电池模块、包括电池模块的电池组和包括电池组的车辆的制作方法

本公开涉及一种电池模块、一种包括该电池模块的电池组以及一种包括该电池组的车辆。

本申请要求2018年9月13日在韩国提交的韩国专利申请no.10-2018-0109838的优先权，其公开内容通过引用结合于此。

背景技术：

二次电池高度适用于各种产品，并且展现出诸如高能量密度等优异电气特性，因此其不仅通常用于便携式装备，而且通常用于由电源驱动的电动车辆(ev)或混合动力电动车辆(hev)。由于可以极大减少化石燃料的使用，并且在能量消耗期间不会产生副产物，因此二次电池作为提高环境友好性和能源效率的新能源受到关注。

目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。单位二次电池单元、即单位电池单元的工作电压约为2.5v至4.5v。因此，如果需要更高的输出电压，则多个电池单元可以串联连接以构造电池组。另外，根据电池组所需的充电/放电容量，多个电池单元可以并联连接以构造电池组。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包括在电池组中的电池单元的数量。

同时，当多个电池单元串联或并联连接以构造电池组时，通常首先构造具有至少一个电池单元的电池模块，然后通过使用至少一个电池模块并添加其他部件来构造电池组。

在传统的电池模块或电池组中，近年来，随着电池的容量和输出逐渐增加，要求更好的冷却性能。为此，最近，在电池单元、例如袋型二次电池的情况下，为了更大的能量而增加袋型二次电池的总长度。

然而，随着袋型二次电池的总长度增加，电池单元内的温度偏差变大。此外，由于袋型二次电池的电极引线处产生的热量，电极引线附近的部分被局部加热得比其他部分更多。

因此，需要找到一种用于在电池模块或电池组被冷却时改进电池单元的冷却温度偏差的方法。

技术实现要素：

技术问题

本公开旨在提供一种可以在冷却电池模块或电池组时改进电池单元的冷却温度偏差的电池模块、一种包括该电池模块的电池组和一种包括该电池组的车辆。

技术方案

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：至少一个电池单元；汇流条组件，该汇流条组件连接到至少一个电池单元的电极引线，并且被设置到所述至少一个电池单元的两个侧表面；至少一个热沉，该至少一个热沉被设置到至少一个电池单元和汇流条组件的至少一侧；以及成对的冷却板，该成对的冷却板垂直于至少一个热沉连接，并且设置成与汇流条组件直接接触。

汇流条组件可包括：汇流条壳体，该汇流条壳体安装到至少一个电池单元的两侧；连接汇流条，该连接汇流条被设置到汇流条壳体以接触至少一个电池单元的电极引线；以及热传递构件，该热传递构件被构造成引导连接汇流条和成对的冷却板的连接。

热传递构件可以安装到连接汇流条，并且分别设置成与连接汇流条和成对的冷却板直接接触。

热传递构件可以由热界面材料制成。

热沉可以被成对设置，并且该成对的热沉可以具有内部通道，以用于使冷却水流动并覆盖至少一个电池单元和汇流条组件的一侧和另一侧。

该成对的热沉可以包括：下热沉，该下热沉被构造成覆盖至少一个电池单元和汇流条组件的下侧；以及上热沉，该上热沉被布置成与下热沉相对，并且被构造成覆盖至少一个电池单元和汇流条组件的上侧。

电池模块还可包括周边管，该周边管被构造成至少部分地围绕成对的冷却板，并且与至少一个热沉连通。

周边管可以包括：管体，该管体被构造成至少部分地围绕每个冷却板并且具有内部通道；至少一个冷却水供应管，该至少一个冷却水供应管被构造成使管体与至少一个热沉连通，并且向管体供应冷却水；以及至少一个冷却水排放管，该至少一个冷却水排放管与冷却水供应管间隔开预定距离，并且被构造成使管体与至少一个热沉连通，使得管体中的冷却水被排放到至少一个热沉中。

此外，本公开提供了一种电池组，该电池组包括：至少一个根据上述实施例的电池模块；以及电池组外壳，该电池组外壳被构造成封装至少一个电池模块。

此外，本公开提供了一种车辆，该车辆包括至少一个根据上述实施例的电池组。

有益效果

根据上述的各个实施例，可以提供一种可以在冷却电池模块或电池组时改进电池单元的冷却温度偏差的电池模块、一种包括该电池模块的电池组以及一种包括该电池组的车辆。

附图说明

附图示出了本公开的优选实施例，并且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是用于示出图1的电池模块的热传递路径和冷却水流的视图。

图3和图4是用于示出根据本公开另一实施例的电池模块的视图。

图5是用于示出在图3的电池模块处采用的周边管的冷却水流的视图。

图6是用于示出在图3的电池模块处采用的根据另一实施例的周边管的视图。

图7是用于示出根据本公开又一实施例的电池模块的视图。

图8是用于示出图7的电池模块的热传递路径和冷却水流的视图。

图9和图10是用于示出根据本公开又一实施例的电池模块的视图。

图11和图12是用于示出根据本公开又一实施例的电池模块的视图。

图13是用于示出根据本公开实施例的电池组的视图。

图14是用于示出根据本公开实施例的车辆的视图。

具体实施方式

通过参考附图详细描述本公开的实施例，本公开将变得更加明显。应当理解，本文公开的实施例仅是示例性的，用于更好地理解本公开，并且本公开可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，而是可夸大某些部件的尺寸。

图1是用于示出根据本公开实施例的电池模块的视图。

参考图1，电池模块10可包括电池单元100、汇流条组件200、热沉300和冷却板500。

电池单元100是二次电池，并且可以设置为袋型二次电池、立方体形二次电池或圆柱形二次电池。在下文中，在该实施例中，电池单元100被描述为袋型二次电池。

电池单元100可以被设置为至少一个或多个。如果设置有多个电池单元100，则多个电池单元100可以彼此电连接。

汇流条组件200连接到至少一个电池单元100的电极引线105，并且可以设置到至少一个电池单元100的两个侧表面。

汇流条组件200可包括汇流条壳体210、连接汇流条230和热传递构件250。

汇流条壳体210安装到至少一个电池单元100的两侧，并且可以覆盖至少一个电池单元100的两侧。汇流条壳体210可具有能够覆盖至少一个电池单元100的两侧的尺寸。

连接汇流条230设置到汇流条壳体210，并且可以与至少一个电极引线105接触，以用于与至少一个电池单元100电连接。连接汇流条230可以通过激光焊接而固定到至少一个电极引线105。

如稍后说明的，热传递构件250可以引导连接汇流条230和成对的冷却板500的连接。具体地，如稍后说明的，热传递构件250可以安装到连接汇流条230，并且与连接汇流条230和成对的冷却板500直接接触。

热传递构件250可以由具有高热传递效率的热界面材料制成。此外，如稍后说明的，热传递构件250可以在连接汇流条230和成对的冷却板500之间执行绝缘功能。

热沉300可以设置到汇流条组件200和至少一个电池单元100的至少一侧。具体地，热沉300可以设置到汇流条组件200和至少一个电池单元100的下侧。热沉300可以具有供冷却水流动通过的内部通道305。

冷却板500可以成对设置。该对冷却板500以垂直于热沉300的方式连接，并且可以与汇流条组件200直接接触。冷却板500可以由具有高导热率的金属材料制成。

在下文中，将更详细地描述根据该实施例的电池模块10的热传递路径和冷却水流。

图2是用于示出图1的电池模块的热传递路径和冷却水流的视图。

参考图2，当至少一个电池单元100被加热时，至少一个电池单元100的所产生的热量可以被传递到热沉300。热沉300可以根据通过内部通道305而形成的冷却水流来冷却至少一个电池单元100。

另外，在至少一个电池单元100的两侧、即电极引线105和汇流条组件200的连接汇流条230处产生的热量可以被传递到成对的冷却板500。

这里，汇流条组件200的热传递构件250允许在至少一个电池单元100的电极引线105和连接汇流条230处产生的热量被更快地传递到成对的冷却板500。

由于成对的冷却板500连接到热传递构件250和热沉300，所以也可以有效地冷却在至少一个电池单元100的电极引线105和汇流条组件200的连接汇流条230处产生的热量。

具体地，可以按照至少一个电池单元100、电极引线105、连接汇流条230、热传递构件250、成对的冷却板500和热沉300的顺序执行至少一个电池单元100的两侧处的热传递。

如上所述，在该实施例中，借助于成对的冷却板500，可以有效地防止至少一个电池单元100的冷却偏差，所述冷却偏差是由于在至少一个电池单元100的电极引线105处产生热量所导致的电极引线105附近的部分被局部加热得比其他部分更多而引起的。

因此，在该实施例中，借助于连接到汇流条组件200的热传递构件250和热沉300的成对的冷却板500，可以极大地改进在冷却至少一个电池单元100时可能发生的冷却温度偏差。

图3和图4是用于示出了根据本公开另一实施例的电池模块的视图。

由于根据该实施例的电池模块20类似于前述实施例的电池模块10，将不再详细描述与前述实施例基本相同或相似的特征，而是将详细描述与前述实施例不同的特征。

参考图3和图4，电池模块20可包括电池单元100、汇流条组件200、热沉300、冷却板500和周边管600。

由于电池单元100、汇流条组件200、热沉300和冷却板500与前述实施例基本相同或相似，所以在下文中将不再对其进行详细描述。

周边管600可以成对设置。该对周边管600分别至少部分地围绕该成对的冷却板500，并且可以与热沉300连通。

具体地，该对周边管600可以围绕冷却板500的边缘，以分别与冷却板500的边缘接触。

该对周边管600中的每个周边管可包括管体610、冷却水供应管630和冷却水排放管650。

管体610可以至少部分地围绕每个冷却板500。可以在管体610内部设置冷却水从中流过的内部通道615。

冷却水供应管630使管体610与热沉300连通，并且可以将热沉300中的冷却水供应到管体610。

冷却水排放管650与冷却水供应管630间隔开预定距离，并且可以使得管体610的冷却通道615与热沉300连通，使得管体610中的冷却水被排放到热沉300。

在下文中，将更详细地描述通过电池模块10的周边管600所进行的冷却。

图5是用于示出在图3的电池模块处采用的周边管的冷却水流的视图。

参考图5，热沉300中的冷却水可以通过周边管600的冷却水供应管630流动到周边管600的管体610。

被引入到所述管体610中的冷却水可以沿着管体610的内部通道615流动，并通过冷却水排放管650再次排放到热沉300的内部通道305。

在该实施例中，可以借助于周边管600而进一步降低布置在周边管600的内侧的冷却板500的温度，从而可以以更大程度降低至少一个电池单元100的电极引线105(参见图3)附近的部分的温度。

因此，在该实施例中，借助于周边管600，可以有效地防止电极引线105附近的部分与其他部分之间的冷却偏差，该冷却偏差是由于至少一个电池单元100的电极引线105处产生的热量引起的。

图6是用于示出在图3的电池模块处采用的根据另一实施例的周边管的视图。

参考图6，周边管600的冷却水供应管635和冷却水排放管655可以形成为具有预定长度，使得管体610与热沉300间隔开预定距离，只要冷却水可以从热沉300供应和排放到管体610中即可。

图7是用于示出根据本公开又一实施例的电池模块的视图。

由于根据该实施例的电池模块30类似于前述实施例的电池模块10、20，所以将不再详细描述与前述实施例基本相同或相似的特征，而是将详细描述与前述实施例不同的特征。

参考图7，电池模块30可包括电池单元100、汇流条组件200、成对的热沉300、400和冷却板500。

由于电池单元100和汇流条组件200与前述实施例基本相同或相似，所以在下文中，将不再对其进行详细描述。

所述成对热沉300、400可以包括内部通道305、405，用于使冷却水流动并覆盖至少一个电池单元100和汇流条组件200的一侧和另一侧。

所述成对热沉300、400可包括下热沉300和上热沉400。

下热沉300具有内部通道305，并且可以覆盖至少一个电池单元100和汇流条组件200的下侧。下热沉300可以布置成与成对的冷却板500的下侧接触。

上热沉400具有内部通道405，并且可以覆盖至少一个电池单元100和汇流条组件200的上侧。下热沉300可以布置成与成对的冷却板500的上侧接触。

在下文中，将更详细地描述根据该实施例的电池模块30的热传递路径和冷却水流。

图8是用于示出图7的电池模块的热传递路径和冷却水流的视图。

参考图8，在至少一个电池单元100处产生的热量可以被传递到下热沉300和上热沉400。另外，在至少一个电池单元100的电极引线105和汇流条组件200的连接汇流条230处产生的热量可以通过热传递构件250和冷却板500分别被传递到下热沉300和上热沉400。

因此，在该实施例中，实现了使用上热沉400和下热沉300的双冷却结构，从而进一步改进了冷却性能。

图9和图10是用于示出根据本公开又一实施例的电池模块的视图。

由于根据该实施例的电池模块40类似于前述实施例的电池模块10、20、30，将不再详细描述与前述实施例基本相同或相似的特征，而是将详细描述与前述实施例不同的特征。

参考图9和图10，电池模块40可包括电池单元100、汇流条组件200、成对的热沉300、400、冷却板500和成对的周边管600。

由于电池单元100和汇流条组件200与前述实施例基本相同或相似，所以在下文中，将不再对其进行详细描述。

成对的热沉300、400可包括下热沉300和上热沉400。

由于下热沉300和上热沉400与前述实施例基本相同或相似，所以在下文中，将不再对其进行详细描述。

由于冷却板500与前述实施例基本相同或相似，所以在下文中，将不再对其进行详细描述。

成对的周边管600中的每一个可包括管体610、冷却水供应管630和冷却水排放管650。

管体610的上侧可以布置成与上热沉400的底部接触。因此，在该实施例中，可以进一步改进管体610的冷却性能，从而更进一步降低冷却板500的温度。

由于冷却水供应管630和冷却水排放管650与前述实施例基本相同或相似，所以在下文中，将不再对其进行详细描述。

如上所述，在该实施例中，由于上热沉400设置成与周边管600接触，所以可以进一步改进周边管600的冷却性能。

图11和图12是用于示出根据本公开又一实施例的电池模块的视图。

由于根据该实施例的电池模块50类似于前述实施例的电池模块10、20、30、40，将不再详细描述与前述实施例基本相同或相似的特征，而是将详细描述与前述实施例不同的特征。

参考图11和图12，电池模块50可包括电池单元100、汇流条组件200、成对的热沉300、400、冷却板500和成对的周边管700。

由于电池单元100和汇流条组件200与前述实施例基本相同或相似，所以在下文中，将不再对其进行详细描述。

成对的热沉300、400可包括下热沉300和上热沉400。

下热沉300和上热沉400可以形成为在其中流动的冷却水具有不同的流速。在该实施例中，下热沉300中的流速可以大于上热沉400中的流速。

由于冷却板500与前述实施例基本相同或相似，所以在下文中，将不再对其进行详细描述。

成对的周边管700中的每一个可包括管体710、冷却水供应管730、740和冷却水排放管750、760。

管体710具有内部通道715，并围绕冷却板500的边缘，并且可设置成接触下热沉300的顶表面和上热沉400的底表面或者与其间隔开预定距离。

冷却水供应管730、740可以成对设置。成对的冷却水供应管730、740分别设置在管体710的底部处，并且可以与下热沉300的内部通道305连通。

冷却水排放管750、760可以成对设置。成对的冷却水排放管750、760分别设置在管体710的顶部处，并且可以与上热沉400的内部通道405连通。

如上所述，在该实施例中，成对的周边管700中的每一个可包括成对的冷却水供应管730、740和成对的冷却水排放管750、760。在这种情况下，如上所述，冷却水可以在下热沉300和上热沉400中以不同的流速流动。

同时，如果下热沉300中的流速小于上热沉400中的流速，则成对的冷却水供应管730、740可以设置到管体710的顶部，并且成对的冷却水排放管750、760可以设置在到管体710的底部。

图13是用于示出根据本公开实施例的电池组的视图，图14是用于示出根据本公开实施例的车辆的视图。

参考图13和图14，电池组1可包括至少一个根据前述实施例的电池模块10和用于封装至少一个电池模块10的电池组外壳60。

至少一个电池模块可以设置为前述实施例的电池模块20、30、40、50中的任一个，或者设置为多个。如果电池模块设置为多个，则多个电池模块可以是前述实施例的电池模块10与电池模块20、30、40、50的集合体。

电池组1可以作为车辆v的燃料源被设置到车辆v。作为示例，电池组1可以设置到诸如电动车辆、混合动力车辆以及能够使用电池组1作为燃料源的各种其他类型车辆的车辆v上。

另外，除了车辆v之外，电池组1可以设置在其他装置、仪器或设施中，诸如使用二次电池的能量存储系统。

如上所述，本实施例的电池组1和具有电池组1的诸如车辆v的装置、仪器或设施包括如上所述的电池模块10、20，因此可以实现具有上述电池模块10、20的所有优点的电池组1，或者具有电池组1的诸如车辆v的装置、仪器、设施等。

根据上述的各种实施例，能够提供可以在冷却电池模块或电池组时改进电池单元100的冷却温度偏差的电池模块10、20、30、40、50，包括电池模块10、20、30、40、50的电池组1，以及包括电池组1的车辆v。

虽然已经示出和描述了本公开的实施例，但应当理解，本公开不限于所描述的特定实施例，并且本领域技术人员可以在本公开的范围内进行各种改变和修改，并且不应从本公开的技术思想和观点中单独理解这些修改。