CN114497919B - 电池的端子连接结构 - Google Patents

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Abstract

公开了电池的端子连接结构。电池的端子连接结构用于电连接第一行的电池模块和第二行的电池模块的正极端子和负极端子，在电池模块被布置的多个行中，第二行与第一行相邻。电池的端子连接结构可以包括：第一汇流条模块，其电连接第一行的电池模块中的正极端子和负极端子；以及第二汇流条模块，其被配置为电连接到第二行的电池模块中的正极端子和负极端子，第二汇流条模块垂直堆叠在第一汇流条模块上，以电连接到第一汇流条模块。

Description

电池的端子连接结构
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年11月12日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2020-0151200号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
发明背景
(a)发明领域
本发明的实施例涉及用于电动交通工具的电池组，并且更具体地，涉及电池的用于电连接电池模块的电极端子的端子连接结构。
(b)相关技术的描述
最近，由于环境污染问题和尝试开发替代能源，电动交通工具稳步发展。
电动交通工具配备有用于驱动交通工具的电动马达(驱动马达)和用于向电动马达供应电力的高压电池。高压电池是驱动电动马达的能源，其可以通过逆变器向电动马达供应高压电力。
这种电池是可再充电和放电的蓄电池的电池组件，并且以电池组的形式安装在交通工具主体中，该电池组包括容纳在电池盒内的具有多个电池单元的电池模块。
电池模块电连接到具有各种形状的电池单元，并且电池单元的正极端子和负极端子通过汇流条串联连接。
传统上，电池模块布置成多个行，并且对于相邻行的电池模块中的第一行的电池模块，电池单元的正极端子和负极端子通过汇流条连接，并且对于第二行的电池模块，电池单元的正极端子和负极端子通过汇流条连接。
这里，连接到第一行中的电池模块的汇流条和连接到第二行中的电池模块的汇流条在水平方向上布置成在电池模块的行之间彼此面对。
然而，在相关技术中，由于在电池模块的彼此相邻的行中正极端子彼此面对，因此当电池的热失控现象发生时，热量可能容易传递到相邻的电极，这可能导致加速着火和额外的爆炸问题。
此外，在相关技术中，由于在水平方向上彼此面对的汇流条上方的空间在电池模块的行之间的空间中充当未使用空间，所以整个电池组的能量密度可以降低。
在此背景部分中公开的以上信息仅用于增强对本发明的背景的理解，并且因此其可能包含不构成在本国已为本领域普通技术人员知晓的、现有技术的信息。
发明概述
本发明的实施例致力于提供电池的端子连接结构，其能够减少彼此相邻布置的电池模块之间的未使用空间，并防止电池发生火灾和爆炸。
根据本发明的实施例的电池的端子连接结构用于电连接第一行的电池模块和第二行的电池模块的正极端子和负极端子，在电池模块布置的多个行中，第二行与第一行相邻。
电池的端子连接结构可以包括：第一汇流条模块，其被配置为电连接第一行的电池模块中的正极端子和负极端子；以及第二汇流条模块，其被配置为电连接第二行的电池模块中的正极端子和负极端子，第二汇流条模块垂直堆叠在第一汇流条模块上，以电连接到第一汇流条模块。
第一汇流条模块可以包括：第一端子排(terminal block)，其位于第一行的电池模块中的电池模块的布置方向上，以容纳电池模块的正极端子和负极端子，并电连接电池模块；多个第一汇流条，其位于第一端子排中，以沿着布置方向连接彼此相邻的电池模块的正极端子和负极端子；第一紧固螺栓，其被配置为将第一汇流条以及正极端子和负极端子紧固到第一端子排；以及第一盖，其被配置为覆盖第一端子排的上端。
第二汇流条模块可以包括：第二端子排，其位于第二行的电池模块中的电池模块的布置方向上，以容纳电池模块的正极端子和负极端子，并电连接电池模块；多个第二汇流条，其位于第二端子排上，以沿着布置方向连接彼此相邻的电池模块的正极端子和负极端子；第二紧固螺栓，其被配置为将第二汇流条以及正极端子和负极端子紧固到第二端子排；以及第二盖，其被配置为覆盖第二端子排的上端。
第一端子排和第二端子排中的每一个可以包括：第一端子容纳部分，其被配置为分别容纳正极端子和负极端子，并且形成在相对的端部处；以及第二端子容纳部分，其被配置为同时容纳相邻电池模块的正极端子和负极端子，并且形成在相对的端部之间。
第一端子排和第二端子排中的每一个可以通过其上端敞开第一端子容纳部分和第二端子容纳部分，并且可以通过其下端闭合第一端子容纳部分和第二端子容纳部分。
绝热材料(insulating material)可以设置在第一端子排和第二端子排中的每一个的内表面以及第一盖和第二盖中的每一个的下表面上。
第一汇流条模块和第二汇流条模块可以通过第一端子排和第二端子排垂直堆叠。
在第一端子排的第一端子容纳部分中的第一个端子容纳部分中连接到正极端子的第一汇流条可以在电池模块的布置方向上从第一端子排突出，并且在第二端子排的第一端子容纳部分中的第一个端子容纳部分中连接到负极端子的第二汇流条可以在电池模块的布置方向上从第二端子排突出。
容纳在第一端子排的另一个第一端子容纳部分中的负极端子和容纳在第二端子排的另一个第一端子容纳部分中的正极端子可以通过铜螺栓彼此联接，以形成电连接。
根据本发明的另一实施例的电池的端子连接结构用于电连接第一行的电池模块和第二行的电池模块的正极端子和负极端子，在电池模块布置的多个行中，第二行与第一行相邻。电池的端子连接结构可以包括：第一汇流条模块，其被配置为通过第一端子排和第一汇流条电连接第一行的电池模块中的正极端子和负极端子；以及第二汇流条模块，其被配置为通过第二端子排和第二汇流条电连接第二行的电池模块中的正极端子和负极端子，并且第一汇流条模块和第二汇流条模块可以通过第一端子排和第二端子排垂直堆叠，并且可以通过第一汇流条和第二汇流条彼此电连接。
第一汇流条模块和第二汇流条模块中的每一个还可以包括分别联接到第一端子排和第二端子排的上端的第一盖和第二盖。
由云母材料制成的绝热材料可以设置在第一端子排和第二端子排中的每一个的内表面以及第一盖和第二盖中的每一个的下表面上。
根据本发明的实施例，通过在彼此相邻布置的电池模块之间垂直堆叠第一汇流条模块和第二汇流条模块，可以在电池发生热失控时防止火灾加速和爆炸，并增加电池组的能量密度。
此外，可以从本发明的实施例中获得或预期的效果在下面的详细描述中被直接或暗示性地描述。也就是说，将在以下详细描述中描述从本发明的实施例预期的各种效果。
附图简述
附图旨在用作描述本发明的实施例的参考，并且附图不应被解释为限制本发明的技术精神。
图1和图2各自图示的示意性平面图示出了根据本发明的实施例的电池的端子连接结构。
图3图示的示意性横截面图示出了根据本发明的实施例的电池的端子连接结构。
图4和图5图示的分解图示出了根据本发明的实施例的电池的端子连接结构。
图6图示了根据本发明的实施例的应用于电池的端子连接结构的第一汇流条模块和第二汇流条模块的连接结构。
具体实施方式
下文将参考附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的实施例。如本领域技术人员会认识到的，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以以各种不同的方式修改所描述的实施例。
为了清楚地描述本发明，省略了与描述无关的部分，并且在整个说明书中相同或相似的组成元件由相同的附图标记表示。
由于为了描述方便，附图中所示的每种配置的尺寸和厚度被任意示出，因此本发明不必局限于附图中所示的配置，并且为了清楚地示出几个部分和区域，示出了放大的厚度。
在下面的描述中，将部件的名称区分成第一、第二以及类似用语是因为部件的名称彼此相同而以此区分名称，并且其顺序不是特定限制的。
在本说明书中，除非明确地相反描述，否则词语“包括(comprise)”及变体诸如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”应被理解为暗示包含所述元件但不排除任何其它元件。
此外，说明书中描述的诸如“……单元”、“……装置”和“……部分”的术语是指具有至少一个功能或操作的综合配置的单元。
图1和图2图示的示意性平面图示出了根据本发明的实施例的电池的端子连接结构，而图3图示的示意性横截面图示出了根据本发明的实施例的电池的端子连接结构。
参考图1至图3，根据本发明的实施例的电池的端子连接结构100可以应用于电池组1，该电池组1向电动交通工具中的驱动马达施加高压电力，该电动交通工具通过使用驱动马达作为动力源来驱动。
用于电动交通工具的电池组1安装在交通工具主体的底部中，并且具有一种结构，其中能够充电和/或放电的电池模块3容纳在电池盒中。
每个电池模块3是多个电池单元被电连接的电池组件，电池单元的数量可以根据电池容量而多方面地改变，并且组件的数量和形状也可以多方面地改变。
这里，每个电池模块3包括正极端子3a和负极端子3b，电池单元的正极引线和负极引线结合到正极端子3a和负极端子3b。
这种电池模块3在电池盒内以多个行布置，并且在下文中，这些行中的任一行将被称为第一行5，并且与第一行5相邻的另一行被称为第二行7。
在下文中，在附图中，靠近上侧的部分被定义为上部、上端、上表面和上端部分，而靠近下侧的部分被定义为下部、下端、下表面和下端部分。
此外，在下文中，端部(一个侧/第一侧或另一个侧/第二侧)可以被定义为任一端，并且端部部分可以被定义为包括端部的特定部分(一个侧部分/第一侧部分或另一个侧部分/第二侧部分)。
根据本发明的实施例的电池的端子连接结构100用于将第一行5的每个电池模块3的正极端子3a和负极端子3b与邻近第一行5的电池模块3的第二行7的每个电池模块3的正极端子3a和负极端子3b连接。
根据本发明的实施例的电池的端子连接结构100具有当电池发生热失控时能够防止火灾加速和爆炸并增加电池组1的能量密度的结构。
为此，根据本发明的实施例的电池的端子连接结构100包括作为其主要部件的第一汇流条模块10和第二汇流条模块30。
图4和图5图示了根据本发明的实施例的电池的端子连接结构的分解图。
参考图1至图5，在本发明的实施例中，第一汇流条模块10用于电连接第一行5的每个电池模块3中的正极端子3a和负极端子3b。
该第一汇流条模块10包括第一端子排11、第一汇流条13、第一紧固螺栓15和第一盖17。
第一端子排11电连接第一行5的电池模块3和电源单元(未示出)，并且容纳每个电池模块3的正极端子3a和负极端子3b以电连接电池模块3。由于电源单元对本领域技术人员来说是公知的，因此将省略对其的进一步的详细描述。
第一端子排11沿着第一行5的电池模块3中的电池模块3的布置方向定位。该第一端子排11包括用于通过正极端子3a和负极端子3b电连接电池模块3的导体条(未示出)；和端子排(未示出)。由于导体条和端子排对于本领域技术人员来说是公知的，因此将省略对其的进一步的详细描述。
这里，第一端子排11在纵向方向上的相对的端部处具有分别容纳正极端子3a和负极端子3b的第一端子容纳部分12a。此外，第一端子排11具有第二端子容纳部分12b，用于同时容纳第一行5中彼此相邻的电池模块3的正极端子3a和负极端子3b，第二端子容纳部分12b形成在纵向方向上的相对的端部之间。此外，第一端子排11通过其上端敞开第一端子容纳部分12a和第二端子容纳部分12b，并通过其下端闭合第一端子容纳部分12a和第二端子容纳部分12b。
第一汇流条13连接第一行5中彼此相邻的电池模块3的正极端子3a和负极端子3b，并且位于第一端子排11的第一端子容纳部分12a和第二端子容纳部分12b中。
第一紧固螺栓15用于将第一汇流条13、正极端子3a和负极端子3b紧固到第一端子排11。此外，第一盖17用于覆盖第一端子排11的上端，并且联接到第一端子排11的上端。
在第一汇流条模块10中，绝热材料19设置在第一端子排11的内表面和第一盖17的下表面上。绝热材料19可以被提供为，例如由云母材料制成的绝热板。
此外，在第一汇流条模块10中，连接到正极端子3a的第一汇流条13在第一端子排11的一个第一端子容纳部分12a中沿着电池模块3的布置方向从第一端子排11突出。
在本发明的实施例中，第二汇流条模块30用于电连接与第一行5的电池模块3相邻的第二行7的每个电池模块3中的正极端子3a和负极端子3b。
第二汇流条模块30垂直堆叠在第一行5的电池模块3电连接到的第一汇流条模块10上，并且电连接到第一汇流条模块10。
该第二汇流条模块30包括第二端子排31、第二汇流条33、第二紧固螺栓35和第二盖37。
第二端子排31电连接第二行7的电池模块3和电源单元(未示出)，并且容纳每个电池模块3的正极端子3a和负极端子3b以电连接电池模块3。由于电源单元对本领域技术人员来说是公知的，因此将省略对其的进一步的详细描述。
第二端子排31沿着第二行7的电池模块3中的电池模块3的布置方向定位。该第二端子排31包括导体条(未示出)，导体条用于电连接通过正极端子3a和负极端子3b的电池模块3和端子排(未示出)。由于导体条和端子排对于本领域技术人员来说是公知的，因此将省略对其的进一步的详细描述。
这里，第二端子排31在纵向方向上的相对的端部处具有分别容纳正极端子3a和负极端子3b的第一端子容纳部分32a。此外，第二端子排31具有第二端子容纳部分32b，用于同时容纳第二行7中彼此相邻的电池模块3的正极端子3a和负极端子3b，第二端子容纳部分32b形成在纵向方向上的相对的端部之间。此外，第二端子排31通过其上端敞开第一端子容纳部分32a和第二端子容纳部分32b，并通过其下端闭合第一端子容纳部分32a和第二端子容纳部分32b。
第二汇流条33连接第二行7中彼此相邻的电池模块3的正极端子3a和负极端子3b，并且位于第二端子排31的第一端子容纳部分32a和第二端子容纳部分32b中。
第二紧固螺栓35用于将第二汇流条33、正极端子3a和负极端子3b紧固到第二端子排31。此外，第二盖37用于覆盖第二端子排31的上端，并且联接到第二端子排31的上端。
在第二汇流条模块30中，绝热材料39设置在第二端子排31的内表面和第二盖37的下表面上。绝热材料39可以被提供为，例如由云母材料制成的绝热板。
此外，在第二汇流条模块30中，连接到负极端子3b的第二汇流条33在第二端子排31的一个第一端子容纳部分32a中沿着电池模块3的第二布置方向从第二端子排31突出。
这里，从第一汇流条模块10的第一端子排11突出的第一汇流条13和从第二汇流条模块30的第二端子排31突出的第二汇流条33可以通过常规的电连接器彼此电连接。
此外，第一汇流条模块10和第二汇流条模块30通过第一端子排11和第二端子排31在垂直方向上堆叠在彼此相邻的第一行5中的电池模块3和第二行7中的电池模块3之间。
另一方面，参考图6，在第一汇流条模块10和第二汇流条模块30沿垂直方向堆叠的结构中，容纳在第一端子排11的另一个第一端子容纳部分12a中的负极端子3b和容纳在第二端子排31的另一个第一端子容纳部分32a中的正极端子3a可以通过铜螺栓41彼此联接以形成电连接。
例如，在本发明的实施例中，在第二汇流条模块30堆叠在第一汇流条模块10上的状态下，在将第二盖37联接到第二端子排31之前，铜螺栓41可以延伸穿过正极端子3a、第一端子排11和第二端子排31以及负极端子3b，并且可以紧固到第二端子排31的内表面。
因此，第一汇流条模块10和第二汇流条模块30可以沿垂直方向堆叠，并且在通过铜螺栓41沿垂直方向紧固的同时电连接。
因此，依照根据本发明的实施例的电池的端子连接结构100，彼此相邻布置的电池模块3的正极端子3a和负极端子3b之间的空间可以通过第一汇流条模块10和第二汇流条模块30的第一端子排11和第二端子排31分开。
此外，在本发明的实施例中，绝热材料19和39应用于第一端子排11和第二端子排31，第一端子排11和第二端子排31容纳彼此相邻布置的电池模块3的正极端子3a和负极端子3b以及绝热材料19和39。
因此，在本发明的实施例中，当电池的热失控现象发生时，可以防止火灾加速和爆炸。
然后，在本发明的实施例中，由于第一汇流条模块10和第二汇流条模块30在垂直方向上堆叠在彼此相邻的第一行5的电池模块3和第二行7的电池模块3之间，因此可以通过减少常规的未使用空间来增加电池组1的能量密度。
虽然已结合当前被视为实际的实施例的内容描述了本发明，但应当理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反地，意图覆盖被包括在所附权利要求的精神和范围内的各种各样的修改和等效布置。
<标记说明>
1：电池组3：电池模块
3a：正极端子3b：负极端子
5：第一行7：第二行
10：第一汇流条模块11：第一端子排
12a、32a：第一端子容纳部分
12b、32b：第二端子容纳部分
13：第一汇流条15：第一紧固螺栓
17：第一盖19、39：绝热材料
30：第二汇流条模块31：第二端子排
33：第二汇流条35：第二紧固螺栓
37：第二盖41：铜螺栓
100：端子连接结构。

Claims (11)

1.一种电池的端子连接结构，用于电连接第一行的电池模块和第二行的电池模块的正极端子和负极端子，在电池模块被布置的多个行中，所述第二行与所述第一行相邻，所述结构包括：
第一汇流条模块，其被配置为电连接所述第一行的所述电池模块中的所述正极端子和所述负极端子；和
第二汇流条模块，其被配置为电连接所述第二行的所述电池模块中的所述正极端子和所述负极端子，所述第二汇流条模块被配置为垂直堆叠在所述第一汇流条模块上，并且电连接到所述第一汇流条模块；
其中，所述第一汇流条模块包括：
第一端子排，其位于所述第一行的所述电池模块中的所述电池模块的布置方向上，以容纳所述电池模块的所述正极端子和所述负极端子，并电连接所述电池模块；
多个第一汇流条，其位于所述第一端子排中，以沿着所述布置方向连接彼此相邻的所述电池模块的所述正极端子和所述负极端子；
第一紧固螺栓，其被配置为将所述第一汇流条以及所述正极端子和所述负极端子紧固到所述第一端子排；以及
第一盖，其被配置为覆盖所述第一端子排的上端。
2.根据权利要求1所述的端子连接结构，其中，
所述第二汇流条模块包括：
第二端子排，其位于所述第二行的所述电池模块中的所述电池模块的布置方向上，以容纳所述电池模块的所述正极端子和所述负极端子，并电连接所述电池模块；
多个第二汇流条，其位于所述第二端子排上，以沿着所述布置方向连接彼此相邻的所述电池模块的所述正极端子和所述负极端子；
第二紧固螺栓，其被配置为将所述第二汇流条以及所述正极端子和所述负极端子紧固到所述第二端子排；以及
第二盖，其被配置为覆盖所述第二端子排的上端。
3.根据权利要求2所述的端子连接结构，其中，
所述第一端子排和所述第二端子排中的每一个包括：
第一端子容纳部分，其被配置为分别容纳所述正极端子和所述负极端子，并且形成在相对的端部处；和
第二端子容纳部分，其被配置为同时容纳相邻电池模块的所述正极端子和所述负极端子，并且形成在所述相对的端部之间。
4.根据权利要求3所述的端子连接结构，其中，
所述第一端子排和所述第二端子排中的每一个通过其上端敞开所述第一端子容纳部分和所述第二端子容纳部分，并通过其下端闭合所述第一端子容纳部分和所述第二端子容纳部分。
5.根据权利要求2所述的端子连接结构，其中，
绝热材料设置在所述第一端子排和所述第二端子排中的每一个的内表面以及所述第一盖和所述第二盖中的每一个的下表面上。
6.根据权利要求2所述的端子连接结构，其中，
所述第一汇流条模块和所述第二汇流条模块通过所述第一端子排和所述第二端子排垂直堆叠。
7.根据权利要求3所述的端子连接结构，其中，
在所述第一端子排的所述第一端子容纳部分中的第一个第一端子容纳部分中连接到正极端子的第一汇流条在所述电池模块的布置方向上从所述第一端子排突出，并且
在所述第二端子排的所述第一端子容纳部分中的第一个第一端子容纳部分中连接到负极端子的第二汇流条在所述电池模块的布置方向上从所述第二端子排突出。
8.根据权利要求7所述的端子连接结构，其中，
容纳在所述第一端子排的第二个第一端子容纳部分中的负极端子和容纳在所述第二端子排的第二个第一端子容纳部分中的正极端子通过铜螺栓彼此联接，以形成电连接。
9.一种电池的端子连接结构，其用于电连接第一行的电池模块和第二行的电池模块的正极端子和负极端子，在电池模块被布置的多个行中，所述第二行与所述第一行相邻，所述结构包括：
第一汇流条模块，其被配置为通过第一端子排和第一汇流条电连接所述第一行的所述电池模块中的所述正极端子和所述负极端子；和
第二汇流条模块，其被配置为通过第二端子排和第二汇流条电连接所述第二行的所述电池模块中的所述正极端子和所述负极端子，
其中所述第一汇流条模块和所述第二汇流条模块通过所述第一端子排和所述第二端子排垂直堆叠，并且通过所述第一汇流条和所述第二汇流条彼此电连接。
10.根据权利要求9所述的端子连接结构，其中，
所述第一汇流条模块和所述第二汇流条模块中的每一个还包括分别联接到所述第一端子排和所述第二端子排的上端的第一盖和第二盖。
11.根据权利要求10所述的端子连接结构，其中，
由云母材料制成的绝热材料设置在所述第一端子排和所述第二端子排中的每一个的内表面以及所述第一盖和所述第二盖中的每一个的下表面上。
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