CN211578874U - 电池组 - Google Patents

Abstract

电池组。公开了一种电池组，该电池组包括电池单元和与电池单元电连接的汇流条，其中，所述汇流条包括断裂部分，所述断裂部分被构造为由于过电流产生的电阻热而熔化并且因此断裂，所述断裂部分中具有多个通孔。

Description

电池组

技术领域

本申请要求于2018年3月26日提交的韩国专利申请No.2018-0034680的优先权的权益，该韩国专利申请的公开内容通过引用整体并入本文。

本实用新型涉及一种电池组，并且更具体地说，涉及一种包括有被构造为在过电流的情况下断裂的汇流条的电池组。

背景技术

随着对便携式电子设备(诸如膝上型计算机、智能电话和平板计算机)的需求的增加，已经积极地进行了对能够反复充电和放电的高性能二次电池的研究。

此外，二次电池已经广泛地用于诸如车辆、机器人和卫星之类的中型设备或大型设备以及诸如便携式电子设备之类的小型设备中。特别地，随着化石燃料的枯竭以及对环境污染的日益关注，已经积极地进行了对混合动力车辆和电动车辆的研究。混合动力车辆或电动车辆的最核心部分是被构造为向电动机供电的电池组。

由于混合动力车辆或电动车辆可以从电池组获得驱动力，因此与仅使用内燃机的车辆相比，混合动力车辆或电动车辆具有燃料效率高且不排放污染物或减少排放的污染物量的优点。

在混合动力车辆或电动车辆中使用的电池组包括电池模块，该电池模块包括多个电池单元。电池单元彼此串联和/或并联连接，从而增加了电池模块的容量和输出。

当使用这样的电池组时，确保其安全非常重要。特别地，在混合动力车辆或电动车辆被构造为人们乘坐其中的情况下，发生与安全有关的事故可能直接对人造成伤害。

电池组中可能发生的与安全有关的事故之一是电池组的过热。电池组可能由于各种原因而过热。例如，在超过极限电流的过电流流过电池组的情况下，电池组可能会过热。

电池组的过热会导致电解液的分解。在电解液分解的情况下，可能会发生热失控，从而使电池组过热，爆炸或破裂。

实用新型内容

技术问题

本实用新型是鉴于上述问题而提出的，并且本实用新型的目的是提供一种能够防止可能由于过电流而发生的事故的电池组。

技术方案

根据本实用新型的一个方面，上述和其他目的可以通过提供一种电池组来实现，该电池组包括电池单元和与该电池单元电连接的汇流条，其中，所述汇流条包括断裂部分，该断裂部分被构造为由于过电流产生的电阻热而熔化并且因此断裂，该断裂部分中具有多个通孔。

所述通孔可以沿着虚拟连接线设置，该虚拟连接线相对于电流在所述汇流条中流动的方向形成预定角度。

所述通孔可以沿着彼此间隔开的多个虚拟连接线布置。

所述虚拟连接线可以相对于彼此形成预定角度。

所述通孔可以形成为在与电流流动方向垂直的方向上彼此不交叠。

所述通孔可以形成为在电流流动方向上彼此间隔开预定距离。

所述通孔中的至少一些可以具有不同的尺寸。

可以沿电流流动方向在各个通孔之间形成被构造为未被所述通孔穿透的区域。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种电池模块，所述电池模块包括：电池单元；以及与所述电池单元电连接的汇流条，其中，所述汇流条包括断裂部分，所述断裂部分被构造为由于过电流产生的电阻热而熔化并且因此断裂，所述断裂部分中具有多个通孔。

有益效果

根据本实用新型的实施方式的电池组具有如下效果：当过电流流过汇流条时汇流条断裂从而中断电流流动的基本特征(第一特征)；以及确保补充断裂部分的由于多个通孔的形成而可能降低的机械强度的特征(第二特征)。

附图说明

图1是示意性地示出根据本实用新型的实施方式的电池组的视图。

图2至图5是示意性地示出根据本实用新型的实施方式的可包括在电池组中的汇流条的实现示例的视图。

图6是示出根据本实用新型的实施方式的电池组中可以包括的各种汇流条的断裂部分的热特性(温度分布)的视图。

图7是示出根据本实用新型的实施方式的可包括在电池组中的汇流条的断裂部分的温度随时间的变化的曲线图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述根据本实用新型的实施方式的电池组。

如图1所示，根据本实用新型的实施方式的电池组可以包括多个电池模块10，所述多个电池模块10根据其目的彼此串联或并联连接。每个电池模块10可以包括单元组件，在该单元组件中多个电池单元(未示出)在顺序层叠的状态下被安装在盒中。每个电池单元可以包括电极引线11和12。电极引线11和12可以包括正极引线11和负极引线12。通常，每个电极引线11和12形成为板状，并且暴露于被构造为包围每个电池模块10的护套构件(sheathing member)15的外部。相邻的电极引线11和12可以彼此电连接，从而相邻的电池单元可以彼此电连接。

电极引线11和12可以分别连接到暴露于外部的连接端子21和22，并且连接端子21和22可以经由汇流条30彼此连接。被构造为与连接端子21和22联接的联接孔31可以在汇流条30中形成。与一个电池模块10(一对电池模块10中的一个)的正极引线11连接的连接端子21和与另一个电池模块10的负极引线12连接的连接端子22可以连接至联接孔31。因此，多个电池模块10可以经由汇流条30彼此电连接。

如图2至图5所示，汇流条30可以形成为具有宽度W和长度L的板状。汇流条30可以由导电金属制成。汇流条30可以由因过电流所产生的电阻热而易熔的材料制成。例如，汇流条30可以由铜制成。联接孔31可以沿着汇流条30的纵向方向L形成在汇流条30的相对端中。因此，电流可以沿着汇流条30的纵向方向L流动。在本实用新型的实施方式中，描述电流沿着汇流条30的纵向方向L流动的结构。然而，根据汇流条30的形状和联接孔31的位置，电流可以沿着汇流条30的横向方向W而不是沿着汇流条30的纵向方向L流动。

汇流条30可以包括断裂部分P，当过电流流过汇流条30时，该断裂部分P被构造为由于电阻热而熔化并且因此断裂。可以在断裂部分P中形成多个通孔33。由于在断裂部分P中形成有多个通孔33，因此汇流条30的形成有通孔33的部分沿着汇流条30的横向方向W具有比汇流条30的其余部分更小的截面积。

因此，当过电流流过汇流条30时，具有相对较小的截面积的断裂部分P的电阻在其局部区域中极大地增加，由此断裂部分P被局部加热、熔化并断裂。结果，汇流条30被断开，由此过电流的流动可能被中断。

由于汇流条30包括形成有多个通孔33的断裂部分P，所以断裂部分P的机械强度(例如，拉伸强度)可能降低。因此，即使在过电流不流过汇流条30的情况下，应力也可能由于外部冲击而集中在断裂部分P上，从而断裂部分P可能会断裂。

特别是，如图6所示，在A型汇流条具有形成在其中的单个大尺寸通孔的情况下，以及在仅沿着汇流条的横向方向W(与电流流动方向L垂直的方向)沿一条线布置其中形成有多个通孔的B型汇流条和C型汇流条的情况下，在小尺寸的断裂部分中密集地形成了多个通孔。因此，当施加外部冲击时，应力可能集中在具有较小面积的断裂部分上。因此，即使在过电流不流过汇流条30的情况下，断裂部分P也可能在外部冲击的情况下断裂。

为了增加汇流条30在断裂部分P处的机械强度，与A型汇流条、B型汇流条和C型汇流条相比，优选的是沿着汇流条30的纵向方向L增加断裂部分P的面积(分布有多个通孔33的区域的尺寸)。

为此，如图2至图5所示，通孔33可以沿着相对于电流流动方向L具有预定角度G的线布置。也就是说，通孔33可以相对于电流流动方向L沿着倾斜方向(对角线方向)布置。也就是说，汇流条30的平行于电流流动方向L的中心轴线LC和与通孔33互连的虚拟连接线HC之间可以形成预定角度G。结果，沿着汇流条30的纵向方向L的最外侧通孔33之间的距离LR可增加。因此，断裂部分P的面积(分布有通孔33的区域的尺寸)可以沿着汇流条30的纵向方向L增加。

在汇流条30包括如上所述布置的多个通孔33的情况下，不仅可以实现当过电流流过汇流条30时汇流条30断裂以中断电流流动的基本特征(在下文中，称为第一特征)，而且还可以实现补充断裂部分P的由于在其中形成通孔33而可能降低的机械强度的特征(在下文中，称为第二特征)。

为了同时实现第一特征和第二特征，如图6和图7所示，可以通过多次实验和多次模拟得出通孔33的最佳布置。

这里，可以通过减小在与电流流动方向L垂直的方向W上的截面积来实现第一特征。可以通过沿着汇流条30的纵向方向L分布通孔33来实现第二特征。

为了在减小沿着与电流流动方向L垂直的方向W的截面积的同时沿着汇流条30的纵向方向L分布通孔33，与通孔33互连的连接线HC和汇流条30的中心轴线LC(与电流流动方向L平行)之间的角度G优选为大约45度，并且至少为30度至60度之间。

为了进一步补充汇流条30的断裂部分P的机械强度，优选地通孔33形成为在汇流条30的横向方向W上彼此不交叠。也就是说，通孔33中的至少两个可被设置为在汇流条30的纵向方向L上具有距离LD。也就是说，通孔33可被设置为在汇流条30的纵向方向L上彼此间隔开。结果，可以沿着汇流条30的纵向方向L在各个通孔33之间形成未被通孔33穿透的预定区域。因此，由于这样的预定区域的存在，可以保持汇流条30的断裂部分P的机械强度。

如图3和图4所示，为了保持汇流条30的断裂部分P的机械强度，通孔33可以以最佳布置来分布。可以沿着至少两条虚拟连接线HC1和HC2来设置通孔33。连接线HC1和HC2可以彼此平行，或者可以彼此相交。在连接线HC1和HC2彼此平行或彼此相交的情况下，通孔33可以在汇流条的纵向方向L和横向方向W上以Z字形(交替地)布置。在连接线HC1和HC2彼此相交的情况下(即，在连接线HC1和HC2形成预定角度的情况下)，通孔33可以以V形布置。

如图5所示，通孔33中的至少一些通孔可以具有不同的尺寸(直径)。可以根据每个通孔33的尺寸来改变各个通孔33之间的区域的尺寸。在与电流流动方向L垂直的方向W上的截面积和汇流条30的纵向方向L的通孔33之间的距离LD可以根据每个通孔33的尺寸来改变。因此，可以通过改变每个通孔33的尺寸最佳地实现第一特征和第二特征。

在由于各种原因发生外部短路且因此过电流流过汇流条30的情况下，在具有通孔33的断裂部分P中产生电阻热。特别地，电阻集中在通孔33之间的区域上，从而局部加热通孔33之间的区域。当断裂部分P的温度达到构成汇流条30的材料的熔点时，断裂部分P熔化并因此断裂。因此，可以中断过电流流过汇流条30，从而可以防止由于过电流可能发生的电池组事故(诸如热失控、爆炸或破裂)。

图6是示出D型汇流条、E型汇流条和F型汇流条的热特性的图(汇流条30的断裂部分P中的温度分布)与A型汇流条、B型汇流条和C型汇流条相比较的图。

如上所述，A型汇流条具有形成在其中的单个大尺寸的通孔，并且B型汇流条和C型汇流条中的每一个具有仅在汇流条的横向方向W上(与电流流动方向L垂直的方向)布置的多个通孔。

作为根据本实用新型的实施方式的汇流条的D型汇流条、E型汇流条和F型汇流条中的每一个均具有沿着虚拟连接线HC设置的多个通孔33，该虚拟连接线HC相对于电流在汇流条30中流动的方向L形成角度G。

从图6所示的汇流条30的断裂部分P中的温度分布可以看出，在A型汇流条、B型汇流条和C型汇流条的情况下，沿与电流流动方向L垂直的方向W的断裂部分的截面积减小，从而电阻集中在断裂部分上，因此断裂部分被局部加热。另外，在根据本实用新型的实施方式的D型汇流条、E型汇流条和F型汇流条的情况下，可以看出热量按照与在A型汇流条、B型汇流条和C型汇流条中相同的方式局部集中在断裂部分P上。因此，可以看出，根据本实用新型的实施方式的D型汇流条、E型汇流条和F型汇流条能够令人满意地实现第一特征。

图7和表1示出了每个汇流条的断裂部分的温度达到熔点所花费的时间。

[表1]

从图7和表1可以看出，根据本实用新型的实施方式的D型汇流条、E型汇流条和F型汇流条就熔点到达时间而言与A型汇流条、B型汇流条、B型汇流条和C型汇流条几乎没有区别。

因此，可以看出，D型汇流条、E型汇流条和F型汇流条(D型汇流条、E型汇流条和F型汇流条中的每一个均具有沿着虚拟连接线HC设置的多个通孔33，该虚拟连接线HC相对于电流在汇流条30中流动的方向L形成角度G)就第一特征而言与A型汇流条、B型汇流条和C型汇流条几乎没有区别特征。

然而，在根据本实用新型的实施方式的D型汇流条、E型汇流条和F型汇流条的情况下，由于通孔33沿着汇流条30的纵向方向L分布，因此与A型汇流条、B型汇流条和C型汇流条相比，第二特征能够得到改善。

具有上述根据本实用新型的实施方式的汇流条30的电池组具有如下效果：当过电流流过汇流条30时保持汇流条30断裂以中断电流的流动的基本特征(第一特征)并且确保补充由于在其中形成通孔33而可能降低的断裂部分P的机械强度的特征(第二特征)。

尽管已经示例性地描述了本实用新型的优选实施方式，但是本实用新型的范围不限于在此描述的特定实施方式，并且本实用新型可以在权利要求书所描述的类别内适当地修改。

Claims (8)

1.一种电池组，所述电池组包括：

多个电池模块，每个电池模块包括电池单元；以及

汇流条，所述汇流条与所述多个电池模块电连接，其特征在于，

所述汇流条包括断裂部分，所述断裂部分被构造为由于过电流产生的电阻热而熔化并且因此断裂，所述断裂部分中具有多个通孔。

2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述通孔沿着虚拟连接线设置，所述虚拟连接线相对于电流在所述汇流条中流动的方向形成预定角度。

3.根据权利要求2所述的电池组，其特征在于，所述通孔沿着彼此间隔开的多个虚拟连接线布置。

4.根据权利要求3所述的电池组，其特征在于，所述虚拟连接线相对于彼此形成预定角度。

5.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述通孔形成为在与电流流动方向垂直的方向上彼此不交叠，所述电流流动方向是电流在所述汇流条中流动的方向。

6.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述通孔形成为在电流流动方向上彼此间隔开预定距离，所述电流流动方向是电流在所述汇流条中流动的方向。

7.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述通孔中的至少一些具有不同的尺寸。

8.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，沿电流流动方向在各个通孔之间形成被构造为未被所述通孔穿透的区域，所述电流流动方向是电流在所述汇流条中流动的方向。

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