电池模块、电池组及包括该电池组的车辆的制作方法

本公开涉及电池模块、电池组及包括该电池组的车辆，并且更具体地说，涉及包括改进的连接器的电池模块、电池组及包括该电池组的车辆。本申请要求于2021年10月8日在韩国提交的韩国专利申请no.10-2021-0134408的优先权，其公开内容通过引用并入本文中。

背景技术：

1、由于二次电池根据产品分组和诸如高能量密度之类的电气特性而具有高应用性，因此二次电池通常不仅应用于移动装置，而且还应用于由电源、储能系统驱动的电动车辆或混合动力车辆等。由于二次电池可以从根本上减少化石燃料的使用，并且不会产生能源消耗带来的任何副产品，因此二次电池作为用于提高生态友好性和能源效率的新的替代能源正在备受关注。

2、应用于电动车辆等的电池组具有其中包括多个二次电池单元的多个单元组件串联连接以获得高功率的结构。电池单元包括正集流体和负集流体、隔膜、活性材料和电解液，并且可以通过元件之间的电化学反应而反复充电和放电。

3、随着最近对大容量结构(包括作为储能源的使用)的需求增加，对具有多个电池单元串联和/或并联连接的多模块结构的电池组的需求已经增加。在构造电池组时，通常的方法是先构造包括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添加其他元件来构造电池组。可以根据所需的输出电压或充电/放电容量，以各种方式来设置电池组中包括的电池模块的数量、或电池模块中包括的电池单元的数量。

4、电池模块将电池单元和各种电子部件封装在模块壳体中，并且包括与模块壳体外部的外部装置电连接的连接器。连接器可以是用于电连接多个电池模块的连接连接器、用于监测电池单元的电压的感测连接器、用于连接到对电池单元进行充电的充电装置的充电连接器、或用于连接到通过使用电池单元中充电的能量而被驱动的电动机的输出连接器。

5、因为传统的电池模块被制造为使得多个电池单元被密集地封装在狭窄的空间中，所以防止火灾等非常重要。具体而言，当这样的电池模块和包括该电池模块的电池组应用于车辆时，需要通过严格的安全测试。

6、在设置在现有电池模块中的连接器中，除连接器端子之外的所有部分均由普通注塑产品来制造，并且连接器通过与模块壳体焊接在一起而被密封。当在应用注塑产品的电池模块中出现异常高温时，电池模块容易熔化，因此，结构崩溃而无法保持气密性。具体而言，用这种连接器装配的电池模块或作为一组电池模块的电池组可能无法通过热失控测试。根据gb标准，热失控测试是指电池组或系统在由于电池热失控而发生热扩散(这进而导致车辆乘员舱内危险)之前5分钟提供热事件报警信号的测试。

7、因此，为了满足gb标准，绝对需要能够防止由火焰等引起的高温环境和/或通过排气引起的高压环境扩散的连接器。

技术实现思路

1、技术问题

2、本公开是考虑到以上问题而设计的，因此本公开旨在提供包括改进的连接器的电池模块，其中防止电池模块中由火焰等引起的高温环境和/或电池模块中通过排气引起的高压环境扩散到外部。

3、本公开还旨在提供包括该电池模块的电池组和车辆，以提高防火或防爆的安全性。

4、然而，本公开所要解决的技术目的并不限于此，并且本领域的普通技术人员从以下公开中将清楚地理解本文未提及的其他目的。

5、技术方案

6、在本公开的一个方面，提供了一种电池模块，该电池模块包括：单元组件，该单元组件包括至少一个电池单元；模块壳体，在该模块壳体中容纳所述单元组件；以及连接器，该连接器安装在所述模块壳体上。所述连接器包括：连接器端子，该连接器端子用于与所述电池单元电连接；连接器外壳，该连接器外壳围绕所述连接器端子；连接器头主体，该连接器头主体联接至所述连接器外壳并以所述连接器头主体的至少一部分被插入到所述模块壳体中的方式安装在所述模块壳体上；以及连接器垫圈，该连接器垫圈位于所述模块壳体和所述连接器头主体之间，并且具有1000℃或更高的熔点。

7、在模块壳体中可以形成有开口，并且连接器头主体可以经由开口内部的连接器垫圈与模块壳体表面接触，以保持开口气密。

8、连接器垫圈可以具有框架形状，该框架形状具有与开口的尺寸相同尺寸的中空部。

9、连接器垫圈和连接器头主体可以用螺栓紧固到模块壳体。

10、连接器垫圈可以为硅胶垫圈。

11、连接器头主体可以由熔点为1000℃或更高的陶瓷或金属材料形成。

12、连接器外壳可以通过压配合或钩式紧固而联接到连接器头主体。

13、连接器外壳和连接器头主体可以为单一的一体成型产品。

14、在本公开的另一方面，提供了包括至少一个电池模块的电池组和包括至少一个电池组的车辆。

15、技术效果

16、根据本公开，提供了包括改进的连接器(即，耐高热连接器)的电池模块，其中防止由电池模块中的火焰引起的高温环境和/或电池模块中由排气引起的高压环境扩散到外部。

17、因为根据本公开的电池模块包括连接器，该连接器包括熔点为1000℃或更高的连接器垫圈，所以即使当电池模块中出现火焰并因此导致异常高温状态时，也可以防止火焰扩散到电池模块的外部。此外，即使当电池模块中产生排气并因此导致异常高压状态时，也可以防止通过连接器爆炸。

18、如此，根据本公开，提供了一种包括耐高热密封连接器的电池模块，其中即使在发生热失控时，也保持电池模块的气密结构并且容忍高温/高压环境。

19、例如，即使模块壳体附近的温度升高到约600℃(至少5分钟)，本公开中提出的包括连接器的电池模块也可以承受高温/高压(100kpa)，因此可以防止传热。因此，根据本公开，可以提供提高了安全性的电池模块、以及包括该电池模块的电池组和车辆。

技术特征：

1.一种电池模块，该电池模块包括：

2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，在所述模块壳体中形成有开口，并且所述连接器头主体经由所述开口内部的所述连接器垫圈与所述模块壳体表面接触，以保持所述开口气密。

3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述连接器垫圈具有框架形状，该框架形状具有与所述开口的尺寸相同的尺寸的中空部。

4.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述连接器垫圈和所述连接器头主体用螺栓紧固到所述模块壳体。

5.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述连接器垫圈为硅胶垫圈。

6.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述连接器头主体由熔点为1000℃或更高的陶瓷或金属材料形成。

7.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述连接器外壳通过压配合或钩式紧固而联接到所述连接器头主体。

8.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述连接器外壳和所述连接器头主体为单一的一体成型产品。

9.一种电池组，该电池组包括：至少一个根据权利要求1至8中的任一项所述的电池模块；以及

10.一种车辆，该车辆包括至少一个根据权利要求9所述的电池组。

技术总结
根据本发明的电池模块包括：单元组件，其包括至少一个电池单元；模块壳体，在该模块壳体中容纳单元组件；以及连接器，其安装到模块壳体。连接器包括：连接器端子，其用于与电池单元电连接；连接器外壳，其覆盖连接器端子；连接器头主体，其联接至连接器外壳并且至少部分地被插入到模块壳体中以安装到模块壳体；以及连接器垫圈，其插置在模块壳体和连接器头主体之间并且具有1000℃或更高的熔点。

技术研发人员：李昌勋
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：2024/1/14