CN110034265B - 具有非焊接式极耳连接结构的软包电池模组及连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有非焊接式极耳连接结构的软包电池模组,包括电池框架、并排层叠在电池框架内的多个电池单体、设置在电池框架上的至少两个汇流排，电池单体的一个极耳与相应一个汇流排之间设置有一连接构件，连接构件包括依次连接的第一连接件、第二连接件和第三连接件，第三连接件与汇流排固接，极耳夹设在第一连接件和第二连接件之间，第一连接件设置有至少一个第一卡接部，第二连接件设置有至少一个第二卡接部，极耳通过扣合的第一连接件与第二连接件过盈配合于第一卡接部与第二卡接部之间。本发明结构合理，采用连接构件与极耳扣合固接的连接方式，便于组装和拆卸检修，提高组装效率和企业效益；满足锂电池模组不同串并联的接线方式。

Description

具有非焊接式极耳连接结构的软包电池模组及连接方法

技术领域

本发明涉及动力电池技术领域,特别涉及一种具有非焊接式极耳连接结构的软包电池模组及连接方法。

背景技术

锂离子电池具有电池容量大、体积小的优点而得到广泛的应用，特别是在汽车行业发展迅猛。锂电池模组是由多个电池单体串并联形成，单个软包锂离子电池单体的工作电压在2.4-4.5V左右，在经过对多个电池单体进行串并联来组成24V以上工作电压的锂电池模组。现有锂电池模组生产过程中，电池单体极耳的串并联一般通过螺栓、锡焊或激光焊接来连接。采用螺栓连接的锂电池容易造成短路，而且需要较多数量的螺栓，大大的增加了锂电池模组的重量；采用焊接方式连接的锂电池模组，在焊接过程产生的高温容易使焊接部位周围熔点较低的部件受热变形，因为是焊接固定的使得锂电池模组拆卸维修极不方便；采用锡焊工艺则需要配备锡炉等大功率设备，浪费较多的能源，而且生产工序较为繁琐。

发明内容

本发明解决的技术问题是针对上述现有技术中存在的缺陷,提供一种具有非焊接式极耳连接结构的软包电池模组及连接方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题,本发明采取的技术方案如下:一种具有非焊接式极耳连接结构的软包电池模组,包括电池框架、并排层叠在电池框架内的多个电池单体、设置在电池框架上的至少两个汇流排，所述电池单体的一个极耳与相应一个汇流排之间设置有一连接构件，所述连接构件包括依次连接的第一连接件、第二连接件和第三连接件，所述第三连接件与汇流排固接，所述极耳夹设在第一连接件和第二连接件之间，所述第一连接件设置有至少一个第一卡接部，所述第二连接件设置有至少一个第二卡接部，所述极耳通过扣合的第一连接件与第二连接件过盈配合于第一卡接部与第二卡接部之间。

作为对上述技术方案的进一步阐述：

在上述技术方案中,所述连接构件为一体冲压、折弯成型的构件。

在上述技术方案中,所述第一卡接部为开制在第一连接件上的通孔，所述第二连接件上开制有至少一个与通孔形状相配的卡孔，所述卡孔内壁往第二连接件方向延伸有作为第二卡接部的凸缘；所述第一连接件与第二连接件的扣合状态下，所述通孔内壁与凸缘外壁之间具有一个宽度小于极耳厚度的空隙。

在上述技术方案中,所述第一卡接部为开制在第一连接件上的通孔，所述第二卡接部为往第一连接件方向凸设的卡块，所述卡块的形状与通孔形状相配；所述第一连接件与第二连接件的扣合状态下，所述通孔内壁与卡块外壁之间具有一个宽度小于极耳厚度的空隙。

在上述技术方案中,所述第一连接件和第二连接件形成V字型或U字型结构，所述第一连接件与第二连接件之间设置有呈柱面状的折弯部，所述折弯部在第一连接件与第二连接件扣合时发生非弹性形变。

在上述技术方案中,所述第三连接件包括形成L字型结构的第一连接片和第二连接片，所述第一连接片与第二连接件连接，所述第一连接片沿折弯部的轴向设置在第一连接件的一端，所述第二连接片开制有通过螺栓与汇流排固接的固定孔。

在上述技术方案中,所述通孔和卡孔均为长圆孔。

在上述技术方案中,所述汇流排为开制有多个螺孔的长条状导电块。

在上述技术方案中,所述电池框架上端设置有两排供各电池单体两个极耳分别伸出的缝隙，所述电池框架在极耳长度方向的两端各设置有一个安装槽；所述安装槽内等间隔设置有多个固定汇流排的固定柱，所述汇流排通过固定柱固装在安装槽内。

为解决上述技术问题,本发明还提供上述软包电池模组的连接方法，包括以下步骤：

步骤一、将多个汇流排固定在相应的安装槽内；

步骤二、将多个电池单体安装在电池框架内，并将各电池单体的正极耳、负极耳从相应的两个缝隙中伸出；

步骤三、利用机械手夹取一个连接构件至其中一个电池单体正极耳上方并且将第一连接件和第二连接件移动到正极耳的两侧，通过机械手挤压扣合该连接构件的第一连接件和第二连接件，将正极耳卡接在第一卡接部与第二卡接部之间使该连接构件与正极耳连接成整体；

步骤四、将一个螺栓夹取至步骤三的连接构件上方，并将该螺栓安装在第三连接件与相应的一个汇流排之间，使连接构件与该汇流排固接；

步骤五、重复步骤三至四将另一个连接构件固定在该电池单体负极耳与另一个汇流排之间，完成该电池单体与两个汇流排之间的连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明结构合理，采用连接构件与极耳扣合固接这种非焊接式的连接方式，生产操作过程更简便，便于组装和拆卸检修，减少了传统锂电池模组的焊接工序，提高锂电池生产组装效率和企业效益；满足锂电池模组不同串并联的接线方式。

第一连接件和第二连接件通过折弯部连接，在扣合过程中，极耳在通孔内壁、凸缘外壁之间的部分受到挤压形成三者之间的过盈配合，极大的增加了极耳与第一连接件、第二连接件之间的摩擦力，加上第一连接件与第二连接件各自距离折弯部之间的力臂较短，使得扣合后需要较大的力矩才可以将第一连接件和第二连接件分开，保证在使用过程中连接构件不会从极耳上脱离，从而提高连接构件与极耳之间的连接稳定性。

通过一体冲压、折弯成型的连接构件，减少了锂电池模组所需零部件的数量，减少组装工序，提高组装效率，同时增加锂电池模组的结构稳定性。

附图说明

图1是本发明立体结构示意图；

图2是连接构件立体结构示意图；

图3是连接构件侧视结构示意图；

图4是图1的A部分结构放大示意图。

图中：1、电池框架；11、安装槽；12、固定柱；13、缝隙；21、正极耳；22、负极耳；3、连接构件；31、第一连接件；311、卡孔；312、凸缘；32、第二连接件；321、通孔；33、第三连接件；331、第一连接片；332、第二连接片；333、固定孔；34、折弯部；4、汇流排；41、螺孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

实施例一，

如图1-4所示，一种具有非焊接式极耳连接结构的软包电池模组,包括电池框架1、并排层叠在电池框架1内的12个电池单体、设置在电池框架1上的四个汇流排4，电池单体的一个极耳与相应一个汇流排4之间设置有一连接构件3，连接构件3包括依次连接的第一连接件31、第二连接件32和第三连接件33，第三连接件33与汇流排4固接，极耳夹设在第一连接件31和第二连接件32之间，第一连接件31设置有三个第一卡接部，第二连接件32设置有三个第二卡接部，极耳通过扣合的第一连接件31与第二连接件32过盈配合于第一卡接部与第二卡接部之间。

连接构件3为一体冲压、折弯成型的构件。

第一卡接部为开制在第一连接件31上的通孔321，第二连接件32上开制有三个与通孔321形状相配的卡孔311，卡孔311内壁往第二连接件32方向延伸有作为第二卡接部的凸缘312；第一连接件31与第二连接件32的扣合状态下，通孔321内壁与凸缘312外壁之间具有一个宽度小于极耳厚度的空隙。通孔321和卡孔311均为长圆孔，通孔321的长度方向和卡孔311的长度方向均沿第一连接件31或第二连接件32的长度方向设置。

第一连接件31和第二连接件32在未扣合的状态形成V字型，第一连接件31与第二连接件32之间设置有呈柱面状的折弯部34，折弯部34在第一连接件31与第二连接件32扣合时发生非弹性形变，使扣合后第一连接件31和第二连接件32形成U字型结构。

第一连接件31和第二连接件32通过折弯部34连接，在扣合过程中，极耳在通孔321内壁、凸缘312外壁之间的部分受到挤压形成三者之间的过盈配合，极大的增加了极耳与第一连接件31、第二连接件32之间的摩擦力，加上第一连接件31与第二连接件32各自距离折弯部34之间的力臂较短，使得扣合后需要较大的力矩才可以将第一连接件31和第二连接件32分开，保证在使用过程中连接构件3不会从极耳上脱离，从而提高连接构件3与极耳之间的连接稳定性。

第三连接件33包括形成L字型结构的第一连接片331和第二连接片332，第一连接片331与第二连接件32连接，第一连接片331沿折弯部34的轴向设置在第一连接件31的一端，第一连接片331通过一个S型弯曲部与第二连接件32连接，使得第一连接片331位于扣合后的第一连接件31和第二连接件32之间的中心平面上，提高第三连接件33与第二连接件32之间结构稳定性，相互垂直的第一连接片331和第二连接片332提高连接构件与汇流排之间的结构稳定性，第二连接片332开制有通过螺栓与汇流排4固接的固定孔333。

汇流排4为开制有多个螺孔41的长条状导电块。

电池框架1上端设置有两排供各电池单体两个极耳分别伸出的缝隙13，电池框架1在极耳长度方向的两端各设置有一个安装槽11；安装槽11内等间隔设置有多个固定汇流排4的固定柱12，汇流排4通过固定柱12固装在安装槽11内。

与极耳连接的连接构件3有两种安装方向，这两种安装方向分别指向极耳长度方向两端的两个安装槽11，加上电池框架1上的四个安装槽11可以提供多种汇流排4的分布方式，使得电池模组接线方式更多样，满足锂电池模组不同串并联的接线方式。

上述软包电池模组的连接方法，包括以下步骤：

步骤一、将四个汇流排4固定在相应的安装槽11内；

步骤二、将多个电池单体安装在电池框架1内，并将各电池单体的正极耳21、负极耳22从相应的两个缝隙13中伸出；

步骤三、利用机械手夹取一个连接构件3至其中一个电池单体正极耳21上方并且将第一连接件31和第二连接件32移动到正极耳21的两侧，通过机械手挤压扣合该连接构件3的第一连接件31和第二连接件32，将正极耳21卡接在第一卡接部与第二卡接部之间使该连接构件3与正极耳21连接成整体；

步骤四、将一个螺栓夹取至步骤三的连接构件3上方，并将该螺栓安装在第三连接件33与相应的一个汇流排4之间，使连接构件3与该汇流排4固接；

步骤五、重复步骤三至四将另一个连接构件3固定在该电池单体负极耳22与另一个汇流排4之间，完成该电池单体与两个汇流排4之间的连接。同理，其他电池单体与相应汇流排4通过连接构件3进行组装连接。

采用连接构件3与极耳扣合固接这种非焊接式的连接方式，生产操作过程更简便，减少了传统软包锂电池模组的焊接工序，提高锂电池生产组装效率。

实施例二，

与上述实施例一不同的地方在于，第一卡接部为开制在第一连接件31上的通孔321，第二卡接部为往第一连接件31方向凸设的卡块，卡块的形状与通孔321形状相配；第一连接件31与第二连接件32的扣合状态下，通孔321内壁与卡块外壁之间具有一个宽度小于极耳厚度的空隙。

以上并非对本发明的技术范围作任何限制，凡依据本发明技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种具有非焊接式极耳连接结构的软包电池模组,包括电池框架、并排层叠在电池框架内的多个电池单体、设置在电池框架上的至少两个汇流排，其特征在于:所述电池单体的一个极耳与相应一个汇流排之间设置有一连接构件，所述连接构件包括依次连接的第一连接件、第二连接件和第三连接件，所述第三连接件与汇流排固接，所述极耳夹设在第一连接件和第二连接件之间，所述第一连接件设置有至少一个第一卡接部，所述第二连接件设置有至少一个第二卡接部，所述极耳通过扣合的第一连接件与第二连接件过盈配合于第一卡接部与第二卡接部之间；所述第一连接件和第二连接件形成V字型或U字型结构，所述第一连接件与第二连接件之间设置有呈柱面状的折弯部，所述折弯部在第一连接件与第二连接件扣合时发生非弹性形变。

2.根据权利要求1所述的一种具有非焊接式极耳连接结构的软包电池模组,其特征在于,所述连接构件为一体冲压、折弯成型的构件。

3.根据权利要求2所述的一种具有非焊接式极耳连接结构的软包电池模组,其特征在于,所述第一卡接部为开制在第一连接件上的通孔，所述第二连接件上开制有至少一个与通孔形状相配的卡孔，所述卡孔内壁往第二连接件方向延伸有作为第二卡接部的凸缘；所述第一连接件与第二连接件的扣合状态下，所述通孔内壁与凸缘外壁之间具有一个宽度小于极耳厚度的空隙。

4.根据权利要求2所述的一种具有非焊接式极耳连接结构的软包电池模组,其特征在于,所述第一卡接部为开制在第一连接件上的通孔，所述第二卡接部为往第一连接件方向凸设的卡块，所述卡块的形状与通孔形状相配；所述第一连接件与第二连接件的扣合状态下，所述通孔内壁与卡块外壁之间具有一个宽度小于极耳厚度的空隙。

5.根据权利要求3所述的一种具有非焊接式极耳连接结构的软包电池模组,其特征在于,所述第三连接件包括形成L字型结构的第一连接片和第二连接片，所述第一连接片与第二连接件连接，所述第一连接片沿折弯部的轴向设置在第一连接件的一端，所述第二连接片开制有通过螺栓与汇流排固接的固定孔。

6.根据权利要求5所述的一种具有非焊接式极耳连接结构的软包电池模组,其特征在于,所述通孔和卡孔均为长圆孔。

7.根据权利要求6所述的一种具有非焊接式极耳连接结构的软包电池模组,其特征在于,所述汇流排为开制有多个螺孔的长条状导电块。

8.根据权利要求1所述的一种具有非焊接式极耳连接结构的软包电池模组,其特征在于,所述电池框架上端设置有两排供各电池单体两个极耳分别伸出的缝隙，所述电池框架在极耳长度方向的两端各设置有一个安装槽；所述安装槽内等间隔设置有多个固定汇流排的固定柱，所述汇流排通过固定柱固装在安装槽内。

9.一种权利要求1-8任意一项所述软包电池模组的连接方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将多个汇流排固定在相应的安装槽内；

步骤二、将多个电池单体安装在电池框架内，并将各电池单体的正极耳、负极耳从相应的两个缝隙中伸出；

步骤三、利用机械手夹取一个连接构件至其中一个电池单体正极耳上方并且将第一连接件和第二连接件移动到正极耳的两侧，通过机械手挤压扣合该连接构件的第一连接件和第二连接件，将正极耳卡接在第一卡接部与第二卡接部之间使该连接构件与正极耳连接成整体；

步骤四、将一个螺栓夹取至步骤三的连接构件上方，并将该螺栓安装在第三连接件与相应的一个汇流排之间，使连接构件与该汇流排固接；

步骤五、重复步骤三至四将另一个连接构件固定在该电池单体负极耳与另一个汇流排之间，完成该电池单体与两个汇流排之间的连接。

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