CN114335923A - 接线端子保护盖及包括该接线端子保护盖的电池模块 - Google Patents

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黄载日
姜旼宋
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Abstract

本发明涉及一种包括用于防止短路的接线端子保护盖的电池模块，本发明的电池模块包括：电池单元堆叠体，堆叠多个电池单元；接线端子，与所述电池单元堆叠体电连接；壳体，以形成有接线端子的侧面开口的形态容纳电池单元堆叠体；绝缘盖，形成为覆盖所述壳体的开口部，并且在一侧形成有用于使接线端子暴露于外部的接线端子通孔；以及接线端子保护盖，形成为容纳暴露于外部的所述接线端子，并且在预定温度以上的情况下所述接线端子保护盖的一部分熔融并覆盖所述接线端子的外表面以进行绝缘，从而可以在热失控情况下使接线端子绝缘并防止短路。

Description

接线端子保护盖及包括该接线端子保护盖的电池模块
技术领域
本发明涉及一种接线端子保护盖及包括该接线端子保护盖的电池模块，更具体地，涉及一种能够在热失控情况下防止短路的接线端子保护盖及包括该接线端子保护盖的电池模块。
背景技术
在二次电池中，如图1所示，用于电池汽车的电池组通过串联或并联连接多个电池单元来构成至少一个电池模块以获得高输出，并且每个电池模块通过汇流条电连接。在电池模块中设有一对不同极的接线端子，汇流条的两端分别连接到不同电池模块的接线端子，使得每个电池模块电连接。此时，由于接线端子和汇流条的两端暴露于外部而存在触电的危险，因此电池模块的接线端子部分通过附加地安装由塑料材料制成的接线端子保护盖以防止碰触手。
当由于电池组的内部或外部原因导致电池组的温度升高时，可能会发生温度升高导致电流增加、电流增加导致电池组的温度再次升高的连锁反应即热失控，在热失控情况下，电池组的温度达到接近600度的高温。此时，电池组内部的金属受到高温环境的影响而生成金属颗粒，生成的金属颗粒在电池组内部向四方喷射。另一方面，塑料材质的接线端子保护盖在高温环境下也会燃烧并熔融，使得汇流条的两端和接线端子的接触部位暴露于外部，在此，当金属颗粒流入时，可能会发生短路，从而导致短路和火灾。
因此，需要开发一种即使在热失控情况下也可以保护接线端子和汇流条的接触部位的接线端子保护盖和电池模块。
现有技术文献
专利文献
(专利文献1)韩国公开专利公报第10-2016-0107583号(《二次电池用电池单元盖及包括电池单元盖的电池模块》)
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明是为了解决上述问题而提出的，本发明的目的是提供一种能够通过在热失控情况下保护接线端子和汇流条的接触部位来防止短路现象的接线端子保护盖和电池模块。
另外，提供一种能够在热失控情况下抑制汇流条暴露于外部的接线端子保护盖和电池模块。
另外，提供一种具有更容易安装接线端子保护盖的结构的电池模块。
另外，提供一种具有能够使端板的紧固部绝缘的结构的电池模块。
另一方面，本发明的目的不限于上述目的，可以从下述记载内容中清楚了解到未提及的其他目的。
(二)技术方案
本发明的包括用于防止短路的接线端子保护盖的电池模块包括：电池单元堆叠体，堆叠多个电池单元；接线端子，与所述电池单元堆叠体电连接；壳体，以形成有接线端子的侧面开口的形态容纳所述电池单元堆叠体；绝缘盖，形成为覆盖所述壳体的开口部，并且在一侧形成有用于使接线端子暴露于外部的接线端子通孔；以及接线端子保护盖，形成为容纳暴露于外部的所述接线端子，并且在预定温度以上的情况下熔融并覆盖所述接线端子的外表面以进行绝缘。
此外，所述电池模块的特征在于，所述接线端子保护盖包括向一个方向延伸的结合突起，在所述绝缘盖中形成有结合槽，所述结合突起通过在所述结合槽上滑动而结合。
此外，所述电池模块的特征在于，在所述绝缘盖中在通过所述接线端子通孔暴露于外部的接线端子的一侧和另一侧进一步形成有遮挡板。
并且，所述电池模块的特征在于，所述接线端子保护盖进一步包括：熔融部，在结合时容纳在一对所述遮挡板内侧；以及拆装突起，从所述熔融部下端的一侧向外侧突出形成，所述遮挡板中进一步形成有在结合时所述拆装突起插入的拆装孔。
此外，所述电池模块的特征在于，所述电池模块进一步包括保护盖，所述保护盖结合到所述绝缘盖的外侧，并且形成有切口孔，以便在结合时所述接线端子通过所述切口孔暴露于外部，并且所述保护盖形成有螺栓孔，用于与所述绝缘盖结合的螺栓插入所述螺栓孔，所述接线端子保护盖包括：接线端子保护部，形成为容纳所述接线端子；以及螺栓孔盖部，从所述接线端子保护部延伸形成并形成为覆盖所述螺栓孔上端。
并且，所述电池模块的特征在于，所述保护盖插入有螺栓绝缘部件，所述螺栓绝缘部件由绝缘材料制成并插入所述螺栓孔，并且形成为包覆插入所述螺栓孔的螺栓的外周。
此外，所述电池模块的特征在于，所述接线端子保护盖包括：外观部，形成为容纳所述接线端子；以及熔融部，在所述外观部的面向所述接线端子的上表面的表面突出形成，所述熔融部在第一温度下熔融，所述外观部在高于所述第一温度的第二温度下熔融。
其中，所述外观部和熔融部由不同的材料制成。
此外，所述熔融部的厚度比所述外观部的厚度薄。
另一方面，根据本发明的优选实施例的包括接线端子保护盖的电池组包括：多个电池模块；以及汇流条，其两端连接到不同的所述电池模块的接线端子，以将连接到所述汇流条的两端的电池模块电连接。
(三)有益效果
通过这种构造的本发明的包括用于防止短路的接线端子保护盖的电池模块通过接线端子保护盖的构造在热失控情况下使接线端子绝缘。
特别地，在高温情况下，外观部将比外观部先熔融而处于液态的熔融部的容纳位置限制在接线端子的上表面，从而能够有效地使接线端子绝缘。
此外，通过结合突起和结合槽的构造，更容易地进行接线端子保护盖的组装作业。
另外，通过遮挡板的构造，可以减少在热失控情况下产生的金属颗粒流入接线端子侧的问题。
另外，通过拆装突起和拆装孔的构造，防止接线端子保护盖容易从原始位置脱离。
另外，可以通过螺栓孔盖部和螺栓绝缘部件使螺栓孔绝缘。
附图说明
图1是示出传统的电池模块通过汇流条彼此连接的状态的立体图。
图2是根据本发明的实施例的电池模块的立体图。
图3是根据本发明的实施例的电池模块的分解立体图。
图4是根据本发明的实施例的绝缘盖的立体图。
图5是根据本发明的实施例的电池模块的组装图。
图6是根据本发明的优选实施例的接线端子保护盖的立体图。
图7是根据本发明的优选实施例的接线端子保护盖的后侧底面立体图。
图8是根据本发明的优选实施例的接线端子保护盖的底面图。
图9是沿着图2的线A-A’截取的截面图。
图10是示出熔融部熔融的状态的截面图。
附图标记说明
10：电池模块 20：汇流条
100：汇流条框架 200：接线端子
300：壳体 400：绝缘盖
410：遮挡板 411：拆装孔
412：结合槽 420：支撑件
500：保护盖 510：切口孔
520：螺栓孔 521：螺栓绝缘部件
600：接线端子保护盖 610：接线端子保护部
611：外观部 612：引导板
613：熔融部 614：第一熔融部
615：第二熔融部 616：拆装突起
617：结合突起 630：螺栓孔盖部
631：延伸部 633：螺栓槽
具体实施方式
在使用附图更详细地描述本发明的技术思想之前需要说明的是，本说明书和权利要求书中使用的术语或词语不应被解释为限于一般含义或字典含义，而应该基于发明人可适当地对术语的概念进行定义以便以最佳方式说明自身的发明的原则而解释为与本发明的技术思想相一致的含义和概念。
因此，应该理解的是，本说明书中记载的实施例和附图中所示的构造仅是本发明的最优选的一个实施例，其并不代表本发明的所有技术思想，在提交本申请的时间点可能存在可以替代它们的各种修改示例。
以下，通过附图更详细地描述本发明的技术思想。由于附图仅仅是为了更详细地描述本发明的技术思想而示出的示例，因此本发明的技术思想不限于附图的形式。
图2是根据本发明的优选实施例的包括接线端子保护盖的电池模块的立体图。在根据本发明的优选实施例的包括接线端子保护盖的电池组中，如图2所示的多个电池模块10容纳在电池组壳体内部，并且彼此相邻布置的电池模块10包括汇流条20的一端连接到设置在每个电池模块10中的接线端子以彼此电连接的结构。根据本发明的优选实施例的包括接线端子保护盖的电池模块10主要包括电池单元堆叠体、汇流条框架100、接线端子200、壳体300、绝缘盖400、保护盖500和接线端子保护盖600。
图3是根据本发明的优选实施例的包括接线端子保护盖的电池模块的分解立体图，参照图3，对根据本发明的优选实施例的包括接线端子保护盖的电池模块10的详细构造进行描述。
电池单元堆叠体具有多个电池单元在一个方向上彼此堆叠以能够彼此电连接的结构。此时，电池单元可以由袋型二次电池形成。电池单元可以包括电极组件、电池壳体和电极引线110等。其中，电极组件可以由阳极板、阴极板和隔膜等构成。一对电极引线110可以设置在一个电池单元中，并且可以与电极组件电连接。
汇流条框架100用于电连接设置在多个电池单元中的电极引线110。设置一对汇流条框架100，并且每个汇流条框架100以覆盖电池单元堆叠体的一侧和另一侧的形式结合。
接线端子200设置在汇流条框架100一侧。接线端子200通过所述电极引线110中的至少一个与所述电池单元堆叠体电连接。接线端子200由铜或铝材料形成。
壳体300具有预定程度以上的刚性。壳体300形成为包覆结合有汇流条框架100的电池单元堆叠体中的除了结合有汇流条框架100的两侧之外的外表面，从而容纳所述电池单元堆叠体。
绝缘盖400形成为覆盖所述汇流条框架100外侧。绝缘盖400由绝缘材料例如塑料材料制成，以使汇流条框架100的外侧绝缘。此时，在绝缘盖400的一侧形成有使接线端子200暴露于外部的接线端子通孔401。
通过图4的绝缘盖立体图更详细地进行说明，在绝缘盖400中以接线端子通孔401为中心在两侧进一步形成有遮挡板410。即，通过接线端子通孔401暴露于外部的接线端子200容纳在一对遮挡板410内部，以一次防止在热失控情况下可能产生的金属颗粒流入接线端子200。此时，优选地，遮挡板410形成为在上下方向上比接线端子200暴露的范围足够长。在遮挡板410中可以进一步形成有拆装孔411，所述拆装孔411与接线端子通孔401相连并彼此连接。拆装孔411是用于插入将在后面描述的接线端子保护盖600的拆装突起616的构造。将在后面描述接线端子保护盖的形状时更仔细地进行描述。
另外，在遮挡板410中可以进一步形成有沿着遮挡板410的前端表面在上下方向上延伸形成的结合槽(slot)412和沿着遮挡板410的上表面形成的结合槽412。结合槽412是用于使将在后面描述的接线端子保护盖600能够滑动结合的构造。结合槽412是用于当接线端子保护盖600结合时更牢固地覆盖接线端子的构造。结合槽412也可以形成在绝缘盖400的上表面中的一对遮挡板410之间的区间。形成在每个遮挡板410和绝缘盖400的上表面的结合槽412可以形成为彼此相连并连接。
在遮挡板410之间的区间中，在接线端子200下侧进一步形成与接线端子平行地形成的支撑件420，以将一对遮挡板410彼此连接。支撑件420起到保持两个遮挡板410之间的间隔恒定并且补充遮挡板410的机械刚性的作用。为了有效绝缘，支撑件420可以形成为与接线端子200的下表面相接。
图5是根据本发明的优选实施例的包括接线端子保护盖的电池模块的组装图。
如图3和图5所示，保护盖500是结合到绝缘盖400的外侧以向绝缘盖400的外侧提供预定程度以上的刚性的构造。保护盖500由铝材料制成以提供预定程度以上的刚性。保护盖500的一侧形成有切口孔510。形成在绝缘盖400上的一对遮挡板410和接线端子200通过切口孔510暴露于保护盖500外侧。
同时，在保护盖500中设置有至少一对螺栓孔520。单独设置的螺栓穿过螺栓孔520并紧固到设置在壳体一侧的紧固部(未示出)以固定保护盖。此时，螺栓孔520可以进一步设置有螺栓绝缘部件521，该螺栓绝缘部件521由绝缘材料制成并插入螺栓孔520以包覆螺栓的外周和螺栓孔520的上面的预定区间。这是为了当金属材质的螺栓在紧固过程中与汇流条框架、接线端子、电极引线等接触并电连接时通过使螺栓和保护盖500彼此绝缘来防止电流流到保护盖500。
图6是根据本发明的优选实施例的接线端子保护盖的立体图，图7是根据本发明的优选实施例的接线端子保护盖的后侧底面立体图，图8是根据本发明的优选实施例的接线端子保护盖的底面图。
如图5至图8所示，接线端子保护盖600结合到通过切口孔510暴露于外部的绝缘盖400以容纳接线端子200。接线端子保护盖600由具有高温耐热性的绝缘材料制成，例如可以由乙烯丙烯二烯单体(Ethylene Propylene Diene Monomer，EPDM)、云母(MICA)、玻璃胶带(Glass Tape)、玻璃棉(Glass Wool)、气凝胶(aerogel)、聚氨酯、热塑性弹性体(ThermoPlastic Elastomer，TPE)制成。最优选地，接线端子保护盖600由TPE材料制成。接线端子保护盖600起到在预定温度以上的情况下熔融并覆盖所述接线端子外表面以进行绝缘的作用。
对接线端子保护盖600的形状进行更详细的说明，接线端子保护盖600主要包括：接线端子保护部610，形成为容纳接线端子200；以及螺栓孔盖部630，从接线端子保护部610延伸并形成为覆盖位于最靠近接线端子200的一侧的螺栓孔520上端。
首先，对接线端子保护部610进行说明，接线端子保护部610包括：外观部611；结合突起617；以及熔融部613，由肋形成并且在预定温度以上的温度下熔融。
外观部611二次防止在热失控情况下可能发生的金属颗粒流入接线端子200，同时形成接线端子保护部610的最外侧。外观部611形成为容纳接线端子，并且形成为开口部朝向下侧的铲斗(bucket)形。外观部611形成为当与绝缘盖400结合时外观部611的下端部容纳在形成在绝缘盖400的两个遮挡板410的上表面的结合槽412中。此时，优选地，外观部611的下端形成为对应于所述结合槽412，使得外观部611的下端装配到结合槽412。当然，外观部611下端中的后侧面，即面向绝缘盖400的外侧面的一侧的表面容纳在形成在绝缘盖400的上表面中的一对遮挡板410之间的区间的结合槽412中。
另一方面，外观部前侧的表面形成为向下侧延伸预定长度而没有单独的结合部件以封闭至少一部分遮挡板410之间的区间。在此，外观部前侧的表面下端位于接线端子200的上侧，在所述外观部前侧的表面下端与支撑件420之间形成预定间隙。所述间隙是用于使连接到接线端子200的汇流条的另一端暴露于接线端子保护盖600外侧的间隙，但是在热失控情况下产生的金属颗粒可能会通过所述间隙流入接线端子200。
为了防止这种情况，在外观部的前端部进一步形成有如图6所示的引导板612。引导板612形成为从外观部的前表面端部向外侧向下倾斜地延伸，并且起到将通过所述间隙暴露的汇流条向下方引导并且覆盖间隙的作用。引导板612的角度以外观部的前表面为基准形成为10度至50度，优选形成为10度至45度，最优选形成为10度至30度。
图9是沿着图2的线A-A’截取的截面图。
参照图5、图7和图9，结合突起617形成为从外观部的前侧面向下延伸，并且设置有一对。每个结合突起617形成为当与绝缘盖400结合时可以插入形成在遮挡板410的前侧面的结合槽412。即，接线端子保护盖600能够通过结合槽412和结合突起617的构造简单地通过滑动而结合。
熔融部613包括：第一熔融部614，在外观部611内侧的面向接线端子的上表面的部位突出形成；以及第二熔融部615，从外观部611的内侧上表面突出形成，并且形成为与遮挡板410的内侧表面相接。
除了遮挡板和外观部611之外，第二熔融部615三次防止在热失控情况下可能产生的金属颗粒流入接线端子200。另外，在第二熔融部615下端的一侧形成有向外侧上宽下窄形状的拆装突起616，拆装突起616插入遮挡板410的拆装孔411以防止接线端子保护盖600容易地从绝缘盖400脱离。
图10是示出在熔融部熔融的状态下的图9的截面的图。例如，熔融部613在第一温度下熔融，外观部611在高于第一温度的第二温度下熔融。为此，外观部611和熔融部613可以由不同的材料制成，或者甚至可以由相同的材料制成，但熔融部613的厚度形成为比外观部611的厚度更薄而先熔融。如上所述，当熔融部613形成为熔融部613比外观部611先熔融时，如图10所示，在第一温度下，外观部611使熔融的熔融部613首先对外观部611内侧的接线端子200的上表面进行绝缘。这是因为即使在外观部611熔融时熔融的外观部611流到遮挡板410外侧并消失，也可以通过先熔融的熔融部613保护接线端子200以防止金属颗粒与接线端子200接触。优选地，熔融部613设置为具有大约160度的熔点。
如上所述，螺栓孔盖部630形成为从接线端子保护部610延伸以覆盖位于最靠近接线端子200的一侧的螺栓孔520上端。在螺栓孔盖部630的下表面的面向螺栓孔520的部位形成有能够容纳插入螺栓孔520的螺栓的头部的螺栓槽633。为了实现更坚固的绝缘，在螺栓孔盖部630的下端周围可以进一步形成有沿螺栓孔盖部630的下端周围向下侧延伸形成的板状延伸部631。
本发明不应限于本发明的上述实施例解释其技术思想。当然，应用范围多种多样，在不脱离权利要求书所要求保护的本发明的主旨的情况下，可以在本领域技术人员的水平上进行各种修改。因此，这样的改进和修改对本领域技术人员来说是显而易见的，属于本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种电池模块，其特征在于，包括：
电池单元堆叠体，堆叠多个电池单元；
接线端子，与所述电池单元堆叠体电连接；
壳体，容纳所述电池单元堆叠体；
绝缘盖，形成为覆盖所述壳体的开口部，并且在一侧形成有用于使所述接线端子暴露于外部的接线端子通孔；以及
接线端子保护盖，形成为容纳暴露于外部的所述接线端子，并且在预定温度以上的情况下熔融并覆盖所述接线端子的外表面以进行绝缘。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，
所述接线端子保护盖包括向一个方向延伸的结合突起，
在所述绝缘盖中形成有结合槽，
所述结合突起通过在所述结合槽上滑动而结合。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，
在所述绝缘盖中在通过所述接线端子通孔暴露于外部的接线端子的一侧和另一侧进一步形成有遮挡板。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其特征在于，
所述接线端子保护盖进一步包括：
熔融部，在结合时容纳在一对所述遮挡板内侧；以及
拆装突起，从所述熔融部下端的一侧向外侧突出形成，
所述遮挡板中进一步形成有在结合时所述拆装突起插入的拆装孔。
5.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，
所述接线端子保护盖包括：
外观部，形成为容纳所述接线端子；以及
熔融部，在所述外观部的面向所述接线端子的上表面的表面突出形成，
所述熔融部在预定温度以上的温度下熔融并覆盖所述接线端子的外表面以进行绝缘。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其特征在于，
所述熔融部在第一温度下熔融，
所述外观部在高于所述第一温度的第二温度下熔融。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其特征在于，
所述外观部和所述熔融部由不同的材料制成。
8.根据权利要求6所述的电池模块，其特征在于，
所述熔融部厚度比所述外观部的厚度薄。
9.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，
所述电池模块进一步包括保护盖，所述保护盖结合到所述绝缘盖的外侧，并且形成有切口孔，以便在结合时所述接线端子通过所述切口孔暴露于外部，并且所述保护盖形成有螺栓孔，用于与所述绝缘盖结合的螺栓插入所述螺栓孔，
所述接线端子保护盖包括：
接线端子保护部，形成为容纳所述接线端子；以及
螺栓孔盖部，从所述接线端子保护部延伸形成并形成为覆盖所述螺栓孔上端。
10.根据权利要求9所述的电池模块，其特征在于，
所述保护盖插入有螺栓绝缘部件，所述螺栓绝缘部件由绝缘材料制成并插入所述螺栓孔，并且形成为包覆插入所述螺栓孔的螺栓的外周。
11.一种接线端子保护盖，其特征在于，所述接线端子保护盖覆盖电池模块的接线端子的外表面以进行绝缘，所述电池模块包括：壳体，以形成有接线端子的侧面开口的形态容纳电池单元堆叠体；以及绝缘盖，形成为覆盖所述壳体的开口部，并且在一侧形成有用于使所述接线端子暴露于外部的接线端子通孔，
所述接线端子保护盖包括：
外观部，形成为容纳所述接线端子；以及
熔融部，在所述外观部的面向所述接线端子的上表面的表面突出形成，
所述熔融部在预定温度以上的温度下熔融并覆盖所述接线端子的外表面以进行绝缘。
12.根据权利要求11所述的接线端子保护盖，其特征在于，
在所述绝缘盖中形成有结合槽，
在所述接线端子保护盖中形成有向一个方向延伸的结合突起，
所述结合突起通过在所述结合槽上滑动而结合。
13.一种电池组，包括：
多个权利要求1所述的电池模块；以及
汇流条，其两端连接到不同的所述电池模块的接线端子，以将连接到所述汇流条的两端的电池模块电连接。
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