CN113488735A - 一种软包电池模组结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种软包电池模组结构，包括上盖板、下盖板、前端盖、后端盖、电芯堆、导热结构胶和集成电路总成，上盖板盖设在下盖板上形成壳体结构，前端盖和后端盖分别盖设在上盖板和下盖板形成的壳体结构的两端，电芯堆的底部通过导热结构胶固定在壳体结构底部，电芯堆的两侧面对应贴合在壳体结构的侧壁，电芯堆通过设置在壳体结构内部的集成电路总成电连接形成串并联结构，集成电路总成的输出端伸入前端盖。本发明的优点在于，取消了原有模组内部支架和导热底板的设置，从而简化该模组结构的制作工艺，降低制造成本，同时也降低了该模组结构的重量，提高模组结构的成组效率，进而提高模组结构的能量密度。

Description

一种软包电池模组结构
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体为一种软包电池模组结构。
背景技术
目前，在全球性的石油资源紧缺与气候环境不断恶化使现代人类社会的发展面临着严峻挑战，发展节约能源与无废物排放的新能源汽车已受到各个国家的高度重视，新能源汽车市场发展迅速，动力电池模组作为新能源汽车的动力来源，其安全可靠对整个系统至关重要。随着政策对能量密度原来越高的要求，高能量密度的软包电芯开发成为趋势，而电芯的成组方式，尤其是软包电芯的模组成组方式的可靠性就显得更为重要；例如中国发明专利公开号为CN111326692A公开了一种软包电池模组结构及其装配方法，包括电芯组件，还包括位于电芯组件底部的导热底板、位于电芯组件上部的模组上盖以及位于电芯组件两端的输出侧极耳固定板和从控侧极耳固定板，模组上盖与导热底板围合后包裹住电芯组件的前后上下四个面，输出侧极耳固定板通过布置在朝向电芯组件一面的上下两排第一挂钩固定在电芯组件上，从控侧极耳固定板通过布置在朝向电芯组件一面的上下两排第一挂钩固定在电芯组件上。本发明还公开了一种软包电池模组结构的装配方法。本发明软包电池模组结构及其装配方法，各部件之间通过卡扣相互固定，稳定性高且装配方便，同时能够快速将热量传递出去，防止内部过热。
但目前大部分软包电池模组结构的制作工艺复杂制造成本较高；并且模组内部支架和导热底板占了较多的重量，使得电池模组成组效率不高，从而导致能量密度不高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于如何降低软包电池模组结构的制造成本，提高软包电池模组结构的能量密度。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种软包电池模组结构，包括上盖板、下盖板、前端盖、后端盖、电芯堆、导热结构胶和集成电路总成，所述上盖板盖设在下盖板上形成壳体结构，所述前端盖和后端盖分别盖设在上盖板和下盖板形成的壳体结构的两端，所述电芯堆的底部通过导热结构胶固定在壳体结构底部，所述电芯堆的两侧面对应贴合在壳体结构的侧壁，所述电芯堆通过设置在壳体结构内部的集成电路总成电连接形成串并联结构，所述集成电路总成的输出端伸出前端盖。
通过导热结构胶将电芯堆固定在壳体结构上，并且电芯堆的两侧面对应贴合在壳体结构的侧壁，不仅能够对电芯堆起到导热作用，还能使得电芯堆稳定固定在壳体结构内，取消了原有模组内部支架和导热底板的设置，从而简化该模组结构的制作工艺，降低制造成本，同时也降低了该模组结构的重量，提高模组结构的成组效率，进而提高模组结构的能量密度。
优选地，所述上盖板为平板结构，所述下盖板为U型板结构，所述上盖板固定在下盖板的顶部开口处。
优选地，所述上盖板和下盖板的内壁均热压有PET膜，提高上盖板和下盖板的力学性能并能保证绝缘性能，通过提高材料强度进一步将上盖板和下盖板的厚度减薄1-1.2mm。
优选地，所述上盖板两侧设有下翻边，所述下盖板与上盖板下翻边连接的部位设有内凹的结构面。
优选地，所述电芯堆包括电芯和防火泡棉，多个电芯底部通过导热结构胶固定在壳体结构底部，所述电芯与电芯之间以及电芯与壳体结构的侧壁之间均设有防火泡棉。
优选地，所述集成电路总成包括正极耳支架、负极耳支架、连接铜排，所述正极耳支架和负极耳支架分别固定在下盖板的两端，所述正极耳支架和负极耳支架上均固定有连接铜排，所述正极耳支架上的连接铜排一端分别连接电芯堆一端的正、负极，另一端伸出所述前端盖，所述负极耳支架上的连接铜排连接电芯远离正极耳支架的一端。
优选地，所述前端盖与正极耳支架之间还固定有前绝缘罩。
优选地，所述后端盖与负极耳支架之间还固定有后绝缘罩。
优选地，所述电芯堆上设有用于采集电芯堆电压和温度的柔性电路板。
优选地，所述柔性电路板与电芯堆之间还设有保护板。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过导热结构胶将电芯堆固定在壳体结构上，并且电芯堆的两侧面对应贴合在壳体结构的侧壁，不仅能够对电芯堆起到导热作用，还能使得电芯堆稳定固定在壳体结构内，取消了原有模组内部支架和导热底板的设置，从而简化该模组结构的制作工艺，降低制造成本，同时也降低了该模组结构的重量，提高模组结构的成组效率，进而提高模组结构的能量密度。
2、通过在上盖板和下盖板的内壁热压PET膜，提高上盖板和下盖板的力学性能并能保证绝缘性能，通过提高材料强度进一步将上盖板和下盖板的厚度减薄1-1.2mm。
3、通过前绝缘罩和后绝缘罩的设置，起到将前极耳支架、后极耳支架上的电气部分与外侧的前端盖、后端盖隔离加强绝缘的作用。
附图说明
图1为本发明实施例的一种软包电池模组结构的示意图；
图2为本发明实施例的爆炸示意图；
图3为本发明实施例上盖板的结构示意图；
图4为本发明实施例下盖板的结构示意图；
图5为本发明实施例前端盖的结构示意图；
图6为本发明实施例前端盖的另一结构示意图；
图7为本发明实施例后端盖的结构示意图；
图8为本发明实施例后端盖的另一结构示意图；
图9为本发明实施例电芯堆的结构示意图；
图10为本发明实施例集成电路总成的结构示意图；
图11为本发明实施例前绝缘罩的结构示意图；
图12为本发明实施例后绝缘罩的结构示意图；
图13为本发明实施例柔性电路的结构示意图；
图14为本发明实施例保护板的结构示意图。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
参阅图1和图2，本实施例公开了一种软包电池模组结构，包括上盖板1、下盖板2、前端盖3、后端盖4、电芯堆5、导热结构胶(图中未示)和集成电路总成6，所述上盖板1盖设在下盖板2上形成壳体结构，所述前端盖3和后端盖4分别盖设在上盖板1和下盖板2形成的壳体结构的两端，所述电芯堆5的底部通过导热结构胶固定在壳体结构底部，所述电芯堆5的两侧面对应贴合在壳体结构的侧壁，所述电芯堆5通过设置在壳体结构内部的集成电路总成6电连接形成串并联结构，所述集成电路总成6的输出端伸出前端盖3。
通过导热结构胶将电芯堆5固定在壳体结构上，并且电芯堆5的两侧面对应贴合在壳体结构的侧壁，不仅能够对电芯堆起到导热作用，还能使得电芯堆5稳定固定在壳体结构内，取消了原有模组内部支架和导热底板的设置，从而简化该模组结构的制作工艺，降低制造成本，同时也降低了该模组结构的重量，提高模组结构的成组效率，进而提高模组结构的能量密度。
参阅图3和图4，所述上盖板1为平板结构，所述下盖板2为U型板结构，所述上盖板1焊接固定在下盖板2的顶部开口处。所述上盖板1和下盖板2 的内壁均热压有PET膜(图中未标注)，提高上盖板1和下盖板2的力学性能并能保证绝缘性能，通过提高材料强度进一步将上盖板1和下盖板2的厚度减薄1-1.2mm。
进一步的，所述上盖板1两侧设有下翻边11，所述下盖板2与上盖板1 下翻边11连接的部位设有内凹的结构面21，且结构面21向内凹陷的深度与下翻边的厚度相同，致使上盖板1的下翻边11与下盖板2固定后在同一平面，保证上盖板1与下盖板2固定后的美观。
再进一步的，所述下盖板2的底部两端均设有两个安装孔22，其中一个为圆孔，另一个为腰形孔，方便集成电路总成6的安装定位。
参阅图5和图6，所述前端盖3顶部两端均设有引出口31，在引出口31 之间的端盖顶部还设有两个第一吊装孔32，所述前端盖3外侧的两端均设有第一固定孔33，所述前端盖3上设有4个斜向外开口的第一排气孔34。所述前端盖3内侧还伸出一圈第一焊接筋35，在焊接前端盖3将第一焊接筋35分别贴合在上盖板1的下平面和下盖板2左右两内侧面以及底面并进行焊接固定，进一步的，所述第一焊接筋35上设有一端向内的第一圆弧过渡部351，向内过渡的深度等于结构面21内凹的深度，以便上盖板1与前端盖3上的第一圆弧过渡部351上方区域的焊接。
参阅图7和图8，所述后端盖4顶部设有两个第二吊装孔41，所述后端盖4外侧的两端均设有第二固定孔42，所述后端盖4上设有4个斜向外开口的第二排气孔43。所述后端盖4内侧还伸出一圈第二焊接筋44，在焊接后端盖4将第二焊接筋44分别贴合在上盖板1的下平面和下盖板2左右两内侧面以及底面并进行焊接固定，进一步的，所述第二焊接筋44上设有一端向内的第二圆弧过渡部441，向内过渡的深度等于结构面21内凹的深度，以便上盖板1与后端盖4上的第二圆弧过渡部441上方区域的焊接。
参阅图9，所述电芯堆5包括电芯51和防火泡棉52，多个并排设置的电芯51底部通过导热结构胶固定在下盖板2底部，所述电芯51与电芯51之间以及电芯51与下盖板2的侧壁之间均设有防火泡棉52，所述防火炮棉52通过双面胶粘贴在电芯侧面以及下盖板2的侧壁上。
参阅图10，所述集成电路总成6包括正极耳支架61、负极耳支架62、连接铜排63，所述正极耳支架61通过定位柱插入在下盖板2的两端安装孔22 上进行定位，进而可以起到定位电芯堆5的作用，所述正极耳支架61和负极耳支架62分别固定在壳体结构的两端，所述正极耳支架61和负极耳支架62 上均固定有连接铜排63，所述正极耳支架61上的连接铜排63一端分别电连接电芯51一端的正、负极，另一端伸入所述前端盖3的引出口31内，所述负极耳支架62上的连接铜排63电连接电芯51远离正极耳支架62的一端。
进一步的，所述正极耳支架61和负极耳支架62上均设有固定柱611，所述连接铜排63通过固定柱611对应的固定在正极耳支架61和负极耳支架62 上。
进一步的，所述正极耳支架61和负极耳支架62上均设有卡扣座612，参阅图2、图11和图12，所述前端盖3与正极耳支架61间还固定有前绝缘罩7，所述后端盖4与负极耳支架62之间还固定有后绝缘罩8，具体的，所述前绝缘罩7和后绝缘罩8上分别设有能够与卡扣座612卡合的第一卡扣71和第二卡扣81，所述前绝缘罩7顶部两端分别设有固定电芯堆5正负极上的连接铜排63的固定座72，每个固定座72上均开有中间带圆孔的方槽721，并在方槽721内热压一个M6螺母用于连接铜排63的电连接。在固定座72底部还设有圆柱形结构73，内含圆形盲孔以便固定螺丝旋紧进入盲孔内部。通过前绝缘罩7、后绝缘罩8的设置，起到将前极耳支架61、后极耳支架62上的电气部分与外侧的前端盖3、后端盖4隔离加强绝缘的作用。
进一步的，所述前端盖3内侧两端设有第一避让区36，用于避让前绝缘罩7上的第一卡扣71，所述前端盖3内侧顶部设有第二避让区37，用于避让对应前绝缘罩7上的固定座72。
进一步的，所述后端盖4内侧两端设有第三避让区45，用于避让后绝缘罩8上的第二卡扣81。
再参阅图10，所述电芯堆5上设有用于采集电芯堆电压和温度的柔性电路板9，所述柔性电路板9的两端分别通过镍片与正极耳支架61和负极耳支架62上的连接铜排63连接实现电压采集，所述柔性电路板9中部设有贴合在电芯堆5上温度传感器91，实现温度采集。
进一步的，参阅图2和参阅图13，所述柔性电路板9与电芯堆5之间设有保护板10，所述保护板10为CR泡棉材质，在其支撑柔性电路板9的位置设有凹下的结构，并在温度传感器91的位置设有矩形槽101，以方便温度传感器91与电芯51接触，进一步的，温度传感器91固定后再在该位置温度传感器91上方各盖一片大小与矩形槽101相同的小泡棉(图中未标注)，组装上盖板1后小泡棉受到压缩而产生一定变形，以确保温度传感器91与电芯51 之间的可靠接触，保证温度传感器91温度采集的可靠性。
本发明的安装过程为：先通过双面胶将防火泡棉52粘贴在电芯之间，形成电芯堆5，然后通过导热结构胶将电芯堆5固定在下盖板2底部，在通过双面胶将防火泡棉52粘结在电芯51与下盖板2的侧壁之间，然后将保护板10 放置在电芯堆5顶部，并将柔性电路板9放置在保护板10上，然后通过螺栓将正极耳支架61和负极耳支架62分别固定在下盖板2上的安装孔22上，电芯堆5的两端的下盖板2，并将柔性电路板9的两端分别通过镍片与正极耳支架61和负极耳支架62上的连接铜排63连接，再将上盖板1盖设在下盖板2 上，并使得下翻边11与结构面21贴合，再焊接固定，然后在分别将前绝缘罩7以及后绝缘罩8固定在正极耳支架61和负极耳支架62上，具体通过前绝缘罩7上的第一卡扣71与正极耳支架61上的卡扣座612卡合以及后绝缘罩8上的第二卡扣81与负极耳支架62上的卡扣座612卡合，并使得正极耳支架61上的连接铜排63远离电芯正负极的两端分别与固定座72上的方槽721 内热压的M6螺母电连接，最后将前端盖3和后端盖4该设在壳体结构的两端，并通过焊接固定，完成模组结构的安装。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上所述实施例仅表示发明的实施方式，本发明的保护范围不仅局限于上述实施例，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种软包电池模组结构，其特征在于：包括上盖板、下盖板、前端盖、后端盖、电芯堆、导热结构胶和集成电路总成，所述上盖板盖设在下盖板上形成壳体结构，所述前端盖和后端盖分别盖设在上盖板和下盖板形成的壳体结构的两端，所述电芯堆的底部通过导热结构胶固定在壳体结构底部，所述电芯堆的两侧面对应贴合在壳体结构的侧壁，所述电芯堆通过设置在壳体结构内部的集成电路总成电连接形成串并联结构，所述集成电路总成的输出端伸入前端盖。
2.根据权利要求1所述的一种软包电池模组结构，其特征在于：所述上盖板为平板结构，所述下盖板为U型板结构，所述上盖板固定在下盖板的顶部开口处。
3.根据权利要求1所述的一种软包电池模组结构，其特征在于：所述上盖板和下盖板的内壁均热压有PET膜。
4.根据权利要求1所述的一种软包电池模组结构，其特征在于：所述上盖板两侧设有下翻边，所述下盖板与上盖板下翻边连接的部位设有内凹的结构面。
5.根据权利要求1所述的一种软包电池模组结构，其特征在于：所述电芯堆包括电芯和防火泡棉，多个电芯底部通过导热结构胶固定在壳体结构底部，所述电芯与电芯之间以及电芯与壳体结构的侧壁之间均设有防火泡棉。
6.根据权利要求1所述的一种软包电池模组结构，其特征在于：所述集成电路总成包括正极耳支架、负极耳支架、连接铜排，所述正极耳支架和负极耳支架分别固定在下盖板的两端，所述正极耳支架和负极耳支架上均固定有连接铜排，所述正极耳支架上的连接铜排一端分别连接电芯堆一端的正、负极，另一端伸入所述前端盖，所述负极耳支架上的连接铜排连接电芯远离正极耳支架的一端。
7.根据权利要求6所述的一种软包电池模组结构，其特征在于：所述前端盖与正极耳支架之间还固定有前绝缘罩。
8.根据权利要求1所述的一种软包电池模组结构，其特征在于：所述后端盖与负极耳支架之间还固定有后绝缘罩。
9.根据权利要求1所述的一种软包电池模组结构，其特征在于：所述电芯堆上设有用于采集电芯堆电压和温度的柔性电路板。
10.根据权利要求9所述的一种软包电池模组结构，其特征在于：所述柔性电路板与电芯堆之间还设有保护板。
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