ES3033849T3

ES3033849T3 - Hv busbar made of dissimilar metals and method of manufacturing the same

Info

Publication number: ES3033849T3
Application number: ES21782031T
Authority: ES
Inventors: Ju Hwan Shin; Hyoung Suk Lee; Dong Hyun Kim
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2021-03-04
Publication date: 2025-08-08
Anticipated expiration: 2041-03-04
Also published as: US12148954B2; CN114846693B; CN114846693A; EP4068497A4; JP2023503310A; US20220407188A1; HUE071577T2; JP7391458B2; EP4068497A1; KR102819127B1; EP4068497B1; PL4068497T3; KR20210121786A; WO2021201446A1

Abstract

La presente invención se refiere a una barra colectora de alta tensión (AT) hecha de metales diferentes y a un método para su fabricación, y, más específicamente, a una barra colectora de alta tensión (AT) para conectar una pluralidad de módulos de batería y a un método para su fabricación, en donde la barra colectora de alta tensión (100) comprende: una porción conductora que incluye una primera placa metálica (110) y una segunda placa metálica (120); y una capa de revestimiento de resina aislante sobre una superficie circunferencial exterior de la porción conductora, en donde la segunda placa metálica (120) está formada de tal manera que un primer metal (111) que constituye la primera placa metálica (110) y un segundo metal (121) que tiene una temperatura de fusión menor que el primer metal (111) se mezclan en un estado disperso. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Barra colectora de AT hecha de metales diferentes y método de fabricación de la misma

Sector de la técnica

Esta solicitud reivindica el beneficio de prioridad de la Solicitud de Patente Coreana N.° 2020-0039086 presentada el 31 de marzo de 2020.

La presente invención se refiere a una barra colectora de AT hecha de metales diferentes y a un método de fabricación de la misma, y más particularmente, a una barra colectora de AT que es capaz de interrumpir de forma segura el flujo de corriente mientras tiene una alta resistencia al impacto externo y que es capaz de ajustar fácilmente la temperatura de corte de corriente en un paquete de baterías y a un método de fabricación de la misma.

Antecedentes de la invención

Con el desarrollo tecnológico de los dispositivos móviles, tales como teléfonos móviles, ordenadores portátiles, videocámaras y cámaras digitales, y un aumento en la demanda de los mismos, la investigación sobre baterías secundarias, que pueden cargarse y descargarse, se ha llevado a cabo activamente. De manera adicional, las baterías secundarias, que son fuentes de energía que sustituyen a los combustibles fósiles que causan la contaminación del aire, se han aplicado a un vehículo eléctrico (EV), un vehículo eléctrico híbrido (HEV) y un vehículo eléctrico híbrido enchufable (P-HEV) y, por lo tanto, existe una necesidad creciente de desarrollar baterías secundarias. El documento CN 103650209 A divulga un paquete de baterías y una barra de conexión aplicada al mismo.

Existen baterías de níquel-cadmio, baterías de hidruro de níquel, baterías de níquel-zinc y baterías secundarias de litio como las baterías secundarias comercializadas actualmente. Entre las mismas, la batería secundaria de litio está en el centro de atención, dado que la batería secundaria de litio tiene poco efecto de memoria, por lo que la batería secundaria de litio puede cargarse y descargarse libremente, tiene tasa de autodescarga muy baja y una alta densidad energética, en comparación con las baterías secundarias a base de níquel.

Al mismo tiempo, una batería secundaria utilizada para dispositivos pequeños incluye varias celdas de batería. Para vehículos, sin embargo, una pluralidad de módulos de batería está conectada eléctricamente entre sí usando una barra colectora de alta tensión (barra colectora de AT) para aumentar la capacidad y la salida de los mismos. La barra colectora de AT puede clasificarse como una barra colectora rígida o una barra colectora flexible. La barra colectora flexible se usa con frecuencia para conectar varios dispositivos electrónicos entre sí, además de la conexión entre módulos de batería en serie o en paralelo. En particular, la barra colectora flexible se aplica a una trayectoria complicada que tiene un espacio estrecho o doblado.

La Figura 1 es una vista conceptual de un paquete de baterías convencional, y la Figura 2 es una vista en perspectiva externa de una barra colectora de AT convencional.

Como se muestra en la Figura 1, en un paquete de baterías que incluye un total de seis módulos de batería 20, los terminales 21 de los módulos de batería 20 que están dispuestos horizontalmente están ubicados en el mismo plano, por lo que una barra colectora de AT plana rígida general 10 mostrada en (a) en la Figura 2 se utiliza. Cuando los terminales 21 de los módulos de batería 20 que están dispuestos verticalmente están conectados entre sí, una barra colectora de AT flexible 10 mostrada en (b) en la Figura 2 se adopta. En el caso en el que una trayectoria para la conexión eléctrica entre los módulos de batería 20 se complique aún más, una barra colectora de AT 10 que tiene la forma mostrada en (c) en la Figura 2 puede adoptarse.

En general, la barra colectora de AT 10 incluye una placa metálica 11 que tiene un espesor y anchura predeterminados y una capa de recubrimiento de resina aislante 12 provista para envolver la superficie exterior de la placa metálica 11.

Al mismo tiempo, en el caso en el que fluye alta corriente en un paquete de baterías debido a la exposición a altas temperaturas, sobrecarga, cortocircuito externo, penetración de aguja o daño local, se puede generar calor en una batería, por lo que la batería puede explotar. Por esta razón, la desconexión de servicio manual (MSD), que se denomina enchufe de seguridad, y un fusible se montan generalmente, con lo que aumentan los gastos parciales y el volumen del paquete de baterías.

En relación con esto, el documento de patente (publicación de solicitud de patente coreana N.° 2015-0062694) divulga una parte para baterías secundarias instaladas en una trayectoria de corriente que fluye en una batería secundaria, en donde la parte incluye una placa metálica que tiene una hendidura formada en una dirección lateral y un puente metálico que tiene un punto de fusión más bajo que la placa metálica, estando el puente metálico unido a la placa metálica en un estado de llenado de la hendidura.

El documento de patente anterior tiene la ventaja de que, en el caso de que fluya sobrecorriente en la batería secundaria, la parte instalada en la trayectoria de la corriente que fluye en la batería secundaria se rompe rápidamente, por lo que se interrumpe la sobrecorriente y, por lo tanto, se garantiza la seguridad para el uso de la batería secundaria, pero tiene problemas porque no es fácil unir la placa metálica y el puente metálico entre sí, dado que la placa metálica y el puente metálico son metales diferentes y, por lo tanto, el puente metálico debe unirse a la placa metálica para envolver las regiones de la superficie superior y de la superficie inferior de la placa metálica que son adyacentes a la hendidura, por lo que la parte es estructuralmente inestable, tiene baja resistencia al impacto externo y no es fácil de fabricar.

Documentos de la técnica anterior

(Documento de patente 1) Publicación de solicitud de patente coreana N.° 2015-0062694

Explicación de la invención

Problema técnico

La presente invención se ha realizado en vista de los problemas anteriores, y un objeto de la presente invención es proporcionar una barra colectora de AT capaz de interrumpir de forma segura el flujo de corriente incluso en el caso en el que la temperatura de un paquete de baterías aumenta de manera anormal y un método de fabricación del mismo.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar una barra colectora de AT que tenga alta resistencia al impacto externo y que sea fácil de fabricar y un método de fabricación de la misma.

Solución técnica

Para lograr los objetos anteriores, una barra colectora de AT (100) configurada para conectar una pluralidad de módulos de batería entre sí de acuerdo con la presente invención incluye un conductor que incluye una primera placa metálica (110) y una segunda placa metálica (120) y una capa de recubrimiento de resina aislante en la superficie circunferencial exterior del conductor, en donde un primer metal (111) que constituye la primera placa metálica (110) y segundos metales (121) que tienen una temperatura de fusión más baja que el primer metal (111) se mezclan en la segunda placa metálica (120) en el estado en el que los segundos metales están dispersos.

También, en la barra colectora de AT de acuerdo con la presente invención, la superficie superior y la superficie inferior de cada uno de los segundos metales (121) pueden exponerse fuera de la segunda placa metálica (120), y la superficie lateral de cada uno de los segundos metales puede estar en contacto con el primer metal (111).

También, en la barra colectora de AT de acuerdo con la presente invención, los segundos metales (121) pueden tener diferentes áreas superficiales exteriores.

También, en la barra colectora de AT de acuerdo con la presente invención, cuando se calienta a una temperatura predeterminada o superior, los segundos metales (121) pueden fundirse, por lo que el área en sección de la segunda placa metálica (120) puede reducirse.

También, en la barra colectora de AT de acuerdo con la presente invención, cuando se calienta a una temperatura predeterminada o superior, se puede formar una porción de ruptura (140) en la segunda placa metálica (120).

También, en la barra colectora de AT de acuerdo con la presente invención, el primer metal (111) puede ser cobre o aluminio, y los segundos metales (121) pueden incluir al menos uno de indio (In) y estaño (Sn).

También, en la barra colectora de AT de acuerdo con la presente invención, la primera placa metálica (110) puede proporcionarse en dos, la segunda placa metálica (120) puede proporcionarse en una, y la segunda placa metálica (120) puede ubicarse entre las primeras placas metálicas (110).

También, en la barra colectora de AT de acuerdo con la presente invención, la primera placa metálica (110) y la segunda placa metálica (120) pueden ubicarse alternativamente en una dirección longitudinal, y las primeras placas metálicas (110) pueden ubicarse en bordes opuestos en la dirección longitudinal.

De manera adicional, un método de fabricación de barras colectoras de AT de acuerdo con la presente invención incluye una primera etapa de aplicar una temperatura y presión predeterminadas al primer polvo metálico (112) mientras se suministra continuamente el primer polvo metálico para formar la primera placa metálica (110), una segunda etapa de aplicar una temperatura y presión predeterminadas a una mezcla de polvo metálico de primer polvo metálico (112) y segundo polvo metálico (122) mientras se suministra continuamente la mezcla de polvo metálico durante un tiempo predeterminado para formar la segunda placa metálica (120), y una tercera etapa de aplicar una temperatura y presión predeterminadas al primer polvo metálico (112) mientras se suministra continuamente el primer polvo metálico para formar la primera placa metálica (110), preparando de este modo un conductor.

También, en el método de fabricación de barras colectoras de AT de acuerdo con la presente invención, el primer polvo metálico (112) puede ser cobre o aluminio, y el segundo polvo metálico (122) puede ser una aleación de indio (In) y estaño (Sn).

También, en el método de fabricación de barras colectoras de AT de acuerdo con la presente invención, el tamaño de partícula del segundo polvo metálico (122) puede ser mayor que el tamaño de partícula del primer polvo metálico (112).

También, el método de fabricación de barras colectoras de AT de acuerdo con la presente invención puede incluir además una cuarta etapa de cortar el conductor a una longitud predeterminada y una quinta etapa de recubrir las superficies restantes del conductor excluyendo los bordes opuestos del mismo con una resina aislante.

De manera adicional, la presente invención proporciona un paquete de baterías que incluye la barra colectora de AT.

Efectos ventajosos

En una barra colectora de AT de acuerdo con la presente invención y un método de fabricación de la misma, una segunda placa metálica, que está hecha de una mezcla de un primer metal y un segundo metal que tiene una temperatura de fusión más baja que el primer metal, se encuentra entre las primeras placas metálicas, cada una de las que está hecho de un primer metal, por lo que la primera placa metálica y la segunda placa metálica están fuertemente acopladas entre sí y, por lo tanto, la barra colectora de AT tiene una alta resistencia al impacto externo.

También, en la barra colectora de AT de acuerdo con la presente invención y el método de fabricación de la misma, cuando la temperatura de un paquete de baterías aumenta a una temperatura de fusión del segundo metal, se rompe una región predeterminada de la segunda placa metálica, por lo que se interrumpe el flujo de corriente. En consecuencia, es posible ajustar fácilmente la temperatura de corte actual cambiando el tipo del segundo metal.

Asimismo, en la barra colectora de AT de acuerdo con la presente invención y el método de fabricación de la misma, la barra colectora de AT también sirve como fusible, por lo que es posible omitir un fusible separado y una desconexión de servicio manual (MSD) en el paquete de baterías y, por lo tanto, es posible reducir los costes de fabricación junto con una mejora en la densidad energética.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una vista conceptual de un paquete de baterías convencional.

La Figura 2 es una vista en perspectiva externa de una barra colectora de AT convencional.

La Figura 3 es una vista conceptual de una barra colectora de AT de acuerdo con una primera realización preferida de la presente invención.

La Figura 4 es una vista conceptual que ilustra la ruptura de la barra colectora de AT de acuerdo con la presente invención.

La Figura 5 es una vista conceptual de una barra colectora de AT de acuerdo con una segunda realización preferida de la presente invención.

La Figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra un método de fabricación de la barra colectora de AT de acuerdo con la primera realización preferida de la presente invención.

La Figura 7 es una vista esquemática de un aparato para fabricar la barra colectora de AT de acuerdo con la primera realización preferida de la presente invención.

La Figura 8 es un diagrama de flujo que ilustra un método de fabricación de la barra colectora de AT de acuerdo con la segunda realización preferida de la presente invención.

La Figura 9 es una vista esquemática de un aparato para fabricar la barra colectora de AT de acuerdo con la segunda realización preferida de la presente invención.

Realización preferente de la invención

En la presente solicitud, hay que entender que los términos "comprende", "tiene", "incluye", etc., especifican la presencia de características, números, etapas, operaciones, elementos, componentes declarados, o combinaciones de los mismos, pero no excluyen la presencia o adición de una o varias características, números, etapas, operaciones, elementos, componentes adicionales o combinaciones de los mismos.

De manera adicional, se usarán los mismos números de referencia a través de todos los dibujos para referirse a partes que realizan funciones u operaciones similares. En el caso en que se diga que una parte está conectada a otra parte en la memoria descriptiva, no únicamente una parte puede estar conectada directamente a la otra parte, sino, también, una parte puede estar conectada indirectamente a la otra parte a través de una parte adicional. De manera adicional, que un cierto elemento esté incluido no significa que otros elementos estén excluidos, sino que significa que tales elementos pueden incluirse además a menos que se indique lo contrario.

Al mismo tiempo, una barra colectora de AT de acuerdo con la presente invención se define como una barra colectora configurada para conectar eléctricamente módulos de batería entre sí, para conectar eléctricamente un módulo de batería y un conector de vehículo entre sí, o para conectar eléctricamente paquetes de baterías entre sí.

En lo sucesivo en el presente documento, se describirá una barra colectora de AT hecha de metales diferentes de acuerdo con la presente invención y un método de fabricación de la misma. Como se ha descrito con referencia a las Figuras 1 y 2, la barra colectora de AT de acuerdo con la presente invención, que es una barra colectora de AT configurada para conectar una pluralidad de módulos de batería entre sí, puede ser rígida o flexible y puede formarse para tener varias formas, y la superficie exterior de una placa metálica que constituye un conductor puede recubrirse con una resina aislante.

La Figura 3 es una vista conceptual de una barra colectora de AT de acuerdo con una primera realización preferida de la presente invención, y la Figura 4 es una vista conceptual que ilustra la ruptura de la barra colectora de AT de acuerdo con la presente invención.

La barra colectora de AT 100, que conecta eléctricamente los terminales de los módulos de batería entre sí, está configurada en una forma plana que tiene un espesor predeterminado (dirección del eje Y), una anchura predeterminada (dirección del eje X) y una longitud predeterminada (dirección del eje Z), e incluye una primera placa metálica 110 correspondiente a una región no cortante y una segunda placa metálica 120 correspondiente a una región cortante.

Además de un metal que constituye la primera placa metálica 110, la segunda placa metálica 120 incluye además un segundo metal que tiene una temperatura de fusión diferente del metal que constituye la primera placa metálica. Es decir, los segundos metales 121 que tienen la misma área de superficie exterior o diferentes áreas de superficie exterior están presentes en la segunda placa metálica 120 en un estado disperso.

En este punto, que los segundos metales 121 estén dispersos en la segunda placa metálica 120 significa que los segundos metales 121 que tienen tamaños y áreas superficiales predeterminados están completamente insertados o impregnados en una dirección de espesor de la segunda placa metálica 120 (dirección del eje Y) de manera regular o irregular. Es decir, los segundos metales 121 están expuestos hacia fuera desde la superficie superior y la superficie inferior de la segunda placa metálica 120, mientras que la superficie lateral de cada uno de los segundos metales está en contacto completamente apretado con el metal que constituye la primera placa metálica 110.

Por supuesto, las porciones de los segundos metales 121 expuestas desde las superficies superior e inferior de la segunda placa metálica 120 están presentes en un estado plano, aunque los segundos metales pueden mantener la forma original en el momento de su fabricación, tal como una forma esférica o una forma de aguja.

En el caso en el que la primera placa metálica 110 que constituye la barra colectora de AT 100 está acoplada a un cable de electrodo positivo, es preferible que la primera placa metálica esté hecha de un material de aluminio (Al) generalmente utilizado para el cable de electrodo positivo. La razón de esto es que es posible mejorar la soldabilidad y minimizar la resistencia de contacto en una porción de acoplamiento. De la misma manera, es preferible que, en el caso en el que la primera placa metálica 110 está acoplada a un cable de electrodo negativo, la primera placa metálica esté hecha de cobre (Cu) o un material de cobre recubierto con níquel (Ni) generalmente utilizado para el cable de electrodo negativo. Sin embargo, el material no está particularmente restringido siempre que el material muestre capacidad de unión y conductividad.

La segunda placa metálica 120 puede estar hecha de un metal que tenga una temperatura de fusión más baja que el aluminio (Al) o el cobre (Cu) que constituye la primera placa metálica 110, tal como indio (In), estaño (Sn) o una aleación de los mismos. La razón para esto es que, en el caso de que el módulo de batería se sobrecaliente debido a un cortocircuito o sobrecarga, es necesario romper rápidamente la barra colectora de AT 100 para liberar la conexión eléctrica del módulo de batería. Los segundos metales pueden cambiarse libremente dependiendo de una temperatura de corte de corriente deseada.

Es decir, como se muestra en la Figura 4, cuando el módulo de batería funciona normalmente, la corriente fluye a través de la barra colectora de AT plana 100 ((a) de la Figura 4). Cuando el módulo de batería se sobrecalienta a una temperatura de fusión o superior de los segundos metales 121 debido a un cortocircuito en el módulo de batería, sin embargo, los segundos metales 121, cada uno de los cuales tiene una temperatura de fusión relativamente baja, se derriten primero, por lo que se forman poros 130 en las porciones en las que han estado presentes los segundos metales 121 (véase (b) de la Figura 4). Como resultado, se forma una porción de ruptura 140 en una región predeterminada, es decir, una región en la que los segundos metales 121 están ubicados adyacentes entre sí, por lo que la barra colectora de AT 100 se rompe (véase (c) de la figura 4).

En este punto, el principio técnico por el que se produce la ruptura basándose en los poros 130, en los que los segundos metales 121 han estado presentes, se describirá en breve. Cuando los segundos metales 121 se funden y, por lo tanto, se forman los poros 130, el área superficial en la que la corriente se puede mover se reduce en las proximidades de los poros 130, por lo que se aumenta la resistencia. En consecuencia, el calor se genera abruptamente basándose en la región en la que se forman los poros 130, por lo que la temperatura de un primer metal 111 aumenta hasta la temperatura de fusión del mismo. Como resultado, el primer metal que conecta los poros 130 entre sí también se funde, por lo que la porción de ruptura 140 se forma en la segunda placa metálica 120 y, por tanto, se corta la segunda placa metálica.

Al mismo tiempo, es preferible que los segundos metales 121 estén presentes para tener un área superficial equivalente del 20 al 90 % del área superficial de la barra colectora de AT 100 en la región de la misma en la dirección lateral (dirección del eje X), la dirección longitudinal (dirección del eje Z) y la dirección del espesor (dirección del eje Y) de la barra colectora de AT. En el caso en el que el área superficial de los segundos metales sea inferior al 20 % del área superficial de la barra colectora de AT, el tiempo transcurrido hasta que se rompe la barra colectora de AT es demasiado largo. En el caso en el que el área superficial de los segundos metales sea mayor que el 90 % del área superficial de la barra colectora de AT, la barra colectora de AT 100 puede romperse por un sobrecalentamiento temporal. En consecuencia, el intervalo anterior es deseable.

En este punto, los segundos metales 121 pueden ubicarse dentro de un intervalo de 5 a 10 mm en la dirección longitudinal (dirección del eje Z) de la barra colectora de AT 100.

A continuación, se describirá una segunda realización preferida de la presente invención. La Figura 5 es una vista conceptual de una barra colectora de AT de acuerdo con una segunda realización preferida de la presente invención.

La segunda realización es idéntica en construcción a la primera realización excepto que se proporcionan dos segundas placas metálicas 120 en la barra colectora de AT 100 para estar separadas entre sí por una distancia predeterminada. En lo sucesivo en el presente documento, por lo tanto, solo se describirán las construcciones diferentes.

En el caso en el que dos segundas placas metálicas 120, cada una de las que incluye segundos metales 121, se proporcionan para estar separadas entre sí por una distancia predeterminada, es posible aumentar aún más un factor de seguridad. Es decir, en el caso de que se proporcione una segunda placa metálica 120, se incurre en un tiempo relativamente largo hasta que se rompe la barra colectora de AT o se puede inhibir la aparición de cortocircuitos. En el caso en el que dos segundas placas metálicas 120 están presentes en la barra colectora de AT 100, sin embargo, es posible inducir de manera más segura la ruptura de la barra colectora de AT. Aunque se muestran dos segundas placas metálicas 120 en la Figura 5, que es meramente una ilustración, es obvio que se pueden proporcionar tres o más segundas placas metálicas.

A continuación, se describirá un método y aparato para fabricar la barra colectora de AT de acuerdo con la primera realización de la presente invención descrita anteriormente.

La Figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra un método de fabricación de la barra colectora de AT de acuerdo con la primera realización preferida de la presente invención, y la Figura 7 es una vista esquemática de un aparato para fabricar la barra colectora de AT de acuerdo con la primera realización preferida de la presente invención.

El método de fabricación de la barra colectora de AT de acuerdo con la primera realización de la presente invención incluye una primera etapa de aplicar una temperatura y presión predeterminadas al primer polvo metálico 112 mientras se suministra continuamente el primer polvo metálico para formar una primera placa metálica 110, una segunda etapa de aplicar una temperatura y presión predeterminadas a una mezcla de polvo metálico del primer polvo metálico 112 y el segundo polvo metálico 122 mientras se suministra continuamente la mezcla de polvo metálico durante un tiempo predeterminado para formar una segunda placa metálica 120, una tercera etapa de aplicar una temperatura y presión predeterminadas al primer polvo metálico 112 mientras se suministra continuamente el primer polvo metálico para formar una primera placa metálica 110, preparando de este modo un conductor, una cuarta etapa de cortar el conductor preparado a una longitud predeterminada, y una quinta etapa de recubrir las superficies restantes del conductor excluyendo los bordes opuestos del mismo con una resina aislante.

El aparato de fabricación de barras colectoras de acuerdo con la presente invención puede incluir una cinta transportadora 200, una bandeja 300, un tanque de suministro de partículas metálicas 400, un rodillo 500 y un medio de calentamiento (no mostrado).

Específicamente, en la primera etapa, el primer polvo metálico 112 en un primer tanque de suministro 410 se suministra continuamente a la bandeja 300, que está ubicada en la cinta transportadora 200, y al mismo tiempo el primer polvo metálico se calienta a una temperatura predeterminada mientras el primer polvo metálico se presiona usando el rodillo 500 para formar una primera placa metálica 110 correspondiente a una región plana no cortante.

En la segunda etapa, el suministro del primer polvo metálico 112 desde el primer tanque de suministro 410 se interrumpe temporalmente, y una mezcla de polvo metálico del primer polvo metálico 112 y el segundo polvo metálico 122 en un segundo tanque de suministro 420 se calienta y presiona usando el rodillo 500 mientras el polvo metálico la mezcla se suministra continuamente a la bandeja 300 para formar una segunda placa metálica 120 correspondiente a una región de corte plana.

En este punto, el tamaño de partícula del segundo polvo metálico 122 puede cambiarse dependiendo de la cantidad de corriente de ruptura objetivo de una barra colectora de AT 100. A modo de ejemplo, el tamaño de partícula de cada uno del primer polvo metálico 112 y el segundo polvo metálico 122 puede variar de varios nm a varios mm. Es preferible que el tamaño de partícula del segundo polvo metálico 122 sea mayor que el tamaño de partícula del primer polvo metálico 112. El tamaño de partícula del segundo polvo metálico 122 puede ser de 2 a 10 veces el tamaño de partícula del primer polvo metálico 112. Es decir, el tamaño de partícula del primer polvo metálico 112, que tiene un punto de fusión relativamente alto, se reduce para ajustar las temperaturas de sinterización del primer polvo metálico 112 y del segundo polvo metálico 122 para que sean similares entre sí. En el caso en el que las temperaturas de sinterización del primer polvo metálico 112 y el segundo polvo metálico 122 sean similares entre sí, la relación de tamaño de partícula entre ellos no se limita a la relación de tamaño de partícula definida anteriormente.

De manera adicional, la temperatura de calentamiento en la primera etapa y la segunda etapa no está particularmente restringida. Se permite cualquier temperatura capaz de sinterizar el primer polvo metálico 112 y el segundo polvo metálico 122 dependiendo de los tamaños de partícula del primer polvo metálico y el segundo polvo metálico.

En la tercera etapa, el suministro de la mezcla de polvo metálico desde el segundo tanque de suministro se interrumpe temporalmente, y el primer polvo metálico 112 en el primer tanque de suministro 410 se presiona y calienta mientras el primer polvo metálico se suministra continuamente a la bandeja 300 para formar una primera placa metálica 110 correspondiente a una región no cortante.

Después de realizar las etapas primera a tercera, se forma un conductor configurado de tal manera que la segunda placa metálica 120, que está hecha de la mezcla del primer polvo metálico 112 y del segundo polvo metálico 122 y que corresponde a la región de corte, se proporciona en el medio y de tal manera que un par de primeras placas metálicas 110, cada una de las que está hecha solo del primer polvo metálico 112 y cada una de las que corresponde a la región no cortante, se proporcionan en lados opuestos de la segunda placa metálica 120.

La cuarta etapa es una etapa de cortar el conductor preparado a una longitud apropiada teniendo en cuenta la distancia entre los módulos de batería que se van a conectar entre sí.

La quinta etapa es una etapa de formar uniformemente una capa de recubrimiento sobre la superficie exterior del conductor utilizando una resina termoendurecible que presenta un alto aislamiento, tal como una resina epoxi o una resina de poliéster. En este punto, es preferible formar la capa de recubrimiento usando un método de recubrimiento por pulverización. La razón para esto es que, cuando se usa el método de recubrimiento por pulverización, es posible ajustar fácilmente el espesor de la capa de recubrimiento y reducir el tiempo de recubrimiento. El proceso de formación de la capa de recubrimiento corresponde a la tecnología conocida y, por lo tanto, se omitirá una descripción detallada del mismo.

Al mismo tiempo, se puede incluir además una etapa de doblar la barra colectora de AT 100 a una forma predeterminada. Específicamente, la etapa de doblado se puede realizar después del corte en la cuarta etapa o después de que se forme la capa de recubrimiento. Sin embargo, es preferible que la etapa de doblado se realice antes de que se forme la capa de recubrimiento. La razón para esto es que, en el caso de que la barra colectora de AT se doble después de que se forme la capa de recubrimiento, una porción de la capa de recubrimiento puede aflojarse y la superficie de la capa de recubrimiento en la porción doblada no es lisa.

A continuación, se describirá un método de fabricación de la barra colectora de AT de acuerdo con la segunda realización de la presente invención descrita anteriormente.

La Figura 8 es un diagrama de flujo que ilustra un método de fabricación de la barra colectora de AT de acuerdo con la segunda realización preferida de la presente invención, y la Figura 9 es una vista esquemática de un aparato para fabricar la barra colectora de AT de acuerdo con la segunda realización preferida de la presente invención.

Como se muestra en las Figura 8 y 9, el método de fabricación de la barra colectora de AT de acuerdo con la segunda realización de la presente invención incluye una primera etapa de aplicar una temperatura y presión predeterminadas al primer polvo metálico 112 mientras se suministra continuamente el primer polvo metálico para formar una primera placa metálica 110, una segunda etapa de aplicar una temperatura y presión predeterminadas a una mezcla de polvo metálico del primer polvo metálico 112 y el segundo polvo metálico 122 mientras se suministra continuamente la mezcla de polvo metálico durante un tiempo predeterminado para formar una segunda placa metálica 120, una tercera etapa de aplicar una temperatura y presión predeterminadas al primer polvo metálico 112 mientras se suministra continuamente el primer polvo metálico para formar una primera placa metálica 110, una cuarta etapa de aplicar una temperatura y presión predeterminadas a una mezcla de polvo metálico del primer polvo metálico 112 y el segundo polvo metálico 122 mientras se suministra continuamente la mezcla de polvo metálico durante un tiempo predeterminado para formar una segunda placa metálica 120, una quinta etapa de aplicar una temperatura y presión predeterminadas al primer polvo metálico 112 mientras se suministra continuamente el primer polvo metálico para formar una primera placa metálica 110, preparando de este modo un conductor, una sexta etapa de cortar el conductor preparado a una longitud predeterminada, y una séptima etapa de recubrir las superficies restantes del conductor excluyendo los bordes opuestos del mismo con una resina aislante.

El método de fabricación de acuerdo con la segunda realización es idéntico al método de fabricación de acuerdo con la primera realización descrita anteriormente, excepto que se proporcionan dos segundas placas metálicas 120 y se proporciona además una primera placa metálica 110 entre las segundas placas metálicas 120. Es decir, la cuarta etapa y la quinta etapa son repeticiones de la segunda etapa y la tercera etapa, y se forma otra segunda placa metálica 120 a través de la cuarta etapa y la quinta etapa.

Aunque los detalles específicos de la presente invención se han descrito en detalle, los expertos en la materia apreciarán que la descripción detallada de la misma divulga únicamente realizaciones preferidas de la presente invención y, por tanto, no limita el alcance de la presente invención. Por consiguiente, los expertos en la materia apreciarán que son posibles diversos cambios y modificaciones, sin apartarse de la categoría y la idea técnica de la presente invención, y será obvio que tales cambios y modificaciones caen dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Descripción de los números de referencia

100: Barra colectora de AT

110: Primera placa metálica

111: Primer metal 112: Primer polvo metálico

120: Segunda placa metálica

121: Segundo metal 122: Segundo polvo metálico

130: Poro

140: Porción de ruptura

200: Cinta transportadora

300: Bandeja

400: Tanque de suministro de partículas metálicas

410: Primer tanque de suministro

420: Segundo tanque de suministro

500: Rodillo

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una barra colectora de AT (100) configurada para conectar una pluralidad de módulos de batería entre sí, comprendiendo la barra colectora de AT (100):

un conductor que comprende una primera placa metálica (110) y una segunda placa metálica (120); en donde un primer metal (111) constituye la primera placa metálica (110);

caracterizada por que

los segundos metales (121) que tienen una temperatura de fusión más baja que el primer metal (111) se mezclan en la segunda placa metálica (120) en un estado en el que los segundos metales (121) están dispersos;

ypor quela barra colectora de AT comprende una capa de recubrimiento de resina aislante sobre una superficie circunferencial exterior del conductor.

2. La barra colectora de AT (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde una superficie superior y una superficie inferior de cada uno de los segundos metales (121) están expuestas fuera de la segunda placa metálica (120), y una superficie lateral de cada uno de los segundos metales (121) está en contacto con el primer metal (111).

3. La barra colectora de AT (100) de acuerdo con la reivindicación 2, en donde los segundos metales (121) tienen diferentes áreas superficiales exteriores.

4. La barra colectora de AT (100) de acuerdo con la reivindicación 3, en donde, cuando se calienta a una temperatura predeterminada o superior, los segundos metales (121) se funden, por lo que se reduce un área en sección de la segunda placa metálica (120).

5. La barra colectora de AT (100) de acuerdo con la reivindicación 4, en donde, cuando se calienta a una temperatura predeterminada o superior, se forma una porción de ruptura (140) en la segunda placa metálica (120).

6. La barra colectora de AT (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde

el primer metal (111) es cobre o aluminio, y

los segundos metales (121) comprenden al menos uno de indio (In) y estaño (Sn).

7. La barra colectora de AT (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde

la primera placa metálica (110) se proporciona en dos,

la segunda placa metálica (120) se proporciona en una, y

la segunda placa metálica (120) está ubicada entre las primeras placas metálicas (110).

8. La barra colectora de AT (100) de acuerdo con la reivindicación 7, en donde

las primeras placas metálicas (110) y la segunda placa metálica (120) están ubicadas alternativamente en una dirección longitudinal, y

las primeras placas metálicas (110) están ubicadas en bordes opuestos en la dirección longitudinal.

9. Un método de fabricación de la barra colectora de AT (100) de acuerdo con la reivindicación 1, comprendiendo el método:

una primera etapa de aplicar una temperatura y presión predeterminadas al primer polvo metálico (112) mientras se suministra continuamente el primer polvo metálico (112) para formar la primera placa metálica (110); una segunda etapa de aplicar una temperatura y presión predeterminadas a una mezcla de polvo metálico de primer polvo metálico (112) y segundo polvo metálico (122) mientras se suministra continuamente la mezcla de polvo metálico durante un tiempo predeterminado para formar la segunda placa metálica (120); y

una tercera etapa de aplicar una temperatura y presión predeterminadas al primer polvo metálico (112) mientras se suministra continuamente el primer polvo metálico para formar la primera placa metálica (110), preparando de este modo un conductor.

10. El método de acuerdo con la reivindicación 9, en donde

el primer polvo metálico (112) es cobre o aluminio, y

el segundo polvo metálico (122) es una aleación de indio (In) y estaño (Sn).

11. El método de acuerdo con la reivindicación 10, en donde un tamaño de partícula del segundo polvo metálico (122) es mayor que un tamaño de partícula del primer polvo metálico (112).

12. El método de acuerdo con la reivindicación 9, comprendiendo, además:

una cuarta etapa de cortar el conductor a una longitud predeterminada; y

una quinta etapa consiste en recubrir las superficies restantes del conductor excluyendo los bordes opuestos del mismo con una resina aislante.

13. Un paquete de baterías que comprende la barra colectora de AT (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

14. La barra colectora de AT (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde los segundos metales (121) que se dispersan comprenden segundos metales (121) que tienen tamaños predeterminados y áreas superficiales que se insertan o impregnan completamente en una dirección de espesor de la segunda placa metálica (120) de manera regular o irregular.