ES2972804T3 - Módulo de batería - Google Patents

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ES2972804T3 ES18832083T ES18832083T ES2972804T3 ES 2972804 T3 ES2972804 T3 ES 2972804T3 ES 18832083 T ES18832083 T ES 18832083T ES 18832083 T ES18832083 T ES 18832083T ES 2972804 T3 ES2972804 T3 ES 2972804T3
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Hang-June Choi
Han-Jong Yoon
Kang-Il Lee
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Abstract

Se describe un módulo de batería con soldabilidad mejorada entre los conductores de los electrodos y/o entre los conductores de los electrodos y las barras colectoras. El módulo de batería según la presente invención comprende: un conjunto de celdas que tiene una pluralidad de baterías secundarias, que están apiladas en al menos una dirección, tienen respectivamente conductores de electrodos y están conectadas eléctricamente entre sí a través de la conexión entre los conductores de electrodos; y una o más barras colectoras formadas de un material eléctricamente conductor y que hacen contacto con los cables de los electrodos de las baterías secundarias para estar conectadas eléctricamente a las mismas. Al menos uno de los cables de electrodo se puede acoplar y fijar, mediante un punto de soldadura formado en forma de tornado, a al menos uno de otro cable de electrodo que hace contacto con el mismo y una barra colectora que hace contacto con el mismo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Módulo de batería
Sector de la técnica
La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente coreana n.° 10-2017-0089717 presentada el 14 de julio de 2017 y la solicitud de patente coreana n.° 10-2018-0081313 presentada el 12 de julio de 2018 en la República de Corea.
La presente divulgación se refiere a un módulo de batería y, más particularmente, a un módulo de batería que tiene una soldabilidad mejorada de una estructura de conexión eléctrica, y a un paquete de baterías y a un vehículo, que incluye el módulo de batería.
Estado de la técnica
Recientemente, las demandas de productos electrónicos portátiles, tales como ordenadores portátiles, teléfonos inteligentes, relojes inteligentes, etc. han aumentado rápidamente, y el desarrollo de baterías para almacenamiento de energía, robots y satélites, etc. se ha regularizado y, por lo tanto, se llevan a cabo activamente estudios sobre baterías secundarias de alto rendimiento capaces de carga y descarga repetitivas.
Las baterías secundarias comercializadas actualmente incluyen baterías de níquel-cadmio, baterías de níquelhidrógeno, baterías de níquel-zinc y baterías secundarias de litio, y entre las mismas, las baterías secundarias de litio están en el centro de atención porque las baterías secundarias de litio casi no tienen efecto de memoria en comparación con una batería secundaria a base de níquel y, por lo tanto, no se cargan ni descargan, tienen una tasa de autodescarga muy baja y tienen una alta densidad de energía.
En una batería secundaria de litio de este tipo, se utilizan respectivamente un óxido a base de litio y un material de carbono principalmente como material activo de electrodo positivo y material activo de electrodo negativo. La batería secundaria de litio incluye un conjunto de electrodos, en el que una placa de electrodo positivo y una placa de electrodo negativo sobre las que se recubre respectivamente el material activo de electrodo positivo y el material activo de electrodo negativo están dispuestas con un separador entre las mismas, y un material exterior, es decir, una carcasa de batería, que sella y aloja el conjunto de electrodos con una solución electrolítica.
En general, la batería secundaria de litio puede clasificarse en una batería secundaria tipo lata, en la que el conjunto de electrodos está incrustado en una lata de metal, y una batería secundaria de tipo bolsa, en la que el conjunto de electrodos está incrustado en una bolsa de una lámina laminada de aluminio.
Recientemente, las baterías secundarias se usan ampliamente no solo en un aparato de tamaño pequeño, tal como un dispositivo electrónico portátil, sino también en aparatos de tamaño mediano y grande, tal como un vehículo o un aparato de almacenamiento de energía. En particular, con el agotamiento gradual de la energía de carbono y el aumento del interés en el medio ambiente, la atención se centra en vehículos híbridos y vehículos eléctricos en todo el mundo, incluidos EE. UU., Europa, Japón y Corea. El componente más importante en el vehículo híbrido o vehículo eléctrico es un paquete de baterías que proporciona una potencia de accionamiento a un motor de vehículo. Dado que el vehículo híbrido o vehículo eléctrico obtiene la potencia de accionamiento mediante la carga y descarga del paquete de baterías, la eficiencia de combustible es excelente en comparación con un vehículo que usa solo un motor y los contaminantes no se descargan ni se reducen, y por lo tanto los usuarios aumentan constantemente.
La mayoría de los paquetes de baterías, en particular, paquetes de baterías de tamaño mediano y grande para vehículos híbridos, vehículos eléctricos o sistemas de almacenamiento de energía (ESS), incluyen una pluralidad de baterías secundarias, y dicha pluralidad de paquetes de baterías está conectada entre sí en serie y/o en paralelo para mejorar la capacidad y el rendimiento. Adicionalmente, una batería secundaria de tipo bolsa se usa principalmente en los paquetes de baterías de tamaño mediano y grande debido a las ventajas, tales como un apilamiento fácil, un peso ligero y la posibilidad de que se pueda incluir un gran número de baterías secundarias de tipo bolsa, etc.
En una batería secundaria de tipo bolsa de este tipo, una conexión eléctrica entre baterías secundarias se configura principalmente poniendo en contacto directamente los cables de electrodo entre sí. En el presente caso, para conectar las baterías secundarias en paralelo, los cables de electrodo de la misma polaridad están conectados entre sí, y para conectar las baterías secundarias en serie, los cables de electrodo de diferentes polaridades están conectados entre sí.
También, para una conexión eléctrica y/o detección de tensión de la batería secundaria, una barra colectora puede estar unida al cable de electrodo, en particular, al menos dos cables de electrodo. En este momento, el cable de electrodo y la barra colectora pueden unirse a menudo mediante un método de soldadura.
La figura 1 es una vista en perspectiva parcial que muestra esquemáticamente una configuración en la que un cable de electrodo y una barra colectora están soldados entre sí en un módulo de batería general. También, la figura 2 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de una línea A1-A1' de la figura 1, en la que se ilustra una porción soldada.
<Haciendo referencia a las figuras>1<y>2<, cuando dos cables de electrodo>10<y una barra colectora>20<están soldados>entre sí en el módulo de batería general, la soldadura se realiza principalmente en forma lineal como se indica por un carácter de referencia A2. También, una dirección longitudinal de una línea de soldadura en este momento es una dirección transversal de un cable de electrodo.
<Sin embargo, de acuerdo con dicha soldadura general entre el cable de electrodo>10<y la barra colectora>20<, la>soldabilidad es baja. En particular, dicha soldadura se realiza principalmente a través de un método de soldadura por láser, y dado que una porción soldada está muy endurecida por un haz láser, la porción de soldadura puede ser vulnerable a un impacto o vibración.
Asimismo, de acuerdo con una configuración de soldadura general de este tipo, cuando se genera un poro o grieta dentro de la porción soldada, la grieta puede crecer muy rápidamente debido a una vibración externa o a un impacto. Por ejemplo, cuando se genera una grieta en un punto A3 de la figura 1, la grieta puede agrandarse rápidamente en una dirección indicada por una flecha A4, es decir, una dirección longitudinal de una línea de soldadura, por vibración o un impacto.
En particular, una dirección a la que se aplica una fuerza externa puede ser una dirección perpendicular a la línea de<soldadura (una dirección izquierda y derecha de la figura>1<) y, en este caso, un área en sección transversal de la>porción soldada es pequeña en la dirección en la que se aplica la fuerza externa y, por lo tanto, los objetivos de soldadura pueden separarse entre sí incluso con una fuerza de tracción baja. Asimismo, de acuerdo con una configuración de soldadura lineal general, una grieta a menudo comienza desde un extremo de la línea de soldadura. Entonces, la grieta puede crecer continuamente a lo largo de la línea de soldadura.
Además, de acuerdo con una configuración de soldadura lineal general de este tipo, la resistencia de la soldadura en un extremo puede disminuir. Por ejemplo, en la configuración de la figura 1, la soldadura puede realizarse a medida que se irradia un haz láser desde un extremo de la línea de soldadura continuamente hasta el otro extremo, pero es posible que no se transfiera suficiente calor a un cable de electrodo en una porción donde comienza la soldadura y, por lo tanto, la resistencia de la soldadura puede disminuir.
Como tal, de acuerdo con una configuración de soldadura general entre cables de electrodo y/o entre un cable de electrodo y una barra colectora, la soldabilidad es baja y, en particular, la vulnerabilidad a la vibración o a un impacto es alta. Además, cuando el módulo de batería se aplica a un vehículo, el módulo de batería está expuesto a una gran cantidad de vibraciones o impactos y, por lo tanto, la soldabilidad para una conexión del cable de electrodo y/o la barra colectora debe asegurarse de manera estable.
Los documentos D1 (JP2012109275) y D2 (WO2016/128704) son antecedentes de la técnica relevantes para la presente invención.
Objeto de la invención
Problema técnico
La presente divulgación está diseñada para resolver los problemas de la técnica relacionada y, por lo tanto, la presente divulgación está dirigida a proporcionar un módulo de batería en el que se mejora la soldabilidad entre los cables de electrodo y/o entre un cable de electrodo y una barra colectora, y a un paquete de baterías y a un vehículo, que incluye el módulo de batería.
Estos y otros objetos y ventajas de la presente divulgación pueden entenderse a partir de la siguiente descripción detallada y se harán más evidentes a partir de las realizaciones ilustrativas de la presente divulgación. También, se entenderá fácilmente que los objetos y ventajas de la presente divulgación pueden realizarse por los medios mostrados en las reivindicaciones adjuntas.
Solución técnica
De acuerdo con la reivindicación 1, se proporciona un módulo de batería que incluye: un conjunto de celdas que incluye una pluralidad de baterías secundarias apiladas en al menos una dirección, que incluyen respectivamente cables de electrodo, y conectadas eléctricamente entre sí a través de una conexión entre los cables de electrodo; y al menos una barra colectora que incluye un material eléctricamente conductor y está conectada eléctricamente poniendo en contacto los cables de electrodo de la pluralidad de baterías secundarias, en donde al menos uno de los cables de electrodo se combina y se fija a al menos uno de otro cable de electrodo y la barra colectora, que están en contacto con el al menos uno de los cables de electrodo, a través de un punto de soldadura formado en forma de tornado.
El punto de soldadura está configurado en una forma que incluye una pluralidad de líneas de soldadura en forma de espiral.
El punto de soldadura está configurado en una forma en la que la pluralidad de líneas de soldadura tiene una misma dirección de rotación y al menos una porción de una de la pluralidad de líneas de soldadura se inserta entre otra de la pluralidad de líneas de soldadura.
El punto de soldadura puede configurarse de tal manera que una línea recta que conecta un extremo interior de cada una de la pluralidad de líneas de soldadura y una línea recta que conecta un extremo exterior de cada una de la pluralidad de líneas de soldadura sean paralelas entre sí.
El punto de soldadura puede configurarse de tal manera que los extremos interiores de la pluralidad de líneas de soldadura estén conectados entre sí.
Se puede proporcionar una pluralidad de puntos de soldadura con respecto a un único cable de electrodo.
La pluralidad de puntos de soldadura proporcionados con respecto al único cable de electrodo puede configurarse de tal manera que los extremos exteriores se coloquen en una línea recta.
El punto de soldadura puede configurarse para soldar una barra colectora y una pluralidad de cables de electrodo que están apilados unos sobre otros.
Cada uno de los cables de electrodo puede incluir una porción cóncava formada de manera cóncava en una dirección hacia dentro, y al menos una porción del punto de soldadura puede colocarse en la porción cóncava.
En otro aspecto de la presente divulgación, se proporciona un paquete de baterías que incluye el módulo de batería. En otro aspecto de la presente divulgación, se proporciona un vehículo que incluye el módulo de batería.
Efectos ventajosos
De acuerdo con la presente divulgación, se puede aumentar la soldabilidad entre los cables de electrodo y/o entre un cable de electrodo y una barra colectora y se puede mejorar la resistencia de la soldadura.
En particular, de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación, en una configuración en la que los cables de electrodo se combinan entre sí y se sueldan en una dirección longitudinal, cuando se aplica una fuerza en la dirección longitudinal de los cables de electrodo, un área de soldadura puede aumentarse en una dirección en la que se aplica dicha fuerza. En consecuencia, de acuerdo con un aspecto de este tipo de la presente divulgación, se puede mejorar la resistencia a la tracción con respecto a una porción de conexión entre los cables de electrodo y/o entre un cable de electrodo y una barra colectora.
También, de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación, se puede aumentar un área de soldadura en una superficie unida entre los cables de electrodo y/o entre un cable de electrodo y una barra colectora y, por lo tanto, se puede mejorar la resistencia a la tracción de una porción soldada.
También, de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación, incluso cuando se genera una grieta en un cierto punto de una línea de soldadura, se puede evitar eficazmente que la grieta crezca en gran medida.
Asimismo, incluso cuando un módulo de batería de acuerdo con la presente divulgación se aplica a un aparato que está frecuentemente expuesto a un impacto o vibración, tal como un vehículo eléctrico, se puede mantener de manera estable un estado de soldadura de una estructura de conexión eléctrica.
Descripción de las figuras
Los dibujos adjuntos ilustran una realización preferida de la presente divulgación y, junto con la divulgación anterior, sirven para proporcionar una mayor comprensión de las características técnicas de la presente divulgación y, por lo tanto, la presente divulgación no se interpreta como limitada al dibujo.
La figura 1 es una vista en perspectiva parcial que muestra esquemáticamente una configuración en la que un cable de electrodo y una barra colectora están soldados entre sí en un módulo de batería general.
La figura 2 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de una línea A1-A1' de la figura 1, en la que se ilustra una porción soldada.
La figura 3 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente una configuración de un módulo de batería, de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La figura 4 es una vista de una configuración de un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación, que se ve desde el frente.
La figura 5 es un diagrama que muestra esquemáticamente una configuración de un punto de soldadura aplicado a un cable de electrodo de un módulo de batería de acuerdo con la presente divulgación.
<La figura>6<es un diagrama que muestra esquemáticamente una forma de tornado de un punto de soldadura de>acuerdo con otra realización de la presente divulgación.
La figura 7 es un diagrama que muestra esquemáticamente una forma de tornado de un punto de soldadura de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.
<La figura>8<es un diagrama que muestra esquemáticamente una configuración de una pluralidad de puntos de>soldadura incluidos en un cable de electrodo, en un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La figura 9 es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente una configuración de soldadura entre un cable de electrodo y una barra colectora en un módulo de batería, de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La figura 10 es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente una configuración de soldadura de un cable de electrodo y una barra colectora, de acuerdo con otra realización de la presente divulgación. La figura 11 es un diagrama que muestra esquemáticamente una configuración de un punto de soldadura de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.
La figura 12 es un diagrama que muestra esquemáticamente una configuración de un punto de soldadura de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.
La figura 13 es un diagrama que muestra esquemáticamente una configuración de un punto de soldadura de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.
La figura 14 es un diagrama que muestra esquemáticamente una configuración de soldadura de un cable de electrodo y una barra colectora, de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La figura 15 muestra los resultados de la medición de la resistencia a la tracción con respecto a varios ejemplos de la presente divulgación y muestras de los ejemplos comparativos.
La figura 16 es un diagrama que muestra esquemáticamente una configuración de soldadura de cables de electrodo, de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.
La figura 17 muestra los resultados de medir la resistencia a la tracción con respecto a varios ejemplos diferentes de la presente divulgación.
La figura 18 es una imagen capturada para determinar el desprendimiento de acuerdo con la medición de la resistencia a la tracción con respecto a una realización de la presente divulgación.
La figura 19 es una imagen capturada para determinar el desprendimiento de acuerdo con la medición de la resistencia a la tracción con respecto a otra realización de la presente divulgación.
La figura 20 muestra intervalos entre un cable de electrodo y una barra colectora, que se aplican con respecto a varios ejemplos de la presente divulgación y muestras de los ejemplos comparativos.
La figura 21 muestra los resultados de la medición de defectos observados a simple vista con respecto a los<diversos ejemplos de la presente divulgación y las muestras de los ejemplos comparativos de la figura>20<.>
La figura 22 muestra los resultados de la medición de la resistencia a la tracción con respecto a los diversos<ejemplos y las muestras de los ejemplos comparativos de la figura>20<.>
La figura 23 es un diagrama que muestra esquemáticamente una configuración de una pluralidad de puntos de soldadura incluidos en un cable de electrodo en un módulo de batería, de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.
Descripción detallada de la invención
En lo sucesivo, las realizaciones preferidas de la presente divulgación se describirán en detalle con referencia a los dibujos adjuntos. Antes de la descripción, debería entenderse que los términos usados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas no deberían interpretarse como limitados a los significados generales y de diccionario, sino que se interpretan basándose en los significados y conceptos correspondientes a los aspectos técnicos de la presente divulgación sobre la base del principio de que se permite al inventor definir los términos adecuadamente para su mejor explicación.
Por lo tanto, la descripción propuesta en el presente documento es solo un ejemplo preferible con fines ilustrativos únicamente, no pretende limitar el alcance de la divulgación.
La figura 3 es una vista en perspectiva que muestra esquemáticamente una configuración de un módulo de batería, de acuerdo con una realización de la presente divulgación. También, La figura 4 es una vista de una configuración de un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación, que se ve desde el frente.
Haciendo referencia a las figuras 3 y 4, el módulo de celdas de batería de acuerdo con la presente divulgación puede<incluir un conjunto de celdas>100<y una barra colectora>200<.>
El conjunto de celdas 100 puede incluir una pluralidad de baterías secundarias 110. En particular, el conjunto de celdas 100 puede incluir una pluralidad de baterías secundarias de tipo bolsa como las baterías secundarias 110. Dicha<batería secundaria de tipo bolsa>110<puede incluir un conjunto de electrodos, un electrolito y un material exterior de la>bolsa.
En el presente caso, el conjunto de electrodos puede configurarse en una forma en la que al menos una placa de electrodo positivo y al menos una placa de electrodo negativo estén dispuestas con un separador entre ellas. En particular, el conjunto de electrodos, puede clasificarse en un tipo de rollo de gelatina en el que una placa de electrodo positivo y una placa de electrodo negativo se enrollan junto con un separador, y un tipo de pila en el que una pluralidad de placas de electrodo positivo y una pluralidad de placas de electrodo negativo se apilan alternativamente con un separador entre ellas.
También, el material exterior de la bolsa puede estar configurado en una forma que incluye una capa aislante exterior, una capa metálica y una capa adhesiva interna. En particular, el material exterior de la bolsa puede estar configurado en una forma que incluye una película delgada metálica (la capa metálica), por ejemplo, una película delgada de aluminio, para proteger los componentes internos, tal como el conjunto de electrodos, una solución electrolítica y similares, mejora las propiedades electroquímicas mediante el conjunto de electrodos y la solución electrolítica, y mejora las propiedades de disipación de calor, y similares. Una película delgada de aluminio de este tipo puede proporcionarse entre capas aislantes (la capa aislante externa y la capa adhesiva interna) que incluyen un material<aislante para asegurar el aislamiento eléctrico con componentes dentro de la batería secundaria>110<, tal como el conjunto de electrodos y la solución electrolítica, o con otros componentes fuera de la batería secundaria>110<.>
En particular, el material exterior de la bolsa puede incluir dos bolsas, y al menos una de las dos bolsas puede tener un espacio interno que tiene una forma cóncava. También, se puede alojar un conjunto de electrodos en el espacio interno del mismo. En el presente caso, se pueden proporcionar porciones de sellado en las circunferencias exteriores de las dos bolsas y el espacio interno en el que se aloja el conjunto de electrodos puede ser cuando las porciones de sellado se combinan entre sí.
El módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación puede emplear diversos tipos de baterías secundarias de bolsa bien conocidas en el momento de la presentación de la presente divulgación. En<consecuencia, se omiten las descripciones detalladas sobre una configuración interna de la batería secundaria>110<proporcionada en el conjunto de celdas>100<.>
La pluralidad de baterías secundarias de tipo bolsa 110 puede apilarse en al menos una dirección, por ejemplo, en una dirección izquierda y derecha (dirección del eje Y del dibujo) como se ilustra. En este momento, cada batería<secundaria de tipo bolsa>110<puede configurarse para estar vertical en una dirección superior e inferior (dirección del>eje Z del dibujo) con respecto al suelo (plano X-Y del dibujo), es decir, puede configurarse de tal manera que las superficies anchas estén orientadas hacia los lados izquierdo y derecho y las porciones de sellado estén colocadas en los lados superior, inferior, posterior y frontal. También, en este caso, las baterías secundarias 110 pueden disponerse de tal manera que las superficies anchas estén enfrentadas entre sí.
Mientras tanto, en la presente memoria descriptiva, suponiendo que un lado donde se muestra un cable de electrodo 111 en la figura 3 se define como una superficie frontal del módulo de batería, las direcciones superior, inferior, izquierda, derecha, frontal y posterior se definen desde un punto de vista donde se ve la superficie frontal, a menos que se describa específicamente.
Cada batería secundaria 110 proporcionada en el conjunto de celdas 100 puede incluir el cable de electrodo 111. El<cable de electrodo>111<incluye un cable de electrodo positivo y un cable de electrodo negativo, y puede funcionar como>un terminal de electrodo de la batería secundaria 110. Además, en la batería secundaria de tipo bolsa 110, el cable de electrodo 111 puede tener forma de placa y sobresalir fuera del exterior de la bolsa. En el módulo de baterías de<acuerdo con la presente divulgación, el cable de electrodo>111<de cada batería secundaria puede estar configurado>para sobresalir hacia la parte delantera (dirección del eje -X del dibujo) o hacia la parte posterior (dirección del eje X<del dibujo) del conjunto de celdas>100<desde al menos uno de una porción de extremo frontal y una porción de extremo>posterior del conjunto de celdas 100. Para funcionar como un terminal de una batería, el cable de electrodo 111 puede estar formado por un material metálico, tal como el aluminio o el cobre. Tal cable de electrodo 111 puede formarse en diversos espesores. Por ejemplo, el cable de electrodo 111 puede tener un espesor de 0,1 mm a 1 mm. En detalle, el cable de electrodo 111 puede tener un espesor de 0,2 mm a 0,6 mm. También, el cable de electrodo 111 puede configurarse para tener varias anchuras. Por ejemplo, el cable de electrodo 111 puede configurarse para tener una anchura de 20 mm a 60 mm. Sin embargo, es obvio que el grosor o anchura del cable de electrodo 111 puede configurarse de diversas formas de acuerdo con una especificación, un tipo, o similar, de una batería o paquete de baterías.
En el conjunto de celdas 100, las baterías secundarias 110 pueden conectarse eléctricamente entre sí ya que los<cables de electrodo>111<están conectados entre sí.>
Por ejemplo, la pluralidad de baterías secundarias 110 pueden conectarse entre sí en serie o en paralelo a medida que los cables de electrodo 111 hacen contacto directamente entre sí. Como otro ejemplo, la pluralidad de baterías<secundarias>110<pueden conectarse entre sí en serie o en paralelo ya que los cables de electrodo>111<están conectados indirectamente entre sí a través de la barra colectora>200<.>
La barra colectora 200 puede conectarse eléctricamente al cable de electrodo 111 de la batería secundaria 110 haciendo contacto con el cable de electrodo 111 de la batería secundaria 110. En particular, la barra colectora 200<puede conectar eléctricamente los cables de electrodo>111<entre sí conectándose a los al menos dos cables de>electrodo 111. También, la barra colectora 200 puede contactar directamente y conectarse al al menos un cable de electrodo 111 para medir una característica eléctrica en el cable de electrodo 111 en contacto. Por ejemplo, la barra<colectora>200<puede detectar una tensión en ambos extremos con respecto a la al menos una batería secundaria>110<.>
Como tal, la barra colectora 200 puede incluir un material eléctricamente conductor para conectarse eléctricamente al cable de electrodo 111 de la batería secundaria 110. Por ejemplo, la barra colectora 200 puede incluir un material metálico, como el cobre o el aluminio.
También, la barra colectora 200 puede tener una forma de placa o una forma de barra de manera similar al cable de electrodo 111. En el presente caso, la barra colectora 200 puede formarse para tener un espesor más grueso que el del cable de electrodo 111. Por ejemplo, la barra colectora 200 puede configurarse para tener un espesor de 0,3 mm a 4 mm. En detalle, comparando los espesores de la barra colectora 200 y el cable de electrodo 111, cuando el espesor<del cable de electrodo>111<es de>0,2<mm a 0,4 mm, el espesor de la barra colectora>200<puede ser de>0,6<mm a 3 mm.>Sin embargo, el espesor de la barra colectora 200 puede configurarse de diversas formas de acuerdo con una especificación, un tipo, o similar, de una batería o paquete de baterías, y la presente divulgación no se limita a un<cierto grosor de la barra colectora>200<.>
Como se ha descrito anteriormente, el cable de electrodo 111 proporcionado en cada batería secundaria 110 del conjunto de celdas 100 puede combinarse y fijarse a la barra colectora 200. También, el cable de electrodo 111 de la<batería secundaria>110<proporcionado en el conjunto de celdas>100<puede combinarse y fijarse a otro cable de electrodo>111<, es decir, al cable de electrodo>111<de otra batería secundaria>110<proporcionada en el conjunto de>celdas 100. En este momento, el cable de electrodo 111 y la barra colectora 200 y/o los cables de electrodo 111<pueden combinarse y fijarse entre sí mediante soldadura realizada entre el cable de electrodo>111<y la barra colectora>200 y/o entre los cables de electrodo 111. La soldadura en este momento puede realizarse a través de un método de soldadura por láser en el que un objeto que se va a soldar se suelda a medida que se irradia un haz láser. En otras<palabras, una región entre los cables de electrodo>111<y/o una región entre el cable de electrodo>111<y la barra colectora>200<puede configurarse en una forma soldada por láser.>
El cable de electrodo 111 de la pluralidad de baterías secundarias 110 proporcionadas en el conjunto de celdas 100 puede entrar en contacto con otro cable de electrodo 111 o la barra colectora 200. En este momento, al menos un<cable de electrodo>111<entre la pluralidad de cables de electrodo>111<proporcionados en el conjunto de celdas>100<puede combinarse y fijarse a al menos uno del otro cable de electrodo en contacto>111<y la barra colectora en contacto>200 a través de un punto de soldadura W formado en forma de tornado.
Por ejemplo, cuando los al menos dos cables de electrodo 111 están apilados uno sobre el otro en contacto cara a cara, los cables de electrodo 111 en contacto pueden combinarse y fijarse entre sí mediante el punto de soldadura W. Además, cuando al menos un cable de electrodo 111 está apilado en la barra colectora 200 en contacto cara a cara,<el cable de electrodo>111<y la barra colectora>200<pueden combinarse y fijarse entre sí mediante el punto de soldadura>W. En particular, el punto de soldadura W en este momento puede formarse en forma de tornado. Una configuración del punto de soldadura W que tiene la forma de tornado se describe en detalle con referencia a la figura 5.
La figura 5 es un diagrama que muestra esquemáticamente una configuración del punto de soldadura W aplicado a un cable de electrodo de un módulo de batería de acuerdo con la presente divulgación. Por ejemplo, la figura 5 es una vista ampliada de una región B1 de la figura 4.
Haciendo referencia a la figura 5, en el punto de soldadura W aplicado a un cable de electrodo, una línea de soldadura puede configurarse en forma de tornado. En el presente caso, la línea de soldadura es una trayectoria en la que se irradia un haz láser que tiene una energía igual o superior a una cierta salida, y los objetos que se van a soldar pueden soldarse entre sí basándose en la línea de soldadura. En particular, en la presente divulgación, la línea de soldadura puede formarse en una línea curva en lugar de una línea lineal y, además, dicha línea curva puede formarse en forma de remolino (torbellino). En otras palabras, la línea de soldadura puede estar configurada para proceder desde una porción exterior a una porción central del punto de soldadura W, ya que al menos una parte de la línea de soldadura gira en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj. En otras palabras, la línea de soldadura puede configurarse en una forma que dibuja círculos cuyo diámetro está disminuyendo gradualmente. En el presente caso, la línea de soldadura puede formarse en una forma en la que una trayectoria de irradiación láser se mueve en una dirección desde el exterior hacia el interior (parte central) o en una dirección desde el interior hacia el exterior.
Como tal, la soldadura por puntos de soldadura W entre cables de electrodo y/o entre un cable de electrodo y una barra colectora puede configurarse en forma de tornado. De acuerdo con una configuración de soldadura de este tipo, la resistencia de soldadura entre objetos que se van a soldar, es decir, entre los cables de electrodo y/o entre el cable de electrodo y la barra colectora, puede mejorarse. En particular, de acuerdo con la configuración del punto de soldadura W que tiene la forma de tornado, la porción de soldadura puede formarse de manera uniforme y amplia independientemente de la dirección en la que se aplique una fuerza externa. En consecuencia, la porción de soldadura puede mantenerse estable a pesar de la vibración o un impacto desde varias direcciones.
Preferentemente, en el módulo de baterías de acuerdo con la presente divulgación, el punto de soldadura W aplicado<al cable de electrodo>111<y/o la barra colectora>200<puede incluir una pluralidad de líneas de soldadura formadas en>forma de espiral.
Por ejemplo, haciendo referencia a la figura 5, un punto de soldadura W puede incluir dos líneas de soldadura, es decir, una primera línea de soldadura indicada por un signo de referencia W1 y una segunda línea de soldadura indicada por un signo de referencia W2. En el presente caso, la primera línea de soldadura W1 y la segunda línea de soldadura W2 pueden tener diferentes porciones de extremo exterior. En otras palabras, como se muestra en la figura 5, una porción de extremo exterior de la primera línea de soldadura W1 indicada por un signo de referencia o1 y una porción de extremo exterior de la segunda línea de soldadura W2 indicada por un signo de referencia o2 pueden formarse por separado y colocarse en diferentes ubicaciones.
En este caso, se puede decir que una pluralidad de espirales diferentes, por ejemplo, dos espirales, forman un tornado, es decir, un punto de soldadura.
Como tal, cuando dos líneas de soldadura, es decir, dos espirales, forman un tornado, las porciones de extremo internas de las espirales pueden colocarse en diferentes ubicaciones. Por ejemplo, como se muestra en la figura 5, una porción de extremo interior i1 de la primera línea de soldadura W1 y una porción de extremo interior i2 de la segunda línea de soldadura W2 pueden colocarse en la porción central del punto de soldadura W, y en este momento, las dos porciones de extremo interior i1 e i2 pueden estar separadas entre sí. En este caso, se puede decir que la primera línea de soldadura W1 y la segunda línea de soldadura W2 están separadas entre sí sin una porción de conexión.
En el presente caso, el punto de soldadura W puede configurarse de tal manera que la pluralidad de líneas de soldadura incluida en el mismo tenga la misma dirección de rotación. Por ejemplo, en la configuración de la figura 5, las dos líneas de soldadura, es decir, la primera línea de soldadura W1 y la segunda línea de soldadura W2 pueden configurarse ambas de tal manera que una dirección desde el exterior hacia el interior sea una dirección en el sentido de las agujas del reloj.
También, al menos una parte de una línea de soldadura en este momento puede insertarse entre la otra línea de soldadura. Por ejemplo, en la configuración de la figura 5, la primera línea de soldadura W1 puede insertarse parcialmente entre la segunda línea de soldadura W2.
Como tal, de acuerdo con la configuración de soldadura en la que la pluralidad de líneas de soldadura en forma de espiral formaba un punto de soldadura W, es decir, un tornado, un rendimiento de soldadura puede ser mayor en comparación con una configuración de soldadura en la que una línea de soldadura en forma de espiral forma un punto de soldadura.
Por ejemplo, en la configuración de la figura 5, cuando un punto de soldadura está configurado solo por la primera<línea de soldadura W>1<sin la segunda línea de soldadura W>2<, la resistencia de soldadura de una porción externa o>una porción interna del punto de soldadura puede disminuir algo de acuerdo con una dirección de soldadura. Por ejemplo, cuando se forma una trayectoria de irradiación láser en una dirección desde la porción de extremo exterior o1 a la porción de extremo interior i1 de la primera línea de soldadura W1, el calor por un haz láser puede no<transferirse suficientemente a un cable de electrodo o barra colectora cerca de la porción de extremo exterior o>1<donde>el haz láser se irradia primero en la primera línea de soldadura W1. En consecuencia, una profundidad de soldadura<no está suficientemente formada cerca de la porción de extremo exterior o>1<y, por lo tanto, la resistencia de soldadura puede ser menor que la porción de extremo interior i>1<.>
Sin embargo, como se muestra en la configuración de la figura 5, cuando un punto de soldadura está configurado por la pluralidad de líneas de soldadura, es decir, la primera línea de soldadura W1 junto con la segunda línea de soldadura W2, se puede evitar o disminuir el deterioro de la resistencia de soldadura en una porción externa o porción interna del punto de soldadura y, por lo tanto, se puede mejorar aún más la soldabilidad.
En otras palabras, en la configuración de la figura 5, cuando un haz láser se irradia primero en una dirección desde la porción de extremo exterior o1 a la porción de extremo interior i1 de la primera línea de soldadura W1 para formar la primera línea de soldadura W1, la resistencia de soldadura cerca de la porción de extremo exterior o1 de la primera línea de soldadura W1 puede disminuir algo. Sin embargo, en el momento en que se irradia un haz láser sobre la porción de extremo exterior o2 de la segunda línea de soldadura W2 para formar la segunda línea de soldadura W2, se aplica suficiente calor a un cable de electrodo durante la formación de la primera línea de soldadura W1 y, por lo tanto, la soldadura por láser se puede realizar a una profundidad suficiente. En otras palabras, dado que el cable de electrodo está precalentado por la primera línea de soldadura W1 durante la formación de la segunda línea de soldadura W2, la soldadura por la segunda línea de soldadura W2 puede realizarse satisfactoriamente. En consecuencia, en todo el punto de soldadura W, la resistencia de la soldadura puede estar suficientemente asegurada no solo en una porción de extremo interior, sino también en una porción de extremo exterior.
Mientras tanto, en el punto de soldadura W que tiene la forma de tornado, un intervalo entre líneas de soldadura, un diámetro de un punto de soldadura, el número de rotaciones de una espiral, una distancia entre las porciones de extremo interior, etc. pueden establecerse de manera diversa de acuerdo con diversas situaciones, tal como un tamaño, espesor o material de un cable de electrodo o barra colectora, el número o la forma de un punto de soldadura, etc.
Por ejemplo, un intervalo entre las líneas de soldadura que forman un tornado puede ser de 0,002 mm a 0,006 mm. En detalle, un intervalo entre la primera línea de soldadura W1 y la segunda línea de soldadura W2 puede ser de 0,003 mm a 0,004 mm.
Como otro ejemplo, un diámetro de un punto de soldadura, es decir, una anchura máxima de un tornado, puede ser de 1,5 mm a 3 mm. En detalle, en la configuración de la figura 5, una distancia entre la porción de extremo exterior o1 de la primera línea de soldadura W1 y la porción de extremo exterior o2 de la segunda línea de soldadura W2 puede ser de 2,0 mm a 2,5 mm.
Como otro ejemplo, una distancia entre las porciones de extremo interior en un tornado puede ser de 0,15 mm a 0,25 mm. En detalle, en la configuración de la figura 5, una distancia entre la porción de extremo interior i1 de la primera línea de soldadura W1 y la porción de extremo interior i2 de la segunda línea de soldadura W2 puede ser de 0,2 mm. De acuerdo con tal configuración, se puede evitar la generación de una grieta en una porción de soldadura debido a una soldadura excesiva cerca de una porción de extremo interior o el deterioro de la soldabilidad debido a una soldadura débil.
Con respecto a tales diversos parámetros de ajuste, al menos algunos parámetros pueden depender de los valores de configuración de otro parámetro.
Por ejemplo, cuando el diámetro de un tornado que forma un punto de soldadura es de 2,5 mm, un intervalo entre líneas de soldadura puede estar entre 0,0035 mm y 0,0045 mm. Por ejemplo, un intervalo adecuado entre las líneas de soldadura puede ser de 0,004 mm. En el tornado que tiene tal diámetro, cuando el intervalo entre las líneas de soldadura es de 0,003 mm, la resistencia de la soldadura puede disminuir debido a la soldadura excesiva. Por otro lado, en el tornado que tiene tal diámetro, cuando el intervalo entre las líneas de soldadura es de 0,005 mm, puede producirse una soldadura débil.
Mientras tanto, cuando el diámetro de un tornado que forma un punto de soldadura es de 2,0 mm, un intervalo entre líneas de soldadura puede estar entre 0,0025 mm y 0,0035 mm. Por ejemplo, un intervalo adecuado entre las líneas de soldadura puede ser de 0,003 mm. En el tornado que tiene tal diámetro, cuando el intervalo entre las líneas de soldadura es de 0,004 mm, puede producirse un problema de no soldadura de la barra colectora debido a una soldadura débil. Por otro lado, en el tornado que tiene tal diámetro, cuando el intervalo entre las líneas de soldadura<es de>0,002<mm, la resistencia de la soldadura puede disminuir debido a la soldadura excesiva.>
Mientras tanto, en los siguientes dibujos que incluyen la figura 5, la primera línea de soldadura W1 y la segunda línea de soldadura W2 se muestran en diferentes espesores para distinguirse entre sí, pero los diferentes espesores son solo por conveniencia de descripción y no indican que los espesores de soldadura de dos líneas sean diferentes.
También, en una configuración en la que una pluralidad de líneas de soldadura en forma de espiral forma un punto de soldadura W, cada porción de extremo exterior, es decir, una pluralidad de porciones de extremo exterior, de la pluralidad de líneas de soldadura puede configurarse para colocarse en lados opuestos basándose en una línea central.
Por ejemplo, haciendo referencia a la configuración de la figura 5, el punto de soldadura W puede dividirse en cuatro cuadrantes basándose en un punto central p del punto de soldadura W. En este caso, el punto central p del punto de soldadura W es un punto ubicado en el centro del punto de soldadura W y, por ejemplo, puede ser un punto central<de un círculo usando una distancia entre las porciones de extremo exterior o>1<y o>2<de dos líneas de soldadura como>un diámetro y que pasa por las porciones de extremo exterior o1 y o2. También, como se indica por los signos de referencia C11 y C12 de la figura 5, se pueden dibujar dos líneas rectas ortogonales entre sí mientras pasan el punto central p del punto de soldadura W. Por ejemplo, una línea recta que pasa por el punto central p mientras es paralela a un eje Y de la figura 5 puede ser C11 y una línea recta que pasa por el punto central p mientras es paralela a un eje Z de la figura 5 puede ser C12. Entonces, cuatro regiones divididas por las dos líneas rectas C11 y C12 pueden ser cuadrantes diferentes. En detalle, haciendo referencia a la figura 5, una región ubicada en la parte superior derecha por las dos líneas rectas C11 y C12 puede ser un primer cuadrante Q1, una región ubicada en la parte superior izquierda puede ser un segundo cuadrante Q2, una región ubicada en la parte inferior izquierda puede ser un tercer cuadrante Q3, y una región ubicada en la parte inferior derecha puede ser un cuarto cuadrante Q4.
Como tal, cuando el punto de soldadura W se divide en cuatro cuadrantes, la porción de extremo exterior o1 de la primera línea de soldadura W1 y la porción de extremo exterior o2 de la segunda línea de soldadura W2 pueden configurarse para ubicarse en diferentes cuadrantes. En particular, la porción de extremo exterior o1 de la primera línea de soldadura W1 y la porción de extremo exterior o2 de la segunda línea de soldadura W2 pueden configurarse para ubicarse en cuadrantes que no son adyacentes entre sí, sino opuestos entre sí. Por ejemplo, como se muestra en la figura 5, cuando la porción de extremo exterior o1 de la primera línea de soldadura W1 está ubicada en el tercer cuadrante Q3, la porción de extremo exterior o2 de la segunda línea de soldadura W2 puede ubicarse en el primer cuadrante Q1 que no es adyacente al tercer cuadrante Q3 sino que es opuesto. Cuando una de las porciones de extremo exterior o1 y o2 de la primera y segunda líneas de soldadura W1 y W2, por ejemplo, la porción de extremo exterior o1 está ubicada en la línea recta C12, la otra porción de extremo exterior, por ejemplo, la porción de extremo<exterior o>2<también puede ubicarse en la línea recta C>12<. Sin embargo, en este caso, las dos porciones de extremo>exterior o1 y o2 pueden ubicarse en lados opuestos entre sí basándose en la línea recta C11.
De acuerdo con tal configuración, la resistencia de soldadura del punto de soldadura W que tiene la forma de tornado puede mejorarse aún más. En particular, la fatiga que puede generarse cerca de una porción de extremo de al menos una línea de soldadura no se concentra en una cierta porción, sino que se distribuye y, por lo tanto, el rendimiento de soldadura puede mejorarse aún más.
También, el punto de soldadura W puede configurarse de tal manera que una línea recta que conecta las porciones de extremo interior de la pluralidad de líneas de soldadura y una línea recta que conecta las porciones de extremo<exterior sean paralelas entre sí. Esto se describe en detalle con referencia a la figura>6<.>
<La figura>6<es un diagrama que muestra esquemáticamente una forma de tornado del punto de soldadura W de acuerdo con otra realización de la presente divulgación. Por ejemplo, la figura>6<puede ilustrar otra realización que puede ser>aplicable a la región B1 de la figura 4. En lo sucesivo, se omiten las descripciones detalladas acerca de las características a las que las descripciones acerca de la realización anterior son aplicables de manera idéntica o similar, y se describen principalmente las diferencias. Tal manera de descripción se aplica a otras varias realizaciones siguientes.
<Haciendo referencia a la figura>6<, una línea recta que conecta la porción de extremo exterior o>1<de la primera línea de>soldadura W1 y la porción de extremo exterior o2 de la segunda línea de soldadura W2 es C2. También, una línea recta que conecta la porción de extremo interior i1 de la primera línea de soldadura W1 y la porción de extremo interior i2 de la segunda línea de soldadura W2 también es C2. En otras palabras, una línea recta que conecta las porciones<de extremo exterior o>1<y o>2<de la pluralidad de líneas de soldadura y una línea recta que conecta las porciones de extremo interior i>1<e i>2<de la pluralidad de líneas de soldadura forman un ángulo de>0<y, por lo tanto, las dos líneas rectas pueden ser paralelas entre sí. Adicionalmente, la línea recta que conecta las porciones de extremo exterior o>1<y o>2<y una línea recta que conecta las porciones de extremo interior i>1<e i>2<con respecto a la pluralidad de líneas de>soldadura puede ser una línea recta C2. En otras palabras, se puede formar un tornado de modo que las porciones de extremo exterior y las porciones de extremo interior de una pluralidad de líneas de soldadura estén todas en una línea recta.
De acuerdo con una configuración de este tipo de la presente divulgación, se puede mejorar aún más el rendimiento de la soldadura. En particular, cuando una línea recta que conecta una porción de extremo exterior y una porción de extremo interior del punto de soldadura de tornado W se forma perpendicular a una dirección en la que se realiza la<tensión, se puede disminuir la fatiga de una porción de extremo. Por ejemplo, en la configuración de la figura>6<, en una>situación en la que la tensión se forma principalmente en una dirección izquierda y derecha, cuando las líneas rectas que conectan las porciones de extremo exterior y las porciones de extremo interior del punto de soldadura W están todas formadas en una dirección superior e inferior, se puede liberar la tensión aplicada a una porción de extremo de una línea de soldadura.
Mientras tanto, como en la realización anterior, cuando el punto de soldadura W está configurado de tal manera que un tornado está formado por una pluralidad de líneas de soldadura, por ejemplo, dos líneas de soldadura, cada línea de soldadura puede formarse cuando una trayectoria de irradiación láser se mueve en una dirección desde una porción de extremo exterior a una porción de extremo interior o en una dirección desde una porción de extremo interior a una porción de extremo exterior.
<Por ejemplo, en la configuración de la figura>6<, la primera línea de soldadura W1 y la segunda línea de soldadura W2>pueden formarse en una forma en la que un haz láser se irradie en una dirección desde una porción de extremo exterior a una porción de extremo interior o en una dirección desde una porción de extremo interior a una porción de extremo exterior.
En particular, una línea de soldadura que se forma relativamente primero puede formarse a medida que se irradia un haz láser en una dirección desde una porción de extremo exterior a una porción de extremo interior, y una línea de soldadura que se forma relativamente más tarde puede formarse a medida que se irradia un haz láser en una dirección desde una porción de extremo interior a una porción de extremo exterior.
<Por ejemplo, en la configuración de la figura>6<, cuando la primera línea de soldadura W1 se forma antes de la segunda>línea de soldadura W2, la primera línea de soldadura W1 puede formarse a medida que una trayectoria de irradiación<láser se mueve en una dirección desde la porción de extremo exterior o>1<a la porción de extremo interior i>1<como se>indica por una flecha d1. También, la segunda línea de soldadura W2 puede formarse a medida que una trayectoria<de irradiación láser se mueve en una dirección desde la porción de extremo interior i>2<a la porción de extremo exterior o>2<como se indica por una flecha d>2<.>
De acuerdo con una configuración de este tipo de la presente divulgación, dado que la irradiación láser para formar la segunda línea de soldadura W2 comienza de nuevo adyacente a una región donde finalizó la irradiación láser para formar la primera línea de soldadura W1, se reduce el tiempo de irradiación láser para formar la primera y segunda líneas de soldadura W1 y W2, y se puede mejorar la productividad.
También, la resistencia de la soldadura puede debilitarse relativamente debido a que no se transfiere suficiente calor a un cable de electrodo cerca de la porción de extremo exterior o1 de la primera línea de soldadura W1, pero dado que se suministra suficiente calor cerca de la porción de extremo exterior o2 de la segunda línea de soldadura W2 mientras se forma la segunda línea de soldadura W2, la resistencia de soldadura puede obtenerse uniformemente en general desde el interior hacia el exterior del punto de soldadura W. En consecuencia, la soldabilidad del punto de soldadura W puede mejorarse aún más.
También, el punto de soldadura W puede configurarse de tal manera que las porciones de extremo interior de una pluralidad de líneas de soldadura estén conectadas entre sí. Esto se describe en detalle con referencia a la figura 7.
La figura 7 es un diagrama que muestra esquemáticamente una forma de tornado del punto de soldadura W de acuerdo con otra realización de la presente divulgación. Por ejemplo, la figura 7 puede ilustrar otra realización que puede ser aplicable a la región B1 de la figura 4.
Haciendo referencia a la figura 7, un tornado está formado por dos líneas de soldadura W1 y W2 que tienen formas en espiral, en donde dos líneas de soldadura pueden tener porciones de extremo internas conectadas entre sí como se indica por una región B4. En otras palabras, en la figura 7, cada una de la primera y segunda líneas de soldadura W1 y W2 puede tener una forma de espiral e incluir diferentes porciones de extremo exterior o1 y o2, en donde las porciones de extremo interior no están separadas entre sí, sino que están conectadas entre sí.
De acuerdo con una configuración de este tipo de la presente divulgación, se puede decir que una pluralidad de líneas de soldadura no incluye por separado una porción de extremo interior. En consecuencia, se puede evitar la generación de una grieta o similar debido a la generación de fatiga cerca de una porción de extremo interior. También, ya que los procesos de formación de la pluralidad de líneas de soldadura, en particular, dos líneas de soldadura, se realizan continuamente, un proceso de soldadura puede realizarse más suavemente.
También, la pluralidad de puntos de soldadura W puede proporcionarse con respecto a un cable de electrodo 111.
Por ejemplo, como se muestra en la figura 4, el cable de electrodo 111 expuesto externamente, es decir, en la parte delantera, puede soldarse con otro cable de electrodo y/o barra colectora apilados juntos al ubicarse en la parte posterior a través de la pluralidad de puntos de soldadura W. En este caso, como se ha descrito anteriormente, la pluralidad de puntos de soldadura W puede tener respectivamente una forma de tornado y pueden estar separados entre sí por una cierta distancia.
En particular, la pluralidad de puntos de soldadura W puede disponerse en una dirección superior e inferior (dirección del eje Z del dibujo) con respecto a un cable de electrodo. En detalle, cuando una pluralidad de baterías secundarias está dispuesta en una dirección izquierda y derecha (dirección del eje Y del dibujo), los cables de electrodo de las baterías secundarias pueden entrar en contacto entre sí mientras se apilan entre sí en una dirección hacia adelante y hacia atrás (dirección del eje X del dibujo). En este momento, una región de contacto entre los cables de electrodo y/o entre un cable de electrodo y una barra colectora puede tener una forma aproximadamente rectangular, en la que los lados largos se forman en la dirección superior e inferior (dirección del eje Z del dibujo) y los lados cortos se forman en la dirección izquierda y derecha (dirección del eje Y del dibujo). En este caso, la pluralidad de puntos de soldadura W puede disponerse en una dirección de lado largo, es decir, en la dirección de arriba a abajo, con respecto a la región de contacto que tiene una forma rectangular de este tipo. En otras palabras, la pluralidad de puntos de soldadura W puede estar dispuesta para estar separados entre sí por una cierta distancia a lo largo de una dirección longitudinal de una porción de exposición frontal del cable de electrodo.
De acuerdo con una configuración de este tipo de la presente divulgación, la adhesión entre los cables de electrodo y/o entre el cable de electrodo y la barra colectora puede mejorarse aún más. En particular, dado que cada punto de soldadura W se forma en forma de tornado, la soldabilidad es excelente por sí misma y, además, dado que la pluralidad de puntos de soldadura W están separados entre sí por una cierta distancia, la soldabilidad puede mantenerse de manera más estable. En otras palabras, dado que la pluralidad de puntos de soldadura W están separados entre sí, incluso cuando se genera una grieta en un punto de soldadura W, es difícil que la grieta crezca hasta el otro punto de soldadura W. En consecuencia, se puede mantener de manera estable un estado de soldadura del cable de electrodo. Adicionalmente, incluso cuando un módulo de batería se expone con frecuencia a vibraciones o impactos, se evita que una grieta crezca continuamente por la vibración o el impacto y, por lo tanto, se puede evitar la generación de un defecto en un estado de conexión eléctrica de los cables de electrodo.
También, de acuerdo con tal configuración, cuando se aplica un peso al cable de electrodo o similar, el peso aplicado se distribuye a la pluralidad de puntos de soldadura W y, por lo tanto, un estado soldado de cada punto de soldadura W puede mantenerse de manera más estable.
Además, como se muestra en las figuras 3 y 4, cuando las baterías secundarias están dispuestas en una dirección izquierda y derecha y, por lo tanto, los cables de electrodo también están dispuestos en la dirección izquierda y derecha, una dirección en la que la fuerza se aplica principalmente por vibración o un impacto puede ser la dirección izquierda y derecha (dirección del eje Y del dibujo), es decir, una dirección dispuesta de los cables de electrodo. En el presente caso, como en la configuración anterior, cuando los puntos de soldadura están dispuestos en una dirección superior e inferior (dirección del eje Z del dibujo) con respecto a un cable de electrodo, la pluralidad de puntos de soldadura puede disponerse en una dirección aproximadamente ortogonal a una dirección en la que se aplica la fuerza. En consecuencia, los estados soldados de la pluralidad de puntos de soldadura pueden mantenerse más estables con respecto a la fuerza externa.
Además, en la configuración anterior, la pluralidad de puntos de soldadura proporcionados en un cable de electrodo puede configurarse de tal manera que las porciones de extremo exterior estén ubicadas en una línea recta. Esto se<describe en detalle con referencia a la figura>8<.>
<La figura>8<es un diagrama que muestra esquemáticamente una configuración de una pluralidad de puntos de>soldadura W incluidos en un cable de electrodo, en un módulo de batería de acuerdo con una realización de la presente<divulgación. Por ejemplo, la figura>8<ilustra un ejemplo de una configuración ampliada de una región B2 de la figura 4.>
<Haciendo referencia a la figura>8<, una pluralidad, es decir, tres, puntos de soldadura W se forman en un cable de>electrodo mientras están separados entre sí por una cierta distancia en una dirección superior e inferior (dirección del eje Z del dibujo). En el presente caso, un punto de soldadura ubicado relativamente en la parte superior puede denominarse primer punto de soldadura Wa y los puntos de soldadura restantes pueden denominarse secuencialmente como un segundo punto de soldadura Wb y un tercer punto de soldadura Wc en una dirección hacia abajo. También, tales tres puntos de soldadura pueden tener cada uno una forma de tornado que incluye dos espirales, es decir, dos líneas de soldadura.
En tal configuración, cada porción de extremo exterior de una primera línea de soldadura Wa1 y una segunda línea de soldadura Wa2 del primer punto de soldadura Wa, cada porción de extremo exterior de una primera línea de soldadura Wb1 y una segunda línea de soldadura Wb2 del segundo punto de soldadura Wb, y cada porción de extremo exterior de una primera línea de soldadura Wc1 y una segunda línea de soldadura Wc2 del tercer punto de soldadura Wc pueden ubicarse todas en una línea recta indicada por un signo de referencia C4. En otras palabras, seis porciones de extremo exterior provistas en tres puntos de soldadura pueden estar todas ubicadas en la misma línea recta.
De acuerdo con una configuración de este tipo de la presente divulgación, la soldabilidad de un objeto que se va a soldar puede mejorarse aún más mediante una pluralidad de puntos de soldadura. En particular, como en la realización anterior, cuando las baterías secundarias están dispuestas en una dirección izquierda y derecha, una fuerza por vibración o un impacto, es decir, una fuerza de tracción, puede generarse en la dirección izquierda y derecha. En este caso, cuando las porciones de extremo exterior de los puntos de soldadura, cada una con forma de tornado, están ubicadas en una línea recta, y dicha línea recta está configurada en una dirección aproximadamente ortogonal a una dirección de la fuerza de tracción, se puede evitar o reducir el debilitamiento de la soldabilidad por fatiga formada en una porción de extremo exterior.
Mientras tanto, como se ha descrito anteriormente, el punto de soldadura W puede configurarse soldando entre cables de electrodo y/o entre un cable de electrodo y una barra colectora.
En particular, el punto de soldadura W puede configurarse de tal manera que una pluralidad de cables de electrodo y una barra colectora se suelden entre sí. Esto se describe en detalle con referencia a la figura 9.
La figura 9 es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente una configuración de soldadura entre<el cable de electrodo>111<y la barra colectora>200<en un módulo de batería, de acuerdo con una realización de la>presente divulgación. Por ejemplo, la figura 9 ilustra un ejemplo de una configuración en sección transversal con respecto a una línea B3-B3' de la figura 4. Sin embargo, por conveniencia de descripción, solo una parte del cable de electrodo 111 y la barra colectora 200 se ilustran en la figura 9.
Haciendo referencia a la figura 9, una pluralidad de cables de electrodo, es decir, los dos cables de electrodo 111, están parcialmente doblados mientras se superponen entre sí en una dirección izquierda y derecha (dirección del eje Y del dibujo), y las porciones de extremo dobladas están unidas a una superficie frontal (superficie superior de la figura 9) de la barra colectora 200. En este caso, se puede decir que los dos cables de electrodo 111 y la barra colectora 200 están apilados en una dirección hacia adelante y hacia atrás (dirección del eje X del dibujo).
En tal configuración, los dos cables de electrodo 111 y la barra colectora 200, que se apilan unos sobre otros, pueden soldarse a través de al menos un punto de soldadura W. Además, como se muestra en las figuras 3 y 4, los dos cables<de electrodo>111<y la barra colectora>200<, que se apilan unos sobre otros, pueden soldarse entre sí a través de una>pluralidad de, por ejemplo, seis a ocho puntos de soldadura W.
En el presente caso, cada punto de soldadura W puede incluir la primera línea de soldadura W1 y la segunda línea de soldadura W2 como se muestra en la figura 9, y cada una de dos líneas de soldadura puede tener una forma de espiral. Por ejemplo, cada punto de soldadura W puede tener una forma de una cualquiera de las formas de punto de<soldadura mostradas en las figuras 5 a>8<. En consecuencia, en una sección transversal de una configuración en la que>se combinan dos cables de electrodo y una barra colectora, una porción de soldadura puede estar formada por una pluralidad de líneas de soldadura como se muestra en la figura 9.
En tal configuración, la pluralidad de cables de electrodo 111 puede incluir el mismo material y la barra colectora 200 puede incluir un material diferente del cable de electrodo 111. Por ejemplo, en la realización de la figura 9, los dos cables de electrodo 111 pueden estar hechos de aluminio y la barra colectora 200 puede estar hecha de cobre. En particular, tal configuración puede proporcionarse cuando una pluralidad de baterías secundarias está conectada eléctricamente en paralelo.
Como tal, cuando un cable de electrodo y una barra colectora, que se combinan y fijan entre sí, incluyen diferentes materiales, el cable de electrodo y la barra colectora pueden soldarse entre sí a través de al menos un punto de soldadura que tiene forma de tornado. En este caso, la soldabilidad entre una pluralidad de cables de electrodo y una barra colectora puede asegurarse de manera estable. Sin embargo, es obvio que los materiales del cable de electrodo y la barra colectora pueden variar de acuerdo con diversos factores, tal como un tipo de batería o paquete de baterías, una característica de un aparato al que se aplica un paquete de baterías, etc. Por ejemplo, dos cables de electrodo, es decir, un cable de electrodo positivo y un cable de electrodo negativo, pueden incluir diferentes materiales. En este caso, un cable de electrodo y una barra colectora pueden incluir el mismo material. Como alternativa, dos cables de electrodo y una barra colectora pueden incluir todos el mismo material.
Mientras tanto, en la figura 9, dos cables de electrodo y una barra colectora están apilados y soldados entre sí, pero esto es solo un ejemplo, y al menos tres cables de electrodo y una barra colectora pueden soldarse entre sí mientras se apilan entre sí. También, en este caso también, se puede aplicar un punto de soldadura que tenga una forma de tornado como se ha descrito anteriormente.
También, preferentemente, el cable de electrodo puede incluir una porción cóncava que es cóncava en una dirección hacia dentro, y el punto de soldadura puede configurarse de tal manera que al menos una porción del mismo esté ubicada en la porción cóncava. Esto se describe en detalle con referencia a la figura 10.
La figura 10 es una vista en sección transversal que muestra esquemáticamente una configuración de soldadura del cable de electrodo 111 y la barra colectora 200, de acuerdo con otra realización de la presente divulgación. Sin<embargo, también en la figura>10<, solo se ilustra una parte del cable de electrodo>111<y la barra colectora>200<para>facilitar la descripción.
Haciendo referencia a la figura 10, los dos cables de electrodo 111 pueden apilarse y soldarse a una superficie frontal<(superficie superior de la figura>10<) de la barra colectora>200<acercándose desde ambos lados basándose en la barra>colectora 200. En tal configuración, cada uno de los dos cables de electrodo 111 puede incluir una porción cóncava que es cóncava en una dirección hacia dentro (dirección del eje X de la figura 10) como se indica mediante un signo de referencia G1 de la figura 10. En el presente caso, la dirección hacia dentro es una dirección orientada hacia una porción central de un módulo de batería o batería secundaria, y puede ser una dirección opuesta a una dirección en la que un cable de electrodo sobresale de un cuerpo de la batería secundaria. Por ejemplo, en función de la figura 10,<cada cable de electrodo>111<puede estar configurado para extenderse en una dirección hacia arriba (dirección del eje>-X del dibujo), doblarse en una dirección horizontal (dirección del eje Y), doblarse en dirección hacia abajo nuevamente, y doblarse en dirección horizontal para formar una porción cóncava, y una porción de extremo del mismo se dobla nuevamente en dirección hacia arriba.
En este caso, todo o una parte del punto de soldadura W puede ubicarse en la porción cóncava G1 formada por dicha flexión del cable de electrodo 111. En otras palabras, como se muestra en la figura 10, el punto de soldadura W puede<estar ubicado en una región formada cóncavamente en los dos cables de electrodo>111<.>
De acuerdo con tal configuración, la adhesión entre los cables de electrodo 111 puede mejorarse aún más. En otras palabras, no solo los dos cables de electrodo 111 se fijan entre sí a través del punto de soldadura W, sino también la resistencia de unión mecánica puede mejorarse aún más mediante la combinación de las porciones cóncavas G1. En otras palabras, cuando se forma una porción cóncava en un cable de electrodo ubicado relativamente en la parte<delantera (parte superior de la figura>10<), se puede formar una porción convexa en la parte posterior del cable de>electrodo. También, dicha porción convexa puede insertarse en la porción cóncava de un cable de electrodo ubicado en la parte posterior. En consecuencia, la unión entre los cables de electrodo puede mejorarse aún más mediante la inserción entre los cables de electrodo.
Una fuerza de tracción aplicada al punto de soldadura W puede reducirse mediante una porción cóncava G1 de este tipo. Por ejemplo, en la configuración de la figura 10, cuando se aplica una fuerza en una dirección izquierda y derecha (dirección del eje Y del dibujo), la porción cóncava G1 formada en un cable de electrodo puede amortiguar la fuerza de dirección izquierda y derecha aplicada al cable de electrodo. En consecuencia, dicha fuerza no se transfiere tal como es, sino que se reduce y después se transfiere al punto de soldadura W formado en la porción cóncava G1.
Además, dado que una ubicación combinada entre cables de electrodo o una ubicación de un punto de soldadura se determina y guía fácilmente por la porción cóncava G1, los procesos de combinación y soldadura de los cables de electrodo pueden realizarse más suavemente.
Mientras tanto, en las realizaciones anteriores, un tornado, es decir, un punto de soldadura, se proporciona mediante dos líneas de soldadura en forma de espiral, pero se puede formar un punto de soldadura mientras al menos tres líneas de soldadura forman un tornado.
La figura 11 es un diagrama que muestra esquemáticamente una configuración del punto de soldadura W de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.
Haciendo referencia a la figura 11, tres líneas de soldadura W1, W2 y W3 están incluidas en un tornado, es decir, un punto de soldadura W, y cada una de las líneas de soldadura W1 a W3 puede incluir una porción de extremo exterior y una porción de extremo interior, por separado. También, las tres líneas de soldadura W1, W2 y W3 pueden configurarse cada una de modo que una forma desde la porción de extremo exterior hasta la porción de extremo interior tenga una forma en espiral.
También, en las realizaciones anteriores, cada línea de soldadura que forma un tornado tiene forma de espiral desde una porción de extremo exterior hasta una porción de extremo interior, pero la presente divulgación no está necesariamente limitada por tales realizaciones.
La figura 12 es un diagrama que muestra esquemáticamente una configuración de un punto de soldadura de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.
Haciendo referencia a la figura 12, dos líneas de soldadura W1 y W2 están incluidas en un tornado, y en este momento, cada línea de soldadura puede tener una forma que no sea una espiral completa en general. En otras palabras, como se muestra en la figura 12, una porción de extremo exterior de la primera línea de soldadura W1 y una porción de extremo exterior de la segunda línea de soldadura W2 pueden configurarse en una forma doblada como se indica por las flechas e1 y e2. Además, en este momento, las porciones de punta de extremo dobladas de la primera y segunda líneas de soldadura W1 y W2 pueden configurarse en una forma lineal.
En particular, de acuerdo con una configuración de este tipo de la presente divulgación, dado que un patrón de una línea de soldadura que forma un tornado no es uniforme sino que cambia, se puede aumentar la supresión con respecto al crecimiento de una grieta. También, a través de una configuración doblada de este tipo de la línea de soldadura, la fatiga aplicada a una porción de punta de extremo de la línea de soldadura puede disminuir.
La figura 13 es un diagrama que muestra esquemáticamente una configuración del punto de soldadura W de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.
Haciendo referencia a la figura 13, cuando la pluralidad de puntos de soldadura W están dispuestos en un cable de electrodo, cada punto de soldadura W configurado en forma de tornado puede configurarse de tal manera que la anchura de una dirección de disposición del punto de soldadura W sea más corta que la anchura de una dirección ortogonal a la dirección de disposición. En el presente caso, la anchura puede ser una distancia entre las líneas de soldadura más exteriores del punto de soldadura W. En particular, una anchura del punto de soldadura W puede ser una distancia máxima entre las distancias lineales entre las líneas de soldadura más exteriores del punto de soldadura W.
Por ejemplo, cuando los al menos dos puntos de soldadura W están dispuestos en una dirección superior e inferior (dirección del eje Z del dibujo) mientras que una longitud de una anchura de la dirección superior e inferior de cada punto de soldadura W es f1 y una la longitud de una anchura de una dirección izquierda y derecha (dirección del eje Y del dibujo) de cada punto de soldadura W es f2, un tornado de cada punto de soldadura W puede configurarse de manera que f2 sea mayor que f1. En este caso, cada punto de soldadura W puede configurarse en una forma aproximadamente ovalada.
De acuerdo con una configuración de este tipo de la presente divulgación, incluso cuando un cable de electrodo tiene una anchura corta (una longitud en la dirección del eje Z del cable de electrodo en el dibujo), se puede incluir el número de puntos de soldadura W tanto como sea posible o se puede aumentar la distancia entre el punto de soldadura W. T ambién, se puede asegurar un área de soldadura lo más grande posible con respecto a un área de contacto del cable de electrodo. Por tanto, de acuerdo con una configuración de este tipo de la presente divulgación, la productividad con respecto a la soldadura y la resistencia de la soldadura puede mejorarse aún más.
El módulo de batería de acuerdo con la presente divulgación puede incluir adicionalmente una carcasa de módulo o similar además del conjunto de celdas 100 y la barra colectora 200. En el presente caso, la carcasa del módulo puede<incluir un espacio vacío en su interior para acomodar diversos componentes, tal como el conjunto de celdas>100<, la>barra colectora 200, etc. en el espacio vacío. Adicionalmente, el módulo de batería de acuerdo con la presente divulgación puede incluir además diversos componentes de un módulo de batería, que es bien conocido en el momento de la presentación de la presente divulgación.
El paquete de baterías de acuerdo con la presente divulgación puede incluir al menos un módulo de batería de acuerdo con la presente divulgación. También, el paquete de baterías de acuerdo con la presente divulgación puede incluir adicionalmente, además del módulo de batería, una carcasa de paquete para alojar el módulo de batería y diversos dispositivos para controlar la carga y descarga del módulo de batería, tal como un sistema de gestión de batería (BMS), un sensor de corriente, un fusible, etc.
El módulo de batería de acuerdo con la presente divulgación puede aplicarse a un vehículo, tal como un vehículo eléctrico o un vehículo híbrido. En otras palabras, el vehículo de acuerdo con la presente divulgación puede incluir el módulo de batería de acuerdo con la presente divulgación. En particular, en el módulo de baterías de acuerdo con la<presente divulgación, un estado de conexión eléctrica a través de la soldadura del cable de electrodo>111<y/o la barra>colectora 200 puede mantenerse de manera estable a pesar de un impacto o vibración. En consecuencia, la seguridad del vehículo al que se aplica dicho módulo de batería puede mejorarse en gran medida.
La presente divulgación se describirá ahora más completamente con referencia a los ejemplos y ejemplos comparativos. La divulgación puede, sin embargo, incorporarse en muchas formas diferentes y no debe interpretarse como limitada a los ejemplos expuestos en el presente documento; más bien, estos ejemplos se proporcionan para que esta divulgación sea exhaustiva y completa, y transmitirá completamente el concepto de la divulgación a los expertos en la materia.
(Ejemplos 1 a 3)
Como se muestra en la figura 14, mientras que dos cables de electrodo 111, es decir, un cable de electrodo positivo y un cable de electrodo negativo, se apilan unos sobre otros en una dirección hacia adelante y hacia atrás junto con<una barra colectora>200<, se formaron seis puntos de soldadura>6<en forma de tornado usando un equipo de soldadura>por láser (FK-F6000-MM-CT) de Amada Miyachi Korea Co., Ltd para preparar tres muestras de ejemplo en las que los<dos cables de electrodo>111<y la barra colectora>200<están soldados entre sí.>
En el presente caso, en todas las muestras de ejemplo, los cables de electrodo positivo estaban hechos de aluminio<y tenían espesores de>0,2<mm, los cables de electrodo negativos estaban hechos de cobre y tenían un espesor de>0,2<mm, y las barras colectoras>200<estaban hechas de cobre y tenían un espesor de>0,6<mm.>
<También, cada punto de soldadura se configuró en una forma de tornado que se muestra en la figura>8<. En el presente>caso, un diámetro exterior (longitud de la anchura más larga) de un tornado era de aproximadamente 3 mm, el número<de tornados fue>6<, un intervalo entre tornados fue de 3,4 mm y un intervalo entre líneas de soldadura fue de 0,004 mm.>
También, durante la soldadura por láser, una salida del láser fue de 1,5 kW y una velocidad de 100 mm/s.
(Ejemplos Comparativos 1 a 3)
Los cables de electrodo y una barra colectora que incluyen los mismos materiales y que tienen las mismas formas que los Ejemplos 1 a 3 se apilaron entre sí de la misma manera que los Ejemplos 1 a 3. Entonces, la soldadura se realizó entre dos cables de electrodo y la barra colectora, y en este momento se configuró una forma de soldadura como en la figura 1 para preparar muestras de los ejemplos comparativos 1 a 3.
En otras palabras, en las muestras de los ejemplos comparativos 1 a 3, se alargaron dos líneas de soldadura en una dirección transversal del cable de electrodo, y se soldaron dos cables de electrodo y la barra colectora.
En el presente caso, una longitud total de cada línea de soldadura fue de 35 mm y un intervalo entre líneas de<soldadura fue de>1,2<mm.>
En tales muestras de los ejemplos comparativos 1 a 3, el mismo equipo de soldadura por láser de Amada Miyachi Korea Co., Ltd como en los ejemplos anteriores se usó para soldar los dos cables de electrodo y la barra colectora. También, una salida del láser durante la soldadura por láser fue de 1,5 kW y una velocidad fue de 95 mm/s. También, una longitud de una línea de soldadura por láser en las muestras de los ejemplos comparativos 1 a 3 fue aproximadamente similar a una longitud total de una porción de soldadura por láser de las muestras de los ejemplos 1 a 3.
La resistencia a la tracción se midió con respecto a cada una de las muestras de los ejemplos y muestras de los ejemplos comparativos, usando NA-TS250K de Nanotech Co., Ltd.
En un método de medición, se cortó o dobló una parte de un cable de electrodo apilado en la parte superior, y después se apiló un cable de electrodo en el medio, es decir, un cable de electrodo en contacto con una barra colectora y la barra colectora se tiraron en direcciones opuestas. Por ejemplo, haciendo referencia a la configuración de la figura 14,<el cable de electrodo derecho>111<apilado en el medio se tiró en una dirección derecha y la barra colectora>200<ubicada>en la parte inferior se tiró en una dirección izquierda. También, se midió la resistencia de una porción de soldadura que se rompe por tal fuerza de tracción y los resultados de medición se muestran en la figura 15 con respecto a los<Ejemplos>1<a 3 y los Ejemplos Comparativos>1<a 3.>
Haciendo referencia a la figura 15, en las muestras de los Ejemplos 1 a 3, la resistencia a la tracción fue de 46,484 kgf a 48,935 kgf, y se midió un promedio de la resistencia a la tracción de 47,530 kgf. En el presente caso, la resistencia del material base es de 57,270 kgf y, en este caso, el valor medido de la resistencia a la tracción es un valor que corresponde a aproximadamente el 82,99 % de la resistencia del material base. Mientras tanto, en las muestras de los ejemplos comparativos 1 a 3, la resistencia a la tracción fue de 37,756 kgf a 41,972 kgf, y se midió un promedio de la resistencia a la tracción de 40,371 kgf. Este es un valor que corresponde a aproximadamente el 70,49 % de la resistencia del material base cuando la resistencia del material base es 57,270 kgf.
Como se muestra en los resultados de medición, cuando al menos un cable de electrodo y una barra colectora se sueldan usando una pluralidad de puntos de soldadura formados en forma de tornado como en la presente divulgación, la resistencia a la tracción puede mejorarse en gran medida en comparación con una configuración de soldadura general de forma lineal. Además, a pesar de que la velocidad de soldadura por láser de las muestras de ejemplo es más rápida que la velocidad de soldadura por láser de las muestras de los ejemplos comparativos, las muestras de los ejemplos mostraron una excelente resistencia a la tracción en comparación con las muestras de los ejemplos comparativos.
(Ejemplos 4 a 6)
<Las muestras de los Ejemplos 4 a>6<se prepararon de la misma manera que en los Ejemplos 1 a 3 con configuraciones>generales aproximadamente idénticas, en particular, configuraciones de soldadura, mientras varían solo los materiales y/o espesores de un cable de electrodo y barra colectora.
<En otras palabras, en los Ejemplos 4 a>6<, los cables de electrodo positivo y los cables de electrodo negativos estaban>hechos de aluminio y tenían espesores de 0,4 mm. T ambién, las barras colectoras estaban hechas de cobre y tenían un espesor de 3,0 mm.
(Ejemplos 7 a 9)
<Las muestras de los Ejemplos 7 a 9 se prepararon de la misma manera que en los Ejemplos 4 a>6<con configuraciones>aproximadamente idénticas de cables de electrodo y barras colectoras, mientras varían solo las configuraciones de soldadura.
En otras palabras, se formaron seis puntos de soldadura después de apilar dos cables de electrodo y una barra colectora, en donde cada punto de soldadura se configuró en forma de tornado que tiene solo una línea de soldadura en forma de espiral, como se muestra en la figura 16.
En el presente caso, un diámetro de cada punto de soldadura, el número de puntos de soldadura, un intervalo entre<puntos de soldadura y un intervalo entre líneas de soldadura fueron similares a los de los Ejemplos 4 a>6<, es decir, a>los de los Ejemplos 1 a 3.
Con respecto a cada una de las muestras de los Ejemplos 4 a 9, la resistencia a la tracción se midió de la misma manera y usando el mismo equipo que en los Ejemplos 1 a 3. Entonces, los resultados de medición se muestran en la figura 17 como los Ejemplos 4 a 9.
<Haciendo referencia a la figura 17, en los Ejemplos 4 a>6<, la resistencia a la tracción de todas las muestras fue de>aproximadamente 134 kgf a 137 kgf y, por lo tanto, las tres muestras mostraron características de resistencia a la tracción similares.
<Por otro lado, en los Ejemplos 7 a 9, una muestra entre tres muestras, es decir, la muestra del Ejemplo>8<, mostró un>resultado en el que un valor medido de la resistencia a la tracción disminuye por debajo de 130 kgf.
Basándose en tales resultados de medición, se determina que la resistencia a la tracción se mejora aún más y la soldabilidad se asegura de manera estable cuando un punto de soldadura se configura en forma de tornado que incluye una pluralidad de espirales, en particular, dos espirales, en lugar de cuando un punto de soldadura está configurado en forma de tornado que incluye una espiral, con respecto a una forma de tornado.
Los siguientes experimentos se realizaron adicionalmente para comparaciones de características adicionales de una forma de soldadura de tornado que incluye dos líneas de soldadura como tal y una forma de soldadura de tornado que incluye una línea de soldadura.
(Ejemplo 10)
Se preparó una muestra del Ejemplo 10 que tenía la misma forma y configuración de soldadura que las muestras de<los Ejemplos 4 a>6<.>
(Ejemplo 11)
Se preparó una muestra del Ejemplo 11 que tenía la misma forma y configuración de soldadura que las muestras de los Ejemplos 7 a 9.
La resistencia a la tracción se midió con respecto a cada una de las muestras de los Ejemplos 10 y 11 de una manera de medir la resistencia a la tracción usando un equipo NA-TS250K, y se observó el desprendimiento consiguiente. Las fotografías de los resultados de la observación del desprendimiento se muestran en las figuras 18 y 19.
En otras palabras, la figura 18 es una imagen capturada para determinar el desprendimiento mientras se realiza un experimento de acuerdo con la medición de la resistencia a la tracción con respecto al Ejemplo 10, y la figura 19 es una imagen capturada para determinar el desprendimiento mientras se realiza un experimento de acuerdo con la medición de la resistencia a la tracción con respecto al Ejemplo 11.
En primer lugar, haciendo referencia a la figura 18, como resultado de probar la resistencia a la tracción, solo el propio material base se rompió en todos los puntos de soldadura del Ejemplo 10, y no se observó desprendimiento de una porción de soldadura.
Mientras tanto, haciendo referencia a la figura 19, como resultado de probar la resistencia a la tracción, se observó desprendimiento de una porción de soldadura en algunos (dos) puntos de soldadura entre la pluralidad de puntos de soldadura del Ejemplo 11. En otras palabras, como en una región indicada por una flecha H en la figura 19, la porción de soldadura se separó sin que el material base se rompiera en algunos puntos de soldadura, en la configuración de soldadura de acuerdo con el Ejemplo 11.
De acuerdo con tales resultados de prueba, se puede encontrar que cuando cada punto de soldadura incluye una pluralidad de líneas de soldadura en forma de espiral, es decir, dos líneas de soldadura en forma de espiral, una porción de soldadura no se separa fácilmente y la soldadura se puede realizar más fácilmente con una resistencia más fuerte en comparación con cuando se proporciona una línea de soldadura en forma de espiral. En consecuencia, se puede encontrar que la fiabilidad con respecto a la soldadura se mejora aún más en un punto de soldadura en el que se forma un tornado al incluir al menos dos líneas de soldadura en forma de espiral.
Mientras tanto, cuando al menos un cable de electrodo y una barra colectora se superponen y se sueldan entre sí durante la producción en masa de un módulo de batería, se puede generar un espacio en algún grado entre el cable de electrodo y la barra colectora, y dicho espacio puede afectar en gran medida a la producción en masa. Por tanto, en relación con un defecto de soldadura de acuerdo con la generación de tal espacio, se realizaron los siguientes experimentos para examinar los efectos de la presente divulgación.
(Ejemplos 12 a 26)
Las muestras de los Ejemplos 12 a 26 se prepararon de la misma manera que en los Ejemplos 1 a 3 con configuraciones generales aproximadamente idénticas, en particular, configuraciones de soldadura, mientras varían solo los materiales y/o espesores de un cable de electrodo y barra colectora.
En otras palabras, en los Ejemplos 12 a 26, los cables de electrodo positivo estaban hechos de aluminio y tenían un espesor de 0,4 mm, y los cables de electrodo negativos estaban hechos de cobre y tenían un espesor de 0,2 mm. También, las barras colectoras estaban hechas de cobre y tenían un espesor de 3 mm.
<También, las muestras de los Ejemplos 12 a 26 se configuraron en forma de tornado como se muestra en la figura>8<,>en donde un diámetro exterior de un tornado era de aproximadamente 3 mm, el número de tornados fue seis, un intervalo entre tornados fue de 3,4 mm y un intervalo entre líneas de soldadura fue de 0,004 mm. También, durante la soldadura por láser, una salida de láser fue de 1,5 kW y una velocidad de 100 mm/s. En el presente caso, como en los ejemplos anteriores, FK-F6000-MM-CT de Amada Miyachi Korea Co., Ltd se utilizó como equipo de soldadura por láser.
En particular, en los Ejemplos 12 a 26, se varía un espacio entre un cable de electrodo y una barra colectora. En otras palabras, con respecto a 15 muestras de los Ejemplos 12 a 26, el cable de electrodo y la barra colectora se soldaron mientras se variaba un espacio entre el cable de electrodo apilado en el medio y en contacto directo con la barra colectora y la barra colectora ubicada debajo de la misma en un intervalo de 0,04 mm a 0,6 mm. En este caso, el espacio entre el cable de electrodo y la barra colectora mantuvo una distancia al disponer un material intermedio en una cierta porción del espacio formado por la separación del cable de electrodo y la barra colectora. El espacio entre el cable de electrodo y la barra colectora en las muestras de los Ejemplos 12 a 26 se muestra en la tabla de la figura 20.
(Ejemplos Comparativos 4 a 18)
Los cables de electrodo y las barras colectoras que tienen los mismos materiales y formas que en los Ejemplos 12 a 26 se apilaron entre sí de la misma manera que en los Ejemplos 12 a 26. Entonces, los dos cables de electrodo y la barra colectora se soldaron y, en este momento, las configuraciones de soldadura fueron como en los ejemplos comparativos 1 a 3. En otras palabras, en los ejemplos comparativos 4 a 18, dos cables de electrodo y una barra colectora se soldaron a través de dos líneas de soldadura en forma lineal, como se muestra en la figura 1. En el presente caso, una longitud total de una línea de soldadura era de 35 mm, un espacio entre las líneas de soldadura<era de>1,2<mm, una salida de láser fue de 1,5 kW y una velocidad de 95 mm/s. En este caso también, como en los>ejemplos comparativos anteriores, FK-F6000-MM-CT de Amada Miyachi Korea Co., Ltd se utilizó como equipo de soldadura por láser.
En particular, como los Ejemplos 12 a 26, un espacio entre un cable de electrodo y una barra colectora se varió secuencialmente en los ejemplos comparativos 4 a 18. En otras palabras, un espacio entre un cable de electrodo y una barra colectora en los ejemplos comparativos 4 a 18 se configuró para ser idéntico al de los ejemplos 12 a 26 como se muestra en la figura 20. También, la soldadura en forma lineal se realizó en cada una de las muestras de los ejemplos comparativos cuyos espacios están configurados de manera diferente.
En primer lugar, con respecto a los Ejemplos 12 a 26 y los Ejemplos Comparativos 4 a 18, los defectos visuales, tales como quemaduras por máquina, poros, anormalidad del reborde y grietas, se observaron a simple vista, y los resultados de los mismos se muestran en la figura 21. En el presente caso, se indica "x" cuando no se observa ningún defecto particular en la figura 21. Por otro lado, se indica "o" con respecto a una muestra que tiene un defecto en la<figura>21<.>
Haciendo referencia a los resultados de la figura 21, en primer lugar, en ejemplos, no se observó ningún defecto particular a simple vista de los Ejemplos 12 a 19. En otras palabras, de acuerdo con ejemplos de la presente divulgación, no se generó un gran defecto cuando un espacio entre un cable de electrodo y una barra colectora estaba dentro de un intervalo de 0,04 mm a 0,32 mm. También, en los ejemplos, no se observó un defecto en las muestras a simple vista hasta que un espacio entre un cable de electrodo y una barra colectora fuera igual o mayor que 0,36 mm.
Por otro lado, en los ejemplos comparativos, no se observó ningún defecto particular a simple vista en los ejemplos<comparativos 4 a>6<. Sin embargo, en las muestras de los ejemplos comparativos, se observó un defecto a simple vista>de los ejemplos comparativos 7 a 18. En otras palabras, en los ejemplos comparativos, se observó un defecto a simple vista incluso cuando un espacio entre un cable de electrodo y una barra colectora era igual o mayor que 0,16 mm.
De acuerdo con tales resultados del experimento, se puede encontrar que no se genera fácilmente un defecto en la presente divulgación en comparación con los ejemplos comparativos, incluso cuando existe un espacio entre un cable de electrodo y una barra colectora en algún grado. Por tanto, de acuerdo con la presente divulgación, incluso cuando se genera un espacio hasta cierto punto entre un cable de electrodo y una barra colectora en una línea de producción en masa de un módulo de batería, una tasa defectuosa puede reducirse notablemente y, en consecuencia, la productividad en masa puede mejorarse notablemente.
A continuación, la resistencia a la tracción de las muestras de los Ejemplos 12 a 26 y los Ejemplos Comparativos 4 a 18 se midió usando un equipo NA-TS250K, y los resultados de los mismos se muestran en la figura 22.
Haciendo referencia a los resultados de la figura 22, en los Ejemplos 12 a 26, se midió que la resistencia a la tracción de las 15 muestras estaba dentro de un intervalo de aproximadamente 175 kgf a aproximadamente 210 kgf. Por otro lado, en las muestras de los ejemplos comparativos, la resistencia a la tracción se midió para estar dentro de un<intervalo de aproximadamente 175 kgf a aproximadamente>210<kgf solo con respecto a los ejemplos comparativos 4>a 9 en los que se estableció un espacio (intervalo entre un cable de electrodo y una barra colectora) para que fuera igual o menor de 0,24 mm, y se midió que la resistencia a la tracción era baja, es decir, inferior a 170 kgf con respecto al ejemplo comparativo 10 en el que el espacio era de 0,28 mm. Además, un cable de electrodo y una barra colectora se separaron inmediatamente durante la prueba de resistencia a la tracción con respecto a las muestras de los<ejemplos comparativos>11<a 18 en los que un espacio era de 0,32 mm o superior. En otras palabras, se puede>determinar que la soldadura no se realiza correctamente en las muestras de los ejemplos comparativos 11 a 18. En consecuencia, la resistencia a la tracción no se puede medir con respecto a tales muestras de los ejemplos<comparativos y, por lo tanto, no se muestra en la figura>22<.>
De acuerdo con tales ejemplos comparativos, cuando un cable de electrodo y una barra colectora se sueldan entre sí a través de un patrón de tornado como en los ejemplos de la presente divulgación, se puede determinar que la soldabilidad se asegura de manera estable incluso cuando el cable de electrodo y la barra colectora están algo separados. En particular, haciendo referencia a los resultados de medición de los ejemplos comparativos, un cable de electrodo y una barra colectora no se soldaron correctamente entre sí cuando el cable de electrodo y la barra colectora estaban separados incluso por 0,32 mm, pero de acuerdo con los ejemplos de la presente divulgación, la soldabilidad se puede mantener de manera estable incluso cuando un cable de electrodo y una barra colectora estuvieran separados por 0,6 mm. Además, en los ejemplos comparativos, la resistencia a la tracción comenzó a disminuir en el Ejemplo Comparativo 10 en el que un espacio entre un cable de electrodo y una barra colectora era de 0,28 mm, mientras que en los ejemplos de la presente divulgación, la resistencia a la tracción no disminuyó incluso cuando un intervalo entre un cable de electrodo y una barra colectora aumentó continuamente.
En consecuencia, en un módulo de batería de acuerdo con la presente divulgación, incluso cuando se genera un espacio entre un cable de electrodo y una barra colectora debido a diversos factores, tal como una limitación del proceso, error, interferencia de impurezas o similares durante los procesos de fabricación, la soldabilidad entre los cables de electrodo y/o entre un cable de electrodo y una barra colectora se puede mantener de manera estable.
La figura 23 es un diagrama que muestra esquemáticamente una configuración de una pluralidad de puntos de soldadura Wd, We, y Wf incluidos en un cable de electrodo en un módulo de batería, de acuerdo con otra realización de la presente divulgación. Por ejemplo, la figura 23 ilustra otro ejemplo de una configuración ampliada de la región B2 de la figura 4. En la realización actual, se describen principalmente los detalles que son diferentes de las realizaciones anteriores, y se omiten los detalles a los que las descripciones sobre las realizaciones anteriores son aplicables de manera idéntica o similar.
Haciendo referencia a la figura 23, los tres puntos de soldadura Wd, We y Wf están incluidos en un cable de electrodo, y cada uno de los puntos de soldadura Wd, We y Wf pueden configurarse en forma de tornado que incluye dos líneas de soldadura en forma de espiral.
En particular, en la realización actual, al menos dos puntos de soldadura pueden configurarse de manera que las líneas rectas que conectan las porciones de extremo exterior estén en diferentes direcciones. En detalle, en la configuración de la figura 23, las líneas rectas que conectan las porciones de extremo exterior de cada uno de los tres puntos de soldadura Wd, We y Wf pueden formarse en diferentes direcciones. Por ejemplo, como se muestra en la figura 23, una línea recta que conecta las porciones de extremo exterior de dos líneas de soldadura Wd1 y Wd2 con respecto al punto de soldadura Wd es C5, una línea recta que conecta las porciones de extremo exterior de dos líneas<de soldadura We1 y We2 con respecto al punto de soldadura We es C>6<, y una línea recta que conecta las porciones>de extremo exterior de dos líneas de soldadura Wf1 y Wf2 con respecto al punto de soldadura Wf es C7. En este<momento, las líneas rectas C5, C>6<y C7 pueden no ser paralelas entre sí. Por ejemplo, la línea recta C>6<puede>inclinarse en un ángulo de aproximadamente 30° con respecto a la línea recta C5, y la línea recta C7 puede inclinarse en un ángulo de aproximadamente 60° con respecto a la línea recta C5. En tal configuración, al menos dos puntos de soldadura proporcionados en un cable de electrodo pueden no formarse con una forma completamente idéntica, sino rotar en ciertos ángulos dentro de un intervalo superior a 0° e inferior a 360° en función de los puntos centrales de los puntos de soldadura. En particular, cuando una pluralidad de, por ejemplo, al menos cuatro puntos de soldadura se proporcionan en un cable de electrodo, las líneas rectas que conectan las porciones de extremo exterior de cada punto de soldadura pueden no ser paralelas entre sí con respecto a todos los puntos de soldadura. En otras palabras, todos los puntos de soldadura en un cable de electrodo pueden no estar formados de manera idéntica, pero pueden girarse en ciertos ángulos basándose en puntos centrales.
De acuerdo con una configuración de este tipo de la presente divulgación, la soldabilidad entre los cables de electrodo y/o entre un cable de electrodo y una barra colectora puede asegurarse de manera estable incluso cuando se aplica una fuerza de tracción en cualquier dirección. En otras palabras, de acuerdo con tales configuraciones, se puede decir que las direcciones de soldadura de las líneas de soldadura en las porciones de extremo exterior se forman de manera diferente con respecto a una pluralidad de puntos de soldadura. Por tanto, en este caso, la fatiga de las porciones de extremo exteriores puede variar de acuerdo con los puntos de soldadura incluso cuando se aplica tensión en una cierta dirección, y puede existir un punto de soldadura en el que la soldabilidad se mantiene fuertemente. En consecuencia, la soldabilidad puede asegurarse de manera estable independientemente de la dirección de la fuerza de tracción aplicada a un cable de electrodo.
La presente divulgación se ha descrito en detalle. Sin embargo, debe entenderse que la descripción detallada y los ejemplos específicos, aunque indican realizaciones preferidas de la divulgación, se proporcionan únicamente a modo de ilustración, ya que diversos cambios y modificaciones dentro del alcance de la divulgación serán evidentes para los expertos en la materia a partir de esta descripción detallada.
[Explicación de los números de referencia]
10: Cable de electrodo
20<: Barra colectora>
100: Conjunto de celdas
110: Batería secundaria
111: Cable de electrodo
200: Barra colectora
W: Punto de soldadura
W1: Primera línea de soldadura, W2: Segunda línea de soldadura

Claims (5)

REIVINDICACIONES
1. Un módulo de batería que comprende:
<un conjunto de celdas (>100<) que comprende una pluralidad de baterías secundarias (>110<) apiladas en al menos una dirección, que comprenden respectivamente cables de electrodo (>111<) y conectadas eléctricamente entre sí a>través de una conexión entre los cables de electrodo; y
<al menos una barra colectora (>200<) que comprende un material eléctricamente conductor y está conectada>eléctricamente poniendo en contacto los cables de electrodo de la pluralidad de baterías secundarias, en donde al menos uno de los cables de electrodo se combina y se fija a al menos uno de otro cable de electrodo y la barra colectora, que están en contacto con el al menos uno de los cables de electrodo, a través de un punto de soldadura (W) formado en forma de tornado,
en donde el punto de soldadura está configurado en una forma que comprende una pluralidad de líneas de soldadura en forma de espiral,
en donde el punto de soldadura está configurado en una forma en la que la pluralidad de líneas de soldadura tiene una misma dirección de rotación y al menos una porción de una de la pluralidad de líneas de soldadura se inserta entre otra de la pluralidad de líneas de soldadura.
2. El módulo de batería de la reivindicación 1, en donde el punto de soldadura está configurado de tal manera que una línea recta que conecta un extremo interior de cada una de la pluralidad de líneas de soldadura y una línea recta que conecta un extremo exterior de cada una de la pluralidad de líneas de soldadura son paralelas entre sí.
3. El módulo de batería de la reivindicación 1, en donde el punto de soldadura está configurado de tal manera que los extremos interiores de la pluralidad de líneas de soldadura están conectados entre sí.
4. El módulo de batería de la reivindicación 1, en donde se proporciona una pluralidad de puntos de soldadura con respecto a un único cable de electrodo.
5. El módulo de batería de la reivindicación 4, en donde la pluralidad de puntos de soldadura proporcionados con respecto al único cable de electrodo está configurad de tal manera que los extremos exteriores se colocan en una línea recta.
6<. El módulo de batería de la reivindicación 1, en donde el punto de soldadura está configurado para soldar una barra>colectora y una pluralidad de cables de electrodo que están apilados unos sobre otros.
<7. Un paquete de baterías que comprende el módulo de batería de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a>6<.>
8<. Un vehículo que comprende el módulo de batería de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a>6<.>
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