CN205231135U - 一种车用锂离子动力电池模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车用锂离子动力电池模块，包括上下层叠卡接的上框架、若干中间框架和下框架形成的框架体，上框架与其下面的中间框架之间、上下相邻的两个中间框架之间以及下框架与其上面的中间框架之间容置有单体动力电池，上下相间隔的各单体动力电池之间经由电连接片相串联构成电池组，电池组的正、负极各自通过正极总连接片、负极总连接片引至上框架的上表面上，框架体的两个端面上卡扣有绝缘保护盖。本实用新型对单体动力电池提供了可靠的支撑与绝缘保护，抗冲击，风冷散热效果好，成本低，重量轻，可实现自动化组装生产。

Description

一种车用锂离子动力电池模块

技术领域

本实用新型涉及一种车用锂离子动力电池模块，尤指一种带有风冷散热结构且可实现自动化组装生产的锂离子动力电池模块。

背景技术

目前，电动汽车上所使用的动力电池模块通常由多块单体动力电池串联或并联组成，良好的动力电池模块是保障电动汽车电源系统的安全性能、缩小单体动力电池与电源系统之间性能差异的关键。另外，目前动力电池模块所使用的锂离子单体动力电池在不同的温度下会有不同的工作性能，为了保证整个动力电池模块的性能与工作寿命，应具备合理的散热结构。总之，现今对动力电池模块的设计主要有以下几个基本原则：1)应符合用电设备的电源技术指标；2)各结构件应便于自动装配操作，且相邻结构件间能够相互锁紧固定；3)各结构件应具有足够的强度，单体动力电池固定于动力电池模块内时应能避免振动过程中发生移动；4)为了有效提升连接可靠性，各单体动力电池之间的电连接应采用焊接形式，且便于自动化组装连接；5)结构应紧凑，且根据电池包的设计要求具有相应的散热结构；6)应具有安装固定位置，以使动力电池模块可牢固固定在电池包内；7)辅助部件的重量应尽量小，一般各结构件的重量应不超过动力电池模块总重量的30％；8)组成动力电池模块的单体动力电池的数量应可自由扩展；9)动力电池模块的电极应置于便于引出的位置，且电连接件的导电能力要满足用电设备要求的最大过流能力需求。由此可见，设计出一种可达到上述基本原则的动力电池模块，是目前急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种车用锂离子动力电池模块，其对单体动力电池提供了可靠的支撑与绝缘保护，抗冲击，风冷散热效果好，成本低，重量轻，可实现自动化组装生产。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种车用锂离子动力电池模块，其特征在于：它包括上下层叠卡接的上框架、若干中间框架和下框架形成的框架体，上框架与其下面的中间框架之间、上下相邻的两个中间框架之间以及下框架与其上面的中间框架之间容置有单体动力电池，上下相间隔的各单体动力电池之间经由电连接片相串联构成电池组，电池组的正、负极各自通过正极总连接片、负极总连接片引至上框架的上表面上，框架体的两个端面上卡扣有绝缘保护盖。

所述上框架包括矩形盖体，盖体的内表面设有凹槽，所述上框架的侧面上靠近四个框角处设有卡槽；

所述中间框架包括矩形支撑架，支撑架的两侧面形成有若干散热孔，支撑架形成的矩形通孔内平行分离嵌有两个铝板，各铝板与支撑架分别形成凹槽，支撑架的一端设有用于所述电连接片插入的插槽而另一端设有用于对上下相邻两个所述电连接片起到绝缘保护作用的凸块，支撑架上表面上靠近四个框角处设有卡扣而侧面上与各卡扣相对应设有卡槽；

所述下框架包括矩形盖体，盖体的内表面设有凹槽，所述下框架的内表面上靠近四个框角处设有卡扣。

较佳地，上下相邻的两个所述中间框架的端部相反设置，相应地，上下相邻的两个所述单体动力电池的正、负极极耳相反设置，上面的所述单体动力电池的正极极耳与其下面的所述单体动力电池的负极极耳之间经由插在所述插槽内的所述电连接片相连，上下相邻的所述电连接片通过所述凸块相隔离，最上面的一个所述单体动力电池的负极极耳通过弯折结构的所述负极总连接片引至所述上框架上方，而最下面的一个所述单体动力电池的正极极耳通过弯折结构的所述正极总连接片引至所述上框架上方。

所述电连接片包括上下层叠设置的铝片和铜片。

较佳地，所述上框架、所述下框架和所述中间框架的四个框角处均设有定位通孔。

所述绝缘保护盖、所述上框架、所述下框架和所述中间框架均为塑料材质制成，所述电连接片、所述正极总连接片、所述负极总连接片均为金属材质制成。

所述单体动力电池为正、负极极耳在相异侧的软包锂离子单体动力电池。

本实用新型的优点是：

1、本实用新型对单体动力电池提供了可靠的支撑与绝缘保护，且自身所使用的塑料材质刚度较小，具有一定柔性，因此受到冲击时可在一定程度上减小外界对单体动力电池造成的冲击伤害。

2、本实用新型设计的中间框架的结构为单体动力电池提供了良好的风冷散热环境，且同时为单体动力电池提供了预紧压力来避免振动过程中发生移动。

3、本实用新型可适用于若干单体动力电池的串联需求，单体动力电池数量可自由扩展，制作成本低，可实现自动化组装生产。

4、本实用新型的各框架和绝缘保护盖使用轻材质塑料制成，重量小，为整个锂离子动力电池模块的轻量化提供了有利条件。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的结构示意图。

图2是本实用新型一实施例的分解结构示意图(未示出电连接片、正、负极总连接片、绝缘保护盖)。

图3是中间框架的结构示意图。

图4是上框架的结构示意图。

图5是下框架的结构示意图。

图6是电连接片的结构示意图。

图7是负极总连接片的结构示意图。

图8是正极总连接片的结构示意图。

图9是绝缘保护盖的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图9所示，本实用新型车用锂离子动力电池模块包括上下层叠卡接的上框架30、若干中间框架20和下框架40形成的框架体，上框架30与其下面的中间框架20之间、上下相邻的两个中间框架20之间以及下框架40与其上面的中间框架20之间容置有单体动力电池10，上下相间隔的各单体动力电池10之间经由电连接片50相串联构成电池组，电池组的正、负极各自通过正极总连接片70、负极总连接片60引至上框架30的上表面上，框架体的两个端面上卡扣有绝缘保护盖80。

如图4，上框架30的厚度略小于中间框架20，其包括矩形盖体305，盖体305上可开设有若干用于减轻重量的通孔，盖体305的内表面设有用于定位单体动力电池10的凹槽(图中未示出)，上框架30的侧面上靠近四个框角处设有卡槽303，卡槽303的设计用于将其自身与下面的中间框架20锁紧连接固定，另外，上框架30的外表面上还可设有固定线束的缠绕槽结构304。

如图3，中间框架20包括矩形支撑架206，支撑架206的两侧面形成有若干散热孔204(矩形孔)，支撑架206形成的矩形通孔内平行分离嵌有两个薄铝板205，两个铝板205的分离设置与散热孔204一起来为单体动力电池10形成通风散热的通道，各铝板205与支撑架206分别形成夹持、容置、支撑单体动力电池10塑封边的凹槽(图中未标出)，支撑架206的一端设有用于电连接片50插入的插槽201而另一端设有用于对上下相邻两个电连接片50起到绝缘保护作用的凸块207，支撑架206上表面上靠近四个框角处设有卡扣202而侧面上与各卡扣202相对应设有卡槽203，卡扣202与卡槽203的设计用于锁紧连接固定上下相邻的两个中间框架20。

如图5，下框架40的结构与上框架30基本相同，其厚度与上框架30相同，其包括矩形盖体403，盖体403上可开设有若干用于减轻重量的通孔，盖体403的内表面设有用于定位单体动力电池10的凹槽404，下框架40的内表面上靠近四个框角处设有卡扣402，卡扣402的设计用于将其自身与上面的中间框架20锁紧连接固定。

如图1，上下层叠的所有中间框架20上设计有散热孔204的侧面与上、下框架30、40的侧面一起构成框架体的两个侧面，而所有中间框架20上用于正负极极耳连接的端面与上、下框架30、40的端面一起构成框架体的两个端面。

如图2，在实际装配时，上下相邻的两个中间框架20的端部相反设置，即上面的中间框架20的插槽201与其下面的中间框架20的凸块207上下对应，相应地，上下相邻的两个单体动力电池10的正、负极极耳相反设置，即上面的单体动力电池10的正极极耳下面为位于下面的单体动力电池10的负极极耳，上面的单体动力电池10的正极极耳与其下面的单体动力电池10的负极极耳之间经由插在插槽201内的电连接片50相连，上下相邻的电连接片50通过凸块207相隔离而避免发生短路，最上面的一个单体动力电池10的负极极耳通过弯折结构的负极总连接片60(如图7)引至上框架30上方，而最下面的一个单体动力电池10的正极极耳通过弯折结构的正极总连接片70(如图8)引至上框架30上方。

如图6，电连接片50可包括上下层叠设置的铝片501和铜片502。如图，电连接片50的结构对称，可分为插入部和定位部。插入部上的铝片501与铜片502可通过超声焊接连接，呈板状，定位部的两端可设有通过螺钉固定于中间框架20的插槽201上的圆孔。在实际实施中，铝片501用于与单体动力电池10的正极极耳连接，铜片502用于与单体动力电池10的负极极耳连接，具体来说，上下相邻的单体动力电池10的正、负极极耳分别位于电连接片50的上下两侧。在实际制作时，使用工装工具将单体动力电池10的正极极耳弯折贴合于电连接片50的铝片501上，负极极耳弯折贴合于电连接片50的铜片502上，并使用激光焊机完成可靠连接。

在实际设计中，如图4，上框架30的一端可设有螺纹紧固孔301，上框架30的外表面上靠近螺纹紧固孔301的位置设有螺纹定位孔302，如图5，下框架40的一端可设有螺纹紧固孔401。相应地，正、负极总连接片70、60上相对于螺纹紧固孔301、螺纹定位孔302开设有孔洞，以通过螺钉实现在框架体上的固定，可靠将电池组的正、负极引至外部。

在本实用新型中，正、负极总连接片70、60的结构分别如图8、图7所示，其结构可各种各样，不受限制。

在实际设计中，如图9，绝缘保护盖80的周边可设有用于卡入框架体来实现固定的卡扣801，绝缘保护盖80用于将单体动力电池10的正、负极极耳、电连接片50和正、负极总连接片70、60扣于其内来实现绝缘保护。

如图2，上框架30、下框架40和中间框架20的四个框角处分别设有用于互相串接并固定于电池包内的定位通孔308、408、208。

在实际制作中，绝缘保护盖80、上框架30、下框架40和中间框架20均为塑料材质制成，电连接片50、正极总连接片70、负极总连接片60均为导电的金属材质制成。

在本实用新型中，单体动力电池10为正、负极极耳在相异侧的软包锂离子单体动力电池。

在实际设计中，中间框架20、上框架30、下框架40的形状根据单体动力电池10的形状来设计，中间框架20、电连接片50的个数以及正极总连接片70、绝缘保护盖80的形状根据需要封装的单体动力电池10的数量来合理设计。

本实用新型的优点是：

1、本实用新型对单体动力电池提供了可靠的支撑与绝缘保护，且自身所使用的塑料材质刚度较小，具有一定柔性，因此受到冲击时可在一定程度上减小外界对单体动力电池造成的冲击伤害。

2、本实用新型设计的中间框架的结构为单体动力电池提供了良好的风冷散热环境，且同时为单体动力电池提供了预紧压力来避免振动过程中发生移动。

3、本实用新型可适用于若干单体动力电池的串联需求，单体动力电池数量可自由扩展，制作成本低，可实现自动化组装生产。

4、本实用新型的各框架和绝缘保护盖使用轻材质塑料制成，重量小，为整个锂离子动力电池模块的轻量化提供了有利条件。

以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。

Claims (7)

1.一种车用锂离子动力电池模块，其特征在于：它包括上下层叠卡接的上框架、若干中间框架和下框架形成的框架体，上框架与其下面的中间框架之间、上下相邻的两个中间框架之间以及下框架与其上面的中间框架之间容置有单体动力电池，上下相间隔的各单体动力电池之间经由电连接片相串联构成电池组，电池组的正、负极各自通过正极总连接片、负极总连接片引至上框架的上表面上，框架体的两个端面上卡扣有绝缘保护盖。

2.如权利要求1所述的车用锂离子动力电池模块，其特征在于：

所述上框架包括矩形盖体，盖体的内表面设有凹槽，所述上框架的侧面上靠近四个框角处设有卡槽；

所述中间框架包括矩形支撑架，支撑架的两侧面形成有若干散热孔，支撑架形成的矩形通孔内平行分离嵌有两个铝板，各铝板与支撑架分别形成凹槽，支撑架的一端设有用于所述电连接片插入的插槽而另一端设有用于对上下相邻两个所述电连接片起到绝缘保护作用的凸块，支撑架上表面上靠近四个框角处设有卡扣而侧面上与各卡扣相对应设有卡槽；

所述下框架包括矩形盖体，盖体的内表面设有凹槽，所述下框架的内表面上靠近四个框角处设有卡扣。

3.如权利要求2所述的车用锂离子动力电池模块，其特征在于：

上下相邻的两个所述中间框架的端部相反设置，相应地，上下相邻的两个所述单体动力电池的正、负极极耳相反设置，上面的所述单体动力电池的正极极耳与其下面的所述单体动力电池的负极极耳之间经由插在所述插槽内的所述电连接片相连，上下相邻的所述电连接片通过所述凸块相隔离，最上面的一个所述单体动力电池的负极极耳通过弯折结构的所述负极总连接片引至所述上框架上方，而最下面的一个所述单体动力电池的正极极耳通过弯折结构的所述正极总连接片引至所述上框架上方。

4.如权利要求3所述的车用锂离子动力电池模块，其特征在于：

所述电连接片包括上下层叠设置的铝片和铜片。

5.如权利要求1至4中任一项所述的车用锂离子动力电池模块，其特征在于：

所述上框架、所述下框架和所述中间框架的四个框角处均设有定位通孔。

6.如权利要求1至4中任一项所述的车用锂离子动力电池模块，其特征在于：

所述绝缘保护盖、所述上框架、所述下框架和所述中间框架均为塑料材质制成，所述电连接片、所述正极总连接片、所述负极总连接片均为金属材质制成。

7.如权利要求1至4中任一项所述的车用锂离子动力电池模块，其特征在于：

所述单体动力电池为正、负极极耳在相异侧的软包锂离子单体动力电池。