CN102881846A - 电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车技术领域，公开了一种电池模块，包括多个串联的电池组，多个电池组层叠设置，相邻的电池组之间设置有散热垫，层叠的电池组外部设置有固定框。本发明结构简单，组装方便，多个电池组层叠串联，按照所需功率进行组装，满足高功率需求；多个电池组通过挡板、拉杆对多个电池单体沿层叠方向拉紧和固定，实现对电池模块总体厚度的限位，通过挡板、拉杆和安装电池单体的电池固定板，对电池单体进行宽度方向的限位，实现电池模块的结构稳定和可靠性；电池单体之间设有散热片和散热垫，吸收电池单体产生的热量，降低电池模块的温度，多个电池组之间设置温度传感器，监控电池模块工作在安全的温度范围内，提高电池模块使用的安全性。

Description

电池模块
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种电池模块。
背景技术
随着人们生活水平的提高，居民对汽车的需求越来越大。但与此同时，全球环境污染和石油紧缺的问题也愈发严重。传统油煤气等矿物能源会很快枯竭，石油的形势很严峻。正在这样的一个大背景下，混合动力汽车/电动汽车(HEV/EV)应运而生。而作为HEV/EV主要动力来源的电池，因目前，锂离子电池由于其比能量高，循环寿命长，无污染，无记忆效应等优点，开始逐步取代铅酸电池和镍氢电池，应用于电动汽车、备用电源等领域。因电动汽车等较大型交通运输工具需要相当大的动力来源，使用锂电池为电动汽车提供动力时，对锂电池的功率要求很高，并且对电池的安全性、可靠性和一致性提出了更高的要求，锂电池的重量、体积和与电动汽车的配合等都是锂电池设计需要考虑的因素。因此，为了满足需要大动力源的装置的需求，高功率锂电池的设计成为一个与时俱进的重要问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何实现动力电池的高功率与安全性、可靠性的有效统一。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种电池模块，其包括多个串联的电池组，多个电池组层叠设置，相邻的电池组之间设置有散热垫，层叠的电池组外部设置有固定框。
其中，所述电池组包括电池固定板和安装在电池固定板上的至少一个电池单体。
其中，所述电池单体与电池固定板之间设置有散热片。
其中，所述电池固定板为矩形框结构，所述电池单体安装在矩形框内部，所述矩形框边框上设置有通槽，通槽内穿过电池单体的极耳。
其中，每个所述电池固定板上均设有若干个通孔，各个电池固定板上相同位置的通孔内穿过一拉杆，拉杆两端由螺母固定。
其中，多个所述电池单体的极耳由若干个电池极耳连接片将其串联连接；若干个电池极耳连接片通过焊接实现串联连接。
其中，所述多个电池组之间设置有若干个温度传感器。
其中，所述散热片一端延伸至电池固定板外部形成导热部，所述导热部相对于散热片倾斜设置，相邻的导热部的倾斜方向相反。
其中，所述固定框包括固定在层叠电池组外围的挡板和固定在层叠电池组上方的上盖，所述上盖设置在所述导热部相对的一侧。
其中，所述挡板由聚苯硫醚和重量比占30％的玻璃纤维的复合物制成。
其中，所述挡板外表面设置有加强筋。
其中，所述电池单体为锂电池。
(三)有益效果
上述技术方案所提供的电池模块，结构简单，组装方便，多个电池组层叠串联，按照所需要的功率进行组装，满足高功率需求；多个电池组通过挡板、拉杆对多个电池单体沿层叠方向拉紧和固定，实现对电池模块总体厚度的限位，通过挡板、拉杆和安装电池单体的电池固定板，对电池单体进行宽度方向的限位，实现电池模块的结构稳定和可靠性；电池单体之间设有散热片和散热垫，可以吸收电池单体产生的热量，从而降低整个电池模块的温度，多个电池组之间还设置温度传感器，监控电池模块工作在安全的温度范围内，提高电池模块使用的安全性。
附图说明
图1是本发明实施例的电池模块装配结构示意图；
图2是本发明实施例中电池组装配结构示意图；
图3是本发明实施例中装配完成的电池组结构示意图。
其中，1：上盖；2：前后挡板；3：电池单体；4：左右挡板；5：散热片；6：温度传感器；7：电池固定板；8：拉杆；9：电池极耳连接片；10：散热垫；11：连接片固定凸台；12：导热部。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1示出了本实施例的电池模块的装配结构示意图，该电池模块主要包括多个串联的电池组，多个电池组层叠设置，以减小电池模块的体积；在相邻的电池组之间设置散热垫，以吸收电池组产生的热量，使电池模块在正常温度范围内工作；在层叠的电池组外部设置有固定框，将多个电池组稳定的固定在一起，提高电池模块的可靠性。
图2示出了本实施例的电池组的装配结构示意图，电池组包括电池固定板7和安装在电池固定板7两侧的电池单体3，电池单体3与电池固定板7之间设置有散热片5。本实施例中，电池固定板7设置为矩形框结构，电池单体3安装在矩形框内部，由矩形框的四周边框支撑固定电池单体3。矩形框的边框上设置有通槽，通槽内穿过电池单体3的极耳。散热片5的一端延伸到电池固定板7的外部，形成导热部12，导热部12相对于散热片5倾斜，相邻的两个导热部12的倾斜方向相反，即导热部12相对于散热片5向一侧弯折，相邻的两个导热部12的弯折方向相反。图3示出了装配完成的电池组的结构示意图，由该结构的电池组组成的电池模块，在其一侧，可以将弯折的导热部12作为支撑座，既能实现电池模块的稳定放置，又能通过导热部12实现电池模块的有效导热散热。
本实施例中，电池固定板7上安装的电池单体3的数目不局限于两个，可以为一个或两个以上，具体根据电池固定板7的结构而定。为了实现多个电池组的牢固层叠，在每个电池固定板7上设置若干个通孔，每个电池固定板7上的通孔数目和位置均相同，优选在电池固定板7的四个角落设置通孔，既保证了通孔的均匀分布，又不影响电池固定板7上电池单体3的安装。电池模块装配时，将多个电池组层叠放置，使用拉杆8穿过相同位置的通孔，在拉杆8两端加工螺纹，通过螺母进行锁紧固定，从而将多个电池组沿层叠方向固定在一起。
根据常用的电池单体的尺寸，及与其相对应的电池模块中其它部件的尺寸大小，拉杆8的直径设置为5mm-10mm，拉杆8两端螺纹长度优选为6mm-16mm，拉杆8的材料为45号钢或者不锈钢；螺母优选为不锈钢或镀镍的带法兰面的螺母，其厚度为5mm-15mm，螺母还应该配套有垫片，以提高螺母的锁紧程度，垫片的材料为不锈钢板或者镀镍钢板，厚度为0.5mm-1.5mm。
多个电池组层叠固定之后，还需要对电池单体3的极耳进行串联连接，以实现多个电池组的串联、多个电池单体3的串联，从而通过组合多个电池组满足对电池模块高功率的需求。本实施中，使用电池极耳连接片9将一个电池固定板7上安装的两个电池单体3的极耳串联，然后串联相邻的电池固定板7上的电池单体3的极耳，最后采用激光焊接将电池极耳连接片9串联起来。本实施例中，电池固定板7外部侧壁上设置有连接片固定凸台11，电池极耳连接片9固定在连接片固定凸台11上，保证电池极耳连接片9的稳定性。
为了提高电池模块工作的安全性，在多个电池组之间设置了若干个温度传感器6，以实时监测电池模块的温度，保证电池模块在正常温度范围内工作，避免电池模块温度过高出现危险。本实施例中，优选将温度传感器6设置在电池模块的中部和两端部，通过三处位置的温度测量，即可准确反映电池模块的整体温度，既减少了温度传感器的使用数量，又保证了测量效果。
在多个电池组组装完成之后，进行外部固定框的固定安装。固定框包括固定在层叠电池组外围的挡板和固定在层叠电池组上方的上盖1，挡板包括相对设置的前后挡板2和左右挡板4，上盖1设置在导热部12相对的一侧，导热部12一侧不设置固定框结构。左右挡板4与电池组相平行，所以，左右挡板4的固定方式优选采用在左右挡板4上开设与电池固定板7上位置相对应的通孔，由拉杆8一并将左右挡板4和电池组固定在一起。前后挡板2和上盖1是用防滑锁紧螺钉与电池组紧固。
本实施例中，前后挡板2和左右挡板4均选用聚苯硫醚(PPS)和玻璃纤维的复合物来制作，复合物中玻璃纤维所占的重量比优选30％，由此形成的材料具有很好的加工性，以及较高的机械强度、耐高温性、耐腐蚀性、抗冲击性和阻燃性。在挡板外表面设置有加强筋，能够增强挡板的强度，并且可以使挡板厚度减少从而质量轻，挡板的厚度可以做到3mm左右，加强筋的厚度可以在7mm左右。为了尽可能减轻电池模块的重量，上盖1和电池固定板7优选采用塑胶材质制作，塑胶材质既能保证一定的机械强度和耐化学腐蚀特性，又能显著降低电池模块的重量。
本实施例中电池单体不仅适用于锂电池，也适用于其它蓄电池、充电电池等。
上述实施例所述的电池模块，结构简单，组装方便，多个电池组层叠串联，按照所需要的功率进行组装，满足高功率需求；多个电池组通过挡板、拉杆对多个电池单体沿层叠方向拉紧和固定，实现对电池模块总体厚度的限位，通过挡板、拉杆和安装电池单体的电池固定板，对电池单体进行宽度方向的限位，实现电池模块的结构稳定和可靠性；电池单体之间设有散热片和散热垫，可以吸收电池单体产生的热量，从而降低整个电池模块的温度，多个电池组之间还设置温度传感器，监控电池模块工作在安全的温度范围内，提高电池模块使用的安全性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.电池模块，其特征在于，包括多个串联的电池组，多个电池组层叠设置，相邻的电池组之间设置有散热垫，层叠的电池组外部设置有固定框。
2.如权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述电池组包括电池固定板和安装在电池固定板上的至少一个电池单体。
3.如权利要求2所述的电池模块，其特征在于，所述电池单体与电池固定板之间设置有散热片。
4.如权利要求2所述的电池模块，其特征在于，所述电池固定板为矩形框结构，所述电池单体安装在矩形框内部，所述矩形框边框上设置有通槽，通槽内穿过电池单体的极耳。
5.如权利要求2所述的电池模块，其特征在于，每个所述电池固定板上均设有若干个通孔，各个电池固定板上相同位置的通孔内穿过一拉杆，拉杆两端由螺母固定。
6.如权利要求4所述的电池模块，其特征在于，多个所述电池单体的极耳由若干个电池极耳连接片将其串联连接；若干个电池极耳连接片通过焊接实现串联连接。
7.如权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述多个电池组之间设置有若干个温度传感器。
8.如权利要求2所述的电池模块，其特征在于，所述散热片一端延伸至电池固定板外部形成导热部，所述导热部相对于散热片倾斜设置，相邻的导热部的倾斜方向相反。
9.如权利要求8所述的电池模块，其特征在于，所述固定框包括固定在层叠电池组外围的挡板和固定在层叠电池组上方的上盖，所述上盖设置在所述导热部相对的一侧。
10.如权利要求9所述的电池模块，其特征在于，所述挡板由聚苯硫醚和重量比占30％的玻璃纤维的复合物制成。
11.如权利要求9所述的电池模块，其特征在于，所述挡板外表面设置有加强筋。
12.如权利要求2-11中任一所述的电池模块，其特征在于，所述电池单体为锂电池。
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