电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆的制作方法

本公开涉及一种电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆，更具体地涉及一种安全性增强的电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆。本技术要求2022年12月5日在韩国提交的韩国专利申请10-2022-0167608以及2023年3月31日在韩国提交的韩国专利申请10-2023-0043199的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

背景技术：

1、本公开涉及一种电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆，更具体地涉及一种安全性增强的电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆。

2、目前商用二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池和锂二次电池。其中，与镍基二次电池相比，锂二次电池因几乎无记忆效应、非常低的自放电速率和高能量密度而具有自由充放电的优点，从而备受关注。

3、这些锂二次电池主要分别使用锂基氧化物和碳材料作为正极和负极活性材料。锂二次电池包括：电极组件，其中设置有分别涂覆有正极活性材料和负极活性材料的正极板和负极板，隔膜位于正极板和负极板之间；以及外部壳体(即，电池壳体)，该外部壳体密封并储存电极组件及电解质。

4、通常，根据外部壳体的形状，锂二次电池可以分类为其中电极组件容纳在金属罐中的罐型二次电池和其中电极组件容纳在铝层压片的袋中的袋型二次电池。

5、近来，二次电池已经广泛用于诸如电动车辆和能量存储系统(ess)之类的用于驱动和储存能量的中大型装置中以及用于诸如便携式电子装置之类的小型装置中。在这种情况下，电池模块可以配置成使得彼此电连接的多个二次电池储存在模块壳体内。

6、然而，由于上述多个电池电芯或多个电池模块密集地设置在狭窄的空间中，因此它们可能容易受到热事件的影响。特别地，当在任何一个电池电芯中发生热事件时，可以产生热、火焰、火花等。如果该热等传递到另一电池电芯，则可能发生诸如热传播(tp)之类的爆炸链式反应，这可能导致电池模块中的爆炸或点火。

7、另外，电池电芯等可能在使用时或在异常操作条件(过充电、过放电、暴露于高温、电短路等)下经历膨胀。此外，这种膨胀会加速热失控。

8、此外，用于电动车辆等的中大型电池组包括大量的电池电芯和电池模块以增加输出和/或容量，并且附近可能存在诸如驾驶员之类的用户，使得热链反应的风险可能进一步增加。

9、特别地，当将电池模块装设到车辆时，其通常安装在车辆的下部中。在这种情况下，如果高温气体向上排出，则可能对乘员造成很大的损害。

10、因此，需要开发一种电池模块，以在特定电池电芯或电池模块中发生热事件时延迟到其它电池电芯或电池模块的热传递并且抑制膨胀，从而提高安全性，并且在期望的方向上(特别是在除向上方向之外的其余方向上)排出气体。

技术实现思路

1、技术问题

2、本公开旨在解决现有技术的问题，因此，本公开旨在提供一种能够通过延迟热传递并抑制膨胀来提高安全性的电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆。

3、在另一方面，本公开提供一种电池模块，该电池模块能够沿期望方向(特别是除向上方向之外的其余方向)排出气体。

4、在另一方面，本公开提供一种通过包括这种电池模块而具有改进的稳定性的电池组以及包括该电池组的车辆。

5、然而，本发明所要解决的技术问题并不限于上述问题，本领域技术人员将根据下面描述的本发明的描述清楚地理解上述没有提到的其它问题。

6、技术方案

7、根据本公开的一个方面，提供一种电池模块，所述电池模块包括：电芯堆，所述电芯堆包括在至少一个方向上堆叠的多个电池电芯；模块壳体，所述模块壳体配置成容纳所述电芯堆；汇流条组件，所述汇流条组件包括汇流条端子和汇流条框架，所述汇流条框架配置成使得所述汇流条端子安置在所述汇流条端子上，并且所述汇流条组件配置成电连接所述多个电池电芯；以及覆盖构件，所述覆盖构件从所述汇流条框架的一端在朝向所述电芯堆的方向上延伸，以便覆盖所述电芯堆的至少一部分。

8、所述电芯堆可以包括在所述多个电池电芯之间的至少一个热屏障。

9、所述汇流条框架可以包括：汇流条安置部，所述汇流条端子安置在所述汇流条安置部上；供所述电极引线穿过的电极引线通孔；以及热屏障容纳部，所述热屏障容纳部配置成容纳所述热屏障。

10、所述覆盖构件可以包括第一电芯覆盖部，所述第一电芯覆盖部配置成覆盖所述电芯堆的上表面的至少一部分。

11、所述覆盖构件可以包括第二电芯覆盖部，所述第二电芯覆盖部配置成覆盖所述电芯堆的侧面的至少一部分。

12、所述多个电池电芯中的每一者均可以包括电极组件、袋壳体和电极引线。

13、所述袋壳体可以包括：容纳部，所述容纳部配置成容纳所述电极组件；密封部，所述密封部所述容纳部的周边向外延伸预定长度，

14、所述密封部可以包括梯台部，所述梯台部设置有电极引线。

15、所述第一电芯覆盖部可以覆盖与所述电芯堆中的所述梯台部相对应的区域。

16、所述电池模块可以包括在所述第一电芯覆盖部和所述电芯堆之间的垫。

17、所述垫可以配置成使得其安置在所述电芯堆上的表面具有与所述电芯堆的表面对应的形状。

18、所述垫的厚度可以对应于所述第一电芯覆盖部和所述电芯堆之间的间距。

19、所述垫可以包括弹性材料。

20、所述电芯堆可以配置成使得所述多个电池电芯在直立状态下水平堆叠。

21、所述覆盖构件可以覆盖所述电芯堆的上表面。

22、所述模块壳体可以具有排气部，所述排气部设置在所述电芯堆的下表面、前表面和后表面中的至少一者处。

23、所述排气部可以配置成使得从所述多个电池电芯中的至少一者产生的气体排出到外部。

24、所述汇流条框架可以具有引导部，所述引导部配置成将从所述多个电池电芯中的至少一者产生的气体引导到所述排气部。

25、所述排气部可以邻近所述梯台部设置。

26、根据本公开的电池组可以包括根据本公开的电池模块。

27、根据本公开的车辆可以包括根据本公开的电池组。

28、有益效果

29、根据本公开的一个方面，当从电池电芯产生气体时，气体被防止朝向覆盖构件移动。特别地，如果覆盖构件覆盖电芯堆的上表面，则防止气体向上移动，从而引导气体沿期望的方向移动以被排出。因此，在电池模块装设到车辆下部的情况下，可以防止高温气体向上排出并对乘员造成严重损害。

30、根据本公开的另一方面，可以延迟或防止在特定电池电芯中发生的热事件中产生的火焰和/或热传递到其它相邻电池电芯的热链反应。另外，热屏障能够吸收或抑制由电池电芯的膨胀产生的压力。

31、根据本公开的另一方面，热屏障能够容纳在热屏障容纳部中并且被稳定地固定。因此，热屏障能够有效地吸收或抑制由电池电芯的膨胀产生的压力。

32、根据本公开的另一方面，如果在电池电芯的梯台部中发生气体或火焰，则可以可靠地抑制和防止气体或火焰移动到电芯堆的上侧。此外，当将树脂等注入到电芯堆的表面上时，可以防止树脂溢流到电芯堆和覆盖构件之间的空间中。

33、根据本公开的另一方面，模块壳体可以由热屏障稳定地支撑。此外，通过将树脂注入形成在电池电芯的顶部上的突起与相邻突起之间的空间中，可以容易地固定电芯堆叠和模块壳体。

34、根据本公开的另一方面，从电池电芯的梯台部产生的气体或火焰可以经由排气部排出到电池模块的外部。此外，可以借助引导部更有效地排出气体或火焰。