CN102208573B - 动力电池组排列连接组装结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种动力电池组排列连接组装结构，包括壳体、圆柱形电池、电极连接片、固定隔板，每三个圆柱形电池为一模组，由星形电极连接片并联，排两排，两排之间交错互补排列，电池两端对应在左右两个内定位板内侧的圆形定位帽内，固定夹紧。内定位板内侧的圆形定位帽壁厚1～2mm，所有圆形定位帽外围相切。每排的相邻模组的正负极颠倒布置，相邻排首组的极性相反。在左右两个内定位板外侧布置左右两个外定位板；左外定位板上电极连接片和由两端垂直引出正负极的电极连接片的限位槽；右外定位板上由直电极连接片将相邻两排之间对应模组的正、负极串联；内外定位板通过周边的围边与壳体连接。壳体左右侧盖板中间为凹槽加强筋，两端端板上有通风口。

Description

动力电池组排列连接组装结构

技术领域

本发明涉及一种动力电池组排列连接组装结构，尤其是用于电动汽车等各个领域的一种电池组模块的单体间的排列和组装结构及连接方式。

技术背景

动力电池是电动汽车中的关键部件，其性能的优劣将直接影响到整车性能的好坏。作为电动汽车的主要动力来源，电池组的设计需要考虑很多因素，既要保证电池组性能满足整车的要求，同时也要保证电池组具有足够的安全性和可靠性。现有技术提供的电池组或者电池模块，为了达到更高的能量密度和功率密度，大多通过单体间串联或并联构成电池模块，这样模块的输出电压或电流大大提高，以满足电动汽车的动力要求。同时，在汽车移动行驶的情况下，动力电池组的各个电池单体、连接部件及各种检测用传感器应具有良好的抗震性和稳定性，确保在运行环境中维持电池组的性能稳定。并且，汽车运行的地域、季节等环境有很大变化，对电池组外壳的绝缘密封性，内部连接部件的导通性都有很高要求，还要考虑外部挤压等外应力及内部膨胀率差异引起的内应力。特别由于部件间的震动摩擦导致的连接部件损坏或者绝缘系统破坏会引起电池组停止供电甚至短路造成发热起火，这些安全问题更是电池组结构设计的关键问题。

目前，随着混合动力和清洁能源的发展，动力电池组模块结构迅速发展。动力电池组模块包括多个单体电池的排列组合方式和连接、隔离结构等多方面的技术问题。目前，以排列方式如何既利于通风散热，又紧凑方便连接是问题之一；具有良好的抗震性、稳定性、安全性和可靠性是问题之二。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种动力电池组排列连接组装结构，使该连接方式及结构既利于通风散热，又紧凑方便具有良好的抗震性、稳定性、安全性和可靠性。

本发明涉的技术方案：本发明的动力电池组排列连接组装结构包括壳体、圆柱形电池、电极连接片、固定隔板，其固定隔板包括用于固定电池和星形电极连接片的内定位板和用于固定直电极连接片的外定位板；内定位板包括左右两个内定位板，内定位板的内侧有与所有排列的电池头部对应的圆形定位帽，每三个彼此相切圆形定位帽为一个模组，6个模组为一排，共2排，排列原则是三个相切圆的圆心连线构成的等边三角形的一个底与每排的中心线垂直，相邻模组互补排列；两排之间交错互补排列；定位帽中间有电极露出的孔；内定位板的外侧有与星形电极连接片匹配的星形限位槽，星形限位槽与定位帽共在同一个底板即内定位板上；内定位板的周边有与壳体匹配的围边，左右两个内定位板结构相同镜像对称；每三个圆柱形电池为一模组，电池两端对应在左右两个内定位板内侧的圆形定位帽内，每排的相邻模组的正负极颠倒布置，相邻排首组的极性相反，由左右两个内定位板将6×2个电池固定夹紧，星形电极连接片嵌在内定位板外侧的星形限位槽内，将每组三个圆柱形电池并联；在左右两个内定位板外侧布置左右两个外定位板；左外定位板上有沿每排电池排列方向的第一直电极连接片限位槽和由两端垂直引出正负极的第二直电极连接片限位槽；右外定位板上有连接相邻两排之间正、负的第三直电极连接片限位槽，第三直电极连接片限位槽相对排列方向倾斜，外定位板的周边有与壳体匹配的围边；左、右外定位板外形镜像对称；左外定位板上相邻一对模组之间正负极由第一直电极连接片串联；第二直电极连接片由两端垂直引出正负极的引出端；右外定位板上由第三直电极连接片将相邻两排之间对应模组的正、负极串联；内外定位板通过周边的围边与壳体连接。

所述的内定位板的外侧的星形限位槽中间有凸台，星形电极连接片中间与之适应的弓形弯折。

所述的圆柱形电池为36个，分两排布置，每排6组。

所述的动力电池组的外壳是铝金属结构，外壳包括上盖板、下盖板、左右侧盖板和两端端板；左右侧盖板中间为凹槽加强筋；两端端板上有通风口。

所述的动力电池组的外壳是铝金属结构，外壳包括上盖板、下盖板、左右侧盖板和两端端板；左右侧盖板中间为凹槽加强筋；两端端板是阶梯直角折板，两端端板上有通风口。

所述的动力电池组排列连接方式及组装结构，在外定位板的内侧设计有压紧凸台，凸台对应星形电极连接片三个焊接点位置。

所述的内定位板内侧的圆形定位帽壁厚1～2mm，每组三个圆形定位帽外围相切。

所述的内定位板内侧的圆形定位帽壁厚1～2mm，所有圆形定位帽外围相切。

所述的内定位板外侧的星形限位槽的限位部位与星形电极连接片的对应部位的间隙为1～2mm，内定位板外侧的星形限位槽的深度与星形电极连接片的高度匹配。

本发明的优点：动力电池组的外壳是铝金属结构，能有效保护内在电池单体及其连接结构，达到耐压及抗干扰的效果。内外定位板除了起到支撑作用外，更主要的是固定电池单体和电极连接片的位置，以防在使用过程中错位或损坏。每三节电池单体先通过星形连接片并联，形成更高容量的模组；模组间再通过长条形汇流条串联，以满足对动力电池电压等的动力性要求。外壳上、下盖板的通风口结合电池单体交错放置，在电池组内形成风道，通过了仿真模拟的计算，使电池单体达到最均匀的散热方式。

附图说明

图1为应用本发明的一种实施例的动力电池组总装外观图。

图2为构成上述实施例的上下盖板及端板立体分解图。

图3为三节电池单体并联的正极连接图。

图4为三节电池单体并联的负极连接图。

图5为内定位板内侧结构图。

图6为内定位板外侧结构图。

图７为左右内定位板、电池组排列、星形电极连接片连接后立体图。

图８为左外定位板的外部结构图。

图９为右外定位板的外部结构图。

图10为左、右外定位板的内部结构图。

图11为图7装入无左右盖板壳体内与左、右外定位板、直电极连接片位置立体分解图。

图12为图11连接后电池组左侧立体图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案作详细说明。

图1所示为本发明的一种实施方式，本实施方式的动力电池组由36节圆柱形磷酸铁锂电池10构成。

如图1、图2：动力电池组的外壳是铝金属结构，外壳包括上盖板101、下盖板102、左右侧板105、106和两端端板103、104；左右侧板中间为凹槽加强筋109；两端端板103、104是阶梯直角折板，构成与两排交错互补排列相适应的阶梯状，两端端板上有通风口107、108。进风口与出风窗口处于对角位，在电池组内部的电池单体间达到更加均匀的散热效果。制作时，上下盖板与两端端板一起下料，上下盖板两端各带一部分两端的端板。

图3为三节电池单体并联的正极连接图，图4为三节电池单体并联的负极连接图。

本发明将三节电池单体壁相切组成一个模组，三节电池单体10并联。正极由正星形电极连接片41连接，负极由负星形电极连接片42连接。

图5为内定位板内侧结构图，图6为内定位板外侧结构图：内定位板20的内侧有与所有排列的电池头部对应的圆形定位帽20a，每三个圆形定位帽20a彼此相切为一个模组，6个模组为一排，共2排，排列原则是三个相切圆的圆心连线构成的等边三角形的一个底与每排的中心线垂直，相邻模组互补排列；两排之间交错互补排列；定位帽中间有电极露出的孔20d；内定位板的外侧有与星形电极连接片匹配的星形限位槽20b，星形限位槽20b与定位帽共在同一个底板即内定位板20上；内定位板的外侧的星形限位槽20b中间有凸台20c，星形电极连接片中间是与凸台20c适应的弓形弯折。使得星形电极连接片中间部分与电池单体之间隔离，达到绝缘的效果。

内侧的圆形定位帽壁厚1～2mm，所有圆形定位帽外围相切。

内定位板20的周边有与壳体匹配的围边20e，左右两个内定位板20和30结构相同镜像对称布置；

图7为左右内定位板、电池组排列、星形电极连接片连接后立体图：

每三个圆柱形电池为一模组，电池10两端对应在左右两个内定位板内侧的圆形定位帽20a内，每排的相邻模组的正负极10a、10b颠倒布置，相邻排首组的极性相反，由左右两个内定位板20和30将36个电池固定夹紧，星形电极连接片41、42嵌在内定位板外侧的星形限位槽内，将每组三个圆柱形电池并联。

图8为左外定位板的外部结构图，图9为右外定位板的外部结构图，图10为左、右外定位板的内部结构图：

左外定位板50上有沿每排电池排列方向的第一直电极连接片限位槽50a和由两端垂直引出正负极的第二直电极连接片限位槽50b，第二直电极连接片限位槽50b两端是电极露出孔，周边有与壳体匹配的围边50c；右外定位板60上有连接相邻两排之间正、负极的第三直电极连接片限位槽60a，在左右外定位板的内侧设计有压紧凸台50d，凸台50d对应星形电极连接片三个焊接点位置，可以压紧电极连接片焊接点，防止焊点由于震动松脱。同时使冷却风道排除缝隙干扰，达到的密封效果，有效提高电池组内风道的冷却效率。

第三直电极连接片限位槽相对排列方向倾斜，右外定位板的周边有与壳体匹配的围边60b；左、右外定位板外形镜像对称；

图11为图7装入无左右盖板壳体内与左、右外定位板、直电极连接片位置立体分解图：

将图7连接后装入无左右盖板壳体内，在左右两个内定位板外侧布置左外定位板50和右外定位板60，左外定位板50上相邻一对模组之间正负极由第一直电极连接片45串联；第二直电极连接片44由两端垂直引出正负极的引出端；右外定位板60上由第三直电极连接片43将相邻两排之间对应模组的正、负极串联。内外定位板通过周边的围边与壳体连接。

图12为图11连接后电池组左侧立体图。

为了提高安全性，外定位板采用电绝缘性高的ABS材料制作。定位帽构成对电池单体的正负极圆周面方向进行夹持，使电池组中电池单体的位置相对稳定，有效保障了电池的供电，防止由于震动等因素造成电池单体的位移和脱落。定位帽壁厚1～2mm，电池单体之间有2～4mm空隙，便于通风散热，提高了电池模块内部的安全性。在装配过程中，单体电池与定位帽之间涂有绝缘密封胶，能够除去夹持单体电池的侧固定板因尺寸精度偏差产生的空隙，有效提高电池组的抗震性。同时通过内、外定位板的支撑，电池组的耐压性也有所增加。

上述仅是本发明的一种实施例，只要单体电池个数是三的倍数，N个模组为一排，共M排均可以依照上述原则组合，均属于本发明的保护范围。

发明尤其适用于通用型号26650的电池单体，即直径26mm，长度65mm的锂离子电池单体。对于其他型号的电池单体，如只需修改发明方案的尺寸设计，也在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种动力电池组排列连接组装结构，包括壳体、圆柱形电池、电极连接片、固定隔板，其特征在于：固定隔板包括用于固定电池和星形电极连接片的内定位板和用于固定直电极连接片的外定位板；内定位板包括左右两个内定位板，内定位板的内侧有与所有排列的电池头部对应的圆形定位帽，每三个彼此相切圆形定位帽为一个模组，6个模组为一排，共2排，排列原则是三个相切圆的圆心连线构成的等边三角形的一个底与每排的中心线垂直，相邻模组互补排列；两排之间交错互补排列；定位帽中间有电极露出的孔；内定位板的外侧有与星形电极连接片匹配的星形限位槽，星形限位槽与定位帽共在同一个底板即内定位板上；内定位板的周边有与壳体匹配的围边，左右两个内定位板结构相同镜像对称；每三个圆柱形电池为一模组，电池两端对应在左右两个内定位板内侧的圆形定位帽内，每排的相邻模组的正负极颠倒布置，相邻排首组的极性相反，由左右两个内定位板将6×2个电池固定夹紧，星形电极连接片嵌在内定位板外侧的星形限位槽内，将每组三个圆柱形电池并联；在左右两个内定位板外侧布置左右两个外定位板；左外定位板上有沿每排电池排列方向的第一直电极连接片限位槽和由两端垂直引出正负极的第二直电极连接片限位槽；右外定位板上有连接相邻两排之间正、负的第三直电极连接片限位槽，第三直电极连接片限位槽相对排列方向倾斜，外定位板的周边有与壳体匹配的围边；左、右外定位板外形镜像对称；左外定位板上相邻一对模组之间正负极由第一直电极连接片串联；第二直电极连接片由两端垂直引出正负极的引出端；右外定位板上由第三直电极连接片将相邻两排之间对应模组的正、负极串联；内外定位板通过周边的围边与壳体连接。

2.根据权利要求1所述的动力电池组排列连接组装结构，其特征在于：内定位板的外侧的星形限位槽中间有凸台，星形电极连接片中间与之适应的弓形弯折。

3.根据权利要求1或2所述的动力电池组排列连接组装结构，其特征在于：动力电池组的外壳是铝金属结构，外壳包括上盖板、下盖板、左右侧盖板和两端端板；左右侧盖板中间为凹槽加强筋；两端端板上有通风口。

4.根据权利要求3所述的动力电池组排列连接组装结构，其特征在于：动力电池组的外壳是铝金属结构，外壳包括上盖板、下盖板、左右侧盖板和两端端板；左右侧盖板中间为凹槽加强筋；两端端板是阶梯直角折板，两端端板上有通风口。

5.根据权利要求1或2所述的动力电池组排列连接组装结构，其特征在于：在外定位板的内侧设计有压紧凸台，凸台对应星形电极连接片三个焊接点位置。

6.根据权利要求1或2所述的动力电池组排列连接组装结构，其特征在于：内定位板内侧的圆形定位帽壁厚1～2mm，每组三个圆形定位帽外围相切。

7.根据权利要求1或2所述的动力电池组排列连接组装结构，其特征在于：内定位板内侧的圆形定位帽壁厚1～2mm，所有圆形定位帽外围相切。

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