CN113161678A - 封装电池及其封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种封装电池及其封装方法。封装电池包括电芯模组、封箱及附加绝缘体。电芯模组包括多个电芯、多个绝缘隔板、支撑结构。支撑结构于多个电芯的外侧于多个所述电芯固定连接支撑结构包括导电部。附加绝缘至少部分包覆所述电芯模组的外侧，且所述附加绝缘体与所述绝缘隔板之间存在间隙。封箱用于收容所述电芯模组及附加绝缘体。附加绝缘体设于电芯模组的外侧壁与封箱的内侧壁之间。上述封装电池能够有效降低了封装电池的耐压测试漏电流值。

Description

封装电池及其封装方法

技术领域

本发明涉及一种新能源动力装置，特别涉及一种封装电池及其封装方法。

背景技术

随着新能源电动汽车的蓬勃发展，以及工业、民居、医疗、商业、通信等行业的储能应用需求，新能源动力电池处于各技术瓶颈阶段。其中，为了满足人员触电防护要求，法规规定了动力电池的绝缘耐压漏电流值。

当储能系统的成组电池包较多时，为了符合法规要求，则相对需要电池单箱的绝缘耐压漏电流较小。但是，根据影响电池箱的漏电电流的因素，对于绝缘介质材料选定、电池箱的体积等因素的设计，均具有较大的限制，成本较高，并且达到的降低漏电流的效果也在有限的范围内，很难满足法规要求。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种能够满足法规要求，并且成本较低的封装电池及其封装方法。

一种封装电池，包括：

电芯模组，包括：

多个电芯，并列设置；

多个绝缘隔板，间隔设于相邻两所述电芯之间；

支撑结构，于多个所述电芯的外侧于多个所述电芯固定连接，所述支撑结构包括导电部；

附加绝缘体，用于收容所述电芯模组，所述附加绝缘体至少部分包覆所述电芯模组的外侧，且所述附加绝缘体与所述绝缘隔板之间存在间隙；及

封箱，用于收容所述电芯模组及所述附加绝缘体，所述附加绝缘体设于所述电芯模组的外侧壁与所述封箱的内侧壁之间。

在其中一实施方式中，所述支撑结构包括设于所述电芯模组两端部的第一固定件，所述第一固定件为所述导电部。

在其中一实施方式中，所述支撑结构包括设于所述电芯模组两侧的第二固定件，所述第二固定件为所述导电部。

在其中一实施方式中，所述支撑结构包括设于所述电芯模组的顶面的第三固定件。

在其中一实施方式中，所述附加绝缘体包括壳体及绝缘盖板，所述电芯模组收容于所述壳体内，所述绝缘盖板封盖于所述电芯模组的顶部。

在其中一实施方式中，所述支撑结构与所述附加绝缘体之间为绝缘连接。

在其中一实施方式中，所述附加绝缘体还包括绝缘护套，所述附加绝缘体的壳体设有凸沿，所述支撑结构与所述凸沿之间通过紧固件连接，所述绝缘护套套设于所述紧固件上，使所述支撑结构与所述凸沿之间保持绝缘。

在其中一实施方式中，所述电芯的外表面包裹有绝缘层。

还提供一种封装电池的封装方法。

一种封装电池的封装方法，包括：

多个电芯并排放置；

于相邻两电芯之间间隔设置绝缘隔板；

支撑结构固定连接多个电芯及绝缘隔板，使电芯及绝缘隔板限位，所述支撑结构、电芯及绝缘隔板形成电芯模组；

将电芯模组设于附加绝缘体内，附加绝缘体至少部分包覆于所述电芯模组的外侧，且附加绝缘体与绝缘隔板之间存在间隙；

封箱封装于附加绝缘体的外侧。

在其中一实施方式中，所述多个电芯并排放置的步骤，还包括：

电芯的外表面包裹有绝缘层。

利用上述封装方法制作的封装电池，通过增加附加绝缘，使封装电池的绝缘电阻增大，有效降低了封装电池的耐压测试漏电流值。上述封装电池及封装方法避免选用较高成本的绝缘材料，较为复杂的安装方式，材料成本较低，安装方案简单。

附图说明

图1为本实施方式的封装电池的立体图；

图2为图1所示的本实施方式的封装电池的爆炸图；

图3为图2所示的封装电池的等效串联容性阻抗原理图；

图4为图2所示的第三固定件的分解示意图；

图5为本实施方式的封装电池的封装方法的流程示意图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

根据对行业背景的分析，对于电芯模组与封箱之间的绝缘设计，如果采用基本绝缘设计，很难大幅提高等效阻抗，如果采用加强绝缘设计，不仅效果差，且投入成本较高。特别是针对矿用储能设备的煤安法规要求，绝缘耐压测试必须在交流电压下进行，此时即使采用加强绝缘设计，也很难达到法规对耐压测试漏电流的要求。

请参阅图1及图2，本实施方式的封装电池10包括电芯模组11、附加绝缘体12及封箱(图未示)。附加绝缘体12设于电芯模组11的外侧。附加绝缘体12设于电芯模组11与封箱之间。

电芯模组11包括多个电芯111、多个绝缘隔板113及支撑结构115。绝缘隔板113设于电芯111之间，以增大电芯111与电芯111之间的电容容抗。并且，支撑结构115用于将多个电芯111及多个绝缘隔板113进行相互固定，保证电芯111与绝缘隔板113能够稳定定位，避免电芯111与绝缘隔板113之间发生散落，或移动等。

电芯111为封装电池的储能元件，用于储存电能。电芯111可以进行充电、放电。多个电芯111并列设置。并且，电芯111的个数可以根据设计需要进行相应增减。

具体在本实施方式中，电芯111为盒状结构。多个电芯111并列排布，电芯模组11呈箱式。为方便说明，以多个电芯111的排布方向为X轴方向，电芯111的上、下方向为Z轴方向。

多个电芯111之间通过导电母线14串联连接。导电母线14包括绝缘底座141及铝排142。多个铝排142呈阵列排布，绝缘底座141设于首尾两端处的铝排142上。该处的铝排142通过绝缘底座141固定，避免触电。可以理解，导电母线14还可以替换为动力电缆连接。并且，多个电芯111之间的还可以包括并联连接的连接方式。因此，多个电芯111之间的串、并联可以根据设计进行连接。

电芯111的外表面包裹有绝缘层(图未示)。绝缘层可以为导热硅胶层。导热硅胶层能进一步保证电芯111与电芯111之间相对绝缘，从而避免电芯111内漏电影响电芯模组11的性能。

绝缘隔板113间隔设于相邻两电芯111之间。绝缘隔板113为绝缘材料制作而成，用于间隔固定多个电芯111。绝缘隔板113可以为橡胶、塑胶材料制成。

绝缘隔板113设有安装槽1130，电芯111对应设于绝缘隔板113上的安装槽1130上。绝缘隔板113将电芯111的外表面进行包覆，并将电芯111的两电极外露出。导电母线14分别电连接电芯111的两电极，即实现多个电芯111实现串联连接。在其他实施方式中，电芯111可以采用胶粘，也可以采用牵引、挤压等方法固定。

绝缘隔板113包括位于电芯模组11之间的第一隔板1131及位于电芯模组11两端的第二隔板1132。第一隔板1131的两侧均开设有安装槽1130，第二隔板1132朝向电芯模组11的一测开设有安装槽1130。

电芯111与电芯111之间通过绝缘隔板113间隔设置，避免相邻两个电芯111之间发生接触。

支撑结构115于多个电芯111的外侧于多个电芯111固定连接。支撑结构115为具有一定强度的结构件。支撑结构115的结构形式可以为支架、板材、筋条等，此处对支撑结构115的具体形式不做限定，只要能够将电芯111及绝缘隔板113固定装配即可。

支撑结构115可以包括导电部。支撑结构115的整体可以为导体制成，或者支撑结构115可以部分为导体制成。支撑结构115至少部分为可导电，则支撑结构115位于电芯111的外侧。请参阅图3，电芯111与支撑结构115的导电部之间形成第一电容C1。导电部与箱体之间形成第二电容C2。第一电容C1与第二电容C2串联连接，则封装电池的等效电容减小，则等效阻抗增大，因此，封装电池的等效阻抗接近等效绝缘。因此，上述封装电池可以等效为电芯与电芯模组支架串联了两个电容，容值直接翻倍，特别是针对工频耐压测试时，双重绝缘设计的等效阻抗是基本绝缘或加强绝缘阻抗的两倍。

具体在本实施方式中，支撑结构115可以包括第一固定件116、第二固定件117及第三固定件118。

其中，第一固定件116设于电芯模组11两端部。第一固定件116为模组端盖。第一固定件116可以为导电部。两个第一固定件116沿电芯模组11的X轴方向分布。第一固定件116在X轴方向上固定电芯模组11，对电芯模组11的两端进行固定。并且，第一固定件116可以为导体。

第二固定件117设于电芯模组11两侧。两个第二固定件117沿电芯模组11的Y轴方向分布。第二固定件117在Y轴方向上固定电芯模组11，对电芯模组11的两侧进行固定。可以理解，第二固定件117为固定条。第二固定件117沿电芯模组11的X轴方向延伸。可以理解，第二固定件117可以为导体，例如，第二固定件117可以为固定角铁。

第二固定件117包括第一限位面1171及第二限位面1172。第一限位面1171与第二限位面1172相互垂直。第一限位面1171平行于X轴与Y轴所在的平面。第二限位面1172平行X轴与Z轴所在的平面。则两个第二固定件117的第一限位面1171于电芯模组11的底面对电芯模组11进行限位。两个第二固定件117的第二限位面1172于电芯模组11的两侧，在Y轴方向上，对电芯模组11进行限位。

第三固定件118设于电芯模组11的顶面。第三固定件118于电芯模组11的Z轴方向的顶部对电芯模组11进行固定。第三固定件118为盖板。该盖板于电芯模组11的顶面对电芯模组11进行限位。请参阅图4，第三固定件118可以包括横梁1181和纵梁1182。纵梁1182上开设有卡槽1183，横梁1181卡合于卡槽1183内，与纵梁1182固定连接。因此，第三固定件118与第二固定件117的第一限位面1171分别于电芯模组11的顶面及底面对电芯模组11进行限位。第三固定件118可以为导体，例如金属盖板。

附加绝缘体12用于收容电芯模组11。附加绝缘体12至少部分包覆电芯模组11的外侧，附加绝缘体12由绝缘材料制作。附加绝缘体12包括壳体121及绝缘盖板122。壳体121用于收容于电芯模组11。绝缘盖板122封盖于所述电芯模组11的顶部。

电芯模组11收容于所述壳体121内，电芯模组11通过支撑结构115与壳体121实现稳定连接。并且，支撑结构115与附加绝缘体12之间为绝缘连接，则将电芯模组111绝缘隔离于附加绝缘体12内。

具体地，支撑结构115还包括固定压板119。固定压板119设于第一固定件116上。固定压板119压持在第一固定件116上。固定压板119为两个，分别压持固定于第一固定件116上。固定压板119可以加强第一固定件116的紧固作用。并且，第一固定件116通过固定压板119与附加绝缘体12固定连接。

附加绝缘体12还包括绝缘护套123。附加绝缘体12的壳体121设有凸沿124。固定压板119与凸沿124之间通过紧固件19连接。绝缘护套123套设于紧固件19上，使固定压板119与凸沿124之间保持绝缘。绝缘护套123可以为绝缘垫圈。紧固件19为紧固螺栓。绝缘垫圈套设于紧固螺栓上，降低将电芯模组11绝缘固定到附加绝缘体12上的难度，节省人工。

封箱用于收容电芯模组11及附加绝缘体12。封箱为封装电池10的外壳。封箱可以为导电壳体，例如，封箱可以为金属箱。

附加绝缘体12包覆于电芯模组111的外侧，并且附加绝缘体12设于电芯模组11的外侧壁与封箱的内侧壁之间，避免电芯模组111与封箱电性接触。

并且，附加绝缘体12与绝缘隔板113之间存在间隙，则附加绝缘体12与绝缘隔板113之间为附加绝缘，增加封装电池10的绝缘电阻。

在直流耐压测试环境下，上述封装电池能够有效降低了漏电流。在交流耐压测试环境下，上述封装电池可以直接将漏电流降低到传统的封装电池的漏电流的一半。

并且，上述封装电池对电芯模组11与封箱之间的绝缘设计，降低对绝缘隔板113的绝缘材料的厚度、耐压要求，降低材料生产成本，节省设计成本。

还提供一种封装电池的封装方法。

请参阅图5，一种封装电池的封装方法，包括：

步骤S11，多个电芯并排放置。

在步骤S11中，对电芯还需要进一步，电芯的外表面包裹有绝缘层。

绝缘层可以增加电芯的绝缘性能，增强电芯与电芯之间的绝缘电阻。

步骤S12，于相邻两电芯之间间隔设置绝缘隔板。

绝缘隔板可以为绝缘材料制作而成，用于间隔固定多个电芯。绝缘隔板可以为橡胶、塑胶材料制成。绝缘隔板可以避免相邻两个电芯之间发生接触。

步骤S13，支撑结构固定连接多个电芯及绝缘隔板，使电芯及绝缘隔板限位，所述支撑结构、电芯及绝缘隔板形成电芯模组。

步骤S14，将电芯模组设于附加绝缘体内，附加绝缘体至少部分包覆于所述电芯模组的外侧，且附加绝缘体与绝缘隔板之间存在间隙。

步骤S15，封箱封装于附加绝缘体的外侧。

根据上述封装方法制作的封装电池的绝缘电阻增大，有效降低了漏电流，并且安装方案简单。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种封装电池，其特征在于，包括：

电芯模组，包括：

多个电芯，并列设置；

多个绝缘隔板，间隔设于相邻两所述电芯之间；

支撑结构，于多个所述电芯的外侧于多个所述电芯固定连接，所述支撑结构包括导电部；

附加绝缘体，用于收容所述电芯模组，所述附加绝缘体至少部分包覆所述电芯模组的外侧，且所述附加绝缘体与所述绝缘隔板之间存在间隙；及

封箱，用于收容所述电芯模组及所述附加绝缘体，所述附加绝缘体设于所述电芯模组的外侧壁与所述封箱的内侧壁之间。

2.根据权利要求1所述的封装电池，其特征在于，所述支撑结构包括设于所述电芯模组两端部的第一固定件，所述第一固定件为所述导电部。

3.根据权利要求1所述的封装电池，其特征在于，所述支撑结构包括设于所述电芯模组两侧的第二固定件，所述第二固定件为所述导电部。

4.根据权利要求1所述的封装电池，其特征在于，所述支撑结构包括设于所述电芯模组的顶面的第三固定件。

5.根据权利要求1所述的封装电池，其特征在于，所述附加绝缘体包括壳体及绝缘盖板，所述电芯模组收容于所述壳体内，所述绝缘盖板封盖于所述电芯模组的顶部。

6.根据权利要求1所述的封装电池，其特征在于，所述支撑结构与所述附加绝缘体之间为绝缘连接。

7.根据权利要求5所述的封装电池，其特征在于，所述附加绝缘体还包括绝缘护套，所述附加绝缘体的壳体设有凸沿，所述支撑结构与所述凸沿之间通过紧固件连接，所述绝缘护套套设于所述紧固件上，使所述支撑结构与所述凸沿之间保持绝缘。

8.根据权利要求1所述的封装电池，其特征在于，所述电芯的外表面包裹有绝缘层。

9.一种封装电池的封装方法，包括：

多个电芯并排放置；

于相邻两电芯之间间隔设置绝缘隔板；

支撑结构固定连接多个电芯及绝缘隔板，使电芯及绝缘隔板限位，所述支撑结构、电芯及绝缘隔板形成电芯模组；

将电芯模组设于附加绝缘体内，附加绝缘体至少部分包覆于所述电芯模组的外侧，且附加绝缘体与绝缘隔板之间存在间隙；

封箱封装于附加绝缘体的外侧。

10.根据权利要求9所述的封装方法，其特征在于，所述多个电芯并排放置的步骤，还包括：

电芯的外表面包裹有绝缘层。

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