袋型电池单元和包括该袋型电池单元的电池组的制作方法

1.以下公开涉及一种袋型电池单元和包括该袋型电池单元的电池组，更具体地，涉及一种在不使用模块外壳的情况下将袋型电池单元直接安置在电池组中的技术。


背景技术：

2.通常，电池组以如下形式制造，即，在电池组中配置彼此串联或并联连接的多个模块，并且每个模块包括彼此串联或并联连接的多个电池单元。
3.每个模块已使用单独的外壳构件来容纳多个电池单元。因此，在增大容纳在电池组中的电池单元的尺寸方面存在限制，并且因此，不能进一步增大电池单元的容量。
4.此外，锂离子电池具有引起发热的高电压区域，并且在使用过程中在锂离子电池中用作电解质的、诸如碳酸亚乙酯、碳酸二亚乙酯、碳酸亚甲酯或碳酸亚丙酯的有机溶剂被蒸发，从而出现诸如膨胀的问题。这样产生的热和气体可能导致劣化的电池单元爆炸，并且可能导致所谓的热传播问题，即爆炸的电池单元对相邻的电池单元有影响，从而相继导致电池单元的爆炸。
5.另外，在相关技术中，已经安装了用于处理模块内部产生的热和气体的安全装置、冷却装置和各种控制装置。然而，以这种方式，上述的各种装置应该包括在模块中，因此在有限的模块空间内可以容纳电池单元的空间变得不足。结果，电池单元占电池组的总体积的比率降低，从而电池容量可能降低。
6.[相关技术文献]
[0007]
[专利文献]
[0008]
(专利文献1)公开号为10-2020-0069752的韩国专利公开(标题为“具有通风构件的袋型电池单元和包括该袋型电池单元的电池组”并于2020年6月17日公开)


技术实现要素：

[0009]
本发明的实施例旨在提供一种包括袋型电池单元的电池组，该电池组能够通过在现有部件之中保留尽可能少的部件然后将袋型电池单元直接堆叠在电池组中以最大程度地增大袋型电池单元占电池组的总体积的比率来增大电池容量。
[0010]
本发明的另一实施例旨在提供一种电池组，该电池组能够将在诸如热传播的事件发生时泄漏的气体等安全地排放到外部。
[0011]
在一个总体方面，一种电池组包括：电池单元组件，通过堆叠多个电池单元而形成，每个电池单元包括电极凸片引线部分和热交换部分；壳体，多个电池单元组件安置在壳体中并且该壳体包括底部和侧壁部分；以及热传导构件，设置在热交换部分和底部之间，其中，电极凸片引线部分包括通过热压缩容纳电极组件的袋而形成的密封表面，并且热交换部分在没有密封表面的情况下与热传导构件接触。
[0012]
电极凸片引线部分可以进一步包括位于其一端的角部，并且角部可以比热交换部分更朝向底部突出。
[0013]
电池单元组件可以包括汇流条组件，该汇流条组件包括联接到电极凸片引线部分的金属汇流条和支撑金属汇流条的绝缘部，并且绝缘部的下部可以在角部和底部之间延伸。
[0014]
电池单元组件可以包括；汇流条组件，包括联接到电极凸片引线部分的金属汇流条和支撑金属汇流条的绝缘部；以及盖板，用于保护汇流条组件，并且在角部和底部之间延伸的延伸部分可以形成在盖板的下部。
[0015]
盖板可以与壳体的侧壁部分一体地形成。
[0016]
壳体的底部可以包括用于容纳角部的台阶部分，该角部形成为比热交换部分更朝向底部突出。
[0017]
底部可以包括至少两层，第一层可以包括制冷剂通道，并且第二层可以包括用于形成台阶部分的孔。
[0018]
台阶部分可以包括用于与角部电绝缘的绝缘层。
[0019]
壳体的侧壁部分可以包括用于排放气体的侧壁通气孔。
[0020]
壳体的中心部分可以包括由壳体的侧壁部分形成的中心梁，并且中心梁可以包括用于将气体排放到外部的气体排放孔。
[0021]
汇流条组件可以包括用于排放电池单元组件中产生的气体的汇流条通气孔。
[0022]
电池单元组件可以包括：第一侧盖，包括具有用于将电池单元组件紧固到相邻的电池单元组件的第一形状的紧固部分；以及第二侧盖，包括具有用于将电池单元组件紧固到另一相邻的电池单元组件的第二形状的紧固部分。
[0023]
具有第一形状的紧固部分可以是组装销，并且具有第二形状的紧固部分可以是与组装销对应的组装孔。
[0024]
用于联接到壳体的底部的突出的组装部分可以形成在第一侧盖的下端部分上。
[0025]
螺栓槽可以形成在第一侧盖的上端部分中，以当突出的组装部分联接到壳体的底部时不干扰突出的组装部分。
[0026]
当第一侧盖联接到相邻的电池单元组件的第二侧盖时，可以在第一侧盖和第二侧盖之间形成通道。
[0027]
电池单元可以进一步包括折叠部分，该折叠部分位于与热交换部分相对的一侧并且通过折叠密封表面而形成，电极凸片引线部分可以沿两个方向被引导为使得电极凸片引线部分的中心比电池单元的中心更靠近热交换部分，并且可以在折叠部分中形成预折叠线使得密封表面能够沿其弯曲。
附图说明
[0028]
图1是根据本发明的电池组的截面立体图。
[0029]
图2是根据本发明的电池单元的立体图和局部放大图。
[0030]
图3是示出根据本发明的电池单元组件和汇流条组件之间的联接的视图。
[0031]
图4是示出根据本发明的电池单元组件和盖板之间的联接的视图。
[0032]
图5是用于描述根据本发明的电池单元、汇流条组件、盖板和电池组壳体的底部之间的联接关系的视图。
[0033]
图6至图8是用于描述根据本发明的气体从电池组壳体排放的视图。
[0034]
图9至图12是用于描述根据本发明的与相邻电池单元组件的组装和与电池组壳体的组装的视图。
[0035]
主要元件的详细说明
[0036]
1000：电池组
[0037]
100：电池单元
[0038]
110：电极凸片引线部分
[0039]
111：密封表面
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112：角部
[0040]
120：热交换部分
[0041]
130：折叠部分
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131：预折叠线
[0042]
200：电池组壳体
[0043]
210：底部
[0044]
211：台阶部分
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212：制冷剂通道
[0045]
213：绝缘层
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214：盖组装部分
[0046]
220：侧壁部分
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221：侧壁通气孔
[0047]
230：中心梁
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231：排气孔
[0048]
240：热传导构件
[0049]
300：汇流条组件
[0050]
310：金属汇流条
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320：绝缘部
[0051]
330：汇流条通气孔
[0052]
400：盖板
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410：延伸部分
[0053]
500：电池单元组件
[0054]
510：前盖板
[0055]
512：连接构件
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520：后盖板
[0056]
521：夹组装部分
[0057]
530：第一侧盖
[0058]
531：螺栓槽
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532：组装销
[0059]
534：突出的组装部分
[0060]
535：侧孔
[0061]
540：第二侧盖
[0062]
541：组装孔
具体实施方式
[0063]
下面，将参照附图更详细地描述本发明的技术精神。本说明书和权利要求书中使用的术语和词语不应被限制性地解释为一般或字典含义，而是被解释为基于本发明人可适当地定义术语的概念以便以最佳方式描述其发明的原则，与本发明的技术精神一致的含义和概念。
[0064]
因此，本发明的实施例和附图中所描述的配置仅为最优选的实施例，并不代表本发明的全部技术精神。因此，应当理解，在提交本技术的时间点，可以存在能够替代这些实施例的各种修改。
[0065]
同时，在本说明书中使用了表示诸如向前、向后、向上、向下等方向的术语，但是对于本发明所属领域的技术人员来说明显的是，这些术语仅为了方便描述，并且可以根据观察者的观察位置、目标的位置等不同地表达。
[0066]
图1是根据本发明的电池组1000的截面立体图。参照图1，根据本发明的电池组1000可以包括：电池单元组件，电池单元100在电池单元组件中沿一个方向堆叠；汇流条组件300，联接到电池单元组件的一端；盖板400，联接到汇流条组件300的一端；以及电池组壳体200，容纳电池单元组件、汇流条组件300和盖板400并且包括图7所示的底部210和侧壁部分220。在这种情况下，可以在电池组壳体200内部形成中心梁230，稍后将描述中心梁230的详细构造和操作。
[0067]
电池单元组件具有在其中堆叠将稍后描述的多个袋型电池单元100的结构，并且用于与被引导到电池单元100的至少一侧的电极凸片彼此电连接的汇流条组件300可以配置在电池单元组件的至少一侧上，以与电极凸片对应。
[0068]
此外，单独的盖板400可以对应于汇流条组件300的方式配置在汇流条组件300的至少一侧上，以从外部保护汇流条组件300，但是通过省略单独的盖板400以及仅将电池单元组件和汇流条组件300安置在电池组壳体200中，可以进一步增大电池单元的容量。
[0069]
根据本发明的电池组壳体200的底部210具有安置在其上的电池单元组件，并且可以包括用于冷却由电池单元组件产生的热的制冷剂通道212。此外，电池组壳体200的侧壁部分是沿垂直于底部210的方向形成的结构，可以与底部210一起形成用于容纳电池单元组件的空间，并且可以用于加强电池组壳体200的刚性。这样的侧壁部分可以包括围绕电池组壳体200的外侧的侧壁部分220、横跨壳体空间形成的中心梁230、以及沿垂直于中心梁230的方向形成并且分隔安置电池单元组件的空间或联接到电池单元组件的盖组装部分214或侧盖530和540。
[0070]
图2是根据本发明的电池单元100的立体图和前视图。将参照图2更详细地描述根据本发明的电池单元100。根据本发明的电池单元100包括形成在电池单元100的一端或两端的电极凸片引线部分110和将热散发到电池组壳体200的底部的热交换部分120，其中电极凸片引线部分110包括通过热压缩容纳电极组件的袋而形成的密封表面111，而热交换部分120形成为没有密封表面111以将热较好地传导到底部。在不存在密封表面的情况下，可以增大与底部的接触面积，由此可以提高导热性，并且在电池单元100堆叠的情况下，可以在不使用电池单元之间的单独的支撑结构的情况下将电池单元100堆叠在电池组壳体200中。
[0071]
在这种情况下，电极凸片引线部分110进一步包括在其一端的角部112，并且角部112形成为比热交换部分120的下表面更朝向底部延伸和突出。在通过热压缩袋形成电极凸片引线部分110的密封表面111时形成的角部112是比电池单元100的热交换部分120更朝向下表面突出的部分，使得在热传导或绝缘方面需要特殊对策。
[0072]
并且，根据本发明的电池单元100进一步包括：折叠部分130，位于与热交换部分120相对的上侧并且通过折叠密封表面而形成。在这种情况下，优选地，电极凸片引线部分110被引导为使得电极凸片引线部分110的中心ct比电池单元100的中心cs更靠近热交换部分120，由此可以更充分地确保电连接到电极凸片的汇流条组件300的上部空间，并且可以设置用于感测电池单元100的电压的电路部件。
[0073]
此外，优选地，在折叠部分130中形成预折叠线，使得上密封表面沿其容易地弯曲。通常，在密封表面弯曲的情况下，随着时间的推移，密封表面趋于恢复到其原始状态，而在密封表面沿长度方向弯曲的情况下，存在密封表面弯曲成曲折形状而不是直线形状的问题。然而，如果在上密封表面弯曲之前首先在预定温度和压力下形成折叠线，则可以在没有上述问题的情况下平滑地形成折叠部分130。
[0074]
图3是示出电池单元组件和汇流条组件300之间的联接的视图。参照图3，根据本发明的汇流条组件300包括联接到电极凸片引线部分110的金属汇流条310和支撑金属汇流条310的绝缘部320，并且如上所述，各种电路部件可以通过引导电极凸片引线部分而设置在汇流条组件300的上部空间中使得电极凸片引线部分的中心ct靠近底部。在这种情况下，绝缘部320的下部可以形成为在电池单元100的角部112和电池组壳体200的底部210之间延伸，这将参照图5更详细地描述。
[0075]
图4是示出电池单元组件和盖板400之间的联接的视图。参照图4，根据本发明的盖板400联接到汇流条组件300的一侧以保护汇流条组件300。在这种情况下，在电池单元100的角部112和电池组壳体200的底部210之间延伸的延伸部分410可以形成在盖板400的下部以防止电池单元100的角部112与电池组壳体200的底部接触。
[0076]
图5是用于描述根据本发明的电池单元100、汇流条组件300的绝缘部320、盖板400和电池组壳体200的底部210之间的联接关系的视图。参照示出了电池单元100和汇流条组件300的绝缘部320之间的联接关系的图5的左侧，汇流条组件300的绝缘部320的下部可以形成为在电池单元100的角部112和电池组壳体200的底部210之间延伸，以防止电池单元100的角部112与电池组壳体200的底部直接接触。参照示出了电池单元100和盖板400之间的联接关系的图5的右侧，在电池单元100的角部112和电池组壳体200的底部210之间延伸的延伸部分410可以形成在盖板400的下部，以防止电池单元100的角部112与电池组壳体200的底部210直接接触。已经在附图的实施例中示出盖板400被示出为与电池组壳体200分离的部件，但是盖板400可以与电池组壳体200的侧壁部分220一体地形成，由此可以减少部件的数量和联接过程的数量，并且可以提高空间效率。
[0077]
参照图5，热传导构件240可以设置在电池单元100的热交换部分120和电池组壳体200的底部210之间，以与电池单元100的热交换部分120热紧密接触并且改进热传导。此外，台阶部分211可以形成在与电池单元的角部112相对应的电池组壳体200的底部210中，以容纳形成为比热交换部分120更朝向底部突出的电极凸片引线部分110的角部112。另外，底部210可以包括至少两层，并且两层的上部的第一层是在其中形成用于形成台阶部分211的孔的层，并且两层的下部的第二层是在其中形成制冷剂可以流过的制冷剂通道212的层。同时，用于与角部112电绝缘的绝缘层213可以形成在台阶部分211中以更完全地实现电池单元100和电池组壳体200之间的电绝缘。
[0078]
图6至图8是用于描述根据本发明的气体从电池组壳体200排放的视图。参照图6，侧壁通气孔221可以形成在电池组壳体200的侧壁部分220中以将电池单元组件中产生的气体排放到外部。另外，参照图6，构成电池组壳体200的侧壁部分220的中心梁230形成在电池组壳体200的中心部分，用于将电池单元组件中产生的气体排放到外部的气体排放孔231也形成在中心梁230中。将参照图7和图8更详细地描述本发明的气体排放流。在电池单元组件中产生的气体通过形成在汇流条组件300中的汇流条通气孔330，然后如图7所示通过侧壁
通气孔221排放到外部或者如图8所示通过中心梁230的气体排放孔231排放到外部。在这种情况下，为了平稳地排放电池单元100内部产生的气体，优选地沿气体排放方向安装电池单元组件。
[0079]
例如，参照图6，图7中的电池单元组件可以具有堆叠结构，使得电极凸片的引导方向平行于中心梁230，因此，在热传播时电池单元组件中产生的气体可以通过形成在盖组装部分214或侧盖530和540中的通气孔排放到外部。作为另一实施例，如图8所示，在电池单元堆叠为使得电池单元的电极凸片的引导方向朝向中心梁230指向的情况下，电池单元组件中产生的气体可以通过中心梁230的气体排放孔231排放到外部。另外，在图7和图8的实施例的情况下，汇流条通气孔330可以附加地形成在联接到电极凸片引线部分110的汇流条组件300中，使得电池单元组件中产生的气体可以通过相应的侧壁部分很好地排放到外部。
[0080]
图9是示出根据本发明的另一实施例的电池单元组件500的视图，并且图10是用于描述根据本发明的另一实施例的电池单元组件500与电池组壳体200之间的联接的视图。更详细地，除了上述电池单元组件的结构之外，电池单元组件500可以进一步包括侧盖530和540，并且侧盖可以设置有突出的组装部分534以能够组装到电池组壳体200。形成在侧盖上的突出的组装部分534可以直接紧固并且固定到电池组壳体200的底部210，但是也可以紧固到为了加强电池组壳体200的机械强度而设置的盖组装部分214。在这种情况下，可以进一步在侧盖上设置螺栓槽531以使用突出的组装部分534将电池单元组件500平滑地组装到电池组壳体200。螺栓槽531可以形成在第一侧盖的上端部分中，以当突出的组装部分534联接到电池组壳体200的底部时不干扰突出的组装部分534。此外，形成在电池组壳体200的底部210上的盖组装部分214可以形成为具有与形成在侧盖上的突出的组装部分534的宽度对应的宽度。
[0081]
此外，电池单元组件500可以包括将前盖板510和后盖板520彼此连接并且可以增强紧固强度的连接构件512，并且前盖板510和后盖板520可以通过夹组装部分521彼此紧固。
[0082]
图11和12是用于描述彼此相邻的电池单元组件500之间的联接的视图。参照图11和12，电池单元组件500可以包括第一侧盖530和第二侧盖540，第一侧盖530形成在电池单元组件500的一侧并包括具有第一形状的紧固部分，第二侧盖540形成在电池单元组件500的另一侧并包括具有第二形状的紧固部分。
[0083]
形成在第一侧盖530中的具有第一形状的紧固部分可以是一个或多个组装销532。另外，形成在第二侧盖540中的具有第二形状的紧固部分可以是组装孔541，组装孔541可以被紧固为与一个或多个组装销532对应。
[0084]
形成在电池单元组件500的一侧上的组装销532可以紧固到形成在电池单元组件500的另一侧上的组装孔541，该组装孔541设置为与电池单元组件500相邻。更详细地，联接到与电池单元组件500相邻的另一电池单元组件500的另一侧的第二侧盖540的组装孔541沿顶部到底部的方向与联接到电池单元组件500的一侧的第一侧盖530的上端设置的组装销532联接。
[0085]
联接到与电池单元组件500相邻的另一电池单元组件500的另一侧的第二侧盖540沿顶部到底部的方向与联接到电池单元组件500的一侧的第一侧盖530联接。在这种情况下，可以在由第一侧盖530和第二侧盖540的突出的上端隔开的空间中形成通道。通道可以
用作排放在热传播时产生的气体的路径。此外，第一侧盖530和第二侧盖540可以由钢材料形成以在将电池单元组件紧固到电池组壳体时加强电池组的机械刚度。此外，侧盖可以进一步包括用于气体排放或热交换的多个侧孔535。
[0086]
在根据本发明的电池组中，可以通过去除不必要的模块部件来增大电池组的容量，以增大电池组的体积效率。
[0087]
此外，可以通过防止电池单元的突出的角部与底部直接接触来提高绝缘性能，并且可以通过经由导热构件使电池单元的热交换部分与底部紧密接触来提高散热性能。
[0088]
此外，由于移除模块外壳而降低的耐用性可以通过侧盖来加强。
[0089]
此外，可以通过阻止由电池单元的通过侧盖的热传播现象引起的热传播来防止着火。
[0090]
此外，中心梁还可以通过形成在侧盖中的孔将在热传播时电池单元中排放的气体排放到外部。
[0091]
虽然上文已经说明和描述了本发明的示例性实施例，但是本发明不限于此，而是可以由本发明所属领域的技术人员在不脱离权利要求中要求保护的本发明的精神和范围的情况下进行各种修改和改变。这些修改和改变落入本发明的范围。