CN112701392A - 电池模块的组装结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池模块的组装结构，包括：多个电池模块，每个电池模块包括主体、正极极耳和负极极耳，其中相邻电池模块之间具有空隙，导电条，其用于将相邻的电池模块固定连接在一起，固定条，其中相邻的电池模块通过导电条相互连接，多个电池模块通过固定条固定连接在一起，多个电池模块被固定条并排固定并且各个电池模块之间具有空隙，封装条，其用于压靠在多个电池模块的两个侧面上，其中在封装条和多个电池模块之间填充有减震材料，汇流条，用于连接端部电池模块的极耳与总的正极柱和总的负极柱，以及侧板，其固定到电池模块形成的电池模块组的两侧，侧板上设有多个电池模块所构成的电池组的总的正极柱和总的负极柱用于输出电能。

Description

电池模块的组装结构

技术领域

本申请涉及电池技术领域，更具体地涉及一种电池模块的组装结构。

背景技术

本节中的陈述仅提供涉及本发明的背景信息，并且可能构成或可能不构成现有技术。

可充电锂离子电池已作为电源用于多种固定和便携用途。它们的结构和电化学反应机制为它们提供若干优良特性，包括相对较高的能量密度、相对较低的内电阻、与其它类型的可充电电池（例如镍-镉电池）相比时通常不出现任何记忆效应、以及低的自放电率。这些特性使锂离子电池成为便携消费电子产品，如手提电脑和手机的优选移动电源。锂离子电池也用作电动车辆的电源。

通常，锂离子电池包括多个电池模块或电池单元。多个电池模块构成电池组。每个电池单元包括主体、正极极耳和负极极耳。正极极耳和负极极耳分别从主体的两个相对的侧面向外延伸。例如，正极极耳从主体的顶侧向上延伸，而负极极耳从主体的底侧向下延伸，反之亦然。

随着电池技术的不断推广，采用电池模块构成的电池组作为能源已经成为比较常见的方式。传统技术中的电池模块组包括堆叠在一起的多个电池模块以及固定它们的框架。但是，现有的电池模块的组装结构存在散热效果差、防震性能差、电池模块固定不牢固、维修和更换费时费力等缺点。

发明内容

本发明的特征和优点将从结合附图执行本发明的最优模式的以下详细描述中显而易见。

根据本发明实施例，一种电池模块的组装结构包括：多个电池模块，每个电池模块包括主体、正极极耳和负极极耳，中间的每个电池模块的正极极耳与相邻一侧的电池模块的负极极耳连接，负极极耳与相邻另一侧的电池模块的正极极耳连接，其中相邻电池模块之间具有空隙，导电条，其用于将相邻的电池模块固定连接在一起，固定条，其中相邻的电池模块通过导电条相互连接，然后多个电池模块通过固定条固定连接在一起，多个电池模块被固定条并排固定并且各个电池模块之间具有空隙，封装条，其用于压靠在多个电池模块的两个侧面上，其中在封装条和多个电池模块之间填充有减震材料，汇流条，其中端部的电池模块的一个极耳与汇流条相连，汇流条连接端部电池模块的极耳并作为总的正极柱和总的负极柱，以及侧板，其设置在电池模块形成的电池模块组的两侧，所述侧板上设有孔口。

根据本发明实施例，每个电池模块的正极极耳和负极极耳向着相反方向弯曲成L形，弯曲后的极耳形成了与片状的电池模块处于相同或平行的平面的竖直部分以及与电池模块的平面垂直的水平部分。

根据本发明实施例，左边的电池模块的极耳的水平部分与右边的电池模块的极耳的水平部分以如下方式搭接：左边的电池模块的负极极耳在右边的电池模块的正极极耳之上；左边的电池模块的负极极耳在右边的电池模块的正极极耳之下。

根据本发明实施例，左边的电池模块的极耳的水平部分与右边的电池模块的极耳的水平部分以如下方式搭接：左边的电池模块的正极极耳在右边的电池模块的负极极耳之上；左边的电池模块的正极极耳在右边的电池模块的负极极耳之下。

根据本发明实施例，导电条上具有4个贯穿的通孔，在电池模块的正极极耳和负极极耳上也各自具有4个通孔，分别位于正极极耳和负极极耳的水平部分上，其中相邻电池模块的极耳在搭接时，其各自的水平部分彼此重叠，其上的通孔也彼此对齐，导电条放置在最外侧的极耳的水平部分上并与其叠置，导电条的通孔与两个水平部分的通孔对齐，形成贯通的穿孔，利用所述穿孔通过螺纹连接将导电条与两个水平部分固定在一起。

根据本发明实施例，固定使用4个穿孔的其中3个，留有1个穿孔用于与固定条紧固在一起，其中电池模块通过导电条互相连接，然后中间的各个电池模块通过固定条固定连接在一起，使用4个穿孔中间的穿孔，即从上往下数第三个穿孔或第二个穿孔，端部的电池模块使用第四个穿孔与固定条连接。

根据本发明实施例，固定条安装在处于对称位置的两个相对侧上，多个电池模块通过固定条并排固定并在其之间具有空隙。

根据本发明实施例，所述减震材料为EVA海绵材料。

根据本发明实施例，封装条上设置有3个孔，以用于通过3根杆穿过多个孔，以将封装条固定就位，固定好的封装条通过减震材料对电池模块施加压紧力，从而将电池模块稳定地固定就位。

根据本发明实施例，侧板上设有多个孔口，用于使杆、螺栓以及导线、开关穿过，贯穿封装条的杆穿过侧板上的孔并且被固定。

根据本发明实施例，导电条通过螺丝与极耳固定在一起，所述螺丝由铜制成以用于固定并导电。

根据本发明实施例，汇流条的一端具有块状的突起，所述块状突起可以插入侧板上的相应孔中，块状突起可以具有螺纹孔，用于与导线连接以输出电能，汇流条的本体上还具有4个孔，利用这4个孔中的一个或多个将汇流条固定在侧板上。

根据本发明实施例，角铁上的一个侧面具有两个孔，用于通过螺栓连接固定到侧板，角铁的另一侧与固定条固定连接。

根据本发明实施例，端部的电池模块的一个极耳是L形，用于与中间的电池模块相连，端部电池模块的另一个极耳是直的，用于与汇流条连接。

附图说明

在此描述的附图仅用于说明的目的，并不旨在以任何方式限制本发明的范围。

图1示出了根据本发明实施例的电池模块的组装结构的各个面的投影图。

图1b示出了根据本发明实施例的电池模块的组装结构的立体图。

图2a是根据本发明实施例的两个电池模块的连接示意图。

图2b是根据本发明实施例的多个电池模块的连接示意图。

图3a示出了根据本发明实施例的导电条的各个面的投影图。

图3b示出了根据本发明实施例的导电条的立体图。

图4a示出了根据本发明实施例的固定条的各个面的投影图。

图4b示出了根据本发明实施例的固定条的立体图。

图5a示出了根据本发明实施例的封装条的各个面的投影图。

图5b示出了根据本发明实施例的封装条的立体图。

图6a示出了根据本发明实施例的侧板的各个面的投影图。

图6b示出了根据本发明实施例的侧板的立体图。

图7a示出了根据本发明实施例的汇流条的各个面的投影图。

图7b示出了根据本发明实施例的汇流条的立体图。

图8a示出了根据本发明实施例的角铁的各个面的投影图。

图8b示出了根据本发明实施例的角铁的立体图。

图9是根据本发明实施例的固定条的可选端部的示意图。

具体实施方式

各变型的下面描述在本质上仅仅是示例性的并且决不意于限制本发明的范围、其应用或用途。

图1和图1b示出了根据本发明实施例的电池组件。图1示出了根据本发明实施例的电池模块的组装结构1的各个面的投影图。图1b示出了根据本发明实施例的电池模块的组装结构1的立体图。图1和图1b示出了多个电池模块及其组装结构。电池模块10并排放置，中间的相邻电池模块放置的极性相反，彼此串联连接，如图2a所示。

参照图2b，按照从左至右的顺序，第一个电池模块10a的上面是正极，下面是负极；第二个电池模块10b的上面是负极，下面是正极，第二个电池模块下面的正极与第一个电池模块下面的负极相连；第三个电池模块10c的上面是正极，下面是负极，第三个电池模块下面的负极与第四个电池模块下面的正极相连；第四个电池模块10d的上面是负极，下面是正极，第四个电池模块下面的正极与第三个电池模块下面的负极相连，以此类推。

再次参照图2a，每个电池模块包括从其两侧延伸出来的正极极耳和负极极耳，正极极耳和负极极耳分别弯曲成L形，每个电池模块的正极极耳和负极极耳分别向相反的方向延伸。例如，对于相邻的两个电池模块10a和10b来说，左边的一个电池模块10a的正极极耳100（上部）向左弯曲，负极极耳101（下部）向右弯曲，右边的一个电池模块10b的正极极耳102（下部）向左弯曲，负极极耳103（上部）向右弯曲。弯曲后的极耳形成了与片状的电池模块处于相同或平行的平面的竖直部分100a、101a、102a和103a以及与电池模块的平面垂直的水平部分100b、101b、102b和103b。左边的一个电池模块10a的负极极耳101与右边的一个电池模块10b的正极极耳102相连，连接的方式可以是负极极耳101的水平部分101b与正极极耳102的水平部分102b搭接，如图2a所示，这是两个电池模块连接的情况。

对于多个电池模块，可以如图2b所示进行连接，相邻电池模块的正极与负极相连，即，从左至右，第一个电池模块10a的负极极耳101与第二个电池模块10b的正极极耳102相连，第二电池模块10b的负极极耳103与第三个电池模块10c的正极极耳104相连，第三个电池模块10c的负极极耳105与第四个电池模块10d的正极极耳106相连，以此类推。根据优选的实施例，第一、三、五、七等奇数个电池模块10a、10c、10e和10g是正极在上，负极在下；第二、四、六、八等偶数个电池模块10b、10d、10f和10h是负极在上，正极在下，这样，奇数个电池模块的负极连接相邻偶数个电池模块的正极，奇数个电池模块的正极连接相邻偶数个电池模块的负极；或者反过来。

如图2a和2b所示，左边的电池模块的极耳的水平部分与右边的电池模块的极耳的水平部分搭接，例如可以是左边的电池模块的负极极耳的水平部分在右边的电池模块的正极极耳的水平部分之上。当然也可以是其他搭接情况，如左边的电池模块的负极极耳的水平部分在右边的电池模块的正极极耳的水平部分之下。可替代地，左边的电池模块的正极极耳的水平部分在右边的电池模块的负极极耳的水平部分之上，或者左边的电池模块的正极极耳的水平部分在右边的电池模块的负极极耳的水平部分之下。图2a和2b仅示出了其中一种搭接的方式，各种搭接方式可以根据具体的需求进行选择。优选地，多个电池模块被连接成蜿蜒的“蛇形”串联电路。其中，在由多个电池模块构成的电池组中，两个端部的电池模块可以被称为端部电池模块，两个端部电池模块之间的电池模块可以被称为中间电池模块。

端部电池模块与中间的电池模块的区别在于，端部电池模块的两个极耳，一个是如中间的电池模块一样的L形，用于与中间的电池模块相连，端部电池模块的另一个极耳可以是直的，没有弯曲，用于与汇流条连接，如将在后面详细描述的。

图3a示出了根据本发明实施例的导电条的各个面的投影图，并且图3b示出了根据本发明实施例的导电条的立体图。导电条20用于将两个相邻的电池模块固定连接在一起。如图3a和图3b所示，导电条上具有4个贯穿的通孔21、22、23、24。同样，在电池模块的正极极耳和负极极耳上也各自具有4个通孔，分别位于正极极耳和负极极耳的水平部分上。两个电池模块的极耳在搭接时，其各自的水平部分彼此重叠，其上的通孔也彼此对齐，导电条放置在最外侧的极耳的水平部分上并与其叠置，导电条的通孔与两个水平部分的通孔对齐，形成贯通的穿孔，螺栓或者螺钉可以穿过该穿孔用于将导电条与两个水平部分固定在一起，例如可以采用螺栓和螺母的方式进行固定。也可以采用其他的紧固方式，例如将各个水平部分的通孔和导电条的通孔设计成包含内螺纹，从而用螺栓或螺钉直接固定。优选地，利用铜制的螺丝25作为固定件，以用于固定并导电。

固定优选使用4个穿孔的其中3个，留有1个穿孔用于与固定条30紧固在一起。固定条如图4a和4b所示。其中图4a示出了根据本发明实施例的固定条的各个面的投影图，并且图4b示出了根据本发明实施例的固定条的立体图。返回参照图1和图1b，中间的相邻电池模块10通过导电条20串联连接，然后各个电池模块通过固定条30固定连接在一起，优选使用4个穿孔中间的穿孔，例如从图1和1b从上往下数第三个穿孔，穿过在图3b中的导电条的通孔23。也可以使用第二个穿孔或者其他穿孔。图1和1b仅示出了一侧安装的固定条，在该侧的相对侧上也安装有固定条，优选在对称的位置。通过固定条，将各个电池模块固定成并排的位置关系但是彼此之间留有空隙。具体地，固定条可以为C形，即，固定条的两端的宽度大于固定条主体的宽度，或者说固定条的两个端部出具有延伸出来的部分。在固定条的主体下部具有一排孔35，这排孔35优选地与导电条的孔23以及电池模块的极耳上的相应孔对齐，并通过螺纹连接固定在一起。在固定条的两个端部上还具有孔36和37，这两个孔优选地与导电条的孔24以及电池模块的极耳上的相应孔对齐，并通过螺纹连接固定在一起。端部的电池模块的一个L形极耳用同样的方式与相邻的电池模块连接，端部的电池模块的直的极耳直接与汇流条连接。

图5a示出了根据本发明实施例的封装条的各个面的投影图，并且图5b示出了根据本发明实施例的封装条的立体图。封装条40用于在如图1和图1b所示的位置用于压靠在电池模块的两个侧面上，在封装条和电池模块之间填充有减震材料，例如EVA海绵材料，该减震材料用于将电池模块紧固就位并且在遇到冲击时候提供缓冲，其还可以起到阻燃作用。如图1和1b所示，多个封装条之间留有间隙，用于空气流通，从而提供良好的热性能（有利于散热或加热）。

继续参照图5a和5b，封装条上设置有多个孔，优选为3个孔41、42和43。用于由多根杆穿过并排放置的多个封装条的多个孔，以将封装条固定就位。固定好的封装条通过减震材料对电池模块施加压紧力，从而将电池模块稳定地固定就位。

替代地，可以将多个封装条换成整体的封装板，为了提供良好的热性能，可以将整体的封装板镂空，形成多个条状的空隙，该条状的空隙与电池模块之间的空隙相对齐，从而可以更好地散热或加热（例如冬季电池需要保证温度的情况下）。优选地，可以使用各种适于热量传递的形状，如多个矩形、多个细长形状、多个椭圆形、多个圆孔或其他适宜的形状。密封板可以通过各种方式连接到侧板，例如螺栓连接、卡扣连接、粘接等。

图6a示出了根据本发明实施例的侧板的各个面的投影图，并且图6b示出了根据本发明实施例的侧板的立体图。侧板50放置在电池模块形成的电池模块组的两侧上，并且设有多个孔口，用于使杆、螺栓以及导线、开关等等穿过。继续参照图6a和图6b并参照图1和图1b以及5a和5b，贯穿封装条的杆穿过侧板上的孔并且被固定，固定方式例如是螺纹连接或者其他连接方式。具体地，如上所述，每个封装条上设置有3个孔41、42和43，在一侧，三根杆穿过多个封装条的孔，三根杆分别穿过侧板上的3个孔51、52和53并固定在侧板上，例如每根杆的端部具有螺纹，通过螺母与杆上的螺纹将杆固定在侧板上，优选地，侧板上的孔51、52和53也可以具有内螺纹从而与杆的外螺纹连接。同样地，在另一侧，三根杆穿过多个封装条的孔54、55和56并且可以通过同样的方式将杆固定在侧板上。

另外，图1和1b还示出了电池模块组成的电池组的总的正极柱和总的负极柱，其分别设置在组装结构的两侧，用于输出电流。具体地，位于电池组的一端（例如最左端）的端部电池模块具有两个极耳，一个极耳（例如负极极耳）与相邻的电池模块（例如左数第二个）的一个极耳（例如正极极耳）相连，该端部的电池模块另一个极耳（例如正极极耳）与汇流条60相连，汇流条是用于连接端部电池模块的极耳与总的极柱的部件，电池组的两侧各有一个汇流条，分别与总的正极柱和总的负极柱连接，用于输出电能。应理解的是，两侧的汇流条所连接的极耳的极性是相反的。

汇流条的结构可以如图7a和7b所示。图7a示出了根据本发明实施例的汇流条的各个面的投影图，并且图7b示出了根据本发明实施例的汇流条的立体图。从汇流条的侧视图可以看出，汇流条的侧面可以是L形，即在汇流条的一端具有块状的突起60a，该块状突起可以插入侧板上的相应的凹部59中，块状突起可以具有孔65，例如螺纹孔，用于与导线连接以输出电能，汇流条的本体上还具有4个孔61、62、63和64，这四个孔与端部的电池模块的一个直的极耳上的4个孔对齐，可以用这些对齐的孔中的一个或多个将汇流条固定在侧板上，例如通过螺栓连接将孔62和侧板上的孔57c对齐并固定。块状突起可以是方形的或者矩形的，或者适合的其他形状，侧板上具有用于接收块状突起的凹部，二者的形状相匹配。

汇流条与端部电池模块的极耳相连，如上所述，端部电极的一个极耳是直的，其上面也有4个孔，端部电极的极耳上的4个孔分别与汇流条上的4个孔对齐，形成4个通孔，可以选择4个通孔中的一个或多个用于固定连接。

图8a示出了根据本发明实施例的角铁的各个面的投影图，并且图8b示出了根据本发明实施例的角铁的立体图。优选地，角铁70上的一个侧面具有两个孔，用于通过螺栓连接固定到侧板，角铁的另一侧与固定条固定连接。具体地，参照图1b、4a和8b，角铁一侧上的两个孔73和74分别与固定条一端上的两个孔31和32对齐并通过螺栓连接。并且参照图1b、6a和8b，角铁另一侧上的两个孔71和72分别与一个侧板上的两个孔57a和57b对齐并通过螺栓固定在侧板上。同样地，两一个角铁通过固定条另一端上的两个孔33和34以及另一个侧板上的两个孔58a和58b将固定条的另一个端固定在另一个侧板上。

图9是可选的固定条端部的示意图，可以将固定条端部制造成一个、两个或多个凸起，并且在侧板的相应位置设置凹槽，在连接过程中可以将固定条端部的凸起插入侧板的凹槽中，通过卡扣连接将固定条固定到侧板上。

本发明的描述在本质上仅仅是示例性的，并且不脱离本发明精神的变型都应包含在本发明的范围内。这些变化不能视为脱离本发明的精神和范围。

Claims (14)

1.一种电池模块的组装结构，其特征在于，其包括：

多个电池模块，每个电池模块包括主体、正极极耳和负极极耳，中间的每个电池模块的正极极耳与相邻一侧的电池模块的负极极耳连接，负极极耳与相邻另一侧的电池模块的正极极耳连接，其中相邻电池模块之间具有空隙，

导电条，其用于将相邻的电池模块固定连接在一起，

固定条，其中相邻的电池模块通过导电条相互连接，然后多个电池模块通过固定条固定连接在一起，多个电池模块被固定条并排固定并且各个电池模块之间具有空隙，

封装条，其用于压靠在多个电池模块的两个侧面上，其中在封装条和多个电池模块之间填充有减震材料，

汇流条，其中端部的电池模块的一个极耳与汇流条相连，汇流条连接端部电池模块的极耳并作为总的正极柱和总的负极柱，以及

侧板，其设置在电池模块形成的电池模块组的两侧，所述侧板上设有孔口。

2.如权利要求1所述的电池模块的组装结构，其特征在于，每个电池模块的正极极耳和负极极耳向着相反方向弯曲成L形，弯曲后的极耳形成了与片状的电池模块处于相同或平行的平面的竖直部分以及与电池模块的平面垂直的水平部分。

3.如权利要求1所述的电池模块的组装结构，其特征在于，左边的电池模块的极耳的水平部分与右边的电池模块的极耳的水平部分以如下方式搭接：

左边的电池模块的负极极耳在右边的电池模块的正极极耳之上；

左边的电池模块的负极极耳在右边的电池模块的正极极耳之下。

4.如权利要求1所述的电池模块的组装结构，其特征在于，左边的电池模块的极耳的水平部分与右边的电池模块的极耳的水平部分以如下方式搭接：左边的电池模块的正极极耳在右边的电池模块的负极极耳之上；

左边的电池模块的正极极耳在右边的电池模块的负极极耳之下。

5.如权利要求1所述的电池模块的组装结构，其特征在于，导电条上具有4个贯穿的通孔，在电池模块的正极极耳和负极极耳上也各自具有4个通孔，分别位于正极极耳和负极极耳的水平部分上，其中相邻电池模块的极耳在搭接时，其各自的水平部分彼此重叠，其上的通孔也彼此对齐，导电条放置在最外侧的极耳的水平部分上并与其叠置，导电条的通孔与两个水平部分的通孔对齐，形成贯通的穿孔，利用所述穿孔通过螺纹连接将导电条与两个水平部分固定在一起。

6.如权利要求1所述的电池模块的组装结构，其特征在于，固定使用4个穿孔的其中3个，留有1个穿孔用于与固定条紧固在一起，其中电池模块通过导电条互相连接，然后中间的各个电池模块通过固定条固定连接在一起，使用4个穿孔中间的穿孔，即从上往下数第三个穿孔或第二个穿孔，端部的电池模块使用第四个穿孔与固定条连接。

7.如权利要求1所述的电池模块的组装结构，其特征在于，固定条安装在处于对称位置的两个相对侧上，多个电池模块通过固定条并排固定并在其之间具有空隙。

8.如权利要求1所述的电池模块的组装结构，其特征在于，所述减震材料为EVA海绵材料。

9.如权利要求1所述的电池模块的组装结构，其特征在于，封装条上设置有3个孔，以用于通过3根杆穿过多个孔，以将封装条固定就位，固定好的封装条通过减震材料对电池模块施加压紧力，从而将电池模块稳定地固定就位。

10.如权利要求1所述的电池模块的组装结构，其特征在于，侧板上设有多个孔口，用于使杆、螺栓以及导线、开关穿过，贯穿封装条的杆穿过侧板上的孔并且被固定。

11.如权利要求1所述的电池模块的组装结构，其特征在于，导电条通过螺丝与极耳固定在一起，所述螺丝由铜制成以用于固定并导电。

12.如权利要求1所述的电池模块的组装结构，其特征在于，汇流条的一端具有块状的突起，所述块状突起可以插入侧板上的相应孔中，块状突起可以具有螺纹孔，用于与导线连接以输出电能，汇流条的本体上还具有4个孔，利用这4个孔中的一个或多个将汇流条固定在侧板上。

13.如权利要求1所述的电池模块的组装结构，其特征在于，角铁上的一个侧面具有两个孔，用于通过螺栓连接固定到侧板，角铁的另一侧与固定条固定连接。

14.如权利要求1所述的电池模块的组装结构，其特征在于，端部的电池模块的一个极耳是L形，用于与中间的电池模块相连，端部电池模块的另一个极耳是直的，用于与汇流条连接。

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