CN108666466A - 电池模组 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电池模组，包括正极汇流结构、负极汇流结构、正负极绝缘结构、安装结构及多个柱状电池，所述安装结构用于保持所述正极汇流结构、负极汇流结构及正负极绝缘结构三者相对位置固定，所述正极汇流结构上设置有弹性凸起，所述负极汇流结构上设置有电池卡紧结构，所述电池卡紧结构卡紧在所述柱状电池的壳体外周，所述弹性凸起的形变可在所述柱状电池拔出时恢复。本发明的电池模组，避免了传统的电池成组的点焊工艺，保护了电池，且能够方便地更换电池模组中的任意一个电池，简化了电池成组的组装过程。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池模组。
背景技术
在电动汽车、电动工具等领域，为了获得更高的电池容量，需要将多个单体电池进行串并成组，在电池成组时既要保证多个单体电池之间相应的电性连接的稳定性，不能出现短路及断路的情况，也要保证相应的结构稳定性。现有技术中通常使用的电池成组的方式需要对正负极分别通过点焊等方式进行连接，当电量需求量较大时会导致点焊数量较多的单体电池，从而使整个成组方式工序复杂、维修麻烦。此外，负极的焊点部位会因此而存在因钢壳减薄引起的电解液泄露的风险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中复杂的点焊电池成组方式会使电池的负极因钢壳减薄而导致电解液泄露的技术缺陷，提供一种电池模组。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
提供一种电池模组，包括正极汇流结构、负极汇流结构、正负极绝缘结构、安装结构及多个柱状电池，所述安装结构用于保持所述正极汇流结构、负极汇流结构及正负极绝缘结构三者相对位置固定，所述正负极绝缘结构设置在所述正极汇流结构与所述负极汇流结构之间以使所述正极汇流结构与负极汇流结构相互绝缘，所述负极汇流结构上设置有多个负极通孔，所述正负极绝缘结构上设置有与多个所述负极通孔一一对应的多个绝缘通孔，所述负极通孔的边缘设置电池卡紧结构；
所述正极汇流结构上设置有与多个所述柱状电池一一对应的多个弹性凸起，所述柱状电池的正极穿入所述负极通孔及绝缘通孔并抵顶在所述弹性凸起上，以使所述弹性凸起发生形变，所述电池卡紧结构卡紧在所述柱状电池的壳体外周，所述弹性凸起的形变可在所述柱状电池拔出时恢复；
所述正极汇流结构的边缘设置有与多个所述弹性凸起导通的正极连接片，所述负极汇流结构的边缘设置有与所述电池卡紧结构导通的负极连接片。
优选地，所述安装结构包括正极盖板及负极盖板，所述正极盖板与负极盖板连接以在二者之间形成容置腔，所述正极汇流结构、正负极绝缘结构及负极汇流结构设置在所述容置腔内，且所述正极汇流结构、正负极绝缘结构及负极汇流结构由所述正极盖板向所述负极盖板依次排布，所述正极连接片及负极连接片露出所述容置腔外侧。
优选地，所述正极盖板上设置有朝向所述负极盖板开口的凹槽，所述正极汇流结构、正负极绝缘结构、负极汇流结构及负极盖板堆叠设置在所述凹槽内，所述正极汇流结构的一侧与所述凹槽的底部抵接，所述负极汇流结构的一侧与所述负极盖板的内侧抵接。
优选地，所述柱状电池的壳体外周设置有内凹的环槽，所述电池卡紧结构包括间隔设置在所述负极通孔边缘且向所述正极汇流结构延伸的多个弹性卡爪，多个所述弹性卡爪卡紧在所述环槽内。
优选地，所述弹性卡爪在作用于所述柱状电池上的拉拔力大于预设值时从所述环槽中脱出。
优选地，所述正极汇流结构包括可导电且具有弹性的正极接触片及可导电的正极汇流板，所述正极汇流板的导电性能优于所述正极接触片的导电性能，所述正极接触片导电接触在正极汇流板远离所述正负极绝缘结构的一侧表面，所述正极汇流板上设置有多个与所述负极通孔一一对应的正极通孔，多个所述弹性凸起设置所述正极接触片上，所述正极连接片设置在所述正极汇流板的边缘。
优选地，所述正极汇流结构包括正极接触片，多个所述弹性凸起设置所述正极接触片上，所述正极连接片设置在所述正极接触片的边缘。
优选地，所述正极接触片朝向所述正负极绝缘结构的一侧表面设置有导电镀层，所述导电镀层的导电性能优于所述正极接触片的导电性能，所述正极连接片设置在所述导电镀层的边缘。
优选地，所述正负极绝缘结构包括正负极绝缘补强板，所述正负极绝缘补强板设置在所述正极汇流结构与负极汇流结构之间，所述正负极绝缘补强板上设置有与多个所述负极通孔一一对应的多个绝缘通孔。
优选地，所述正负极绝缘结构包括正负极绝缘补强板及正负极绝缘纸，所述正负极绝缘补强板设置在所述正负极绝缘纸与所述负极汇流结构之间，所述正负极绝缘纸设置在所述正负极绝缘补强板与所述正极汇流结构之间，所述正负极绝缘补强板上设置有多个第一绝缘通孔，所述正负极绝缘纸上设置有多个第二绝缘通孔，多个所述第一绝缘通孔与多个所述第二绝缘通孔一一对应以形成多个所述绝缘通孔。
根据本发明提供的电池模组，负极通孔的边缘设置电池卡紧结构，正极汇流结构上设置有与多个柱状电池一一对应的多个弹性凸起，柱状电池的正极穿入负极通孔及绝缘通孔并抵顶在弹性凸起上，以使弹性凸起发生形变，电池卡紧结构卡紧在柱状电池的壳体外周，且弹性凸起的形变可在柱状电池拔出时恢复；极汇流结构的边缘设置有与多个弹性凸起导通的正极连接片，负极汇流结构的边缘设置有与电池卡紧结构导通的负极连接片。由于柱状电池的壳体外周为负极，这样，每个柱状电池通过正极汇流结构及负极汇流结构并联形成电池模组，正极连接片及负极连接片分别形成为电池模组的正极及负极。本发明的电池模组，通过柱状电池的正极抵顶弹性凸起及电池卡紧结构卡紧柱状电池的壳体外周(负极)，能够有效的避免电池正、负极接触不良。安装时，将柱状电池的正极穿入负极通孔及绝缘通孔并抵顶在弹性凸起上即可，且需要更换其中的某个柱状电池时，只需要用力克服卡紧结构的卡紧力将柱状电池拔除即可，避免了传统的电池成组的点焊工艺，保护了电池，且能够方便地更换电池模组中的任意一个电池，简化了电池成组的组装过程。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的电池模组的立体示意图；
图2是图1中a处的放大图；
图3是本发明第一实施例提供的电池模组的爆炸图；
图4是本发明第二实施例提供的电池模组的爆炸图；
图5是本发明第三实施例提供的电池模组的爆炸图；
图6是本发明第四实施例提供的电池模组的爆炸图。
说明书中的附图标记如下：
11、正极接触片；111、弹性凸起；12、正极汇流板；121、正极通孔；122、正极连接片；
21、负极通孔；211、电池卡紧结构；2111、弹性卡爪；22、负极连接片；
31、正负极绝缘补强板；311、第一绝缘通孔；32、正负极绝缘纸；321、第二绝缘通孔；
41、正极盖板；411、凹槽；42、负极盖板；421、盖板通孔；
5、柱状电池；51、环槽。
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，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，本实施例中的前、后、内、外等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的自然使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
第一实施例：
如图1至图3所示，本发明第一实施例提供的电池模组，包括由正极接触片11及可导电的正极汇流板12构成的正极汇流结构、由负极汇流板2构成的负极汇流结构、由正负极绝缘补强板31及正负极绝缘纸32构成的正负极绝缘结构、由正极盖板41和负极盖板42构成的安装结构以及多个柱状电池5，所述安装结构4用于保持所述正极汇流结构、负极汇流结及正负极绝缘结构三者相对位置固定，所述正负极绝缘结构设置在所述正极汇流结构与所述负极汇流结构之间以使所述正极汇流结构与负极汇流结构相互绝缘，所述负极汇流板2上设置有多个负极通孔21，所述正负极绝缘结构上设置有与多个所述负极通孔21一一对应的多个绝缘通孔，所述负极通孔21的边缘设置电池卡紧结构211；所述负极汇流板2的边缘设置有与所述电池卡紧结构211导通的负极连接片22。
如图1及图3所示，所述正极盖板41与负极盖板42连接以在二者之间形成容置腔(图中未示出)，所述正极汇流结构、正负极绝缘结构及负极汇流结构设置在所述容置腔内，且所述正极汇流结构、正负极绝缘结构及负极汇流结构由所述正极盖板41向所述负极盖板42依次排布，所述正极连接片122及负极连接片22露出所述容置腔外侧，且所述正极盖板41及负极盖板42均采用塑胶或者其他绝缘材料。
本实施例中，所述正极盖板41与负极盖板42通过卡扣连接。然而，在其他实施例中，所述正极盖板41与负极盖板42还可以采用螺钉连接等其他连接方式。
如图1所示，所述正极盖板41上设置有朝向所述负极盖板42开口的凹槽411，所述正极汇流结构、正负极绝缘结构、负极汇流结构及负极盖板42堆叠设置在所述凹槽411内，所述正极汇流结构的一侧与所述凹槽411的底部抵接，所述负极汇流结构的一侧与所述负极盖板42的内侧抵接。为方便所述柱状电池5的插拔，需要在所述负极盖板42上设置与所述负极通孔21一一对应的多个盖板通孔421。
如图2所示，所述电池卡紧结构211包括间隔设置在所述负极通孔21边缘且向所述正极汇流结构延伸的多个弹性卡爪2111，所述柱状电池5的壳体外周设置有内凹的环槽51，多个所述弹性卡爪2111卡紧在所述环槽51内。当所述弹性卡爪2111在作用于所述柱状电池5上的拉拔力大于预设值时从所述环槽51中脱出。这样，不拆卸电池组的情况下，能够简便地更换其中的一个柱状电池。
本实施例中，所述正极接触片11导电接触在正极汇流板12远离所述正负极绝缘结构的一侧表面，也即是，所述正极接触片11的一侧与所述凹槽411的底部抵接。所述正极接触片11采用可以导电且具有弹性的材料，所述正极汇流板12采用其他导电性能优于所述正极接触片11的导电性能的材料，以使所述正极汇流板12的导电性能优于所述正极接触片11的导电性能。例如，所述正极接触片11是镍片，所述正极汇流板12是铜板。
如图3所示，所述正极汇流板12上设置有多个与所述负极通孔21一一对应的正极通孔121，所述正极接触片11上设置有与所述多个柱状电池5一一对应的多个弹性凸起111，所述柱状电池5的正极穿入所述负极通孔21及绝缘通孔并抵顶在所述弹性凸起111上，以使弹性凸起111发生形变，这样可以使柱状电池5的正极与所述弹性凸起111紧密接触，避免接触不良。所述电池卡紧结构211卡紧在所述柱状电池5的壳体外周。具体地，所述电池卡紧结构211卡紧在所述柱状电池5的壳体的环槽51上。所述弹性凸起111的形变可在所述柱状电池5拔出时恢复。所述正极汇流板12的边缘设置有与多个所述弹性凸起111导通的正极连接片122。
本实施例中，所述正负极绝缘补强板31设置在所述正负极绝缘纸32与所述负极汇流板2之间，所述正负极绝缘纸32设置在所述正负极绝缘补强板31与所述正极汇流板12之间，所述正负极绝缘补强板31上设置有多个第一绝缘通孔311，所述正负极绝缘纸32上设置有多个第二绝缘通孔321，多个所述第一绝缘通孔311与多个所述第二绝缘通孔321一一对应以形成多个与所述负极通孔21一一对应的绝缘通孔。所述正负极绝缘补强板31及所述正负极绝缘纸32使所述正极接触片11及正极汇流板12与负极汇流板2相互隔绝。可以理解的是，所述正负极绝缘补强板31及正负极绝缘纸32均采用塑胶或者其他绝缘材料。
上述实施例的电池模组安装过程如下：
将所述正极接触片11、正极汇流板12、正负极绝缘补强板31、正负极绝缘绝缘纸32及所述负极汇流板2依次放入所述正极盖板41的凹槽411中，盖上所述负极盖板42，负极盖板42与正极盖板41卡扣连接，正极接触片11、正极汇流板12、正负极绝缘纸32、正负极绝缘补强板31及所述负极汇流板2被压紧在正极盖板41的凹槽411底部与负极盖板42之间，以此实现正极汇流结构、负极汇流结构及正负极绝缘结构三者相对位置固定。然后，将多个所述柱状电池5穿过对应的所述盖板通孔421、负极通孔21、第一绝缘通孔311、第二绝缘通孔321及正极通孔121，使所述柱状电池5的正极抵顶在所述正极接触片11上的弹性凸起111上，并压迫所述弹性凸起111发生形变，实现所述柱状电池5的正极与所述正极接触片11的连接，此时，所述电池卡紧结构211卡紧在所述柱状电池5的壳体的环槽51上，实现所述柱状电池5的有效固定。
当需要更换某一柱状电池5时，将大于预设值(该预设值为多个弹性卡爪2111对环槽51的卡紧力)的拉拔力作用在所述柱状电池5上，即可使得多个弹性卡爪2111从所述环槽51中脱出，该柱状电池5脱离电池模组，此时，该柱状电池的正极不再抵顶在所述弹性凸起111上，所述弹性凸起111的形变恢复，以便于要更换的柱状电池5的安装。
所述电池模组投入使用时，所述多个柱状电池5的正极通过所述正极连接片122实现自由电荷的汇流及与外界的连接；所述多个柱状电池5的负极通过所述负极连接片22实现电子的汇流及与外界的连接。
需要说明的是，本实施例中所示的柱状电池5为圆柱电池。然而，在其他实施例中，所述柱状电池5也可以是方柱电池等其他形状的柱状电池。
第二实施例
如图4所示，与第一实施例的不同之处在于，所述正极汇流结构只包括正极接触片11，多个所述弹性凸起111设置所述正极接触片111上，所述正极连接片122设置在所述正极接触片11的边缘。所述正极接触片11朝向所述正负极绝缘绝缘纸32的一侧表面设置有导电镀层(图中未示出)，所述导电镀层的导电性能优于所述正极接触片11的导电性能，所述正极连接片122设置在所述导电镀层的边缘。例如，所述正极接触片11可以是通过在弹性钢的表面镀镍或者铜等导电性能优于弹性钢的其他材料形成。
第三实施例
如图5所示，与所述第一实施例的不同之处在于，所述正负极绝缘结构只包括正负极绝缘补强板31，所述正负极绝缘补强板31设置在所述正极汇流板12与所述负极汇流板2之间，所述正负极绝缘补强板31上设置有与多个所述负极通孔21一一对应的多个第一绝缘通孔311，即第一绝缘通孔311构成正负极绝缘结构的绝缘通孔。
第四实施例
如图6所示，与第二实施例的不同之处在于，所述正负极绝缘结构只包括正负极绝缘补强板31，所述正负极绝缘补强板31设置在所述正极接触片11与所述负极汇流板2之间，所述正负极绝缘补强板31上设置有与多个所述负极通孔21一一对应的多个第一绝缘通孔311，即第一绝缘通孔311构成正负极绝缘结构的绝缘通孔。
根据本发明上述实施例提供的电池模组，负极通孔的边缘设置电池卡紧结构，正极汇流结构上设置有与多个柱状电池一一对应的多个弹性凸起，柱状电池的正极穿入负极通孔及绝缘通孔并抵顶在弹性凸起上，以使弹性凸起发生形变，电池卡紧结构卡紧在柱状电池的壳体外周，且弹性凸起的形变可在柱状电池拔出时恢复；极汇流结构的边缘设置有与多个弹性凸起导通的正极连接片，负极汇流结构的边缘设置有与电池卡紧结构导通的负极连接片。由于柱状电池的壳体外周为负极，这样，每个柱状电池通过正极汇流结构及负极汇流结构并联形成电池模组，正极连接片及负极连接片分别形成为电池模组的正极及负极。本发明的电池模组，通过柱状电池的正极抵顶弹性凸起及电池卡紧结构卡紧柱状电池的壳体外周(负极)，能够有效的避免电池正、负极接触不良。安装时，将柱状电池的正极穿入负极通孔及绝缘通孔并抵顶在弹性凸起上即可，且需要更换其中的某个柱状电池时，只需要用力克服卡紧结构的卡紧力将柱状电池拔除即可，避免了传统的电池成组的点焊工艺，保护了电池，且能够方便地更换电池模组中的任意一个电池，简化了电池成组的组装过程。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电池模组，其特征在于，包括正极汇流结构、负极汇流结构、正负极绝缘结构、安装结构及多个柱状电池，所述安装结构用于保持所述正极汇流结构、负极汇流结构及正负极绝缘结构三者相对位置固定，所述正负极绝缘结构设置在所述正极汇流结构与所述负极汇流结构之间以使所述正极汇流结构与负极汇流结构相互绝缘，所述负极汇流结构上设置有多个负极通孔，所述正负极绝缘结构上设置有与多个所述负极通孔一一对应的多个绝缘通孔，所述负极通孔的边缘设置电池卡紧结构；
所述正极汇流结构上设置有与多个所述柱状电池一一对应的多个弹性凸起，所述柱状电池的正极穿入所述负极通孔及绝缘通孔并抵顶在所述弹性凸起上，以使所述弹性凸起发生形变，所述电池卡紧结构卡紧在所述柱状电池的壳体外周，所述弹性凸起的形变可在所述柱状电池拔出时恢复；
所述正极汇流结构的边缘设置有与多个所述弹性凸起导通的正极连接片，所述负极汇流结构的边缘设置有与所述电池卡紧结构导通的负极连接片。
2.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述安装结构包括正极盖板及负极盖板，所述正极盖板与负极盖板连接以在二者之间形成容置腔，所述正极汇流结构、正负极绝缘结构及负极汇流结构设置在所述容置腔内，且所述正极汇流结构、正负极绝缘结构及负极汇流结构由所述正极盖板向所述负极盖板依次排布，所述正极连接片及负极连接片露出所述容置腔外侧。
3.如权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述正极盖板上设置有朝向所述负极盖板开口的凹槽，所述正极汇流结构、正负极绝缘结构、负极汇流结构及负极盖板堆叠设置在所述凹槽内，所述正极汇流结构的一侧与所述凹槽的底部抵接，所述负极汇流结构的一侧与所述负极盖板的内侧抵接。
4.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述柱状电池的壳体外周设置有内凹的环槽，所述电池卡紧结构包括间隔设置在所述负极通孔边缘且向所述正极汇流结构延伸的多个弹性卡爪，多个所述弹性卡爪卡紧在所述环槽内。
5.如权利要求4所述的电池模组，其特征在于，所述弹性卡爪在作用于所述柱状电池上的拉拔力大于预设值时从所述环槽中脱出。
6.如权利要求1-5任意一项所述的电池模组，其特征在于，所述正极汇流结构包括可导电且具有弹性的正极接触片及可导电的正极汇流板，所述正极汇流板的导电性能优于所述正极接触片的导电性能，所述正极接触片导电接触在正极汇流板远离所述正负极绝缘结构的一侧表面，所述正极汇流板上设置有多个与所述负极通孔一一对应的正极通孔，多个所述弹性凸起设置所述正极接触片上，所述正极连接片设置在所述正极汇流板的边缘。
7.如权利要求1-5任意一项所述的电池模组，其特征在于，所述正极汇流结构包括正极接触片，多个所述弹性凸起设置所述正极接触片上，所述正极连接片设置在所述正极接触片的边缘。
8.如权利要求7任意一项所述的电池模组，其特征在于，所述正极接触片朝向所述正负极绝缘结构的一侧表面设置有导电镀层，所述导电镀层的导电性能优于所述正极接触片的导电性能，所述正极连接片设置在所述导电镀层的边缘。
9.如权利要求1-5任意一项所述的电池模组，其特征在于，所述正负极绝缘结构包括正负极绝缘补强板，所述正负极绝缘补强板设置在所述正极汇流结构与负极汇流结构之间，所述正负极绝缘补强板上设置有与多个所述负极通孔一一对应的多个绝缘通孔。
10.如权利要求1-5任意一项所述的电池模组，其特征在于，所述正负极绝缘结构包括正负极绝缘补强板及正负极绝缘纸，所述正负极绝缘补强板设置在所述正负极绝缘纸与所述负极汇流结构之间，所述正负极绝缘纸设置在所述正负极绝缘补强板与所述正极汇流结构之间，所述正负极绝缘补强板上设置有多个第一绝缘通孔，所述正负极绝缘纸上设置有多个第二绝缘通孔，多个所述第一绝缘通孔与多个所述第二绝缘通孔一一对应以形成多个所述绝缘通孔。
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