CN220189845U - 具有高散热性能的汇流条和包括该汇流条的电池组 - Google Patents

Abstract

本公开涉及具有高散热性能的汇流条和和包括该汇流条的电池组。提供了一种汇流条，所述汇流条包括用于将电池模块或电气部件彼此电连接的条型导体，所述汇流条具有三维栅格结构以允许空气通风，并且所述汇流条具有被设置在所述汇流条的本体中的多个通风孔。详细地，所述汇流条的本体可以设置成具有预定的长度、厚度和宽度的条形状，并且所述多个通风孔可以被设置在所述本体的上表面、下表面、左侧表面、右侧表面、前表面和后表面中，并且被设置成穿过所述本体的内部彼此连通。

Description

具有高散热性能的汇流条和包括该汇流条的电池组

技术领域

本公开涉及一种汇流条，更特别地，涉及一种具有散热结构的汇流条，经由所述散热结构，在施加大电流期间产生的热量可以被有效地消散到大气中。

本申请要求于2020年9月17日在韩国提交的韩国专利申请第10-2020-0119917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，并且在它们之中，锂二次电池与镍类二次电池相比较几乎没有记忆效应，具有低自放电率和高能量密度，并且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的紧凑型装置中，而且还被使用在诸如电动车辆或能量存储系统(ESS)的中型到大型装置中。例如，当被使用在电动车辆中时，电池组通过连接大量的电池模块来构造电池组，在每一个电池模块中，多个二次电池彼此电连接，以增加能量容量和输出。

为了连接电池模块或连接电气部件，使用线缆或汇流条。

当电流流过具有相对大的截面的导体时，电阻损耗低，因此在这种情形中，由导体引起的电压降小。即，导体的截面影响电压降，并且因此电流越大，其影响越大。然而，汇流条1通过使用具有高导电性的铜或铝材料来制造，并且如在图1(a)和图1(b)中所示，汇流条1被形成为在其两端处具有螺栓联接孔2的条的形状。与包覆线缆相比较，汇流条1具有电流可以通过的更大的截面，并且因此具有低阻抗和高电流容量，并且容易安设在狭窄空间中。相应地，在大电流流过并且具有狭窄空间的电池组中，汇流条的使用比线缆更有效。

汇流条可以被分类成柔性汇流条和刚性汇流条。对于变化的振动轴线或者复杂的路径，使用柔性汇流条，并且对于相对短或简单的路径，经常使用刚性汇流条。

除了由电流的容许量来确定，汇流条的截面还可以由当电流流动时产生的热量和将要使用汇流条的周边环境的温度来确定。即，在电气质量方面，考虑到当大电流流动时产生的热量或者密封的电池组内部的温度或者在周围的电气部件中产生的热量，即使当汇流条的截面足够时，也可能必须另外地增加截面。这是为了通过促进从汇流条的表面到大气中的散热来减少汇流条的热量产生。

然而，为了增加汇流条的散热面积(见图1(a)和图1(b))，增加汇流条的宽度W或厚度T不仅增加了汇流条的材料成本，而且还对电池组的轻量化和紧凑尺寸具有不利的影响。因此，需要一种方法，以不超过必要地增加汇流条的宽度或厚度但是仍改进散热性能。

实用新型内容

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：一种汇流条，由此可以在不超过必要地增加汇流条的宽度或厚度的情况下增加散热性能；和一种制造所述汇流条的方法。

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地显而易见。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所示的手段及其组合来实现。

技术方案

在本公开的一个方面中，提供了一种汇流条，所述汇流条包括用于将电池模块或电气部件彼此电连接的条形导体，所述汇流条具有三维栅格结构以允许空气通风，并且所述汇流条包括被设置在所述汇流条的本体中的多个通风孔。

所述本体可以被设置成具有预定长度、厚度和宽度的条形状，并且所述多个通风孔可以被设置在所述本体的上表面、下表面、左侧表面、右侧表面、前表面和后表面中，并且被设置成穿过所述本体的内部彼此连通。

所述本体可以包括：多个纵向板，所述多个纵向板在彼此之间具有预定间隔的情况下被并排地布置；和多个横向板，所述多个横向板在与所述多个纵向板交叉的方向上在彼此之间具有预定间隔的情况下被并排地布置，其中，所述多个通风孔通过在竖直方向上交替地重复堆叠所述多个纵向板和所述多个横向板来形成。

所述多个纵向板和所述横向板中的至少一个可以镀覆有银(Ag)。

所述多个纵向板中的每一个纵向板可以由未镀覆的铜板形成，并且所述多个横向板中的每一个横向板可以由两侧镀覆有银(Ag)的铜板形成。

所述多个纵向板和所述多个横向板可以通过钎焊焊接进行焊接。

在本公开的另一个方面中，提供了一种制造汇流条的方法，所述方法包括：制备材料，所述材料包括具有与所述汇流条的长度相同的长度的多个纵向板和具有与所述汇流条的宽度相同的长度的多个横向板；通过将所述多个纵向板在其间具有预定间隔的情况下并排地布置并且将所述多个横向板在其间具有预定间隔的情况下在与所述多个纵向板交叉的方向上并排地堆叠在所述多个纵向板上，而形成汇流条单元层；通过将所述汇流条单元层重复堆叠预设次数，而形成汇流条复数层；并且焊接所述汇流条复数层，以将所述汇流条复数层集成为单体。

所述方法可以进一步包括孔加工操作：在所述焊接之后，在所述汇流条的两端处在厚度方向上形成孔。

所述纵向板可以包括未镀覆的铜板，并且所述横向板可以包括镀银(Ag)的铜层，并且在所述焊接中，可以执行钎焊焊接，在所述钎焊焊接中，在不使用另外的填料金属的情况下，通过熔化所述横向板的银成分，将所述汇流条复数层集成为单体。

在本公开的另一个方面中，提供了一种电池组，所述电池组包括上文描述的汇流条。

有利效果

根据本公开的方面，可以提供一种汇流条，与相关技术相比较，所述汇流条具有改进的散热性能。

根据本公开的汇流条在构成栅格结构的纵向板和横向板之间包括可以接触大气的通风孔。外部空气可以在包括竖直方向、水平方向、前后方向的所有方向上通过通风孔穿过汇流条的本体。即，按照根据本公开的汇流条，外部空气可以不仅接触汇流条的外部表面，而且还接触汇流条的内侧，由此改进散热性能。

根据本公开的另一个方面，可以提供一种汇流条，所述汇流条通过以栅格结构堆叠纵向板和横向板并且通过钎焊焊接固定纵向板和横向板来形成。这里，通过对纵向板或横向板中的至少一个进行银镀，在钎焊焊接期间不需要另外的填料金属，并且可以改进汇流条的导电性。

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未提到的效果。

附图说明

图1(a)和图1(b)是图示根据本公开的相关技术的汇流条的图。

图2是根据本公开的实施例的汇流条的立体图。

图3是图2的区域A的放大立体图。

图4图示图2的汇流条的平面图和局部放大图。

图5(a)和图5(b)图示根据本公开的实施例的纵向板和横向板。

图6图示通过将图5(a)和图5(b)的纵向板和横向板堆叠一次而形成的汇流条单元层。

图7图示包括多个图6的汇流条单元层的汇流条复数层。

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，在说明书和所附权利要求中使用的术语不应该被解释为被限制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，在优选实施例和本说明书的附图中公开的构造是本公开的优选实施例的示例，因此应该理解，在提交本申请时，可能存在能够替代优选实施例的可替代的等同或修改示例。

提供了本公开的实施例，使得该公开将是彻底的和完整的，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，为了清楚的描述，部件的形状和尺寸可能被夸大或省略或示意性地图示。因此，每一个构成元件的尺寸或比率并不完美地反映实际尺寸。

例如，下文描述的汇流条可以在电池组的内部使用，以连接电池模块或者将构成电池断开单元(BDU)的继电器装置连接到电池模块的内部端子。除了电池组，所述汇流条还可以在使用大功率的其他电子和电气装置、系统、建筑物的配电箱中采用。

图2是根据本公开的实施例的汇流条的立体图。图3是图2的区域A的放大立体图。图4图示图2的汇流条的平面图和局部放大图。

将参考图2到图4详细描述根据本公开的实施例的汇流条的构造。

根据本公开的实施例的汇流条具有由具有高导电性的金属材料形成的条的基本形状，并且在其本体中包括多个通风孔10A、10B和10C。

汇流条的本体由将稍后描述的多个纵向板20和多个横向板30形成，并且可以被设置成具有预定长度、厚度和宽度的直矩形条的形状。作为参考，上文描述的直矩形条的形状的汇流条的本体是示例。即，可以应用本公开的技术构思的汇流条的本体形状不限于直矩形条的形状。即，汇流条的本体形状可以被设置成其他形状，诸如在多个方向上弯折的条的形状。

多个通风孔10A、10B和10C可以被设置在汇流条的本体的整个区域上。例如，汇流条的本体可以具有三维栅格结构，并且多个通风孔10A、10B和10C可以被形成在汇流条的本体的所有的上表面、下表面、左侧表面、右侧表面、前表面和后表面中，并且通风孔10A、10B和10C中的每一个可以在汇流条的本体的内部彼此连通。

根据这种构造，外部空气可以通过多个通风孔10A、10B和10C在包括竖直方向、水平方向、前后方向的所有方向上穿过汇流条的本体。因此，空气可以不仅接触根据本公开的汇流条的外部表面，还接触汇流条的内部空间，因此，该汇流条的散热性能好于根据相关技术的汇流条。

另外，根据本公开的汇流条比相同尺寸的根据相关技术的条形汇流条(参考图1(a)和图1(b))轻，因此适合于减轻电池组的重量。换言之，即便一条汇流条的重量不大，也可能在电池组中容纳数十到数百条汇流条，并且在此情形中，数十到数百条汇流条的总重量引起电池组的重量增加。因此，期望的是，将被用于电池组的汇流条重量轻并且电气质量和散热优异。根据本公开的汇流条满足所有上述条件。

接着，将详细描述构成三维栅格结构的汇流条的构造。

参考图2，汇流条的本体包括多个纵向板20和多个横向板30。每一个纵向板20可以由未镀覆的铜板形成，并且可以被设置成与汇流条的长度(Y轴线方向)一样长地延伸的带的形式。另外，每一个横向板30可以由镀银(Ag)的铜板形成，并且可以被设置成与汇流条的宽度(X轴线方向)一样长地延伸的带的形式。

特别地，如在图3中所示，根据本实施例的横向板30包括铜板层31和银镀层32A和32B，所述银镀层32A和32B分别在铜板层31的上部和下部上。如将稍后描述地，银镀层32A和32B在钎焊焊接期间替代填料金属，并且有助于改进汇流条的导电性。

参考图4，多个纵向板20_1、20_2、20_3、20_4和20_5可以被布置成在其间具有预定间隔的情况下并排地在汇流条的长度方向(Y轴线方向)上延伸，并且多个横向板30_1、30_2、……30_N可以被布置在与多个纵向板20_1、20_2、20_3、20_4和20_5交叉的方向(X轴线方向)上，并且彼此间以预定间隔并排地布置。即，由于每一个纵向板20_1、20_2、20_3、20_4和20_5和每一个横向板30_1、30_2、……30_N彼此交叉并且彼此间隔开以形成栅格结构，所以通风孔10A可以被设置在每一个纵向板20_1、20_2、20_3、20_4和20_5与每一个横向板30_1、30_2、……30_N之间。

多个纵向板20_1、20_2、20_3、20_4和20_5和多个横向板30_1、30_2、……30_N可以在竖直方向上彼此交替地堆叠，以形成三维栅格结构。

回过来参考图3和图4，在根据本实施例的汇流条中，在最低层中五个纵向板20沿着汇流条的宽度方向(X轴线方向)以相等间隔被布置，并且67个横向板30沿着汇流条的长度方向(Y轴线方向)以相等间隔被布置在纵向板20上。然后，另外的五个纵向板20沿着汇流条的宽度方向(X轴线方向)以相等间隔被布置在上述横向板上，并且另外的67个横向板30在汇流条的长度方向(Y轴线方向)上以相等间隔被布置在其上。根据上文描述的模式，五个纵向板20被堆叠五次，并且67个横向板30被堆叠在纵向板20之间四次。这里，五个纵向板20分别位于第一层、第三层、第五层、第七层和第九层上，并且67个横向板30分别位于第二层、第四层、第六层和第八层上，由此形成具有包括总共九层的三维栅格结构的堆叠结构。

由于汇流条的本体由如上具有三维栅格结构的堆叠结构形成，因此空的空间被设置在每一层的纵向板20和横向板30之间，并且空的空间可以被设置成通风孔10A、10B和10C。这些通风孔10A、10B和10C在上、下、左、右、前和后方向上以预定间隔被规则地设置在汇流条的本体中，并且在汇流条的本体的内部彼此连通。

上文描述的汇流条具有能够与大气形成接触的大的散热面积，并且具有通风孔10A、10B和10C在汇流条的内部彼此连通的结构，因此，可以认为该汇流条具有比根据相关技术的汇流条更好的散热效果。特别地，在汇流条周围存在冷却风扇以向汇流条提供冷却空气的环境中，冷却空气可以通过通风孔10A、10B和10C进出汇流条的本体，由此快速地阻断汇流条的热量产生。

虽然在本实施例中通过重复堆叠纵向板20和横向板30来形成包括九个层的堆叠结构，但是堆叠结构的层数可以根据汇流条的期望厚度或汇流条的截面SQ而改变。例如，当以上文描述的方式将多个纵向板20堆叠N次并且将多个横向板30堆叠M次时，可以提供如下堆叠结构，该堆叠结构具有多个纵向板20分别位于第一层、第三层、……第2N-1层上并且多个横向板30分别位于第二层、第四层、……和第2M层上的三维栅格结构。

将参考图5(a)到图7详细描述根据本公开的实施例的一种制造汇流条的方法。

首先，通过加工具有高导电性的金属材料来制备多个纵向板20和多个横向板30。

汇流条的长度可以由纵向板20的长度来确定，汇流条的宽度可以由横向板30的长度来确定，并且汇流条的厚度可以由堆叠纵向板20和横向板30的次数来确定。因此，考虑到上述情况，制备具有与汇流条的预设长度对应的长度的纵向板20和具有与汇流条的预设宽度对应的长度的横向板30。

纵向板20和横向板30中的至少一个镀覆有银(Ag)。在本实施例中，如在图5(b)中所示，每一个横向板30的两侧均是镀银的。即，本实施例的每一个横向板30包括铜板层31和分别在铜板层31的上表面和下表面上的银镀层32A和32B。

每一个纵向板20的未镀覆的铜板层和每一个横向板30的铜板层31被制造成具有大约0.2mm到0.25mm的厚度，并且上银镀层32A和下银镀层32B可以均被制造成具有0.05mm的厚度。

银镀层32A和32B可以在钎焊焊接期间被熔化，并且用于一体地连接纵向板20和横向板30。

然后，如在图6中所示，多个纵向板20被以预定间隔并排地布置，并且多个横向板30在其间具有预定间隔的情况下在与多个纵向板20交叉的方向上被并排地布置在纵向板20上。在下文中，如在图6中所示，以栅格结构堆叠一次的多个纵向板20和多个横向板30将被定义为汇流条单元层100。

然后，汇流条单元层100被重复堆叠预设次数，以形成如在图7中所示的汇流条复数层200。

然后，形成汇流条复数层200的纵向板20和横向板30被焊接，以被集成为单体。所述焊接可以包括超声波焊接、电阻焊接、钎焊焊接等。在本实施例中，纵向板20和横向板30通过钎焊焊接连接，所述钎焊焊接是基材不被熔化的焊接方法。

这里，每一个横向板30设置有银(Ag)镀层32A和32B，因此，在钎焊焊接期间不要求单独的填料金属。银(Ag)是具有比铜(Cu)低的熔点的金属，因此，足以熔化每一个横向板30的银镀层32A和32B的热量可以被施加到汇流条复数层200，以熔化银镀层32A和32B，并且将纵向板20和横向板30集成为单体。

在本实施例中，因为银(Ag)被预先镀覆在多个横向板30上并且然后执行钎焊，所以不要求另外的填料金属，并且以三维栅格结构堆叠的多个横向板30和多个纵向板20可以有效地彼此结合。另外，可以获得通过银镀层32A和32B而具有改进的导电性的汇流条。

最后，通过在纵向板20和横向板30通过钎焊焊接而被集成为单体的汇流条复数层200的两端处加工孔H，可以完成汇流条。

同时，根据本公开的电池组可以被构造成包括至少一条上文描述的汇流条。除了所述汇流条，所述电池组可以进一步包括由汇流条电连接的电池模块以及用于控制电池模块的充电和放电的各种装置，诸如BMS(电池管理系统)、继电器、电流传感器、熔断器等。

所述电池组可以被应用于车辆，诸如电动车辆或混合动力车辆。所述电池组还可以被应用于电力存储装置或其他IT产品。

虽然已经示出并且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，在不偏离如在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 (7)

1.一种汇流条，所述汇流条是用于电连接电池模块或电气部件的条形导体，

其特征在于，所述汇流条具有三维栅格结构以允许空气通风，并且所述汇流条具有被设置在所述汇流条的本体中的多个通风孔。

2.根据权利要求1所述的汇流条，其特征在于，所述本体被设置成具有预定的长度、厚度和宽度的条形状，并且

所述多个通风孔被设置在所述本体的上表面、下表面、左侧表面、右侧表面、前表面和后表面中，并且被设置成穿过所述本体的内部彼此连通。

3.根据权利要求1所述的汇流条，其特征在于，所述本体包括：

多个纵向板，所述多个纵向板在彼此之间具有预定间隔的情况下被并排地布置；和

多个横向板，所述多个横向板在彼此之间具有预定间隔的情况下在与所述多个纵向板交叉的方向上被并排地布置，

其中，所述多个通风孔通过在竖直方向上交替地重复堆叠所述多个纵向板和所述多个横向板来形成。

4.根据权利要求3所述的汇流条，其特征在于，所述多个纵向板和所述横向板中的至少一个镀覆有银。

5.根据权利要求4所述的汇流条，其特征在于，所述多个纵向板中的每一个纵向板由未镀覆的铜板形成，并且

所述多个横向板中的每一个横向板由两侧镀覆有银的铜板形成。

6.根据权利要求4所述的汇流条，其特征在于，所述多个纵向板和所述多个横向板通过钎焊焊接进行焊接。

7.一种电池组，其特征在于包括根据权利要求1到6中的任一项所述的汇流条。