CN110931683A - 软包电池模块 - Google Patents

Abstract

一种软包电池模块包括底盒、切换组件、切换电路及多个软包电池。切换组件包括多个单体切换件，多个单体切换件均罩设于底盒上，在其中一个单体切换件中，单体切换件包括基板、电刷及两个接触块，基板开设有切换孔，电刷设置于切换孔内；切换电路包括两个正向导片及两个反向导片，两个正向导片及两个反向导片均容置于基板内，旋转电刷用于使软包电池与两个反向导片或者两个正向导片电连接。可单独打开其中一个单体切换件对其下方出现异常的软包电池进行替换，多个电池单体之间通过接触块相互贴合实现电连接，不需要对电池模块整体进行拆卸；单体切换件内设置有串联电路及并联电路，通过旋转电刷来调整各个软包电池之间的连接状态。

Description

软包电池模块

技术领域

本发明涉及一种电池，特别是涉及一种软包电池模块。

背景技术

电池模组可以理解为锂离子电芯经串并联方式组合，加装单体电池监控与管理装置后形成的电芯与pack的中间产品。

通过将各个锂电池单体相互串并联组合以使得电池模组的输出功率达到用电器的额定数值，其中锂电池单体相互并联时其组合所得的电池组的输出电压不变，而容量及输出电流却得到的提高；进一步的，各电池组串联后组成的电池模组的电流不变，而电压增加，使得电池模组的输出电流及输出电压满足用电器的使用需求。亦即为了满足用电器的使用需求，同一电池模组中存在串联、并联的连接关系。

为了获得目标输出电容量及输出电流，需要将各个电池单体进行并联组成多个电池组，为了使得电池模组的输出电压达到用电器的额定电压，则需要将各个电池组进行串联。

在组装电池模组过程中，需要将电池单体的正负极与导电片焊接，在完成组装后难以将模组中单个电池拆卸下来，即返工成本较高，尤其是正极耳及负极耳位于同一侧的软包电池，在组装时，容易发生电池朝向放反，导致电池模组串并联过程出错，即便检测出了接反的电池，也需要耗费大量的时间来进行拆卸、重组，极其影响电池模组生产效率。

因此，如何对现有电池模组的结构进行优化，使得电池模组的维护时更加灵活便捷，串并联过程更加简洁，是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种便于安装，方便进行调试及后期进行维护的软包电池模块。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种软包电池模块，其特征在于，包括：底盒、切换组件、切换电路及多个软包电池；

多个所述软包电池顺序设置于所述底盒内，且每一所述软包电池的极耳均露置与所述底盒外；

所述切换组件包括多个单体切换件，多个单体切换件均罩设于所述底盒上，在其中一个所述单体切换件中，所述单体切换件包括基板、电刷及两个接触块，所述基板罩设于所述软包电池正上方，两个所述接触块分别设置于所述基板两端，所述基板中间位置处开设有切换孔，所述电刷转动设置于所述切换孔内，且所述电刷与所述软包电池电连接；

所述切换电路包括两个正向导片及两个反向导片，两个所述正向导片及两个所述反向导片均容置于所述基板内，两个所述正向导片分别与两个所述接触块电连接，两个所述反向导片分别与两个接触块电连接，旋转所述电刷用于使所述软包电池与两个所述反向导片或者两个所述正向导片电连接。

在其中一个实施例中，所述基板包括连接件、绝缘框、顶部封盖及两个环形金属片，所述连接件安装于所述底盒上，且位于一个所述软包电池的正上方，两个所述环形金属片安装于所述连接件上，所述软包电池的正极耳及负极耳分别与两个所述环形金属片电连接，所述绝缘框安装于所述连接件上，两个所述接触块分别设置于所述绝缘框的两端上，所述切换孔位于所述绝缘框的中心位置处，且所述接触块与所述环形金属片之间设置有间隔，所述顶部封盖罩设于所述绝缘框上。

在其中一个实施例中，所述环形金属片包括接电部及环体，所述接电部用于与极耳电连接，所述环体朝向所述切换孔设置，所述电刷与所述环体贴合。

在其中一个实施例中，两个所述环体之间设置有隔离区。

在其中一个实施例中，所述绝缘框上开设有两个凹槽、两组隔离槽，两个所述凹槽分别位于所述绝缘框的两端上，两组所述隔离槽分别与两个所述凹槽连通，且两个所述隔离槽均与所述切换孔连通，两个所述接触块分别嵌置于两个所述凹槽内，每一所述隔离槽用于容置一个所述反向导片及一个所述正向导片。

在其中一个实施例中，所述隔离槽包括第一安装槽及第二安装槽，所述第一安装槽及所述第二安装槽之间设置有间隔，所述反向导片安装于所述第一安装槽内，所述正向导片安装于所述第二安装槽内。

在其中一个实施例中，所述电刷包括绝缘轴及两个金属刷片，所述绝缘轴转动设置于所述切换孔内，所述两个所述金属刷片间隔安装于所述绝缘轴的外壁上，两个所述金属刷片分别与所述软包电池的正极耳及负极耳电连接，转动所述绝缘轴用于驱使两个所述金属刷片分别与两个所述反向导片或者两个所述正向导片电连接。

在其中一个实施例中，所述绝缘轴远离所述软包电池的侧面上开设有十字凹槽。

在其中一个实施例中，所述反向导片包括弧形接触部及过渡部，所述弧形接触部朝向所述切换孔设置，所述过渡部与所述接触块电连接。

在其中一个实施例中，所述接触块相对的两端上设置有对接钣金件。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

1、切换组件由多个单体切换件组成，可单独打开其中一个单体切换件对其下方出现异常的软包电池进行替换，不需要对电池模块整体进行拆卸；

2、单体切换件内设置有串联电路及并联电路，通过旋转电刷来调整各个软包电池之间的连接状态；

3、多个电池单体之间通过接触块相互贴合实现电连接，不需进行焊接，提高电池模块的生产效率及维护时的装卸效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明一实施例中的软包电池模块的结构示意图；

图2为切换组件的内部结构示意图；

图3为本发明一实施例中切换组件的爆炸示意图；

图4为其中一个切换组件中电刷与两个环形金属片的配合示意图；

图5为本发明一实施例中电刷的结构示意图；

图6为绝缘框上第一安装槽及第二安装槽的分布示意图；

图7为反向导片的结构示意图；

图8为电刷与正向导片接通时各软包电池并联状态下切换组件的内部连接示意图；

图9为电刷与反向导片接通时各软包电池并联状态下切换组件的内部连接示意图；

图10为电刷与反向导片接通时各软包电池串联状态下切换组件的内部连接示意图；

图11为电刷与正向导片接通时各软包电池串联状态下切换组件的内部连接示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，一种软包电池模块10包括：底盒100、切换组件200、切换电路300及多个软包电池400，多个软包电池400容置在底盒100内，切换组件200封闭底盒100且与底盒100中的软包电池400电连接，切换电路300设置在切换组件200内，通过旋转切换组件200上电刷来改变相邻两个软包电池400之间的连接关系，使得电池模块10组装更加灵活，降低电池模块10的调试及维护难度。

请参阅图1，多个软包电池400顺序设置于底盒100内，且每一软包电池的极耳均露置与底盒100外；底盒100上设置有多个安装位，每一安装位均用于容置一个软包电池400。

请参阅图2，切换组件200包括多个单体切换件20，多个单体切换件20均罩设于底盒100上，且每一单体切换件20分别位于一个软包电池400的正上方，即一个单体切换件20仅用于封闭一个软包电池400上方空间，如此在进行维护时，可单独卸下出现问题的软包电池400上方的单体切换件20，无需对如软包电池模块10整体进行装卸。

请参阅图3及图4，在其中一个单体切换件20中，单体切换件20包括基板210、电刷220及两个接触块230，基板210罩设于软包电池400正上方，两个接触块230分别设置于基板210两端，基板210中间位置处开设有切换孔211，电刷220转动设置于切换孔211内，且电刷220与软包电池400电连接，相邻的两个单体切换件20的接触块230相互贴合，以使得相邻的两个软包电池400进行电连接，通过旋转电刷220将软包电池400接入切换电路300以使得相邻的两个软包电池400进行串联或者并联。

需要说明的是，电刷220上设置有两个相互独立的导电部位，该两个导电部位分别与软包电池的正极及负极电连接，在旋转电刷220时，若其中一个导电部位与软包电池400的正极导通，则另一导电部位与软包电池400的负极导通，亦即电刷220与软包电池400处于电连接状态时，电刷220上的极性与软包电池400的极性相同，例如软包电池400的正极耳位于电刷220的左侧，负极耳位于电刷220的右侧，则不管怎么旋转电刷220，电刷220的左侧方位始终与软包电池400的正极接通，电刷220的右侧始终与软包电池400的负极接通，反之亦然。

请参阅图1及图3，切换电路300包括两个正向导片310及两个反向导片320，两个正向导片310及两个反向导片320均容置于基板210内，两个正向导片310分别与两个接触块230电连接，两个反向导片320分别与两个接触块230电连接，旋转电刷220用于使软包电池400与两个反向导片320或者两个正向导片310电连接。两个反向导片320分别位于切换孔211的两侧，将电刷220旋转至与两个反向导片320电连接时，软包电池400的正极耳及负极耳分别与两个反向导片320连通，并且通过两个接触块230与相邻的两个软包电池400电连接，此时该软包电池的正极通过接触块230与相邻的软包电池的负极连接，该软包电池的负极通过接触块230与相邻的软包电池的正极连接，即此时该软包电池与相邻的两个软包电池400之间的连接关系为串联。

同理，将电刷220旋转至与两个正向导片310电连接时，软包电池400的正极及负极耳分别与两个正向导片310连通，即软包电池400通过两个正向导片310与两个接触块230电连接，此时两个接触块230的电极与串联时的电极发生相反，即此时该软包电池400的正极与相邻软包电池400的正极连接，该软包电池的负极与相邻软包电池400的负极连接，即此时该软包电池与相邻的两个软包电池400之间的连接关系为并联。

下面结合附图对上述软包电池模块的连接方式进行介绍：

请参阅图8，图中软包电池400的负极耳位于左侧，正极耳位于右侧，此时图8位于中间位置处的切换组件200的电刷220与两个正向导片310接触，使得软包电池的负极耳通过正向导片310与图中左侧的接触块230电连接，正极耳通过正向导片310与图中右侧的接触块230电连接，即此时该切换组件200上左侧接触块230的电极为负，右侧接触块230的电极为正；

位于上述切换组件200上、下方的两个切换组件200中，电刷220均与正向导片310接触，即此时上方及下方的两个切换组件200中的左侧接触块230的电极均为负，右侧接触块230的电极均为正，如此三个软包电池之间正极与正极向连接，负极与负极相连接，亦即三个软包电池之间连接关系为并联；

同理，请参阅图9，若三个切换组件200的电刷220均旋转至与反向导片320接触时，三个切换组件200左侧的接触块230的电极为正，右侧的电极为负，此时三个软包电池的连接关系亦为并联。

请参阅图10，图中软包电池400的负极耳位于左侧，正极耳位于右侧，此时图10位于中间位置处的切换组件200的电刷220与两个反向导片320接触，使得软包电池的负极耳通过反向导片320与图中右侧的接触块230电连接，正极耳通过反向导片320与图中左侧的接触块230电连接，即此时该切换组件200上左侧接触块230的电极为正，右侧接触块230的电极为负；

此时位于上述切换组件200上、下方的两个切换组件200中，电刷220均与正向导片310接触，即此时上方及下方的两个切换组件200中的左侧接触块230的电极均为负，右侧接触块230的电极均为正，如此位于中间位置的软包电池400的正极与上、下方的软包电池400的负极连接，负极与上、下方的软包电池400的正极连接，即此时三个软包电池400之间的连接关系为串联。

同理，请参阅图11，若中间位置处的切换组件200的电刷220与两个正向导片310接触，则位于左侧接触块230的电极为负，右侧接触块230的电极为正，而上、下方的切换组件200的电刷220与反向导片320接触，即上、下方切换组件200中左侧接触块230的电机为正，右侧接触块230的电极为负，三个软包电池400之间亦为串联连接。

综上所述，当相邻两个切换组件200中的电刷220均与正向导片310/负向导片320接触时，该相邻的两个切换组件200所对应的软包电池400之间的连接关系为并联，反之，若其中一个切换组件200的电刷220与正向导片310接触，另一切换组件200的电刷220与反向导片320接触，则该相邻的两个切换组件200所对应的软包电池400之间的连接关系为串联。

通过旋转电刷220即可改变相邻的软包电池400之间的连接关系，如此即便在安装软包电池400时放反了导致正负极耳位置相反，也能够通过旋转电刷220进行调整。

请参阅图3，基板210包括连接件212、绝缘框213、顶部封盖214及两个环形金属片215，连接件212安装于底盒100上，且位于一个软包电池400的正上方，两个环形金属片215安装于连接件212上，软包电池400的正极耳及负极耳分别与两个环形金属片215电连接，绝缘框213安装于连接件212上，两个接触块230分别设置于绝缘框213的两端上，切换孔211位于绝缘框213的中心位置处，且接触块230与环形金属片215之间设置有间隔，顶部封盖214罩设于绝缘框213上。环形金属片215用于连接电刷220及软包电池400的正极耳/负极耳。

请参阅图3及图4，环形金属片215包括接电部215a及环体215b，接电部215a用于与极耳电连接，环体215b朝向切换孔211设置，电刷220与环体215b贴合。且两个环体215b之间设置有隔离区21。在组装切换组件200时，电刷220上的导电部位位于隔离区21内，即此时电刷220与软包电池400处于非连接状态，由此提高软包电池模块10的安全性能。

请参阅图3及图6，绝缘框213上开设有两个凹槽213a、两组隔离槽213b，两个凹槽213a分别位于绝缘框213的两端上，两组隔离槽213b分别与两个凹槽213a连通，且两个隔离槽213b均与切换孔211连通，两个接触块230分别嵌置于两个凹槽213a内，每一隔离槽213b用于容置一个反向导片320及一个正向导片310。隔离槽213b包括第一安装槽213c及第二安装槽213d，第一安装槽213c及第二安装槽213d之间设置有间隔，反向导片320安装于第一安装槽213c内，正向导片310安装于第二安装槽213d内。

请参阅图5，电刷220包括绝缘轴221及两个金属刷片222，绝缘轴221转动设置于切换孔211内，两个金属刷片222间隔安装于绝缘轴221的外壁上，两个金属刷片222分别与软包电池400的正极耳及负极耳电连接，转动绝缘轴221用于驱使两个金属刷片222分别与两个反向导片320或者两个正向导片310电连接。绝缘轴221为非导电材料制成，两个金属刷片222即为电刷220的导电部位，两个金属刷片222用于与环形金属片215贴合进而使得软包电池与电刷220电连接，且旋转绝缘轴221时，两个金属刷片222分别在两个环形金属片215上滑动。

绝缘轴221远离软包电池400的侧面上开设有十字凹槽223，可使用螺丝刀配合十字凹槽223来驱使绝缘轴221旋转。

请参阅图7，反向导片320包括弧形接触部321及过渡部322，弧形接触部321朝向切换孔211设置，过渡部322与接触块230电连接。

接触块230相对的两端上设置有对接钣金件，通过对接钣金件提高相邻两个切换组件200的接触紧密度，并且可避免装卸单体切换件20过程中，接触块230磨损导致相邻两个单体切换件20之间的接触块230接触不良。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

1、切换组件200由多个单体切换件20组成，可单独打开其中一个单体切换件20对其下方出现异常的软包电池400进行替换，不需要对电池模块整体进行拆卸；

2、单体切换件20内设置有串联电路及并联电路，通过旋转电刷220来调整各个软包电池400之间的连接状态；

3、多个电池单体之间通过接触块230相互贴合实现电连接，不需进行焊接，提高电池模块的生产效率及维护时的装卸效率。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种软包电池模块，其特征在于，包括：

多个软包电池，

底盒，多个所述软包电池顺序设置于所述底盒内，且每一所述软包电池的极耳均露置与所述底盒外；

切换组件，所述切换组件包括多个单体切换件，多个单体切换件均罩设于所述底盒上，在其中一个所述单体切换件中，所述单体切换件包括基板、电刷及两个接触块，所述基板罩设于所述软包电池正上方，两个所述接触块分别设置于所述基板两端，所述基板中间位置处开设有切换孔，所述电刷转动设置于所述切换孔内，且所述电刷与所述软包电池电连接；

切换电路，所述切换电路包括两个正向导片及两个反向导片，两个所述正向导片及两个所述反向导片均容置于所述基板内，两个所述正向导片分别与两个所述接触块电连接，两个所述反向导片分别与两个接触块电连接，旋转所述电刷用于使所述软包电池与两个所述反向导片或者两个所述正向导片电连接。

2.根据权利要求1所述的软包电池模块，其特征在于，所述基板包括连接件、绝缘框、顶部封盖及两个环形金属片，所述连接件安装于所述底盒上，且位于一个所述软包电池的正上方，两个所述环形金属片安装于所述连接件上，所述软包电池的正极耳及负极耳分别与两个所述环形金属片电连接，所述绝缘框安装于所述连接件上，两个所述接触块分别设置于所述绝缘框的两端上，所述切换孔位于所述绝缘框的中心位置处，且所述接触块与所述环形金属片之间设置有间隔，所述顶部封盖罩设于所述绝缘框上。

3.根据权利要求1所述的软包电池模块，其特征在于，所述环形金属片包括接电部及环体，所述接电部用于与极耳电连接，所述环体朝向所述切换孔设置，所述电刷与所述环体贴合。

4.根据权利要求3所述的软包电池模块，其特征在于，两个所述环体之间设置有隔离区。

5.根据权利要求2所述的软包电池模块，其特征在于，所述绝缘框上开设有两个凹槽、两组隔离槽，两个所述凹槽分别位于所述绝缘框的两端上，两组所述隔离槽分别与两个所述凹槽连通，且两个所述隔离槽均与所述切换孔连通，两个所述接触块分别嵌置于两个所述凹槽内，每一所述隔离槽用于容置一个所述反向导片及一个所述正向导片。

6.根据权利要求5所述的软包电池模块，其特征在于，所述隔离槽包括第一安装槽及第二安装槽，所述第一安装槽及所述第二安装槽之间设置有间隔，所述反向导片安装于所述第一安装槽内，所述正向导片安装于所述第二安装槽内。

7.根据权利要求1所述的软包电池模块，其特征在于，所述电刷包括绝缘轴及两个金属刷片，所述绝缘轴转动设置于所述切换孔内，所述两个所述金属刷片间隔安装于所述绝缘轴的外壁上，两个所述金属刷片分别与所述软包电池的正极耳及负极耳电连接，转动所述绝缘轴用于驱使两个所述金属刷片分别与两个所述反向导片或者两个所述正向导片电连接。

8.根据权利要求7所述的软包电池模块，其特征在于，所述绝缘轴远离所述软包电池的侧面上开设有十字凹槽。

9.根据权利要求1所述的软包电池模块，其特征在于，所述反向导片包括弧形接触部及过渡部，所述弧形接触部朝向所述切换孔设置，所述过渡部与所述接触块电连接。

10.根据权利要求1所述的软包电池模块，其特征在于，所述接触块相对的两端上设置有对接钣金件。

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