电池组和包括该电池组的装置的制作方法

相关申请的交叉引用本技术要求于2022年3月10日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2022-0030046号以及于2023年3月9日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2023-0031250号的权益，其公开内容通过引用全部并入本文。本公开涉及一种电池组和包括该电池组的装置，更具体地，涉及一种冷却性能提高的电池组和包括该电池组的装置。

背景技术：

1、在现代社会中，随着诸如移动电话、笔记本电脑、摄像机和数码相机的便携式装置已经被日常使用，与如上所述的移动装置相关的领域中的技术得到了积极的发展。此外，将可充电/可放电二次电池用作电动车辆(ev)、混合动力电动车辆(hev)、插电式混合动力电动车辆(p-hev)等的动力源，试图解决由现有的使用化石燃料的汽油车辆造成的空气污染等。因此，对于二次电池的开发的需求日益增长。

2、目前商用的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池和锂二次电池。在这些二次电池中，由于锂二次电池具有例如与镍基二次电池相比几乎不表现出记忆效应从而自由充放电并且具有非常低的自放电率和高能量密度的优点，从而锂二次电池受到关注。

3、这样的锂二次电池主要将锂基氧化物和碳质材料分别用作正极活性材料和负极活性材料。锂二次电池包括：电极组件，在该电极组件中设置有正极板和负极板，正极板和负极板各自涂覆有正极活性材料和负极活性材料，隔板插设在正极板与负极板之间；以及电池外壳，该电池外壳密封并容纳电极组件以及电解质溶液。

4、通常，根据外部部件的形状，锂二次电池可以分类为电极组件嵌入金属罐中的罐型二次电池以及电极组件嵌入铝层压板的软包中的软包型二次电池。

5、在用于小型装置的二次电池的情况下，设置有两个到三个电池单体，但是在用于诸如汽车的中大型装置的二次电池的情况下，使用大量电池单体电连接的电池模块。在这种电池模块中，大量电池单体彼此串联连接或并联连接以形成单体组件，从而提高容量和输出。此外，一个或多个电池模块可以与诸如bdu(电池断开连接单元)、bms(电池管理系统)和冷却系统的各种控制和保护系统一起安装，以形成电池组。

6、此外，在配置电池组时，通常首先配置电池模块，然后向电池模块添加诸如bdu(电池断开连接单元)、bms(电池管理系统)、冷却系统等的各种控制和保护系统，以配置电池组。在传统电池组的情况下，通过将电池模块设置在诸如电池组托盘的壳体结构中来制造电池组，并且将这种电池组安装在车辆等上。

7、当二次电池被加热到适当温度以上时，二次电池的性能可能劣化，并且在最坏的情况下，还存在爆炸或着火的风险。特别地，多个二次电池(即，具有电池单体的电池模块或电池组)可能在狭窄的空间中累积从多个电池单体发出的热量，这可能会快速且严重地升高电池模块的温度。换句话说，包括大量电池单体的电池模块以及配备有这种电池模块的电池组可以获得高输出，但是不容易去除在充放电期间从电池单体产生的热量。当未适当执行电池单体的散热时，电池单体的劣化加速，寿命缩短，并且爆炸或着火的可能性增加。

8、此外，如果电池模块包括在车辆的电池组中，则电池模块可能经常暴露于阳光直射下，并且可能被置于高温条件下，例如夏天或在沙漠中。因此，在配置电池模块或电池组时，确保稳定有效的冷却性能可能非常重要。电池模块或电池组的冷却方法可以主要分类为使用诸如冷却水的冷却剂的水冷方法和使用冷却风的气冷方法。在这些冷却方法中，水冷型冷却具有优异的冷却性能并且可以有效冷却从大容量电池模块或电池组产生的高热量。

9、近年来，越来越需要一种能够通过减轻重量来增加能量密度并减轻总重量，同时有效地设置水冷型结构以最大化冷却性能的电池组结构。

技术实现思路

1、技术问题

2、本公开的一个目的是提供一种可以在有限空间内增加能量密度、减轻重量并提高冷却性能的电池组，以及包括该电池组的装置。

3、然而，本公开的实施例要解决的问题不限于上述问题，并且可以在本公开中包括的技术构思的范围内进行各种扩展。

4、技术方案

5、根据本公开的一个实施例，提供了一种电池组，包括：电池模块，该电池模块包括堆叠多个电池单体的电池单体堆、位于电池单体堆的两个侧表面上的第一侧板和第二侧板，以及设置在电池单体堆的上部和下部并连接第一侧板和第二侧板的连接构件；电池组托盘，该电池组托盘容纳电池模块；以及散热器，该散热器包括供冷却剂流过的至少一个冷却部，其中，散热器包括位于电池模块的上部的上散热器或位于电池模块的下部的下散热器中的至少任一个，其中，第一侧板和第二侧板被固定到电池组托盘，并且其中，上散热器的冷却部在电池模块的上部位于连接构件的一侧，并且下散热器的冷却部在电池模块的下部位于连接构件的一侧。

6、多个连接构件可以设置在电池单体堆的上侧或下侧中的至少任一侧。连接构件可以被布置为在与堆叠电池单体的堆叠方向垂直的方向上彼此间隔开。

7、冷却部可以设置在彼此间隔开的连接构件之间的空间中。

8、连接构件单独地设置在电池单体堆的上侧或下侧中的至少任一侧。

9、电池模块可以形成为多个，并且可以沿着堆叠电池单体的堆叠方向设置有至少两个电池模块。

10、冷却部可以穿过一个电池模块的连接构件的一侧，并且穿过与该一个电池模块相邻的另一个电池模块的连接构件的一侧。

11、冷却部可以包括沿着一个方向延伸的第一冷却部和第二冷却部。上散热器和下散热器各自还可以包括：流入部，该流入部连接到第一冷却部并供冷却剂流入；排出部，该排出部连接到第二冷却部并供冷却剂排出；以及连接部，该连接部连接第一冷却部和第二冷却部。

12、冷却剂可以沿着流入部、第一冷却部、连接部、第二冷却部和排出部流动，并形成循环结构。

13、该一个方向可以是与堆叠电池单体的堆叠方向平行的方向。

14、基于电池模块，流入部和排出部可以位于同一侧，并且连接部可以位于流入部和排出部的相反侧。

15、电池模块还可以包括：热树脂层，该热树脂层位于冷却部与电池单体堆之间。

16、热树脂层可以包括位于上散热器的冷却部与电池单体堆之间的上热树脂层或位于下散热器的冷却部与电池单体堆之间的下热树脂层中的至少任一个。

17、第一侧板和第二侧板可以各自包括：支撑部，该支撑部支撑电池单体堆的最外侧电池单体并被设置为垂直于电池组托盘的底部；以及固定部，该固定部在与支撑部的一个表面垂直的方向上突出，并且固定部可以被固定到电池组托盘。

18、电池组托盘可以包括：安装梁，该安装梁设置在电池组托盘的底部的上表面上，并且固定部可以被固定到安装梁。

19、电池单体堆可以包括第一电池单体堆和第二电池单体堆，并且第一电池单体堆和第二电池单体堆可以设置为在与堆叠电池单体的堆叠方向垂直的方向上彼此间隔开。

20、第一侧板可以延伸为覆盖第一电池单体堆的一个侧表面和第二电池单体堆的一个侧表面。第二侧板可以延伸为覆盖第一电池单体堆的另一个侧表面和第二电池单体堆的另一个侧表面。

21、电池模块还可以包括：绝缘板，该绝缘板位于第一电池单体堆与第二电池单体堆之间。

22、上散热器和下散热器可以各自包括多个冷却部。上散热器的多个冷却部可以在第一电池单体堆的上部和第二电池单体堆的上部设置在连接构件的一侧或两侧。下散热器的多个冷却部可以在第一电池单体堆的下部和第二电池单体堆的下部设置在连接构件的一侧或两侧。

23、电池单体可以沿着从第一侧板到第二侧板的一个方向堆叠。在相邻的电池单体之间、最外侧电池单体中的一个电池单体与第一侧板之间或最外侧电池单体中的另一个电池单体与第二侧板之间中的至少一者处插设有压缩垫。在寿命结束(eol)状态下，在堆叠电池单体方向上的变形率可以是12％以下，并且施加到电池单体的表面压力可以是0.9mpa以下。

24、所述电池模块的模块刚度曲线计算为在0.00417以上且0.225以下的斜率(mpa/％)范围内，并且电池模块的模块刚度曲线可以对应于第一侧板和第二侧板的变形率与施加到第一侧板和第二侧板的表面压力之间的关系。

25、可以通过在第一侧板和第二侧板的框架刚度曲线上反映相对于施加到压缩垫的表面压力的压缩垫的压缩程度以及压缩垫的数量来获得电池模块的模块刚度曲线。

26、根据本公开的另一个实施例，提供一种包括至少一个上述电池组的装置。

27、有益效果

28、根据本公开的实施例，可以提供模块结构简化、单位重量的能量密度提高并且可以减轻重量的电池组以及包括该电池组的装置。

29、此外，根据简化的模块结构，上散热器和下散热器可以设置在有限的上下空间内，以提高冷却性能。

30、本公开的效果不限于上述效果，并且本领域普通技术人员通过所附权利要求的描述将清楚地理解上述未提及的附加的其他效果。