电池模块、包括电池模块的电池架以及包括电池架的蓄能系统的制作方法

本公开涉及一种电池模块、包括电池模块的电池架以及包括电池架的蓄能系统。

本申请要求2018年10月12日在韩国提交的韩国专利申请号10-2018-0122133的优先权，其公开内容通过引用被并入本文。

背景技术：

二次电池高度适用于各种产品，并且表现出诸如高能量密度等优异的电学性能，因此二次电池不仅常被用于便携式装置，并且还常被用于由电力源驱动的电动车辆(ev)或混合动力电动车辆(hev)。由于二次电池能够大幅减少化石燃料的使用，而且在能耗期间不产生副产品，因此作为提高环境友好性和能量效率的新能源，二次电池受到关注。

当前广泛使用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。单位二次电池单体、即单位电池单体的工作电压约为2.5v至4.5v。因此，如果需要更高的输出电压，则可以串联连接多个电池单体来构造电池组。另外，根据所述电池组所需的充电/放电容量，可以并联连接多个电池单体来构造电池组。因此，可以根据所需的输出电压或所要求的充电/放电容量来不同地设定所述电池组中所包括的电池单体的数量。

同时，当串联或并联连接多个电池单体来构造电池组时，通常首先构造包括至少一个电池单体的电池模块，然后通过使用至少一个电池模块并且添加其他元件来构造电池架。当构造电池架时，可以使用多个电池架来构造蓄能系统。

在传统的电池模块中，可以设置水冷却型或空气冷却型的冷却单元以冷却电池模块。在此，具有空气冷却结构的电池模块的冷却单元通常包括冷却空气供应部和冷却空气排放部。同时，当由于电池单体中的至少一个电池单体的异常发热而发生高温情况时，电池模块内部可能产生高温气体和火焰。

然而，在具有空气冷却结构的传统电池模块中，当发生这种高温情况时，电池模块内部的高温气体和火焰可能仅通过冷却单元的冷却空气供应部和冷却空气排放部从电池模块中排出。因此，高温气体和火焰可能无法顺利地从电池模块中排出。

在这种情况下，任何一个电池单体的热失控都会传播到相邻的电池单体，导致整个电池模块爆炸，从而造成极大损坏。

因此，需要找到这样一种方法：当具有空气冷却结构的电池模块中由于异常发热而发生高温情况时，将高温气体和火焰更快地排放到外部。

技术实现要素：

技术问题

本公开旨在提供一种电池模块、包括电池模块的电池架以及包括电池架的蓄能系统，该电池模块可以在具有空气冷却结构的电池模块中由于异常发热高温情况发生时迅速将高温气体和火焰排放到外部。

技术解决方案

在本公开的一个方面中，提供了一种电池模块，包括：多个电池单体；模块壳体，该模块壳体被构造成容纳多个电池单体，并且具有形成在多个电池单体的两侧处的内部冷却通道；至少一个开口，该至少一个开口被设置在模块壳体的两个侧表面处，以面对模块壳体的内部冷却通道；以及一对膜构件，该一对膜构件安装在模块壳体的两个侧表面上，以覆盖该至少一个开口，该对膜构件在超过预定温度时被熔化，以打开该至少一个开口。

开口可以被设置为多个，并且该多个开口可以被布置为沿着模块壳体的纵向方向彼此间隔开预定距离。

该一对膜构件可以具有覆盖全部多个开口的尺寸。

开口可以被设置为一对，并且该一对开口可以分别设置到模块壳体的两侧表面。

该一对开口可以设置成网状。

该对膜构件可以具有分别覆盖该对开口的尺寸。

电池模块可以进一步包括冷却单元，该冷却单元被设置到模块壳体，以朝向内部冷却通道供应冷却空气并且将冷却空气排出模块壳体。

该冷却单元可以包括：冷却空气供应部，该冷却空气供应部被设置在模块壳体的一侧处，以朝向内部冷却通道提供冷却空气；以及冷却空气排放部，该冷却空气排放部被设置在模块壳体的另一侧处，以将内部冷却通道中的冷却空气排放到模块壳体的外部。

此外，本公开还提供了一种电池架，包括：至少一个根据上述实施例的电池模块；和电池架壳体，该电池架壳体被构造成封装该至少一个电池模块。

此外，本发明还提供了一种蓄能系统，包括至少一个根据上述实施例的电池架。

有利效果

根据如上所述的各种实施例，能够提供如下一种电池模块、包括电池模块的电池架以及包括电池架的蓄能系统：当由于具有空气冷却结构的电池模块中的异常发热而发生高温情况时，该电池模块可以将高温气体和火焰迅速排放到外部。

附图说明

附图示出本公开的优选实施例，并且与前述公开一起用于进一步理解本公开的技术特征，因此，本公开不应被解释为限于附图。

图1是用于示出根据本公开实施例的电池模块的视图。

图2是示出图1的电池模块的截面图。

图3是示出图1的电池模块的侧视图。

图4是用于示出被冷却时的图1所示电池模块的形式的视图。

图5和图6是用于示出图1的电池模块在超过预定温度的高温情况下的形式的视图。

图7是用于示出根据本公开另一实施例的电池模块的视图。

图8是示出图7的电池模块的侧视图。

图9是用于示出在超过预定温度的高温情况下的图7的电池模块的形式的视图。

图10是用于示出根据本公开实施例的电池架的视图。

具体实施方式

通过参考附图详细地描述本公开的实施例，本公开将变得更为清楚。应理解，本文所公开的实施例为示例性的，其仅是为了更好地理解本公开，本公开可以以各种方式进行修改。另外，为了便于理解本公开，附图未按实际比例绘制，可能夸大了一些元件的尺寸。

图1是用于示出根据本公开实施例的电池模块的视图，图2是示出图1的电池模块的截面图，图3是示出图1的电池模块的侧视图。

参照图1至图3，电池模块10可以包括电池单体100、模块壳体200、冷却单元300、开口400以及膜构件500。

电池单体100是二次电池，其可以是袋型二次电池、立方体形二次电池或柱形二次电池。在下文中，在该实施例中，电池单体100被描述为袋型二次电池。

电池单体100可以设置为多个。多个电池单体100可以被堆叠为彼此电连接。

模块壳体200可以容纳多个电池单体100。为此，模块壳体200可以具有用于容纳多个电池单体100的容纳空间。

模块壳体200可以包括内部冷却通道250。

内部冷却通道250可以设置在模块壳体200内部的多个电池单体100的两侧处。内部冷却通道250可以布置成与冷却单元300连通，稍后将进行解释。

冷却单元300用于冷却电池单体100，并且可以设置为空气冷却型。冷却单元300被设置到模块壳体200，并且可以朝向内部冷却通道250供应冷却空气以及将冷却空气从模块壳体200排出。

冷却单元300可以包括冷却空气供应部310和冷却空气排放部330。

冷却空气供应部310可以设置在模块壳体200的一侧处，具体而言，冷却空气供应部310可以设置在模块壳体200的前侧处，并且可以朝向内部冷却通道250提供冷却空气。

冷却空气供应部310可以具有冷却供应风扇，用于朝向模块壳体200的内部冷却通道250顺利地供应冷却空气。

冷却空气排放部330设置在模块壳体200的另一侧处，具体而言，冷却空气排放部330设置在模块壳体200的后侧处，并且可以将内部冷却通道250中的冷却空气排放到模块壳体200的外部。

冷却空气排放部330可具有冷却排风扇，用于顺利地排放模块壳体200中的内部冷却通道250的冷却空气。

冷却空气排放部330可以在模块壳体200的前后方向上与冷却空气供应部310成对角地布置。因此，冷却空气可以在模块壳体200的整个内部中更顺利地流动。

开口400可以设置在模块壳体200的两个侧表面处，以面对模块壳体200的内部冷却通道250。

开口400可以设置为多个。

多个开口400可以分别设置在模块壳体200的两个侧表面处，并且可以布置为沿着模块壳体200的纵向方向以预定距离彼此间隔开。

膜构件500被成对设置，并且成对膜构件500可以分别设置在模块壳体200的两侧表面处，以覆盖至少一个开口400，或者覆盖分别设置在本实施例中的模块壳体200的两侧处的多个开口400。

成对膜构件500可以具有覆盖分别设置在模块壳体200的两侧处的全部多个开口400的尺寸。成对膜构件500在预定温度以下密封至少一个开口400或者本实施例中的多个开口400，并且在超过预定温度时可以被熔化，以至少部分地打开多个开口400中的至少一个开口400。

为此，成对膜构件500可以由超过预定温度则易受高温影响的膜或泡沫材料制成。成对膜构件500可以在超过预定温度的高温下熔化。

在下文中，将更详细地描述根据该实施例的、处于冷却状态和高温情况下的电池模块10的形式。

图4是用于示出在被冷却时图1的电池模块的形式的视图。

参照图4，当电池模块10被冷却时，冷却单元300的冷却空气供应部310可以将用于冷却电池单体100的冷却空气从模块壳体200的外部引入到模块壳体200中。

然后，引入到模块壳体200中的冷却空气可以在流过模块壳体200的内部冷却通道250的同时冷却电池单体100。

然后，冷却电池单体100的冷却空气可以通过冷却单元300的冷却空气排放部330而排出模块壳体200。

图5和图6是用于示出在超过预定温度的高温情况下图1的电池模块的形式的视图。

参照图5和图6，在电池模块10中，电池单体100中的至少一个电池单体100中可能发生异常发热。如果继续异常发热，则在模块壳体200内部可能发生高温情况，并且模块壳体200内部可能会产生高温气体和火焰。

当产生这样的高温气体和火焰时，仅利用冷却空气供给部310和冷却空气排放部330，高温气体和火焰可能无法顺利地从模块壳体200中排出。

在这种情况下，任何一个电池单体的热失控都会传播到相邻的电池单体，导致整个电池模块爆炸，从而造成极大的损害。

然而，在该实施例中，当由于高温情况而在模块壳体200中产生高温气体和火焰时，成对膜构件500被熔化，使得多个开口400从模块壳体200中露出。

因此，在该实施例中，由于高温气体和火焰可以通过多个开口400迅速排放，所以能够预先防止可能导致整个电池模块10爆炸的任何问题。

结果，在根据本实施例的电池模块10中，在正常操作条件下，多个开口400和成对膜构件500可以引导并形成用于冷却电池单体100的冷却路径；在诸如热失控这样的异常操作条件下，多个开口400和成对膜构件500还可以迅速将模块壳体200内部的高温气体和火焰排放到外部。

因此，根据本实施例的电池模块10可以确保电池模块10在正常和异常操作环境下的可靠性和稳定性。

图7是用于示出根据本公开另一实施例的电池模块的视图，图8是示出图7的电池模块的侧视图，图9是用于示出在超过预定温度的高温情况下图7的电池模块的形式的视图。

由于根据本实施例的电池模块20类似于前述实施例的电池模块10，所以在下文中，将省略对与前述实施例的特征相同或相似的特征的重复描述，而将主要描述与前述实施例的不同之处。

参照图7至图9，电池模块20可以包括电池单体100、模块壳体200、冷却单元300、一成对膜构件500和开口600。

电池单体100、模块壳体200、冷却单元300和成对膜构件500与先前的实施例的那些部件基本相同或相似，因此将省略其重复描述。

开口600可以成对设置，并且成对开口600可以分别设置到模块壳体200的两侧表面。成对开口600可以设置成网状。同时，成对膜构件500可以具有分别覆盖一对开口600的尺寸。

在该实施例中，开口600可以设置成网状，而不是设置成多个。当发生诸如热失控的异常情况时，网状的开口600也可以通过熔化的膜构件500而露出，以将模块壳体200内部的高温气体和火焰快速排放到外部。

图10是用于示出根据本公开实施例的电池架的视图。

参照图10，电池架1可以包括根据前述实施例的至少一个电池模块10、20和用于封装至少一个电池模块10、20的电池架壳体50。

此外，除了蓄能系统之外，电池架1还可以设置在其他设备、仪器或设施中，例如车辆、二次电池。

如上所述，本实施例的电池架1以及具有电池架1的诸如蓄能系统或车辆的设备、仪器或设施包括如上所述的电池模块10、20，因此能够实现具有上述电池模块10、20的所有优点的电池架1，或者具有电池架1的诸如蓄能系统或车辆的设备、仪器、设施等。

根据如上所述的各种实施例，可以提供：一种电池模块10、20；包括电池模块10、20的电池架1；以及包括电池架1的蓄能系统，当具有空气冷却结构的电池模块10、20中由于异常发热而发生高温情况时，该电池模块10、20可以将高温气体和火焰迅速排放到外部。

尽管已经示出和描述本公开的实施例，但是应理解，本公开不限于所述的特定实施例，并且本领域的技术人员能够在本公开的范围内进行各种改变和修改，并且不应偏离本公开的技术构思和观点而单独地理解这些修改。