[发明专利]具有集成的压印可熔联接件的母线

说明书

本发明公开了一种电池互连器，该电池互连器可包括所需的电流容量、集成的可熔联接件，并且可使用节省成本的技术来制造。在一些实施方案中，电池互连器包括母线和相对较薄的联接件。母线承载较大电流，因此其横截面积相对较大以减少欧姆损耗。联接件承载小得多的电流，并且可熔联接件被构造成在该电流高于阈值时断开电路，因此需要相对小的横截面积。使用若干技术来解决这些有时完全不同的长度尺度，诸如将母线和箔片层叠以及压制母线的部分以形成联接件。联接件可附连到多个电池单元以使这些单元并联或串联连接。

引言

电池系统通常包括以串联和并联连接的组合连接在一起的许多电池单元。在许多情况下，出于安全考虑，需要在汽车电池组中包括用于尽可能小的一组单元的可熔联接件。在理想情况下，每个单元具有至少一个可熔联接件。熔断电流主要取决于最小横截面积(即，喉部)。例如，对于在空气中在约40A下在1s内熔融的铝1100，需要大致0.2平方毫米的横截面。因此，为了使1mm厚的铝母线具有适合熔融的横截面，喉部的宽度需要为0.2mm。这不适用于任何生产可扩充的制造技术。例如，特征宽度与片材厚度之间的典型最小比率对于压印而言为大约5:1，对于水射流或激光切割而言为3:1，对于电火花线切割而言为1:1，但该几何形状将具有1:5的比率。有利的是提供具有所需横截面积的改进型可熔联接件。

通常，母线使用引线接合、激光焊接和电阻焊接连接到圆柱形锂离子电池单元。例如，图1示出了电池单元110到集电器101和102的引线接合连接。电池单元110具有正极端子(+)和负极端子(-)。导线111将电池单元110的负极端子连接到集电器101，并且导线112将电池单元110的正极端子连接到集电器102。导线111和112的尺寸被设计成充当可熔联接件。这种连接方案需要每个单元两根导线和四个接合区域。母线将一系列单元连接成所需的串联和并联串。引线接合包括将导电线超声焊接到单元和母线两者。导线的长度和直径的尺寸可被设计成在高于单元的正常工作条件的电流下充当熔断器，从而在过电流和短路条件的情况下提供额外的安全性。引线接合存在的一个问题是，当要在电池模块和电池组中制造大量连接时，由于接合的速度和成功率，引线接合可能成为生产中的瓶颈。例如，执行一次连接可能需要约一秒。此外，成功率一般在99％至99.99％的范围内。在具有5000个单元的电池组上，需要连接到正极和负极，这将导致仅对于单元就需要10000次连接，并且总共需要20000次连接。这表明即使获得99.99％的成功率，平均而言也存在两次失败。因此，使用更快、更可靠的方法将电池连接到母线，同时保持可熔联接件将是有利的。

发明内容

在一些实施方案中，本公开涉及一种电池互连器系统，该电池互连器系统包括至少一条母线和至少一个箔片。该箔片在界面处附连到该至少一条母线并且包括从该界面延伸的第一多个接片。第一多个接片被构造成接触第一多个电池单元的对应端子。第一多个接片中的每个接片包括可熔联接件。

在一些实施方案中，至少一个箔片通过超声焊接、激光焊接、加压焊接和爆炸焊接中的至少一者在界面处附连到至少一条母线。

在一些实施方案中，至少一条母线包括分支。

在一些实施方案中，相应可熔联接件中的每个可熔联接件包括预先确定的局部最小横截面积，该预先确定的局部最小横截面积被构造成在基本上预先确定的电流下熔融。

在一些实施方案中，箔层包括从界面延伸到第二多个电池单元的第二多个接片。

在一些实施方案中，第一多个接片延伸到第一多个电池单元的具有第一极性的对应端子，并且第二多个接片延伸到第二多个电池单元的具有第二极性的对应端子。例如，第一极性和第二极性可以是正极性和负极性。

在一些实施方案中，第二多个接片中的每个接片延伸到第二多个电池单元中的两个电池单元的具有第二极性的两个端子。

在一些实施方案中，至少一条母线具有第一厚度，第一多个接片具有第二厚度，并且第二厚度是第一厚度的四分之一或更小。在一些实施方案中，第二厚度是第一厚度的十分之一或更小。