CN104218207B - 一种锂离子电池模块结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池模块结构，包括顶盖、底壳、电芯模块、BMS管理模块和PCB转接板，电芯模块定位连接在底壳上，电芯模块内部的单元电芯之间通过PCB转接板实现电气连接，单元电芯的极耳上设置铜衬片，PCB转接板上设置与单元电芯一一对应的铜箔焊盘，在铜箔焊盘上焊接有与铜衬片夹紧配合的单元电芯连接夹，电芯模块的侧面粘接有模块支承板，模块支承板上设置BMS管理模块，顶盖封盖住PCB转接板且与底壳相扣合连接成一体。本发明通过优化结构，减少组装工艺，降低员工劳动强度，提高生产效率，实现批量自动化生产。

Description

一种锂离子电池模块结构
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其是涉及一种锂离子电池模块结构。
背景技术
现有锂离子电池市场已日渐成熟，各生产厂家规模也日益扩大，软包电芯的成组工艺复杂，成组电池的安全性，稳定性得不到保证，造成电池退货率普遍偏高。同时复杂工艺不能采用自动化生产，需要大量员工操作，生产成本偏高，以至于造成锂电池市场价格偏高，市场无法扩大。
公告号为CN202585590U，公告日为2012年12月5日的中国专利文件中公开了一种电动汽车电源模块结构，包括两块压板及层叠设置在两块压板件的若干个第一电源单体和第二电源单体，第一电源单体和第二电源单体间隔排列并且层叠设置，且第一电源单体的正极、负极分别和第二电源单体的负极、正极相邻，层叠起来的第一电源单体和第二电源单体依次相串联，所述的第一电源单体和第二电源单体均由2N个并联连接的电芯。其第一电源单体和第二电源单体结构中所披露的第一支架的顶部边框上设有两个带有螺纹的金属嵌柱，电芯的极耳和金属嵌柱相卡接，金属嵌柱上设有带有螺纹胶的防松螺母。其第一电源单体和第二电源单体之前的串联连接以及第一电源单体内部的电芯之间的并联连接、第二电源单体内部的电芯之间的并联连接均通过汇流排连接，汇流排套在第一支架的金属嵌柱上，然后通过拧上防松螺母来实现串、并联电气连接。此种电源模块结构连接复杂，组装繁琐，操作员工劳动强度大，生产效率低，不利于批量自动化生产。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，所要解决的技术问题是提供一种锂离子电池模块结构，其通过优化结构，减少组装工艺，降低员工劳动强度，提高生产效率，实现批量自动化生产。
本发明是通过以下技术方案使上述的技术问题得以解决。
一种锂离子电池模块结构，包括顶盖、底壳、电芯模块、BMS管理模块和PCB转接板，电芯模块定位连接在底壳上，电芯模块内部的单元电芯之间通过PCB转接板实现电气连接，单元电芯的极耳上设置铜衬片，PCB转接板上设置与单元电芯一一对应的铜箔焊盘，在铜箔焊盘上焊接有与铜衬片夹紧配合的单元电芯连接夹，电芯模块的侧面粘接有模块支承板，模块支承板上设置BMS管理模块，顶盖封盖住PCB转接板且与底壳相扣合连接成一体。
在该结构中，通过在极耳上设置铜衬片保护镍片或者铝片构成的极耳在与转接板上设置的单元电芯连接夹保持紧固连接状态下不易损坏，通过减少了现有技术中使用螺栓连接紧固的方式，去除繁琐的装配工艺，使得装配简便，降低了员工劳动强度，提高了劳动效率。电气连接可靠，适合于标准化作业，有利于应用在批量自动化生产上。
作为优选，顶盖、底壳和模块支承板均为ABS树脂材质结构。ABS树脂材质质优价廉，普及应用性好。作为改进，有如下技术方案：
1.在底壳的内侧底面上设有若干定位隔板，定位隔板之间形成容置单元电芯的卡槽。结构简单可靠，便于定位单元电芯。进一步改进，在定位隔板之间还形成有容置模块支承板的限位槽。便于加强对模块支撑板定位连接。更进一步改进，定位隔板与底壳为一体注塑成型结构。结构简单，便于加工，制作成本低。
2.单元电芯包括上盖、下盒和电芯本体，电芯本体内置在上盖和下盒扣合形成的容腔内，上盖和下盒设置有与电芯本体的极耳相配合的缺口，铜衬片包覆住所述极耳卡设在缺口上，铜衬片与所述极耳焊接在一起。此种单元电芯结构方便设置在该电池模块结构当中，利于装配，电气连接性能优异。进一步改进，有如下三种技术方案，第一种：铜衬片的一端与上盖为一体注塑成型结构，铜衬片的另一端与下盒为卡接结构。第二种：铜衬片的一端与下盒为一体注塑成型结构，铜衬片的另一端与上盖为卡接结构。第三种：铜衬片的两端与上盖和下盒均为卡接结构。此三种连接结构可靠性好，易于装配。
总而言之，本发明的锂离子电池模块结构通过在结构设计上进行优化精简，更换结构件，减少了装配工艺步骤，去除繁琐的安装螺栓的操作，提高了装配效率，不但提高了生产效率，而且降低了制造成本。在保证电池模块电气安全性和稳定性的基础上，全面提高了装配质量，有利于应用在批量自动化生产上。
附图说明
图1是本发明的一种分解结构示意图；
图2是本发明的PCB转接板的一种结构示意图；
图3是本发明的底壳的一种结构示意图；
图4是本发明的单元电芯的一种结构示意图。
图中：1-顶盖，2-底壳，3-电芯模块，4-BMS管理模块，5-PCB转接板，6-模块支承板，7-铜衬片，8-铜箔焊盘，9-单元电芯连接夹，10-定位隔板，11-卡槽，12-单元电芯，13-上盖，14-下盒，15-电芯本体，16-缺口，17-限位槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式进行详细的说明。
如图1所示的本发明一种锂离子电池模块结构，包括顶盖1、底壳2、电芯模块3、BMS管理模块4和PCB转接板5。作为一种实施方式，如图3所示，在底壳2的内侧底面上设置定位隔板10，定位隔板10之间形成容置单元电芯12的卡槽11。电芯模块3通过卡槽11定位连接在底壳2上。卡槽11的结构设置简单可靠，为便于加工制作，可选择将定位隔板10与底壳2设置为一体注塑成型结构。电芯模块3内部的单元电芯12之间通过PCB转接板5实现电气连接，单元电芯12的极耳上设置铜衬片7。如图2所示，作为PCB转接板5的一种实施方式，在PCB转接板5上设置与单元电芯12一一对应的铜箔焊盘8，在铜箔焊盘8上焊接与铜衬片7夹紧配合的单元电芯连接夹9。这样的结构使得PCB转接板5与单元电芯12之间通过单元电芯连接夹9和铜衬片7夹紧定位连接的方式，取得了简单可靠的电气连接性能。提高了装配效率，节省了制造成本。在电芯模块3的侧面粘接模块支承板6，模块支承板6上设置BMS管理模块4，并且，如图1和图3所示，还可以通过在定位隔板10之间形成容置模块支承板6的限位槽17，进一步将模块支承板6与电芯模块3同步定位在底壳2上，保持连接一致性和稳定性。顶盖1封盖住PCB转接板5且与底壳2相扣合连接成一体。其中，顶盖1、底壳2和模块支承板6可选择采用普及应用性广且性能优异的ABS树脂材质结构。
作为本发明的单元电芯12的一种实施方式，如图4所示，单元电芯12包括上盖13、下盒14和电芯本体15，电芯本体15内置在上盖13和下盒14扣合形成的容腔内，上盖13和下盒14设置有与电芯本体15的极耳相配合的缺口16，铜衬片7包覆住所述极耳卡设在缺口16上，铜衬片7与所述极耳焊接在一起。作为铜衬片7卡设在缺口16上的一种实施方式，如图中所示，铜衬片7的两端与上盖13和下盒14均为卡接的连接结构。也可以选择下述两种连接方式，其中一种为铜衬片7的一端与上盖13为一体注塑成型结构，铜衬片7的另一端与下盒14为卡接结构；另一种为铜衬片7的一端与下盒14为一体注塑成型结构，铜衬片7的另一端与上盖13为卡接结构。这三种卡接结构方式，精简紧凑，易于加工制造，可靠性好。
本发明不局限于以上所述的实施方式，PCB转接板通过单元电芯连接夹和铜衬片与单元电芯之间的电气连接结构，以及铜衬片卡设在单元电芯上与极耳电气连接结构也可以采用本领域技术人员所能够获得的公知技术或者现有技术当中等效替换的结构变形的实施方式。只要采用了本发明经过优化的PCB转接板与电芯模块的电气连接结构的实施方式均落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种锂离子电池模块结构，其特征是：包括顶盖（1）、底壳（2）、电芯模块（3）、BMS管理模块（4）和PCB转接板（5），电芯模块（3）定位连接在底壳（2）上，电芯模块（3）内部的单元电芯（12）之间通过PCB转接板（5）实现电气连接，单元电芯（12）的极耳上设置铜衬片（7），PCB转接板（5）上设置与单元电芯（12）一一对应的铜箔焊盘（8），在铜箔焊盘（8）上焊接有与铜衬片（7）夹紧配合的单元电芯连接夹（9），电芯模块（3）的侧面粘接有模块支承板（6），模块支承板（6）上设置BMS管理模块（4），顶盖（1）封盖住PCB转接板（5）且与底壳（2）相扣合连接成一体。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池模块结构，其特征是：顶盖（1）、底壳（2）和模块支承板（6）均为ABS树脂材质结构。
3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池模块结构，其特征是：底壳（2）的内侧底面上设有若干定位隔板（10），定位隔板（10）之间形成容置单元电芯（12）的卡槽（11）。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池模块结构，其特征是：定位隔板（10）之间还形成有容置模块支承板（6）的限位槽（17）。
5.根据权利要求3所述的锂离子电池模块结构，其特征是：定位隔板（10）与底壳（2）为一体注塑成型结构。
6.根据权利要求1或2所述的锂离子电池模块结构，其特征是：单元电芯（12）包括上盖（13）、下盒（14）和电芯本体（15），电芯本体（15）内置在上盖（13）和下盒（14）扣合形成的容腔内，上盖（13）和下盒（14）设置有与电芯本体（15）的极耳相配合的缺口（16），铜衬片（7）包覆住所述极耳卡设在缺口（16）上，铜衬片（7）与所述极耳焊接在一起。
7.根据权利要求6所述的锂离子电池模块结构，其特征是：铜衬片（7）的一端与上盖（13）为一体注塑成型结构，铜衬片（7）的另一端与下盒（14）为卡接结构；铜衬片（7）的一端与下盒（14）为一体注塑成型结构，铜衬片（7）的另一端与上盖（13）为卡接结构；铜衬片（7）的两端与上盖（13）和下盒（14）均为卡接结构。
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