电池模块以及分别包括其的电池组和车辆的制作方法

电气元件制品的制造及其应用技术1.本技术要求2020年11月26日在韩国提交的韩国专利申请第10-2020-0161650号的优先权，其公开内容通过引用合并于本文中。2.本公开涉及一种电池模块和分别包括该电池模块的电池组和车辆，更具体地，涉及一种能够提高冷却性能的电池模块和分别包括该电池模块的电池组和车辆。背景技术：3.随着移动装置的技术发展和对移动装置需求的增长，对作为能源的二次电池的需求迅速增长。尽管镍镉电池或氢离子电池已经被用作现有技术的二次电池，然而由于与镍基二次电池相比这些电池几乎不具有记忆效应，因此，近来，自由地充放电、自放电率非常低并且具有高能量密度的锂二次电池已被广泛使用。4.这种锂二次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。锂二次电池包括电极组件和护套材料(即电池壳)，在电极组件中，布置有分别涂布正极活性材料和负极活性材料的正极板和负极板，隔板插设在正极板与负极板之间，护套材料密封并容纳该电极组件和电解液。5.锂二次电池根据使用的正极活性材料和负极活性材料，包括正极、负极、插设在其间的隔板以及电解液，并包括锂离子电池(lib)、聚合物锂离子电池(plib)等。一般而言，通过在集电器(例如铝或铜的片、网、膜或箔)上涂布正极活性材料或负极活性材料，然后干燥正极活性材料或负极活性材料，来形成锂二次电池的电极。6.此外，各种二次电池具有能够保护多个电池单体的盖，并且包括多个电池模块(其中多个电池单体堆叠并插入到盖中)以及包括多个电池模块的电池组。7.电池单体可以通过作为导体的汇流条彼此电连接。一般而言，正极引线由铝材料制成，负极引线由铜材料制成，汇流条也由铜材料制成。8.在现有技术的电池模块的情况下，电池单体结合到散热片，结合到电池单体的散热片结合到散热器，并且电池单体产生的热量通过结合到散热片的散热器消散，形成间接冷却。9.然而，电池单体的这种间接冷却方法具有如下问题：当电池单体的容量增加时，冷却效率降低，并且冷却性能的变化根据散热片和散热器之间的粘合性而增加。技术实现要素：10.技术问题11.本公开设计用于解决现有技术的问题，因此本公开旨在提供一种即使在电池单体的容量增加时也能够提高冷却性能的电池模块和分别包括该电池模块的电池组和车辆。12.本公开的这些和其他目的和优点可以从以下具体实施方式中理解并且从本公开的示例性实施例中将变得更明显。此外，容易理解，可以通过所附权利要求及其组合中所示的方式来实现本公开的目的和优点。13.技术方案14.在本公开的一个方面中，提供了一种电池模块，包括：框架；多个电池单体，布置在所述框架中；散热器，与所述电池单体的一侧接触；以及散热片，与所述散热器接触并且与所述电池单体的另一侧接触。15.所述电池单体可以为软包型电池单体，并且沿上下方向布置，使得所述电池单体的最宽表面面对所述框架的上侧和下侧。16.所述多个电池单体可以相对于所述散热器对称布置。17.关于所述散热器，任意一个所述电池单体的下部可以在所述散热器的上侧与所述散热器接触，并且另一个电池单体的上部可以在所述散热器的下侧与所述散热器接触。18.所述散热片可以包括：第一部分，与所述电池单体的与所述散热器接触的一部分的相对侧接触；以及第二部分，从所述第一部分向所述散热器延伸；以及第三部分，从所述第二部分延伸并且固定为与所述散热器接触。19.所述散热片可以由金属材料制成以冷却所述电池单体，并且与所述电池单体接触以支撑所述电池单体。20.所述电池模块可以进一步包括汇流条，所述汇流条被配置为连接所述多个电池单体的电极引线，并所述汇流条可以与所述散热器直接接触。21.所述电池单体可以通过导热胶与所述散热器或所述散热片结合。22.在本公开的另一个方面中，提供了一种包括上述电池模块的电池组和一种包括上述电池模块的车辆。23.有益效果24.本公开的实施例通过直接冷却散热器并且间接冷却散热片，即使在电池单体的容量增加时，也可以提高冷却性能。附图说明25.图1是根据本公开的实施例的电池模块的示意性整体透视图。26.图2是根据本公开的实施例的电池模块的示意性分解透视图。27.图3示出了根据本公开的实施例的电池模块中的多个电池单体相对于散热器被分离的状态。28.图4是沿图2的线a-a'截取的剖视图。29.图5是沿图2的线b-b'截取的剖视图。具体实施方式30.在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，应理解，说明书和所附权利要求中使用的术语不应被解释为限于一般含义和字典含义，而是基于允许发明人适当地定义术语用于最佳解释的原理，根据与本公开的技术方面对应的含义和概念来解释。因此，本文所提出的描述仅是优选示例，仅用于说明的目的，而不旨在限制本公开的范围，因此，应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其进行其他的等同和修改。31.在附图中，为了描述方便和清楚起见，各个元件或构成元件的特定部分的尺寸被夸大、省略或示意性地示出。因此，各个元件的大小并不能完全反映实际大小。如果确定相关已知功能或配置的详细描述可能不必要地模糊本公开的主旨，则将省略这些描述。32.如本文所使用的，术语“结合”或“连接”不仅包括一个构件直接结合或直接连接到另一构件的情况，还包括一个构件通过连接件间接结合或间接连接到另一构件的情况。33.图1是根据本公开的实施例的电池模块的示意性整体透视图，图2是根据本公开的实施例的电池模块的示意性分解透视图，图3示出了根据本公开的实施例的电池模块中的多个电池单体相对于散热器被分离的状态，图4是沿图2的线a-a'截取的剖视图，图5是沿图2的线b-b'截取的剖视图。34.参照图1至图5，根据本公开的实施例的电池模块10包括框架100、电池单体200、散热器300以及散热片400。35.框架100可以形成为近似正方形到矩形的形状，而不限于此。框架100可以变形为诸如圆形、椭圆形、菱形以及三角形的各种形状，而不脱离本公开的范围。当框架100形成为矩形形状时，可以根据将要安装框架100的位置或框架100的所用位置的尺寸，改变框架100的长度和宽度。36.电池单体200可以设置为各种类型，例如圆柱型、棱柱形或软包型。在下文中，为了便于描述，将主要描述电池单体200为软包型的情况。37.设置有多个电池单体200，并且多个电池单体200布置在框架100中。参照图2，多个电池单体200可以沿上下方向布置，从而软包型电池单体200的最宽表面面对框架100的上侧和下侧。即，电池单体200在框架100中布置为在水平方向上铺设地较长。38.电池单体200包括电极引线220，并且设置在电池单体200中的电极引线220为暴露于外侧并且连接到外部装置的一种端子并且可以使用导电材料。39.电极引线可以包括正极引线和负极引线。正极引线和负极引线可以相对于电池单体200的纵向沿相反方向设置，或者正极引线和负极引线可以相对于电池单体200的纵向沿相同方向放置。40.正极引线和负极引线可以由各种材料制成。例如，可以由铝材料制造正极引线，并且可以由铜材料制造负极引线。41.电极引线220可以电连接到汇流条210。电池单体200根据容量可以具有多个单元单体或多个双单体堆叠的结构，其中，在单元单体中，正极板-隔板-负极板依次布置，并且在双单体中，正极板-隔板-负极板-隔板-正极板-隔板-负极板依次布置。42.此外，可以设置容纳电池单体200的盒体(未示出)。可以通过塑料的注塑成型来制造盒体(未示出)。43.可以在盒体上设置连接元件或端子元件。例如，连接元件可以包括用于连接到能够提供关于电池单体200的电压或温度的数据的电池管理系统(bms，未示出)的各种电连接部件或连接构件等。44.此外，端子元件包括连接到电池单体200的正极端子和负极端子(作为主端子)，并且端子螺栓设置在端子元件上以电连接到外部。同时，电池单体200可以具有各种形状。45.盖500可以结合到电池单体200。这里，盖500围绕电池单体200的至少一部分并且保护电池单体200免受外部的力。46.散热器与电池单体200的一侧接触。在图3中，当设置在上侧和下侧的各个电池单体200沿箭头方向向位于其中心处的散热器移动时，如图4所示，电池单体200与散热器300接触。47.参照图4，电池单体200的一侧与散热器300直接接触。例如，关于散热器300，电池单体200可以设置为使得任一个电池单体200a的下部在散热器的上侧与散热器300接触，并且另一个电池单体200b的上部在散热器300的下侧与散热器300接触。48.如上文所述，当电池单体200与散热器300直接接触时，相比于间接冷却方法，提高了冷却效率。49.这里，参照图4，电池单体200的另一侧与散热片400接触，并且散热片400与散热器300接触，因此通过散热器300在电池单体200的一侧执行直接冷却，并且通过散热片400和散热器300在电池单体200的另一侧执行间接冷却。50.即，由于根据本公开的实施例的包括直接冷却和间接冷却的两种冷却方法可应用于电池模块10中的一个电池单体200，具有相比于仅依赖间接冷却的现有技术的电池单体提高了冷却效率的效果。51.具体地，如上文所述，参照图2，电池单体200可以沿上下方向布置，使得软包电池单体200的最宽表面面对框架100的上侧和下侧，因此电池单体200与散热器300之间的接触面积增加，从而提高了冷却效率。52.散热器300可以在其上侧和下侧与多个电池单体200的每一个接触。例如，如图3所示，在多个电池单体200设置为相对于散热器300对称之后，如图4所示，散热器300可以设置为在散热器300的上侧和下侧与多个电池单体200的每一个接触。53.散热片400还与电池单体200的另一侧和散热器300接触。即，散热片400间接冷却电池单体200的另一侧。此外，散热片400还具有在结构上支撑电池单体200的支撑构件的功能。54.参照图3和图4，散热片400包括第一部分410、第二部分420以及第三部分430。55.第一部分410与电池单体200的与散热器300接触的一部分的相对侧(即，电池单体200的另一侧)接触。即，关于图4，散热器300与电池单体200a的下部接触并且散热片400的第一部分410与电池单体200a的上部接触。此外，关于图4，散热器300与电池单体200b的上部接触并且散热片400的第一部分410与电池单体200b的下部接触。56.第二部分420从第一部分410向散热器300延伸。57.此外，第三部分430从第二部分420延伸并且固定为与散热器300接触。58.如上文所述，由于散热片400与散热器300和电池单体200都接触，从而可以通过散热片400间接冷却电池单体200。此外，由于散热片400在电池单体200的上侧与电池单体200接触以支撑电池单体200，从而电池单体200可以被散热片400牢固地固定。59.现有技术的电池单体中使用的散热片与电池单体接触并且仅具有间接冷却电池单体的冷却功能，而根据本公开的实施例的电池模块10的散热片400通过与现有技术不同地配置散热片的结构，不仅具有冷却电池单体200的功能，还具有在结构上支撑电池单体200的功能。60.即，根据本公开的实施例的电池模块10可以设置为使得电池单体200与散热器300接触并且直接冷却，并且电池单体200在结构上被散热片400支撑。61.为此目的，散热片400可以由金属材料制成。即，由于散热片400需要具有优异的导热性从而冷却电池单体200，并且散热片400还需要与电池单体200接触从而具有刚性以支撑电池单体200，从而散热片400可以例如由诸如铝的金属材料制成。然而，散热片400的材料不限于此。62.参照图5，汇流条21设置为连接多个电池单体200的每一个的电极引线220。这里，汇流条210可以设置为与散热器300直接接触，这导致能够直接冷却汇流条210的效果。63.同时，电池单体200可以通过导热胶结合到散热器300或散热片400。然而，本公开不限于此，并且电池单体200可以通过接合或使用双面胶带结合到散热器300或散热片400。64.在下文中，将参照附图描述根据本公开的实施例的电池模块10的操作和效果。65.参照图1和图2，设置有多个电池单体200，并且多个电池单体200可以沿上下方向布置，使得电池单体200的最宽表面面对框架100的上侧和下侧，即，电池单体200布置为在水平方向上铺设地较长。66.此外，参照图3和图4，由于电池单体200的一侧与散热器300直接接触，并且电池单体200的另一侧通过与散热片400直接接触而与散热器300接触，从而对电池单体200进行借助散热器300的直接冷却和借助散热片400的间接冷却，即直接接触和间接接触两种。67.此外，由于散热片400与电池单体200在电池单体200的另一侧接触以支撑电池单体200，从而电池单体200可以在结构上被散热片400支撑。68.此外，参照图5，由于汇流条210还与散热器300直接接触，从而具有能够直接冷却汇流条210的效果。69.同时，根据本公开的实施例的电池组(未示出)可以包括如上所述的根据本公开的实施例的一个或多个电池模块10。此外，电池组(未示出)除了电池模块10之外，还可以包括容纳电池模块10的外壳和控制电池模块10的充放电的各种装置，例如bms、电流传感器、熔丝等。70.同时，根据本公开的实施例的车辆(未示出)可以包括如上所述的电池模块10或电池组(未示出)。电池组(未示出)可以包括电池模块10。此外，根据本公开的实施例的电池模块10可以应用于车辆(未示出)，例如设置为使用电力的预定车辆(未示出)，例如电动车辆或混合动力车辆。71.已经详细描述了本公开。然而，应当理解，详细描述和具体实例虽然指示了本公开的优选实施例，但仅以示例的方式给出，这是由于本公开的范围内的各种变化和修改通过该详细描述对于本领域技术人员将变得显而易见。72.工业实用性73.本公开涉及一种电池模块和分别包括该电池模块的电池组和车辆，更具体地，可以应用于与二次电池相关的工业。









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