CN110710027A - 用于电极引线接合的汇流条组件和包括该汇流条组件的电池模块 - Google Patents

Abstract

公开了本发明的汇流条组件。本发明的汇流条组件是用于电连接各自包括电极引线的多个电池单元的汇流条组件，该汇流条组件包括：以杆状导体的形式设置的固定汇流条；一对可移动汇流条，所述一对可移动汇流条被布置为与固定汇流条的两侧间隔开，所述固定汇流条在可移动汇流条之间以在固定汇流条和可移动汇流条的每一个之间形成装配空间，其中，至少一条电极引线插入到所述装配空间中；和紧密接触构件，在电极引线布置在装配空间的状态下，所述紧密接触构件使所述一对可移动汇流条靠近固定汇流条移动，然后使电极引线与固定汇流条紧密接触。

Description

用于电极引线接合的汇流条组件和包括该汇流条组件的电池 模块

技术领域

本公开涉及一种用于连结电极引线的汇流条组件和包括该汇流条组件的电池模块，更具体地，涉及一种能够在不弯曲联接电极的情况下将电极引线联接到汇流条的汇流条组件，以及包括该汇流条组件的电池模块。

本申请要求于2017年10月10日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2017-0129091的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

背景技术

目前商业化的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂二次电池等。在这些二次电池当中，与镍类二次电池相比，锂二次电池由于例如自由充电和放电的优点而更加突出，自由充电和放电是由大体上没有记忆效应、自放电率非常低且能量密度高引起的。

锂二次电池主要使用锂类氧化物和碳质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和外部构件，在所述电极组件中，设置有涂覆有正极活性材料的正极板和涂覆有负极活性材料的负极板，且隔膜插置在正极板和负极板之间，所述外部构件即袋状外部构件，其可密封地包含电极组件和电解液。

通常，锂二次电池可以根据外部构件的形状分为电极组件被包括在金属罐中的罐型二次电池和电极组件被包括在由铝片制成的袋中的袋型二次电池。

近来，二次电池不仅广泛用于例如便携式电子设备的小型设备中，而且也广泛用于通过使用内燃机和/或电动机的需要驱动电力的电动车辆中。电动车辆包括混合动力电动车辆、插电式混合动力电动车辆以及仅由电动机和电池供电而没有内燃机的纯电动车辆。

当在电动车辆中使用二次电池时，电连接大量二次电池以增加容量和功率。具体地，袋型二次电池广泛用于中型或大型设备，因为它们很容易被堆叠。因此，典型地，中型或大型设备的电池模块/电池组通过串联和/或并联连接袋型二次电池来实施。

另外，当配置电池模块时，如图1所示，袋型二次电池10的电极引线20被弯曲，并与汇流条的上端表面接触，然后通过焊接40连结到所述汇流条。在本文中，汇流条是由铜、银、镀锡铜等制成并具有杆状的杆状导体。与铜线相比，汇流条可以安全地向总线供应大量电流，因此汇流条广泛用作包括电动车辆的电池模块的电源设备中的布线构件。

然而，在传统技术中，需要工人进行大量的手工操作以保持电极引线20的弯曲形状，并且由于由金属材料制成的电极引线20的弹性恢复力，电极引线20和汇流条30不容易彼此贴合。

具体地，当三条或更多条电极引线并联连接时，多条电极引线应该交叠在汇流条上，这使得焊接工作更加困难并且降低了焊接质量。

发明内容

技术问题

设计本公开以解决现有技术的问题，因此本公开旨在提供一种汇流条组件和包括该汇流条组件的电池模块，所述汇流条组件可以在不弯曲电极引线的情况下将电极引线联接到汇流条，从而使电极引线和汇流条贴合。

然而，本公开的目的不限于上述目的，并且本领域技术人员可以根据本说明书清楚地理解本文未提及的目的。

技术方案

在本公开的一个方面中，提供了一种用于电连接具有电极引线的多个电池单元的汇流条组件，该汇流条组件包括：以杆状导体的形式提供的固定汇流条；一对可移动汇流条，所述一对可移动汇流条被设置为在侧向方向上与固定汇流条的两侧间隔开，固定汇流条插置于所述一对可移动汇流条之间，以分别在一对可移动汇流条和固定汇流条之间形成装配空间，使得至少一条电极引线被插入在所述装配空间中；以及贴合构件，所述贴合构件被配置为在电极引线位于装配空间中的状态下移动一对可移动汇流条使其靠近固定汇流条，使得电极引线被贴合到固定汇流条。

一对可移动汇流条中的每一个可以包括平行于固定汇流条提供的贴合部分和在贴合部分的两侧端弯曲并从其延伸的间隙调节部分，并且一对可移动汇流条可以被设置为彼此对称，且固定汇流条插置于所述一对可移动汇流条之间以使固定汇流条的外周被包围。

贴合构件可以是板簧，所述板簧两端分别联接到一对可移动汇流条，以通过弹性恢复力使一对可移动汇流条在彼此面对的方向上移动。

板簧可以成对提供，并且一对板簧的两端可以联接到间隙调节部分的端部分，所述间隙调节部分的端部分在一对可移动汇流条处彼此面对。

汇流条组件可以进一步包括汇流条支承框架，所述汇流条支承框架用作板状结构，并且具有在对应于装配空间的位置处形成的狭缝，使得电极引线从所述狭缝穿过，汇流条支承框架支承一对可移动汇流条和固定汇流条，使得一对可移动汇流条相对于固定汇流条是可移动的。

汇流条支承框架可以包括间隙保持突出物，所述间隙保持突出物被配置为插入在一对可移动汇流条的间隙调节部分之间或从所述间隙调节部分之间被释放。

汇流条支承框架可以进一步包括悬臂梁，所述悬臂梁具有位于间隙调节部分后部的自由端，并且间隙保持突出物可以设置在自由端处。

悬臂梁可以进一步包括在与间隙保持突出物间隔开的位置处突出的按压突出物。

汇流条支承框架可以进一步包括角托架，所述角托架被配置为在一对可移动汇流条在侧向方向上与固定汇流条的两侧间隔开最远的状态下包围和支承一对可移动汇流条的四个角部分。

在本公开的另一方面，还提供了一种电池模块，所述电池模块包括上述汇流条组件。电池模块可以用作电动车辆、混合动力电动车辆或蓄电设备的能量源。

有益效果

根据本公开，可以提供一种汇流条组件和包括该汇流条组件的电池模块，所述汇流条组件可在不弯曲电极引线的情况下将电极引线联接到汇流条，从而使电极引线和汇流条贴合。

此外，由于可以在机械按压的状态下焊接所有电极引线，因此可以提高电连接和机械接合强度可靠性，而与并联连接结构中的电极引线的数量无关。

另外，由于消除了用于弯曲电极引线的手工处理，因此可以提高电池模块生产线的自动化率。

本公开的效果不限于上述，并且本领域技术人员可以根据本说明书和附图清楚地理解本文没有提及的效果。

附图说明

图1是示意性地示出电极引线和汇流条的传统连结配置的图。

图2和图3是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的汇流条组件的主要部件和电池单元堆叠的立体图。

图4是示出根据本公开的一个实施方式的汇流条支承框架的立体图。

图5是示出根据本公开的一个实施方式的汇流条组件在插入电极引线之前的立体图。

图6是示出图5的主要部分的放大图。

图7是示出根据本公开的一个实施方式的汇流条组件在插入电极引线之后的立体图。

图8是示出图7的主要部分的放大图。

图9和图10是示出根据本公开的一个实施方式的电极引线和汇流条组件连结之前和之后的配置的图。

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方式。在描述之前，应当理解，在说明书和所附权利要求中使用的术语不应当被解释为限于一般和字典含义，而是基于允许发明人为了最佳解释而适当地定义术语的原理，基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。

因此，在本文中提出的描述仅仅是仅用于说明目的的优选示例，并不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，可以对其进行其它等同和修改。

提供本文中公开的实施方式是为了更完美地解释本公开，因此为了更好地理解，可在附图中夸大、省略或简化部件的形状、尺寸等。因此，附图中部件的尺寸和比例并不完全反映实际尺寸和比例。

图2和图3是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的汇流条组件的主要部件和电池单元堆叠的立体图。

参照图2和图3，根据本公开的一个实施方式的汇流条组件1是用于电连接多个电池单元10的电极引线20的汇流条组件1，并且可以包括固定汇流条100、一对可移动汇流条200、和贴合构件300，所述贴合构件用于允许一对可移动汇流条200相对于固定汇流条100的相对运动。

电池单元10的电极引线20包括正极引线21和负极引线22。如下面将更详细地描述的，根据本公开，正极引线21和负极引线22被直接插入到根据本公开的汇流条组件1的装配空间S中，并且正极引线21和负极引线22的端部分可以由汇流条组件1夹紧然后焊接。因此，不需要像现有技术那样进行电极引线20的弯曲处理，从而提高了生产线的自动化比例。此外，根据本公开，电极引线20可以在机械按压下被焊接。因此，即使当两条或更多条电极引线20并联连结时，也可以维持电连接和机械接合强度的可靠性。

在下文中，将详细描述根据本公开的汇流条组件1。

首先，固定汇流条100可以由杆状材料(例如，具有导电性的铜、银和镀锡铜)制成。固定汇流条100可以允许大容量电流安全通过。正极引线21和负极引线22可以贴合并焊接到固定汇流条上，从而电连接到所述固定汇流条。例如，总共可以连接六个电池单元10，因此总共并联连接三个电池单元。如图2和图3所示，三个电池单元的正极引线交叠，其它三个电池单元的负极引线交叠。然后，将正极引线和负极引线的端部分插入到装配空间S中，然后将端部分贴合并焊接到固定汇流条100的两个侧表面以与该两个侧表面电连接。

一对可移动汇流条200可以由具有导电性的例如铜、银、或镀锡铜的金属制成，类似于固定汇流条100。

一对可移动汇流条200可以与固定汇流条100的两侧间隔开，且固定汇流条100插置于所述一对可移动汇流条之间，由此分别在一对可移动汇流条200与固定汇流条100之间形成装配空间S。即，装配空间S形成在固定汇流条100两侧的两个位置处。

此外，一对可移动汇流条200可以被提供为相对于固定汇流条100在水平方向上可移动。一对可移动汇流条200可如图2所示被设置为与固定汇流条100的两侧间隔开，并且如图3所示更靠近固定汇流条100。因此，装配空间S的宽度可以根据一对可移动汇流条200的水平移动来调节，并且插入到该装配空间S中的电极引线20可以被固定汇流条100和一对可移动汇流条200机械按压。

更具体地，本实施方式的可移动汇流条200可以包括大致

形的贴合部分210和间隙调节部分220。

贴合部分210可以被定义为与固定汇流条100平行设置的部分，间隙调节部分220可以被定义为从贴合部分210的两侧端朝向固定汇流条100延伸的部分。

可移动汇流条200被成对提供，并且一对可移动汇流条200可以彼此对称地设置，且固定汇流条100插置于所述一对可移动汇流条之间以使固定汇流条100的外周被包围。此时，装配空间S可以形成在两个贴合部分210和固定汇流条100的两侧之间，使得一个可移动汇流条200的间隙调节部分220可以与另一个可移动汇流条200的间隙调节部分220接触。因此，一对可移动汇流条200可以彼此电连接。此外，装配空间S的宽度可以根据间隙调节部分220的长度来确定。

此外，与本实施方式不同，可移动汇流条200被配置为形成装配空间S并按压电极引线20，因此可移动汇流条200可以不必由导电材料制成。即，由于正极引线21和负极引线22可以使用固定汇流条100被充分电连接，因此不同于固定汇流条100，可移动汇流条200可以由绝缘材料制成。作为替代实施方式，如果可移动汇流条200由绝缘材料制成，则在防止电池模块内部的电短路方面可以获得更好的效果。

贴合部件300移动一对可移动汇流条200使其靠近固定汇流条100，使得电极引线20被贴合到固定汇流条100。

本实施方式的贴合部件300可以是板簧300，所述板簧300的两端分别联接到一对可移动汇流条200，以通过弹性恢复力在彼此面对的方向上移动一对可移动汇流条200。

例如，参考图2和图3，板簧300可以联接到可移动汇流条200的间隙调节部分220。此时，板簧300的一端可以在左侧联接到可移动汇流条200，板簧300的另一端可以在右侧联接到可移动汇流条200。更具体地，板簧300被成对提供，并且一对板簧300的两端可以联接到间隙调节部分220的端部分，间隙调节部分的端部分分别位于固定汇流条100的上部分和下部分并且彼此面对。

如图2所示，板簧300由于外力而处于加宽状态。然而，如果外力消失，如图3所示，则板簧300通过弹性恢复力返回到初始状态。可移动汇流条200可以通过板簧300的上述操作靠近固定汇流条100。

图4是示出根据本公开的一个实施方式的汇流条支承框架的立体图，图5和图6是示出根据本公开的一个实施方式的汇流条组件在插入电极引线之前的立体图和放大图，图7和图8是示出根据本公开的一个实施方式的汇流条组件在插入电极引线之后的立体图和放大图。

参考图4至图8，根据本公开的汇流条组件1可以进一步包括汇流条支承框架400，所述汇流条支承框架400给出固定汇流条100和一对可移动汇流条200可以被支承的位置。

汇流条支承框架400可以被附接到电池单元10的堆叠的前表面或后表面。例如，电池单元堆叠可以被容纳在模块壳体(未示出)中。模块壳体可以被提供为具有开口的前表面和后表面的管状形状，并且汇流条支承框架400可以联接到模块壳体的前表面和后表面并且位于电池单元堆叠的前表面和后表面处。

如图4所示，汇流条支承框架400是板状结构，并且在对应于装配空间S的位置处具有形成在固定汇流条100和一对可移动汇流条200之间的狭缝410，使得电极引线20可以从所述狭缝穿过。此外，提供狭缝410以支承汇流条，使得一对可移动汇流条200可以相对于固定汇流条100水平移动。

为此，汇流条支承框架400可以进一步包括间隙保持突出物420、悬臂梁430和角托架450。

首先，间隙保持突出物420允许一对可移动汇流条200与固定汇流条100的两侧间隔开，以便充分确保装配空间S。

如图5至图8所示，间隙保持突出物420可以被提供为插入在一对可移动汇流条200的间隙调节部分220之间并从所述间隙调节部分之间被释放。

换句话说，间隙保持突出物420可以插置在彼此拉开的可移动汇流条200的间隙调节部分220之间。如果间隙保持突出物420插置在间隙调节部分220之间，则板簧300可以保持打开。因此，装配空间S可以被充分确保，并且多条电极引线20可以被设置为插入所述装配空间中。

此外，间隙保持突出物420可以具有悬臂梁430。在这种情况下，如果悬臂梁430被轻轻按压，则间隙保持突出物420可以插入在间隙调节部分220之间或从所述间隙调节部分之间被释放。

悬臂梁430的一端被固定，另一端处于自由状态，悬臂梁430的自由端可以位于间隙调节部分220的后部。悬臂梁430可以通过切割汇流条支承框架400的板表面的一部分而形成，并且间隙保持突出物420可以被设置在悬臂梁430的自由端上。

此外，悬臂梁430可以进一步包括按压突出物440，所述按压突出物440形成为在与间隙保持突出物420间隔开的位置处突出。按压突出物440被提供用于更容易地推动悬臂梁430。例如，如果在焊接电极引线20之前通过焊接夹具(未示出)来按压所述按压突出物440，则悬臂梁430向后倾斜并且间隙保持突出物420在可移动汇流条200的间隙调节部分220之间移出。另外，可以施加弹性恢复力，使得可移动汇流条200的间隙调节部分220彼此接触。在这种情况下，装配空间S变窄，使得插置于其间的电极引线20可以紧密地贴合到固定汇流条100和一对可移动汇流条200。

另外，固定汇流条100固定附接到汇流条支承框架400上，但是可移动汇流条200应当可移动地附接到汇流条支承框架400上。

汇流条支承框架400的角托架450用于支承可移动汇流条200，同时允许可移动汇流条200的可移动性。

在本实施方式中，提供四个角托架450，并且四个角托架450位于可移动汇流条200的角部分，以可移动第限制可移动汇流条200。具体地，在一对可移动汇流条200与固定汇流条100的两侧间隔开最远的状态下，即间隙保持突出物420插入的状态下，角托架450可以被配置为包围一对可移动汇流条200的四个角部分。换句话说，四个角托架450在上、下、左和右方向上约束一对可移动汇流条200。在本文中，例如，如图8中D所指示提供移动允许空间，使得可移动汇流条200在角托架450的移动允许空间内可移动。

接下来，参考图9和图10，将简要描述根据本公开的汇流条组件1的操作和连结电极引线20的方法。本实施方式是三个电池单元并联连接并且正极引线21和负极引线22连结到汇流条组件1的示例。

首先，如图9所示，汇流条组件1的装配空间S被充分确保。此时，通过在可移动汇流条200的间隙调节部分220之间的空间中插置间隙保持突出物420，可以充分确保装配空间S，如上所述，通过拉动可移动汇流条200来形成所述装配空间。

然后，正极引线21的端部分和负极引线22的端部分分别插入到装配空间S中。装配空间S被提供在固定汇流条100两侧旁边的两个位置处。仅正极引线21和负极引线22的端部分分别成束插入装配空间S中。

此后，如图10所示，一对可移动汇流条200靠近固定汇流条100移动，使得正极引线21和负极引线22被贴合到固定汇流条100。更具体地，通过使用焊接夹具(未示出)按压悬臂梁430，将间隙保持突出物420从一对可移动汇流条200之间的空间中取出。此时，由于板簧300的弹性恢复力，一对可移动汇流条200在彼此面对的方向上移动，并且正极引线21的端部分和负极引线22的端部分可以在固定汇流条100和可移动汇流条200之间被整体按压。在这种状态下，焊接正极引线21和负极引线22。

与现有技术(见图1)不同，根据本公开的汇流条组件1的结构和操作，当焊接电极引线20时根本不需要弯曲电极引线20的处理。因此，可以消除用于弯曲电极引线20的手工处理以提高电池模块生产线的自动化比例。

此外，由于所有电极引线20都可以在机械按压状态下被焊接，因此不管并联连接结构中电极引线20的数量如何，都可以提高电连接性和机械接合强度可靠性。

另外，根据本公开的电池模块可以包括上述汇流条组件1。此外，电池模块包括电池单元堆叠、用于容纳电池单元堆叠的模块壳体、以及用于控制电池单元的充电和放电的各种设备(未示出)，例如电池管理系统(BMS)、电流传感器和保险丝。电池模块可以用作电动车辆、混合动力电动车辆或蓄电设备的能量源。

已经详细描述了本公开。然而，应当理解，详细说明和具体示例虽然指示了本公开的优选实施方式，但是仅作为示例给出，因为本公开范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员来说从本详细说明将变得显而易见。

另外，当说明书中使用了指示上、下、左、右方向的术语时，对本领域技术人员来说显而易见的是，这些术语仅仅是为了便于解释而表示相对位置，并且可以根据观察者或被观察对象的位置而变化。

Claims (10)

1.一种用于电连接多个具有电极引线的电池单元的汇流条组件，所述汇流条组件包括：

固定汇流条，所述固定汇流条以杆状导体的形式被提供；

一对可移动汇流条，所述一对可移动汇流条被设置为在侧向方向上与所述固定汇流条的两侧间隔开且所述固定汇流条插置在所述一对可移动汇流条之间，以分别在所述一对可移动汇流条和所述固定汇流条之间形成装配空间，使得至少一条电极引线被插入在所述装配空间中；以及

贴合构件，所述贴合构件被配置为在所述电极引线位于所述装配空间中的状态下使所述一对可移动汇流条靠近所述固定汇流条移动，使得所述电极引线被贴合到所述固定汇流条。

2.根据权利要求1所述的汇流条组件，

其中，所述一对可移动汇流条中的每一个包括平行于所述固定汇流条设置的贴合部分和在所述贴合部分的两侧端弯曲并从所述两侧端延伸的间隙调节部分，并且

其中，所述一对可移动汇流条被设置为彼此对称，其中所述固定汇流条插置于所述一对可移动汇流条之间以包围所述固定汇流条的外周。

3.根据权利要求2所述的汇流条组件，

其中，所述贴合构件是板簧，所述板簧的两端分别联接到所述一对可移动汇流条，以通过弹性恢复力使所述一对可移动汇流条在彼此面对的方向上移动。

4.根据权利要求3所述的汇流条组件，

其中，所述板簧成对提供，并且

其中，一对板簧的两端联接到所述间隙调节部分的在所述一对可移动汇流条处彼此面对的端部分。

5.根据权利要求4所述的汇流条组件，该汇流条组件还包括：

汇流条支承框架，所述汇流条支承框架用作板状结构，并且具有在与所述装配空间对应的位置处形成的狭缝，使得所述电极引线从所述狭缝穿过，所述汇流条支承框架支承所述一对可移动汇流条和所述固定汇流条，使得所述一对可移动汇流条能相对于所述固定汇流条移动。

6.根据权利要求5所述的汇流条组件，

其中，所述汇流条支承框架包括间隙保持突出物，所述间隙保持突出物被配置为插置在所述一对可移动汇流条的所述间隙调节部分之间或从所述间隙调节部分之间被释放。

7.根据权利要求6所述的汇流条组件，

其中，所述汇流条支承框架还包括悬臂梁，所述悬臂梁具有位于所述间隙调节部分的后部的自由端，并且所述间隙保持突出物设置在所述自由端处。

8.根据权利要求7所述的汇流条组件，

其中，所述悬臂梁还包括按压突出物，所述按压突出物在与所述间隙保持突出物间隔开的位置处突出。

9.根据权利要求5所述的汇流条组件，

其中，所述汇流条支承框架还包括角托架，所述角托架被配置为在所述一对可移动汇流条在侧向方向上与所述固定汇流条的两侧间隔开最远的状态下包围和支承所述一对可移动汇流条的四个角部分。

10.一种电池模块，该电池模块包括根据权利要求1或2所述的汇流条组件。

Images