相關申請的交叉引用

本申請要求2015年9月9日向韓國知識產(chǎn)權局提交的第10-2015-0127366號韓國專利申請的優(yōu)先權權益，該申請的公開內(nèi)容以引用的方式整體并入本文。

本公開涉及電池模塊。

背景技術：

近年來，已開發(fā)了使用非水性電解質溶液、具有高能量密度的高輸出電池模塊。通過使多個電池單元彼此串聯(lián)或并聯(lián)連接實現(xiàn)這樣的高輸出電池模塊以具有高容量水平，從而用作需要高功率的裝置的電源，所述需要高功率的裝置例如電動汽車或混合動力汽車。

電池模塊的效率和性能取決于其溫度。例如，當電池模塊在高溫下放電時，會顯著縮短其壽命。此外，在低溫下電池模塊的充電和放電性能降低，直至電池模塊的溫度達到所需的溫度。

技術實現(xiàn)要素：

本公開的一個方面可提供通過視需要選擇性地冷卻或加熱電池模塊而將電池模塊維持在合適溫度的方法。

根據(jù)本公開的一個方面，電池模塊可包括：在單一方向上排列的多個子模塊；與多個子模塊的一側接觸以冷卻多個子模塊的冷卻單元；以及與多個子模塊的該側相對的其他側接觸以加熱多個子模塊的加熱單元。

多個子模塊中的每個子模塊可包括一對電池單元、插入該對電池單元之間的傳熱構件、支撐該對電池單元和傳熱構件的框架構件以及被固定至框架構件以覆蓋該對電池單元的一對墊構件(padmember)。

傳熱構件可包括設置于框架構件中央的主體，以及被分別連接至主體的兩端以分別暴露于框架構件的上表面和下表面的凸緣(flange)。

傳熱構件可具有i型梁(i-beam)結構，所述i型梁結構通過使彼此相對的凸緣的表面的中央部分以實質上垂直的方式連接至主體的兩端而形成。

框架構件可具有環(huán)狀形狀，所述環(huán)狀形狀包括分別使每個上表面和每個下表面的兩端彼此連接的一對側表面，并且傳熱構件的主體可以延伸跨過(extendacross)位于框架構件中央的上表面和下表面之間的空間。

每個凸緣可以具有從表面突出的突出物以及在另一個表面中凹進的接收凹槽(receivinggroove)，并且所述突出物和所述接收凹槽具有容許彼此嚙合(engagement)的形狀。

突出物和接收凹槽可以在每個凸緣的長度方向上延伸。

每個凸緣可具有在與主體連接的表面中凹進的固定凹槽(fasteninggroove)。

固定凹槽可基于主體彼此對稱并且可在每個凸緣的長度方向上延伸。

電池模塊可進一步包括支撐多個子模塊、冷卻單元以及加熱單元的外殼。

附圖說明

根據(jù)以下結合附圖的詳細描述，將更清楚地理解本公開的上述及其它方面、特征和優(yōu)勢，在附圖中：

圖1是示出根據(jù)本公開示例性實施方案的電池模塊的分解透視示意圖；

圖2是示出圖1中的電池模塊的橫截面示意圖；

圖3是示出圖2示出的電池模塊的區(qū)域a的放大的橫截面視圖；

圖4是示出根據(jù)本公開示例性實施方案的電池模塊的子模塊的分解透視示意圖；

圖5是示出圖4示出的子模塊的橫截面示意圖；

圖6a是示出根據(jù)本公開示例性實施方案的子模塊中包含的傳熱構件的透視示意圖；以及

圖6b是示出根據(jù)示例性實施方案的子模塊中包含的傳熱構件的橫截面示意圖。

具體實施方式

在下文中，將參照附圖對本公開的實施方案描述如下。

然而，本公開可以以許多不同的方式舉例說明，不應理解為局限于本文列出的具體實施方案。更確切地說，提供這些實施方案以使本公開全面完整，并且這些實施方案將本公開的范圍充分傳達給本領域技術人員。

在整個說明書中，應理解，當元件例如層、區(qū)域或晶片(wafer)(基板(substrate))被稱作在另一元件“上”、“連接到”或“聯(lián)接到”其他元件時，它可以直接在其他元件“上”或者直接“連接到”或“聯(lián)接到”其他元件或者可能存在介入它們之間的其他元件。相反地，當元件被稱作“直接在另一個元件上”、“直接連接到”或“直接聯(lián)接到”另一個元件時，沒有介于它們之間的元件或層。在整個說明書中，相同的標號指的是相同的元件。如本文所用，術語“和/或”包括一個或多個相關的列出項的任意以及所有組合。

顯而易見的是，雖然術語第一、第二、第三等可在本文中用于描述各種構件、組件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些構件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應受到這些術語的限制。這些術語僅僅用于將一個構件、組件、區(qū)域、層或部分與另一個區(qū)域、層或部分區(qū)分開。因此，下文討論的第一構件、第一組件、第一區(qū)域、第一層或第一部分可被稱作第二構件、第二組件、第二區(qū)域、第二層或第二部分，而不背離示例性實施方案的教導。

為了便于描述，空間相對術語，例如“在……之上(above)”、“上面(upper)”、“在……之下(below)”和“下面(lower)”等在本文中可用于描述如圖所示的一個元件與另一個或另外多個元件的關系。應理解，空間相對術語意在除了涵蓋圖中所描繪的取向以外，還涵蓋使用或操作中的裝置的不同取向。例如，如果圖中的裝置被翻轉過來，被描述為在其他元件“之上”或“上面”的元件則取向為在其他元件或部件“之下”或“下面”。因此，術語“在……之上”可根據(jù)圖的特定方向而涵蓋向上和向下的取向。裝置可以為其他取向(旋轉90°或其他取向)并且可相應地解讀本文使用的空間相對描述詞。

本文使用的術語僅描述具體實施方案，本公開并不限于此。除非上下文另有清楚說明，如本文所用，單數(shù)形式“一個/種(a)”、“一個/種(an)”和“該/所述(the)”意在還包括復數(shù)形式。還應理解，當用于本說明書時，術語“包括(comprise)”和/或“包含(comprising)”指定存在所陳述的特征、整數(shù)、步驟、操作、構件、元件和/或它們的組，但并不排除一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、構件、元件和/或它們的組的存在或加入。

在下文中，將參照示出本公開實施方案的示意圖描述本公開的實施方案。例如，在附圖中，由于制造技術和/或公差，可預期所示形狀的變型。因此，本公開的實施方案不應被理解為局限于本文示出的區(qū)域的具體形狀，例如可包括由制造誤差造成的形狀變化。還可以由一個實施方案或實施方案的組合構成以下實施方案。

下文描述的本公開的內(nèi)容可具有多種配置(configuration)，本文僅提出了所需要的配置，但是本公開并不限于此。

參照圖1至圖3，將描述根據(jù)本公開示例性實施方案的電池模塊。圖1是示出根據(jù)本公開示例性實施方案的電池模塊的分解透視示意圖；圖2是示出圖1中示出的電池模塊的橫截面示意圖；圖3是圖2中示出的電池模塊的區(qū)域a的放大視圖。

參照圖1至圖3，本公開示例性實施方案的電池模塊1可包括多個子模塊10、冷卻單元20和加熱單元30。電池模塊1可進一步包括支撐多個子模塊10、冷卻單元20和加熱單元30的外殼40。

多個子模塊10中的每個子模塊可具有實質上為六面體的結構，并且可在單一方向上排列。每個子模塊10可包括可充電或放電的二次鋰電池或二次鎳-氫化物電池。

圖4和圖5示意性地示出子模塊10。圖4是示出子模塊10的分解透視示意圖，圖5是子模塊10的橫截面視圖。

參照圖4和圖5，子模塊10可包括一對電池單元100、插入該對電池單元100之間的傳熱構件200、支撐該對電池單元100以及傳熱構件200的框架構件300以及被固定至框架構件300以覆蓋該對電池單元100的一對墊構件400。

每個電池單元100可包括電池盒(batterycase)110和從電池盒110外部延伸用于連接電源的電極接線片(electrodetab)120。電極接線片120可以被連接至設置于電池盒110內(nèi)部的電極組件(electrodeassembly)(未示出)。

每個電池單元100可以具有例如袋(pouch)結構，但并不限于此。例如每個電池單元100還可具有四邊形結構。該示例性實施方案描述了具有袋結構的每個電池單元100。

電池盒110可通過處理包含例如待絕緣的鋁(al)的金屬層而形成。對于絕緣處理，可涂覆改性聚丙烯，即高分子樹脂，例如流延聚丙烯(cpp)以形成熱粘合層，樹脂材料如尼龍或聚乙烯對苯二甲酸酯(pet)可形成在改性聚丙烯的外表面上。

電極接線片120可包括陽極接線片120a和陰極接線片120b。陽極接線片120a和陰極接線片120b可具有這樣的結構：其中陽極接線片120a和陰極接線片120b可分別突出至電池盒110彼此相對的兩個側表面以在不同方向上延伸。

陽極接線片120a和陰極接線片120b可由薄板狀(thinplate-like)金屬形成。例如，陽極接線片120a可由鋁(al)材料形成，陰極接線片120b可由銅(cu)材料形成。

在兩個電池單元100之間的空間中，傳熱構件200可接觸設置在其兩側的電池單元100。

傳熱構件200可具有四邊形板結構，可包括設置在框架構件300中央的主體210，以及一對凸緣220，凸緣220分別連接到主體210的兩端以分別暴露于框架構件300的上表面300a與下表面300b。

圖6a和圖6b示意性地示出傳熱構件200。圖6a是傳熱構件200的透視示意圖。圖6b是傳熱構件200的橫截面示意圖。

參照圖6a和圖6b，傳熱構件200可具有這樣的結構：其中主體210可使彼此平行的一對凸緣220彼此連接。例如，傳熱構件200可具有實質上為i型梁的結構，該i型梁的結構通過使彼此相對的凸緣220表面的中央部分以實質上垂直的方式連接至主體210的兩端而形成。

每個凸緣220可以具有從表面突出的突出物221以及在與該表面相對的表面中凹進的接收凹槽222。突出物221和接收凹槽222可以具有容許彼此嚙合的形狀。在此，凸緣220的該表面與另一表面可對應于例如與具有四邊形形狀的凸緣220的長度方向平行的兩個表面。因此，突出物221和接收凹槽222可在凸緣220的長度方向上彼此平行地延伸。

參照圖3和圖6b，凸緣220可具有這樣的結構：其中凸緣220可與鄰近該子模塊10的另一子模塊10的另一凸緣220依次嚙合。具體地，任意一個凸緣220可被固定于另一個凸緣上以使突出物221可與鄰近該凸緣220的另一凸緣220的另一接收凹槽222嚙合。以這種方式，多個子模塊10可具有這樣的結構：其中各凸緣220可順序地彼此連接。

凸緣220可具有在與主體210連接的凸緣220的表面中凹進一定深度的固定凹槽223。固定凹槽223可基于凸緣220表面中央的主體210彼此對稱。固定凹槽223可在凸緣220的長度方向上延伸。

傳熱構件200可由具有高導熱性的材料例如金屬材料形成。然而，傳熱構件200的材料并不限于此。

框架構件300可以包括第一框架310和第二框架320，并且可具有這樣的結構：其中可將第一框架310和第二框架320連接至傳熱構件200的兩側，傳熱構件200插入第一框架310和第二框架320之間。

框架構件300可包括一對側表面300c，該對側表面300c分別將每個上表面300a的兩端連接至每個下表面300b的兩端以具有中空的四邊形環(huán)形狀。例如，框架構件300可被配置為包括圍繞每個電池單元100的外周部分的四個表面。

框架構件300可具有設置于其中央以延伸跨過上表面300a和下表面300b之間的空間的傳熱構件200的主體210?？蚣軜嫾?00的上表面300a和下表面300b可具有分別設置于其上以從上表面300a和下表面300b向外暴露的凸緣220。

一對墊構件400可分別固定至框架構件300的兩側以覆蓋電池單元100。

墊構件400可與電池單元100表面接觸以將外部壓力均勻分配給電池單元100的表面。例如，墊構件400可以用作可保護電池單元100并減弱對其的外部沖擊的緩沖構件。

墊構件400可具有在其兩端上形成的與凸緣220接觸的停止突出物(stopprotrusion)410。停止突出物410可在墊構件400的長度方向上延伸。

參照圖5，當被固定至框架構件300時，停止突出物410可被分別插入凸緣220的固定凹槽223中。

該對墊構件400可由堅固的(robust)材料形成以保護設置在墊構件400內(nèi)部的該對電池單元100。

再次參照圖1和圖2，冷卻單元20和加熱單元30可具有這樣的結構：其中冷卻單元20和加熱單元30可彼此相對，多個子模塊10插入它們之間。

冷卻單元20可接觸多個子模塊10的一側，例如上側，以冷卻多個子模塊10。

如附圖所示，當排列多個子模塊10時，冷卻單元20可接觸從多個子模塊10向上暴露的凸緣220的一部分。

冷卻單元20可包括，例如，可通過循環(huán)制冷劑冷卻多個子模塊10的間接冷卻裝置。例如，水、空氣、氟利昂、氨、二氧化硫或甲基氯可用作制冷劑。

冷卻單元20和多個子模塊10可視需要具有插入它們之間的另外的散熱墊(heatsinkpad)(未示出)。

加熱單元30可接觸與多個子模塊10的該側相對的其他側，例如下側，以加熱多個子模塊10。

如附圖所示，當排列多個子模塊10時，加熱單元30可接觸從多個子模塊10向下暴露的凸緣220的一部分。

加熱單元30可包括例如具有內(nèi)部加熱線圈的加熱器套(heaterjacket)。

加熱單元30和多個子模塊10可具有插入它們之間的導熱墊31用于均勻分布熱。根據(jù)示例性實施方案，導熱墊31可選擇性地插入它們之間，并且還可被移除。

視需要，冷卻單元20和加熱單元30可連接至控制單元50以選擇性操作。例如，操作員可以通過控制單元50選擇性地操作冷卻單元20和加熱單元30中的任意一個來冷卻或加熱多個子模塊10。

例如，當冬季低溫使電池模塊1的溫度降低至合適溫度以下時，操作員可驅動加熱單元30來加熱多個子模塊10，從而將電池模塊1的溫度增加至合適溫度。此外，當夏季高溫使電池模塊1的溫度過高時，操作員可驅動冷卻單元20來冷卻多個子模塊10，從而將電池模塊1的溫度降低至合適溫度。

外殼40可支撐多個子模塊10、冷卻單元20以及加熱單元30。外殼40可包括一對端板41和一對蓋42。

該對端板41可分別設置于在單一方向即寬度方向上排列的多個子模塊10的兩端。該對蓋42可以在子模塊10的長度方向上分別設置于子模塊10的兩端。因此，多個子模塊10可被該對端板41和該對蓋42圍繞以由此得到支撐。

多個子模塊10可通過匯流條(busbar)43彼此電連接。匯流條43可插入至多個子模塊10與蓋42之間。匯流條43可連接至多個子模塊10的電極接線片120。

正因為如此，示例性實施方案的電池模塊1可具有這樣的結構：其中具有i型梁形狀并以垂直方向穿過子模塊10的傳熱構件200的兩端可分別連接至冷卻單元20和加熱單元30。因此，可通過選擇性地驅動冷卻單元20或加熱單元30來冷卻或加熱電池模塊1。

如上所述，根據(jù)本公開的示例性實施方案，可提供通過視需要選擇性地冷卻或加熱電池模塊而維持在合適溫度的電池模塊。

雖然上文已經(jīng)示出并描述了實施方案，但是對本領域技術人員而言顯而易見的是，可在不背離所附權利要求書限定的本公開的范圍內(nèi)進行變型或變化。