CN112335094B - 电池模块、其制造方法和包括电池模块的电池组 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的一个实施方式的电池模块包括：电池单元堆，在所述电池单元堆中层叠有多个电池单元；以及框架构件，所述框架构件容纳所述电池单元堆并且具有彼此对应的上表面和下表面，其中，用于注入导热树脂的注入孔形成在所述框架构件的下表面中，并且其中，供支撑夹具的突起穿过的插入孔形成在所述框架构件的上表面中。

Description

电池模块、其制造方法和包括电池模块的电池组
技术领域
本公开涉及一种电池模块，其制造方法以及包括该电池模块的电池组，更具体地，涉及一种恒定地保持注入导热树脂的空间的电池模块，其制造方法以及包括该电池模块的电池组。
背景技术
容易地应用于各种产品组并具有诸如高能量密度的电特性的二次电池不仅普遍应用于便携式装置，而且普遍应用于由电驱动源驱动的电动车辆(EV)或混合电动车辆(HEV)、储能系统等。二次电池作为一种用于提高能量效率的新的环境友好的能源正引起人们的注意，因为它给出了显著减少化石燃料的使用并且根本不产生来自能量使用的副产物的主要优点。
在小型移动装置中，每个装置使用一个或两到四个电池单元，而诸如汽车的中型或大型装置需要高输出和大容量。因此，使用其中电连接多个电池单元的中型或大型电池模块。
由于如果可能的话中型或大型电池模块优选以小尺寸和重量制造，所以可以高度集成层叠并且相对于容量具有小重量的棱柱形电池、袋型电池等主要用作中型或大型电池模块的电池单元。
图1是示出在传统电池模块中在框架的底部中形成的孔的立体图。图2是示出图1的电池模块被倒置的状态的立体图。图3是沿图1的线A-A截取的截面图。
参照图1和图2，电池模块可以包括框架构件10，该框架构件具有敞开的前表面和后表面并且在内部空间中容纳电池单元堆，以便保护电池单元堆免受外部冲击、热或振动。框架构件10具有上部12和底部11。参照图2，示出了图1的电池模块被倒置的状态，注入孔20形成在框架构件10的底部11中，并且导热树脂可以通过注入孔20注入到电池单元堆和框架构件10之间以形成导热树脂层。
导热树脂层可用于将从电池单元堆产生的热传递到电池模块的外部并将电池单元堆固定在电池模块中。框架构件10的底部11还设有检查孔30；并且当注入导热树脂时，注入的超过必要量的导热树脂可以通过检查孔30排出到电池模块的外部，并且由此可以检查注入量。
图1示出了电池模块翻转180度以注入导热树脂的状态。在这种情况下，电池模块内的部件可以通过重力向下移动，如图3所示。电池单元堆15是通过层叠多个电池单元14而形成的集合体，该电池单元堆安装在电池模块内部，并且由于电池单元堆15在重力作用下的运动，能够注入导热树脂的空间变得比最初设计的空间宽。在这种情况下，注入导热树脂，并且填充框架的底部和电池单元堆之间的空间的导热树脂的量可能增加得超过所需。
发明内容
技术问题
本公开的一个目的是提供一种电池模块、其制造方法以及包括该电池模块的电池组，所述电池模块恒定地保持供注入导热树脂的空间，降低制造工艺的成本，并且防止重量不必要地增加。
然而，本公开的实施方式所要解决的问题不限于上述问题，并且可以在本公开所包括的技术思想的范围内进行各种扩展。
技术方案
根据本公开的一个实施方式的电池模块包括：电池单元堆，在所述电池单元堆中层叠有多个电池单元；以及框架构件，所述框架构件容纳所述电池单元堆并且具有彼此对应的上表面和下表面，其中，在所述框架构件的下表面中形成有用于注入导热树脂的注入孔，并且其中，在所述框架构件的上表面中形成有供支撑夹具的突起穿过的插入孔。
所述电池模块还可以包括位于所述框架构件的下表面和所述电池单元堆之间的导热树脂层。
所述电池模块还可以包括位于所述框架构件的上表面和所述电池单元堆之间的绝缘盖。
在所述框架构件的上表面和所述绝缘盖之间以从所述支撑夹具的突起穿过所述插入孔的点到支撑所述电池单元堆的所述绝缘盖的距离可以形成有分离空间。
所述插入孔形成为多个插入孔，并且所述多个插入孔可以形成在所述框架构件的上表面的纵向方向上的中央部分和两端处
所述电池模块进一步包括覆盖所述电池单元堆的前表面和后表面的汇流条框架，并且所述框架构件可以围绕所述电池单元堆的上表面、下表面、左表面和右表面。
所述框架构件的上表面和下表面可以沿着与所述电池单元堆的层叠方向垂直的方向彼此面对。
一种制造电池模块的方法，所述方法包括以下步骤：将层叠有多个电池单元的电池单元堆容纳在框架构件中，将支撑夹具安装在所述框架构件的上表面上，并且通过形成在所述框架构件的下表面中的注入孔注入导热树脂，其中，在注入导热树脂的步骤中，所述支撑夹具支撑所述框架构件内的部件，使得所述部件不移动。
所述支撑夹具可以包括至少一个突起，以便插入到所述框架构件的上表面中形成的插入孔中。
所述制造电池模块的方法还可以包括在注入导热树脂的步骤之后从所述框架构件拆卸所述支撑夹具的步骤。
通过形成在所述框架构件的下表面中的注入孔注入导热树脂的步骤可以在所述框架构件被倒置的状态下进行，并且从所述框架构件拆卸所述支撑夹具的步骤可以是在所述框架构件再次被倒置而到其初始状态的状态下进行的。
所述支撑夹具可以由塑料材料形成。
所述制造电池模块的方法可以进一步包括在所述框架构件的上表面和所述电池单元堆之间形成绝缘盖的步骤。
所述部件可以包括所述电池单元堆和所述绝缘盖。
根据本公开的另一实施方式的电池组包括上述电池模块。
有利效果
根据这些实施方式，使用夹具来防止电池模块内部的部件由于重力而向下移动，并且在电池模块的上表面中加工孔，使得形成在夹具中的突起插入到电池模块的上表面上的孔中，由此可以始终保持其中注入导热树脂的空间恒定。
此外，可以将适当量的树脂注入到模块中，以降低制造工艺的成本并防止重量的不必要增加。
附图说明
图1是示出在传统电池模块中的框架的底部中形成的孔的立体图。
图2是示出图1的电池模块被倒置的状态的立体图。
图3是沿图1的线A-A截取的截面图。
图4是示出根据本公开的一个实施方式的电池模块的分解立体图。
图5是示出图4的电池模块部件被联接的状态的视图。
图6是示出图5的电池模块被倒置的状态的立体图。
图7是沿图6的线B-B截取的截面图。
图8是示出根据本实施方式的夹具联接到电池模块的上端的状态的视图。
图9是示出支撑夹具联接到图8中的电池模块之前的状态的视图。
图10是示出图8的电池模块被倒置的状态的视图。
图11是沿图10的线C-C截取的截面图，示出支撑夹具被分离的状态的视图。
图12是示出夹具插入图11中的电池模块中的状态的截面图。
图13是图12中的区域P的放大视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的各种实施方式，使得本领域技术人员可以容易地实现它们。可以以各种不同的方式修改本公开，并且本公开不限于在此阐述的实施方式。
与描述无关的部分将被省略以清楚地描述本公开，并且在整个说明书中相同的附图标记表示相同的元件。
此外，在附图中，为了便于描述，任意地示出了每个元件的尺寸和厚度，并且本公开不必限于附图中示出的那些。在附图中，为了清楚起见放大了层、区域等的厚度。在附图中，为了便于描述，一些层和区域的厚度被放大。
此外，应当理解，当诸如层、膜、区域或板的元件被称为在另一元件“上”或“上方”时，它可以直接在另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接在另一个元件上”时，这意味着不存在其它插入元件。此外，词语“在……上”或“在……上方”意味着设置在参考部分上或者参考部分下方，并且不一定意味着设置在参考部分的朝向重力的相反方向的上端上。
此外，在整个说明书中，当部件被称为“包括”某个部件时，意味着可以进一步包括其他部件，而不排除其他部件，除非另有说明。
此外，在整个说明书中，当被称为“平面”时，是指从顶部观察目标部分，并且当被称为“横截面”时，是指从垂直切割的横截面侧观察目标部分。
图4是示出根据本公开的一个实施方式的电池模块的分解立体图。图5是示出图4的电池模块部件被联接的状态的视图。图6是示出图5的电池模块被倒置的状态的立体图。图7是沿图6的线B-B截取的截面图。
参照图4和图5，根据本实施方式的电池模块包括电池单元堆120和框架构件100，在电池单元堆中层叠有多个电池单元110，该框架构件容纳电池单元堆120并且具有彼此对应的下表面101和上表面102，其中，在框架构件100的下表面101中形成有用于注入导热树脂的注入孔135以及/或者用于检测注入到注入孔135中的导热树脂的流动的检查孔130。当从检查孔130观察到导热树脂时，可以通过停止注入来完成导热树脂的注入。根据本实施方式，供支撑夹具的突起穿过的插入孔140形成在框架构件100的上表面102中。形成有多个插入孔，并且所述多个插入孔140可以形成在框架构件100的上表面102的纵向方向上的中央部分和两端处。这里，所述纵向方向可以与电池单元堆120插入框架构件100中的方向相同。
根据本实施方式的框架构件100围绕电池单元堆120的除前表面和后表面之外的其余外表面，并且在电池单元堆120的前表面和后表面中的每一者上定位有端板150。在电池单元堆120和端板150之间定位有汇流条框架145。电池单元堆120的除前表面和后表面之外的其余外表面可以是电池单元堆的上表面、下表面、左表面和右表面。
根据本实施方式，导热树脂层400位于框架构件101的下表面100和电池单元堆120之间。可以通过固化通过注入孔135注入的导热树脂来形成导热树脂层400，并且该导热树脂层可以用于将电池单元堆120产生的热传递到电池模块的外部并且将电池单元堆120固定在电池模块中。导热树脂层400由导热材料形成，以便将电池单元堆120产生的热量排放到外部，并且可以包括硅树脂、聚氨酯、环氧树脂等。
参见图6和图7，根据本实施方式的电池模块可以进一步包括定位在框架构件100的上表面102与电池单元堆120之间的绝缘盖105。绝缘盖105可以由注塑成型塑料材料形成。稍后将描述的支撑夹具的突起可以穿过插入孔140以进行支撑，使得绝缘盖105和由绝缘盖105支撑的电池单元堆120不移动。在这种情况下，在根据本实施方式的电池模块中，可以在框架构件100的上表面102和绝缘盖105之间形成分离空间SD。
下面，将参照图8至图13描述根据本公开的另一实施方式的制造电池模块的方法。
图8是示出根据本实施方式的夹具联接到电池模块的上端的状态的视图。图9是示出支撑夹具联接到图8中的电池模块之前的状态的视图。图10是示出图8的电池模块被倒置的状态的视图。图11是沿图10的线C-C截取的截面图，示出支撑夹具被分离的状态的视图。图12是示出夹具插入图11中的电池模块中的状态的截面图。图13是图12中区域P的放大视图。
首先，参照图4所示的内容，根据本实施方式的制造电池模块的方法包括将框架构件100插入电池单元堆120以便容纳其中层叠有多个电池单元110的电池单元堆120的步骤。如图5所示，与传统的电池模块不同，插入孔140形成在框架构件100的上表面102中，并且插入孔140不是用于注入导热树脂，而是用于插入图8至图10所示的支撑夹具310的突起300。
接下来，参照图8，根据本实施方式的制造电池模块的方法包括将支撑夹具300安装在电池模块的框架构件100的上表面上的步骤。支撑夹具300可以由塑料材料形成。图9示出了电池模块被倒置的状态，以示出支撑夹具联接到电池模块之前的状态。参照图9和图11，根据本实施方式的支撑夹具300形成为具有用于支撑电池模块的支撑表面以及从所述支撑表面朝向电池模块突出的至少一个突起310。所述至少一个突起310被定位成与形成在框架构件100的上表面102中的插入孔140相对应。突起310的直径可以等于或小于插入孔140的直径。突起310的高度大于在框架构件100和支撑夹具300的组件被翻转之前电池单元堆120和框架构件100的上表面102之间的空间。
接下来，参照图10，根据本实施方式的制造电池模块的方法包括在支撑夹具300安装在框架构件100的上表面上并且电池模块被倒置的状态下，通过形成在框架构件100的下表面101中的注入孔135注入导热树脂的步骤。当通过注入孔135注入导热树脂时，支撑夹具300在重力作用方向(图10中的向下方向)上在电池模块的下端支撑电池模块。具体地，如图12所示，由于支撑夹具300的突起310支撑电池模块内部的部件，所以部件不会由于重力而向下移动。因此，可以在不增大框架构件101的下表面100与电池单元堆120之间的空间而是保持该空间的状态下注入一定量的导热树脂。这里，可通过重力移动的部件可包括电池单元堆120以及位于电池单元堆120和框架构件100之间的绝缘盖105。例如，参见图13，支撑夹具300的突起310可以在与重力相反的方向上支撑绝缘盖105，从而使绝缘盖150和电池单元堆120在重力作用下的移动最小化。
随后，尽管未示出，根据本实施方式的制造电池模块的方法可以进一步包括在注入导热树脂的步骤之后从框架构件拆卸支撑夹具的步骤。将支撑夹具从框架构件拆卸的步骤可以在框架构件再次被被倒置而到其初始状态的状态下进行。通过该过程，可以在绝缘盖105和框架构件的上表面102之间保持分离空间SD，如图13所示。
同时，根据本公开的一个实施方式的一个或多个电池模块可以被封装在电池组壳体中以形成电池组。
上述电池模块和包括该电池模块的电池组可应用于各种装置。这些装置可以应用于诸如电动自行车、电动车辆、混合动力车辆之类的车辆，但是本公开不限于此，并且可以应用于可以使用电池模块和包括电池模块的电池组的各种装置，这也属于本公开的范围。
虽然上面已经详细描述了本公开的优选实施方式，但是本公开的范围不限于此，并且本领域技术人员使用在所附权利要求中限定的本公开的基本构思进行的各种变型和改进也属于权利范围。
附图标记说明
100：框架构件
105：绝缘盖
120：电池单元堆
135：注入孔
140：插入孔
300：支撑夹具
310：突起
400：导热树脂层
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年2月13日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2019-0016864，于2019年9月2日提交的韩国专利申请10-2019-0108423以及2020年2月13日提交的10-2020-0017528的权益，这些公开内容完整结合于此作为参考。

Claims (15)

1.一种电池模块，所述电池模块包括：
电池单元堆，在所述电池单元堆中层叠有多个电池单元；以及
框架构件，所述框架构件容纳所述电池单元堆并且具有彼此对应的上表面和下表面，
其中，在所述框架构件的下表面中形成有用于在所述框架构件被倒置的状态下注入导热树脂的注入孔，并且
其中，在所述框架构件的上表面中形成有供支撑夹具的突起穿过从而能使供注入导热树脂的空间保持恒定的插入孔。
2.根据权利要求1所述的电池模块，所述电池模块进一步包括位于所述框架构件的下表面和所述电池单元堆之间的导热树脂层。
3.根据权利要求2所述的电池模块，所述电池模块进一步包括位于所述框架构件的上表面和所述电池单元堆之间的绝缘盖。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其中，在所述框架构件的上表面和所述绝缘盖之间以从所述支撑夹具的突起穿过所述插入孔的点到支撑所述电池单元堆的所述绝缘盖的距离形成有分离空间。
5.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述插入孔形成为多个插入孔，并且所述多个插入孔形成在所述框架构件的上表面的纵向方向上的中央部分和两端处。
6.根据权利要求1所述的电池模块，所述电池模块进一步包括覆盖所述电池单元堆的前表面和后表面的汇流条框架，
其中，所述框架构件围绕所述电池单元堆的上表面、下表面、左表面和右表面。
7.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述框架构件的上表面和下表面沿着与所述电池单元堆的层叠方向垂直的方向彼此面对。
8.一种制造电池模块的方法，所述方法包括以下步骤：
将层叠有多个电池单元的电池单元堆容纳在框架构件中，
将支撑夹具安装在所述框架构件的上表面上，并且
在所述框架构件被倒置的状态下通过形成在所述框架构件的下表面中的注入孔注入导热树脂，
其中，在注入所述导热树脂的步骤中，所述支撑夹具支撑所述框架构件内的部件，从而能使供注入导热树脂的空间保持恒定。
9.根据权利要求8所述的制造电池模块的方法，其中，所述支撑夹具包括至少一个突起，以便插入到所述框架构件的上表面中形成的插入孔中。
10.根据权利要求9所述的制造电池模块的方法，其中，所述方法还包括在注入所述导热树脂的步骤之后从所述框架构件拆卸所述支撑夹具的步骤。
11.根据权利要求10所述的制造电池模块的方法，其中，
从所述框架构件拆卸所述支撑夹具的步骤是在所述框架构件再次被倒置而到其初始状态的状态下进行的。
12.根据权利要求9所述的制造电池模块的方法，其中，所述支撑夹具由塑料材料形成。
13.根据权利要求8所述的制造电池模块的方法，其中，所述方法还包括在所述框架构件的上表面和所述电池单元堆之间形成绝缘盖的步骤。
14.根据权利要求13所述的制造电池模块的方法，其中，所述部件包括所述电池单元堆和所述绝缘盖。
15.一种电池组，所述电池组包括权利要求1至7中任一项所述的电池模块。
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