CN103346282B - 一种可级连解裂电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种可级连解裂电池包，电池模块组串联连接形成电池包；电池模块组包括阻燃材质螺栓、导体托架、导电片；导电片包括弹簧钢片、卡扣夹头、弹性簧片；卡扣夹头紧固在弹簧钢片正向表面上；弹簧钢片负向表面有冲压弹性簧片；电池绝缘上罩有卡扣夹头通过孔；导电片安装在电池绝缘上罩外侧，电池单体正极嵌入卡扣夹头内；托架安装在电池绝缘下罩内；电池单体负极与托架紧密接触；螺栓安装在电池单体中间，螺栓一端有外螺纹端头，螺栓另一端具有内螺纹端头；第二电池模块组导电片负向表面弹性簧片与第一电池模块组托架紧密接触；第二电池模块组螺栓外螺纹端头与第一电池模块组螺栓内螺纹端头连接，强冲击或高温螺栓折断或软化，电池包间解裂。

Description

一种可级连解裂电池包
技术领域
本发明属于汽车电子技术领域，涉及一种可级连解裂电池包；特别适用于纯电动乘用车动力电池组故障发生时的安全保护控制。
背景技术
现有车用动力电池包包括电池单体、托架、连接导片；由单节电池螺栓连接或焊接连接，缺点是：电池组连接成为一个整体不可分割，即便在整个串联系统中有几点可以分割，在极端条件下也不能自动主动解裂，某一节电池热失控产生热冲击燃烧、爆炸，造成其它电池短路，链式反应故障恶化扩大，使电池组能量的集中释放造成重大事故。焊接时，脉冲电流小易产生虚焊，焊接不牢；脉冲电流大电池易击穿；焊接困难，废品率高。从机械设计结构上，实现在严重碰撞、外部火烧、内部局部热失控、水淹后局部短路等极端条件下乘用车动力电池组故障发生时电池组各单体自动主动解裂，从根本杜绝电池包的电池单体与连接导片焊接工艺问题是本领域工程技术人员一直探索研究的课题。
发明内容
本发明公开了一种可级连解裂电池包，以解决以往电池包焊接连接整体不可分割，在极端条件下也不能自动主动解裂；焊接时脉冲电流小产生虚焊，脉冲电流大电池易击穿，焊接困难，废品率高等问题。
本发明一种可级连解裂电池包，包括电池模块组；电池模块组包括螺栓、电池单体、托架、导电片；电池模块组串联连接形成电池包；其特征在于：电池模块组还包括电池绝缘上罩、电池绝缘下罩；托架材质为导体材料；螺栓为强冲击可折断且高温软化阻燃材质；导电片包括弹簧钢片、卡扣夹头、弹性簧片；卡扣夹头紧固连接安装在弹簧钢片的正向表面上；弹簧钢片负向表面上具有冲压的弹性簧片；电池绝缘上罩上具有导电片卡扣夹头通过孔；导电片安装在电池绝缘上罩外侧，电池单体的正极嵌入导电片的卡扣夹头内；托架安装在电池绝缘下罩内；电池单体的负极与托架紧密接触；螺栓安装在电池单体中间，螺栓一端具有外螺纹连接端头，螺栓另一端具有内螺纹连接端头；电池模块组串联连接，第二电池模块组导电片负向表面上的弹性簧片与第一电池模块组托架紧密接触；第二电池模块组螺栓外螺纹连接端头与第一电池模块组螺栓的内螺纹连接端头紧固连接，电池单体的正极由卡扣夹头连接在一个整体的导电片上，电流会平行的流过整个工作面；在严重冲击碰撞时，电池包扭曲变形，电池单体正极与卡扣夹头脱离，实现电池包自动解裂；在电池包过热、或燃烧时，阻燃尼龙螺栓与电池绝缘上罩、电池绝缘下罩软化或碎化解体，实现电池包自动解裂。
本发明还包括等温支架、涨挤弹性柱；等温支架安装在电池绝缘上罩、电池绝缘下罩内；等温支架上具有间隔板，间隔板将等温支架间隔成电池单体模块空间；电池单体安装在等温支架内，涨挤弹性柱安装在电池单体间隙中；电池单体工作发热时具有径向膨胀空间；确保电池工作时可靠导电，在高强度振动时刚性联接可靠，电池可靠导通，无解裂；当外力大于尼龙螺栓的强度或内部温度达到螺栓阻燃尼龙软化点时，单体模块的结合力减小或消失，单体模块自动解裂；单体模块分割事故时的最大可能容量。
本发明还包括导电胶；电池单体负极与托架间具有0.1--0.8mm的滑动间隙；导电胶涂敷在电池单体负极与托架的间隙内；第二导电片的弹性簧片与托架紧密接触；电池单体的正极嵌入第一导电片的卡扣夹头内；电池单体工作发热时具有轴向膨胀空间。确保电池工作时可靠导电，在高强度振动时刚性联接可靠，电池可靠导通，无解裂。
本发明导电片一种优化方案，导电片包括弹簧钢片、卡扣夹头、弹性簧片；卡扣夹头点焊连接安装在弹簧钢片的正向表面上。
本发明导电片另一种优化方案还包括铆钉；卡扣夹头由铆钉紧固连接安装在弹簧钢片的正极面上。
本发明螺栓优化材质为阻燃尼龙； 托架为导电导热系数高材质的托架；优化为等温铝托架。
本发明单体模块空间4个。
本发明的积极效果在于：电池组非刚性连接，各单节电池组对在一起也具有相对弹性；在电池工作时可靠导电，在高强度振动时刚性联接可靠，电池可靠导通；而在极端条件下电池包故障时，实现可靠自动解裂，阻断故障扩大，实现安全保护控制。无需昂贵的高精度焊接设备，也不存在焊接时焊漏或内部热损坏电芯的问题。只需要一层一层的往支架上装电芯，拧螺栓就行。工艺与检测简单、生产成本低，有利于自动化生产，成品率高。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明电池模块组结构示意图；
图3为本发明电池模块组分解示意图；
图4为本发明导电片结构示意图；
图5为本发明导电片A-A剖示图；
图6为本发明螺栓结构示意图；
图中：1导电片、2电池绝缘上罩、3等温支架、4螺栓、5涨挤弹性柱、6电池单体、7等温托架、8电池绝缘下罩；1a弹簧钢片、1b卡扣夹头、1c弹性簧片、1d铆钉、3a间隔板。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本发明的实施例。
本发明第一实施例如图1、图2所示，包括电池模块组；电池模块组包括导电片1、电池绝缘上罩2、等温支架3、螺栓4、涨挤弹性柱5、电池单体6、等温托架7、电池绝缘下罩8、导电胶；电池模块组串连连接形成电池包；托架7为导电导热系数高材质的等温铝托架；螺栓4为强冲击可折断且高温软化阻燃尼龙材质。
如图4、图5所示，导电片1包括弹簧钢片1a、卡扣夹头1b、弹性簧片1c、铆钉1d；卡扣夹头1b由铆钉1d紧固连接安装在弹簧钢片1a的正向表面上，弹簧钢片1a负向表面上具有冲压的弹性簧片1c。
如图1、图3所示，等温支架3上具有间隔板3a，间隔板3a将等温支架3间隔成4个电池单体模块空间；电池单体6安装在等温支架3内，涨挤弹性柱5安装在电池单体6间隙中；等温支架3安装在电池绝缘上罩2、电池绝缘下罩8内；电池单体6工作发热时具有径向膨胀空间；当外力大于尼龙螺栓4的强度或内部温度达到螺栓4阻燃尼龙软化点时，单体模块的结合力减小或消失，单体模块自动解裂；单体模块分割事故时的最大可能容量。
如图1、图2、图3、图4、图5所示，电池绝缘上罩2上具有导电片1卡扣夹头1b通过孔；导电片1安装在电池绝缘上罩2外侧，电池单体6的正极嵌入导电片1的卡扣夹头1b内；托架7安装在电池绝缘下罩8内；电池单体6的负极与托架7紧密接触。
如图1、图2、图6所示，螺栓4安装在电池单体6中间，螺栓4一端具有外螺纹连接端头，螺栓4另一端具有内螺纹连接端头；电池模块组串连连接，第二电池模块组导电片1负向表面上的弹性簧片1c与第一电池模块组托架7紧密接触；第二电池模块组螺栓4外螺纹连接端头与第一电池模块组螺栓4的内螺纹连接端头紧固连接，电池单体6的正极由卡扣夹头1b连接在一个整体的导电片1上，电流会平行的流过整个工作面；当强冲击或高温时，螺栓4折断或软化，实现电池包间解裂。
本发明第二实施例，导电片1包括弹簧钢片1a、卡扣夹头1b、弹性簧片1c；卡扣夹头1b点焊连接在弹簧钢片1a的正极面上。
电池单体6负极与托架7间具有0.5mm的滑动间隙；导电胶涂敷在电池单体6负极与托架7的间隙内；第二导电片1的弹性簧片1c与托架7紧密接触；电池单体6的正极嵌入第一导电片1的卡扣夹头1b内；电池单体6工作发热时具有轴向膨胀空间。
本发明第三实施例，电池单体6负极与托架7间具有0.1mm的滑动间隙；导电胶涂敷在电池单体6负极与托架7的间隙内。
本发明第四实施例，电池单体6负极与托架7间具有0.8mm的滑动间隙；导电胶涂敷在电池单体6负极与托架7的间隙内。

Claims (5)

1.一种可级连解裂电池包，包括电池模块组；电池模块组包括螺栓、电池单体、托架、导电片；电池模块组串联连接形成电池包；其特征在于：电池模块组还包括电池绝缘上罩、电池绝缘下罩；托架材质为导体材料；螺栓为阻燃尼龙材质；导电片包括弹簧钢片、卡扣夹头、弹性簧片；卡扣夹头紧固连接安装在弹簧钢片的正向表面上；弹簧钢片负向表面上具有冲压的弹性簧片；电池绝缘上罩上具有导电片卡扣夹头通过孔；导电片安装在电池绝缘上罩外侧，电池单体的正极嵌入导电片的卡扣夹头内；托架安装在电池绝缘下罩内；电池单体的负极与托架紧密接触；螺栓安装在电池单体中间，螺栓一端具有外螺纹连接端头，螺栓另一端具有内螺纹连接端头；电池模块组串联连接，第二电池模块组导电片负向表面上的弹性簧片与第一电池模块组托架紧密接触；第二电池模块组螺栓外螺纹连接端头与第一电池模块组螺栓的内螺纹连接端头紧固连接，电池单体的正极由卡扣夹头连接在一个整体的导电片上。
2. 根据权利要求1所述的一种可级连解裂电池包，其特征在于：还包括等温支架、涨挤弹性柱；等温支架上具有间隔板，间隔板将等温支架间隔成电池单体模块空间；电池单体安装在等温支架内，涨挤弹性柱安装在电池单体间隙中；等温支架安装在电池绝缘上罩、电池绝缘下罩内。
3. 根据权利要求1所述的一种可级连解裂电池包，其特征在于：还包括导电胶；电池单体负极与托架间具有0.1--0.8mm的滑动间隙；导电胶涂敷在电池单体负极与托架的间隙内；第二导电片的弹性簧片与托架紧密接触；电池单体的正极嵌入第一导电片的卡扣夹头内。
4. 根据权利要求1所述的一种可级连解裂电池包，其特征在于：导电片包括弹簧钢片、卡扣夹头、弹性簧片；卡扣夹头点焊连接安装在弹簧钢片的正向表面上。
5. 根据权利要求1所述的一种可级连解裂电池包，其特征在于：导电片还包括铆钉；卡扣夹头由铆钉紧固连接安装在弹簧钢片的正极面上。
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