CN107994172A - 一种方形锂电池组装机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种方形锂电池组装机构，通过多个方形锂电池阵列设置于盒体内，方形锂电池沿盒体内的长度和宽度方向阵列紧贴排布设置，且方形锂电池的长度方向与盒体的长度方向一致，方形锂电池的宽度方向与盒体的宽度方向一致，且方形锂电池的长度方向与盒体的长度方向一致，方形锂电池的宽度方向与盒体的宽度方向一致；且多个方形锂电池通过灵活的铜排连接方式实现电池PACK箱内的方形锂电池电性串联连接。本发明方形锂电池的直立放置，方形锂电池组为上、下面齐平设置；且两两相邻的方形锂电池侧边紧贴设置在盒体内，大大增加了空间了利用率；本发明的结构简单，组装简单，使用灵活，设计合理，结构紧凑。

Description

一种方形锂电池组装机构

技术领域

本发明涉及方形锂电池安装结构技术领域，具体涉及一种方形锂电池组装机构。

背景技术

近年来，我国的新能源汽车取得了显著的发展成果。动力电池作为新能源汽车的核心部件，对其进行可靠的、科学的成组，一直以来都是新能源汽车领域，特别是纯电动汽车领域的一个重要研究课题。动力电池的成组设计，不仅涉及动力电池单体间的串并联连接、动力电池的可靠固定、也涉及对动力电池的有效防护。而锂离子电池锂离子电池已经快速成为便携式设备的标准电源，锂离子电池能提供和镍氢电池一样的能量，但在重量方面则可减少大约35％，且锂离子电池完全没有“记忆效应”和不含有有毒物质的优点也是使它成为动力电池使用的标准电源重要因素。其中方形锂电池相对圆柱形的锂电池在电池组装动力电池PACK时结构更加简单，更加方便，越来越广泛地运用到了新能源汽车中。

电动汽车的电池PACK系统利用机械结构将众多单个电芯通过串并联的连接起来，并通过电池PACK自带的电池管理系统(BMS)和通讯帧与电动汽车的微控制器(MCU)连接，为了不挤占宝贵的车内空间，越来越多的动力电池PACK被安装在车架或车身底部，这样就使得动力电池PACK暴露在车辆外部。由于汽车复杂的工况和恶劣的工作环境，对动力电池进行有效的防护就显得尤为重要，而防尘、防水处理，又是动力电池PACK防护的一个关键领域；防尘、防水的效果主要取决于动力电池PACK的合理安装结构。

目前的电池PACK箱体，方形锂电池的顶部还设有柱状凸起的防爆阀，所述方形锂电池的柱状凸起的防爆阀的两侧边还设有电池的正、负极连接头。锂离子电池由于锂自身活泼性极强，电池安全问题一直困扰着电动汽车行业的发展，无论是磷酸铁锂还是三元锂电都普遍存在着易着火爆炸的问题，锂电池起火不像燃油着火那样可灭可救，电池一旦碰撞造成内部热失控，就会连锁反应，着火会迅速蔓延，任何灭火救助措施几乎不起作用，最终导致爆炸是必然结果。目前，现有的方形锂电池组装机构复杂，费时费力，投入成本高，亟待改进。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提供一种功能得到拓展，具有较强的实用性与可靠性的方形锂电池组装机构，设计合理，结构紧凑。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种方形锂电池组装机构，方形锂电池的顶部设有柱状凸起的单体防爆阀，所述方形锂电池的柱状凸起的单体防爆阀的两侧边还设有电池的正、负极连接头，多个方形锂电池阵列设置于盒体内，所述方形锂电池沿盒体内的长度和宽度方向阵列紧贴排布设置，且所述方形锂电池的长度方向与盒体的长度方向一致，所述方形锂电池的宽度方向与盒体的宽度方向一致，且所述方形锂电池的长度方向与盒体的长度方向一致，所述方形锂电池的宽度方向与盒体的宽度方向一致；且多个方形锂电池通过灵活的铜排连接方式实现电池PACK箱内的所述方形锂电池电性串联连接。

进一步地，所述方形锂电池直立设置于盒体内，并通过与盒体连接的下压板条将方向锂电池自上向下压紧在盒体的容纳空间内。

进一步地，所述铜排为条状结构，且中间有弯折部。

进一步地，所述方形锂电池的电路接线设置在电池的上部空间内。

进一步地，所述盒体和方形锂电池之间还设有绝缘垫板。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明所述方形锂电池的直立放置，方形锂电池组为上、下面齐平设置；且两两相邻的方形锂电池侧边紧贴设置在盒体内，大大增加了空间了利用率；本发明的结构简单，组装简单，使用灵活，设计合理，结构紧凑。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的组合箱体的结构示意图；

图2为本发明的组合箱体的盒体内电池安装示意图；

图3为本发明的组合箱体的结构示意图；

图4为本发明的组合箱体的电池组装结构示意图；

图5为本发明的电池模组安装结构示意图；

图6为本发明的方形锂电池的结构示意图；

图7为本发明的压架结构示意图；

图8为本发明的绝缘定位盖板的结构示意图；

图9为本发明的电池PACK箱结构示意图；

图10为本发明的电池PACK箱盒体安装结构示意图；

图11为本发明的图10中A部的放大结构示意图；

图12为本发明的BMS安装盒的安装结构示意图；

图13为本发明的限位板的结构示意图

图中标号说明：1、第一锂电池PACK箱；11、上盖；12、盒体；121、台阶结构；1211、凸缘；122、底座；1221、框架底托；1222、角钢筋；123、限位销；2、第二锂电池PACK箱；3、正极接插口；4、负极接插口；5、电池通讯接口；6、挂耳；7、防爆阀；8、方形锂电池；81、单体防爆阀；82、锂电池电极；9、安装定位结构；91、侧边框架；911、限位板；9111、减重孔；92、绝缘定位盖板；921、压槽；922、减重孔；923、侧翼；9231、缺口；924、防爆阀保护端口；925、支撑柱；93、压架；931、减重孔；932、加强筋；10、铜排；13、继电器；14、手动维修开关MSD；15、BMS安装室；16、防爆阀安装室；17、BMS安装盒；18、固定板；181、第一折弯部；182、连接板；183、第二折弯部。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合附图，对本发明作进一步地说明：

结合附图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12和图13，一种用于新能源汽车的锂电池PACK组合箱体结构，包括第一锂电池PACK箱1和第二锂电池PACK箱2，所述第一锂电池PACK箱1上设有与新能源汽车连接的正极接插口3，所述第一锂电池PACK箱1与第二锂电池PACK箱2电性串联连接，所述第二锂电池PACK箱2上设有与新能源汽车连接的负极接插口4；所述第一锂电池PACK箱1和第二锂电池PACK箱2的一端通过与新能源汽车连接的正极接插口3和负极接插口4给新能源汽车提供电源；另一端通过正极接插口3和负极接插口4电性串联连接。

所述第一锂电池PACK箱1和第二锂电池PACK箱2上均设有电池通讯接口5、BMS安装盒17和防爆阀7，所述电池通讯接口5均设在所述第一锂电池PACK箱1和第二锂电池PACK箱2的盒体12上；所述第一锂电池PACK箱1和第二锂电池PACK箱2内均设有BMS安装室15和防爆阀安装室16。所述第一锂电池PACK箱1和第二锂电池PACK箱2均通过通讯接口与新能源汽车的MCU系统连接；所述所述第一锂电池PACK箱1和第二锂电池PACK箱2内分别设有BMS，并与所述第一锂电池PACK箱1和第二锂电池PACK箱2内的锂电池连接,通过BMS安装盒17内的BMS系统对方形锂电池8组成的电池模块的充放电过程进行控制；所述防爆阀7设在所述盒体12的安装通孔上，并与安装锂电池组密封箱体的空间连通，由于所有类型的可充电电池在充放电的过程中都会产生或多或少的气体，这些气体对电池是有害的，如果不及时从电池中排出，内部的气压达到一定值后会将电池的外壳胀破，使电池失效，严重时会产生爆喷或爆炸现象，对使用人员的人身和财产造成伤害。所述盒体12内的一侧的两端顶角处分别设有所述BMS主板安装室15和防爆阀安装室16。

所述第一锂电池PACK箱1和第二锂电池PACK箱2均为一密闭容置空间结构，且均包括上盖11和上部为开口结构的盒体12，所述上盖11盖合在所述盒体12上，且方形锂电池组均通过安装定位结构9设在盒体12内；所述盒体12的上端设有向内折弯凸起的台阶结构121，且台阶结构121的顶部设有外折弯的凸缘1211，所述上盖11通过螺栓与盖体的凸缘1211结构固定连接；通过收口台阶结构121，并通过将螺栓连接处与盒体12的空间偏移设置，使盖体的实体部分盖设在盒体12端部，实现了箱体防尘结构设计，并且可实现对下部安装好的锂电池进行限位防护，密封效果好，且便于盖体上的定位螺栓的安装，外观平滑美观。且台阶机构121为折弯的框架板材结构，相对实心的板材结构，对撞击力有的缓冲吸能的作用。

所述第一锂电池PACK箱1和第二锂电池PACK箱2的两侧边均设有挂耳6；所述盒体12的底部还设有底座122，所述底座122为框架结构，所述底座包括周向框架底托1221和角钢筋1222构成；所述角钢筋1222包括沿框体底座122长度方向设置纵筋和多个沿框体宽度方向设置的横筋构成。所述框架底托1221和角钢筋1222均为框架结构，且均为截面为U形的板条结构，在碰撞时的由于框架结构能够先被挤压变形进行缓冲吸能，大大减少了对电池模组的碰撞力。

所述第一锂电池PACK箱1和第二锂电池PACK箱2内设有方形锂电池8和安装定位结构9；多个方形锂电池8阵列设置于所述盒体12内，所述方形锂电池8沿盒体12内的长度和宽度方向阵列排布；且多个方形锂电池8通过灵活的铜排连接方式实现PACK箱内的方形锂电池8电性串联连接，并通过安装定位结构9设置在所述盒体12内。

所述安装定位结构9包括侧边框架91、绝缘定位盖板92和压架93，所述侧边框架91固定设在所述盒体12的周向侧壁上，并向内凸起与方形锂电池组整体的外围面抵接，且两两所述方形锂电池8的周向侧面紧贴设置，实现所述方形锂电池8的周向限位，两个所述侧边框架91上、下平行设置，并分别围设在方形锂电池组的高度方向的上、下部位置处；所述绝缘定位盖板92盖设在阵列设置的方形锂电池8和铜排10上端，并通过连接在盒体12上的压架93压紧所述绝缘定位盖板92，实现从所述方形锂电池组顶部向盒体12的底部方向压紧所述方形锂电池组。压架93的两端与盒体12的长度方向的两侧边的连接部螺栓连接；通过设置安装定位结构9使整个电池模组与安装箱的侧边和顶部间隔设置，并且定位设置于盒体12内，防撞效果好。

所述绝缘定位盖板92盖设在阵列设置的所述方形锂电池8上端，并通过两端连接在盒体12长度方向的两内侧壁上的压架93与所述绝缘定位盖板92卡合来压紧所述方形锂电池8，实现方形锂电池组的上下定位。

所述铜排10为条状结构，且中间有弯折部，所述弯折部为大半圆弧状或波浪装等弯折结构，通过设置弯折部，使铜排10具有一定的弹性空间，防止方形锂电池8在相互连接的时候，由于公差导致的间隙导致“一”字形铜排安装不上的问题。

所述侧边框架为与闭合的框架结构，所述限位板911为界面为U形的板状结构，且所述限位板911的两支臂向两侧水平延伸形成侧翼结构，并通过侧翼与锂电池安装PACK箱内壁固定连接；所述限位板911上长度方向的板面上还设有减重孔9111。

所述第一锂电池PACK箱1和第二锂电池PACK箱2中一共有58块方形锂电池8构成，58块电池通过铜排10连接形成串联回路；所述方形锂电池8为SE2000FC12,所述方形锂电池8的顶部还设有柱状凸起的单体防爆阀81，且所述方形锂电池8的周向外侧边阵列排布多个凸楞，所述方形锂电池8的柱状凸起的单体防爆阀81的两侧边还设有电池的正、负极连接头；阵列排布的方形锂电池8通过铜片依次串联。

所述方形锂电池8的直立放置，方形锂电池组为上、下面齐平设置；且两两相邻的方形锂电池8侧边紧贴设置在盒体内，大大增加了空间了利用率。

所述绝缘定位盖板92上设有防爆阀保护端口924，确保单体防爆阀81不受外来物体的挤压，所述绝缘定位盖板92的宽度方向上设有内陷压槽921，所述绝缘定位盖板92外轮廓尺寸与所述方形锂电池8顶部的电芯轮廓尺寸匹配；所述绝缘定位盖板92的两侧边对称设置的的侧翼923上还均匀设有减重孔922，所述减重孔922同时为线束的扎线孔；所述侧翼923与所述支撑柱925形成的孔洞为铜排10安装预留位置；同时所述侧翼923沿长度方向的两端部还分别设有内陷的缺口9231，所述缺口9231为出线口和铜排流向口，为线束出线与铜排10走向预留位置。通过设置绝缘定位盖板92，不仅实现对电池模组之间进行隔挡，同时还能起到缓冲作用，有效避免电池模组之间的碰撞；同时通过设置透气的绝缘定位盖板92可实现对电池模组的电池进行散热。且所述铜排10的折弯部与两两绝缘定位盖板92的相对设置形成的缺口对应设置，实现所述铜排10的折弯部从设在缺口的空间内，并与缺口的尺寸配合设置，实现对绝缘定位盖板92的定位设置，方便安装。

所述绝缘定位盖板92的长度方向两端还设有支撑柱925，通过在所述绝缘定位盖板92两侧侧翼923的外端部设置与所述方形锂电池8的四个边角对应的支撑柱925，来实现对方形锂电池8隔离盖设，并实现对所述方形锂电池8的上下平衡限位。

所述防爆阀保护端口924为圆孔状，所述防爆阀保护端口924的孔状便还向上延伸形成管状结构，并设在所述单体防爆阀81外围，对所述单体防爆阀81进行保护。

所述支撑柱925设在所述侧翼923的外端部，所述支撑柱925的下端面与压槽921的下底面在同一水平面上，通过设置在中间的压槽921的下底面和设置在方形锂电池8的四个边角的支撑柱925，来对方形锂电池8进行向下压紧，对方形锂电池8上的单体防爆阀81进行了保护还大大确保了方形锂电池8的压紧平衡力，合理保证了对方形锂电池8的压力设置；且所述支撑柱925为截面为“十”字形柱状结构，保压效果好。

所述压架93宽度方向的尺寸与所述绝缘定位盖板92的压槽921尺寸匹配，并通过所述压架93卡入到压槽921内来实现对所述绝缘定位盖板92上下限位；通过沿盒体12宽度方向设置的压架93与方形锂电池8上部的绝缘定位盖板92的压紧，实现对方形锂电池8的压紧；所述压架93为长条状板状结构，且所述压架93沿长度方向的两侧还设有加强筋932，所述加强筋932用于压紧电芯同时加强了压架93的强度；所述压架93的板面上还设有减重孔931，所述减重孔931的位置和尺寸与所述绝缘定位盖板92的防爆阀保护端口924匹配设置；所述压架93上的减重孔931的侧边还设有扎线孔，在线束出线时，用于整理线束，并捆扎在压架93上。

还包括继电器13和手动维修开关MSD14，所述手动维修开关MSD14设在所述第二锂电池PACK箱2的盒体12外侧，并与第一锂电池PACK箱1内的电路串联连接；所述继电器13设在第一锂电池PACK箱1的BMS安装室15内，并与第二锂电池PACK箱2内的电路串联连接；通过分别在设置第一锂电池PACK箱1和第一锂电池PACK箱1内各设置一个继电器13和手动维修开关MSD14，实现组合箱体的串联电路的电路的有效防护，安全性更高。

所述BMS安装室15和防爆阀安装室16为通过挡板与箱体围成的放置方体安装空间，BMS主板设在BMS安装盒17内，BMS安装盒17为长条状结构，通过固定板18使BMS安装盒17沿所述BMS安装室15的高度方向设置，并挂设在BMS安装室15内，大大增加了BMS安装时的空间利用率。

所述固定板18包括第一折弯部181、连接板182和第二折弯部183，所述连接板182长度方向的两端分别连接有所述第一折弯部181和第二折弯部183，且所述第一折弯部181和第二折弯部183折弯方向相反。

所述BMS安装盒17为方形结构，且通过边角的凸缘通过螺栓设在所述固定板18连接板182上。

所述第二折弯部181上的通孔套设在所述BMS安装室15底部的限位销123上，且所述第一折弯部181挂设到所述BMS安装室15顶部。

所述第一折弯部181通过螺栓与所述BMS安装室15顶部连接。

所述固定板18为一体的板状结构。

所述盒体12和方形锂电池8之间还设有绝缘垫板。

需要说明的是，BMS电池系统俗称之为电池保姆或电池管家，主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态；通过BMS来与电池的电路连接是现有成熟的技术，本专利不再详述。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种方形锂电池组装机构，方形锂电池(8)的顶部设有柱状凸起的单体防爆阀(81)，所述方形锂电池(8)的柱状凸起的单体防爆阀(81)的两侧边还设有电池的正、负极连接头，其特征在于：多个方形锂电池(8)阵列设置于盒体(12)内，所述方形锂电池(8)沿盒体(12)内的长度和宽度方向阵列紧贴排布设置，且所述方形锂电池(8)的长度方向与盒体(12)的长度方向一致，所述方形锂电池(8)的宽度方向与盒体(12)的宽度方向一致，且所述方形锂电池(8)的长度方向与盒体(12)的长度方向一致，所述方形锂电池(8)的宽度方向与盒体(12)的宽度方向一致；且多个方形锂电池(8)通过灵活的铜排连接方式实现电池PACK箱内的所述方形锂电池(8)电性串联连接。

2.如权利要求1所述的方形锂电池组装机构，其特征在于：所述方形锂电池(8)直立设置于盒体(12)内，并通过与盒体(12)连接的下压板条将方向锂电池自上向下压紧在盒体(12)的容纳空间内。

3.如权利要求1所述的方形锂电池组装机构，其特征在于：所述铜排(10)为条状结构，且中间有弯折部。

4.如权利要求1所述的方形锂电池组装机构，其特征在于：所述方形锂电池(8)的电路接线设置在电池的上部空间内。

5.如权利要求1所述的方形锂电池组装机构，其特征在于：所述盒体(12)和方形锂电池(8)之间还设有绝缘垫板。