CN102723524B - 一种圆柱形动力电池模组结构 - Google Patents

Abstract

一种圆柱形动力电池模组结构，包括至少两个相互串接的电池模块，电池模块包括电芯组、电芯支架、正极镍片和负极镍片、电路板，电池模组结构包括镍片连接刚性压板、镍片连接螺栓螺母、模块连接螺栓螺母和支座，电芯支架、电芯组、正极镍片和负极镍片装配成电池模块、电池模块通过镍片连接刚性压板、镍片连接螺栓、镍片连接螺母、模块连接螺栓、模块连接螺母和支座连接成电池模组。本发明电池模块间的镍片采用刚性压板多点螺栓连接，模组间镍片直接紧密均压连接，保证模组总内阻小、自耗低、电气连接可靠性高；电池模块正极侧与负极侧结构相互对应配合，易于电池模组容量扩展电池模块结构易于标准化设计，利于实现规模化生产，降低制造成本。

Description

一种圆柱形动力电池模组结构

技术领域

本发明涉及一种电池结构，具体涉及一种圆柱形动力电池模组结构。

背景技术

节能和环保是现代社会发展的两大主题，为实行可持续发展，节能环保产品已成为现代工业产品的发展方向，其中，以电池提供电能的节能环保产品得到了人们的广泛重视。

动力电池包作为节能环保产品的动力源，其性能直接关系到节能环保产品的性能。以电动汽车为例，目前，由于结构设计不合理，导致电动汽车动力电池包普遍存在电池电气连接可靠性不高、电池包内阻大、自耗高等缺陷；同时，现有动力电池模组的标准化设计程度不高，不利于实现规模化生产和优化使用电池包产品的结构设计。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种圆柱形动力电池模组结构，克服现有动力电池包存在的电池电气连接可靠性不高、电池包内阻大、自耗高等缺陷。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种圆柱形动力电池模组结构，包括至少两个相互串接的电池模块，其特征在于，所述电池模块包括：

电芯组，该电芯组包括平行间隔排列的同型号圆柱形电池；

电芯支架，该电芯支架位于该电芯组的电极两侧夹持该电芯组并连接固定，该电芯支架相对侧包括呈峰窝状平行间隔排列的电芯组电池定位凹槽和位于该凹槽内的电极连接孔，所述电芯组的每个电池两端分别位于该电芯支架的定位凹槽内；所述电芯支架包括设置在其相对侧相互对应定位配合的定位柱、设置在其相背侧相互对应嵌套定位配合的定位凸起和凹槽、保证相邻两电池模块相贴配合的背侧配合平面、沿电芯组电池轴向对应设置在该电芯支架上的连接通孔；

正极镍片和负极镍片，该正极镍片经所述电芯支架的电极连接孔与所述电芯组电池的正极焊接，所述正极镍片边沿不超出所述电芯支架的边沿；该负极镍片经所述电芯支架的电极连接孔与所述电芯组的电池负极焊接，所述负极镍片边沿不超出所述电芯支架的边沿；

所述电芯支架包括设置在其相背侧上侧边或下侧边相互配合的长条状镍片连接凹槽、对应于镍片连接孔间隔设置在该镍片连接凹槽内的电芯支架侧边上的多对螺栓连接凹槽；所述镍片连接凹槽可放置一块镍片连接刚性压板并保证该连接压板不凸出该电芯支架的背侧表面，每对螺栓连接凹槽包括一个与连接螺母外形配合限制螺母转动的沉孔、一个可容纳螺栓头并允许其转动的通孔；

所述电池模块包括设置在其电芯支架的上侧边或下侧边的电路板安装槽，该电路板安装槽保证电路板安装后不凸出设置电路板安装槽的电芯支架侧边；

所述电池模组结构包括镍片连接刚性压板、镍片连接螺栓、镍片连接螺母、模块连接螺栓、模块连接螺母和支座；该镍片连接螺栓、镍片连接螺母位于所述电芯支架的螺栓连接凹槽内，该镍片连接刚性压板位于所述镍片连接凹槽内并包括对应于所述镍片连接孔的连接压板连接孔；该支座包括与所述电池模块安装镍片一侧贴合的连接边、由该连接边下侧折弯的支座边和设置在该连接边和支座边上的连接孔；相邻两个所述电池模块串联正对，所述镍片连接螺栓穿过电池模块A的镍片连接刚性压板连接孔、电池模块A的镍片连接孔、电池模块B的镍片连接孔、电池模块B的镍片连接刚性压板连接孔与镍片连接螺母连接将两个所述电池模块的镍片紧密连接；所述支座位于所述电池模组结构两侧、其支座连接边与电池模块的安装镍片一侧绝缘相贴、其支座边位于电池模组的同一侧，所述模块连接螺栓穿过所述电池模块的所述连接通孔和所述支座连接边的连接孔与所述模块连接螺母连接，将电池模块和支座连接为一体，所述模块连接螺栓与所述电池模块的镍片相绝缘。

在本发明的圆柱形动力电池模组结构中，所述电路板安装槽位于所述电芯支架的上侧边中部。

在本发明的圆柱形动力电池模组结构中，所述支座与所述电池模块的安装镍片一侧的绝缘连接是这样实现的：所述支座包括覆盖在其与所述电池模块的安装镍片一侧配合的表面上的绝缘层，或包括设置在所述电池模块的安装镍片一侧表面与所述支座连接边连接表面之间的绝缘垫片。

在本发明的圆柱形动力电池模组结构中，所述电芯支架的外轮廓为矩形。

在本发明的圆柱形动力电池模组结构中，所述电芯支架的连接是这样实现的：包括电池模块连接螺栓、电池模块连接螺母和沿电芯组电池轴向设置在所述定位柱内的模组连接孔，所述模块连接螺栓穿过相对的电芯支架的所述模组连接孔与所述电池模块连接螺母连接将所述电芯支架连接固定。

在本发明的圆柱形动力电池模组结构中，所述电池模块的电芯支架为两片。

实施本发明的圆柱形动力电池模组结构，与现有技术比较，其有益效果是：

1.电池模块间的镍片采用刚性压板多点螺栓连接结构，电池模块间的镍片是直接连接，可减少接触电阻，保证镍片紧密均压连接、电池模块间连接距离短、连接面大，从而保证电池模组总内阻小、自耗低、电气连接可靠性高；

2.电池模块正极侧结构与负极侧结构相互对应配合，易于连接构成大容量的电池模组，作为电池单元的电池模块结构易于实现标准化设计，利于实现规模化生产，降低电池模组的制造成本；

3.模块高度矮，利于扁平空间的电池包安装，也可采用多层固定方式装入大空间。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明圆柱形动力电池模组结构中电池模块一种实施例的装配图。

图2是图1实施例的分解立体图。

图3是本发明圆柱形动力电池模组结构中电池模块连接结构的局部放大图。

图4是本发明圆柱形动力电池模组结构中电池模块件的连接结构的局部放大图。

图5是本发明圆柱形动力电池模组结构一种实施例的装配图。

图6是图5实施例的分解立体图。

具体实施方式

如图1至图6所示，本发明的圆柱形动力电池模组结构包括至少两个相互串接的电池模块100。电池模块100包括：

电芯组，电芯组包括平行间隔排列的同型号圆柱形电池5。通常将每个电芯组的每个电池5的相同电极位于同一侧，也可以根据需要，将电芯组中的电池分成两组、三组等，每一组内电池的相同电极位于同一侧，不同组间电池可根据需要，相同电极可位于同侧，也可位于不同侧。

电芯支架4。两片电芯支架4位于电芯组的电极两侧夹持电芯组并连接固定。电芯支架4相对侧(即电芯支架内侧)包括呈峰窝状平行间隔排列的电芯组电池定位凹槽和位于该凹槽内的电极连接孔，电芯组的每个电池两端分别位于两片电芯支架相对应的定位凹槽内。两片电芯支架包括设置在其相对侧相互对应定位配合的定位柱41、设置在其相背侧(即电芯支架外侧)相互对应嵌套定位配合的定位凸起和凹槽、保证相邻两电池模块100相贴配合的背侧配合平面、沿电芯组电池轴向对应设置在该两片电芯支架上的连接通孔42。本实施例采用相对布置的两片电芯支架。在其它实施例中，根据需要，可以采用一侧一长片支架、另一侧两片短片、两侧支架相互覆盖的结构，还可以采用一侧一长一短两片支架、另一侧两片等长支架、两侧支架相互覆盖的结构，还可将镍片1在长度方向上从中部分开成两片，将原本一个电池模块分成两个模组进行连接等。

正极镍片和负极镍片1。正极镍片经电芯支架4的电极连接孔与电芯组电池5的正极焊接，整个正极镍片边沿均不超出电芯4支架的边沿。负极镍片经电芯支架4的电极连接孔与电芯组的电池负极焊接，整个负极镍片边沿均不超出电芯4支架的边沿。

电芯支架4包括设置在其相背侧上侧边(也可以设置在其下侧边上，或同时设置在上下两侧)相互配合的长条状镍片连接凹槽43、对应于镍片1的连接孔间隔设置在该连接凹槽43内的电芯支架侧边上的多对螺栓连接凹槽44；连接凹槽43可放置一块镍片连接刚性压板并保证该连接压板2不凸出该电芯支架4的背侧表面，每对螺栓连接凹槽44包括一个与连接螺母外形配合限制螺母转动的沉孔(如与六角螺母配合的内六角孔，也可将连接螺母与电芯支架一体注塑成型)、一个可容纳螺栓头并允许其转动的通孔，以便操作该螺栓转动与螺母配合通过镍片连接刚性压板将两个电池模块的对接镍片1压力均匀地可靠连接。

电池模块100包括设置在其两片电芯支架的上侧边或下侧边的电路板安装槽101，电路板安装槽101保证电路板6安装后不凸出设置电路板安装槽的电芯支架4的侧边。在本实施例中，电路板安装槽101位于电芯支架4的上侧边中部。在其它实施例中，根据需要，电路板安装槽101可以设置在电芯支架4的端部或靠近端部处。

电池模组结构包括镍片连接刚性压板2(如钢板、高强度塑料板等)、镍片连接螺栓8、镍片连接螺母3、模块连接螺栓11、模块连接螺母12和支座9。镍片连接螺栓8、镍片连接螺母3位于电芯支架4的螺栓连接凹槽44内，镍片连接刚性压板2位于连接凹槽43内，镍片连接刚性压板2包括对应于镍片连接孔的连接压板连接孔。支座9包括与电池模块100安装镍片一侧贴合的连接边、由该连接边下侧折弯的支座边和设置在连接边和支座边上的连接孔；相邻两个电池模块100串联正对，镍片连接螺栓8穿过电池模块A的镍片连接刚性压板连接孔、电池模块A的镍片连接孔、电池模块B的镍片连接孔、电池模块B的镍片连接刚性压板连接孔与镍片连接螺母连接将两个电池模块100的镍片紧密连接。

在本实施例中，电池模块结构组装后，镍片连接刚性压板2全部位于电芯支架的镍片连接凹槽内。在其它实施例中，镍片连接刚性压板2可以凸出与电芯支架的镍片连接凹槽，不影响本发明目的的实现。

支座9位于电池模组结构两侧，其支座连接边与电池模块100的安装镍片一侧绝缘相贴，其支座边位于电池模组100的同一侧，模块连接螺栓11穿过电池模块100的连接通孔42和支座连接边的连接孔与模块连接螺母12连接，将电池模块100和支座12连接为一体，模块连接螺栓11与电池模块100的镍片1相绝缘。

支座9与电池模块100的安装镍片一侧的绝缘连接可以采用包括但不限于如下结构：支座9包括覆盖在其与电池模块100的安装镍片一侧配合的表面上的绝缘层，或包括设置在电池模块100的安装镍片一侧表面与支座9连接边连接表面之间的绝缘垫片10。

在本实施例中，电芯支架4的外轮廓采用矩形。在其它实施例中，根据需要，电芯支架4的外轮廓可以采用正方形、圆形等形状。

在本实施例中，电芯支架4的连接采用如下结构：包括电池模块连接螺栓7、电池模块连接螺母和沿电芯组电池轴向设置在定位柱41内的模组连接孔，电池模块连接螺栓7穿过相对的电芯支架4的模组连接孔与电池模块连接螺母连接将电芯组5两侧的两个电芯支架4连接固定。在其它实施例中，根据需要，电芯支架4的连接可以采用如下结构：包括电池模块连接螺栓、电池模块连接螺母和设置在电芯支架4两端的连接耳上的连接孔，电池模块的电芯支架4与电芯组装配并经定位柱41定位后，用电池模块连接螺栓穿过连接耳上的连接孔与电池模块连接螺母配合将电芯组5两侧的两个电芯支架4连接固定。在其它实施例中，根据需要，电芯支架4的连接还可以采用如下结构：包括设置在相互配合的电芯支架4的定位柱41上相互配合的卡接结构，当电芯支架4与电芯组5装配后，两电芯支架4相互配合时，定位柱41上的卡接结构相互卡接配合，实现电芯支架4连接固定。

Claims (7)

1.一种圆柱形动力电池模组结构，包括至少两个相互串接的电池模块，其特征在于，所述电池模块包括： 

电芯组，该电芯组包括平行间隔排列的同型号圆柱形电池； 

电芯支架，该电芯支架位于该电芯组的电极两侧夹持该电芯组并连接固定，该电芯支架相对侧包括呈峰窝状平行间隔排列的电芯组电池定位凹槽和位于该凹槽内的电极连接孔，所述电芯组的每个电池两端分别位于该电芯支架的定位凹槽内；所述电芯支架包括设置在其相对侧相互对应定位配合的定位柱、设置在其相背侧相互对应嵌套定位配合的定位凸起和凹槽、保证相邻两电池模块相贴配合的背侧配合平面、沿电芯组电池轴向对应设置在该电芯支架上的连接通孔； 

正极镍片和负极镍片，该正极镍片经所述电芯支架的电极连接孔与所述电芯组电池的正极焊接，所述正极镍片边沿不超出所述电芯支架的边沿；该负极镍片经所述电芯支架的电极连接孔与所述电芯组的电池负极焊接，所述负极镍片边沿不超出所述电芯支架的边沿； 

所述电芯支架包括设置在其相背侧上侧边或下侧边相互配合的长条状镍片连接凹槽、对应于镍片连接孔间隔设置在该镍片连接凹槽内的电芯支架侧边上的多对螺栓连接凹槽；所述镍片连接凹槽可放置一块镍片连接刚性压板并保证该连接压板不凸出该电芯支架的背侧表面，每对螺栓连接凹槽包括一个与连接螺母外形配合限制螺母转动的沉孔、一个可容纳螺栓头并允许其转动的通孔； 

所述电池模块包括设置在其电芯支架的上侧边或下侧边的电路板安装槽，该电路板安装槽保证电路板安装后不凸出设置电路板安装槽的电芯支架侧边； 

所述电池模组结构包括镍片连接刚性压板、镍片连接螺栓、镍片连接螺母、模块连接螺栓、模块连接螺母和支座；该镍片连接螺栓、镍片连接螺母位于所述电芯支架的螺栓连接凹槽内，该镍片连接刚性压板位于所述镍片连接凹槽内并包括对应于所述镍片连接孔的连接压板连接孔；该支座包括与所述电池模块安装镍片一侧贴合的连接边、由该连接边下侧折弯的支座边和设置在该连接边和支座边上的连接孔；相邻两个所述电池模块串联正对，所述镍片连接螺栓穿过电池模块A的镍片连接刚性压板连接孔、电池模块A的镍片连接孔、电池模块B的镍片连接孔、电池模块B的镍片连接刚性压板连接孔与镍片连接螺母连接将两个所述电池模块的镍片紧密连接；所述支座位于所述电池模组结构两侧、其支座连接边与电池模块的安装镍片一侧绝缘相贴、其支座边位于电池模组的同一侧，所述模块连接螺栓穿过所述电池模块的所述连接通孔和所述支座连接边的连接孔与所述模块连接螺母连接，将电池模块和支座连接为一体，所述模块连接螺栓与所述电池模块的镍片相绝缘。 

2.如权利要求1所述的圆柱形动力电池模组结构，其特征在于，所述电路板安装槽位于所述电芯支架的上侧边中部。 

3.如权利要求1所述的圆柱形动力电池模组结构，其特征在于，所述支座与所述电池模块的安装镍片一侧的绝缘连接是这样实现的：所述支座包括覆盖在其与所述电池模块的安装镍片一侧配合的表面上的绝缘层，或包括设置在所述电池模块的安装镍片一侧表面与所述支座连接边连接表面之间的绝缘垫片。 

4.如权利要求1所述的圆柱形动力电池模组结构，其特征在于，所述电芯支架的外轮廓为矩形。 

5.如权利要求1至4之一所述的圆柱形动力电池模组结构，其特征在于，所述电芯支架的连接是这样实现的：包括电池模块连接螺栓、电池模块连接螺母和沿电芯组电池轴向设置在所述定位柱内的模组连接孔，所述模块连接螺栓穿过相对的电芯支架的所述模组连接孔与所述电池模块连接螺母连接将所述电芯支架连接固定。 

6.如权利要求1至4之一所述的圆柱形动力电池模组结构，其特征在于，所述电池模块的电芯支架为两片。 

7.如权利要求5所述的圆柱形动力电池模组结构，其特征在于，所述电池模块的电芯支架为两片。