CN102456863A - 方形塑料壳体蓄电池的极柱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蓄电池，具体是一种方形塑料壳体蓄电池的极柱。该极柱由设在壳体板外侧的上极柱和位于该壳体板内侧的下极柱组成；所述下极柱有密封平面且该密封平面的底面有极耳连接台，其特征是，所述密封平面的顶面有下连接柱台；所述上极柱的上端为螺纹柱，螺纹柱的下端有外部连接导电平台，该外部连接导电平台底面有对应于所述下连接柱台的上连接柱台；所述下连接柱台与上连接柱台在壳体板的柱台孔中固定连接而使上极柱和下极柱组成整体并同壳体板固定连接。

Description

方形塑料壳体蓄电池的极柱

技术领域

本发明涉及一种蓄电池，具体是一种方形塑料壳体蓄电池的极柱。

背景技术

随着全球石油资源的逐步枯竭以及环境污染、尤其是大气污染的越来越严重，近年来全球各国政府及大型汽车制作公司均投入大量的财力、物力和人力开发既能节约石油又能减少大气污染物的电动汽车，尤其对混合动力汽车的技术开发更为重视。

开发电动汽车的关键技术是高性能、高可靠性、低成本的蓄电池的开发。由于单只蓄电池的电压等级通常较低，因此电池用在电动汽车上必然采取单体电池之间相互串联的方式使得整个电池系统达到一定的电压等级，如目前国内汽车厂家开发的混合动力乘用车的电池系统电压等级为144V，相应的需要120只1.2V的镍氢动力电池或者40只3.6V的锂离子电池串联构成。对于方形电池的串联而言，由于便于维护，通常采用带有螺栓的外部连接方式连接单体。而对于高电压的系统而言，绝缘成了解决安全性能非常关键的工作之一，因此大量的电池厂家都采用塑料壳体替代金属材料作为电池的外壳。但是塑料壳体的材料强度显然没办法达到传统的金属壳体材料的强度，为了保证动力系统的可靠性、安全性等问题，方形电池的极柱结构以及外部连接可靠性逐步成为大家关注的焦点。按照传统的方形塑料壳体蓄电池的极柱结构，参照图1，存在着如下一些典型的缺陷：

(1)采用一个带有螺纹的极柱6，依靠螺母9紧固在塑料壳体7上，紧固螺母9的纵向压力全部施加载壳体7上。这种结构非常容易导致塑料壳体7发生开裂现象，尤其是在汽车上使用时，复杂的路况更是降低了极柱6的可靠性；

(2)采用上述结构的极柱6以及连接紧固方式，电池在使用过程中由于需要进行大电流充放电，因此当发热或因材料的老化导致材料发生变化，使得壳体7对紧固螺母9的支撑力发生变化，非常容易引起极柱部位发生泄漏的现象，从而导致电池系统出现绝缘性变差以及短路、腐蚀等不安全的现象发生；

(3)在传统的上述结构中，当外部需要电池进行串联以增加电压或并联以增加容量时，通常采用另一个螺母紧固连接片，而连接片的紧固力全部施加在用于紧固极柱的螺母上，也就是说连接片的紧固是靠上下螺母保证的，任何一个螺母的紧固失效都会导致连接片连接失效。因此如果出现(2)中所述的现象，而下螺母9必然松动，导致外部连接松动，因此连接电阻急剧增加，通过大电流时严重发热而进一步导致塑料壳体7软化，从而出现“热失控”的现象，轻者会引起塑料壳体熔化，重者会导致着火、爆炸等安全事故，对使用者带来重大的安全隐患；

(4)很显然，采用上述的传统极柱结构，当外部需要电池串联以提高电压或并联以提高容量时，在连接回路中，极柱处通过电流的途径是采用极柱7的螺纹导电，通过螺纹和螺母9的连接传递电流至螺母上，然后将电流传递至连接片上输出或输入。也就是说螺母9除了需要紧固以保证安全之外，还有充当电流传输的重要角色。这种靠螺纹和螺母9导电的结构无论从电阻还是可靠性等方面均难以保证在复杂车况条件下的使用。

随着电动汽车的发展，数量的增加会导致小概率事件的发生，同时安全性是汽车行业非常关注的重点之一，毕竟是“人命关天”的大事。因此真正要满足电动汽车的实际需要，动力电池在极柱结构方面还需要进行革命性的改进。为了很好的解决上述现有的问题，必须在充分考虑到实际使用的前提下，从设计结构上进行研究，因此研制新的方形塑料壳体蓄电池极柱设计结构是必要的技术措施。

发明内容

本发明的目的在于针对现有蓄电池极柱的不足，提供一种方形塑料壳体蓄电池极柱结构，保证电池系统的稳定性和安全可靠性，同时可降低电池系统的内阻。

本发明采用的技术方案是：一种方形塑料壳体蓄电池极柱，由设在壳体板外侧的上极柱和位于该壳体板内侧的下极柱组成；所述下极柱有密封平面且该密封平面的底面有极耳连接台，其特征是，所述密封平面的顶面有下连接柱台；所述上极柱的上端为螺纹柱，螺纹柱的下端有外部连接导电平台，该外部连接导电平台底面有对应于所述下连接柱台的上连接柱台；所述下连接柱台与上连接柱台在壳体板的柱台孔中固定连接而使上极柱和下极柱组成整体并同壳体板固定连接。

以下对本发明做出进一步说明。

进一步地，所述下连接柱台与上连接柱台在壳体板的柱台孔中固定连接为焊接。

进一步地，所述密封平面和导电平台嵌在壳体板上相应的嵌槽中。

进一步地，所述密封平面和导电平台与壳体板之间分别设有密封圈。

进一步地，所述极耳连接台为一个或多个。

本发明很好的解决了传统电池极柱结构的不足，通过采用上下极柱焊接的方式构成完整的蓄电池的极柱，通过在极柱和壳体板之间接触的适当位置增加密封圈的方式进行密封，同时所述密封圈还具有通过其弹力固定上下极柱和壳体板之间相对位置的作用。同时还很好的解决了外部需要电池串联以提高电压或电池并联以提高容量的可靠性连接，通过采用平台连接外部的连接片替代传统将连接片直接紧固在螺母上的外部连接方式，提高了电池串并联的连接可靠性、增加了导电一致性和安全性，同时在所述的极柱结构中由于通过焊接保证了平台和整个极柱属于一个整体结构，避免了传统结构需要通过壳体支撑紧固螺母而保证外部连接的可靠性问题，即使塑料壳体由于某种原因而被完全熔化、烧毁，也不至于外部串并联电路连接松动，不会引起因热失控而导致事故的蔓延和扩展，从而显著提高电池外部连接的可靠性和安全性。

附图说明

图1是传统极柱结构示意图；

图2是本发明极柱结构示意图；

图3是本发明极柱外部连接连接片结构示意图；

图4是本发明上极柱立体结构示意图；

图5是本发明下极柱立体结构示意图；

在图中：

1-上极柱，                2-本发明壳体板，

3-下极柱，                4-密封圈，

5-焊接面，                6-传统极柱，

7-传统极柱结构塑料壳体，  8-金属垫片，

9-极柱紧固螺母，        10-连接片，

11-连接片紧固垫片，     12-连接片紧固螺母，

13-上极柱螺纹柱，       14-外部连接导电平台，

15-上极柱连接柱台，     16-下极柱连接柱台，

17-下极柱密封平面，     18-下极柱极耳连接台。

具体实施方式

参见图2-5，由设在壳体板2外侧的上极柱1和位于该壳体板2内侧的下极柱3组成，下极柱3有密封平面17且该密封平面17的底面有极耳连接台18，密封平面17的顶面有下极柱连接柱台16；上极柱1的上端为螺纹柱13，螺纹柱13的下端有外部连接导电平台14，该外部连接导电平台14底面有对应于下极柱连接柱台16的上极柱连接柱台15；下极柱连接柱台16与上极柱连接柱台15在壳体板2的柱台孔中固定连接而使上极柱1和下极柱3组成整体并同壳体板2固定连接；密封平面17和外部连接导电平台14嵌在壳体板2上相应的嵌槽中，密封平面17和外部连接导电平台14与壳体板2之间分别设有密封圈4。上极柱1和下极柱3通过焊接后的高度距离保持不变，因此即使没有塑料壳体板2和密封圈4的存在，其极柱结构依然是完好的，同时本发明所述极柱结构对密封圈4的压缩属于恒定距离和压力的，通常不受其他因素的影响，因此稳定性和可靠性高。

当需要串联电池时，外部连接片直接通过连接片紧固垫片11和连接片紧固螺母12紧固在上极柱平台14中，所述的平台14可以是矩形，也可以是圆形，这种结构大大降低了连接的复杂程度，同时极柱上的电流将直接通过外部连接平台14传递至连接片10上，大大提高了外部连接结构的导电能力。

极耳连接台18可为一个或多个。

Claims (5)

1.一种方形塑料壳体蓄电池极柱，由设在壳体板(2)外侧的上极柱(1)和位于该壳体板(2)内侧的下极柱(3)组成；所述下极柱(3)有密封平面(17)且该密封平面(17)的底面有极耳连接台(18)，其特征是，所述密封平面(17)的顶面有下极柱连接柱台(16)；所述上极柱(1)的上端为螺纹柱(13)，螺纹柱(13)的下端有外部连接导电平台(14)，该外部连接导电平台(14)底面有对应于所述下极柱连接柱台(16)的上极柱连接柱台(15)；所述下极柱连接柱台(16)与上极柱连接柱台(15)在壳体板(2)的柱台孔中固定连接而使上极柱(1)和下极柱(3)组成整体并同壳体板(2)固定连接。

2.根据权利要求1所述方形塑料壳体蓄电池极柱，其特征是，所述下极柱连接柱台(16)与上极柱连接柱台(13)在壳体板(2)的柱台孔中固定连接为焊接。

3.根据权利要求1所述方形塑料壳体蓄电池极柱，其特征是，所述密封平面(17)和外部连接导电平台(14)嵌在壳体板(2)上相应的嵌槽中。

4.根据权利要求1所述方形塑料壳体蓄电池极柱，其特征是，所述密封平面(17)和外部连接导电平台(14)与壳体板(2)之间分别设有密封圈(4)。

5.根据权利要求1所述方形塑料壳体蓄电池极柱，其特征是，所述极耳连接台(18)为至少一个。

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