CN108461698A - 串并联组合式蓄电池组 - Google Patents

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李相哲
徐祖宏
潘利星
洪鑫
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金青龙
徐磊
李芳华
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Abstract

本发明提供了一种串并联组合式蓄电池组，它解决了现有技术电池之间的串并联不可靠等技术问题。本串并联组合式蓄电池组，包括若干电池单体，电池单体分为至少两组，每组电池单体分别包括若干电极同向且并列排布的电池单体，各组电池单体由下至上依次设置，每一组电池单体中的各电池单体并联设置，上下相邻的两组电池单体串联设置，上下相邻的两组电池单体之间通过可拆卸连接结构固定相连，在最下层的一组电池单体上连接有第一汇流结构，在最上层的一组电池单体上连接有第二汇流结构。优点在于：通过并联网实现电池单体之间的并联，通过螺纹连接结构实现电池单体之间的串联，串并联连接可靠，导流能力好。

Description

串并联组合式蓄电池组
技术领域
本发明属于电池技术领域，尤其是涉及一种串并联组合式蓄电池组。
背景技术
目前，多个电池组合使用时，尤其是由多个单体圆柱形电池通过串并联组合形成大容量、高电压电池组时，一般采用并排平行焊接连接，但连接的可靠性、连接方向以及输出电流等受限制。尤其在形成大电池组时，其连接方向、输出电流等更受限制，维修、拆卸等均会破坏整个电池组，串并联工艺差，串并联不可靠。
为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种电池连接装置[申请号：200810168497.2]，该装置包括有用绝缘材料制成的、安装在电池的极端的连接块，连接块的两端分别设有串连接机构，连接块的四周分别设有并联连接机构，串联连接机构内设有与电池的极端电连接的导电片，导电片还引出至并联连接机构的配合面上，使两个分别安装有连接块的电池并联时，两个连接块上的导电片电连接。
上述方案采用弹片式结构和电池固定卡具，虽然解决了电池之间的串并联工艺问题，但是电池与弹片之间的接触点过小，部件的加工误差及组装的偏差会造成并联之间的接触不可靠，并且使用时整组电池必须用外框架进行固定，否则电池之间容易松散。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种设计合理、结构简单，电池之间的串并联可靠的串并联组合式蓄电池组。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本串并联组合式蓄电池组，包括若干电池单体，所述的电池单体分为至少两组，每组电池单体分别包括若干电极同向且并列排布的电池单体，各组电池单体由下至上依次设置，每一组电池单体中的各电池单体并联设置，上下相邻的两组电池单体串联设置，上下相邻的两组电池单体之间通过可拆卸连接结构固定相连，在最下层的一组电池单体上连接有第一汇流结构，在最上层的一组电池单体上连接有第二汇流结构。
在上述的串并联组合式蓄电池组中，所述的可拆卸连接结构包括设置在相邻两组电池单体之间的电池固定框，在电池固定框上设有若干上下贯通的电池容置槽，每个电池容置槽内分别设有环形隔离片，位于下方一组的电池单体的正极和位于上方一组的电池单体的负极分别一一对应地位于环形隔离片的两侧，且位于下方一组的电池单体的正极穿设于环形隔离片中，上下相邻的电池单体负极和电池单体正极之间通过螺纹连接结构电连接。
在上述的串并联组合式蓄电池组中，所述的螺纹连接结构包括设于电池单体正极的螺栓/螺孔和设于电池单体负极的螺孔/螺栓，所述的螺栓与螺孔螺纹相连，且上下相邻的电池单体将所述环形隔离片夹紧。
在上述的串并联组合式蓄电池组中，所述的电池固定框上设有并联网，所述的并联网分别与位于上方一组的电池单体的负极电连接和位于下方一组的电池单体的正极电连接。
在上述的串并联组合式蓄电池组中，所述的并联网呈网格状，所述的电池固定框上设有并联槽，所述的并联网嵌设于并联槽中。
在上述的串并联组合式蓄电池组中，所述的并联网上设有若干安装孔，所述的安装孔与位于下方一组的电池单体的正极和位于上方一组的电池单体的负极分别一一对应设置，所述的电池单体的正极穿设于安装孔中。
在上述的串并联组合式蓄电池组中，所述的第一汇流结构包括下固定框和位于下固定框下方的下汇流片，所述的下固定框上设有若干上下贯通的下安装孔，所述的下汇流片上设有若干下定位孔，每个下定位孔中分别穿设有一个螺钉，所述的电池单体、下安装孔、下定位孔和螺钉一一对应设置，且螺钉与电池单体负极的螺孔固连；所述的第二汇流结构包括上固定框和位于上固定框上方的上汇流片，所述的上固定框上设有若干上下贯通的上安装孔，所述的上汇流片上设有若干上定位孔，所述的上定位孔、上安装孔和电池单体的正极一一对应设置，所述的电池单体的正极穿设于上定位孔和上安装孔中，且在电池单体的正极上螺纹连接有螺母；所述的下汇流片上设有下引出端子，所述的上汇流片上设有上引出端子。
在上述的串并联组合式蓄电池组中，所述的电池固定框上设有若干第一散热孔，所述的并联网上设有若干第二散热孔，所述的上固定框上设有若干第三散热孔，所述的下固定框上设有若干第四散热孔，所述的下汇流片上设有若干第五散热孔，所述的上汇流片上设有若干第六散热孔，各个第一散热孔、第二散热孔、第三散热孔、第四散热孔、第五散热孔和第六散热孔分别一一对应设置从而形成上下贯通的散热通道。
在上述的串并联组合式蓄电池组中，还包括至少一个温度传感器，所述的温度传感器设置在所述的散热通道中，所述的温度传感器的引出线从散热通道引出。
在上述的串并联组合式蓄电池组中，所述的电池固定框的并联槽中穿设有电压测试线，所述的电压测试线的一端与一组电池单体中位于边缘的其中一个电池单体电连接，另一端横向延伸至电池固定框外侧。
与现有的技术相比，本串并联组合式蓄电池组的优点在于：
1.实现了电池单体的串并联组合，安装工艺简单，连接方便；
2.通过并联网实现电池单体之间的并联，通过螺纹连接结构实现电池单体之间的串联，串并联连接可靠，导流能力好；
3、组合后自成一体，无需其他的附加固定，结构牢固，防振动；
4、蓄电池组拆卸和维护方便；
5、散热孔形成的散热通道还能够放置温度传感器，温度传感器的安装方便；
6、温度传感器可以实现对蓄电池组的温度控制，提高电池组运行的可靠性；
7、组合用的单体电池，可以为不包裹绝缘层的单体电池，直接对电池的金属外壳进行散热，散热效果更好；
8、可广泛应用于纯电动汽车、混合电动车、电动自行车以及储能等较大型的蓄电池组应用领域。
附图说明
图1提供了本发明的结构爆炸图。
图2提供了本发明电池单体的结构示意图。
图3提供了本发明下固定框的结构示意图。
图4提供了本发明上固定框的结构示意图。
图5提供了本发明下汇流片的结构示意图。
图6提供了本发明上汇流片的结构示意图。
图7提供了本发明电池固定框的结构示意图。
图8提供了本发明并联网的结构示意图。
图9提供了本发明安装了温度传感器和电压测试线后的结构示意图。
图中，电池单体1、第一汇流结构2、下固定框21、下汇流片22、下安装孔23、下定位孔24、螺钉25、下引出端子26、下引出孔27、第二汇流结构3、上固定框31、上汇流片32、上安装孔33、上定位孔34、螺母35、上引出端子36、上引出孔37、电池固定框4、电池容置槽41、环形隔离片42、并联槽43、螺栓51、螺孔52、并联网6、安装孔61、第一散热孔71、第二散热孔72、第三散热孔73、第四散热孔74、第五散热孔75、第六散热孔76、温度传感器8、电压测试线9。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明，但本发明不限于所描述的实施例，相反，本发明包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。
如图1所示，本串并联组合式蓄电池组，包括若干电池单体1，电池单体1分为至少两组，每组电池单体1分别包括若干电极同向且并列排布的电池单体1，各组电池单体1由下至上依次设置，每一组电池单体1中的各电池单体1并联设置，上下相邻的两组电池单体1串联设置，上下相邻的两组电池单体1之间通过可拆卸连接结构固定相连，在最下层的一组电池单体1上连接有第一汇流结构2，在最上层的一组电池单体1上连接有第二汇流结构3。
如图7所示，可拆卸连接结构包括设置在相邻两组电池单体1之间的电池固定框4，在电池固定框4上设有若干上下贯通的电池容置槽41，每个电池容置槽41内分别设有环形隔离片42，位于下方一组的电池单体1的正极和位于上方一组的电池单体1的负极分别一一对应地位于环形隔离片42的两侧，且位于下方一组的电池单体1的正极穿设于环形隔离片42中，上下相邻的电池单体1负极和电池单体1正极之间通过螺纹连接结构电连接；环形隔离片42中间设有通孔，环形隔离片42的周向外侧设有对称设置于环形隔离片42两侧的套体，套体和环形隔离片42共同围成电池容置槽41，并联槽43设置于套体上且沿套体周向均匀分布，每个套体上设有八个并联槽43，其中四个并联槽43与另外四个并联槽43对称设置于环形隔离片42两侧，相邻的套体之间共用一个并联槽43，四个套体之间围成的区域设有凸起部，凸起部中间设有第一散热孔71。
如图2所示，螺纹连接结构包括设于电池单体1正极的螺栓51/螺孔52和设于电池单体1负极的螺孔52/螺栓51，螺栓51与螺孔52螺纹相连，且上下相邻的电池单体1将所述环形隔离片42夹紧。
如图8所示，电池固定框4上设有并联网6，并联网6分别与位于上方一组的电池单体1的负极电连接和位于下方一组的电池单体1的正极电连接；并联网6呈网格状，电池固定框4上设有并联槽43，并联网6嵌设于并联槽43中；并联网6上设有若干安装孔61，安装孔61与位于下方一组的电池单体1的正极和位于上方一组的电池单体1的负极分别一一对应设置，电池单体1的正极穿设于安装孔61中；并联网6包括若干呈矩形阵列分布的并联接点，安装孔61设置于并联接点上，相邻的并联接点之间通过并联条相连，并联条插设于并联槽43内，设置在并联网6上的第二散热孔72由并联接点和并联条围成。
如图1、图3和图5所示，第一汇流结构2包括下固定框21和位于下固定框21下方的下汇流片22，下固定框21上设有若干上下贯通的下安装孔23，下汇流片22上设有若干下定位孔24，每个下定位孔24中分别穿设有一个螺钉25，电池单体1、下安装孔23、下定位孔24和螺钉25一一对应设置，且螺钉25与电池单体1负极的螺孔52固连；下汇流片22上设有下引出端子26，下引出端子26设置于下汇流片22一侧，下引出端子26呈矩形且在下引出端子26上设有若干沿下引出端子26长度方向分布的下引出孔27；下安装孔23呈由下大孔和下小孔组成的下阶梯孔，最下层的电池单体1负极设置于下大孔中，最下层的电池单体1负极上的螺孔52穿过下小孔与螺钉25相连。
如图1、图4和图6所示，第二汇流结构3包括上固定框31和位于上固定框31上方的上汇流片32，上固定框31上设有若干上下贯通的上安装孔33，上汇流片32上设有若干上定位孔34，上定位孔34、上安装孔33和电池单体1的正极一一对应设置，电池单体1的正极穿设于上定位孔34和上安装孔33中，且在电池单体1的正极上螺纹连接有螺母35，上汇流片32上设有上引出端子36，上引出端子36设置于上汇流片32一侧，上引出端子36呈矩形且在上引出端子36上设有若干沿上引出端子36长度方向分布的上引出孔37；上安装孔33呈由上大孔和上小孔组成的上阶梯孔，最上层的电池单体1正极设置于上大孔中，最上层的电池单体1正极上的螺栓51穿过上小孔与螺母35相连。
如图3-8所示，电池固定框4上设有若干第一散热孔71，并联网6上设有若干第二散热孔72，上固定框31上设有若干第三散热孔73，下固定框21上设有若干第四散热孔74，下汇流片22上设有若干第五散热孔75，上汇流片32上设有若干第六散热孔76，各个第一散热孔71、第二散热孔72、第三散热孔73、第四散热孔74、第五散热孔75和第六散热孔76分别一一对应设置从而形成上下贯通的散热通道。
如图9所示，还包括至少一个温度传感器8，温度传感器8设置在散热通道中，温度传感器8的引出线从散热通道引出；电池固定框4的并联槽43中穿设有电压测试线9，电压测试线9的一端与一组电池单体1中位于边缘的其中一个电池单体1电连接，另一端横向延伸至电池固定框4外侧。
本串并联组合式蓄电池组，实现了电池单体1的串并联组合，安装工艺简单，连接方便；通过并联网6实现电池单体1之间的并联，通过螺纹连接结构实现电池单体1之间的串联，串并联连接可靠，导流能力好；组合后自成一体，无需其他的附加固定，结构牢固，防振动；蓄电池组拆卸和维护方便；散热孔形成的散热通道还能够放置温度传感器8，温度传感器8的安装方便；温度传感器8可以实现对蓄电池组的温度控制，提高电池组运行的可靠性；组合用的单体电池，可以为不包裹绝缘层的单体电池，直接对电池的金属外壳进行散热，散热效果更好；可广泛应用于纯电动汽车、混合电动车、电动自行车以及储能等较大型的蓄电池组应用领域。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了电池单体1、第一汇流结构2、下固定框21、下汇流片22、下安装孔23、下定位孔24、螺钉25、下引出端子26、下引出孔27、第二汇流结构3、上固定框31、上汇流片32、上安装孔33、上定位孔34、螺母35、上引出端子36、上引出孔37、电池固定框4、电池容置槽41、环形隔离片42、并联槽43、螺栓51、螺孔52、并联网6、安装孔61、第一散热孔71、第二散热孔72、第三散热孔73、第四散热孔74、第五散热孔75、第六散热孔76、温度传感器8、电压测试线9等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种串并联组合式蓄电池组，包括若干电池单体(1)，所述的电池单体(1)分为至少两组，每组电池单体(1)分别包括若干电极同向且并列排布的电池单体(1)，各组电池单体(1)由下至上依次设置，每一组电池单体(1)中的各电池单体(1)并联设置，上下相邻的两组电池单体(1)串联设置，其特征在于，上下相邻的两组电池单体(1)之间通过可拆卸连接结构固定相连，在最下层的一组电池单体(1)上连接有第一汇流结构(2)，在最上层的一组电池单体(1)上连接有第二汇流结构(3)。
2.根据权利要求1所述的串并联组合式蓄电池组，其特征在于，所述的可拆卸连接结构包括设置在相邻两组电池单体(1)之间的电池固定框(4)，在电池固定框(4)上设有若干上下贯通的电池容置槽(41)，每个电池容置槽(41)内分别设有环形隔离片(42)，位于下方一组的电池单体(1)的正极和位于上方一组的电池单体(1)的负极分别一一对应地位于环形隔离片(42)的两侧，且位于下方一组的电池单体(1)的正极穿设于环形隔离片(42)中，上下相邻的电池单体(1)负极和电池单体(1)正极之间通过螺纹连接结构电连接。
3.根据权利要求2所述的串并联组合式蓄电池组，其特征在于，所述的螺纹连接结构包括设于电池单体(1)正极的螺栓(51)/螺孔(52)和设于电池单体(1)负极的螺孔(52)/螺栓(51)，所述的螺栓(51)与螺孔(52)螺纹相连，且上下相邻的电池单体(1)将所述环形隔离片(42)夹紧。
4.根据权利要求3所述的串并联组合式蓄电池组，其特征在于，所述的电池固定框(4)上设有并联网(6)，所述的并联网(6)分别与位于上方一组的电池单体(1)的负极电连接和位于下方一组的电池单体(1)的正极电连接。
5.根据权利要求4所述的串并联组合式蓄电池组，其特征在于，所述的并联网(6)呈网格状，所述的电池固定框(4)上设有并联槽(43)，所述的并联网(6)嵌设于并联槽(43)中。
6.根据权利要求4所述的串并联组合式蓄电池组，其特征在于，所述的并联网(6)上设有若干安装孔(61)，所述的安装孔(61)与位于下方一组的电池单体(1)的正极和位于上方一组的电池单体(1)的负极分别一一对应设置，所述的电池单体(1)的正极穿设于安装孔(61)中。
7.根据权利要求5或6所述的串并联组合式蓄电池组，其特征在于，所述的第一汇流结构(2)包括下固定框(21)和位于下固定框(21)下方的下汇流片(22)，所述的下固定框(21)上设有若干上下贯通的下安装孔(23)，所述的下汇流片(22)上设有若干下定位孔(24)，每个下定位孔(24)中分别穿设有一个螺钉(25)，所述的电池单体(1)、下安装孔(23)、下定位孔(24)和螺钉(25)一一对应设置，且螺钉(25)与电池单体(1)负极的螺孔(52)固连；所述的第二汇流结构(3)包括上固定框(31)和位于上固定框(31)上方的上汇流片(32)，所述的上固定框(31)上设有若干上下贯通的上安装孔(33)，所述的上汇流片(32)上设有若干上定位孔(34)，所述的上定位孔(34)、上安装孔(33)和电池单体(1)的正极一一对应设置，所述的电池单体(1)的正极穿设于上定位孔(34)和上安装孔(33)中，且在电池单体(1)的正极上螺纹连接有螺母(35)；所述的下汇流片(22)上设有下引出端子(26)，所述的上汇流片(32)上设有上引出端子(36)。
8.根据权利要求7所述的串并联组合式蓄电池组，其特征在于，所述的电池固定框(4)上设有若干第一散热孔(71)，所述的并联网(6)上设有若干第二散热孔(72)，所述的上固定框(31)上设有若干第三散热孔(73)，所述的下固定框(21)上设有若干第四散热孔(74)，所述的下汇流片(22)上设有若干第五散热孔(75)，所述的上汇流片(32)上设有若干第六散热孔(76)，各个第一散热孔(71)、第二散热孔(72)、第三散热孔(73)、第四散热孔(74)、第五散热孔(75)和第六散热孔(76)分别一一对应设置从而形成上下贯通的散热通道。
9.根据权利要求8所述的串并联组合式蓄电池组，其特征在于，还包括至少一个温度传感器(8)，所述的温度传感器(8)设置在所述的散热通道中，所述的温度传感器(8)的引出线从散热通道引出。
10.根据权利要求8所述的串并联组合式蓄电池组，其特征在于，所述的电池固定框(4)的并联容置槽中穿设有电压测试线(9)，所述的电压测试线(9)的一端与一组电池单体(1)中位于边缘的其中一个电池单体(1)电连接，另一端横向延伸至电池固定框(4)外侧。
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