2015年8月18日提交的名稱為“電池組”的韓國專利申請No.10-2015-0116023通過引用被整體合并到本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
在本文中描述的一個或多個實(shí)施例涉及電池組和用于連接電池的裝置。
背景技術(shù):
二次電池是可用于為各種系統(tǒng)和設(shè)備提供動力的可再充電的能量來源。示例包括移動終端和電動與混合動力車輛。蜂窩電話和其它小型移動設(shè)備可以基于單個二次電池的功率輸出和容量操作預(yù)定時間。當(dāng)需要長時間和高功率驅(qū)動時(例如,諸如在電動或混合動力車輛的情況下),可以使用大容量電池組。該電池組可以被配備有電連接在一起的多個二次電池。電池組的輸出電壓和電流可以與組中的電池的數(shù)目成比例。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
根據(jù)一個或多個實(shí)施例,一種電池組包括:彼此連接的多個二次電池,每個所述二次電池包括第一電極端子和第二電極端子;和多個匯流條,每個所述匯流條將一個所述二次電池電連接到相鄰一個所述二次電池,其中所述匯流條包括具有第一截面積的第一匯流條和具有大于所述第一截面積的第二截面積的第二匯流條。
所述二次電池可以被包括在至少兩個并聯(lián)組中,每個所述并聯(lián)組中的所述二次電池彼此并聯(lián)連接,并且所述至少兩個并聯(lián)組可以彼此串聯(lián)連接。所述第一匯流條可以將所述并聯(lián)組中的所述二次電池彼此并聯(lián)連接,并且所述第二匯流條可以將所述至少兩個并聯(lián)組彼此電連接。每個所述匯流條可以包括彎曲部分和從所述彎曲部分延伸的一對葉片部分,并且每個所述葉片部分可以被連接到所述二次電池之一的第一電極端子或第二電極端子。
所述第二匯流條的所述彎曲部分的厚度可以大于所述第一匯流條的所述彎曲部分的厚度。所述第二匯流條的所述彎曲部分的寬度可以大于所述第一匯流條的所述彎曲部分的寬度。所述第二匯流條包括在與所述葉片部分的延伸方向相交的第二方向上從所述彎曲部分延伸的延伸部分。一個所述匯流條的葉片部分與相鄰一個所述匯流條的葉片部分可以彼此隔開。
所述二次電池的第一電極端子和第二電極端子中的每個可以包括向上延伸的緊固端子,并且所述匯流條的所述葉片部分中的每個可以包括貫穿孔,所述緊固端子穿過所述貫穿孔。
一個所述匯流條的葉片部分和相鄰一個所述匯流條的葉片部分可以疊加,并且一個緊固端子可以穿過該一個所述匯流條和該相鄰一個所述匯流條二者的所述葉片部分。所述匯流條的所述葉片部分可以包括至少一個槽和至少一個突起,并且所述匯流條的所述葉片部分的所述突起可以被插入到相鄰一個所述匯流條的所述葉片部分的所述槽中。所述匯流條的所述葉片部分的所述突起和相鄰一個所述匯流條的所述葉片部分的所述突起可以通過單個焊縫被連接到所述二次電池的所述第一電極端子或所述第二電極端子。
根據(jù)一個或多個其它實(shí)施例,一種用于連接電池的裝置,包括:第一匯流條;和第二匯流條,其中所述第一匯流條被電連接到第一電池的電極端子和第二電池的電極端子,并且所述第二匯流條被電連接到所述第二電池的所述電極端子和第三電池的電極端子,并且其中所述第一匯流條具有與在所述第一電池的所述電極端子和所述第二電池的所述電極端子之間的空間重疊且具有第一厚度的第一部分,并且所述第二匯流條具有與在所述第二電池的所述電極端子和所述第三電池的所述電極端子之間的空間重疊且具有第二厚度的第二部分。
所述第一匯流條和所述第二匯流條中的每個可以包括接觸所述電極端子中的相應(yīng)的電極端子的第三部分和第四部分,并且其中所述第一部分和所述第二部分分別從所述第一匯流條的所述第三部分和所述第四部分以及所述第二匯流條的所述第三部分和所述第四部分向上突出。所述第二匯流條可以將所述第二電池的所述電極端子和所述第三電池的所述電極端子串聯(lián)連接。所述第二厚度可以大于所述第一厚度。所述第一匯流條可以與所述第二匯流條不重疊。所述第一匯流條可以與所述第二匯流條重疊。
附圖說明
通過參考附圖詳細(xì)描述示例性實(shí)施例,對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說特征將變得顯而易見,附圖中:
圖1示出電池組的一實(shí)施例;
圖2示出二次電池的一實(shí)施例;
圖3示出匯流條的一實(shí)施例;
圖4示出沿圖1中的截面線A-A'截取的電池組的一部分;
圖5示出一種類型的匯流條的溫度分布;
圖6示出在根據(jù)一個實(shí)施例的電池組中的匯流條的溫度分布的示例;
圖7示出電池組的另一實(shí)施例;
圖8示出匯流條的另一實(shí)施例;
圖9示出沿圖7的截面線B-B'截取的電池組的一部分;
圖10示出電池組的又一實(shí)施例;
圖11示出匯流條的又一實(shí)施例;
圖12示出電池組的再一實(shí)施例;
圖13示出匯流條的再一實(shí)施例;和
圖14示出用于匯流條的焊縫的示例。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將在下文中參考附圖更充分地描述示例實(shí)施例;然而,示例實(shí)施例可以以不同的形式體現(xiàn),并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為限于本文所提出的實(shí)施例。相反,這些實(shí)施例被提供以使得本公開是全面和完整的,并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分地傳達(dá)示例性實(shí)施方式。實(shí)施例可以被組合,以形成另外的實(shí)施例。
在繪制的圖中,為了例示清楚,層和區(qū)域的尺寸可能被夸大了。還將理解,當(dāng)層或元件被提及為在另一層或基底“上”時,它可以直接在另一層或基底上方,或者也可以存在中間層。此外,將理解,當(dāng)層被提及為在另一層“下面”時,它可以直接在下面,也可以存在一個或多個中間層。另外,還將理解,當(dāng)層被提及為在兩個層“之間”時,它可以是這兩個層之間的唯一層,或者也可以存在一個或多個中間層。相同的附圖標(biāo)記始終指代相同的元件。
當(dāng)元件被提及為“被連接”或“被聯(lián)接”到另一元件時,它可以被直接連接或聯(lián)接到另一元件,或者被間接連接或聯(lián)接到另一元件,同時一個或多個中間元件介于在它們之間。此外,當(dāng)元件被提及為“包括”一部件時,這表示該元件可以進(jìn)一步包括另一部件,而不是排除其它部件,除非有不同的公開。
圖1示出電池組的一實(shí)施例。圖2示出例如可以被包括在圖1的電池組中的二次電池的一實(shí)施例。圖3示出例如可以被包括在圖1的電池組中的匯流條的一實(shí)施例。圖4示出沿圖1中的截面線A-A'截取的電池組的一部分。圖5是示出一種類型的匯流條的溫度分布的示例的圖表。圖6是示出在根據(jù)一個實(shí)施例的電池組中的匯流條的溫度分布的示例的圖表。
參見圖1,電池組1000包括多個二次電池110a、110b、110c、110d、120a、120b、120c、120d、130a、130b、130c和130d以及匯流條200。二次電池110a、110b、110c、110d、120a、120b、120c、120d、130a、130b、130c和130d通過匯流條200彼此串聯(lián)和并聯(lián)連接。
在一個實(shí)施例中,二次電池110a、110b、110c、110d、120a、120b、120c、120d、130a、130b、130c和130d通過彼此并聯(lián)連接構(gòu)成并聯(lián)組110、120和130,并聯(lián)組110、120和130然后彼此串聯(lián)連接。為了例示目的,在圖1中示出電池組1000中的三個組(例如,并聯(lián)組110、120和130)。并聯(lián)組的數(shù)量在另外的實(shí)施例中可以不同。
參見圖2,一個二次電池110a(其可以是所有二次電池的代表)包括:具有堆疊的第一電極板和第二電極板以及在它們之間的隔板的電極組件111、容納電極組件111和電解質(zhì)并具有頂部開口的殼體112、密封殼體112的頂部開口的蓋板113、以及分別電連接到第一電極板和第二電極板并突出到蓋板113外部的第一電極端子114和第二電極端子115。
蓋板113可以包括電解質(zhì)注入孔、安全通風(fēng)口和膜,絕緣和密封襯墊可以被提供在蓋板113與第一電極端子114和第二電極端子115中的每個之間。
參見圖3和圖4,匯流條200可以由高導(dǎo)電金屬材料制成。匯流條200可以包括一對葉片部分200a以及在該一對葉片部分200a的中心向上突出/彎曲的彎曲部分200b,每個葉片部分200a被連接到二次電池110a至130d之一的第一電極端子114或第二電極端子115。
例如,一對葉片部分200a可通過例如焊接的結(jié)合方法被安裝和固定在第一電極端子114或第二電極端子115的頂表面上。匯流條200的葉片部分200a和匯流條200的相鄰的匯流條的葉片部分200a可以彼此隔開預(yù)定的間隔D1。該間隔可以足以防止匯流條200在匯流條200的結(jié)合過程期間和/或由于外部施加的壓力而變形。
彎曲部分200b以大致“n”形形成在一對葉片部分200a之間的預(yù)定位置(例如,中心)。彎曲部分200b能夠吸收施加到匯流條200的振動,從而防止損壞和電接觸失效。
匯流條200可以包括第一匯流條210和230以及第二匯流條220。第一匯流條210和230以及第二匯流條220中的每個可具有一對葉片部分和一個彎曲部分。匯流條可以具有類似的形狀。在一示例中,第一匯流條210的彎曲部分可以是與在二次電池110c的第二電極端子115和二次電池110d的第二電極端子115之間的空間重疊的部分。類似地,第二匯流條220的彎曲部分可以是與在二次電池110d的第二電極端子115和二次電池120a的第一電極端子114之間的空間重疊的部分。
第一匯流條210將第一并聯(lián)組110中的二次電池110c的第二電極端子115和其相鄰的二次電池110d的第二電極端子115彼此電連接。換句話說,第一匯流條210將二次電池110c和其相鄰的二次電池110d彼此并聯(lián)連接。
第一匯流條230將第二并聯(lián)組120中的二次電池120a的第一電極端子114和其相鄰的二次電池120b的第一電極端子114彼此電連接。也就是說,第一匯流條230將二次電池120a和其相鄰的二次電池120b彼此并聯(lián)連接。
第二匯流條220將第一并聯(lián)組110中的二次電池110d的第二電極端子115和第二并聯(lián)組120中的二次電池120a的第一電極端子114彼此電連接。也就是說,第二匯流條220將第一并聯(lián)組110和與第一并聯(lián)組110相鄰的第二并聯(lián)組120彼此串聯(lián)連接。
在具有串聯(lián)和并聯(lián)結(jié)構(gòu)的電池組1000中,電流可以集中在電池組1000的串聯(lián)連接部分,大電流在串聯(lián)連接部分中流動。
相應(yīng)地,在一個實(shí)施例中,將相鄰的二次電池并聯(lián)連接的第一匯流條210和230中的每個的彎曲部分可具有第一厚度T1,將相鄰的并聯(lián)組串聯(lián)連接的第二匯流條220的彎曲部分可具有大于第一厚度T1的第二厚度T2。結(jié)果,根據(jù)一個實(shí)施例,在電流集中的串聯(lián)連接部分中的第二匯流條220的電阻可以被選擇性地減小。這可以防止發(fā)生電壓降和發(fā)熱。另外,由于在電流不集中的并聯(lián)連接部分中的第一匯流條210和230被形成為具有相對較小的厚度,所以材料成本可以減少。
圖5是示出在具有與并聯(lián)連接部分相同的截面積的第一匯流條210被定位在串聯(lián)連接部分之后第一匯流條210的溫度的變化的示例的圖表。如圖5所示,定位在串聯(lián)連接部分的第一匯流條210的溫度上升到大約100℃。
圖6是示出在具有相對大厚度的第二匯流條220被選擇性地定位在根據(jù)一個實(shí)施例的電池組中的串聯(lián)連接部分之后第二匯流條220的溫度的變化的示例的圖表。如圖6所示,定位在串聯(lián)連接部分的第二匯流條220的溫度上升到大約45℃。因此,由于集中在串聯(lián)連接部分的電流而產(chǎn)生大量的熱,并且具有相對大的截面積的第二匯流條220被定位在串聯(lián)連接部分上,從而減小串聯(lián)連接部分的電阻。
圖7示出電池組2000的另一實(shí)施例。圖8示出例如可以被用在電池組2000中的匯流條的另一實(shí)施例。圖9示出沿圖7的截面線B-B'的電池組的一部分。
參見圖1和圖7,電池組2000與電池組1000的不同之處在于緊固端子114a和115a以及匯流條300的結(jié)構(gòu)。因此,對電池組2000的以下描述將集中在緊固端子114a和115a以及匯流條300。
參見圖7和圖9,電池組2000包括多個二次電池110a、110b、110c、110d、120a、120b、120c、120d、130a、130b、130c和130d以及匯流條300。二次電池110a、110b、110c、110d、120a、120b、120c、120d、130a、130b、130c和130d通過匯流條300彼此串聯(lián)和并聯(lián)連接。
二次電池110a至130d中的每個包括從第一電極端子114向上延伸的第一緊固端子114a和從第二電極端子115向上延伸的第二緊固端子115a。緊固端子114a和115a分別被電聯(lián)接和物理聯(lián)接到第一電極端子114和第二電極端子115,并且在緊固端子114a和115a的外周面上形成螺紋。
參見圖8,匯流條300由高導(dǎo)電金屬材料制成。匯流條300可以包括一對葉片部分300a、在該一對葉片部分300a之間的預(yù)定位置(例如,中心)向上突出/彎曲的彎曲部分300b、以及在該一對葉片部分300a中的每個中的貫穿孔300c,每個葉片部分300a被連接到二次電池110a至130d之一的第一電極端子114或第二電極端子115。
緊固端子114a和115a穿過在一對葉片部分300a中的每個中的貫穿孔300c,然后被聯(lián)接到該一對葉片部分300a。螺母或其它緊固件被聯(lián)接到穿過貫穿孔300c的緊固端子114a和115a。
匯流條300的一個葉片部分及其相鄰的匯流條300的一個葉片部分被疊加,緊固端子114a、115a穿過相鄰匯流條300的葉片部分。
匯流條300包括第一匯流條310和330以及第二匯流條320。第一匯流條310和330以及第二匯流條320中的每個具有一對葉片部分和一個彎曲部分,它們具有類似的形狀。
第一匯流條310將第一并聯(lián)組110中的二次電池110c的第二電極端子115和其相鄰的二次電池110d的第二電極端子115彼此電連接。也就是說,第一匯流條310將二次電池110c和其相鄰的二次電池110d彼此并聯(lián)連接。
第一匯流條330將第二并聯(lián)組120中的二次電池120a的第一電極端子114和其相鄰的二次電池120b的第一電極端子114彼此電連接。也就是說,第一匯流條330將二次電池120a和其相鄰的二次電池120b彼此并聯(lián)連接。
第二匯流條320將第一并聯(lián)組110中的二次電池110d的第二電極端子115和與第一并聯(lián)組110相鄰的第二并聯(lián)組120中的二次電池120a的第一電極端子114彼此電連接。也就是說,第二匯流條320將第一并聯(lián)組110和與第一并聯(lián)組110相鄰的第二并聯(lián)組120彼此串聯(lián)連接。
在具有串聯(lián)和并聯(lián)結(jié)構(gòu)的電池組2000中,電流集中在電池組2000的串聯(lián)連接部分,大電流在串聯(lián)連接部分中流動。
相應(yīng)地,在另一實(shí)施例中,將相鄰的二次電池并聯(lián)連接的第一匯流條310和330的彎曲部分具有第一厚度T1,將相鄰的并聯(lián)組串聯(lián)連接的第二匯流條320的彎曲部分具有大于第一厚度T1的第二厚度T2。
因此,根據(jù)本實(shí)施例,在電流集中的串聯(lián)連接部分中的第二匯流條320的電阻可以被選擇性地減小,從而防止電壓降和發(fā)熱。另外,由于在電流不集中的并聯(lián)連接部分中的第一匯流條310和330沒有被形成為具有相對大的厚度,所以材料成本可以減少。
圖10示出電池組的一部分的又一實(shí)施例,圖11示出例如可被用在圖10的電池組中的匯流條的又一實(shí)施例。
參見圖10和圖11,該電池組與電池組1000的不同之處在于匯流條400的結(jié)構(gòu)。因此,以下描述將集中在匯流條400上。
匯流條400由高導(dǎo)電金屬材料制成,并包括第一匯流條410和430以及第二匯流條420。第一匯流條410將第一并聯(lián)組110中的二次電池110c的第一電極端子114和其相鄰的二次電池110d的第一電極端子114彼此電連接。也就是說,第一匯流條410將二次電池110c和其相鄰的二次電池110d彼此并聯(lián)連接。
第一匯流條430將第二并聯(lián)組120中的二次電池120a的第二電極端子115和其相鄰的二次電池120b的第二電極端子115彼此電連接。也就是說,第一匯流條430將二次電池120a和其相鄰的二次電池120b彼此并聯(lián)連接。
第二匯流條420將第一并聯(lián)組110中的二次電池110d的第一電極端子114電連接到第二并聯(lián)組120中的二次電池120a的第二電極端子115。也就是說,第二匯流條420將第一并聯(lián)組110和與第一并聯(lián)組110相鄰的第二并聯(lián)組120彼此串聯(lián)連接。
第一匯流條410和430可以具有與電池組1000的第一匯流條210和230相同的形狀。例如,第一匯流條410和430包括一對葉片部分以及在該一對葉片部分之間的中心向上突出/彎曲并具有第一厚度T1的彎曲部分,每個葉片部分被連接到二次電池110a至130d之一的第一電極端子114或第二電極端子115。
第二匯流條420包括分別連接到第一并聯(lián)組110中的第一電極端子114和第二并聯(lián)組120中的第二電極端子115的一對葉片部分420a、在該一對葉片部分420a之間的中心向上突出/彎曲的彎曲部分420b、以及從彎曲部分420b延伸的延伸部分420c。例如,一對葉片部分420a可通過例如焊接的結(jié)合方法被安裝和固定在第一電極端子114或第二電極端子115的頂表面上。
彎曲部分420b以大致“n”形形成在一對葉片部分420a之間的預(yù)定位置(例如,中心)。彎曲部分420b能夠吸收施加到匯流條420的振動,從而防止損壞和電接觸失效。彎曲部分420b可具有第一厚度T1。
延伸部分420c可在與一對葉片部分420a從彎曲部分420b延伸所沿的延伸方向相交的方向上從彎曲部分420b延伸。在一示例中,延伸部分420c在與一對葉片部分420a的延伸方向垂直的方向上從彎曲部分420b延伸第一寬度W1。延伸部分420c可具有第一厚度T1。
因而,由于電池組的第二匯流條420具有大于第一匯流條410和430的寬度的寬度,因此在電流集中的串聯(lián)連接部分中的第二匯流條420的電阻可以被選擇性地減小,從而防止電壓降和發(fā)熱。另外,由于在電流不集中的并聯(lián)連接部分中的第一匯流條410和430沒有被形成為具有相對大的寬度,所以材料成本可以減少。
圖12示出電池組的再一實(shí)施例,圖13示出例如可被用在圖12的電池組中的匯流條的再一實(shí)施例,圖14示出圖12的匯流條的焊縫的示例。
參見圖12和圖13,該電池組與電池組1000的不同之處在于匯流條500的結(jié)構(gòu)。因此,以下描述將集中在匯流條500上。
匯流條500由高導(dǎo)電金屬材料制成,并包括第一葉片部分500a、第二葉片部分500c和彎曲部分500b。例如,第一葉片部分500a和第二葉片部分500c可通過例如焊接的結(jié)合方法被安裝和固定在第一電極端子114或第二電極端子115的頂表面上。第一葉片部分500a包括至少一個突起500a'和至少一個槽500a″。第二葉片部分500c包括與第一葉片部分500a的槽500a″對應(yīng)的至少一個突起500c'以及與第一葉片部分500a的突起500a'對應(yīng)的至少一個槽500c″。
匯流條500的第一葉片部分500a的突起500a'被插入到相鄰的匯流條500的第二葉片部分500c的槽500c″中。匯流條500的第二葉片部分500c的突起500c'被插入到相鄰的匯流條500的第一葉片部分500a的槽500a″中。也就是說,匯流條500的第一葉片部分500a和相鄰的匯流條500的第二葉片部分500c以鋸齒形狀彼此接合。因此,如圖14所示,匯流條500和其相鄰的匯流條500可以通過單個焊縫WL被同時焊接。
匯流條500包括第一匯流條510和530以及第二匯流條520。第一匯流條510和530以及第二匯流條520中的每個可具有第一葉片部分、第二葉片部分和彎曲部分,它們具有類似的形狀。
第一匯流條510將第一并聯(lián)組110中的二次電池110c的第一電極端子114和其相鄰的二次電池110d的第一電極端子114彼此電連接。也就是說,第一匯流條510將二次電池110c和其相鄰的二次電池110d彼此并聯(lián)連接。
第一匯流條530將第二并聯(lián)組120中的二次電池120a的第二電極端子115和其相鄰的二次電池120b的第二電極端子115彼此電連接。也就是說,第一匯流條530將二次電池120a和其相鄰的二次電池120b彼此并聯(lián)連接。
第二匯流條520將第一并聯(lián)組110中的二次電池110d的第一電極端子114和與第一并聯(lián)組110相鄰的第二并聯(lián)組120中的二次電池120a的第二電極端子115彼此電連接。也就是說,第二匯流條520將第一并聯(lián)組110和與第一并聯(lián)組110相鄰的第二并聯(lián)組120彼此串聯(lián)連接。
在前述具有串聯(lián)和并聯(lián)結(jié)構(gòu)的電池組中,電流集中在電池組的串聯(lián)連接部分,大電流流過串聯(lián)連接部分。
在再一實(shí)施例中,將相鄰的二次電池并聯(lián)連接的第一匯流條510和530的彎曲部分可具有第一厚度T1,將相鄰的并聯(lián)組串聯(lián)連接的第二匯流條520的彎曲部分可具有大于第一厚度T1的第二厚度T2。因而,在電流集中的串聯(lián)連接部分中的第二匯流條520的電阻可以被選擇性地減小,從而防止電壓降和發(fā)熱。另外,由于在電流不集中的并聯(lián)連接部分中的第一匯流條510和530沒有被形成為具有相對大的厚度,所以材料成本可以減少。
此外,本申請的實(shí)施例涉及一種用于連接電池的裝置,其包括如以上實(shí)施例中描述的第一匯流條和第二匯流條。
在本文中已經(jīng)公開了示例實(shí)施例,盡管采用了特定的術(shù)語,但它們僅以一般和描述性的含義被使用和解釋,而不是為了限制的目的。在某些情況下,如在本申請遞交時起對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將顯而易見的那樣,結(jié)合特定實(shí)施例描述的特征、特性和/或元件可以單獨(dú)使用,也可以與結(jié)合其它實(shí)施例描述的特征、特性和/或元件組合使用,除非另外說明。因此,本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解,可以在不脫離如所附權(quán)利要求中提出的本實(shí)施例的精神和范圍的情況下進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。