CN115176381A - 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

根据本发明的实施例的电池模块包括：电池堆，包括具有第一电极引线的第一电池单体和具有第二电极引线并与第一电池单体相邻的第二电池单体；汇流条框架，具有一对引线狭缝，第一电极引线和第二电极引线穿过引线狭缝；以及汇流条，固定到汇流条框架，其中，第一电极引线和第二电极引线在第一电极引线的纵向端部和第二电极引线的纵向端部在彼此接合的状态下布置于汇流条上，并且在第一电极引线和第二电极引线接合的区域中形成有用于与汇流条结合的焊接部。

Description

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
技术领域
本发明涉及一种包括改进的电极引线连接结构的电池模块及包括该电池模块的电池组和车辆，更具体地，涉及一种改变电极引线的形状以最小化汇流条的使用量的电池模块及包括该电池模块的电池组和车辆。
本申请要求于2020年8月13日向韩国提交的韩国专利申请第10-2020-0101956号的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
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堆的多个袋式电池单体。在这种情况下，相邻的袋式电池单体中的每一个的电极引线1穿过形成在汇流条框架2中的引线狭缝2a，并且穿过引线狭缝2a的一对电极引线1被焊接到由导电材料形成并固定到汇流条框架2的汇流条3。因此，相邻的电池单体彼此电连接。
在这种情况下，汇流条3包括一对板3a，一对板3a被分支使得一对电极引线1分别耦接到一对板3a。
这样，当通过使用包括一对分支的板3a的汇流条3使一对电极引线1彼此电连接时，由于需要与电极引线1一样多的板3a，从而不可避免地增加了制造成本。此外，当一对电极引线1以一对一的方式耦接到一对分割的板3a时，在一对电极引线1之间流动的电流流路的长度增加并且电阻值增加，从而增大了能量损失的风险。
因此，需要改进结构的结构改进以最小化汇流条3的昂贵的导电金属材料的使用量并且最小化在一对相邻电极引线1之间流动的电流流路。
发明内容
技术问题
本发明旨在解决现有技术的问题，因此，本发明旨在，当电池单体彼此电连接时，通过保持足够的耦接力的同时最小化汇流条与电极引线之间的耦接面积来最小化制造汇流条所需的导电金属材料的量，从而降低电池模块的制造成本。
本发明还旨在通过最小化在通过一个汇流条电连接的一对电极引线之间流动的电流流路来防止由于电阻的增加引起的能量损失。
然而，本发明要解决的技术问题不限于上述技术问题，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
根据本发明的实施例的电池模块包括：电池堆，所述电池堆包括具有第一电极引线的第一电池单体和具有第二电极引线并与第一电池单体相邻的第二电池单体；汇流条框架，所述汇流条框架包括一对引线狭缝，第一电极引线和第二电极引线穿过所述引线狭缝；以及汇流条，所述汇流条固定到汇流条框架，其中，第一电极引线和第二电极引线在第一电极引线的纵向端部和第二电极引线的纵向端部彼此接合的状态下位于汇流条上，并且在第一电极引线和第二电极引线彼此接合的区域中形成用于结合到汇流条的焊接部。
第一电极引线可以包括从纵向端部延伸的多个第一突起。
多个第一突起可以在第一电极引线的宽度方向上彼此间隔开。
第二电极引线可以包括从纵向端部延伸的多个第二突起。
多个第二突起可以在第二电极引线的宽度方向上彼此间隔开。
多个第二突起中的每一个可以位于在多个第一突起中的相邻的第一突起之间形成的空间中。
焊接部可以形成在多个第一突起和多个第二突起上。
第一突起和第二突起中的每一者的长度可以对应于汇流条的宽度。
焊接部可以沿着第一突起和第二突起中的每一个的整个纵向方向形成。
汇流条可以位于一对引线狭缝之间。
第一电极引线的纵向端部的表面和第二电极引线的纵向端部的表面可以形成同一平面。
根据本发明的实施例的电池组包括根据本发明的实施例的电池模块。
根据本发明的实施例的车辆包括根据本发明的实施例的电池模块。
有益效果
根据本发明的一个方面，当电池单体彼此电连接时，可以通过保持足够的耦接力的同时最小化汇流条和电极引线之间的耦接面积来最小化制造汇流条所需的导电金属材料的量，从而可以降低电池模块制造成本。
此外，根据本发明的另一方面，可以显著减小在通过一个汇流条电连接的一对电极引线之间流动的电流流路的长度，因此可以防止由于电阻的增加而引起的能量损失。
附图说明
附图示出了本发明的优选实施例，并与前述公开内容一起用于提供对本发明的技术特征的进一步理解，因此本发明不应该被解释为限于附图。
图1和图2是示出以往电池模块结构的图。
图3是示出根据本发明的实施例的电池模块的图。
图4是示出本发明的电池堆的图。
图5是示出本发明的汇流条框架和汇流条的图。
图6是示出根据本发明的实施例的电池模块中一对电极引线与汇流条之间的耦接部的放大局部图。
图7是示出根据本发明的另一实施例的电池模块中一对电极引线与汇流条之间的耦接部的局部放大图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。在描述之前，应理解，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，而是根据允许发明人适当地定义术语以获得最佳解释的原则，基于与本发明的技术方面相对应的含义和概念进行解释。因此，本文所提出的描述仅是优选示例，仅用于说明的目的，并不旨在限制本发明的范围，因此应理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对本发明进行其他等效和修改。
在下文中，将参照图3至图7描述根据本发明的实施例的电池模块。参照图3至图7，根据本发明的实施例的电池模块包括电池堆10、汇流条框架20和汇流条30。
通过堆叠多个电池单体而形成电池堆10，多个电池单体包括彼此相邻的第一电池单体11和第二电池单体12。构成电池堆10的电池单体例如可以是袋式电池单体，并且在这种情况下，具有不同极性的一对电极引线沿相反方向被引出。
将彼此面对的第一电池单体11和第二电池单体12堆叠，使得第一电极引线11a和第二电极引线12a具有相反的极性。第一电极引线11a延伸到第一电池单体11的纵向方向的一侧，第二电极引线12a延伸到与第一电池单体11相邻的第二电池单体12的纵向方向的一侧并且与第一电极引线11a相邻。
电池堆10的这种堆叠布置用于串联连接包括第一电池单体11和第二电池单体12的多个电池单体。即，通过将具有不同极性的第一电极引线11a和第二电极引线12a电连接，将彼此相邻的第一电池单体11和第二电池单体12彼此串联连接。
汇流条框架20具有大致矩形板状，并且位于电池堆10的纵向方向(平行于Y轴的方向)的一侧和另一侧。优选地，汇流条框架20由非导电材料形成，用于使以下描述的多个汇流条30之间绝缘。提供一对汇流条框架20以将构成电池堆10的多个电池单体串联连接。
汇流条框架20包括至少一个引线连接区域S。当设置多个引线连接区域S时，多个引线连接区域S在汇流条框架20的纵向方向(平行于X轴)上彼此间隔开。在每个引线连接区域S中形成一对引线狭缝21。每个引线狭缝21的长度对应于一个电极引线的宽度，每个引线狭缝21的宽度对应于电极引线的厚度，使得电极引线穿过引线狭缝21，并且引线狭缝21在汇流条框架20的宽度方向(平行于Z轴的方向)上延伸。另外，一对引线狭缝21在汇流条框架20的纵向方向(平行于X轴的方向)上彼此间隔开。
汇流条30由导电金属形成，并且提供与引线连接区域S一样多的汇流条30。汇流条30被固定地设置在位于引线连接区域S中的一对引线狭缝21之间。汇流条30沿汇流条框架20的宽度方向(平行于Z轴的方向)纵向延伸。
沿相同方向相互平行延伸的第一电极引线11a和第二电极引线12a的位置设置成以一对一的方式对应于形成在一个引线连接区域S中的一对引线狭缝21。
参照图6，第一电极引线11a穿过引线狭缝21并且朝向汇流条30弯曲。同样，第二电极引线12a穿过引线狭缝21并且朝向汇流条30和第一电极引线11a弯曲。
第一电极引线11a和第二电极引线12a在第一电极引线11a和第二电极引线12a的纵向端部彼此接合的状态下，位于汇流条30上。在这种情况下，第一电极引线11a的纵向端部的表面和第二电极引线12a的纵向端部的表面可以形成同一平面。即，第一电极引线11a和第二电极引线12a可以不相互重叠。根据该耦接结构，可以大幅降低在第一电极引线11a与汇流条30之间的焊接以及第二电极引线12a与汇流条30之间的焊接的过程中由要焊接的物体的厚度增加而引起的焊接失败的风险。在第一电极引线11a和第二电极引线12a彼此接合的区域中形成用于结合到汇流条30的焊接部W。即，第一电极引线11a和第二电极引线12a中的每一个焊接到汇流条30。
对于第一电极引线11a与第二电极引线12a之间的接合，第一电极引线11a包括从纵向端部延伸的多个第一突起P1，并且第二电极引线12a包括从纵向端部延伸的多个第二突起P2。第一突起P1可以从第一电极引线11a的纵向端部沿第一电极引线11a的纵向方向延伸。同样，第二突起P2可以从第二电极引线12a的纵向端部沿第二电极引线12a的纵向方向延伸。因此，第一突起P1和第二突起P2可以朝向彼此延伸。多个第一突起P1在第一电极引线11a的宽度方向上彼此间隔开，同样，多个第二突起P2在第二电极引线12a的宽度方向上彼此间隔开。多个第二突起P2中的每一个被定位成填充形成在相邻的第一突起P1之间的空间。在这种情况下，第一突起P1和第二突起P2可以彼此紧密接触，使得第一突起P1和第二突起P2的表面形成同一平面。
焊接部W可以形成在多个第一突起P1和多个第二突起P2上。尽管在图6中仅在第一突起P1和第二突起P2中的每一个的整个区域的一部分上以点状形成焊接部W，但这仅是示例。焊接部W可以形成在第一电极引线11a和汇流条30彼此重叠的整个区域以及第二电极引线12a和汇流条30彼此重叠的整个区域上，以将第一电极引线11a和第二电极引线12a牢固地固定到汇流条30。或者，为了便于焊接，焊接部W可以在汇流条30的纵向方向(平行于Z轴的方向)上纵向形成以穿过第一突起P1的纵向方向(平行于X轴的方向)上的中心部分和第二突起P2的纵向方向(平行于X轴的方向)上的中心部分。
当从汇流条30的顶部观察时，第一突起11a和第二突起12a中的每一个可以具有如图6所示的梯形形状，或者可以具有矩形形状、三角形形状或具有圆形纵向端部的形状。
参照图7，为了增加第一电极引线11a与汇流条30之间的耦接力以及第二电极引线12a与汇流条30之间的耦接力，可以形成第一突起P1和第二突起P2中的每一个使得第一突起P1和第二突起P2中的每一者的长度D对应于汇流条30的宽度。即，第一突起P1和第二突起P2中的每一者的长度D可以与汇流条30的宽度基本上相同。在这种情况下，优选地，焊接部W沿着第一突起P1的整个纵向方向(平行于X轴的方向)并且沿着第二突起P2的整个纵向方向形成。
根据如上所述的根据本发明的电池模块，由于一对电极引线11a、12a在该一对电极引线11a、12a彼此接合的状态下位于汇流条30上并且焊接部W形成在该一对电极引线11a、12a彼此接合的区域中，所以可以使汇流条30的宽度最小化并且可以不减小电极引线11a、12a与汇流条30之间的耦接区域的宽度。因此，可以最小化制造由导电金属材料形成的汇流条30所需的材料成本，并且可以确保电极引线11a、12a与汇流条30之间的耦接力，从而提高生产率和产品质量。
根据本发明的实施例的电池组包括至少一个根据如上所述的本发明的电池模块。此外，根据本发明的实施例的车辆包括至少一个根据如上所述的本发明的电池模块或至少一个根据本发明的实施例的电池组。
已经详细描述了本发明。然而，应理解，详细描述和具体示例虽然表示了本发明的优选实施例，但仅以说明的方式给出，因为对于本领域普通技术人员来说，在由所附权利要求限定的本发明的范围内的各种变化和修改将从该详细描述中变得显而易见。

Claims (13)

1.一种电池模块，包括：电池堆，所述电池堆包括具有第一电极引线的第一电池单体和具有第二电极引线并与所述第一电池单体相邻的第二电池单体；汇流条框架，所述汇流条框架包括一对引线狭缝，所述第一电极引线和所述第二电极引线穿过所述引线狭缝；以及汇流条，所述汇流条固定到所述汇流条框架，
其中，所述第一电极引线和所述第二电极引线在所述第一电极引线的纵向端部和所述第二电极引线的纵向端部彼此接合的状态下位于所述汇流条上，并且在所述第一电极引线和所述第二电极引线彼此接合的区域中形成用于结合到所述汇流条的焊接部。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述第一电极引线包括从所述第一电极引线的所述纵向端部延伸的多个第一突起。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中，所述多个第一突起在所述第一电极引线的宽度方向上彼此间隔开。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其中，所述第二电极引线包括从所述第二电极引线的所述纵向端部延伸的多个第二突起。
5.根据权利要求4所述的电池模块，其中，所述多个第二突起在所述第二电极引线的宽度方向上彼此间隔开。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其中，所述多个第二突起中的每一个位于形成在所述多个第一突起中的相邻的第一突起之间的空间中。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其中，所述焊接部形成在所述多个第一突起和所述多个第二突起上。
8.根据权利要求6所述的电池模块，其中，所述第一突起和所述第二突起中的每一者的长度对应于所述汇流条的宽度。
9.根据权利要求8所述的电池模块，其中，所述焊接部沿着所述第一突起和所述第二突起中的每一者的整个纵向方向形成。
10.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述汇流条位于所述一对引线狭缝之间。
11.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述第一电极引线的所述纵向端部的表面和所述第二电极引线的所述纵向端部的表面形成同一平面。
12.一种电池组，包括根据权利要求1至11中任一项所述的电池模块。
13.一种车辆，包括根据权利要求1至11中任一项所述的电池模块。
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