CN200976359Y - 电动车锂电池使用安全性能增强装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电动车锂电池使用安全性能增强装置，设置有电池裸PACK、外壳底盖、外壳上盖和弹性减振隔离块，电池裸PACK包括电芯固定筐、电芯组、耐热抗磨绝缘层、保护控制电路板、刚性保护盖、连接镍片，电芯组安装在电芯固定筐中，耐热抗磨绝缘层设置在电芯组之间，保护控制电路板安装在电芯固定筐上，连接镍片安装在电芯固定筐上并与电芯组连接，电池裸PACK安装在底盖中，弹性减振隔离块置于底盖与电池裸PACK之间以及刚性保护盖上，上盖与底盖匹配连接。本实用新型提出了一种全新而科学合理的结构设计，从根本上杜绝了电动车锂电池产品在组合结构上的诸多不利因素，为电动车锂电池在使用安全性方面提供了可靠的保障。

Description

电动车锂电池使用安全性能增强装置

技术领域：

本实用新型涉及一种电动车锂电池使用安全性能增强装置。

背景技术：

因电动助动车对锂电池的容量需求较电动车要小得多，所以多采用18650规格的圆柱形电芯进行串并联组合，其单电芯标称电压为3.7V，由于电动车电机的工作电压多为36V和48V，因此锂离子电池用于电动车或助动车上需要多节锂电芯进行串并联后才能满足电机的正常工作要求。目前国内外已有的电动助动车锂电池其内部的电芯都采用直接捆绑组装方式，串并连的电芯之间只依靠电芯本身表面的PVC热缩膜等作为绝缘隔离层、控制电路板由一简单的绝缘层隔离后贴靠在电池组上，在外再包上PVC热缩膜。这种车用锂电池组的装配组合方式存在着许多缺陷和一定的安全隐患。

因为锂离子电池本身具有非常活跃的电化学特性，特别在充满电的状态下，很容易在外界的某些因素触发下，如短路、高热等均会导致锂电池发生燃烧和爆炸。作为电动车用的锂电池，在使用中经常会遇到路面颠簸和高温暴晒的环境条件，在这种环境下电芯表面的PVC热缩膜会软化和被磨破，程度严重时就会发生串级间电芯的短路，进而有可能发生电池损坏或出现上述的燃烧和爆炸现象。另外由于保护控制电路板也是直接贴在捆绑电池组上，在外力的作用下也可能使控制电路板受到挤压而发生变形损坏或失效；保护控制电路板表面还有一层紧裹的PVC热缩膜，这层热缩膜的阻隔会使电路板上的元器件出现散热不良，导致板上的大功率MOS管过热，从而影响到控制电路的安全可靠性和正常使用寿命。

实用新型内容：

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷而提供一种增强电动车锂电池使用安全性能的结构性装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：该电动车锂电池使用安全性能增强装置，其特征在于设置有电池裸PACK、外壳底盖、外壳上盖和弹性减振隔离块，所述的电池裸PACK包括电芯固定筐、电芯组、耐热抗磨绝缘层、保护控制电路板、刚性保护盖、连接镍片，电芯组安装在电芯固定筐中，耐热抗磨绝缘层设置在电芯组之间，保护控制电路板安装在电芯固定筐上，连接镍片安装在电芯固定筐上并与电芯组连接，刚性保护盖与电芯固定筐、保护控制电路板匹配连接，电池裸PACK安装在底盖中，弹性减振隔离块置于底盖与电池裸PACK之间以及刚性保护盖上，上盖与底盖匹配连接。

本实用新型所述的弹性减振隔离块采用阻燃耐热弹性材料。

本实用新型所述的电芯组之间设置有耐热抗磨绝缘层。

本实用新型所述的刚性保护盖上设置有散热气流通道。

本实用新型由电芯固定筐、电芯组、耐高温耐磨损的二次绝缘隔离层、保护控制电路板、刚性保护盖、连接镍片一起组合成电池裸PACK，加以阻燃耐热弹性硅胶作垫衬的减震处理，再由电池外壳和其它附件一起组成使用安全性能高的电动助动车锂电池。本实用新型提出了一种全新而科学合理的结构设计，从根本上杜绝了电动助动车锂电池产品在组合结构上的诸多不利因素，为电动助动车锂电池在使用安全性方面提供了可靠的保障。

附图说明：

图1为本实用新型实施例内芯的结构示意图。

图2为本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式：

见图1、图2，本实用新型实施例由电芯固定筐1、电芯组2、耐热抗磨绝缘层3、保护控制电路板4、刚性保护盖5(保护控制电路板4的保护上盖)、连接镍片6共同组合成电池裸PACK7，再把电池裸PACK7装入电池外壳底盖8，与电池外壳底盖8中的充放电端口进行电气连接后，在电池裸PACK7与电池外壳底盖8之间及刚性保护盖5上侧垫衬阻燃耐热弹性硅胶10，再对未合盖的电池进行充放电及相关性能检测合格后，在电池外壳底盖8的上口周沿涂抹密封胶，最后合上电池外壳上盖9并用螺丝固定。其中电芯固定筐1对电芯组2进行定位固定，把耐热抗磨绝缘层3缠绕在每串电芯上进行二次加强绝缘隔离处理，因耐热抗磨绝缘层具有耐高温和抗磨耗及高绝缘的特性，所以能有效地避免电芯串级之间的短路；保护控制电路板4固定在两个相同的合在一起的电芯固定筐1顶部，在保护控制电路板4的上面用刚性保护盖5覆盖保护，为了利于大功率MOS管的散热，在刚性保护盖5上面的对应位置开有散热孔，因电芯固定筐1和刚性保护盖5上都有凸起支承筋条，使保护控制电路板4的上下都有散热气流通道，在固定可靠的同时也保证了保护控制电路板4的有效散热；通过连接镍片6的点焊与锡焊对各串级的电芯及保护控制电路4之间进行可靠的电气联接，在刚性保护盖5两侧还开有出线孔，通过上述部件组装成电池裸PACK7。在电池外壳底盖8内侧垫上长度与电池裸PACK7横截面周长相当的薄片状阻燃耐热弹性硅胶10(也可采用其它阻燃耐热弹性材料)用于包裹电池裸PACK7，将组装好的电池裸PACK7放入电池外壳底盖8，再将电池裸PACK7与电池外壳底盖8内部的充放电端口进行电气联接，再在电池裸PACK7长度方向的两侧与电池外壳底盖8之间的空隙用尺寸相当的条形阻燃耐热弹性硅胶10进行垫衬，使整个电池裸PACK7都被耐热阻燃的绝缘弹性材料隔离和垫衬。

本实用新型的结构原理如下(仅对通常的设计思路作说明，未设标号)：

本装置结构由阻燃的绝缘材料加工成电芯固定筐和刚性保护盖，固定筐的上侧兼作保护控制电路板的固定底座、控制电路板上用刚性保护盖作保护上盖。由电芯固定筐、刚性保护盖、保护控制电路板和电芯及附件组成电池裸PACK。在电池裸PACK与电池外壳之间的空隙用耐热和绝缘的硅胶材料组成具有减震和绝缘双重功能的悬挂隔离层。电芯固定筐利用18650电芯的形状和尺寸，对每串节(若干单电芯并联成组)进行有效的位置固定。邻近的两串节之水平直线距离大于两电芯的半径之和，中间用耐高温抗磨损的聚脂薄膜进行二次绝缘隔离处理，使两串节电芯之间的绝缘隔离安全性能得到了进一步增强；同时填充在电池裸PACK与电池外壳之间的弹性硅胶也能够吸收来自电池外部的震动能量，由于整个电池裸PACK与电池的外壳之间都被弹性硅胶垫衬隔离，所以能起到对电池有效减振和防止电芯之间相互磨擦的作用。这就保证了电池在使用中即便遇到路面颠簸和高温暴晒的情况，不会再出现邻近串节电芯之间因磨擦破坏电芯绝缘层引起的短路现象。本装置利用电芯固定筐和刚性保护盖来架空承载和固定电池的保护控制电路板，利用刚性的保护上盖防止保护控制电路板免受外力的影响而发生变形和损坏，使控制电路板与电芯之间既有了良好的绝缘隔离，同时通过上下透空的散热间隙使保护控制电路板上的热量及时得以散发。本装置通过以上的综合结构处理和多层防范措施，从根本上杜绝了电动助动车锂电池在恶劣使用环境条件下，因结构上的不合理或不科学而导致锂电池内部发生短路而引发的锂电池燃烧和爆炸的可能。使电动助动车锂电池的使用安全性得到了进一步的增强和提高。

通过以上的综合结构处理，使本实用新型具有了良好的串级绝缘、内部散热和整体避震的作用，最终达到电动助动车锂电池在恶劣环境条件下进一步增强使用安全性能的目的。

本实用新型目的是：通过综合结构处理和多层防范措施，避免锂电池在使用中遇到路面剧烈颠簸和高温暴晒时导致电池内部的绝缘层被损坏短路、保护控制电路出现机械性损坏失效等情况，继而引发电池内部的局部短路，使锂电池发生燃烧和爆炸的可能。

本实用新型的实施能在电动车锂电池的使用安全性方面提供更为成熟的结构方案和积极的社会意义。

本实用新型具有：

1、可靠的电池内部绝缘性能；

2、良好的电池内部散热性能；

3、科学的电池整体避震性能。

本实用新型提出了一种全新而科学合理的结构设计，从根本上杜绝了电动助动车锂电池产品在组合结构上的诸多不利因素，为电动助动车锂电池在使用安全性方面提供了可靠的保障。

Claims (4)

1、一种电动车锂电池使用安全性能增强装置，其特征在于：设置有电池裸PACK、外壳底盖、外壳上盖和弹性减振隔离块，所述的电池裸PACK包括电芯固定筐、电芯组、耐热抗磨绝缘层、保护控制电路板、刚性保护盖、连接镍片，电芯组安装在电芯固定筐中，耐热抗磨绝缘层设置在电芯组之间，保护控制电路板安装在电芯固定筐上，连接镍片安装在电芯固定筐上并与电芯组连接，刚性保护盖与电芯固定筐、保护控制电路板匹配连接，电池裸PACK安装在底盖中，弹性减振隔离块置于底盖与电池裸PACK之间以及刚性保护盖上，上盖与底盖匹配连接。

2、根据权利要求1所述的电动车锂电池使用安全性能增强装置，其特征在于：所述的弹性减振隔离块采用阻燃耐热弹性材料。

3、根据权利要求1所述的电动车锂电池使用安全性能增强装置，其特征在于：所述的电芯组之间设置有耐热抗磨绝缘层。

4、根据权利要求1所述的电动车锂电池使用安全性能增强装置，其特征在于：所述的刚性保护盖上设置有散热气流通道。