CN101290980B - 电池成组连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池成组连接方法，包括步骤：用垂直单体电池顶面的金属片作为单体电池的正、负引出电极连接片；将所述金属连接片弯折90度后根据串联和/或并联的要求叠压在一起；再通过螺栓等连接方式通过铜压板将叠压的金属连接片压紧并固定在支撑框架上。也可将多个单体电池按照上述方法形成一个单体小组，再将多个这样的单体小组串联和/或并联起来就可形成一个大电池组。采用这样的方案可实现单体电池的可靠连接，解决了锂电池的安全使用问题；节省电力、方便维护，对电动汽车的产业化具有重要的意义和作用。

Description

电池成组连接方法

技术领域

本发明涉及一种电池成组连接方法，更加具体地说，涉及一种用于电动车动力电池组的连接方法。

背景技术

随着社会的发展，有限的石油资源和环境污染问题变得日益突出，这使得电动汽车越来越引起社会的重视，电动汽车成了未来汽车发展的方向。电动汽车上的核心技术之一是能源储备及供给系统。解决好锂电池、蓄电池等的使用技术便成了电动车产业化发展的技术关键。

现有电动汽车(例如，大客车)的能源供给系统是由电池单体通过导线串联形成的，电池单体间仅用导线连接裸装在金属箱内。每个电池箱之间的动力连线用手动插头连接，放在两侧仓门人容易接近的地方。

上述结构存在很多缺点，例如电池连线太长、回路电压降大(即回路导线和接头方式引起的电阻与通过电流的乘积)、电量输出小、电力损失多等。而且连接电池单体的导线容易发生老化，导线与电池电极容易发生接触不良。此外，单体电池裸装在金属箱内，不能防水、防尘、防震，极易产生自放电，产生松动和接触电阻，从而影响电池的一致性和功率输出。而且，整个金属箱采用螺栓进行固定，不能实现整体快装和快卸，也不能用快速更换电池的方式扩大续驶里程。特别是锂电池和其它有机物电池在误用时发生易燃的可能性很大，这使锂电池这一高能量密度的电池难于推广。

因此，迫切需要研发出一种能够实现单体电池间可靠连接的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种电池成组连接方法，其能够在单体电池之间提供可靠的连接。

本发明是基于下列原理做出的，即用垂直单体电池顶面的金属片作为单体电池的正、负引出电极，并根据设计要求将正、负极金属片折弯90度，再将各个单体电池的金属片叠压、并用紧固件固定而将单体电池连接起来。

本发明的上述目的是通过这样一种电池成组连接方法实现的，即所述方法包括步骤：从单体电池一个顶面上设置正、负电极的位置沿垂直所述顶面的方向连接至少两个金属连接片；将并排放置的多个单体电池的金属连接片按照串联和/或并联的要求弯折90度后叠压在一起，由此将多个单体电池串联和/或并联起来。

根据本发明的一个方面，所述电池成组连接方法还包括在连接的多个单体电池的前部和后部分别设置前盖和后盖，并在相邻的两个单体电池之间设置一个中间支撑框。在所述中间支撑框、前盖和后盖的四个角上分别设置有用于容放长螺栓的开口。通过长螺栓配合螺母将前盖和后盖之间的单体电池夹紧。

优选地，所述将金属连接片叠压的步骤包括：使金属连接片从相邻两个中间支撑框的狭缝中伸出，再根据并联和/或串联的要求将金属连接片弯折90度后叠压在一起。

优选地，所述电池成组连接方法还包括在排列整齐的多块单体电池的正、负电极上面用铜压板压接；以及在叠压在一起的金属连接片的下面放置一块不锈钢或铜板，上面用螺栓通过紫铜压板将金属连接片压紧并固定在中间支撑框的框体上。

根据本发明的一个方面，所述电池成组连接方法还包括在铜压板的上面设置防护罩，所述防护罩包括用于存放采集线的线槽和与线槽配合的压盖。

优选地，所述金属连接片采用镀银或锡的铜板。

根据本发明的一个方面，所述电池成组连接方法还包括将所述多个单体电池连接成一个单体小组，再将多个这样的单体小组串联和/或并联在一起而形成一个大电池组。

优选地，所述单体电池是锂电池。

本发明还涉及一种使用上述电池成组连接方法形成的电池组。

附图说明

图1为表示带有正负电极的单体电池；

图2为表示带有正负电极的另一块单体电池；

图3表示将八块单体电池串联起来的结构示意图；

图4表示将两块单体电池并联起来的结构示意图；

图5表示铜压板；

图6表示中间支撑框的结构示意图；

图7表示相邻单体电池之间放置中间支撑框后的结构示意图；

图8和图9分别表示前盖和后盖的结构示意图；

图10表示防护罩的结构图；

图11表示与防护罩的线槽配合的压盖；

图12表示由四个单体电池的单体小组构成的大电池组；

图13表示双排电池成组图。

具体实施方式

下面将参照附图详细说明根据本发明优选实施例的电池成组连接方法。

图1所示为带有电极连接片的单体电池。如图1所示，单体电池1优选地为薄长方体结构的锂电池，并且在其一个顶面2上设置有两个电池正、负极。两个电极连接片31、32分别从单体电池的正、负极位置引出，并沿垂直顶面2的方向延伸。

下面分别说明将两块电池进行串联和并联的方法。

为了方便说明，下面将电极连接片31称作单体电池的第一连接片或正极，将电极连接片32称作单体电池的第二连接片或负极。

首先说明电池串联的方法。如图1所示，将第一块电池1的第一连接片31沿平行于顶面2的方向折弯90度，并将第二连接片32沿与第一折弯方向相反的方向折弯90度。为了将单体电池串联起来，将第二块电池1′的两个电极连接片也垂直折弯90度，但不同的是第二块电池1′的电极连接片31′和32′的弯折方向与第一块电池1的电极连接片31和32的弯折方向相反，如图2所示。由此就在每个连接片的弯折部分上形成了进行搭接的结构。通过将第一块电池1的负极(第二连接片32)与第二块电池1′的正极(第一电极片31′)进行叠压就可将两块单体电池串联起来。

类似地，采用这种将一块电池的正极与下一块电池的负极连接起来的方式就可将任意多块单体电池串联起来。例如，图3示出了将八块单体电池串联起来的结构示意图。

下面参照图4介绍将两块单体电池进行并联的方法。

如图4所示，将第一块电池1的电极连接片31、32都朝沿平行于顶面2的方向弯折90度，即电极连接片31、32的弯折方向相同。而第二块电池1′的电极连接片31′、32′也朝一个方向弯折90度，但它们与第一块电池1的电极连接片31、32的弯折方向正好相反。之后，将第一块电池1的正极(电极连接片31)和负极(电极连接片32)分别与第二块电池1′的正极(电极连接片31′)和负极(电极连接片32′)进行叠压，这样就能将两块电池并联起来。

优选地，电极连接片采用镀银或锡的铜板。这样做的好处是：可减小接触电阻、防止松动和提高散热。

根据本发明，为了使单体电池间连接稳定、可靠，可使用例如螺钉、螺栓、铆钉、焊接等连接方式将电极连接片的叠压部分紧密连接起来(后面会详细说明)。

为了将两两并联的单体电池小组(下面称为单体小组)进一步并联起来，可采用如图5所示的铜压板将两两并联的单体电池小组并联起来。即使用一个铜压板将多个单体小组的正极连接起来，再用另一个铜压板将所述多个单体小组的负极连接起来。对于铜压板的尺寸可根据单体电池的尺寸及其数量来设计。对于铜压板与正极或负极的连接方式也可采用螺钉、螺栓、焊接等方式(下面还会说明)。

如上所述，已经参照附图说明了对单体电池进行串联和并联的方法。为了保证连接起来的电池组的稳定性并防止连接的电极发生松动，可采用前、后盖并借助螺栓将连接的多个单体电池夹紧并固定在一起。此外，还可在单体电池之间通过放置中间框来进一步支撑单体电池。下面将参照附图以并联连接四块单体电池为例说明本发明的这一优选实施例。

首先，采用如图6所示的与单体电池的外形相适应的中间支撑框4来支撑单体电池。如图7所示，在相邻的两块单体电池之间放置一个中间支撑框4。在本实施例中需要放置三个支撑框4，但在图7中只示出了两个。然后，在由中间支撑框4支撑的四块的电池组的前、后部分别放置前盖5和后盖6。前盖5和后盖6分别设置有与单体电池1的侧面配合的凹槽。前盖5和后盖6分别如图8和图9所示。至此，单体电池的电极连接片31、32、31′和32′从中间支撑框4的上边框侧面向上延伸，即电极连接片31、32、31′和32′从相邻两个中间支撑框的狭缝中伸出，再根据上述并联(和/或串联)的基本方法将电极连接片弯折90度后叠压在一起。之后，如图10所示，在排列整齐的四块单体电池的正、负电极上面用如图5所示的铜压板压接。优选地，为了使单体电池之间的电极连接片可靠连接，可在叠压在一起的连接片的下面放置一块不锈钢或铜板，上面用螺栓通过铜压板将电池连接片压紧并固定在由前盖、后盖和中间支撑框构成的框体上。

优选地，本发明所述的前盖、后盖和中间支撑框是由DMC(不饱和聚酯玻璃纤维增强)模塑料制成的。所述材料能够保证抗240度高温、耐压10千伏、防火不燃、安全防爆、通风密封、导热绝缘。

根据本发明的一个优选实施例，可在铜压板的上面放置防护罩7。可通过例如螺钉等连接方式将防护罩7固定在前、后盖和中间支撑框上。如图11所示，所示的防护罩7上设置有用于存放采集线的线槽71，并在线槽71的底部上开有多个通孔72。防护罩7起密封和保护铜压板的作用。与铜压板连接的采集信号线，通过防护板上设置的通孔而存放在所述线槽71中。防护罩7还包括一个与线槽71配合的压盖73，如图12所示。

最后，为了保证连接可靠和防止连接发生松动，可使用长螺栓配合螺母将前、后盖之间的单体电池夹紧。为此，如图6-8所示，分别在中间支撑框4、前盖5和后盖6的四个角上设置有用于容放长螺栓的开口41、51和61。当然，开口41、51和61的位置和数量不受限制。

虽然上面已经参照附图对四块单体电池进行并联的方法进行了详细说明，但很显然本发明并不局限于四块电池并联的方式。如前所述，可将任意数量的单体电池进行串联和/或并联。例如，根据本发明对单体电池可实现积木式组装，即一个前盖加多个中盖再加一个后盖组成一个单体小组，多个单体小组再串联和/或并联在一起就成了一个大电池组。如图13所示，将四个单体电池进行串联(根据设计需要，也可以是并联)并用前、后盖和中间支撑框固定后形成一个单体小组，再将七个这样的单体小组并联和/或串联起来就形成一个大电池组。另外，还能够将多个这样的大电池组并排放置进一步形成更大的电池组。

采用以上的电池成组连接方法，由于不需要使用电线，所以可实现单体电池的可靠、稳定连接，解决了锂电池的安全使用问题；节省电力，方便维护，扩大了续使里程，适宜车载充电和分体充电，进一步满足了电动汽车的要求；对电动汽车的产业化具有重要的意义和作用。

虽然上面已经结合附图详细说明了本发明，但本领域技术人员应该意识到上述说明仅仅是对具体实施方式的示意阐述，本发明的范围并不限制于上述的特定实施例。

Claims (4)

1.一种电池成组连接方法，所述电池成组连接方法包括如下步骤：

从单体电池一个顶面上设置正、负电极的位置沿垂直所述顶面的方向引出至少两个金属连接片，所述金属连接片采用镀银或锡的铜板，在排列整齐的多块单体电池的正、负金属连接片上面用铜压板压接，在所述铜压板的上面还设置有防护罩，所述防护罩包括用于存放采集线的线槽和与线槽配合的压盖，并且在所述线槽的底部设有通孔；

将并排放置的多个单体电池的金属连接片按照串联和/或并联的要求弯折90度后叠压在一起，由此将多个单体电池串联和/或并联起来；在连接的多个单体电池的前部和后部分别设置前盖和后盖，并用长螺栓配合螺母将前、后盖之间的多个单体电池夹紧；提供多个中间支撑框，其中在相邻两个单体电池之间设置一个中间支撑框，并且中间支撑框具有与单体电池外形相配的结构，并且在所述中间支撑框、前盖和后盖的四个角上分别设置有用于容放长螺栓的开口；

其中前盖、后盖和中间支撑框构成一框体；

所述将金属连接片叠压的步骤包括：金属连接片从相邻两个中间支撑框的狭缝中伸出，再根据并联和/或串联的要求将金属连接片弯折90度后叠压在一起；

在叠压在一起的金属连接片的下面放置一块不锈钢或铜板，上面用螺栓通过铜压板将金属连接片压紧并固定在由前盖、后盖和中间支撑框构成的框体上。

2.根据权利要求1所述的电池成组连接方法，其特征在于，还包括将所述多个单体电池串联和/或并联成一个单体小组，再将多个这样的单体小组串联和/或并联在一起而形成一个大电池组。

3.根据权利要求1或2所述的电池成组连接方法，其特征在于，所述单体电池是锂电池。

4.一种电池组，包括：

并排放置的多个单体电池，其中每个单体电池包括从一个顶面上设置正、负电极的位置沿垂直所述顶面的方向引出的至少两个金属连接片，并且多个单体电池的所述金属连接片按照串联和/或并联的要求弯折90度后叠压在一起，由此将多个单体电池串联和/或并联起来，所述金属连接片采用镀银或锡的铜板，在排列整齐的多块单体电池的正、负金属连接片上面用铜压板压接，在所述铜压板的上面还设置有防护罩，所述防护罩包括用于存放采集线的线槽和与线槽配合的压盖，并且在所述线槽的底部设有通孔；

前盖和后盖，所述前盖和后盖分别设置在连接的多个单体电池的前部和后部；

长螺栓和螺母，所述长螺栓和螺母配合起来将前、后盖之间的多个单体电池夹紧；

多个中间支撑框，在相邻两个单体电池之间设置有一个中间支撑框，并且所述中间支撑框具有与单体电池外形相配的结构，并且所述中间支撑框、前盖和后盖的四个角上分别设置有用于容放长螺栓的开口；其中前盖、后盖和中间支撑框构成一框体；

在叠压在一起的金属连接片的下面放置一块不锈钢或铜板，上面用螺栓通过铜压板将金属连接片压紧并固定在由前盖、后盖和中间支撑框构成的框体上。

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