CN109148743A - 电池模组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池模组，包括多个单体电池模组；每一单体电池模组包括两个电池固定基板、中空连接柱、汇流片和汇流片固定架；电池固定基板上分布有固定孔和减重盲孔；连接柱包括下套接部、中连接部和上套接部，上套接部的上端形成一支柱，下套接部的下端形成一与支柱匹配的定位孔；汇流片包括定位孔、焊接点和连接孔，螺丝依次穿过定位孔和螺丝孔实现汇流片和汇流片固定架的固定；连接轴穿过电池固定基板的通孔和连接孔实现电池固定基板和汇流片的串联固定。本发明不仅可任意拼接出不同规格的电池固定基板，再通过连接柱和连接轴实现若干电池固定基板的串联固定；而且能够快速实现相邻单体电池模组的电流汇流，提高装配效率，减少生产成本。
Description
技术领域
本发明属于电池技术领域，特别是涉及一种电池模组。
背景技术
锂电池在我们日常生活中的应用越来越广泛，锂电池以不同的生产工艺、以不同的使用需求，产生了很多种不同封装形式，如方形软包锂电池、方形金属壳锂电池、圆形金属壳锂电池等，其中，以圆形金属壳锂电池为代表的封装被广泛使用在笔记本电脑、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、电动工具等领域。
通常是将若干锂电池并联或串联实现工作的，这就需要对若干锂电池进行固定。中国专利CN 202503048 U公开了一种“圆柱锂电池支架”，包括：架体，架体上设置有多个电芯固定座A1，架体上设置有两个以上的支柱A2，部分支柱A2的中心设有固定螺丝通孔A3，其他的支柱A2对应设置有紧固螺丝孔A4，架体上设置有多个支柱定位孔A5，紧固支架用的螺丝通过支柱A2上固定螺丝通孔A3和紧固螺丝孔A4对支架整体进行紧固。但是该圆柱锂电池支架为成型支架，其所组成部分均为一次成型，因此，该电池支架只能适用于4*8的电池的组装成型，其组装方式唯一，不能满足不同客户的使用需求。
另外，多个锂电池模组串联后，需要在相邻两个锂电池的极柱上焊接铜片式端子以实现相邻两个锂电池组的电流汇流，这种端子结构简单，端子孔与铅套以及极柱配合烧焊面积大，导电能力强，铅套结构无需密封圈，防爬酸效果好，烧焊后可以直接打上色胶无需底胶，不但节约成本，而且提高了电池的品质。但这种结构的端子在铜片、极柱、铅套一起焊接时端子铜片表面氧化层与融化的铅液粘接性能差往往会造成虚焊，使焊接质量得不到保证，影响电池的品质。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种电池模组，不仅可任意拼接出不同规格的电池固定基板，再通过连接柱和连接轴实现若干电池固定基板的串联固定，本固定装置拆装方便，且整体的结构强度较佳，在安装、运输和系统运行过程中不会发生锂电池散落的状况；而且能够快速实现相邻单体电池模组的电流汇流，提高装配效率，减少生产成本。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种电池模组，包括多个单体电池模组、外部护架和连接轴，所述外部护架位于电池模组的左、右侧边，所述连接轴将多个单体电池模组和外部护架串联固定；
每一单体电池模组包括两个电池固定基板、连接两个电池固定基板的中空连接柱、汇流片和汇流片固定架，所述汇流片与所述汇流片固定架固定连接，所述汇流片固定架与所述电池固定基板插接固定；
所述电池固定基板的相邻两边的任一边等间距分布有若干插接凹槽，另一边等间距分布有若干与插接凹槽相匹配的插接凸块；
所述汇流片固定架任一相对的两侧分别设有若干匹配的连接凹槽和连接凸块，且所述汇流片固定架的中心具有一贯穿的螺丝孔；
所述电池固定基板上分布有若干用于放置锂电池的固定孔和若干减重盲孔，所述减重盲孔位于所述电池固定基板的任一侧，所述减重盲孔与所述固定孔间隔分布，每一所述减重盲孔的内壁与相邻固定孔的内壁之间形成的连接段的壁厚与固定孔的壁厚皆相等，所述固定孔的内壁对称设有若干条加强筋，所述加强筋由固定孔的内壁上端向下延伸形成；
所述连接柱包括下套接部、中连接部和上套接部，所述下套接部和所述上套接部皆与固定孔匹配套接，所述上套接部的上端向上延伸形成一支柱，所述下套接部的下端向内凹陷形成一与支柱匹配连接的定位孔；所述中连接部的外周壁形成有若干条连接凹面，所述连接凹面的弧面与锂电池的外表面相匹配；
所述汇流片包括若干定位孔、若干焊接点和至少一个连接孔，若干所述定位孔横向分布于汇流片的上部，且定位孔与螺丝孔相对应，螺丝依次穿过定位孔和螺丝孔实现汇流片和汇流片固定架的固定连接；所述焊接点和所述连接孔皆分布于定位孔的下方，所述焊接点以矩阵式分布，每行焊接点的数量与定位孔的数量相匹配，所述连接孔位于所述汇流片的中心，连接轴穿过电池固定基板的通孔和连接孔实现若干电池固定基板和若干汇流片的串联固定。
进一步地说，实现所述汇流片固定架与所述电池固定基板插接固定的结构为以下两者结构中的一种：
第一种为水平方向固定：该固定方式的汇流片为平面状，所述汇流片固定架的下侧壁设有第一插接口，所述第一插接口由汇流片固定架的下侧壁的前端向后延伸形成，所述电池固定基板的上端设有与第一插接口匹配的插接柱；
第二种为垂直方向固定：该固定方式的汇流片为L型，所述汇流片固定架的后侧壁设有第二插接口，所述第二插接口由汇流片固定架的后侧壁的上端向下延伸形成，所述电池固定基板的上端设有与第二插接口匹配的插接柱。
进一步地说，所述加强筋由固定孔的内壁上端向下延伸到固定孔的内壁中部。
进一步地说，所述电池固定基板上的固定孔的分布方式为矩阵式分布。
进一步地说，所述固定孔的内壁对称设有4条加强筋。
进一步地说，所述减重盲孔为半圆形、圆形、三角形或正方形。
进一步地说，所述第一插接口和所述第二插接口皆为末端封闭的插接口。
进一步地说，所述焊接点为十字形焊接点。
进一步地说，所述汇流片为镍片。
进一步地说，所述汇流片固定架的数量与所述电池固定基板的尺寸相匹配。
进一步地说，所述电池固定基板为混合有PC的ABS电池固定基板；所述汇流片固定架为混合有玻璃纤维的PA6固定架；所述连接柱为混合有玻璃纤维的PA6连接柱。
进一步地说，所述插接凹槽的横截面、所述插接凸块的横截面、所述连接凹槽的横截面和所述连接凸块的横截面皆为燕尾形。
进一步地说，所述上套接部的高度和所述下套接部的高度皆与所述固定孔的高度相等。
本发明的有益效果至少具有以下几点：
1、本发明包括矩形电池固定基板、连接柱、汇流片和汇流片固定架，电池固定基板可通过插接凹槽和插接凸块任意拼接，再通过连接柱实现相邻电池固定基板的串联，最后连接轴穿过若干连接柱的中心且连接轴的两端与螺母锁固实现若干电池固定基板与锂电池的固定，其拼接方式多样化，能够满足不同客户的使用需求，且其结构拆装方便，整体的结构强度较佳，在安装、运输和系统运行过程中不会发生锂电池散落的状况；另外螺丝依次穿过汇流片上端的定位孔与汇流片固定架的螺丝孔实现汇流片与汇流片固定架的快速固定，快速实现相邻单体电池模组的电流汇流，摒弃传统的焊接固定，可提高装配效率，减少生产成本；
2、本发明汇流片固定架的任一相对的两侧分别设有匹配的连接凹槽和连接凸块，连接凹槽和连接凸块的插接可以实现若干汇流片固定架的自由连接，使汇流片固定架的数量与电池固定基板的尺寸相匹配；
3、本发明电池固定基板上的减重盲孔的内壁与相邻固定孔的内壁之间形成的连接段的壁厚与固定孔的壁厚皆相等，该结构设计不仅利于减少电池固定基板的加工成本，也利于固定孔热压成型后，在冷却过程中固定孔内壁收缩的均一性，相较于实心的减重孔，能够避免固定孔因壁厚不均导致其冷却缩水变形不均衡；
4、本发明固定孔的内壁对称设有若干条加强筋，在固定孔成型过程中若内壁出现有缺口的情况，该加强筋具有一定的补偿作用，能够提高连接柱与固定孔插接时的稳固性；
5、本发明中连接部的外周壁形成有若干条连接凹面，连接凹面的弧面与锂电池的外表面相匹配，相较于圆周面的连接柱，该设计利于将连接柱与锂电池的接触由线接触变为面接触，利于提高连接柱与固定孔插接时的稳定性；
6、本发明汇流片上的焊接点与电池固定基板上的锂电池数量相匹配，该焊接点为十字形焊接点，焊接十字形的任意两点都可实现电池的正负极导通；
7、本发明的汇流片固定架分别在下侧壁设有第一插接口和在后侧壁设有第二插接口，当汇流片为平面状时，适用第一插接口与电池固定基板上端的插接柱插接固定；当汇流片为L型时，适用第二插接口与电池固定基板上端的插接柱插接固定，因此本发明可根据电池模组的组装方式更换相应的汇流片以及汇流片固定架与电池固定基板的插接方式，实用性较广；
8、本发明连接柱的上套接部的上端向上延伸形成一支柱，下套接部的下端向内凹陷形成一与支柱匹配连接的定位孔，该结构设计利于提高若干连接柱串联时的稳定性，从而提供整体结构的稳固性；
9、本发明的电池固定基板为混合有PC的ABS电池固定基板，连接柱为混合有玻璃纤维的PA6连接柱，两者的材质不仅利于注塑成型，还具有重量轻、散热性佳、强度高等优点。
附图说明
图1是现有电池支架的结构示意图；
图2是本发明实施例1的结构示意图；
图3是本发明实施例1的单体电池模组的结构示意图；
图4是本发明实施例1的电池固定基板、汇流片及汇流片固定架结合的结构示意图；
图5是本发明实施例1的电池固定基板与汇流片固定架结合的结构示意图；
图6是本发明实施例1的汇流片的结构示意图；
图7是本发明实施例2的结构示意图；
图8是本发明实施例2的单体电池模组的结构示意图；
图9是本发明实施例2的电池固定基板、汇流片及汇流片固定架结合的结构示意图；
图10是本发明实施例2的电池固定基板与汇流片固定架结合的结构示意图；
图11是本发明实施例2的汇流片的结构示意图；
图12是本发明的电池固定基板的结构示意图之一(固定孔以6*7的分布方式为例)；
图13是图12的A部放大结构示意图；
图14是本发明的电池固定基板的结构示意图之二(固定孔以6*7的分布方式为例)；
图15是图14的B部放大结构示意图；
图16是本发明的连接柱的结构示意图之一；
图17是本发明的连接柱的结构示意图之二；
图18是本发明汇流片固定架的侧视图；
图19是本发明汇流片固定架的仰视图；
图20是本发明汇流片固定架的俯视图；
附图中各部分标记如下：
单体电池模组A、外部护架B、连接轴C、电池固定基板1、插接凹槽11、插接凸块12、固定孔13、减重盲孔14、连接段15、加强筋16、连接柱2、下套接部21、定位孔211、中连接部22、连接凹面221、上套接部23、支柱231、汇流片3、定位孔31、焊接点32、连接孔33、汇流片固定架4、汇流片固定架4、连接凹槽41、连接凸块42、螺丝孔43、第一插接口44、第二插接口45和锂电池5。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1：一种电池模组，如图2-图6和图12-图20所示，包括多个单体电池模组A、外部护架B和连接轴C，所述外部护架B位于电池模组的左、右侧边，所述连接轴C将多个单体电池模组和外部护架串联固定，通过连接轴两端的螺母实现连接轴、多个单体电池模具和外部护架的固定；
每一单体电池模组A包括两个电池固定基板1、连接两个电池固定基板的中空连接柱2、汇流片3和汇流片固定架4，所述汇流片3与所述汇流片固定架4固定连接，所述汇流片固定架4与所述电池固定基板1插接固定；
所述电池固定基板1的相邻两边的任一边等间距分布有若干插接凹槽11，另一边等间距分布有若干与插接凹槽相匹配的插接凸块12；
所述汇流片固定架4任一相对的两侧分别设有若干匹配的连接凹槽41和连接凸块42，且所述汇流片固定架4的中心具有一贯穿的螺丝孔43；本实施例中，所述汇流片固定架的左侧设有两条连接凹槽，所述汇流片固定架的右侧设有两条与所述连接凹槽相匹配的连接凸块；螺丝孔为铜螺丝孔。
所述电池固定基板1上分布有若干用于放置锂电池的固定孔13和若干减重盲孔14，所述减重盲孔14位于所述电池固定基板的任一侧，所述减重盲孔14与所述固定孔13间隔分布，每一所述减重盲孔14的内壁与相邻固定孔的内壁之间形成的连接段15的壁厚与固定孔的壁厚皆相等，所述固定孔13的内壁对称设有若干条加强筋16，所述加强筋16由固定孔的内壁上端向下延伸形成；
所述连接柱2包括下套接部21、中连接部22和上套接部23，所述下套接部21和所述上套接部23皆与固定孔匹配套接，所述上套接部23的上端向上延伸形成一支柱231，所述下套接部21的下端向内凹陷形成一与支柱匹配连接的定位孔211；所述中连接部22的外周壁形成有若干条连接凹面221，所述连接凹面的弧面与锂电池的外表面相匹配；
所述汇流片3包括若干定位孔31、若干焊接点32和至少一个连接孔33，若干所述定位孔31横向分布于汇流片的上部，且定位孔与螺丝孔相对应，螺丝依次穿过定位孔和螺丝孔实现汇流片和汇流片固定架的固定连接；所述焊接点32和所述连接孔33皆分布于定位孔的下方，所述焊接点以矩阵式分布，每行焊接点的数量与定位孔的数量相匹配，所述连接孔位于所述汇流片的中心，连接轴穿过电池固定基板的通孔和连接孔实现若干电池固定基板和若干汇流片的串联固定。
实现所述汇流片固定架4与所述电池固定基板1插接固定的结构为：该固定方式的汇流片为平面状，所述汇流片固定架4的下侧壁设有第一插接口44，所述第一插接口44由汇流片固定架的下侧壁的前端向后延伸形成，所述电池固定基板1的上端设有与第一插接口匹配的插接柱。
所述加强筋16由固定孔的内壁上端向下延伸到固定孔的内壁中部。
所述电池固定基板1上的固定孔的分布方式为矩阵式分布。电池固定基板上的固定孔的分布方式可以是1*2、1*3、1*4、2*2、2*3、2*4、3*3、3*4或4*4，但不限于此，本实施例中固定孔的分布方式为6*7。
所述固定孔13的内壁对称设有4条加强筋。
所述减重盲孔14为半圆形、圆形、三角形或正方形。与2个固定孔相邻的减重盲孔为半圆形或三角形；与4个固定孔相邻的减重盲孔为圆形或正方形。
所述第一插接口44为末端封闭的插接口。
所述焊接点32为十字形焊接点。
所述汇流片3为镍片。
所述汇流片固定架4的数量与所述电池固定基板的尺寸相匹配。
所述电池固定基板1为混合有PC的ABS电池固定基板；所述汇流片固定架4为混合有玻璃纤维的PA6固定架；所述连接柱2为混合有玻璃纤维的PA6连接柱。
所述插接凹槽11的横截面、所述插接凸块12的横截面、所述连接凹槽41的横截面和所述连接凸块42的横截面皆为燕尾形。
所述上套接部23的高度和所述下套接部21的高度皆与所述固定孔的高度相等。
实施例2：一种电池模组，如图7-图20所示，其余与实施例1相同，所不同之处在于：实现所述汇流片固定架与所述电池固定基板插接固定的结构为：该固定方式的汇流片为L型，所述汇流片固定架的后侧壁设有第二插接口45，所述第二插接口45由汇流片固定架的后侧壁的上端向下延伸形成，所述电池固定基板的上端设有与第二插接口匹配的插接柱。
所述第二插接口45为末端封闭的插接口。
本发明的工作原理如下：
先利用电池固定基板的插接凹槽和插接凸块任意拼接出所需的电池固定板的尺寸，在电池固定板的固定孔内放置锂电池后(且在电池固定板的中心处预留两个固定孔放置连接柱)，再通过连接柱实现相邻电池固定板的串联，再根据汇流片固定架与电池固定基板的固定方式选择适合的汇流片的形状，再根据电池固定基板的尺寸确定与电池固定基板插接固定的汇流片固定架的数量，电池固定基板与汇流片固定架插接固定后，安装汇流片，螺丝依次穿过汇流片的定位孔和汇流片固定架的螺丝孔实现汇流片和汇流片固定架的固定连接，然后在汇流片的十字形焊接点上任意焊接两点与电池的正负极导通，最后连接轴穿过若干连接柱的中心且连接轴的两端与螺母锁固实现多个单体电池的固定。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种电池模组，其特征在于：包括多个单体电池模组、外部护架和连接轴，所述外部护架位于电池模组的左、右侧边，所述连接轴将多个单体电池模组和外部护架串联固定；
每一单体电池模组包括两个电池固定基板、连接两个电池固定基板的中空连接柱、汇流片和汇流片固定架，所述汇流片与所述汇流片固定架固定连接，所述汇流片固定架与所述电池固定基板插接固定；
所述电池固定基板的相邻两边的任一边等间距分布有若干插接凹槽，另一边等间距分布有若干与插接凹槽相匹配的插接凸块；
所述汇流片固定架任一相对的两侧分别设有若干匹配的连接凹槽和连接凸块，且所述汇流片固定架的中心具有一贯穿的螺丝孔；
所述电池固定基板上分布有若干用于放置锂电池的固定孔和若干减重盲孔，所述减重盲孔位于所述电池固定基板的任一侧，所述减重盲孔与所述固定孔间隔分布，每一所述减重盲孔的内壁与相邻固定孔的内壁之间形成的连接段的壁厚与固定孔的壁厚皆相等，所述固定孔的内壁对称设有若干条加强筋，所述加强筋由固定孔的内壁上端向下延伸形成；
所述连接柱包括下套接部、中连接部和上套接部，所述下套接部和所述上套接部皆与固定孔匹配套接，所述上套接部的上端向上延伸形成一支柱，所述下套接部的下端向内凹陷形成一与支柱匹配连接的定位孔；所述中连接部的外周壁形成有若干条连接凹面，所述连接凹面的弧面与锂电池的外表面相匹配；
所述汇流片包括若干定位孔、若干焊接点和至少一个连接孔，若干所述定位孔横向分布于汇流片的上部，且定位孔与螺丝孔相对应，螺丝依次穿过定位孔和螺丝孔实现汇流片和汇流片固定架的固定连接；所述焊接点和所述连接孔皆分布于定位孔的下方，所述焊接点以矩阵式分布，每行焊接点的数量与定位孔的数量相匹配，所述连接孔位于所述汇流片的中心，连接轴穿过电池固定基板的通孔和连接孔实现若干电池固定基板和若干汇流片的串联固定。
2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：实现所述汇流片固定架与所述电池固定基板插接固定的结构为以下两者结构中的一种：
第一种为水平方向固定：该固定方式的汇流片为平面状，所述汇流片固定架的下侧壁设有第一插接口，所述第一插接口由汇流片固定架的下侧壁的前端向后延伸形成，所述电池固定基板的上端设有与第一插接口匹配的插接柱；
第二种为垂直方向固定：该固定方式的汇流片为L型，所述汇流片固定架的后侧壁设有第二插接口，所述第二插接口由汇流片固定架的后侧壁的上端向下延伸形成，所述电池固定基板的上端设有与第二插接口匹配的插接柱。
3.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述加强筋由固定孔的内壁上端向下延伸到固定孔的内壁中部。
4.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述固定孔的内壁对称设有4条加强筋。
5.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述减重盲孔为半圆形、圆形、三角形或正方形。
6.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述第一插接口和所述第二插接口皆为末端封闭的插接口。
7.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述焊接点为十字形焊接点。
8.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述汇流片为镍片。
9.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述汇流片固定架的数量与所述电池固定基板的尺寸相匹配。
10.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述电池固定基板为混合有PC的ABS电池固定基板；所述汇流片固定架为混合有玻璃纤维的PA6固定架；所述连接柱为混合有玻璃纤维的PA6连接柱。
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