电池模块及包括该电池模块的电池组的制作方法

1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年9月22日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2020-0122294号的权益，其公开内容通过引用整体并入本文中。
3.本发明涉及一种电池模块和包括该电池模块的电池组，更具体地，涉及一种确保绝缘性能的电池模块及包括该电池模块的电池组。


背景技术：

4.二次电池作为诸如移动装置和电动汽车等各种产品中的能源而受到广泛关注。二次电池是一种强大的能源资源，其可以替代使用化石燃料的现有产品的使用，并且由于其不会因能源使用而产生副产品，因此作为一种环境友好型能源而备受关注。
5.近来，随着对包括将二次电池用作能量存储源的大容量二次电池结构的需求的持续增加，对多模块结构的电池组的需求不断增长，多模块结构的电池组是串联/并联连接有多个二次电池的电池模块的组件。
6.同时，当多个电池单元串联/并联连接以构成电池组时，构成由至少一个电池单元组成的电池模块、然后将其他部件添加到至少一个电池模块以构成电池组的方法是普遍的。
7.电池模块可以包括堆叠有多个电池单元的电池堆、用于容纳电池堆的模块框架、以及用于覆盖电池堆的前表面和后表面的汇流条框架。
8.图1是示出常规的电池模块的图。
9.参照图1，常规的电池模块可以包括：电池堆10，其中堆叠有多个电池单元；模块框架21，模块框架21由两个侧表面和底表面形成并且容纳电池堆10；上板22，上板22覆盖电池堆10的上表面部；汇流条框架30，汇流条框架30覆盖电池堆10的前表面和后表面；端板23，端板23覆盖汇流条框架30的外表面；以及导热树脂层60，导热树脂层60布置在电池堆10的下侧表面与模块框架21的底部之间。此外，绝缘膜40可以布置在上板22与电池堆10的上表面部之间以执行电池堆10的绝缘功能。
10.然而，存在的问题是绝缘膜40被形成为限于电池堆10的上表面部，因此在电池堆10与用于覆盖电池堆10的两个侧表面和下侧表面的模块框架21之间不能确保绝缘。


技术实现要素：

11.技术问题
12.本发明的目的是提供一种确保绝缘性能的电池模块以及包括该电池模块的电池组。
13.本发明的目的不限于上述目的，本领域技术人员通过以下详细描述会清楚地理解本文中未描述的其他目的。
14.技术方案
15.根据本发明的一个实施例，提供一种电池模块，包括：电池堆，在电池堆中堆叠有多个电池单元；模块框架，所述模块框架容纳电池堆；汇流条框架，所述汇流条框架覆盖电池堆的前表面和后表面；以及绝缘构件，所述绝缘构件由上表面部和两个侧表面部形成，并且形成为在电池堆与模块框架之间包围电池堆的上表面和两个侧表面，其中，绝缘构件的两个侧表面部通过折叠多个表面而形成。
16.绝缘构件的两个侧表面部可以形成在模块框架的两个侧表面与电池堆的最外面的电池单元之间。
17.绝缘构件的两个侧表面部可以包括弹性材料。
18.两个侧表面部可以从上表面部向下折叠，然后从模块框架的底表面与两个侧表面相交的部分再次向上折叠，并且折叠可以被重复以形成两个侧表面部。
19.向下折叠部和向上折叠部可以分别由两个部分形成。
20.多个表面中的每一个可以形成为与电池堆的最外面的电池单元相对应的尺寸。
21.可以在多个表面被折叠的部分中形成折叠部，并且折叠部可以包括在与多个表面垂直的方向上形成的折叠表面。
22.可以在绝缘构件的上表面部与两个侧表面部之间形成褶皱部。
23.两个侧表面部可以通过汇流条框架的侧表面部与粘合构件而彼此接合。
24.根据本发明的另一实施例，提供一种包括上述电池模块的电池组。
25.有益效果
26.根据本发明的实施例的电池模块和包括该电池模块的电池组提供以下效果：通过形成为包围电池堆的上表面部和两个侧表面部的绝缘构件来确保电池模块的绝缘性能，同时，通过交替地折叠形成的绝缘构件的两个侧表面部吸收电池单元的膨胀。
27.本发明的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员通过所附权利要求的描述将清楚地理解以上未描述的其他附加效果。
附图说明
28.图1是示出以往的电池模块的图。
29.图2是示出根据本发明的一个实施例的电池模块的分解透视图；
30.图3是示出将根据本发明的一个实施例的绝缘构件被组装在电池堆上的状态的图；
31.图4是示出将根据本发明的一个实施例的绝缘构件被组装在电池堆上的状态的图；
32.图5是图4的部分a的放大图，其是示出根据本发明的一个实施例的绝缘构件的两个侧表面部的图。
具体实施方式
33.应当理解，下面将要描述的示例性实施例被示例性地描述以帮助理解本发明，并且可以对本发明进行各种修改以与本文所描述的示例性实施例不同地实施。然而，在本发明的描述中，当确定具体描述和图示可能不必要地模糊本发明的主题时，将省略公知功能或构成元件的具体描述和图示。另外，为了便于理解本发明，附图并未基于实际比例进行图
示，部分构成元件的尺寸可能被放大。
34.如本文中所使用的诸如第一、第二等术语可以用于描述各种部件，并且部件不受术语限制。术语仅用于将一个部件与另一个部件区分开来。
35.此外，本文中所使用的术语仅用于描述具体的示例性实施例，并不旨在限制本发明的范围。单数表达包括复数表达，除非它们在上下文中具有明确相反的含义。应当理解，本文所用的术语“包括”、“包括”和“具有”旨在表明所陈述的特征、数字、步骤、动作、构成元件、部分或其组合的存在，但应该理解它们不排除存在或添加一个或多个其他特征、数量、步骤、动作、构成元件、部分或其组合的可能性。
36.在下文中，将参照图2描述根据本发明的一个实施例的电池模块。
37.图2是示出根据本发明的一个实施例的电池模块的分解透视图。
38.参考图2，根据本发明的一个实施例的电池模块包括堆叠有多个电池单元110的电池堆100、容纳电池堆100的模块框架210以及覆盖电池堆100的前表面和后表面的汇流条框架300。此外，电池模块包括绝缘构件400，绝缘构件400由上表面和两个侧表面形成，并且形成为在电池堆100与模块框架210之间包围电池堆100的上表面和两个侧表面。
39.电池单元是二次电池并且可以被构造成袋型二次电池。这种电池单元可以由多个电池单元组成，并且多个电池单元可以堆叠在一起以彼此电连接，从而形成电池堆100。多个电池单元中的每一个可以包括电极组件、电池壳体以及从电极组件突出的电极引线。
40.根据本实施例，如图2所示，模块框架210可以形成为u形框架形状。模块框架210形成为具有开口的上部并且容纳电池堆100。模块框架210可以由彼此面对的两个侧表面部和底部形成。电池堆100被容纳在模块框架210中，使得左表面和右表面分别对应于两个侧表面部，而下表面对应于底部。
41.上板220形成为在具有开口的上部的模块框架210的上部上覆盖电池堆100。在这种情况下，上板220和模块框架210可以通过焊接而彼此接合。电池堆100可以通过模块框架210和上板220被垂直和水平地覆盖。
42.端板230形成为覆盖电池堆100的前表面和后表面，因此可以物理地保护电池堆100、汇流条框架300和与其连接的其他电子装置。此外，端板230可以包括用于将电池模块安装到电池组的结构。
43.汇流条框架300形成在电池堆100与端板230之间，以将形成在多个电池单元中的电极引线电连接。多个汇流条安装在汇流条框架上，并且可以通过汇流条感测多个电池单元的电压信息等。感测到的信息可以通过连接到汇流条框架的连接器(未示出)传输到包括电池模块的电池组。可以在汇流条框架300与端板230之间形成绝缘盖(未示出)。
44.导热树脂层600可以形成在电池堆100的下表面与模块框架210的底部之间。导热树脂层600可以将从电池堆100产生的热量传递到外部以执行电池模块的冷却功能。导热树脂层600可以包括热树脂。
45.根据本实施例，电池模块可以进一步包括绝缘构件400，绝缘构件400由上表面和两个侧表面形成，并且绝缘构件400形成为在电池堆100与模块框架210之间包围电池堆100的上表面和两个侧表面。
46.常规地，绝缘构件形成为仅覆盖电池堆的上表面，因此，存在不能确保电池堆的两个侧表面与模块框架的两个侧表面部之间的绝缘性能的问题。
47.因此，根据本实施例，与上表面部和两个侧表面部一体形成的绝缘构件400可以形成为覆盖电池堆100的上表面和两个侧表面，从而确保电池堆100与模块框架210的两个侧表面部之间的绝缘性能。此外，绝缘构件400的上表面部和两个侧表面部一体地形成，使得绝缘构件400可以容易地安装在电池堆100上。
48.绝缘构件400可以由绝缘膜形成。此外，绝缘构件可以由可收缩管形成。如上所述，绝缘构件400由完全覆盖电池堆100同时薄且轻的材料形成，因此能够提高电池模块的绝缘性能。
49.在下文中，将参考图2至图5描述根据本发明的一个实施例的绝缘构件的两个侧表面部。
50.图3是示出根据本发明的一个实施例的绝缘构件被组装在电池堆上的状态的图。图4是示出根据本发明的一个实施例的绝缘构件被组装在电池堆上的状态的图。图5是图4的部分a的放大图，其是示出根据本发明的一个实施例的绝缘构件的两个侧表面部的图。
51.参考图2至图5，根据本发明的一个实施例的绝缘构件的两个侧表面部420通过交替地折叠多个表面而形成。绝缘构件400的两个侧表面部420通过交替地折叠多个表面形成，由此当在与两个侧表面部420垂直的方向上堆叠的电池堆100中的多个电池单元中发生膨胀现象时，通过交替地折叠而形成的两个侧表面部420可以吸收膨胀。
52.由此，绝缘构件400的两个侧表面部420能够确保在电池堆100的两个侧表面方向上的绝缘性能，同时吸收作用于电池堆100的两个侧表面上的膨胀。
53.根据本实施例，绝缘构件400的两个侧表面部420可以形成在模块框架210的两个侧表面与电池堆100的最外面的电池单元之间。因此，从电池堆100产生的膨胀可以被吸收到模块框架210的两个侧表面内，从而确保电池模块的结构稳定性。绝缘构件400的两个侧表面部420可以包括弹性材料。由此，可以更有效地吸收从电池堆100产生的膨胀。
54.两个侧表面部420从上表面部410向下折叠，然后从模块框架210的底表面与两个侧表面相交的部分向上折叠，并且折叠可以被重复以形成两个侧表面部。如图5所示，向下折叠部421a和向上折叠部421b可以分别由两个部分形成。折叠部分别形成为两个，使得通过折叠部形成的弹力可以适当地作用于电池堆100的侧表面上。然而，如果形成过多的折叠部，则两个侧表面部占据电池堆与模块框架之间的过多空间。因此，优选地，如本实施例一样形成两个折叠部。
55.根据该实施例，多个表面中的每一个可以形成为与电池堆100的最外面的电池单元相对应的尺寸。因此，当从多个电池单元发生膨胀时，可以吸收在与电池单元的表面相对应的部分中发生的所有膨胀。
56.在两个侧表面部420中，可以在多个表面被折叠的部分中形成折叠部。折叠部可以包括在垂直于多个表面的方向上形成的折叠表面p。由于在与多个表面垂直的方向上形成折叠面p，因此能够在多个面之间提供空间，并且，基于此，能够在与多个表面垂直的方向上提供弹力。当电池堆100发生膨胀时，弹力可以帮助吸收膨胀。
57.两个侧表面部420可以通过汇流条框架300的侧表面部和粘合构件310而彼此接合。由此，绝缘构件400的两个侧表面部420可以被固定在汇流条框架300上以稳定地执行电池堆100的绝缘功能和膨胀吸收功能。粘合构件310可以包括双面胶带或液体粘合剂。
58.可以在绝缘构件400的上表面部410与两个侧表面部420之间形成褶皱部430。褶皱
部430可以将上表面部410与两个侧表面部420连接。可以通过褶皱部430灵活地调整由绝缘构件400的上表面部410和两个侧表面部420形成的角度。由此，当组装绝缘构件400时，绝缘构件400可以轻柔地安置在电池堆100的两个侧表面和上表面上，而不会在电池堆100的两个侧表面与绝缘构件400的两个侧表面部420之间发生干涉。
59.根据本实施例的电池模块进一步包括将绝缘构件400的上表面部410与汇流条框架300的两侧上端部耦接的固定构件500。更具体地，在绝缘构件400的上表面部410的两侧上形成孔411，在汇流条框架300的两侧上端部中形成插入部301，固定件500通过孔411插入到插入部301中，使得绝缘构件400与汇流条框架300可以被耦接。固定构件500可以由螺栓形成。螺栓被紧固到插入部301以将绝缘构件400与汇流条框架300耦接。
60.上述的电池模块可以被包括在电池组中。电池组可以具有这样的结构，其中根据本实施例的一个或多个电池模块被聚集在一起，并且与控制和管理电池温度、电压等的电池管理系统(bms)和冷却装置被封装在一起。
61.上述的电池模块和包括该电池模块的电池组可以应用于各种设备。这种设备可以应用于诸如电动自行车、电动汽车或混合动力汽车的车辆装置，但本发明不限于此，并且可应用于也属于本发明的范围的可以使用电池模块的各种设备。
62.尽管上面已经参考优选实施例示出和描述了本发明，但是本发明的范围不限于此，本领域技术人员可以设计出许多其他修改和实施例，这些都将落入在所附权利要求中描述的本发明的精神和范围内。此外，不应从本发明的技术精神或观点单独理解这些修改的实施例。
63.附图标记的说明
64.100：电池堆
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
200：模块框架
65.210：u形框架
ꢀꢀꢀꢀꢀ
220：上板
66.230：端板
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
300：汇流条框架
67.301：插入部
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
310：粘合构件
68.400：绝缘构件
ꢀꢀꢀꢀ
410：绝缘构件的上表面部
69.411：孔
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
420：绝缘构件的两个侧表面部
70.421a：向下折叠部 421b：向上折叠部
71.p：折叠表面
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
430：褶皱部
72.500：固定构件
ꢀꢀꢀꢀ
600：导热树脂层