具有提高的安全性的电池组的制作方法

1.本技术要求2021年8月26日在韩国提交的韩国专利申请第10-2021-0113529号和2022年8月24日在韩国提交的韩国专利申请第10-2022-0106420号的优先权，这些专利申请的公开内容通过引用并入本文中。
2.本公开涉及一种电池，更特别地，涉及一种被构造成在发生诸如热失控的事件时具有改进的安全性的电池组以及涉及一种包括该电池的车辆和能量存储系统。


背景技术：

3.最近，随着诸如智能手机和智能平板的便携式电子产品的需求迅速增加并且机器人、电动车辆等正在真切地商业化，关于允许重复地充电和放电的高性能二次电池的研究已经在积极进行。
4.目前商业化的二次电池组包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂二次电池等。特别地，与镍基二次电池相比，锂二次电池几乎没有记忆效应，从而确保自由充电和放电，而且锂二次电池由于放电率极低且能量密度高而备受瞩目。
5.二次电池可以单独使用，但通常在很多情况下，多个二次电池彼此串联和/或并联地电连接。特别地，多个二次电池可以在彼此电连接的同时被容纳在一个模块壳体内，以构成一个电池模块。此外，该电池模块可以单独使用，或者两个或更多个电池模块可以彼此串联和/或并联地电连接，以形成诸如电池组的更高层次的装置。这里，电池模块和电池组可以互换使用。
6.最近，随着诸如电力短缺的问题或者生态友好型能源已经出现，用于存储所产生的电力的能量存储系统(ess)受到了广泛的关注。通常，当使用这种能量存储系统时，容易构建诸如智能电网系统的电力管理系统，从而可以在特定地区或城市中容易地控制电力供应和需求。此外，随着电动车辆的商业化进程如火如荼，该能量存储系统可以应用于能够为电动车辆充电的电动充电站。
7.在能量存储系统中所使用的电池组中，至少一个电池模块、特别是多个电池模块可以被容纳在电池组壳体的内部空间中。此外，电池组可以通过电池组端子被连接到诸如外部充电/放电装置或另一个电池组的外部部件，该电池组端子被设置在电池组壳体的至少一侧上。此时，在电池组的内部，可以将连接在电池组端子和模块端子之间的电力线缆或铜汇流条设置成用于供应电力的通路。特别地，当包括了多个电池模块并且正电极电池组端子和负电极电池组端子均位于同一侧时，电池模块的被定位成远离电池组端子所位于的部分的模块端子能够通过拉长电力线缆等而与电池组端子连接。
8.然而，在这种构造中，当在特定的电池模块中发生诸如热失控的热事件时，排气可能从对应的电池模块中排出。此时，从电池模块排出的排气可能处于高温状态、诸如约950℃。此外，排气可能包括火花、熔化的电极排出物、火焰等。
9.当具有如此高热量的排气被排出时，电池组内部的电气连接部件(诸如电力线缆)可能因排气而损坏。此外，由于这种损坏，可能会发生短路等问题。特别地，在电力线缆中，
铜线可能被构造成覆盖有绝缘体，并且涂层可能由于高温排气而熔化，从而使得内部的铜线可能暴露在外。这时，当电力线缆的铜线接触到电池组的导体时，可能会发生短路。此外，电池组的电池组壳体可能由诸如钢的导电金属材料制成。这里，当电力线缆由于排气的流动或振动而接触到电池组壳体时，可能会发生短路。此外，这种短路可能会导致电池组发生故障或损坏并且引起着火，这可能是一个大问题。


技术实现要素：

10.技术问题
11.本公开被设计成解决相关技术的问题，因此，本公开旨在提供一种电池组，该电池组被构造成即使因热失控等而在该电池组中产生高温气体等仍确保安全性，并且本公开旨在提供包括该电池组的应用。
12.然而，本公开所要解决的技术问题不限于以上问题，并且本领域技术人员将从以下公开内容中清楚地理解本文中未提及的其它问题。
13.技术方案
14.在本公开的一个方面中，提供了一种电池组，该电池组包括：电池模块，该电池模块包括至少一个电池单体和模块端子；电池组壳体，该电池组壳体被构造成覆盖电池模块的外侧的至少一部分，并且在至少一侧上具有电池组端子；以及安全汇流条，该安全汇流条被连接在模块端子和电池组端子之间或在模块端子之间，以提供电力通路，并且该安全汇流条被构造成通过从电池模块排出的排气而阻断电力通路。
15.这里，安全汇流条可以被设置在排气从电池模块排出的部分中。
16.此外，可以包括多个电池模块，并且所述多个电池模块在至少一个方向上堆叠，并且安全汇流条可以被构造成沿着电池模块的堆叠方向伸长。
17.此外，所述多个电池模块可以在左右方向上并排布置，使得排气向前或向后排放，并且安全汇流条可以被设置在所述多个电池模块的堆叠的前侧或后侧处。
18.此外，安全汇流条可以包括两种或更多种不同类型的金属。
19.此外，安全汇流条可以被构造成使得所述两种或更多种不同类型的金属彼此结合。
20.此外，安全汇流条可以被构造成使得所述两种或更多种不同类型的金属中的至少一种金属能够由排气熔化。
21.此外，安全汇流条可以包括两个或更多个具有不同熔点的金属层，并且具有低熔点的金属层可以比具有高熔点的金属层厚。
22.此外，在安全汇流条中，具有高熔点的金属层可以被形成为多个层。
23.在本公开的另一方面中，还提供了一种能量存储系统，该能量存储系统包括根据本公开的电池组。
24.在本公开的另一方面中，还提供了一种车辆，该车辆包括根据本公开的电池组。
25.有益效果
26.根据本公开，可以提供一种具有安全性的电池组，该电池组针对因诸如热失控的事件而在内部产生排气等的情况确保安全性。
27.特别地，根据本公开的实施例，能够更有效地防止由于从电池模块排出的排气对
电源连接部件造成的损害而发生短路。
28.因此，根据本公开的该实施例，可以消除诸如因内部短路而发生二次着火的风险因素。
附图说明
29.附图示出了本公开的优选实施例，并且与前述公开内容一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，因此，本公开不应被解释为限于图示。
30.图1是示意性地示出了根据本公开的实施例的电池组的构造的立体图。
31.图2是示出了图1的一些部件的分解立体图。
32.图3是示出了被包括在根据本公开的实施例的电池组中的一个电池模块的立体图。
33.图4是其中将图3的一些部件分离或移除的形式的局部立体图。
34.图5是示出了从顶部观察的根据本公开的实施例的电池组的构造的剖视图。
35.图6是示出了图5中的a1部分的放大立体图。
36.图7是示意性地示出了由图6的构造中的排气来切断安全汇流条的构造的视图。
37.图8是示意性地示出了根据本公开的实施例的电池组的前端的构造的视图。
38.图9是示意性地示出了从顶部观察的根据本公开的实施例的安全汇流条的构造的剖视图。
39.图10是示意性地示出了根据本公开的实施例的电池组的一些部件的剖视图。
40.图11是示意性地示出了根据本公开的另一个实施例的安全汇流条的一些部件的立体图。
41.图12是示意性地示出了根据本公开的又一个实施例的安全汇流条的一些部件的立体图。
42.图13是示意性地示出了根据本公开的又一个实施例的安全汇流条的一些部件的立体图。
具体实施方式
43.下文中，将参照附图对本公开的优选实施例进行详细描述。在描述之前，应该理解的是，说明书和所附权利要求书中使用的术语不应被解释为限制于一般含义和词典含义，而是基于允许发明人适当限定术语以实现最佳解释的原则，按照与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。
44.因此，本文中所提出的描述仅是出于说明目的的优选示例，而不旨在限制本公开的范围，因此应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其做出其它等同和修改。
45.图1是示意性地示出了根据本公开的实施例的电池组的构造的立体图，并且图2是示出了图1的一些部件的分解立体图。
46.参照图1和图2，根据本公开的电池组包括电池模块100、电池组壳体200以及安全汇流条300。
47.电池模块100可以包括至少一个电池单体，以存储和释放能量。这里，每一个电池单体可以意指二次电池。此外，一个或多个电池模块100可以被包括在电池组中。特别地，为
了提高电池组的容量和/或输出，如图1和图2中所示，多个电池模块100可以被包括在电池组中。在这种情况下，多个电池模块100可以布置在至少一个方向上。作为示例，图1和图2示出了如下形式：八个电池模块100布置在x轴方向上。
48.图3和图4更详细地示出了电池模块100的更具体构造的示例。
49.图3是示出了被包括在根据本公开的实施例的电池组中的一个电池模块100的立体图。此外，图4是其中将图3的一些部件分离或移除的形式的局部立体图。
50.参照图3和图4，电池模块100可以包括电池单体110(二次电池)。
51.这里，电池单体110可以包括电极组件、电解液(电解质)以及电池壳体。尽管在图3和图4中示出了袋式二次电池，但诸如圆柱形电池或棱柱形电池的其它类型的二次电池也可以被包括在电池模块100中。
52.可以包括多个二次电池。例如，如附图所示，电池组件可以被构造成如下形式：多个袋式二次电池以平躺的状态在上下方向上堆叠。这时，电池的电极引线111可以彼此直接接触，或者通过汇流条等电连接。
53.此外，电池模块100可以包括模块端子140。例如，在电池模块100中，每一个电池单体110的电极引线111可以位于前侧和/或后侧，并且模块端子140可以被定位成到电极引线111。特别地，模块端子140可以位于电池模块100的前侧和/或后侧，并且被构造成向前和/或向后突出。此外，每一个电池模块100可以包括正电极模块端子140(+)和负电极模块端子140(-)来作为模块端子140。此时，正电极模块端子140(+)和负电极模块端子140(-)可以位于电池模块100的同一侧上，例如如图所示地位于前侧(-y轴方向)。模块端子140可以允许电池模块100中所包括的二次电池(电池单体)110被电连接到电池模块100之外的其它部件(诸如另一个电池模块100)。
54.电池壳体200可以被构造成覆盖电池模块100的外侧的至少一部分。此外，电池组壳体200可以被构造成限定内部空间，并且将一个或多个电池模块100容纳在该内部空间中。也就是说，电池组壳体200可以被构造成包围至少一个电池模块100的外侧的至少一部分。例如，如图1和图2所示，电池组壳体200可以包括前壳体210、后壳体220以及左壳体230，并且被构造成覆盖多个电池模块100的堆叠的前端、后端和左部。此外，电池组壳体200可以包括右壳体、上壳体和/或下壳体，以覆盖电池模块100的堆叠的右侧、上部和/或下部。
55.此时，电池组端子201可以被设置在电池组壳体200的至少一侧上。电池组端子201可以用作能够与用于电池组的外部充电或放电装置交换电力的端子。也就是说，电池组端子201可以是能够向在电池组内部的每一个电池模块100供应充电电力或者提供从每一个电池模块100向外部供应的放电电力的端子。电池组端子201可以包括正电极电池组端子201(+)和负电极电池组端子201(-)。特别地，正电极电池组端子201(+)和负电极电池组端子201(-)可以位于电池组的同一侧上。例如，如图1和图2所示，电池组的正电极电池组端子201(+)和负电极电池组端子201(-)可以位于左壳体230中。
56.电池组壳体200的至少一部分可以由诸如钢的材料制成，以通过确保机械强度来保护内部部件。此外，电池组壳体200的至少一部分可以用作管道。例如，在图1和图2中，前壳体210可以用作管道。这时，在电池组壳体200的至少一侧中，可以形成与管道连通的排放孔，如图1中h1所指示。因此，朝向前壳体210排放的排气可以沿着前壳体210的内表面流动，然后通过排放孔h1排放到电池组壳体200的外部。此时，排气不仅本身是高温的，而且还可
能包括高温的活性材料颗粒或火焰。因此，前壳体210可以由诸如钢的材料制成，以容易地承受这种高温物质。然而，电池组壳体200可以由各种其它材料或形状制成。此外，电池组壳体200可以部分地由不同的材料制成。
57.可以包括安全汇流条300来作为在电池组中提供电力通路的部件。此外，一个或多个安全汇流条300可以被设置在电池组中。
58.特别地，安全汇流条300可以被连接在设置于电池模块100中的模块端子140和设置于电池组壳体200中的电池组端子201之间。此外，安全汇流条300可以提供电气通路，充电电力或放电电力可以通过该电气通路在电池模块100和电池组端子201之间移动。例如，安全汇流条300的两端可以分别被连接到至少一个电池模块100的负电极模块端子140(-)和电池组壳体200的负电极电池组端子201(-)。
59.可替代地，当多个电池模块100被包括在电池组壳体200中时，安全汇流条300可以被连接在分别由多个电池模块100设置的模块端子140之间，使得电池模块100被串联和/或并联连接。例如，安全汇流条300的两端可以分别被连接在至少一个电池模块100的正电极模块端子140(+)和另外的至少一个电池模块100的负电极模块端子140(-)之间。
60.安全汇流条300可以包括导电材料，以提供电力通路。例如，安全汇流条300可以由具有导电性的金属材料制成。此外，安全汇流条300还可以具有电绝缘材料，从而不与其它部件接触。例如，安全汇流条300可以包括具有电绝缘性的塑料材料，并且可以被构造成覆盖金属材料的外侧。此外，安全汇流条300可以以柔性汇流条的形式来实施，该柔性汇流条被构造成具有其中金属板由聚合物材料包裹的柔性的形式。
61.特别地，在根据本公开的电池组中，安全汇流条300可以被构造成提供电力通路，使得电力通路由排气阻断。也就是说，当在电池组中所包括的一个或多个电池模块100中由于热失控等而产生排气时，安全汇流条300可以被构造成通过排气阻断电力通路。此外，当在电池组中包括多个安全汇流条300时，所有或一些安全汇流条300可以被构造成通过排气阻断电力通路。
62.根据本公开的这种构造，当从电池模块100产生排气时，可以改善电池组的安全性。此外，从电池模块100产生排气的情况可以被称为异常情况。在这种异常情况下，如果安全汇流条300的电力通路被阻断，则可以阻断到电池组的充电和放电电力连接。因此，能够阻断或减少因持续对异常电池组充电或放电而可能发生的危险因素。
63.同时，除了安全汇流条300之外，根据本公开的电池组还可以包括通用形式的电池组汇流条。例如，当包括多个电池模块100时，连接电池模块100的汇流条可以具有通用形状，例如为由一个铜板制成的形状，而非安全汇流条300。此外，当采用安全汇流条300来作为负电极电池组端子201(-)上的电池组汇流条时，在正电极电池组端子201(+)上可以采用公共电池组汇流条，即，由铜板制成的通用电池组汇流条。
64.安全汇流条300可以被设置在排气从电池模块100排出的部分处。这将参照图5和图6以及上述图1至图4进行更详细地描述。
65.图5是示出了从顶部观察的根据本公开的实施例的电池组的构造的剖视图。此外，图6是示出了图5中的a1部分的放大立体图。然而，在图6中，为了方便说明，未示出电池组壳体200。
66.参照图5和图6，当在一个电池模块100内部产生排气时，排气可以如箭头所指示地
在-y轴方向上朝向前侧排出。此外，安全汇流条300可以位于电池模块100的前侧上，这是排出排气所通过的通路。
67.特别地，如图3和图4所示，电池模块100可以包括模块壳体120和汇流条组件130。
68.这里，模块壳体120可以被构造成在内部空间中容纳至少一个二次电池。例如，如图所示，模块壳体120可以包括上板121、下板122、侧板123以及后板124。此外，所述多个板可以彼此联接，以在有限的内部空间中容纳电池组件。
69.这里，模块壳体120中所包括的一些板、诸如下板122和侧板123可以彼此成一体。在这种情况下，下板122和侧板123的一体形状可以是大约u形。可替代地，下板122、侧板123(左板、右板)和上板121可以被构造成彼此成一体的管状单框架的形式。模块壳体120的板可以在联接状态下限定内部空间。此外，电池单体组件可以被容纳在该内部空间中。
70.模块壳体120可以被构造成使得至少一侧是开放的。此外，电池单体组件的电极引线111可以位于开放部分中。
71.特别地，电池模块100可以包括汇流条组件130，以被联接到模块壳体120的开放部分。例如，如图3和图4所示，汇流条组件130可以被联接到模块壳体120的前侧的开放部分。电池组件的电极引线111可以位于模块壳体120的前侧中。此外，汇流条组件130可以与电极引线111联接。作为更具体的示例，如图3和图4所示，汇流条组件130可以包括汇流条外壳131和模块汇流条132。
72.这里，汇流条外壳131可以由电绝缘材料、诸如塑料材料制成。此外，汇流条外壳131可以被构造成使得模块汇流条132被安置并固定在该汇流条外壳131上。此外，模块汇流条132可以由导电材料、诸如金属材料制成。此外，模块汇流条132可以被连接到至少一个电极引线111，以电连接两个或更多个电极引线111或者将感测信息发送到控制单元、诸如电池管理系统(bms)。
73.如上所述的根据本公开的电池组中所包括的电池模块100可以被构造成使得仅仅特定部分、例如汇流条组件130所位于的前侧打开，并且其它部分可以密封。在这种情况下，当在电池模块100内部产生排气等时，可以促使排气等仅排放到模块壳体120的开放部分、例如汇流条组件130所位于的前侧。特别地，可以在汇流条组件130中形成狭槽，使得电极引线111可以穿过该狭槽。此时，如图5和图6中的箭头所指示，模块内部的气体、火花、火焰等可以通过汇流条组件130的狭槽排放到模块壳体120的外部。
74.此外，安全汇流条300可以位于排气从如上所述的电池模块100排出的部分中。因此，在根据本公开的电池组中，可以认为每一个电池模块100被构造成通过模块壳体120和汇流条组件130的构造而将内部产生的排气引向安全汇流条300。也就是说，可以认为，安全汇流条300位于开放部分中，使得排气可以从电池模块100排出。此外，当如上所述排气被引向安全汇流条300并排出时，可以通过排气的温度和/或压力阻断安全汇流条300的电力通路。
75.特别地，安全汇流条300可以被构造成使得该安全汇流条300的至少一部分由排气切断。这将参照图7进行更详细地描述。
76.图7是示意性地示出了由图6的构造中的排气切断安全汇流条300的构造的视图。
77.与图6一起参照图7，当排气排放到电池模块100的前侧、特别是朝向汇流条组件130排放时，高温排气可以以高压被排放到位于汇流条组件130前方的安全汇流条300。此
外，由于排气的高温和高压，可以将安全汇流条300的对应部分移除和切断。特别地，安全汇流条300的预定部分可以由于排气的排放而以破碎的形式被移除。
78.在这种情况下，通过切断安全汇流条300，可以稳定地确保电力通路的阻断效果。此外，在这种情况下，即使是安全汇流条300的预定部分、特别是具有导电性的部分也可以以细小颗粒的形式被完全移除。因此，可以防止被切断的安全汇流条300与作为导体的电池组壳体200或不同极性的电极端子接触而造成短路的问题。
79.此外，安全汇流条300可以被构造成使得至少一部分被固定到电池模块100或电池组壳体200。例如，安全汇流条300可以被构造成被固定到多个电池模块100的模块壳体120或汇流条组件130。在这种情况下，尽管有排气的喷射压力，安全汇流条300的位置仍可以固定，并且可以更顺利地执行通过排气进行的局部移除过程。
80.同时，如上所述，根据本公开的电池模块100可以被构造成使得仅仅前侧打开，但后侧也可以与前侧一起被构造成打开的形式。在这种情况下，在图3的电池模块100的构造中，可以包括汇流条组件130来代替后板124。此外，在这种情况下，电池组壳体200的后壳体220可以像前壳体210那样用作管道。
81.图8是示意性地示出了根据本公开的实施例的电池组的前端的构造的视图。
82.与图1、图2和图5一起参照图8，根据本公开的电池组可以包括多个电池模块100。在这种情况下，多个电池模块100可以在至少一个方向上堆叠。例如，如包括图8在内的各种附图所示，该电池组可以包括八个电池模块100，这八个电池模块100在水平方向、特别是左右方向(x轴方向)上并排布置。
83.这里，安全汇流条300可以被构造成沿着电池模块100的堆叠方向伸长。也就是说，当电池模块100在水平方向上并排布置时，安全汇流条300可以被构造成在水平方向上伸长。例如，如图8等所示，安全汇流条300可以被构造成沿着左右方向(x轴方向)伸长，该左右方向是电池模块100的堆叠方向。
84.此外，安全汇流条300可以被连接在电池组端子201和模块端子140之间，以提供电力通路。此时，电池模块100的被定位成离电池组壳体200一侧上的电池组端子201最远的模块端子140需要与电池组端子201连接。对于这种连接构造，可以采用根据本公开的安全汇流条300。
85.例如，在图8的构造中，电池组端子201可以位于电池组的左端处。此时，堆叠在电池组最右侧上的电池模块100的一个模块端子140需要被连接到电池组端子201。此时，安全汇流条300可以被构造成在左右方向上伸长，以连接位于电池组的左侧上的电池组端子201和位于右侧上的电池模块100的模块端子140。作为更具体的示例，安全汇流条300可以被设置成连接位于左侧上的负电极电池组端子201(-)和位于最右侧上的电池模块100的负电极模块端子140(-)。
86.此外，在左右方向上并排设置的多个电池模块100中的每一个可以被构造成向前或向后排放排气。例如，在图8的构造中，如上文在图3至图6中所描述的那样，八个电池模块100中的每一个可以在汇流条组件130所位于的前侧处打开，使得排气可以通过前部(-y轴方向)排出。
87.在这种情况下，安全汇流条300可以被设置在多个电池模块100的堆叠的前侧或后侧上。例如，如图8等所示，一个安全汇流条300可以相对于所有八个电池模块100被设置在
前侧或后侧上。特别地，当排气从每一个电池模块100排放到前侧时，安全汇流条300可以被构造成在左右方向上伸长，从而被设置在八个电池模块100的前侧上。也就是说，安全汇流条300可以被设置在开放部分的外侧上，排气通过该开放部分从电池模块100排出。此外，当排气从每一个电池模块100朝向汇流条组件130的狭槽排出时，安全汇流条300可以被设置在汇流条组件130的外侧上，例如被设置在汇流条组件130的狭槽的前侧上。
88.根据本公开的该实施例，即使在电池组中所包括的多个电池模块100中的任何电池模块100中产生了排气，安全汇流条300也可以由排气切断。因此，在这种情况下，通过一个安全汇流条300，可以有效地实现用于在多个电池模块100的排气期间确保安全的构造。
89.图9是示意性地示出了从顶部观察的根据本公开的实施例的安全汇流条300的构造的剖视图。例如，图9可以被视为沿着图7的线a3-a3'的截面构造。
90.参照图9，安全汇流条300可以被构造成包括两种或更多种不同类型的金属。特别地，安全汇流条300可以包括两种或更多种具有不同熔点的金属。此外，安全汇流条300可以包括两种或更多种具有不同导电性的金属。
91.例如，安全汇流条300可以包括第一种金属(诸如图9中由m1表示的部分)和第二种金属(诸如由m2表示的部分)。在这种情况下，第二种金属可以是具有比第一种金属低的熔点和导电性的金属。作为更具体的示例，安全汇流条300可以包括铜和铝。
92.根据本公开的该实施例，通过具有高熔点和导电性的金属(诸如铜)，安全汇流条300本身的电力传输功能可以保持在一定水平或以上。此外，当排气对安全汇流条300中具有低熔点和低导电性的金属施加热量时，该金属熔化，以从安全汇流条300中分离或移除，从而使安全汇流条300被切断，以稳定地实现电力通路阻断功能和短路预防功能。因此，在这种情况下，正常状态下的电力传输功能以及紧急情况下的电力阻断功能和短路预防功能都可以由安全汇流条300稳定地执行。
93.此外，安全汇流条300可以被构造成使得两种或更多种不同类型的金属彼此结合。特别地，安全汇流条300可以被构造成使得两种或更多种类型的金属板在彼此表面接触的状态下彼此结合。在这种情况下，可以认为安全汇流条300被构造成具有两种或更多种类型的金属的包层金属的形式。
94.例如，参照图9，安全汇流条300可以被构造成第一金属板和第二金属板彼此结合的形式。这里，第一金属板可以是由铜制成的金属板，即铜板，而第二金属板可以是由铝制成的金属板，即铝板。此时，安全汇流条300可以被认为具有由铜和铝制成的包层金属。
95.根据本公开的该实施例，所有的电力传输功能、电力阻断功能以及短路预防功能都可以通过两种或更多种不同类型的金属板、特别是不同熔点的金属板来容易地执行。
96.此外，当安全汇流条300包括两种或更多种不同类型的金属时，这些金属中的至少一种可以被构造成能够由排气熔化。例如，安全汇流条300中所包括的至少一种类型的金属可以由熔点低于排气温度的材料制成。作为更具体的示例，当从被包括在电池组中的电池模块100产生排气时，如果排气的温度约为950℃，则可以使用熔点低于该排气温度的金属材料作为第二金属板。例如，第二金属板可以由熔点约为660℃的铝材料制成。因此，在这种情况下，当气体从电池模块100排出时，第二金属板可以容易地由排气熔化。此外，第二金属板的熔融材料可以通过排气的压力从安全汇流条300释放。
97.在这种情况下，第一金属板可以由熔点比第二金属板的熔点高的材料制成。特别
地，第一金属板可以由熔点约为1084℃的铜材料制成。即使由铜制成的第一金属板的熔点略高于排气的温度，但由于第二金属板的存在，厚度可以不会很厚。因此，第一金属板也可以以破碎的形式由排气移除。
98.此外，当安全汇流条300包括两个或更多个具有不同熔点的金属层时，具有低熔点的金属层可以被形成为比具有高熔点的金属层厚。换言之，在安全汇流条300中，具有高熔点的金属层可以被形成为比具有低熔点的金属层薄。
99.例如，在图9的实施例中，当第一金属板(第一金属层m1)的厚度为t1，并且第二金属板(第二金属层m2)的厚度为t2时，安全汇流条300可以被设计成使得t1和t2具有以下关系：
100.t1《t2。
101.此外，第一金属板可以由两层、即内金属板m11和外金属板m12形成。在这种情况下，当内金属板m11的厚度为t11，并且外金属板m12的厚度为t12时，第一金属板m1的厚度t1可以是将内金属板m11的厚度t11和外金属板m12的厚度t12相加得到的值。在这种情况下，第二金属板m2的厚度可以大于内金属板m11和外金属板m12的厚度之和。
102.此外，第二金属板的厚度可以是第一金属板的厚度的2倍或以上、3至4倍或以上、或7至8倍或以上。例如，当将铜板用作第一金属板并且将铝板用作第二金属板时，铜板的厚度t1可以是0.05毫米，并且铝板的厚度t2可以是0.45毫米。
103.根据本公开的这种构造，可以更稳定地确保由安全汇流条300实现的电力传输和阻断功能、短路预防功能等。也就是说，根据本实施例，即使将具有高熔点和良好导电性的第一金属板包括在安全汇流条300中以提高电力传输功能，但也可以认为包括相对较大量的具有低熔点的第二金属板。因此，在紧急情况下，安全汇流条300的电力阻断功能和短路预防功能可以更有效地通过排气来实现。
104.同时，安全汇流条300可以进一步包括绝缘层p。绝缘层p由具有电绝缘性的材料、例如塑料材料制成，并且可以位于安全汇流条300的外侧上。例如，如图9所示，绝缘层p可以被构造成包围第一金属层m1和第二金属层m2。因此，在图9所示的截面构造的情况下，可以认为安全汇流条300包括内绝缘层p、第一金属层m1(内金属板)、第二金属层m2、第一金属层m1(外金属板)以及外绝缘层p。
105.根据安全汇流条300的外侧以这种方式由绝缘层p包围的形式，诸如第一金属层m1和第二金属层m2的导体在正常状态下可以不暴露在外。因此，可以防止在正常状态下由安全汇流条300和在安全汇流条300周围的导体之间的接触所引起的漏电或短路问题。然而，绝缘层p可以由排气熔化，并且根据本公开的该实施例，由于被包括在内部的金属层可以由排气熔化或破碎并被移除，因此可以更稳定地确保由安全汇流条300实现的短路预防功能。
106.在安全汇流条300中，具有高熔点的金属层可以被形成为多个层。例如，如上文在图9的实施例中所述，诸如铜板的具有相对较高熔点的第一金属板(第一金属层m1)可以被形成为多个层。也就是说，在图9的实施例中，第一金属板是铜板，并且可以被认为具有内铜板和外铜板。
107.特别地，多个第一金属板可以被设置在具有低熔点的第二金属板的两侧上。例如，安全汇流条300可以被构造成具有金属层，包括一个铝层和位于该铝层的两个表面上的两个铜层。
108.根据本公开的该实施例，第一金属板的厚度可以被制造成更薄。也就是说，为了确保安全汇流条300的导电性达到一定水平或以上，如果第一金属板的厚度需要达到一定水平或以上，则可以将第一金属板被构造成多个层，使得每一层的厚度变薄。例如，为了确保安全汇流条300的导电性，如果第一金属板的厚度需要达到0.05毫米或以上，则可以将0.05毫米的厚度分为两个层或以上，使得每一个第一金属板的厚度变薄。例如，当第一金属板包括内金属板和外金属板时，内金属板和外金属板中的每一个可以具有0.025毫米的厚度。
109.根据本公开的该实施例，通过确保第一金属板m1的整个厚度为一定水平或以上，可以稳定地保持安全汇流条300的导电性。此外，由于每一个第一金属板m1的厚度变薄，因此可以容易地实现由排气破碎成粉末等的效果。特别地，当第一金属板是铜板时，铜的熔点可能高于排气的温度，但随着其厚度变薄，排气的破碎效果可以更容易实现。
110.此外，当第一金属板m1包括内金属板和外金属板时，内金属板可以具有与外金属板相同的厚度。在这种情况下，通过使内金属板和外金属板的厚度尽可能地薄，可以更容易地实现使第一金属板破碎的效果。
111.可替代地，在安全汇流条300中，内金属板的厚度可以被形成为比外金属板的厚度薄。当排气从电池模块100排出时，该排气可能首先与内金属板碰撞。此时，当内金属板的厚度较薄时，可以更容易地移除内金属板，并且第二金属板可以更快地熔化。
112.同时，如上所述，安全汇流条300的至少一部分可以由从电池模块100排出的排气切断，从而可以实施电力阻断和短路预防功能。此时，电池组的其它部件、诸如电池模块100可以被构造成更容易地实施由排气切断安全汇流条300的构造。与此相关的实施例将参照图10进行更详细地描述。
113.图10是示意性地示出了根据本公开的实施例的电池组的一些部件的剖视图。特别地，在图10中，为了方便解释，示出了汇流条组件130的汇流条外壳131以及安全汇流条300，而不包括其它部件。
114.参照图10，从电池模块100的内侧向外侧地穿透的狭槽s1至s6可以被形成在汇流条外壳131中。在图10中，左侧是电池模块100的内部，并且右侧是电池模块100的外部。此外，二次电池的电极引线111可以被插入到该狭槽s1至s6中，并且在外侧被连接到模块汇流条132。此外，当在电池模块100内部产生排气时，排气可以如箭头所指示地通过狭槽s1至s6排放到外部。
115.此时，汇流条组件130的狭槽s1至s6、特别是汇流条外壳131的狭槽可以被构造成使得通过该狭槽的排气被引向安全汇流条300。更详细地参见图10的构造，安全汇流条300可以位于汇流条组件130的前侧(外侧)上。此时，汇流条组件130的狭槽s1至s6中的至少一些可以被构造成倾斜的形状，使得排气流向安全汇流条300。
116.此外，安全汇流条300位于汇流条组件130的前侧上，但也可以位于上下方向(z轴方向)上的中心部分中。此时，汇流条组件130的狭槽s1至s6中的至少一些可以被构造成朝向前中心部分倾斜的形状。也就是说，如s1和s2，汇流条组件130中的在竖直方向(z轴方向)上高于安全汇流条300的狭槽可以被构造成从内侧向外侧向下倾斜。此外，如s5和s6，汇流条组件130中的在竖直方向(z轴方向)上低于安全汇流条300的狭槽可以被构造成从内侧向外侧向上倾斜。此外，如s3和s4，汇流条组件130中的在上下方向上位于中心部分中的狭槽在竖直方向(z轴方向)上与安全汇流条300类似地定位，因此可以被构造成在水平方向(与
地面平行的方向)上排出。
117.根据本公开的这种构造，通过汇流条组件130的狭槽的排气可以集中在安全汇流条300上。因此，可以进一步改善切断和移除安全汇流条300的效果。
118.此外，当汇流条组件130的狭槽被构造成倾斜形状时，至少一些狭槽可以具有不同的倾斜角。这里，倾斜角可以意指从水平方向(y轴方向)倾斜的角度。
119.此外，即使是向下倾斜的狭槽也可以被构造成具有不同的倾斜角。例如，在图10的实施例中，被定位成高于安全汇流条300的狭槽s1和s2向下倾斜，但这些狭槽的斜率可以彼此不同。特别地，位于相对上侧处的狭槽s1的在向下方向上的倾斜角可以比位于相对下侧处的狭槽s2的倾斜角大。也就是说，随着狭槽被定位成在上下方向上比安全汇流条300越高，其倾斜角可以被形成为在向下方向上越大。
120.此外，即使是向上倾斜的狭槽也可以被构造成具有不同的倾斜角。例如，在图10的实施例中，被定位成低于安全汇流条300的狭槽s5和s6向上倾斜，但这些狭槽的斜率可以彼此不同。特别地，位于相对下侧处的狭槽s6的在向上方向上的倾斜角可以比位于相对上侧处的狭槽s5的倾斜角大。也就是说，随着狭槽被定位成在上下方向上比安全汇流条300越低，其倾斜角可以被形成为在向上方向上越大。
121.也就是说，当如本实施例中那样包括多个狭槽时，在上下方向上与安全汇流条300相距更远的狭槽可以被构造成具有相对更大的倾斜角。
122.根据本公开的该实施例，可以进一步提高将通过狭槽的排气集中到安全汇流条300的效果。因此，在这种情况下，可以进一步增强由排气切断和移除安全汇流条300的效果。
123.图11是示意性地示出了根据本公开的另一个实施例的安全汇流条300的一些部件的立体图。特别地，图11可以被认为示出了安全汇流条300的内表面，即从电池模块100观察到的表面。该实施例将主要基于与前述实施例不同的特征来解释。
124.参照图11，安全汇流条300可以具有如g所指示地形成的凹槽。凹槽g可以在安全汇流条300的内部方向上在该安全汇流条的表面上凹陷地形成。特别地，凹槽g可以在安全汇流条300的内表面上在电池组的外部方向上被形成为凹形形状。此外，凹槽g可以被形成为使得安全汇流条300的厚度变薄。
125.根据本公开的该实施例，安全汇流条300可以更有效地由排气切断。特别地，如图11中的箭头所指示，当排气从电池模块100朝向安全汇流条300喷出时，排气可以通过凹槽g更容易地切断安全汇流条300。
126.此外，在这种情况下，安全汇流条300由排气切断的位置可以由凹槽g引导。特别地，如图11所示，可以在安全汇流条300的面向排气的部分的两侧上形成两个凹槽g。在这种情况下，排气喷射到两个凹槽g之间的部分中，并且两个凹槽g之间的部分可以由排气除去。因此，在这种情况下，安全汇流条300被更可靠地切断，而且切断位置也可以被清楚地界定。
127.图12是示意性地示出了根据本公开的又一个实施例的安全汇流条的一些部件的立体图。图12也可以被认为示出了安全汇流条300的内表面。
128.参照图12，凹槽g可以被形成在安全汇流条300的内表面上，以直接地面向排气喷出部分。也就是说，如图12中的箭头所指示，当排气从电池模块100中喷出时，安全汇流条300的凹槽g可以被形成在面向排气的部分处。此时，凹槽g可以被形成为具有比图11的实施
例中所形成的凹槽g宽的面积。
129.根据本公开的该实施例，即使具有一个凹槽g，也可以改善排气对安全汇流条300的切断力。此外，在这种情况下，可以更有效率地制造安全汇流条300和电池组。
130.图13是示意性地示出了根据本公开的又一个实施例的安全汇流条300的一些部件的立体图。例如，图13可以被认为是示出从顶部观察的安全汇流条300的构造的剖视图。此外，图13可以被认为是对图12的实施例的修改。
131.参照图13，凹槽g可以在面向排气的部分处被形成在安全汇流条300的内表面上。此时，如gs所指示，安全汇流条300的凹槽g可以具有倾斜表面，该倾斜表面在特定方向上倾斜。此时，倾斜表面gs可以被形成为使得安全汇流条300的厚度朝向凹槽g的中心部分gc变薄。也就是说，安全汇流条300的凹槽g可以被构造成使得该凹槽g的深度从两端朝向中心部分gc增加。
132.根据本公开的该实施例，如图13中的箭头所指示，当排气喷射到安全汇流条300的凹槽g中时，排气可以集中在凹槽g的特定部分上。特别地，排气沿着凹槽g的倾斜表面gs移动到中心部分gc，使得排气的热量和压力可以更加集中在凹槽g的中心部分gc上。因此，安全汇流条300可以被更快速和可靠地切断。因此，可以进一步提高通过排气切断安全汇流条300的效果。
133.根据本公开的电池组可以进一步包括在本技术提交时已知的电池组的各种其它部件。例如，根据本公开的电池组可以进一步包括诸如电池管理系统(bms)、电流传感器和熔断器的部件。
134.根据本公开的能量存储系统可以包括至少一个根据本公开的电池组。特别地，根据本公开的多个电池组可以被包括在能量存储系统中，以具有大的能量容量。此外，根据本公开的能量存储系统可以进一步包括在本技术提交时已知的能量存储系统的各种其它部件。此外，该能量存储系统可以用于各种场所或装置，诸如智能电网系统或电力充电站。
135.此外，根据本公开的车辆可以包括根据本公开的电池组。此外，除该电池组之外，根据本公开的车辆可以进一步包括车辆中所包括的其它各种部件。例如，除了根据本公开的电池组之外，根据本公开的车辆还可以进一步包括车体、电机以及控制装置，诸如电子控制单元(ecu)。
136.同时，在本说明书中，可以使用诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”和“后”的表示方向的术语，但这些术语仅仅用于方便解释，并且对于本领域的技术人员而言显而易见的是，这些术语可以根据物体的位置或观察者的位置而不同。
137.已经详细描述了本公开。然而，应该理解，详细描述和具体示例虽然指示了本公开的优选实施例，但仅以说明的方式给出，因为本公开范围内的各种改变和修改将通过此详细描述而变得对于本领域技术人员而言显而易见。
138.附图标记
139.100：电池模块
140.110：电池单体
141.111：电极引线
142.120：模块壳体
143.121：上板，122：下板，123：侧板，124：后板
144.130：汇流条组件
145.131：汇流条外壳，132：模块汇流条
146.140：模块端子
147.200：电池组壳体
148.210：前壳体，220：后壳体，230：左壳体
149.300：安全汇流条
150.h1：排放孔
151.m1：第一金属层，m2：第二金属层，p：绝缘层
152.s1～s6：狭槽
153.g：凹槽

技术特征：
1.一种电池组，包括：电池模块，所述电池模块包括至少一个电池单体和模块端子；电池组壳体，所述电池组壳体被构造成覆盖所述电池模块的外侧的至少一部分，并且在至少一侧上具有电池组端子；以及安全汇流条，所述安全汇流条被连接在所述模块端子和所述电池组端子之间或在所述模块端子之间，以提供电力通路，并且所述安全汇流条被构造成通过从所述电池模块排出的排气而阻断所述电力通路。2.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述安全汇流条被设置在排气从所述电池模块排出的部分中。3.根据权利要求1所述的电池组，其中，包括多个电池模块，并且所述多个电池模块在至少一个方向上堆叠，并且所述安全汇流条被构造成沿着所述电池模块的堆叠方向伸长。4.根据权利要求3所述的电池组，其中，所述多个电池模块在左右方向上并排布置，使得所述排气向前或向后排放，并且所述安全汇流条被设置在所述多个电池模块的堆叠的前侧或后侧处。5.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述安全汇流条包括两种或更多种不同类型的金属。6.根据权利要求5所述的电池组，其中，所述安全汇流条被构造成使得所述两种或更多种不同类型的金属彼此结合。7.根据权利要求5所述的电池组，其中，所述安全汇流条被构造成使得所述两种或更多种不同类型的金属中的至少一种金属能够由所述排气熔化。8.根据权利要求7所述的电池组，其中，所述安全汇流条包括两个或更多个具有不同熔点的金属层，并且具有低熔点的金属层比具有高熔点的金属层厚。9.根据权利要求8所述的电池组，其中，在所述安全汇流条中，具有高熔点的金属层被形成为多个层。10.一种能量存储系统，所述能量存储系统包括根据权利要求1到9中的任一项所述的电池组。11.一种车辆，所述车辆包括根据权利要求1到9中的任一项所述的电池组。

技术总结
公开一种电池组，该电池组被构造成即使因热失控等而在该电池组中产生高温气体等时仍确保安全性。该电池组包括：电池模块，该电池模块包括至少一个电池单体和模块端子；电池组壳体，该电池组壳体被构造成覆盖电池模块的外侧的至少一部分，并且在至少一侧上具有电池组端子；以及安全汇流条，该安全汇流条被连接在模块端子和电池组端子之间或在模块端子之间，以提供电力通路，并且该安全汇流条被构造成通过从电池模块排出的排气阻断该电力通路。从电池模块排出的排气阻断该电力通路。从电池模块排出的排气阻断该电力通路。


技术研发人员：曹相铉 金承贤 吴英厚 玉昇旼 曹永范 洪性梱
受保护的技术使用者：株式会社LG新能源
技术研发日：2022.08.25
技术公布日：2023/8/31