CN108321346B - 电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个实施例涉及一种电池模块。根据本发明的一个实施例，提供一种电池模块，包括：多个电池单元，分别包括至少一个极耳；及二次电池用汇流条，其连接到所述极耳，以电连接所述多个电池单元，所述汇流条包括形成有多个孔的板，所述多个极耳插入所述多个孔中的至少部分孔中，使得所述多个极耳彼此电连接。

Description

电池模块
技术领域
本发明的示例性实施例涉及一种电池模块。
背景技术
随着二次电池在数码相机、便携式电话、笔记本电脑、混合动力汽车等高新技术领域中的使用，可充电及放电多次的更强大的二次电池的研究也正积极开展。作为二次电池的示例，可以举出镍-镉电池、镍-金属氢化物电池、镍-氢电池、锂二次电池等。通常，锂二次电池的工作电压为3.6V以上，其可以用作便携式电子设备的电源。而且，通过串联连接的多个锂二次电池能够为高功率的混合动力汽车供以动力，并且，与镍-镉电池或镍-金属氢化物电池相比，锂二次电池的工作电压大约高三倍，从而锂二次电池的使用迅速扩大。此外，锂二次电池具有优异的每单位重量的能量密度。
通常，为了连接多个电池单元，将汇流条与电池单元的极耳接触。现有的汇流条以形状形成。将极耳与/>形状的汇流条接触，从而两个以上的电池单元能够电连接。为了将电池单元电连接，可能需要经过将电池单元的极耳切割(cutting)及弯曲(bending)的工艺中的至少一种工艺。根据3p或4p(即，3个电池单元并联连接或者4个电池单元并联连接)等所要连接的电池单元的数量不同，极耳的切割及弯曲的操作次数也会不同。因现有的电池模型需要改变极耳形状以用于联接电池单元，所需的工艺操作次数增加，从而导致制造工艺更加复杂并且成本增加。
现有技术文献
(专利文献)
韩国公开专利公报第10-2015-011078号(2015年10月2日)
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的实施例的目的在于，提供一种通过简化用于将多个电池单元电连接的极耳的处理工艺，能够减少组装工艺次数的电池模块。
另外，本发明的实施例的目的在于，提供一种可通过改变汇流条的形状，而不改变极耳的形状的电池模块。
另外，本发明的实施例的目的在于，提供一种通过减少工艺次数，能够节约成本的电池模块。
另外，本发明的实施例的目的在于，提供一种多个电池单元之间电连接时，能够均匀地熔化极耳的电池模块。
另外，本发明的实施例的目的在于，提供一种通过焊接等来将多个电池单元之间电连接时，能够通过肉眼确认连接状态的电池模块。
(二)技术方案
根据本发明的一个实施例，可以提供一种电池模块，包括：多个电池单元，分别包括至少一个极耳；及汇流条，其连接到所述极耳，以电连接所述多个电池单元，所述汇流条包括形成有多个孔的板，所述多个极耳插入至所述多个孔中的至少部分孔中，使得所述多个极耳彼此电连接。
其中，多个所述极耳的每个极耳可以分别插入并固定在所述多个孔的每个孔中。
其中，所述极耳可以从所述板的一侧插入，并突出到另一侧。
其中，所述极耳可以从所述孔的外侧端部突出1mm以上且3mm以下。
其中，所述板可以包括在形成所述孔的位置的周围形成的突出部。
其中，所述孔周围的剖面可以形成为向所述突出部方向逐渐变细，以引导所述极耳插入到所述孔中。
其中，所述极耳从所述板的一侧进入的进入空间的宽度可以越接近所述孔越减小。
其中，所述板可以包括在所述孔的外周边向所述板的外侧突出的极耳连接部。
其中，所述极耳与所述板之间的连接可以具有通过激光焊接的摆动(wobble)焊接形状。
其中，所述孔可以与所述极耳的厚度和长度对应地形成。
其中，所述孔与插入于所述孔中的所述极耳之间的两侧间隙之和可以为0.1mm以上且0.2mm以下。
其中，所述极耳可以形成为直线形状，而不弯曲。
其中，至少一个极耳可以包括弯曲部和直线部，所述直线部的至少一部分插入到对应的孔中。
其中，所述至少一个极耳可以包括在所述极耳的至少一部分形成的绝缘部，在所述绝缘部上形成所述弯曲部。
其中，所述电池模块还可以包括形成有与所述孔对应的多个支撑孔的支撑板，所述支撑板位于所述多个电池单元与所述汇流条之间。
其中，在所述极耳上可以形成弯曲部，所述弯曲部接触并支撑在所述支撑孔一侧。
其中，所述电池模块还可以包括形成有与所述孔对应的多个汇流条露出孔的固定板，所述汇流条位于所述支撑板与所述固定板之间，以被固定和支撑。
其中，所述汇流条可以具有多个，多个所述极耳中至少两个所述极耳与多个所述汇流条中的一个汇流条并联连接，以构成并联集合体，所述并联集合体具有多个，多个所述并联集合体之间彼此串联连接或者并联连接。
根据本发明的又一实施例，可以提供一种电池模块制造方法，其包括提供彼此并排堆叠的多个电池单元，每个电池单元包括极耳，提供包括多个孔的汇流条，多个孔以规则间隔形成并且配置为接收多个极耳，将汇流条定位在邻近于电池单元，使得汇流条的多个孔被定位在邻近于多个相应的极耳，将多个极耳插入至汇流条的相应孔中，并且将极耳固定至汇流条。
所述极耳可以配置成向所述板的另一侧突出。
所述极耳可以从所述孔的外侧端部突出1～3mm。
其中，固定包括将极耳焊接至汇流条。
其中焊接包括仅激光焊接极耳，不激光焊接汇流条。
所述激光沿着圆圈反复照射，所述圆的中心可以位于所述极耳端部表面的长度方向的轴上。
相对于所述极耳的长度方向的中心轴，可以倾斜地照射所述激光。
在所述多个电池单元与所述汇流条之间配置支撑板，所述极耳可以穿过所述支撑板的支撑孔。
所述汇流条与所述支撑板的至少一部分紧固，从而能够固定并支撑在所述支撑板。
在所述汇流条的另一侧配置固定板，所述孔可以通过所述固定板的汇流条露出孔而露出于外部。
(三)有益效果
根据本发明的实施例，可以提供一种通过简化用于将多个电池单元电连接的极耳的处理工艺，能够减少组装工艺次数的电池模块。
另外，可以提供一种可通过改变汇流条的形状，而不改变极耳的形状的电池模块。
另外，可以提供一种通过减少工艺次数，能够节约成本的电池模块。
另外，可以提供一种多个电池单元之间电连接时，能够均匀地熔化极耳的电池模块。
另外，可以提供一种通过焊接等来将多个电池单元之间电连接时，能够通过肉眼确认连接状态的电池模块。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施例的二次电池的图。
图2是示出本发明的一个实施例的汇流条与二次电池接触的图。
图3A和图3B是示出本发明的一个实施例的汇流条的图。
图4A是本发明的一个实施例的汇流条的剖视图。
图4B是本发明的一个实施例的在汇流条的孔中插入极耳的剖视图。
图5A是本发明的一个实施例的汇流条的剖视图。
图5B是本发明的一个实施例的在汇流条的孔中插入极耳的剖视图。
图6是示出在极耳的绝缘部形成弯曲部的形状的图。
图7A是示出本发明的一个实施例的二次电池的图。
图7B是图7A的A部分的放大图。
图8是本发明的一个实施例的支撑板、汇流条及固定板的立体图。
图9是示出图8中的支撑板、汇流条及固定板的结合状态的图。
图10是示出图9中的A-A'剖面的图。
图11A是示出本发明的一个实施例的电池模块的电连接状态的主视图。
图11B是示出本发明的一个实施例的电池模块的电连接状态的后视图。
图12A是本发明的一个实施例的汇流条的剖视图。
图12B是本发明的一个实施例的在汇流条的孔中插入极耳的剖视图。
图13A和图13B是示出本发明的一个实施例的汇流条的图。
图14A是本发明的一个实施例的汇流条的剖视图。
图14B是本发明的一个实施例的在汇流条的孔中插入极耳的剖视图。
图15是表示本发明的一个实施例的对突出的极耳实施激光焊接的位置的剖视图。
图16A和图16B是示出本发明的一个实施例的对极耳实施激光焊接的状态的图。
图17A和图17B是示出本发明的一个实施例的对极耳的长度方向呈角度地照射激光的状态的图。
附图标记说明
1：电池模块
10：二次电池
100、100a、100b：并列集合体
11：电池单元
12：极耳
121：弯曲部
122：极耳的长度方向的轴
123：极耳焊接部
124：台阶部
125：绝缘部
126：极耳部
127：倒角部
20a、20b、20c：汇流条
21a、21b、21c：板
22a、22b：突出部
22c：极耳连接部
23a、23b、23c：孔
24：汇流条辅助部件
25a：终端部
26a：贯穿孔
200a：电压传感连接部
30：支撑板
31：支撑板主体
32：支撑孔
33：固定部件插入槽
34：紧固孔
40：固定板
41：固定板主体
411：紧固突起
42：汇流条露出孔
43：固定部件
44：终端支撑孔
45：插入突起
L1：极耳长度
L2：孔的宽度
L3：孔和极耳之间的间隙
L4：极耳进入空间的宽度
L5：极耳端部表面的长度
L6：孔的深度
L7：极耳中的弯曲部外侧的没有弯曲的部分的长度
T1：极耳厚度
L：激光
θ：角度
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的具体实施方式进行说明。但是，我们注意到，这仅仅是本发明的例示，并且不旨在限于本发明。
附图不一定按比例绘制，并且在一些情况下，比例可能已经被放大以便清楚地示出实施例的特征。
将进一步理解的是，当元件被称为“连接到”或“联接到”另一元件时，其可直接在其它元件上、连接到或联接到其它元件，或者可存在一个或多个中间元件。此外，还将理解的是，当元件被称为在两个元件“之间”时，其可以是这两个元件之间的唯一元件，或者也可存在一个或多个中间元件。
公知的结构和功能的详细说明可能不必要地混淆本发明，因此省略其详细说明。此外，下面将描述的术语是考虑到在本发明中的功能而定义的术语，其可以根据用户、操作者的意图或惯例等而发生变化，因此，术语应以整个说明书中的内容为基础来定义。
因此，将理解的是，本发明的精神和范围由所附权利要求书来限定，并且下面的实施例用于向本发明所属领域的普通技术人员描述本发明的技术范围的目的。
在下文中，将将参考附图详细描述本发明的各种实施例。
图1是示出本发明的一个实施例的二次电池10的图，图2是示出本发明的一个实施例的二次电池中配置汇流条20a的图。图3A和图3B是示出汇流条20a的图。在描述二次电池10和汇流条20a中，将参照图1、2、3a和3b进行。
参照图1，二次电池10可以由多个电池单元11和从电池单元11引出的极耳12形成。
参照图2，根据本发明的一个实施例的汇流条20a可具有在板21a(在图3A中示出)上形成孔23a(在图3B中示出)的形状。板21a上形成多个孔23a，在各孔23a中焊接极耳12，从而可以将焊接的多个电池单元11电连接。由于在各个孔23a中插入极耳12，因此不需要使极耳12的形状变形。在汇流条20a的板21a中形成的多个孔23a的数量与通过汇流条20a所要连接的电池单元11的数量对应。因此，为了将电池单元11电连接，可以与所要连接的电池单元11的数量无关地、不改变极耳12的形状的情况下将电池单元11电连接。对板21a及孔23a的详细说明将在后面进行描述。
参照图3A及图3B，汇流条20a可以包括板21a、突出部22a及孔23a。在板21a上以预定间距形成多个孔23a，并且每个孔23a具有合适的形状和足够的尺寸，使得极耳12能够插入孔23a中，用于将多个电池单元11电连接。在对应孔23a中插入每个极耳12之后，每个极耳12可以焊接在板21a上。因此，焊接的多个电池单元11可以电连接。在示出的实施例中，每个孔23a可以形成为狭缝(slit)形状。
可对应于与板21a焊接的电池单元11的数量，确定板21a的面积或大小。例如，当将两个电池单元11电连接时，所述板21a可以以能够形成为具有容纳两个孔23a的面积或大小，来自两个层叠的电池单元11的每个的两个极耳12可焊接在两个孔23a中。同样地，当将三个电池单元11电连接时，所述板21a可以形成为具有容纳三个孔23a的面积或大小，来自三个层叠的电池单元11的每个的三个极耳12可焊接在两三个孔23a中。因此，可以根据所要连接的电池单元11的数量，确定板21a的面积或大小。使用本发明的实施例的汇流条20a，电池单元11被电连接而不必须改变极耳的形状。通过根据电池单元的数量和它们单个的大小，改变板21a的面积或大小和孔23a的数量本发明的汇流条20a可使电池单元电联接在一起，而不需要改变极耳12的形状和/或切割极耳12。因此，与用于将多个电池单元电联接以形成电池模块的现有技术不同，不需要使用需要进行弯曲极耳12或改变极耳12的形状，以及甚至切割极耳的将极耳12邻接汇流条的附加工艺。当使用本发明的汇流条20a时，仅使用在汇流条20a上插入极耳12并且之后经由焊接将汇流条20a和极耳12连接的步骤即可，因此根据本发明的实施例的汇流条20a简化了安装极耳以用于电联接多个电池单元以形成电池模块的方法。特别地，如上所解释的，本发明的极耳使得不需要通过弯曲、变形以及切割极耳极耳12的邻接步骤。图3A和图3B的一个实施例的汇流条20a中也可以形成突出部22a，并且突出部22a具有凸形形状。突出部22a可以形成在板21a上形成有对应的孔23a的位置。突出部22a可以是用于引导极耳12插入至孔23a中的型状。图3B中示出的放大图表示突出部22a中形成孔23a。由于孔23a与极耳12的厚度T1及长度L1对应地形成，因此，孔23a可以以相当于极耳12的厚度T1的窄面积形成在板21a上。因此，每个突出部22a用于更容易地将相应的极耳12插入至形成在突出部22a内的孔23a中。将在图5中对其进行详细的说明。
孔23a可以以预定间距在板21a上形成多个。预定间距可以根据电池单元11的间距来确定，电池单元11的间距取决于电池单元11的宽度。具体地，预定间距可以根据插入至孔23a中的极耳12的位置来确定。可以根据所要电连接的电池单元11的数量确定孔23a的数量。
并且，孔23a可以以与极耳12对应的宽度L2形成。见图4A。孔的深度L6(图4A中示出)可对应于板20a的宽度。孔23a可以在焊接前以能够保持插入的极耳12的状态的深度L6形成。极耳12插入至孔23a中并与板21a接触，使得汇流条20a可保持在即使发生焊接前的位置中。使极耳12确保在各个板21a的孔23a内也有利于使将极耳12与汇流条20a的板21a焊接的下一步骤便利。
极耳12被插入至孔23a中，并以与板21a接触的状态进行焊接，从而使极耳12能够焊接在板21a上。因此，焊接在汇流条20a上的多个电池单元11可以电连接。
图4是示出本发明的一个实施例的汇流条20a的图。图4A是的汇流条20a的剖视图，图4B是在汇流条20a的孔23a中插入极耳12的剖视图。
参照图4A及图4B，在板21a的每预定间距可以形成孔23a。孔23a中可以插入极耳12。由于孔23a以与极耳12的厚度T1及长度L1对应地形成，从而插入至孔23a中的极耳12可以与板21a接触。在图4的示例性实施例中，形成一个汇流条20a的板21a上可以形成三个孔23a。因此，在这是示例性实例中，通过孔23a焊接的三个电池单元11可以电连接。然而，本发明不限于此，并且任何合适数量的孔23a可以根据待被连接的电池单元11的数量来形成。如图4A和4B所示，每个孔23a可以形成在对应的突出部22a内。具有突出部22a有利于更方便地将极耳12引导和插入到它们对应板的孔23a中。然而，在本发明的实施例中，板可不具有任何突出部，例如，板可基本上平坦并且可仅具有被配置为接收对应的极耳12的孔23a。再次参考图4A和图4B的实施例。每个孔23a可具有在板21a的一侧处以较宽的宽度L4并且在板21a内部的一些深度处的较窄的宽度L 2开始的宽度条目部分。由于孔23a的条目部分的这个形状，极耳12可更容易地插入到孔23a的较窄部分中，其具有宽度L 2。每个孔23a的条目部分也可便于汇流条20a的精确定位，使得对应的极耳12可容易地在焊接步骤之前插入到孔23a中。
图5是示出本发明的一个实施例的汇流条20a的图。图5A是汇流条20a的剖视图，图5B是在汇流条20a的孔23a中插入极耳的剖视图。
参照图5A及图5B，每个极耳12可以包括弯曲部121。在图5A和5B的示出的实施例中，弯曲部121可以具有U型。弯曲部121可以以弯曲极耳12的预定部位的方式形成。但是，本公开不限于此。即，在示出的实施例的变型中，可以在极耳12的预定部位形成突出的部分，并且还可以形成其他的弯曲部121。所述弯曲部121可以在后续通过焊接将极耳12与汇流条20a结合的状态下，产生外部振动或冲击时至少部分地吸收冲击，从而能够减小或防止极耳12与汇流条20a之间的结合的损坏或极耳12本身的任何损坏。
进一步地，在汇流条20a中插入极耳12时，汇流条20a可以配置并固定在极耳12的弯曲部121上，如下面描述的插入状态的极耳12与汇流条20a的孔23a之间保持预定的间隙L3(图15中示出)，并固定插入至孔23a中的极耳12的位置，从而在焊接极耳12时，能够容易追踪焊接线。不仅如此，所述弯曲部121紧贴在板21a的一侧，从而在焊接过程中能够防止激光L直接照射到电池单元11。
另外，所述弯曲部121的位置并不限定于此，如下面将更详细地描述的图10所示，也可以从所述孔23a隔开预定距离而配置。即，以从孔23a隔开的状态接触到支撑板30的支撑孔32的外周面的一侧。将在下面对此进行详细说明。另一方面，极耳12中至少一个极耳12可以包括弯曲部121和直线部，直线部的至少一部分可以插入到对应的孔23a中。此时，直线部可以表示极耳12中没有弯曲的部分。虽然根据工艺情况，所述直线部中可以存在微小的弯曲，但是直线部可以表示极耳12中没有额外弯曲的直的部分。
另外，预定部位可以是插入至孔23a中的部分与从电池单元11引出极耳12的部分之间。如上所述，当极耳12插入至孔23a中时，形成在极耳12的预定部位的弯曲部121可以限定极耳12中弯曲部121外侧的没有弯曲的部分的长度L7。
可以通过弯曲部121使极耳12插入并固定在孔23a中。根据在极耳12上形成弯曲部121的位置，可以通过弯曲部121调节极耳12中弯曲部121外侧的没有弯曲的部分的长度L7。观察将极耳12插入至孔23a中的过程可知，将极耳12插入至孔23a中时，形成在极耳12上的弯曲部121与板21a接触而被卡住。因此，极耳12可以插入固定在孔23a中直至极耳12上形成弯曲部121的位置的正上方。另外，上述的极耳12中弯曲部121外侧的没有弯曲的部分的长度L7可以形成为长于孔23a的深度L6。
本发明的一个实施例的汇流条20a中，孔23a与极耳12之间的间隙L3(即，插入至孔23a中的极耳12两侧的间隙中的任一个间隙)可以为预定数值以下，以使形成在汇流条20a的孔23a与插入至孔23a中的极耳12之间坚固地焊接，预定数值可以为0.2mm。当孔23a与极耳之间的间隙L3超过0.2mm时，难以通过激光焊接坚固地连接孔23a与极耳12之间。更优选地，孔23a与极耳12之间的间隙L3可以为0.1mm以下。例如，当形成在汇流条20a上的孔23a的宽度L2为0.5mm时，使极耳12的厚度T1为0.3mm以上，从而形成在极耳12的两侧的孔23a与极耳12之间的间隙L3可分别为0.1mm((0.5-0.3)/2)以下。
更优选地，在焊接过程中，汇流条20a也可以一起熔化，当极耳12的厚度T1与孔23a的尺寸之间没有差异时，在极耳12的插入过程中，可能会发生插入不顺利的问题，因此，孔23a与插入的极耳12之间的两侧的间隙L3应分别为约0.05mm(0.1/2)以上。即，所述孔23a与插入至所述孔23a中的所述极耳12之间的两侧的间隙L3之和可以形成为0.1mm～0.2mm。
由此，在下面描述的电池模块1的制造过程中，进行激光焊接时，可以仅熔化极耳12。
另外，极耳12可以由铜(Cu)及铝(Al)中的任一种构成。例如，当正极耳由铜(Cu)构成时，负极耳可以由铝(Al)构成，也可以与此相反。此时，正极耳和负极耳也可以具有各种厚度T1，但是，根据正极耳和负极耳的特性，当极耳由铜(Cu)构成时厚度T1可以优选为约0.3mm，当极耳由铝(Al)构成时厚度T1可以优选为约0.4mm，因此，汇流条20a的孔23a的宽度L2可以形成为约0.5mm。但是，极耳12的厚度T1和孔23a的宽度L2并不限定于此，可以根据需要进行变更。
图6是示出在极耳12的绝缘部125形成弯曲部121的形状的图。
参照图6，所述电池单元11可以包括电极组件和包围电极组件的外装材料。此时，极耳12可以包括：台阶部124，沿着从所述电极组件突出的极耳12的侧表面外围接合所述外装材料而形成；绝缘部125，在所述台阶部124中引出极耳12的位置，提高外装材料的密封性，同时可确保电绝缘状态；及极耳部126，从所述绝缘部125引出，并且至少部分插入于所述孔23a中，在绝缘部125可以形成所述弯曲部121。
具体地，所述弯曲部121可以通过绝缘部125外侧的极耳部126弯曲而形成，但是并不限定于此，也可以通过弯曲极耳12中的绝缘部125，而在绝缘部125中形成弯曲部121。如上所述，由于在绝缘部125中形成弯曲部121，因此极耳12的总的长度L1可以减小，从而可以减少整个电池模块1的体积。
进一步地，在所述绝缘部125中形成弯曲部121时，可以在所述绝缘部125的绝缘材料不被撕掉或者不被损坏的范围内进行弯曲，从而在保持绝缘部125的绝缘性能的同时可以减少电池模块1中极耳12所占的体积，进一步地，可以增加电池模块1的能量密度。
图7A是示出本发明的实施例的二次电池的图，图7B是图7A的A部分的放大图。
另外，参照图7A和图7B，在极耳12的端部的两侧部形成倒角(chamfer)部127，从而在孔23a中插入极耳12时，可容易插入极耳12。
具体地，在所述极耳12中极耳12端部表面的长度L5方向d2的两侧端(edge)可以相对于极耳12的长度L1方向d1倾斜地切割而形成，并且在极耳12的端部的两侧部可以形成倒角部127。如上所述，由于在极耳12的端部形成倒角部127，从而在插入孔23a的过程中，可以引导极耳12插入到孔23a内部，更容易插入极耳12。
图8是示出本发明的实施例的支撑板30、汇流条20a及固定板40的立体图，图9是示出图8中的支撑板30、汇流条20a及固定板40结合的状态的图，图10是示出图9中的A-A'剖面的图。
所述图9是示出多个二次电池10没有连接到支撑板30、汇流条20a及固定板40结合体的状态的图，所述图10是示出在所述支撑板30、汇流条20a及固定板40结合体的一侧插入极耳12的状态的图。参照图8至图10，本发明的实施例的电池模块1还可以包括支撑板30，其形成有与所述汇流条20a的孔23a对应的多个支撑孔32。此时，支撑板30可以位于多个电池单元11与汇流条20a之间，以固定并支撑汇流条20a。
具体地，所述支撑板30可以包括板形状的支撑板主体31和在所述支撑板主体31上与汇流条20a的多个孔23a对应地形成的多个支撑孔32。此时，支撑孔32可以形成为相比汇流条的孔23a的大小剖面更宽，极耳12的弯曲部121接触并支撑在支撑孔32的外周面的一侧。此时，如上所述，弯曲部121可以形成在极耳12的绝缘部125中。
由此，在后面描述的焊接过程中，可以将极耳12与汇流条的孔23a之间保持一定的间隙L3，并可以固定插入至孔23a中的极耳12的位置，从而在后续焊接极耳时，能够容易追踪焊接线。不仅如此，由于弯曲部121紧贴在支撑孔32的外周面的一侧，因此在焊接过程中，能够防止激光L直接照射到电池单元11上。
另外，所述支撑板在其外表面可以涂覆绝缘物质，或者可以由绝缘材料形成，并且多个极耳的各个极耳以分别插入于多个支撑孔的各个支撑孔中的状态被固定，从而能够保持极耳之间的绝缘状态。
进一步地，本发明的实施例的电池模块1还可以包括固定板40，其紧固并支撑汇流条20a和支撑板30。
具体地，本发明的实施例的电池模块1还可以包括固定板40，其形成有与汇流条20a的孔23a对应的多个汇流条露出孔42。此时，固定板40位于汇流条20a的外侧，其至少一部分与所述支撑板30的至少一部分结合，从而能够固定并支撑汇流条20a。并且，所述固定板40可以以覆盖汇流条20a的外侧表面的形状配置，从而能够保护汇流条20a不受外部异物等的影响。
更具体地，所述固定板40可以包括板形状的固定板主体41和在所述固定板主体41上与汇流条20a的多个孔23a对应地形成的多个汇流条露出孔42。此时，汇流条露出孔42的大小可以形成为相比汇流条的孔23a的大小剖面更宽，优选地，形成为能够使所述突出部22a露出于外部的大小，从而能够容易追踪焊接时的焊接部位。
进一步地，所述固定板40中除了汇流条露出孔42之外的其他部分可以以包围汇流条20a的板21a外表面的方式形成，并且夹着汇流条20a与支撑板30紧固，从而能够可靠地固定并支撑汇流条20a。
另外，参照图11A和图11B，两个以上的二次电池10可以通过所述汇流条20a并联连接而群集成一个并列集合体100，所述并列集合体100设有多个，且彼此串联连接，从而能够形成电池模块1。此时，所述汇流条20a可以具有两个以上，在两个以上的汇流条20a中，在配置在电池模块1的一个侧面的两侧端部的汇流条20a各自的至少一部分上可以形成能够与外部的其他电池模块或者充放电装置等连接的终端部25a。
具体地，各所述终端部25a可以表示连接多个并列集合体100的整个电池模块1的(+)极和(-)极，根据多个并列集合体100的电极配置，两个所述终端部25a中的一个终端部连接到(+)极，另一个终端部连接到(-)极。
另外，在所述固定板40的两端的至少一部分中的与所述终端部25a对应的位置可以形成终端支撑孔44，并且所述终端部25a可以插入并固定在所述终端支撑孔44中。
例如，如图8所示，可以具有两个分别包括三个孔的汇流条20a，在电池模块1的一个侧面中，配置在两侧端部的两个所述汇流条20a各自的至少一部分上可以形成终端部25a。进一步地，如图9所示，所述终端部25a插入于固定板40上形成的终端支撑孔44中，从而能够固定并支撑所述汇流条20a的位置。
进一步地，终端部25a突出到固定板40的外侧，即使在汇流条20a被固定板40包围的状态下，终端部25a也可以露出于固定板40的外侧，并可以与外部的电池模块或者充放电装置等连接。
另外，如上所述，在具有多个汇流条20a的情况下，在固定板40的至少一部分可以形成至少一个固定部件43，该固定部件43位于多个所述汇流条20a之间，以能够固定并支撑所述汇流条20a的位置。此时，所述至少一个固定部件43可以在固定板主体41的至少一部分向汇流条20a侧突出形成。可以与汇流条20a的数量对应地形成固定部件43的数量。例如，如图8所示，在具有两个汇流条20a的情况下，在固定板40的一侧可以形成一个固定部件43，所述固定部件43位于两个汇流条20a之间，以能够固定并支撑汇流条20a的位置。
进一步地，在支撑板30的向汇流条20a侧的至少一部分可以凹陷形成与所述固定部件43对应的固定部件插入槽33。具体地，从固定板40突出的固定部件43可以插入到所述支撑板30的一侧，由于所述固定部件43位于固定部件插入槽33中，从而能够更坚固地固定并支撑所述汇流条20a。
进一步地，固定板40可以包括固定板主体41的至少一部分向汇流条20a侧突出形成的多个紧固突起411，所述紧固突起411与支撑板30的至少一部分结合，从而所述支撑板30和固定板40可以彼此紧固。
具体地，在所述紧固突起411上形成卡止部(未图示)，在支撑板30的至少一部分形成与所述卡止部对应的卡止槽(未图示)，从而通过所述卡止部和卡止槽的紧固，使固定板40和支撑板30能够夹着汇流条20a彼此紧固和结合。但是，这只是示例而已，并不限定与此。即只要是所述紧固突起411接触到支撑板30的至少一部分并能够紧固和结合的方式即可。
如上所述，所述固定板40可以形成为除了汇流条20a的突出部22a之外的其他部分都包围的形态，并且由塑料等绝缘材料形成，从而在使用电池模块1时能够预先阻断与汇流条20a周围的其他构件之间电连接的可能性。
另外，在所述固定板主体41的向汇流条20a侧的侧表面可以形成向汇流条20a侧突出的至少一个插入突起45。此时，汇流条20a还可以包括至少一个贯穿孔26a，其形成在板21a中与所述插入突起45位置对应的位置，所述插入突起45穿过其中。并且，所述支撑板30还可以包括至少一个紧固孔34，其形成在支撑板31上，所述插入突起45可插入其中，在插入突起45的插入状态下可以与所述插入突起45结合。
具体地，所述插入突起45、贯穿孔26a及紧固孔34可以分别形成在固定板主体41、板21a及支撑板主体31中的彼此相对应的位置。例如，所述插入突起45可以形成在与汇流条露出孔42相邻的位置，与此对应地，所述贯穿孔26a可以形成在与孔23a相邻的位置，所述紧固孔34可以形成在与支撑孔32相邻的位置。
更具体而言，如图9所示，在固定板40、汇流条20a及支撑板30结合的情况下，所述插入突起45可以穿过汇流条20a的贯穿孔26a插入于支撑板30的紧固孔34中。此时，插入于所述紧固孔34中的插入突起45和紧固孔34分别相互结合，从而支撑板30和固定板40可以结合，可以固定所述汇流条20a的位置。
并且，由于在插入突起45穿过贯穿孔插入于紧固孔34中的状态下，所述插入突起45可被热熔接，因此能够附着在支撑板主体31的一表面上，由此所述固定板40、汇流条20a及支撑板30彼此紧固，从而能够可靠地固定并支撑汇流条20a的位置。
另外，所述支撑板30和固定板40可以以与多个电池单元11层叠体的堆叠方向的横截面对应的大小形成。由此，可以使电池模块1的不必要的体积最小化，不管支撑板30和固定板40的体积，从而能够固定并支撑汇流条20a和极耳12，同时不阻碍电池模块1的能量密度。
图11A和图11B是分别示出本发明的实施例的电池模块1的前视图和后视图。附图中图11A的左侧端的二次电池是图11B的右侧端的二次电池)。图11A和图11B中示出的电池模块1处于电连接状态。
参照图11A及图11B，两个以上的二次电池10可以通过所述汇流条20a并联连接而群集成一个并列集合体100，所述并列集合体100设有多个，且彼此串联连接，从而能够形成电池模块1。
例如，如本说明书中的图11A所示，从前方观察时，二次电池10的三个(+)极可以通过汇流条20a并联连接，从而形成一个并列集合体100a，所述并列集合体100a可以与(-)极并联连接的并列集合体100b并排配置，从而能够彼此串联连接。
具体地，可以以多个二次电池10的一个方向为基准，设有四个相互不同的电极的并列集合体100a、100b，并通过汇流条20a串联连接。即，总共十二个二次电池10可以相互连接。但是，这只是示例，并不限定于此。即，也可以是两个二次电池10以相同的电极并联连接而形成一个并列集合体100，所述并列集合体100可以以相互不同的电极为一侧设有多个，并串联连接，从而形成一个电池模块1。
如上所述，本发明的实施例的电池模块1可以自由选择构成一个并列集合体100的二次电池10的数量，串联连接的并列集合体100的数量也可以自由选择，从而能够提高电池模块1的结构灵活度，而且这可以通过简单地改变形成在汇流条20a上的孔23a的数量来实施。
并且，本发明的实施例的汇流条20a还可以包括板21a的至少一部分上形成的电压传感连接部200a。具体地，所述电压传感连接部200a可以与用于测定所述并列集合体100的电压的电压传感模块(未图示)等连接。此时，所述电压传感模块可以是位于电池模块1的外侧的电压传感电路、电池管理模块等能够测定及确认所述并列集合体100的电压状态的构成。
另外，在下面将描述的极耳12焊接过程中，激光可以在极耳12的端部以预定间距实施，由此极耳焊接部123可以彼此隔开预定间距形成多个。见图16A。但是并不限定于此，如在下面将描述的图16B所示，激光可以连续照射到极耳12的端部，由此极耳焊接部123可以形成为呈直线形的连续的形状。
并且，在图11的汇流条20a中虽然没有示出上述的终端部25a，但是图11是用于说明多个二次电池10的电连接关系，只是在图中省略了终端部，在多个汇流条20a中两侧端部的汇流条20a的至少一部分可以突出形成终端部25a。
图12是本发明的实施例的汇流条20b的剖视图。图12A是汇流条20b的剖视图，图12B是在汇流条20b的孔23b中插入极耳12的剖视图。
本发明的实施例的汇流条20b的突出部22b可以具有逐渐变细的剖面形状。突出部22b可以形成为具有圆锥形横截面，孔23b定位在圆锥形横截面的顶部。因此，突出部22b的侧面可以形成为倾斜的表面。突出部22b可以形成为突出部22b的内部空间的剖面越接近孔23b越窄的形状。因此，在插入极耳12时，可以起到通过倾斜来引导极耳12插入至孔23b中的功能。
图13A及图13B是示出本发明的实施例的汇流条20c的图。
参照图13A及图13B，本发明的实施例的汇流条20c可以包括板21c及多个孔23c。汇流条20c包括在板21c上以预定间距形成的多个孔23c。板21c和孔23c的定位的诸如面积等的大小可对应于与电池单元11的宽度和数量以及极耳12的定位。。与此相关的具体内容与上述的本发明的一个实施例的汇流条20a相同，因此省略重复说明。
此时，板21c还可以包括突出部22c，其也被称为极耳连接部22c。极耳连接部22c在各孔23c的外周边向极耳12突出的方向突出而形成，在后续通过激光焊接将电池单元11之间电连接时，通过激光L熔化的极耳12与极耳连接部22c接触，从而能够与汇流条20c电连接。每个极耳连接部22c的侧面基本垂直于板21c。因此，不同于图12A和12B的实施例，其中每个突出部的侧面为倾斜的表面，在图14A和14B的实施例中，侧面基本垂于板21c。
并且，由于在板21c上形成极耳连接部22c，当照射用于电池单元11之间电连接的激光L时，可使激光L的反射光最小化。因此，能够防止激光L的能量分散，焊接时可以恒定地照射特定能量的激光L。因此，能够减少焊接过程中的工艺误差，并提高电池模块1的生产速度。
图14A是本发明的实施例的汇流条的剖视图，图14B是在汇流条20c的孔23c中插入极耳12的剖视图。
根据图14B，电池单元11以垂直于底面的方式配置，在电池单元11的外侧汇流条20c可以安装在极耳12上。本发明中，以该附图为基准来进行说明，但是，电池单元12可以以平行于地面的方式配置，并且根据这样的配置汇流条20c的位置也随之变更，这对于普通技术人员来说是显而易见的。
参照图14A及图14B，孔23c的深度L6可以形成为相对小于极耳12的长度L1，使得当从汇流条20c的一侧插入的极耳12时，极耳12可以从汇流条20c的另一侧突出。例如，在下面描述的焊接步骤中，可以相对于极耳12的长度L1方向的中心轴倾斜地照射激光L，并且极耳12从极耳连接部22c的外侧端部可优选突出约1mm以上，以在焊接时能够仅照射到极耳12，而不照射到汇流条20c。另一方面，当极耳12过于突出时，焊接时需要反复照射激光L。而且，如果因极耳12没有充分熔化而导致极耳12与汇流条20c的连接可能不顺利。因此，极耳12优选突出约3mm以下。
并且，极耳12上可以形成弯曲部121。此时，弯曲部121可以以弯曲极耳12的预定部位的方式形成。弯曲部121并不限定于以弯曲极耳12的预定部位的方式形成，并且突出部可以在极耳12的预定部位形成。
此时，有关所述弯曲部121的具体内容与上述的本发明的实施例的极耳12相同，在此略重复的说明。
另外，本说明书中描述的极耳12的弯曲部121、支撑板30、固定板40及并列集合体100连接结构等与上述根据本发明的各种实施例的电池模块1具有相同的特征，因此省略重复的说明。
根据本发明的实施例，电池模块1可以通过以下方法制造，即，层叠多个电池单元11，在邻近于板21的多个孔23c中的各个孔23c的汇流条20c的板21c的一侧布置多个电池单元11中的各电池单元11所包括的极耳12，将极耳12插入在其对应的孔23c中，并且多个电池单元11相互电连接。
在实施例中，多个电池单元11可以在各个孔23a内定位极耳后，通过激光焊接来使极耳12电连接到板。如上所述，激光L可以仅照射到极耳12上。如上所述，当仅照射激光到极耳12进行焊接汇流条20c时，极耳12与汇流条20a可在极耳12被完全融化后联接。与融化和焊接两个母材的传统方法不同，由于两个母材的一个没有被完全融化而导致的特定部分被连接但一部分没有焊接的问题可被最小化。因此，能够大幅提高电池模块1的质量和生产速度。
进一步地，所述焊接可以在极耳12的端部表面隔开预定间隔而实施，并且激光L沿着圆圈反复照射，所述圆的中心可以位于极耳12端部表面的长度L5方向d2的轴122上。如上所述，通过圆圈反复重叠而进行的摆动式(wobble type)焊接，可以均匀地熔化极耳12的焊接部位。尤其，在对高温脆弱的电池单元11中包括的极耳12的焊接过程中，能够提高电池模块1的制造工艺的稳定性。
另外，可以在多个电池单元11与汇流条20c之间配置支撑板30，极耳12可以穿过支撑板30的支撑孔32而配置。具体地，所述极耳12可以以穿过支撑板30的支撑孔32的状态，从所述板21c的一侧插入，从而能够配置在多个孔23c中的至少一部分孔中。
此时，所述极耳12可以包括弯曲或折曲而形成的弯曲部121，所述弯曲部121紧贴在支撑孔32的外周面的一侧，从而能够固定并支撑极耳12。
并且，如上述的图10所示，可以在汇流条20a的另一侧配置固定板40，从而可以通过固定部40与支撑板30的相互结合，固定并支撑汇流条20a的位置。
具体地，在固定部40的向支撑板30的侧面可以形成固定板主体41的至少一部分突出的多个插入突起45，在所述支撑板主体31的至少一部分可以形成与所述插入突起45对应的多个紧固孔34。此时，如上所述，插入突起45插入至紧固孔34并熔接，从而可使固定板40与支撑板30夹着汇流条20a而相互紧固，并固定支撑所述汇流条20a的位置。
另外，孔23a和下面描述的突出部22a可以通过固定板40的汇流条露出孔42露出于外部，从而操作者可以容易追踪焊接极耳12及汇流条20a时的焊接线。
所述支撑板30和固定板40的具体内容与上述的本发明的实施例的电池模块1相同，从而省略重复的说明。
另外，在汇流条20a的板21a上形成孔23a的位置可以形成突出部22a。具体地，突出部22a可以形成为产生具有宽度L4的极耳12从所述突出部22a的一侧进入的条目空间，其越接近孔23a越减小，并且引导上述的极耳12插入至板21a上的孔23a中，使得极耳12容易插入孔23a中。
此外，根据本发明的实施例，在汇流条20b的板21b上形成孔23b的位置可以形成突出部22b。具体地，突出部22b可以形成为向孔23b侧具有逐渐变细的剖面形状，由于整个孔23b可以形成为逐渐变细的剖面形状，从而在极耳12插入至孔23b的过程中，引导极耳12更容易地插入孔23b中。
图15是表示本发明的实施例的对突出的极耳12实施激光焊接的位置的剖视图。
参照图15，电池模块1可以通过以下方式制造，即，层叠多个电池单元11，多个电池单元11中的各电池单元11所包括的极耳12从形成有多个孔23c的板21c的一侧插入并配置在多个孔23c中的至少一部分孔23c中，且向板21c的另一侧突出，并且多个电池单元11彼此电连接。
并且，还可以包括由塑料等绝缘材质形成的汇流条辅助部件24。所述汇流条辅助部件24可以以包围除了极耳连接部22c之外的其他所有部分的方式形成，从而使用电池模块1时，可以预先排除与汇流条20c周围的其他组件之间的电连接的可能性。
并且，极耳12可以配置成从形成多个孔23c的板21c的一侧插入并向板21c的另一侧突出。此时，如上所述，所述极耳12可以配置成从孔23c的外侧端部突出1～3mm。
另外，多个电池单元11可以通过激光焊接来彼此电连接，如上所述，激光L可以仅照射到极耳12上。如上所述，当通过仅照射到极耳12而不照射到汇流条20c的方式进行焊接时，与现有技术的通过熔化两个母材来进行焊接的方法相比，可以使特定部分连接但一部分没有焊接的问题最小化。因此，可以通过肉眼确认焊接状态，因此，能够大幅提高电池模块1的质量和生产速度。
图16A和图16B是示出本发明的实施例的对极耳12实施激光焊接的状态的图。
参照图16A和图16B，可以在极耳12的端部表面隔开预定间隔而实施焊接，在图16的放大图中示出焊接并没有像一般的激光焊接一样沿直线实施，而是沿着圆圈反复照射激光L，所述圆的中心位于极耳12端部表面的长度L5方向d2的轴122上。如上所述，通过圆圈反复重叠而进行的摆动式(wobble type)焊接，可以均匀地熔化极耳12的焊接部位，尤其，能够有效应用焊接，从而在对高温脆弱的电池单元11中包括的极耳12的焊接过程中，能够提高电池模块1的制造工艺的稳定性。
另外，应当注意的是，所述焊接并不限定于以预定间距实施，如图16B所示，激光可以连续地照射到极耳12的端部表面，由此极耳焊接部123可以形成为呈直线形的连续的形状。
图17A和图17B是示出本发明的实施例的对极耳12的长度L1的方向d1呈角度地照射激光的状态的图。
参照图17A和图17B，可以相对于插入至孔中并突出的极耳12的长度L1方向d1的中心轴，倾斜地照射激光L。因此，能够使激光L倾斜地照射到极耳12的端部表面时，可通过最小化激光L直接照射到电池单元11上的可能性来减少错误和事故，并且，由于倾斜地照射激光L，能够通过肉眼确认极耳12端部表面的焊接过程，从而能够提高电池模块1的质量及生产速度。然而，如果需要，激光L可被垂直应用于极耳12的端部表面。
另外，此时，如图17A所示，激光L可以照射到极耳12的端部表面，但是并不限定与此，如图17B所示，激光L可根据极耳12的材质而照射到极耳12的一个侧表面。进一步地，激光L可以照射到汇流条20a的周围，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。
以上对本发明的代表性的实施例进行了详细说明，但是本领域技术人员可以理解在不脱离本发明的范围内能够对上述的实施例进行各种变形。因此本发明的权利范围并不限定于上述的实施例，应根据权利要求书和与其等同的内容来确定。

Claims (16)

1.一种电池模块，包括：
多个电池单元，分别包括至少一个极耳；
汇流条，其连接到所述极耳，使得所述多个电池单元彼此电连接，所述汇流条具有形成有多个孔的板；以及
支撑板，位于所述汇流条和所述多个电池单元之间，所述支撑板包括形成有与所述多个孔对应的多个支撑孔的支撑板主体，
多个所述极耳插入到所述多个支撑孔和所述多个孔中，并在所述多个孔处粘结，使所述汇流条固定联接到所述极耳，
所述多个电池单元在前后方向上堆叠，
所述极耳中的每一个包括弯曲部，
所述弯曲部包括面对前方的前表面和面对后方的后表面，
所述前表面和后表面中的一个是凸面，另一个是凹面，
所述电池模块还包括形成有与所述汇流条的多个所述孔对应的多个汇流条露出孔的固定板，
所述汇流条位于所述支撑板与所述固定板之间，以被固定和支撑。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
多个所述极耳的每个极耳分别插入并固定在所述多个孔的每个孔中。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述极耳从所述板的一侧插入，并突出到另一侧。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其中，
所述极耳从所述孔的外侧端部突出1mm以上且3mm以下。
5.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述板包括在形成所述孔的位置的周围形成的突出部。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其中，
所述孔周围的剖面形成为向所述突出部方向逐渐变细，以引导所述极耳插入到所述孔中。
7.根据权利要求5所述的电池模块，其中，
所述极耳从所述板的一侧进入的进入空间的宽度越接近所述孔越减小。
8.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述板包括在所述孔的外周边向所述板的外侧突出的极耳连接部。
9.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述极耳与所述板之间的连接具有通过激光焊接的摆动焊接形状。
10.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述孔与所述极耳的厚度和长度对应地形成。
11.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述孔与插入于所述孔中的所述极耳之间的两侧间隙之和为0.1mm以上且0.2mm以下。
12.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述极耳形成为直线形状，而不弯曲。
13.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述极耳中的每一个包括直线部，以及
所述直线部的至少一部分插入到对应的孔中。
14.根据权利要求13所述的电池模块，其中，
所述极耳中的每一个包括形成在所述极耳的至少一部分上的绝缘部，
在所述绝缘部上形成所述弯曲部。
15.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述弯曲部接触并支撑在所述支撑孔一侧。
16.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述汇流条具有多个，
多个所述极耳中至少两个所述极耳与多个所述汇流条中的一个汇流条并联连接，以构成并联集合体，
所述并联集合体具有多个，多个所述并联集合体之间彼此串联连接或者并联连接。
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