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电池组、电池模块和包括其的车辆制造技术

技术编号:40745716 阅读:6 留言:0更新日期:2024-03-25 20:03
提供了一种能够改善热传播以确保在发生热事件时的优异安全性的电池组、电池模块和包括其的车辆。根据本公开的一个方面的电池组包括:多个软包型电池单体,各自具有电极引线;汇流条框架组件,结合到多个软包型电池单体的电极引线中的至少一部分电极引线;以及单体盖,设置为至少部分地包住多个软包型电池单体中的至少部分软包型电池单体,其中,其端部插入汇流条框架组件中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开涉及电池组、电池模块和包括其的车辆,更具体地,涉及具有针对热事件的优异安全性的电池组、电池模块和包括其的车辆。本申请要求2022年7月20日提交的韩国专利申请第10-2022-0089570号和2023年4月27日提交的韩国专利申请第10-2023-0055756号的优先权,其公开内容通过引用并入本文。


技术介绍

1、随着各种移动设备、电动汽车、储能系统(ess)等的技术开发和需求的显著增加,对二次电池作为能源的兴趣和需求正在迅速增加。镍镉电池或镍氢电池已被广泛用作常规二次电池,但近来,与镍基二次电池相比由于记忆效应小而具有自由充电/放电、非常低的自放电率和能量密度高的锂二次电池被广泛应用。

2、这样的锂二次电池主要使用锂基氧化物和碳材料分别作为正极活性材料和负极活性材料。锂二次电池包括分别涂有正极活性材料和负极活性材料的正极板和负极板在其间隔着隔板设置的电极组件、以及与电解质一起密封和容纳电极组件的外部材料,即电池壳体。

3、一般而言,锂二次电池可根据外部材料的形状,分类为电极组件嵌入金属罐中的罐型二次电池和电极组件嵌入铝层压板软包中的软包二次电池。

4、近来,电池组已被广泛用于中/大型设备(例如电动汽车和ess)的驱动或储能。常规电池组在电池组壳体内部包括一个或多个电池模块和控制电池组的充电/放电的控制单元。这里,电池模块被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)被容纳在模块壳体内部以形成每个电池模块,并且这些电池模块中的一个或多个被容纳在电池组壳体内部以形成电池组。

5、特别地,软包型电池在各个方面具有优点,例如重量轻、堆叠时的死区少,但是存在它们容易受到外部冲击并且在组装性方面稍差的问题。因此,通常通过首先模块化多个单体然后将它们容纳在电池组壳体内部来制造电池组。

6、然而,常规电池组可能由于模块化而在能量密度、可组装性、冷却等方面是不利的。具体地,在通过将多个电池单体容纳在模块壳体内而模块化的过程中,由于诸如模块壳体或堆叠框架的各种部件而电池组的体积可能不必要地增加,或者电池单体所占用的空间可能减少。首先通过将多个电池单体模块化来配置电池模块,然后将电池模块容纳在电池组壳体中,由此存在电池组的制造过程变复杂的问题。由于模块壳体被容纳在电池组壳体内部并且电池单体被容纳在模块壳体内部,当容纳在模块壳体内部的电池单体的热量通过模块壳体被排放到电池组壳体外部时,冷却效率可能降低并且冷却结构也可能复杂。

7、近来,对应用于电动汽车的电池组的需求一直在增加。由于这些电池组具有多个电池单体,因此应更严格地管理安全性。如果在任一个电池模块内的一些单体中发生热失控、着火或爆炸,则所产生的高温气体、火焰或高温内部材料可能被喷射并热传播到其他相邻的电池模块,从而导致二次热失控、二次火灾或爆炸,并且因此具有在多个电池模块内的单体中可能产生热失控、着火或爆炸链的问题。因此,非常需要一种能够在发生诸如热失控的热事件时抑制或延迟电池模块之间的火焰转移的装置。然而,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,如果电池模块或电池组内部发生热事件,可能会发生热失控,导致火焰,严重时甚至爆炸。

8、在常规电池组或电池模块的情况下,硅隔热垫等被插设在电池单体之间以避免电池单体之间的直接接触,从而延迟通过传导的热传播,但是其结构可能容易受到空间中对流的热传播的影响。

9、此外,每个电池单体可以具有其各自的结合到汇流条框架组件用于相互电连接、感测等的电极引线。在这种情况下,在电极引线和汇流条框架组件存在的部分中很可能发生对流,并且因此当在特定电池单体中发生热事件时,可能出现由于电极引线侧上的热对流而引起的热传播的问题。


技术实现思路

1、技术问题

2、本公开旨在解决相关技术的问题,因此本公开旨在提供具有优异的能量密度、可组装性和/或可冷却性的电池组、电池模块和包括其的车辆。

3、本公开还旨在提供能够改善热传播以确保在发生热事件时的优异安全性的电池组、电池模块和包括其的车辆。

4、然而,本公开所要解决的技术问题不限于上述问题,并且本文未提及的其他问题可由本领域技术人员从本公开的以下描述中清楚地理解。

5、技术方案

6、根据本公开的一个方面的电池组包括:多个软包型电池单体,各自具有电极引线;汇流条框架组件,结合到多个软包型电池单体的电极引线中的至少一部分电极引线;以及单体盖,设置为至少部分地包住多个软包型电池单体中的至少部分软包型电池单体,其中,单体盖的端部插入汇流条框架组件中。

7、单体盖可以被配置成以直立状态支撑多个软包型电池单体。

8、电池组可进一步包括在内部空间中容纳软包型电池单体的电池组壳体,其中,单体盖可部分地包住软包型电池单体以使所包住的软包型电池单体的至少一侧朝向电池组壳体暴露。

9、软包型电池单体可具有容纳电极组件的容纳部和围绕容纳部的边缘部,其中,单体盖可以被配置成围绕所包住的软包型电池单体的容纳部的两侧和边缘部的一部分。

10、这里,单体盖可以设置成覆盖所包住的软包型电池单体的容纳部的两侧以及上边缘部或下边缘部。

11、此外,单体盖可以包括:覆盖所包住的软包型电池单体的一侧的第一侧盖部;覆盖所包住的软包型电池单体的另一侧的第二侧盖部;以及连接第一侧盖部和第二侧盖部并覆盖所包住的软包型电池单体的上端部的上盖部。

12、此外,第一侧盖部和第二侧盖部可以配置成具有不同的尺寸。

13、此外,电池组可以包括两个以上单体盖,其中,相邻的单体盖可以被设置成使得具有相同尺寸的第一侧盖部彼此面对或具有相同尺寸的第二侧盖部彼此面对。

14、此外,第一侧盖部和第二侧盖部中的任一个可以以穿透汇流条框架组件的形式插入,并且第一侧盖部和第二侧盖部中的另一个可以以不穿透汇流条框架组件的形式插入。

15、此外,第一侧盖部和第二侧盖部中的任一个可以形成为比第一侧盖部和第二侧盖部中的另一个更向汇流条框架组件所在的一侧突出地延伸。

16、此外,汇流条框架组件可以分别位于多个软包型电池单体的前侧和后侧,并且单体盖的前端和后端可以分别插入汇流条框架组件中。

17、此外,电池组可以包括两个以上单体盖,其中,热障(thermal barrier)可以插设在相邻的单体盖之间。

18、这里,热障的端部与单体盖一起可以插入汇流条框架组件中。

19、此外,根据本公开的电池组可进一步包括与单体盖的表面接触的绝缘垫。

20、此外,单体盖可以以弯折一个板的形式配置。

21、此外,单体盖可在内表面上包括绝缘涂覆层。

22、此外,根据本公开的电池组也可进一步包括控制模块,该控制模块容纳在电池组壳体的内部空间中并且被配置为控制软包型电池单体的充电/放电。

23、此外,本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电池组,包括:

2.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述单体盖被配置成支撑所述多个软包型电池单体处于直立状态。

3.根据权利要求1所述的电池组,还包括在内部空间中容纳所述软包型电池单体的电池组壳体,

4.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述软包型电池单体具有容纳所述电极组件的容纳部和围绕所述容纳部的边缘部,

5.根据权利要求4所述的电池组,其中,所述单体盖设置成覆盖所包住的软包型电池单体的所述容纳部的两侧以及上边缘部或下边缘部。

6.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述单体盖包括:

7.根据权利要求6所述的电池组,其中,所述第一侧盖部和所述第二侧盖部被配置成具有不同的尺寸。

8.根据权利要求7所述的电池组,其中,所述电池组包括两个以上所述单体盖,其中,相邻的单体盖被设置成使得具有相同尺寸的所述第一侧盖部彼此面对或具有相同尺寸的所述第二侧盖部彼此面对。

9.根据权利要求7所述的电池组,其中,所述第一侧盖部和所述第二侧盖部中的任一个以穿透所述汇流条框架组件的形式插入,并且所述第一侧盖部和所述第二侧盖部中的另一个以不穿透所述汇流条框架组件的形式插入。

10.根据权利要求7所述的电池组,其中,所述第一侧盖部和所述第二侧盖部中的任一个形成为比所述第一侧盖部和所述第二侧盖部中的另一个更向所述汇流条框架组件所在的一侧突出地延伸。

11.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述汇流条框架组件分别位于所述多个软包型电池单体的前侧和后侧,并且所述单体盖的前端和后端分别插入所述汇流条框架组件中。

12.根据权利要求1所述的电池组,包括两个以上所述单体盖,其中,在相邻的单体盖之间插设有热障。

13.根据权利要求12所述的电池组,其中,所述热障的端部与所述单体盖一起插入所述汇流条框架组件中。

14.根据权利要求1所述的电池组,还包括与所述单体盖的表面接触的绝缘垫。

15.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述单体盖以弯折一个板的形式配置。

16.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述单体盖在内表面上包括绝缘涂覆层。

17.一种车辆,包括权利要求1至16中任一项所述的电池组。

18.一种电池模块,一个或多个所述电池模块被容纳在电池组壳体的内部空间中,所述电池模块包括:

19.根据权利要求18所述的电池模块,其中,所述模块壳体被配置成使得其至少部分开口,并且所述汇流条框架组件被配置成结合到所述模块壳体的所述开口。

20.一种车辆,包括权利要求18或19所述的电池模块。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种电池组,包括:

2.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述单体盖被配置成支撑所述多个软包型电池单体处于直立状态。

3.根据权利要求1所述的电池组,还包括在内部空间中容纳所述软包型电池单体的电池组壳体,

4.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述软包型电池单体具有容纳所述电极组件的容纳部和围绕所述容纳部的边缘部,

5.根据权利要求4所述的电池组,其中,所述单体盖设置成覆盖所包住的软包型电池单体的所述容纳部的两侧以及上边缘部或下边缘部。

6.根据权利要求1所述的电池组,其中,所述单体盖包括:

7.根据权利要求6所述的电池组,其中,所述第一侧盖部和所述第二侧盖部被配置成具有不同的尺寸。

8.根据权利要求7所述的电池组,其中,所述电池组包括两个以上所述单体盖,其中,相邻的单体盖被设置成使得具有相同尺寸的所述第一侧盖部彼此面对或具有相同尺寸的所述第二侧盖部彼此面对。

9.根据权利要求7所述的电池组,其中,所述第一侧盖部和所述第二侧盖部中的任一个以穿透所述汇流条框架组件的形式插入,并且所述第一侧盖部和所述第二侧盖部中的另一个以不穿透所述汇流条框架组件的形式插入。

10.根据权利要求7所述的电池组,其中,所述第一侧盖部和所述第二侧盖部中的任...

【专利技术属性】
技术研发人员:韩承沅朴柱勋郑起宅韩珉希金修烈
申请(专利权)人:株式会社LG新能源
类型:发明
国别省市:

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