具有改进的冷却通道的电池模块及其框架组件的制作方法

本申请要求2016年9月28日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2016-0124855 的优先权，其公开通过引用并入本文。

本公开涉及电池模块，更具体地讲，涉及一种具有改进的冷却通道以用于允许冷却流体流动的电池模块及其框架组件。

背景技术：

通常，电池模块具有包括串联和/或并联连接的多个单元的结构。电池模块通常包括具有在一个方向上布置和层叠的多个单元的单元组件以及具有能够包围单元组件的板的框架。

在传统电池模块中，当单独地设计冷却通道以用于冷却电池单元时，单独需要由冷却通道占据的空间，因此难以简化结构并且在要安装的单元的容量方面存在限制。

关于用于冷却电池模块的技术，韩国未审查专利公布No.2016-0016499公开了一种电池模块，该电池模块包括多个盒以及用于向多个层叠的盒的外部供应冷却气体的冷却管道，其中，冷却管道供应冷却气体以使得冷却气体直接接触盒的外表面。

韩国未审查专利公布No.2016-0030724公开了一种电池模块，该电池模块包括：入口管，通过其引入冷却水；出口管，其与入口管间隔开并允许从入口管引入的冷却水被排出；以及冷却通道单元，其被配置为将入口管和出口管连接以使得从入口管引入的冷却水被容纳在其中以将从电池单元产生的热排出，其中，冷却通道单元并行设置在多个电池单元之间以与电池单元表面接触。

另外，韩国未审查专利公布No.2016-0041407公开了一种电池模块，该电池模块包括：多个电池单元，其被设置为彼此间隔开；至少一个冷却板，其被插入在电池单元之间提供的空间中以冷却电池单元；以及热吸收构件，其被设置为与各个冷却板的端部接触以吸收冷却板的热，其中，冷却板具有预定厚度的板形并且其中包括至少一个热管。

此外，市售的传统电池模块通常包括背板11、热界面材料(TIM)12、底板13、热界面材料(TIM)14以及单元10，它们从底部到顶部按此顺序层叠。然而，此层叠结构需要大量空间并且在可安装单元的容量方面有限制。

技术实现要素：

技术问题

本公开被设计以解决现有技术的问题，因此本公开旨在提供一种能够使用支撑电池单元的框架来确保冷却通道的电池模块及其框架组件。

本公开还旨在提供一种能够使用冷却通道连接到另一电池模块的电池模块及其框架组件。

技术方案

在本公开的一方面，提供了一种电池模块，该电池模块包括：单元组件，其由多个单元组成；底板，其被配置为从其下部支撑单元组件；侧板，其垂直于底板的平面设置并且与单元组件的最外侧相邻设置；以及冷却通道，其被形成为在长度方向上从底板的一端延伸到其另一端以提供冷却流体通过其流动的通路。

电池模块还可包括位于底板上方并设置在单元组件的两端的一对端板，其中，与冷却通道连通的管构件可被形成在底板的一端以向外突出。

与冷却通道连通的冷却孔可形成在底板的另一端，以使得位于另一电池模块处的管构件被插入到其中。

位于任一个电池模块处的管构件可被插入到位于另一电池模块处的冷却孔中以使得不同的电池模块被串联连接。

在本公开的另一方面，还提供了一种在电池模块的外部支撑单元组件的电池模块的框架组件，该框架组件包括：底板，其被配置为从其下部支撑单元组件；侧板，其垂直于底板的平面设置并且与单元组件的最外侧相邻设置；以及冷却通道，其被形成为在长度方向上从底板的一端延伸到其另一端，以提供冷却流体通过其流动的通路。

有益效果

根据本公开，由于可通过使用框架组件的底板来确保用于冷却通道的空间，所以电池模块可具有简化的结构并且可利用较低的成本来制造。

另外，由于不同的模块可使用设置在底板处的管构件和通道孔来前后连接，所以不单独需要用于连接模块的组板(pack plate)。

附图说明

附图示出本公开的优选实施方式，并且与以上公开一起用于提供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限于附图。

图1是示出传统电池模块的横截面图。

图2是示出根据本公开的实施方式的电池模块的外观的立体图。

图3是图2的横截面图。

图4是图2的后视图。

图5是图2的侧视图。

图6是示出串联连接的不同电池模块的立体图。

具体实施方式

图2是示出根据本公开的实施方式的电池模块的外观的立体图，图3是图2的横截面图。

参照图2和图3，根据本实用新型的实施方式的电池模块包括：单元组件110，其由多个单元组成；以及框架组件，其具有底板101和侧板100，底板101被配置为从其下部支撑单元组件110并且具有形成在其中并在长度方向上延伸以提供用于冷却流体的通路的冷却通道，侧板100与单元组件110的最外侧相邻设置。

单元组件110的各个单元具有薄板状主体并且优选以袋单元结构形成。袋单元具有正极、分隔物和负极交替地层叠并且电极接头(tab)向至少一侧拉出的结构。通过将包含电极活性材料、粘结剂树脂、导电剂和其它添加剂的浆料涂敷到集流体的至少一侧来制备正极和负极。在正极的情况下，电极活性材料可采用诸如含锂的过渡金属氧化物的一般正极活性材料，在负极的情况下，电极活性材料可采用能够嵌入或脱嵌锂离子的诸如锂金属、碳材料、金属化合物或其混合物的一般负极活性材料。作为分隔物，可采用锂二次电池中所使用的一般多孔聚合物膜。

与电极组件一起容纳在袋壳体中的电解液可采用用于锂二次电池的一般电解液。袋壳体由片材制成并具有用于容纳电极组件的容纳部分。优选地，袋壳体通过将第一壳体和第二壳体组合来形成，该第一壳体和第二壳体通过将片材处理成预定形状来形成。袋壳体的片材可具有多层结构，其中设置在最外侧并由诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和尼龙的绝缘材料制成的外树脂层、由能够维持机械强度并防止水分和氧渗透的铝制成的金属层以及由具有热粘合性以用作密封材料的基于聚烯烃的材料制成的内树脂层被层压。

如果需要，袋壳体的片材可包括介于内树脂层和金属层之间以及介于外树脂层和金属层之间的粘合树脂层。粘合树脂层旨在用于不同种类的材料之间的平滑粘合，并且被形成为单层或多层。粘合树脂层通常可由基于聚烯烃的树脂或用于平滑处理的聚氨酯树脂或其混合物制成。

在单元组件110中，多个单元布置在一个方向上以基本上形成层叠结构。

框架组件是用于容纳单元组件110以支撑和保护单元组件110的结构，并且包括位于单元组件110的下部的底板101以及与单元组件110的最外侧相邻设置的侧板 100。框架组件的各个板100、101由具有小厚度的薄金属板(例如，铝板)制成。

底板101具有能够共同支撑多个袋单元111的底表面的基面。冷却通道在长度方向上形成在底板101中。冷却通道在底板101的宽度方向上(或者，在布置这些单元所沿的方向上)按照规则的间隔重复地形成。

诸如绝缘油的冷却流体被供应到冷却通道中以从单元的边缘部分冷却。如图5 所示，冷却流体沿着从电池模块的一端到其另一端以孔或槽形式较长地连续形成的通道移动。

侧板100由具有相对小的宽度和很长的长度的金属板制成，并且垂直于底板101 的平面与单元组件110的最外侧相邻设置。

一对端板104在长度方向上设置在框架组件的两端。一对端板104在长度方向上联接到底板101和上板的两侧并且联接到侧板100以支撑袋单元111的两端。

与冷却通道连通的管构件130形成在底板101的一端以向外突出。另外，与管件 130对应的通道孔102形成在底板101的另一端。通道孔102与形成在底板101中的冷却通道连通，并形成为使得位于另一电池模块处的管构件130可被插入到其中。

由热界面材料(TIM)制成的传热单元103可被添加在底板101与单元组件110 之间以进一步增强冷却效率。

如图6所示，不同的电池模块A、B可在彼此前后连接以形成组件的状态下使用。此时，在联接部分处，位于任一个模块处的管构件130被插入到形成在另一模块处的通道孔102中以彼此连通。如果不同的模块通过使用管构件130和通道孔102前后连接，则不需要用于将模块连接并集成在一起的单独的组板。

如上配置的根据本公开的实施方式的电池模块被组装成使得框架组件以多个单元为单位组合。

框架组件包括冷却通道、具有管构件130以及与其对应的通道孔102的底板101 以及垂直于底板101设置的侧板100。

在框架组件被完全组装之后，如果诸如绝缘油的冷却流体流过暴露于底板101 之外的管构件130，则冷却流体沿着冷却通道在纵向方向上从电池模块的一端到其另一端移动。在此过程中，底板101、传热单元103和单元组件110按此顺序被冷却。

工业实用性

如果应用本公开，则由于可通过使用底板来确保用于冷却通道的空间，所以可制造具有简化的结构和降低的工艺成本的电池模块。