ES3033566T3

ES3033566T3 - Battery module including module bus bar

Info

Publication number: ES3033566T3
Application number: ES19863111T
Authority: ES
Inventors: Kun-Joo Yang; Seog-Jin Yoon
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2019-08-30
Publication date: 2025-08-05
Anticipated expiration: 2039-08-30
Also published as: CN111418090B; EP3696883B1; KR20200034469A; WO2020060069A1; EP3696883A1; KR102340419B1; JP2021502685A; EP3696883A4; JP7062177B2; CN111418090A; US11715865B2; US20210167467A1

Abstract

Un módulo de batería según la presente invención comprende: una pluralidad de celdas de batería cilíndricas, cada una con terminales de electrodo formados respectivamente en la parte superior e inferior de las mismas; una carcasa del módulo provista de una porción receptora con una pluralidad de estructuras huecas para permitir que las celdas de batería cilíndricas se inserten y reciban; y barras colectoras del módulo provistas cada una de una primera placa metálica y una segunda placa metálica, la primera placa metálica tiene una porción de cuerpo principal que se encuentra en la porción superior o inferior de la pluralidad de celdas de batería cilíndricas y que se extiende en dirección horizontal, y una pluralidad de porciones de conexión que se extienden en dirección horizontal desde un lado de la porción de cuerpo principal para estar en contacto con los terminales de electrodo de la pluralidad de celdas de batería cilíndricas, y la segunda placa metálica está adherida a la porción de cuerpo principal de la primera placa metálica e incluye un metal que tiene una conductividad eléctrica relativamente mayor que la de la primera placa metálica. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Módulo de batería que incluye barra colectora de módulo

Sector de la técnica

La presente divulgación se refiere a un módulo de batería que incluye una barra colectora de módulo, y más particularmente, a un método de fabricación de un módulo de batería para reducir la pérdida de corriente y mejorar la eficiencia de fabricación.

Antecedentes de la invención

En los últimos años, la demanda de productos electrónicos portátiles tales como ordenadores portátiles, cámaras de vídeo, teléfonos móviles o similares está aumentando rápidamente y el desarrollo de vehículos eléctricos, las baterías de almacenamiento de energía, los robots, los satélites o similares es en serio. Por esta razón, se están investigando activamente baterías secundarias de alto rendimiento que permitan cargas y descargas repetidas.

Las baterías secundarias actualmente comercializadas incluyen baterías de níquel cadmio, baterías de níquelhidrógeno, baterías de níquel-zinc, baterías secundarias de litio, etc. Entre ellas, las baterías secundarias de litio son más destacadas en comparación con las baterías secundarias de níquel debido a ventajas tales como la carga y descarga gratuitas, causadas por un efecto de memoria sustancialmente nulo, una tasa de autodescarga muy baja y una alta densidad energética.

La batería secundaria de litio usa, principalmente, óxidos a base de litio y material carbonoso como material activo de electrodo positivo y material activo de electrodo negativo, respectivamente. De manera adicional, la pila secundaria de litio incluye un conjunto de electrodos en el que una placa de electrodo positivo revestida con el material activo de electrodo positivo y una placa de electrodo negativo revestida con el material activo de electrodo negativo están dispuestas con un separador interpuesto entre ellas, y un exterior que contiene herméticamente el conjunto de electrodos junto con un electrolito.

Al utilizar la batería secundaria, es muy importante comprobar la temperatura, la corriente y la tensión de la batería secundaria para evitar que se produzcan accidentes de seguridad y mejorar la vida útil de la batería secundaria.

En otras palabras, ya que el rendimiento de los dispositivos electrónicos mejora día a día, el rendimiento de las baterías secundarias para suministrar una gran potencia de salida al mismo tiempo también está mejorando. En particular, ya que las baterías secundarias utilizadas en los dispositivos electrónicos de alta potencia generan una gran cantidad de calor, se puede producir un accidente, como una ignición o una explosión, si no se controla adecuadamente el aumento de temperatura.

Para este fin, una unidad de gestión de batería aplicada al dispositivo electrónico puede incluir un dispositivo de coeficiente de temperatura negativo (NTC), un elemento de dispositivo de coeficiente de temperatura positivo (PTC), o similar como elemento de temperatura utilizado para medir la temperatura de una pluralidad de baterías secundarias.

De manera adicional, el módulo de batería convencional incluye una placa de barra colectora conductora de electricidad para conectar eléctricamente la pluralidad de baterías secundarias en serie o en paralelo. Además, generalmente, la placa de la barra colectora está conectada eléctricamente a la unidad de gestión de batería para controlar la carga y descarga de la pluralidad de baterías secundarias o para transferir la energía de la pluralidad de baterías secundarias a un dispositivo electrónico externo a través de un terminal externo de entrada/salida.

Recientemente, la placa de la barra colectora provista al módulo de batería utiliza un material con una resistencia eléctrica relativamente alta para aumentar la soldabilidad de la soldadura por resistencia con un terminal de electrodo.

Sin embargo, la placa de la barra colectora con una resistencia eléctrica elevada puede ser un factor que aumente una pérdida de corriente en la transmisión de la corriente generada en la batería secundaria a un dispositivo externo, deteriorando así la eficiencia energética. De manera adicional, ya que el material tiene una mayor resistencia eléctrica, la conductividad térmica disminuye, que puede reducir el rendimiento de disipación de calor del módulo de batería a la placa de la barra colectora.

Por el contrario, si la placa de la barra colectora utiliza un material con una baja resistencia eléctrica, cuando el terminal de electrodo y la placa de la barra colectora se unen mediante soldadura por resistencia, es difícil generar suficiente calor de resistencia, dando como resultado una soldabilidad deficiente y un tiempo de soldadura prolongado. Por consiguiente, el coste de fabricación aumenta y la durabilidad del módulo de batería se deteriora.

Además, si se utiliza una placa metálica gruesa para reducir la resistencia eléctrica, se necesita mucho tiempo para elevar la temperatura de soldadura de la placa de metal grueso por encima de una temperatura predeterminada, y hay que añadir muchas fuentes de calor. Por tanto, es muy difícil unir directamente una celda de batería cilíndrica y una placa metálica gruesa mediante soldadura por resistencia. La técnica anterior relevante incluye los documentos JP 2004 127554 A, US 2017/062789 A1 y US 2012/321936 A1.

Descripción de la invención

Problema técnico

La presente divulgación está diseñada para resolver los problemas de la técnica relacionada y, por lo tanto, la presente divulgación está dirigida a proporcionar un módulo de batería, lo que puede reducir la pérdida de corriente y mejorar la eficiencia de fabricación.

Estos y otros objetos y ventajas de la presente divulgación pueden entenderse a partir de la siguiente descripción detallada, y se harán más totalmente evidentes a partir de las realizaciones ilustrativas de la presente divulgación. También, se entenderá fácilmente que los objetos y ventajas de la presente divulgación pueden materializarse mediante los medios mostrados en las reivindicaciones adjuntas y combinaciones de los mismos.

Solución técnica

La presente solicitud se define en las reivindicaciones adjuntas.

En un aspecto de la presente divulgación, se proporciona un módulo de batería, que comprende:

una pluralidad de celdas de batería cilíndricas que tienen, respectivamente, terminales de electrodos formados en una porción superior y una porción inferior de las mismas;

una carcasa de módulo que incluye una porción de alojamiento que tiene una pluralidad de estructuras huecas en las que se insertan y alojan la pluralidad de celdas de batería cilíndricas; y

una barra colectora de módulo que incluye una primera placa metálica que tiene una porción de cuerpo ubicada en una porción superior o una porción inferior de la pluralidad de celdas de batería cilíndricas para extenderse en una dirección horizontal y una pluralidad de porciones de conexión configuradas para extenderse en una dirección horizontal desde un lado de la porción de cuerpo para entrar en contacto con los terminales de electrodo de la pluralidad de celdas de batería cilíndricas, y una segunda placa metálica unida a la porción de cuerpo de la primera placa metálica y con una conductividad eléctrica relativamente mayor que la primera placa metálica.

La barra colectora de módulo se caracteriza además por uno de los cuatro:

a) un saliente de acoplamiento que sobresale hacia la porción de cuerpo de la primera placa metálica puede formarse en una superficie exterior de la segunda placa metálica orientada hacia la porción de cuerpo de la primera placa metálica y una ranura de acoplamiento abollada hacia el interior puede formarse en la porción de cuerpo de la primera placa metálica de modo que el saliente de acoplamiento se inserta y fija en la misma;

b) una porción de inserto que tiene una pared de soporte que sobresale hacia fuera puede formarse en la porción de cuerpo de la primera placa metálica, de modo que al menos una porción de la segunda placa metálica se inserta en la misma;

c) una ranura de alojamiento abollada en una dirección interior de la porción de cuerpo puede formarse en la segunda placa metálica para rodear al menos una porción de la porción de cuerpo de la primera placa metálica; o d) se incluye una tercera placa metálica, estando dicha tercera placa metálica caracterizada por tener una porción de unión unida a una superficie exterior de la segunda placa metálica y una pluralidad de extensiones de conexión que se extienden en dirección horizontal desde un lado de la porción de unión para entrar en contacto con los terminales de electrodo de la pluralidad de celdas de batería cilíndricas.

También, la segunda placa metálica puede estar unida a la porción de cuerpo de la primera placa metálica mediante revestimiento.

Es más, la porción de conexión de la primera placa metálica puede tener un espesor relativamente menor que la segunda placa metálica.

También, la porción de conexión de la primera placa metálica y la extensión de conexión de la tercera placa metálica pueden estar dispuestas para estar separadas por una distancia predeterminada.

Es más, la segunda placa metálica puede tener un saliente configurado para sobresalir hacia fuera de la porción de cuerpo de la primera placa metálica, y puede formarse una ranura de fijación en el saliente de modo que se inserte y fije en ella un terminal externo de entrada/salida.

De manera adicional, la carcasa de módulo puede tener una porción de montaje formada en un lado exterior de la misma para que la barra colectora de módulo se monte en ella. Además, puede formarse una estructura de gancho en la porción de montaje para presionar y fijar hacia dentro la barra colectora de módulo montada en la porción de montaje.

También, en otro aspecto de la presente divulgación, se proporciona también un paquete de batería, que comprende al menos dos módulos de batería de acuerdo con la presente divulgación.

Además, en otro aspecto de la presente divulgación, también se proporciona un dispositivo, que comprende el paquete de batería de acuerdo con la presente divulgación.

De manera adicional, en otro aspecto de la presente divulgación, también se proporciona un método para fabricar una barra colectora de módulo, que comprende:

una etapa de conformación para conformar una primera placa metálica laminando una porción de cuerpo que se extiende en una dirección a lo largo de la cual se disponen una pluralidad de celdas de batería cilíndricas y una porción de conexión configurada para conectar eléctricamente la pluralidad de celdas de batería cilíndricas mediante el uso de un rodillo de prensado;

una etapa de unión para laminar una segunda placa metálica que tiene una conductividad eléctrica más alta que la primera placa metálica sobre la porción de cuerpo de la primera placa metálica a una temperatura predeterminada para unirla a ella mediante revestimiento; y

una etapa de punzonado para punzonar la porción de cuerpo de la primera placa metálica utilizando una matriz para formar la porción de conexión que se extiende en dirección horizontal desde la misma.

Además, en la etapa de unión, un saliente de acoplamiento formado en la segunda placa metálica para sobresalir hacia la primera placa metálica puede insertarse en y acoplarse a la porción de cuerpo de la primera placa metálica.

También, el método puede comprender además una etapa de conformación para conformar un terminal externo de entrada/salida de la segunda placa metálica mediante punzonado utilizando una matriz.

Efectos ventajosos

De acuerdo con una realización de la presente divulgación, en el módulo de batería de la presente divulgación, ya que la segunda placa metálica tiene un metal con una conductividad eléctrica más grande que el metal de la primera placa metálica, es posible reducir la pérdida de corriente de la barra colectora de módulo, reduciendo así la pérdida de potencia del módulo de batería. Es más, las segundas placas metálicas conductoras con una conductividad eléctrica más alta tienen una tasa de conducción térmica relativamente más alta y una tasa de enfriamiento más rápida que la primera placa metálica. Como resultado, esto ayuda a la disipación de calor del módulo de batería para aumentar en gran medida la eficiencia de enfriamiento del módulo de batería.

De manera adicional, de acuerdo con otra realización de la presente divulgación, ya que la segunda placa metálica está unida por revestimiento a la porción de cuerpo de la primera placa metálica, la conexión eléctrica entre la segunda placa metálica y la porción de cuerpo de la primera placa metálica es muy excelente, y la unión (acoplamiento) entre la segunda placa metálica y la porción de cuerpo de la primera placa metálica es excelente, evitando así que se debilite la durabilidad de la barra colectora de módulo.

Es más, de acuerdo con otra realización de la presente divulgación, ya que en la superficie exterior de la segunda placa metálica se forma un saliente de acoplamiento y en la porción de cuerpo de la primera placa metálica se forma una ranura de acoplamiento, la segunda placa metálica puede estar unida a la porción de cuerpo de la primera placa metálica con una fuerte fuerza de unión. En particular, al adherir la segunda placa metálica a la porción de cuerpo de la primera placa metálica mediante laminado, el saliente de acoplamiento puede tener una mayor superficie de contacto con la segunda placa metálica, en comparación con la barra colectora de módulo de la figura 3, presentando así una fuerza de acoplamiento alta y permitiendo una mezcla de metales relativamente buena en la porción de unión.

De manera adicional, de acuerdo con otra realización de la presente divulgación, ya que en la porción de cuerpo de la primera placa metálica se forma una porción de inserto que tiene una pared de soporte, la segunda placa metálica puede colocarse y fijarse en ella principalmente. En particular, al adherir la segunda placa metálica a la porción de cuerpo de la primera placa metálica mediante laminado, el saliente de la porción de inserto puede apoyarse y fijarse de forma estable para que la segunda placa metálica quede unida en su lugar. Además, en comparación con la barra colectora de módulo de la figura 3, la porción de inserto puede aumentar el área de contacto con la segunda placa metálica, garantizando así una elevada fuerza de unión y reduciendo la resistencia eléctrica que puede producirse en la porción de unión.

También, de acuerdo con una realización de la presente divulgación, ya que en la segunda placa metálica se forma una ranura de alojamiento abollada en la dirección interior del cuerpo, la segunda placa metálica puede colocarse y acoplarse de forma estable. En particular, al adherir la segunda placa metálica a la porción de cuerpo de la primera placa metálica mediante laminado, la segunda placa metálica puede fijarse principalmente en la porción de cuerpo de la primera placa metálica antes de que la segunda placa metálica se una en su lugar, facilitando así el proceso de unión.

Es más, de acuerdo con otra realización de la presente divulgación, ya que la porción de conexión de la primera placa metálica está configurada para tener un espesor fino, la soldadura entre la porción de conexión y el terminal de electrodo de la celda de batería cilíndrica puede realizarse rápidamente a una temperatura de proceso baja. Es decir, durante la soldadura por resistencia, ya que la porción de conexión es más fina, la porción de conexión puede fundirse rápidamente a una temperatura más baja, en comparación con una porción de conexión gruesa. Por consiguiente, se puede aumentar la eficacia del proceso de fabricación y minimizar el fallo de la celda de batería cilíndrica de acuerdo con la temperatura de soldadura.

De manera adicional, de acuerdo con otra realización de la presente divulgación, cuando la porción de conexión de la primera placa metálica y la extensión de conexión de la tercera placa metálica están dispuestas para estar espaciadas entre sí a una distancia predeterminada para ser soldadas por resistencia a los terminales de electrodo de la celda de batería cilíndrica, en comparación con la trayectoria de la corriente entre las porciones de conexión de la primera placa metálica, la trayectoria de la corriente entre la porción de conexión de la primera placa metálica y la extensión de conexión de la tercera placa metálica es más larga y la resistencia eléctrica es más alta, de modo que la corriente pueda concentrarse en la trayectoria de la corriente desde la porción de conexión de la primera placa metálica hasta el terminal de electrodo de la celda de batería cilíndrica y la extensión de conexión de la tercera placa metálica. Por consiguiente, la soldadura por resistencia entre la barra colectora de módulo y el terminal de electrodo puede realizarse eficazmente. De manera adicional, es posible acortar el tiempo de fabricación y fabricar un módulo de batería con una excelente soldabilidad.

Además, de acuerdo con otra realización de la presente divulgación, cuando el saliente está formado de tal manera que el terminal externo de entrada/salida está acoplado a la segunda placa metálica en lugar de a la primera placa metálica, la energía puede transmitirse a un dispositivo electrónico a través de la segunda placa metálica que tiene una conductividad eléctrica relativamente más alta que la primera placa metálica, minimizando así la pérdida de energía suministrada desde el módulo de batería. De manera adicional, ya que la segunda placa metálica tiene unas características de disipación del calor más excelentes que la primera placa metálica, la segunda placa metálica es más ventajosa para disipar al exterior el calor generado en el terminal externo de entrada/salida.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos adjuntos ilustran una realización preferida de la presente divulgación y, junto con la divulgación anterior, sirven para proporcionar una mejor comprensión de las características técnicas de la presente divulgación y, por tanto, la presente divulgación no debe considerarse limitada al dibujo.

La figura 1 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente componentes de un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

La figura 2 es una vista en perspectiva en despiece ordenado que muestra componentes en despiece ordenado del módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

La figura 3 es una vista esquemática en sección que muestra una barra colectora de módulo, tomada a lo largo de la línea C-C' de la figura 1. La realización de la figura 3 no se ajusta a la definición de las reivindicaciones.

La figura 4 es una vista en sección que muestra esquemáticamente una barra colectora de módulo del módulo de batería de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.

La figura 5 es una vista en sección que muestra esquemáticamente una barra colectora de módulo del módulo de batería de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.

La figura 6 es una vista en sección que muestra esquemáticamente una barra colectora de módulo del módulo de batería de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.

La figura 7 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente una barra colectora de módulo del módulo de batería de acuerdo con otra realización más de la presente divulgación.

La figura 8 es una vista esquemática en sección que muestra la barra colectora de módulo, tomada a lo largo de la línea D-D' de la figura 7.

La figura 9 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente componentes de un módulo de batería de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.

Mejor modo

En lo sucesivo, las realizaciones preferentes de la presente divulgación se describirán en detalle con referencia a los dibujos adjuntos. Antes de la descripción, deberá entenderse que los términos usados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas no deberían interpretarse como limitados a los significados generales y de diccionario, sino interpretarse basándose en los significados y conceptos que corresponden a los aspectos técnicos de la presente divulgación sobre la base del principio de que se permite al inventor definir términos de forma apropiada para la mejor explicación.

Por lo tanto, la descripción propuesta en el presente documento es solo un ejemplo preferible a efectos meramente ilustrativos, que no pretende limitar el alcance de la divulgación, por lo que debe entenderse que podrían realizarse otras equivalencias y modificaciones a la misma sin alejarse del alcance de la divulgación.

La figura 1 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente componentes de un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación. También, La figura 2 es una vista en perspectiva en despiece ordenado que muestra componentes en despiece ordenado del módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

Con referencia a las figuras 1 y 2, un módulo de batería 200 de acuerdo con una realización de la presente divulgación incluye una pluralidad de celdas de batería cilíndricas 100, una carcasa de módulo 220 y una barra colectora de módulo 210.

En este punto, la celda de batería cilíndrica 100 puede incluir una lata de batería 120 cilíndrica y un conjunto de electrodos (no mostrado) alojado en la lata de batería 120.

También, la lata de batería 120 puede incluir un material con alta conductividad eléctrica. Por ejemplo, la lata de batería 120 puede incluir aluminio o cobre.

Es más, la lata de batería 120 puede estar configurada para permanecer mucho tiempo en posición vertical. De manera adicional, la lata de batería 120 puede tener una forma cilíndrica que se extiende en la dirección vertical. Además, un terminal de electrodo 111 y un terminal de electrodo 112 están formados en una porción superior y una porción inferior de la lata de batería 120, respectivamente. Específicamente, un terminal de electrodo positivo 111 puede estar formado en una superficie superior circular plana del extremo superior de la lata de batería 120, y un terminal de electrodo negativo 112 puede estar formado en una superficie plana inferior del extremo inferior de la lata de batería 120.

Además, la celda de batería cilíndrica 100 está dispuesta en una pluralidad de columnas y filas en dirección horizontal. En este punto, la dirección horizontal significa una dirección paralela al suelo cuando la celda de batería cilíndrica 100 se coloca sobre el suelo, y también se denomina al menos una dirección en un plano perpendicular a la dirección vertical. También, la dirección horizontal se refiere a las direcciones X e Y de la figura 1.

Por ejemplo, como se muestra en la figura 2, el módulo de batería 200 puede incluir una pluralidad de celdas de batería cilíndricas 100 dispuestas en cinco filas en dirección izquierda y derecha (dirección x) y tres filas en dirección delantera y trasera (dirección y).

De manera adicional, un conjunto de electrodos (no mostrado) puede estar formado de tal manera que un electrodo positivo y un electrodo negativo estén enrollados en forma de brazo de gitano con un separador interpuesto entre ellos. Además, una lengüeta de electrodo positivo puede estar unida al electrodo positivo (no mostrado) para conectarse a un terminal de electrodo positivo 111 en el extremo superior de la lata de batería 120. Una lengüeta de electrodo negativo puede estar unida al electrodo negativo (no mostrado) para conectarse a un terminal de electrodo negativo 112 en el extremo inferior de la lata de batería 120.

Al mismo tiempo, la carcasa de módulo 220 puede tener porciones de alojamiento 220s1, 220s2 en las que puede insertarse y alojarse la celda de batería cilíndrica 100. Específicamente, las porciones de alojamiento 220s1, 220s2 pueden tener una pluralidad de estructuras huecas formadas para cubrir una superficie exterior de la celda de batería cilíndrica 100. En este caso, la carcasa de módulo 220 puede tener un material eléctricamente aislante. Por ejemplo, el material eléctricamente aislante puede ser un plástico polimérico. Más específicamente, el material eléctricamente aislante puede ser poli(cloruro de vinilo) (PVC).

También, haciendo referencia a la figura 1, la carcasa de módulo 220 puede incluir una pared exterior 220d proporcionada en la parte delantera, trasera, lados izquierdo y derecho para formar un espacio interior en la misma. De manera adicional, haciendo referencia a la figura 2, la caja superior 220a y la caja inferior 220b pueden tener un orificio perforado 220h para que se inserte en el mismo un perno de fijación 228.

Por ejemplo, como se muestra en la figura 1, la caja superior 220a y la caja inferior 220b de la carcasa de módulo 220 pueden tener respectivamente un orificio perforado 220h en el que se inserta y fija el perno 228. Por consiguiente, la caja superior 220a y la caja inferior 220b pueden fijarse y acoplarse mediante el perno 228 insertado en el orificio perforado 220h.

Al mismo tiempo, haciendo referencia a las figuras 1 a 3, la barra colectora de módulo 210 está configurada para conectar eléctricamente la pluralidad de celdas de batería cilíndricas 100. Por ejemplo, la barra colectora de módulo 210 puede estar configurada para conectar eléctricamente la pluralidad de celdas de batería cilíndricas 100 en serie.

Alternativamente, la barra colectora de módulo 210 puede estar configurada para conectar eléctricamente en paralelo la pluralidad de celdas de batería cilíndricas 100. La barra colectora de módulo 210 puede tener un metal con una excelente conductividad eléctrica.

De manera adicional, la barra colectora de módulo 210 incluye una primera placa metálica 212 y una segunda placa metálica 214. Específicamente, la primera placa metálica 212 tiene una porción de cuerpo 212a ubicada en una porción superior o una porción inferior de la pluralidad de celdas de batería cilíndricas 100 para extenderse en una dirección horizontal. Además, la porción de cuerpo 212a puede estar dispuesta entre la pluralidad de celdas de batería cilíndricas 100 dispuestas en dos filas. La porción de cuerpo 212a puede tener una forma de placa rectangular con un espesor predeterminado.

También, la primera placa metálica 212 tiene una pluralidad de porciones de conexión 212b que se extienden respectivamente en una dirección horizontal desde ambos lados de la porción de cuerpo 212a para entrar en contacto con los terminales de electrodo 111 de la pluralidad de celdas de batería cilíndricas 100 desde un lado de la porción de cuerpo 212a. Es decir, la porción de conexión 212b se forma para extenderse desde un lado de la porción de cuerpo 212a en la dirección horizontal (la dirección x de la figura 1) para entrar en contacto con una superficie superior de los terminales de electrodo 111 de la pluralidad de celdas de batería cilíndricas 100.

Por ejemplo, como se muestra en la figura 3, la barra colectora de módulo 210 incluye una primera placa metálica 212. De manera adicional, la primera placa metálica 212 tiene una porción de cuerpo 212a ubicada en la porción superior o inferior de la pluralidad de celdas de batería cilíndricas 100 para extenderse en una dirección horizontal (la dirección x de la figura 1) y una pluralidad de porciones de conexión 212b que se extienden en una dirección horizontal para entrar en contacto con los terminales de electrodo 111 de la pluralidad de celdas de batería cilíndricas 100 desde un lado de la porción de cuerpo 212a.

Además, de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación, la porción de conexión 212b de la barra colectora de módulo 210 en contacto eléctrico con el terminal de electrodo 111 de la celda de batería cilíndrica 100 puede estar formada para estar ramificada en dos regiones. En este caso, durante el proceso de soldadura entre la porción de conexión 212b y los terminales de electrodo 111, la conductividad térmica para el calentamiento de la soldadura puede incrementarse eficazmente a través de un hueco de la estructura ramificada, acortando así el tiempo de soldadura y mejorando la fiabilidad de la soldadura.

De manera adicional, la segunda placa metálica 214 está unida a la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212. Además, la segunda placa metálica 214 puede tener forma de placa rectangular, similar a la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212. Por ejemplo, como se muestra en la figura 3, la segunda placa metálica 214 se une a la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212. Por tanto, la segunda placa metálica 214 puede tener una forma de placa rectangular que se extiende a lo largo de la dirección de extensión de la porción de cuerpo 212a.

También, la segunda placa metálica 214 tiene un metal con una conductividad eléctrica relativamente más alta que la primera placa metálica 212. Específicamente, la segunda placa metálica 214 está hecha de un metal con una conductividad eléctrica relativamente más alta que la primera placa metálica 212. Es más, la segunda placa metálica 214 está configurada para tener una conductividad eléctrica relativamente más alta que la primera placa metálica 212.

Por ejemplo, la primera placa metálica 212 puede tener un material de níquel, y la segunda placa metálica 214 puede tener un material de cobre. Sin embargo, sin limitarse a lo anterior, la primera placa metálica 212 y la segunda placa metálica 214 pueden estar hechas de cualquier aleación metálica que contenga principalmente níquel, oro, plata o similares, si la segunda placa metálica 214 puede estar configurada para tener una conductividad eléctrica relativamente más alta que la primera placa metálica 212.

En otras palabras, la primera placa metálica 212 tiene un metal con una resistividad relativamente más alta que la segunda placa metálica 214. Por ejemplo, el metal con alta resistividad puede ser níquel.

Por tanto, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, ya que la segunda placa metálica 214 tiene un metal con una conductividad eléctrica relativamente más alta que el metal de la primera placa metálica 212, es posible reducir la pérdida de corriente de la barra colectora de módulo 210 y la pérdida de potencia del módulo de batería 200. Es más, la segunda placa metálica 214 con una conductividad eléctrica más alta tiene una conductividad térmica relativamente más alta y una velocidad de enfriamiento más rápida que la primera placa metálica 212. Por consiguiente, esto ayuda a la disipación del calor del módulo de batería 200, aumentando así en gran medida la eficiencia de enfriamiento del módulo de batería 200.

Por el contrario, ya que la primera placa metálica 212 tiene un metal de resistividad más alta que la segunda placa metálica 214, cuando la porción de conexión 212b de la primera placa metálica 212 se suelda por resistencia con el terminal de electrodo 111 de la celda de batería cilíndrica 100, puede generarse calor de alta resistencia en la porción de soldadura debido al metal de alta resistividad, mejorando así la eficacia del proceso de soldadura.

De manera adicional, la porción de conexión 212b puede estar ramificada en dos regiones. Es decir, la porción de conexión 212b puede tener una forma en la que se forma un hueco de una distancia predeterminada entre dos formas de placa ramificada. Por ejemplo, como se muestra en la figura 1, la porción de conexión 212b puede estar formada para sobresalir en una dirección horizontal para tener una forma ramificada en dos regiones (una estructura separada) de la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212.

Al mismo tiempo, haciendo referencia a la figura 3 de nuevo, la segunda placa metálica 214 puede estar unida a la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212 mediante revestimiento. En este punto, la porción donde la porción de cuerpo 212a de la segunda placa metálica 214 y la primera placa metálica 212 están unidas por revestimiento puede estar en un estado donde el metal de la segunda placa metálica 214 y el metal de la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212 están unidos entre sí.

Es decir, en el proceso de laminado y unión de la segunda placa metálica 214 y la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212 entre sí a una temperatura predeterminada, una parte del metal de la segunda placa metálica 214 y una parte del metal de la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212 pueden acoplarse y mezclarse entre sí.

Por tanto, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, ya que la segunda placa metálica 214 está unida a la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212 mediante revestimiento, la conexión eléctrica entre la segunda placa metálica 214 y la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212 es muy excelente, y la unión (acoplamiento) entre la segunda placa metálica 214 y la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212 es excelente, evitando así que se debilite la durabilidad de la barra colectora de módulo 210.

Haciendo referencia a la figura 4, una barra colectora de módulo 210B de acuerdo con otra realización puede tener un saliente de acoplamiento 212p que sobresale hacia la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212B y formada en una superficie exterior de la segunda placa metálica 214B orientada hacia la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212B. De manera adicional, el saliente de acoplamiento 212p puede tener una estructura irregular.

Sin embargo, la forma del saliente de acoplamiento 212p no se limita a la estructura irregular, y puede aplicarse cualquier forma siempre que la protuberancia de acoplamiento 212p pueda insertarse y fijarse en la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212B para aumentar la fuerza de acoplamiento entre ellas.

Además, puede formarse una ranura de acoplamiento 212h abollada hacia el interior en la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212B de modo que el saliente de acoplamiento 212p se inserte y fije en la misma. Específicamente, la ranura de acoplamiento 212h puede tener una estructura abollada correspondiente a la forma exterior del saliente de acoplamiento 212p.

Por ejemplo, como se muestra en la figura 4, nueve salientes de acoplamiento 212p que sobresalen hacia abajo pueden estar formados en la superficie exterior de la segunda placa metálica 214B orientada hacia la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212B. De manera adicional, en la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212B pueden formarse nueve ranuras de acoplamiento 212h abolladas hacia el interior con una forma correspondiente a los nueve salientes de acoplamiento 212p.

Por tanto, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, ya que el saliente de acoplamiento 212p está formado en la superficie exterior de la segunda placa metálica 214B y la ranura de acoplamiento 212h está formada en la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212B, la segunda placa metálica 214B puede estar unida a la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212B con una fuerte fuerza de unión. En particular, cuando la segunda placa metálica 214B se une a la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212B mediante laminado, el saliente de acoplamiento 212p puede tener una mayor área de contacto (área de unión) con la segunda placa metálica 214B, en comparación con la barra colectora de módulo 210 de la figura 3, presentando así una alta fuerza de unión y permitiendo una mezcla de metales relativamente buena en la porción de unión.

Haciendo referencia a la figura 5, una barra colectora de módulo 210C de acuerdo con otra realización puede tener una porción de inserto 212i formada en la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212C de modo que al menos una porción de la segunda placa metálica 214 se inserte en la misma. Específicamente, la porción de inserto 212i puede tener una pared de soporte 212w que sobresale hacia fuera.

Por ejemplo, como se muestra en la figura 5, una porción de inserto 212i que tiene un espacio de inserción puede formarse en la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212C de modo que una porción de la segunda placa metálica 214 se inserte en ella. De manera adicional, dos paredes de soporte 212w que sobresalen hacia arriba pueden formarse en la porción de inserto 212i para soportar ambos lados horizontales de la segunda placa metálica 214.

Por tanto, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, ya que la porción de inserto 212i que tiene la pared de soporte 212w está formada en la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212C, la segunda placa metálica 214 puede colocarse y fijarse principalmente. En particular, al rodar la segunda placa metálica 214 sobre la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212c , el saliente de la porción de inserto 212i puede apoyarse y fijarse de forma estable para que la segunda placa metálica 214 quede unida en su lugar. Es más, ya que la porción de inserto 212i puede aumentar el área de contacto con la segunda placa metálica 214, en comparación con la barra colectora de módulo 210 de la figura 3, es posible garantizar una elevada fuerza de unión y reducir la resistencia eléctrica que puede producirse en la parte de unión.

Haciendo referencia a la figura 6, una segunda placa metálica 214D incluida en una barra colectora de módulo 210D según otra realización puede tener una ranura de alojamiento 214h abollada en una dirección interior de la porción de cuerpo. Específicamente, la ranura de alojamiento 214h puede tener un espacio interior capaz de rodear al menos una porción de la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212D. Por ejemplo, como se muestra en la figura 6, la ranura de alojamiento 214h abollada hacia dentro puede formarse en la segunda placa metálica 214D para rodear porciones de los lados horizontales izquierdo y derecho de la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212D y una superficie superior de la misma.

Por tanto, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, ya que la ranura de alojamiento 214h abollada en la dirección interior de la porción de cuerpo está formada en la segunda placa metálica 214D, la segunda placa metálica 214D puede colocarse y acoplarse de forma estable. En particular, al enrollar la segunda placa metálica 214D sobre la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212D, la segunda placa metálica 214D puede fijarse principalmente en la porción de cuerpo 212a de la porción de cuerpo 212D antes de que la segunda placa metálica 214D se una en su lugar, facilitando así el proceso de unión.

Es más, en comparación con la barra colectora de módulo 210 de la figura 3, la ranura de alojamiento 214h puede aumentar el área de contacto entre la porción de cuerpo 212a y la segunda placa metálica 214D, garantizando así una elevada fuerza de unión y reduciendo la resistencia eléctrica que puede producirse en la porción de unión.

Al mismo tiempo, haciendo referencia a la figura 2 junto con la figura 3, la porción de conexión 212b de la primera placa metálica 212 puede tener un espesor T1 relativamente más fino que la segunda placa metálica 214. En este punto, el espesor T1 significa un espesor T1 en una dirección (dirección vertical) en la que la porción de conexión 212b está orientada hacia el terminal de electrodo 111 de la celda de batería cilíndrica 100.

Específicamente, es conveniente que la porción de conexión 212b de la primera placa metálica 212 se funda rápidamente durante la soldadura para que se una eficazmente al terminal de electrodo 111 de la celda de batería cilíndrica 100. Al mismo tiempo, la segunda placa metálica 214 puede servir como paso de corriente para transmitir una corriente transferida desde la celda de batería cilíndrica 100 a un dispositivo electrónico externo, en lugar de una porción donde se realiza la soldadura. Para este fin, la segunda placa metálica 214 necesita reducir la resistencia eléctrica para minimizar una pérdida de corriente en la transmisión de la corriente. Por consiguiente, es conveniente que la segunda placa metálica 214 tenga un área seccional mayor en un lado donde fluye la corriente. Es decir, la pérdida de potencia puede reducirse más cuanto mayor sea el espesor T2 de la segunda placa metálica 214.

Por ejemplo, como se muestra en la figura 3, en la barra colectora de módulo 210 de la presente divulgación, el espesor T1 de la porción de conexión 212b de la primera placa metálica 212 puede ser relativamente más delgado que un espesor T2 de la segunda placa metálica 214.

Por tanto, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, ya que el espesor T1 de la porción de conexión 212b de la primera placa metálica 212 está configurado fino, la soldadura entre la porción de conexión 212b y el terminal de electrodo 111 de la celda de batería cilíndrica 100 puede realizarse rápidamente a una temperatura de proceso baja. Es decir, durante la soldadura por resistencia, en comparación con el caso donde la porción de conexión es relativamente gruesa, ya que la porción de conexión 212b es más fina, la porción de conexión 212b puede fundirse rápidamente a una temperatura inferior. Por consiguiente, se puede aumentar la eficiencia del proceso de fabricación, y se puede minimizar el fallo de la celda de batería cilíndrica 100 de acuerdo con la temperatura de soldadura.

La figura 7 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente una barra colectora de módulo del módulo de batería de acuerdo con otra realización más de la presente divulgación. También, La figura 8 es una vista esquemática en sección que muestra la barra colectora de módulo, tomada a lo largo de la línea D-D' de la figura 7.

Haciendo referencia a las figuras 7 y 8 junto con la figura 2, una barra colectora de módulo 210E de acuerdo con otra realización puede incluir además una tercera placa metálica 216. Específicamente, la tercera placa metálica 216 puede tener una porción de unión 216a unida a una superficie exterior de la segunda placa metálica 214. De manera adicional, la porción de unión 216a puede estar ubicada en la segunda placa metálica 214. Además, la porción de unión 216a puede estar dispuesta entre la pluralidad de celdas de batería cilíndricas 100 dispuestas en dos filas.

De manera adicional, la tercera placa metálica 216 puede tener una pluralidad de extensiones de conexión 216b formadas para extenderse en una dirección horizontal w desde un lado de la porción de unión 216a. Además, cada una de la pluralidad de extensiones de conexión 216b puede estar en contacto con el terminal de electrodo 111 de cada una de la pluralidad de celdas de batería cilíndricas 100.

También, la tercera placa metálica 216 puede tener un metal con una conductividad eléctrica relativamente más baja que la segunda placa metálica 214. Por ejemplo, la tercera placa metálica 216 puede incluir un material de níquel. Además, cualquier aleación metálica que contenga principalmente níquel, aluminio, oro, plata, o similar, puede aplicarse a la tercera placa metálica 216.

Por ejemplo, como se muestra en la figura 8, la barra colectora de módulo 210E de la presente divulgación puede incluir una primera placa metálica 212, una segunda placa metálica 214, y una tercera placa metálica 216. En este caso, la primera placa metálica 212 y la tercera placa metálica 216 pueden incluir principalmente níquel. De manera adicional, la segunda placa metálica 214 puede incluir principalmente cobre. Es decir, la segunda placa metálica 214 puede tener una conductividad eléctrica más alta que la primera placa metálica 212 y la tercera placa metálica 216. Además, la tercera placa metálica 216 puede tener una porción de unión 216a unida a la superficie exterior de la segunda placa metálica 214 y una pluralidad de extensiones de conexión 216b que se extienden en dirección horizontal desde un lado de la porción de unión 216a.

Por consiguiente, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, ya que la barra colectora de módulo 210E de acuerdo con otra realización incluye adicionalmente la tercera placa metálica 216, la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212, la segunda placa metálica 214 y la porción de unión 216a de la tercera placa metálica 216 pueden unirse por laminación. Por consiguiente, se mejora aún más la fuerza de unión entre las placas metálicas de la barra colectora de módulo 210E, y aumenta el área de unión entre la primera placa metálica 212 o la tercera placa metálica 216 y la segunda placa metálica 214 conectadas eléctricamente a la celda de batería cilíndrica 100, minimizando así la resistencia eléctrica causada por la unión y reduciendo la pérdida de corriente de la barra colectora de módulo 210E.

Haciendo referencia a las figuras 7 y 8 de nuevo, la barra colectora de módulo 210E de acuerdo con otra realización puede tener una porción de conexión 212b1 de la primera placa metálica 212, diferente de la porción de conexión 212b de la barra colectora de módulo 210 de la figura 3. Es decir, en la barra colectora de módulo 210E, la extensión de conexión 216b de la tercera placa metálica 216 puede estar dispuesta para estar separada de la porción de conexión 212b1 por una distancia predeterminada. Es decir, la porción de conexión 212b1 de la primera placa metálica 212 y la extensión de conexión 216b de la tercera placa metálica 216 pueden estar separadas una distancia predeterminada y dispuestas paralelamente entre sí en una dirección horizontal.

Además, la porción de conexión 212b1 de la primera placa metálica 212 y la extensión de conexión 216b de la tercera placa metálica 216 pueden estar dispuestas para estar separadas por una distancia predeterminada. De manera adicional, la distancia espaciada entre la porción de conexión 212b1 de la primera placa metálica 212 y la extensión de conexión 216b de la tercera placa metálica 216 puede ajustarse para generar el calor de resistencia adecuado cuando se suelda por resistencia al terminal de electrodo 111 de la celda de batería cilíndrica 100.

Además, la porción de conexión 212b1 de la primera placa metálica 212 y la extensión de conexión 216b de la tercera placa metálica 216 pueden estar hechas del mismo material. Por ejemplo, la porción de conexión 212b1 de la primera placa metálica 212 y la extensión de conexión 216b de la tercera placa metálica 216 pueden incluir principalmente un material de níquel.

Por tanto, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, si la porción de conexión 212b1 de la primera placa metálica 212 y la extensión de conexión 216b de la tercera placa metálica 216 están dispuestas para estar espaciadas entre sí por una distancia predeterminada para ser soldadas por resistencia al terminal de electrodo 111 de la celda de batería cilíndrica 100, cuando se compara con una trayectoria de la corriente entre dos porciones de conexión 212b1 de la primera placa metálica 212, una trayectoria de la corriente entre la porción de conexión 212b1 de la primera placa metálica 212 y la extensión de conexión 216b de la tercera placa metálica 216 es más larga y la resistencia eléctrica es más alta, de modo que el flujo de corriente pueda concentrarse en la trayectoria de la corriente desde la porción de conexión 212b1 de la primera placa metálica 212 hasta el terminal de electrodo 111 de la celda de batería cilíndrica 100 y la extensión de conexión 216b de la tercera placa metálica 216. Por consiguiente, la soldadura por resistencia entre la barra colectora de módulo 210E y el terminal de electrodo puede realizarse eficazmente. De manera adicional, se puede acortar el tiempo de fabricación y se puede fabricar el módulo de batería 200 con una excelente soldabilidad.

Con referencia a las figuras 1 y 3, la segunda placa metálica 214 de la barra colectora de módulo 210A de otra realización de la presente divulgación puede incluir un saliente 214a configurado para sobresalir hacia fuera de la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212. Específicamente, el saliente 214a puede tener una estructura de acoplamiento de tal manera que el terminal externo de entrada/salida esté acoplado a la misma. Por ejemplo, el saliente 214a puede tener una ranura de fijación 214b perforada en la que se inserta y acopla el terminal externo de entrada/salida (no mostrado). De manera adicional, el terminal externo de entrada/salida puede tener una forma de perno que puede insertarse y fijarse en la ranura de fijación 214b.

Por ejemplo, como se muestra en la figura 1, el saliente 214a puede estar formado en dos barras colectoras de módulo 210A entre seis barras colectoras de módulo 210A. De manera adicional, cada uno de los salientes 214a puede tener la ranura de fijación 214b a la que se acopla el terminal externo de entrada/salida (no mostrado).

Por lo tanto, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, cuando el saliente 214a está formado de tal manera que el terminal externo de entrada/salida está acoplado a la segunda placa metálica 214 en lugar de a la primera placa metálica 212, la potencia puede transmitirse a un dispositivo electrónico externo a través de la segunda placa metálica 214 con una conductividad eléctrica superior a la de la primera placa metálica 212, minimizando así la pérdida de energía suministrada desde el módulo de batería 200. De manera adicional, ya que la segunda placa metálica 214 tiene características de disipación del calor más excelentes que la primera placa metálica 212, la segunda placa metálica 214 es más ventajosa para disipar al exterior el calor generado en el terminal externo de entrada/salida.

Haciendo referencia a la figura 9, un módulo de batería 200F de acuerdo con otra realización de la presente divulgación puede tener una porción de montaje 222 formada en la carcasa de módulo 220 de modo que la barra colectora de módulo 210 esté montada en un lado exterior de la misma. Específicamente, la porción de montaje 222 en la que puede montarse la barra colectora de módulo 210 puede estar formada en una superficie superior o en una superficie inferior de la carcasa de módulo 220. Es decir, la porción de montaje 222 en la que pueden montarse respectivamente las barras colectoras de módulo 210, 210A puede formarse entre la pluralidad de celdas de batería cilíndricas 100 alojadas en la carcasa de módulo 220. En otras palabras, la porción de montaje 222 a la que pueden montarse respectivamente las barras colectoras de módulo 210, 210A puede estar formada entre dos porciones de alojamiento en las que se alojan la pluralidad de celdas de batería cilíndricas 100 de la carcasa de módulo 220.

De manera adicional, puede formarse una estructura de gancho 222k en la porción de montaje 222 para presionar y fijar hacia dentro la barra colectora de módulo 210 montada en la porción de montaje 222. Específicamente, la estructura de gancho 222k puede tener una porción de cuerpo 222k1 que sobresale hacia fuera desde la superficie superior o la superficie inferior de la barra colectora de módulo 210, y una porción de presión 222k2 que se extiende en la dirección horizontal desde un extremo de extensión de la porción de cuerpo 222k1 para presionar la superficie exterior de la barra colectora de módulo 210.

Por tanto, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, la barra colectora de módulo 210 presurizada por la estructura de gancho se fija de forma estable para mantener la estructura unida a los terminales de electrodo 111, 112 de la pluralidad de celdas de batería cilíndricas 100. Es más, es posible mantener estrechamente el estado de unión entre la pluralidad de placas metálicas mediante la fuerza de presión hacia el interior de la estructura de gancho, mejorando así la durabilidad de la barra colectora de módulo 210.

De manera adicional, un paquete de batería (no mostrado) de acuerdo con la presente divulgación puede incluir al menos dos de los módulos de batería 200. Específicamente, los al menos dos módulos de batería 200 pueden estar dispuestos en una dirección. En algunos casos, el paquete de batería puede incluir además un disipador térmico (no mostrado) para la disipación del calor.

También, un dispositivo electrónico (no mostrado) de acuerdo con la presente divulgación puede incluir el paquete de batería. Por ejemplo, el paquete de batería puede alojarse en una carcasa externa del dispositivo electrónico. De manera adicional, el dispositivo electrónico puede ser un medio móvil, como una bicicleta eléctrica o una herramienta eléctrica.

Al mismo tiempo, haciendo referencia a las figuras 1 a 3 de nuevo, un método para fabricar la barra colectora de módulo 210 de acuerdo con la presente divulgación puede incluir una etapa de conformación, una etapa de unión y una etapa de punzonado. Específicamente, en la etapa de conformación, la porción de conexión 212b configurada para conectar eléctricamente la pluralidad de celdas de batería cilíndricas 100 y la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212 que se extiende en una dirección a lo largo de la cual la pluralidad de celdas de batería cilíndricas 100 dispuestas pueden ser conformadas mediante laminado utilizando un rodillo de prensado (no mostrado).

De manera adicional, en la etapa de unión, la segunda placa metálica 214 con una conductividad eléctrica más alta que la primera placa metálica 212 puede laminarse y unirse a la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212 a una temperatura predeterminada mediante revestimiento. En este momento, el laminado puede realizarse utilizando un método de tratamiento térmico común. Por ejemplo, la temperatura de tratamiento térmico puede estar ajustada en el intervalo desde la temperatura ambiente hasta una temperatura inferior al punto de fusión del níquel y del cobre. Más específicamente, la temperatura predeterminada puede ser de 100 °C a 500 °C. De manera adicional, en la etapa de punzonado, el punzonado puede realizarse utilizando una matriz (no mostrada) para formar la porción de conexión 212b que se extiende en una dirección horizontal desde la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212. En este caso, la matriz puede estar formada de tal manera que la porción de conexión 212b tenga una estructura ramificada con una separación predeterminada.

Por tanto, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, ya que la barra colectora de módulo 210 está configurada de tal manera que la primera placa metálica 212 y la segunda placa metálica 214 están unidas entre sí mediante revestimiento, se pueden obtener dos ventajas con respecto a una barra colectora fabricada con una sola placa metálica. Es decir, la primera placa metálica 212 configurada para unirse a la pluralidad de celdas de batería cilíndricas 100 tiene un metal con una conductividad eléctrica relativamente baja que la segunda placa metálica 214 y tiene una propiedad de disipación de calor baja, garantizando así una soldadura fácil. De manera adicional, ya que la segunda placa metálica 214 incluye un metal con una conductividad eléctrica relativamente más alta que la primera placa metálica 212, la corriente suministrada desde la pluralidad de celdas de batería cilíndricas 100 puede transmitirse con una pérdida de potencia minimizada.

De manera adicional, ya que la barra colectora de módulo 210 está configurada de tal manera que la primera placa metálica 212 y la segunda placa metálica 214 están unidas entre sí mediante revestimiento (mezcla de metales), la resistencia eléctrica generada en la porción de unión de la misma puede reducirse al mínimo.

Al mismo tiempo, haciendo referencia a la figura 4 de nuevo, en la etapa de conformación, el saliente de acoplamiento 212p formado en la segunda placa metálica 214 para sobresalir hacia la primera placa metálica 212 puede insertarse y acoplarse a la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212.

En este caso, el saliente de acoplamiento 212p puede tener una estructura irregular. Sin embargo, la forma del saliente de acoplamiento 212p no se limita a la estructura irregular, y puede aplicarse cualquier forma siempre que la protuberancia de acoplamiento 212p pueda insertarse y fijarse en la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212B para aumentar la fuerza de acoplamiento entre ellas.

Además, la ranura de acoplamiento 212h abollada hacia el interior puede formarse en la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212 de modo que el saliente de acoplamiento 212p se inserte y fije en ella. Específicamente, la ranura de acoplamiento 212h puede tener una estructura abollada correspondiente a la forma exterior del saliente de acoplamiento 212p.

Por tanto, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, ya que el saliente de acoplamiento 212p está formado en la superficie exterior de la segunda placa metálica 214 y la ranura de acoplamiento 212h está formada en la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212, la segunda placa metálica 214 puede estar unida a la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212 con una fuerte fuerza de unión. Además, la mezcla de metales puede lograrse relativamente bien en la porción de unión de la segunda placa metálica 214 y la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212.

Al mismo tiempo, haciendo referencia a las figuras 1 y 3 de nuevo, el método de fabricación puede incluir además una etapa de formación de la ranura de fijación 214 de la segunda placa metálica 214 mediante punzonado utilizando una matriz (no mostrada).

Específicamente, la segunda placa metálica 214 puede tener el saliente 214a alargado para sobresalir hacia fuera de la porción de cuerpo 212a de la primera placa metálica 212. De manera adicional, la protuberancia 214a puede estar conformada para formar la ranura de fijación 214 perforada de modo que se inserte en ella un terminal externo de entrada/salida.

Por tanto, de acuerdo con esta configuración de la presente divulgación, si el saliente 214a está formado de tal manera que el terminal externo de entrada/salida está acoplado a la segunda placa metálica 214 en lugar de a la primera placa metálica 212, la energía puede transmitirse a un dispositivo electrónico externo a través de la primera placa metálica 212 con una conductividad eléctrica más alta, minimizando así la pérdida de energía suministrada desde el módulo de batería 200. De manera adicional, ya que la segunda placa metálica 214 tiene características de disipación del calor más excelentes que la primera placa metálica 212, la segunda placa metálica 214 es más ventajosa para disipar al exterior el calor generado en el terminal externo de entrada/salida.

Al mismo tiempo, aunque en la memoria descriptiva se utilicen términos que indiquen direcciones como direcciones superior, inferior, izquierda, derecha, delantera y trasera, es obvio para los expertos en la materia que éstas representan simplemente posiciones relativas para facilitar la explicación y pueden variar en función de la posición de un observador o de un objeto.

La presente divulgación se ha descrito en detalle. Sin embargo, debe entenderse que la descripción detallada y los ejemplos específicos, si bien indican realizaciones preferidas de la divulgación, se proporcionan únicamente a modo de ilustración, ya que diversos cambios y modificaciones dentro del alcance de la divulgación serán evidentes para los expertos en la materia a partir de esta descripción detallada.

Signos de referencia

200: módulo de batería 210: barra colectora de módulo 100: celda de batería cilíndrica 220: carcasa de módulo

220s1, 220s2: porción de alojamiento

111, 112: terminal de electrodo 212: primera placa metálica

214: segunda placa metálica 216: tercera placa metálica

rpo, porción de 220a, 220b: caja superior, caja inferior<212a,>porción de cue

212b:conexión

212p, 212h:<saliente de acoplamiento, ranura de>

acoplamiento212i: porción de inserto 212w: pared de soporte 214h: ranura de alojamiento

216a, 216b: porción de unión, extensión de conexión

214a, 214b: saliente, ranura de fijación

222: porción de montaje 222k: estructura de gancho

Aplicabilidad Industrial

La presente divulgación se refiere a un módulo de batería que incluye una barra colectora de módulo. De manera adicional, la presente divulgación puede utilizarse en industrias relacionadas con un paquete de batería y un dispositivo equipado con el módulo de batería.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un módulo de batería (200), que comprende:

una pluralidad de celdas de batería cilíndricas (100) que tienen respectivamente terminales de electrodo (111, 112) formados en una porción superior y una porción inferior de las mismas, colocándose las celdas de batería cilíndricas a lo largo de una dirección vertical, la dirección Z, y dispuestas en una pluralidad de filas y columnas en la dirección horizontal, las direcciones X e Y; y

una barra colectora de módulo (210) que incluye una primera placa metálica (212, 212B, 212C, 212D) que tiene una porción de cuerpo (212a) ubicada en una porción superior o una porción inferior de la pluralidad de celdas de batería cilíndricas para extenderse en una dirección horizontal, la dirección Y y una pluralidad de porciones de conexión (212b) configuradas para extenderse en una dirección horizontal, la dirección X, desde un lado de la porción de cuerpo para entrar en contacto con los terminales de electrodo de la pluralidad de celdas de batería cilíndricas, y una segunda placa metálica (214, 214B, 214D) unida a la porción de cuerpo de la primera placa metálica y que tiene un metal con una conductividad eléctrica relativamente más alta que la primera placa metálica, teniendo la segunda placa metálica una conductividad eléctrica relativamente más alta que la primera placa metálica;

caracterizado por queel módulo de batería incluye una carcasa de módulo (220) que incluye una porción de alojamiento que tiene una pluralidad de estructuras huecas en las que se insertan y alojan la pluralidad de celdas de batería cilíndricas ypor quela barra colectora de módulo es uno de lo siguiente:

a) un saliente de acoplamiento (212p) que sobresale hacia la porción de cuerpo de la primera placa metálica (212B) se forma en una superficie exterior de la segunda placa metálica (214B) orientada hacia la porción de cuerpo de la primera placa metálica y una ranura de acoplamiento (212h) abollada hacia el interior se forma en la porción de cuerpo de la primera placa metálica de modo que el saliente de acoplamiento se inserta y fija en la misma; o b) una porción de inserto (212i) que tiene una pared de soporte (212w) que sobresale hacia fuera se forma en la porción de cuerpo de la primera placa metálica (212C), de modo que al menos una porción de la segunda placa metálica se inserta en la misma o

c) una ranura de alojamiento (214h) abollada en una dirección interior de la porción de cuerpo se forma en la segunda placa metálica (214D) para rodear al menos una porción de la porción de cuerpo de la primera placa metálica (212D); o

d) se incluye una tercera placa metálica (216), estando dicha tercera placa metálicacaracterizada portener una porción de unión (216a) unida a una superficie exterior de la segunda placa metálica y una pluralidad de extensiones de conexión (216b) que se extienden en una dirección horizontal, la dirección X, desde un lado de la porción de unión para entrar en contacto con los terminales de electrodo de la pluralidad de celdas de batería cilíndricas.

2. El módulo de batería de acuerdo con la reivindicación 1,

en donde la segunda placa metálica está unida a la porción de cuerpo de la primera placa metálica mediante revestimiento.

3. El módulo de batería de acuerdo con la reivindicación 1,

en donde la porción de conexión de la primera placa metálica tiene un espesor relativamente más fino que la segunda placa metálica.

4. El módulo de batería de acuerdo con la reivindicación 1, cuando la barra colectora de módulo estácaracterizada pord),

en donde la porción de conexión (212b1) de la primera placa metálica y la extensión de conexión de la tercera placa metálica están dispuestas para estar separadas por una distancia predeterminada.

5. El módulo de batería de acuerdo con la reivindicación 1,

en donde la segunda placa metálica tiene un saliente (214a) configurado para sobresalir hacia fuera de la porción de cuerpo de la primera placa metálica, y en el saliente se forma una ranura de fijación (214b) de modo que se inserte y fije en la misma un terminal externo de entrada/salida.

6. El módulo de batería de acuerdo con la reivindicación 1,

en donde la carcasa de módulo tiene una porción de montaje (222) formada en un lado exterior de la misma para que la barra colectora de módulo se monte en ella, y

en donde se forma una estructura de gancho (222k) en la porción de montaje para presionar y fijar hacia dentro la barra colectora de módulo montada en la porción de montaje.

7. Un paquete de batería, que comprende al menos dos módulos de batería de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.

8. Un dispositivo, que comprende el paquete de batería de acuerdo con la reivindicación 11.

9. Un método para fabricar el módulo de batería de las reivindicaciones 1 a 6, mediante el cual la barra colectora de módulo se fabrica mediante las siguientes etapas en el siguiente orden:

una etapa de conformación para conformar una primera placa metálica enrollando una porción de cuerpo que se extiende en una dirección horizontal, la dirección Y, a lo largo de la cual se disponen una pluralidad de celdas de batería cilíndricas y una porción de conexión configurada para conectar eléctricamente la pluralidad de celdas de batería cilíndricas mediante el uso de un rodillo prensador;

una etapa de unión para laminar una segunda placa metálica hecha de un metal y que tiene una conductividad eléctrica más alta que la primera placa metálica sobre la porción de cuerpo de la primera placa metálica a una temperatura predeterminada para unirla a ella mediante revestimiento; y

una etapa de punzonado para punzonar la porción de cuerpo de la primera placa metálica utilizando una matriz para formar la porción de conexión que se extiende en una dirección horizontal, la dirección X.

10. El método para fabricar un módulo de batería de acuerdo con la reivindicación 9, en donde en la etapa de unión, un saliente de acoplamiento formado en la segunda placa metálica para sobresalir hacia la primera placa metálica se inserta en y se acopla a la porción de cuerpo de la primera placa metálica.

11. El método para fabricar un módulo de batería de acuerdo con la reivindicación 9, que comprende además: una etapa de conformación para conformar un terminal externo de entrada/salida de la segunda placa metálica mediante punzonado utilizando una matriz.