CN112599920A - 一种12v启停电池系统软包电芯模组 - Google Patents
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Abstract
一种12v启停电池系统软包电芯模组，包括两端开口的外壳，装于外壳内部的电芯小模块，装于外壳左侧的左端板，以及依次设于外壳右侧的载体、集成母排和右端板；电芯小模块由多个具有正、负极极耳的软包电芯平行堆叠组成，各软包电芯的正、负极极耳朝向载体一侧；载体右侧设凹槽，集成母排设多个开槽，多个开槽内均装一连接排，多个连接排经内嵌在集成母排内的柔性线路板相连接，柔性线路板一侧设有接插件；外壳内上、下端面分别设多个沿壳体长度方向延伸的筋条，同一端面上相邻两筋条之间的间距与软包电芯厚度匹配，外壳前侧壁、后侧壁分别设多个沿长度方向延伸的加强筋；集成化设计提高模组的装配效率，又降低成本，有效提高了模组的安全可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及12v启停电池系统技术领域，特别涉及一种12v启停电池系统软包电芯模组结构。
背景技术
目前12v启停系统已经在很多车型上搭载使用，车上大多电气元件采用的是12V，该系统依然需要DC转换和搭载一个12v电池，短期内12v电池无法被取代掉。通过前期研发，已经实现了锂电池低温-30℃下15C的大倍率放电能力，突破了铅酸低温放电功率瓶颈，同时改善了高温65℃工作运行及存储能力，这为开发12V锂电启停系统提供了可行性。12v锂电启停取代铅酸启停，电池重量降低1/3，启停寿命达到铅酸的2倍。但是随着锂电池的需求增加，越来越多的主机厂对锂电池的安全性有着更高的要求。所以12v锂电池产品需要一块安全性高，轻量化的模组现有软包模组是应用在纯电动高压电池上面的，设计方向不同，模组的安全性、环境耐用性、结构不适用12v启停电池技术。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，而提供一种软包电池模组结构，集成化设计提高模组的装配效率，又降低成本，同时有效提高了模组的安全可靠性。
本发明的技术方案是：一种12v启停电池系统软包电芯模组，包括两端开口的外壳，装于外壳内部的电芯小模块，装于外壳左侧的左端板，以及依次设于外壳右侧的载体、集成母排和右端板；
电芯小模块由多个具有正、负极极耳的软包电芯平行堆叠组成，各软包电芯的正、负极极耳朝向载体一侧，且相邻两软包电芯之间设有隔热缓冲棉；载体右侧设用于承载集成母排的凹槽，集成母排设多个开槽，多个开槽内均装一用于焊接各软包电芯的正、负极极耳的铜材质的连接排，多个连接排经内嵌在集成母排内的柔性线路板相连接，柔性线路板一侧设有接插件，载体、各连接排对应位置上设与各软包电芯的正、负极极耳一一对应的通过槽，各软包电芯的正、负极极耳依次穿过载体、集成母排、连接排对应的通过槽与连接排焊接；
外壳内上、下端面分别设多个沿壳体长度方向延伸的筋条，同一端面上相邻两筋条之间的间距与软包电芯厚度匹配，外壳前侧壁、后侧壁分别设多个沿长度方向延伸的加强筋。
位于边侧的两个连接排向载体一侧折弯形成的折弯部上分别设有两个正极端子、两个负极端子。
所述集成母排包括由PET膜制成的左框架、右框架，左框架、右框架经热压将柔性线路板内嵌于左框架、右框架之间。
所述集成母排与右端板之间还设有绝缘膜。
外壳右侧、载体、集成母排、绝缘膜、右端板的上下两端部对应设螺杆孔一，并通过四个螺杆一固定成整体；外壳左侧与左端板上下两端部对应设螺杆孔二，并通过四个螺杆二固定成整体。
所述外壳前侧壁、后侧壁的最外侧两加强筋与外壳上、下端面平齐，正对外壳两端部的螺杆孔一、螺杆孔二。
所述集成母排一侧设有用于固定接插件的固定座。
所述电芯小模块由12个软包电芯组成。
所述各软包电芯的正、负极极耳穿过载体、集成母排、连接排与连接排激光焊接。
所述外壳、左端板、右端板均采用6061-T5铝合金材质制成，载体由PC-30GF材质制成。
本发明壳体内上下面设置筋条，外部前后面设置加强筋强度满足＞120kN的挤压或冲击无起火、爆炸；采用6061-T5铝合金材质，满足从1.2m高度跌落无破损、起火、爆炸、热失控、火烧防护保护电芯不受火烧影响； X、Y、Z 3个方向振动12小时，无起火、爆炸、电压通讯正常；
壳体和端板均采用6061-T5铝合金，载体采用PC-30GF（PC+30%玻璃纤维）使模组的整体质量减轻；壳体和载体连接成一个整体，有利于外界的机械冲击力的均匀分布防止模组过度损坏；模组正极端子、负极端子在模组较远的两端且没有多余的连接排绕路，外界的机械冲击不会出现短路；载体侧面搭载集成母排的通讯插件空间布置紧凑，有利于模组的采集线束与电气模块布线，壳体的受力结构主要集中在模组框四个角的加强筋上，能够承受外界机械冲击的同时实现模组减重，四角的加强筋具备模组与上盖电气模块安装支架、载体安装支架的功能不需要单独设计安装支架，不做多余的结构从结构减重。
附图说明
图1是本发明结构外形示意图；
图2是本发明结构爆炸示意图；
图3是本发明载体结构示意图；
图4是本发明集成母排外型示意图；
图5是本发明集成母排结构爆炸图。
具体实施方式
图1、图2中，本发明包括电芯小模块，电芯小模块由一个以上的单体软包电芯2平行堆叠组成，各软包电芯2的正、负极极耳朝向载体6一侧，相邻软包电芯2之间设置有隔热缓冲棉1，所述电芯小模块外部设置有一个外壳3包裹，电芯通过外壳3内上、下端面的筋条15进行导向依次排列在所述外壳内部，同一端面上相邻两筋条之间的间距与软包电芯2厚度匹配，外壳3左侧的通过激光焊接或螺杆装有左端板，右侧经过螺杆固定连接载体6、绝缘膜12、右端板4，载体6右侧设用于承载集成母排9的凹槽，集成母排9设多个开槽，多个开槽内均装一用于焊接各软包电芯2的正、负极极耳的铜材质的连接排10，多个连接排10经内嵌在集成母排9内的柔性线路板19相连接，柔性线路板19一侧设有接插件11，载体6、各连接排10对应位置上设与各软包电芯2的正、负极极耳一一对应的通过槽，各软包电芯2的正、负极极耳依次穿过载体6、集成母排9、连接排10对应的通过槽与连接排10激光焊接，激光焊是一种以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的方法。由于激光具有折射、聚焦等光学性质，使得激光焊非常适合于微型零件和可达性很差的部位的焊接；各软包电芯2的正、负极极耳要穿过集成母排9中间的连接排10的通过槽然后激光焊接，极耳穿过连接排焊接容易识别焊接缺陷；外壳3前侧壁、后侧壁分别设多个沿长度方向延伸的加强筋16；外壳3右侧、载体6、集成母排9、绝缘膜12、右端板4的上下两端部对应设螺杆孔一，并通过四个螺杆一固定成整体；外壳3左侧与左端板上下两端部对应设螺杆孔二，并通过四个螺杆二固定成整体；外壳3前侧壁、后侧壁的最外侧两加强筋16与外壳3上、下端面平齐，正对外壳3两端部的螺杆孔一、螺杆孔二。
外壳3、左端板、右端板4均采用6061-T5铝合金材质制成，载体6由PC-30GF材质制成。
图3中，集成母排9一侧设有用于固定接插件11的固定座。
图4、图5中，集成母排9包括由PET膜制成的左框架、右框架17，左框架、右框架17经热压将柔性线路板19内嵌于左框架、右框架17之间；位于边侧的两个连接排向载体6一侧折弯形成的折弯部上分别设有两个正极端子、两个负极端子18。
本设计模组满足一下性能要求：
1、安全性：要满足模组需要有较高的强度去满足＞120kN的挤压或冲击无起火、爆炸；满足跌落（1.2m高度跌落无破损、起火、爆炸）、热失控（对模组的散热性要求）、火烧防护保护电芯不受火烧影响；振动（X Y Z 3个方向12小时，无起火、爆炸、电压通讯正常）；
2、轻量化：铝模组框和端板采用6061-T5铝合金材质、载体采用PC-30GF（PC+30%玻璃纤维）、模组框和载体形成一个整体，有利于外界的机械冲击力的均匀分布防止模组过度损坏；模组总正总负在模组较远的两端且没有多余的连接排绕路，外界的机械冲击不会出现短路；载体侧面搭载集成母排的通讯插件空间布置紧凑，有利于模组的采集线束与电气模块布线；模组框的受力结构主要集中在模组框四个角的加强筋上，能够承受外界机械冲击的同时实现模组减重，四角的加强筋具备模组与上盖电气模块安装支架、载体安装支架的功能不需要单独设计安装支架，不做多余的结构从结构减重。
Claims (10)
1.一种12v启停电池系统软包电芯模组，其特征在于：包括两端开口的外壳（3），装于外壳（3）内部的电芯小模块，装于外壳（3）左侧的左端板，以及依次设于外壳（3）右侧的载体（6）、集成母排（9）和右端板（4）；
电芯小模块由多个具有正、负极极耳的软包电芯（2）平行堆叠组成，各软包电芯（2）的正、负极极耳朝向载体（6）一侧，且相邻两软包电芯（2）之间设有隔热缓冲棉（1）；载体（6）右侧设用于承载集成母排（9）的凹槽，集成母排（9）设多个开槽，多个开槽内均装一用于焊接各软包电芯（2）的正、负极极耳的铜材质的连接排（10），多个连接排（10）经内嵌在集成母排（9）内的柔性线路板（19）相连接，柔性线路板（19）一侧设有接插件（11），载体（6）、各连接排（10）对应位置上设与各软包电芯（2）的正、负极极耳一一对应的通过槽，各软包电芯（2）的正、负极极耳依次穿过载体（6）、集成母排（9）、连接排（10）对应的通过槽与连接排（10）焊接；
外壳（3）内上、下端面分别设多个沿壳体长度方向延伸的筋条（15），同一端面上相邻两筋条之间的间距与软包电芯（2）厚度匹配，外壳（3）前侧壁、后侧壁分别设多个沿长度方向延伸的加强筋（16）。
2.根据权利要求1所述的一种12v启停电池系统软包电芯模组，其特征在于：位于边侧的两个连接排向载体（6）一侧折弯形成的折弯部上分别设有两个正极端子、两个负极端子（18）。
3.根据权利要求1所述的一种12v启停电池系统软包电芯模组，其特征在于：所述集成母排（9）包括由PET膜制成的左框架、右框架（17），左框架、右框架（17）经热压将柔性线路板（19）内嵌于左框架、右框架（17）之间。
4.根据权利要求1所述的一种12v启停电池系统软包电芯模组，其特征在于：所述集成母排（9）与右端板（4）之间还设有绝缘膜（12）。
5.根据权利要求4所述的一种12v启停电池系统软包电芯模组，其特征在于：外壳（3）右侧、载体（6）、集成母排（9）、绝缘膜（12）、右端板（4）的上下两端部对应设螺杆孔一，并通过四个螺杆一固定成整体；外壳（3）左侧与左端板上下两端部对应设螺杆孔二，并通过四个螺杆二固定成整体。
6.根据权利要求5所述的一种12v启停电池系统软包电芯模组，其特征在于：所述外壳（3）前侧壁、后侧壁的最外侧两加强筋（16）与外壳（3）上、下端面平齐，正对外壳（3）两端部的螺杆孔一、螺杆孔二。
7.根据权利要求1所述的一种12v启停电池系统软包电芯模组，其特征在于：所述集成母排（9）一侧设有用于固定接插件（11）的固定座。
8.根据权利要求1所述的一种12v启停电池系统软包电芯模组，其特征在于：所述电芯小模块由12个软包电芯（2）组成。
9.根据权利要求1所述的一种12v启停电池系统软包电芯模组，其特征在于：所述各软包电芯（2）的正、负极极耳穿过载体（6）、集成母排（9）、连接排（10）与连接排（10）激光焊接。
10.根据权利要求1所述的一种12v启停电池系统软包电芯模组，其特征在于：所述外壳（3）、左端板、右端板（4）均采用6061-T5铝合金材质制成，载体（6）由PC-30GF材质制成。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN113644392A (zh) * | 2021-07-05 | 2021-11-12 | 广东嘉尚新能源科技有限公司 | 一种防短路的软包锂电池结构及其制作方法 |
| CN114883722A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-08-09 | 东莞新能安科技有限公司 | 一种电池组及用电装置 |
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2020
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