电池模块、包括电池模块的电池组以及包括电池组的车辆的制作方法

本公开涉及电池模块、包括电池模块的电池组以及包括电池组的车辆。本申请要求于2020年10月13日提交的韩国专利申请no.10-2020-0132071的优先权，其公开内容通过引用并入本文中。

背景技术：

1、根据产品组具有高易用性并且具有诸如高能量密度等的电特性的二次电池普遍地不仅应用于便携式装置，而且还普遍应用于由电驱动源驱动的电动车辆(ev)或混合动力车辆(hev)。这些二次电池作为用于改善生态友好性和提高能量效率的新能源正受到关注，不仅因为主要优点在于能够显著地减少化石燃料的使用，而且还在于从能量的使用中不产生副产物的事实。

2、目前广泛使用的二次电池的类型包括锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等。这种单元二次电池电芯(即，单元电池电芯)的工作电压为约2.5v至约4.5v。因此，当需要较高的输出电压时，多个电池电芯串联连接以配置电池组。此外，多个电池电芯并联连接以根据电池组所需的充电/放电容量来配置电池组。因此，可以根据所需的输出电压或充电/放电容量以各种方式设置电池组中包括的电池电芯的数量。

3、此外，当通过串联/并联连接多个电池电芯来配置电池组时，通过首先配置包括至少一个电池电芯的电池模块并且使用至少一个电池模块添加其他部件来配置电池组的方法是常见的。

4、由于多模块结构的电池组是以多个二次电池集中在窄空间中的形式制造的，因此容易地消散从每个二次电池产生的热量是很重要的。由于二次电池的充电或放电过程是通过电化学反应来执行的，所以如果电池模块的在充电/放电过程中生成的热量没有被有效地去除，则发生热量积聚，并且因此，电池模块的劣化被加速，并且在一些情况下，电池模块可能燃烧或爆炸。

5、因此，高输出和大容量电池模块和安装在其上的电池组必须需要冷却装置冷却其中的电池电芯。

6、常规的电池模块通常采用冷却结构，在该冷却结构中，通过接触电池电芯与散热器之间的热界面材料(tim)来排放热量。

7、然而，在这种传统的冷却结构中，存在如下问题：由于低冷却性能而导致提高电池模块和电池组并且此外包括电池模块或电池组的电动车辆的性能是困难的。

技术实现思路

1、技术问题

2、本公开被设计成解决相关领域的问题，并且因此本公开涉及提供一种电池模块、包括该电池模块的电池组以及包括该电池组的车辆，所述电池模块具有能够使冷却性能最大化并且有效地防止在排气从电池电芯排出时发生由高温排气引起的诸如热逃逸现象的二次事件的结构。

3、技术方案

4、在本公开的一个方面，提供了一种电池模块，所述电池模块包括：多个柱形电池电芯，所述多个柱形电池电芯直立设置，使得正极面向下并且负极面向上；电芯壳体，所述电芯壳体被配置为容纳所述多个电池电芯；顶板，所述顶板被配置为完全覆盖所述电芯壳体的上侧并且电连接到所述多个电池电芯中的每个电池电芯的所述负极；底板，所述底板被设置成与所述顶板相对以完全覆盖所述电芯壳体的下侧并且电连接到所述多个电池电芯中的每个电池电芯的所述正极；以及相变材料，所述相变材料填充在所述电芯壳体中使得所述多个电池电芯被部分地浸渍，并且所述相变材料冷却所述多个电池电芯。

5、所述电池模块还可以包括散热器，所述散热器被安装在所述顶板的上侧上并且被配置为冷却所述多个电池电芯。

6、相变材料在多个电池电芯的温度升高时可以被汽化以朝向顶板移动时，并且可以通过散热器被液化以朝向底板移动。

7、电池模块还可以包括引导肋，所述引导肋被设置在电芯壳体的内壁的上侧上并且被配置为引导液化的相变材料朝向底板的移动。

8、所述电池模块还可以包括至少一个电芯固定构件，所述至少一个电芯固定构件被配置为固定所述多个电池电芯，以便防止所述多个电池电芯在所述电芯壳体中移动。

9、电芯固定构件可以被成对设置，并且所述一对电芯固定构件可以包括：上电芯固定构件，所述上电芯固定构件供多个电池电芯的上部插入并被固定到电芯壳体的内部部分的上侧；以及下电芯固定构件，所述下电芯固定构件供多个电池电芯的下部插入并被固定到电芯壳体的内部部分的下侧。

10、用于插入多个电池电芯的多个电芯插入孔可以形成在上电芯固定构件和下电芯固定构件中。

11、顶板的边缘可以与电芯壳体的边缘接合。

12、在本公开的另一方面，提供了一种电池组，所述电池组包括至少一个根据上述实施方式的电池模块和被配置为封装所述至少一个电池模块的电池组壳体。

13、在本公开的另一方面，提供了一种包括至少一个根据上述实施方式的电池组的车辆。

14、有益效果

15、根据如上所述的各种实施方式，提供了一种电池模块、包括该电池模块的电池组以及包括该电池组的车辆，所述电池模块具有不仅能够使冷却性能最大化而且还能够有效地防止当排气从电池电芯排出时发生诸如由高温排气引起的热逃逸现象的二次事件的结构。

技术特征：

1.一种电池模块，所述电池模块包括：

2.根据权利要求1所述的电池模块，所述电池模块还包括散热器，所述散热器被安装在所述顶板的上侧并且被配置为冷却所述多个电池电芯。

3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述相变材料在所述多个电池电芯的温度升高时被汽化以朝向所述顶板移动，并且所述相变材料通过所述散热器被液化以朝向所述底板移动。

4.根据权利要求3所述的电池模块，所述电池模块还包括引导肋，所述引导肋被设置在所述电芯壳体的内壁的上侧，并且被配置为引导液化的相变材料朝向所述底板移动。

5.根据权利要求1所述的电池模块，所述电池模块还包括至少一个电芯固定构件，所述至少一个电芯固定构件被配置为固定所述多个电池电芯，以防止所述多个电池电芯在所述电芯壳体中移动。

6.根据权利要求5所述的电池模块，其中，所述电芯固定构件成对地设置，一对电芯固定构件包括：

7.根据权利要求6所述的电池模块，其中，用于插入所述多个电池电芯的多个电芯插入孔形成在所述上电芯固定构件和所述下电芯固定构件中。

8.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述顶板的边缘与所述电芯壳体的边缘接合。

9.一种电池组，所述电池组包括：

10.一种车辆，所述车辆包括根据权利要求9所述的电池组。

技术总结
根据本发明的实施方式的电池模块包括：多个柱形电池电芯，所述多个柱形电池电芯直立设置，使得正极面向下并且负极面向上；电芯壳体，所述电芯壳体用于容纳所述多个电池电芯；顶板，所述顶板覆盖所述电芯壳体的整个顶侧并且电连接到相应多个电池电芯的正极；底板，所述底板与所述顶板相对设置以覆盖所述电芯壳体的整个底侧并且电连接到相应多个电池电芯的负极；以及相变材料，所述相变材料填充在所述电芯壳体中，以便部分地浸渍所述多个电池电芯并且冷却所述多个电池电芯。

技术研发人员：权敏镐,柳在旭,孔镇鹤,具滋彦
受保护的技术使用者：株式会社LG新能源
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12