ES3051713T3

ES3051713T3 - Battery module comprising module bus bar, battery pack comprising same, and electronic device

Info

Publication number: ES3051713T3
Application number: ES21785020T
Authority: ES
Inventors: Byeong-Jun Jeon; Ji-Myong An; Young-Su Son
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2020-04-09
Filing date: 2021-04-06
Publication date: 2025-12-29
Anticipated expiration: 2041-04-06
Also published as: US20220393310A1; PL4053990T3; EP4053990A1; TW202211534A; KR102765183B1; CN114747077A; CN114747077B; JP7507858B2; US12362435B2; EP4053990B1; TWI881046B; EP4053990A4; JP2023500527A; KR20210125950A; WO2021206426A1

Abstract

Un módulo de batería, según la presente invención, comprende: varias celdas con un terminal de electrodo; una carcasa del módulo con un espacio interior para alojar las celdas; y una barra colectora del módulo para la conexión eléctrica de las celdas. La barra colectora del módulo consta de: una primera placa metálica con una primera parte del cuerpo, orientada hacia la superficie exterior de la carcasa del módulo, y una primera pieza de conexión que contacta con el terminal de electrodo; una segunda placa metálica con una segunda parte del cuerpo apilada sobre el lado exterior de la primera parte del cuerpo de la primera placa metálica, una segunda pieza de conexión que contacta con el terminal de electrodo, y un fusible que conecta eléctricamente la segunda pieza de conexión con la segunda parte del cuerpo y se desconecta a una corriente predeterminada o superior, y tiene un espesor inferior al de la primera placa metálica. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Módulo de batería que comprende barra colectora de módulo, paquete de baterías que comprende el mismo, y dispositivo electrónico

[0003] Sector de la técnica

[0004] La presente solicitud reivindica prioridad con respecto a la Solicitud de Patente Coreana n.° 10-2020-0043499 presentada el 9 de abril de 2020 en la República de Corea.

[0005] La presente invención se refiere a un módulo de batería que incluye una barra colectora de módulo, a un paquete de baterías que incluye el módulo de batería, y a un dispositivo electrónico y, más en particular, a un módulo de batería que incluye una barra colectora de módulo que puede realizar una desconexión eléctrica rápidamente cuando fluye una corriente alta y tiene excelente durabilidad.

[0006] Antecedentes de la invención

[0007] En los años recientes, la demanda de productos electrónicos portátiles como, por ejemplo, ordenadores portátiles, videocámaras, teléfonos móviles o similares ha estado creciendo rápidamente, y el desarrollo de vehículos eléctricos, baterías de almacenamiento de energía, robots, satélites o similares está en pleno auge. Por este motivo, se están investigando activamente baterías secundarias de alto rendimiento que permitan la carga y descarga repetidas.

[0008] 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 resaltan en comparación con las baterías secundarias basadas en níquel debido a ventajas como, por ejemplo, la libre carga y descarga, provocada por sustancialmente ningún efecto memoria, muy baja tasa de autodescarga y alta densidad energética.

[0009] La batería secundaria de litio usa principalmente óxidos basados en litio y materiales carbonáceos como un material activo de electrodo positivo y un material activo de electrodo negativo, respectivamente. Además, la batería secundaria de litio incluye un conjunto de electrodos en el cual una placa de electrodo positivo recubierta con el material activo de electrodo positivo y una placa de electrodo negativo recubierta con el material activo de electrodo negativo se disponen con un separador interpuesto entre las mismas, y un exterior, a saber, una caja de batería, que contiene, de forma hermética, el conjunto de electrodos junto con un electrolito.

[0010] Además, la batería secundaria de litio puede clasificarse, dependiendo de la forma exterior, en una batería secundaria tipo lata en la cual un conjunto de electrodos se incluye en una lata metálica y una batería secundaria tipo bolsa en la cual un conjunto de electrodos se incluye en una bolsa hecha de una hoja laminada de aluminio. Aquí, en el caso de la batería secundaria tipo lata, la lata metálica en la cual se incluye el conjunto de electrodos a veces se fabrica en una forma cilíndrica. La batería secundaria tipo lata puede usarse para configurar un módulo de batería que tiene una carcasa para alojar múltiples baterías secundarias y una barra colectora para conectar eléctricamente las múltiples baterías secundarias.

[0011] De manera reciente, en algunos casos, la barra colectora provista al módulo de batería usa un material que tiene cierta resistencia eléctrica alta con el fin de aumentar la soldabilidad de la soldadura de resistencia con el terminal de electrodo.

[0012] En la técnica anterior, si ocurre un cortocircuito eléctrico entre algunas baterías secundarias entre las múltiples baterías secundarias incluidas en el módulo de batería de modo que una corriente alta fluye a través de la barra colectora en algunas baterías secundarias, puede ocurrir una falla en el producto que usa el módulo de batería. Por consiguiente, un sistema de gestión de batería (BMS, por sus siglas en inglés) puede usarse para cortar la corriente. Sin embargo, con el fin de lidiar con la corriente alta cuando el BMS no funciona o funciona erróneamente, un fusible que se desconecta cuando fluye una corriente alta puede aplicarse como parte de la barra colectora.

[0013] En este punto, el fusible de la barra colectora se forma para tener un espesor o ancho más pequeño que el de la otra parte de la barra colectora con el fin de establecer una mayor resistencia eléctrica. Sin embargo, el fusible de la barra colectora que tiene un espesor o ancho más pequeño tiene una rigidez mecánica relativamente débil. Por consiguiente, si un impacto externo o vibraciones frecuentes se aplican al módulo de batería, el fusible puede desconectarse debido al daño o corte, lo cual puede deteriorar la durabilidad del módulo de batería.

[0014] El documento US2018190960A1 describe sistemas y métodos para estructura de batería, interconexiones, detección y equilibrio.

[0015] Explicación de la invención

[0016] Problema técnico

[0017] La presente descripción está diseñada a resolver los problemas de la técnica relacionada y, por lo tanto, la presente descripción está dirigida a proveer un módulo de batería que incluye una barra colectora de módulo, que puede realizar una desconexión eléctrica rápidamente cuando fluye una corriente alta y tiene alta durabilidad.

[0018] Estos y otros objetos y ventajas de la presente descripción pueden comprenderse a partir de la siguiente descripción detallada y serán aparentes de forma más completa a partir de las realizaciones a modo de ejemplo de la presente descripción. Asimismo, se comprenderá fácilmente que los objetos y las ventajas de la presente descripción pueden realizarse por los medios que se muestran en las reivindicaciones anexas y combinaciones de las mismas.

[0019] Solución técnica

[0020] En un aspecto de la presente invención, se provee un módulo de batería, que comprende:

[0021] múltiples celdas de batería cilíndricas que tienen terminales de electrodo formados en las mismas;

[0022] una carcasa de módulo que tiene un espacio interior formado para alojar las múltiples celdas de batería cilíndricas; y una barra colectora de módulo configurada para conectar eléctricamente las múltiples celdas de batería cilíndricas entre sí,

[0023] en donde la barra colectora de módulo incluye:

[0024] una primera placa metálica que tiene una primera porción de cuerpo ubicada para mirar a una superficie exterior de la carcasa de módulo y una primera porción de contacto configurada para contactar con el terminal de electrodo; y

[0025] una segunda placa metálica que tiene una segunda porción de cuerpo apilada sobre un lado exterior de la primera porción de cuerpo de la primera placa metálica, una segunda porción de contacto configurada para contactar con el terminal de electrodo, y una porción de fusible configurada para conectar eléctricamente la segunda porción de contacto y la segunda porción de cuerpo entre sí y desconectarse a una corriente predeterminada o superior, la segunda placa metálica teniendo un espesor más pequeño que la primera placa metálica.

[0026] Asimismo, la segunda placa metálica puede incluir una porción de refuerzo formada entre la segunda porción de contacto y la porción de fusible y que tiene un ancho mayor que la porción de fusible.

[0027] Además, la carcasa de módulo puede incluir una abertura de conexión perforada de modo tal que el terminal de electrodo de la celda de batería cilíndrica alojada en el espacio interior se expone al exterior, y una parte de la porción de refuerzo puede doblarse hacia la carcasa de módulo a través de la abertura de conexión.

[0028] Además, la porción de refuerzo puede unirse a al menos uno de un borde de la abertura de conexión y una periferia de la abertura de conexión.

[0029] Asimismo, la segunda placa metálica puede incluir un miembro de refuerzo configurado para rodear una región de conexión de la porción de fusible y la segunda porción de cuerpo.

[0030] Además, cada una de la primera placa metálica y la segunda placa metálica puede tener un orificio de fijación perforado en una dirección superior e inferior, y la carcasa de módulo puede incluir una saliente de fijación insertada en el orificio de fijación para fijar cada una de la primera placa metálica y la segunda placa metálica, y un miembro amortiguador interpuesto entre el orificio de fijación y la saliente de fijación.

[0031] Además, la segunda placa metálica puede tener un material metálico con una resistencia específica mayor que el material metálico de la primera placa metálica.

[0032] Asimismo, la porción de fusible puede doblarse al menos una vez en base a una dirección que se extiende desde la segunda porción de cuerpo, y la segunda porción de cuerpo puede tener al menos dos áreas de soldadura dispuestas en una dirección perpendicular a la dirección de flexión de la porción de fusible en base a una dirección horizontal y soldadas al terminal de electrodo.

[0033] En otro aspecto de la presente invención, también se provee un paquete de baterías, que comprende al menos un módulo de batería como se describe más arriba.

[0034] En otro aspecto de la presente invención, también se provee un dispositivo electrónico, que comprende el paquete de baterías descrito más arriba.

[0035] Efectos ventajosos

[0036] Según una realización de la presente descripción, dado que la barra colectora de módulo de la presente descripción incluye la primera placa metálica y la segunda placa metálica ubicada en el lado exterior de la primera placa metálica y que tiene un espesor más pequeño que la primera placa metálica, es posible mejorar la durabilidad de la barra colectora de módulo. Es decir, dado que la primera placa metálica relativamente gruesa tiene una rigidez relativamente mejor contra la vibración o el impacto que la segunda placa metálica, en la configuración donde la primera porción de cuerpo de la primera placa metálica se dispone para mirar a la superficie exterior de la carcasa de módulo y la segunda porción de cuerpo de la segunda placa metálica que tiene un espesor más pequeño se dispone en el lado exterior de la primera porción de cuerpo, es posible reducir de manera eficaz el daño provocado por el impacto y la vibración continua de la carcasa de módulo transmitidos a la barra colectora de módulo.

[0037] Asimismo, según una realización de la presente descripción, si la vibración o el impacto se transmite a la región de conexión entre la segunda porción de contacto y la porción de fusible, es más altamente probable que la porción de fusible se corte debido a su pequeño ancho en comparación con otras regiones. Por consiguiente, dado que la segunda placa metálica incluye la porción de refuerzo provista entre la segunda porción de contacto y la porción de fusible y que tiene un ancho mayor que la porción de fusible, es posible reforzar la rigidez mecánica entre la segunda porción de contacto y la porción de fusible. Por lo tanto, es posible aumentar aún más la durabilidad de la barra colectora de módulo contra la vibración o el impacto.

[0038] Además, según una realización de la presente descripción, la porción de fusible se dobla al menos una vez desde la segunda porción de cuerpo en base a la dirección en la cual se extiende la porción de fusible, y al menos dos áreas de soldadura dispuestas en una dirección perpendicular a la dirección de flexión de la porción de fusible en base a la dirección horizontal y soldadas al terminal de electrodo se forman en la segunda porción de contacto. Por consiguiente, si se tira de la porción de fusible por una fuerza externa, el estado unido puede mantenerse de manera efectiva por la fuerte fuerza de unión de las al menos dos áreas de soldadura dispuestas en la dirección perpendicular. Por consiguiente, la durabilidad del módulo de batería puede aumentarse de manera efectiva.

[0039] Además, según otra realización de la presente descripción, dado que la saliente de fijación se inserta en el orificio de fijación para fijar cada una de la primera placa metálica y la segunda placa metálica y el miembro amortiguador se interpone entre el orificio de fijación y la saliente de fijación, el miembro amortiguador puede absorber vibraciones o impactos transmitidos de la carcasa de módulo a la barra colectora de módulo, reduciendo de este modo, de manera eficaz, el daño provocado por vibraciones frecuentes o impactos de la barra colectora de módulo.

[0040] Breve descripción de los dibujos

[0041] Los dibujos anexos ilustran una realización preferida de la presente descripción y, junto con la descripción anterior, sirven para proveer una mayor comprensión de las características técnicas de la presente descripción y, por consiguiente, la presente descripción no se interpreta como limitada al dibujo.

[0042] La FIG. 1 es una vista en perspectiva que muestra, de forma esquemática, un módulo de batería según una realización de la presente descripción.

[0043] La FIG. 2 es una vista en perspectiva que muestra, de manera esquemática, una barra colectora de módulo, que es un componente del módulo de batería según una realización de la presente descripción.

[0044] La FIG. 3 es una vista en perspectiva que muestra, de manera esquemática, múltiples celdas de batería cilíndricas, que son componentes del módulo de batería según una realización de la presente descripción.

[0045] La FIG. 4 es una vista frontal parcial que muestra, de manera esquemática, una porción A de la FIG. 1 en una forma ampliada.

[0046] La FIG. 5 es una vista frontal parcial que muestra, de manera esquemática, una barra colectora de módulo, que es un componente de un módulo de batería según otra realización de la presente descripción.

[0047] La FIG. 6 es una vista parcialmente en corte que muestra, de manera esquemática, una parte del módulo de batería, tomada a lo largo de la línea C-C’ de la FIG. 5.

[0048] Realización preferente de la invención

[0049] De aquí en adelante, realizaciones preferidas de la presente descripción se describirán en detalle con referencia a los dibujos anexos. Con anterioridad a la descripción, debe comprenderse que los términos usados en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones anexas no deben interpretarse como limitados a significados generales y de diccionario, sino que, más bien, deben interpretarse según los significados y conceptos correspondientes a los aspectos técnicos de la presente descripción según el principio de que el inventor puede definir términos de manera apropiada para una mejor explicación.

[0050] La FIG. 1 es una vista en perspectiva que muestra, de forma esquemática, un módulo de batería según una realización de la presente descripción. La FIG. 2 es una vista en perspectiva que muestra, de manera esquemática, una barra colectora de módulo, que es un componente del módulo de batería según una realización de la presente descripción. La FIG. 3 es una vista en perspectiva que muestra, de manera esquemática, múltiples celdas de batería cilíndricas, que son componentes del módulo de batería según una realización de la presente descripción. La FIG. 4 es una vista frontal parcial que muestra, de manera esquemática, una porción A de la FIG. 1 en una forma ampliada. Con referencia a las FIGS. 1 a 4, un módulo 200 de batería según una realización de la presente descripción puede incluir múltiples celdas 100 de batería cilíndricas, una carcasa 210 de módulo, y múltiples barras 220 colectoras de módulo.

[0051] Aquí, la celda 100 de batería cilíndrica puede incluir una lata 116 de batería cilíndrica, y un conjunto de batería (no se muestra) alojado en la lata 116 de batería.

[0052] Además, la lata 116 de batería incluye un material con alta conductividad eléctrica y, por ejemplo, la lata 116 de batería puede incluir aluminio o cobre.

[0053] Además, la lata 116 de batería puede configurarse para disponerse larga en una dirección frontal y posterior. Además, la lata 116 de batería puede tener una forma cilíndrica que se extiende en una dirección superior e inferior. Además, terminales 111, 112 de electrodo pueden formarse en una porción de extremo frontal y un extremo posterior de la lata 116 de batería dispuesta.

[0054] De manera específica, los terminales de electrodo pueden incluir un terminal 111 de electrodo positivo y un terminal 112 de electrodo negativo. El terminal 111 de electrodo positivo puede formarse sobre una superficie plana de una porción de extremo frontal de la lata 116 de batería, y el terminal 112 de electrodo negativo puede formarse sobre una superficie posterior circular plana de una porción de extremo posterior de la lata 116 de batería. Sin embargo, sin limitarse necesariamente a ello, el terminal 111 de electrodo positivo y el terminal 112 de electrodo negativo pueden también proveerse en la porción de extremo frontal de la lata de batería.

[0055] En este punto, el terminal 112 de electrodo negativo puede ubicarse en un borde de la porción de extremo frontal de la lata 116 de batería, y el terminal 111 de electrodo positivo puede ubicarse en el centro de la porción de extremo frontal. Además, el terminal 111 de electrodo positivo y el terminal 112 de electrodo negativo formados en la porción de extremo frontal pueden aislarse por una junta que es un aislante eléctrico.

[0056] Además, la disposición de la celda de batería cilíndrica no se limita necesariamente a ello, y, por el contrario, la celda 100 de batería cilíndrica puede disponerse de modo tal que el terminal 112 de electrodo negativo se ubica en la porción de extremo frontal y el terminal 111 de electrodo positivo se ubica en la porción de extremo posterior.

[0057] Además, múltiples celdas 100 de batería cilíndricas pueden disponerse en una dirección izquierda y derecha y en una dirección superior e inferior. Dado que la configuración de la celda 100 de batería cilíndrica es ampliamente conocida para las personas con experiencia en la técnica al momento de presentar esta solicitud, no se describirá en detalle en la presente memoria descriptiva.

[0058] Mientras tanto, la carcasa 210 de módulo puede tener un espacio interior (no se muestra) en el cual se pueden insertar y alojar las múltiples celdas 100 de batería cilíndricas. De manera específica, el espacio interior puede tener múltiples estructuras huecas formadas para rodear una superficie exterior de la celda 100 de batería cilíndrica. En este caso, la carcasa 210 de módulo puede estar hecha de un material eléctricamente aislante. Por ejemplo, el material eléctricamente aislante puede ser un plástico polimérico. Más específicamente, el material eléctricamente aislante puede ser cloruro de polivinilo.

[0059] Además, la barra 220 colectora de módulo puede configurarse para conectar eléctricamente las múltiples celdas 100 de batería cilíndricas. Las múltiples barras 220 colectoras de módulo pueden montarse a una superficie frontal o a una superficie posterior de la carcasa 210 de módulo.

[0060] De manera específica, la barra 220 colectora de módulo puede incluir una primera placa 221 metálica y una segunda placa 223 metálica. De manera específica, la primera placa 221 metálica puede incluir una primera porción 221a de cuerpo y una primera porción 221b de contacto. La primera porción 221a de cuerpo puede ubicarse para mirar a una superficie exterior de la carcasa 210 de módulo. La segunda placa 223 metálica puede apilarse sobre la primera porción 221a de cuerpo de la primera placa 221 metálica.

[0061] Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 1, la primera porción 221a de cuerpo puede ser una porción que se extiende en la dirección izquierda y derecha a lo largo de la superficie exterior de la carcasa 210 de módulo. Además, la primera porción 221b de contacto puede configurarse para contactar con el terminal 111 de electrodo positivo. Es decir, al menos una parte de la primera porción 221b de contacto puede contactarse o soldarse al terminal 111 de electrodo positivo para realizar una conexión eléctrica con el terminal 111 de electrodo positivo.

[0062] Además, la primera placa 221 metálica puede incluir una porción 221c de conexión que conecta la primera porción 221a de cuerpo y la primera porción 221b de contacto. La porción 221c de conexión puede tener una estructura doblada hacia dentro a través de la abertura P1 de conexión de la carcasa 210 de módulo.

[0063] Además, la segunda placa 223 metálica puede incluir una segunda porción 223a de cuerpo, una segunda porción 223b de contacto, y una porción 223c de fusible. La segunda porción 223a de cuerpo puede apilarse en un lado exterior de la primera porción 221a de cuerpo de la primera placa 221 metálica. Aquí, el “lado exterior” se puede referir a una dirección hacia fuera en base a la carcasa 210 de módulo. En otras palabras, el “lado interior” puede referirse a una dirección hacia el espacio interior de la carcasa 210 de módulo. La segunda porción 223a de cuerpo puede tener una forma que se extiende plana a lo largo de la superficie exterior de la carcasa 210 de módulo. La segunda porción 223a de cuerpo puede unirse a la primera porción 221a de cuerpo. La unión puede llevarse a cabo, por ejemplo, por soldadura o compresión a alta temperatura.

[0064] Además, la segunda porción 223b de contacto puede configurarse para contactar con el terminal 112 de electrodo. En este caso, el terminal 112 de electrodo en contacto con la segunda porción 223b de contacto puede tener una polaridad eléctrica opuesta a la del terminal 111 de electrodo en contacto con la primera porción 221b de contacto. Por ejemplo, la segunda porción 223b de contacto puede contactar con el terminal 112 de electrodo negativo, y la primera porción 221b de contacto puede contactar con el terminal 111 de electrodo positivo. Por ejemplo, si tanto el terminal 111 de electrodo positivo como el terminal 112 de electrodo negativo se proveen en la porción de extremo frontal de la celda 100 de batería cilíndrica, cuando la porción 223c de fusible, explicada más adelante, se desconecta, existe el riesgo de que fragmentos metálicos desconectados de la porción 223c de fusible puedan conectar eléctricamente el terminal 111 de electrodo positivo y el terminal 112 de electrodo negativo. Por lo tanto, es preferible que la segunda porción 223b de contacto conectada a la porción 223c de fusible esté en contacto con el terminal 112 de electrodo negativo.

[0065] Además, la porción 223c de fusible puede formarse para conectar eléctricamente la segunda porción 223b de contacto y la segunda porción 223a de cuerpo entre sí. Es decir, un extremo de la porción 223c de fusible puede conectarse eléctricamente a la segunda porción 223b de contacto. El otro extremo de la porción 223c de fusible puede conectarse a la segunda porción 223a de cuerpo. La porción 223c de fusible puede tener un área en sección transversal establecida para desconectarse a una corriente predeterminada o superior. Por ejemplo, la porción 223c de fusible puede configurarse de modo tal que al menos una parte de la porción 223c de fusible se funde y desconecta por calor de resistencia cuando fluye una corriente de 40A a 60A. La porción 223c de fusible puede tener un área en sección transversal establecida teniendo en cuenta un rango de corriente permisible y una resistencia especifica del material metálico.

[0066] Además, la segunda placa 223 metálica puede tener un espesor más pequeño que el de la primera placa 221 metálica. Por ejemplo, el espesor de la segunda placa 223 metálica puede tener una relación de 0,7 a 0,3 en base a la primera placa 221 metálica. Preferiblemente, la segunda placa 223 metálica puede tener una relación de 0,5 en base a la primera placa 221 metálica. Por ejemplo, la primera placa 221 metálica puede tener un espesor de 0,3 mm, y la segunda placa 223 metálica puede tener un espesor de 0,15 mm.

[0067] Por lo tanto, según esta configuración de la presente descripción, dado que la barra 220 colectora de módulo de la presente descripción incluye la primera placa 221 metálica y la segunda placa 223 metálica ubicada en el lado exterior de la primera placa 221 metálica y que tiene un espesor más pequeño que la primera placa 221 metálica, es posible mejorar la durabilidad de la barra 220 colectora de módulo. Es decir, dado que la primera placa 221 metálica relativamente gruesa tiene una rigidez relativamente mejor contra la vibración o impacto que la segunda placa 223 metálica, en la configuración donde la primera porción 221a de cuerpo de la primera placa 221 metálica se dispone para mirar a la superficie exterior de la carcasa 210 de módulo y la segunda porción 223a de cuerpo de la segunda placa 223 metálica que tiene un espesor más pequeño se dispone en el lado exterior de la primera porción 221a de cuerpo, es posible reducir de manera eficaz el daño provocado por el impacto y la vibración continua de la carcasa 210 de módulo transmitidos a la barra 220 colectora de módulo.

[0068] Además, dado que la segunda placa 223 metálica tiene un espesor relativamente pequeño, es fácil aplicar la porción 223c de fusible. Es decir, dado que la porción 223c de fusible puede fácilmente tener un área en sección transversal pequeña cuando se usa una placa metálica delgada, la porción 223c de fusible puede desconectarse en un rango de corriente predeterminado con alta fiabilidad.

[0069] Con referencia, otra vez, a la FIG. 4, la segunda placa 223 metálica puede incluir una porción 223d de refuerzo. La porción 223d de refuerzo puede proveerse para reforzar la rigidez mecánica de una región de conexión entre la segunda porción 223b de contacto y la porción 223c de fusible. La porción 223d de refuerzo puede formarse entre la segunda porción 223b de contacto y la porción 223c de fusible. La porción 223d de refuerzo puede tener un ancho mayor que el de la porción 223c de fusible.

[0070] Por lo tanto, según esta configuración de la presente descripción, si una vibración o un impacto se transmiten a la región de conexión entre la segunda porción 223b de contacto y la porción 223c de fusible, es más altamente probable que la porción 223c de fusible se corte debido a su pequeño ancho en comparación con otras regiones. Por consiguiente, dado que la segunda placa 223 metálica incluye la porción 223d de refuerzo provista entre la segunda porción 223b de contacto y la porción 223c de fusible y que tiene un ancho mayor que la porción 223c de fusible, es posible reforzar la rigidez mecánica entre la segunda porción 223b de contacto y la porción 223c de fusible. Por lo tanto, es posible aumentar aún más la durabilidad de la barra 220 colectora de módulo contra la vibración o el impacto.

[0071] Con referencia a las FIGS. 1 y 4 nuevamente, la carcasa 210 de módulo puede tener una abertura P1 de conexión perforada de modo tal que el terminal de electrodo de la celda 100 de batería cilíndrica alojada en el espacio interior se expone al exterior. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 1, múltiples aberturas P1 de conexión pueden proveerse en cada una de la superficie frontal y la superficie posterior de la carcasa 210 de módulo. Los terminales de electrodos de las múltiples celdas 100 de batería cilíndricas pueden exponerse al exterior a través de las múltiples aberturas P1 de conexión.

[0072] Además, una parte de la porción 223d de refuerzo puede doblarse hacia la carcasa 210 de módulo a través de la abertura P1 de conexión. La segunda porción (223b) de contacto puede extenderse desde el extremo doblado de la porción 223d de refuerzo en una dirección interior de la carcasa 210 de módulo. Aquí, la ‘dirección interior’ se refiere a una dirección en la cual se ubica el espacio interior de la carcasa 210 de módulo.

[0073] La FIG. 5 es una vista frontal parcial que muestra, de manera esquemática, una barra colectora de módulo, que es un componente de un módulo de batería según otra realización de la presente descripción.

[0074] Con referencia a la FIG. 5, la porción 223d de refuerzo puede unirse a al menos uno de un borde P1a de la abertura P1 de conexión y una periferia P1b de la abertura P1 de conexión. Aquí, el ‘borde P1a de la abertura P1 de conexión’ se refiere a una superficie interior de la abertura P1 de conexión perforada de la carcasa 210 de módulo. Asimismo, la ‘periferia P1b de la abertura P1 de conexión’ se refiere a una superficie exterior de la carcasa 210 de módulo en contacto con la abertura P1 de conexión.

[0075] Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 5, la porción 223d de refuerzo puede ubicarse en el borde P1a de la abertura P1 de conexión y la periferia P1b de la abertura P1 de conexión. En este punto, un adhesivo 230 puede aplicarse entre la porción 223d de refuerzo y el borde P1a y la periferia P1b de la abertura P1 de conexión. La porción 223d de refuerzo puede unirse al borde P1a y a la periferia P1b de la abertura P1 de conexión.

[0076] Por lo tanto, según esta configuración de la presente descripción, dado que la porción 223d de refuerzo se une a al menos uno del borde P1a de la abertura P1 de conexión y la periferia P1b de la abertura P1 de conexión, es posible evitar que la barra 220 colectora de módulo se dañe ya que el borde P1a y la periferia P1b de la abertura P1 de conexión de la carcasa 210 de módulo colisionan constantemente con la porción 223d de refuerzo. Además, al fijar la porción 223d de refuerzo conectada a la porción 223c de fusible a la carcasa 210 de módulo, es posible evitar que la porción 223c de fusible se agriete o pierda rigidez mecánica a medida que la fatiga se acumula debido a la vibración continua de la carcasa 210 de módulo.

[0077] Con referencia a la FIG. 5 nuevamente, la segunda placa 223 metálica puede incluir el miembro 240 de refuerzo para complementar la rigidez mecánica. El miembro 240 de refuerzo puede configurarse para rodear la región de conexión entre la porción 223c de fusible y la segunda porción 223a de cuerpo. El miembro 240 de refuerzo puede estar hecho de una resina polimérica que se cura después de la aplicación. El miembro 240 de refuerzo puede tener un material eléctricamente aislante.

[0078] Por ejemplo, el material eléctricamente aislante puede ser Teflon. El miembro 240 de refuerzo puede aplicarse en un estado fundido (un estado de resina) a la región de conexión entre la porción 223c de fusible y la segunda porción 223a de cuerpo y luego curarse. Aquí, el curado puede emplear curado a baja temperatura, curado ultravioleta, o similar.

[0079] Por lo tanto, según esta configuración de la presente descripción, dado que la segunda placa 223 metálica incluye el miembro 240 de refuerzo configurado para rodear la región de conexión entre la porción 223c de fusible y la segunda porción 223a de cuerpo, es posible evitar de manera efectiva que la región de conexión entre la porción 223c de fusible y la segunda porción 223a de cuerpo se dañe debido a la vibración del módulo 200 de batería o impacto externo. Es decir, dado que la porción 223c de fusible que tiene un ancho relativamente pequeño se forma para extenderse desde la segunda porción 223a de cuerpo, si ocurre una vibración continua, es más altamente probable que la región de conexión entre la porción 223c de fusible y la segunda porción 223a de cuerpo se desconecte a medida que la vibración de la porción 223c de fusible se convierte en más grave. Por consiguiente, en la presente descripción, la durabilidad de la barra 220 colectora de módulo puede además aumentarse configurando el miembro 240 de refuerzo para rodear la región de conexión entre la porción 223c de fusible y la segunda porción 223a de cuerpo.

[0080] La FIG. 6 es una vista parcialmente en corte que muestra, de manera esquemática, una parte del módulo de batería, tomada a lo largo de la línea C-C’ de la FIG. 5.

[0081] Con referencia a la FIG. 6 nuevamente junto con la FIG. 5, cada una de la primera placa 221 metálica y la segunda placa 223 metálica puede tener un orificio P2 de fijación perforado en una dirección superior e inferior. El orificio P2 de fijación formado en la primera placa 221 metálica puede comunicarse con el orificio P2 de fijación formado en la segunda placa 223 metálica.

[0082] Además, la carcasa 210 de módulo puede tener una saliente 210p de fijación configurada para fijar cada una de la primera placa 221 metálica y la segunda placa 223 metálica. La saliente 210p de fijación puede configurarse para insertarse en el orificio P2 de fijación. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 6, la saliente 210p de fijación que sobresale en la carcasa 210 de módulo hacia fuera puede insertarse en el orificio P2 de fijación formado en la primera placa 221 metálica y el orificio P2 de fijación formado en la segunda placa 223 metálica.

[0083] Además, la carcasa 210 de módulo puede tener un miembro 250 amortiguador interpuesto entre el orificio P2 de fijación y la saliente 210p de fijación. El miembro 250 amortiguador puede incluir un material con una elasticidad predeterminada. Por ejemplo, el miembro 250 amortiguador puede estar hecho de un material de uretano o un material de caucho. El miembro 250 amortiguador puede configurarse para reducir el grado de transmisión de vibraciones generadas en la carcasa 210 de módulo a la primera placa 221 metálica y a la segunda placa 223 metálica de la barra 220 colectora de módulo. El miembro 250 amortiguador puede actuar para mitigar el impacto transmitido a la barra 220 colectora de módulo.

[0084] Por consiguiente, según esta configuración de la presente descripción, dado que la saliente 210p de fijación se inserta en el orificio P2 de fijación para fijar cada una de la primera placa 221 metálica y la segunda placa 223 metálica y el miembro 250 amortiguador se interpone entre el orificio P2 de fijación y la saliente 210p de fijación, el miembro 250 amortiguador puede absorber vibraciones o impactos transmitidos de la carcasa 210 de módulo a la barra 220 colectora de módulo, reduciendo de este modo, de manera efectiva, el daño provocado por vibraciones frecuentes o impactos de la barra 220 colectora de módulo.

[0085] Con referencia a la FIG. 4 nuevamente, la segunda placa 223 metálica puede tener un material metálico con una resistencia específica mayor que el material metálico de la primera placa 221 metálica. La segunda placa 223 metálica puede incluir, por ejemplo, níquel o una aleación de níquel. Además, la primera placa 221 metálica puede incluir cobre o una aleación de cobre.

[0086] Por lo tanto, según esta configuración de la presente descripción, dado que la segunda placa 223 metálica tiene un material metálico con una mayor resistencia específica que el material metálico de la primera placa 221 metálica, la porción 223c de fusible provista a la segunda placa 223 metálica puede desconectarse de manera fiable. Es decir, dado que la segunda placa 223 metálica tiene una mayor resistencia específica que la primera placa 221 metálica, cuando fluye la misma corriente, la temperatura puede aumentar de manera relativamente rápida y, por consiguiente, la porción 223c de fusible provista a la segunda placa 223 metálica puede fundirse y cortarse más rápidamente. Dicha desconexión rápida puede ser efectiva al evitar el incendio o la explosión del módulo 200 de batería.

[0087] Con referencia a la FIG. 4 nuevamente, la porción 223c de fusible puede tener una estructura B1 que se dobla al menos una vez en una dirección izquierda o una dirección derecha en base a una dirección que se extiende desde la segunda porción 223a de cuerpo. La porción 223c de fusible puede tener una estructura B1 doblada a la izquierda o derecha. Esta estructura B1 doblada facilita el aumento de la longitud de una trayectoria de corriente de la porción 223c de fusible incluso en un espacio estrecho.

[0088] Además, al menos dos áreas W1, W2 de soldadura soldadas al terminal de electrodo pueden formarse en la segunda porción 223b de contacto. En este punto, una hendidura S1 puede formarse entre las al menos dos áreas W1, W2 de soldadura. Por medio de la hendidura S1, es posible establecer una trayectoria de corriente más larga entre las al menos dos áreas W1, W2 de soldadura, logrando de este modo una soldadura de resistencia eficiente entre la segunda porción 223b de contacto y el terminal de electrodo.

[0089] Además, las al menos dos áreas W1, W2 de soldadura de la segunda porción 223b de contacto pueden disponerse en una dirección perpendicular a la dirección de flexión de la porción 223c de fusible en base a una dirección horizontal. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 4, la porción 223c de fusible puede sobresalir hacia arriba desde la segunda porción 223a de cuerpo, y su extremo sobresaliente puede doblarse y extenderse en una dirección derecha. Además, las dos áreas W1, W2 de soldadura dispuestas en una dirección superior e inferior y soldadas al terminal 112 de electrodo pueden formarse en la segunda porción 223b de contacto.

[0090] Por lo tanto, según esta configuración de la presente descripción, la porción 223b de fusible se dobla al menos una vez desde la segunda porción 223a de cuerpo en base a la dirección en la cual se extiende la porción 223c de fusible, y al menos dos áreas W1, W2 de soldadura dispuestas en una dirección perpendicular a la dirección de flexión de la porción 223c de fusible en base a la dirección horizontal y soldadas al terminal de electrodo se forman en la segunda porción 223b de contacto. Por consiguiente, si se tira de la porción 223c de fusible por una fuerza externa, el estado unido puede mantenerse de manera efectiva por la fuerte fuerza de unión (fuerza de tracción) de las al menos dos áreas W1, W2 de soldadura dispuestas en la dirección perpendicular. Por consiguiente, la durabilidad del módulo 200 de batería puede aumentarse de manera efectiva.

[0091] Mientras tanto, un paquete de baterías (no se muestra) según una realización de la presente descripción puede incluir al menos un módulo 200 de batería. Además, el paquete de baterías puede incluir además varios dispositivos (no se muestran) para controlar la carga y descarga del módulo 200 de batería como, por ejemplo, un BMS (sistema de gestión de batería), un sensor de corriente, un fusible y similar.

[0092] Mientras tanto, un dispositivo electrónico (no se muestra) según una realización de la presente descripción incluye al menos un módulo 200 de batería descrito más arriba. El dispositivo electrónico puede incluir además una carcasa de dispositivo (no se muestra) que tiene un espacio de alojamiento para alojar el módulo 200 de batería, y una unidad de visualización a través de la cual un usuario puede comprobar el estado de carga del módulo 200 de batería. Además, el paquete de baterías según una realización de la presente descripción puede incluirse en un vehículo como, por ejemplo, un vehículo eléctrico o un vehículo eléctrico híbrido. Es decir, el paquete de baterías que incluye al menos un módulo 200 de batería según una realización de la presente descripción como se describe más arriba puede montarse en una carrocería de vehículo del vehículo según una realización de la presente descripción.

[0093] Mientras tanto, aunque los términos que indican direcciones como, por ejemplo, direcciones superior, inferior, izquierda, derecha, frontal y posterior se usan en la presente memoria, es obvio para las personas con experiencia en la técnica que estos representan meramente posiciones relativas en aras de la explicación y pueden variar según la posición de un observador o un objeto.

[0094] Signos de referencia

[0095] 200: módulo de batería 220: barra colectora de módulo

[0096] 221: primera placa metálica

[0097] 221a,221b: primera porción de cuerpo, primera porción de contacto

[0098] 223: segunda placa metálica

[0099] 223a,223b, 223c, 223d: segunda porción de cuerpo, segunda porción de contacto, porción de fusible, porción de refuerzo

[0100] 100: celda de batería cilíndrica

[0101] 111, 112: terminal de electrodo positivo, terminal de electrodo negativo

[0102] B1: estructura doblada

[0103] 210: carcasa de módulo P1: abertura de conexión

[0104] P1a, P1b: borde, periferia 230: adhesivo

[0105] 240: miembro de refuerzo P2: orificio de fijación

[0106] 210p: saliente de fijación

[0107] 250: miembro amortiguador W1, W2: área de soldadura

Claims

1. REIVINDICACIONES

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

múltiples celdas (100) de batería cilíndricas que tienen terminales (111, 112) de electrodo formados en las mismas; una carcasa (210) de módulo que tiene un espacio interior formado para alojar las múltiples celdas de batería cilíndricas;

y

una barra (220) colectora de módulo configurada para conectar eléctricamente las múltiples celdas de batería cilíndricas entre sí,

en donde la barra colectora de módulo incluye:

una primera placa (221) metálica que tiene una primera porción (221a) de cuerpo ubicada para mirar a una superficie exterior de la carcasa de módulo y una primera porción (221b) de contacto configurada para contactar el terminal de electrodo; y

una segunda placa (223) metálica que tiene una segunda porción (223a) de cuerpo apilada sobre un lado exterior de la primera porción de cuerpo de la primera placa metálica, una segunda porción (223b) de contacto configurada para contactar con el terminal de electrodo, y una porción (223c) de fusible configurada para conectar eléctricamente la segunda porción de contacto y la segunda porción de cuerpo entre sí y desconectarse a una corriente predeterminada o superior,caracterizado por quela segunda placa metálica tiene un espesor más pequeño que la primera placa metálica.

2. El módulo de batería según la reivindicación 1,

en donde la segunda placa metálica incluye una porción (223d) de refuerzo formada entre la segunda porción de contacto y la porción de fusible y que tiene un ancho mayor que la porción de fusible.

3. El módulo de batería según la reivindicación 2,

en donde la carcasa de módulo incluye una abertura (P1) de conexión perforada de modo tal que el terminal de electrodo de la celda de batería cilíndrica alojada en el espacio interior se expone al exterior, y

una parte de la porción de refuerzo se dobla hacia la carcasa de módulo a través de la abertura de conexión.

4. El módulo de batería según la reivindicación 3,

en donde la porción de refuerzo se une a al menos uno de un borde (P1a) de la abertura de conexión y una periferia (P1 b) de la abertura de conexión.

5. El módulo de batería según la reivindicación 2,

en donde la segunda placa metálica incluye un miembro (240) de refuerzo configurado para rodear una región de conexión de la porción de fusible y la segunda porción de cuerpo.

6. El módulo de batería según la reivindicación 1,

en donde cada una de la primera placa metálica y la segunda placa metálica tiene un orificio (P2) de fijación perforado en una dirección superior e inferior, y

la carcasa de módulo incluye una saliente (210p) de fijación insertada en el orificio de fijación para fijar cada una de la primera placa metálica y la segunda placa metálica, y un miembro (250) amortiguador interpuesto entre el orificio de fijación y la saliente de fijación.

7. El módulo de batería según la reivindicación 1,

en donde la segunda placa metálica tiene un material metálico con una resistencia específica mayor que el material metálico de la primera placa metálica.

8. El módulo de batería según la reivindicación 1,

en donde la porción de fusible se dobla al menos una vez en base a una dirección que se extiende desde la segunda

porción de cuerpo, y la segunda porción de contacto tiene al menos dos áreas (W1, W2) de soldadura dispuestas en una dirección perpendicular a la dirección de flexión de la porción de fusible en base a una dirección horizontal y soldadas al terminal de electrodo.

9. Un paquete de baterías, que comprende al menos un módulo de batería según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

10. Un dispositivo electrónico, que comprende el paquete de baterías según la reivindicación 9.