CN105762314B - 电芯缓冲结构及采用该结构的电池包 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及储能器件领域，尤其涉及一种电芯缓冲结构及采用该结构的电池包。电芯缓冲结构包括主缓冲垫、侧缓冲垫以及分隔部，主缓冲垫、侧缓冲垫以及分隔部共同构成若干能够嵌入电芯的电芯容纳腔，每个电芯容纳腔均预留出供电芯的极耳伸出的开口。电池包包括上盖、底板、电子线路板组件、电芯以及电芯缓冲结构，上盖与底板扣合共同构成容纳空间，电芯贴合在电子线路板组件的表面，电芯缓冲结构扣在电芯上，使电芯嵌入电芯容纳腔内，电芯缓冲结构与电子线路板组件固定连接，电芯与电子线路板组件电连接。本申请所提供的电芯缓冲结构通过发泡成型方式一体成型，简化了成型以及软包电池的装配过程，降低了在装配过程中造成短路的风险。

Description

电芯缓冲结构及采用该结构的电池包
技术领域
本申请涉及储能器件领域，尤其涉及一种电芯缓冲结构及采用该结构的电池包。
背景技术
人类文明的发展，离不开交通工具的发展，尤其是汽车行业的发展。随着当今社会的不可再生能源紧缺问题，以及其对环境的污染问题越来越严重，汽车在新能源领域的发展越来越迅速，尤其是电动汽车的发展在整个汽车行业已不容小觑。
先关技术中的电池包，电芯的抗震、抗跌落防护主要都是通过在电池包周围粘贴模切的硅胶条或泡棉垫。将模切好的硅胶条或泡棉条粘贴在电芯四周形成缓冲结构，起到保护作用。
然而，这种方式需要多次粘贴才能够覆盖电芯的各处表面，不但操作繁琐，而且还存在短路风险。
发明内容
本申请提供了一种电芯缓冲结构及采用该结构的电池包，能够有效简化装配过程。
本申请的第一方面所提供了一种电芯缓冲结构，所述电芯缓冲结构通过发泡成型方式一体成型，包括主缓冲垫、侧缓冲垫以及分隔部，
所述侧缓冲垫围绕所述主缓冲垫的四周设置，所述分隔部设置在所述主缓冲垫的中部，所述主缓冲垫、所述侧缓冲垫以及所述分隔部共同构成若干能够嵌入电芯的电芯容纳腔，相邻两个所述电芯容纳腔之间通过所述分隔部分隔，
每个所述电芯容纳腔均预留出供电芯的极耳伸出的开口。
优选地，还包括极耳分隔块，所述极耳分隔块设置在所述开口的中部。
优选地，所述主缓冲垫对应每个所述电芯容纳腔均设置有镂空结构。
优选地，所述分隔部为镂空结构。
优选地，所述主缓冲垫以及所述分隔部存在一体设置的镂空结构。
优选地，所述分隔部上设置有装配孔。
优选地，材质为发泡硅胶。
优选地，所述分隔部由所述主缓冲垫凹陷形成。
本申请的第一方面所提供了一种电池包，包括上盖、底板、电子线路板组件、电芯以及所述的电芯缓冲结构，
所述上盖与所述底板扣合共同构成容纳空间，所述电子线路板组件、电芯以及所述电芯缓冲结构均位于所述容纳空间内，
所述电芯贴合在所述电子线路板组件的表面，所述电芯缓冲结构扣在所述电芯上，使所述电芯嵌入所述电芯容纳腔内，所述电芯缓冲结构与所述电子线路板组件固定连接，
所述电芯与所述电子线路板组件电连接。
优选地，所述电子线路板组件与所述电芯缓冲结构通过螺钉连接。
本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：
本申请所提供的电芯缓冲结构通过发泡成型方式一体成型，简化了成型以及软包电池的装配过程，降低了在装配过程中造成短路的风险。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
图1为本申请实施例所提供的电池包的分解结构示意图；
图2为本申请实施例所提供的电子线路板组件与电芯之间的配合结构示意图；
图3为本申请实施例所提供的三联装的电芯缓冲结构的正面结构示意图；
图4为本申请实施例所提供的三联装的电芯缓冲结构的背面结构示意图；
图5为本申请实施例所提供的二联装的电芯缓冲结构与电芯的装配结构示意图。
附图标记：
1-上盖；
2-底板；
3-电子线路板组件；
4-电芯；
5-电芯缓冲结构；
50-主缓冲垫；
51-侧缓冲垫；
52-分隔部；
520-开口；
53-电芯容纳腔；
54-极耳分隔块；
55-镂空结构；
56-装配孔。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。文中所述“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中的电芯缓冲结构的放置状态为参照。
如图1所示，本申请实施例提供了一种电池包，包括上盖1、底板2、电子线路板组件3、电芯4以及电芯缓冲结构5等。产品主要安装于电动大巴高压箱内，用于给控制单元部分供电。上盖1与底板2扣合共同构成容纳空间，电子线路板组件3、电芯4以及电芯缓冲结构5均位于容纳空间内。
对于电池包而言，为了提高冷却效果，上盖1与底板2可以采用软质金属材料。电芯4的抗震以及抗跌落防护主要通过电芯缓冲结构5。
具体地，如图1所示，电芯4通过双面胶或其它方式贴合在电子线路板组件3的表面，并与电子线路板组件3电连接。如图2所示，电子线路板组件3的主体结构一般为PCB板，电芯可以仅贴在PCB板的一侧，也可以同时贴在PCB板的上下两侧，这与所需的电芯4的数量以及电子线路板组件3的自身结构有关。例如，本实施例中便在PCB板的上表面贴合了两个电芯4，而在PCB板的下表面贴合了三个电芯4。排在PCB板同一侧的所有电芯4可以成排排布，以便能够通过一个电芯缓冲结构5进行统一保护。本实施例中通过一个三联装的电芯缓冲结构5负责下面三块电芯4(参见图3和4)，通过一个二联装的电芯缓冲结构5负责上面两块电芯4(参见图5)。电芯4贴好后，逐个将极耳和PCB上板的镍片通过电阻焊，焊接起来，现有技术中的焊接是通过导线或导体材质将电芯极耳两两焊接，而通过电阻焊则极大提高了产品的一致性，同时由于电芯4粘接在PCB上预先固定，大大降低了焊点应力，提高了焊点可靠性。
如图3至5所示，电芯缓冲结构5通过发泡成型方式一体成型，为了具备较好的弹性性能，发泡材料最好为发泡硅胶，这样形成的电芯缓冲结构5的压缩强度约为40KPa，其中40KPa的数值为根据ASTM D1056的测试结果得到，且满足UL94-V0阻燃，满足ROHS及气味挥发性要求。电芯缓冲结构5包括主缓冲垫50、侧缓冲垫51以及分隔部52，这三者共同构成若干能够供电芯4嵌入的电芯容纳腔53。除此之外，电芯缓冲结构5还可能包括极耳分隔块54、镂空结构55以及装配孔56等结构。其中，侧缓冲垫51围绕主缓冲垫50的四周设置，分隔部52设置在主缓冲垫50的中部，相邻两个电芯容纳腔53之间通过分隔部52进行分隔。每个电芯容纳腔53均需要预留出供电芯4的极耳伸出的开口520。
极耳焊好后，将电芯缓冲结构5扣在电芯4上，使电芯4嵌入对应的电芯容纳腔53内，同时使极耳由预留的开口520伸出，最后将电芯缓冲结构5与电子线路板组件3固定连接，使电芯缓冲结构5与电子线路板组件3共同将电芯4为在其中。
这样，电芯缓冲结构5实现了一次成型、一次装配，极大简化了装配过程，提高装配效率。并且电芯缓冲结构5的结构也更加稳固，因而能够更为有效地保护电芯的四周。通过将电芯缓冲结构5分隔为多个独立地电芯容纳腔53，能够有效防止电芯4之间的触及及互通。
如图所示，为了防止电芯4的正负极耳互相触碰导致短路，本实施例还可包括极耳分隔块54，极耳分隔块54设置在开口520的中部附近，从而将开口520分为两个相互独立地小开口，电芯4的两个极耳可以分别由这两个小开口伸出，有效降低了互相触碰的可能性。
在电池包跌落过程中，电芯4主要是四角受力，因此可以将主缓冲垫50对应每个电芯容纳腔53均进行镂空设计形成镂空结构55，这样能够在基本不影响抗震、抗跌落效果的情况下大幅减轻电池包的重量，提高能量密度。在有条件的情况下，分隔部52也可以进行镂空设计，进一步降低重量。并且，为了简化结构，还可以考虑将主缓冲垫50以及分隔部52上的镂空结构55进行一体设置。并且，分隔部52以及极耳分隔块54均可以由主缓冲垫50凹陷形成，以减少分隔部52以及极耳分隔块54的重量。
如图4所示，为了简化电芯缓冲结构5与电子线路板组件4的连接过程，可以在分隔部52上设置装配孔56，通过螺钉穿过装配孔56并旋入PCB板内，实现快速装配。
最后组装外壳，先装入上盖1，对齐定位孔，扣上底板2，最后用8颗螺栓锁紧上盖1与底板2，在高度方向上通过对电芯缓冲结构5的压缩固定电芯4，电芯缓冲结构5的发泡材料存在30％以上的可恢复弹性变形，设计电芯4与外壳的间隙为电芯缓冲结构5厚度的80％，通过螺钉锁紧将电芯缓冲结构5压缩20％以达到紧密配合。
本实施例所提供的电芯缓冲结构通过发泡成型方式一体成型，简化了成型以及软包电池的装配过程，降低了在装配过程中造成短路的风险。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电池包，其特征在于，包括上盖、底板、电子线路板组件、电芯以及电芯缓冲结构，
所述电芯缓冲结构通过发泡成型方式一体成型，包括主缓冲垫、侧缓冲垫以及分隔部；所述侧缓冲垫围绕所述主缓冲垫的四周设置，所述分隔部设置在所述主缓冲垫的中部，所述主缓冲垫、所述侧缓冲垫以及所述分隔部共同构成若干能够嵌入电芯的电芯容纳腔，相邻两个所述电芯容纳腔之间通过所述分隔部分隔；每个所述电芯容纳腔均预留出供电芯的极耳伸出的开口；
所述上盖与所述底板扣合共同构成容纳空间，所述电子线路板组件、电芯以及所述电芯缓冲结构均位于所述容纳空间内，
所述电芯贴合在所述电子线路板组件的表面，所述电芯缓冲结构扣在所述电芯上，使所述电芯嵌入所述电芯容纳腔内，所述电芯缓冲结构与所述电子线路板组件固定连接，
所述电芯与所述电子线路板组件电连接；
所述电芯缓冲结构的材质为发泡硅胶，所述发泡硅胶的压缩强度为40KPa，所述40Kpa的数值为根据ASTM D1056的测试结果得到。
2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电芯缓冲结构还包括极耳分隔块，所述极耳分隔块设置在所述开口的中部。
3.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述主缓冲垫对应每个所述电芯容纳腔均设置有镂空结构。
4.根据权利要求1至3任一项所述的电池包，其特征在于，所述分隔部为镂空结构。
5.根据权利要求1至3任一项所述的电池包，其特征在于，所述主缓冲垫以及所述分隔部存在一体设置的镂空结构。
6.根据权利要求1至3任一项所述的电池包，其特征在于，所述分隔部上设置有装配孔。
7.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述分隔部由所述主缓冲垫凹陷形成。
8.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电子线路板组件与所述电芯缓冲结构通过螺钉连接。
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