專利名稱：動力電池組排列連接組裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種動力電池組排列連接組裝結(jié)構(gòu)，尤其是用于電動汽車等各個領(lǐng)域的一種電池組模塊的單體間的排列和組裝結(jié)構(gòu)及連接方式。
背景技術(shù)：
動力電池是電動汽車中的關(guān)鍵部件，其性能的優(yōu)劣將直接影響到整車性能的好壞。作為電動汽車的主要動力來源，電池組的設(shè)計需要考慮很多因素，既要保證電池組性能滿足整車的要求，同時也要保證電池組具有足夠的安全性和可靠性?，F(xiàn)有技術(shù)提供的電池組或者電池模塊，為了達(dá)到更高的能量密度和功率密度，大多通過單體間串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成電池模塊，這樣模塊的輸出電壓或電流大大提高，以滿足電動汽車的動力要求。同時，在汽車移動行駛的情況下，動力電池組的各個電池單體、連接部件及各種檢測用傳感器應(yīng)具有良好的抗震性和穩(wěn)定性，確保在運行環(huán)境中維持電池組的性能穩(wěn)定。并且，汽車運行的地域、季節(jié)等環(huán)境有很大變化，對電池組外殼的絕緣密封性，內(nèi)部連接部件的導(dǎo)通性都有很高要求，還要考慮外部擠壓等外應(yīng)力及內(nèi)部膨脹率差異引起的內(nèi)應(yīng)力。特別由于部件間的震動摩擦導(dǎo)致的連接部件損壞或者絕緣系統(tǒng)破壞會引起電池組停止供電甚至短路造成發(fā)熱起火，這些安全問題更是電池組結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵問題。目前，隨著混合動力和清潔能源的發(fā)展，動力電池組模塊結(jié)構(gòu)迅速發(fā)展。動力電池組模塊包括多個單體電池的排列組合方式和連接、隔離結(jié)構(gòu)等多方面的技術(shù)問題。目前，以排列方式如何既利于通風(fēng)散熱，又緊湊方便連接是問題之一；具有良好的抗震性、穩(wěn)定性、 安全性和可靠性是問題之二。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種動力電池組排列連接組裝結(jié)構(gòu)，使該連接方式及結(jié)構(gòu)既利于通風(fēng)散熱，又緊湊方便具有良好的抗震性、穩(wěn)定性、安全性和可靠性。本實用新型涉的技術(shù)方案本實用新型的動力電池組排列連接組裝結(jié)構(gòu)包括殼體、圓柱形電池、電極連接片、固定隔板，其固定隔板包括用于固定電池和星形電極連接片的內(nèi)定位板和用于固定直電極連接片的外定位板；內(nèi)定位板包括左右兩個內(nèi)定位板，內(nèi)定位板的內(nèi)側(cè)有與所有排列的電池頭部對應(yīng)的圓形定位帽，每三個彼此相切圓形定位帽為一個模組，N個模組為一排，共M排，排列原則是三個相切圓的圓心連線構(gòu)成的等邊三角形的一個高與每排的中心線重合，相鄰模組互補(bǔ)排列；兩排之間交錯互補(bǔ)排列；定位帽中間有電極露出的孔；內(nèi)定位板的外側(cè)有與星形電極連接片匹配的星形限位槽，星形限位槽與定位帽共在同一個底板即內(nèi)定位板上；內(nèi)定位板的周邊有與殼體匹配的圍邊，左右兩個內(nèi)定位板結(jié)構(gòu)相同鏡像對稱；每三個圓柱形電池為一模組，電池兩端對應(yīng)在左右兩個內(nèi)定位板內(nèi)側(cè)的圓形定位帽內(nèi)，每排的相鄰模組的正負(fù)極顛倒布置，相鄰排首組的極性相反，由左右兩個內(nèi)定位板將NXM個電池固定夾緊，星形電極連接片嵌在內(nèi)定位板外側(cè)的星形限位槽內(nèi)，將每組三個圓柱形電池并聯(lián)；在左右兩個內(nèi)定位板外側(cè)布置左右兩個外定位板；左外定位板上有沿每排電池排列方向的第一直電極連接片限位槽和由兩端垂直引出正負(fù)極的第二直電極連接片限位槽；右外定位板上有連接相鄰兩排之間正、負(fù)的第三直電極連接片限位槽，第三直電極連接片限位槽相對排列方向傾斜，外定位板的周邊有與殼體匹配的圍邊；左、右外定位板外形鏡像對稱；左外定位板上相鄰一對模組之間正負(fù)極由第一直電極連接片串聯(lián)；第二直電極連接片由兩端垂直引出正負(fù)極的引出端；右外定位板上由第三直電極連接片將相鄰兩排之間對應(yīng)模組的正、負(fù)極串聯(lián)；內(nèi)外定位板通過周邊的圍邊與殼體連接。所述的內(nèi)定位板的外側(cè)的星形限位槽中間有凸臺，星形電極連接片中間與之適應(yīng)的弓形彎折。所述的圓柱形電池為36個，分兩排布置，每排6組。所述的動力電池組的外殼是鋁金屬結(jié)構(gòu)，外殼包括上蓋板、下蓋板、左右側(cè)蓋板和兩端端板；左右側(cè)蓋板中間為凹槽加強(qiáng)筋；兩端端板上有通風(fēng)口。所述的動力電池組的外殼是鋁金屬結(jié)構(gòu)，外殼包括上蓋板、下蓋板、左右側(cè)蓋板和兩端端板；左右側(cè)蓋板中間為凹槽加強(qiáng)筋；兩端端板是階梯直角折板，兩端端板上有通風(fēng)所述的動力電池組排列連接方式及組裝結(jié)構(gòu)，在外定位板的內(nèi)側(cè)設(shè)計有壓緊凸臺，凸臺對應(yīng)星形電極連接片三個焊接點位置。所述的內(nèi)定位板內(nèi)側(cè)的圓形定位帽壁厚1 2mm，每組三個圓形定位帽外圍相切。所述的內(nèi)定位板內(nèi)側(cè)的圓形定位帽壁厚1 2mm，所有圓形定位帽外圍相切。所述的內(nèi)定位板外側(cè)的星形限位槽的限位部位尺寸與星形電極連接片的對應(yīng)部位的間隙為1 2mm，內(nèi)定位板外側(cè)的星形限位槽的深度與星形電極連接片的高度匹配。本實用新型的優(yōu)點動力電池組的外殼是鋁金屬結(jié)構(gòu)，能有效保護(hù)內(nèi)在電池單體及其連接結(jié)構(gòu)，達(dá)到耐壓及抗干擾的效果。內(nèi)外定位板除了起到支撐作用外，更主要的是固定電池單體和電極連接片的位置，以防在使用過程中錯位或損壞。每三節(jié)電池單體先通過星形連接片并聯(lián)，形成更高容量的模組；模組間再通過長條形匯流條串聯(lián)，以滿足對動力電池電壓等的動力性要求。外殼上、下蓋板的通風(fēng)口結(jié)合電池單體交錯放置，在電池組內(nèi)形成風(fēng)道，通過了仿真模擬的計算，使電池單體達(dá)到最均勻的散熱方式。

圖1為應(yīng)用本實用新型的一種實施例的動力電池組總裝外觀圖。圖2為構(gòu)成上述實施例的上下蓋板及端板立體分解圖。圖3為三節(jié)電池單體并聯(lián)的正極連接圖。圖4為三節(jié)電池單體并聯(lián)的負(fù)極連接圖。圖5為內(nèi)定位板內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)圖。圖6為內(nèi)定位板外側(cè)結(jié)構(gòu)圖。圖7為左右內(nèi)定位板、電池組排列、星形電極連接片連接后立體圖。圖8為左外定位板的外部結(jié)構(gòu)圖。圖9為右外定位板的外部結(jié)構(gòu)圖。[0024]圖10為左、右外定位板的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。圖11為圖7裝入無左右蓋板殼體內(nèi)與左、右外定位板、直電極連接片位置立體分解圖。圖12為圖11連接后電池組左側(cè)立體圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本實用新型的技術(shù)方案作詳細(xì)說明。圖1所示為本實用新型的一種實施方式，本實施方式的動力電池組由36節(jié)圓柱形磷酸鐵鋰電池10構(gòu)成。如圖1、圖2 動力電池組的外殼是鋁金屬結(jié)構(gòu)，外殼包括上蓋板101、下蓋板102、 左右側(cè)板105、106和兩端端板103、104 ；左右側(cè)板中間為凹槽加強(qiáng)筋109 ；兩端端板103、 104是階梯直角折板，構(gòu)成與兩排交錯互補(bǔ)排列相適應(yīng)的階梯狀，兩端端板上有通風(fēng)口 107、108。進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)窗口處于對角位，在電池組內(nèi)部的電池單體間達(dá)到更加均勻的散熱效果。制作時，上下蓋板與兩端端板一起下料，上下蓋板兩端各帶一部分兩端的端板。圖3為三節(jié)電池單體并聯(lián)的正極連接圖，圖4為三節(jié)電池單體并聯(lián)的負(fù)極連接圖。本實用新型將三節(jié)電池單體壁相切組成一個模組，三節(jié)電池單體10并聯(lián)。正極由正星形電極連接片41連接，負(fù)極由負(fù)星形電極連接片42連接。圖5為內(nèi)定位板內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)圖，圖6為內(nèi)定位板外側(cè)結(jié)構(gòu)圖內(nèi)定位板20的內(nèi)側(cè)有與所有排列的電池頭部對應(yīng)的圓形定位帽20a，每三個圓形定位帽20a彼此相切為一個模組，6個模組為一排，共2排，排列原則是三個相切圓的圓心連線構(gòu)成的等邊三角形的一個高與每排的中心線重合，相鄰模組互補(bǔ)排列；兩排之間交錯互補(bǔ)排列；定位帽中間有電極露出的孔20d;內(nèi)定位板的外側(cè)有與星形電極連接片匹配的星形限位槽20b，星形限位槽 20b與定位帽共在同一個底板即內(nèi)定位板20上；內(nèi)定位板的外側(cè)的星形限位槽20b中間有凸臺20c，星形電極連接片中間是與凸臺20c適應(yīng)的弓形彎折。使得星形電極連接片中間部分與電池單體之間隔離，達(dá)到絕緣的效果。內(nèi)側(cè)的圓形定位帽壁厚1 2mm，所有圓形定位帽外圍相切。內(nèi)定位板20的周邊有與殼體匹配的圍邊20e，左右兩個內(nèi)定位板20和30結(jié)構(gòu)相同鏡像對稱布置；圖7為左右內(nèi)定位板、電池組排列、星形電極連接片連接后立體圖每三個圓柱形電池為一模組，電池10兩端對應(yīng)在左右兩個內(nèi)定位板內(nèi)側(cè)的圓形定位帽20a(如圖5)內(nèi)，每排的相鄰模組的正負(fù)極顛倒布置，相鄰排首組的極性相反，由左右兩個內(nèi)定位板20和30將36個電池固定夾緊，正負(fù)極星形電極連接片41、42嵌在內(nèi)定位板外側(cè)的星形限位槽內(nèi)，將每組三個圓柱形電池并聯(lián)。圖8為左外定位板的外部結(jié)構(gòu)圖，圖9為右外定位板的外部結(jié)構(gòu)圖，圖10為左、右外定位板的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖左外定位板50上有沿每排電池排列方向的第一直電極連接片限位槽50a和由兩端垂直引出正負(fù)極的第二直電極連接片限位槽50b，第二直電極連接片限位槽50b兩端是電極露出孔，周邊有與殼體匹配的圍邊50c ；右外定位板60上有連接相鄰兩排之間正、負(fù)極的第三直電極連接片限位槽60a，在左右外定位板的內(nèi)側(cè)設(shè)計有壓緊凸臺50d，凸臺50d對應(yīng)星形電極連接片三個焊接點位置，可以壓緊電極連接片焊接點，防止焊點由于震動松脫。同時使冷卻風(fēng)道排除縫隙干擾，達(dá)到的密封效果，有效提高電池組內(nèi)風(fēng)道的冷卻效率。第三直電極連接片限位槽相對排列方向傾斜，右外定位板的周邊有與殼體匹配的圍邊60b ；左、右外定位板外形鏡像對稱；圖11為圖7裝入無左右蓋板殼體內(nèi)與左、右外定位板、直電極連接片位置立體分解圖將圖7連接后裝入無左右蓋板殼體內(nèi)，在左右兩個內(nèi)定位板外側(cè)布置左外定位板 50和右外定位板60，左外定位板50上相鄰一對模組之間正負(fù)極由第一直電極連接片45串聯(lián)；第二直電極連接片44由兩端垂直引出正負(fù)極的引出端；右外定位板60上由第三直電極連接片43將相鄰兩排之間對應(yīng)模組的正、負(fù)極串聯(lián)。內(nèi)外定位板通過周邊的圍邊與殼體連接。圖12為圖11連接后電池組左側(cè)立體圖。為了提高安全性，外定位板采用電絕緣性高的ABS材料制作。定位帽構(gòu)成對電池單體的正負(fù)極圓周面方向進(jìn)行夾持，使電池組中電池單體的位置相對穩(wěn)定，有效保障了電池的供電，防止由于震動等因素造成電池單體的位移和脫落。定位帽壁厚1 2mm，電池單體之間有2 4mm空隙，便于通風(fēng)散熱，提高了電池模塊內(nèi)部的安全性。在裝配過程中，單體電池與定位帽之間涂有絕緣密封膠，能夠除去夾持單體電池的側(cè)固定板因尺寸精度偏差產(chǎn)生的空隙，有效提高電池組的抗震性。同時通過內(nèi)、外定位板的支撐，電池組的耐壓性也有所增加。上述僅是本實用新型的一種實施例，只要單體電池個數(shù)是三的倍數(shù)，N個模組為一排，共M排均可以依照上述原則組合，均屬于本實用新型的保護(hù)范圍。本實用新型尤其適用于通用型號沈650的電池單體，即直徑沈讓，長度65mm的鋰離子電池單體。對于其他型號的電池單體，如只需修改發(fā)明方案的尺寸設(shè)計，也在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種動力電池組排列連接組裝結(jié)構(gòu)，包括殼體、圓柱形電池、電極連接片、固定隔板，其特征在于固定隔板包括用于固定電池和星形電極連接片的內(nèi)定位板和用于固定直電極連接片的外定位板；內(nèi)定位板包括左右兩個內(nèi)定位板，內(nèi)定位板的內(nèi)側(cè)有與所有排列的電池頭部對應(yīng)的圓形定位帽，每三個彼此相切圓形定位帽為一個模組，N個模組為一排， 共M排，排列原則是三個相切圓的圓心連線構(gòu)成的等邊三角形的一個高與每排的中心線重合，相鄰模組互補(bǔ)排列；兩排之間交錯互補(bǔ)排列；定位帽中間有電極露出的孔；內(nèi)定位板的外側(cè)有與星形電極連接片匹配的星形限位槽，星形限位槽與定位帽共在同一個底板即內(nèi)定位板上；內(nèi)定位板的周邊有與殼體匹配的圍邊，左右兩個內(nèi)定位板結(jié)構(gòu)相同鏡像對稱；每三個圓柱形電池為一模組，電池兩端對應(yīng)在左右兩個內(nèi)定位板內(nèi)側(cè)的圓形定位帽內(nèi)，每排的相鄰模組的正負(fù)極顛倒布置，相鄰排首組的極性相反，由左右兩個內(nèi)定位板將NXM個電池固定夾緊，星形電極連接片嵌在內(nèi)定位板外側(cè)的星形限位槽內(nèi)，將每組三個圓柱形電池并聯(lián)；在左右兩個內(nèi)定位板外側(cè)布置左右兩個外定位板；左外定位板上有沿每排電池排列方向的第一直電極連接片限位槽和由兩端垂直引出正負(fù)極的第二直電極連接片限位槽；右外定位板上有連接相鄰兩排之間正、負(fù)的第三直電極連接片限位槽，第三直電極連接片限位槽相對排列方向傾斜，外定位板的周邊有與殼體匹配的圍邊；左、右外定位板外形鏡像對稱；左外定位板上相鄰一對模組之間正負(fù)極由第一直電極連接片串聯(lián)；第二直電極連接片由兩端垂直引出正負(fù)極的引出端；右外定位板上由第三直電極連接片將相鄰兩排之間對應(yīng)模組的正、負(fù)極串聯(lián)；內(nèi)外定位板通過周邊的圍邊與殼體連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池組排列連接方式及組裝結(jié)構(gòu)，其特征在于內(nèi)定位板的外側(cè)的星形限位槽中間有凸臺，星形電極連接片中間與之適應(yīng)的弓形彎折。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的動力電池組排列連接方式及組裝結(jié)構(gòu)，其特征在于圓柱形電池為36個，分兩排布置，每排6組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的動力電池組排列連接方式及組裝結(jié)構(gòu)，其特征在于動力電池組的外殼是鋁金屬結(jié)構(gòu)，外殼包括上蓋板、下蓋板、左右側(cè)蓋板和兩端端板；左右側(cè)蓋板中間為凹槽加強(qiáng)筋；兩端端板上有通風(fēng)口。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動力電池組排列連接方式及組裝結(jié)構(gòu)，其特征在于動力電池組的外殼是鋁金屬結(jié)構(gòu)，外殼包括上蓋板、下蓋板、左右側(cè)蓋板和兩端端板；左右側(cè)蓋板中間為凹槽加強(qiáng)筋；兩端端板是階梯直角折板，兩端端板上有通風(fēng)口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的動力電池組排列連接方式及組裝結(jié)構(gòu)，其特征在于在外定位板的內(nèi)側(cè)設(shè)計有壓緊凸臺，凸臺對應(yīng)星形電極連接片三個焊接點位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的動力電池組排列連接方式及組裝結(jié)構(gòu)，其特征在于內(nèi)定位板內(nèi)側(cè)的圓形定位帽壁厚1 2mm，每組三個圓形定位帽外圍相切。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的動力電池組排列連接方式及組裝結(jié)構(gòu)，其特征在于內(nèi)定位板內(nèi)側(cè)的圓形定位帽壁厚1 2mm，所有圓形定位帽外圍相切。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的動力電池組排列連接方式及組裝結(jié)構(gòu)，其特征在于 內(nèi)定位板外側(cè)的星形限位槽的限位部位尺寸與星形電極連接片的對應(yīng)部位的間隙為1 2mm，內(nèi)定位板外側(cè)的星形限位槽的深度與星形電極連接片的高度匹配。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的動力電池組排列連接方式及組裝結(jié)構(gòu)，其特征在于內(nèi)定位板外側(cè)的星形限位槽的限位部位尺寸與星形電極連接片的對應(yīng)部位的間隙為1 2mm，內(nèi)定位板外側(cè)的星形限位槽的深度與星形電極連接片的高度匹配。
專利摘要本實用新型公開一種動力電池組排列連接組裝結(jié)構(gòu)，包括殼體、圓柱形電池、電極連接片、固定隔板，每三個圓柱形電池為一模組，由星形電極連接片并聯(lián)，排兩排，兩排之間交錯互補(bǔ)排列，電池兩端對應(yīng)在左右兩個內(nèi)定位板內(nèi)側(cè)的圓形定位帽內(nèi)，固定夾緊。內(nèi)定位板內(nèi)側(cè)的圓形定位帽壁厚1～2mm，所有圓形定位帽外圍相切。每排的相鄰模組的正負(fù)極顛倒布置，相鄰排首組的極性相反。在左右兩個內(nèi)定位板外側(cè)布置左右兩個外定位板；左外定位板上電極連接片和由兩端垂直引出正負(fù)極的電極連接片的限位槽；右外定位板上由直電極連接片將相鄰兩排之間對應(yīng)模組的正、負(fù)極串聯(lián)；內(nèi)外定位板通過周邊的圍邊與殼體連接。殼體左右側(cè)蓋板中間為凹槽加強(qiáng)筋，兩端端板上有通風(fēng)口。
文檔編號H01M10/04GK202019005SQ20112012038
公開日2011年10月26日 申請日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月22日
發(fā)明者倪錚, 馮春, 劉曉俊, 劉曉康, 姜昕, 朱立賓, 李丹林, 楊問弘 申請人:東風(fēng)汽車公司