CN110073520A - 电池模块和包括该电池模块的电池组 - Google Patents

电池模块和包括该电池模块的电池组 Download PDF

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Abstract

公开了一种电池模块。根据本发明的一个实施例的电池模块包括:电池单体堆,所述电池单体堆具有被堆叠的多个电池单体;和多个汇流条,每个汇流条联接到被设置于多个电池单体中的每个电池单体的电极引线,其中,所述汇流条包括框架和导电部件,电池单体的电极引线被安置在所述框架上,导电部件联接到框架,从而被电联接到电极引线。

Description

电池模块和包括该电池模块的电池组
技术领域
本申请要求2017年5月22日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2017-0062903的优先权,其公开内容通过引用并入本文。
本公开涉及一种电池模块和一种包括该电池模块的电池组,并且更具体地,本公开涉及一种能够在不弯曲电极引线的情况下将电极引线联接到汇流条的电池模块。
背景技术
随着技术发展和对于移动装置的需求已经增加,对于作为能源的二次电池的需求已经快速地增加。传统上,镍镉电池或者氢离子电池已经被用作二次电池。然而,与镍基二次电池相比,由于锂二次电池几乎没有记忆效应而自由充电和放电,并且自放电率极低,能量密度高,所以锂二次电池近来被广泛使用。
锂二次电池主要分别使用氧化锂和碳质材料作为正电极活性材料和负电极活性材料。锂二次电池包括:电极组件,在所述电极组件中,分别涂覆有正电极活性材料和负电极活性材料的正电极板和负电极板被布置为使得分隔物位于其间;和外部部件、即电池外壳,所述外部部件密封并且容纳所述电极组件与电解质溶液。
锂二次电池包括正电极、负电极、介于其间的分隔物以及电解质。根据正电极活性材料和负电极活性材料所采用的材料,锂二次电池被分成锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLIB)。通常,锂二次电池的电极以如下方式制备:将正电极活性材料或者负电极活性材料施加到由铝或者铜片、网、膜、箔片等制成的集电器,然后将其干燥。
图1是示出设置在传统电池单体中的电极引线和汇流条被相互电联接的视图。参考图1,在传统技术中,分别设置于多个电池单体10的电极引线20被弯曲,以接触汇流条30的表面,然后通过焊接40被结合于此。在此情形中,要求工人进行大量手工劳作,从而维持电极引线20的弯曲形状,并且由于由金属制成的电极引线20的弹性恢复力,电极引线20和汇流条30无法彼此紧密贴附。另外,因为所述多条电极引线20在汇流条30的一个点处交迭然后被焊接40,所以可焊接性劣化。
发明内容
技术问题
本公开旨在提供这样一种电池模块:通过在不弯曲电极引线的情况下将电极引线联接到汇流条,从而能够使得电极引线和汇流条彼此紧密贴附,本公开还旨在提供一种包括该电池模块的电池组。
本公开还旨在提供这样一种电池模块:因为电极引线不交迭,所以能够具有提高的可焊接性,本公开还旨在提供一种包括该电池模块的电池组。
本公开还旨在提供这样一种电池模块:通过去除用于弯曲电极引线的人工过程,从而提高生产线的自动化率,本公开还旨在提供一种包括该电池模块的电池组。
技术方案
在本公开的一个方面中,提供了一种电池模块,该电池模块包括:电池单体堆,所述电池单体堆具有被堆叠的多个电池单体;和多个汇流条,所述多个汇流条分别联接到被分别设置在所述多个电池单体处的电极引线,其中,所述汇流条包括:框架,所述电池单体的所述电极引线被放置在所述框架上;和导电部件,所述导电部件被联接到所述框架,并且被电联接到所述电极引线。
而且,容纳槽可以形成在框架中,并且导电部件可以被插入容纳槽中。
另外,弹性提供单元可以被设置在容纳槽中,以向所述导电部件提供弹性力。
而且,所述弹性提供单元可以被设置成从所述容纳槽的边缘以斜坡形式突出的突起,并且所述突起可以与所述导电部件接触。
另外,突起可以在与导电部件接触的区域中具有倒圆部。
而且,导电部件可以利用钩卡方式被联接到框架。
另外,联接突起可以形成在汇流条的框架的一侧处,并且联接槽可以形成在其另一侧处,并且在被分别联接到所述多个电池单体的所述汇流条之中,任何一个汇流条的所述联接突起和邻近于所述任何一个汇流条的另一个汇流条的所述联接槽可以被相互联接。
而且,在所述联接突起的中心部分和所述联接槽的中心部分处可以分别形成有中空部,并且支撑杆可以被进一步设置成穿过所述联接突起的所述中空部和所述联接槽的所述中空部,以支撑所述框架。
另外,导电部件可以进一步沿着框架的向外方向突出,并且导电板可以被进一步设置成接触该多个导电部件,并且被电联接到该多个导电部件。
而且,插入突起可以形成在框架处,并且插入槽可以形成在导电板处,从而插入突起被插入到插入槽中。
同时,在本公开的另一个方面中,还提供了一种包括上述电池模块的电池组,并且还提供了一种包括该电池模块的车辆。
有利的效果
根据本公开的实施例,由于各个汇流条的框架和导电部件,电极引线可以在不发生弯曲的情况下被联接到每个汇流条,并且电极引线不会被弹性恢复力恢复,由此允许电极引线和汇流条被紧密贴附。
而且,因为多条电极引线被分别联接到多个汇流条,所以电极引线不交迭,由此提高可焊接性。
另外,因为去除了用于弯曲电极引线的人工过程,所以可以提高生产线的自动化率。
而且,能够根据电池单体的尺寸来使得汇流条标准化。
附图说明
图1是示出设置在传统电池单体中的电极引线和汇流条被相互电联接的视图。
图2是示出根据本公开第一实施例的电池模块的概略分解立体图。
图3是示出在根据本公开第一实施例的电池模块中各个电池单体的电极引线与汇流条分离的立体图。
图4是示出在根据本公开第一实施例的电池模块中各个电池单体的电极引线被联接到汇流条的立体图。
图5是示出在根据本公开第一实施例的电池模块中的汇流条的框架和导电部件的分解立体图。
图6是示出在根据本公开第一实施例的电池模块中汇流条被相互联接的截面图。
图7是示出在根据本公开第一实施例的电池模块中汇流条被相互联接之后支撑杆被联接的截面图。
图8是示出在根据本公开第二实施例的电池模块中导电板与汇流条分离的立体图。
图9是示出在根据本公开第二实施例的电池模块中导电板被联接到汇流条的立体图。
具体实施方式
在下文中,将参考附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前,应当理解,在说明书和所附权利要求书中使用的术语不应被解释为限于一般含义和字典含义,而是基于允许发明人适当地定义术语以获得最佳解释的原则、基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来进行解释。因此,这里提出的描述仅是用于说明目的的优选实例,而非旨在限制本公开的范围,因此应当理解,在不脱离本公开的范围的情况下,可以对其作出其它等同和修改。
在附图中,为了方便和描述清楚起见,每个元件或者元件的特定部分的尺寸可能被夸大、省略或者概略地示意。因此,每个元件的尺寸不完全地反映所述元件的实际尺寸。如果与本公开相关联的已知功能或者元件的详细描述不必要地模糊了本公开的主题,则将省略与本公开相关联的已知功能或者元件的详细描述。
本文所使用的术语“组合”或者“连接”可以不仅指示一个部件和另一个部件被直接组合或者直接连接的情形,而且还指示一个部件经由连接部件间接地与另一个部件组合或者被间接地连接的情形。
图2是示出根据本公开第一实施例的电池模块的概略分解立体图,图3是示出在根据本公开第一实施例的电池模块中各个电池单体的电极引线与汇流条分离的立体图,图4是示出在根据本公开第一实施例的电池模块中各个电池单体的电极引线被联接到汇流条的立体图,图5是示出在根据本公开第一实施例的电池模块中的汇流条的框架和导电部件的分解立体图。
参考图2到5,根据本公开实施例的电池模块包括电池单体堆100和多个汇流条200。
电池单体堆100可以被构造成使得多个电池单体110被堆叠在其中(见图2)。电池单体110可以具有各种结构,并且所述多个电池单体110可以以各种方式堆叠。电池单体110可以被构造成使得多个单元单体或多个双单体被堆叠为适于电池容量,在每个所述单元单体中,正电极板、分隔物和负电极板被顺次布置,在每个所述双单体中,正电极板、分隔物、负电极板、分隔物、正电极板、分隔物和负电极板顺次布置。
电池单体110可以具有电极引线111。电极引线111是如下类型的端子:其暴露于外侧,并且连接到外部装置,并且电极引线111可以由导电材料制成。电极引线111可以包括正电极引线和负电极引线。正电极引线和负电极引线可以相对于电池单体110的纵向方向沿着相反方向设置,或者正电极引线和负电极引线可以相对于电池单体110的纵向方向位于相同方向上。电极引线111被电联接到在下文解释的汇流条200的导电部件220。
电池单体堆100可以包括用于容纳电池单体110的多个盒(未示出)。每个盒(未示出)可以通过注射模制塑料来制造,并且具有用于容纳电池单体110的容纳部的多个盒(未示出)可以被堆叠。其中堆叠有多个盒(未示出)的盒组件可以包括连接器元件或者端子元件。连接器元件可以包括各种类型的电连接构件或者连接构件,用于连接到例如能够提供有关电池单体110的电压或者温度数据的电池管理系统(BMS)(未示出)。另外,端子元件包括作为连接到电池单体110的主端子的正电极端子和负电极端子,并且端子元件可以具有端子螺栓,以被电连接到外侧。同时,电池单体110可以具有各种形状。
汇流条200被联接到分别设置在多个电池单体110处的电极引线111,以电连接电极引线111。这里,电连接可以包括串联或者并联连接。
汇流条200包括框架210和导电部件220。在下文中,将描述框架210和导电部件220。
框架210被联接到导电部件220,并且电池单体110和电池单体110的电极引线111被放置在其上。即,参考图3和4,在导电部件220被联接到框架210的状态下,电池单体110被放置在框架210上,从而电极引线111和导电部件220相互接触,并且导电部件220和电极引线111可以通过例如激光焊接这样的焊接A(见图4)而被电联接。
容纳槽211可以形成在框架210处,并且导电部件220可以插入到形成在框架210处的容纳槽211中。容纳槽211可以具有各种尺寸、形状和类型,只要导电部件220能够被插入并且固定在其中即可。导电部件220可以插入框架210中并且突出到框架210之外。各种工具或者装置可以被电连接至突出到框架210之外的导电部件220。
用于向导电部件220提供弹性力的弹性提供单元212可以被设置在形成在框架210处的容纳槽211中。弹性提供单元212可以与导电部件220接触,从而导电部件220保持突出到框架210之外,并且当各种工具或者装置被连接到导电部件220时,弹性提供单元212提供能够维持接触的弹性力。弹性提供单元212可以以各种方式设置,只要它能够接触导电部件220以向导电部件220提供弹性力即可。例如,可以使用诸如卷簧或者板簧这样的各种弹簧来提供弹性提供单元212。可替代地,参考图5,弹性提供单元212可以被设置成从形成在框架210处的容纳槽211的边缘以斜坡形式突出的突起213。这里,如果框架210通过注射模制塑料来制成,则突起213可以与框架210一体地形成。另外,假设图5中的箭头Z的方向是向上方向,则基于所述箭头Z的方向,突起213与导电部件220的一侧、例如导电部件220的下侧接触,以向导电部件220提供弹性力并且支撑导电部件220。另外,突起213可以在接触所述导电部件220的区域处具有倒圆部214。通过该结构,导电部件220可以在接收弹性力的同时受到支撑。
导电部件220由诸如导电金属这样的各种材料制成,并且被联接到框架210且电联接到电极引线111。例如,导电部件220可以插入到形成在框架210处的容纳槽211中,并且被弹性提供单元212支撑。这里,参考图3和5,导电部件220可以插入到框架210的容纳槽211中,然后通过例如钩卡的各种方式联接到框架210。即,可以在导电部件220处形成钩卡突起221,并且可以在框架210处形成钩卡槽219,从而钩卡突起221和钩卡槽219被相互联接,或者,可以在导电部件220处形成钩卡槽(未示出),并且可以在框架210处形成钩卡突起(未示出),从而钩卡突起和钩卡槽被相互联接。然而,联接突起和联接槽可以以除了钩卡之外的各种方式联接。导电部件220可以通过例如其侧表面处的钩卡而被联接并且固定到框架210,并且可以在下侧处被弹性提供单元212支撑。在导电部件220如上所述被联接到框架210的状态下,电池单体110的电极引线111可以被放置在汇流条200上,并且接触汇流条200的导电部件220,并且在电极引线111与导电部件220接触的状态下,电极引线111和导电部件220可以被相互电连接(见图3和4)。
换言之,在根据本公开第一实施例的电池模块中,汇流条200被分别联接到各个电池单体110。而且,因为电极引线111被联接到汇流条200的导电部件220而不被弯曲,所以电极引线111和汇流条200可以相互紧密接触。另外,因为电极引线111不相互交迭,所以提高了可焊接性。而且,因为去除了用于弯曲电极引线111的人工过程,所以可以提高生产线的自动化率。
图6是示出在根据本公开第一实施例的电池模块中汇流条被相互联接的截面图,图7是示出在根据本公开第一实施例的电池模块中在汇流条被相互联接之后支撑杆被联接的截面图。
参考图6,在根据本公开第一实施例的电池模块中,汇流条200可以被相互联接,以支撑电池模块。为此,可以在汇流条200的框架210的一侧处形成联接突起215,并且可以在与框架210的所述一侧相反的、框架210的另一侧处形成联接槽216。如果多个电池单体110被堆叠,则分别联接到多个电池单体110的多个汇流条200相互对准。这里,在多个汇流条200中,任何一个汇流条200的框架210的联接突起215都被联接到与所述任何一个汇流条200的框架210相邻的另一个汇流条200的框架210的联接槽216。以此方式,汇流条200可以彼此联接并且彼此支撑。联接突起215和联接槽216可以被形成为可以彼此对应的尺寸和形状。
另外,可以分别在联接突起215和联接槽216的中心部中形成中空部217(见图6)。而且,参考图7,支撑杆300可以穿过联接突起215的中空部217和联接槽216的中空部217被联接到汇流条200的框架210,从而所述支撑杆300可以支撑多个框架210,由此确保汇流条200的框架210的刚度。这里,支撑杆300可以具有例如圆形截面的各种形状。然而,支撑杆300的形状不限于此。
在下文中,将参考附图描述根据本公开第一实施例的电池模块的操作和效果。
电池单体堆100通过堆叠多个电池单体110而形成,并且汇流条200分别被联接到多个电池单体110的电极引线111。汇流条200包括框架210和导电部件220。在导电部件220被联接到框架210之后,电池单体110的电极引线111通过焊接等被电联接到导电部件220。因为具有框架210和导电部件220的多个汇流条200被分别联接到电池单体110的电极引线111,所以电极引线111可以在不被弯曲的情况下被电联接到汇流条200,因此电极引线111和汇流条200可以相互紧密接触。
可以在汇流条200的框架210处形成联接突起215和联接槽216,并且相邻框架210可以利用联接突起215和联接槽216相互联接。而且,支撑杆300可以插入穿过分别形成在联接突起215和联接槽216中的中空部217,由此支撑框架210并且确保刚度。
图8是示出在根据本公开第二实施例的电池模块中导电板与汇流条分离的立体图,图9是示出在根据本公开第二实施例的电池模块中导电板被联接到汇流条的立体图。
在下文中,将参考附图描述根据本公开的第二实施例的电池模块的功能和效果,但是将不再次详细描述与根据本公开第一实施例的电池模块共同的特征。
本公开的第二实施例不同于第一实施例之处在于进一步设置了联接到汇流条200的导电板400。
如第一实施例中所述,在多个汇流条200开放的状态下,本公开的电池模块可以被各自地连接到各种工具或者装置,或者如第二实施例中所述,在多个汇流条200被电连接到导电板400之后,导电板400可以被电连接到其它工具或者装置。
参考图8,如以上在第一实施例中所释,汇流条200的框架210可以利用联接突起215和联接槽216相互联接,并且被支撑杆300支撑。这里,如果图8的箭头Z是向上方向,则基于图8的箭头Z,导电部件220沿着框架210的向外方向、例如沿着框架210的向上方向突出,并且导电板400接触并且被电连接到向上突出的多个导电部件220(见图9)。可以在框架210处形成插入突起218,并且可以在导电板400处形成插入突起218被插入其中的插入槽410,从而导电板400可以被联接到汇流条200的框架210。可替代地,可以在导电板400处形成插入突起(未示出),并且可以在框架210处形成插入突起(未示出)被插入其中的插入槽(未示出)。
同时,根据本公开实施例的电池组(未示出)可以包括如上所述根据本公开实施例的一个或者多个电池模块。而且,除了电池模块,电池组(未示出)可以进一步包括用于容纳电池模块的外壳和用于控制电池模块的充电和放电的各种装置,诸如BMS、电流传感器、熔断器等。
同时,根据本公开实施例的车辆(未示出)可以包括上述电池模块或者电池组(未示出),并且电池组(未示出)可以包括电池模块。另外,根据本公开实施例的电池模块可以被应用于车辆(未示出),例如被设置成使用电力的预定车辆(未示出),诸如电动车辆或者混合动力电动车辆。
已经详细描述了本公开。然而,应该理解,虽然所述详细描述和具体实例示出了本公开的优选实施例,但其仅仅通过示意方式给出,因为对于本领域技术人员而言,根据所述详细描述,将清楚理解在本公开范围内的各种改变和修改。
工业适用性
本公开涉及一种电池模块和一种包括该电池模块的电池组,并且特别能够应用于与二次电池相关联的工业。

Claims (12)

1.一种电池模块,包括:
电池单体堆,所述电池单体堆具有被堆叠的多个电池单体;和
多个汇流条,所述多个汇流条分别联接到分别设置在所述多个电池单体处的电极引线,
其中,所述汇流条包括:
框架,所述电池单体的所述电极引线被放置在所述框架上;和
导电部件,所述导电部件被联接到所述框架,并且被电联接到所述电极引线。
2.根据权利要求1所述的电池模块,
其中,在所述框架中形成有容纳槽,并且所述导电部件被插入所述容纳槽中。
3.根据权利要求2所述的电池模块,
其中,在所述容纳槽中设置有弹性提供单元,以向所述导电部件提供弹性力。
4.根据权利要求3所述的电池模块,
其中,所述弹性提供单元被设置成从所述容纳槽的边缘以斜坡形式突出的突起,并且所述突起与所述导电部件接触。
5.根据权利要求4所述的电池模块,
其中,所述突起在与所述导电部件接触的区域中具有倒圆部。
6.根据权利要求1所述的电池模块,
其中,所述导电部件利用钩卡方式被联接到所述框架。
7.根据权利要求1所述的电池模块,
其中,在所述汇流条的所述框架的一侧处形成有联接突起,并且在所述汇流条的所述框架的另一侧处形成有联接槽,并且
其中,在被分别联接到所述多个电池单体的所述汇流条之中,任何一个汇流条的所述联接突起和邻近于所述任何一个汇流条的另一个汇流条的所述联接槽被相互联接。
8.根据权利要求7所述的电池模块,
其中,在所述联接突起的中心部分和所述联接槽的中心部分处分别形成有中空部,并且支撑杆被进一步设置成穿过所述联接突起的所述中空部和所述联接槽的所述中空部,以支撑所述框架。
9.根据权利要求7所述的电池模块,
其中,所述导电部件进一步沿着所述框架的向外方向突出,并且导电板被进一步设置成接触所述多个导电部件且电联接到所述多个导电部件。
10.根据权利要求9所述的电池模块,
其中,在所述框架处形成有插入突起,并且在所述导电板处形成有插入槽,从而所述插入突起被插入到所述插入槽中。
11.一种电池组,包括根据权利要求1到10中任一项所限定的电池模块。
12.一种车辆,包括根据权利要求1到10中任一项所限定的电池模块。
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