電池模塊可以進一步包括散熱片400。
[0099]散熱片400可以由熱傳導(dǎo)材料諸如金屬例如鋁或者銅制成。另外，散熱片400可以具有大致板形狀并且在沿著豎直方向立起的狀態(tài)下被設(shè)置在電池模塊處，并且散熱片400可以平行于二次電池100和套管200地布置。
[0100]這里，可以如此布置散熱片400，使得它的寬廣表面面對二次電池100的表面。特別地，散熱片400可以被放置成至少部分地接觸二次電池100的表面。
[0101]另外，可以如此構(gòu)造散熱片400，使得它的下端接觸冷卻板300。因此，如果熱被從二次電池100傳遞到散熱片400，則所傳遞的熱可以通過散熱片400的下端被直接地傳導(dǎo)到冷卻板300。
[0102]散熱片400可以布置在二次電池100的最外側(cè)處和/或在二次電池100之間的位置處。
[0103]例如，如在圖3中所示，散熱片400可以位于電池模塊的最左側(cè)和最右側(cè)處。換言之，當(dāng)多個二次電池100被沿著左右方向布置在電池模塊處時，散熱片400可以設(shè)置成分別地與位于最左側(cè)處的二次電池100的左側(cè)和位于最右側(cè)處的二次電池100的右側(cè)形成表面接觸。
[0104]另外，如在圖3中所示，散熱片400可以布置在電池模塊中的兩個二次電池100之間。特別地，可以設(shè)置多個散熱片400從而所有的二次電池100都可以直接地與散熱片400形成表面接觸。例如，如果兩個套管200被彼此聯(lián)接并且兩個二次電池100被容納在由聯(lián)接的套管200形成的空間中，則散熱片400可以位于每一個套管200的外側(cè)處，從而所有的二次電池100都接觸彼此不同的散熱片400。在這種構(gòu)造中，每一個散熱片400的中央部分的大部分表面可以與二次電池100的左表面或者右表面形成表面接觸，并且散熱片400的下端可以接觸冷卻板300。
[0105]還優(yōu)選地，可以如此構(gòu)造散熱片400，使得它的下端的兩個表面與套管200和下冷卻板300形成表面接觸。這將參考圖5更加詳細地描述。
[0106]圖5是概略地示出圖4的套管200和冷卻板300被彼此聯(lián)接的圖。換言之，圖5可以被視為圖3的部分A3的放大視圖。
[0107]參考圖5，可以如此構(gòu)造散熱片400，使得它的下端沿著水平方向彎曲。另外，如上所述沿著水平方向形成的散熱片400的下端可以置入套管200和冷卻板300之間。換言之，如在圖5的部分A4中示意地，散熱片400的下端的上表面可以接觸套管200的下部，并且其下端的下表面可以接觸冷卻板300的上部。
[0108]在本公開的這種構(gòu)造中，通過增加在散熱片400和冷卻板300之間的接觸面積，可以增加從散熱片400傳遞到冷卻板300的熱的容量或者傳遞比率。另外，在這種構(gòu)造中，散熱片400可以成為用于在套管200和冷卻板300之間的熱交換的介質(zhì)。換言之，套管200的熱可以傳遞到與套管200的下部接觸的散熱片400的下端，并且所傳遞的熱還可以傳遞到與散熱片400的下端接觸的冷卻板300。因此，在此情形中，因為在套管200和冷卻板300之間替代空氣層地通過散熱片400傳遞熱，所以可以進一步改善熱傳遞效率。另外，通過減小在套管200和冷卻板300之間的距離，可以改善冷卻性能，并且可以減小電池模塊的體積。
[0109]還優(yōu)選地，可以在套管200的下部和冷卻板300的上部之間、在彼此相鄰的兩個散熱片400的下端之間置入粘合劑。
[0110]例如，在于圖5中描繪的構(gòu)造中，兩個套管200，即Cl和C2，可以鄰近地彼此聯(lián)接，并且可以在其中容納兩個二次電池100。此時，在套管Cl的下部處，散熱片400可以沿著向右方向從左端到預(yù)定點地定位，并且在套管C2的下部處，散熱片400可以沿著向左方向從右端到預(yù)定點地定位。在此情形中，可以在位于套管Cl下方的散熱片400的下端和位于套管C2下方的散熱片400的下端之間形成如由圖5中的A5示意的空間，并且可以在這個空間中填充粘合劑B。換言之，可以至少在由套管的下表面、冷卻板300的上表面、一個散熱片400的下端的左表面和另一個散熱片400的下端的右表面限定的空間中填充粘合劑B。
[0111]在本公開的這種構(gòu)造中，因為散熱片400位于在套管200的下部和冷卻板300的上部之間的空間中，所以在散熱片400和套管200之間的接觸面積和在散熱片400和冷卻板300之間的接觸面積增加，由此改善通過散熱片400的冷卻性能。此外，因為在其中置入散熱片400，所以可以在套管200的下部和冷卻板300的上部之間形成空間，但是這個空間被粘合劑填充，從而空氣層并不位于相應(yīng)的空間中，由此防止熱阻由于空氣層而增加。
[0112]同時，還可以在散熱片400和套管200之間和/或在散熱片400和冷卻板300之間置入粘合劑。換言之，即使圖5示意粘合劑僅僅位于在套管200和冷卻板300之間的空間中，但是粘合劑還可以位于在散熱片400和套管200之間和/或在散熱片400和冷卻板300之間的空間中。
[0113]在本公開的這種構(gòu)造中，可以更加容易地將粘合劑施加到冷卻板300的上表面，并且可以在散熱片400和套管200之間和/或在散熱片400和冷卻板300之間確保固定力。另外，能夠防止在散熱片400和套管200之間和/或在散熱片400和冷卻板300之間形成空氣層。特別地，由于散熱片400、套管200和/或冷卻板300的表面粗糙度，可以在散熱片400和套管200之間或者在散熱片400和冷卻板300之間形成空氣層，這可以使得熱傳遞效率劣化。然而，在這個實施例中，即使散熱片400、套管200和/或冷卻板300具有稍微粗糙的表面，仍然可以利用粘合劑減小在它們之間形成的空氣層，由此確保在特定水平之上的熱傳遞效率。
[0114]還優(yōu)選地，散熱片400的下端的至少一部分可以形成為沿著一個方向傾斜。
[0115]例如，如由圖4中的S4示意地，散熱片400可以至少部分地具有傾斜表面。特別地，散熱片400可以構(gòu)造為緊密地附著到套管200的外表面。因此，如果套管200具有在其下端處形成的傾斜表面，則散熱片400也可以在其下端處具有傾斜表面。
[0116]此外，凹陷部分G2可以在套管200處形成從而冷卻板300的凸起部分P3可以在其中插入，并且散熱片400可以沿著套管200的凹陷部分的表面彎曲。特別地，凹陷部分的至少一部分可以具有以預(yù)定角度在地面上沿著向右或者向左方向傾斜的傾斜表面。此時，該傾斜表面可以具有帶有恒定角度的近似平面的形狀。
[0117]在本公開的這種構(gòu)造中，因為散熱片400的傾斜表面可以置于凸起部分的傾斜表面上并且沿著凸起部分的傾斜表面向下滑動，所以散熱片400和冷卻板300可以沿著向下方向更加緊密地附著。因此，在此情形中，可以進一步改善利用在散熱片400和冷卻板300之間的接觸的冷卻性能。特別地，為此，散熱片400可以被構(gòu)造為垂直于地面或者從地面以預(yù)定角度(大于0°)傾斜。換言之，除了它的最下端部分，散熱片400可以被構(gòu)造為無任何平行于地面的部分。
[0118]同時，可以如此構(gòu)造冷卻板300，使得它的左端和右端被沿著向上方向彎曲。例如，如由圖2和3中的A6示意地，冷卻板300的左端和右端可以沿著向上方向例如高達大約90°地沿著垂直于地面的方向彎曲。
[0119]在此情形中，冷卻板300在它的左側(cè)和右側(cè)處的彎曲部分可以在某個程度上包圍套管200或者散熱片400的外表面。特別地，冷卻板300的彎曲部分可以構(gòu)造為接觸最外套管200或者最外散熱片400的外表面。因此，在本公開的這種構(gòu)造中，可以增強在套管200和冷卻板300之間的聯(lián)接力或者在散熱片400和冷卻板300之間的聯(lián)接力。另外，通過增加在位于最外側(cè)處的散熱片400或者套管200和冷卻板300之間的接觸面積，可以改善在散熱片400或者套管200和冷卻板300之間的熱傳遞性能。
[0120]優(yōu)選地，在根據(jù)本公開的電池模塊中，二次電池100可以置于套管200的下單元框架上。
[0121]例如，套管200的下單元框架可以位于二次電池100下方，并且此時，如在圖4和5中所示，二次電池100的下部可以布置成與下單元框架的上部接觸。
[0122]在本公開的這種構(gòu)造中，因為二次電池100被固定為與套管200直接接觸，所以在二次電池100和套管200之間的空間減小，并且因此可以以更加緊湊的設(shè)計構(gòu)造電池模塊。
[0123]另外，在本公開的這種構(gòu)造中，可以進一步改善在二次電池100和套管200之間的熱交換性能。換言之，在以上構(gòu)造中，因為二次電池100的下部與套管200直接接觸，所以二次電池100的熱可以直接地傳遞到套管200而不通過空氣層。
[0124]此外，二次電池100可以不僅在它的下部處而且還在它的上部處接觸套管200。換言之，二次電池100的上部可以接觸上單元框架的下部。在本公開的這種構(gòu)造中，因為二次電池100被設(shè)置成接觸在它們之間的上單元框架和下單元框架這兩者，所以能夠防止二次電池100沿著豎直方向移動。
[0125]還優(yōu)選地，套管200的至少一部分可以由熱傳導(dǎo)材料制成。特別地，當(dāng)二次電池100的下部被置于下單元框架的上部上時，套管200的下單元框架可以由熱傳導(dǎo)材料制成。
[0126]這里，為了實現(xiàn)熱傳導(dǎo)特性，套管200可以由包含熱傳導(dǎo)聚合物的材料，或者由包含熱傳導(dǎo)填料和聚合物的熱傳導(dǎo)材料制成。換言之，替代普通金屬或者金屬合金地，可以使用聚合物作為主要材料制成套管200。聚合物基的熱傳導(dǎo)材料比金屬更輕，這允許電池模塊容易地具有更輕的設(shè)計、確保容易的成型、低的熱膨脹系數(shù)和低的導(dǎo)電性，這使得電絕緣性更好。在這個實施例中，套管200的材料可以采用在提交本公開時公眾已知的各種聚合物基的熱傳導(dǎo)材料。
[0127]例如，套管200可以由其中普通聚合物與熱傳導(dǎo)填料混合的復(fù)合材料制成。這里，填料可以包括硅化合物、鋁化合物、鎂化合物、硼化合物等。例如，在熱傳導(dǎo)材料中包括的填料可以采用氧化硅、氧化鋁、氮化硼、氮化鋁、氧化鎂、無水碳酸鎂、氫氧化鎂等。然而，本公開不限于此，并且除了以上之外的各種填料也可以被用作套管200的材料。
[0128]在套管200中使用的聚合物可以包括各種材料諸如聚丙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物、聚碳酸酯、尼龍、液晶聚合物、聚苯醚硫化物、聚醚醚酮等。另外，除了以上之外的各種聚合物材料也可以被用作本公開的套管200的材料。
[0129]特別地，套管200的熱傳導(dǎo)材料可以具有l(wèi)W/mK或者更高的導(dǎo)熱率。例如，這種熱傳導(dǎo)材料可以是帶有2W/mK到20W/mK的聚合物塑料或者橡膠。此外，熱傳導(dǎo)材料可以由帶有5W/mK或者更高的導(dǎo)熱率的材料構(gòu)成。
[0130]在現(xiàn)有技術(shù)中，用作套管等的材料的塑料通常具有僅0.1W/mK到0.4W/mK的導(dǎo)熱率，這是基本可以忽略的。然而，在根據(jù)本公開的套管的情形中，因為使用具有更高導(dǎo)熱率的聚合物材料，所以套管可以允許熱傳遞和排出。因此，在本公開的這個實施例中，即使不單獨地在套管200中設(shè)置冷卻部件諸如金屬冷卻板300，仍然可以通過套管200有效地向外側(cè)排放二次電池100的熱。
[0131]此外，在本公開的一個方面中，因為二次電池100的下部直接地接觸套管200，所以二次電池100的熱可以在這個部分處被直接地傳遞到套管200而不通過空氣。另外，因為套管200的、接觸二次電池100的部分由熱傳導(dǎo)材料制成，所以可以通過套管200快速地向冷卻板300排放傳遞到套管200的熱。
[0132]還優(yōu)選地，二次電池100的至少一部分可以利用粘合劑附著并且固定到套管200。這將參考圖6更加詳細地描述。
[0133]圖6是概略地示出根據(jù)本公開一個實施例的二次電池100和套管200被彼此附著的圖。例如，圖6可以被視為可以應(yīng)用于圖3的部分A7的放大視圖。在圖6中，為了方便起見，僅僅描繪了二次電池100和套管200。
[0134]參考圖6，二次電池100的下表面的一部分可以附著到套管200。換言之，在圖6中，粘合劑B可以置入二次電池100的下部的右傾斜表面和套管200的下單元框架的右上傾斜表面之間，從而二次電池100和套管200可以附著并且固定到彼此。
[0135]在本公開的這種構(gòu)造中，可以利用粘合劑B增強在二次電池100和套管200之間的聯(lián)接力。另外，因為可以通過填充粘合劑B而移除或者消除在二次電池100和套管200之間的空氣層，所以可以改善在二次電池100和套管200之間的熱傳遞性能，由此增強總體冷卻性會K。
[0136]圖7是概略地示出根據(jù)本公開另一個實施例的二次電池100和套管200被彼此附著的圖。
[0137]參考圖7，通過將粘合劑B設(shè)置有其整個下表面，二次電池100可以附著并且固定到套管200。在此情形中，套管200的布置表面，即下單元框架的上表面，可以形成為具有對應(yīng)于二次電池100的形狀。特別地，袋型二次電池100可以具有帶有大致倒三角形形狀的下部從而密封部分被形成于此。因此，如在圖7中所示，下單元框架可以構(gòu)造為具有沿著左右方向從它的中心部分變得更高的上表面，以對應(yīng)于二次電池100的下部的形狀。在本公開的這種構(gòu)造中，可以在以更小的量使用粘合劑B的同時容易地增強在二次電池100和套管200之間的粘結(jié)力。
[0138]置入二次電池100和套管200之間的粘合劑可以是熱傳導(dǎo)粘合劑。因為與普通的粘合劑相比，熱傳導(dǎo)粘合劑具有更高的導(dǎo)熱率，所以熱傳導(dǎo)粘合劑可以進一步增強在二次電池100和套管200之間的熱傳遞容量和熱傳遞率。因此，在本公開的這個實施例中，可以增強從二次電池100到套管200的熱傳遞效率，這可以改善電池模塊的冷卻性能。
[0139 ]同時，在以上構(gòu)造中，袋型二次電池100的密封部分可以被沿著向右或者向左方向折疊。例如，如在圖7中所示，二次電池100的密封部分可以朝向電極組件容納空間沿著向左方向被折疊至少一次。另外，如上所述折疊的密封部分可以置入在電極組件容納空間的外側(cè)處的二次電池100的傾斜表面和套管200的內(nèi)表面之間，并且被附著和固定于此。
[0140]在本公開的這種構(gòu)造中，通過減小由密封部分占據(jù)的空間，電池模塊可以更加容易地具有小型的設(shè)計。另外，通過減小在二次電池100和套管200之間的距離，可以增強從二次電池100到套管200的熱傳遞效率。特別地，因為二次電池100接觸被折疊的密封部分的內(nèi)側(cè)并且套管200接觸被折疊的密封部分的外側(cè)，所以二次電池100中的熱還可以通過密封部分的折疊區(qū)域而傳遞到套管200。
[0141]根據(jù)本公開的電池組可以包括如上所述的至少一個電池模塊。而且，除了電池模塊之外，根據(jù)本公開的電池組可以進一步包括用于接納電池模塊的電池組外殼、用于控制電池模塊的充電/放電的各種裝置例如電池管理系統(tǒng)(BMS )、電流傳感器、熔絲等。
[0142]根據(jù)本公開的電池模塊可以應(yīng)用于車輛諸如電動車輛或者混合動力電動車輛。換言之，根據(jù)本公開的車輛可以包括如上所述的電池模塊。特別地，在從電池獲得驅(qū)動力的車輛諸如電動車輛的情形中，電池模塊的冷卻性能是非常重要的。因此，如果根據(jù)本公開的電池模塊應(yīng)用于這種車輛，則能夠提供帶有有效的冷卻性能的穩(wěn)定并且安全的電池模塊。
[0143]已經(jīng)詳細描述了本公開。然而，應(yīng)該理解，雖然示意本公開的優(yōu)選實施例，但是詳細說明和具體實例是僅僅通過示意給出的，因為根據(jù)該詳細說明，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在本公開的精神和范圍內(nèi)的各種改變和修改將變得清楚。
[0144]同時，當(dāng)在說明書中使用示意向上、向下、向左、向右、向前和向后方向的術(shù)語時，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言明顯的是，為了解釋方便起見，這些術(shù)語僅僅代表相對位置，并且可以基于觀察者的位置或者其中放置物體的形狀而改變。
【主權(quán)項】
1.一種電池模塊，包括: 多個袋型二次電池，所述多個袋型二次電池沿著豎直方向立起并且沿著左右方向布置； 多個套管，所述多個套管被構(gòu)造為在其內(nèi)部空間中容納所述袋型二次電池并且沿著左右方向堆疊;和 冷卻板，所述冷卻板由熱傳導(dǎo)材料制成，并且布置在所述套管的下部處使得所述套管被放置于所述冷卻板上，所述冷卻板具有上表面，所述上表面利用粘合劑而至少部分地附著并且固定到所述套管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊， 其中，所述冷卻板具有在其上表面處形成的、沿著向上方向的凸起部分，并且所述套管具有在其下部處形成的、沿著向上方向的凹陷部分，所述凹陷部分具有對應(yīng)于所述凸起部分的形狀。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池模塊， 其中，所述冷卻板的所述凸起部分的下部呈凹陷地形成。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池模塊， 其中，所述冷卻板的所述凸起部分至少部分地具有傾斜表面，所述傾斜表面具有沿著向上方向逐漸減小的寬度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊，進一步包括: 散熱片，所述散熱片由板形熱傳導(dǎo)材料制成，并且布置成在沿著豎直方向立起的狀態(tài)下接觸至少一個二次電池的表面，所述散熱片具有被構(gòu)造為接觸所述冷卻板的下端。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池模塊， 其中，所述散熱片被布置于在所述二次電池之間的位置和所述二次電池的最外側(cè)中的至少一個處。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池模塊， 其中，所述散熱片的下端的兩個表面分別地與所述套管和所述冷卻板形成表面接觸。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池模塊， 其中，所述粘合劑被置入兩個相鄰的散熱片的下端之間且在所述套管的下部和所述冷卻板的上部之間。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池模塊， 其中，所述散熱片的所述下端至少部分地沿著一個方向傾斜。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊， 其中，所述冷卻板的左端和右端沿著向上方向彎曲。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊， 其中，所述二次電池的下部放置在所述套管的下單元框架的上部上。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池模塊， 其中，至少所述套管的所述下單元框架包括熱傳導(dǎo)聚合物，或者由包含熱傳導(dǎo)填料和聚合物的熱傳導(dǎo)材料制成。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池模塊， 其中，所述袋型二次電池利用粘合劑而至少部分地附著并且固定到所述套管。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模塊，其中，所述粘合劑是熱傳導(dǎo)粘合劑。15.—種電池組，包括在權(quán)利要求1到14中的任一項中限定的所述電池模塊。16.—種車輛，包括在權(quán)利要求1到14中的任一項中限定的所述電池模塊。
【文檔編號】H01M10/613GK106025423SQ201610180383
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】李宗泳, 成準(zhǔn)燁, 李江雨, 姜達模
【申請人】株式會社Lg化學(xué)