ES3036265T3

ES3036265T3 - Method for welding electrode leads of secondary battery module and compact secondary battery module using the same

Info

Publication number: ES3036265T3
Application number: ES15873696T
Authority: ES
Inventors: Bum-Hyun Lee; Seang-Hee Chae
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2015-12-24
Publication date: 2025-09-16
Anticipated expiration: 2035-12-24
Also published as: CN107112485A; EP3220449B1; WO2016105169A1; HUE072268T2; KR101817237B1; EP3220449A1; JP6440002B2; JP2017539061A; US20170331097A1; EP3220449A4; CN107112485B; US10629881B2; KR20160077765A

Abstract

La presente invención se refiere a un módulo compacto de batería secundaria que comprende: un conjunto de cartucho en el que se apilan varios cartuchos que almacenan celdas, teniendo las paredes laterales de cada cartucho varias piezas superpuestas de conductores, en las que se superponen los conductores de las celdas vecinas, dispuestas según un patrón predefinido; y una carcasa de detección provista de varias barras colectoras, cada una posicionada para corresponderse con una pieza superpuesta de conductores para permitir la soldadura, y que puede disponerse en una pared lateral del conjunto de cartucho, donde el primer conductor de cada pieza superpuesta de conductores es más corto que el ancho predefinido de un segundo conductor con polaridad opuesta, y con la carcasa de detección fijada al conjunto de cartucho, la barra colectora correspondiente entra en contacto con el segundo conductor en la misma línea que el primer conductor, y el segundo conductor y la barra colectora se sueldan. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Método para soldar conductores de electrodo de módulo de batería secundaria y módulo compacto de batería secundaria que utiliza el mismo

Sector de la técnica

La presente divulgación se refiere a un método para soldar conductores de electrodo de un módulo de batería secundaria y un módulo compacto de batería secundaria que utiliza el mismo, y más particularmente, a un método para soldar conductores de electrodo y barras colectoras de un módulo de batería secundaria de litio y un módulo de batería secundaria de litio que utiliza el mismo.

Antecedentes de la invención

Junto con el desarrollo técnico y el aumento de la demanda de dispositivos móviles, las baterías secundarias se consumen cada vez más como fuentes de energía. En el pasado, como baterías secundarias se han utilizado baterías de níquel-cadmio o baterías de iones de hidrógeno, pero recientemente, se utilizan mucho las baterías de iones de litio y las de polímero de litio con una alta densidad energética.

Entre estas baterías secundarias, una batería secundaria de litio que utiliza óxido de metal de transición de litio, óxido de complejo de litio o similar como material activo del electrodo positivo y que garantiza un alto rendimiento y capacidad recibe un gran interés. Generalmente, una batería secundaria tiene una estructura en la que un conjunto de electrodos compuesto de un electrodo positivo, un separador y un electrodo negativo está incrustado en un recipiente sellado junto con un electrolito.

Por otro lado, la batería secundaria de litio incluye un electrodo positivo, un electrodo negativo, y un separador y un electrolito interpuesto entre ellos. Dependiendo de qué material se use como material activo de electrodo positivo y material activo de electrodo negativo, la batería secundaria de litio se clasifica en una batería de iones de litio (LIB), una batería de polímero de iones de litio (PLIB), etc. Normalmente, los electrodos de estas baterías secundarias de litio se forman aplicando un material activo de electrodo positivo o un material activo de electrodo negativo a un colector de corriente como una lámina, malla, película de aluminio o cobre, o papel de aluminio, y a continuación se secan.

En el módulo de batería secundaria, celdas se acomodan en cada cartucho mediante la realización de soldaduras, pernos, remaches o similares entre los conductores de las celdas. Asimismo, cuando las celdas están dispuestas en serie o en paralelo en el módulo de batería secundaria, tres miembros, a saber, el electrodo positivo de aluminio, el cable del electrodo negativo hecho de cobre y la barra colectora hecha de cobre y dispuesta para la detección deben conectarse eléctricamente utilizando el método anterior.

Según la técnica anterior, hay varios módulos de baterías secundarias, y los cartuchos de los módulos y las barras colectoras para la detección están estructurados y ubicados de diferentes maneras. Por esta razón, es difícil realizar eficazmente los trabajos de conexión y se deteriora la calidad de la soldadura de la estructura de detección. Asimismo, debe preverse un espacio innecesario del módulo de batería secundaria para soldar o similares, y en consecuencia se reduce la densidad energética del módulo de batería secundaria.

Asimismo, se han desarrollado módulos de baterías secundarias utilizados en dispositivos de almacenamiento de energía o dispositivos de almacenamiento de potencia para diseñar módulos de baterías secundarias lo más compactos posible con el fin de aumentar la eficiencia o la densidad energética.

Por otro lado, en la configuración de un módulo de batería secundaria general, cuando la soldadura (especialmente, soldadura láser) se realiza en los conductores de electrodos (Al) (Cu) y barras colectoras (Cu) de las celdas, debido a los diferentes puntos de fusión de los materiales, generalmente, los materiales de base se disponen en el orden de un conductor un conductor de aluminio, un conductor de cobre y barras colectoras, y a continuación se irradia láser desde un conductor de celda para soldar. Sin embargo, si la soldadura se realiza en este orden, el conductor de la celda puede ser deformado primero por el láser.

Explicación 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 método para soldar los conductores de electrodo de un módulo de batería secundaria con una estructura mejorada, en el que cuando los conductores de electrodos correspondientes de celdas adyacentes de un módulo de batería secundaria se superponen entre sí en contacto, el conductor de otro material de una barra colectora se corta parcialmente, y la barra colectora está situada en la parte cortada de modo que la barra colectora está soldada a un conductor del mismo material. La presente divulgación también está dirigida a proporcionar un módulo compacto de batería secundaria utilizando el método.

Solución técnica

En un aspecto de la presente divulgación, se proporciona un módulo compacto de batería secundaria de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende: un conjunto de cartuchos que tiene una pluralidad de cartuchos apilados que alojan celdas, respectivamente, de modo que una pluralidad de porciones de superposición de conductores en las que los conductores de celdas adyacentes se superponen entre sí están situadas en una pared lateral del cartucho con un patrón predeterminado; y una carcasa de detección que tiene una pluralidad de barras colectoras situadas y soldadas correspondientes a las porciones de superposición de conductores, respectivamente, la carcasa de detección que puede disponerse en un lateral del conjunto de cartuchos, en el que un primer conductor de una celda de cada porción de superposición de conductores está configurado para tener una anchura más corta que un segundo conductor que tiene una polaridad opuesta al primer conductor en una medida igual a una anchura predeterminada, y en un estado en el que la carcasa de detección está acoplada al conjunto de cartuchos, una barra colectora correspondiente entra en contacto con el segundo conductor sustancialmente en la misma línea que el primer conductor, de modo que una suma de la anchura más corta del primer conductor y una longitud de la barra colectora es sustancialmente idéntica a una anchura del segundo conductor, y el segundo conductor y la barra colectora están hechos del mismo material y están soldados entre sí.

Preferentemente, el módulo de batería secundaria puede comprender además una barrera dispuesta en un lateral de cada cartucho para proteger la celda durante un trabajo de soldadura.

Preferentemente, el conductor de cada celda puede estar doblado en ángulo recto a aproximadamente 1 mm de una porción aislante del conductor en estado de ser alojado en el cartucho correspondiente.

Preferentemente, la soldadura puede ser por láser.

Preferentemente, en la soldadura láser, el láser puede ser irradiado sustancialmente perpendicular a la carcasa de detección.

Preferentemente, la barra colectora y el segundo conductor pueden ser de cobre, y el primer conductor puede ser de aluminio.

Preferentemente, la carcasa de detección puede incluir además un circuito impreso de sistema de gestión de la batería (BMS) configurado para gestionar los datos de tensión y/o temperatura de cada celda detectados por cada barra colectora.

Preferentemente, la carcasa de detección puede acoplarse al conjunto de cartuchos mediante encaje a presión o enganche.

Preferentemente, el módulo de batería secundaria puede comprender además una cubierta de detección acoplada a la carcasa de detección.

Preferentemente, la cubierta de detección puede acoplarse a la carcasa de detección mediante encaje a presión o enganche.

Preferentemente, dos cartuchos vecinos del conjunto de cartuchos pueden acoplarse entre sí mediante enganche.

Preferentemente, el conjunto de cartuchos puede incluir además una cubierta superior y una cubierta inferior acopladas a los cartuchos en ambos extremos de los mismos mediante enganche.

En otro aspecto de la presente divulgación, también se proporciona un método para fabricar un módulo compacto de batería secundaria de acuerdo con la reivindicación 12, que comprende: (a) preparar una pluralidad de celdas que tengan conductores que tengan polaridades opuestas y estén doblados en direcciones opuestas de modo que un primer conductor esté formado para tener una anchura más corta que un segundo conductor en una medida igual a una anchura predeterminada; (b) formar un conjunto de cartuchos apilando una pluralidad de cartuchos que alojan celdas, respectivamente, de modo que las porciones de superposición de conductores en las que se superponen conductores de celdas adyacentes con polaridades opuestas se forman en una pared lateral del cartucho con un patrón predeterminado; (c) disponer una carcasa de detección que tenga una pluralidad de barras colectoras instaladas respectivamente en correspondencia con las porciones de superposición de conductores en un lado del conjunto de cartuchos, de modo que una barra colectora correspondiente entre en contacto con el segundo conductor sustancialmente en la misma línea que el primer conductor, de modo que una suma de la anchura más corta del primer conductor y una longitud de la barra colectora sea sustancialmente idéntica a una anchura del segundo conductor, en el que el segundo conductor y la barra colectora están hechos del mismo material; y (d) soldar el segundo conductor y la barra colectora de cada porción de superposición de conductores.

Preferentemente, en la etapa (b), puede utilizarse un cartucho que tiene una barrera en cada pared lateral donde están dispuestos el primer conductor y el segundo conductor.

Preferentemente, en la etapa (a), cada conductor puede estar doblado en ángulo recto a aproximadamente 1 mm de una porción aislante del conductor de la celda en estado de ser alojado en el cartucho correspondiente.

Preferentemente, la etapa (d) puede utilizar un soldador láser.

Preferentemente, una dirección de irradiación láser del soldador láser puede ser sustancialmente perpendicular a la carcasa de detección.

En otro aspecto de la presente divulgación, también se proporciona un módulo compacto de batería secundaria, fabricado por el método anterior.

En otro aspecto de la presente divulgación, se proporciona también un paquete de baterías secundarias, en el que están acoplados módulos compactos de baterías secundarias como los descritos anteriormente.

Efectos ventajosos

El método para soldar terminales de electrodo de un módulo de batería secundaria y el módulo compacto de batería secundaria que utiliza el mismo según las realizaciones de la presente divulgación proporcionan los siguientes efectos.

En primer lugar, se minimiza la longitud de curvatura del conductor de la celda y, mientras se ensambla una estructura a la cual está fijada la barra colectora, se ensambla a un lado del conjunto del cartucho, un conductor de la celda hecho del mismo material que la barra colectora puede soldarse a la barra colectora de modo que se suelden los materiales del mismo tipo, mejorando así la calidad de la soldadura de la estructura de detección.

En segundo lugar, se minimiza un espacio innecesario en la configuración del módulo, de modo que el módulo pueda construirse de forma compacta para mejorar la eficiencia energética.

En tercer lugar, dado que se puede cortar el conductor de aluminio del mismo material que la barra colectora, puede reducirse el coste material del conductor.

En cuarto lugar, es posible prevenir el daño del conductor irradiando láser a la barra colectora primero en una dirección de irradiación de soldadura, en el orden del material base de soldadura entre los conductores de la celda y la barra colectora.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos adjuntos ilustran una realización preferida de la presente divulgación y, junto con la divulgación anterior, sirven para proporcionar un mejor entendimiento de las características técnicas de la presente divulgación y, por lo tanto, la presente divulgación no se interpreta como limitada al dibujo.

La FIG. 1 es una vista en perspectiva que muestra un módulo de batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

La FIG. 2 es una vista en perspectiva de despiece que muestra el módulo de batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

La FIG. 3 es una vista en perspectiva parcial que muestra una carcasa de detección disponible para el módulo de batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

La FIG. 4 es una vista en perspectiva parcial que muestra un conjunto de cartuchos disponible para el módulo de batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

La FIG. 5 es una vista ampliada que muestra una porción A de la FIG. 4.

La FIG. 6 es una vista en sección transversal que muestra una porción curvada de un conductor de una celda del módulo de batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

La FIG. 7 es un diagrama esquemático para ilustrar un proceso de soldadura entre una barra colectora de la carcasa de detección y cada conductor de la celda, cuando se monta el módulo de batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

La FIG. 8 es una vista en perspectiva de despiece que muestra un módulo de batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

La FIG. 9 es una vista en perspectiva de la FIG. 8 en un estado ensamblado.

Realización preferente de la invención

En lo sucesivo, las realizaciones preferidas de la presente divulgación se describirán con 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 interpretarse basándose en los significados y conceptos correspondientes a aspectos técnicos de la presente divulgación en función del principio de que se permite al inventor definir términos de forma apropiada para la mejor explicación.

Por lo tanto, la descripción propuesta en el presente documento es solo un ejemplo preferible a efectos meramente ilustrativos, que no pretende limitar el alcance de la divulgación, por lo que debe entenderse que podrían realizarse otras equivalencias y modificaciones a la misma sin alejarse del alcance de la divulgación.

La FIG. 1 es una vista en perspectiva que muestra un módulo de batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente divulgación, y la FIG. 2 es una vista en perspectiva en despiece que muestra el módulo de batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

Haciendo referencia a las FIGS. 1 y 2, un módulo de batería secundaria compacta 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación incluye un conjunto de cartuchos 20 en el que una pluralidad de cartuchos 10 que alojan celdas 2, respectivamente, están apilados, y una carcasa de detección 30 acoplada a un lateral del conjunto de cartuchos 20 mediante, por ejemplo, un toque, encaje a presión, enganche o similares.

El conjunto de cartuchos 20 se prepara apilando una pluralidad de cartuchos 10 que se fabrican mediante moldeo por inyección de plástico y tienen respectivamente una porción de alojamiento capaz de alojar la celda 2. Los cartuchos 10 pueden acoplarse entre sí mediante encaje a presión o enganche. Como se muestra en la FIG. 6, en el conjunto del cartucho 20, una pluralidad de porciones de superposición de conductores 16 en las que los conductores 12, 14 tienen polaridades opuestas de celdas 2 vecinas, por ejemplo, un primer conductor 12 de aluminio con una primera polaridad y un segundo conductor 14 de cobre con una segunda polaridad opuesta a la primera, se superponen entre sí, están situados en la pared lateral de cada cartucho 10 con un patrón predeterminado.

Asimismo, el conjunto de cartuchos 20 tiene una cubierta superior 11 y una cubierta inferior 13, acopladas a los cartuchos 10 en ambos extremos mediante, por ejemplo, enganches. La cubierta superior 11 y la cubierta inferior 13 están moldeadas por inyección para tener sustancialmente la misma forma que el cartucho individual 10 del conjunto de cartuchos 20, respectivamente. Se entenderá por los expertos en la materia que la cubierta superior 11 y la cubierta inferior 13 tienen una función de protección de la celda 2 alojada en los cartuchos 10 en ambos extremos y tienen una función y estructura para terminar y rodear la apariencia del módulo de batería secundaria 100.

La FIG. 3 es una vista en perspectiva parcial que muestra una carcasa de detección disponible para el módulo de batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente divulgación, La FIG. 4 es una vista en perspectiva parcial que muestra un conjunto de cartuchos disponible para el módulo de batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente divulgación, y la FIG. 5 es una vista ampliada que muestra una porción A de la FIG. 4.

Haciendo referencia a las FIGS. 1 a 5, la carcasa de detección 30 está provista de una pluralidad de barras colectoras 32 correspondientes a las porciones de superposición de conductores 16, respectivamente. Cada barra colectora 32 puede estar hecha de, por ejemplo, cobre. Asimismo, la carcasa de detección 30 puede moldearse por inyección con una forma aproximadamente rectangular mediante, por ejemplo, plástico aislante, y una pluralidad de orificios de alojamiento 35 capaces de alojar respectivamente las barras colectoras 32 se forman a través de los mismos en un patrón predeterminado. En un centro aproximado de la carcasa de detección 30, está instalado un circuito impreso BMS 34 que funciona para recoger los datos de tensión y/o temperatura de cada celda 2 detectados por la barra colectora 32 correspondiente, equilibrando la celda 2 correspondiente mediante los datos recogidos, y transfiriendo los datos a otro controlador (no mostrado) del módulo. El circuito impreso BMS 34 está conectado eléctricamente a un extremo de cada barra colectora 32.

El primer conductor 12 y el segundo conductor 14 se extienden y doblan desde un lado de cada celda 2 en una longitud predeterminada y tienen una anchura predeterminada, respectivamente. El primer conductor 12 de cada celda 2 está doblado 90 grados hacia arriba en el dibujo, y el segundo conductor 14 está doblado 90 grados hacia abajo en el dibujo. Como se muestra en la FIG. 5, una anchura W1 del primer conductor 12 es más corta que una anchura W2 del segundo conductor 14, y por tanto la suma de la anchura W1 del primer conductor 12 y una longitud Lb de la barra colectora 32, explicada más adelante, es sustancialmente idéntica a la anchura W2 del segundo conductor 14.

En la FIG. 3, el signo de referencia 36 representa un par de puertos de comunicación de datos para intercambiar datos entre el circuito impreso 34 BMS, cuando una pluralidad de módulos de baterías secundarias 100 están acoplados, y el signo de referencia 38 representa un puerto de datos de temperatura para recibir una señal de un sensor de temperatura (no mostrado) para medir una temperatura interna del módulo de baterías secundarias 100. El signo de referencia 31 representa respectivamente un terminal de electrodo positivo y un terminal de electrodo negativo del módulo de batería secundaria 100.

Como se ha descrito anteriormente, el primer conductor 12 de la celda 2 de cada porción de superposición de conductores 16 está configurado para tener una anchura menor que el segundo conductor 14 que tiene una polaridad opuesta al primer conductor 12 en una medida igual a una anchura predeterminada, y cuando la carcasa de detección 30 está acoplada al conjunto de cartuchos 20, el segundo conductor 14 y la barra colectora 32 pueden soldarse mediante, por ejemplo, soldadura láser en un estado en el que cada barra colectora 32 correspondiente entra en contacto con el segundo conductor 14 sustancialmente en la misma línea que el primer conductor 12. De acuerdo con una realización modificada, los expertos en la materia entenderán que el primer conductor 12, el segundo conductor 14, y las barras colectoras 32 correspondientes también pueden acoplarse entre sí mediante soldadura por ultrasonidos.

La FIG. 6 es una vista en sección transversal que muestra una porción curva de un módulo de batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente divulgación, y la FIG. 7 es un diagrama esquemático para ilustrar un proceso de soldadura entre una barra colectora de la carcasa de detección y cada conductor de celda, cuando se monta el módulo de batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente divulgación.

Haciendo referencia a las FIGS. 6 y 7, la carcasa de detección 30 se acopla a un lado del conjunto de cartuchos 20 en un estado en el que el primer conductor 12 y el segundo conductor 14 de las celdas 2 adyacentes a las respectivas porciones de superposición de conductores 16 se superponen entre sí en contacto, configurando así el módulo de batería secundaria 100. En este caso, la barra colectora 32, el primer conductor 12 y el segundo conductor 14 se colocan en orden en una dirección desde el exterior del módulo 100, concretamente desde un lado en el que se realiza la soldadura láser, hacia el conjunto de cartuchos. En esta disposición, cuando se realiza la soldadura entre los conductores 12, 14 y entre la barra colectora 32 y los conductores 12, 14 en este estado desplegado, especialmente cuando el láser se irradia en una dirección sustancialmente perpendicular a la carcasa de detección 30, cada cartucho 10 tiene una barrera 18 en uno de sus lados para proteger las celdas 2 alojadas en cada cartucho 10. Los expertos en la materia comprenderán perfectamente que la barrera 18 sirve como pared de bloqueo para impedir que un láser (no mostrado) emitido desde un dispositivo láser (no mostrado) se irradie directamente sobre la celda 2.

De acuerdo con una realización de la presente divulgación, con el fin de configurar el módulo de batería secundaria en un diseño compacto para mejorar al máximo la eficiencia energética, los conductores 12, 14 de cada celda 2 pueden estar doblados en ángulo recto en un punto de aproximadamente 0,8 a 1,2 mm desde una unidad aislante de conductor 15 en estado de ser alojada en el cartucho correspondiente.

Haciendo referencia a la FIG. 8 que es una vista en perspectiva en despiece que muestra el módulo de batería secundaria de acuerdo con una realización de la presente divulgación, que no está completamente ensamblada, y la FIG. 9 que es una vista en perspectiva en un estado completamente ensamblado, en un estado en el que la carcasa de detección 30 está acoplada al conjunto de cartuchos 20, una cubierta de detección 40 se acopla a la carcasa de detección 30 para proteger el circuito impreso BMS 34 y la barra colectora 32. La cubierta de detección 40 puede acoplarse a la carcasa de detección 30 mediante encaje a presión o enganche.

Se describirá un método para soldar conductores de electrodos de un módulo de batería secundaria de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.

En primer lugar, una pluralidad de celdas 2 en las que una anchura W1 del primer conductor 12 es más corta que una anchura W2 del segundo conductor 14 (por ejemplo, en una medida igual a una longitud Lb de cada barra colectora 32, y los conductores 12, 14 con polaridades opuestas se doblan en direcciones opuestas. En el presente caso, puede entenderse perfectamente que la anchura W1 del primer conductor 12 puede ser menor que la anchura W2 del segundo conductor 14 cuando los conductores se fabrican inicialmente, o el primer conductor 12 y el segundo conductor 14 pueden fabricarse para tener la misma anchura y, a continuación, el primer conductor 12 de cada celda 2 puede cortarse en una longitud predeterminada para que el primer conductor 12 tenga la anchura W1. Asimismo, en un estado en el que la celda 2 se aloja en el cartucho 10 correspondiente, los conductores 12, 14 de la celda pueden doblarse en un punto de aproximadamente 0,8 a 1,2 mm, preferentemente 1 mm, de la porción aislante de conductor 15 en ángulo recto, maximizando así la eficiencia energética.

Posteriormente, una pluralidad de cartuchos 10 que alojan respectivamente las celdas 2 se apilan para formar el conjunto de cartuchos 20 de modo que los conductores 12, 14 de las celdas 2 vecinas con polaridades opuestas se solapen entre sí y, de este modo, las porciones de superposición de conductores 16 se coloquen siguiendo un patrón predeterminado en la pared lateral de los cartuchos 10. Cada cartucho 10 del conjunto de cartuchos 20 puede incluir una porción de alojamiento capaz de alojar la celda 2, y también puede tener un gancho o una ranura para que un par de cartuchos 10 adyacentes puedan acoplarse entre sí mediante encaje a presión o enganche, como apreciará fácilmente un experto en la materia. Asimismo, a ambos lados del conjunto de cartuchos 20, la cubierta superior 11 y la cubierta inferior 13 que pueden alojar y proteger la celda 2 están acopladas entre sí mediante, por ejemplo, encaje a presión o enganche. Asimismo, el cartucho 10 en el que se colocan el primer conductor 12 y el segundo conductor 14 puede emplear un cartucho que tenga una barrera 18 en un lado del mismo, de modo que la celda 2 pueda estar protegida contra el láser durante la operación de soldadura por láser que se describe a continuación.

A continuación, la carcasa de detección 30 que tiene una pluralidad de barras colectoras 32 instaladas respectivamente correspondientes a las respectivas porciones de superposición de conductores 16 se acopla a un lado del conjunto de cartuchos 20 mediante encaje a presión o enganche de manera que la barra colectora 32 correspondiente pueda entrar en contacto con el segundo conductor 14 sustancialmente en la misma línea que el primer conductor 12. En este caso, como se ha descrito anteriormente, las barras colectoras 32 se disponen en la carcasa del sensor 30 por adelantado con un patrón predeterminado. En el presente caso, el primer conductor 12 es de aluminio, y el segundo conductor 14 y la barra colectora 32 son de cobre.

Por último, se sueldan el segundo conductor 14 y la barra colectora 32 de cada porción de superposición de conductores 16. En esta etapa, se puede utilizar un sistema de soldadura que tenga una pluralidad de puntos de soldadura, y también se puede utilizar un soldador láser individual para realizar la soldadura por puntos varias veces. Asimismo, los expertos en la materia comprenderán perfectamente que puede utilizarse un soldador láser o un punto de soldadura independiente entre el primer cable 12 y el segundo cable 14. Por otra parte, el soldador láser puede irradiar láser en una dirección sustancialmente perpendicular a la carcasa de detección 30.

Los módulos de baterías secundarias 100 de acuerdo con las realizaciones anteriores pueden conectarse eléctricamente entre sí en serie o en paralelo y se alojan en una carcasa predeterminada para proporcionar un paquete de baterías secundarias compacto para un dispositivo de almacenamiento de energía para un panel de energía solar fotovoltaica (FV) doméstico.

La descripción anterior es meramente ilustrativa de las características técnicas de la presente divulgación, y pueden realizarse diversas modificaciones y variaciones por aquellos que tengan conocimientos ordinarios en la materia sin apartarse de las características esenciales de la presente divulgación. Por lo tanto, las realizaciones expuestas en el presente documento no pretenden limitar sino ilustrar las características técnicas de la presente divulgación, y el alcance de las características técnicas de la presente divulgación no está limitado por estas realizaciones. El alcance de la presente divulgación debe interpretarse según las reivindicaciones adjuntas.

Aplicabilidad industrial

La presente divulgación se refiere a un método para soldar conductores de electrodo de un módulo de batería secundaria y un módulo compacto de batería secundaria que utiliza el mismo, y es particularmente aplicable a las industrias relacionadas con la soldadura de conductores de electrodo de un módulo de batería secundaria.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un módulo compacto de batería secundaria (100), que comprende:

un conjunto de cartuchos (20) que tiene una pluralidad de cartuchos (10) apilados alojando celdas (2), respectivamente, de modo que una pluralidad de porciones de superposición de conductores (16) en las que los conductores (12, 14) de celdas adyacentes se superponen entre sí están situadas en una pared lateral del cartucho con un patrón predeterminado; y

una carcasa de detección (30) que tiene una pluralidad de barras colectoras (32) situadas y soldadas correspondientes a las porciones de superposición de conductores, respectivamente, la carcasa de detección que puede disponerse en un lateral del conjunto de cartuchos,

caracterizado por queun primer conductor (12) de una celda de cada porción de superposición de conductores está configurado para tener una anchura (W1) más corta que un segundo conductor (14) que tiene una polaridad opuesta al primer conductor en una medida igual a una anchura predeterminada, y en un estado en el que la carcasa de detección está acoplada al conjunto de cartuchos, una barra colectora correspondiente entra en contacto con el segundo conductor sustancialmente en la misma línea que el primer conductor, de modo que una suma de la anchura más corta del primer conductor y una longitud (Lb) de la barra colectora es sustancialmente idéntica a una anchura (W2) del segundo conductor, y el segundo conductor y la barra colectora están hechos del mismo material y están soldados entre sí.

2. El módulo compacto de batería secundaria de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:

una barrera (18) dispuesta en un lateral de cada cartucho para proteger la celda durante un trabajo de soldadura.

3. El módulo compacto de batería secundaria de acuerdo con la reivindicación 1,

en el que el conductor de cada celda está doblado en ángulo recto a aproximadamente 1 mm de una porción aislante del conductor en estado de ser alojado en el cartucho correspondiente.

4. El módulo compacto de batería secundaria de acuerdo con la reivindicación 1,

en el que la soldadura es por láser.

5. El módulo compacto de batería secundaria de acuerdo con la reivindicación 1,

en el que la barra colectora y el segundo conductor son de cobre y el primer conductor es de aluminio.

6. El módulo compacto de batería secundaria de acuerdo con la reivindicación 1,

en el que la carcasa de detección incluye además un circuito impreso (34) de sistema de gestión de la batería, BMS, configurado para gestionar los datos de tensión y/o temperatura de cada celda detectados por cada barra colectora.

7. El módulo compacto de batería secundaria de acuerdo con la reivindicación 6,

en el que la carcasa de detección se acopla al conjunto de cartuchos mediante encaje a presión o enganche.

8. El módulo compacto de batería secundaria de acuerdo con la reivindicación 6, que comprende además:

una cubierta de detección (40) acoplada a la carcasa de detección.

9. El módulo compacto de batería secundaria de acuerdo con la reivindicación 8,

en la que la cubierta de detección se acopla a la carcasa de detección mediante encaje a presión o enganche.

10. El módulo compacto de batería secundaria de acuerdo con la reivindicación 1,

en el que dos cartuchos vecinos del conjunto de cartuchos se acoplan entre sí mediante enganche.

11. El módulo compacto de batería secundaria de acuerdo con la reivindicación 1,

en el que el conjunto de cartuchos incluye además una cubierta superior (11) y una cubierta inferior (13) acopladas a los cartuchos en ambos extremos de los mismos mediante enganche.

12. Un método de fabricación de un módulo compacto de batería secundaria (100), que comprende:

(a) preparar una pluralidad de celdas (2) que tengan conductores (12, 14) que tengan polaridades opuestas y estén doblados en direcciones opuestas de modo que un primer conductor (12) esté formado para tener una anchura (W1) más corta que un segundo conductor (14) en una medida igual a una anchura predeterminada;

(b) formar un conjunto de cartuchos (20) apilando una pluralidad de cartuchos (10) que alojan celdas, respectivamente, de modo que las porciones de superposición de conductores (16) en las que se superponen conductores de celdas adyacentes con polaridades opuestas se forman en una pared lateral del cartucho con un patrón predeterminado;

(c) disponer una carcasa de detección (30) que tenga una pluralidad de barras colectoras (32) instaladas respectivamente en correspondencia con las porciones de superposición de conductores en un lado del conjunto de cartuchos, de modo que una barra colectora correspondiente entre en contacto con el segundo conductor sustancialmente en la misma línea que el primer conductor, de modo que una suma de la anchura más corta del primer conductor y una longitud (Lb) de la barra colectora sea sustancialmente idéntica a una anchura(W2)del segundo conductor, en el que el segundo conductor y la barra colectora están hechos del mismo material; y (d) soldar el segundo conductor y la barra colectora de cada porción de superposición de conductores.

13. El método para fabricar un módulo compacto de batería secundaria de acuerdo con la reivindicación 12, en el que en la etapa (b), se utiliza un cartucho que tiene una barrera en cada pared lateral donde están dispuestos el primer conductor y el segundo conductor.

14. Una batería secundaria, que comprende el módulo compacto de batería secundaria definido en la reivindicación 1.