电池组和包括该电池组的车辆的制作方法

本技术要求于2021年8月4日提交的韩国专利申请第10-2021-0102791号、2022年6月17日提交的韩国专利申请第10-2022-0074363号和2022年8月3日提交的韩国专利申请第10-2022-0096836号的优先权，上述申请的公开内容通过引用并入本文。本公开涉及一种电池组和包括该电池组的车辆，更具体地，涉及一种改善了能量密度、冷却性能等电池组和包括该电池组的车辆。

背景技术：

1、随着各种移动设备、电动汽车和能量存储系统(ess)的技术发展和需求大大增加，对二次电池作为能量源的兴趣和需求正在迅速增加。虽然镍镉电池或镍氢电池已被广泛用作相关技术的二次电池，由于锂二次电池与镍基二次电池相比几乎没有记忆效应，自由充放电、自放电率极低、能量密度高的锂二次电池已近来被广泛使用。

2、这样的锂二次电池主要使用锂基氧化物和碳材料分别作为正极活性材料和负极活性材料。锂二次电池包括：电极组件，其中设置有分别涂覆正极活性材料和负极活性材料的正极板和负极板，并且隔膜插设在正极板与负极板之间；以及护层材料，即，电池壳体，密封和容纳组件以及电解液。

3、通常，二次电池可以根据外部的形状分类为电极组件嵌入金属罐中的硬壳型电池和电极组件嵌入铝层压片的软包中的软包型电池。

4、近来，电池组已被广泛用于例如电动车辆或能量存储系统的中型或大型设备中的驱动或能量存储。常规的电池组包括在电池组壳体中的一个或多个电池模块以及用于控制电池组的充电和放电的控制单元，例如bms(电池管理系统)。这里，电池模块被配置为在模块壳体内部包括多个电池单体。也就是说，在常规电池组的情况下，多个电池单体(二次电池)被容纳在模块壳体内部以配置一个电池模块，并且一个或多个电池模块被容纳在电池组壳体内部以配置电池组。

5、特别地，软包型电池在堆叠过程中具有例如重量轻、死区小的多方面的优点，但容易受到外部冲击的损坏，组装性差。因此，通常，将多个电池模块化，然后容纳在电池组壳体中以制造电池组。作为代表性示例，常规的电池组通过将多个软包型电池单体存储在模块壳体中以形成电池模块然后将一个或多个电池模块容纳在电池组壳体中来配置。此外，常规的电池模块，在许多情况下，如在现有文献(韩国未审查专利公开第10-2015-0044599号)等中所公开的，多个电池单体使用例如由塑料材料制成的堆叠框架(也被称为盒(cartridge))、在电池堆叠方向两端设置板以及例如螺栓的紧固构件的各种部件堆叠。此外，在许多情况下，堆叠体以这种方式形成并且再次容纳在模块壳体中以形成模块。

6、然而，这样的常规电池组在能量密度方面可能是不利的。通常，在将多个电池单体容纳在模块壳体内部以形成模块的过程中，例如模块壳体或堆叠框架的各种部件可能不必要地增加电池组的体积或减小电池单体占据的空间。此外，电池单体的存储空间可能被减小以确保例如模块壳体或堆叠框架的部件自身占据的空间，以及这些部件的装配公差。因此，在常规电池组中，在增加能量密度方面可能存在限制。

7、此外，常规电池组在组装性能方面也可能是不利的。特别地，为了制造电池组，将多个电池单体模块化以形成电池模块，然后将电池模块容纳在电池组壳体中，这使电池组的制造过程复杂化。此外，如在现有文献中所公开的，通过使用堆叠框架、螺栓、板等形成单体堆的过程和结构可能非常复杂。

8、此外，在常规的电池组中，由于模块壳体被容纳在电池组壳体内部并且电池单体被容纳在模块壳体内部，还存在难以确保优异的冷却性能的问题。特别地，当容纳在模块壳体内部的电池单体的热量通过模块壳体被排出到电池组壳体外部时，冷却效率可能劣化并且冷却结构可能复杂。

9、相关文献

10、专利文献

11、韩国未审查专利公开第10-2015-0044599号(2015年4月27日公开)

技术实现思路

1、技术问题

2、做出本公开以解决现有技术中的上述问题，因此本公的一个目的是提供一种在能量密度、装配和/或冷却性能方面优异的电池组和车辆。

3、然而，本公开所要解决的技术问题不限于上述，并且本文未提及的其他问题将由本领域技术人员根据以下公开内容清楚地理解。

4、技术方案

5、在本公开的一个方面，提供了一种电池组，包括：多个软包型电池单体，在至少一个方向上堆叠；电池组壳体，被配置为在电池组壳体的内部空间中容纳软包型电池单体；以及单体盖，被配置为在电池组壳体的内部空间中至少部分地围绕多个软包型电池单体中的至少一个软包型电池单体。

6、这里，单体盖可以被配置为以直立状态支撑多个软包型电池单体。

7、此外，单体盖可以被配置为部分地围绕软包型电池单体，使得被围绕的软包型电池单体的至少一侧朝向电池组壳体暴露。

8、此外，软包型电池单体可以包括容纳电极组件的容纳部和设置为围绕容纳部的边缘部，并且单体盖可以被配置为围绕被围绕的软包型电池单体的容纳部的两侧和边缘部的一部分。

9、此外，单体盖可以被配置为覆盖被围绕的软包型电池单体的容纳部的两侧和上边缘部。

10、此外，单体盖可以包括：上盖，被配置为围绕软包型电池单体的上边缘部的上部；第一侧盖，被配置为从上盖的一端沿向下方向延伸并在被围绕的软包型电池单体的一侧处围绕容纳部的外侧；以及第二侧盖，被配置为在与第一侧盖间隔开的位置处从上盖的另一端沿向下方向延伸并在被围绕的软包型电池单体的另一侧处围绕容纳部的外侧。

11、此外，软包型电池单体可以包括作为边缘部的密封部和非密封部，并且单体盖可以被配置为围绕软包型电池单体的密封部的至少一部分并使得非密封部被暴露。

12、此外，根据本公开的电池组可以进一步包括被配置为将单体盖的不同端部彼此结合的粘接构件。

13、此外，单体盖可以以一个弯曲板的形式配置。

14、此外，电池组壳体可以包括散热器，并且多个软包型电池单体可以结合到散热器。

15、此外，热树脂可以插设在散热器与多个软包型电池单体之间。

16、此外，散热器可以包括彼此间隔开的多个单元散热器。

17、此外，单体盖的端部可以插设在多个单元散热器之间的分隔空间中。

18、此外，散热器可以包括分别设置在单体盖的上部和下部处的上部散热器和下部散热器。

19、此外，单体盖可以被配置为使得其至少一个侧端被装配到电池组壳体中。

20、此外，单体盖可以具有形成为排出在软包型电池单体中产生的火焰或气体的通孔。

21、此外，单体盖的通孔可以被设置为当软包型电池单体中发生膨胀时变宽。

22、此外，单体盖可以包括被配置为排出在软包型电池单体中产生的火焰或气体的切口部。

23、此外，单体盖可以包括沿着切口部的周边以虚线形式形成的通孔部。

24、此外，电池组可以进一步包括容纳在电池组壳体的内部空间中的电池管理系统。

25、此外，在本公开的另一个方面，还提供了一种车辆，包括根据本公开的电池组。

26、此外，在本公开的另一个方，还提供了一种电池单体组件，包括：软包型电池单体；以及单体盖，被配置为至少部分地围绕软包型电池单体的容纳部的两侧和一个边缘部，并暴露软包型电池单体的另一个边缘部。

27、有益效果

28、根据本公开的实施例，多个软包型电池单体可以稳定地容纳在没有例如塑料盒(plastic cartridge)的堆叠框架或单独的模块壳体的电池组壳体内部。此外，根据本公开的实施例，具有由柔软材料制成的壳体的软包型电池单体可以容易地制成固体的形式，使得软包型电池单体可以更容易地直接堆叠在电池组壳体内部。

29、特别地，根据本公开的实施例，多个软包型电池单体可以容易地在水平方向上并排堆叠，同时在上下方向上直立。

30、根据本公开的实施例，可以提高电池组的能量密度。此外，根据本公开的实施例，由于电池单体直接存储在电池组壳体中而不被模块化，所以电池模块的模块壳体是不必要的。因此，通过减少由这样的模块壳体所占据的空间，可以将越来越多的电池单体设置在电池组壳体内部。因此，可以进一步提高电池组的能量密度。

31、此外，根据本公开的实施例，可以提高电池组的组装性能。特别地，根据本公开的实施例，可以不执行通过将软包型电池单体容纳在模块壳体中来制备电池模块的过程、将以上制备的一个或多个电池模块容纳在电池组壳体的过程等。因此，可以简化制造工艺并且可以减少制造时间。

32、此外，根据本公开的实施例，由单体盖围绕的电池单体的数量可以容易地改变。特别地，根据本公开的实施例，通过改变单体盖的宽度，能够容易地改变单体盖容纳的电池单元的数量。因此，在这种情况下，可以通过一个单体盖容易地改变容量或输出。

33、此外，根据本公开的实施例，对于每个电池单元，每个单元的汇流条或端子可以容易地位于每个单体盖的侧表面、上部或下部。

34、此外，根据本公开的实施例，在将软包型电池单体容纳在电池组壳体内部的过程中，可以在不直接夹持软包型电池单体的情况下夹持单体盖。因此，操纵软包型电池单体的过程可以更容易和安全地执行。此外，在这种情况下，能够防止软包型电池单体在单体操纵过程(例如，将软包型电池单体存储在电池组壳体内部)中损坏或破裂。

35、此外，根据本公开的实施例，可以进一步提高电池组的冷却效率。特别地，在本公开的实施例中，由于每个软包型电池单体的一部分直接暴露于电池组壳体，每个软包型电池单体的热量可以通过电池组壳体有效地排出到外部。

36、此外，根据本公开的实施例，可以额外通过软包型电池单体的大表面进行表面冷却。

37、此外，根据本公开的实施例，对于每个软包型电池单体，可以通过电池组壳体和单体盖容易地实现双重冷却。

38、此外，根据本公开的实施例，可以提高电池组的安全性。特别地，根据本公开的实施例，从每个电池单体排出的气体可以被顺畅地排出到外部。此外，根据本公开的实施例，能够控制从电池单体排出的气体或火焰的排出方向。因此，可以有效地防止相邻电池单体之间的热失控传播。

39、此外，根据本公开的实施例，可以更容易地提供在特定方向上具有长的长度的长电池单体的配置。此外，根据本公开的实施例，当制造采用这种长电池单体的电池单体组件或电池组时，可以提高可加工性或可组装性。

40、此外，根据本公开的实施例，通过调节单体盖的长度或宽度，能够自适应地应对各种类型的电池单体或不同数量的电池单体组件。特别地，由于可以容易地调整电池单体的尺寸或数量，所以本公开在电池组在可扩展性方面可以是有利的。

41、此外，本公开可以具有各种其他效果，并且将在各个实施例中描述这种效果，或者本领域技术人员可以容易地推断出的任何效果将不再详细描述。