电池模块及其组装方法与流程

本公开涉及一种电池模块(battery module)及所述电池模块的组装方法，其中电池模块是二次电池(secondary battery)或电池单元(battery cell)的集合体。更具体地，本公开涉及一种用于延迟电池单元的热传递的电池模块及所述电池模块的组装方法。

背景技术：

1、近年来，由于使用二次电池时发生的火灾或爆炸，社会对电池使用安全的关注与日俱增。基于这种社会关注，近年来，锂二次电池的主要开发任务之一就是消除因电池单元的热失控(thermal runaway)而引起的火灾和爆炸等安全隐患。

2、特别是，一般的电池模块只考虑任意一个电池单元的接头(tab)与相邻的其他电池单元的接头之间的间距，而不考虑电池单元的高度。在这种情况下，无法防止发生热失控的电池单元产生的气体通过接头方向的空的空间排出。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、第一，本公开的一个方面要解决的问题是，防止或延迟(mitigation)设置在电池模块内部的一个或多个电池单元中发生热失控(thermal runaway)的电池单元产生的高温气体向电池单元的接头方向排出。

3、第二，本公开的另一方面要解决的问题是，发生热失控的电池单元产生的高温气体沿预定的路径排出(venting)。

4、第三，本公开的又一方面要解决的问题是，在传统电池模块的组装工艺中增加在汇流条组件和电池的接头之间设置填料部的工艺。

5、另一方面，根据本公开的电池模块可以广泛应用于电动汽车(electricvehicle)、电池充电站(battery charging station)、储能系统(energy storage system，ess)以及其他使用电池的光伏发电(photovoltaics)、风力发电(wind power)等绿色技术(green technology)领域。另外，根据本公开的电池模块还可以用于包括通过抑制大气污染和温室气体排放来防止气候变化的电动汽车和混合动力(hybrid)汽车的环保(eco-friendly)移动工具(mobility)等。

6、(二)技术方案

7、为了解决上述问题，在根据本公开的电池模块中，在电池模块的空的空间，具体地，在电池单元和汇流条组件之间设置阻燃性和耐热性材料的填充部件。

8、更具体地，本公开提供一种电池模块，电池模块可以包括：电池单元组件(cellassembly)，包括多个电池单元(battery cell)和用于电连接所述多个电池单元的汇流条组件(busbar assembly)；壳体(module case)，在内部形成用于容纳所述电池单元组件的电池单元容纳空间；以及填料部，在所述壳体内部设置在所述多个电池单元和所述汇流条组件之间，并且所述填料部包含阻燃性(flame retardant)材料。

9、所述多个电池单元中的每一个可以包括：主体部，产生电能或储存电能；以及接头部，从所述主体部朝向所述汇流条组件突出，并电连接所述主体部和所述汇流条组件，所述填料部可以位于形成在所述接头部突出的所述主体部的一侧面和所述汇流条之间的填料空间中。

10、所述接头部可以包括第一接头和第二接头，所述第一接头和所述第二接头分别从沿垂直于所述壳体的高度方向的方向中的任意一个方向彼此面对的两侧面突出，所述汇流条组件可以包括与所述第一接头电连接的第一汇流条和支撑所述第一汇流条的第一汇流条框架以及与所述第二接头电连接的第二汇流条和支撑所述第二汇流条的第二汇流条框架，所述填料空间可以包括第一填料空间和第二填料空间，所述第一填料空间设置在所述第一接头所在的部分与所述第一汇流条框架之间，所述第二填料空间设置在所述第二接头所在的部分与所述第二汇流条框架之间。

11、以从所述第一填料空间朝向所述第二填料空间的方向为基准，所述第一填料空间的长度与所述第二填料空间的长度可以不同。

12、所述电池模块可以进一步包括：散热部，所述位于所述电池单元组件和所述电池单元容纳空间的底面之间，以将所述多个电池单元产生的热通过所述壳体散发到外部，所述散热部可以位于所述第一填料空间与所述第二填料空间之间。

13、所述填料部可以由注入所述填料空间后固化的聚合物材料形成。

14、所述填料部可以以液体形态填充到所述填料空间中。

15、所述填料部可以包括：主体部，包括插入槽，所述插入槽沿所述壳体的高度方向延伸，以便所述接头部插入所述插入槽中并与所述汇流条组件电连接；以及连接部，沿从所述主体部的一侧朝向所述汇流条组件的方向延伸。

16、所述电池模块可以进一步包括：第一绝缘盖，设置在从所述第一汇流条框架的外侧朝向面对所述第一汇流条框架的所述壳体的一侧面的方向上，以将所述第一汇流条和所述壳体之间进行绝缘，所述壳体的一侧面是所述壳体的两侧面中靠近所述第一汇流条框架的侧面，；以及第二绝缘盖，设置在从所述第二汇流条框架的外侧朝向所述壳体的另一侧面的方向上，以将所述第二汇流条和所述壳体之间进行绝缘。

17、所述电池单元组件可以进一步包括第一端板和第二端板，所述第一端板和所述第二端板分别与所述第一绝缘盖和所述第二绝缘盖连接以包围所述多个电池单元。

18、所述电池模块可以进一步包括：模块盖，结合到所述第一绝缘盖、所述第二绝缘盖、所述第一端板和所述第二端板。

19、以所述电池单元容纳空间的底面为基准，所述填料部的最大高度可以大于或等于位于所述电池单元容纳空间中的所述多个电池单元的最大高度的一半。

20、另一方面，所述壳体可以包括：模块主体，呈u形状，包括上部的开口部，沿第一方向即垂直于所述壳体的高度方向的方向中的任意一个方向延伸，并且垂直于所述第一方向的两侧面开口；以及模块盖，结合到所述模块主体，以封闭所述开口部。

21、所述电池模块可以进一步包括：散热部，位于所述电池单元组件和所述电池单元容纳空间的底面之间，以将所述多个电池单元产生的热通过所述壳体散发到外部。

22、所述填料部可以进一步包含耐热性(thermal-resistance)材料。

23、另一方面，本公开提供一种电池模块的制造方法，其中所述电池模块包括电池单元组件和壳体，所述电池单元组件包括多个电池单元和用于电连接所述多个电池单元的汇流条组件，所述壳体形成用于容纳所述电池单元组件的电池单元容纳空间，所述电池模块的制造方法可以包括以下步骤：将结合到所述壳体的一面结合的模块盖结合到所述电池单元组件；倒立结合有所述模块盖的所述电池单元组件；以及在所述汇流条组件和所述多个电池单元之间形成填料部。

24、在形成所述填料部的的步骤中，可以使所述填料部朝向倒立的所述电池单元组件移动并面对所述汇流条组件的内侧。

25、在形成所述填料部的步骤中，可以注入液体状态的所述填料部，以在所述多个电池单元和所述汇流条组件之间填充所述填料部。

26、所述电池模块的制造方法可以进一步包括以下步骤：在形成所述填料部后，将与所述模块盖一起形成所述电池单元容纳空间的模块主体结合到所述模块盖。

27、另外，所述电池模块的制造方法可以进一步包括以下步骤：在将所述模块主体结合到所述模块盖之后重新倒立。

28、(三)有益效果

29、第一，根据本公开的一个实施例，可以防止或延迟(mitigation)设置在电池模块内部的多个电池单元中发生热失控的电池单元产生的高温气体向接头方向排出。由此，可以提高所述电池模块的稳定性。

30、第二，根据本公开的另一实施例，发生热失控的电池单元产生的高温气体可以沿预定的路径排出(venting)。

31、第三，根据本公开的又一实施例，可以在传统电池模块的组装工艺中增加设置填料部的工艺，而无需进行大的改变。