CN113939953B - 包括汇流条板的电池模块、包括其的电池组及电子装置 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的电池模块包括：多个圆柱形电池单元，所述多个圆柱形电池单元均包括气体排放单元，所述气体排放单元配置成排出内部气体；以及汇流条板，其包括负极连接端子，该负极连接端子从连接开口的边界突出并延伸，使得突出并延伸部分与所述负极端子接触并电连接所述多个圆柱形电池单元。在所述正极连接端子和所述负极连接端子之间，与不借助所述气体排放单元打开的所述正极端子或所述负极端子接触的所述连接端子包括熔丝单元，该熔丝单元配置成当一定水平的电流或更高的电流从所述圆柱形电池单元流出时断开，并且所述熔丝单元具有在水平方向上至少弯曲一次的弯曲结构。

Description

包括汇流条板的电池模块、包括其的电池组及电子装置
技术领域
本公开涉及一种包括汇流条板的电池模块、包括该电池模块的电池组以及电子装置，更具体地说涉及一种包括在圆柱形电池单元出现异常行为(短路)时快速电断开的汇流条板的电池模块。
背景技术
近来，对便携式电子产品(如笔记本电脑、摄像机和移动电话)的需求急剧增加，随着电动车辆、储能用蓄电池、机器人和卫星的广泛发展，人们正在对可重复充电的高性能二次电池进行许多研究。
目前，市场上可以买到的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂二次电池等，其中锂二次电池几乎没有记忆效应，因此由于其可以在方便的时候随时充电、自放电率非常低、能量密度高的优点而比镍基电池更受关注。
锂二次电池主要使用锂基氧化物和碳材料分别作为正极活性材料和负极活性材料。此外，锂二次电池包括：电极组件，该电极组件包括分别涂覆有正极活性材料和负极活性材料的正极板和负极板以及插设在正极板和负极板之间的隔膜；以及封装或电池壳体，电极组件与电解质溶液一起被密封地接纳在其中。
根据电池壳体的形状，锂二次电池可以分为罐式二次电池和袋式二次电池，在罐式二次电池中，电极组件嵌入金属罐中，在袋式二次电池中，电极组件嵌入铝制层压片的袋中。
在罐式二次电池中，嵌入有电极组件的金属罐可以是圆柱形的。罐式二次电池可以用于形成电池模块，该电池模块包括用于接纳多个二次电池的壳体以及配置成电连接多个二次电池的汇流条。
近来，在某些情况下，设置在电池模块中的汇流条使用具有高电阻的材料，以提高与电极端子的电阻焊接性能。
然而，当由于二次电池之间的电短路，高电流流经嵌入电池模块中的多个二次电池中的某些汇流条时，使用该电池模块的产品可能发生故障。可以用电池管理***(BMS)来中断该电流，但当BMS操作异常或不正确时，就没有解决方案来应对高电流，从而导致故障或火灾。
发明内容
技术问题
本公开旨在解决上述问题，因此，本公开旨在提供一种电池模块，该电池模块包括汇流条板，用于在圆柱形电池单元出现异常行为(短路)时快速断开电连接。
本公开的这些和其它目的和优点可以通过以下描述来理解，并将根据本公开的实施方式显而易见。此外，容易理解的是，本公开的目的和优点可以通过其手段和组合来实现。
技术方案
为了实现上述目的，根据本公开的一种电池模块包括：
沿水平方向布置的多个圆柱形电池单元，所述多个圆柱形电池单元中的一些圆柱形电池单元均具有形成在顶部和底部上的正极端子和负极端子，其余圆柱形电池单元均具有形成在顶部和底部上的负极端子和正极端子，并且所述多个圆柱形电池单元包括气体排放口，当内部压力等于或高于预定压力时，所述正极端子或所述负极端子借助所述气体排放口被打开以排出内部气体；以及
汇流条板，所述汇流条板包括：主体部，所述主体部布置在所述多个圆柱形电池单元上或下方，并具有在所述水平方向上延伸以覆盖所述多个圆柱形电池单元的板状形状，所述主体部具有至少一个连接开口，所述连接开口在与所述正极端子或所述负极端子接触的区域中沿竖直方向开放；正极连接端子，所述正极连接端子从所述连接开口的边缘延伸并具有与所述正极端子接触以电连接所述多个圆柱形电池单元的延伸部分；以及负极连接端子，所述负极连接端子从所述连接开口的边缘延伸并具有与所述负极端子接触以电连接所述多个圆柱形电池单元的延伸部分。
在所述正极连接端子和所述负极连接端子之中，与不借助所述气体排放口打开的所述正极端子或所述负极端子接触的连接端子可以包括熔丝部分，所述熔丝部分配置成在预定电流或更高电流从所述圆柱形电池单元流出时熔断，所述熔丝部分具有在所述水平方向上至少弯曲一次的弯曲结构。
此外，所述连接端子可以进一步包括：
与所述圆柱形电池单元的所述正极端子或所述负极端子直接接触的连接部分，并且
所述熔丝部分可以在所述水平方向上从所述连接开口的内边缘延伸，并且在所述延伸方向上的端部可以与所述连接部分的一个端部连接。
此外，所述汇流条板可以进一步包括：
电绝缘的第一固定构件，所述第一固定构件的一侧与所述连接开口的所述内边缘连接，并且另一侧与所述连接部分的一部分连接以固定所述连接部分。
此外，所述汇流条板可以进一步包括：
电绝缘的第二固定构件，所述第二固定构件的一侧与所述连接开口的边缘连接，并且另一侧与所述熔丝部分的一部分连接，以固定所述熔丝部分。
此外，所述第二固定构件的从所述连接开口的所述边缘向所述熔丝部分的所述一部分延伸的那一部分的至少一部分可以具有弹性，以便在所述熔丝部分熔断时借助弹性恢复拉动所述熔丝部分。
此外，所述汇流条板可以进一步包括围绕所述熔丝部分的外表面的绝热构件。
此外，所述绝热构件可以分离成至少两个部分。
此外，所述绝热构件可以包括排出孔，该排出孔配置成排放所述熔丝部分的熔化部分。
此外，所述汇流条板可以进一步包括电绝缘加强构件，该加强构件围绕所述熔丝部分的外表面并配置成在预定温度或更高温度下熔化。
此外，具有所述加强构件的所述熔丝部分的至少一部分可以弯曲成弧形形状。
此外，所述电池模块可以进一步包括：
具有接纳部分的模块外壳，该接纳部分具有多个中空部，以接纳在所述水平方向上按行和列布置的所述多个圆柱形电池单元。
此外，在按行和列布置的所述多个圆柱形电池单元之中，与布置在所述水平方向上的内部位置的所述圆柱形电池单元的所述正极端子或所述负极端子接触的所述连接端子的所述熔丝部分可以比与布置在所述水平方向上的外部位置的所述圆柱形电池单元的所述正极端子或所述负极端子接触的所述连接端子的所述熔丝部分具有更大的宽度。
此外，所述弯曲的结构可以在相反方向上至少弯曲两次。
此外，所述主体部可以进一步包括至少在未形成所述连接开口的区域中与所述多个圆柱形电池单元电连接的外部端子。
此外，所述连接端子可以包括至少两个熔丝部分，所述至少两个熔丝部分可以彼此间隔开预定距离，并且所述至少两个熔丝部分可以具有不同的水平宽度。
此外，为了实现上述目的，根据本公开的一种电池组可以包括至少一个电池模块。
此外，为了实现上述目的，根据本公开的一种电子装置可以包括所述电池组。
有利效果
根据本公开的一个方面，本公开的电池模块包括正极连接端子和负极连接端子中的与不借助空气开放口打开的正极端子或负极端子接触的连接端子中的熔丝部分，该熔丝部分配置成在圆柱形电池单元流过预定电流或更高的电流时熔断，以在电池模块中的多个圆柱形电池单元之间的短路导致高电流流过特定的圆柱形电池单元时将该特定圆柱形电池单元与汇流条板电隔离。即，能够借助熔丝部分防止电池模块中的火灾或热失控。因此，能够提高电池模块的安全性。
此外，由于熔丝部分设置在与不借助气体排放口打开的正极端子或负极端子接触的连接端子中，不借助气体排放口打开的电极端子比借助气体排放口打开的电极端子更靠近电极组件布置，从而有效地接收圆柱形电池单元的内部热，并因此熔丝部分可能会因圆柱形电池单元的内部热而更快、更容易熔断。
此外，熔丝部分具有在水平方向上至少弯曲一次的弯曲结构，因此容易在相同空间中实现更长的电流路径。即，当熔丝部分直线延伸时，需要形成较大的连接开口，这对一个汇流条板与较多的圆柱形电池单元在预定空间内的电连接造成了空间限制。因此，本公开显著地减少了汇流条板的熔丝部分所占用的空间，从而实现了紧凑的电池模块。
此外，根据本公开的另一个实施方式的一个方面，汇流条板进一步包括电绝缘的第一固定构件，所述第一固定构件的一侧与连接开口的内边缘连接并且另一侧与连接部分的一部分连接以固定连接部分，以便减少电池模块因外力持续振动时连接部分的振动。因此，能够有效降低熔丝部分因持续振动而被切断或损坏的风险。
附图说明
附图示出了本公开的优选实施方式，并与前述公开一起用于提供对本公开的技术精神的进一步理解。然而，本公开不应理解为仅限于附图。
图1是根据本公开的一个实施方式的电池模块的示意性立体图。
图2是根据本公开的一个实施方式的电池模块的示意性分解立体图。
图3是根据本公开的一个实施方式的电池模块的圆柱形电池单元的示意性剖视图。
图4是根据本公开的一个实施方式的电池模块的汇流条板的示意性平面图。
图5是根据本公开的另一实施方式的电池模块的汇流条板的连接端子的示意性局部平面图。
图6是根据本公开的另一实施方式的电池模块的汇流条板的连接端子的示意性局部平面图。
图7是根据本公开的另一实施方式的电池模块的汇流条板的连接端子的示意性局部平面图。
图8是根据本公开的另一实施方式的电池模块的汇流条板的示意性局部平面图。
图9是根据本公开的另一实施方式的电池模块的汇流条板的示意性局部平面图。
图10是根据本公开的另一实施方式的电池模块的绝热构件和连接端子的示意性局部平面图。
图11是根据本公开的另一实施方式的电池模块的加强构件的示意性仰视立体图。
图12是根据本公开的另一实施方式的电池模块的汇流条板的示意性局部平面图。
图13是根据本公开的另一实施方式的电池模块的汇流条板的示意性局部侧视图。
图14是根据本公开的另一实施方式的电池模块的汇流条板的示意性平面图。
图15是根据本公开的另一实施方式的电池模块的汇流条板的连接端子的示意性局部平面图。
具体实施方式
下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施方式。在描述之前，应该理解的是，说明书和所附权利要求中使用的术语或词语不应该被理解为仅限于一般的和字典中的含义，而应该根据允许发明人适当地定义术语以获得最佳解释的原则基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念进行解释。
因此，本文中描述的实施方式和附图中所示的图示只是本公开的最优选的实施方式，而不是为了全面描述本公开的技术方面，所以应该理解，在提交申请时，可以对其作出各种其它的等同和变型。
图1是根据本公开的一个实施方式的电池模块的示意性立体图。图2是根据本公开的一个实施方式的电池模块的示意性分解立体图。图3是根据本公开的一个实施方式的电池模块的圆柱形电池单元的示意性剖视图。
参考图1至图3，根据本公开的一个实施方式的电池模块200可以包括多个圆柱形电池单元100、模块外壳210和多个汇流条板220。
这里，圆柱形电池单元100可以包括圆柱形电池罐116和接纳在电池罐116中的电极组件(未示出)。
电池罐116可以包括具有高导电性的材料，例如，电池罐116可以包括铝或铜。
电池罐116可以配置成沿竖直方向直立。电池罐116可以是沿竖直方向延伸的圆柱形形状。电池罐116的顶部和底部可以分别形成有电极端子111、112。详细地，正极端子111可以形成在电池罐116顶部上的平坦圆形上表面上，并且负极端子112可以形成在电池罐116底部上的平坦圆形下表面上。
多个圆柱形电池单元100可以沿水平方向按行和列布置。这里，水平方向是指当圆柱形电池单元100放置在地面上时与地面平行的方向，并且可以是垂直于竖直方向的平面上的至少一个方向。水平方向可以是图2的X和Y方向。
例如，如图2所示，电池模块200包括在前后方向(图2中的Y方向)布置成3行并且在左右方向(X方向)上布置成12列的36个圆柱形电池单元100。在这个示例中，在多个圆柱形电池单元100中，18个圆柱形电池单元可以具有分别布置在顶部和底部上的正极端子111和负极端子112，并且其余18个圆柱形电池单元可以具有分别布置在顶部和底部上的负极端子112和正极端子111。
圆柱形电池单元100可以包括电极组件110、电池罐116和帽组件113。
电极组件110可以具有这样一种结构，其中正极板和负极板夹着隔膜卷绕，并且正极板可以借助附接到正极板的正极接头114连接到帽组件113，而负极板可以借助附接到负极板的负极接头115连接到电池罐116的下端。
电池罐116可以具有空的内部空间来接纳电极组件110。特别地，电池罐116可以具有圆柱形或棱柱形的形状，并且具有开放的顶部。电池罐116可以由诸如钢或铝之类的金属制成以确保刚性。电池罐116可以具有附接到下端的负极接头，不仅电池罐116的下部而且电池罐116本身也可以作为负极端子112。
帽组件113可以与电池罐116的顶部开口联接，以气密地封闭电池罐116的开口端。帽组件113可以根据电池罐116的形状而具有圆形或棱柱形形状，并可以包括诸如顶帽C1、气体排放口C2和垫圈C3之类的子部件。
这里，顶帽C1可以布置在顶帽组件113的最外侧，并在向上方向上延伸。特别地，顶帽C1可以作为圆柱形电池单元100的正极端子111。因此，顶帽C1可以借助外部装置(例如汇流条板220)与其它圆柱形电池单元100、负载或充电器电连接。顶帽C1可以由诸如不锈钢或铝之类的金属制成。
气体排放口C2可以配置成在圆柱形电池单元100的内部压力(即，电池罐116的内部气体压力)等于或高于预定压力时改变形状。例如，当电池罐116的内部气体可以穿过气体排放口C2排出时，顶帽C1可以打开。即，正极端子111或负极端子112可以借助气体排放口C2打开。例如，气体排放口C2可以配置成借助电池罐116的内部气体压力部分断裂。内部气体可以穿过气体排放口C2的断裂部分排出。在这种情况下，气体可以穿过形成在正极端子111的***区域中的孔排出。
垫圈C3可以由电绝缘材料制成，以使顶帽C1和气体排放口C2的边缘部分与电池罐116绝缘。
帽组件113可以进一步包括电流中断元件C4。电流中断元件C4可以称为电流中断装置(CID)，当气体排放口C2的形状因气体产生导致电池内部压力增加而改变时，气体排放口C2和电流中断元件C4之间的接触被分离或电流中断元件C4被断开，从而导致气体排放口C2和电极组件110之间的电连接断开。
在提交本专利申请时，圆柱形电池单元100的配置对于本领域技术人员来说是公知的，因此在此省略其详细描述。尽管图3示出了圆柱形电池单元100的实施例，但根据本公开的电池模块200并不限于特定类型的圆柱形电池单元100。即，在提交本专利申请时已知的各种类型的二次电池可以用于根据本公开的电池模块200。
模块外壳210可以包括上壳体211和下壳体212。
上壳体211和下壳体212可以具有接纳部分211a、212a，圆柱形电池单元100分别***并接纳在其中。详细地，每个接纳部分211a、212a均可以具有围绕圆柱形电池单元100的外表面的多个中空部P1。
模块外壳210可以包括电绝缘塑料。所述塑料可以是例如聚氯乙烯、尼龙或聚对苯二甲酸乙二醇酯。
这里，代表诸如前、后、左、右、上以及下之类的方向的术语可以根据观察者的位置或物体的放置而变更。然而，在本说明书中，为了便于描述，诸如前、后、左、右、上以及下之类的方向是在从F方向观察时定义的。
图4是根据本公开的一个实施方式的电池模块的汇流条板的示意性平面图。
参考图4以及图2，汇流条板220可以在一个表面上与多个圆柱形电池单元100中的至少两者的电极端子111、112电连接。即，汇流条板220可以配置成与多个圆柱形电池单元100的正极端子111或负极端子112接触，以电连接多个圆柱形电池单元100。
详细地，汇流条板220可以包括主体部221和连接端子224。在此示例中，连接端子224可以包括：配置成与正极端子111连接的正极连接端子224a；以及配置成与负极端子112连接的负极连接端子224b。
这里，主体部221可以具有在水平方向上平坦的板状，以覆盖多个圆柱形电池单元100。换句话说，主体部221可以具有板状，其上表面和下表面比水平侧(X方向、Y方向)宽。主体部221可以布置在多个圆柱形电池单元100的形成有正极端子111或负极端子112的顶部或底部上。主体部221和连接端子224可以包括导电金属，以电连接多个圆柱形电池单元100。所述导电金属可以是镍、铜、铝的合金。
至少在主体部221的未形成连接开口H1的区域中可以设置有与多个圆柱形电池单元100电连接的外部端子228。外部端子228可以配置成与电池管理***(未示出)电连接。另选地，外部端子228可以与电池模块200的其它汇流条板220电连接。
主体部221可以具有至少一个连接开口H1，该连接开口在竖直方向上是开放的。连接开口H1可以在竖直方向上在面向正极端子111或负极端子112的区域开放。
正极连接端子224a可以从连接开口H1的边缘H1a延伸，并且延伸部分可以与正极端子111接触，以电连接多个圆柱形电池单元100。
负极连接端子224b可以从连接开口H1的边缘H1a延伸，并且延伸部分可以与负极端子112接触，以电连接多个圆柱形电池单元100。
例如，如图4中所示，本公开的一个汇流条板220可以包括：在水平方向上平坦的板状的主体部221；3个正极连接端子224a；以及3个负极连接端子224b。
正极连接端子224a和负极连接端子224b可以在水平方向上从连接开口H1的边缘H1a延伸。即，正极连接端子224a和负极连接端子224b可以布置在连接开口H1中。
在正极连接端子224a和负极连接端子224b中，与没有被气体排放口C2打开的正极端子111或负极端子112接触的连接端子224b可以包括熔丝部分227。熔丝部分227可以配置成当从圆柱形电池单元100流出预定的电流或更高的电流时熔断。即，当预定电流或更高的电流流过时，熔丝部分227的一部分可以由于电阻热而熔化并损耗。通过该原理，熔丝部分227可以电断开。
熔丝部分227可以具有在水平方向上至少弯曲一次的弯曲结构B1。例如，如图4中所示，熔丝部分227可以具有弯曲结构B1，在该结构中熔丝部分227从连接开口H1的边缘H1a沿前后方向(Y方向)延伸，并且延伸端在右方向(X方向)上再次弯曲。
根据本公开的这种配置，在正极连接端子224a和负极连接端子224b中，与不借助气体排放口C2打开的正极端子111或负极端子112接触的连接端子224包括熔丝部分227，该熔丝部分227配置成在预定电流或更高的电流从圆柱形电池单元100流出从而造成电池模块200中的多个圆柱形电池单元100之间的短路时熔断，使得当高电流在特定的圆柱形电池单元100中流动时，特定的圆柱形电池单元100可以借助熔丝部分227与汇流条板220电隔离。即，能够通过熔丝部分227防止电池模块200中发生火灾或热失控。因此，能够提高电池模块200的安全性。
由于熔丝部分227设置在与不借助气体排放口C2打开的正极端子111或负极端子112接触的连接端子224中，因此不借助气体排放口C2打开的电极端子(例如负极端子)比借助气体排放口C2打开的电极端子更靠近电极组件布置，从而有效接收圆柱形电池单元100的内部热，借此使圆柱形电池单元100的内部热更快、更容易将熔丝部分227熔断。
熔丝部分227具有在水平方向上至少弯曲一次的弯曲结构B1，因此更容易在相同空间内实现更长的电流路径。即，当熔丝部分227直线延伸时，需要形成较大的连接开口H1，这对一个汇流条板220与较多的圆柱形电池单元100在预定空间内的电连接造成了空间限制。因此，本公开显著地减少了由汇流条板220的熔丝部分227占用的空间，从而实现了紧凑型电池模块200。
再参考图4，更详细地，正极连接端子224a和负极连接端子224b中的每一者均可以进一步包括分别与圆柱形电池单元100的正极端子111和负极端子112直接接触或焊接的连接部分225。
连接部分225可以具有在水平方向上分支成两个的分支结构。该分支结构可以有助于正极端子111或负极端子112与连接部分225的电阻焊接。在分支结构的两个分支中的每一者中均设置有焊接点，并且焊条(未示出)与焊接点接触。
熔丝部分227可以具有这样一种结构，其中熔丝部分227从连接开口H1的内边缘H1a沿水平方向延伸，并且延伸方向上的端部与连接部分225的一端连接。
图5是根据本公开的另一实施方式的电池模块的汇流条板的连接端子的示意性局部平面图。
参考图5，根据本公开的另一实施方式的汇流条板220A可以具有弯曲结构B2，在该弯曲结构中，连接端子224A的熔丝部分227A在水平方向上弯曲三次。例如，如图5中所示，熔丝部分227A可以具有弯曲结构B2，在该弯曲结构中，熔丝部分227A从连接开口H1的边缘H1a在左方向(X坐标的负方向)上延伸，延伸端再向前弯曲(Y坐标的负方向)，弯曲端再向右弯曲，并且弯曲端再向后弯曲(Y坐标的正方向)。即，熔丝部分227A可以以270°的旋转进行弯曲。
因此，根据本公开的另一实施方式的汇流条板220A的连接端子224A具有弯曲三次的弯曲结构B2，从而与图4的汇流条板220的连接端子224弯曲一次的弯曲结构(图4中的B1)相比，容易设计出长度更长的熔丝部分227A。即，由于熔丝部分227A的长度较长，因此熔丝部分227A的电阻较高，因而即使熔丝部分227A的宽度设定得较宽，但由于长度较大，高电阻也容易使熔丝部分227A熔断。
图6是根据本公开的另一实施方式的电池模块的汇流条板的连接端子的示意性局部平面图。
参考图6，根据本公开的另一实施方式的汇流条板220B可以具有弯曲结构B3，在该弯曲结构中，连接端子224B的熔丝部分227B在水平方向上弯曲四次。例如，如图6中所示，熔丝部分227B可以具有弯曲结构B3，在该弯曲结构中，熔丝部分227B从连接开口H1的边缘H1a沿左方向(X坐标的负方向)延伸，延伸端再向前弯曲(Y坐标的负方向)，弯曲端再向右弯曲(X轴方向)，弯曲端再向后弯曲(Y轴方向)，并且弯曲端再向左弯曲(X坐标的负方向)。即，熔丝部分227B可以以360°旋转进行弯曲。
因此，根据本公开的另一实施方式的汇流条板220B的连接端子224B具有弯曲四次的弯曲结构B3，并因此与图5的汇流条板220B的连接端子224的熔丝部分227A弯曲三次的弯曲结构相比，容易设计出长度更长的熔丝部分227B。即，由于熔丝部分227B的长度较长，因此熔丝部分227B的电阻较高，从而即使熔丝部分227B的宽度设定得较宽，但由于长度较大，高电阻也容易使熔丝部分227B熔断。
图7是根据本公开的另一实施方式的电池模块的汇流条板的连接端子的示意性局部平面图。
参考图7，根据本公开的另一实施方式的汇流条板220C可以具有弯曲结构B4，在该弯曲结构中，连接端子224C的熔丝部分227C在水平方向上至少弯曲三次。在这种情况下，至少弯曲三次的弯曲结构B4可以在相反方向上至少弯曲两次。
例如，如图7中所示，根据本公开的另一实施方式的汇流条板220C可以具有弯曲结构B4，在该弯曲结构中，熔丝部分227C从连接开口H1的边缘H1a向后延伸(Y坐标的正方向)，延伸端再向前弯曲(Y坐标的负方向)，并且弯曲端再向右弯曲(X轴方向)。即，熔丝部分227C可以具有以交替方式向前和向后至少弯曲一次的弯曲结构B4。
根据本公开的这种配置，由于连接端子224C的熔丝部分227C的弯曲结构B4在相反的方向上至少弯曲两次，因此熔丝部分227C可以具有在一个方向上弯曲的弯曲部分和在另一个方向上弯曲的弯曲部分，这两个弯曲部分彼此相邻。在这种结构中，当高电流流动时，熔丝部分227C的温度可能因相邻弯曲部分之间的热交换而迅速增大。因此，本公开的熔丝部分227C可以更快地熔断。
图8是根据本公开的另一实施方式的电池模块的汇流条板的示意性局部平面图。
参考图8，汇流条板220可以进一步包括第一固定构件230。
详细地，第一固定构件230可以配置成固定连接部分225。第一固定构件230可以包括电绝缘材料。例如，第一固定构件230可以是具有高耐热性的塑料(聚酰亚胺)，或者是不导电的材料，例如，不锈钢、固化的硅胶或橡胶。第一固定构件230可以一侧与连接开口H1的内边缘H1a连接，并且另一侧与连接部分225的一部分连接。
根据本公开的这种配置，汇流条板220进一步包括电绝缘的第一固定构件230，该第一固定构件230的一侧与连接开口H1的内边缘H1a连接并且另一侧与连接部分225的一部分连接以固定连接部分225，从而减少电池模块200由于外力而持续振动时连接部分225的振动。因此，能够有效地减少熔丝部分227可能由于持续振动而被切断或损坏的风险。
当熔丝部分227由于高电流而熔断时，第一固定构件230固定连接端子224的连接部分225，以防止连接部分225和其它圆柱形电池单元100之间由于外力引起的连接部分225的移动而发生短路。
图9是根据本公开的另一实施方式的电池模块的汇流条板的示意性局部平面图。
参考图9，汇流条板220可以进一步包括第二固定构件240，该第二固定构件配置成固定熔丝部分227。第二固定构件240可以一侧与连接开口H1的边缘H1a连接，并且另一侧与熔丝部分227的一部分连接。第二固定构件240可以包括电绝缘材料。例如，电绝缘材料可以是具有高耐热性的塑料(聚酰亚胺)，或者是不导电的材料，例如不锈钢、固化的硅胶或橡胶。
第二固定构件240可以一侧与连接开口H1的内边缘H1a连接，并且另一侧与熔丝部分227连接。更详细地，第二固定构件240的一侧可以附接在边缘H1a周围。第二固定构件240的另一侧可以具有管状形状，并可以配置成环绕熔丝部分227的一部分。第二固定构件240可以延伸成使得第二固定构件240在环绕熔丝部分227的管状形状的一侧与连接开口H1的内边缘H1a连接。
第二固定构件240的延伸端可以配置成环绕连接开口H1的内边缘H1a的一部分。即，延伸端可以与连接开口H1的内边缘H1a的一部分的上表面和下表面紧密接触。即，延伸端可以与边缘H1a具有夹层结构。在这种情况下，延伸端可以处于加强状态。
根据本公开的这种配置，汇流条板220进一步包括电绝缘的第二固定构件240，该第二固定构件240的一侧与连接开口H1的边缘H1a连接并且另一侧与熔丝部分227的一部分连接以固定熔丝部分227，以便减少电池模块200因外力而持续振动时熔丝部分227的振动。因此，能够有效地减少熔丝部分227可能由于持续振动而被切断或损坏的风险。
再参考图9，第二固定构件240的从连接开口H1的边缘H1a向熔丝部分227的一部分延伸的那一部分的至少一部分可以具有弹性。当熔丝部分227熔断时，第二固定构件240可以配置成借助弹性恢复来拉动熔丝部分227。例如，第二固定构件240的至少一部分可以具有弹簧结构(螺旋结构S1)。第二固定构件240可以一侧与连接开口H1的边缘H1a连接，并且另一侧与熔丝部分227的一部分连接。
根据本公开的这种配置，由于第二固定构件240的从连接开口H1的边缘H1a向熔丝部分227的一部分延伸的那一部分的至少一部分具有弹性，因此第二固定构件240配置成在熔丝部分227熔断时借助弹性恢复来拉动熔丝部分227，从而当熔丝部分227由于高电流而熔断时，熔丝部分227可以借助第二固定构件240的弹性以更高的可靠性与连接部分225分离。
图10是根据本公开的另一实施方式的电池模块的绝热构件和连接端子的示意性局部平面图。
参考图10，汇流条板220可以进一步包括围绕熔丝部分227的外表面的绝热构件250。绝热构件250可以包括具有相对较低的热传导性的绝热材料。绝热材料可以是玻璃纤维或发泡塑料。例如，绝热构件250可以具有管状形状，其环绕熔丝部分227的上表面、水平面和下表面。
根据本公开的这种配置，汇流条板220进一步包括绝热构件250，该绝热构件环绕熔丝部分227外表面，以防止在熔丝部分227由于高电流而熔断时，热被排出，从而提高熔丝部分227的温度以使熔丝部分227更快地熔断。
由于绝热构件250环绕熔丝部分227的外表面，因此能够防止熔丝部分227的熔化部分移动到其它内部部件(例如圆柱形电池单元)，发生电短路或损坏其它内部部件。
再参考图10，绝热构件250可以被分离成至少两个部分。例如，如图10中所示，分离成两个部分的绝热构件250可以布置在熔丝部分227上。
根据本公开的这种配置，由于绝热构件250分离成至少两个部分，因此当熔丝部分227由于高电流熔断时，熔丝部分227的熔化部分可以被诱导成在绝热构件250的至少两个分离部分之间逸走。分离成至少两个部分的绝热构件250不会阻碍熔丝部分227分离成两部分，从而有效地熔断熔丝部分227。
图11是根据本公开的另一实施方式的电池模块的加强构件的示意性仰视立体图。
参考图11以及图10，图11的绝热构件250可以进一步包括排出孔H2，以排出熔丝部分227的熔化部分。例如，如图11中所示，绝热构件250可以包括位于底部上的四个排出孔H2，以排出熔丝部分227的熔化部分。
根据本公开的这种配置，绝热构件250包括排出孔H2以排出熔丝部分227的熔化部分，因此当熔丝部分227由于高电流而熔断时，熔丝部分227的熔化部分可以被诱导成经由绝热构件250的排出孔H2排出。因此，能够有效地移除熔丝部分227的熔化部分，从而有效地熔断熔丝部分227。
图12是根据本公开的另一实施方式的电池模块的汇流条板的示意性局部平面图。
参考图12，图12的汇流条板220可以包括围绕熔丝部分227的外表面的加强构件260。加强构件260可以配置成在预定温度或以上的温度下熔化。例如，预定温度可以是300℃或以上的温度。加强构件260可以包括电绝缘材料。例如，电绝缘材料可以是处于熔化状态(树脂状态)的加强构件260可以涂覆在熔丝部分227的外表面上，然后固化。固化方法可以包括低温固化和紫外光固化。
根据本公开的这种配置，汇流条板220进一步包括电绝缘加强构件260，该加强构件配置成在熔丝部分227的外表面周围在预定温度或以上温度下熔化，以加强熔丝部分227的机械强度。因此，当本公开的电池模块200由于外力而持续振动时，能够有效地减少熔丝部分227由于持续振动而可能被切断或损坏的风险。
图13是根据本公开的另一实施方式的电池模块的汇流条板的示意性局部侧视图。为了便于描述，图13中只示出了连接端子224的熔丝部分227b的一部分。
具有加强构件260的熔丝部分227b的至少一部分可以弯曲成弧形形状。这里，弧形形状是指熔丝部分227b的具有布置在较高位置的中央区域227b1和布置在较低位置的两个端部227b2的形状。即，当熔丝部分227b的一部分(特别是中央区域)以弧形形状熔断时，分离的两部分可能由于弹性而散开。
根据本公开的这种配置，由于具有加强构件260的熔丝部分227b的至少一部分弯曲成弧形形状，因此熔丝部分227b的熔断部分可以借助弧形形状的弹性有效地分离，从而有效地提高熔断可靠性。
图14是根据本公开的另一实施方式的电池模块的汇流条板的示意性平面图。
参考图14以及图2，在按行和列布置的多个圆柱形电池单元100中，与布置在水平方向上的内部位置的圆柱形电池单元100的正极端子111或负极端子112接触的连接端子224的熔丝部分227的宽度可能大于与布置在水平方向上的外部位置的圆柱形电池单元100的正极端子111或负极端子112接触的连接端子224的熔丝部分227的宽度。
即，布置在水平方向上的内部位置的连接端子224的熔丝部分227可以比布置在水平方向上的外部位置的连接端子224的熔丝部分227具有更大的竖向截面面积。
连接端子224的熔丝部分227可以具有考虑到按行和列水平布置、***并接纳在模块外壳210中的多个圆柱形电池单元100的热平衡而设定的横截面。
换句话说，在电池模块200的充电和放电期间，在多个圆柱形电池单元100中，布置在水平方向上的内部位置的圆柱形电池单元100的温度可能高于布置在外部位置的圆柱形电池单元100的温度。因此，连接到布置在水平方向上的内部位置的圆柱形电池单元100的正极端子111或负极端子112的连接端子224的熔丝部分227可以具有较低的电阻。
例如，如图14中所示，一个汇流条板220可以具有6个连接端子224。在6个连接端子224中，熔丝部分227可以设置在与负极端子112连接的3个负极连接端子224b中的每一者中。在这种情况下，在3个负极连接端子224b中，布置在水平方向上的内部位置的负极连接端子224b的熔丝部分227D的宽度可以大于布置在前后方向上的外部位置的负极连接端子224b的熔丝部分227的宽度。
即，布置在水平方向上的内部位置的连接端子224的熔丝部分227D的宽度可以大于布置在水平方向上的外部位置的连接端子224的熔丝部分227的宽度。
根据本公开的这种配置，在按行和列布置的多个圆柱形电池单元100中，与布置在水平方向上的内部位置的圆柱形电池单元100的正极端子111或负极端子112接触的连接端子224的熔丝部分227D的宽度大于与布置在水平方向上的外部位置的圆柱形电池单元100的正极端子111或负极端子112接触的连接端子224的熔丝部分227的宽度，以防止由于电池模块200的中央处的高的温度而在设定成熔断熔丝部分227的电流值或该电流值以下发生断路。因此，能够防止在使用电池模块200期间圆柱形电池单元100没有异常操作时发生诸如断路之类的故障。
图15是根据本公开的另一实施方式的电池模块的汇流条板的连接端子的示意性局部平面图。
参考图15，与图4的连接端子224相反，图15的汇流条板220E的连接端子224E可以包括至少两个熔丝部分227E。在这种情况下，至少两个熔丝部分227E可以彼此相隔预定的距离。在这种情况下，至少两个熔丝部分227E可以具有不同的水平宽度。
例如，在至少两个熔丝部分227E中，具有较大宽度的熔丝部分被定义为第一熔丝部分227E1，并且第一熔丝部分227E1可以配置成在保护本公开的电池模块所需的预定电流下熔化并熔断。具有较小宽度的熔丝部分227E被定义为第二熔丝部分227E2，并且与第一熔丝部分227E1相比，第二熔丝部分227E2可以在更低的电流下熔化。第一熔丝部分227E1的电阻可以比第二熔丝部分227E2的电阻低。
即，例如，当电池模块正常操作时，预定电流或更大的电流可以流经具有较低电阻的第一熔丝部分227E1。随后，当由于圆柱形电池单元100在连接端子224中的异常行为而在第一熔丝部分227E1中流过预定的高电流或更大电流时，第一熔丝部分227E1熔化并熔断，并且剩余的第二熔丝部分227E2也由于该高电流而熔断。因此，本公开的熔丝部分可以以更高的可靠性中断电流。
根据本公开的这种配置，与仅包括一个熔丝部分227的图4的熔丝部分227相比，连接端子224包括具有不同宽度的彼此间隔预定距离的至少两个熔丝部分227E，从而提高连接端子224的耐用性。
根据本公开的一个实施方式的电池组(未示出)可以包括至少一个电池模块200。所述电池组可以进一步包括各种类型的装置(未示出)，如BMS、电流传感器和熔丝以控制电池模块200的充电/放电。
根据本公开的一个实施方式的电子装置(未示出)包括至少一个电池模块200。该电子装置可以进一步包括：装置壳体(未示出)，其具有用于接纳电池模块200的空间；以及显示器，其用于使得用户能够看到电池模块200的充电状态。
根据本公开的一个实施方式的电池组可以包括在诸如电动车辆或混合电动车辆的车辆中。即，根据本公开的一个实施方式的车辆可以包括安装在车体本身上的电池组，所述电池组包括至少一个根据本公开的一个实施方式的电池模块200。
仅为了便于描述而使用本文中所用的指示方向的术语(如上、下、左、右、前和后)，对于本领域的技术人员来说，很明显，这些术语可以根据所描述的元件或观察者的位置而改变。
虽然上文已就有限量的实施方式和附图描述了本公开，但本公开并不限于此，对于本领域的技术人员来说，显然可以在本公开的技术方面和所附权利要求的同等范围内对其进行各种变型和变化。
附图标记的描述
200：电池模块 220：汇流条板
221：主体部
224、224a、224b：连接端子、正极连接端子、负极连接端子
100：圆柱形电池单元 C2：气体排放口
111、112：正极端子、负极端子
B1：弯曲结构
210：模块外壳 P1：连接开口
225：连接部分 227：熔丝部分
230：第一固定构件 240：第二固定构件
250：绝热构件 H2：排出孔
260：加强构件
工业实用性
本公开涉及一种电池模块。此外，本公开还可以用在包括该电池模块的电子装置的工业中。
本申请要求2019年9月24日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0117413号的权益，该申请的全部公开内容通过引用纳入本文中。

Claims (13)

1.一种电池模块，所述电池模块包括：
沿水平方向布置的多个圆柱形电池单元，所述多个圆柱形电池单元中的一些圆柱形电池单元均具有形成在顶部和底部上的正极端子和负极端子，其余圆柱形电池单元均具有形成在顶部和底部上的负极端子和正极端子，并且所述多个圆柱形电池单元包括气体排放口，当内部压力等于或高于预定压力时，所述正极端子或所述负极端子借助所述气体排放口被打开以排出内部气体；以及
汇流条板，所述汇流条板包括：主体部，所述主体部布置在所述多个圆柱形电池单元上或下方，并具有在所述水平方向上延伸以覆盖所述多个圆柱形电池单元的板状形状，所述主体部具有至少一个连接开口，所述连接开口在与所述正极端子或所述负极端子接触的区域中沿竖直方向开放；正极连接端子，所述正极连接端子从所述连接开口的边缘延伸并具有与所述正极端子接触以电连接所述多个圆柱形电池单元的延伸部分；以及负极连接端子，所述负极连接端子从所述连接开口的边缘延伸并具有与所述负极端子接触以电连接所述多个圆柱形电池单元的延伸部分，
其中，在所述正极连接端子和所述负极连接端子之中，与不借助所述气体排放口打开的所述正极端子或所述负极端子接触的连接端子包括熔丝部分，所述熔丝部分配置成在预定电流或更高电流从所述圆柱形电池单元流出时熔断，所述熔丝部分具有在所述水平方向上至少弯曲一次的弯曲结构，
其中，所述连接端子进一步包括与所述圆柱形电池单元的所述正极端子或所述负极端子直接接触的连接部分，并且
所述熔丝部分在所述水平方向上从所述连接开口的内边缘延伸，并且所述熔丝部分的在延伸方向上的端部与所述连接部分的一个端部连接，
其中，所述汇流条板进一步包括电绝缘的第二固定构件，所述第二固定构件的一侧与所述连接开口的内边缘连接，并且另一侧与所述熔丝部分的一部分连接，以固定所述熔丝部分，所述第二固定构件的延伸端配置成环绕所述连接开口的所述内边缘的一部分从而与所述内边缘具有夹层结构，并且
其中，所述第二固定构件的从所述连接开口的所述内边缘向所述熔丝部分的所述一部分延伸的那一部分的至少一部分具有弹性，以便在所述熔丝部分熔断时借助弹性恢复拉动所述熔丝部分。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述汇流条板进一步包括电绝缘的第一固定构件，所述第一固定构件的一侧与所述连接开口的所述内边缘连接，并且另一侧与所述连接部分的一部分连接以固定所述连接部分。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述汇流条板进一步包括围绕所述熔丝部分的外表面的绝热构件。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其中，所述绝热构件分离成至少两个部分。
5.根据权利要求3所述的电池模块，其中，所述绝热构件包括排出孔，所述排出孔配置成排放所述熔丝部分的熔化部分。
6.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述汇流条板进一步包括电绝缘加强构件，所述加强构件围绕所述熔丝部分的外表面并配置成在预定温度或更高温度下熔化。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其中，所述熔丝部分的具有所述加强构件的至少一部分弯曲成弧形形状。
8.根据权利要求6所述的电池模块，其中，所述电池模块进一步包括具有接纳部分的模块外壳，所述接纳部分具有多个中空部，以接纳在所述水平方向上按行和列布置的所述多个圆柱形电池单元，并且
在按行和列布置的所述多个圆柱形电池单元之中，与布置在所述水平方向上的内部位置的所述圆柱形电池单元的所述正极端子或所述负极端子接触的所述连接端子的所述熔丝部分比与布置在所述水平方向上的外部位置的所述圆柱形电池单元的所述正极端子或所述负极端子接触的所述连接端子的所述熔丝部分具有更大的宽度。
9.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述弯曲结构在相反方向上至少弯曲两次。
10.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述主体部进一步包括至少在未形成所述连接开口的区域中与所述多个圆柱形电池单元电连接的外部端子。
11.根据权利要求1所述的电池模块，其中，所述连接端子包括至少两个熔丝部分，并且所述至少两个熔丝部分彼此间隔开预定距离，并且
所述至少两个熔丝部分具有不同的水平宽度。
12.一种电池组，所述电池组包括至少一个根据权利要求1至11中的任一项所述的电池模块。
13.一种包括根据权利要求12所述的电池组的电子装置。
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