相关申请的交叉引用本技术要求在韩国知识产权局于2022年7月20日提交的韩国专利申请第10-2022-0089575号和于2023年7月14日提交的韩国专利申请第10-2023-0091932号的权益,前述专利申请的公开内容通过引用全文并入本文中。本公开涉及一种电池组和一种包括该电池组的汽车等,更具体地,涉及一种对热事件具有优异的安全性的电池组和电池模块以及包括该电池组和该电池模块的汽车等。
背景技术:
1、随着技术发展和对各种移动设备、电动车辆、能量储存系统(ess)等的需求的大幅增长,对作为能源的二次电池的关注度和需求快速增加。通常,经常使用镍镉电池或镍氢电池,与镍基二次电池相比,镍镉电池或镍氢电池几乎不表现出记忆效应,因此自由充放电,并且具有非常低的自放电率和高能量密度。
2、这样的锂二次电池主要将锂基氧化物和含碳材料分别用作阴极活性材料和阳极活性材料。锂二次电池包括:电极组件,在该电极组件中,设置有分别涂覆有阴极活性材料和阳极活性材料的阴极板和阳极板,并且在阴极板与阳极板之间插设有隔板;以及外部材料(即,电池壳体),将电极组件与电解液一起密封并容纳。
3、通常,根据外部材料的形状,锂二次电池可以被分类为电极组件安装在金属罐中的罐型二次电池和电极组件安装在铝层压片材的软包中的软包型二次电池。
4、近年来,电池组广泛用于驱动中型和大型装置(例如电动车辆和能量储存系统),或中型和大型装置中的能量储存。常规电池组包括位于电池组壳体内部的一个以上电池模块和控制电池组的充放电的控制单元,例如,电池管理系统(bms)。这里,电池模块配置为在模块壳体内部包括多个电池单体。也就是说,在常规电池组的情况下,多个电池单体(二次电池)容纳在模块壳体的内部,以配置各个电池模块,并且这样的电池模块容纳在一个以上电池组壳体的内部,以配置电池组。
5、特别地,软包型电池在各种方面具有优势,例如,重量轻并且层叠期间几乎不需要死区空间,但是具有易于受到外部冲击的影响以及组装的容易度变差的问题。因此,通常通过首先模块化多个电池单体并且将它们容纳在电池组壳体内部来制造电池组。
6、然而,在常规电池组的情况下,由于模块化,在能量密度、组装容易度、冷却性能等方面可能是不利的。另外,常规电池组或电池模块可能容易受到热事件的影响。特别地,如果在电池模块或电池组内部发生热事件,则可能发生热失控,这导致起火,并且在最坏的情况下发生爆炸。
技术实现思路
1、技术问题
2、因此,本公开被设计为解决上述问题,并且本公开的一个目的是提供一种能够在发生热事件时确保优异的安全性的电池组和电池模块等。
3、然而,本公开的目的和优点不限于上述那些目的和优点,并且本领域技术人员将根据下面的描述清楚地理解上面未提及的其他目的和优点。
4、技术方案
5、根据本公开的一个方面,提供一种电池组,包括:多个电池单体,该多个电池单体各自具有电极引线;电池单体盖,该电池单体盖配置为至少部分地围绕多个电池单体中的至少一部分;以及汇流条框架组件,该汇流条框架组件配置为与电极引线电连接并且与电池单体盖的至少一侧结合,从而阻挡火焰在特定方向上排出。
6、这里,汇流条框架组件可以包括:汇流条电极,该汇流条电极由导电材料构成,并且与电极引线直接接触;汇流条壳体,该汇流条壳体由电绝缘材料构成并且支撑汇流条电极;以及阻挡构件,该阻挡构件由具有比汇流条壳体高的熔点的材料构成,并且位于汇流条壳体的一侧,以阻挡火焰排出。
7、此外,阻挡构件可以包括:主体,该主体阻挡火焰在水平方向上排出;以及延伸部,该延伸部从主体的上端部朝向电池单体盖弯曲。
8、此外,电池单体盖可以配置为围绕至少一部分电池单体的两侧和上角部。
9、此外,电池单体盖和汇流条框架组件可以配置为使得内部排气在向下方向上排出。
10、另外,根据本公开的电池组可以进一步包括电池组壳体,该电池组壳体将多个电池单体、电池单体盖和汇流条框架组件容纳在其内部空间中。
11、这里,电池组壳体的底部可以形成有排气孔,以用于排出电池单体盖内部的排气。
12、另外,根据本公开的电池组可以进一步包括控制模块,该控制模块配置为控制电池单体的充放电。
13、此外,根据本公开的另一方面的电池模块为一种电池模块,在电池组壳体的内部空间中容纳至少一个电池模块,其中,电池模块可以包括:多个电池单体,该多个电池单体各自具有电极引线;电池单体盖,该电池单体盖设置为至少部分地围绕多个电池单体中的至少一部分;汇流条框架组件,该汇流条框架组件配置为与电极引线电连接并且与电池单体盖的至少一侧结合,以阻挡火焰在特定方向上排出;以及模块壳体,该模块壳体将多个电池单体和电池单体盖容纳在其内部空间中。
14、这里,模块壳体配置为至少一部分开口的形式,并且汇流条框架组件可以配置为与模块壳体的开口部结合。
15、另外,根据本公开的另一方面,可以提供一种汽车,包括根据本公开的电池组或电池模块。
16、根据本公开的一个实施例,可以提供一种电池组,包括:多个电池单体,该多个电池单体在一个方向上层叠;电池组壳体,该电池组壳体的内部空间中容纳有电池单体;电池单体盖,该电池单体盖在电池组壳体的内部空间中至少部分地围绕多个电池单体中的至少一部分;以及汇流条框架组件,该汇流条框架组件设置在电池单体盖的至少一个开口侧,其中,汇流条框架组件包括阻挡构件,该阻挡构件阻挡排气从电池单体排出。
17、排气排出到电池单体盖的开口表面中不被阻挡构件阻挡的表面。
18、阻挡构件具有弯折形状,并且可以包括:主体,该主体设置在电池单体盖的至少一个开口侧;以及延伸部,该延伸部覆盖电池单体盖的端部。
19、电池单体盖与阻挡构件的延伸部可以重叠,从而防止排气通过电池单体盖与汇流条框架组件之间的间隙排出。
20、汇流条框架组件进一步包括:汇流条电极,该汇流条电极与电池单体的电极引线电结合;以及汇流条壳体,该汇流条壳体支撑汇流条电极,并且阻挡构件可以安装在汇流条壳体的外表面上。
21、电池单体盖包括:一对第一盖部,该一对第一盖部覆盖至少一部分电池单体的面对的两个侧面;以及第二盖部,该第二盖部连接在一对第一盖部之间,并且覆盖至少一部分电池单体的上表面或下表面。
22、汇流条框架组件设置在电池单体的前表面和后表面中的至少一个上,并且阻挡构件可以包括:主体,该主体设置在电池单体的前表面和后表面中的至少一个上;以及延伸部,该延伸部覆盖电池单体盖的第二盖部的端部。
23、阻挡构件可以进一步包括延伸部,该延伸部覆盖电池单体盖的第一盖部的端部。
24、电池组壳体包括用于排出排气的至少一个排气孔,并且排气孔可以设置在电池组壳体的上表面和下表面中的电池单体盖开口的表面侧。
25、电池单体盖和容纳在电池单体盖中的电池单体的组形成为多个,并安装在电池组壳体的内部空间中,并且在多个电池单体盖的至少一个开口侧可以分别设置一个汇流条框架组件。
26、当从侧面观察时,阻挡构件可以具有l形剖面。
27、当从前方观察时,电池单体盖可以具有n形剖面或u形剖面。
28、根据本公开的一个实施例,可以提供一种电池模块,包括:多个电池单体,该多个电池单体在一个方向上层叠;模块壳体,该模块壳体的内部空间中容纳有电池单体;电池单体盖,该电池单体盖在电池组壳体的内部空间中至少部分地围绕多个电池单体中的至少一部分;以及汇流条框架组件,该汇流条框架组件设置在电池单体盖的至少一个开口侧,其中,汇流条框架组件包括阻挡构件,该阻挡构件阻挡排气从电池单体排出。
29、有益效果
30、根据本公开的一个方面,多个电池单体可以稳定地容纳在电池组壳体或模块壳体的内部,而不需要例如塑料盒的层叠框架或单独的模块壳体。
31、此外,根据本公开的一个方面,具有延展性材料壳体的软包型电池单体可以容易地制成坚固的形式,从而更容易地实现部件直接层叠在电池组壳体内部的结构。因此,可以提高电池组或电池模块的组装容易度和机械稳定性。
32、此外,根据本公开的一个方面,当在特定电池单体中发生热失控时,可以有效地处理热事件。特别地,在本公开的情况下,在产生火焰的三种因素(燃料、氧气和火源)中,可以阻止或者适当地控制与火源相对应的热量的累积或排出。此外,在本公开的情况下,为了阻止热量累积并且防止火焰排出,可以实现排气排出控制、定向排气、灭火等。
33、特别地,根据本公开的一个实施例,在向下方向上执行定向排气,从而能够提高位于上侧的用户(例如乘客)的安全性。
34、此外,根据本公开的一个方面,即使当发生热事件时,也可以防止内部短路或结构崩塌。特别地,在本公开的情况下,当发生热事件时,高压气体和高温灰尘喷射到汇流条框架组件所在的间隙中,从而能够更有效地防止导致例如汇流条框架组件、顶板和端板的各种结构崩塌的问题。
35、此外,根据本公开的一个实施例,基于电池单体,阻挡上部和四个侧部的五侧隔板分离可以防止电池单体之间的热量/火焰传播并且抑制火焰的排出等。
36、另外,根据本公开的一个方面,可以通过无模组(ctp)概念排除模块壳体等,从而提高冷却性能和能量密度。
37、另外,本公开可以具有将在各个实施例中描述的各种其他效果,或者将省略本领域技术人员能够容易地推断的效果的描述。