CN101401227B - 一种软包装锂离子动力电池模块 - Google Patents

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Abstract

一种软包装锂离子动力电池模块,包括:电池箱,其包括用于设置电极接线端的两个相对侧壁;装配在所述电池箱内的多个软包装锂离子动力电池,每个电池都具有正和负极耳;连接件,其选择性地将所述多个电池的正和负极耳电连接,以便将所述多个电池串联或并联成电池组,并形成所述电池组的正极和负极;两个正极接线端和两个负极接线端,相面对地分别设置在所述电池箱的所述两个相对侧壁上且暴露于电池箱的外部;其中,所述接线端在所述侧壁上位置设置成这样,即,当多个所述电池模块在进行串联或并联对接时,所述电池模块的对接侧壁上的两个接线端都分别与相邻电池模块的对接侧壁上的两个接线端相面对。

Description

一种软包装锂离子动力电池模块
技术领域
本发明涉及一种动力电池,特别是涉及软包装锂离子动力电池。
背景技术
目前使用的软包装锂离子动力电池,大都是根据用电设备的电压和功率的需要,将单个电池相互随意地串联和并联去使用,还没有一种既方便又合理的连接组合模式。这种将单个裸体软包装电池任意组合的做法,除了极易机械损伤原本脆弱的电池外,还会由于连接烦琐及操作的不规范,导致接线过长、接触不良、接触电阻过大,而引起安全方面的问题。
发明内容
本发明的目的是为弥补已有技术的不足,而提供一种软包装锂离子动力电池模块。
为了实现上述目的,本发明提供一种软包装锂离子动力电池模块,包括:
电池箱,其包括用于设置电极接线端的两个相对侧壁;
装配在所述电池箱内的多个软包装锂离子动力电池,每个电池都具有正和负极耳;
连接件,其选择性地将所述多个电池的正和负极耳电连接,以便将所述多个电池串联或并联成电池组,并形成所述电池组的正极和负极;
两个正极接线端,均电连接至所述电池组的正极,并且相面对地分别设置在所述电池箱的所述两个相对侧壁上且暴露于电池箱的外部;
两个负极接线端,均电连接至所述电池组的负极,并且相面对地分别设置在所述电池箱的所述两个相对侧壁上且暴露于电池箱的外部;
其中,所述接线端在所述侧壁上位置设置成这样,即,当多个所述电池模块在进行串联或并联对接时,所述电池模块的对接侧壁上的两个接线端都分别与相邻电池模块的对接侧壁上的两个接线端相面对。
本发明具有如下有益效果:
1)在本发明中,一定数量的软包装锂离子动力电池设置在箱体内而形成模块,保护软包装电池不会被机械损伤;
2)在本发明中,通过适当选择模块内电池的电连接方式(串联或并联)和数量,可以构成不同规格的电池标准模块;
3)在本发明中,通过适当设置电池模块的接线端,能够简单方便地将多个电池模块串联或并联固定在一起,并能够根据用电设备的电压和功率的需要来适当选择电池模块的连接方式和数量。;
4)在本发明的优选实施方式中,采用板状连接件来电连接电池极耳,有效改善了接触条件并降低了接触电阻。
5)本发明的软包装锂离子动力电池模块简单规范,保证了电池安全合理的使用,充分发挥电池性能。
附图说明
图1为软包装锂离子动力电池的示意图;
图2为本发明电池模块的结构示意图,其中示意性地示出了两个电池模块,每个电池模块中包括多个图1的电池;
图3为图2中一个电池模块的剖面图;
图4(a)示意性地示出了本发明的两个电池模块的并联连接;
图4(b)示意性地示出了本发明的两个电池模块的串联连接;
图5(a)示意性地示出了单个电池模块内电池之间的并联连接;
图5(b)示意性地示出了单个电池模块内电池之间的串联连接。
具体实施方式
图1示出了在本发明中所使用的软包装锂离子动力电池3的一个实施例。结合图2和图3中所示,在一个实施例中,该电池3为具有一定厚度的扁平状,在其顶端具有两个极耳4,分别为正极耳和负极耳。
更详细地参考图2和图3中所示的电池模块,每个电池模块都包括有用绝缘材料制成的电池箱1,电池箱1例如是用阻燃ABS塑料注塑成型。该电池箱1为立方体形,其上端敞开,以便放入电池组。可选择地,该电池箱1还可包括用于盖住其敞开口的盖(图中未示出)。在一个实施例中,该电池组是由多个电池3(在图2和图3中是四个电池3)沿其厚度方向紧密组合而成,电池箱1的大小做成与该电池组相适应,以便可以将该电池组适配地放入该电池箱1中。在电池箱1内部的底面和电池组的底表面之间可以用粘合剂连接。
电池箱1在其两个相对的侧壁上总共设有四个开口5,每个侧壁上有两个开口5,该开口5用来容纳或者嵌入电池模块的接线端,并将该接线端暴露于电池箱1的外部。该接线端可形成为导电接线板,该接线板与侧壁平行地设置在开口5中。
每个电池模块包括两个正极接线端和两个负极接线端,如图2所示,在电池箱1朝前的侧壁上的两个开口5中分别设有一个用(+)号标识的正极接线端和一个用(-)号标识的负极接线端。以同样的方式在电池箱1朝后的侧壁上设有一个正极接线端和一个负极接线端。而且,该两个正极接线端相互面对且均电连接至电池组的正极,该两个负极接线端也相互面对且均电连接至电池组的负极。
电池模块中四个接线端的位置设置在图4(a)和图4(b)中看得更清楚,其中每个图中都示出了两个电池模块,并用(+)号和负(-)号分别表示正极接线端和负极接线端,图中的双箭头表示电连接。对于每一个电池模块来说,两个正极接线端相互面对且分别设置在电池箱的两个相对侧壁上,两个负极接线端也相互面对且分别设置在电池箱的两个相对侧壁上。如图4(a)所示,当两个电池模块并联对接时,两个电池模块相面对地以相同的方式放置,在要进行对接的两个对接侧壁上,两个正极接线端相面对并且电连接,两个负极接线端也同样地相面对并且电连接。如图4(b)所示,当两个电池模块串联对接时,两个电池模块相面对地放置,并且两个电池模块相对于彼此转动了180度,这样,在要进行对接的两个对接侧壁上,正极接线端与负极接线端相面对,并且将其中一个正极接线端和与其相面对的负极接线端电连接。尽管图4(a)和图(b)仅示出了两个电池模块,但是本领域的技术人员很容易通过此而理解更多电池模块的串联或并联连接方式。
在每一个电池模块中,采用连接件2来电连接其内的多个电池3,如图2所示。连接件2选择性地将该模块内的多个电池3的正和负极耳4电连接,以便将该多个电池3串联或并联成电池组,并形成电池组的正极和负极。
在图5(a)和图5(b)示出了单个电池模块内多个电池3及其极耳4的排列方式,其中这两个图中用+号和-号示意性地表示电池3的正极耳和负极耳。如图5(a)和5(b)所示,在电池模块中,多个电池3的极耳4排列成两列。其中,在图5(a)所示的并联情况下,多个电池3的正极耳排成一列,而其负极耳排列成另一列;在图5(b)所示的串联情况下,多个电池3的正和负极耳在两列上均为交错设置。
如图2以及图5(a)和图5(b)所示,连接件2包括两块至少局部导电的长型连接板,其分别设置在两列极耳上并沿着极耳的排列方向延伸,并利用其导电部分选择性地与其所在列中的极耳电连接,并形成电池组的正极和负极。该连接板2可以与其所在列中的极耳4机械连接,以将该连接板固定在电池组上。
进一步结合图5(a)和图5(b)来说明连接板2和电池3的极耳4的选择性电连接,图中阴影部分表示连接板2的导电部分。在图5(a)所示的并联情况下,所有电池的正极耳均电连接到一个连接板2,而所有电池的负极耳均电连接到另一个连接板2,这样两个连接板2分别形成了电池组的正极和负极,从而这两个连接板2可分别就近与两个正极接线端(+)和两个负极接线端(-)电连接,这对于任意个电池来说都是成立的,而且在这种情况下,连接板2整体上可都是导电的。
在图5(b)所示的串联情况下,每个连接板2具有局部导电部分(如阴影部分所示),并利用该局部导电部分与其所在列的极耳电连接,以形成串联连接。可以意识到,在串联情况下,当串联电池组中包括奇数个电池时,电池组的正极和负极分别位于两个连接板2上,这样,这两个连接板2可分别就近与两个正极接线端(+)和两个负极接线端(-)电连接,正如图5(b)所示。
当电池模块中的电池组为如图5(a)或图5(b)那样为并联电池组或者奇数个电池的串联电池组时,如图2所示,连接板2可以与与其邻近的两个接线板形成为成一体的U形,其中,连接板为该U的底部,两个接线板分别为该U形的向上弯折部。
当有偶数个电池进行串联连接时,很容易知道,电池组的正极和负极将出现在同一个连接板2上,此时就需要分别使用附加的导电连接件将电池组的正极和负极分别连接至两个正极接线端(+)和两个负极接线端(-)。该附加的导电连接件优选为电阻较低的导电板或者粗导线。
在形成本发明的电池模块之后,为了将多个模块如图4(a)或图4(b)那样并联或者串联起来,还需要使用模块连接组件对相邻两个电池模块的接线端进行电连接和/或机械连接。当模块之间进行并联连接时,图4(a)所示,在相邻两个电池模块的对接侧壁上,用模块连接组件将一对正极接线端电连接同时机械固定,并用另一个模块连接组件将一对负极接线端电连接同时机械固定。当模块之间进行串联连接时,在相邻两个电池模块的对接侧壁上只有一组相对的正极接线端和负极接线端需要进行电连接,则可用该模块连接组件将这组接线端电连接并机械固定;而在该对接侧壁上的另一组相对的正极接线端和负极接线端可只进行机械固定,此时,可在这两个接线端之间设置绝缘片。在一个实施例中,该模块连接组件包括设在接线端内的连接孔6以及适于容纳在该连接孔内的螺栓(未示出)。
下文介绍两个本发明电池模块两个应用实施例。
实施例1:
选用4块100Ah.4V各项参数一致较好的电池3,将其对齐叠好形成电池组,电池3的正极极耳4和负极极耳4用两块U形连接板2分别将它们并联起来,再放入电池箱1中即成为一个400Ah.4V(实为3.7V)的电池模块,通过侧壁上的接线板上的连接孔6,用螺栓将n个400Ah.4V模块并联,便可得到n*400Ah容量的4V锂离子电池电源。若n个这种模块用螺栓串联起来,则得到n*4V的400Ah的锂离子电池电源。电池箱1是用阻燃ABS塑料注塑成型,其大小刚好能将所选的4块100Ah软包装锂离子电池3装入。连接板2的长度和电池箱1的厚度一样,宽度等于电池的极耳4的宽度,两端同向90°折边高度20mm,形成接线板,接线板上开有2个连接孔6,该连接板2用1mm铜板制成。
实施例2:
选用3块100Ah.4V的软包装锂离子电池3,将其串联,叠放整齐,并将串联电池的正极耳4和负极耳4分别各连接一块连接板2,再放入电池箱1,即成为一个12V.100Ah的锂离子电池模块。用n个这种模块以螺栓串联起来,便可得到12V*n.100Ah的锂离子电池电源。

Claims (15)

1.一种软包装锂离子动力电池模块,其特征在于,所述电池模块包括:
电池箱,其包括用于设置电极接线端的两个相对侧壁;
装配在所述电池箱内的多个软包装锂离子动力电池,每个电池都具有正和负极耳;
连接件,其选择性地将所述多个电池的正和负极耳电连接,以将所述多个电池串联或并联成电池组,并形成所述电池组的正极和负极;
两个正极接线端,均电连接至所述电池组的正极,并且相面对地分别设置在所述电池箱的所述两个相对侧壁上且暴露于电池箱的外部;
两个负极接线端,均电连接至所述电池组的负极,并且相面对地分别设置在所述电池箱的所述两个相对侧壁上且暴露于电池箱的外部;
其中,所述接线端在所述侧壁上位置设置成这样,即,当多个所述电池模块在进行串联或并联对接时,所述电池模块的对接侧壁上的两个接线端都分别与相邻电池模块的对接侧壁上的两个接线端相面对。
2.根据权利要求1所述的软包装锂离子动力电池模块,其特征在于,所述电池组中的多个电池的极耳排列成两列,其中:当所述多个电池成并联时,所述多个电池的正极耳排列在其中一列上,所述多个电池的多个负极耳排列在另一列上;当所述多个电池成串联时,所述多个电池的正和负极耳在所述两列上均为交错排列。
3.根据权利要求2所述的软包装锂离子动力电池模块,其特征在于,所述连接件包括两块至少局部导电的长型连接板,其分别设置在所述两列极耳上并沿着极耳的排列方向延伸,并利用其导电部分选择性地与其所在列中的极耳电连接,以形成所述电池组的正极和负极。
4.根据权利要求3所述的软包装锂离子动力电池模块,其特征在于,所述连接板与其所在列中的极耳机械连接。
5.根据权利要求3所述的软包装锂离子动力电池模块,其特征在于,所述接线端为可导电的接线板,其设置在所述电池箱侧壁上的开口中并与所述侧壁平行。
6.根据权利要求5所述的软包装锂离子动力电池模块,其特征在于,所述电池组为并联电池组或者奇数个电池的串联电池组。
7.根据权利要求6所述的软包装锂离子动力电池模块,其特征在于,形成所述两个正极接线端的两个接线板与一个长型连接板形成为成一体,形成所述两个负极接线端的两个接线板与另一个长型连接板形成为成一体。
8.根据权利要求7所述的软包装锂离子动力电池模块,其特征在于,所述一体成形的接线板和连接板为U形,其中,连接板为该U的底部,两个接线板分别为该U形的向上弯折部。
9.根据权利要求5所述的软包装锂离子动力电池模块,其特征在于,所述电池组为偶数个电池的串联电池组。
10.根据权利要求9所述的软包装锂离子动力电池模块,其特征在于,所述正极接线端与电池组正极通过附加的导电连接件电连接,所述负极接线端与电池组负极通过附加的导电连接件电连接。
11.根据权利要求5所述的软包装锂离子动力电池模块,其特征在于,还包括将用于所述电池模块的接线端与相邻电池模块的接线端进行电连接和/或机械连接的模块连接组件。
12.根据权利要求11所述的软包装锂离子动力电池模块,其特征在于,所述模块连接组件包括设在所述接线端内的连接孔以及适于容纳在该连接孔内的螺栓。
13.根据权利要求1所述的软包装锂离子动力电池模块,其特征在于,所述电池箱由绝缘材料制成。
14.根据权利要求1所述的软包装锂离子动力电池模块,其特征在于,所述电池箱为一端可敞开的立方体形。
15.根据权利要求1所述的软包装锂离子动力电池模块,其特征在于,所述电池为具有一厚度的扁平状,所述多个电池沿其厚度方向紧密组合成所述电池组。
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Assignee: CITIC GuoAn Mengguli Power Science & Technology Co., Ltd.

Assignor: Zhongxin Guoan Mengguli New Energy Sources Science and Technology Co., Ltd.

Contract record no.: 2011110000117

Denomination of invention: A soft package lithium ion power battery module

Granted publication date: 20100519

License type: Exclusive License

Open date: 20090401

Record date: 20110720

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Granted publication date: 20100519

Termination date: 20190320

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