CN112467313A - 一种具有自断保护功能的电池模组结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂电池领域，具体来说是一种具有自断保护功能的电池模组结构，所述电池模组结构包括模组壳体，所述模组壳体内设有电池模组；所述电池模组上端设有导电连接板；所述导电连接板端部连接有总导线引出端；所述导电连接板通过断路控制机构与总导线引出端相连接。本发明公开了一种具有自断保护功能的电池模组结构，通过断路控制机构的设置，可以实现在电池鼓涨时，切断电池模组与外界导线或者引线连接，防止电池继续充放电带来的安全问题。

Description

一种具有自断保护功能的电池模组结构

技术领域

本发明涉及锂电池领域，具体来说是一种具有自断保护功能的电池模组结构。

背景技术

锂离子电池由于其具有环境友好、能量密度高、循环寿命长等优点而成为近年来的研究热点。其在数码、储能、通信、电动车等领域得到了广泛的应用，尤其在电动汽车领域，以每年50％的增长速率在推广。

商品化的锂离子动力电池按照外形及封装材料类型可以分为软包电池、圆柱形电池、方形金属壳电池。

目前锂离子动力电池按照外形规格及外壳材料可以分为软包电池、圆柱形电池、方形金属壳电池。

其中软包锂离子电池，其外壳材料使用易成型加工的多层铝塑膜复合膜(铝塑膜)，其具有比能量高、成本低廉、型号兼容性强等优势，因而近年来在电动汽车领域，软包锂离子电池的市场份额逐年增加。

然而，在锂离子电池发生过充电、负极析锂或循环寿命终止时，软包锂离子电池将会发生鼓胀，当继续对电池进行充放电时，鼓胀电池易发生内部短路而发生冒烟、着火等事故。

为了避免上述事故，一种能够在上述电池鼓胀情况下自动切断电池内部连接，防止电池继续充放电的断路机构。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有自断路保护功能的电池模组结构。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种具有自断保护功能的电池模组结构，所述电池模组结构包括模组壳体，所述模组壳体内设有电池模组；所述电池模组上端设有导电连接板；所述导电连接板端部连接有总导线引出端；所述导电连接板通过断路控制机构与总导线引出端相连接。

所述断路控制机构包括导电连接板与总导线引出端相连接的连接部；所述连接部包括用于导电连接板与总导线引出端相连接的连接件。

所述断路控制机构还包括定位部，所述定位部包括设置在模组壳体内部的定位块，所述定位块与连接部相连接。

所述定位块通过桥接部与连接部相连接。

所述定位块为脆性材料制成。

所述断路控制机构还包括设置在模组可以内部用于控制导电连接板与总导线引出端连通的驱动机构，所述驱动机构包括弹性部件；所述弹性部件通过定位块与桥接部相连接；所述弹性部件在装配后处于拉伸状态。

所述电池模组包括多个单体电池，相邻单体电池间设有隔板；所述驱动机构设置在隔板上，所述定位块设置在模具壳体的内壁上；所述定位块处于模具壳体的中部位置，所述驱动机构设置在隔板下端；所述定位块与模具壳体内壁的连接点与驱动机构与隔板的连接点错位分布。

所述定位块包括基块和延伸块，所述基块通过桥接块与延伸块相连接；所述桥接块的厚度小于基块和延伸块的厚度。

所述驱动机构与桥接部均与延伸块相连接；所述基块的厚度小于延伸块的厚度。

所述桥接部与连接件的连接点、驱动机构与隔板的连接点以及连接块与模组壳体的连接点呈三角形分布。

本发明的优点在于：

本发明公开了一种具有自断保护功能的电池模组结构，通过断路控制机构的设置，可以实现在电池鼓涨时，切断电池模组与外界导线或者引线连接，防止电池继续充放电带来的安全问题。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明第一实施例的结构示意图。。

图2为本发明第二实施例的结构示意图。

图3为本发明第三实施例的结构示意图。

图4为本发明中隔板与基座连接处的剖视图。

图5为本发明桥接部、定位块以及弹性部件间加设联动带的结构示意图。

上述图中的标记均为：

1、定位块，2、基座，3、弹性部件，4、桥接部，5、连接件，6、隔板，7、单体电池，8、联动带，9、模组外壳，10、导电连接板，11、总导线引出端。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

一种具有自断保护功能的电池模组结构，所述电池模组结构包括模组壳体9，所述模组壳体9内设有电池模组；所述电池模组上端设有导电连接板10；所述导电连接板10端部连接有总导线引出端11；所述导电连接板10通过断路控制机构与总导线引出端11相连接；电池模组、导电连接板10以及总导线引出端11属于常规电池模组具有结构，具体结构可以参考附图和现有技术，这里不再赘述，这里的创新点就在于，在导线连接板与总导线引出端11设有断路控制机构，断路控制机构的设置，可以实现在电池鼓涨时，切断电池模组与外界导线或者引线连接，防止电池继续充放电带来的安全问题；断路控制机构可以是多样的，只要能够检测到电池鼓包时能够切断电池模组与外界连通的结构都是可以在本发明中使用的；当然本发明中所述断路控制机构主要是包括用于导电连接板10与总导线引出端11相连接的连接部；所述连接部包括用于导电连接板10与总导线引出端11相连接的连接件5；连接件5的设置是实现电池模组正常使用时总导线引出端11与导电连接板10的连通，当电池模组发生鼓胀时，连接件5可以在外力的作用下被拉断，连接件5可以是连接丝也可以是连接焊点等，当然本发明上述连接部的位置也可以设置在其他位置，只是两端连接的部件名称有所区别，但是只要能够实现电池模组与外界不连通，就是可以的；例如本发明连接部可以是设置在电芯正极耳、电芯负极耳、电芯串联的焊接点或者模组总正端焊接点、模组总负端焊接点等；具体可以根据实际设计需要进行改动，本发明主要公开的实施例是陈述总导线引出端11与导电连接板10之间的连接部以及相关结构，但是不代表本发明的保护范围仅限于该位置的连接部极其结构；另外，本发明中连接件5的结构可以采用下文类似定位块1的结构，可以为哑铃型、L型、V型、U型、缺口型等结构，最主要的是导线连接板和总导线引出端11分别连接在连接件5的两端，当连接件5断裂后，可以保证电池模组与外界连通电路断开，从而保证能够完全切断鼓胀后的电池模组充放电回路；另外，本发明的连接件5材质可以为铝、铜、镍、钛、锡、铅等，也可以为以上两种材料的复合焊接类型。

作为优选的，本发明中所述断路控制机构还包括定位部，所述定位部包括设置在模组壳体9内部的定位块1，所述定位块1与连接部相连接；定位部的设置，主要是用来感应电池模组的鼓胀，因为电池模组的鼓胀会带动定位部的移动，因为定位部与连接部相连接，当定位部发生移动，定位部会拉动连接部进行移动，从而实现连接部的断裂，从而实现电池模组充放电回路的断开；定位部主要是包括定位块1，定位块1的结构可以根据需要分成多种类型；当不设置其他结构时，只使用定位块1对连接部进行拉断操作时，则要求连接块强度要大于连接部强度，这样可以保证定位块1移动时可以带动连接件5运动，从而实现连接件5被拉断。

作为优选的，本发明中所述定位块1通过桥接部4与连接部相连接；桥接部4的设置；可以方便定位块1与连接部相连接；桥接部4的结构和材料可以根据需要进行设置，桥接部4两端与定位块1和连接部均采用固定的连接方式，可以采用焊接或者而其他连接方式；而具体形状，可以为高强度的柱状、片状或线状结构金属或高分子或复合材料，使用相关材料时，要求材料具有高拉伸强度，以防止后续进行拉伸操作时，桥接部4断裂而导致电池模组充放电回路切断失效。

作为优选的，本发明中所述断路控制机构还包括设置在模组可以内部用于控制导电连接板10与总导线引出端11连通的驱动机构，所述驱动机构包括弹性部件3；所述弹性部件3通过定位块1与桥接部4相连接；所述弹性部件3在装配后处于拉伸状态；驱动机构的设置，可以用于拉动桥接部4运动，进而实现连接件5的断裂，从而实现电池模组充放电回路的切断，同时为了保证上述驱动机构的设置可以实现对应的效果，在本发明中所述定位块1为脆性材料制成；具体材料可以参考上述材料；这里定位块1采用脆性材料制成；是为了方便定位块1的断裂，避免定位块1的存在而赢响驱动机构对连接件5的拉伸。

另外，针对上文的弹性部件3，可以选用弹簧、橡皮材质等制成，特殊要求是弹性部件3在安装时处于拉伸状态，也就是弹性部件3在安装时，可提前设计一定的预拉伸力，这样可以确保电池模组发生鼓胀时，弹性部件3的拉伸力能够及时达到定位块1以及连接件5的切断条件。

作为优选的，本发明中所述电池模组包括多个单体电池7，相邻单体电池7间设有隔板6；所述驱动机构设置在隔板6上，所述定位块1设置在模具壳体的内壁上；隔板6的设置，方便了驱动机构的布置安装，另外隔板6处于模组壳体9内部，一般是固定不动的，这样可以保证驱动机构端部连接的稳定性；另外为了保证对电池模组膨胀检测的灵敏性，在本发明中所述定位块1处于模具壳体的中部位置，所述驱动机构设置在隔板6下端；因为电池模组结构膨胀，电池模组结构中部形变能力大于电池模组结构端部形变能力，也就是传统电池模组结构发生鼓胀时，电池模组结构中部鼓起程度更高，所以当定位块1处于模组壳体9中部，驱动机构处于隔板6下端，这样当电池模组结构发生鼓胀时，弹性部件3的拉伸力能够快速及时达到定位块1的切断条件；从而较为精确的识别电池模组结构的鼓胀。

作为优选的，本发明中所述定位块1与模具壳体内壁的连接点与驱动机构与隔板6的连接点错位分布；这里错位分布也是为了保证弹性部件3具有一定的拉伸力，方便定位块1和弹性部件3的布置，另外，这里错位分布可以是多样的；可以前后以及上下错位分布。

作为优选的，本发明中所述定位块1包括基块101和延伸块102，所述基块101通过桥接块103与延伸块102相连接；所述桥接块103的厚度小于基块101和延伸块102的厚度；基块101和延伸块102的设置，方便了定位块1与相邻部件的连接；另外桥接块103的设置，通过对桥接块103厚度的控制，可以方便定位块1的断裂；方便后续弹性部件3对连接件5的拉伸。

作为优选的，本发明中所述驱动机构与桥接部4均与延伸块102相连接；这样的连接方式，使得定位块1断裂后，驱动机构与桥接部4之间还能通过定位块1中的延伸块102相连接；保证后续弹性部件3对桥接部4的拉伸，进而保证对连接件5的拉伸断裂；另外，在发明中弹性部件3和桥接部4除共同连接到定位块1上之外，二者之间也具有高强度的连接，以便于在定位块1切断后，弹性部件3能够对桥接部4提供有效的牵引力；同时在本发明中所述基块101的厚度小于延伸块102的厚度；这样可以更好的在一定程度上保证定位块1与桥接部4和弹性部件3之间连接的稳定性，因为延伸块102厚度较大，所以即使基块101发生断裂，延伸块102也有可能未发生断裂，从而避免了延伸块102断裂使得延伸部与弹性部件3之间的断连；也就是通过上述尺寸的限定，可以更好的保证弹性部件3与桥接部4连接的稳定性。

作为优选地，本发明中所述弹性部件3与桥接部4之间设有联动部，所述联动部包括联动带8，所述联动带8一端与弹性部件3相连接，另一端与桥接部4相连接；联动带8的设置，可以实现在延伸块102发生断裂后，弹性部件3仍然能够对桥接部4提供有效的牵引力。

作为优选的，本发明中所述桥接部4与连接件5的连接点、驱动机构与隔板6的连接点以及连接块与模组壳体9的连接点呈三角形分布；这样的分布方式，使得整个断路控制机构整体稳定性更强，在正常使用时具有较小的摆动幅度，有利于保证整个电池模组结构的稳定性。

作为优选的，本发明中所述弹性部件3通过基座2与隔板6相连接，基座2的设置，为弹性部件3与隔板6之间的连接提供了基础，方便了弹性部件3与隔板6之间的连接，另外，在本发明中基座2通过滑动部与隔板6相连接，滑动部包括设置在隔板6上的T型滑槽23和设置在基座2上的T型滑块22，基座2上的T型滑块22与隔板6上的T型滑槽23相连接，因为T型滑块22和T型滑槽23的自身结构特性；基座2与隔板6可以在横向方向上不可以移动，同时再配合螺栓，可以根据需要改变基座2在隔板6上的位置；另外，作为更大的优化，在本发明中所述弹性部件3通过连接挂钩与基座2相连接；所述基座2上设有挂接孔21；这样的连接方式，方便了弹性部件3与基座2的连接，也就是方便了弹性部件3与隔板6之间的连接。

作为优选的，本发明中所述定位块1与模组壳体9采用可拆卸式连接方式相连接，具体连接方式可以是螺栓或者卡扣等结构；这种连接方式较为简单，方便定位块1的装配，因为定位块1装配在模组壳体9侧面；为了方便定位块1的装配，在实际连接时一般是采用卡扣进行连接；当然可以根据需要选用其他连接方式；具体可以根据需要进行选择；另外在本发明中桥接部4与定位块1以及定位块1与弹性部件3间也可以通过挂钩的方式相连接，具体也可以根据需要进行设置。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有自断保护功能的电池模组结构，所述电池模组结构包括模组壳体，所述模组壳体内设有电池模组；其特征在于，所述电池模组上端设有导电连接板；所述导电连接板端部连接有总导线引出端；所述导电连接板通过断路控制机构与总导线引出端相连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有自断保护功能的电池模组结构，其特征在于，所述断路控制机构包括导电连接板与总导线引出端相连接的连接部；所述连接部包括用于导电连接板与总导线引出端相连接的连接件。

3.根据权利要求2所述的一种具有自断保护功能的电池模组结构，其特征在于，所述断路控制机构还包括定位部，所述定位部包括设置在模组壳体内部的定位块，所述定位块与连接部相连接。

4.根据权利要求3所述的一种具有自断保护功能的电池模组结构，其特征在于，所述定位块通过桥接部与连接部相连接。

5.根据权利要求4所述的一种具有自断保护功能的电池模组结构，其特征在于，所述定位块为脆性材料制成。

6.根据权利要求5所述的一种具有自断保护功能的电池模组结构，其特征在于，所述断路控制机构还包括设置在模组可以内部用于控制导电连接板与总导线引出端连通的驱动机构，所述驱动机构包括弹性部件；所述弹性部件通过定位块与桥接部相连接；所述弹性部件在装配后处于拉伸状态。

7.根据权利要求6所述的一种具有自断保护功能的电池模组结构，其特征在于，所述电池模组包括多个单体电池，相邻单体电池间设有隔板；所述驱动机构设置在隔板上，所述定位块设置在模具壳体的内壁上；所述定位块处于模具壳体的中部位置，所述驱动机构设置在隔板下端；所述定位块与模具壳体内壁的连接点与驱动机构与隔板的连接点错位分布。

8.根据权利要求7所述的一种具有自断保护功能的电池模组结构，其特征在于，所述定位块包括基块和延伸块，所述基块通过桥接块与延伸块相连接；所述桥接块的厚度小于基块和延伸块的厚度。

9.根据权利要求8所述的一种具有自断保护功能的电池模组结构，其特征在于，所述驱动机构与桥接部均与延伸块相连接；所述基块的厚度小于延伸块的厚度。

10.根据权利要求7所述的一种具有自断保护功能的电池模组结构，其特征在于，所述桥接部与连接件的连接点、驱动机构与隔板的连接点以及连接块与模组壳体的连接点呈三角形分布。

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