CN203536509U - 一种串并联电池模组及其三并电池结构模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种串并联电池模组,包括:顶盖、绝缘罩、连接铜排、三并电池结构模块及线板;至少两个三并电池结构模块按厚度方向上下叠放,通过连接铜排将三并电池结构模块两端的极耳连接件固定连接实现串联结构或者并联结构,顶盖固定在三并电池结构模块的顶部,线板通过螺栓固定在顶盖的顶部,绝缘罩卡合在三并电池结构模块的两端。本实用新型具有优良的散热性、牢固性、绝缘性和抗震性,并采用全自动激光焊接和全自动点焊等技术,具有散热性能优良、安全新性能好、结构合理、组装灵活方便、串并联操作简便等优点,可广泛运用于电动汽车,电动自行车,航天航空,储能等领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及属于动力电池系统结构技术领域,尤其涉及一种串并联电池模组及其三并电池结构模块。
背景技术
锂离子电池作为未来20年的电池主导产品,其应用前景也是一片光明,虽然行业内对锂离子电池的质疑从未息,如罗兰贝格预测锂离子电池是否是下一个泡沫。但全球对锂离子电池市场以及其相关产业电动车市场的投资热情从未减退过,原因在于,现在的市场导向决定了新能源,绿色环保是21世纪的主题,而行业内人士分析认为,锂离子电池是电子信息产业和汽车产业等的时代产儿,根据近年来各国对锂离子电池以及纯电动汽车新政策的发布,其预示着锂离子电池的黄金时期还未到来,其发展还将上一个台阶,而且是国民经济各个领域必不可少的新能源途径,目前锂电池按外形分类主要有:方形、圆柱、软包装聚合物电池,其中软包装聚合物锂电池因其设计灵活,安全性能好,导热导电性能好,适应温度宽,可大电流充放电等优点,已在各大领域广泛应用。
电池模组是电动汽车的动力源泉,也是电动汽车的核心部件。它是由多个单体电池以不同形式串联、并联组合而成。由于电动汽车行驶工况复杂,电池使用过程中会产生较多热量,使电池内部温度升高,尤其是对于多个单体电池组成的模块,模块内的温度会升得更快,如果热量不能及时释放,会加大电池的不一致性,并缩短电池的使用寿命,甚至造成安全隐患。同时电动汽车具有经常进行加速和减速运动的特性,并在不同的路面行驶,这些都要求动力电池模组具有牢固性和抗震性,因此在设计电池模组时,组成电池模组的电池模块单体首先应具有绝缘、散热、可靠、牢固和抗震性等多重特点。
因此,目前市场上亟需设计一种绝缘、散热、牢固、和抗震性兼有的电池模组。
实用新型内容
本实用新型克服了现有技术中电池模组的绝缘、散热性能差,结构强度不高且使用寿命短等缺陷,提出了一种串并联电池模组及其三并电池结构模块。
本实用新型提出了一种串并联电池模组,包括:顶盖、绝缘罩、连接铜排、三并电池结构模块及线板;至少两个所述三并电池结构模块按厚度方向上下叠放,通过所述连接铜排将所述三并电池结构模块两端的极耳连接件固定连接实现串联结构或者并联结构,所述顶盖固定在所述三并电池结构模块的顶部,所述线板通过螺栓固定在所述顶盖的顶部,所述绝缘罩卡合在所述三并电池结构模块的两端。
本实用新型提出的串并联电池模组,所述绝缘罩包括:绝缘罩安装孔,所述绝缘罩通过所述绝缘罩安装孔及绝缘罩固定孔中穿过螺栓与所述三并电池结构模块相互固定连接。
本实用新型提出的串并联电池模组,进一步包括:顶盖卡件及连杆;所述连杆设置在所述三并电池结构模块的厚度方向上,所述顶盖卡件和所述连杆通过螺栓相互固定连接,所述顶盖卡件将所述线板通过螺栓固定在所述顶盖上。
本实用新型提出的串并联电池模组,进一步地,所述顶盖上设置有顶盖固定孔,所述线板上设置有线板安装孔,所述顶盖卡件上设有卡件安装孔,所述连杆上设有连杆安装孔;所述顶盖固定孔、所述线板安装孔及所述卡件安装孔通过螺栓固定连接,所述连杆通过所述连杆安装孔及连杆固定孔中穿过螺栓与所述三并电池结构模块固定连接。
本实用新型提出的串并联电池模组,所述三并电池结构模块包括:三并电池单体、塑胶底壳及横栏;所述三并电池单体设置在所述塑胶底壳上,所述横栏通过螺栓固定在所述塑胶底壳的短边两侧,所述三并电池单体的正负极耳套入所述横栏中。
本实用新型提出的串并联电池模组,所述三并电池单体包括三块电池,所述电池正负极耳同向相对按厚度方向上下叠放,并通过所述极耳连接件相互并联连接,所述极耳连接件套入到所述横栏中。
本实用新型提出的串并联电池模组,所述塑胶底壳包括:卡合部件及通风散热槽;所述卡合部件设置在所述塑胶底壳的四个角上,所述卡合部件包括凹坑;所述横栏通过所述凹坑固定在所述塑胶底壳上,所述通风散热槽设置在所述塑胶底壳的两侧长边上。
本实用新型提出的串并联电池模组,所述塑胶底壳进一步包括:凸台、连杆固定孔及绝缘罩固定孔;所述凸台、所述连杆固定孔及所述绝缘罩固定孔均设置在所述塑胶底壳的两侧长边上。
本实用新型提出的串并联电池模组,所述横栏包括:顶部横栏及底部横栏;所述顶部横栏的两端设置有顶部固定孔,所述底部横栏的两端设置有底部固定孔,所述顶部横栏及所述底部横栏通过所述顶部固定孔及所述底部固定孔中穿过螺栓固定在所述塑胶底壳上。
本实用新型提出了一种用于串并联电池模组的三并电池结构模块,包括:三并电池单体、塑胶底壳及横栏;所述三并电池单体设置在所述塑胶底壳上,所述横栏通过螺栓固定在所述塑胶底壳的短边两侧,所述三并电池单体的正负极耳套入所述横栏中。
本实用新型提出了一种串并联电池模组及其三并电池结构模块,将通风散热槽替换了散热片,减少了三并电池结构模块的重量,通过增加绝缘罩防止电池短路,在绝缘罩和三并电池结构模块的塑胶底壳上均设置通风槽散热,并通过连接铜排、线板、顶盖卡件和连杆将多个三并电池结构模块串联或并联连接,组成串并联电池模组,使串并联电池模组兼有绝缘、散热、牢固、和抗震性等优点。
附图说明
图1是本实用新型三并电池结构模块的结构示意图。
图2是本实用新型中塑胶壳底的结构示意图。
图3是本实用新型中顶部横栏的结构示意图。
图4是本实用新型中底部横栏的结构示意图。
图5是本实用新型中绝缘罩的结构示意图。
图6是本实用新型中顶盖的结构示意图。
图7是本实用新型中线板的结构示意图。
图8是本实用新型中顶盖卡件的结构示意图。
图9是本实用新型中连杆的结构示意图。
图10是本实用新型中串并联电池模组的结构示意图。
图11是本实用新型中三并四串电池模组的结构示意图。
具体实施方式
结合以下具体实施例和附图,对本实用新型作进一步的详细说明。实施本实用新型的过程、条件、实验方法等,除以下专门提及的内容之外,均为本领域的普遍知识和公知常识,本实用新型没有特别限制内容。
图1至图11中,1-三并电池单体,11-硅胶条,12-泡棉,2-塑胶底壳,21-卡合部件,211-凹坑,212-方形槽,213-圆形槽,22-通风散热槽,23-凸台,24-连杆固定孔,25-绝缘罩固定孔,3-横栏,31-顶部横栏,311-顶部固定孔,32-底部横栏,321-底部固定孔,33-限位角,4-极耳连接件,5-连杆,51-连杆安装孔,52-第二卡件,6-顶盖,61-顶盖固定孔,62-顶盖安装孔,63-顶盖方形槽,7-绝缘罩,71-绝缘罩安装孔,72-绝缘罩散热槽,73-第一橡胶扣,74-第二橡胶扣,75-绝缘罩方形槽,76-绝缘罩圆形槽,8-连接铜排,9-三并电池结构模块,91-线板,911-线板安装孔,92-顶盖卡件,921-卡件安装孔,922-第一卡件。
如图1所示,本实用新型提出了一种三并电池结构模块,包括:三并电池单体1、塑胶底壳2及横栏3。
其中,三并电池单体1包括三块电池,三块电池正负极同向相对按厚度方向依次上下叠放,并通过电池两端的极耳连接件4相互连接,使三块电池并联使用。
优选地,在三并电池单体1中的上、下两块电池中设有绝缘材料,本实施例中采用泡棉12作为绝缘材料,其用来防止发生短路现象,而且可以产生预压力和预留电池单体膨胀的空间。三并电池单体1的长边两侧分别设置有硅胶条2,其用来固定和保护三并电池单体1。
如图2所示,塑胶底壳2包括:卡合部件21及通风散热槽22;卡合部件21设置在塑胶底壳2的四个角上,通风散热槽22设置在塑胶底壳2的两侧长边上。
其中,通风散热槽22用来排出电池使用时的热量,在保证塑胶底壳2拥有一定的强度的前提下,即两侧长边连续的前提下,可根据实际情况变化通风散热槽22的大小和数量;卡合部件21包括凹坑211、方形槽212及圆形槽213。其中凹坑211用来将横栏3固定在塑胶底壳2上。方形槽212及圆形槽213用来通过BMS线束。
本实用新型提出的三并电池结构模块,塑胶底壳2进一步包括:凸台23、连杆固定孔24及绝缘罩固定孔25。其中,凸台23、连杆固定孔24及绝缘罩固定孔25均设置在塑胶底壳2的两侧长边上。
如图3及图4所示,横栏3包括:顶部横栏31及底部横栏32。其中,顶部横栏31的两端设置有顶部固定孔311,底部横栏32的两端设置有底部固定孔321,顶部固定孔311、底部固定孔321及塑胶底壳2上的凹坑211通过螺栓固定连接,将三并电池单体1两端的极耳连接件4固定在横栏3中,并将横栏3固定在塑胶底壳2上。
其中,顶部横栏31及底部横栏32上均设置有四个限位角33,通过顶部横栏31及底部横栏32的八个限位角33共同对三并电池模块9的极耳连接件4进行固定和限位。
如图10及图11所示,本实用新型提出了一种串并联电池模组,包括:顶盖6、绝缘罩7、连接铜排8及至少两个三并电池结构模块9。顶盖6固定在三并电池结构模块9的顶部,绝缘罩7卡合在三并电池结构模块9的两端。
本实施例中,以四块三并电池结构模块9串并联为例,实际三并电池结构模块9可按需要调节串并联的数量。
本实用新型提出的串并联电池模组,四块三并电池结构模块9按厚度方向上下叠放,通过连接铜排8将三并电池单体1两端的极耳连接件4固定连接实现串联结构或者并联结构。
本实用新型提出的串并联电池模组,在塑胶底壳2的短边两侧,增加了绝缘罩结构,起到了保护电池极耳、增加串并联电池模组结构强度的作用,同时绝缘罩7上设有第一橡胶扣73和第二橡胶扣74,起到方便维护的作用。
如图5所示,绝缘罩7上设有绝缘罩安装孔71,绝缘罩安装孔71与塑胶底壳2上的绝缘罩固定孔25通过螺栓将绝缘罩7与塑胶底壳2相互固定连接,并且通过凸台23限位。绝缘罩7上还设置有绝缘罩散热槽72、第一橡胶扣73、第二橡胶扣74、绝缘罩方形槽75及绝缘罩圆形槽76。绝缘罩散热槽72其用来方便电池的散热。第一橡胶扣73和第二橡胶扣74的数量可根据实际情况改变,第一橡胶扣73和第二橡胶扣74用来在不拆卸绝缘罩7的情况下通过套筒、螺丝刀等工具,方便装配和维修。绝缘罩方形槽75与卡合部件21上的方形槽212一一对应,其用来通过BMS线束。绝缘罩圆形槽76与卡合部件21上的凹坑211以及顶盖6上的顶盖安装孔62相对应,通过螺栓固定连接。
本实用新型提出的串并联电池模组,进一步包括:线板91、顶盖卡件92及连杆5。
如图6至图9所示,顶盖6上设置有顶盖固定孔61、顶盖安装孔62及顶盖方形槽63;线板91用来穿过并固定顶盖6上的BMS线束,线板91上设有线板安装孔911;顶盖卡件92上设有卡件安装孔921;连杆5上设有连杆安装孔51。
其中,顶盖卡件92通过线板安装孔911、卡件安装孔921及顶盖固定孔61穿过螺栓将线板91固定在顶盖6上。连杆5设置在三并电池结构模块9的厚度方向上,并通过连杆安装孔51及塑胶底壳2上的连杆固定孔24穿过螺栓固定在塑胶底壳上。
本实用新型提出的串并联电池模组,增加了线板91与顶盖卡件92,方便BMS线束从串并联电池模组的顶部走线和排布。
进一步地,顶盖卡件92的两端还设有第一卡件922,连杆5的两端还设有第二卡件52。顶盖卡件92与连杆5通过第一卡件922、第二卡件52及连杆固定孔24穿过螺栓连接并固定在塑胶壳底2上,提高了模组的牢固和抗震性。
本实用新型提出的串并联电池模组,通过连杆5和顶盖卡件92来固定串并联电池模组,并且在连杆5上设置了第一卡件922与顶盖卡件上的第二卡件52相卡合,进一步地增加了串并联电池模组整体的强度。
实施例:
本实用新型提出的串并联电池模组,首先将三块电池正负极同向相对按厚度方向依次上下叠放,在上、下两片电池中贴上泡棉12,用激光焊接机将三块电池的极耳焊接在一起,并通过电池两端的极耳连接件4相互连接,形成三并电池单体1,使三块电池并联使用。在三并电池单体1的长边两侧上套上硅胶条2。将两个底部横栏32分别放置在塑胶底壳2的短侧两边,再将套有硅胶条11的三并电池单体1放在底部横栏32上,之后盖上顶部横栏31。
其次,用M6长螺杆穿过凹坑211、底部固定孔321及顶部固定孔311,将三者固定起来。
然后,通过连接铜排8把上下两个极耳连接件4固定在一起,当两个极耳连接件4均连接三并电池单体1的正极或者负极时,为并联电池模组,若是正极和负极搭配,则为串联电池模组。
本实施例中以组装四个三并电池结构模块9为例,连杆5和绝缘罩7通过连杆安装孔51、绝缘罩安装孔71与塑胶底壳2上的连杆固定孔24、绝缘罩固定孔25用M4沉头螺钉固定在塑胶底壳2上。同时,塑胶底壳2上的凸台23对绝缘罩7有限位作用。
最后,将线板91通过顶盖卡件92固定在顶盖6上,方便BMS线束通过和固定,并且顶盖卡件92和连杆5之间通过第一卡件922及第二卡件52相互固定,提高了本实用新型串并联电池模组的牢固性和抗震性。
具体地,本实用新型中所采用的材料均为ABS+PC+阻燃剂成分的塑胶,具有质量轻、绝对绝缘等优点。
本实用新型的保护内容不局限于以上实施例。在不背离实用新型构思的精神和范围下,本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本实用新型中,并且以所附的权利要求书为保护范围。
Claims (10)
1.一种串并联电池模组,其特征在于,包括:顶盖(6)、绝缘罩(7)、连接铜排(8)、三并电池结构模块(9)及线板(91);至少两个所述三并电池结构模块(9)按厚度方向上下叠放,通过所述连接铜排(8)将所述三并电池结构模块(9)两端的极耳连接件(4)固定连接实现串联结构或者并联结构,所述顶盖(6)固定在所述三并电池结构模块(9)的顶部,所述线板(91)通过螺栓固定在所述顶盖(6)的顶部,所述绝缘罩(7)卡合在所述三并电池结构模块(9)的两端。
2.如权利要求1所述的串并联电池模组,其特征在于,所述绝缘罩(7)包括:绝缘罩安装孔(71),所述绝缘罩(7)通过所述绝缘罩安装孔(71)及绝缘罩固定孔(25)中穿过螺栓与所述三并电池结构模块(9)相互固定连接。
3.如权利要求1所述的串并联电池模组,其特征在于,进一步包括:顶盖卡件(92)及连杆(5);所述连杆(5)设置在所述三并电池结构模块(9)的厚度方向上,所述顶盖卡件(92)和所述连杆(5)通过螺栓相互固定连接,所述顶盖卡件(92)将所述线板(91)通过螺栓固定在所述顶盖(6)上。
4.如权利要求3所述的串并联电池模组,其特征在于,进一步地,所述顶盖(6)上设置有顶盖固定孔(61),所述线板(91)上设置有线板安装孔(911),所述顶盖卡件(92)上设有卡件安装孔(921),所述连杆(5)上设有连杆安装孔(51);所述顶盖固定孔(61)、所述线板安装孔(911)及所述卡件安装孔(921)通过螺栓固定连接,所述连杆(5)通过所述连杆安装孔(51)及连杆固定孔(24)中穿过螺栓与所述三并电池结构模块(9)固定连接。
5.如权利要求1所述的串并联电池模组,其特征在于,所述三并电池结构模块(9)包括:三并电池单体(1)、塑胶底壳(2)及横栏(3);所述三并电池单体(1)设置在所述塑胶底壳(2)上,所述横栏(3)通过螺栓固定在所述塑胶底壳(2)的短边两侧,所述三并电池单体(1)的正负极耳套入所述横栏(3)中。
6.如权利要求5所述的串并联电池模组,其特征在于,所述三并电池单体(1)包括三块电池,所述电池正负极耳同向相对按厚度方向上下叠放,并通过所述极耳连接件(4)相互并联连接,所述极耳连接件(4)套入到所述横栏(3)中。
7.如权利要求5所述的串并联电池模组,其特征在于,所述塑胶底壳(2)包括:卡合部件(21)及通风散热槽(22);所述卡合部件(21)设置在所述塑胶底壳(2)的四个角上,所述卡合部件(21)包括凹坑(211);所述横栏(3)通过所述凹坑(211)固定在所述塑胶底壳(2)上,所述通风散热槽(22)设置在所述塑胶底壳(2)的两侧长边上。
8.如权利要求5所述的串并联电池模组,其特征在于,所述塑胶底壳(2)进一步包括:凸台(23)、连杆固定孔(24)及绝缘罩固定孔(25);所述凸台(23)、所述连杆固定孔(24) 及所述绝缘罩固定孔(25)均设置在所述塑胶底壳(2)的两侧长边上。
9.如权利要求5所述的串并联电池模组,其特征在于,所述横栏(3)包括:顶部横栏(31)及底部横栏(32);所述顶部横栏(31)的两端设置有顶部固定孔(311),所述底部横栏(32)的两端设置有底部固定孔(321),所述顶部横栏(31)及所述底部横栏(32)通过所述顶部固定孔(311)及所述底部固定孔(321)中穿过螺栓固定在所述塑胶底壳(2)上。
10.一种用于串并联电池模组的三并电池结构模块,其特征在于,包括:三并电池单体(1)、塑胶底壳(2)及横栏(3);所述三并电池单体(1)设置在所述塑胶底壳(2)上,所述横栏(3)通过螺栓固定在所述塑胶底壳(2)的短边两侧,所述三并电池单体(1)的正负极耳套入所述横栏(3)中。
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CN105742685A (zh) * | 2016-03-02 | 2016-07-06 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种方形电池模组的成组方法 |
CN105870392A (zh) * | 2016-05-13 | 2016-08-17 | 深圳市科陆电子科技股份有限公司 | 电极、电芯、电池模组及其制备方法和应用 |
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2013
- 2013-11-08 CN CN201320704439.3U patent/CN203536509U/zh not_active Expired - Lifetime
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CN105006533B (zh) * | 2015-06-12 | 2017-07-18 | 东南大学 | 一种隔离式带减震结构的模块化动力电池组 |
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