在模块结构的设计方面具有灵活性的电池模块和包括此电池模块的中大型电池组制造技术

技术编号:7191169 阅读:212 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种电池模块,在该电池模块中依次堆叠有多个板状电池单体。该电池模块的特征在于:该电池模块由彼此层叠且串联联接的至少两个电池单体单元构成;所述电池单体单元由至少两个电池单体构成,所述电池单体彼此接触、并联连接且内置于一个壳体中;并且,根据构成该电池模块的电池单体单元的数量,该电池模块的模块阳极端子和模块阴极端子位于该电池模块的同一侧或位于该电池模块的两个相反侧,所述模块阳极端子和模块阴极端子是该电池模块的外部输入端子和输出端子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请要求2009年4月1日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请 No. 2009-0027937的优先权权益,该韩国申请的公开内容在此以引用的方式并入。本专利技术涉及一种在模块结构的设计方面具有灵活性的电池模块和包括该电池模块的电池组,更具体地,涉及一种具有依次堆叠的多个板状电池单体的电池模块,其中,该电池模块被构造成如下结构在该结构中,两个或更多个电池单体单元在所述电池单体单元被堆叠的状态下彼此串联连接;所述电池单体单元中的每一个均构造成如下结构在该结构中,两个或更多个电池单体在这些电池单体彼此紧密接触的状态下相互并联连接,所述电池单体安装在壳体内;并且,根据构成该电池模块的电池单体单元的数量,该电池模块的外部输入端子和输出端子设置在该电池模块的同一侧或两个相反侧,所述外部输入端子和输出端子即该电池模块的模块阴极端子和模块阳极端子。
技术介绍
近来,能够充电和放电的二次电池已广泛用作无线移动装置的能量源。而且,作为电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)和插电式混合动力电动车辆(Plug-in HEV)的动力源,二次电池已引起了相当大的关注,已经开发了上述这些车辆,以解决现有的使用化石燃料的汽油车和柴油车引起的问题,例如空气污染。小型移动装置为每个装置使用一个或几个电池单体。另一方面,对于中大型装置而言,高功率和大容量是必要的,所以中大型装置例如车辆使用中大型电池模块,该中大型电池模块具有彼此电连接的多个电池单体。优选地,中大型电池模块被制造成具有尽可能小的尺寸和重量。为此,通常使用能够以高的集成度进行堆叠并具有小的重量/容量比的棱形电池或袋状电池来作为中大型电池模块的电池单体(单元电池)。特别地,目前,很多兴趣都集中在使用铝制层压板作为防护构件(sheathing member)的袋状电池,这是因为袋状电池的重量轻,袋状电池的制造成本低,并且袋状电池的形状易于改变。图1是典型地示出常规代表性的袋状电池的透视图。图1所示的袋状电池10被构造成如下结构在该结构中,两个电极端子11和12分别从电池本体13的上端和下端突出,同时电极端子11和12彼此反向。防护构件14包括上侧防护部和下侧防护部。也就是说,防护构件14为两件式构件。电极组件(未示出)被收容在收容部中,该收容部形成在防护构件14的上侧防护部和下侧防护部之间。防护构件14的两个相反侧面14b以及上端 14a、下端Hc彼此结合,由此制造出袋状电池10,这两个相反侧面14b以及上端14a、下端 14c是防护构件14的上侧防护部和下侧防护部的接触区域。防护构件14被构造成由树脂层/金属薄膜层/树脂层这三者形成的层叠结构。因此,通过向防护构件14的上侧防护部和下侧防护部的两个相反侧面14b以及上端14a、下端Hc施加热量和压力以使树脂层彼此焊接,能够将防护构件14的上侧防护部和下侧防护部的相互接触的两个相反侧面14b以及上端14a、下端Hc彼此结合。根据情形,防护构件14的上侧防护部和下侧防护部的两个相反侧面14b以及上端14a、下端14c可以使用粘合剂而彼此结合。对于防护构件14的两个相反侧面14b,防护构件14的上侧防护部和下侧防护部的相同树脂层彼此直接接触,由此通过焊接实现了防护构件14的两个相反侧面14b处的均一密封。对于防护构件14的上端 14a和下端14c,电极端子11和12分别从防护构件14的上端1 和下端Hc突出。为此, 考虑到电极端子11和12的厚度以及电极端子11、12与防护构件14之间的材料差异,在膜状密封构件16置于电极端子11、12与防护构件14之间的同时,将防护构件14的上侧防护部和下侧防护部的上端Ha和下端Hc彼此热焊接,以便提高防护构件14的密封性。然而,防护构件14的机械强度较低,因此,在电池组外壳(例如盒)内安装有多个电池单体(单元电池),以便制造具有稳定结构的电池模块。然而在这种情况下,其内安装有中大型电池模块的装置或车辆具有有限的安装空间。因此,当电池模块的尺寸由于使用了电池组外壳(例如盒)而增大时,空间利用率降低了。而且,由于其机械强度低,在电池单体的充放电期间,这些电池单体会反复膨胀和收缩,结果,该防护构件的热焊接区域可能容易彼此分离。同时,构成这种中大型电池模块的电池单体是能够充放电的二次电池。因此,在高功率、大容量二次电池的充放电期间,这些电池会产生大量热量。特别地,广泛用于电池模块的每个袋状电池的层合片材在其表面上涂覆有呈现出低的导热率的聚合物材料,结果, 难以有效降低电池单体的总体温度。如果未有效去除在电池模块的充放电期间由电池模块产生的热量,则该热量会积聚在电池模块内,结果加速了电池模块的劣化。根据情形,该电池模块可能着火或爆炸。为此,在作为高功率、大容量电池的车辆用电池组中,需要一种冷却系统来冷却安装在该电池组内的电池单体。通常,通过以高的集成度堆叠多个电池单体来制造在中大型电池模块内安装的每个电池模块。相邻电池单体的电极端子彼此电连接。图2是典型地示出常规代表性的电池模块的电连接结构的透视图。参考图2,电池模块50被构造成如下结构在该结构中,多个电池单体单元20以堆叠方式彼此串联连接,并且在每个电池单体单元20中,两个电池单体10彼此串联连接。因此,在电池模块50中,不管电池单体单元20的数量多少,电池模块50的电极端子11和12都位于同一侧,结果,导致电池模块50布置成受限的方式。而且,在以空气冷却方式对电池进行冷却的情况下,考虑到电池模块的结构来形成流动空间。然而,对于如上所述的其中电极端子位于同一侧的电池模块来说,冷却结构也受到限制。同时,随着对需要高容量电池组的车辆系统(例如电动车辆和插电式混合动力电动车辆)的需求的增加,对高功率、大容量电池模块的需求也已增加。另一方面,具有图2 所示结构的电池模块50的总容量基本上根据构成电池单体单元20的每个电池单体10来决定,结果,在制造所需的大容量电池组方面受到限制。因此,非常需要这样一种电池模块它提供了高功率和大容量,且能够基于有限的空间和冷却结构而灵活地构造。
技术实现思路
技术问题因此,为了解决上述问题以及其他尚未解决的技术问题,已经做出了本专利技术。本专利技术的第一目的是提供一种被构造成如下结构的电池模块在该结构中,多个电池单体单元彼此串联连接,从而该电池模块布置成各种形式,每个所述电池单体单元均具有彼此并联连接的多个电池单体;因此,能够提供一种具有有效冷却结构和最小化的空间限制的中大型电池组。本专利技术的第二目的是提供一种包括电池单体单元的电池模块,这些电池单体单元使电池模块的重量和尺寸的增加最小化,同时有效增强了电池单体的较低机械强度。本专利技术的第三目的是提供一种包括如上所述地构造的电池模块的中大型电池组。技术方案根据本专利技术的一个方面,能够通过提供一种电池模块来实现上述及其它目的,该电池模块具有依次堆叠的多个板状电池单体,其中,该电池模块被构造成如下结构在该结构中,两个或更多个电池单体单元在这些电池单体单元被堆叠的状态下彼此串联连接;所述电池单体单元中的每一个均构造成如下结构在该结构中,两个或更多个电池单体在这些电池单体彼此紧密接触的状态下相互并联连接,所述电池单体安装在壳体内;并且,根据构成该电池模块的电池单体单元的数量,该电池模块的本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种电池模块,所述电池模块具有依次堆叠的多个板状电池单体,其中所述电池模块被构造成如下结构:在该结构中,两个或更多个电池单体单元在所述电池单体单元被堆叠的状态下彼此串联连接;所述电池单体单元中的每一个均构造成如下结构:在该结构中,两个或更多个电池单体在所述电池单体彼此紧密接触的状态下相互并联连接,所述电池单体安装在壳体中;并且根据构成所述电池模块的所述电池单体单元的数量,所述电池模块的外部输入端子和输出端子设置在所述电池模块的同一侧或两个相反侧,所述外部输入端子和输出端子即所述电池模块的模块阴极端子和模块阳极端子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:李珍圭申溶植李汎炫姜达模
申请(专利权)人:株式会社LG化学
类型:发明
国别省市:KR

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