CN114730969A - 具有改进的电极引线连接结构的电池模块及包括其的电池组和车辆 - Google Patents
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Abstract
根据本公开的实施方式的电池模块包括:电池单元层叠,其包括多个电池单元,每个电池单元包括一对电极引线;紧固条框架,该紧固条框架包括一对抽出狭缝,相邻电池单元的电极引线分别穿过所述一对抽出狭缝被抽出;以及紧固条,所述紧固条紧固到所述紧固条框架上并包括插入狭缝,已穿过一对相邻抽出狭缝的一对电极引线中的每一者穿过所述插入狭缝。
Description
技术领域
本公开涉及一种包括改进的电极引线连接结构的电池模块,以及包括该电池模块的电池组和车辆,更具体地涉及这样一种电池模块以及包括该电池模块的电池组和车辆,该电池模块包括能够稳定且容易地在电极引线之间形成电连接而不在汇流条和电极引线之间焊接和/或不在电极引线之间焊接的结构。
本申请要求于2020年7月21日在韩国提交的韩国专利申请10-2020-0090580的优先权,其公开内容在此引入作为参考。
背景技术
包括汇流条3的汇流条框架2通常用于电连接构成电池单元堆的多个袋型电池单元。在这种情况下,每个相邻袋型电池单元的电极引线1穿过形成在汇流条框架2中的引线狭缝2a,穿过引线狭缝2a的一对电极引线1焊接到由导电材料形成的汇流条3并固定到汇流条框架2。因此,相邻的电池单元彼此电连接。
多个汇流条3可以设置在汇流条框架2上,并且一对电极引线1可以连接到每个汇流条3。根据电连接类型,三个或更多个电极引线1可以联接到一个汇流条3。
照此,根据用于通过使用由导电材料形成的汇流条3来电连接电池单元的常规电池模块结构,能够固定汇流条3的结构应当设置在汇流条框架2上。此外,根据传统的电池模块结构,需要将电极引线1焊接到汇流条3的附加工艺。
因此,有必要通过省略由昂贵的金属材料形成的汇流条3而将电极引线1彼此直接连接来降低成本。而且,有必要通过即使当在电极引线1之间的直接连接中不使用焊接时也形成稳定的电连接而通过省略焊接设备来实现设备投资的减少。
发明内容
技术问题
本公开被设计为解决现有技术的问题,并且因此本公开旨在通过省略由金属材料形成的汇流条并且在电池单元之间的电连接中将电极引线彼此直接连接来降低成本。
本公开还涉及通过在电极引线之间的直接连接中应用即使在不应用焊接的情况下也能够实现稳定的电连接的电池模块结构,通过省略焊接设备来实现设备投资减少。
然而,本公开所要解决的技术问题不限于上述技术问题,并且本领域普通技术人员将从以下描述中理解其他技术问题。
技术方案
根据本公开的实施方式的电池模块包括:电池单元堆,该电池单元堆包括多个电池单元,每个电池单元包括一对电极引线;紧固条框架,其包括一对引线狭缝,相邻电池单元的电极引线穿过所述一对引线狭缝被拉出;以及紧固条,其包括插入狭缝,穿过所述一对相邻引线狭缝的一对电极引线穿过所述插入狭缝,所述紧固条联接到所述紧固条框架。
所述紧固条可以在穿过所述插入狭缝的所述一对电极引线被缠绕的状态下联接到所述紧固条框架。
包括所述一对电极引线的引线组件可以通过使用所述紧固条缠绕而与所述紧固条框架紧密接触。
所述紧固条框架可以包括在所述紧固条框架的宽度方向上的两侧设置的一对第一固定部,并且所述紧固条可以包括第二固定部,所述第二固定部设置在所述紧固条的纵向方向上的两个端部上并且分别联接到所述一对第一固定部。
所述一对第一固定部可以分别位于所述一对引线狭缝的延伸方向上的两侧。
所述一对第二固定部可以分别位于所述插入狭缝的延伸方向上的两侧。
所述一对第一固定部中的每一个可以包括第一紧固孔,并且所述一对第二固定部中的每一个可以包括第二紧固孔,所述第二紧固孔形成为具有与所述第一紧固孔对应的形状和位置。
所述紧固条可以通过穿过说话时第一紧固孔和所述第二紧固孔两者的固定构件固定到所述紧固条框架。
所述固定构件可以是螺栓。
所述一对第一固定部中的每一个可以包括第一紧固孔,并且所述一对第二固定部中的每一个可以包括卡扣配合突起,所述卡扣配合突起形成为具有与所述第一紧固孔对应的位置和形状。
根据本公开的实施方式的电池组包括根据本公开的实施方式的电池模块。
根据本公开的实施方式的车辆包括根据本公开的实施方式的电池模块。
有利效果
根据本公开的一方面,可省略由金属材料形成的汇流条,并且电极引线可在电池单元之间的电连接中彼此直接连接,从而降低电池模块的制造成本。
此外,根据本公开的另一方面,通过在电极引线之间的直接连接中应用即使在不应用焊接的情况下也能够实现稳定的电连接的电池模块结构,可以通过省略焊接设备来实现设备投资降低。
根据本公开的另一方面,因为不使用焊接来电连接电极引线,所以当在一些电池单元中发生异常时,可以通过将紧固条与紧固条框架分离来简单地更换电池单元。
附图说明
附图示出了本公开的优选实施方式,并且与前述公开一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解,因此本公开不被解释为限于附图。
图1和图2是示出传统电池模块结构的图。
图3是示出根据本公开的实施方式的电池模块的图。
图4是示出本公开的电池堆的图。
图5是示出本公开的紧固条框架的图。
图6是示出本公开的电池堆和紧固条框架联接的状态的图。
图7是示出根据本公开的实施方式的紧固条的图。
图8是示出通过使用本公开的紧固条缠绕穿过引线插入狭缝的一对电极引线之前的状态的图。
图9是示出通过使用本公开的紧固条缠绕穿过引线插入狭缝的一对电极引线之后的状态的图。
图10是示出紧固条和紧固框架之间的联接结构的图,具体示出了根据本公开的另一实施方式的紧固结构。
具体实施方式
在下文中,将参照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,说明书和所附权利要求中使用的术语不应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,在此提出的描述仅仅是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,可以对其进行其他等效和修改。
参照图3至图9,根据本公开的一个实施方式的电池模块包括电池堆10、紧固条框架20和紧固条30。
电池堆10包括多个电池单元11,每个电池单元11包括一对电极引线11a。电池单元11可以是例如袋型电池单元,在这种情况下,具有不同极性的一对电极引线11a沿相反方向引出。构成电池堆10的多个电池单元11被堆叠,使得设置在第一电池单元11中的第一电极引线11a和设置在第二电池单元11中的第二电极引线11a具有不同的极性,所述第二电极引线11a与第一电池单元11相邻并且沿与第一电池单元11的第一电极引线11a相同的方向引出。
电池堆10的这种堆叠布置将多个电池单元11串联连接。即,具有不同极性的第一电极引线11a和第二电极引线11a彼此电连接,使得相邻的电池单元11串联连接。
紧固条框架20具有大致矩形板形状,并且在电池堆10的纵向方向(平行于Y轴的方向)上位于一侧和另一侧。优选地,紧固条框架20由非导电材料形成。设置一对紧固条框架20以串联连接构成电池堆10的多个电池单元11。
紧固条框架20包括至少一个引线连接区域S,并且当提供多个引线连接区域S时,多个引线连接区域S在紧固条框架20的纵向方向(平行于X轴的方向)上彼此间隔开。
每个引线连接区域S包括一对引线狭缝21和一对第一固定部22。该对引线狭缝21在紧固条框架20的宽度方向(平行于Z轴的方向)上延伸,并且在紧固条框架20的纵向(平行于X轴的方向)上彼此间隔开。
电极引线11a穿过引线狭缝21。第一电池单元11的第一电极引线11a通过该对引线狭缝21中的任一个引出,并且第二电池单元11的第二电极引线11a通过剩余的一个引线狭缝21引出。第一电极引线11a和第二电极引线11a具有不同极性,并且通过下面描述的紧固条30彼此紧密接触,以串联地连接相邻的第一电池单元11和第二电池单元11。
一对第一固定部22可以设置在紧固条框架20的宽度方向(平行于Z轴的方向)的两侧,并且可以从紧固条框架20的表面突出。该对第一固定部22分别位于引线狭缝21的延伸方向上的两侧。第一固定部22可以具有第一紧固孔22a。
紧固条30包括沿纵向(平行于Z轴的方向)延伸的插入狭缝31和分别位于插入狭缝31的延伸方向上的两侧的一对第二固定部32。紧固条30在穿过插入狭缝31的一对电极引线11a被缠绕的状态下紧固到紧固条框架20。
详细地,在分别穿过一对相邻引线狭缝21的一对电极引线11a同时穿过插入狭缝31的状态下,紧固条30绕平行于纵向方向(平行于Z轴的方向)的中心轴线在图8中由箭头标记的方向或相反方向上旋转,以缠绕该对电极引线11a。执行该缠绕过程直到包括一对电极引线11a的引线组件与紧固条框架20紧密接触。因为紧固条30在引线组件被压到紧固条框架20上的状态下被紧固到紧固条框架20,所以该对电极引线11a可以彼此紧密接触,从而维持稳定的电连接状态。也就是说,因为紧固条30通过使用缠绕方法使一对电极引线11a能够彼此紧密接触,所以即使不进行焊接,也可以在一对电极引线11a之间形成稳定的电连接。
一对对第二固定部32分别设置在紧固条30的纵向方向(平行于Z轴的方向)上的两个端部上,并且每个第二固定部32联接到第一固定部22。第二固定部32可具有形成为具有与第一紧固孔22a对应的位置和形状的第二紧固孔32a。在这种情况下,紧固条30可通过穿过第一紧固孔22a和第二紧固孔32a的固定构件B固定到紧固条框架20。固定部件B可以是螺栓。
如上所述,紧固条30可以是用于执行缠绕以使构成引线组件的一对电极引线11a彼此紧密接触的工具,并且不用作电连接电极引线11a的电介质。因此,紧固条30可以由非导电材料形成。
将紧固条30紧固到本公开的紧固条框架20的方法可以不同于将固定构件B插入到上述第一紧固孔22a和第二紧固孔32a中的方法。
参照图10,与上述实施方式不同,第一紧固孔22a可以形成在紧固条框架20的第一固定部22中,并且卡扣配合突起32b可以设置在紧固条30的第二固定部32上。
卡扣配合突起32b形成为具有对应于第一紧固孔22a的位置和尺寸。为了将卡扣配合第一突起32插入第一紧固孔22a中并自然固定,端部在延伸方向上的截面面积大于其余部分的截面面积。因此,通过使用干涉配合方法将卡扣配合突起32b插入到第一紧固孔22a中,然后由于具有大截面面积的端部的形状而将卡扣配合突起32b固定到紧固条框架20。
根据如上所述的根据本公开的实施方式的电池模块,可以在不进行焊接的情况下进行多个电池单元11之间的电连接,并且可以省略诸如由导电材料形成的汇流条的部件。也就是说,电池单元11之间的电连接可以简单地通过使用以下过程来实现:通过使用紧固条30缠绕一对电极引线11a,并且在紧密保持缠绕的状态下将紧固条30固定到紧固条框架20。
根据本公开的实施方式的电池组包括至少一个根据本公开的电池模块。此外,根据本公开的实施方式的车辆包括至少一个根据本公开的电池模块或至少一个根据本公开的实施方式的电池组。
已经详细描述了本公开。然而,应当理解的是,详细描述和具体示例虽然指示了本公开的优选实施方式,但仅以说明的方式给出,因为在由所附权利要求限定的本公开的范围内的各种改变和修改对于本领域普通技术人员而言从该详细描述中将变得显而易见。
Claims (12)
1.一种电池模块,所述电池模块包括:电池单元堆,该电池单元堆包括多个电池单元,每个电池单元包括一对电极引线;
紧固条框架,其包括一对引线狭缝,相邻电池单元的电极引线穿过所述一对引线狭缝被拉出;以及
紧固条,其包括插入狭缝,穿过所述一对相邻引线狭缝的一对电极引线穿过所述插入狭缝,所述紧固条联接到所述紧固条框架。
2.根据权利要求1所述的电池模块,其中,
在穿过所述插入狭缝的所述一对电极引线被缠绕的状态下,所述紧固条联接到所述紧固条框架。
3.根据权利要求2所述的电池模块,其中,
包括所述一对电极引线的引线组件通过使用所述紧固条缠绕而与所述紧固条框架紧密接触。
4.根据权利要求1所述的电池模块,其中,
所述紧固条框架包括在所述紧固条框架的宽度方向上的两侧设置的一对第一固定部,并且
所述紧固条包括第二固定部,所述第二固定部设置在所述紧固条的纵向方向上的两个端部上并且分别联接到所述一对第一固定部。
5.根据权利要求4所述的电池模块,其中,
所述一对第一固定部分别位于所述一对引线狭缝的延伸方向上的两侧。
6.根据权利要求4所述的电池模块,其中,
所述一对第二固定部分别位于所述插入狭缝的延伸方向上的两侧。
7.根据权利要求4所述的电池模块,其中,
所述一对第一固定部中的每一个包括第一紧固孔,并且所述一对第二固定部中的每一个包括第二紧固孔,所述第二紧固孔形成为具有与所述第一紧固孔对应的形状和位置。
8.根据权利要求7所述的电池模块,其中,
所述紧固条通过穿过所述第一紧固孔和所述第二紧固孔的固定构件固定到所述紧固条框架。
9.根据权利要求8所述的电池模块,其中,
所述固定构件是螺栓。
10.根据权利要求4所述的电池模块,其中,
所述一对第一固定部中的每一个包括第一紧固孔,并且所述一对第二固定部中的每一个包括卡扣配合突起,所述卡扣配合突起形成为具有与所述第一紧固孔对应的位置和形状。
11.一种电池组,所述电池组包括根据权利要求1至10中的任一项所述的电池模块。
12.一种车辆,所述车辆包括根据权利要求1至10中的任一项所述的电池模块。
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