CN115735299A - Ffc汇流条 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的FFC汇流条包括：线缆堆，所述线缆堆通过堆叠多个扁平柔性线缆来形成；和大电流端子，所述大电流端子被连接到所述线缆堆的至少一个端部，其中，每个扁平柔性线缆在其至少一个端部上设置有包括导体线股的端子接触部，并且所述端子接触部被焊接到所述大电流端子。

Description

FFC汇流条
技术领域
本公开涉及一种FFC汇流条，更特别地，本公开涉及如下FFC汇流条，在所述FFC汇流条中，改进了扁平柔性线缆的扁平导线与汇流条的端子之间的结合可靠性。
本申请要求2020年9月28日在韩国提交的韩国专利申请10-2020-0126047号的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
背景技术
当前商业化的二次电池的示例包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池和锂二次电池，其中，锂二次电池与镍类二次电池相比几乎没有记忆效应，并且容易充电或者放电，具有低自放电率和高能量密度，因此由于这些优点而受欢迎。
近来，二次电池不仅被使用在诸如便携式电子装置这样的紧凑型装置中，而且还被使用在诸如电动车辆或者能量存储系统(ESS)这样的中型到大型装置中。
然而，难以从单个二次电池(单体)获得允许驱动电动车辆的足够输出。为了应用二次电池作为用于电动车辆的能量源，需要构造电池模块，在该电池模块中，多个二次电池单体被串联和/或并联连接，并且通常，构造其中电池模块被串联连接的电池组，并且该电池组包括在功能上保持电池模块的电池管理系统(BMS)和冷却系统、电池断开单元(BDU)等。
当构造电池组时，使用大量的汇流条来连接电池模块或者其它电气部件。汇流条使用铜或铝材料来制造并且呈条形形状，并且具有低阻抗和大电流容量，以允许施加大电流，并且适于被使用在具有狭窄的安设空间的电池组中。
汇流条可以被分类成：刚性汇流条，该刚性汇流条具有大的容许电流容量，但是其安设路径固定；和柔性汇流条，该柔性汇流条能够弯曲或扭曲。由于柔性汇流条的柔性，所以可以利用柔性汇流条以各种方式来构造安设路径，因此柔性汇流条比刚性汇流条更受欢迎。
随着近来电动车辆从混合动力电动车辆(HEV)转向插电式混合动力电动车辆(PHEV)然后转向电动车辆(EV)的趋势，电流容量已经增加，相应地，需要具有大截面面积(SQ)或者厚度的汇流条。然而，在柔性汇流条的情形中，当其截面面积或者厚度增加时，则表征柔性汇流条的独特优点的弯曲工序变得不可能。
为了补偿这一点，已经开发了一种FFC汇流条，该FFC汇流条包括堆叠成层的扁平柔性线缆1和连接到该扁平柔性线缆1的端部的大电流端子2。如图1中所示，根据相关技术的FFC汇流条具有如下结构：多个堆叠的导线3由托架4覆盖，以将所述多个堆叠的导线3连接到大电流端子2，并且所述托架4通过使用铆钉来被固定到所述大电流端子2。然而，其经常被提到的缺陷在于，根据相关技术的FFC汇流条相对于导线的固定力较弱，这导致导线容易从大电流端子分离。
发明内容
技术问题
本公开被设计成解决相关技术的问题，因此本公开旨在提供一种FFC汇流条，所述FFC汇流条在导线和大电流端子之间具有牢固的连接结构。
本公开的这些和其他的目的和优点可以根据以下详细描述来理解，并且将从本公开的示例性实施例中变得更完全显而易见。而且，将容易理解，本公开的目的和优点可以通过在所附权利要求中示出的手段及其组合来实现。
技术方案
在本公开的一个方面，提供一种FFC汇流条，所述FFC汇流条包括：线缆堆结构，所述线缆堆结构通过堆叠多个扁平柔性线缆来形成；和大电流端子，所述大电流端子被连接到所述线缆堆结构的至少一个端部，其中，每一个扁平柔性线缆在其至少一个端部处包括端子接入部分，所述端子接入部分包括多股导线，并且所述端子接入部分被焊接到所述大电流端子。
所述大电流端子可以包括薄板形式的多个焊接片，并且每一个扁平柔性线缆的所述端子接入部分与每一个焊接片可以被交替地布置成层。
所述大电流端子可以包括：中间部，所述焊接片经由所述中间部被多级式连接；和紧固部，所述紧固部包括螺栓紧固孔，并且在与所述焊接片相反的方向上延伸，其中所述中间部位于所述紧固部和所述焊接片之间。
所述焊接片、所述中间部和所述紧固部可以由金属材料一体地形成。
所述中间部可以具有矩形板形状，并且具有板表面，所述板表面具有对应于所述线缆堆结构的截面面积的尺寸。
每一个焊接片可以由镀银(Ag)的铜板形成。
每一个焊接片可以包括：基部，所述基部是平坦的；和突起，所述突起从所述基部的表面突出，并且以预定间隔设置在宽度方向上，其中，形成所述端子接入部分的所述导线被分别布置在所述突起之间的凹形空间中。
镀银层可以被设置在所述凹形空间中。
所述FFC汇流条可以进一步包括热缩管，所述热缩管一体地包围所述多个扁平柔性线缆。
所述FFC汇流条可以进一步包括压缩带，所述压缩带包围如下部分的周边，在所述部分中，每一个扁平柔性线缆的所述端子接入部分和每一个焊接片被集成。
在本公开的另一个方面，提供一种电池组，所述电池组包括一个或多个上述FFC汇流条。
有利效果
根据本公开的方面，可以提供一种FFC汇流条，所述FFC汇流条在导线和大电流端子之间具有牢固的连接结构。
另外，根据本公开的FFC汇流条具有如下结构：每个扁平柔性线缆的端子接入部分与大电流端子的每一个焊接片一对一地彼此接触，并且在接触状态下被焊接成单体，因此，每个扁平柔性线缆和所述大电流端子之间的连接部分的机械刚性很高。进而，通过不使用诸如铆钉或托架这样的部件，FFC汇流条的大电流端子部分可以被简化并且减小尺寸。
本公开的效果不限于上文描述的效果，并且从本说明书和附图中，本公开所属领域的普通技术人员将清楚地理解本文中未提到的效果。
附图说明
图1是根据相关技术的FFC汇流条的端部的示意性视图。
图2是根据本公开的实施例所述的FFC汇流条的示意性立体图。
图3示出了根据本公开的实施例所述的扁平柔性线缆的端部。
图4示出了根据本公开的实施例所述的线缆堆结构的端部。
图5示出了根据本公开的实施例所述的大电流端子。
图6示出了根据本公开的实施例所述的线缆堆结构和大电流端子彼此连接的状态。
图7是沿着图6的A-A'线切割的截面视图。
图8示出了根据本公开的另一个实施例所述的大电流端子。
图9示出了根据本公开的另一个实施例所述的线缆堆结构和大电流端子彼此连接的状态。
图10是沿着图9的B-B'线切割的截面视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，应该理解，说明书和所附权利要求中使用的术语不应该被理解为限于一般的和词典的含义，而是在允许本发明人为了最佳解释而适当地定义术语的原则的基础上，基于对应于本公开的技术方面的含义和概念来解释。因此，本文中提出的描述只是仅仅为了说明目的的优选示例，而非旨在限制本公开的范围，从而应该理解，能够在不偏离本公开的范围的情况下对其做出其他等同和变型。
提供本公开的实施例来使得该公开彻底且完整，并且将向本领域普通技术人员充分地传达本公开。在附图中，为了描述清楚，部件的形状和尺寸可能被夸大或省略或者示意性地示出。因此，每一个构成元件的尺寸或比率并不绝对地反映实际尺寸。
例如，可以使用下文要描述的扁平柔性线缆(FFC)汇流条将两个电池模块彼此串联连接，或者将电池模块的端子电连接到继电器，或者将电池组中的装置彼此连接。
根据本公开所述的FFC汇流条不必仅被使用在电池组中。即，所述FFC汇流条可以用作用于高电压或大电流流过的各种装置或设施的电连接部件。
图2是根据本公开的实施例所述的FFC汇流条的示意性立体图。图3示出了根据本公开的实施例所述的扁平柔性线缆的端部。图4示出了根据本公开的实施例所述的线缆堆结构的端部。图5示出了根据本公开的实施例所述的大电流端子。
参考这些附图，根据本公开的实施例所述的FFC汇流条包括线缆堆结构10、大电流端子20和包围所述线缆堆结构的热缩管30。
所述线缆堆结构10是一种包括多个堆叠的扁平柔性线缆11的堆。如图3中所示，每一个扁平柔性线缆11包括绝缘膜13和彼此平行延伸的多个导线12。
另外，每个扁平柔性线缆11设置有端子接入部分15，至少在该端子接入部分15的一端处，所述多个导线12不被所述绝缘膜13覆盖。所述端子接入部分15是通过焊接被连接到所述大电流端子20的部分。稍后将给出其详细描述。
所述多个导线12可以通过将薄铜板加工成具有一定宽度和厚度来制造，并且所述导线12可以以一定间隔被并排地布置，并且被所述绝缘膜13覆盖。
所述绝缘膜13可以包括基膜13a和覆盖膜13b，并且可以由具有优良绝缘特性和高耐热性的聚酰亚胺材料形成。所述多个导线12可以以一定间隔被布置在所述基膜13a上并且被粘附到该基膜13a，所述覆盖膜13b可以被粘附在所述多个导线12上。
当所述多个扁平柔性线缆11被堆叠以形成所述线缆堆结构10并且所述大电流端子被连接到该线缆堆结构10时，可以提供FFC汇流条，该FFC汇流条重量轻且具有柔性，并且允许大电流传导。
换言之，所述扁平柔性线缆11的单个导线12的容许电流容量可以取决于其材料和截面面积(SQ)而改变，但是每一个导线12可以对应于大约3A的电流。因此，通过简单计算，例如，包括十股导线12的一个扁平柔性线缆11可以对应于约30A的电流，并且通过堆叠十个扁平柔性线缆11而形成的线缆堆结构可以对应于约300A的电流。
根据本实施例所述的线缆堆结构10通过堆叠四个扁平柔性线缆11而获得，每一个扁平柔性线缆11包括四股导线12。这是一个示例，并且为了与本实施例相比较而增加容许电流容量，可以增加每一个扁平柔性线缆11的导线12的数目，或者可以增加扁平柔性线缆11的层数。
所述扁平柔性线缆11可以由热缩管30包裹，从而不会彼此分离。所述热缩管30由聚烯烃或者聚丙烯材料形成，相应地，当热量被施加到该热缩管30时，所述热缩管30可以被紧密地包裹在所述多个扁平柔性线缆11周围，以捆绑扁平柔性线缆11，使得扁平柔性线缆11不会移动。上述线缆堆结构10可以被弯曲或者扭曲，并且像根据相关技术所述的柔性汇流条那样以三维布线方式设置。作为所述热缩管30的替代，所述多个扁平柔性线缆11可以使用绝缘胶带(未示出)来捆扎，以被捆束在一起。
所述大电流端子20可以被连接到外部端子，并且可以被认为是一种允许从所述外部端子流入的大电流流动到所述线缆堆结构10的每一个导线12的介质。
所述大电流端子20将被电连接且机械连接到所述线缆堆结构10的一个端部，并且还将被容易地连接到电池模块的端子或者诸如继电器装置这样的电气部件的端子。
如图5和图6中所示，根据本实施例所述的大电流端子20可以包括将被焊接到所述线缆堆结构10的端子接入部分15的多个焊接片21、中间部23和紧固部25。
所述焊接片21呈薄板片的形式，其可以以一对一的方式接触每一个扁平柔性线缆11的端子接入部分15，并且可以被设置成多级。
另外，所述焊接片21可以被构造成在其间具有空间，以允许每一个柔性扁平线缆11的端子接入部分15被布置在所述焊接片21之间。通过在所述焊接片21之间布置每一个扁平柔性线缆11的端子接入部分15，从而每一个扁平柔性线缆11的端子接入部分15和每一个焊接片21可以分别被交替地布置成层。
根据本实施例所述的线缆堆结构10包括四个扁平柔性线缆11，并且每一个扁平柔性线缆11的端子接入部分15包括四个导线12，并且所述大电流端子20的焊接片21包括四片。
相应地，如图6中所示，四个扁平柔性线缆11的每一个端子接入部分15可以被布置在四个焊接片21之间的每一个空间中，由此在所述线缆堆结构10和大电流端子20之间形成连接部分C。在此情形中，如图7中所示，从最下端起，四个扁平柔性线缆11的每一个端子接入部分15和四个焊接片21以如下顺序交替地布置成层：第一层焊接片21、第一层端子接入部分15、第二层焊接片21、第二层端子接入部分15、第三层焊接片21、第三层端子接入部分15、第四层焊接片21、第四层端子接入部分15。另外，所述端子接入部分15和焊接片21可以通过焊接彼此结合，因此牢固地彼此连接。因此，即使在强烈的振动或者冲击下，所述线缆堆结构10和大电流端子20也不容易分离。
作为将所述端子接入部分15和焊接片21焊接的方法，可以应用超声波焊接、电阻焊接、钎焊焊接等。在本实施例中，应用钎焊焊接。
通常，钎焊焊接是通过熔化具有比基材金属低的熔点的填充金属来结合两种基材金属的焊接方法，并且难以将填充金属熔化成均匀地渗透在基材金属之间。为了改进这一点，每一个焊接片21可以由镀银(Ag)的铜板形成。换言之，根据本实施例所述的每一个焊接片21包括镀银层(未示出)。
根据上述构造，在所述端子接入部分15和焊接片21一个接一个地交替地布置成层的同时，所述端子接入部分15和焊接片21可以通过钎焊焊接彼此结合，在这里，每一个焊接片21的镀银层可以充当填充金属。相应地，在钎焊焊接期间不要求另外的填充金属。另外，因为镀银层熔化并且银成分均匀且广泛地分布在端子接入部分15和焊接片21之间，所以可以改进焊接质量和导电性。
所述中间部23是所述焊接片21经由其被多级式连接的部分，并且可以被设置成具有一定厚度的块体或矩形板的形式。由于所述焊接片21的一个端部以一定间隔被多级式地连接到所述中间部23，因此可以维持恒定间隔。
所述中间部23可以具有宽的板表面，该板表面具有对应于所述线缆堆结构10的截面面积的尺寸。例如，如图2或图5中所示，所述中间部23可以具有尺寸(长度x宽度)不超过所述线缆堆结构10的截面面积(厚度x宽度)的板表面，因此可以有利于提供紧凑且轻质的大电流端子20。
所述紧固部25可以具有螺栓紧固孔25a，并且可以被设置成在与焊接片21相反的方向上延伸的板形，其中所述中间部23位于该紧固部25与该焊接片21之间。例如，所述紧固部25可以具有一定厚度的矩形板形状，并且可以从所述中间部23的中间高度水平地延伸。所述紧固部25可以被连接到电池模块的端子或者诸如继电器装置这样的电气件的端子。例如，所述紧固部25和配对件的端子可以抵接，并且螺栓可以被插入螺栓紧固孔25a中并且使用螺母进行紧固。
所述焊接片21、中间部23和紧固部25可以例如由诸如铜(Cu)这样的金属材料一体地形成。即，所述焊接片21、中间部23和紧固部25在概念上是不同的元件，并且可以被一体地形成为单体。
根据本实施例所述的FFC汇流条可以进一步包括压缩带40，该压缩带40包围如下部分：在该部分中，每一个扁平柔性线缆11的端子接入部分15和每一个焊接片21被集成。所述端子接入部分15和焊接片21可以在钎焊焊接之后使用所述压缩带40被进一步固定和绝缘。即，如在图2中所示，在线缆堆结构10和大电流端子20之间的连接部分C可以被压缩带40包裹并且被挤压以加强固定，并且由于防止了连接部分C暴露于外部，因此所述连接部分C可以被绝缘。
如上所述，根据本公开的实施例所述的FFC汇流条具有如下结构：每一个扁平柔性线缆11的端子接入部分15和大电流端子20的每一个焊接片21以一对一的方式彼此接触，并且在接触状态中被焊接成单个主体，因此，在每一个扁平柔性线缆11和大电流端子21之间的连接部分的机械刚性很高。进而，通过不使用诸如铆钉或托架这样的部件，因此可以简化FFC汇流条的大电流端子20，并且减小其尺寸。
图8示出根据本公开的另一个实施例所述的大电流端子20A。图9示出根据本公开的另一个实施例所述的线缆堆结构10和大电流端子20A彼此连接的状态。图10是沿着图9的B-B'线切割的截面视图。
接下来，将参考图8到图10描述本公开的另一个实施例。
相同的附图标记表示相同的构件，并且将省略相同的构件的重复描述，并且描述将聚焦于与上述实施例的不同之处。
本实施例与上述实施例的不同之处在于大电流端子20A的焊接片21的一些部分以及用于钎焊焊接的构造。
如图8中所示，根据本实施例所述的大电流端子20A的每一个焊接片21包括平坦的基部21a和突起21b，该突起21b从所述基部21a的表面突出，并且以一定间隔设置在宽度方向上。另外，所述突起21b可以在朝向所述端子接入部分15的方向上伸长，并且由于这些突起21b，因此可以在所述突起21b之间的所述基部21a中设置凹形空间O。
形成所述端子接入部分15的每一个导线12可以被布置在每一个凹形空间O中。即，参考图9和图10，在本实施例中，每一个焊接片21沿着宽度方向(X轴线方向)在所述基部21a上具有五个突起21b，并且在所述突起21b之间设置四个凹形空间O。
构成每一个端子接入部分15的四个导线12可以被分别布置在所述四个凹形空间O中。每一个导线12的至少三个表面可以由所述突起21b和基部21a包围。在本实施例中，每一个扁平柔性线缆11的端子接入部分15与每一个焊接片21可以被交替地布置成层，而且，所述端子接入部分15的导线12可以被分别稳定地布置在所述焊接片21之间而不发生摇晃。
另外，镀银层M可以被设置在所述焊接片21的凹形空间O中。换言之，镀银层M可以被设置在形成所述凹形空间O的突起21b的表面上和所述基部21a的表面上，并且由于镀银层M在钎焊焊接期间熔化，因此导线12可以被结合到焊接片21。
根据上述构造，当镀银层M受热熔化时，每一个导线12的至少三个表面可以被结合到焊接片21。因此，在本实施例中，与上述实施例相比较，可以确保每一个焊接片21和每一个导线12之间的更大的接触面积和结合面积，因此，与上述实施例中相比，每一个焊接片21和每一个导线12可以更牢固地彼此连接。
同时，根据本公开的一种电池组可以被构造成包括一个或多个上述FFC汇流条。所述FFC汇流条可以被应用于将两个电池模块彼此串联连接，或者将电池模块的端子电连接到电池组中的继电器或装置。
除了所述FFC汇流条之外，所述电池组可以进一步包括：一个或多个电池模块，所述一个或多个电池模块包括作为成组的多个电池单体的电池单体堆结构；和BMS、熔断器、继电器等，这些装置作为用于基于电池模块的电压和温度来控制电池模块的充电或放电或者电池模块的电流的控制装置。
所述电池组可以被应用于车辆，诸如电动车辆或者混合动力车辆。所述电池组还可以被应用于电力存储装置或者其他IT产品。
虽然已经示出并描述了本公开的优选实施例，但是本公开不限于上文描述的具体优选实施例，并且对于本公开所属领域的普通技术人员而言将是显而易见的是在不偏离权利要求中所要求保护的本公开的主旨的情况下做出各种修改，并且这些修改在权利要求的范围内。
在本说明书中，虽然已经使用了诸如上、下、左、右等的指示方向的术语，但是对于本领域技术人员而言将是显而易见的是，这些术语仅仅是为了描述方便，并且可以取决于观察者的观察位置或者物体的位置而被不同地表达。

Claims (11)

1.一种FFC汇流条，包括：
线缆堆结构，所述线缆堆结构通过堆叠多个扁平柔性线缆来形成；和
大电流端子，所述大电流端子被连接到所述线缆堆结构的至少一个端部，
其中，每一个扁平柔性线缆包括位于其至少一个端部处的端子接入部分，所述端子接入部分包括多股导线，并且
所述端子接入部分被焊接到所述大电流端子。
2.根据权利要求1所述的FFC汇流条，其中，所述大电流端子包括呈薄板形式的多个焊接片，并且
每一个扁平柔性线缆的所述端子接入部分与每一个焊接片被交替地布置成层。
3.根据权利要求2所述的FFC汇流条，其中，所述大电流端子包括：
中间部，所述焊接片经由所述中间部被多级式连接；和
紧固部，所述紧固部包括螺栓紧固孔，并且在与所述焊接片相反的方向上延伸，其中，所述中间部位于所述紧固部和所述焊接片之间。
4.根据权利要求3所述的FFC汇流条，其中，所述焊接片、所述中间部和所述紧固部由金属材料一体地形成。
5.根据权利要求3所述的FFC汇流条，其中，所述中间部具有矩形板形状，并且具有板表面，所述板表面具有对应于所述线缆堆结构的截面面积的尺寸。
6.根据权利要求3所述的FFC汇流条，其中，每一个焊接片由镀银(Ag)的铜板形成。
7.根据权利要求3所述的FFC汇流条，其中，每一个焊接片包括：
平坦的基部；和
突起，所述突起从所述基部的表面突出，并且以预定间隔设置在宽度方向上，
其中，形成所述端子接入部分的所述导线被分别布置在所述突起之间的凹形空间中。
8.根据权利要求7所述的FFC汇流条，其中，镀银层被设置在所述凹形空间中。
9.根据权利要求1所述的FFC汇流条，进一步包括热缩管，所述热缩管一体地包围所述多个扁平柔性线缆。
10.根据权利要求2所述的FFC汇流条，进一步包括压缩带，所述压缩带包围如下部分的周边：在所述部分中，每一个扁平柔性线缆的所述端子接入部分和每一个焊接片被集成。
11.一种电池组，包括根据权利要求1到10中的任一项所述的FFC汇流条。
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