CN109742303B - 电池串联组件和电池模组 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池串联组件和电池模组，电池串联组件包括：电池支架，其包括自该电池支架的上表面向下延伸的上插槽、自该电池支架的下表面向上延伸的下插槽、形成于上插槽和下插槽之间的隔板；上导电片，其包括上底片、自上底片的外缘边处一体向上延伸且为弯折结构的若干上弹爪，各个上弹爪环绕上底片间隔布置、并与上插槽的槽侧壁抵靠接触；下导电片，其包括：下底片、自下底片的外缘边处一体向下延伸且为弯折结构的若干下弹爪，各个下弹爪环绕下底片间隔布置、并与下插槽的槽侧壁抵靠接触；穿设隔板的导电柱，其上端与上底片导电连接，下端与所述下底片导电连接。本申请可实现电池间的插拔式串联连接，方便了电池模组的装配和拆卸。

Description

电池串联组件和电池模组

技术领域

本申请涉及电池领域，具体涉及一种电池串联组件和电池模组。

背景技术

在排放法规、能耗的双重压力驱动下，“电动化”已成为全球汽车产业无可争议的必然趋势。与此同时，这也给中国汽车产业带来的能源变革背景下的全新发展机遇。然而，时至今日，国内新能源汽车产业仍处于不断优化、试探的阶段。

从技术角度考虑，锂离子电池是现阶段最适合代替汽油的能源，新能源汽车与传统汽车最大的区别是在于动力系统的革新，动力电池是新能源汽车的核心部件，也是新能源汽车安全事故的主要原因。动力电池(电芯)通过串联达到汽车需要的电压要求。

现有的插拔式串联结构是通过焊接将一支电池的正极八爪盘联接、另一支电池的负极插入布有八爪盘的塑料支架，两支电池通过八爪盘实现电池的串联。其缺点在于，虽然负极不需要焊接，与传统的正负极均需要焊接的串联结构相比，简化了工艺流程、便于电池的更换且降低了成本，但因为其正极依然需要焊接，对工艺的进一步简化、更换的灵活性以及成本还是有一定的限制。

发明内容

本申请目的是：针对上述问题，提出一种电池串联组件和配置该组件的电池模组，以实现电池间的插拔式串联连接，方便了电池模组的装配和拆卸。

本申请的技术方案是：

一种电池模组，包括：

上电池；

下电池；

绝缘材质的电池支架，所述电池支架包括：自该电池支架的上表面向下延伸的上插槽、自该电池支架的下表面向上延伸的下插槽、形成于所述上插槽和下插槽之间的隔板；以及

嵌于所述上插槽中的金属材质的上导电片，所述上导电片包括：上底片、自所述上底片的外缘边处一体向上延伸且为弯折结构的若干上弹爪，各个所述上弹爪环绕所述上底片间隔布置、并与所述上插槽的槽侧壁抵靠接触，所述上电池的正极端或负极端插入所述上插槽，所述上导电片的上弹爪被夹紧于所述上电池与所述上插槽之间、并在该夹紧力作用下产生弹性形变，该上导电片与所述上电池的正极或负极导电连接；

还包括：

嵌于所述下插槽中的金属材质的下导电片，所述下导电片包括：下底片、自所述下底片的外缘边处一体向下延伸且为弯折结构的若干下弹爪，各个所述下弹爪环绕所述下底片间隔布置、并与所述下插槽的槽侧壁抵靠接触，所述下电池的负极端或正极端插入所述下插槽，所述下导电片的下弹爪被夹紧于所述下电池与所述下插槽之间、并在该夹紧力作用下产生弹性形变，该下导电片与所述下电池的负极或正极导电连接；以及

穿设所述隔板的导电柱，所述导电柱的上端与所述上底片导电连接，所述导电柱的下端与所述下底片导电连接。

本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述上电池和所述下电池均为圆柱形电池，并且所述上电池和所述下电池均包括：

圆筒状的电池壳，

收容于所述电池壳中的内芯，以及

分别布置于所述电池壳轴向两端的正极盖帽和负极盖帽；

所述内芯的正极与所述正极盖帽导电连接，所述内芯的负极与所述负极盖帽和所述电池壳导电连接；

所述上电池的负极端插入所述上插槽，所述下电池的正极端套设一环绕于所述电池壳外的绝缘套，该绝缘套外套设与所述下电池正极盖帽导电连接的导电套，所述导电套插入所述下插槽，所述下导电片的下弹爪被夹紧于所述导电套与所述下插槽之间、并在该夹紧力作用下产生弹性形变。

所述导电套包括：

圆环形的导电环套，以及

一体封闭设置于所述环套轴向一端的导电底壁；

所述下电池的正极盖帽与所述导电底壁导电接触并焊接固定。

所述绝缘套包括：

圆环形的绝缘环套，以及

一体设置于所述绝缘环套轴向一端且径向向内延伸的圆环形的绝缘底壁；

所述下电池正极盖帽的一部分伸出所述绝缘套的底壁、并与所述导电套的导电底壁焊接固定。

所述下电池正极盖帽包括轴向向外伸出的极柱，所述极柱伸出所述绝缘套的绝缘底壁、并与所述导电套的导电底壁焊接固定。

所述导电柱的上端与所述上底片焊接固定，所述导电柱的下端与所述下底片焊接固定。

所述上插槽中还布置有夹在所述上底片和该上插槽槽底面之间的隔热片。

所述隔热片为云母片或陶瓷片。

一种电池串联组件，包括：

绝缘材质的电池支架，所述电池支架包括：自该电池支架的上表面向下延伸的上插槽、自该电池支架的下表面向上延伸的下插槽、形成于所述上插槽和下插槽之间的隔板；

嵌设于所述上插槽中的金属材质的上导电片，该上导电片包括：上底片、自所述上底片的外缘边处一体向上延伸且为弯折结构的若干上弹爪，各个所述上弹爪环绕所述上底片间隔布置、并与所述上插槽的槽侧壁抵靠接触；

嵌设于所述下插槽中的金属材质的下导电片，该下导电片包括：下底片、自所述下底片的外缘边处一体向下延伸且为弯折结构的若干下弹爪，各个所述下弹爪环绕所述下底片间隔布置、并与所述下插槽的槽侧壁抵靠接触；以及

穿设所述隔板的导电柱，所述导电柱的上端与所述上底片导电连接，所述导电柱的下端与所述下底片导电连接。

所述上插槽中还布置有夹在所述上底片和该上插槽槽底面之间的隔热片。

本申请的优点是：

1、在装配时，待串联的电池无需与导电片焊接，直接将电池正极或负极端插入电池支架的插槽中并由导电片弹性抱紧即可，简化了电池串联的装配流程，提高了电池更换的效率，降低了成本。

2、串联连接的两只电池之间夹设的隔热片可阻止热量在两只电池间快速传递，当某只电池发生热失控时，不会迅速波及与之串联的相邻电池，提高电池包的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例电池模组的整体结构示意图；

图2为本申请实施例电池模组中上电池和下电池的连接结构示意图；

图3为本申请实施例电池模组中上电池和下电池连接结构的分解图；

图4为本申请实施例中电池串联组件的结构示意图；

图5为本申请实施例中电池串联组件的分解图；

图6为本申请实施例中下电池与绝缘套和导电套的装配图；

图7为本申请实施例中下电池、绝缘套和导电套的分解图；

为绘图方便，本申请在各附图中并未画出上弹爪和下弹爪的折弯结构。

其中：1-电池支架，2-下导电片，3-上导电片，4-导电柱，5-上电池，6-下电池，7-隔热片，8-绝缘套，9-导电套；

101-上插槽，102-下插槽，103-隔板，201-下底片，202-下弹爪，301-上底片，302-上弹爪。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

然而，本领域的技术人员可能会意识到其中的一个或多个的具体细节描述可以被省略，或者还可以采用其他的方法、组件或材料。在一些例子中，一些实施方式并没有描述或没有详细的描述。

此外，本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。因此，附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

图1至图7示出了本申请这种电池模组的一个具体实施例，其包括多只圆柱形的上电池5和多只圆柱形的下电池6，前述上电池5底部的负极端与下电池6顶部的正极端借助电池串联组件串联连接。而且，上电池5和下电池6均包括：圆筒状的电池壳，收容于电池壳中的内芯，分别布置于电池壳轴向两端的正极盖帽和负极盖帽；而且内芯的正极与正极盖帽导电连接，内芯的负极与负极盖帽和电池壳导电连接，即正极盖帽作是电池的正极引出端子，负极盖帽和电池壳都是电池的负极引出端子。

与传统电池串联组件相同的是，上述电池串联组件也包括绝缘材质的电池支架1以及安装在该电池支架1中的导电片，为了更加方便地描述本申请的技术方案，在此将前述导电片称为上导电片3。其中：

电池支架1具体为塑料材质，其包括：自该电池支架的上表面向下延伸的上插槽101、自该电池支架的下表面向上延伸的下插槽102、形成于上插槽和下插槽之间的隔板103。隔板103为环形结构，其中心处带有小孔连通上插槽和下插槽，以便下述导电柱的穿入。

上导电片3为金属材质，其嵌于上插槽101中，该上导电片3包括：基本呈圆形的上底片301、自上底片301的外缘边处一体向上延伸且为弯折结构的多个上弹爪302。各个上弹爪302环绕上底片301间隔布置、并与上插槽101的槽侧壁抵靠接触，上电池5的负极端插入上插槽101，上导电片3的上弹爪302被夹紧于上电池5(具体为上电池负极端)与上插槽101之间、并在该夹紧力作用下产生弹性形变。如此依靠上导电片3的弹力而将上电池5抱紧，实现上电池5与电池支架1的固定，无需对上电池5和上导电片3进行焊接。因上电池5的电池壳为电池负极，上导电片3的上弹爪302抱紧上电池5负极端的电池壳，故而实现了上电池5负极与上导电片3的导电连接。

具体地，上导电片3的上弹爪302共设置有八个，故业内通常将该上导电片3称为八爪弹片或八爪盘，可参照本申请背景技术部分的描述。

本实施例的关键改进在于上述电池串联组件还包括下导电片2和导电柱4。其中：

下导电片2为金属材质，其嵌于下插槽102中。下导电片2的结构与前述上导电片基本相同，该下导电片2包括：基本呈圆形的下底片201、自下底片201的外缘边处一体向下延伸且为弯折结构的多个下弹爪202，各个下弹爪202环绕下底片201间隔布置、并与下插槽102的槽侧壁抵靠接触。下电池6正极端插入下插槽102，下导电片2的下弹爪202被夹紧于下电池6(具体为下电池正极端)与下插槽102之间、并在该夹紧力作用下产生弹性形变。如此依靠下导电片2的弹力而将下电池6抱紧，实现下电池6与电池支架1的固定，无需对下电池6和下导电片2进行焊接。

导电柱4穿设电池支架1的隔板103，并且导电柱4的上端与上导电片3的上底片301激光焊接固定，导电柱4的下端与下导电片2的下底片201激光焊接固定。如此实现上导电片3与下导电片2的导电连接，进而实现上电池5与下电池6的串联连接。

当然，上述导电柱4的下端也可以直接一体形成于下导电片2上，而上端与上导电片3焊接固定。并且最好在上导电片3的上底片301中心开设一小孔，装配时，导电柱4上端先插入该小孔中再进行焊接。

上面已经介绍，上电池和下电池的电池壳与电池内芯的负极导电连接，若电池正极盖帽与电池壳导电连接将导致电池短路。下电池6的正极端插入下插槽102中并被发生弹性形变的下导电片2抱紧时，下导电片2的下弹爪202若直接接触下电池正极端的电池壳，则导致下导电片2与下电池6的负极导电连接，为了实现下电池6与上电池5的串联，又必须让下电池6的正极(具体为正极盖帽)与下导电片2(具体为下底片)导电连接，这样下导电片2就会同时连接下电池6正极和负极而造成下电池短路。对此，本实施例进一步作了如下改进：

在下电池6的正极端套设一环绕于该下电池电池壳外的绝缘套8，并在该绝缘套8外套设与下电池6正极盖帽导电接触连接的导电套9。导电套9插入下插槽102，下导电片3的下弹爪302被夹紧于导电套9与下插槽102之间、并在该夹紧力作用下产生弹性形变。也就说是，下导电片3的下弹爪302并不直接抱紧(接触)下电池6，而是通过直接抱紧固定套设在下电池6上的导电套9，间接地抱住下电池6。

如此，借助绝缘套8将导电套9与下电池6的电池壳绝缘隔开，又不影响导电套9与下电池6正极盖帽的导电连接。装配完成后，下电池6正极盖帽与导电套9导电连接，导电套9与下导电片3的下弹爪302导电接触连接，而绝缘套8将导电套9与下电池6电池壳(电池壳为下电池负极)绝缘隔开，从而避免下电池发生短路。

上述导电套9包括圆环形的导电环套以及一体封闭(即将环套一端开口封闭住)设置于环套轴向一端的导电底壁。下电池6的正极盖帽与该导电套9的导电底壁导电接触。为了防止下电池6与导电套9脱离，可将下电池6正极盖帽与导电套6激光焊接固定。

进一步地，为了方便绝缘套8的安装定位，同时防止装配完成后绝缘套8容易在下电池6上轴向活动，本实施例将上述绝缘套8设置成这种结构，其包括：圆环形的绝缘环套、一体设置于该绝缘环套轴向一端且径向向内延伸的圆环形的绝缘底壁。下电池6正极盖帽的一部分伸出绝缘套8的绝缘底壁(的内孔)、并与导电套9的导电底壁焊接固定。

装配时，当绝缘套8向下套入下电池6上端并且绝缘环套压住电池上端面时，说明绝缘套8安装到位，再套入导电套9直至导电套无法下移，此时导电套9与电池正极导电接触。为了防止在使用过程中，因振动而导致下电池6正极盖帽与导电套分离，可进一步将导电套9与电池正极盖帽焊接固定。

进一步地，下电池6的正极盖帽包括轴向向外伸出的极柱，该极柱伸出绝缘套8的绝缘底壁(的内孔)、并与导电套9的底壁焊接固定。

此外，本实施例在上插槽101中还布置有夹在上底片301和上插槽101槽底壁之间的隔热片7，该隔热片7优选为云母片或陶瓷片。

并且，上电池6上部的正极端也套设有绝缘套8和导电套9，以便在该上电池6的上方再串联其他电池。

需要说明的是：有些电池的电池壳并不与电池内芯的正极或负极导电连接，这时我们就无需在前述下电池6的正极端套设绝缘套和导电套，可以直接将下电池6上部的正极端插入下插槽并由下导电片2抱紧，同时保证下电池6的正极盖帽与下底片201导电接触。

上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电池模组，包括：

上电池（5）；

下电池（6）；

绝缘材质的电池支架（1），所述电池支架（1）包括：自该电池支架的上表面向下延伸的上插槽（101）、自该电池支架的下表面向上延伸的下插槽（102）、形成于所述上插槽和下插槽之间的隔板（103）；以及

嵌于所述上插槽（101）中的金属材质的上导电片（3），所述上导电片（3）包括：上底片（301）、自所述上底片（301）的外缘边处一体向上延伸且为弯折结构的若干上弹爪（302），各个所述上弹爪（302）环绕所述上底片（301）间隔布置、并与所述上插槽（101）的槽壁抵靠接触，所述上电池（5）的正极端或负极端插入所述上插槽（101），所述上导电片（3）的上弹爪（302）被夹紧于所述上电池（5）与所述上插槽（101）之间、并在该夹紧力作用下产生弹性形变，该上导电片（3）与所述上电池的正极或负极导电连接；

其特征在于，还包括：

嵌于所述下插槽（102）中的金属材质的下导电片（2），所述下导电片（2）包括：下底片（201）、自所述下底片（201）的外缘边处一体向下延伸且为弯折结构的若干下弹爪（202），各个所述下弹爪（202）环绕所述下底片（201）间隔布置、并与所述下插槽（102）的槽壁抵靠接触，所述下电池（6）的负极端或正极端插入所述下插槽（102），所述下导电片（2）的下弹爪（202）被夹紧于所述下电池（6）与所述下插槽（102）之间、并在该夹紧力作用下产生弹性形变，该下导电片（2）与所述下电池的负极或正极导电连接；以及

穿设所述隔板（103）的导电柱（4），所述导电柱（4）的上端与所述上底片（301）导电连接，所述导电柱（4）的下端与所述下底片（201）导电连接；

所述导电柱（4）的上端与所述上底片（301）焊接固定，所述导电柱（4）的下端与所述下底片（201）焊接固定；

所述上插槽（101）中还布置有夹在所述上底片（301）和该上插槽（101）槽底面之间的隔热片（7）。

2.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述上电池（5）和所述下电池（6）均为圆柱形电池，并且所述上电池（5）和所述下电池（6）均包括：

圆筒状的电池壳，

收容于所述电池壳中的内芯，以及

分别布置于所述电池壳轴向两端的正极盖帽和负极盖帽；

所述内芯的正极与所述正极盖帽导电连接，所述内芯的负极与所述负极盖帽和所述电池壳导电连接；

所述上电池（5）的负极端插入所述上插槽（101），所述下电池（6）的正极端套设一环绕于所述电池壳外的绝缘套（8），该绝缘套（8）外套设与所述下电池（6）正极盖帽导电连接的导电套（9），所述导电套（9）插入所述下插槽（102），所述下导电片（2）的下弹爪（202）被夹紧于所述导电套（9）与所述下插槽（102）之间、并在该夹紧力作用下产生弹性形变。

3. 如权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述导电套（9）包括：

圆环形的导电环套，以及

一体封闭设置于所述导电环套轴向一端的导电底壁；

所述下电池（6）的正极盖帽与所述导电底壁导电接触并焊接固定。

4. 如权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述绝缘套（8）包括：

圆环形的绝缘环套，以及

一体设置于所述绝缘环套轴向一端且径向向内延伸的圆环形的绝缘底壁；

所述下电池（6）正极盖帽的一部分伸出所述绝缘套（8）的底壁、并与所述导电套（9）的导电底壁焊接固定。

5.如权利要求4所述的电池模组，其特征在于，所述下电池（6）正极盖帽包括轴向向外伸出的极柱，所述极柱伸出所述绝缘套（8）的绝缘底壁、并与所述导电套（9）的导电底壁焊接固定。

6.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述隔热片（7）为云母片或陶瓷片。