CN111106296A - 用于电池模块的汇流条和电池模块 - Google Patents

Abstract

本发明针对一种具有汇流条主体部分的汇流条，该汇流条主体部分在其延伸方向上延伸一长度，该长度配置用于连接电池模块的至少两个电池单元的单元端子。汇流条还包括至少两个腿，其从汇流条主体部分在与汇流条主体部分的延伸方向不平行的方向上延伸，并配置用于电连接汇流条主体部分和电池模块的电池单元的单元端子。本发明的汇流条包括改进的弹性，特别是在腿和汇流条主体部分之间，并允许具有低高度的紧凑的电池模块设计。本发明还涉及一种电池模块，其具有在电池模块的长度方向上排列的多个电池单元以及根据本发明的用于将模块的至少两个电池单元电互连的多个汇流条。

Description

用于电池模块的汇流条和电池模块

技术领域

本发明涉及用于电池模块的汇流条，具体地涉及用于紧凑的电池模块的低高度且柔性的汇流条。本发明还涉及电池模块，具体地涉及包括这样的低高度且柔性的汇流条的电池模块。

背景技术

可再充电电池或二次电池与一次电池的不同之处在于：它能够被重复地充电和放电，而后者仅提供化学物到电能的不可逆转变。低容量可再充电电池用作小型电子设备(诸如蜂窝电话、笔记本计算机和便携式摄像机)的电源，而高容量可再充电电池用作电动车辆或混合动力车辆等的电源。

通常，可再充电电池包括：电极组件，包括正电极、负电极以及插设在正电极和负电极之间的隔板；容纳电极组件的壳；以及电连接到电极组件的电极端子。电解质溶液被注入到壳中，以能够通过正电极、负电极和电解质溶液的电化学反应进行电池的充电和放电。壳的形状(例如圆筒形或矩形)取决于电池的预期用途。

可再充电电池可以用作由串联和/或并联联接的多个单位电池单元形成的电池模块，从而提供高能量密度，例如用于混合动力车辆的电机驱动。也就是，根据所需的电量并且为了实现高功率的可再充电电池(例如用于电动车辆)，电池模块通过互连所述多个单位电池单元的电极端子而形成。

电池模块可以以块设计(block design)或模块化设计构造。在块设计中，每个电池单元联接到公共集电器结构和公共电池管理系统。在模块化设计中，多个电池单元被连接以形成子模块，并且若干子模块被连接以形成电池模块。电池管理功能可以在模块或子模块级别实现，从而提高部件的可互换性。一个或更多个电池模块被机械地和电地集成，配备有热管理系统，并与一个或更多个耗电装置建立通信以形成电池系统。

为了以模块化设计提供电池系统的电集成，具有并联连接的多个电池单元的子模块被串联连接(XpYs)，或者具有串联连接的多个电池单元的子模块被并联连接(XsYp)。XpYs型模块可以产生高电压，对于XsYp型模块，电池单元的电容累加，因此XsYp型模块主要用于低电容电池系统。

为了电互连电池单元和/或电池模块的电池子模块，后者通常包括多个汇流条。这些汇流条可以进一步配置为连接到电池模块端子，以允许向外部负载供应由电池模块提供的电流。其中，汇流条的设计取决于互连的电池单元的设计，并且在互连的电池子模块的情况下，取决于电池模块的特定XsYp或XpYs配置。

这样的汇流条的多种设计从现有技术是已知的，其中一些考虑了其它方面，诸如，例如汇流条中的分流电阻器的集成或在电池模块的运行期间单元电池鼓胀补偿。然而，根据现有技术的普通汇流条通常是简单的条形铝条，仅允许更简单的电池模块配置，或者包括复杂的三维形状，这对电池模块的整个高度有显著贡献。

因此，本发明的目的是克服或减少现有技术的缺点中的至少一些，并提供一种用于电池模块的汇流条，该汇流条能够减小电池模块内的机械应力并使其尺寸紧凑。

发明内容

现有技术的一个或更多个缺点可以通过本发明避免或至少减少。具体地，提供了一种用于电池模块的汇流条，其中电池模块包括在电池模块的长度方向上排列的多个电池单元。关于电池单元及其在电池模块内的排列，电池模块可以像现有技术的电池模块一样配置。本发明的汇流条包括汇流条主体部分，该汇流条主体部分配置为在其延伸方向上延伸，优选地在电池模块的长度方向上(沿着电池模块的长度方向)延伸。其中，汇流条主体部分包括在延伸方向上的长度，该长度配置用于连接电池模块的至少两个电池单元的单元端子。优选地，汇流条的汇流条主体部分是平坦的，特别优选地是完全平坦的。

优选地，汇流条主体部分的长度对应于电池模块的电池单元在电池模块的长度方向上的延伸的至少两倍，优选地至少三倍。然而，汇流条主体部分的长度也可以对应于电池模块的电池单元在电池模块的长度方向上的延伸的六倍(2pXs)、九倍(3pXs)或十二倍(4pXs)。后者对于双层汇流条设置是有用的，如下面详细描述的。

根据本发明的汇流条还包括至少两个腿，即，至少两个单元接触腿，其在与汇流条主体部分的延伸方向不平行(即，不平行于电池模块的长度方向)的方向上从汇流条主体部分延伸。优选地，每个腿与汇流条主体部分的延伸方向围成在0°和180°之间的角度，进一步优选地在45°和135°之间的角度。特别优选地，每个腿从汇流条主体部分在(实质上)垂直于汇流条主体部分的延伸方向(即，(实质上)垂直于电池模块的长度方向)的方向上延伸。进一步优选地，所述至少两个腿实质上彼此平行。此外，每个腿配置为将汇流条主体部分与电池模块的电池单元的至少一个单元端子电连接。换句话说，汇流条包括数量等于或小于由汇流条互连的电池单元的数量的腿，其中每个腿将至少一个单元端子连接到汇流条主体部分。示范性地，如果汇流条配置为电连接两个电池单元，则第一单元接触腿可以从汇流条主体部分(例如从其第一端)垂直地延伸，以连接第一单元的单元端子，第二单元接触腿可以从汇流条主体部分(例如从其第二端)垂直地延伸，以连接第二单元的单元端子。但是，这些腿中的每个也可以分别连接到两个或更多个端子，或者每个单元端子可以通过单独的腿连接到汇流条主体。

因此，本发明的汇流条允许一种汇流条设计，其中汇流条主体部分(即，汇流条的主要负责传送电流的部分)可以至少部分地靠近单元端子设置。这通过使单元接触腿从汇流条主体部分在与汇流条延伸方向不平行的方向上延伸来实现。当单元端子从电池单元壳体向上突出时，通过将汇流条安装在电池单元端子的顶部上，靠近电池单元端子存在正常情况下不被使用的空间。本发明的汇流条的汇流条主体部分可以设置在靠近电池单元端子的这个空间内，例如通过经由相应腿从侧面接触单元端子或者通过使用弯曲的腿以从上方接触单元端子，同时将汇流条主体部分靠近其定位。因此，本发明的汇流条允许电池模块具有减小的高度。

此外，由于单元接触腿从汇流条主体部分在不平行于其延伸方向的方向上延伸，所以它们为本发明的汇流条提供改善的可塑性(可变形性)。示范性地，单元接触腿可以绕与汇流条主体部分连接的部分枢转至特定程度。其中，汇流条(特别是单元接触腿相对于汇流条主体部分)的任何变形可以是弹性的或塑性的。因此，与常规的条形汇流条相比，汇流条的挠性增加。因此，本发明的汇流条允许补偿电池模块的尺寸变化(例如由于单元膨胀)以及补偿电池模块的电池单元之间的相对移动。因此，通过由于单元接触腿绕其与汇流条主体部分的连接部分弯曲而减缓机械负荷，降低了汇流条等的破裂的可能性，因此提高电池模块的稳定性。具体地，本发明的汇流条可以响应于其所连接的单元端子的任何位移而变形，而不达到最大应变，即，断裂点。此外，汇流条有利地减小了作用在单元端子上的最大负载。

在本发明的汇流条的优选实施方式中，汇流条主体部分包括第一主体部分(即，第一外围主体部分)和第二主体部分(即，第二外围主体部分)，其中第一主体部分和第二主体部分在汇流条主体部分的延伸方向上(即，在电池模块的长度方向上)彼此间隔开。其中，第一主体部分和第二主体部分通过汇流条主体部分的第三主体部分(即，第三中央主体部分)彼此间隔开。换句话说，第三主体部分设置在第一主体部分和第二主体部分之间。因此，这个实施方式的汇流条实质上分为三个部分，其中外围主体部分用于连接到电池单元端子，中央主体部分用于电流传输。

特别优选地，所述至少两个单元接触腿中的至少一个单元接触腿从第一外围主体部分延伸，并且所述至少两个单元接触腿中的至少一个其它单元接触腿从第二外围主体部分延伸。换句话说，至少一个单元接触腿分别从第一主体部分和第二主体部分中的每个延伸。特别地，第一多个单元接触腿从第一主体部分延伸，第二多个单元接触腿从第二主体部分延伸，其中第一多个腿的数量等于第二多个腿的数量。进一步优选地，第一主体部分和第二主体部分在汇流条主体部分的延伸方向(即，电池模块的长度方向)上具有实质上相同的长度，优选地，第一主体部分、第二主体部分和第三主体部分在汇流条主体部分的延伸方向(即，电池模块的长度方向)上具有实质上相同的长度。

进一步优选地，第一主体部分的长度对应于经由相应单元接触腿连接到第一主体部分的相应单元端子的空间延伸。其中，所述长度和所述空间延伸是指在汇流条主体部分的延伸方向，即，电池模块的长度方向上的延伸尺寸。示范性地，如果两个单元端子通过一个或两个单元接触腿连接到第一主体部分，则第一主体部分的长度对应于两个电池单元端子的空间延伸，优选地两个电池单元(壳体)的空间延伸。然后，两个单元端子还通过一个或两个单元接触腿连接到第二主体部分，其中后者的长度对应于两个电池单元端子的空间延伸，优选地对应于两个电池单元(壳体)的空间延伸。于是进一步优选地，第三主体部分的长度也对应于两个电池单元端子(特别优选地两个电池单元(壳体))在电池模块的长度方向上的空间延伸。将第三主体部分的长度设定为等于第一主体部分和第二主体部分的长度有利地允许如下说明的双层汇流条配置。

在一优选的实施方式中，至少两个单元接触腿从第一外围主体部分延伸，并且至少两个单元接触腿从第二外围主体部分延伸。因此，至少两个单元端子连接到这些外围主体部分中的每个。在每个主体部分内，单元接触腿分别在汇流条主体部分的延伸方向(即，电池模块的长度方向)上彼此分离(间隔开)。具体地，从第一外围主体部分延伸的所述至少两个单元接触腿彼此间隔开，并且从第二外围主体部分延伸的所述至少两个单元接触腿彼此间隔开。自然地，从第一和第二外围主体部分延伸的单元接触腿也间隔开。通过分隔开单元接触腿，即，通过使每个单元端子与单个单元接触腿接触，汇流条的可塑性进一步增加，提供以上限定的优点。

特别优选地，从第一外围主体部分延伸的所述至少两个单元接触腿通过至少一个第一切口彼此分隔开。此外，优选地，从第二外围主体部分延伸的所述至少两个单元接触腿通过至少一个第二切口分隔开。换句话说，在主体部分内，切口设置在每两个相邻的电池接触腿之间。优选地，这样的切口的区域中的材料在铸造整体汇流条坯件之后被去除。切口(例如第一切口和第二切口)优选地延伸到相应的外围主体部分中。其中，每个切口可以在电池接触腿之间平行于单元接触腿取向，并可以在相应的外围主体部分内改变方向。示范性地，这样的切口的没有设置在单元接触腿之间的末端可以在汇流条主体部分的延伸方向上延伸。通过这样的优选的切口，有利地进一步提高汇流条的可塑性。通过使切口在外围主体部分中延伸，特别优选地通过这些主体部分内的切口的修改的延伸方向，可以有利地选择性地适配汇流条的机械性能。进一步优选地，额外的切口可以布置在单元接触腿内，例如一个或更多个切口可以布置在每个腿内和/或在第三中央主体部分内。

特别优选地，根据本发明的汇流条的高度(特别优选地，其汇流条主体部分的高度)显著小于汇流条的宽度和长度。其中，汇流条的长度可以指的是(对应/在其上测量)汇流条的延伸方向，宽度可以指的是(对应/在其上测量)与延伸方向垂直的方向。于是高度可以指的是(对应/在其上测量)垂直于汇流条的长度方向和宽度方向的方向。优选地，汇流条的高度(特别优选地，汇流条主体部分的高度)小于汇流条(例如汇流条外围主体部分)通过相应的单元接触腿连接的单元端子的高度。其中，在本申请的上下文中，端子的高度是指单元端子在电池单元壳体的盖板之上的延伸，例如沿着汇流条的高度方向。这个实施方式允许特别紧凑的电池模块。

本发明的另一方面涉及一种电池模块，其中这样的电池模块包括在电池模块的长度方向上排列的多个电池单元。其中，每个电池单元包括电池壳(特别地，用于容纳电极组件)以及置于电池壳上以封闭电池壳的盖组件。通常，单元端子从盖组件突出。此外，盖组件可以包括通风口。本发明的电池模块还包括根据本发明的多个汇流条，其中这些汇流条配置为以电池模块的相应配置(XsYp或XpYs)电互连电池模块的电池单元。其中，每个汇流条电连接到至少两个电池单元的单元端子，即，包括从第一主体部分延伸的至少一个单元接触腿和从第二主体部分延伸的至少一个单元接触腿(电连接端子的单元接触腿)以及用于电互连电池单元的汇流条主体部分。

根据本发明的电池模块的一优选实施方式，如上所述的汇流条的主体部分中的至少一个在电池模块的长度方向上延伸，具有与至少一个电池单元在电池模块的长度方向上的空间延伸相对应的空间延伸。换句话说，主体部分中的至少一个在电池模块的长度方向上具有一长度，其至少是一个电池单元(即，一个电池单元壳体)在电池模块的长度方向上的长度。特别优选地，汇流条的每个主体部分在电池模块的长度方向上具有空间延伸，该空间延伸对应于至少一个电池单元在电池模块的长度方向上的空间延伸。其中，如以下详细描述的，与一个电池单元的延伸相对应的每个主体部分的延伸允许1pYs配置。特别优选地，汇流条的每个主体部分的延伸对应于X个电池单元的延伸，其中这样的汇流条有利地允许电池模块的XpYs配置。

在特别优选的实施方式中，电池模块包括根据本发明的第一组汇流条和根据本发明的第二组汇流条。其中，第一组汇流条中的汇流条(特别优选地，第一组汇流条中的每个汇流条)在电池模块的长度方向上相对于第二组汇流条中的对应汇流条偏移。其中，对于第一组汇流条中的每个汇流条，存在第二组汇流条中的汇流条，该汇流条在电池模块的长度方向上偏移根据本发明的汇流条的一个主体部分的长度，这个长度指的是汇流条部分在其延伸方向上(即，沿着电池模块的长度方向)的延伸。由于汇流条的主体部分优选地每个在所述方向上具有相同的长度，所以第一和第二组汇流条中的汇流条沿着所述方向偏移这些部分中的任何一个的长度。换句话说，第一组汇流条中的汇流条的第一或第二外围主体部分优选地被第二组汇流条中的汇流条的第三中央主体部分覆盖。换句话说，第一组汇流条中的汇流条与第二组汇流条中的汇流条部分地重叠。

根据电池模块的这个优选的实施方式，第一组汇流条电互连所述多个电池单元中的第一子组，第二组汇流条电互连所述多个电池单元中的第二子组。换句话说，在XpYs配置中，第一组汇流条优选地互连X(0.5*Y)个电池单元，第二组汇流条优选地互连X(0.5*Y)个电池单元。进一步优选地，在XsYp配置中，第一组汇流条优选地互连(0.5*X)Y个电池单元，第二组汇流条优选地互连(0.5*X)Y个电池单元。因此，这个实施方式有利地允许使用如上所述的部分重叠的汇流条来更密集地封装电池模块。为了提供电池模块的正确的电功能，第一组汇流条优选地经由至少一个电绝缘层与第二组汇流条分隔开。换句话说，通过距离和/或通过这些汇流条之间(特别地，在如上所述的部分重叠的汇流条之间)的绝缘层，第一组汇流条中的每个汇流条与第二组汇流条中的每个汇流条电隔离。

特别优选地，第一组汇流条在电池模块的高度方向上与第二组汇流条分隔开。换句话说，电池模块优选地包括第一组汇流条，该第一组汇流条将所述多个电池单元中的第一子组互连，其中在电池模块的高度方向上，这个第一子组汇流条跟着是至少一个绝缘层，即，至少一个绝缘层设置在第一组汇流条之上。在电池模块的高度方向上，所述至少一个绝缘层跟着是第二组汇流条，该第二组汇流条将所述多个电池单元中的第二子组互连，即，第二子组汇流条设置在所述至少一个绝缘层之上。另外的绝缘层可以设置在第一组汇流条下面，例如用于使它们与电池单元壳体隔离，和/或设置在第二组汇流条之上，例如用于将它们与电池模块的顶盖隔离。根据另一优选的实施方式，这些电绝缘层中的至少一个被替换或包括由外部绝缘层嵌入的柔性印刷电路FPC层。换句话说，具有电无源主表面的FPC可以用作绝缘层。其中，FPC的主表面可以不是完全无源的，而是可以允许将FPC电连接到模块的电池单元的汇流条和/或单元端子。示范性地，FPC可以是单元监控电路CSC的一部分，该单元监控电路CSC连接到电池模块的至少一个汇流条或单元端子，以接收电池模块的至少一个电池单元的至少一个单元电压和/或温度。因此，FPC可以设置在汇流条的子组之间、在第一子组汇流条之下或在第二子组汇流条之上。

根据另一优选的实施方式，第一子组的电池单元和第二子组的电池单元彼此交错。其中，如上所述，由于第一组汇流条中的汇流条从第二组汇流条中的汇流条偏移，所以第一组的汇流条跨过第二子组的至少一个电池单元而不接触它，第二组的汇流条跨过第一子组的至少一个电池单元而不接触它。特别地，第一组的汇流条的中央主体部分可以位于第二子组的至少一个电池单元的单元端子上方而不接触，第二组的汇流条的中央主体部分可以位于第一子组的至少一个电池单元的单元端子上方而不接触。这里，接触具体是指电接触，但是也可以指机械接触。

进一步优选地，如果汇流条的主体部分的延伸对应于单个电池单元的延伸，则第一子组和第二子组中的电池单元可以以交替的方式彼此跟随。如果汇流条的主体部分的延伸对应于两个电池单元的延伸，则第一子组和第二子组中的成对的电池单元可以以交替的方式彼此跟随。如果汇流条的主体部分的延伸对应于多个电池单元的延伸，则第一子组和第二子组中的对应的多个电池单元可以以交替的方式彼此跟随。其中，汇流条的主体部分中的至少一个(特别优选地，每个)的长度优选地对应于电池模块内并联连接的电池单元在电池模块的长度方向上的空间延伸。然而，电池模块的至少一个电池单元可以连接到第一组汇流条中的汇流条和第二组汇流条中的汇流条，例如用于提供第一和第二组汇流条之间的电连接。因此，第一模块端子和第二模块端子之间的电连接可以通过第一组汇流条、第二组汇流条和电池模块的电池单元接通。电池模块可以包括另外的汇流条元件，例如第三汇流条元件，其被配置用于在第一组汇流条与第二子组单元之间提供电连接和/或用于在电池模块端子与电池单元之间提供电连接。此外，第一和第二子组电池单元中的电池单元的其它分布(例如，其中交错的多个包括不同数量的单元)是优选的。

根据本发明的电池模块的另一特别优选的实施方式，第一组汇流条中的汇流条包括汇流条主体部分，该汇流条主体部分配置为靠近单元端子设置并具有至多单元端子的高度。第一组汇流条中的汇流条优选地还包括至少一个腿，该至少一条腿具有单元端子接触部分，该单元端子接触部分在其高度方向上(即，在电池模块的高度方向上)与汇流条主体部分间隔开。优选地，第一组汇流条中的汇流条的所有单元接触腿包括这样的单元端子接触部分。进一步优选地，第一组汇流条中的汇流条包括桥接部分，该桥接部分配置用于连接汇流条主体部分和(相应的)单元端子接触部分。特别优选地，为每个单元端子接触部分提供单独的桥接部分。这个实施方式有利地允许从上方接触单元端子，同时将第一组的汇流条靠近单元端子定位。

进一步优选地，在这个实施方式中，第二组汇流条中的汇流条为平坦形状，具有至多单元端子的高度。特别优选地，第二组汇流条中的汇流条的平坦形状对应于单元端子的高度和第一组汇流条中的汇流条的高度。因此，如果第二组汇流条中的汇流条设置在第一组汇流条中的汇流条上并靠近单元端子，则第二组的汇流条的单元接触腿可以在单元端子上方延伸而不弯曲。然而，第二组汇流条中的汇流条的其它形状可以被考虑。进一步优选地，第一组汇流条中的汇流条的高度和第二组汇流条中的汇流条的高度分别等于单元端子的高度的一半。于是，堆叠在第一组汇流条中的汇流条上的第二组汇流条中的汇流条的高度有利地与电池模块的单元端子的高度对准。根据这个实施方式，第二组汇流条中的汇流条还需要单元接触腿，该单元接触腿具有在其高度方向上与汇流条主体部分间隔开的单元端子接触部分以用于接触单元端子，并且还需要桥接部分以用于连接相应单元端子接触部分和汇流条主体部分，如上所述。本发明的其它方面可以从以下描述获悉。

附图说明

通过参照附图详细描述示范性实施方式，特征对于本领域普通技术人员将变得明显。

图1示出根据现有技术的电池模块的示意性透视图；

图2示出根据一实施方式的汇流条的示意性俯视图；

图3示出根据一实施方式的电池模块的示意性透视图；

图4示出根据一实施方式的电池模块的示意性分解透视图；

图5示出根据一可选实施方式的电池模块的汇流条层的示意性分解透视图；

图6示出根据一实施方式的柔性印刷电路的示意性透视图；以及

图7示出根据实施方式的电池模块的连接方案的示意性俯视图。

具体实施方式

现在将详细参照实施方式，其示例在附图中示出。将参照附图描述示范性实施方式的效果和特征及其实施方法。在图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且省略重复的描述。然而，本发明可以以各种不同的形式实施，且不应被解释为仅限于这里示出的实施方式。而是，这些实施方式被提供为示例，使得本公开将是透彻和完整的，并将本发明的方面和特征充分传达给本领域技术人员。

因此，可以不描述对于本领域普通技术人员来说完全理解本发明的方面和特征被认为是不必要的过程、元件和技术。在图中，为了清楚起见，元件、层和区域的相对尺寸可以被夸大。

如这里使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项目的任何和所有组合。此外，在描述本发明的实施方式时“可以”的使用是指“本发明的一个或更多个实施方式”。在以下对本发明的实施方式的描述中，单数形式的术语可以包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。

将理解，尽管术语“第一”和“第二”用于描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区别开。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，类似地，第二元件可以被称为第一元件。如这里使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项目的任何和所有组合。当诸如“……中的至少一个”的表述在一列元件之后时，修饰整列元件而不修饰该列中的单个元件。

如这里使用的，术语“基本上”、“约”和类似术语用作近似术语而不是程度术语，并旨在解释测量或计算如本领域普通技术人员将认识到的值中的固有偏差。此外，如果术语“基本上”与可使用数值表示的特征结合使用，则术语“基本上”表示以该值为中心的该值的+/-5％的范围。

图1示出根据现有技术的电池模块90，电池模块90包括串联连接在负的第一模块端子91和正的第二模块端子92之间的十二个棱柱形电池单元10。换句话说，电池模块90具有12s1p配置。每个电池单元10具有电池壳13，盖组件14设置在电池壳13上，其中通风口99设置在盖组件14中。在电池模块90内，电池单元10用它们的宽的侧表面在长度方向上堆叠，使得相邻的电池单元10的第一侧壁彼此面对。结果，电池模块90包括矩形形状，其具有在长度方向上延伸的宽的模块侧表面96和垂直于其延伸的窄的模块侧表面97。每对相邻的电池单元10的一个正电极端子11和一个负电极端子12通过汇流条93电连接。间隔物94与最外面的电池单元10的面向外的宽的侧表面相邻地定位，因此使电池模块90在长度方向上终止。带状物95绕电池模块90延伸并在长度方向上对其施压。

图2示出根据本发明的汇流条50的示意性俯视图。其中，平坦汇流条50包括由中央主体部分56(也被称为主体部分56)、第一外围主体部分54(也被称为第一主体部分或主体部分54)、第二外围主体部分55(也被称为第二主体部分或主体部分55)组成的汇流条主体部分51，第一外围主体部分54和第二外围主体部分55通过插设在第一主体部分54和第二主体部分55之间的中央主体部分56分隔开。中央主体部分56具有矩形形状，而外围主体部分54、55的上拐角是圆化的，其中这些部分如下所述地被进一步处理。汇流条主体部分51在其延伸方向上延伸，该延伸方向是图2的水平方向，即，在这个方向上具有其最大的延伸。中央主体部分56、第一外围主体部分54和第二外围主体部分55可以在汇流条主体部分51的延伸方向上具有实质上相同的长度。汇流条主体部分51的高度可以实质上小于汇流条主体部分51的宽度和长度，其中汇流条主体部分51的宽度是在与其延伸方向垂直的方向(诸如图2的竖直方向)上的尺寸，汇流条主体部分51的高度是在垂直于其长度方向和宽度方向的方向上的尺寸。中央主体部分56、第一外围主体部分54和第二外围主体部分55中的至少一个可以在电池模块的长度方向上延伸等于至少两个电池单元10在电池模块的长度方向上的延伸长度的长度。

成一对的两个单元接触腿52.1、52.2(也被总称为单元接触腿、第二单元接触腿或腿52)从第一外围主体部分54延伸，成一对的两个单元接触腿53.1、53.2(也被总称为单元接触腿、第三单元接触腿或腿53)从第二外围主体部分55延伸。这些腿52、53中的每个在垂直于汇流条主体部分51的延伸方向的方向上(特别地，在图2的向下垂直方向上)延伸。这些单元接触腿52、53中的每个配置为连接到单元端子11、12，如图1中示范性示出的。因此，汇流条主体部分51可以有利地以节省空间的方式紧邻单元端子11、12定位。

从第一主体部分54延伸的单元接触腿52.1、52.2通过第一切口57彼此分隔开。也就是，切口57在腿52.1、52.2之间形成空隙空间，并在垂直于汇流条主体51的延伸方向的方向上延伸。除上文之外，切口57延伸到汇流条主体部分51的第一外围主体部分54中。在延伸到那里时，切口57改变其方向，使得第一主体部分54内的切口57的末端部分平行于汇流条主体部分51的延伸方向延伸。换句话说，通过将切口57延伸到第一主体部分54中，单元接触腿52几乎延长到中央主体部分56(自然地具有方向的变化)。从第二主体部分55延伸的单元接触腿53.1、53.2通过第二切口58彼此分隔开。切口58在腿53.1、53.2之间形成空隙空间，并进一步在与汇流条主体51的延伸方向垂直的方向上延伸。切口58进一步延伸到汇流条主体部分51的第二外围主体部分55中，并在这样延伸时改变其方向。第二主体部分55内的切口58的末端部分与汇流条主体部分51的延伸方向反平行地延伸。换句话说，通过将切口58延伸到第二主体部分55中，单元接触腿53几乎延长到中央主体部分56(自然具有方向的变化)。切口57、58增加了汇流条50的可塑性，特别是单元接触腿52、53的可塑性，特别是在汇流条主体部分51的延伸方向上。汇流条50的可塑性通过分别在第二和第三单元接触腿52.2、53.1和汇流条主体部分51的中央主体部分56的接合处提供钻孔而进一步增加。单元接触腿52.1、52.2中的其它切口也改善汇流条50的可塑性。

图3和图4示出根据一实施方式的电池模块100，其中图3示出其示意性透视图，图4示出其分解图。电池模块100包括在电池模块100的长度方向上堆叠的多个电池单元10。每个电池单元10包括用于容纳被盖组件14覆盖的电极组件的电池壳13。通风口99设置在盖组件14中，其允许在电池单元10的异常操作条件下排出排放气体。每个电池单元10还包括正单元端子(也被称为端子)11和负单元端子(也被称为端子)12。多个如图2所示的汇流条50用于互连电池单元10的端子11、12，从而形成诸如电池模块100的2p14s配置。电池单元10之间的电流路径的详细布线在图7(B)中更详细地示出。

如图4所示，所述多个排列的电池单元10的边缘被边缘保护件88覆盖。此外，绝缘层84.1设置在每个电池单元10的第一端子11和通风口99之间，另一绝缘层84.2设置在每个电池单元10的第二端子12和通风口99之间。这些绝缘层84.1、84.2(也被总称为绝缘层84)实现电池单元10的盖组件14与设置在绝缘层84.1、84.2之上的第一组汇流条60中的汇流条65之间的电绝缘。第一组汇流条60中的每个汇流条65如图4所示地实质上是梳状的，并包括形成汇流条主体部分51的三个主体部分54、55、56。主体部分54、55、56的每个具有在电池模块100的长度方向上的空间延伸，该空间延伸与两个电池单元10的电池壳13在电池模块100的长度方向上的空间延伸相对应。此外，两个单元接触腿52、53从每个汇流条65的外围主体部分54、55延伸。因此，每个汇流条65配置为电连接两对电池单元10的端子11、12，其中一对电池单元10设置在所连接的成对电池单元10之间。其中，第一组汇流条60中的汇流条65和第三汇流条66电连接模块100的电池单元10中的第一子组15的单元10。第一组汇流条60中的汇流条65包括平坦的汇流条主体部分61与腿62，汇流条主体部分61的高度等于或小于单元端子的高度，腿62具有单元端子接触部分63和桥接部分64，单元端子接触部分63在电池模块100的高度方向上与汇流条主体部分61间隔开，桥接部分64连接汇流条主体部分61和单元端子接触部分63。

在第一组汇流条60中的汇流条65之上，设置另外两个绝缘层82.1和82.2(也被总称为绝缘层82)，以使第一组汇流条60中的汇流条65与设置在第一组汇流条60之上的第二组汇流条70中的汇流条75电绝缘。其中，绝缘层82.1、82.2以及绝缘层84.1、84.2仅设置在汇流条65、75的汇流条主体部分51的区域中，而汇流条65、75的单元接触腿52、53保持没有绝缘层82、84。因此，可以分别在单元端子11、12与第一和第二组汇流条60、70的汇流条65、75之间实现电连接，同时使第一和第二组汇流条60、70的汇流条65、75彼此电绝缘。第二组汇流条70还包括将两个最外面的电池单元10电连接到负模块端子的第三汇流条76.2以及将两个相邻的电池单元10电连接到正模块端子的第三汇流条76.1。为了使第二组汇流条70与外部电绝缘，在汇流条75、76上设置覆盖电池单元10的整个突出的顶表面的绝缘顶盖(也被称为绝缘层或顶盖)81。

在如图4和图5所示的电池模块中，通道形成在绝缘层84.1和84.2之间、在第一组汇流条60的汇流条65之间、在绝缘层82.1和82.2之间以及在第二组汇流条70的汇流条75之间。该通道覆盖有多个排列的电池单元10的通风口99，并且还可通过第一组汇流条60的第三汇流条66中的开口进入。此外，顶盖81从上方限定通道，使得该通道被盖组件14、汇流条65、75的侧壁、绝缘层82、84和顶盖81完全围绕。因此，在电池单元10的异常操作状况下(例如在热失控期间)通过电池单元10的排气口99排出的排放气体可以经由该通道沿着电池模块100的长度方向分布，并从电池模块100的侧面排出。第一组汇流条60中的汇流条65和第二组汇流条70中的汇流条75可以具有如图2所示的相同配置。第一组汇流条60中的汇流条65可以相对于第二组汇流条70中的汇流条75偏移中央主体部分56、第一外围主体部分54和第二外围主体部分55的其中一个的长度。

根据如图5所示的实施方式的电池模块100与图3和图4的电池模块100的不同之处仅在于汇流条的结构以及设置在电池模块100的电池单元10的顶部上的绝缘层84。如在图5的分解图中可见，配置为完全覆盖如图4所示的电池单元10的盖组件14的顶表面的绝缘层84形成这样的电池模块100的汇流条配置的最下层。第一组汇流条60设置在该绝缘层84的顶部上。其中，第一组汇流条60包括如上所述的汇流条65和第三汇流条66，并且还包括嵌体67，该嵌体67注塑成型到汇流条65、66从而填充它们之间的间隙并从而将第一组汇流条60合并为机械稳定的层。在第一组汇流条60的该层之上，设置具有与绝缘层84相同的延伸的两个另外的绝缘层82、83。在这些绝缘层82、83之上，设置经由这些绝缘层82、83而与第一组汇流条60电绝缘的第二组汇流条70。在该第二组汇流条70中，设置如上所述的汇流条75和第三汇流条76.1、76.2。同样，嵌体77被注塑成型到这些汇流条75、76之间的间隙中，从而填充这些间隙并从而将第二组汇流条70合并为机械稳定的层。如关于图4所述的绝缘顶盖81设置在第二组汇流条70的顶部上。因此，在图5的电池模块100中，没有通过绝缘层和汇流条50形成用于设置排放气体的通道。然而，替代地，电池模块100被提供为具有改善的机械稳定性，特别是在其上部(盖)区域中。

如图6进一步示出的，绝缘层81、82、83、84以及第一和第二组汇流条60、70可以在彼此重叠时形成柔性印刷电路(FPC)85。其中，外绝缘层81、84可以配置用于通过在其余层60、70、82、83周围形成外绝缘壳来包封其余层60、70、82、83。其中，汇流条50的单元接触腿52、53从FPC 85侧向突出，以接触电池模块100的单元10的单元端子11、12。此外，内绝缘层82、83可以包括另外的金属或电路部件，例如单元监控电路CSC。这样的电路部件可以配置用于检测和/或处理单元温度和/或电压，因此可以包括配置为电连接到汇流条50的表面金属。这些金属可以进一步配置为连接到集成电路(IC)86，该集成电路86可以配置用于接收与单元电压和/或温度相对应的信号、用于处理这些信号和/或用于作为连接器与其它部件进行通信。FPC 85的主要电部件可以提供在第二子组70的汇流条75、77之上、在第一子组60的汇流条65、67之下、或者在子组60的汇流条与子组70的汇流条之间。在另一示例中，绝缘层81、82、83、84中的至少一个可以被替换或包括被外部绝缘层围绕的柔性印刷电路FPC层。换句话说，具有电无源主表面的FPC可以用作绝缘层。

图7(B)更详细地示出通过根据图3至图5的电池模块100的汇流条65、66、75、76的电流路径，图7(A)和图7(C)更详细地示出这样的电池模块100的电流路径的替代实施方式。

使用第一组汇流条60的汇流条65、66和第二组汇流条70的汇流条75、76的电流路径的简单建立在图7(A)中示出。其中，上面的第二组汇流条70中的第三汇流条76.1连接第一模块端子与第二对电池单元10(从电池模块100的右侧数)的上单元端子(例如，正单元端子或负单元端子)。这对电池单元10的下单元端子(例如，负单元端子或正单元端子)经由汇流条75连接到下下一对电池单元10(向左)的下电池端子。换句话说，汇流条75不连接到相邻的一对电池单元10的单元端子。然而，经由汇流条75连接的下下一对电池单元10的上单元端子经由另一汇流条75再次连接到下下一对电池单元10(左侧)，并且这对电池单元10的下单元端子经由另一汇流条75再次连接到下下一对电池单元10(左侧)。再过两个汇流条75之后，到达电池模块100的左侧的最外面一对电池单元10的下单元端子。其中，汇流条75连接第二子组16的电池单元10，该第二子组16的电池单元10由成对的电池单元10形成，该成对的电池单元10从电池模块100的右侧数的第二对电池单元10到电池模块100的左侧的最外面一对电池单元10并与第一子组15电池单元10中的成对的电池单元10交错，如下所述。换句话说，第二子组16的电池单元10由从电池模块100的右侧数的偶数对的电池单元10形成，例如，由从电池模块100的右侧数的第二对电池单元、第四对电池单元、第六对电池单元、……、和电池模块100的左侧的最外面一对电池单元10形成。这个最左侧(最外面)的一对电池单元10的上单元端子经由第三汇流条66连接到相邻的一对电池单元10的下单元端子。其中，第三汇流条66可以在上面的第二组汇流条70到下面的第一组汇流条60之间提供过渡。因此，图7(A)的第三汇流条66优选地具有弯曲配置，并延伸穿过设置在第一组汇流条60和第二组汇流条70之间的任何绝缘层。然后，相邻的一对电池单元10的上单元端子经由第一组汇流条60中的汇流条65连接到下下一对电池单元10的上单元端子，依此类推，直到第一组汇流条60的汇流条65提供到电池模块100的右端的最外面一对电池单元10的上单元端子的连接。因此，汇流条65连接第一子组15的电池单元10，该第一子组15的电池单元10由从电池模块100的右侧数的最外面一对电池单元10到从电池模块100的左侧数的第二对电池单元10的成对的电池单元10形成，并且其中第一子组15的电池单元10中的成对的电池单元10与如上所述的第二子组16的电池单元10中的成对的电池单元10交错。换句话说，第一子组15的电池单元10由从电池模块100的左侧数的偶数对的电池单元10形成，例如，由从电池模块100的左侧数的第二对电池单元、第四对电池单元、第六对电池单元、……、和电池模块100的右侧的最外面一对电池单元10形成。然后，最右边(最外面)的一对电池单元10的下单元端子经由第二组汇流条70中的第三汇流条76.2连接到第二模块端子。

在图7(B)中示出由汇流条65、66、75、76提供的经过电池模块100的电流路径的可选配置。其中，电流路径再次以上面的第二组汇流条70中的第三汇流条76.1开始，第三汇流条76.1连接第一模块端子与第二对电池单元10(从电池模块100的右侧数)的上单元端子。然后，电流路径经由第二组汇流条70中的另外三个汇流条75前进，如关于图7(A)所述。然而，尽管从电池模块100的左侧数的第五对电池单元10的下单元端子连接到汇流条75，但是这对电池单元的上单元端子连接到汇流条65。因此，提供在上面的第二组汇流条70到下面的第一组汇流条60之间的过渡。然而，在所述汇流条65将所述第五对电池单元10的所述上单元端子连接到从电池模块100的左侧数的第三对电池单元10的上单元端子之后，所述第三对电池单元10的下单元端子再次经由汇流条75连接到左侧最外面的一对电池单元10的下单元端子。然后，这个左侧最外面的一对电池单元10的上单元端子经由第三汇流条66连接到相邻的一对电池单元10的下单元端子。然后，所述相邻的一对电池单元10的上单元端子再次经由上面的汇流条75连接到下下一对电池单元10的端子。因此，仅上面的第二组汇流条70的汇流条75围绕下面的第一组汇流条60的第三汇流条66，因此尽管这些汇流条之间的重叠，但仍确保这些汇流条66、75之间的电绝缘。

在图7(C)中示出由汇流条65、66、75、76提供的经过电池模块100的电流路径的另一可选配置。其中，与图7(A)和图(B)的实施方式不同，下面的第一组汇流条60中的第三汇流条66.1连接第一模块端子与第二对电池单元10(从电池模块100的右侧数)的上单元端子连接。然后，所述第二对电池单元10的下单元端子经由上面的第二组汇流条70中的汇流条75连接到下下一对电池单元10的下单元端子。然后，所述下下一对电池单元10的上单元端子再次经由所述下面的第一组汇流条60中的汇流条65连接，依此类推。换句话说，每对电池单元10经由汇流条65连接到另外的一对电池单元10，并经由汇流条75连接到另一对电池单元10。换句话说，经由每对电池单元10提供上层的汇流条70和下层的汇流条60之间的过渡。这再次提供以下优点：仅上面的第二组汇流条70中的汇流条75围绕下面的第一组汇流条60中的连接左侧最外面两对电池单元10的第三汇流条66，因此，尽管这些汇流条66、75之间的重叠，但是仍确保这些汇流条66、75之间的电绝缘。然而，在图7(C)的实施方式中，右侧最外面的一对电池单元的下单元端子经由上面的第二组汇流条70中的第三汇流条76.2连接到电池模块端子，因此电池模块端子提供在不同层的汇流条60、70上。

附图标记

10 电池单元

11 正单元端子

12 负单元端子

13 电池壳

14 盖组件

15 第一组电池单元

16 第二组电池单元

50 汇流条

51 汇流条主体部分

52 单元接触腿

53 单元接触腿

54 第一外围主体部分

55 第二外围主体部分

56 第三中央主体部分

57 第一切口

58 第二切口

60 第一组(下面的)汇流条

61 汇流条主体部分

62 单元接触腿

63 单元端子接触部分

64 桥接部分

65 汇流条

66 第三汇流条

67 嵌体

70 第二组(上面的)汇流条

75 汇流条

76 第三汇流条

77 嵌体

81 绝缘顶盖

82 绝缘层

83 绝缘层

84 绝缘层

85 柔性印刷电路(FPC)

86 集成电路(IC)

90 电池模块(现有技术)

91 负模块端子(现有技术)

92 正模块端子(现有技术)

93 汇流条(现有技术)

94 间隔物(现有技术)

95 带状物(现有技术)

96 宽的模块侧表面(现有技术)

97 窄的模块侧表面(现有技术)

99 通风口(现有技术)

100 电池模块

Claims (15)

1.一种用于电池模块的汇流条，该电池模块具有在所述电池模块的长度方向上排列的多个电池单元，所述汇流条包括：

汇流条主体部分，在其延伸方向上延伸一长度，该长度配置用于连接所述电池模块的至少两个电池单元的单元端子；

单元接触腿，在与所述汇流条主体部分的所述延伸方向不平行的方向上从所述汇流条主体部分延伸并配置用于电连接所述汇流条主体部分和所述电池模块的电池单元的单元端子。

2.根据权利要求1所述的汇流条，其中所述汇流条主体部分包括在所述汇流条主体部分的所述延伸方向上通过所述汇流条主体部分的第三主体部分彼此间隔开的第一主体部分和第二主体部分。

3.根据权利要求2所述的汇流条，其中所述单元接触腿中的至少一个腿从所述第一主体部分延伸，并且所述单元接触腿中的至少一个腿从所述第二主体部分延伸。

4.根据权利要求2所述的汇流条，其中所述第一主体部分、所述第二主体部分和所述第三主体部分在所述汇流条主体部分的所述延伸方向上具有实质上相同的长度。

5.根据权利要求2所述的汇流条，其中至少两个腿从所述第一主体部分和所述第二主体部分中的每个延伸并分别在所述汇流条主体部分的所述延伸方向上彼此分隔开。

6.根据权利要求5所述的汇流条，其中从所述第一主体部分延伸的所述至少两个腿通过延伸到所述第一主体部分中的至少一个第一切口分隔开，以及其中从所述第二主体部分延伸的所述至少两个腿通过延伸到所述第二主体部分中的至少一个第二切口分隔开。

7.根据权利要求1所述的汇流条，其中所述汇流条主体部分的高度小于所述汇流条主体部分的宽度和长度。

8.一种电池模块，包括：

多个电池单元，在所述电池模块的长度方向上排列，每个电池单元包括电池壳和放置在所述电池壳上的盖组件；和

多个根据权利要求1至7中任一项所述的汇流条，用于电互连所述电池单元(10)，所述多个汇流条中的每个电连接到至少两个电池单元的单元端子。

9.根据权利要求8所述的电池模块，其中所述第一主体部分、所述第二主体部分和所述第三主体部分中的至少一个在所述电池模块的所述长度方向上延伸一长度，所述长度等于或大于至少两个电池单元在所述电池模块的所述长度方向上的延伸长度。

10.根据权利要求8所述的电池模块，

其中所述多个汇流条包括第一组汇流条和第二组汇流条；

其中所述第一组汇流条中的汇流条相对于所述第二组汇流条中的汇流条偏移所述汇流条主体部分的第一主体部分、第二主体部分和第三主体部分的其中一个的长度。

11.根据权利要求10所述的电池模块，其中所述第一组汇流条使所述多个电池单元的第一子组互连，所述第二组汇流条使所述多个电池单元中的第二子组互连。

12.根据权利要求11所述的电池模块，其中在所述电池模块的所述长度方向上，所述第一主体部分、所述第二主体部分和所述第三主体部分中的至少一个的长度对应于在所述电池模块内并联连接的两个电池单元的长度。

13.根据权利要求12所述的电池模块，其中所述第一组汇流条经由至少一个电绝缘层与所述第二组汇流条分隔开，和/或其中至少一个电绝缘层设置在所述第一组汇流条下面和/或所述第二组汇流条上面。

14.根据权利要求13所述的电池模块，其中所述至少一个电绝缘层包括被外部绝缘层围绕的柔性印刷电路。

15.根据权利要求14所述的电池模块，

其中所述第一组汇流条中的汇流条包括平坦的汇流条主体部分以及腿，所述汇流条主体部分具有等于或小于所述单元端子的高度的高度，所述腿具有单元端子接触部分和桥接部分，所述单元端子接触部分在所述电池模块的高度方向上与所述汇流条主体部分间隔开，所述桥接部分连接所述汇流条主体部分和所述单元端子接触部分，

其中所述第二组汇流条中的汇流条为平坦形状，具有等于或小于所述单元端子的高度的高度。

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