CN107968171A - 一种模块化电池模组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模块化电池模组，包括电池模块(13)，所述电池模块(13)包括多个平行并列设置的单体电芯(12)；所述电池模块(13)的左右两边分别设置有左侧护板(11)和右侧护板(5)；所述电池模块(13)的前后两边分别设置有前固定钣金板(7)和后固定钣金板(15)；所述电池模块(13)的上下两边设置有上固定盖板(1)和下固定盖板。本发明公开的一种模块化电池模组，其结构简单，可以显著减少裸露在电池模组外面的信号采集线束的数量，进而提升信号采集线束的生产组装效率，降低电池模组的整体生产成本，能够形成产业的规模化，有利于广泛地应用。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种模块化电池模组。
背景技术
目前，由于锂离子电池具有电压高、容量大、体积小、质量轻，工作温度范围宽等优点，被广泛应用于电动车辆领域。随着电动车行业的快速发展，电动车辆电池系统的电池模组的串并联方式也越来越多，为了提高电池系统的的安全性和设计效率，以及对电池的实时监测，电池模组需要兼顾高能量密度、高安全性和良好的监测效果。
但是，目前的电池模组，为串联数量较多的模组，需要采用大量的信号采集线束，这些信号采集线束由于裸露在电池模组外面，因此，不仅组装复杂，效率低下，同时还增加了电池模组的整体生产成本。此外，有塑料件的电池模组稍作串并联的改动，就会涉及注塑工装的重新开发与制作，极大地增加了电池模组的制作成本与研发周期，进而影响了电池模组的广泛普及。
因此，目前迫切需要开发出一种电池模组，其结构简单，可以显著减少裸露在电池模组外面的信号采集线束的数量，进而提升信号采集线束的生产组装效率，降低电池模组的整体生产成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种模块化电池模组，其结构简单，可以显著减少裸露在电池模组外面的信号采集线束的数量，进而提升信号采集线束的生产组装效率，降低电池模组的整体生产成本，能够形成产业的规模化，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。
为此，本发明提供了一种模块化电池模组，包括电池模块，所述电池模块包括多个平行并列设置的单体电芯；
所述电池模块的左右两边分别设置有左侧护板和右侧护板；
所述电池模块的前后两边分别设置有前固定钣金板和后固定钣金板；
所述电池模块的上下两边设置有上固定盖板和下固定盖板。
其中，任意相邻的两个所述单体电芯之间涂有绝缘导热胶。
其中，所述任意相邻的两个所述单体电芯之间具有预设的间隙，所述间隙中涂有所述绝缘导热胶。
其中，所述左侧护板和右侧护板为铝型材护板。
其中，所述前固定钣金板与所述电池模块的前侧面之间设置有一个前绝缘片，所述后固定钣金板与所述电池模块的后侧面之间设置有一个后绝缘片；
每个所述单体电芯的外部包裹有聚酰亚胺薄膜。
其中，所述电池模块的上面设置有铝排组件支架，所述铝排组件支架上面固定连接有铝排组件，所述铝排组件支架的正上方设置有所述上固定盖板，所述铝排组件支架上方设置有温度电压信号采样线束；
所述温度电压信号采样线束位于所述铝排组件支架和所述上固定盖板之间的位置；
所述温度电压信号采样线束上包括多个信号采样端子，每个信号采样端子与一根信号线相连接，全部所述信号线与同一个共用向外输出端子相连接。
其中，所述上固定盖板包括一个左侧盖板、多个中间支架盖板和一个右侧盖板，所述左侧盖板和右侧盖板位于所述多个中间支架盖板的左右两边；
所述左侧盖板、中间支架盖板和右侧盖板分别通过攻丝螺钉紧固在所述铝排组件支架上。
其中，所述铝排组合支架包括一个左侧支架、多个中间支架和一个右侧支架，所述左侧支架、多个中间支架和右侧支架依次通过定位螺柱和卡扣孔位进行卡扣连接。
其中，所述铝排组件包括多个铝排组件子模块，每个所述铝排组件子模块包括多个相互配合的焊接铝排和汇流铝排，每个所述铝排组件子模块分别通过卡扣固定在所述铝排组件支架上；
所述焊接铝排和汇流铝排为激光焊接在一起。
其中，所述电池模块的底部安装有导热片，所述导热片的下面安装有加热片；
所述电池模块的底部粘贴有导热膜，所述加热片的左右两端分别与所述左侧护板的底部和右侧护板的底部固定连接，所述加热片与所述导热膜接触并且相互挤压。
由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供的一种模块化电池模组，其结构简单，可以显著减少裸露在电池模组外面的信号采集线束的数量，进而提升信号采集线束的生产组装效率，降低电池模组的整体生产成本，能够形成产业的规模化，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。
此外，本发明提供的模块化电池模组，在变更模组的串并联数量时，注塑件可以实现大部分模组的通用，省去注塑件重新开发的成本与研发周期，并且具有较强的安全性能。
附图说明
图1为本发明提供的一种模块化电池模组的立体爆炸结构示意图；
图2为本发明提供的一种模块化电池模组中上盖板的结构示意图；
图3为本发明提供的一种模块化电池模组中的铝排组件支架的结构示意图；
图4为本发明提供的一种模块化电池模组中的铝排组件支架具有的中间支架的结构示意图；
图5为本发明提供的一种模块化电池模组中的铝排组件支架具有的左侧支架的结构示意图；
图6为本发明提供的一种模块化电池模组中的铝排组件的结构示意图；
图7为本发明提供的一种模块化电池模组中的信号采样线束的结构示意图；
图中，1为上固定盖板，2为温度电压采样线束，3为铝排组件，4为右侧绝缘片，5为右侧护板；
6为前绝缘片，7为前固定钣金板，8为加热片，9为导热片，10为左侧绝缘片；
11为左侧护板，12为单体电芯，13为电池模块，14为后绝缘片，15为后固定钣金板，16为铝排组件支架；
21为信号采样端子，22为共用向外输出端子；
81为左侧支架，82为中间支架，83为右侧支架，821为定位螺柱，822为卡扣孔位；
91为左侧盖板，92为中间支架盖板，93为右侧盖板。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参见图1至图7，本发明提供了一种模块化电池模组，包括电池模块13，所述电池模块13包括多个平行并列设置的单体电芯12，所述单体电芯12的极耳位于所述电池模块13的上面。
在本发明中，具体实现上，参见图1，任意相邻的两个所述单体电芯12之间涂有绝缘导热胶，具体为：所述任意相邻的两个所述单体电芯12之间具有预设的间隙，所述间隙中涂有所述绝缘导热胶。
在本发明中，具体实现上，参见图1，所述电池模块13的左右两边分别设置有左侧护板11和右侧护板5；
所述电池模块13的前后两边分别设置有前固定钣金板7和后固定钣金板15；
所述电池模块13的上下两边设置有上固定盖板1和下固定盖板(图略)。
需要说明的是，在本发明中，所述左侧护板11和右侧护板5优选为铝型材护板。
对于本发明，由所述左侧板11和右侧护板5以及前固定钣金板7和后固定钣金板15一起，组成电池模组的外侧框架，能够形成对电池模组的安全防护，避免由于外力作用对电池模组形成磕碰等损伤。
具体实现上，所述前固定钣金板7与所述电池模块13的前侧面之间设置有一个前绝缘片6，所述后固定钣金板15与所述电池模块13的后侧面之间设置有一个后绝缘片14，每个所述单体电芯12的外部包裹有聚酰亚胺薄膜，通过该聚酰亚胺薄膜，可以对电池模块13以及其中的单体电芯12均实施良好的绝缘防护。
对于本发明，具体实现上，所述上固定盖板1的各模块与所述铝排组件支架16进行固定连接。
在本发明中，所述电池模块13的上面设置有铝排组件支架16，所述铝排组件支架16上面固定连接有铝排组件3，所述铝排组件支架16的正上方设置有所述上固定盖板1，
需要说明的是，参见图2，所述上固定盖板1包括一个左侧盖板91、多个中间支架盖板92和一个右侧盖板93，所述左侧盖板91和右侧盖板93位于所述多个中间支架盖板的左右两边，所述左侧盖板91、中间支架盖板92和右侧盖板93分别通过攻丝螺钉紧固在所述铝排组件支架16上。
具体实现上，参见图3、图4和图5，所述铝排组合支架16包括一个左侧支架81、多个中间支架82和一个右侧支架83，所述左侧支架81、多个中间支架82和右侧支架83依次通过定位螺柱821和卡扣孔位822进行卡扣连接，并且通过热熔枪进一步热熔定位螺柱821，从而完成紧固；
需要说明的是，对于铝排组件支架16，其具有的中间支架82的前半部分和后半部分是呈180度旋转对称的结构。任意相邻的两个中间支架82之间、左侧支架81和相邻的中间支架82之间以及右侧支架83和相邻的中间支架82之间，均通过定位螺柱821和卡扣孔位822的卡扣连接进行固定连接，并通过热熔枪进一步热熔定位螺柱821，实现更加可靠的紧固。
需要说明的是，所述左侧支架81和右侧支架83的形状、结构完全一致。
具体实现上，参见图6，所述铝排组件3包括多个铝排组件子模块，每个所述铝排组件子模块包括多个相互配合的焊接铝排32和汇流铝排31，每个所述铝排组件子模块分别通过卡扣固定在所述铝排组件支架16上；
需要说明的是，对于本发明，所有铝排组件3中的所述焊接铝排32和汇流铝排31均为激光焊接在一起；
在本发明中，所述铝排组件支架16上方设置有温度电压信号采样线束2，所述温度电压信号采样线束2位于所述铝排组件支架16和所述上固定盖板1之间的位置，从而在所述上固定盖板1的保护下，可以有效避免裸露在外面。
具体实现上，所述温度电压信号采样线束2，通过走线槽固定在所述铝排组件支架16上，所述温度电压信号采样线束2上包括多个信号采样端子21，每个信号采样端子21与一根信号线相连接，全部所述信号线与同一个共用向外输出端子22相连接，所述信号采样端子21通过定位柱进行定位，并采用激光焊接方式焊接在所述铝排组件3上；
在本发明中，参见图1，所述电池模块13的底部安装有导热片9，所述导热片9的下面安装有加热片8；
具体实现上，所述加热片8优选为PTC加热器。参见图1，所述加热片8与所述左侧护板11和右侧护板5的底部固定连接，从而不仅能够通过螺栓等固定组件将加热片8与下固定盖板(图略)固定连接在一起，而且方便在加热片8不进行加热时，及时将单体电芯12产生的热量传导到电池模组的外部；
在本发明中，所述电池模块13的底部粘贴有导热膜，所述加热片8的左右两端分别与所述左侧护板11的底部和右侧护板5的底部固定连接，所述加热片8与所述导热膜接触并且相互挤压；
需要说明的是，在安装时，所述加热片8紧贴导热膜，且不与单体电芯12接触；
具体实现上，所述导热膜优选为硅胶和高导热材料(当导热膜为导热硅胶垫时，通过结构上的挤压，减少热源表面和接触面的接触热阻)，当所述导热膜的压缩量为50％时，具有良好的导热效果；
对于本发明提供的电池模组，一并参见图1至图5，其具体的组装过程如下：
如图1所示，将缠绕聚酰亚胺薄膜的多个单体电芯12按照如图1所示的摆布方式，单体电芯12之间通过结构导热胶粘接；装配时，先将左侧护板11、所有单体电芯12、右侧护板5、前固定钣金板7、后固定钣金板15组装在一起，形成电池模块13，然后在电池模块13上面依次装配铝排组件支架16、激光焊接铝排组件3和温度电压采样线束2，以及螺栓紧固上固定盖板1，电池模块13的底部安装导热片9和加热片8，最终用螺栓拧紧。
对于本发明，在安装时，需要说明的是，参见图1所示，所有相互配合的焊接铝排31和汇流铝排32均为激光焊焊接在一起，然后放在铝排组件支架16上，并通过激光焊接将铝排组件2与单体电芯6的极耳焊接。
在安装过程中，须先将导热膜粘贴到单体电芯6的底部，最后安装加热片8，加热片8通过螺栓拧紧的方式固定在电池模块13的左侧护板11、右侧护板5上，并通过螺栓的预紧力对导热膜施加压力，使导热膜产生预定的压缩量，从而保持导热膜具有良好的导热率。
因此，由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供的一种模块化的电池模组，其结构简单，可以显著减少裸露在模组外信号采集线束的数量，并且信号采集线束与电池模块之间的连接方便，可以实现电池模组线束的自动化焊接，显著提高了电池模组的生产效率；该电池模组的铝排支架组件和铝排组件以及上固定盖板，均采用模块化设计，可以实现不同串并联的电池模组的灵活共用，减少了电池模组的开发周期。同时，本发明可以降低电池模组的整体生产成本，并且具有较强的安全性能。
基于以上的技术方案可知，对于本发明提供的模块化电池模组，其具有以下有益的技术效果：
1、任意单体电芯均包缠有聚酰亚胺薄膜，从而可以起到良好的绝缘效果；
2、所述前固定钣金板1和后固定钣金板10与电池模块13之间添加了绝缘片，从而具有良好的机械强度和绝缘性；
3、对于铝排组件3，首先将焊接铝排31和汇流铝排32激光焊接在一起，再通过铝排组件支架16安装在电池模块13上，简化了安装工序；
4、在电池模块13外侧，可以通过焊接信号采样端子21来采集电池模块13中每一串单体电芯12的电压，以及电池模块13中关键点的实时温度。温度电压信号采样线束2上的信号采样端子21通过激光焊接方式替代了传统的端子栓接方式，并统一由一个共用向外输出端子22引出，由共用向外输出端子22与外部装置(如电池管理系统等)相连接。因此，在结构上简化了铝排组件，在电池箱内，能够精简将多个电池模组间进行串接时总共所需要的温度电压采样线束，显著减少裸露在电池模组外面的信号采集线束的数量，并且在生产上方便了组装。从而达到了降低电池模组的材料以及生产成本的目的；
5、本发明采用的加热片8为PTC加热片，该加热片的正面紧贴导热膜，不与单体电芯直接接触，从而可以高效地给电池模块13进行加热；加热片8的侧面一端会与电池模组的外侧框架(具体为下固定盖板)接触，在不加热情况下，可以将单体电芯充放电产生的热转移到电池模组的外侧框架上，起到良好的散热效果。
因此，综上所述，与现有技术相比较，本发明提供了一种模块化电池模组，其结构简单，可以显著减少裸露在电池模组外面的信号采集线束的数量，进而提升信号采集线束的生产组装效率，降低电池模组的整体生产成本，能够形成产业的规模化，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种模块化电池模组，其特征在于，包括电池模块(13)，所述电池模块(13)包括多个平行并列设置的单体电芯(12)；
所述电池模块(13)的左右两边分别设置有左侧护板(11)和右侧护板(5)；
所述电池模块(13)的前后两边分别设置有前固定钣金板(7)和后固定钣金板(15)；
所述电池模块(13)的上下两边设置有上固定盖板(1)和下固定盖板。
2.如权利要求1所述的模块化电池模组，其特征在于，任意相邻的两个所述单体电芯(12)之间涂有绝缘导热胶。
3.如权利要求2所述的模块化电池模组，其特征在于，所述任意相邻的两个所述单体电芯(12)之间具有预设的间隙，所述间隙中涂有所述绝缘导热胶。
4.如权利要求1所述的模块化电池模组，其特征在于，所述左侧护板(11)和右侧护板(5)为铝型材护板。
5.如权利要求1所述的模块化电池模组，其特征在于，所述前固定钣金板(7)与所述电池模块(13)的前侧面之间设置有一个前绝缘片(6)，所述后固定钣金板(15)与所述电池模块(13)的后侧面之间设置有一个后绝缘片(14)；
每个所述单体电芯(12)的外部包裹有聚酰亚胺薄膜。
6.如权利要求1至5中任一项所述的模块化电池模组，其特征在于，所述电池模块(13)的上面设置有铝排组件支架(16)，所述铝排组件支架(16)上面固定连接有铝排组件(3)，所述铝排组件支架(16)的正上方设置有所述上固定盖板(1)，所述铝排组件支架(16)上方设置有温度电压信号采样线束(2)；
所述温度电压信号采样线束(2)位于所述铝排组件支架(16)和所述上固定盖板(1)之间的位置；
所述温度电压信号采样线束(2)上包括多个信号采样端子(21)，每个信号采样端子(21)与一根信号线相连接，全部所述信号线与同一个共用向外输出端子(22)相连接。
7.如权利要求6所述的模块化电池模组，其特征在于，所述上固定盖板(1)包括一个左侧盖板(91)、多个中间支架盖板(92)和一个右侧盖板(93)，所述左侧盖板(91)和右侧盖板(93)位于所述多个中间支架盖板(92)的左右两边；
所述左侧盖板(91)、中间支架盖板(92)和右侧盖板(93)分别通过攻丝螺钉紧固在所述铝排组件支架(16)上。
8.如权利要求6所述的模块化电池模组，其特征在于，所述铝排组合支架(16)包括一个左侧支架(81)、多个中间支架(82)和一个右侧支架(83)，所述左侧支架(81)、多个中间支架(82)和右侧支架(83)依次通过定位螺柱(821)和卡扣孔位(822)进行卡扣连接。
9.如权利要求6所述的模块化电池模组，其特征在于，所述铝排组件(3)包括多个铝排组件子模块，每个所述铝排组件子模块包括多个相互配合的焊接铝排(32)和汇流铝排(31)，每个所述铝排组件子模块分别通过卡扣固定在所述铝排组件支架(16)上；
所述焊接铝排(32)和汇流铝排(31)为激光焊接在一起。
10.如权利要求1所述的模块化电池模组，其特征在于，所述电池模块(13)的底部安装有导热片(9)，所述导热片(9)的下面安装有加热片(8)；
所述电池模块(13)的底部粘贴有导热膜，所述加热片(8)的左右两端分别与所述左侧护板(11)的底部和右侧护板(5)的底部固定连接，所述加热片(8)与所述导热膜接触并且相互挤压。
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