CN106558672B - 电池组 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电池组，其包括：至少一个单体电池，沿排列方向排列布置，各单体电池具有极性相反的两个极耳；转接板，设置于所述至少一个单体电池的上方；多个导电片，设置于转接板的上表面上，各导电片用于与所述至少一个单体电池的对应极耳焊接。各导电片具有：支撑部，固定于转接板的上表面上；弯折包覆部，从支撑部延伸。转接板设置有：多个穿孔，贯穿转接板，穿孔的数量与所述至少一个单体电池的极耳数量相同。各极耳穿过转接板的对应一个穿孔并沿排列方向弯折贴附在对应一个导电片的支撑部上，该对应一个导电片的弯折包覆部弯折包覆在该极耳上，从而各极耳夹设在对应一个导电片的支撑部和弯折包覆部之间并焊接在一起。
Description
技术领域
本发明涉及储能装置，尤其涉及一种电池组。
背景技术
目前在一些大功率用途的多串并聚合物电池组，其各电芯极片串并联均使用烙铁焊锡的方式实现电气性能连接。使用烙铁焊锡的缺点在于，锡焊需要高温约350℃，高温会通过电芯极片传递至电芯的顶封破坏电芯的密封结构，导致电芯损坏。另外锡焊在焊接过程中会产生无法避免的锡珠及焊锡残渣，造成电路短路故障。还有就是聚合物电芯正极极片为铝极片，因为要使用烙铁锡焊，铝片还要转接成可焊性高的材料如镍、铜等，耗费工时和增加成本。
基于此，于2014年5月28日授权公告的中国专利文献CN203617376U公开了一种电池组件，其采用设置在保护电路板上的正极极柱和负极极柱，对应的正极极耳弯折点焊在正极极柱上而对应的负极极耳弯折点焊在负极极柱上。点焊采用电阻焊或激光焊。但是这种方式的不足之处在于，尽管正极极耳弯折点焊在正极极柱上而负极极耳弯折点焊在负极极柱上，由于接触面积有限，导致焊接质量不高，影响正极极耳和正极极柱的电连接以及负极极耳和负极极柱的电连接的可靠性，尤其是在电池组件用在电动汽车时在颠簸状况下的电连接的稳定性不强；此外由于正极极柱和负极极柱直接设置在保护电路板上的表面上，保护电路板通常为有机纤维材料的PCB板，采用激光焊接时，会导致有机纤维材料碳化掺杂入焊接点位置，降低焊接质量。此外，当采用激光焊接时，极耳通常为铝材质，如果直接对铝极耳进行激光点焊，焊头与铝极耳熔焊到一起或铝极耳熔穿，导致焊接质量不佳。
发明内容
基于现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种电池组，其能提高极耳与转接片之间的焊接质量、电连接的可靠性和稳定性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种电池组，其包括：至少一个单体电池，沿排列方向排列布置，各单体电池具有极性相反的两个极耳；转接板，设置于所述至少一个单体电池的上方；多个导电片，设置于转接板的上表面上，各导电片用于与所述至少一个单体电池的对应极耳焊接。各导电片具有：支撑部，固定于转接板的上表面上；以及弯折包覆部，从支撑部延伸。转接板设置有：多个穿孔，贯穿转接板，穿孔的数量与所述至少一个单体电池的极耳数量相同。各极耳穿过转接板的对应一个穿孔并沿所述至少一个单体电池的排列方向弯折贴附在对应一个导电片的支撑部上，且该对应一个导电片的弯折包覆部弯折包覆在该极耳上，从而各极耳夹设在对应一个导电片的支撑部和弯折包覆部之间并焊接在一起。
本发明的有益效果如下：
在根据本发明所述的电池组中，由于各极耳夹设在对应一个导电片的支撑部和弯折包覆部之间并焊接在一起，从而使得导电片与极耳之间的接触面积增加，提高了焊接质量，进而提高了极耳导电片之间的电连接的可靠性，尤其是在电池组件受颠簸冲击的场合(例如采用电池组的电动汽车在崎岖不平的路面上行进或电池组跌落)下更能保证了极耳导电片之间的电连接的可靠性和稳定性。
附图说明
图1是根据本发明的电池组组装后的立体图；
图2是图1的分解立体图，其中为了清楚起见，极耳已弯折；
图3是图2的进一步分解的立体图，其中为了清楚起见，极耳已弯折；
图4是图3的转接板和导电片的分解立体图；
图5是图4的转接板和导电片的组装立体图；
图6是图3的导电片和极耳的沿宽度方向做出的组装剖面图；
图7是另一实施例的导电片的立体图；
图8是图7的转接片与图3的对应极耳的沿宽度方向做出的组装剖面图；
图9是又一实施例的导电片的立体图；
图10是图9的导电片与图3的对应极耳的沿宽度方向做出的组装剖面图；
图11是再一实施例的导电片的立体图；
图12是图11的导电片与图3的对应极耳的沿宽度方向做出的组装剖面图；
图13是还一实施例的导电片的立体图；
图14是图13的导电片与图3的对应极耳的沿宽度方向做出的组装剖面图。
其中，附图标记说明如下：
1 单体电池 4 固定海绵
11 极耳 5 绝缘固定框
S 排列方向 6 绝缘纸
2 转接板 7 连接器
20 上表面 8 外壳
21 穿孔 81 左侧盖
22 开口 82 右侧盖
3 导电片 83 顶盖
31 支撑部 W 宽度方向
32 弯折包覆部
具体实施方式
尽管本发明很容易具有多种不同形式的实施例，但示出在附图中且本文将详细说明的是具体实施例，同时理解的是，本说明书应视为本发明的原理的一示例且不意欲将本发明限制于本文所示出的图样。
由此，参照的特征或方面旨在描述本发明的一实例的一特征或方面，并不暗示本发明的每个实施例都必须具有所描述的特征或方面。而且，应注意的是，说明书列举了很多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出潜在的系统设计，但是这些特征也可以用于未明确公开的其它组合。因此，除非另有说明，所描述的组合不意欲是限制。
在图中所示出的实施例中，用于解释本申请中不同部件的结构和运动的方向指示(诸如上、下、左、右、前和后)是相对的而不是绝对的。当部件处于图中所示的位置时，这些指示是恰当的。但是，如果部件位置的说明发生变化，那么这些指示也将会相应地发生变化。
下面参照附图来详细说明根据本发明的电池组。
参照图1至图14，根据本发明的电池组包括：至少一个单体电池1，沿排列方向S排列布置，各单体电池1具有极性相反的两个极耳11；转接板2，设置于所述至少一个单体电池1的上方；多个导电片3，设置于转接板2的上表面20上，各导电片3用于与所述至少一个单体电池1的对应极耳11焊接。各导电片3具有：支撑部31，固定于转接板2的上表面20上；以及弯折包覆部32，从支撑部31延伸。转接板2设置有：多个穿孔21，贯穿转接板2，穿孔21的数量与所述至少一个单体电池1的极耳11数量相同。各极耳11穿过转接板2的对应一个穿孔21并沿所述至少一个单体电池1的排列方向S弯折贴附在对应一个导电片3的支撑部31上，且该对应一个导电片3的弯折包覆部32弯折包覆在该极耳11上，从而各极耳11夹设在对应一个导电片3的支撑部31和弯折包覆部32之间并焊接在一起。在这里补充说明的是，转接板2设置于所述至少一个单体电池1的上方指的是转接板2相对极耳11而言的，当极耳11的方位变化时，转接板2设置于所述至少一个单体电池1的方位也相应地改变。此外，转接板2是绝缘材质，这是本领域公知的技术。同样地，上表面20的定义也是相对导电片3而言的，指的是转接板2设置导电片3的表面。
在根据本发明所述的电池组中，由于各极耳11夹设在对应一个导电片3的支撑部31和弯折包覆部32之间并焊接在一起，从而使得导电片3与极耳11之间的接触面积增加，提高了焊接质量，进而提高了极耳导电片之间的电连接的可靠性，尤其是在电池组件受颠簸冲击的场合(例如采用电池组的电动汽车在崎岖不平的路面上行进或电池组跌落)下更能保证了极耳导电片之间的电连接的可靠性和稳定性。
在根据本发明所述的电池组中，单体电池1可锂离子二次电池、钠离子二次电池或锌离子二次电池。二次电池可为聚合物二次电池。
在根据本发明所述的电池组中，转接板2可为印刷电路板(PCB)。
在根据本发明所述的电池组中，各导电片3可为熔点不低于极耳11材质的熔点的金属片。金属片可为镍片、铜片或铝片。在一实施例中，极耳11的材质为铝，金属片为镍片。
在根据本发明所述的电池组中，焊接可为激光焊接。
当各导电片3可为熔点不低于极耳11材质的熔点的金属片时，由于极耳11夹设在对应一个导电片3的支撑部31和弯折包覆部32之间，采用激光焊接时，激光焊接的能量从与激光焊接的焊头对应的支撑部31或弯折包覆部32向极耳11传递，确保不会熔穿极耳11，保证焊接质量。
在根据本发明所述的电池组中，各导电片3可通过表面贴装技术(SMT)设置在转接板2上。
在根据本发明所述的电池组中，在一实施例中，参照图2至图10，各导电片3的弯折包覆部32沿与所述至少一个单体电池1的排列方向S垂直的宽度方向W弯折包覆在对应的极耳11上。
在根据本发明所述的电池组中，在一实施例中，参照图2至图10，所述至少一个单体电池1的数量为至少两个；处于所述至少一个单体电池1的排列方向S外侧的单体电池1的极耳11均沿所述至少一个单体电池1的排列方向S向内弯折；除了作为电池组的总正输出使用的一个极耳11弯折并贴附在一个导电片3的支撑部31上和作为电池组的总负输出使用的一个极耳11弯折并贴附在一个导电片3的支撑部31上之外，在宽度方向W的同一侧的两个相邻极耳11沿所述至少两个单体电池1的排列方向S对向弯折并贴附在同一个导电片3的支撑部31上。具体地，在图3中，最左下方的极耳11和最左上方的极耳11作为总输出(总正输出和总负输出)使用，其它的相邻极耳11均对向弯折并贴附在同一个导电片3上，从而在这种情况下，所述至少两个单体电池11可直接实现串联。值得注意的是，这种情况适用于单体电池11为至少两个，无论是偶数还是奇数。例如，参照图2和图5，左侧最下方的极耳11作为电池组的总正输出，左侧最上方的极耳11作为电池组的总负输出，其余相邻的电极性相反的极耳11成对对象弯折，从而实现串联。
在根据本发明所述的电池组中，在一实施例中，参照图2至图6，各导电片3的弯折包覆部32为两个且沿宽度方向W分别连接于支撑部31的侧方，在弯折包覆部32未弯折时两个弯折包覆部32与支撑部31形成U字形，在两个弯折包覆部32沿宽度方向W对向弯折后两个弯折包覆部32弯折包覆在对应的极耳11上。采用这种结构，至少两个单体电池11可直接实现串联。
在根据本发明所述的电池组中，在一实施例中，参照图7至图10，各导电片3的弯折包覆部32为一个且沿宽度方向W连接于支撑部31的一侧，在弯折包覆部32未弯折时弯折包覆部32与支撑部31形成L字形，在弯折包覆部32沿宽度方向W弯折后弯折包覆部32弯折包覆在对应的极耳11上。与U字形的导电片3相比，缺少一个弯折包覆部32，尽管减少了弯折包覆部32接触极耳的面积，但是依然能够实现将极耳11夹设在弯折包覆部32和支撑部31之间的目的。采用这种结构，至少一个单体电池11可直接实现串联。值得注意的是，图7的弯折包覆部32和图9的弯折包覆部32的位置正好相对。此外，L字形的导电片3和U字形的导电片3可以混用，即多个导电片3中的一部分采用L字形而另一部分采用U字形。
在根据本发明所述的电池组中，在一实施例中，参照图11至图14，各导电片3的弯折包覆部32沿与所述至少一个单体电池1的排列方向S弯折包覆在对应的一个极耳11上。在这种情况下，一个极耳11对应一个导电片11，至于在至少两个单体电池11时单体电池11之间的串并联关系可以通过其它方式进行，例如可以通过后面的连接器7以及转接板2上设置的迹线来进行。值得注意的是，图11的弯折包覆部32和图14的弯折包覆部32的位置正好相对。
在根据本发明所述的电池组中，在一实施例中，参照图2至图5，转接板2还可设置有：多个开口22，贯穿转接板2，开口22的位置与导电片3的位置对应，各导电片3覆盖在对应数量的开口22上且固定于转接板2的上表面20上。开口22的设置有利于提高导电片3和极耳11之间的激光焊接效果。如果转接板2直接不开口采用激光焊，会导致转接板2的材质(例如转接板2为PCB板时，有机纤维材料)碳化掺杂入导电片3和极耳11之间的焊接点位置，降低焊接效果。此外，开口22便于人工检验激光焊接效果，便于激光焊接过程的快速散热，提高生产效率和产品优率，同时能够降低电池组的整体重量。在根据本发明所述的电池组中，在一实施例中，参照4和图5，一个导电片3覆盖在对应一个开口22上。当然不限于此，一个导电片3覆盖在对应两个以上开口22上。此外，开口22的形状不受限制，只要满足导电片3能够覆盖相应数量的开口22即可。
在根据本发明所述的电池组中，在一实施例中，所述电池组还可包括：导电胶(未示出)，粘接在各导电片3的支撑部31和对应的极耳11之间以及该导电片3的弯折包覆部32和该对应的极耳11之间。导电胶的设置可保证更低的电导率。
在根据本发明所述的电池组中，在一实施例中，参照图2和图3，所述电池组还可包括：多个固定海绵4，沿所述至少一个单体电池1的排列方向S布置，相邻固定海绵4之间夹设一个单体电池1并从下方支撑转接板2，且使该单体电池1的极耳11之间位于该相邻固定海绵4之间。在一实施例中，各固定海绵4的表面可粘贴双面胶，以使相邻固定海绵4之间夹设并粘接相应单体电池1的极耳11的下部以及各固定海绵4粘贴到转接板2的下表面上。固定海绵4的设置可以使得所述电池组适用于受颠簸冲击的场合(例如电动汽车在崎岖不平的路面上行进或电池组跌落)，从而缓冲外部冲击，避免极耳11和导电片3之间的焊接部分受牵扯拉断或受压变形，从而影响单体电池11甚至电池组1的正常使用。
在根据本发明所述的电池组中，在一实施例中，参照图2和图3，所述电池组还可包括：绝缘固定框5，固定和收容所述至少一个单体电池1。
在根据本发明所述的电池组中，在一实施例中，参照图2和图3，所述电池组还包括：绝缘纸6，用于在各导电片3的弯折包覆部32弯折包覆在对应极耳11上之后，覆盖并固定在所有导电片3上。在一实施例中，绝缘纸6可通过粘接而固定在所有导电片3上。
在根据本发明所述的电池组中，在一实施例中，参照图2和图3，所述电池组还可包括：连接器7，设置于转接板2上并连接于所述多个导电片3，用于所述多个导电片3与外部电路的电连接。
在根据本发明所述的电池组中，在一实施例中，参照图1至图3，所述电池组还可包括：外壳8，收容所述至少一个单体电池1、转接板2、所述多个导电片3。当然不限于此，外壳8可收容所有相关的部件，例如还可收容固定海绵4、导电胶(未示出)、绝缘纸6、连接器7，具体视实际使用情况确定。
在根据本发明所述的电池组中，在一实施例中，参照图2和图3，外壳8可包括：左侧盖81；右侧盖82，装配于左侧盖81；顶盖83，装配于左侧盖81和右侧盖82上，以与左侧盖81和右侧盖82一起收容所述至少一个单体电池1、转接板2、所述多个导电片3。
Claims (9)
1.一种电池组，包括：
至少一个单体电池（1），沿排列方向（S）排列布置，各单体电池（1）具有极性相反的两个极耳（11）；
转接板（2），设置于所述至少一个单体电池（1）的上方；
多个导电片（3），设置于转接板（2）的上表面（20）上，各导电片（3）用于与所述至少一个单体电池（1）的对应极耳（11）焊接；
其特征在于，
各导电片（3）具有：
支撑部（31），固定于转接板（2）的上表面（20）上；以及
弯折包覆部（32），从支撑部（31）延伸；
转接板（2）设置有：多个穿孔（21），贯穿转接板（2），穿孔（21）的数量与所述至少一个单体电池（1）的极耳（11）数量相同；
各极耳（11）穿过转接板（2）的对应一个穿孔（21）并沿所述至少一个单体电池（1）的排列方向（S）弯折贴附在对应一个导电片（3）的支撑部（31）上，且该对应一个导电片（3）的弯折包覆部（32）弯折包覆在该极耳（11）上，从而各极耳（11）夹设在对应一个导电片（3）的支撑部（31）和弯折包覆部（32）之间并焊接在一起；
其中，
所述至少一个单体电池（1）的数量为至少两个；
处于所述至少一个单体电池（1）的排列方向（S）外侧的单体电池（1）的极耳（11）均沿所述至少两个单体电池（1）的排列方向（S）向内弯折；
除了作为电池组的总正输出使用的一个极耳（11）弯折并贴附在一个导电片（3）的支撑部（31）上和作为电池组的总负输出使用的一个极耳（11）弯折并贴附在一个导电片（3）的支撑部（31）上之外，在宽度方向（W）的同一侧的两个相邻极耳（11）沿所述至少两个单体电池（1）的排列方向（S）对向弯折并贴附在同一个导电片（3）的支撑部（31）上。
2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，
各导电片（3）的弯折包覆部（32）沿与所述至少一个单体电池（1）的排列方向（S）垂直的宽度方向（W）弯折包覆在对应的极耳（11）上。
3.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，
各导电片（3）的弯折包覆部（32）为两个且沿宽度方向（W）分别连接于支撑部（31）的侧方，在弯折包覆部（32）未弯折时两个弯折包覆部（32）与支撑部（31）形成U字形，在两个弯折包覆部（32）沿宽度方向（W）对向弯折后两个弯折包覆部（32）弯折包覆在对应的极耳（11）上；或者
各导电片（3）的弯折包覆部（32）为一个且沿宽度方向（W）连接于支撑部（31）的一侧，在弯折包覆部（32）未弯折时弯折包覆部（32）与支撑部（31）形成L字形，在弯折包覆部（32）沿宽度方向（W）弯折后弯折包覆部（32）弯折包覆在对应的极耳（11）上。
4.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，各导电片（3）的弯折包覆部（32）沿与所述至少一个单体电池（1）的排列方向（S）弯折包覆在对应的一个极耳（11）上。
5.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，转接板（2）还设置有：
多个开口（22），贯穿转接板（2），开口（22）的位置与导电片（3）的位置对应，各导电片（3）覆盖在对应数量的开口（22）上且固定于转接板（2）的上表面（20）上。
6.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述电池组还包括：
多个固定海绵（4），沿所述至少一个单体电池（1）的排列方向（S）布置，相邻固定海绵（4）之间夹设一个单体电池（1）并从下方支撑转接板（2），且使该单体电池（1）的极耳（11）之间位于该相邻固定海绵（4）之间。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的电池组，其特征在于，导电片（3）为熔点不低于极耳（11）材质的熔点的金属片。
8.根据权利要求7所述的电池组，其特征在于，焊接为激光焊接。
9.根据权利要求8所述的电池组，其特征在于，转接板（2）为印刷电路板。
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