CN110993875B - 一种热电池内部引流系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热电池内部引流系统，包括：电池盖、第一电堆、第二电堆、第一正极集流片、第一负极集流片、第二正极集流片、第二负极集流片、第一引流条、第二引流条、第三引流条和第四引流条；电池盖上设置有第一正输出接线柱、第一负输出接线柱、第二正输出接线柱和第二负输出接线柱；第一电堆与第二电堆并联，且负极相对；各引流条的两端分别与对应的接线柱和集流片焊接。本发明提高了电气连接的可靠性，增强了热电池耐环境力学试验条件的能力。同时也提高了电堆装配效率。

Description

一种热电池内部引流系统
技术领域
本发明属于热电池技术领域，尤其涉及一种热电池内部引流系统。
背景技术
传统的热电池的内部引流系统由三部分组成，包括电堆引流条、电池盖上引流条和卡扣。电堆引流条与电堆中集电片通过焊接方式连接，电堆中的集流片收集电能并通过电堆引流条向外输出，电池盖上引流条焊接在电池盖接线柱上，电堆引流条经过电堆表面后与电池盖上引流条通过卡扣连接。
某一专利提供了一种热电池引流条连接方法(CN106450367B)，即卡扣连接法，这也是目前热电池中最为常用的内部电气连接方式。这种连接方式有其局限性，首先卡扣连接是一种物理连接，电堆引流条和电池盖上引流条仅靠电堆和组合电池盖之间的压紧力固定，在严酷的力学条件下易发生松动现象，造成接触不良。其次，由于靠压紧力固定，电气连接处只能固定在电堆和组合电池盖之间，为了避免电堆在压紧状态下受力不均，只能在电堆和组合电池盖之间设置一片定位石棉垫，定位石棉垫在对应位置开槽，将连接处嵌入槽中。这样处理方法增加了电堆高度，浪费了电池内的体积空间，对提升电池能量密度不利。再次，固定在电堆和组合电池盖之间的电气连接处易受点火头爆炸残余物的影响，造成输出对壳绝缘下降。
点焊是热电池技术中非常成熟的电气连接方法，其应用包括电池盖上引流条与电池盖上极柱之间的连接，电堆引流条与电堆集流片之间的连接，接地焊片与螺母之间的连接。其未能在电堆引流条与电池盖上引流条之间的电气连接应用的原因在于，电堆内部的单体电池和加热片中含加热粉，加热粉遇明火易燃。电堆引流条和电池盖上引流条都是在电堆组装前预制好的，二者进行电气连接时由于距离电堆太近，出于安全考虑，无法采用点焊的方式进行电气连接。
发明内容
本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种热电池内部引流系统，通过预制热电池内部引流系统，将热电池成熟可靠的点焊电气连接技术引入电堆引流条和电池盖上引流条之间的连接，提高了电气连接的可靠性，增强了热电池耐环境力学试验条件的能力。同时也提高了电堆装配效率。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种热电池内部引流系统，包括：电池盖、第一电堆、第二电堆、第一正极集流片、第一负极集流片、第二正极集流片、第二负极集流片、第一引流条、第二引流条、第三引流条和第四引流条；
电池盖上设置有第一正输出接线柱、第一负输出接线柱、第二正输出接线柱和第二负输出接线柱；
第一电堆与第二电堆并联，且负极相对；
第一引流条的一端与第一正极集流片焊接，另一端与电池盖上的第一正输出接线柱焊接；
第二引流条的一端与第一负极集流片焊接，另一端与电池盖上的第一负输出接线柱焊接；
第三引流条的一端与第二负极集流片焊接，另一端与电池盖上的第二负输出接线柱焊接；
第四引流条的一端与第二正极集流片焊接，另一端与电池盖上的第二正输出接线柱焊接。
在上述热电池内部引流系统中，第一电堆和第二电堆均由多个单节电池层叠串联构成。
在上述热电池内部引流系统中，第一引流条，包括：第一正极集流片引流条和第一正输出接线柱引流条；
第一正输出接线柱引流条的一端与第一正输出接线柱焊接，另一端与第一正极集流片引流条的一端对接焊接；第一正极集流片引流条的另一端与第一正极集流片焊接。
在上述热电池内部引流系统中，第二引流条，包括：第一负极集流片引流条和第一负输出接线柱引流条；
第一负输出接线柱引流条的一端与第一负输出接线柱焊接，另一端与第一负极集流片引流条的一端对接焊接；第一负极集流片引流条的另一端与第一负极集流片焊接。
在上述热电池内部引流系统中，第三引流条，包括：第二负极集流片引流条和第二负输出接线柱引流条；
第二负输出接线柱引流条的一端与第二负输出接线柱焊接，另一端与第二负极集流片引流条的一端连接；第二负极集流片引流条的另一端与第二负极集流片焊接。
在上述热电池内部引流系统中，第四引流条，包括：第二正极集流片引流条和第二正输出接线柱引流条；
第二正输出接线柱引流条的一端与第二正输出接线柱焊接，另一端与第二正极集流片引流条的一端连接；第二正极集流片引流条的另一端与第二正极集流片焊接。
在上述热电池内部引流系统中，各集流片引流条与对应的接线柱引流条之间的焊接部分的重合长度为20mm。
在上述热电池内部引流系统中，第一引流条、第二引流条、第三引流条和第四引流条沿电堆外侧轴向间隔布设。
在上述热电池内部引流系统中，在组装第一电堆和第二电堆时，分别在电堆正极引出处和负极引出处放置定位板。
在上述热电池内部引流系统中，电堆堆叠结束后，将各集流片插入对应定位板位置，并抽出定位板。
本发明具有以下优点：
(1)本发明通过预制热电池内部引流系统，将热电池成熟可靠的点焊电气连接技术引入电堆引流条和电池盖上引流条之间的连接，提高了电气连接的可靠性，增强了热电池耐环境力学试验条件的能力。同时也提高了电堆装配效率。
(2)在本发明中，电堆堆叠中去除了定位石棉垫，节省了体积空间，有利于提高电池的能量密度。
附图说明
图1是本发明实施例中一种热电池内部引流系统的结构示意图；
图2是本发明实施例中一种预制好的热电池内部引流机构的结构示意图；
图3是本发明实施例中一种热电池内部引流机构局部放大图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明公开的实施方式作进一步详细描述。
实施例1
如图1～3，在本实施例中，该热电池内部引流系统，包括：电池盖1、第一电堆2、第二电堆3、第一正极集流片41、第一负极集流片42、第二正极集流片43、第二负极集流片44、第一引流条51、第二引流条52、第三引流条53和第四引流条54。其中，电池盖1上设置有第一正输出接线柱11、第一负输出接线柱12、第二正输出接线柱13和第二负输出接线柱14；第一电堆2与第二电堆3并联，且负极相对；第一引流条51的一端与第一正极集流片41焊接，另一端与电池盖1上的第一正输出接线柱11焊接；第二引流条52的一端与第一负极集流片42焊接，另一端与电池盖1上的第一负输出接线柱12焊接；第三引流条53的一端与第二负极集流片44焊接，另一端与电池盖1上的第二负输出接线柱14焊接；第四引流条54的一端与第二正极集流片43焊接，另一端与电池盖1上的第二正输出接线柱13焊接。
在本实施例中，第一引流条51，包括：第一正极集流片引流条511和第一正输出接线柱引流条512。其中，第一正输出接线柱引流条512的一端与第一正输出接线柱11焊接，另一端与第一正极集流片引流条511的一端对接焊接；第一正极集流片引流条511的另一端与第一正极集流片41焊接。
在本实施例中，第二引流条52，包括：第一负极集流片引流条521和第一负输出接线柱引流条522。其中，第一负输出接线柱引流条522的一端与第一负输出接线柱12焊接，另一端与第一负极集流片引流条521的一端对接焊接；第一负极集流片引流条521的另一端与第一负极集流片42焊接。
在本实施例中，第三引流条53，包括：第二负极集流片引流条531和第二负输出接线柱引流条532。其中，第二负输出接线柱引流条532的一端与第二负输出接线柱14焊接，另一端与第二负极集流片引流条531的一端连接；第二负极集流片引流条531的另一端与第二负极集流片44焊接。
在本实施例中，第四引流条54，包括：第二正极集流片引流条541和第二正输出接线柱引流条542。其中，第二正输出接线柱引流条542的一端与第二正输出接线柱13焊接，另一端与第二正极集流片引流条541的一端连接；第二正极集流片引流条541的另一端与第二正极集流片43焊接。
在本实施例中，各集流片引流条与对应的接线柱引流条之间的焊接部分的重合长度为20mm。进一步的，第一正输出接线柱引流条512的长度为50mm，对接的第一正极集流片引流条511的长度为140mm；第二正输出接线柱引流条542的长度为50mm，对接的第二正极集流片引流条541的的长度为50mm；第一负输出接线柱引流条522长度为50mm，对接的第一负极集流片引流条521的长度为70mm；第二负输出接线柱引流条532长度为50mm，对接的第二负极集流片引流条531的长度为70mm。
需要说明的是，点焊是一种非常可靠的电气连接方式，两种金属之间有熔核。因此电气连接处不再需要压紧固定，可以将其放置在电堆侧面。进一步的，带引流条的组合电池盖和带引流条的集流片可以事先装配好，作为预制好的热电池内部引流机构(如图2)，然后与组装好的第一电堆和第二电堆进行装配。优选的。电池盖上的引流条穿过保护引流条根部的小云母，与集流片上对应的引流条重合部分进行焊接，重合部分的焊接方式采用双面点焊，第一面点焊11点，第二面点焊8点，前两点的点焊必须采用对角线点焊，其余各焊点则均布。
在本实施例中，第二引流条52、第三引流条53和第四引流条54沿电堆外侧轴向间隔布设。各引流条之间的间隔距离取决于电池盖上对应输出接线柱的位置。
在本实施例中，第一电堆2和第二电堆3均由多个单节电池层叠串联构成。在组装第一电堆2和第二电堆3时，分别在电堆正极引出处和负极引出处放置定位板。电堆堆叠结束后，将各集流片插入对应定位板位置，并抽出定位板。
在本实施例中，单节电池的高度可以为125mm；电堆的直径可以为52mm，电堆的高度可以为112.5mm；定位板的厚度可以为5mm，定位板的直径与单节电池的直径相同，定位板可以为环氧板。
实施例2
在上述实施例的基础上，下面对热电池内部引流系统的装配流程进行说明。
第一步，预制热电池内部引流机构。
如前所述，预制热电池内部引流机构，也即：将组合电池盖上的引流条与集流片上对应的引流条进行焊接。
第二步，组装电堆。
将多个单节电池层叠串联，分别得到第一电堆和第二电堆。其中，第一电堆和第二电堆并联，且负极相对。
第三步，插入定位板。
分别在第一电堆和第二电堆的正极引出处和负极引出处放置定位板。
第四步，装配得到热电池内部引流系统。
将预制好的热电池内部引流机构中的集流片插入对应的定位板位置处，并抽出定位板，装配得到热电池内部引流系统。
第五步，对引流条进行绝缘保护。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (5)

1.一种热电池内部引流系统，其特征在于，包括：电池盖(1)、第一电堆(2)、第二电堆(3)、第一正极集流片(41)、第一负极集流片(42)、第二正极集流片(43)、第二负极集流片(44)、第一引流条(51)、第二引流条(52)、第三引流条(53)和第四引流条(54)；
电池盖(1)上设置有第一正输出接线柱(11)、第一负输出接线柱(12)、第二正输出接线柱(13)和第二负输出接线柱(14)；
第一电堆(2)与第二电堆(3)并联，且负极相对；
第一引流条(51)的一端与第一正极集流片(41)焊接，另一端与电池盖(1)上的第一正输出接线柱(11)焊接；
第二引流条(52)的一端与第一负极集流片(42)焊接，另一端与电池盖(1)上的第一负输出接线柱(12)焊接；
第三引流条(53)的一端与第二负极集流片(44)焊接，另一端与电池盖(1)上的第二负输出接线柱(14)焊接；
第四引流条(54)的一端与第二正极集流片(43)焊接，另一端与电池盖(1)上的第二正输出接线柱(13)焊接；
第一引流条(51)，包括：第一正极集流片引流条(511)和第一正输出接线柱引流条(512)；第一正输出接线柱引流条(512)的一端与第一正输出接线柱(11)焊接，另一端与第一正极集流片引流条(511)的一端对接焊接；第一正极集流片引流条(511)的另一端与第一正极集流片(41)焊接；
第二引流条(52)，包括：第一负极集流片引流条(521)和第一负输出接线柱引流条(522)；第一负输出接线柱引流条(522)的一端与第一负输出接线柱(12)焊接，另一端与第一负极集流片引流条(521)的一端对接焊接；第一负极集流片引流条(521)的另一端与第一负极集流片(42)焊接；
其中：
热电池内部引流系统的装配流程如下：
第一步，预制热电池内部引流机构：将电池盖上的引流条与集流片上对应的引流条进行焊接；
第二步，组装电堆：将多个单节电池层叠串联，分别得到第一电堆和第二电堆；
第三步，插入定位板：分别在第一电堆和第二电堆的正极引出处和负极引出处放置定位板；
第四步，装配得到热电池内部引流系统：将预制好的热电池内部引流机构中的集流片插入对应的定位板位置处，并抽出定位板，装配得到热电池内部引流系统；
第五步，对引流条进行绝缘保护。
2.根据权利要求1所述的热电池内部引流系统，其特征在于，第三引流条(53)，包括：第二负极集流片引流条(531)和第二负输出接线柱引流条(532)；
第二负输出接线柱引流条(532)的一端与第二负输出接线柱(14)焊接，另一端与第二负极集流片引流条(531)的一端连接；第二负极集流片引流条(531)的另一端与第二负极集流片(44)焊接。
3.根据权利要求1所述的热电池内部引流系统，其特征在于，第四引流条(54)，包括：第二正极集流片引流条(541)和第二正输出接线柱引流条(542)；
第二正输出接线柱引流条(542)的一端与第二正输出接线柱(13)焊接，另一端与第二正极集流片引流条(541)的一端连接；第二正极集流片引流条(541)的另一端与第二正极集流片(43)焊接。
4.根据权利要求2或3所述的热电池内部引流系统，其特征在于，各集流片引流条与对应的接线柱引流条之间的焊接部分的重合长度为20mm。
5.根据权利要求1所述的热电池内部引流系统，其特征在于，第一引流条(51)、第二引流条(52)、第三引流条(53)和第四引流条(54)沿电堆外侧轴向间隔布设。
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