CN102593550B - 一种软包装箱体电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种软包装箱体电池，该软包装箱体电池包括散热铝板、电池连接件、ABS绝缘夹板、固定L板、绝缘件和箱体，其特征在于所述箱体电池包括前后左右对称的四个软包装电池模块组，所述电池模块组包括3块ABS绝缘夹板，数目为30个的所述散热铝板，数目为14个的软包装单体电池以及电池连接件。本发明提供的一种软包装箱体电池，采用散热铝板进行冷却，整个结构能够快速制冷，由良好的散热效果，达到延长电池使用寿命的目的。

Description

一种软包装箱体电池

技术领域

本发明涉及一种电池，具体讲涉及一种软包装箱体电池。

背景技术

现有电池单体结构大多是将多个软包装电池并联后，再设置在硬质绝缘外壳内。外壳上部设有正端子和负端子，所述软包装电池正极耳相互连接并设在外壳正端子上，所述软包装电池负极耳相互连接并设在外壳负端子上，此电池结构为基础设计电池箱体结构和连接方式。这样设计的电池一方面导致硬质外壳内软包装电池的热量很难散出，另一方面又由于塑封电池内部的温度很难监测到。并联管理系统采集的只是并联后的电池特性数据，难于控制每个电池的参数，致使容易发生爆炸引发安全事故。

现有的采用以软包装电池为基础的结构，是以塑胶整体封装在电池箱体内，没有冷却散热系统，电池散热效果较差，难以保证电池在各种环境下的安全使用。

而目前的电池散热一般采用风冷等冷却形式，这种直接冷却方法，各电池间需要留有一定的间隙，以形成冷却介质通过电池表面带走电池产生的热量的冷却通道。现有的软包装电池，由于其本身结构的特性，电池主体比较软，同时又有不规整的铝塑膜包装边缘，现有技术难以满足既需要定位安装又需要冷却散热的要求。

不仅如此，电池连接件还存在如下缺陷。

电池间的连接是电池成组的关键技术，目前电池的连接方式有焊接和螺钉连接，其中焊接包括超声焊接和激光焊接，利用超声焊接的电池端子或极耳不牢固容易脱落，同时连接电阻不好控制。激光焊接成本又太高。采用螺钉将电池极耳直接连在一起，没有固定方式，在电池箱体振动情况下，导致连接实效，出现安全事故。

现有技术中的电池成组一般用钢板再利用长螺栓固定，钢板是导电体不绝缘性，与电池箱体体相连，容易使整个电池箱体体带电出现短路事故。由于电池间的连接，钢板高度要远小于电池顶端，导致电池箱体内部管理系统数据采集线不能利用钢板形成线槽，无法固定，走向混乱。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种有良好的散热效果能够延长电池使用寿命的软包装箱体电池。该软包装箱体电池包括散热铝板、电池连接件、ABS绝缘夹板、固定L板、绝缘件和箱体，所述箱体电池包括前后左右对称的四个软包装电池模块组，所述电池模块组包括3块ABS绝缘夹板，数目为30个的所述散热铝板，数目为28个的所述软包装单体电池。

本发明的第一优选实施例中：所述散热铝板、所述ABS绝缘夹板和所述固定L板与板垂直的方向上设有1-4个对应的孔径为4-8毫米的安装孔，与所述单体电池轴向垂直的拉杆通过安装孔将所述散热铝板、所述ABS绝缘夹板与所述固定L板固定。

本发明的第二优选实施例中：所述电池连接件由紫铜制成，与所述单体电池轴向垂直；所述电池连接件板1设有一个叠放所述单体电池极耳的凹槽和一个孔径为4-8毫米的定位孔，所述凹槽设有两个孔径为7-9毫米的固定孔；所述电池连接件板5位于靠近所述单体电池极耳一侧，其上设有孔径为7-9毫米的固定孔；

所述电池连接件板2设有一个叠放所述电池极耳的凹槽和两个孔径为4-8毫米的定位孔，凹槽设有一个孔径为7-9毫米的固定孔；

所述电池连接件板6设有两个对称设置的叠放极耳的凹槽和一个孔径为4-8毫米的定位孔，每个凹槽设有一个孔径为7-9毫米的固定孔；

所述电池连接件板7设有一个叠放所述电池极耳的凹槽和一个孔径为4-8毫米的定位孔，凹槽设有一个孔径为7-9毫米的固定孔。

本发明的第三优选实施例中：所述散热铝板与所述单体电池轴向平行，所述散热铝板的一个侧面上设有固定所述单体电池的槽；所述槽与单体电池的接触面上设有与电池轴向相同的长条形相变材料储存槽，所述相变材料储存槽内放置相变材料，相变材料根据电池工作的适宜温度范围选取，所述温度范围为25～35℃，所述相变材料为无机固-液或无机固-固相变材料或有机固-固相变材料。

本发明的第四优选实施例中：所述散热铝板上设有的槽设置在散热铝板的一端，所述散热铝板的另一端设有1-2个通孔，所述槽与单体电池的接触面上涂有导热硅胶。

本发明的第五优选实施例中：所述电池模块组包括的三块ABS绝缘夹板与所述单体电池轴向平行，位于电池模块组的中间及两侧；所述ABS绝缘夹板的开口端与所述单体电池极耳在同一轴向上；所述ABS绝缘夹板开口端设有开口、半开口的方形槽和U型槽。

本发明的第六优选实施例中：所述ABS绝缘夹板包括ABS板1、ABS板2、ABS板3和ABS板4；

ABS板1和ABS板3开口端设有开口的方形槽、半开口的方形槽和U型槽各一个；

ABS板2开口端设有两个开口槽和一个U型槽；

ABS板4开口端设有两个半开口槽和一个U型槽；

U型槽位于两个开口或半开口的方形槽之间。

本发明的第七优选实施例中：所述软包装电池模块组包含的ABS绝缘夹板的组合为ABS板1、ABS板2和ABS板3或ABS板4、ABS板2和ABS板3；

ABS板2位于所述软包装电池模块组的中间；

ABS板1、ABS板3和ABS板4的半开口方形槽的开口方向均朝向所述软包装单体电池；

所述固定L板包括L板1、L板2、L板3和L板4，所述L板1和L板2折边上设有圆孔，L板3和L板4折边上设有长圆孔，所述折边中间设有直角三角形支架；

所述软包装箱体电池一列上包含的ABS绝缘夹板和L板依次为L板2、ABS板4、ABS板2、ABS板3、ABS板1、ABS板2、ABS板3和L板4或L板1、ABS板4、ABS板2、ABS板1、ABS板3、ABS板2、ABS板1和L板3。

本发明的第八优选实施例中：所述绝缘件为由两个互为凸凹配合的部件构成的长方形，位于所述单体电池极耳端，其轴向与单体电池轴向垂直，所述凸凹配合的部件轴向上分别设有孔径为5-7毫米的定位孔。

本发明的第九优选实施例中：所述软包装电池箱体的前面和后面分别固定有电池管理系统和电流霍尔，所述固定L板上设有固定所述BMS管理系统和电流霍尔的孔。

附图说明

图1是：本发明提供的一种软包装箱体电池的左视图；

图2是：软包装单体电池的结构示意图；

图3是：本发明提供的散热铝板实施例一的结构示意图；

图4是：本发明提供的散热铝板实施例二的结构示意图；

图5是：本发明提供的散热铝板实施例三的结构示意图；

图6是：本发明提供的散热铝板实施例四的结构示意图；

图7是：本发明提供的散热铝板实施例四的截面示意图；

图8是：本发明提供的电池连接件板1的结构示意图；

图9是：本发明提供的电池连接件板2的结构示意图；

图10是：本发明提供的电池连接件板3的结构示意图；

图11是：本发明提供的电池连接件板4的结构示意图；

图12是：本发明提供的电池连接件板5的结构示意图；

图13是：本发明提供的电池连接件板6的结构示意图；

图14是：本发明提供的电池连接件板7的结构示意图；

图15是：本发明提供的ABS绝缘夹板1的结构示意图；

图16是：本发明提供的ABS绝缘夹板2的结构示意图；

图17是：本发明提供的ABS绝缘夹板3的结构示意图；

图18是：本发明提供的ABS绝缘夹板4的结构示意图；

图19是：本发明提供的固定L板1的结构示意图；

图20是：本发明提供的固定L板2的结构示意图；

图21是：本发明提供的固定L板3的结构示意图；

图22是：本发明提供的固定L板4的结构示意图；

图23是：本发明提供的绝缘件-上板的结构示意图；

图24是：本发明提供的绝缘件-下板的结构示意图；

图25是：本发明提供的电池箱外部前视图；

图26是：本发明提供的电池箱外部后视图；

图27是：本发明提供的电池模块组的结构示意图；

图28是：本发明提供的两个电池模块组连接的结构示意图；

图29是：本发明提供的一种软包装箱体电池实施例一的右视图；

图30是：本发明提供的一种软包装箱体电池实施例一的前视图；

图31是：本发明提供的一种软包装箱体电池实施例一的上视图。

具体实施方式

本发明提供的一种软包装箱体电池，具体结构如图1所示，由图1可知，该软包装箱体电池包括散热铝板、电池连接件、ABS绝缘夹板、固定L板、绝缘件和箱体，上述器件将多个软包装单体电池组合起来形成软包装箱体电池，软包装单体电池的具体结构如图2所示，由图2可知，该软包装单体电池外形为长方体，外层是铝塑膜包装，顶端具有两个极耳，分别为正极耳和负极耳。

散热铝板由工业纯铝制成，既有良好的导热特性又有一定的硬度，其结构的实施例一如图3所示，由图3可知，散热铝板的一个侧面上设有凹槽，槽的深度与单体电池极耳以下部分匹配，该凹槽起到对单体电池定位的作用，电池发热面与凹槽面紧密贴合，有利于电池的散热，散热铝板上还设有1-4个安装孔，安装孔的孔径为4-8毫米，拉杆通过这些安装孔将包含单体电池的多个散热铝板与ABS绝缘夹板和固定L板连接固定在一起。

散热铝板侧面的一端设有通孔，通孔与单体电池的轴向平行，方向相反，通孔的数目为1-2个，高度为5-10厘米，图3给出的散热铝板的实施例一为散热铝板靠近电池极耳一端侧面设有凹槽，另一端设有2个通孔。

图4为本发明提供的散热铝板的实施例二的结构示意图，由图4可知，散热铝板靠近电池极耳一端设有1个通孔，另一端侧面设有凹槽。

进一步的，散热铝板凹槽与单体电池的接触面涂有导热硅胶，起着加速导热的作用，其具体结构如图5所示，图5为本发明提供的散热铝板的实施例三的结构示意图，由图5可知，散热铝板靠近电池极耳一端侧面设有凹槽，另一端设有2个通孔，凹槽与单体电池的接触面涂有导热硅胶。

优选的，本发明提供的散热铝板的实施例四的结构示意图如图6所示，由图6可知，散热铝板一个侧面上设有凹槽，凹槽与单体电池的接触面设有相变材料储存槽，其截面示意图如图7所示，由图7可知，相变材料储存槽为与电池轴向相同的长条形槽，相变材料储存槽槽内放置相变材料，相变材料可以在电池工作时通过相变吸收电池产生的热量，相变材料的选取可以依据电池工作的适宜温度范围，相变材料相变温度范围在25～35℃，相变材料可以使用无机固-液、无机固-固相变材料、有机固-固相变材料。相变材料存储槽中放置相变材料可以使单体电池间温度分布均匀，提高各电池之间的一致性，并且无需外接风扇等散热装置。

电池连接件由紫铜制成，数目为1-7个，如图8-图14为7个电池连接件板1-板7的具体结构示意图。

板1、板2、板3、板6和板7为电池极耳连接件，位于电池组极耳一端，并与单体电池轴向垂直，用于连接单体电池。由图8、图9、图10、图13和图14可知，板1、板2和板7设有1个槽，板3和板6设有2个，该槽用于叠放单体电池的极耳，槽深2-5毫米，并且该槽设有至少一个垂直于该槽的固定孔，该固定孔孔径为7-9毫米，螺栓通过该孔将连接件与单体电池的极耳紧密连接。电池极耳连接件上还设有至少一个定位孔，该定位孔即为连接件上不在槽内的孔，板1、板3、板6和板7设有一个，板2设有两个，孔径为5-7毫米，螺栓通过该孔将连接件固定在ABS绝缘夹板上。

板4为电池模块组间的连接件，由图11可知，该电池连接件为条形，两端分别设有一个垂直于该连接件的孔，并且一端安装孔为圆形，另一端安装孔为长圆形，该圆形孔的孔径为5-7毫米。

板5为紧固连接件，由图12可知，该电池连接件中间设有圆孔，孔径为5-7毫米，孔内有螺纹，与六角螺栓相连，六角螺栓与板5将叠放在电池极耳连接件(即电池连接件板1、板2、板3、板6和板7)凹槽中的电池极耳与电池极耳连接件紧密的连接，板5设有的圆孔的孔径与电池极耳连接件设于槽内的孔的孔径相匹配。

ABS绝缘夹板由ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene，丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物)材料制成，如图15-图18分别为ABS板1、ABS板2、ABS板3、ABS板4的具体结构示意图，ABS绝缘夹板的顶端为电池极耳一端。

由图15和图17可知，ABS板1和ABS板3顶端一侧设有开口的方形槽、半开口的方形槽和U型槽各一个；由图16可知，ABS板2顶端一侧设有两个开口槽和一个U型槽；由图18可知，ABS板4顶端一侧设有两个半开口槽和一个U型槽。U型槽位于两个开口或半开口的方形槽之间，用来作为电压、电流、温度等采集线的线槽。在开口的方形槽和半开口的方形槽中分别设有一个与单体电池轴向平行的孔，该孔的孔径为5-7毫米，与电池极耳连接件上设有的定位孔和绝缘件上的孔的孔径相匹配，螺栓通过ABS绝缘夹板方形槽内的孔与电池极耳连接件的定位孔以及绝缘件上的孔，将电池极耳连接件和绝缘件固定在ABS绝缘夹板上。ABS绝缘夹板与单体电池轴向平行，侧面靠近四角的位置各设有一个安装孔，安装孔的孔径为4-8毫米，拉杆通过这些安装孔将电池组连接在一起。

固定L板由碳钢材料制成，如图19-图22为L板1、L板2、L板3和L板4具体结构示意图，由图19-图22可知，L板下侧有折边，折角弯度为90°，竖直折边上设有安装孔，拉杆通过竖直折边四角上与ABS绝缘夹板安装孔位置相匹配的安装孔将固定L板与ABS绝缘夹板相连，L板安装孔的孔径为4-8毫米，L板1和L板2水平折边上设有圆孔，L板3和L板4水平折边上设有长圆孔，与底座相连。水平折边中间有直角三角形支架，支撑L板竖直折边，防止L板变形，起到支撑的作用。

绝缘件由ABS材料制成，包括上板和下板，如图23和图24分别为绝缘件-上板和绝缘件-下板结构示意图，由图23和图24可知，绝缘件-上板和绝缘件-下板为凹凸搭配结构，中间设有孔，孔径为5-7毫米，该绝缘件-上板和绝缘件-下板组合起来形成一个长方体结构，该长方体结构位于单体电池极耳端并与该单体电池轴向垂直，螺栓通过绝缘件-上板和绝缘件-下板中间的孔将绝缘件固定在ABS绝缘夹板上，起到固定连接件及连接件间绝缘的作用，因此，绝缘件-上板和绝缘件-下板中间的孔与ABS绝缘夹板上的开口的方形槽和半开口的方形槽中设有的孔相匹配，绝缘件的宽度与ABS绝缘夹板的顶端的方形开口匹配。

电池箱的箱体为在整个软包装电池组外侧的包装结构，如图25所示为箱体的前视图，由图25可知，箱体的前侧设有长方形进风口，该进风口在箱体前侧的下端。如图26所示为箱体的后视图，由图26可知，箱体的后侧设有风扇出风口，出风口的大小和位置与前侧面的进风口相对应，并且箱体后侧风扇上端设有接线孔和数据线孔，该接线孔用来接出电池箱里的电池组的总正和总负端，数据线孔用来接出电池采集数据线。

如图27为本发明提供的软包装电池组的结构示意图，所示为电池模块组的示意图，由图27可知，软包装电池模块组包括30个散热铝板、电池连接件、3个ABS绝缘夹板和绝缘件，上述器件将28个软包装单体电池组合起来，电池连接件板1用于一个电池模块里所有叠放的电池极耳与相邻的ABS绝缘夹板的连接；板2用于一个电池模块里部分叠放的电池极耳与ABS板3的连接；板5用于将叠放在电池极耳连接件凹槽中的电池极耳与电池极耳连接件紧密的连接；板6用于一个电池模块组里的两个电池模块里部分叠放的电池极耳的连接，其中，两部分叠放的电池极耳中间有一块ABS板2；板7用于一个电池模块里部分叠放的电池极耳与ABS板4的连接。本发明提供的一种软包装电池模块组包含的ABS绝缘夹板的组合可以为ABS板1、ABS板2和ABS板3或者ABS板4、ABS板2和ABS板3，包含两个开口的方形槽的ABS板2位于中间位置，两端的ABS板1、ABS板3或者ABS板4的半开口方形槽的开口方向均朝向软包装单体电池。

如图28为本发明提供的两个电池模块组电池模块组1和电池模块组2连接的结构示意图，由图28可知，电池模块组1和电池模块组2排列方式为竖直排列，即电池模块组1和电池模块组2的软包装单体电池的方向相同，并且电池模块组1包含的三个ABS绝缘夹板分别为ABS板1、ABS板2和ABS板3，电池模块组2包含三个ABS绝缘夹板分别为ABS板4、ABS板2和ABS板3，电池模块组1的ABS板1与电池模块组2的ABS板3通过电池连接件板3相连接。

实施例一

本发明提供的一种软包装箱体电池的实施例一的右视图如图29所示，由图29可知，4个电池模块组前后左右对称构成一个软包装箱体电池。

电池连接件板1、板2、板3、板5、板6和板7位于单体电池极耳一端，并与电池轴向垂直，其中：板1用于一个电池模块里所有叠放的电池极耳与相邻的ABS绝缘夹板的连接；板2用于一个电池模块里部分叠放的电池极耳与ABS板3的连接；板3用于两个电池模块组里部分叠放的电池极耳的连接，其中，两部分叠放的电池极耳中间有两块ABS板1；板4用于连接两个同一排的电池模块组，具体的，板4通过连接板7达到连接两个一排的电池模块组的目的；板5用于将叠放在电池极耳连接件凹槽中的电池极耳与电池极耳连接件紧密的连接；板6用于一个电池模块组里的两个电池模块里部分叠放的电池极耳的连接，其中，两部分叠放的电池极耳中间有一块ABS板2；板7用于一个电池模块里部分叠放的电池极耳与ABS板4的连接。

由图1和图29可知，本发明提供的一种软包装电池组的实施例一右侧的两个电池模块组中，拉杆依次穿过L板1、ABS板4、ABS板2、ABS板3、ABS板1、ABS板2、ABS板3，一块L板3以及中间的散热铝板的安装孔将上述器件连接在一起，左侧的两个电池模块组中，拉杆拉杆依次穿过L板2、ABS板4、ABS板2、ABS板1、ABS板3、ABS板2、ABS板1和L板4以及中间的散热铝板的安装孔将上述器件连接在一起，并且该软包装电池组的前面设有固定在L板3和L板4上的电池管理系统(Battery Management System，BMS)，该软包装电池组的后面有固定在L板1上的电流霍尔。

如图30和图31分别为本发明提供的一种软包装电池组的实施例一的前视图和上视图。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所述领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者同等替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种软包装箱体电池，所述软包装箱体电池包括散热铝板、电池连接件、ABS绝缘夹板、固定L板、绝缘件和箱体，其特征在于所述箱体电池包括前后左右对称的四个软包装电池模块组，所述电池模块组包括3块ABS绝缘夹板，数目为30个的所述散热铝板，数目为28个的软包装单体电池；

所述电池连接件由紫铜制成，与所述单体电池轴向垂直；所述电池连接件板1设有一个叠放所述单体电池极耳的凹槽和一个孔径为4-8毫米的定位孔，所述凹槽设有两个孔径为7-9毫米的固定孔；所述电池连接件板5位于靠近所述单体电池极耳一侧，其上设有孔径为7-9毫米的固定孔；

所述电池连接件板2设有一个叠放所述电池极耳的凹槽和两个孔径为4-8毫米的定位孔，凹槽设有一个孔径为7-9毫米的固定孔；

所述电池连接件板6设有两个对称设置的叠放极耳的凹槽和一个孔径为4-8毫米的定位孔，每个凹槽设有一个孔径为7-9毫米的固定孔；

所述电池连接件板7设有一个叠放所述电池极耳的凹槽和一个孔径为4-8毫米的定位孔，凹槽设有一个孔径为7-9毫米的固定孔；

所述散热铝板与所述单体电池轴向平行，所述散热铝板的一个侧面上设有固定所述单体电池的槽；所述槽与单体电池的接触面上设有与电池轴向相同的长条形相变材料储存槽，所述相变材料储存槽内放置相变材料，相变材料根据电池工作的适宜温度范围选取，所述温度范围为25～35℃，所述相变材料为无机固-液或无机固-固相变材料或有机固-固相变材料；

所述散热铝板上设有的槽设置在散热铝板的一端，所述散热铝板的另一端设有1-2个通孔，所述槽与单体电池的接触面上涂有导热硅胶；

所述电池模块组包括的三块ABS绝缘夹板与所述单体电池轴向平行，位于电池模块组的中间及两侧；所述ABS绝缘夹板的开口端与所述单体电池极耳在同一轴向上；所述ABS绝缘夹板开口端设有开口、半开口的方形槽和U型槽。

2.根据权利要求1的一种软包装箱体电池，其特征在于所述散热铝板、所述ABS绝缘夹板和所述固定L板与板垂直的方向上设有1-4个对应的孔径为4-8毫米的安装孔，与所述单体电池轴向垂直的拉杆通过安装孔将所述散热铝板、所述ABS绝缘夹板与所述固定L板固定。

3.根据权利要求1的一种软包装箱体电池，其特征在于所述ABS绝缘夹板包括ABS板1、ABS板2、ABS板3和ABS板4；

ABS板1和ABS板3开口端设有开口的方形槽、半开口的方形槽和U型槽各一个；

ABS板2开口端设有两个开口槽和一个U型槽；

ABS板4开口端设有两个半开口槽和一个U型槽；

U型槽位于两个开口或半开口的方形槽之间。

4.根据权利要求3的一种软包装箱体电池，其特征在于所述软包装电池模块组包含的ABS绝缘夹板的组合为ABS板1、ABS板2和ABS板3或ABS板4、ABS板2和ABS板3；

ABS板2位于所述软包装电池模块组的中间；

ABS板1、ABS板3和ABS板4的半开口方形槽的开口方向均朝向所述软包装单体电池；

所述固定L板包括L板1、L板2、L板3和L板4，所述L板1和L板2折边上设有圆孔，L板3和L板4折边上设有长圆孔，所述折边中间设有直角三角形支架；

所述软包装箱体电池一列上包含的ABS绝缘夹板和L板依次为L板2、ABS板4、ABS板2、ABS板3、ABS板1、ABS板2、ABS板3和L板4或L板1、ABS板4、ABS板2、ABS板1、ABS板3、ABS板2、ABS板1和L板3。

5.根据权利要求1的一种软包装箱体电池，其特征在于所述绝缘件为由两个互为凸凹配合的部件构成的长方形，位于所述单体电池极耳端，其轴向与单体电池轴向垂直，所述凸凹配合的部件轴向上分别设有孔径为5-7毫米的定位孔。

6.根据权利要求1的一种软包装箱体电池，其特征在于所述软包装电池箱体的前面和后面分别固定有电池管理系统和电流霍尔，所述固定L板上设有固定BMS管理系统和电流霍尔的孔。