[发明专利]电池模块、电池组和包括该电池组的车辆

说明书

根据本发明的电池模块，包括：电池堆，其通过堆叠具有双向电极引线的袋型二次电池来构造；汇流条框架，其包括第一和第二竖直板以及上板，第一和第二竖直板分别设置在与电池的电极引线的位置相对应的电池堆的两个侧表面上，上板与第一和第二竖直板连接以设置在电池堆的上部，由此铰链联接到第一竖直板和/或第二竖直板；以及单框架，其形成为有角的管状，从而将安装有汇流条框架的电池堆以插入方式布置其内部空间，其中在第一和第二竖直板的外表面上设置有多个汇流条，且电池的电极引线穿过形成在第一和第二竖直板中的槽与对应汇流条电连接；以及可沿预定路径布置在上板上的感测构件，其与第一和第二竖直板的汇流条电连接以感测电池的电特性。

技术领域

本公开涉及一种电池模块，并且更具体地说，涉及一种通过确保有效的组装结构和待组装的部件之间的盈余公差(surplus tolerance)而改善组装的单框架型电池模块。

本申请要求于2018年3月30日在韩国提交的韩国专利申请第10-2018-0037066号的优先权，其公开内容通过引用合并于此。

背景技术

能够充电和放电的二次电池被广泛用作无线移动装置的能源。另外，二次电池作为用于电动车辆(EV)和混合动力车辆(HEV)的电源正在受到关注，电动车辆(EV)和混合动力车辆(HEV)被提出作为解决由使用化石燃料的现有汽油车辆和柴油车辆引起的空气污染的问题。

在较小的移动装置中，每个装置使用一个或几个电池。然而，诸如车辆之类的中型或大型装置使用由于需要大功率大容量的需求而电连接的多个电池单元的中型或大型电池模块，或者通过连接多个这样的电池模块而实现的电池组。

为了使中型或大型电池模块提供预定机器或装置中所需的输出和容量，应将多个电池单元以串联方式、并联方式或者串联和并联两种方式进行电连接，并且应保持抵抗外力保持稳定的结构。

例如，电池模块中的电池单元可以被焊接到多个汇流条(在所述汇流条中以金属板的形式提供电极引线)，从而以串联方式、并联方式或串联和并联两种方式与汇流条电连接。另外，中型或大型电池模块可以进一步包括用于感测和控制在一些电池单元发生的过电压、过电流或过热的感测单元。

由于中型或大型电池模块优选地被制造为具有尽可能小的尺寸和重量，因此可以以高集成度堆叠电池单元。另外，单位容量重量小的矩形电池和袋型电池经常被用作应用于中型或大型电池模块的电池单元。

近来，作为能量密度相比更紧凑的中型或大型电池模块的示例，单框架型电池模块引起了关注。单框架型电池模块是通过将汇流条和感测单元安装到通过堆叠电池单元而构造的电池堆上，然后将它们容纳在以一体的矩形管状设置的单框架中而制造的电池模块。单框架型电池模块主要使用非常容易堆叠的袋型电池单元。

然而，由于袋型电池单元缺乏机械刚度，因此为了在容纳在单框架中的同时保持要堆叠的电池单元，需要支撑单元来保持袋型电池单元。支撑单元也可以被称为堆叠框架或盒。然而，如果使用支撑单元，则电池堆的体积会增加，这是增加能量密度的不利因素。

另外，在具有电极引线沿相反方向突出的袋型电池单元的情况下，汇流条设置在电池堆的两侧，用于每个电池的电连接和电压感测，并且需要多条电线来连接相互隔开的汇流条。此时，由于电线连接结构而限制了电池模块中的组装空间的利用，并且当对电池模块施加外部冲击时，电线之间的短路可能会引起各种事件。

考虑到上述问题，需要开发一种具有安全且节省空间的电线连接结构和能够稳定地保持电池堆而无需堆叠框架的电池支撑结构的电池模块。

同时，在单框架型电池模块的情况下，为了使能量密度最大化，使部件之间的组装公差最小化。特别地，当将电池模块的部件容纳在单框架中时，组装公差最严格。如果如上所述地降低组装公差，则在生产阶段组装会变得困难，导致成品率降低。因此，需要一种设计，在组装电池模块时，该设计能够在不会降低能量密度的范围内确保盈余组装公差。

发明内容

技术问题