具有双重固定结构的电池模块及电池模块的制造方法与流程

1.本发明涉及一种电池模块及电池模块的制造方法，更具体地，涉及一种包括在焊接时具有高的结合强度的结构的电池模块及用于制造该电池模块的制造方法。


背景技术：

2.二次电池单元形成为使用外部材料包覆由阳极和阴极、隔膜和电解质组成的电极组件的形式。单个二次电池单元适用于驱动小型电子设备，但是由于提供驱动诸如电动汽车和家用电器的中大型电子设备所需的电流的能量容量有限，因此中大型电子设备使用在一个地方容纳多个电池单元的电池模块或容纳多个电池模块的电池组。
3.通常，如图1所示，电池模块包括多个电池单元1、模块壳体2和上盖3，并且根据所使用的电子设备的特性和设计，电池模块进一步包括前盖4和后盖5。在此，模块壳体2容纳多个电池单元1，并且被组装成模块壳体2、上盖3、前盖4和后盖5包覆多个电池单元1的形式，然后通过激光焊接等焊接接合，以结合模块壳体2、上盖3、前盖4和后盖5。
4.然而，当通过焊接来接合电池模块的每个部件时，根据周围环境和焊接条件可能会出现缺陷，并且在电池模块中形成诸如冷却孔等的部件时，存在部件周围的焊接强度降低的问题。另外，在量产生产线中，为了准确判断焊接质量，使用诸如ct、x射线(x-ray)和超声波检测等的设备，因此可能存在检查设备的数量、检查时间、检查成本等增加的问题。


技术实现要素：

5.(一)要解决的技术问题
6.本发明是为了解决上述问题而提出的，本发明的目的是提出一种可以在焊接时提高构成电池模块外观的组件之间的结合力的结构，从而减少焊接工艺中出现的缺陷，并且通过减少检查设备来降低成本并通过双重固定结构提供的结合力来提高电池模块使用过程中的稳定性。
7.(二)技术方案
8.用于解决上述问题的本发明的具有双重固定结构的电池模块的特征在于，包括：多个电池单元，包括阳极和阴极、隔膜和电解质；模块壳体，形成有容纳所述多个电池单元的空间；上盖，设置在所述模块壳体的上部并与所述模块壳体的端部结合；前盖，设置在所述模块壳体的前部；以及后盖，设置在所述模块壳体的后部，其中在所述模块壳体的端部形成有凹入部，所述凹入部容纳所述上盖、所述前盖和所述后盖中的至少一个的端部，在所述上盖、所述前盖和所述后盖中的至少一个的端部形成有插入所述凹入部的插入部，使得所述凹入部和所述插入部彼此装配。
9.此时，所述具有双重固定结构的电池模块的特征在于，所述凹入部包括：第一突出部，向上侧突出并设置在所述模块壳体的外侧；第二突出部，向上侧突出并设置在所述模块壳体的内侧；以及底部，连接所述第一突出部和所述第二突出部的下侧。
10.在此，所述具有双重固定结构的电池模块的特征在于，所述凹入部形成为所述第
一突出部的高度高于所述第二突出部的高度。
11.此外，所述插入部包括：安装部，与所述第一突出部的上表面面接触；以及插入突起部，插入所述第一突出部和所述第二突出部之间，与所述第一突出部、所述第二突出部和所述底部中的至少一个面接触。
12.此外，所述具有双重固定结构的电池模块的特征在于，所述第一突出部与所述安装部面接触的位置通过焊接结合，在所述凹入部中涂覆有粘附剂，使得所述底部和所述插入突起部的结合为粘接结合。
13.在此，所述具有双重固定结构的电池模块的特征在于，所述插入部包括：插入突起部，插入所述第一突出部和所述第二突出部之间；以及安装部，面对所述第一突出部，所述插入突起部的长度形成为比所述第一突出部的长度短。
14.此外，所述具有双重固定结构的电池模块的特征在于，所述插入部包括插入所述第一突出部和所述第二突出部之间并且与所述底部面接触的插入突起部，所述插入突起部的端部形成为倾斜形状。
15.此时，所述具有双重固定结构的电池模块的特征在于，所述插入突起部的端部形成为向模块壳体的外侧倾斜的倾斜形状或向两侧倾斜的倾斜形状。
16.制造具有所述双重固定结构的电池模块的本发明的电池模块的制造方法包括：电池容纳步骤，在模块壳体中容纳多个电池单元；粘附剂涂覆步骤，将粘附剂涂覆到形成在所述模块壳体的端部的凹入部；模块组装步骤，将形成在所述模块壳体的端部的凹入部和形成在上盖、前盖和后盖中的至少一个的端部的插入部组装成彼此接触；以及模块焊接步骤，焊接所述凹入部和所述插入部接触的所述模块壳体的外侧。
17.(三)有益效果
18.通过如上所述的技术方案，根据本发明的电池模块可以在焊接时提高组件之间的结合强度，并且可以减少在生产线中为电池模块的焊接质量而执行的检查工序，从而可以减少生产时间和成本。
附图说明
19.图1是示出普通电池模块的构造的图。
20.图2是示出本发明的具有双重固定结构的电池模块的图。
21.图3是示出本发明的凹入部的放大截面图。
22.图4是示出本发明的插入部的放大截面图。
23.图5是示出本发明的电池模块组装步骤的示意图。
24.图6是用于说明模块壳体和上盖的结合关系的示意图。
25.图7是示出模块壳体和上盖的结合关系的变形例的图。
26.图8是示出根据本发明的电池模块的制造方法的流程图。
27.附图标记说明
28.1000：电池模块
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100：凹入部
29.110：第一突出部
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120：第二突出部
30.130：底部
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200：插入部
31.210：安装部
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220：插入突起部
32.1：多个电池单元
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2：模块壳体
33.3：上盖
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4：前盖
34.5：后盖
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b：粘接剂
35.w：焊接部
具体实施方式
36.以下，使用附图更详细地说明本发明的技术思想。
37.由于附图仅是为了更详细地解释本发明的技术思想而示出的示例，因此本发明的技术思想不限于附图的形式。在本发明中，可以进行各种修改并且可以包括各种实施例，并且将在附图中示出特定实施例并且进行详细说明。然而，这并非旨在将本发明限定在特定的实施方式，应当理解为包括本发明的思想和技术范围中所包含的所有修改、等同物或替代物。
38.当描述某个组件“连接”或“联接”到其他组件时，应理解为，某个组件可以直接连接或联接到所述其他组件，但是中间还可以存在其他组件。
39.除非另有定义，否则本文中使用的包括技术术语或科学术语的所有术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。诸如在常用词典中定义的术语应被解释为具有与相关技术的语境中的含义相一致的含义，除非在本技术中明确定义，否则不应被解释为理想化或过于正式的含义。
40.图2是本发明的使用双重固定结构的电池模块的立体图，参照图2，本发明的具有双重固定结构的电池模块1000在模块壳体2中容纳多个电池单元1，然后将用于保护多个电池单元1的前盖4和后盖5等结合到模块壳体2，然后组装上盖3。此时，本发明的具有双重固定结构的电池模块1000包括凹入部100和插入部200。
41.所述凹入部100形成为模块壳体2的与上盖3、前盖4和后盖5结合的各边缘端部部分地凹陷的形状，以起到从三面包覆形成在上盖3、前盖4和后盖5的端部边缘的插入部的作用。因此，通过将诸如粘接剂(bond)的粘附剂涂覆到所述凹入部100从三面包覆上盖3、前盖4和后盖5的端部边缘而形成的空间，起到临时固定在组装电池模块期间与模块壳体2组装的组件的作用并且具有在焊接后向电池模块提供额外结合力的效果。所述凹入部100的具体形状将在后面图3中进行描述。
42.所述插入部200以所述上盖3、所述前盖4和所述后盖5的端部的一部分突出的形状与凹入部100结合，使得所述插入部200的突出形状被凹入部100从三面密封所述插入部200的突出部分的两侧面和下表面。因此，在电池模块组装过程中，所述插入部200插入内部涂覆有粘附剂的凹入部100中以被临时固定，从电池模块外侧焊接所述插入部200和所述凹入部100所形成的边界以提供电池模块组件之间的结合力。所述插入部200的具体形状将在后面图4中进行描述。
43.图3是本发明的凹入部的截面的放大图，如图3所示，在本发明的具有双重固定结构的电池模块1000中，在模块壳体2的端部形成有凹入部100。图3所示的部分是图2所示的截面a-a’中形成在模块壳体2中的凹入部100部分的放大图。凹入部100包括第一突出部110、第二突出部120和底部130，并且以下将对每个部分进行说明。
44.所述第一突出部110从模块壳体2的端部向上侧突出，并且设置在模块壳体2的外
侧，以起到与插入部200接触的作用。此时，在与插入部200接触的所述第一突出部110的位置执行焊接工艺。
45.所述第二突出部120从模块壳体2的端部向上侧突出，并且设置在模块壳体2的内侧，以起到与第一突出部一起形成插入部200插入的空间的作用。此外，所述第二突出部120也可以延伸到与插入部200的内侧上表面接触的位置。
46.所述底部130起到连接第一突出部110和第二突出部120的下侧面的作用。因此，在第一突出部110和第二突出部120之间形成空间以使得插入部200的突出形状插入所述空间，并且在组装电池模块之前，将粘接剂涂覆到所述底部130，然后组装诸如上盖3的电池模块部件。在随后执行提供电池模块的额外结合力的焊接工艺时，可以显着减少由振动等引起的焊接区域的缺陷。
47.图4是本发明的插入部的截面的放大图，如图4所示，在本发明的具有双重固定结构的电池模块1000中，在作为与模块壳体2结合的部件的诸如上盖3、前盖4和后盖5等的端部形成有插入部200。图4所示的部分是形成在图2所示的截面b-b’中的上盖3中的插入部200部分的放大图。插入部200包括安装部210和插入突起部220。以下将对每个部分进行详细说明。
48.安装部210从上盖3的边缘端部向内侧呈阶梯状形成，并且形成为与图3所示的第一突出部110的上表面和内侧表面面接触。插入突起部220可以插入凹入部100即第一突出部110和第二突出部120所形成的空间，以从三面与第一突出部110、第二突出部120和底部130面接触。因此，当在插入所述插入突起部220之前将粘接剂涂覆到底部130时，所述插入突起部220可以插入并固定到凹入部100，并且由于在与焊接部位隔开预定距离处进行粘接，因此不受焊接的影响。
49.图5是示出本发明的电池模块组装步骤的示意图。首先，如图5的(a)所示，将粘接剂b涂覆到形成在模块壳体2中的凹入部100上。此时，粘接剂b涂覆到第一突出部110和第二突出部120所形成的空间内部底部130上，并且涂敷量优选为涂覆底部130与插入部200接触的量。此外，粘接剂b的量也可以进一步调节，使得粘接剂b由于插入的插入部200的压力而流入到第一突出部110和第二突出部120的下侧的一部分区域。此外，图5的(a)所示的模块壳体2可以是容纳有多个电池单元的状态或者可以在容纳的同时涂覆粘接剂b。
50.之后，如图5的(b)所示，将形成在诸如上盖3的覆盖模块壳体2的开口区域的电池模块组装部件中的插入部200与凹入部100对齐。此后，通过将插入部200插入凹入部100位置来组装电池模块，并且通过涂覆到凹入部100的粘接剂进行一次固定。
51.最后，如图5的(c)所示，在上盖3等和模块壳体2通过粘接剂b一次固定的状态下，通过诸如激光模块l等的焊接设备从电池模块的外侧焊接插入部200和凹入部100接触的部位。因此，在电池模块的外侧形成焊接部w。此外，为了焊接部w的加工均匀性和精密度，可以执行附加的抛光工艺等。
52.图6是用于说明本发明的模块壳体2和上盖3的结合关系的示意图，参照图6，当上盖3的插入突起部220的突出长度为l1，面对上盖3的安装部210的模块壳体2的第一突出部110的突出长度为l2时，优选地，l1形成为比l2短。如上所述，当插入突起部220的突出长度形成为比第一突出部110的突出长度短时，在上盖3结合到模块壳体2时，在上盖3的插入突起部220的端部和凹入部100之间形成有间隙d1，并且可以将足够量的粘附剂涂覆到形成在
插入突起部220的端部和凹入部100之间的间隙d1中，并且上盖3和模块壳体2由于充分涂覆的粘附剂而更牢固地结合。
53.另一方面，考虑到涂覆到上盖3的插入突起部220的端部和凹入部100的底部130之间的粘附剂的厚度，可以进行调节以在第一突出部110的端部和上盖3的安装部210之间不形成间隙。例如，当涂覆的粘附剂的量大时，使插入突起部220的突出长度l1比模块壳体2的第一突出部110的突出长度l2短，从而可通过涂覆的粘附剂的厚度，防止在模块壳体2的第一突出部110端部和上盖3的安装部210之间形成间隙。
54.此外，优选地，模块壳体2的第一突出部110的长度形成为比第二突出部120的长度长，以在第一突出部110和第二突出部120之间形成预定距离d2，由此，在组装上盖3时，上盖3的插入突起部220由第二突出部120引导，从而能够容易地将插入突起部220引导至凹入部100。
55.图7是示出模块壳体2和上盖3的结合关系的变形例的图，参照图7，上盖3的插入突起部220的端部可以形成为倾斜形状。作为一个示例，可以具有如图7的(a)所示的向一侧倾斜的形状221a或如图7的(b)所示的向两侧倾斜的形状221b。在具有向一侧倾斜的形状221a的情况下，通过将在焊接部方向上的边的长度形成为更长，防止焊接时的滑动，从而能够进行更稳定的焊接。或者，可以防止扭曲，从而能够进行稳定的焊接，并且由于插入突起部220的端部形成为倾斜形状，粘合面被加宽，从而可以增加粘合效果，并且可以防止上盖3在焊接时的滑动或扭曲。
56.图8是示出根据本发明的电池模块的制造方法的流程图，参照图8，制造本发明的具有双重固定结构的电池模块1000的方法包括电池容纳步骤(s100)、粘附剂涂覆步骤(s200)、模块组装步骤(s300)和模块焊接步骤(s400)。
57.所述电池容纳步骤(s100)是在模块壳体2中容纳多个电池单元1的步骤。
58.此后，所述粘附剂涂覆步骤(s200)是将诸如粘接剂b等的粘附剂涂覆到模块壳体2的端部即凹入部100的步骤，用户设定适当量的诸如粘接剂b等的粘附剂并涂覆在连接第一突出部110和第二突出部120之间的底部上。
59.此后，在所述模块组装步骤(s300)中，将形成在上盖3、前盖4和后盖5等中的插入部200插入在所述粘附剂涂覆步骤(s200)中涂覆粘附剂的模块壳体2的凹入部100以进行一次固定。
60.最后，所述模块焊接步骤(s400)是通过焊接设备焊接在所述模块组装步骤(s300)中通过粘附剂固定的凹入部100和插入部200接触的电池模块的外侧部分即焊接部以进行二次固定的步骤。此时，在所述模块焊接步骤(s400)中，焊接可以包括激光焊接。此外，在所述模块焊接步骤(s400)之后，为了焊接部的质量，还可以对焊接部进行附加的焊接或抛光工艺等。
61.本发明不限于上述实施例，适用范围多样，并且在不脱离权利要求书中所要求保护的本发明的主旨的情况下，可以进行各种修改。