CN117897863A - 包括灭火液体的模块间汇流条 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于连接电池模块的模块间汇流条，该模块间汇流条包括：金属条，所述金属条由导电金属材料制成；以及绝缘体，所述绝缘体位于所述金属条的不包括所述金属条的两端的部分处，其中，在所述绝缘体中包含有灭火液体。

Description

包括灭火液体的模块间汇流条

技术领域

本申请要求于2022年8月16日提交的韩国专利申请No.2022-0101747的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。

本发明涉及一种被配置为将电池模块彼此连接的模块间汇流条，更具体地，涉及一种模块间汇流条，该模块间汇流条具有绝缘体结构和包括灭火液体的结构，该绝缘体结构被配置为保护由导电金属材料制成的金属条免受外部影响，所述包括灭火液体的结构能够在发生火灾时灭火。

背景技术

随着近来由于空气污染和由于使用化石燃料导致的能量消耗而产生的替代能源的发展，对能够存储所产生的电能的二次电池的需求已经增加。能够充电和放电的二次电池被密切地用于日常生活。例如，二次电池用于移动设备、电动车辆和混合电动车辆。

由于移动设备的使用增加、移动设备的复杂性增加以及电动车辆的发展，用作在现代社会中不可避免地使用的各种电子设备的能源的二次电池的所需容量已经增加。为了满足用户的需求，多个电池电芯被布置在小型装置中，而包括彼此电连接的多个电池电芯的电池模块或包括多个电池模块的电池组被用在车辆等中。

此外，汇流条被广泛地用作用于电池模块之间的电连接的装置，并且用作大电流传导装置，因为即使与电缆相比具有相对小的厚度，汇流条也能够允许大电流稳定地流过其中。

通常，汇流条可以以诸如表现出优异导电性的铜或铝的金属条的形式提供，并且金属条的其余部分(不包括连接到端子的相对端)覆盖有用于安全的管或注射模制产品。

然而，当电池组中的火熄灭时，管或注射模制产品可能被烧毁，由此金属条可能暴露于外部并且可能与周围的金属物体接触，并且因此可能发生短路。

此外，没有办法仅使用耐火的耐热汇流条来主动地响应火焰。

为了解决这个问题，如图1所示，下面的文献(专利文献)公开了一种绷带装置，该绷带装置用于通过提供绝缘管20和绷带构件30A来防止金属条和周围金属物体之间的接触，绝缘管20被配置成包围环形或带状金属线，该金属线是通过用具有绝缘和耐火特性的材料涂覆金属条10的除了其两端之外的其余部分而获得的。然而，只公开了一种在发生火灾时防止电短路的结构，而没有公开或暗示能够灭火的基本灭火装置。

(现有技术文献)

韩国专利申请公开号2021-0141095

发明内容

技术问题

本发明是鉴于上述问题而完成的，本发明的目的在于提供一种模块间汇流条，该模块间汇流条具有灭火液体，该灭火液体设置在被构造成包围金属条的绝缘体中，其中灭火液体在发生火灾时泄漏以直接熄灭火焰。

技术方案

为了实现上述目的，根据本发明的一种模块间汇流条，该模块间汇流条包括：金属条，所述金属条由导电金属材料制成；以及绝缘体，所述绝缘体位于所述金属条的不包括所述金属条的两端的部分上，其中，在所述绝缘体中包含有灭火液体。

此外，在根据本发明的模块间汇流条中，所述绝缘体可以设置有金属条插入孔，并且所述绝缘体可以以一个或更多个沿其纵向方向装配到所述金属条上。

此外，在根据本发明的模块间汇流条中，通过使用粘合剂的粘合使装配在所述金属条上的多个绝缘体可以彼此固定。

此外，在根据本发明的模块间汇流条中，所述绝缘体可以包括：内绝缘部分，所述内绝缘部分被配置成围绕所述金属条；以及外绝缘部分，所述外绝缘部分被配置成包围所述内绝缘部分的不包括其端表面的外表面，并且在所述内绝缘部分中设置有供所述灭火液体注入的空间。

此外，在根据本发明的模块间汇流条中，供所述灭火液体注入的所述空间可以形成在与所述金属条紧密接触的第一绝缘层和与所述外绝缘部分紧密接触的第二绝缘层之间。

此外，在根据本发明的模块间汇流条中，供所述灭火液体注入的所述空间可以被形成为围绕整个所述金属条。

此外，在根据本发明的模块间汇流条中，所述内绝缘部分还可以包括：第一注入孔，所述第一注入孔被配置成允许所述灭火液体穿过所述第一注入孔注入；以及第一密封帽，所述第一密封帽被配置成密封所述第一注入孔。

此外，在根据本发明的模块间汇流条中，所述内绝缘部分可以配备有第一注入孔，所述第一注入孔被配置成允许所述灭火液体穿过所述第一注入孔注入，所述外绝缘部分还可以包括第二注入孔，所述第二注入孔被配置成与所述第一注入孔连通，并且所述模块间汇流条还可以包括第二密封帽，所述第二密封帽被配置成密封所述第一注入孔和所述第二注入孔。

此外，在根据本发明的模块间汇流条中，第一绝缘层可以比第二绝缘层厚。

此外，在根据本发明的模块间汇流条中，外绝缘部分可包围所述内部绝缘部分的包括其端表面的外表面。

此外，在根据本发明的模块间汇流条中，所述内绝缘部分可以由能膨胀的耐热硅树脂材料制成。

此外，在根据本发明的模块间汇流条中，所述外绝缘部分可以由耐热硅树脂材料制成，所述耐热硅树脂材料被配置成通过热而陶瓷化。

此外，在根据本发明的模块间汇流条中，灭火液体可以由绝缘材料制成。

有益效果

从上面的描述中显而易见的是，根据本发明的模块间汇流条具有如下优点：在汇流条中包括灭火液体，并且灭火液体在发生火灾时泄漏，由此可以在早期灭火。

另外，根据本发明的模块间汇流条的优点在于，被构造成保护汇流条免受外部冲击影响或防止汇流条电接触的绝缘体以块为单位制造，使得绝缘体可以装配到金属条上以覆盖金属条的整个长度，由此可以降低汇流条的制造成本并简化制造过程。

此外，在根据本发明的模块间汇流条中，可以根据火灾的原因和类型将不同的灭火液体注入到汇流条中，由此可以有效地处理各种火灾原因和环境。

附图说明

图1是传统的模块间汇流条的截面图。

图2是根据本发明第一优选实施方式的模块间汇流条的分解立体图。

图3是图2的组装立体图。

图4是根据本发明第一优选实施方式的模块间汇流条的立体图。

图5是沿着线J-J截取的根据本发明第一优选实施方式的绝缘体的垂直截面图。

图6是沿着线K-K截取的根据本发明第一优选实施方式的绝缘体的垂直截面图。

图7是根据本发明第二优选实施方式的模块间汇流条的立体图。

图8是沿着线K-K截取的根据本发明第二优选实施方式的绝缘体的垂直截面图。

图9是沿着线K-K截取的根据本发明第三优选实施方式的绝缘体的垂直截面图。

图10是沿着线K-K截取的根据本发明第四优选实施方式的绝缘体的垂直截面图。

图11是示出根据本发明优选实施方式的模块间汇流条由于模块间汇流条下方的火引起的变形的截面图。

具体实施方式

现在，将参考附图详细描述本发明的优选实施方式，使得本发明所属领域的普通技术人员可以容易地实现本发明的优选实施方式。然而，在详细描述本发明的优选实施方式的操作原理时，当合并于此的已知功能和配置的详细描述可能使本发明的主题不清楚时，将省略该详细描述。

此外，在所有附图中使用相同的附图标记来表示执行类似功能或操作的部件。在整个说明书中将一个部件连接到另一个部件的情况下，不仅一个部件可以直接连接到另一个部件，而且一个部件可以经由又一个部件间接连接到另一个部件。此外，包括某一元素并不意味着排除其它元素，而是意味着可以进一步包括该元素，除非另有说明。

以下，将参照附图详细描述根据本发明的模块间汇流条。

图2是根据本发明第一优选实施方式的模块间汇流条的分解立体图，图3是示出图2的分解立体图的组件的示例的图，图4是根据本发明第一优选实施方式的模块间汇流条的立体图。

参照图2至图4，根据本发明的模块间汇流条包括：金属条100，其具有形成在两端中的紧固孔H，以将电池模块彼此连接，该金属条由导电金属材料制成；以及绝缘体200，其装配并定位在金属条100的除了其两端之外的部分上。

金属条100的一端(即，金属条的相对端之一)，可以连接到一个电池模块的(+)端子，而金属条的另一端可以连接到另一个电池模块的(-)端子。例如，电池模块的每个端子可以构造成螺栓形式，使得端子插入到设置在金属条100的两端中的孔H中，然后用螺母紧固，由此牢固地固定连接部。

另外，金属条的厚度和宽度可以基于流过金属条的电流的大小来设置，并且金属条可以根据安装位置或安装条件而不同地制造。

另外，绝缘体200被配置为包围金属条100的外部的结构，并且用于在保持电绝缘的同时保护金属条100。

参照图3，绝缘体200设置有金属条100插入空间B，并沿其纵向方向装配到金属条100上。绝缘体200被构造成单元块的形式，以容易装配到金属条100上，其优点在于，可以根据金属条的长度灵活地调节要装配到金属条100上的绝缘体200的数量。

图4示出了多个绝缘体200在金属条100的整个长度上装配在金属条100上的示例。

金属条100可以具有各种尺寸和长度，并且每次需要新设计和制造汇流条。然而，本发明的绝缘体200还可以在其长度内装配到金属条100上，并且可以改变绝缘体200的金属条插入空间B的形状和尺寸，由此可以有效地制造各种尺寸的汇流条。

如图4所示，装配的绝缘体200可以在彼此相邻的区域中经由粘合剂230以彼此紧密接触的方式彼此固定，由此可以防止绝缘体的移动或变形。

在下文中，将参照图5和6详细描述绝缘体200的内部结构。

图5是沿着线J-J截取的根据本发明第一优选实施方式的绝缘体200的垂直截面图，且图6是沿着线K-K截取的绝缘体200的垂直截面图。

参照图5和图6，绝缘体200包括金属条100插入空间B、被构造成围绕金属条的内绝缘部分210以及被构造成围绕内绝缘部分210的外绝缘部分220。

内绝缘部分210被配置为多纳圈形(donut-shaped)结构，并且包括第一绝缘层211、灭火液体注入空间S和第二绝缘层212，所述第一绝缘层211是被配置为包围金属条插入空间B的内表面，所述灭火液体注入空间S被形成为包围金属条，所述第二绝缘层212是外表面。

此外，第一绝缘层211和第二绝缘层212在图5中看起来是彼此分离的，但基本上集成为一体，如图6所示。

这里，第一绝缘层211和第二绝缘层212可以形成为具有相同的厚度，但是第二绝缘层212可以形成为比第一绝缘层211薄，以便保持金属条插入空间B稳定，并且便于当产生火焰时灭火液体泄漏到外部，这将在后面描述。

第二绝缘层212具有：第一注入部分214，该第一注入部分214包括第一注入孔215和第一密封帽216，所述第一注入孔215被构造成允许灭火液体通过其注入；所述第一密封帽216被构造成密封第一注入孔215，并且灭火液体213可通过第一注入孔215注入。在喷射灭火液体之后，第一注入孔被第一密封帽216密封，由此防止灭火液体泄漏到外部。

这里，第一注入孔的尺寸和形状没有特别限制，并且可以考虑灭火液体的喷射效率进行调节。例如，第一注入孔的形状可以是多边形，例如圆形、椭圆形、三角形或四边形或无定形。

另外，显然，构成内绝缘部分210的第一绝缘层211和第二绝缘层212中的每一个必须由能够长时间存储灭火液体的材料制成。优选地，没有特别的限制，只要使用可膨胀阻燃硅树脂材料即可，所述可膨胀阻燃硅树脂材料表现出耐化学性并且膨胀和熔化使得灭火液体在其温度由于火焰升高到一定水平或更高时容易暴露于外部。

如图5和图6所示，在本发明的第一实施方式中，外绝缘部分220被构造成包围内绝缘部分210的外表面的结构，并且被形成为包围内绝缘部分210的不包括其相对端表面的外表面。

此外，用于外绝缘部分220的材料没有特别限制，只要优选使用耐火硅树脂即可，所述耐火硅树脂在暴露于火焰时陶瓷化从而形成小裂纹。

例如，陶瓷化的耐火硅树脂在室温下表现出普通硅树脂的性能，但在高温下，耐火硅树脂的结构变为陶瓷化的结构，由此耐火硅树脂具有陶瓷特性，因此陶瓷化的耐火硅树脂可耐受冲击，同时保持一定的强度。

后面将参照图11详细描述由于火焰引起的绝缘体200的形状变化。

图7是根据本发明第二优选实施方式的模块间汇流条的立体图，图8是沿线K-K截取的根据本发明第二优选实施方式的绝缘体200的垂直截面图。

由于在上述第一实施方式中，灭火液体被注入到内绝缘部分210中，由第一密封帽进行密封，并且设置外绝缘部分220，所以不能注入额外的灭火液体，如图4所示。

相反，如图7和图8所示，根据本发明第二实施方式的模块间汇流条包括第二注入部分224，该第二注入部分224构造成使得设置在内绝缘部分中的第一注入孔215和设置在外绝缘部分225中的第二注入孔225彼此连通以便喷射灭火液体，并且使得第一注入孔215和第二注入孔225由第二密封帽226密封。

特别地，在第二实施方式中，内绝缘部分210和外绝缘部分220可以在不提供灭火液体喷射空间的情况下制造，然后第二注入部分224可以通过后续工艺形成，由此与第一实施方式相比，工作过程可以相对简化。此外，可以在不注入灭火液体的情况下制造绝缘体200，并且可以根据将来的使用通过第二注入部分224选择性地注入灭火液体。

图9是沿着线K-K截取的根据本发明的第三优选实施方式的绝缘体200的垂直截面图，并且图10是沿着线K-K截取的根据本发明的第四优选实施方式的绝缘体200的垂直截面图。

如图9和图10所示，绝缘体200被构造为这样的结构，在该结构中，外绝缘部分220包围内绝缘部分210的整个外表面，包括其端表面(但不包括金属条插入空间B的内表面)。

图9的第三实施方式是第一实施方式的变型，其中第一注入部分214仅设置在内绝缘部分210处，图10的第四实施方式是第二实施方式的变型，其中设置第二注入部分224。

特别地，在第一和第二实施方式中，当仅使用一个绝缘体200构造汇流条时，内绝缘部分210的端表面可直接暴露于火焰，或者即使当在经由粘合剂230彼此连接的相邻绝缘体200之间形成间隙时，绝缘体也可暴露于火焰，在第三和第四实施方式中防止了这种情况。

图11是示出根据本发明优选实施方式的模块间汇流条由于模块间汇流条下方的火引起的变形的截面图。

通常，当电池组中的火熄灭时，会产生大量的热和火焰，由此可能烧掉设置在模块间汇流条处的绝缘部分，并且因此可能发生与外围部分的电短路。特别地，电短路可以在电池组中形成电闭合电路，由此可能加速电池组中的热失控。

如图11所示，图11的(a)示出了当在汇流条下方产生火焰时在变形之前将电池模块彼此连接的模块间汇流条的形状，并且图11的(b)示出了从火焰发生起经过一定时间段之后变形的汇流条形状。

参照图11的(b)，当火焰产生并且温度升高到一定温度或更高时，形成绝缘体200的外部的外绝缘部分220的表面被陶瓷化。同时，内绝缘部分210向由于加热而膨胀的陶瓷化外绝缘部分220施加压力，由此在外绝缘部分220的下表面中形成裂缝240。

通过裂缝240接收热量的内绝缘部分210可以熔化，并且其中的灭火液体213可以通过外绝缘部分220中的裂缝流出，由此可以在早期熄灭火焰。

通常，灭火分为物理灭火(去除或阻断氧气源、着火能量、可燃物等)和化学灭火(化学灭火通过化学控制抑制燃烧的连锁反应)。由于本发明的目的是熄灭密封电池组中的火，因此本发明中的灭火液体213优选地表现出绝缘特性，并且可以使用卤化化合物灭火液体，该卤化化合物灭火液体与使用负催化剂效应的化学灭火对应，以通过抑制由火引起的连锁反应来灭火。

然而，根据用途可以使用各种汇流条，并且另外存在各种起火原因，因此灭火液体213的类型不受限制，因为本领域技术人员可以容易地使用灭火液体213。

在下文中，将描述制造根据本发明第一实施方式的模块间汇流条的处理。

首先，制造绝缘体200的方法包括：第一步骤，所述第一步骤使用诸如注入的方法制造包括第一绝缘层211、第二绝缘层212和第一注入孔214的内绝缘部分210；第二步骤，所述第二步骤通过第一注入孔214注入灭火液体213；第三步骤，所述第三步骤在灭火液体213的注入完成时，使用第一密封帽216执行密封以防止灭火液体213泄漏；以及第四步骤，所述第四步骤形成外绝缘部分220，该外绝缘部分220被配置成包围该内绝缘部分210。

此外，该方法还包括第五步骤，所述第五步骤将由此制造的多个绝缘体200装配到金属条100上以便覆盖金属条的不包括金属条的相对端的长度，并且使用粘合剂230将绝缘体彼此固定，以制造模块间汇流条。

另外，通过紧接在第一实施方式中的第一步骤之后执行形成外绝缘部分220的第四步骤和通过第二注入部分224注入灭火液体213并执行密封的步骤，来执行根据本发明第二实施方式的制造模块间汇流条的过程。此外，可以通过上述第五步骤制造模块间汇流条。

上面已经参考具体实施方式描述了本发明。然而，本发明所属领域的技术人员将理解，在基于以上描述的本发明的范畴内，各种应用和修改都是可能的。

(附图标记说明)

10、100：金属条

20：绝缘管

30A：绑带构件

200：绝缘体

210：内绝缘部分

211：第一绝缘层

212：第二绝缘层

213：灭火液体

214：第一注入部分

215：第一注入孔

216：第一密封帽

220：外绝缘部分

224：第二注入部分

225：第二注入孔

226：第二密封帽

230：粘合剂

240：裂缝

H：螺栓紧固孔

S：灭火液体注入空间

B：金属条插入空间

Claims (14)

1.一种模块间汇流条，该模块间汇流条包括：

金属条，所述金属条由导电金属材料制成；以及

绝缘体，所述绝缘体位于所述金属条的不包括所述金属条的两端的部分上，

其中，在所述绝缘体中包含有灭火液体。

2.根据权利要求1所述的模块间汇流条，其中，

所述绝缘体设置有金属条插入孔，并且

所述绝缘体以一个或更多个沿其纵向方向装配到所述金属条上。

3.根据权利要求2所述的模块间汇流条，其中，

通过使用粘合剂的粘合使装配在所述金属条上的多个绝缘体彼此固定。

4.根据权利要求1所述的模块间汇流条，其中，

所述绝缘体包括：

内绝缘部分，所述内绝缘部分被配置成围绕所述金属条；以及

外绝缘部分，所述外绝缘部分被配置成包围所述内绝缘部分的不包括其端表面的外表面，并且

在所述内绝缘部分中设置有供所述灭火液体注入的空间。

5.根据权利要求4所述的模块间汇流条，其中，

供所述灭火液体注入的所述空间形成在与所述金属条紧密接触的第一绝缘层和与所述外绝缘部分紧密接触的第二绝缘层之间。

6.根据权利要求5所述的模块间汇流条，其中，

供所述灭火液体注入的所述空间被形成为围绕整个所述金属条。

7.根据权利要求5所述的模块间汇流条，其中，

所述内绝缘部分还包括：

第一注入孔，所述第一注入孔被配置成允许所述灭火液体穿过所述第一注入孔注入；以及

第一密封帽，所述第一密封帽被配置成密封所述第一注入孔。

8.根据权利要求5所述的模块间汇流条，其中，

所述内绝缘部分配备有第一注入孔，所述第一注入孔被配置成允许所述灭火液体穿过所述第一注入孔注入，

所述外绝缘部分还包括第二注入孔，所述第二注入孔被配置成与所述第一注入孔连通，并且

所述模块间汇流条还包括第二密封帽，所述第二密封帽被配置成密封所述第一注入孔和所述第二注入孔。

9.根据权利要求5所述的模块间汇流条，其中，

所述第一绝缘层比所述第二绝缘层厚。

10.根据权利要求4所述的模块间汇流条，其中，

外绝缘部分包围所述内绝缘部分的包括其端表面的外表面。

11.根据权利要求4所述的模块间汇流条，其中，

所述内绝缘部分由能膨胀的耐热硅树脂材料制成。

12.根据权利要求4所述的模块间汇流条，其中，

所述外绝缘部分由耐热硅树脂材料制成，所述耐热硅树脂材料被配置成通过热而陶瓷化。

13.根据权利要求1所述的模块间汇流条，其中，

所述灭火液体由绝缘材料制成。

14.一种电池组，该电池组包括根据权利要求1至13中任一项所述的模块间汇流条。