CN219226537U - 汇流排 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种汇流排，包括铝层和铜层，所述铝层和铜层轧制复合形成所述汇流排；铝层包括一体成型的全铝层和复合连接层，所述全铝层包括有极柱连接部，所述极柱连接部的上表面和复合连接层的上表面邻接且位于同一平面；所述复合连接层的下表面与所述铜层的上表面贴合；所述复合连接层与所述铜层轧制复合形成铜铝复合层；所述铜层的下表面与所述极柱连接部的下表面邻接且位于同一平面。本实用新型结构合理、可靠性高、成本较低；本实用新型直接利用冲压成型工艺制成铜铝连接汇流排，不需要再进行CNC加工，同时解决了铜铝间接触腐蚀的问题，且避免了铜铝焊接的弊端，生产效率高。

Description

汇流排

技术领域

本实用新型涉及电池领域，具体地，涉及一种汇流排。

背景技术

现有的方形电池模组，输出极汇流排需要同时连接电芯的铝材质极柱和外接铜排，涉及到异种金属连接技术，但是现有的几种工艺均存在不同的可靠性、生产效率或成本问题。铜铝连接汇流排加工工艺包括：1.超声波焊接：其优点为焊接强度高，不产生金属间脆性化合物或较少，但生产良品率低、成本高、设备受限，一般无法焊接厚1.5mm以上铝材，生产效率低；2.铜铝热压焊、电阻焊或其他焊接方式：设备成本较低，生产工艺简单，但生产过程中，铜、铝界面会生成脆性化合物，导致产品结合强度低、韧性差，可靠性下降；3.常规的铜铝复合材料冲压，不需要焊接，冲压制成半成品后，需要再进行后期CNC加工，留出铝材与极柱、铜与外接铜排的连接区域或孔，成本增加，效率降低4.左右对接式铜铝复合材料：冲压即可生产零件，生产效率高、易于规模化，但材料十分昂贵，复合区域小，结合强度较低。

专利文献公告号为CN 203466249 U的中国专利公开了一种电极片结构及电池模组。电极片结构包括由上至下焊接在一起的铜电极片和铝电极片，铝电极片用于与电池的极柱电连接，其中，铜电极片的中心设有圆形镂空部，铝电极片为圆形，铜电极片的圆形镂空部的直径小于铝电极片的外径，铜电极片的圆形镂空部的中心轴线和铝电极片的中心轴线为共轴线。电池模组包括：多个电池依次堆叠、且多个电池的极柱对应串联，以形成电池组，其中极柱串联的末端正极柱作为模组的总正输出极、而极柱串联的末端负极柱作为模组的总负输出极；两个端板，分别位于电池组的堆叠方向的两头；以及两个侧板，分别位于带有两个端板的电池组的两侧；以及与总正输出极和总负输出极连接的前述电极片结构。上述方案中的电极片结构在实际使用过程中的缺点是：铜片和铝片之间采用扭矩超声波焊固定，焊接质量无法保重，在长时间振动环境下容易固定结构松动，电极片结构的导电可靠性低。

专利文献公告号为CN 207572446 U的中国专利公开了一种电池箱及其导电模组、导电连接片，电池箱包括箱体以及位于箱体内的电池模组，电池模组包括多个并排设置的电芯，位于电池模组端部的电芯通过导电连接片连接有连接线束，所述导电连接片为铜铝复合连接片，导电连接片的上层为铜层，下层为铝层，导电连接片上具有使电芯极柱与铝层电连接的铜层空白区以及使连接线束与铜层连接的铜层连接区。上述方案采用了让位孔的结构，使得整体的结构无法完全达到厚度相同的效果。

专利文献公告号为CN 215896775 U的中国专利公开了一体式铜铝排电连接端子及一体式铜铝排电连接器，一体式铜铝排电连接端子包括铜排和铝排，铝排包括片状外接端部、中间连接条部和铜排连接部，铜排与铜排连接部通过爆炸焊或一体浇筑成型方式连接，从而形成一体式结构。该电连接器包括铜套、连接底座和一体式铜铝排电连接端子，铜套位于铜排表面并与铜排直接对接，连接底座位于铜排连接部的背部，连接底座的连接管部位依次穿过铜排连接部和铜排后插入到铜套的中心孔中，连接底座的贯穿孔内壁上设有内螺纹。上述方案结构复杂，且采用了焊接方式生产成本较高。

专利文献公告号为CN216563430U的中国专利公开了一种蓄电池总正总负通流连接排结构、蓄电池及用电设备，蓄电池总正总负通流连接排结构包括铜排模块和铝排模块，铝排模块的一端与电芯的铝极柱连接，在铝排模块与电芯之间安装绝缘隔板；铜排模块的一端与外接铜排连接；铝排模块的另一端与铜排模块的另一端通过经插接后轧制形成的铜铝复合部连接。但是上述方案通过线接插后轧制的方式，工艺繁琐。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种汇流排。

根据本实用新型提供的一种汇流排，包括铝层和铜层，其中：

所述铝层和铜层轧制复合形成所述汇流排；

所述铝层包括一体成型的全铝层和复合连接层，所述全铝层包括有极柱连接部，所述全铝层的上表面和复合连接层的上表面邻接且位于同一平面；

所述复合连接层的下表面与所述铜层的上表面贴合；复合连接层的下表面与铜层轧制复合形成铜铝复合层；所述铜层的下表面与所述极柱连接部的下表面邻接且位于同一平面。

优选地，所述铜铝复合层包括依次连接的第一水平层、过渡层以及第二水平层，其中：

第一水平层和过渡层之间和/或过渡层和第二水平层之间圆角过渡连接。

优选地，所述第二水平层上设置有固定孔。汇流排与模组间的铜排进行固定连接时，铜层与铜排进行贴合，螺栓穿过固定孔将汇流排与铜排进行连接紧固。

优选地，所述过渡层为与第一水平层、第二水平层垂直的竖直层。

优选地，所述全铝层还包括定位部，所述定位部由所述全铝层局部下凹形成，所述定位部上开设有定位孔。具体的，定位部和全铝层可存在高度差，定位部和全铝层之间通过过渡面实现过渡连接，过渡面为弧面，且定位部优选设置在全铝层的边角处，方便加工。

优选地，所述汇流排的所有区域的厚度相同。从而便于生产控制，可提高电池模组的组装效率。

优选地，所述铜层的表面镀有镍层。通过铜层表面镀镍，可以提高铜层的耐磨耐腐蚀性。

优选地，所述镍层厚度为5-15μm。从而避免镍层过厚导致电阻过大，镍层厚度过小导致的不能有效提高防磨防腐蚀性能。

优选地，铜铝复合层总厚度为1.0-4.0mm，其中铜层厚度为0.5-3.0mm。

优选地，铜铝复合层厚度为1-3mm时，铜层厚度为铜铝复合层厚度的50％-75％；铜铝复合层厚度为3-4mm时，铜层厚度为铜铝复合层厚度的40-60％。通过铜层和铜铝复合层的厚度设置以避免铜层太薄影响铜铝复合层的载流能力，同时避免铝层太薄导致轧制时损坏铝层的复合连接层。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型结构合理、可靠性高、成本较低；

2、本实用新型可以直接利用冲压成型工艺制成铜铝连接汇流排，不需要再进行CNC加工，同时解决了铜铝间接触腐蚀的问题，且避免了铜铝焊接的弊端，生产效率高。

3、本实用新型通过铝层和铜层的结构和工艺改进设计，提升汇流排的韧性和可靠性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为本实用新型实施例的正视图。

图3为本实用新型实施图2中B-B处的截面剖视图。

图4为本实用新型实施例的仰视图。

图5为本实用新型实施例的俯视图。

图6为本实用新型实施例的背视图。

图中示出：

铝层1

全铝层11

复合连接层12

铜层2

定位孔3

固定孔4

极柱连接区5

第一水平层101

过渡层102

第二水平层103

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

如图1至6所示，本实用新型提供了一种汇流排，采用铜铝复合材料，直接用金属卷材冲压制成，连接可靠性好，并且生产效率大大提高，同时节省了铜材和铝材的焊接工序(如超声波焊接)和相应成本，零件所有部位厚度一致，便于生产控制，可提高电池模组的组装效率。

本实用新型公开的汇流排包括铝层1和铜层2，其中：铝层1和铜层2轧制复合形成复合层；所述铝层1包括一体成型的全铝层11和复合连接层12，所述全铝层11包括有极柱连接部(图中未标示)，所述极柱连接部的上表面和复合连接层12的上表面邻接且位于同一平面；所述复合连接层12与所述铜层2形状相同；复合连接层12的下表面与铜层2轧制复合形成铜铝复合层；所述铜层的下表面与所述极柱连接部的下表面邻接且位于同一平面。

进一步说明，所述极柱连接部的上表面和复合连接层12的上表面为一体成型平面，参考图1所示，图1中第一水平层101对应的上表面包括复合连接层12的上表面和极柱连接部的上表面。

在一些实施方式中，所述极柱连接部上设置有极柱连接区5，极柱连接区5无需额外加工，其大小位置根据电芯和模组的结构设计进行调整，极柱连接区5用于与电芯极柱进行连接，具体的连接方式可以是激光焊接。

进一步说明，极柱连接部设置在极柱连接区5上，极柱连接区5设置在全铝层11上，本实用新型通过结构优化，增设了全铝层11部分，通过部分区域的铜铝分离的方式，因此在连接极柱时无需在传统的铜层上加工让位孔以及在铝层上加工极柱连接孔，大大简化了加工工艺。

在一些实施方式中，所述铜铝复合层包括依次连接的第一水平层101、过渡层102以及第二水平层103，其中：第一水平层101和过渡层102之间和/或过渡层102和第二水平层103之间圆角过渡连接。组合形成的复合层的形状可以设置为Z型，在一些具体实施中，过渡层102为与第一水平层101、第二水平层103垂直的竖直层。

进一步说明，本实施例中，如图1所示，过渡层102由第一水平层101沿顺时针90°方向延伸形成，第二水平层103由过渡层102沿逆时针90°方向延伸形成，第一水平层101、过渡层102以及第二水平层103一体成型。

在一些实施方式中，第二水平层103上设置有固定孔4。汇流排与模组间的铜排进行固定连接时，铜层2与铜排进行贴合，螺栓穿过固定孔4将汇流排与铜排进行连接紧固。在一些具体实施中，所述固定孔4为腰孔。

在一些实施方式中，全铝层11还包括定位部(图中未标示)，定位部由全铝层11局部下凹形成，定位部上开设有定位孔3，所述定位孔3用于将汇流排固定在模组的线束隔离板上。

进一步说明，本实施例中，如图1所示，定位部和全铝层11存在高度差，定位部和全铝层11之间通过过渡面过渡连接，过渡面为弧面。定位部优选设置在全铝层11的边角处，方便加工。

在一些实施方式中，复合层的所有区域的厚度相同，通过设置相同的厚度提升空间利用率。本实用新型整体所有区域厚度相同，冲压后不需要额外的机加工过程，工艺简单。本实用新型中，全铝层11区域的整体厚度相同，复合连接层12的整体厚度相同，全铝层11和复合连接层12的厚度差等于所述铜层2的厚度，保证了整体所有区域厚度相同。

在一些实施方式中，铜铝复合层总厚度为1.0-4.0mm，其中铜层2的厚度为0.5-3.0mm。进一步的，铜铝复合层厚度为1-3mm时，铜层2厚度为铜铝复合层厚度的50％-75％；铜铝复合层厚度为3-4mm时，铜层2厚度为铜铝复合层厚度的40-60％。通过铜层和铜铝复合层的厚度设置以避免铜层太薄影响铜铝复合层的载流能力，同时避免铝层太薄导致轧制时损坏铝层的复合连接层。

在一些实施方式中，所述铜层2的表面镀有镍层。通过在铜层2表面镀镍层，可以提高铜层的耐磨耐腐蚀性。优选地，镍层厚度为5-15μm，镍层过厚会导致电阻过大，镍层厚度过小则不能有效提高防磨防腐蚀性能。

更为详细的，本实用新型的铜层2所选材料牌号为T2，铝层1所选材料牌号为1060。铜层2和铝层1的宽度不同，即截面积有区别，如图3所示，铝层1上设置有容纳铜层2的区域，铜层2的宽度和厚度可根据模组系统的载流设计进行调整，典型的设计宽度为20-50mm，厚度0.5-2.0mm。

本实用新型采用特殊设计的铜铝复合材料制成铜铝连接汇流排，避免了直接连接造成的接触腐蚀，同时解决了汇流排与电芯极柱焊接、以及与外接模组间铜排连接的问题，提高了系统可靠性。同时，因为没有异种金属间的焊接加工，不产生过多的金属间脆性化合物，对镍镀层也没有破坏，提高了产品本身的韧性和可靠性。该铜铝复合材料属于上下复合的一种，比左右对接式复合材料结合强度更高(≥70Mpa)，且铜铝层厚度可以调节，设计灵活，满足系统载流要求，直接利用冲压成型工艺制成铜铝连接汇流排，生产效率高，适合批量生产。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种汇流排，其特征在于，包括铝层和铜层，其中：

所述铝层和铜层轧制复合形成所述汇流排；

所述铝层包括一体成型的全铝层和复合连接层，所述全铝层包括有极柱连接部，所述极柱连接部的上表面和复合连接层的上表面邻接且位于同一平面；

所述复合连接层的下表面与所述铜层的上表面贴合；所述复合连接层与所述铜层轧制复合形成铜铝复合层；所述铜层的下表面与所述极柱连接部的下表面邻接且位于同一平面。

2.根据权利要求1所述的汇流排，其特征在于，所述铜铝复合层包括依次连接的第一水平层、过渡层以及第二水平层，其中：

第一水平层和过渡层之间和/或过渡层和第二水平层之间圆角过渡连接。

3.根据权利要求2所述的汇流排，其特征在于，所述第二水平层上设置有固定孔。

4.根据权利要求2所述的汇流排，其特征在于，所述过渡层为与第一水平层、第二水平层垂直的竖直层。

5.根据权利要求1所述的汇流排，其特征在于，所述全铝层还包括定位部，所述定位部由所述全铝层局部下凹形成，所述定位部上开设有定位孔。

6.根据权利要求1所述的汇流排，其特征在于，所述汇流排的所有区域的厚度相同。

7.根据权利要求1所述的汇流排，其特征在于，所述铜层的表面镀有镍层。

8.根据权利要求7所述的汇流排，其特征在于，所述镍层厚度为5-15μm。

9.根据权利要求1所述的汇流排，其特征在于，铜铝复合层总厚度为1.0-4.0mm，其中铜层厚度为0.5-3.0mm。

10.根据权利要求1所述的汇流排，其特征在于，铜铝复合层厚度为1-3mm时，铜层厚度为铜铝复合层厚度的50％-75％；铜铝复合层厚度为3-4mm时，铜层厚度为铜铝复合层厚度的40-60％。

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