CN104835934B - 电池模块及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的多个方面，提供了一种电池模块及其制造方法。电池模块包括：多个电池单元，均具有端子；反射部，位于端子上；汇流条，结合到端子以将所述多个电池单元电连接。汇流条可以具有使反射部的至少一部分暴露的开口。反射部可以构造为对通过开口入射在反射部上的激光进行反射。一种制造电池模块的方法可以包括：放置将多个电池单元的端子电连接的汇流条，每个端子在该端子的顶表面上具有反射部，汇流条具有使反射部的至少一部分暴露的开口；将汇流条和端子焊接到彼此。焊接汇流条的步骤可以包括通过汇流条中的开口照射激光。

Description

电池模块及其制造方法
本申请要求于2014年2月7日在韩国知识产权局提交的第10-2014-0014186号韩国专利申请的优先权和权益，该申请的全部公开内容通过引用包含于此。
技术领域
本发明的一方面涉及电池模块及其制造方法。
背景技术
近来已经开发了具有高能量密度的使用非水电解质的高功率电池模块。为了用在需要高功率的装置(例如，电动汽车等)的驱动马达中，高功率电池模块被构造为通过串联或并联连接多个电池单元来组装的高压电池模块或高容量电池模块。此外，可以通过将这样的多个电池模块彼此电连接来组装电池组。
在采用如上所述的电池模块的装置的数量增大的情况下，研究已集中在改善这些电池模块的生产率。在采用这些电池模块的装置的外观更加多样化的情况下，这些电池模块的形状也必须改变。然而，也需考虑电池模块的安全性。因此，对于能够满足包括美学和安全性的所有需求的电池模块的结构的研究已变得越来越关键。
发明内容
本发明的多个方面涉及一种电池模块及其制造方法。实施例提供了一种可以改善在例如通过汇流条连接电池单元时的电池组的电气安全性的电池模块及其制造方法。
根据本发明的一方面，一种电池模块包括：多个电池单元，均具有端子；反射部，位于端子上；汇流条，结合到端子以电连接在所述多个电池单元之间，汇流条具有使反射部的至少一部分暴露的开口。
反射部可以被构造为对通过开口入射在反射部上的激光进行反射。
反射部可以被构造为将被反射部反射的激光的至少一部分引导在汇流条和端子之间。
反射部的至少一部分可以被在汇流条和端子之间反射的激光熔化。
汇流条的开口可以具有台阶的形状。
汇流条的开口可以包括第一开口和邻近于端子并构造为与第一开口连通的第二开口，第二开口比第一开口大。
反射部可以位于第二开口中。
反射部可以接触汇流条的邻近第二开口的部分。
反射部可以包括第一反射部和第二反射部，所述第一反射部具有被构造为对通过开口入射在第一反射部上的激光进行反射并将激光引导在汇流条和端子之间的至少一个斜面，所述第二反射部位于第一反射部和端子之间，其中，第二反射部可以接触汇流条的所述邻近第二开口的部分。
第二反射部的被暴露的表面可以具有纹理表面。
汇流条中的开口的尺寸可以在远离端子的方向上减小。
反射部可以包括至少一个斜面。
反射部的所述至少一个斜面可以被构造为对通过开口入射在反射部上的激光进行反射以使汇流条和端子彼此结合。
汇流条的内壁可以具有纹理表面。
端子的被暴露的表面可以具有纹理表面。
反射部的至少一部分可以具有三角形、梯形或曲面的形状。
反射部可以具有使施加到反射部的激光的至少80％被反射的反射率。
反射部可以具有从由银、铝、铜和镜子组成的组中选择的至少一种，其中，所述镜子包括玻璃层和涂覆在玻璃层上的金属层。
根据本发明的一方面，一种制造电池模块的方法包括：放置将多个电池单元的端子电连接的汇流条，每个端子在该端子的顶表面上具有反射部，汇流条具有使反射部的至少一部分暴露的开口；将汇流条和端子焊接到彼此。
焊接汇流条的步骤可以包括通过汇流条中的开口照射激光。
可以在反射部上反射激光，使得激光的至少一部分被引导到汇流条和端子彼此接触的点。
从下面结合附图进行的详细描述，本发明的实施例的其他特征和优点将变得更充分地明显。
在本说明书和权利要求书中使用的术语或词语不应被限制性地解释为普通含义或基于词典的含义，而应在发明人能够恰当地限定术语的概念从而以最好的方式描述并解释他或她的发明的原则的基础上被解释为符合本发明的公开的范围的含义和概念，或者应被解释为如本领域技术人员将理解的。
在根据本发明的电池模块及其制造方法的实施例中，汇流条和端子之间的焊接部可以坚固地形成而不直接暴露于汇流条的外部，从而改善了针对汇流条的连接的电气安全性。
附图说明
现在将参照附图更充分地描述示例实施例。然而，本发明的多个方面可以以不同的形式实施，并且不应被解释为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了彻底和完整，并且这些实施例应将示例实施例的范围传达给本领域技术人员。
在附图中，为了示出清楚起见，可以夸大尺寸。将理解的是，当元件被称作“在”两个元件“之间”时，该元件可以是这两个元件之间的唯一的元件，或者也可存在一个或更多个中间元件。同样的附图标记始终指示同样的元件。
图1是根据本发明的实施例的电池模块的透视图。
图2是图1中示出的电池模块的分解透视图。
图3和图4是为与图1中示出的电池模块的实施例作比较而示出的现有技术的电池模块的剖视图。
图5是电池模块的沿图1中示出的电池模块的线A-A’截取的剖视图。
图6是示出图5中示出的电池模块的反射部的各种形状的剖视图。
图7是根据本发明的另一实施例的电池模块的剖视图。
图8是根据本发明的另一实施例的电池模块的剖视图。
图9是根据本发明的另一实施例的电池模块的剖视图。
图10是示出根据本发明的实施例的制造电池模块的方法的流程图。
具体实施方式
在下面的详细描述中，简单地通过说明的方式仅示出并描述本发明的特定示例实施例。如本领域技术人员将认识到的，在全部不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以按照各种方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被视为本质上说明性的而非限制性的。另外，当元件被称作“在”另一元件“上”时，该元件可以直接在所述另一元件上，或者可以间接地在所述另一元件上而使一个或更多个中间元件设置在它们之间。另外，当元件被称作“连接到”另一元件时，该元件可以直接连接到所述另一元件，或者可以间接地连接到所述另一元件而使一个或更多个中间元件设置在它们之间。在下文中，同样的附图标记指示同样的元件。
图1是根据本发明的实施例的电池模块100a的透视图。图2是图1中示出的电池模块100a的分解透视图。在下文中，将参照图1和图2描述根据该实施例的电池模块100a。
如图1和图2所示，根据该实施例的电池模块100a可以包括多个电池单元110、构造为电结合电池单元110的汇流条120和位于电池单元110的端子111处的反射部130。
根据该实施例的每个电池单元110产生(或释放)能量，并且可以在电池模块100a中包括多个电池单元110。在该实施例中，每个电池单元110可以包括具有开口的电池壳体以及和电解质一起的电极组件，所述电极组件可以容纳于电池壳体中。在该实施例中，电极组件和电解质可以通过电化学反应产生(或释放)能量。可以在包括盖组件的电池单元110的一个表面处密封电池壳体。另外，具有不同极性的端子111(即，正极端子和负极端子)可以突出穿过电池单元110的这一个表面。每个电池单元110可以包括通气孔112作为电池单元110的位于具有端子111和盖组件的电池单元110的这一个表面上的安全机构，其中，该通气孔112构造为用作可以将产生在电池单元110内部的气体排出到电池单元110的外部的通路。在该实施例中，多个电池单元110可以在一个方向上对齐。在电池单元110串联连接的实施例中，对齐电池单元110使得邻近的电池单元110的端子111的极性彼此不同。在电池单元110并联连接的实施例中，可以对齐电池单元110使得邻近的电池单元110的端子111的极性彼此相同。
根据该实施例的汇流条120将多个电池单元110彼此电结合。汇流条120可以焊接到电池单元110的端子111。在实施例中，汇流条120结合多个电池单元110的邻近的电池单元110的端子111，从而以邻近的电池单元110的端子111的极性为基础实现电池单元110之间的串联或并联的电连接。根据实施例，汇流条120可以焊接到端子111。在该实施例中，限定在汇流条120中的开口121可以构造为使得用于焊接的激光可以入射在汇流条120和端子111之间。
在本发明的其他实施例中，电池模块100a还可以包括为固定或容纳多个电池单元110而构造的外壳和板。
图3和图4是为与图1中示出的电池模块100a的实施例作比较而示出的现有技术的电池模块的剖视图。图5是电池模块100a的沿图1中示出的电池模块100a的线A-A’截取的剖视图。图6是示出图5中示出的电池模块100a的反射部130的各种形状的剖视图。在下文中，将参照图3至图6描述根据该实施例的电池模块100a的反射部130。
如上所述，限定在汇流条120中的开口121可以构造为使得在焊接汇流条120时使用的通过开口121进入的激光可以被反射部130反射以入射到汇流条120上。在图3中示出的现有技术中，激光通过开口11照射以被引导在汇流条10和端子20之间。然而，在这样的结构中，焊接部直接暴露于汇流条10的外部。因此，这就安全性而言会是不可取的。
具有图4中示出的结构的现有技术的汇流条30可以被认为是对图3中示出的现有技术的问题的解决。然而，如图4的结构中示出的，在汇流条30的开口31具有台阶形状的该示例中，会难以在开口31的内壁和端子40之间精确地直接引导激光，即，难以使焊接部50以一定的角度远离开口31。如图4所示，尽管在该示例中倾斜地照射激光，但是激光经常到达不意图焊接的区域。因此，在该示例中，汇流条30的在焊接部50外的部分会被激光损坏。这种结果就电气安全性而言会是不可取的。
在本发明的实施例中，如图5所示，每个电池单元111包括位于端子111上的反射部130，使得用于焊接汇流条120的激光通过反射部130被反射到汇流条120的焊接部140上。具体地讲，根据该实施例，反射部130具有至少一个斜面131，并且构造为将通过开口121进入并入射在其上的激光反射到汇流条120的焊接部140上。在该实施例中，反射部130构造为在汇流条120和端子111之间引导被反射部130反射的激光的至少一部分，即，引导到焊接部140。
在该实施例中，开口121具有台阶的形状。更具体地讲，根据该实施例，开口121可以包括位于远离端子111处的第一开口122和结合到第一开口122并相对邻近于端子111的第二开口123，第二开口123比第一开口122大。在该实施例中，反射部130可以位于第二开口123的内部。根据该实施例的反射部130构造为反射激光，使得至少一部分激光可以传递到由第二开口123限定的内壁与端子111彼此相交的点。因此，端子111和汇流条120可以稳固地彼此结合(即，焊接)，同时焊接部140可以避免直接暴露于汇流条120的外表面，从而改善电池模块100a的电气安全性。在该实施例中，因为焊接部140不直接暴露于外部并且因为第一开口122比第二开口123小，所以焊接部140相对少地暴露于外部影响。
在实施例中，反射部130位于端子111上并可以定位为使得反射部130通过开口121暴露。例如，在该实施例中，反射部130可以定位为使得当通过开口121直接从上方观看时，反射部130是可视的，使得激光可以直接聚集于反射部130。例如，在实施例中，反射部130可以位于第一开口122的正下方，使得可以将激光照射到反射部130的斜面131上。在实施例中，反射部130的一部分会因激光的照射而熔化或经历形状的改变，熔化的部分可以置于汇流条120和端子111之间并变为焊接部140的一部分。然而，本发明的实施例不限于此，反射部130可以由不必或不充分地被激光熔化或者被激光更低限度地或微不足道地影响的材料制成。另外，将明显的是，在焊接部140熔化的实施例中，反射部130的形状可以从它的初始形状改变。
反射部130可以包括各种形状，如图6所示。具体地讲，如图6中的(a)所示，反射部130的剖面可以为具有至少一个斜面131的三角形的形状。可选择地，如图6中的(b)所示，反射部130’的剖面可以为具有至少一个斜面131的梯形的形状。可选择地，如图6中的(c)所示，反射部130”的剖面可以为具有曲面132的半圆的形状。然而，本发明的实施例不限于此，如本领域技术人员了解的，反射部130的形状可以包括可使通过开口121入射到汇流条120中的激光反射的所有形状。根据实施例的反射部130的反射率可以为例如在将汇流条120焊接到端子111的过程中使施加到反射部130的激光的至少80％被反射的反射率。根据本发明的实施例，反射部130可以由本领域技术人员了解的适合于反射部130的包括银、铝、铜或镜子材料在内的任何反射材料制成，其中，所述镜子材料具有玻璃层和涂覆在玻璃层上的金属层。
图7是根据本发明的另一实施例的电池模块100b的剖视图。在下文中，将参照图7描述根据该实施例的电池模块100b。
在以上关于图3和图4中示出的现有技术描述的焊接部直接暴露于汇流条外部的电池模块中，会危及到电池模块的电气安全性。为了克服这样的安全性的顾虑，可以考虑图7的实施例中示出的汇流条120b和图5的实施例中示出的汇流条120。在图7的实施例中示出的汇流条120b中，限定在汇流条120b中的开口121b可以具有汇流条120b中的开口121b的尺寸沿着远离端子111的方向减小的形状(例如，随着开口远离端子111尺寸逐渐减小)，使得开口121b在汇流条120b的与外部邻近的表面处较小，而在与端子111或焊接部140接触的位置处最大。在实施例中，例如，开口121b具有越靠近端子111a开口越宽的三角形或圆锥形的横截面。因此，在这些实施例中，焊接部140不直接暴露于电池单元110的外部，从而改善它的电气安全性。在照射激光以焊接汇流条120b和端子111的实施例中，照射的激光可以被反射部130反射，使得激光的至少一部分可以被引导在汇流条120和端子111之间。因此，根据这些实施例，能够方便地执行焊接汇流条120b和端子111的工艺，同时保持或改善电池单元110的电气安全性。
图8是根据本发明的另一实施例的电池模块100c的剖视图。在下文中，将参照图8描述根据本发明的电池模块100c。这里，用同样的附图标记指示与前述实施例的组件相同的组件，省略它们的详细描述以避免冗余。
如图8所示，根据该实施例的电池模块100c包括电池单元110、汇流条120和反射部130。在该实施例中，纹理表面113和124可以形成在汇流条120的内壁和端子111的顶表面中的至少一个上。
在包括如上所述的反射部130的这些实施例中，用于将汇流条120焊接到端子111的激光的一部分可以被引导到待焊接的点。然而，在一些情况下，可能没有将激光充足地引导到待焊接的点。例如，可能因斜面131的角度或激光的照射角度的误差而使激光引导在最初不充足，或者因在反射部130在激光的作用下熔化的同时斜面131的角度改变而可能将激光引导到了不足以被焊接的点。在这些实施例中，如果围绕待焊接的点产生漫反射，则可以增大被引导到待焊接的点的激光的量。为了达到激光角度的漫反射的期望结果，根据本发明的实施例，在汇流条120的开口121的内壁和/或端子的顶表面上形成纹理表面113和124可以产生对于将激光进一步引导或改变方向到焊接部140所需的期望的漫反射。
具体地讲，在实施例中，纹理表面124可以形成在汇流条120的第二开口123的内壁和第二开口123的台阶表面125上，和/或纹理表面113可以形成在端子111的顶表面上(除了反射部130所处的位置)。因此，根据一些实施例，尽管被反射部130反射的激光没有被精确地引导到待焊接的点，但是可以通过使被反射的激光在第二开口123的内部空间中漫射而将激光逐渐地引导或精细调整到期望的焊接部140。因此，根据这些实施例，可以使在汇流条120和端子111之间方便地执行焊接的工艺成为可能。此外，根据这些实施例的焊接部140可以牢固地形成或结合，从而改善汇流条120与端子111的连接的电气安全性。
图9是根据本发明的另一实施例的电池模块100d的剖视图。在下文中，将参照图9描述根据本发明的电池模块100d。这里，由同样的附图标记指示与前述实施例的组件相同的组件，省略它们的详细描述以避免冗余。
如图9所示，根据该实施例的电池模块100d包括电池单元110、汇流条120和反射部130d。在该实施例中，反射部130d的至少一个外表面可以接触第二开口123的内壁。具体地讲，反射部130d可以包括第一反射部133和第二反射部134。在该实施例中，第一反射部133包括至少一个斜面131，并在斜面131上将通过开口121入射到汇流条120上的激光反射为在汇流条120和端子111之间进行引导。根据该实施例，第二反射部134可以位于第一反射部133和端子111之间，使得第二反射部134的外表面接触第二开口123的内壁。
因此，根据该实施例，汇流条120可以结合到端子111，使得第二反射部134的外表面接触第二开口123的内壁，从而促进汇流条120的对齐工艺。另外，根据本发明的实施例，第二反射部134的基本上暴露于汇流条120和端子111之间的空间的部分(即，待焊接的点)可以被激光熔化然后置于汇流条120和端子111之间，以变为焊接部140的一部分。因此，根据该实施例，焊接部140可以更稳定地连接，从而进一步改善汇流条120和端子111的连接处的电气安全性。
此外，如先前的实施例中描述的，为了产生激光的期望的漫反射，纹理表面124可以形成在第二开口123的内壁和第二开口123的台阶表面125上，为了最大化或改善这种漫反射，纹理表面135可以形成在第二反射部134的顶表面上。在该实施例中，纹理表面135可以形成在第二反射部134的除了连接到第一反射部133的部分之外的顶表面上。
图10是示出根据本发明的实施例的制造电池模块的方法的流程图。在下文中，将参照图10描述根据该实施例的方法。
为了制造根据该实施例的电池模块100a，首先可以准备多个电池单元110(S110)。在该实施例中，可以通过对齐电池单元110并在每个电池单元110的端子111的顶表面上布置反射部130来准备电池单元110。
接着，可以在端子111上安置用于电结合多个电池单元110的汇流条120(S120)。在该实施例中，汇流条120可以以串联或并联连接的方式连接邻近的电池单元110的端子111。
接着，可以将汇流条120和相应的端子111彼此结合，例如，彼此焊接(S130)。在该实施例中，焊接汇流条120和端子111的步骤可以包括通过汇流条120的开口121照射激光。根据该实施例，激光可以被反射部130反射，使得至少一部分激光被引导到汇流条120和端子111彼此接触的点，使得汇流条120被焊接到端子111。
可以通过如上所述的方法来制造根据本发明的实施例的电池模块，本领域技术人员将理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以以许多方式来修改电池模块，例如，通过增加纹理表面、改变反射部的形状等来修改电池模块。
在这里已经公开了示例实施例，虽然采用了特定的术语，但是仅以一般的和描述性的含义来使用和解释它们，而不是为了限制的目的。在一些情况下，对于到提交本申请时为止本领域普通技术人员将明显的是，除非另有明确说明，否则结合具体实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独使用，或者与结合其他实施例描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，本领域技术人员将理解的是，在不脱离如权利要求书所阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以做出形式上和细节上的各种改变。

Claims (21)

1.一种电池模块，所述电池模块包括：
多个电池单元，均包括端子；
反射部，位于端子上；以及
汇流条，结合到端子以将所述多个电池单元电连接，汇流条具有使反射部的至少一部分暴露的开口，
其中，汇流条的开口在汇流条的与外部邻近的表面处的尺寸小于汇流条的开口在汇流条的邻近于端子的焊接部处的尺寸，
其中，反射部被构造为将被反射部反射的激光的至少一部分引导到汇流条的邻近于端子的焊接部。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，反射部被构造为对通过开口入射在反射部上的激光进行反射。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，反射部被构造为将被反射部反射的激光的至少一部分引导在汇流条和端子之间。
4.根据权利要求2所述的电池模块，其中，反射部的至少一部分被在汇流条和端子之间反射的激光熔化。
5.根据权利要求1所述的电池模块，其中，汇流条的开口具有台阶的形状。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其中，汇流条的开口包括第一开口和邻近于端子并构造为与第一开口连通的第二开口，第二开口比第一开口大。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其中，反射部位于第二开口中。
8.根据权利要求6所述的电池模块，其中，反射部接触汇流条的邻近第二开口的部分。
9.根据权利要求8所述的电池模块，其中，反射部包括第一反射部和第二反射部，所述第一反射部包括被构造为对通过开口入射在第一反射部上的激光进行反射并将激光引导在汇流条和端子之间的至少一个斜面，所述第二反射部位于第一反射部和端子之间，其中，第二反射部接触汇流条的所述邻近第二开口的部分。
10.根据权利要求9所述的电池模块，其中，第二反射部的被暴露的表面包括纹理表面。
11.根据权利要求1所述的电池模块，其中，汇流条中的开口的尺寸沿着远离端子的方向减小。
12.根据权利要求1所述的电池模块，其中，反射部包括至少一个斜面。
13.根据权利要求12所述的电池模块，其中，反射部的所述至少一个斜面被构造为对通过开口入射在反射部上的激光进行反射以使汇流条和端子彼此结合。
14.根据权利要求1所述的电池模块，其中，汇流条的内壁包括纹理表面。
15.根据权利要求1所述的电池模块，其中，端子的被暴露的表面包括纹理表面。
16.根据权利要求1所述的电池模块，其中，反射部的至少一部分具有三角形、梯形或曲面的形状。
17.根据权利要求1所述的电池模块，其中，反射部具有使施加到反射部的激光的至少80％被反射的反射率。
18.根据权利要求1所述的电池模块，其中，反射部包括从由银、铝、铜和镜子组成的组中选择的至少一种，其中，所述镜子包括玻璃层和涂覆在玻璃层上的金属层。
19.一种制造电池模块的方法，所述方法包括：
放置将多个电池单元的端子电连接的汇流条，每个端子在该端子的顶表面上具有反射部，汇流条具有使反射部的至少一部分暴露的开口；以及将汇流条和端子焊接到彼此，
其中，汇流条的开口在汇流条的与外部邻近的表面处的尺寸小于汇流条的开口在汇流条的邻近于端子的焊接部处的尺寸，
其中，反射部被构造为将被反射部反射的激光的至少一部分引导到汇流条的邻近于端子的焊接部。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，焊接汇流条的步骤包括通过汇流条中的开口照射激光。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，在反射部上反射激光，使得激光的至少一部分被引导到汇流条和端子彼此接触的点。
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