CN106972143A - 一种具有自保护功能的锂电池模组连接结构以及连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有自保护功能的锂电池模组连接结构以及连接方法，包括多个电池模组，多个电池模组之间通过导电结构相串联，所述导电结构包括第一导电铜巴和第二导电铜巴，所述第一导电铜巴的一端通过易熔金属块与第二导电铜巴的一端相连，所述第一导电铜巴和第二导电铜巴的另一端分别与相邻电池模组上的导电块相连。本发明利用熔点比较低的易熔金属，利用其物理特性将易熔金属与两块铜巴串连接在一起，然后用于电池模组之间串连，起到导流作用，在高温不可控危险环境下，易熔金属可迅速熔断，断开模组之间的连接起到自保护作用，解决了目前市场上三元材料，磷酸铁锂材料等诸多锂离子电池模组在过充、滥用、循环使用过程中高温失控问题。

Description

一种具有自保护功能的锂电池模组连接结构以及连接方法

技术领域

本发明涉及锂电池制造技术领域，具体涉及一种具有自保护功能的锂电池模组连接结构以及连接方法。

背景技术

锂离子电池具有能量密度大、输出功率高、充放电寿命长、无污染、工作温度范围宽及自放电小等诸多优点。其作为新型的高能化学电源，近年来，锂离子电池广泛应用于电动车及储能领域。目前由于电动车的续航能力普遍不是太高，大量的锂离子电池需要串联或并联提高电芯模组的续航能力。

在储能领域里利用大量锂离子电池串并联所得到的电池模组作为储能电站，收集储存用电低峰期所产生电能，在用电高峰期反补电能，在能源节约和环境保护方面起到了极大的帮助。

为了提高锂离子电池的能量密度实现高续航能力，高储存能力往往需要同时串并联多个电池模组来实现，但是这时候在充放电的过程中电池模块的安全性能就较难保证。目前市场上锂电池模组之间的串并联都是采用导电金属直接连接的方式，在模组与模组之间出现一些不可控问题时并没有一种自保护模组功能或方法，这样在多个电池模组所组成的电池模块中有一个单体电池或模块出现异常问题，就会对整个模块产生一连串的连锁反应，进而造成失控扩大问题的严重性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有自保护功能的锂电池模组连接结构以及连接方法，能够极大程度的对电池模组起到自保护功能。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种具有自保护功能的锂电池模组连接结构，包括多个电池模组，多个电池模组之间通过导电结构相串联，所述导电结构包括第一导电铜巴和第二导电铜巴，所述第一导电铜巴的一端通过易熔金属块与第二导电铜巴的一端相连，所述第一导电铜巴和第二导电铜巴的另一端分别与相邻电池模组上的导电块相连。

上述方案中，所述第一导电铜巴与第二导电铜巴处于同一水平面且第一导电铜巴与第二导电铜巴的端部呈相对设置。

上述方案中，所述第一导电铜巴与第二导电铜巴的连接处设有绝缘储存盒，所述绝缘储存盒的内部空间至少能够容纳所述易熔金属块。

上述方案中，所述绝缘储存盒为一密封的中空壳体，所述壳体的相对两端设有用于安装第一导电铜巴和第二导电铜巴的开孔，所述绝缘储存盒与第一导电铜巴、第二导电铜巴固定连接。

上述方案中，所述第一导电铜巴、第二导电铜巴与所述电池模组的连接端分别设有一螺栓安装孔；所述易熔金属块的熔点为70～138℃。

上述方案中，所述易熔金属块固定于第一导电铜巴和第二导电铜巴之间的端部、侧面或周侧。

上述方案中，所述易熔金属块由锡、铋、铟、铅、镉合金制成。

上述方案中，所述易熔金属块为长方体，该长方体的易熔金属块的长度、宽度及高度均为0～20mm。

一种具有自保护功能的锂电池模组的连接方法，包括以下步骤：

（1）选取锂离子电池模组串联连接所使用的铜巴，将选取的铜巴均等分为第一导电铜巴和第二导电铜巴，将第一导电铜巴和第二导电铜巴放置于同一水平面，且其端部呈相对布置，利用熔融状态的易熔金属块将两块铜巴相对端连接一起，制成导电结构；

（2）根据易熔金属块及第一导电铜巴、第二导电铜巴的大小，选取绝缘储存盒，将绝缘储存盒套在易熔金属块上，并将绝缘储存盒与第一导电铜巴和第二导电铜巴相固定，以存储融化后的易熔金属块；

（3）选取多个电池模组依次排列，将导电结构的两端分别与相邻电池模组上的导电块相连，完成多个电池模组串联。

由上述技术方案可知，本发明利用一种熔点比较低的易熔金属，利用其熔点低、导电性能好、熔化后无污染等物理特性。采用铸造连接的方法将易熔金属与两块铜巴串连接在一起，然后用于电池模组之间串连，起到导流作用，在发生模组频换滥用，或一些高温不可控危险环境下，易熔金属可迅速熔断，断开模组之间的连接起到自保护作用。采用易熔金属的物理特性起到模组自保护功能，其效果明显优先与电控系统保险装置不会有其它因素导致保护失效。该模组自保护装置能够有效的解决目前市场上三元材料，磷酸铁锂材料等诸多锂离子电池模组在过充、滥用、循环使用过程中高温失控问题。

附图说明

图1是本发明导电结构结的示意图；

图2是本发明导电结构的局部透视图；

图3是本发明导电铜巴与易熔金属块第一种连接方式的示意图；

图4是本发明导电铜巴与易熔金属块第二种连接方式的示意图；

图5是本发明导电铜巴与易熔金属块第三种连接方式的示意图；

图6是本发明电池模组与导电结构的串联示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1-6所示，本实施例的具有自保护功能的锂电池模组连接结构，包括多个电池模组1，多个电池模组1之间通过导电结构2相串联，导电结构2包括第一导电铜巴21和第二导电铜巴22，第一导电铜巴21与第二导电铜巴22处于同一水平面且第一导电铜巴21与第二导电铜巴22的端部呈相对设置。第一导电铜巴21的一端通过易熔金属块23与第二导电铜巴22的一端相连，第一导电铜巴21和第二导电铜巴22的另一端分别与相邻电池模组1上的导电块11相连，该易熔金属块23采用锡、铋、铟、铅、镉等合金制成，易熔金属块23的熔点为70～138℃。本实施例采用的易熔金属块23为长方体，该长方体的易熔金属块23的长度、宽度及高度均为0～20mm，其长度优选于10mm，宽度优选于3mm，高度优选于3mm。第一导电铜巴21和第二导电铜巴22及易熔金属块23构成的导电结构的过流能力为0～1000A。

易熔金属块23可以固定于第一导电铜巴21和第二导电铜巴22之间的端部，或者其侧面，也可以固定在两者之间的端部及周侧一圈，或者采用侧面与端部的任意结合，具体固定位置根据实际情况进行设置，图3是本发明易熔金属块23固定在第一导电铜巴21和第二导电铜巴22之间端部的结构示意图，图4是本发明易熔金属块23固定在第一导电铜巴21和第二导电铜巴22侧面的结构示意图，图5是本发明易熔金属块23固定在第一导电铜巴21和第二导电铜巴22之间端部以及侧面的结构示意图。

如图1、2所示，在第一导电铜巴21与第二导电铜巴22的连接处设有耐高温的绝缘储存盒24，该绝缘储存盒24的内部空间至少能够容纳易熔金属块23，以将熔化的易熔金属块23在重力作用下落入设计好的绝缘储存盒24内，避免熔化后的易熔金属落入电池内部，对电池造成短路。

绝缘储存盒24的形状可根据实际情况进行设定，本实施例采用的为绝缘储存盒24为一密封的中空壳体，该壳体的相对两端设有用于安装第一导电铜巴21和第二导电铜巴22的开孔，以将壳体套设在易熔金属块23上，绝缘储存盒24与第一导电铜巴21、第二导电铜巴22固定连接。

在对电池模组进行串联时，可以直接将第一导电铜巴21和第二导电铜巴22的端部与电池模组1上的导电块相焊接，也可以采用螺栓进行连接，为了使本发明的导电结构适合多种连接方式，本实施例在第一导电铜巴21、第二导电铜巴22与电池模组1的连接端分别设有一螺栓安装孔25。当串联后的电池模组1遇到高温不可控危险环境下，通过易熔金属块23熔断来起到模组自保护功能，熔化的易熔金属块23在重力作用下落入设计好的储存盒24内。

本实施例的一种具有自保护功能的锂电池模组的连接方法，包括以下步骤：

S1：选取锂离子电池模组1串联连接所使用的铜巴，将选取的铜巴均等分为第一导电铜巴21和第二导电铜巴22，将第一导电铜巴21和第二导电铜巴22放置于同一水平面，且其端部呈相对布置，利用熔融状态的易熔金属块23将两块铜巴相对端连接一起，制成导电结构2；

S2：根据易熔金属块23及第一导电铜巴21、第二导电铜巴22的大小，选取绝缘储存盒24，将绝缘储存盒24套在易熔金属块23上，并将绝缘储存盒24锁紧在易熔金属两边的铜巴上；

S3：如图6所示，预先将多个模组中单体电池并联，形成一个个类似大单体电芯，然后利用含有易熔金属的导电铜巴将模组与模组串连在一起，即选取多个电池模组1依次排列，将导电结构2的两端分别与相邻电池模组1上的导电块相连，以将多个电池模组1串联一起，在滥用模组和一些高温不可控危险环境下，通过易熔金属熔断来起到模组自保护功能，熔化的易熔金属在重力作用下落入设计好的耐高温绝缘储存盒24内。

本发明利用一种熔点比较低的易熔金属，利用其熔点低、导电性能好、熔化后无污染等物理特性。采用铸造连接的方法将易熔金属与两块铜排串连接在一起，然后用于电池模组之间串连，起到导流作用，在发生模组频繁滥用，或一些高温不可控危险环境下，易熔金属可迅速熔断，断开模组之间的连接，对电池模组起到自保护作用。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种具有自保护功能的锂电池模组连接结构，包括多个电池模组，多个电池模组之间通过导电结构相串联，其特征在于：所述导电结构包括第一导电铜巴和第二导电铜巴，所述第一导电铜巴的一端通过易熔金属块与第二导电铜巴的一端相连，所述第一导电铜巴和第二导电铜巴的另一端分别与相邻电池模组上的导电块相连。

2.根据权利要求1所述的具有自保护功能的锂电池模组连接结构，其特征在于：所述第一导电铜巴与第二导电铜巴处于同一水平面且第一导电铜巴与第二导电铜巴的端部呈相对设置。

3.根据权利要求2所述的具有自保护功能的锂电池模组连接结构，其特征在于：所述第一导电铜巴与第二导电铜巴的连接处设有绝缘储存盒，所述绝缘储存盒的内部空间至少能够容纳所述易熔金属块。

4.根据权利要求3所述的具有自保护功能的锂电池模组连接结构，其特征在于：所述绝缘储存盒为一密封的中空壳体，所述壳体的相对两端设有用于安装第一导电铜巴和第二导电铜巴的开孔，所述绝缘储存盒与第一导电铜巴、第二导电铜巴固定连接。

5.根据权利要求1所述的具有自保护功能的锂电池模组连接结构，其特征在于：所述第一导电铜巴、第二导电铜巴与所述电池模组的连接端分别设有一螺栓安装孔。

6.根据权利要求2所述的具有自保护功能的锂电池模组连接结构，其特征在于：所述易熔金属块固定于第一导电铜巴和第二导电铜巴之间的端部、侧面或周侧。

7.根据权利要求1所述的具有自保护功能的锂电池模组连接结构，其特征在于：所述易熔金属块由锡、铋、铟、铅、镉合金制成。

8.根据权利要求1所述的具有自保护功能的锂电池模组连接结构，其特征在于：所述易熔金属块的熔点为70～138℃。

9.一种具有自保护功能的锂电池模组的连接方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）选取锂离子电池模组串联连接所使用的铜巴，将选取的铜巴均等分为第一导电铜巴和第二导电铜巴，将第一导电铜巴和第二导电铜巴放置于同一水平面，且其端部呈相对布置，利用熔融状态的易熔金属块将两块铜巴相对端连接一起，制成导电结构；

（2）根据易熔金属块及第一导电铜巴、第二导电铜巴的大小，选取绝缘储存盒，将绝缘储存盒套在易熔金属块上，并将绝缘储存盒与第一导电铜巴和第二导电铜巴相固定，以存储融化后的易熔金属块；

（3）选取多个电池模组依次排列，将导电结构的两端分别与相邻电池模组上的导电块相连，完成多个电池模组串联。