电池单元引线连接装置、电池模块及电池组
技术领域
本发明涉及电池单元引线连接装置，更详细而言，涉及一种用于使层叠的电池单元串联及/或并联连接的电池单元引线连接装置。
本申请作为对2015年8月18日申请的韩国专利申请第 10-2015-0116248号的优先权主张申请，在本申请中引用了相应申请的说明书及附图中公开的所有内容。
背景技术
现在商用化的二次电池有镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂二次电池等，其中，锂二次电池与镍系列的二次电池相比，由于几乎不发生记忆效应、充放电自由、自放电率非常低、能量密度高的优点而倍受瞩目。
这种锂二次电池主要将锂类氧化物和碳材料分别用作正极活性物质和负极活性物质。锂二次电池具备分别涂覆了这种正极活性物质和负极活性物质的正极板和负极板将隔板设置于之间进行配置的电极组件、将电极组件与电解液一同密封收纳的外包装，即电池外壳。
一般而言，锂二次电池根据外包装的形状，可以分为电极组件内置于金属罐的罐型二次电池和电极组件内置于铝层压板的袋子的袋型二次电池。
最近，不仅是诸如便携式电子设备的小型装置，二次电池还广泛用于要利用内燃机及/或电气马达来确保驱动力的电动汽车。在所述电动汽车中，包括混合动力汽车、插电式混合动力汽车及无需内燃机而只以电气马达和电池驱动的纯电动汽车等。
当用于这种电动汽车时，为了提高容量及功率，大量的二次电池串联及/或并联连接。特别是在大中型装置中，由于容易层叠的优点，大量使用袋型二次电池。
另一方面，以往的电池模块为了使二次电池电连接而采用激光焊接方式。例如，如图1所示，层叠的二次电池1在将电池单元引线2 折叠后，利用激光使折叠的电池单元引线2部分焊接，从而可以相互电连接。
这种激光焊接方式虽然保障了电池单元引线2之间的强熔接力，但存在如下缺点。第一，发生因应用激光焊接机而导致的初始费用及维护费用。第二，发生焊接应用对象的夹具设计及制作费用。第三，难以单独去除不良电池单元及电池单元平衡上退化的电池单元。第四，建立初始焊接条件所需的资源增加，焊接工序导致作业时间增加。第五，焊接时，存在电池单元引线之间发生短路(short)的忧虑。
发明内容
本发明要解决的技术问题
因此，本发明正是为了解决如上所述的问题而研发的，提供一种以插座式插入电池单元引线部分，从而能够使二次电池电连接的电池单元引线连接装置。
本发明的其他目的及优点可以通过下述说明而理解，借助于本说明的实施例，将更清晰地了解。另外可以容易获知，本发明的目的及优点可以借助于本发明请求保护的范围中显示的装置及其组合而实现。
解决技术问题的方案
根据本发明的一个方面，可以提供一种电池单元引线连接装置，包括：主框架，其形成位于层叠的电池单元的电池单元引线延长方向的壁体；及引线连接构件，其为多个，相互间能通电或能绝缘地安装于所述主框架，配备成能够与所述电池单元引线一个个地插入结合。
根据本发明的另一方面，包括以从所述主框架朝向所述电池单元引线凸出的形态配备的接地部，所述接地部可以具备第1板及第2 板，所述第1板及第2板以相互对称的形态构成为宽度向一个方向按预先决定的大小越来越变窄，夹住所述电池单元引线的两面。
根据本发明的又一方面，所述接地部可以以具有弹性复原力的导电性材料配备，以便所述第1板及第2板之间的宽度保持既定。
根据本发明的又一方面，所述第1板与所述第2板可以一体形成，且末端部分离成向相互相反方向弯曲的形态。
根据本发明的又一方面，所述引线连接构件可以还包括强度加强部，所述强度加强部以包围所述第1板及第2板的形态，结合于所述第1板及第2板的外侧面。
根据本发明的又一方面，可以还包括通电构件，所述通电构件使所述多个引线连接构件中至少2个引线连接构件电连接。
根据本发明的又一方面，所述通电构件可以由电缆及汇流条中至少某一者的组合构成。
根据本发明的又一方面，所述主框架具备从一侧面凸出延长的多个隔壁，所述多个隔壁与所述多个引线连接构件沿着高度方向，相互间一个个相互交替地配置。
根据本发明的又一方面，所述隔壁可以至少比所述引线连接构件更长地延长。
根据本发明的又一方面，可以还包括分隔框架，所述分隔框架在所述主框架与所述层叠的电池单元之间形成壁体，而且在对应于所述引线连接构件的位置，具备所述电池单元引线能够通过的贯通孔。
根据本发明的又一方面，可以还包括基础框架，所述主框架2个为一对，隔开既定间隔配置，所述基础框架连接于所述2个主框架的下端部，以平板形态配备。
根据本发明的另一形态，可以提供一种包括所述电池单元引线连接装置的电池模块。
根据本发明的又一形态，可以提供一种包括所述电池模块的电池组。
发明效果
根据本发明的一个方面，可以提供一种以插座式插入电池单元引线部分，从而能够使电池单元电连接的电池单元引线连接装置。
根据这种电池单元引线连接装置，无需原有焊接方式需要的电池单元引线折叠工序及焊接工序，便可以简单地进行电池单元引线之间的电连接，可以节省安装费用及维护的费用。另外，可以显著缩短二次电池间的电连接作业时间。
根据本发明的另一方面，当在初始制品测试阶段有不良电池单元时，可以容易地去除不良电池单元。另外，在中、大型电力装置的运营方面，可以容易地去除及更换电池单元平衡(Cell Balancing)上退化的电池单元。
附图说明
图1是显示以往技术的应用激光焊接方式的电池单元引线间接合结构的图。
图2是概略地显示本发明一个实施例的电池模块的构成的立体图。
图3是图2的电池单元引线连接装置的立体图。
图4是图2的电池单元引线连接装置的主要部分剖面图。
图5是显示本发明一个实施例的引线连接构件与通电构件的立体图。
图6是显示图2的引线连接构件与电池单元引线间的连接前、后状态的局部放大立体图。
图7是图2的电池模块主要部分剖面图。
图8是概略地显示本发明另一实施例的电池模块构成的立体图。
图9是图8的电池模块的主要部分剖面图。
具体实施方式
下面参照附图，详细说明本发明的优选实施例。在此之前，本说明书及本发明请求保护的范围中使用的术语或词语不得限定于通常的或词典的意义进行解释，应立足于发明人为了以最佳方法说明其自身的发明而可以适当定义术语的概念的原则，解释为与本发明的技术思想相符的意义和概念。
因此，本说明书中记载的实施例和附图中图示的构成只不过是本发明的最优选的一个实施例而言，并非全部代表本发明的技术思想，因而应理解为在本申请时间点，可以有能够替代其的多样的等同物和变形例。
另外，在说明本发明方面，当判断认为对相关公知构成或功能的具体说明可能混淆本发明的要旨时，省略其详细说明。
本发明的实施形态是为了向普通技术人员更完整地说明本发明而提供的，因此，为了更明确的说明，附图中的构成要素的形状及大小等可以夸张、省略或概略地图示。因此，各构成要素的大小或比例并非全面反映实际的大小或比例。
图2是概略地显示本发明一个实施例的电池模块的构成的立体图。
如果参照图2，本发明一个实施例的电池模块10包括电池模块层叠体100及电池单元引线连接装置200。
电池模块层叠体100由电池单元110层叠而成。为了能够在限定的空间提供高层叠率，电池单元110优选可以为板型电池单元110，一面或两面与邻接的电池单元110面对面地层叠排列，形成电池单元层叠体100。
虽然未图示，但电池单元层叠体100可以还包括电池单元110层叠所需的层叠用框架。层叠用框架作为用于层叠电池单元110的构成，可以夹住电池单元110而防止其游动，能相互层叠地构成，引导电池单元110的组装。
电池单元110包括由正极板、隔膜及负极板构成的电极组件，可以是在从各电池单元110的正极板和负极板凸出的多个正极耳及负极耳，分别电连接有正极引线及负极引线(以下定义为电池单元引线 111)。
其中，电池单元110可以为袋型电池单元110。袋型电池单元110 可以具有在将电极组件内置于包括树脂层和金属层的层压板的外包装壳的状态下，对外包装壳的外周面进行热熔接而密封的结构。
这种电池单元层叠体100可以借助于电池单元引线连接装置200 而电连接。
图3是图2的电池单元引线连接装置的立体图，图4是图2的电池单元引线连接装置的主要部分剖面图，图5是显示本发明一个实施例的引线连接构件和通电构件的立体图，图6是显示图2的引线连接构件与电池单元引线间的连接前、后状态的局部放大立体图，图7是图2的电池模块的主要部分剖面图。
如果参照这些附图，本发明一个实施例的电池单元引线连接装置 200包括主框架210、引线连接构件220、通电构件230及基础框架 240。
主框架210是形成位于层叠的电池单元110的电池单元引线111 延长方向的壁体的构成。在所述主框架210，可以结合有多个引线连接构件220和通电构件230。本实施例的主框架210虽然未详细图示，但可以由前面框架211和背面框架212构成。
前面框架211与背面框架212可以配备成相互间可拆卸结合的结构，以便形成内部空间。而且，前面框架211可以具备与内部空间相通的多个狭缝或通孔(图中未示出)。
通过所述内部空间和多个狭缝或通孔(图中未示出)，多个引线连接构件220及通电构件230可以安装于主框架210。主框架210例如可以由塑料材料形成，但只要是电气绝缘性材质，则均可使用。
主框架210可以配置于电池单元层叠体100的一侧面或两侧面。例如，如图2及图3所示，在本实施例中，主框架210配备2个，板面可以朝向各个电池单元110的电池单元引线111地配置。即，2个主框架210可以配置成分别对应于以电池单元110为基准向两方向延长的正极引线和负极引线。
但是，不同于本实施例，主框架210也可以为一个。即，就正极引线和负极引线向单方向延长的电池单元110而言，可以只配置于电池单元层叠体100的一面。
主框架210可以具备从一侧面凸出延长的多个隔壁213。所述多个隔壁213可以沿着高度方向，在前面框架211相互隔开地一个个地配备。
所述多个隔壁213之间间隔或高度可以对应于一个电池单元110 的厚度。电池单元层叠体100中的某一个电池单元110的电池单元引线111可以位于相互邻接的2个隔壁213之间。另外，隔壁213可以至少比引线连接构件220更长地延长。
因此，层叠的电池单元110的电池单元引线111位于被各个隔壁 213分离的空间，因而能够防止电池单元引线111间的短路。
引线连接构件220作为与电池单元引线111连接的构成，可以配备多个。引线连接构件220可以按与层叠的电池单元110个数对应的个数的2倍配备。即，多个引线连接构件220的个数可以是与层叠的电池单元110的电池单元引线111个数对应的个数。而且，多个引线连接构件220可以沿着各主框架210的高度方向，与多个隔壁213相互间一个个地相互交替地配置。
如果参照图4及图5，本实施例的引线连接构件220可以包括接地部221和强度加强部222。
接地部221为插座式(Receptacle Type)，具有允许电池单元引线111插入的空间，起到夹住电池单元引线111的至少一部分的作用。接地部221可以以从主框架210朝向电池单元引线111凸出的形态配备。例如，如图4所示，接地部221一端可以以过盈配合方式安装于前面框架211的狭缝(图中未示出)。
接地部221可以构成为使一个板上下对称地折叠，具有末端裂开形态的窄入口。在本实施例中，接地部221如图4及图5所示，可以包括第1板221a和第2板221b。这种第1板221a和第2板221b是在概念上区分的要素，这些第1板221a和第2板221b当然可以相互组装或一体成型。
如图4所示，第1板221a与第2板221b的一端部可以为相互连接的形态。而且，第1板221a与第2板221b，可以在一端部以相互对称的形态，宽度加宽后，向一个方向按预先决定的大小D越来越窄。
其中，所述宽度预先决定的大小D可以是至少比电池单元引线 111厚度小的宽度。即，第1板221a与第2板221b可以构成为相互相向的内侧面之间的宽度至少具有小于电池单元引线111厚度的宽度，或具有相互相接的部分。
而且，接地部221可以以具有弹性复原力的导电性材料配备，以便所述第1板221a与第2板221b之间的宽度保持既定。因此，第1 板221a与第2板221b具有弹性复原力，因而即使末端因外力而张开，如果外力消失，则可返回原来的形态。
根据这种接地部221构成，如图6及图7所示，电池单元引线111 可以插入到第1板221a与第2板221b之间的缝隙。此时，第1板221a 与第2板221b具有宽度小于电池单元引线111厚度的前端部，因而电池单元引线111插入接地部221后，电池单元引线111的两面会借助第 1板221a与第2板221b的弹性复原力而被夹住，可以稳定地连接到接地部221。
另外，第1板221a与第2板221b可以以末端部向相互相反方向弯曲的形态形成。如图4的O所示，第1板221a与第2板221b的末端部向相互相反方向弯曲，可以顺利地将电池单元引线111插入接地部221中。
强度加强部222是用于增加接地部221的机械刚性的构成。所述强度加强部222可以以包围第1板221a和第2板221b的形态结合于第1板221a与第2板221b的外侧面。特别是如图4及图5所示，本实施例的强度加强部222可以以末端部弯曲的形状，结合于第1板 221a和第2板221b的外侧面。
此时，强度加强部222的一侧可以结合于第1板221a与第2板 221b的宽度最大的地点，另一侧，即，弯曲的末端部可以结合于第1 板221a与第2板221b的宽度最小的地点。
借助这种强度加强部222，接地部221可以抑制过度变形，在结构上保持刚性。
所述引线连接构件220如前所述，在与电池单元层叠体100的电池单元引线111位置对应的每个高度，均可在主框架210上安装多个。而且，多个引线连接构件220中至少2个引线连接构件220可以借助通电构件230而相互电连接。
例如，如果参照图2及图7，本实施例的电池单元层叠体100由4 个电池单元110构成，电池单元层叠体100两侧电池单元引线111可以分别插入连接于电池单元引线连接装置200的引线连接构件220。而且，引线连接构件220可以借助于通电构件230而两个两个地分别连接。
此时，以正极引线位于相同方向的方式层叠电池单元110后，将电池单元引线111分别插入相应引线连接构件220，则电池单元110可以并联连接。
另外，以某一个电池单元110的负极引线位于另一个电池单元 110正极引线上的方式层叠电池单元110后，将电池单元引线111插入相应引线连接构件220，则电池单元110可以串联连接。
当然，本实施例的电池单元层叠体100出于附图的便利而只由4 个电池单元110构成，但电池单元层叠体100也可以由5个以上电池单元110构成，为了电池单元110间的串联及/或并联连接，可以构成为使3个以上引线连接构件220借助通电构件230而连接，或某一个通电构件230与另一个通电构件230借助又一个通电构件230而连接。
通电构件230可以以附着于主框架210外面的形态或埋设于内部的形态配置。在本实施例中，构成为通电构件230配置于主框架210 的内部。如上所述，通电构件230配置于作为绝缘体的主框架210内部，从而可以进一步降低电池单元110间短路危险性。
通电构件230作为导体，可以由电缆及汇流条中至少某一者的组合构成。在本实施例中，通电构件230可以为板形态的汇流条。所述通电构件230可以构成为由剖面大致折弯成形态的上板和下板部分分别连接于2个引线连接构件220的一端部。例如，所述上板和下板可以分别与引线连接构件220的一端部以螺栓连接或焊接。当然，通电构件230也可以与2个引线连接构件220一体成型。
基础框架240为平板形态，是支撑电池单元层叠体100的构成。这种基础框架240提供能够层叠电池单元110的环境。因此，层叠于基础框架240上的电池单元110的电池单元引线111可以沿着高度方向相互间平行地排列。以基础框架240为基准，如果电池单元引线111 位于既定的高度，那么，与相应引线连接构件220的插入连接将会更容易。
本实施例的基础框架240可以与2个主框架210一体形成。即，基础框架240可以以两端部连接于2个主框架210下端部的形态配备。
根据如上所述的本发明的电池单元引线连接装置200的构成，与以往的焊接方式相比，电池单元110间的电连接会更容易。另外，在初始电池模块10测试阶段，如果有不良电池单元，则可以轻松将其去除，而且，在大、中型电力装置的运营方面，可以很容易地去除及更换电池单元平衡(Cell Balancing)上退化的电池单元。
图8是概略地显示本发明另一实施例的电池模块的构成的立体图，图9是图8的电池模块的主要部分剖面图。
下面参照图8至图9，对本发明另一实施例的电池单元引线连接装置200进行说明。相同的构件标号代表相同的构件，省略对相同构件的重复说明，以与前述实施例的差异为主进行说明。
本发明另一实施例的电池单元引线连接装置300构成为不同于前述实施例，引线连接构件320与通电构件330可以一体形成，通电构件330附着于主框架310的外面。
本实施例的电池单元层叠体100可以由共8个电池单元110构成。而且，各电池单元110的正极引线和负极引线可以交错地层叠。此时，共8个的电池单元110的正极引线与负极引线可以构成为分别与位于电池单元层叠体100两侧的引线连接构件220连接。
如果参照本实施例的图8及图9，安装于左侧主框架310的引线连接构件320中，最上端的引线连接构件320与最下端的引线连接构件320可以延长到装置外部。为此，左侧主框架310可以在上端部和下端部还分别具备狭缝(图中未示出)，通过这种狭缝(图中未示出)，电缆或汇流条可以在外部连接最上端的引线连接构件320和最下端的引线连接构件220。
而且，位于最上端的引线连接构件320与最下端的引线连接构件 320之间的6个引线连接构件320可以构成为以2个为一对，借助通电构件330而连接。
相反，安装于右侧主框架310的8个引线连接构件320可以构成为以2个为一对，借助通电构件330而相互连接。
根据这种电池单元引线连接装置300构成，例如，如图9所示，以正极引线与负极引线沿着高度方向相互交替摆放的方式使电池单元 110层叠，如果将正极引线和负极引线111插入于相应引线连接构件 220，则8个电池单元110可以串联连接。
前述实施例的主框架210具备隔壁213，但本实施例的主框架不具备隔壁。取而代之，本实施例可以在主框架310与电池单元110之间包括分隔框架350。
分隔框架350可以在主框架310与层叠的电池单元110之间形成壁体，在与引线连接构件320对应的位置具备电池单元引线111能够通过的贯通孔H。
电池单元引线111如图8及图9所示，一个个插入于所述贯通孔 H，从而可以防止短路。
另一方面，本发明的电池组可以包括一个以上本发明的电池模块。另外，本发明的电池组除了这种电池模块之外，可以还包括用于控制电池模块的充放电的各种装置，比如说BMS(Battery Management System，电池管理系统)、电流传感器、保险丝等。
以上对本发明的优选实施例进行了图示、说明，但本发明不限定于上述特定的优选实施例，在不超出本发明请求保护的范围中请求的本发明要旨的情况下，相应发明所属技术领域的技术人员均可进行多样的变形实施，而且，这种变更也在本发明请求保护的范围内。
另一方面，在本说明书中，使用了诸如上、下、左、右等代表方向的术语，但这种术语只是为了说明的便利，可以根据观测者观察的位置或对象放置的位置等而不同地表现，这是本发明的从业人员不言而喻的。
