CN109244280B - 一种圆柱型锂离子电池模组结构 - Google Patents
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Abstract
一种圆柱型锂离子电池模组结构，包括电池，支架，汇流片，导电导热板，螺杆；所述的电池为圆柱型锂离子电池；所述支架包括左支架和右支架，左支架和右支架将电池固定于中间，左支架和右支架通过支架连接结构进行连接固定，所述支架由绝缘阻燃材料制成；所述支架包括可以使所述螺杆与汇流片隔开的螺杆固定腔，用于汇流片与电池的正极或负极接触通电的支架通孔，防止汇流片侧边暴露造成短路或打火的密封装置；所述支架的外侧面通过固定装置安装有所述汇流片，汇流片的内侧面通过所述支架的支架通孔贴合电池的正极或负极，汇流片外侧面贴合所述导电导热板的内侧面，所述汇流片设有用于通过所述螺杆的汇流片通孔。
Description
技术领域
本发明涉及一种圆柱型锂离子电池模组结构。
背景技术
中国地域辽阔，南北温差极大，因为北方的冬天气温常常处于零下，因此销往北方的电动汽车的电池包需要带加热功能，否则在零下的环境中电池包无法充电，而南方的冬天气温基本处于零摄氏度以上，为了节约成本，销往南方的电动汽车可以取消加热功能；为此，同一款车型会有带加热功能和无加热功能两种状态，对应的，其电池包也会有携带加热片和不携带加热片两种状态。
圆柱型锂离子电池的工艺最成熟，运用广泛，而其加热是一个难题：第一，圆柱型电池的成组，需要支架固定，支架材质要求绝缘性能好，密度小，强度大，成本低；而满足这些要求的材质导热性能都比较差，这样对于从模组外部给电池加热增加了困难；第二，圆柱型电池组都需要数量众多的电池进行成组，从模组外部加热会导致各电池的温度不均匀，靠近模组外侧的电池温度高，远离模组外侧的电池温度低，电池温差大会影响其功能和循环寿命；第三，从模组内部对电池进行加热，势必需要增大电池之间的间隙，导致模组的尺寸增大；而且在模组内部加热，加热片加工工艺复杂，模组组装也复杂，效率低下。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种圆柱型锂离子电池模组结构，本发明加热设计成本低，组装简单，并且电池之间的温差小，大大提高工作效率，对于携带加热片和不携带加热片，电池模组的尺寸不变，可以根据需求添加或不添加加热片，达到一体双用达到效果。
本发明采用以下技术方案：
一种圆柱型锂离子电池模组结构，包括电池，支架，汇流片，导电导热板，螺杆；所述的电池为圆柱型锂离子电池；所述支架包括左支架和右支架，左支架和右支架将电池固定于中间，左支架和右支架通过支架连接结构进行连接固定，所述支架由绝缘阻燃材料制成； 所述支架包括可以使所述螺杆与汇流片隔开的螺杆固定腔，用于汇流片与电池的正极或负极接触通电的支架通孔，防止汇流片侧边暴露造成短路或打火的密封装置；所述支架的外侧面通过固定装置安装有所述汇流片，汇流片的内侧面通过所述支架的支架通孔贴合电池的正极或负极，汇流片外侧面贴合所述导电导热板的内侧面，所述汇流片设有用于通过所述螺杆的汇流片通孔；所述导电导热板由导电导热功能的材料制成，导电导热板包括平板、凸台和用于通过所述螺杆的通孔；所述凸台凸起于平板上。
一种圆柱型锂离子电池模组结构，还包括加热片，所述加热片设有用于外接电源的正、负极引线，所述加热片安装于所述导电导热板的外侧面，所述加热片设有防止与所述导电导热板的部件干涉的避让位，加热片的厚度不大于所述凸台厚度，所述加热片的表面覆盖绝缘层。
一种圆柱型锂离子电池模组结构，所述的支架连接结构包括设置于所述左支架的带凸台连接栏、设置于右支架与左支架配合安装的带凹台连接栏。
一种圆柱型锂离子电池模组结构，所述的固定装置为在支架上设有的安装孔，通过汇流片安装孔将汇流片通过绝缘螺栓安装于支架的外侧面上。
一种圆柱型锂离子电池模组结构，所述的螺杆固定腔包括圆环凸台和圆环凹槽，在两个所述支架相互连接时，所述的圆环凸台和圆环凹槽相互配合，使得圆环凸台卡入圆环凹槽，形成一个中空的腔体，防止螺杆与汇流片安全距离过小而接通或打火。
一种圆柱型锂离子电池模组结构，所述的密封装置为密封凸缘，包括支架一侧的“L”型凸缘与另一侧的倒“7”型凸缘，在两个所述支架相互连接时，所述的“L”型凸缘与倒“7”型凸缘相互卡和，密封所述支架的两侧，防止汇流片侧边暴露造成短路或打火。
一种圆柱型锂离子电池模组结构，所述支架还设有定位凸台，所述定位凸台为所述支架通孔旁边向外凸起成圆柱体，根据汇流片安装位置相应的在所述汇流片设有用于通过定位凸台的汇流片定位孔，根据导电导热板安装位置相应的在所述导电导热板设有用于通过定位凸台的定位孔，使得定位凸台可以快速的将汇流片及导电导热板安装于所述支架的正确位置。
一种圆柱型锂离子电池模组结构，所述的导电导热板用铜制成。
附图说明
图1是本发明的分解结构示意图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是本发明的支架示意图；
图4是本发明的支架局部示意图；
图5是本发明的支架连接示意图；
图6是本发明的导电导热板示意图；
图7是本发明的加热片示意图；
图8是本发明的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案更加清楚，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步说明：
如图1～图8所示，一种圆柱型锂离子电池模组结构，包括：导电导热板1，加热片2，支架3，汇流片4，电池5，螺杆。
电池5为圆柱型锂离子电池；支架3由绝缘阻燃材料制成，用于将电池5固定；支架3包括左支架36和右支架37，通过支架连接结构38，将左支架36和右支架37连接固定；支架3设有与汇流片4的连接片43相同数量及位置对应的支架通孔34，确保电池5的正极或负极都能通过支架通孔34和连接片43接触通电；支架3的外侧面设有汇流片4；汇流片4的的连接片43通过支架3的支架通孔34贴合电池5的正极或负极，汇流片4外侧面与导电导热板1的内侧面贴合；电池5通过汇流片4将电流传导到导电导热板1，导电导热板1由导电导热功能的材料制成，导电导热板1还包括平板11和凸台12，凸台12凸起于平板11，确保在每两组电池组靠近接触时，各自的凸台12能够接触通电，以完成两组或多组电池组的串联，并通过螺栓连接固定两组或多组电池组的连接，形成电池模组。
根据需要，可以在天气寒冷的地区，导电导热板1的外侧面贴合加热片2，加热片2的厚度不大于凸台12厚度，表面覆盖绝缘层，加热片2设有正、负极引线22，正、负极引线22用于接外部电源（图中未示出），通电使得加热片2发热，热量从加热片2通过导电导热板1传导至汇流片4，再从汇流片4的连接片43传导至电池5；因为所有电池加热面积相同，加热均匀，所以电池之间的温差小，受热均匀。
组装完成后，汇流片4、加热片2及导电导热板1被支架3包裹，不外露，避免漏电。
优选的，导电导热板1用铜制成。
实施例一：
如图1～图8所示，一种圆柱型锂离子电池模组结构，包括：导电导热板1，支架3，汇流片4，电池5，螺杆；支架3由绝缘阻燃材料制成，包括左支架36和右支架37，左支架36和右支架37均设置有螺杆固定腔31、定位凸台32，密封凸缘33，安装孔35。
电池5固定于左支架36和右支架37之间，左支架36还设有带凸台连接栏361，右支架37还设有与左支架36配合安装的带凹台连接栏371，带凸台连接栏361和带凹台连接栏371相互配合连接，形成支架连接结构38，将电池5包裹固定于支架3里，螺杆（图中未示出）通过螺杆固定腔31连接两组或多组电池。
如图3和图5所示，支架3设有螺杆固定腔31、定位凸台32，密封凸缘33，支架通孔34；螺杆固定腔31由圆环凸台311及圆环凹槽312组成，在两组电池组串联时，两组支架3背靠背连接，第一组电池6的右支架37的圆环凸台311和第二组电池7的左支架36的圆环凹槽312配合；同时，第一组电池6的右支架37的圆环凹槽312和第二组电池7的左支架36的圆环凸台311配合，即使得圆环凸台311卡入圆环凹槽312，形成一个中空的腔体。
如图4和图5所示，密封凸缘33包括支架一侧的“L”型凸缘331与另一侧的倒“7”型凸缘332，在两组电池组串联，两组支架3背靠背连接，第一组电池6的右支架37的“L”型凸缘331和第二组电池7的左支架36的倒“7”型凸缘332相互卡和；同时，第一组电池6的右支架37的倒“7”型凸缘332和第二组电池7的左支架36的“L”型凸缘331相互卡和，形成密封凸缘33，密封支架两侧，防止汇流片侧边暴露造成短路或打火。
支架3的定位凸台32为所述支架通孔旁边向外凸起成圆柱体；支架3的外侧面设有汇流片4，汇流片4设有汇流片通孔41，汇流片定位孔42，连接片43，汇流片安装孔44； 汇流片4外侧面贴合导电导热板1的内侧面，导电导热板1设有通孔14，定位孔13；定位孔13和汇流片定位孔42被定位凸台32穿过定位，确保导电导热板1和汇流片2安装位置准确；支架3的安装孔35和汇流片安装孔44通过绝缘螺栓固定连接，将汇流片4固定安装于支架3上；汇流片4的连接片43通过支架3的支架通孔34贴合电池5的正极或负极；通孔14和汇流片通孔41用于容纳螺杆固定腔31，使通过的螺杆被支架3包围，间隔螺杆和汇流片4，防止螺杆与汇流片4安全距离过小而接通或打火。
导电导热板1还包括平板11和凸台12，凸台12凸起于平板11，确保在每两组电池组靠近接触时，各自的凸台12能够接触通电，以完成两组或多组电池的串联，并通过螺栓连接固定两组或多组电池组的连接，形成电池模组。
实施例二：
如图1～图8所示，一种圆柱型锂离子电池模组结构，包括：导电导热板1，支架3，汇流片4，电池5，螺杆；支架3由绝缘阻燃材料制成，包括左支架36和右支架37，左支架36和右支架37均设置有螺杆固定腔31、定位凸台32，密封凸缘33，安装孔35。
电池5固定于左支架36和右支架37之间，左支架36还设有带凸台连接栏361，右支架37还设有与左支架36配合安装的带凹台连接栏371，带凸台连接栏361和带凹台连接栏371相互配合连接，形成支架连接结构38，将电池5包裹固定于支架3里，螺杆（图中未示出）通过螺杆固定腔31连接两组或多组电池。
如图3和图5所示，支架3设有螺杆固定腔31、定位凸台32，密封凸缘33，支架通孔34；螺杆固定腔31由圆环凸台311及圆环凹槽312组成，在两组电池组串联时，两组支架3背靠背连接，第一组电池6的右支架37的圆环凸台311和第二组电池7的左支架36的圆环凹槽312配合；同时，第一组电池6的右支架37的圆环凹槽312和第二组电池7的左支架36的圆环凸台311配合，即使得圆环凸台311卡入圆环凹槽312，形成一个中空的腔体。
如图4和图5所示，密封凸缘33包括支架一侧的“L”型凸缘331与另一侧的倒“7”型凸缘332，在两组电池组串联，两组支架3背靠背连接，第一组电池6的右支架37的“L”型凸缘331和第二组电池7的左支架36的倒“7”型凸缘332相互卡和；同时，第一组电池6的右支架37的倒“7”型凸缘332和第二组电池7的左支架36的“L”型凸缘331相互卡和，形成密封凸缘33，密封支架两侧，防止汇流片侧边暴露造成短路或打火。
支架3的定位凸台32为所述支架通孔旁边向外凸起成圆柱体；支架3的外侧面设有汇流片4，汇流片4设有汇流片通孔41，汇流片定位孔42，连接片43，汇流片安装孔44； 汇流片4外侧面贴合导电导热板1的内侧面，导电导热板1设有通孔14，定位孔13；定位孔13和汇流片定位孔42被定位凸台32穿过定位，确保导电导热板1和汇流片2安装位置准确；支架3的安装孔35和汇流片安装孔44通过绝缘螺栓固定连接，将汇流片4固定安装于支架3上；汇流片4的连接片43通过支架3的支架通孔34贴合电池5的正极或负极；通孔14和汇流片通孔41用于容纳螺杆固定腔31，使通过的螺杆被支架3包围，间隔螺杆和汇流片4，防止螺杆与汇流片4安全距离过小而接通或打火。
导电导热板1还包括平板11和凸台12，凸台12凸起于平板11，确保在每两组电池组靠近接触时，各自的凸台12能够接触通电，以完成两组或多组电池的串联，并通过螺栓连接固定两组或多组电池组的连接，形成电池模组。
加热片2的厚度不大于凸台12厚度，表面覆盖绝缘层，安装于导电导热板1的外侧面，使用背胶粘于平板11上；加热片2设有正负极引线22，避让位21；避让位21防止加热片2与导电导热板1的部件干涉，正负极引线22用于接外部电源，通电使得加热片发热，热量从加热片2通过导电导热板1传导至汇流片4，再从汇流片4传导至电池5；因为所有电池加热面积相同，加热均匀，所以电池之间的温差小，受热均匀。
本发明的有益效果为：首先，使圆柱型锂离子电池模组均匀加热，降低各个电池之间的温差；第二、串联各个圆柱型锂离子电池模组时，内部可以直接通电，无需另外接线；第三、生产的设备尺寸固定，不需要另外做成更改就可根据各地实际情况，考虑是否安装加热片，从而简化了的产品的设计，降低了产品的生产成本，提高了生产效率；综上，本发明设计简单，节省成本，组装方便，生产效率得到有效的提高。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，仍属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种圆柱型锂离子电池模组结构，其特征在于：包括电池，支架，汇流片，导电导热板，螺杆；
所述的电池为圆柱型锂离子电池；
所述支架包括左支架和右支架，左支架和右支架将电池固定于中间，左支架和右支架通过支架连接结构进行连接固定，所述支架由绝缘阻燃材料制成；
所述支架包括可以使所述螺杆与汇流片隔开的螺杆固定腔，用于汇流片与电池的正极或负极接触通电的支架通孔，防止汇流片侧边暴露造成短路或打火的密封装置；
所述支架的外侧面通过固定装置安装有所述汇流片，汇流片的连接片通过所述支架的支架通孔贴合电池的正极或负极，汇流片外侧面贴合所述导电导热板的内侧面，所述汇流片设有用于通过所述螺杆的汇流片通孔；
所述导电导热板由导电导热功能的材料制成，导电导热板包括平板、凸台和用于通过所述螺杆的通孔；所述凸台凸起于平板上；
所述的固定装置为在支架上设有的安装孔，通过汇流片安装孔将汇流片通过绝缘螺栓安装于支架的外侧面上；
所述的螺杆固定腔包括圆环凸台和圆环凹槽，在两个所述支架相互连接时，所述的圆环凸台和圆环凹槽相互配合，使得圆环凸台卡入圆环凹槽，形成一个中空的腔体。
2.根据权利要求1所述的一种圆柱型锂离子电池模组结构，其特征在于：还包括加热片，所述加热片设有用于外接电源的正、负极引线，所述加热片安装于所述导电导热板的外侧面，所述加热片设有防止与所述导电导热板的部件干涉的避让位，加热片的厚度不大于所述凸台厚度，所述加热片的表面覆盖绝缘层。
3.根据权利要求1或2所述的一种圆柱型锂离子电池模组结构，其特征在于：所述的支架连接结构包括设置于所述左支架的带凸台连接栏、设置于右支架与左支架配合安装的带凹台连接栏。
4.根据权利要求1或2所述的一种圆柱型锂离子电池模组结构，其特征在于：所述的密封装置为密封凸缘，包括支架一侧的“L”型凸缘与另一侧的倒“7”型凸缘，在两个所述支架相互连接时，所述的“L”型凸缘与倒“7”型凸缘相互卡和，密封所述支架的两侧。
5.根据权利要求1或2所述的一种圆柱型锂离子电池模组结构，其特征在于：所述支架还设有定位凸台，所述定位凸台为所述支架通孔旁边向外凸起成圆柱体，根据汇流片安装位置相应的在所述汇流片设有用于通过定位凸台的汇流片定位孔，根据导电导热板安装位置相应的在所述导电导热板设有用于通过定位凸台的定位孔。
6.根据权利要求1或2所述的一种圆柱型锂离子电池模组结构，其特征在于：所述的导电导热板用铜制成。
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