具有能够吸收电池膨胀的结构的电池模块、以及包括电池模块的电池组和的车辆的制作方法

电气元件制品的制造及其应用技术1.本公开涉及一种具有能够吸收电池膨胀的结构的电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆，并且更具体地，涉及一种具有如下结构的电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆，在该结构中，分隔壁组件设置在各自包括多个电池单元的单元层叠件之间，以确保用于容纳由于电池单元的膨胀而增加的单元层叠件的体积的空间。2.本技术要求于2020年8月5日在韩国提交的韩国专利申请no.10-2020-0098099的优先权，其公开内容通过引用并入本文。背景技术：3.为了充分确保二次电池的容量，应当增加位于电池模块中的电池单元的数量，并且随着电池单元的数量增加，由于膨胀而导致的体积增量也增加。随着体积增量的增加，由于膨胀而施加到模块壳体的侧壁上的力也增加。为了使模块壳体承受力而不变形，模块壳体的板的厚度应该增加。4.为了在不过度增加模块壳体厚度的情况下吸收电池单元膨胀引起的膨大，在现有技术中，可以在相邻电池单元之间和/或电池单元层叠件的两个最外侧边缘部分应用具有一定厚度的膨胀吸收垫。然而，当应用膨胀吸收垫时，由于不存在用于保持膨胀吸收垫的单独固定结构，因此将包括吸收垫和电池单元的层叠件容纳在模块壳体中的处理并不容易。5.也就是说，为了防止电池单元和吸收垫在模块壳体中移动，电池单元和膨胀吸收垫应层叠成具有大于模块壳体的宽度的厚度，然后层叠件的两侧应被按压，以便将经按压的层叠件容纳在模块壳体中。6.然而，当为了确保二次电池的容量而增加电池单元的数量时，包括电池单元和膨胀吸收垫的层叠件的厚度可能不可避免地增加，因此将层叠件容纳在模块壳体中的处理可能并不容易，并且在容纳处理期间，电池单元可能会干扰模块壳体并可能损坏。7.因此，需要开发一种电池模块结构，该电池模块结构能够有效地吸收由于电池单元的膨胀而导致的体积膨大并且促进将电池单元层叠件插入到模块壳体中的处理。技术实现要素：8.技术问题9.本公开是为了解决相关技术的问题而设计的，因此本公开旨在提供一种电池模块，其具有能够有效地吸收由于电池单元的膨胀而引起的体积膨大并且促进将电池单元层叠件插入到模块壳体中的处理。10.此外，考虑到随着应用于一个电池模块的电池单元的尺寸和数量增加以确保容量，电池模块的重量也增加，本公开旨在提供一种具有能够容易地处理电池模块的结构的电池模块。11.然而，本公开要解决的技术问题不限于上述技术问题，本领域普通技术人员将从以下描述中理解其他技术问题。12.技术方案13.在本公开的一个方面中，提供了一种电池模块，该电池模块包括：电池层叠件，所述电池层叠件包括多个单元层叠件，每个单元层叠件包括多个电池单元；模块壳体，在所述模块壳体中容纳电池层叠件并且所述模块壳体包括分别形成在顶面和底面中的多个插入狭缝；以及至少一个分隔壁组件，所述分隔壁组件定位成与多个电池单元中的每一个平行，并且位于相邻的单元层叠件之间，并且由于多个电池单元的膨胀引起的体积膨大而变形以吸收所述膨胀，并且具有插入并固定到所述多个插入狭缝中的上端部和下端部二者。14.所述分隔壁组件可以包括：一对分隔壁，所述一对分隔壁彼此间隔开以彼此面对；以及一对连接器，所述一对连接器分别形成在从所述一对分隔壁的上端向下间隔开一定距离的位置处和从所述一对分隔壁的下端向上间隔开一定距离的位置处，并且被配置为连接所述一对分隔壁。15.所述多个插入狭缝可以形成在与所述一对分隔壁对应的位置处。16.所述一对分隔壁可以插入到彼此间隔开的一对插入狭缝中。17.所述一对连接器可以彼此间隔开与模块壳体的高度对应的距离。18.所述一对分隔壁中的每一个可以包括至少一个操作孔，所述操作孔形成在通过所述插入狭缝暴露于所述模块壳体的外部的部分中。19.所述一对分隔壁中的每一个可以具有与电池单元的电极组件容纳部对应的长度。20.所述模块壳体和所述分隔壁组件中的每一个都可以由金属材料形成。21.所述模块壳体可以包括：下壳体，其包括底板和一对侧板；以及上壳体，其从电池层叠件的顶部联接到所述下壳体。22.构成所述下壳体的底板和所述一对侧板可以彼此一体形成，并且在所述上壳体与所述下壳体之间形成焊接部分。23.所述焊接部分可以形成在所述插入狭缝的内表面与所述分隔壁之间。24.在本公开的另一方面中，还提供了一种包括该电池模块的电池组和车辆。25.有益效果26.根据本公开的一方面，可以有效地吸收由于电池单元的膨胀引起的体积膨大，并且可以促进将电池单元层叠件插入到模块壳体中的处理。27.此外，根据本公开的另一方面，尽管随着应用于一个电池模块的电池单元的尺寸和数量增加以确保容量，电池模块的重量增加，但可以容易地处理电池模块。附图说明28.附图示出了本公开的一个优选实施方式并与前述公开一起，用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，因此，本公开不应被解释为对附图的限制。29.图1是示出根据本公开实施方式的电池模块的分解透视图。30.图2是示出本公开的电池层叠件(cell stack)的视图。31.图3是本公开的模块壳体的下壳体的视图。32.图4是示出图3的下壳体的底面的视图。33.图5至图7是示出本公开的分隔壁组件的视图。34.图8是示出本公开的下壳体和分隔壁组件彼此联接的状态的视图。35.图9是示出单元层叠件插入图8的下壳体的侧板与分隔壁组件之间的空间以及一对相邻的分隔壁组件之间的空间中的视图。36.图10是示出根据本公开实施方式的电池模块的组装透视图。37.图11是示出根据本公开的另一实施方式的应用于电池模块的分隔壁组件的视图。38.图12是示出根据本公开另一实施方式的电池模块的顶面的视图。具体实施方式39.在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施方式。在描述之前，应该理解，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和字典含义，而是在允许发明人为了获得最佳解释而适当地定义术语的原则的基础上，基于与本公开的技术方面对应的含义和概念进行解释。因此，本文所提出的描述仅仅是出于仅示例目的的优选示例，并非旨在限制本公开的范围，因此应当理解，在不脱离本公开范围的情况下，可以对其进行其他等同替换和修改。40.参照图1，根据本公开实施方式的电池模块包括电池层叠件(cell stack)100、模块壳体200和分隔壁组件300。41.参照图1和图2，电池层叠件100包括多个单元层叠件(unit stack)110。分隔壁组件300位于相邻的单元层叠件110之间。单元层叠件110包括层叠成彼此面对的多个电池单元(battery cell)111。42.例如，袋型电池单元可以用作电池单元111。在这种情况下，电池单元111包括电极组件容纳部111a、形成在电极组件容纳部111a周围的密封部分111b、以及连接到电极组件(未示出)并通过密封部分111b引出到袋型壳体的外部的一对电极引线111c。该一对电极引线111c可以沿相反方向引出。一对电极引线111c可以通过模块壳体200的前开口部分和后开口部分暴露。前开口部分和后开口部分可以分别沿模块壳体200的纵向方向(平行于x轴的方向)上形成在两侧。43.多个电池单元111在模块壳体200的底面(平行于x-y平面的表面)上彼此面对竖立和层叠，以形成单元层叠件110。虽然在本公开中仅示出了各自包括多个电池单元111的三个单元层叠件110，但是这仅仅是示例并且单元层叠件110的数量可以是两个、或四个或更多。44.参照图1至4和图8至图10，模块壳体200在其中容纳电池层叠件100，并且包括形成在模块壳体200的顶面和底面中的多个插入狭缝s。模块壳体200可以具有敞开的前表面和后表面(平行于y-z平面的表面)。考虑到快速散热和刚性，模块壳体200可以由金属材料形成。45.模块壳体200包括下壳体210和上壳体220。下壳体210包括支撑电池层叠件100的底板211和在底板211的宽度方向(平行于y轴的方向)上从两个端部向上延伸的一对侧板212。底板211和侧板212可以彼此一体形成。46.底板211包括在底板211的纵向(平行于x轴的方向)上纵向延伸的多个插入狭缝s。插入狭缝s的数量对应于构成下面描述的分隔壁组件300的分隔壁310的数量(参见图5和图6)。形成在底板211中的插入狭缝s设置了分隔壁组件300的下端可以插入和固定到其中的空间。侧板212面对电池层叠件100的最外侧电池单元111。当分隔壁组件300通过形成在底板211中的插入狭缝s插入和固定时，在侧板212和所述分隔壁组件300之间以及在一对相邻的分隔壁组件300之间形成每个单元层叠件110可以插入其中的空间。47.在电池层叠件100被安置在下壳体210上的状态下，上壳体220从电池层叠件100的顶部联接到下壳体210。上壳体220的宽度方向(平行于y轴的方向)上的两个端部分别联接到一对侧板212。出于方便处理和防止对电池层叠件100的损坏的目的，优选地，将上壳体220联接到下壳体210的处理是在多个单元层叠件110a、110b、110c分别安置在由下壳体210和分隔壁组件300之间的联接形成的多个空间中之后执行的。48.焊接部分形成在分隔壁组件300和插入狭缝s的内表面之间。也就是说，分隔壁组件300和下壳体210通过使用焊接彼此联接。焊接部分也可以形成在下壳体210和上壳体220之间。也就是说，下壳体210和上壳体220可以通过使用焊接彼此联接。然而，下壳体210和上壳体220之间的联接方法不限于此，下壳体210和上壳体220可以通过使用诸如螺栓连接而不是焊接的方法彼此联接。49.上壳体220包括多个插入狭缝s，其分别形成在面对形成在下壳体210中的插入狭缝s的位置处。因此，当上壳体220结合到下壳体210时，已经固定到下壳体210的分隔壁组件300的上端通过形成在上壳体220中的插入狭缝s暴露在模块壳体200的顶部之外。为了增加模块壳体200和分隔壁组件300之间的紧固力，焊接部分可以形成在分隔壁组件300和形成在上壳体220中的插入狭缝s的内表面之间。也就是说，形成在上壳体220和分隔壁组件300中的插入狭缝s的内表面可以是通过使用焊接彼此连接。50.参照图5至图10，分隔壁组件300包括一对分隔壁310和用于连接所述一对分隔壁310的一对连接器320。分隔壁组件300可以由金属材料形成(如模块壳体200)。51.所述一对分隔壁310彼此间隔开以彼此面对。一对分隔壁310均与电极组件容纳部111a紧密接触，并且弹性变形使得其中央部分通过由于电池单元111(参见图7)的膨胀施加的压力而彼此靠近。也就是说，分隔壁组件300用于吸收电池单元111的膨胀。分隔壁310具有与插入狭缝s对应的长度和宽度，并且分隔壁310的上端和下端穿过插入狭缝s以暴露于模块壳体200的外部。52.分隔壁310具有与单元层叠件110的最外侧电池单元111的电极组件容纳部111a相对应的长度。这是为了使分隔壁组件300能够有效地用作散热片并用作用于吸收膨胀的吸收构件，并且通过确保电极引线111c和分隔壁组件300之间的一定距离或更大距离来防止短路。53.一对连接器320中的一个形成在从分隔壁310的上端向下间隔开一定距离的位置处。一对连接器320中的剩余一个形成在与分隔壁310的下端向上间隔开一定距离的位置处。连接器320可用作用于防止分隔壁组件300通过插入狭缝s从模块壳体200向上或向下分离的止动件。也就是说，连接器320位于模块壳体200内部。一对连接器320彼此间隔开与模块壳体200的高度对应的距离(即，底板211和上壳体220之间的距离)。54.如上所述，因为根据本公开实施方式的电池模块包括模块壳体200中的分隔壁组件300，所以可以吸收电池层叠件100的电池单元111的膨胀。55.此外，根据根据本公开实施方式的电池模块结构，单元层叠件110a、110b、110c可以单独地安置在当分隔壁组件300固定地安装在下壳体210上时形成的多个空间中，然后可以紧固上壳体220。因此，当构成电池层叠件100的电池单元111的数量非常多时，可以容易地执行安置电池层叠件100的处理，因此可防止在制造电池模块的处理中对电池层叠件100造成的损坏。56.现在将参照图11和图12来描述根据本公开的另一实施方式的电池模块。当与上述根据本公开实施方式的电池模块相比时，根据本公开的另一实施方式的电池模块在分隔壁组件400的结构上不同，但是剩余元件基本相同。因此，在描述根据本公开的另一实施方式的电池模块时，将省略与在上述实施方式中进行的描述相同的描述，以下将重点关注不同之处。57.分隔壁组件400包括至少一个操作孔310a，该操作孔310a形成在通过插入狭缝s暴露于模块壳体200外部的部分中，该插入狭缝s形成在模块壳体200的顶面中(也就是说，在上壳体220中)。操作孔310a可以形成在构成分隔壁组件400的一对分隔壁310中的每一个中，或者可以仅形成在一对分隔壁310中的一个中。操作孔310a可以帮助操作者容易地操作电池模块。58.为了确保足够的容量，当构成电池模块的电池单元111的尺寸和数量增加时，电池模块的重量不可避免地增加。因此，为了使操作者容易地操作电池模块，需要形成在电池模块的外表面上的抓握装置。根据本公开的另一实施方式的电池模块可以通过设置借助使用暴露于模块壳体200外部的分隔壁组件300形成的操作孔310a来满足要求。59.已经详细描述了本公开。然而，应该理解的是，详细描述和具体示例，虽然指示了本公开的优选实施方式，但仅以例示的方式给出，因为从该详细描述中，由所附权利要求限定的本公开范围内的各种变化和修改对于本领域普通技术人员来说将变得显而易见。









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