CN107732069A - 一种电池模组中连接固定单体电池的方法及永磁吸力组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池模组中连接固定单体电池的方法，包含由若干单体电池构成的电池模组系统及连接单体电池的永磁吸力组件，所述永磁吸力组件由永磁材料及导磁材料制成，所述单体电池包含正极、负极及外壳，且所述用永磁吸力组件连接单体电池的方法包括步骤：A.用永磁吸力组件串联单体电池，将永磁吸力组件的一端与一个单体电池的正极相连，另一端与另一单体电池的负极相连；B.用永磁吸力组件固定单体电池，将永磁吸力组件的一端与一单体电池的外壳相连，另一端与另一单体电池的外壳相连。本发明通过永磁体和导磁材料形成磁路，利用永磁磁场的吸力作用于电池的极帽或外壳上，从而实现单体电池的牢固连接，具有安装拆卸方便、可靠性高特点。

Description

一种电池模组中连接固定单体电池的方法及永磁吸力组件
技术领域
本发明涉及电池模组技术领域，特别涉及一种电池模组中连接固定单体电池的方法及永磁吸力组件。
背景技术
目前在电池包领域，电池模组的组装连接问题将成为以后发展过程中务必要解决的重点问题；在全电动或混合动力汽车领域或其它需要大容量电池的领域，动力电池技术将发挥重要的作用。
锂离子动力电池是以电池包的形式被广泛地运用到新能源电动车内，动力电池模组是依靠多种单体电池串联、并联组装构成的，单体电池间的加固和连接要求较高，一般需要连接电池的正负极的接触电阻要小、单体电池定位稳固性高、且抗振动性能要好，同时，锂离子动力电池的质量比能量密度、体积功率密度以及体积能量密度都和动力电池系统内部单体电池间的连接工艺和结构存在着巨大关联性。
目前单体电池间的连接一般采用螺纹锁紧、焊接、弹性压紧的连接技术。螺纹锁紧虽然能增加组装的灵便性，但也会导致外螺纹极柱的组装空间远远超过其它极柱，也即是会影响到体积能量密度；而焊接虽然能够最大限度减小体积，但不能进行单体电池的更换，而且焊接成本也较高；弹性压紧连接的抗振动性较差，可靠性也较低。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术中不足，提供一种用永磁吸力组件连接单体电池的方法及永磁吸力组件，本发明通过将结构简单的永磁吸力组件用于连接电池模组中的单体电池，使得电池模组中的单体电池的安装及拆卸均更加方便，且永磁吸力组件具有磁吸力大、可靠性高、防振动和使用寿命长的特点，非常便于使用同时可提供更好的连接效果。
为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：
一种用永磁吸力组件连接单体电池的方法，包含由若干单体电池构成的电池模组系统及连接单体电池的永磁吸力组件，所述永磁吸力组件由永磁材料及导磁材料制成，所述单体电池包含正极、负极及外壳，且所述用永磁吸力组件连接单体电池的方法具体包括以下步骤：
A.用永磁吸力组件串联单体电池，将永磁吸力组件的一端与一个单体电池的正极相连，永磁吸力组件的另一端与另一个单体电池的负极相连；
B.用永磁吸力组件固定单体电池，将永磁吸力组件的一端与一个单体电池的外壳相连，永磁吸力组件的另一端与另一个单体电池的外壳相连。
进一步地，所述电池模组系统中还包含汇流条，且所述用永磁吸力组件连接单体电池的方法还包含步骤C：
C.用永磁吸力组件并联单体电池，在每个单体电池的两端分别连接一个所述永磁吸力组件，通过汇流条将连接单体电池同极的永磁吸力组件连通。
同时，本发明还公开了一种用于连接固定单体电池的永磁吸力组件，由永磁内芯和导磁连接柱构成，所述永磁内芯由永磁材料制成，导磁连接柱由导磁材料制成，永磁内芯和导磁连接柱将构成永磁磁路并对外产生磁吸力，其中，在所述导磁连接柱上沿长度方向开设有槽孔，所述永磁内芯固定于导磁连接柱的槽孔内；
确定永磁内芯及导磁连接柱的厚度时，一般利用Ansoft maxwell磁场仿真软件计算确定，可使得永磁组件基本无漏磁且永磁吸力最大化，且根据本发明的原理，永磁吸力组件可结合实际需求，根据具体安放的位置，将导磁连接柱设计为适合的形状，非常实用且方便。
进一步地，所述单体电池包含正极极帽、导磁体外壳及负极极盖，利用永磁吸力组件连接单体电池时，由于单体电池的极帽及极盖均属于导磁体，永磁内芯和导磁连接柱组成的磁路将对单体电池的极帽或极盖产生强大的磁吸力，从而可用于连接两个单体电池，或用于固定单体电池。
进一步地，所述导磁连接柱包含端部导磁连接柱，所述端部导磁连接柱开设槽孔的一端与单体电池的正极极帽或负极极盖相连，端部导磁连接柱常用于连接经并联或串联的单体电池构成的电池模组中两端的单体电池，且具体为将端部导磁连接柱开设槽孔的一端与电池模组两端的单体电池的正极极帽或负极极盖相连，端部导磁连接柱的另一端可根据实际需求与汇流条相连，且通过汇流条可将相互并联的单体电池的同极端连接的端部导磁连接柱相连通。
进一步地，所述导磁连接柱包含间部导磁连接柱，所述间部导磁连接柱上的槽孔为贯穿的通孔，且间部导磁连接柱的两个端面均为水平端面；所述间部导磁连接柱为作为两个单体电池间的电连接件，间部导磁连接柱的一端与一个单体电池的正极极帽相连，另一端与另一个单体电池的负极极盖相连，一般将间部导磁连接柱作为连接两个单体电池的电连接件，利用永磁内芯和导磁连接柱组成的磁路对单体电池的极帽或极盖产生强大的磁吸力来实现两个单体电池的稳固连接。
进一步地，所述导磁连接柱包含定位导磁连接柱，所述定位导磁连接柱上的槽孔为贯穿的通孔，定位导磁连接柱的一端与单体电池的导磁体外壳相接且相接的一端为吸附端，且定位导磁连接柱的吸附端端面形状可根据单体电池的外形设计确定，定位导磁连接柱的吸附端与单体电池的导磁体外壳相连，一般将定位导磁连接柱作为固定单体电池的连接件，优选将定位导磁连接柱的两个端面均设为刚好与单体电池的导磁体外壳的形状相贴合的面，从而利用定位导磁连接柱固定上下两个单体电池，具体为定位导磁连接柱的一个吸附端与一个单体电池的导磁体外壳相连。
进一步地，所述永磁内芯嵌于导磁连接柱的槽孔内或通过粘接固定于导磁连接柱的槽孔内。
进一步地，所述导磁连接柱的表面镀有一层绝缘材料，则使得本发明的永磁吸力组件可在需要绝缘的条件下使用。
进一步地，所述绝缘材料为环氧树脂但不限于环氧树脂，需要时，可在永磁吸力组件表面电泳或涂覆上一层绝缘的环氧树脂。
本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：
用本发明的永磁吸力组件具有结构简单、体积小、安装折卸方便、磁吸力大、可靠性高、防振动和使用寿命长的特点，通过永磁体和导磁材料形成磁路，利用永磁磁场的吸力作用于电池的极帽或外壳上，从而实现单体电池的牢固连接。同时，使用本发明的永磁吸力组件连接及固定单体电池时，既可实现单体电池间可靠稳定的固定，还可使得单体电池间的电连接稳定可靠、接触电阻小、更换单体电池方便，且本发明的永磁吸力组件可适用于各种类型的电池模组结构，实现单体电池间的稳固连接。
附图说明
图1是实施例一的一种用永磁吸力组件连接单体电池的方法的流程示意图；
图2是实施例二的端部永磁吸力组件的示意图；
图3是实施例二的定位永磁吸力组件的示意图；
图4是实施例二间部永磁吸力组件的示意图；
图5是实施例三的电池模组的主视图；
图6是图5中A处的局部放大示意图；
图7是图5中B处的局部放大示意图；
图8是图5中C处的局部放大示意图；
图9是实施例三的电池模组的右视图。
附图标记：101-端部永磁吸力组件，102-定位永磁吸力组件，103-间部永磁吸力组件，10-永磁内芯，11-端部导磁连接柱，12-定位导磁连接柱，13-间部导磁连接柱，2-汇流条，3-单体电池，31-正极极帽，32-导磁体外壳，33-负极极盖。
具体实施方式
下面结合本发明的实施例对本发明作进一步的阐述和说明。
实施例：
实施例一：
如图1所示，一种用永磁吸力组件连接单体电池的方法，包含由若干单体电池构成的电池模组系统及连接单体电池的永磁吸力组件，所述永磁吸力组件由永磁材料及导磁材料制成，所述单体电池包含正极、负极及外壳，且所述用永磁吸力组件连接单体电池的方法具体包括以下步骤：
步骤一：用永磁吸力组件串联单体电池，先将需要串联的单体电池用永磁吸力组件两两串联，具体为将永磁吸力组件的一端与一个单体电池的正极相连，永磁吸力组件的另一端与另一个单体电池的负极相连。
步骤三：用永磁吸力组件并联单体电池，将需要并联的单体电池的两端，或需要并联的电池组的两个末端单体电池的未连接其他单体电池的一端分别连接一个所述永磁吸力组件，并通过汇流条将连接单体电池同极的永磁吸力组件连通。
步骤三：用永磁吸力组件固定单体电池，用永磁吸力组件固定上下两个单体电池时，将永磁吸力组件的一端与位于上部的单体电池的外壳相连，永磁吸力组件的另一端与另一个位于下部的单体电池的外壳相连。
实施例二：
如图2至图4所示，一种用于连接固定单体电池3的永磁吸力组件，由永磁内芯10和导磁连接柱构成，永磁内芯10由永磁材料制成，导磁连接柱由导磁材料制成，永磁内芯10和导磁连接柱将构成永磁磁路并对外产生磁吸力。
确定永磁内芯10及导磁连接柱的厚度时，一般利用Ansoft maxwell磁场仿真软件计算确定，可使得永磁组件基本无漏磁且永磁吸力最大化，且本发明的永磁吸力组件可结合实际需求，根据具体安放的位置，将导磁连接柱设计为适合的形状，非常方便且实用。
其中，单体电池3包含正极极帽31、导磁体外壳32及负极极盖33，利用永磁吸力组件连接单体电池3时，由于单体电池3的正极极帽31、负极极盖33均属于导磁体，永磁内芯10和导磁连接柱组成的磁路将对单体电池3的正极极帽31或负极极盖33产生强大的磁吸力，从而可用于连接两个单体电池3，或用于固定单体电池3。
本实施例中，导磁连接柱分为端部导磁连接柱11、间部导磁连接柱13及定位导磁连接柱12，且端部导磁连接柱11与永磁内芯10构成的永磁吸力组件为端部永磁吸力组件101，主要用于连接经并联或串联的单体电池3构成的电池模组中两端的单体电池3，间部导磁连接柱13与永磁内芯10构成的永磁吸力组件为间部永磁吸力组件103，间部导磁连接柱13常作为两个单体电池3间的电连接件，定位导磁连接柱12与永磁内芯10构成的永磁吸力组件为定位永磁吸力组件102，一般将定位导磁连接柱12作为固定单体电池3的连接件。
具体的，在导磁连接柱上沿长度方向开设有槽孔，永磁内芯10固定于导磁连接柱的槽孔内，具体为嵌于导磁连接柱的槽孔内或通过粘接固定于导磁连接柱的槽孔内。
具体的，在端部永磁吸力组件101中，端部导磁连接柱11开设槽孔的一端与单体电池3的正极极帽31或负极极盖33相连。
具体的，在间部永磁吸力组件103中，间部导磁连接柱13上的槽孔为贯穿的通孔，且间部导磁连接柱13的两个端面均为水平端面；间部导磁连接柱13的一端与一个单体电池3的正极极帽31相连，另一端与另一个单体电池3的负极极盖33相连。
具体的，在定位永磁吸力组件102中，定位导磁连接柱12上的槽孔为贯穿的通孔，定位导磁连接柱12的一端与单体电池3的导磁体外壳32相接且相接的一端为定位导磁连接柱12的吸附端，其中，定位导磁连接柱12吸附端的端面形状与单体电池3的导磁体外壳32的形状相同，本实施例中，定位导磁连接柱12至少有一个端面为弧形端面，定位导磁连接柱12的弧形端面与单体电池3的导磁体外壳32相连，优选将定位导磁连接柱12的两个端面均设计为刚好与单体电池3的导磁体外壳32相贴合的形状。
实施例三：
如图5至图9所示，一种电池模组，具体包含六个单体电池3，其中，每两个单体电池3经一个间部永磁吸力组件103电连接后形成一个串联电池组，且具体为间部永磁吸力组件103的一端与一个单体电池3的正极极帽31相连，另一端与另一个单体电池3的负极极盖33相连，从而利用永磁内芯10和导磁连接柱组成的磁路对单体电池3的极帽或极盖产生强大的磁吸力来实现两个单体电池3的稳固连接。
同时，在每个串联电池组的两端还各连接有一个端部永磁吸力组件101，连接时具体为将一个端部永磁吸力组件101的端部导磁连接柱11开设槽孔的一端与电池模组一端的单体电池3的正极极帽31相连，将另一个端部永磁吸力组件101的端部导磁连接柱11开设槽孔的一端与电池模组另一端的单体电池3的负极极盖33相连，再将连接单体电池3同一极的端部导磁连接柱11用汇流条2相连，从而通过汇流条2可将相互并联的串联电池组的同极端连接的端部导磁连接柱11相连通。
为了加固单体电池3间的连接，固定单体电池3的位置，可在单体电池3间设置定位永磁吸力组件102，从而利用定位永磁吸力组件102固定上下两个单体电池3，具体为定位导磁连接柱12的一个吸附端面与上部的单体电池3的导磁体外壳32相连，定位导磁连接柱12的另一个吸附端面与下部的单体电池3的导磁体外壳32相连。
作为优选，可在各永磁吸力组件表面电泳上一层绝缘的环氧树脂，使得其满足在绝缘条件下的使用，实际中，也可根据需求在各永磁吸力组件表面电泳或涂覆其他绝缘材料。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池模组中连接固定单体电池的方法，其特征在于，包含由若干单体电池构成的电池模组及连接所述单体电池的永磁吸力组件，所述永磁吸力组件由永磁材料及导磁材料制成，所述单体电池包含正极、负极及外壳，且所述用永磁吸力组件连接单体电池的方法具体包括以下步骤：
A.用永磁吸力组件串联单体电池，将永磁吸力组件的一端与一个单体电池的正极相连，永磁吸力组件的另一端与另一个单体电池的负极相连；
B.用永磁吸力组件固定单体电池，将永磁吸力组件的一端与一个单体电池的外壳相连，永磁吸力组件的另一端与另一个单体电池的外壳相连。
2.根据权利要求1所述的一种电池模组中连接固定单体电池的方法，其特征在于，所述电池模组中还包含汇流条，且所述用永磁吸力组件连接单体电池的方法还包含步骤C：
C.用永磁吸力组件并联单体电池，在每个单体电池的两端分别连接一个所述永磁吸力组件，通过汇流条将连接单体电池同极的永磁吸力组件连通。
3.一种永磁吸力组件，其特征在于，所述永磁吸力组件用于连接及固定单体电池，且由永磁内芯和导磁连接柱构成，所述永磁内芯由永磁材料制成，导磁连接柱由导磁材料制成，永磁内芯和导磁连接柱将构成永磁磁路并对外产生磁吸力，其中，在所述导磁连接柱上沿长度方向开设有槽孔，所述永磁内芯固定于导磁连接柱的槽孔内。
4.根据权利要求3所述的一种永磁吸力组件，其特征在于，所述单体电池包含正极极帽、导磁体外壳及负极极盖。
5.根据权利要求4所述的一种永磁吸力组件，其特征在于，所述导磁连接柱包含端部导磁连接柱，所述端部导磁连接柱开设槽孔的一端与单体电池的正极极帽或负极极盖相连。
6.根据权利要求4所述的一种永磁吸力组件，其特征在于，所述导磁连接柱包含间部导磁连接柱，所述间部导磁连接柱上的槽孔为贯穿的通孔，且间部导磁连接柱的两个端面均为水平端面；
所述间部导磁连接柱用于连接两个单体电池，间部导磁连接柱的一端与一个单体电池的正极极帽相连，另一端与另一个单体电池的负极极盖相连。
7.根据权利要求4所述的一种永磁吸力组件，其特征在于，所述导磁连接柱包含定位导磁连接柱，所述定位导磁连接柱上的槽孔为贯穿的通孔，定位导磁连接柱的一端与单体电池的导磁体外壳相接且相接的一端为吸附端，其中，定位导磁连接柱吸附端的端面形状与单体电池的导磁体外壳的形状相同。
8.根据权利要求3所述的一种永磁吸力组件，其特征在于，所述永磁内芯嵌于导磁连接柱的槽孔内或粘接固定于导磁连接柱的槽孔内。
9.根据权利要求3所述的一种永磁吸力组件，其特征在于，所述导磁连接柱的表面镀有一层绝缘材料。
10.根据权利要求9所述的一种永磁吸力组件，其特征在于，所述绝缘材料为环氧树脂。
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