CN108206248B - 一种用于电池模组的集成盖板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电池模组的集成盖板，包括盖板以及集成在盖板上的极片、信号采集器、热敏电阻、线束和端子，所述盖板上设有直槽口、极片槽、线束槽和热敏电阻槽，所述直槽口上设有与电池防爆阀相对应的通气孔，所述极片槽上设有与电池极柱相对应的通口；所述线束槽由竖向线束槽和横向槽组成；所述热敏电阻槽设置在竖向线束槽的侧边并与竖向线束槽连通；所述线束焊接在信号采集器上，信号采集器焊接在极片上，所述极片卡放在极片槽内，所述线束卡放在线束槽内，所述热敏电阻卡放在热敏电阻槽内，所有线束和热敏电阻汇集在一起与端子连接，本发明提高了电池模组的安全性和可靠性，提高了电池模组的集成度，有利于实现自动化，提高了生产效率。

Description

一种用于电池模组的集成盖板
技术领域
本发明属于新能源电动汽车的技术领域，更具体地，本发明涉及一种用于电池模组的集成盖板。
背景技术
目前, 在新能源电动汽车行业中,电池系统是由多个电池模组串联构成的，其中每个电池模组是由多个单体电池串/并联起来置于上盖板和底板中间，上盖板和底板之间设有固定柱而构成一个电池模组结构，其中上盖板和底板主要实现将电池单体进行定位，在电池模组中起到电池骨架定位的作用，现有电池模组的上盖板不仅没有信号线集成结构，需要人工接信号线，不利于自动化生产，人工布线作业不规范，质量差；而且还没有电池模块串并联连接极片槽，电池模块大多在上盖板前需要分别将各个极片依次分别与单体电池连接，而且每个电池或极片分别用信号线连接，耗时耗力、效率低、且难以保证连接的可靠性。
专利CN205452375U公开了一种电池模组的上盖板，包括盖板本体，所述盖板本体的顶端面分别开设有信号线槽、接插盒槽、正负极连接槽和极片槽口，位于极片槽口中的两端分别开设有通口，在上盖板的上表面开设信号线槽和极片槽口，使信号线和连接极片集成在上盖板上，有利于实现自动化，提高生产效率、产品质量和焊接效果，但是该实用新型的信号线槽为两条呈十字交叉状，很难将所有信号线整齐有序的卡放，存在极大的安全隐患，且极片槽口只有两端开设有通口，不仅工作效率低，而且电池极柱与极片之间焊接可靠性差。
专利CN106784438A公开了一种锂离子电池模组盖板，所述盖板正面上设有线束槽、铜排卡槽和铜片卡槽，铜排卡槽和铜片卡槽的底部均设有镶嵌螺母，所述串联铜排和并联铜片分别放置在铜排卡槽和铜片卡槽内通过螺钉与镶嵌螺母紧固，铜排卡槽和铜片卡槽均与线束槽连通，线束通过螺钉与并联铜片互相连接，以获取电池的电压信号，该专利通过螺钉连接铜排、铜片和线束，不利于实现自动化，工作效率低。
发明内容
为了解决现有模组盖板集成度低、自动化程度低、工作效率低以及结构不合理造成电池与极片之间焊接可靠性差、线束存在安全隐患的问题，本发明提出一种用于电池模组的集成盖板。
本发明为实现上述目标采取的技术方案是：
一种用于电池模组的集成盖板，所述集成盖板放置在由多个方形电池堆叠形成NxM排列的电池组（N是电池宽度方向的数量，N≥2，M是长度方向的数量）和模组上盖之间，其特征在于，包括长方形的盖板以及集成在盖板上的极片、信号采集器、热敏电阻、线束和端子；
所述盖板的其中一短边的中间部位向外突出一个梯形块；
所述盖板的长度方向上设有N列直槽口，所述直槽口上设有M个与电池防爆阀相对应的通气孔；
所述盖板的长度方向上还设有N+1列极片槽，所述极片槽与直槽口间隔分布，所述极片槽上设有与电池极柱相对应的通口；
所述盖板上还设有线束槽，所述线束槽由2N条竖向线束槽和一条横向线束槽组成，所述竖向线束槽设置在直槽口和极片槽的中间，所述横向线束槽设置在盖板的梯形块处，所述横向线束槽与竖向线束槽相互连通；
所述盖板上还设有N个热敏电阻槽，所述热敏电阻槽设置在竖向线束槽的侧边，并与竖向线束槽连通；
所述线束焊接在信号采集器上，所述信号采集器焊接在极片上，所述极片卡放在极片槽内，所述线束卡放在线束槽内，所述热敏电阻卡放在热敏电阻槽内，所有线束和热敏电阻汇集在一起与端子连接。
每列所述极片槽的侧壁上设有向里突出的三角形的极片扣。
每列所述极片槽上至少设有1条加强筋。
所述竖向线束槽和极片槽中间的边梁上设有线束扣和走线槽。
所述线束扣为向线束槽方向折弯的7字形的压板。
所述走线槽为沿着盖板的长度方向上设置的中间断开的M形卡条。
所述横向线束槽与极片槽中间的边梁也设有线束扣。
所述横向线束槽外侧的边梁上设有总出线槽，所述总出线槽为沿着盖板的宽度方向上设置的中间断开的M形卡条，所述总出线槽对应的横向线束槽的槽底上开有半圆形的缺口。
所述热敏电阻槽和竖向线束槽中间间断的设有向热敏电阻槽方向折弯的7字形的扣板。
所述盖板为注塑一体成型。
本发明的有益效果：
1、本发明在盖板上设有卡放极片的极片槽，并在极片槽上开有与电池极柱相对应的通口，保证了电池极柱与极片之间焊接的可靠性；
2、本发明在盖板上开设有线束槽，通过竖向线束槽、横向线束槽、走线槽、线束扣和总出线槽的设置，避免线束乱串，规范了线束的走向，提高产品的安全性；
3、本发明将极片、信号采集器、热敏电阻、线束和端子集成在盖板上形成集成盖板，提高了电池模组的集成度，有利于实现自动化，提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为盖板的三维结构示意图；
图3为盖板的另一视角下的三维结构示意图；
图4为极片槽的局部放大图；
图5为竖向线束槽的局部放大图；
图6为横向线束槽的局部放大图；
图7为热敏电阻槽的局部放大图；
图8为极片示意图；
图9为对比例1的结构示意图。
图中： 1、盖板 2、极片 3、信号采集器 4、热敏电阻 5、线束 6、端子
11、梯形块 12、直槽口 13、通气孔 14、极片槽 15、通口 16、线束槽
17、热敏电阻槽 141、极片扣 142、加强筋 161、竖向线束槽 162、横向线束槽
171、扣板 1611、线束扣 1612、走线槽 1621、总出线槽 1622、缺口。
具体实施方式
为了解决现有模组盖板集成度低、自动化程度低、工作效率低以及结构不合理造成电池与极片之间焊接可靠性差、线束存在安全隐患的问题，本发明提供一种用于电池模组的集成盖板。下面结合图示进一步阐述本发明。
如图1所示，一种用于电池模组的集成盖板，所述集成盖板放置在由多个方形电池堆叠形成NxM排列的电池组（N是电池宽度方向的数量，N≥2，M是长度方向的数量）和模组上盖之间，其特征在于，包括长方形的盖板（1）以及集成在盖板（1）上的极片（2）、信号采集器（3）、热敏电阻（4）、线束（5）和端子（6）。
如图2和图3所示，所述盖板（1）的其中一条边的中间部位向外突出一个梯形块（11）。
如图2所示，所述盖板（1）的长度方向上设有N列直槽口（12），所述直槽口（12）上设有M个与电池防爆阀相对应的通气孔（13）。
如图2所示，所述盖板（1）的长度方向上还设有N+1列极片槽（14），所述极片槽（14）与直槽口（12）间隔分布，所述极片槽（14）上设有与电池极柱相对应的通口（15）。
如图2和图3所示，所述盖板（1）上还设有线束槽（16），所述线束槽（16）由2N条竖向线束槽（161）和一条横向线束槽（162）组成，所述竖向线束槽（161）设置在直槽口（12）和极片槽（14）的中间，所述横向线束槽（162）设置在盖板（1）的梯形块（11）处，所述横向线束槽（162）与竖向线束槽（161）相互连通。
如图2、图3和图4所示，每列所述极片槽（14）的侧壁上设有向里突出的三角形的极片扣（141），每列所述极片槽（14）上至少设有1条加强筋（142）。
如图2、图3和图5所示，所述竖向线束槽（161）和极片槽（14）中间的边梁上设有线束扣（1611）和走线槽（1612），所述线束扣（1611）为向线束槽（16）方向折弯的7字形的压板，所述走线槽（1612）为沿着盖板（1）的长度方向上设置的中间断开的M形卡条。
如图2、图3和图6所示，所述横向线束槽（162）与极片槽（14）中间的边梁也设有线束扣（1611），所述横向线束槽（162）外侧的边梁上设有总出线槽（1621），所述总出线槽（1621）为沿着盖板（1）的宽度方向上设置的中间断开的M形卡条，所述总出线槽（1621）对应的横向线束槽（162）的槽底上开有半圆形的缺口（1622）。
如图2、图3和图7所示，所述盖板（1）上还设有热敏电阻槽（17），所述热敏电阻槽（17）设置在竖向线束槽（161）的侧边，并与竖向线束槽（161）连通，所述热敏电阻槽（17）和竖向线束槽（161）中间间断的设有向热敏电阻槽（17）方向折弯的7字形的扣板（171）。
所述盖板（1）为注塑一体成型。
所述线束（5）焊接在信号采集器（3）上，所述信号采集器（3）焊接在极片（2）上，所述极片（2）卡放在极片槽（14）内，所述线束（5）卡放在线束槽（16）内，所述热敏电阻（4）卡放在热敏电阻槽（17）内，所有线束（5）和热敏电阻（4）汇集在横向线束槽（162）内，从总出线槽（1621）引出与端子（6）连接。
下述实施例和比较例中，电池组的数量均为16个，采用矩阵式排列。
实施例1
如图1所示，一种用于电池模组的集成盖板，所述集成盖板放置在2x12排列的电池组（2是电池宽度方向的数量，12是电池厚度方向的数量）和模组上盖之间，包括长方形的盖板（1）以及集成在盖板（1）上的极片（2）、信号采集器（3）、热敏电阻（4）、线束（5）和端子（6）。
如图8所示，所述极片（2）包括3个长串/并联极片、4个宽串/并联极片和2个总输出极片。
如图2和图3所示，所述盖板（1）的其中一短边的中间部位向外突出一个梯形块（11）。
如图2所示，所述盖板（1）的长度方向上设有2列直槽口（12），所述直槽口（12）上设有12个与电池防爆阀相对应的通气孔（13）。
如图2和图3所示，所述盖板（1）的长度方向上还设有3列极片槽（14），每列所述极片槽（14）与直槽口（12）间隔分布，两侧的两列极片槽（14）上均开有12个与电池极柱相对应的通口（15），其中一列极片槽（14）上设有1条加强筋（142）将该列极片槽（14）等分成两半用于卡放长串/并联极片；另一列极片槽（14）上设有2条加强筋（142）将该列极片槽（14）分为三段，中间一段用于卡放长串/并联极片，两端用于卡放总输出极片；中间的极片槽（14）上开有2x12排列的与电池极柱相对应的通口（15），该列极片槽（14）上设有3条加强筋（142）将该列极片槽（14）均分成4部分用于卡放宽串/并联极片；每列所述极片槽（14）的两侧壁上设有4组对称的向里突出的三角形的极片扣（141），避免极片（2）脱落。
如图2和图3所示，所述盖板（1）上还设有线束槽（16），所述线束槽（16）由4条竖向线束槽（161）和一条横向线束槽（162）组成，所述竖向线束槽（161）设置在直槽口（12）和极片槽（14）的中间，所述横向线束槽（162）设置在盖板（1）的梯形块（11）处，所述横向线束槽（162）与竖向线束槽（161）相互连通，如图3和图5所示，所述每列竖向线束槽（161）和极片槽（14）中间的边梁上设有3组线束扣（1611）和走线槽（1612），所述线束扣（1611）为向线束槽（16）方向折弯的7字形的压板，所述走线槽（1612）为沿着盖板（1）的长度方向设置的中间断开的M形卡条，如图3和图6所示，所述横向线束槽（162）与极片槽（14）中间的边梁上均布有3个线束扣（1611），所述横向线束槽（162）外侧的边梁上设有总出线槽（1621），所述总出线槽（1621）为沿着盖板（1）的宽度方向上设置的中间断开的M形卡条，所述总出线槽（1621）对应的横向线束槽（162）的槽底上开有半圆形的缺口（1622）。
如图2和图7所示，所述盖板（1）上还设有热敏电阻槽（17），所述热敏电阻槽（17）设置在中间两条竖向线束槽（161）的侧边，并与竖向线束槽（161）连通，所述热敏电阻槽（17）和竖向线束槽（161）中间间断的设有向热敏电阻槽（17）方向折弯的3个7字形的扣板（171）。
所述盖板（1）为注塑一体成型。
集成盖板组装：1、线束（5）、信号采集器（3）和极片（2）放入焊接机上定好位置，将线束（5）焊接在信号采集器（3）上，将信号采集器（3焊接在极片（2）上，焊接完毕后从焊接机上下料；2、盖板（1）放入集成机上，三种极片（2）对应的卡放在相应的极片槽（14）内，线束（5）卡放在线束槽（16）内，热敏电阻（4）卡放在热敏电阻槽（17）内，与每个极片（2）连接的线束（5）和热敏电阻（4）汇集在横向线束槽（162）内，从总出线槽（1621）引出与端子（6）连接，连接好后集成盖板从集成机上下料；3、将电池组和集成盖板放置到激光焊接机上，集成盖板放置在电池组的上部，电池的极柱穿过极片槽（14）上的通口（15）与极片（2）直接接触，极片（2）和电池的极柱通过激光焊接在一起。
本实施例的有益效果：
1、本实施例在盖板上设有卡放极片的极片槽，并在极片槽上开有与电池极柱相对应的通口，保证了电池极柱与极片之间焊接的可靠性；
2、本实施例设计的极片槽使得每个极片至少可以串/并联三个单体电池，大大的提高了生产效率；
3、本实施例在盖板上开设有线束槽，通过竖向线束槽、横向线束槽、走线槽、线束扣和总出线槽的设置，避免线束乱串，规范了线束的走向，提高产品的安全性；
4、本实施例将极片、信号采集器、热敏电阻、线束和端子集成在盖板上形成集成盖板，提高了电池模组的集成度，集成盖板的组装以及与电池组的焊接都可以在自动化设备上完成，自动化程度高，提高了生产效率。
对比例1（源于专利CN205452375U公开的一种电池模组的上盖板）
如图9所示，一种电池模组的上盖板，上盖板放置在6x4排列的电池组（6是电池宽度方向的数量，4是电池厚度方向的数量）上方，盖板的顶端面分别开设有用于放置信号线的信号线槽和用于放置正接线盒的接插盒槽，以及用于固定连接电池模组正负极的正负极连接槽，盖板上开设有用于卡放极片的极片槽，极片槽的两端开设有通口，盖板上开设多个与电池单体排气阀相对应的通气孔，信号线槽为两条呈十字交叉状，其中一条信号线槽的两端分别与极片槽相通，另一条信号线槽的一端与极片槽相通、另一端与接插盒槽相通。
该对比例的缺陷：由于盖板上的极片槽设计不合理，每个极片只能串/并联相邻的两个电池，如此便需要19个串/并联极片，极片上料到盖板上就需要花费更多的时间，且极片槽口只有两端开设有通口，那么极片与电池极柱接触的面积较小，因此电池极柱与极片之间焊接可靠性较差，线束槽为两条呈十字交叉状，导致线束只能连接到三个极片，大部分电池的信号采集不到，线束在十字交叉点处集中在一起，还要经过一段距离才能到达接线盒，致使模组在振动颠簸过程中十字交叉处的线束极易窜到盖板外部去造成安全隐患。
对比例2（源于专利CN106784438A公开的一种锂离子蓄电池模组盖板）
一种锂离子蓄电池模组盖板，蓄电池电芯的电极上焊接有并联铜片，蓄电池电芯通过并联铜片组成蓄电池模组，蓄电池模组之间通过串联铜排串接，盖板按设定位置设置散热孔，在盖板的正面上设有线束槽，线束槽在设定距离上设有线束卡扣，在盖板的反面设有加强筋，在盖板的正面设有铜排卡槽，在铜排卡槽的底部设有镶嵌螺母，串联铜排放置在铜排卡槽内通过螺钉与镶嵌螺母紧固。铜排卡槽底部的侧边设有第一方形通孔，并联铜片通过第一方形通孔穿过盖板与镶嵌螺母固定，以使串联铜排与所述并联铜片连接。盖板的正面设有方形铜片卡槽，铜片卡槽的底部的侧边设有第二方形通孔，铜片卡槽底部设有镶嵌螺母，并联铜片通过第二方形通孔穿过盖板通过螺钉与镶嵌螺母固定。线束通过螺钉与并联铜片互相连接，以获取蓄电池电芯的电压信号。
该对比例的缺陷：并联极片通过螺钉与镶嵌螺母固定，线束也是通过螺钉与并联铜片互相连接，而螺钉的固定连接目前在自动化设备上很难实现，通常都是需要人工手动操作，这将大大的降低生产效率。

Claims (7)

1.一种用于电池模组的集成盖板，所述集成盖板放置在由多个方形电池堆叠形成NxM排列的电池组和模组上盖之间，N是电池宽度方向的数量，N≥2，M是长度方向的数量；其特征在于，包括长方形的盖板（1）以及集成在盖板（1）上的极片（2）、信号采集器（3）、热敏电阻（4）、线束（5）和端子（6）；
所述盖板（1）的其中一短边的中间部位向外突出一个梯形块（11）；
所述盖板（1）的长度方向上设有N列直槽口（12），所述直槽口（12）上设有M个与电池防爆阀相对应的通气孔（13）；
所述盖板（1）的长度方向上还设有N+1列极片槽（14），所述极片槽（14）与直槽口（12）间隔分布，所述极片槽（14）上设有与电池极柱相对应的通口（15）；
所述盖板（1）上还设有线束槽（16），所述线束槽（16）由2N条竖向线束槽（161）和一条横向线束槽（162）组成，所述竖向线束槽（161）设置在直槽口（12）和极片槽（14）的中间，所述横向线束槽（162）设置在盖板（1）的梯形块（11）处，所述横向线束槽（162）与竖向线束槽（161）相互连通；
所述盖板（1）上还设有N个热敏电阻槽（17），所述热敏电阻槽（17）设置在竖向线束槽（161）的侧边，并与竖向线束槽（161）连通；
所述线束（5）焊接在信号采集器（3）上，所述信号采集器（3）焊接在极片（2）上，所述极片（2）卡放在极片槽（14）内，所述线束（5）卡放在线束槽（16）内，所述热敏电阻（4）卡放在热敏电阻槽（17）内，所有线束（5）和热敏电阻（4）汇集在一起与端子（6）连接；
所述竖向线束槽（161）和极片槽（14）中间的边梁上设有线束扣（1611）和走线槽（1612）；所述线束扣（1611）为向线束槽（16）方向折弯的7字形的压板；
每列所述极片槽（14）的侧壁上设有向里突出的三角形的极片扣（141）。
2.根据权利要求1所述的一种用于电池模组的集成盖板，其特征在于，每列所述极片槽（14）上至少设有1条加强筋（142）。
3.根据权利要求1所述的一种用于电池模组的集成盖板，其特征在于，所述走线槽（1612）为沿着盖板（1）的长度方向上设置的中间断开的M形卡条。
4.根据权利要求1所述的一种用于电池模组的集成盖板，其特征在于，所述横向线束槽（162）与极片槽（14）中间的边梁也设有线束扣（1611）。
5.根据权利要求1所述的一种用于电池模组的集成盖板，其特征在于，所述横向线束槽（162）外侧的边梁上设有总出线槽（1621），所述总出线槽（1621）为沿着盖板（1）的宽度方向上设置的中间断开的M形卡条，所述总出线槽（1621）对应的横向线束槽（162）的槽底上开有半圆形的缺口（1622）。
6.根据权利要求1所述的一种用于电池模组的集成盖板，其特征在于，所述热敏电阻槽（17）和竖向线束槽（161）中间间断的设有向热敏电阻槽（17）方向折弯的7字形的扣板（171）。
7.根据权利要求1所述的一种用于电池模组的集成盖板，其特征在于，所述盖板（1）为注塑一体成型。
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