CN206076351U - 一种电池箱及其锂电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池箱及其锂电池模组，其中锂电池模组包括沿左右方向叠设在一起的电池单模块，各电池单模块包括多个左右层叠设置在一起的电池单元及一个正极引出件、一个负极引出件，各电池单元包括卡模及安装在卡模上的电芯，各电池模块的电芯的正极耳、负极耳分别通过所述的正极引出件、负极引出件固定连接在一起，电池模块的上方设有实现各电池模块串联或并联的压板，压板上方设有PCB信号采集板，紧固件依次穿设PCB信号采集板、压板并将PCB信号采集板、压板压紧在所述的正极引出件、负极引出件上端。通过PCB信号采集板采集电池电压信号，省去了很多导线，避免复杂的接线操作。

Description

一种电池箱及其锂电池模组

技术领域

本实用新型涉及锂电池技术领域，特别是涉及一种电池箱及其锂电池模组。

背景技术

锂离子电池具有重量轻、储能大、功率大、无污染、寿命长、自放电系数小、温度适应范围广等优点，因此逐渐受到人们的青睐，在储能及动力电池领域也逐渐取代了其它的传统电池。

对于软包锂电池而言，为了满足动力电池及储能系统电池高电压和高能量的需要，通常需要将若干锂离子电池进行串联或并联。所以需要一种安全高效的锂电池模组结构，用于锂电池的串并联及模组固定。

锂电池在使用过程中会产生一定的热量，特别是在负载功率较大的情况下，这就需要及时将锂电池产生的热量传导并散发出来；另外，冬季温度较低的情况下，需要对电池进行加热到合适温度时才可使用，这就需要尽快将加热能量传导到锂电池上，减少锂电池加热时间，所以锂电池模组结构的散热及导热至关重要。

目前锂电池模组信号采集多数使用线束连接采集，但是电池箱中往往由几十甚至上百个单模块串并联组成，所以需要连接很多的线束实现电压温度的采集，操作繁杂容易出错，生产效率低下，可靠性不高，所以急需一种安全、高效的信号采集方案解决此问题。中国专利（授权公告号为CN202385398U）公开了一种锂电池串联PCB板电路，采用单点焊盘设计代替传统导线连接，不仅便于连接，而且接触电阻也小。但是这种PCB板电路针对的是电芯较少的情况，不太适用多个单模块串并联的电池模组。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能够避免复杂的接线操作且能够完成电池信号采集的锂电池模组。同时本实用新型还提供一种使用该锂电池模组的电池箱。

为了实现以上目的，本实用新型中锂电池模组的技术方案如下：锂电池模组，包括沿左右方向叠设在一起的电池单模块，各电池单模块包括多个左右层叠设置在一起的电池单元及一个正极引出件、一个负极引出件，各电池单元包括卡模及安装在卡模上的电芯，各电池模块的电芯的正极耳、负极耳分别通过所述的正极引出件、负极引出件固定连接在一起，电池模块的上方设有实现各电池模块串联或并联的压板，压板上方设有PCB信号采集板，锂电池模组还包括多个紧固件，紧固件依次穿设PCB信号采集板、压板并将PCB信号采集板、压板压紧在所述的正极引出件、负极引出件上端，所述PCB信号采集板上设有信号采集接插件。

所述压板内置有与相应的正极引出件、负极引出件分别电连接的正极铜排、负极铜排，所述压板上设有分别与正极铜排、负极铜排电连接的正极引出板、负极引出板。

所述压板上设有对PCB信号采集板进行定位的采集板定位销，PCB信号采集板上设有与所述的采集板定位销上下插装定位的采集板定位孔。

所述锂电池单模块还包括对正极引出件、负极引出件的位置进行固定的正负极固定件，所述正负极固定件包括第一固定板、第二固定板，在使用时，所述第一固定板、第二固定板相对扣合设置且夹紧正极引出件、负极引出件。

所述第一固定板和/或第二固定板上端面设有用于对压板上下安装时进行定位的压板定位销。

所述卡模上设有供正负极固定件沿与电池单元的层叠方向一致的方向插入的插槽，所述插槽内设有对正负极固定件的插入导向的导向结构。

所述插槽包括正极插槽、负极插槽，所述正极引出件、负极引出件分别位于正极插槽、负极插槽内，所述正极插槽、负极插槽之间通过燕尾式凸起间隔，所述第一固定板、第二固定板上均设有与所述的燕尾式凸起导向配合的燕尾槽。

所述卡模为矩形框架结构，所述卡模上于其周向的四角位置处设有连接结构，所述连接结构包括供将多个锂电池单模块叠加在一起的串接件穿过的穿孔。

所述卡模上设有与相邻卡模定位插接配合的卡模定位销和卡模定位孔。

本实用新型中电池箱的技术方案如下：电池箱，包括上述任一项所述的锂电池模组。

本实用新型的有益效果：本实用新型将一个单模块中层叠设置在一起的电池单元的正极耳、负极耳分别通过正极引出件、负极引出件连接在一起，实现模块化。电池模块的上方设有实现各电池模块串联或并联的压板，压板上方设有PCB信号采集板，紧固件依次穿设PCB信号采集板、压板并将PCB信号采集板、压板压紧在所述的正极引出件、负极引出件上端，PCB信号采集板上设有信号采集接插件。通过PCB信号采集板采集电池电压信号，省去了很多与极耳或正负极引出件连接的导线，安装也方便，避免了复杂的接线操作，同时提升产品质量与产品装配效率。

附图说明

图1是本实用新型锂电池模组中的单模块分解示意图；

图2是图1中的单模块的极耳的固定示意图；

图3是本实用新型锂电池模组中的单模块组装后的示意图；

图4是图1中的卡模的结构示意图；

图5是图1中电芯的结构示意图；

图6是本实用新型锂电池模组的分解示意图；

图7是图6中的压板的结构示意图；

图8是图6中的PCB信号采集板的结构示意图；

图9是本实用新型锂电池模组的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型锂电池模组的实施例：如图1-9所示，包括多个叠加在一起的锂电池单模块，锂电池单模块包括多个沿左右方向层叠设置在一起的电池单元1及正极引出件2、负极引出件3，各电池单元包括卡模10及安装在卡模10上的电芯12。卡模10为矩形框架结构，卡模包括卡模本体及设于其周向四角的连接结构。卡模本体上设有四块沿前后方向间隔设置的导热铝板13，定义导热铝板13的长度方向为上下方向。在导热铝板13上贴上双面胶，将电芯12对应放置到卡模中，电芯12翻边卡到卡模对应凹槽之中。各电芯的正极耳、负极耳分别通过正极引出件2、负极引出件3固定连接在一起，在正极耳121、负极耳122与相应的引出件连接时，要对极耳整形，然后利用超声波焊接将极耳与正、负极引出件连接。电池单元通过超声波焊接将极耳固定到正、负极引出件上，实现单模块内部电芯的并联。正极引出件、负极引出件均包括插入到相应极耳之间的连接段及用于与正负极固定件配合的U型定位段，本实施例中U型定位段的U型开口朝向后侧。卡模上设有与相邻卡模定位插接配合的卡模定位销17和卡模定位孔16，具体地，对角线上的两个角上设有卡模定位销17，另一对角线上的两个角上设有卡模定位孔16，卡模定位销与另一相邻的卡模上的卡模定位孔定位配合。

锂电池单模块还包括对正极引出件2、负极引出件3的位置进行固定的正负极固定件。正负极固定件包括第一固定板4、第二固定板5，在使用时，第一固定板4、第二固定板5相对扣合设置且夹紧正极引出件、2负极引出件3。卡模上设有供正负极固定件沿与电池单元的层叠方向一致的方向插入的插槽，本实施例中正负极固定件的插入方向为前后方向，插槽内设有对正负极固定件的插入导向的导向结构。插槽包括正极插槽18、负极插槽19，正极引出件、负极引出件分别位于正极插槽、负极插槽内，正极插槽、负极插槽之间通过燕尾式凸起11间隔，第一固定板4、第二固定板5上均设有与燕尾式凸起11导向配合的燕尾槽，分别记为第一燕尾槽44、第二燕尾槽53。U型定位段的U型开口朝向第一固定板4，第一固定板4上设有分别用于插入至正极引出件、负极引出件的U型开口中的正极插块43、负极插块48，第二固定板上设有在第一固定板、第二固定板相互扣合时分别对正极引出件、负极引出件进行让位的正极让位槽51、负极让位槽54。正极插槽、负极插槽的与燕尾式凸起相对的一侧上设有矩形导向槽。第一固定板4、第二固定板5的两侧均设有与对应矩形导向槽导向配合的导向凸起，分别记为第一左导向凸起41、第一右导向凸起45、第二左导向凸起、第二右导向凸起52。第一固定板4上设有一组四个卡扣42，第二固定板5上设有与卡扣42时适配扣合的扣槽。第一左导向凸起、第一右导向凸起、第二左导向凸起、第二右导向凸起的相应端部均设有限位结构，例如第一右导向凸起45的后端设有第一限位结构46。正、负极固定件内置有螺母，用于单模块之间的串并联。

卡模上于其周向的四角位置处设有连接结构14，连接结构包括供将多个锂电池单模块叠加在一起的串接件穿过的穿孔15。连接结构14为固定钢套，钢套与上述的导热铝板13均是通过注塑的方式置于卡模本体上。具体地，将多个锂电池单模块叠加在一起后，前后两端使用防护板100，防护板的四角上也设有与穿孔对应的固定孔，利用四根螺杆9分别穿过相应的穿孔、固定孔，使多个锂电池单模块、防护板串接在一起，再用法兰螺母91固定，使锂电池单模块锁紧在防护板100内部。

锂电池单模块的上方设有压板6，压板6内置有连接铜排，第一固定板4、第二固定板5上均设有压板定位销47，压板6上设有压板定位孔65，在安装压板时，通过压板定位销47与压板定位孔65的配合实现对压板的定位。压板6上还设有一排螺栓孔。压板上方设有PCB信号采集板7，PCB信号采集板7通过采集板定位孔71卡到压板上对应的采集板定位销63上，大平头螺栓依次穿过PCB信号采集板、压板，锁紧到单模块上。通过大平头螺栓将PCB信号采集板、压板压紧在各锂电池单模块上，进而实现单模块的串并联和信号的采集。大平头螺栓的数量和正极引出件与负极引出件的数量之和相同，即每一个正极引出件、负极引出件上均固定有大平头螺栓，通过大平头螺栓实现压紧、电连接。最后通过上盖8和压板6上的卡扣，将上盖8固定到压板6上，同时将PCB信号采集板7封装在模组内部，通过上盖开孔，模组顶部有正极引出板62、信号采集接插件72、负极引出板64。正极引出板62、负极引出板64设置在压板6上，信号采集接插件72设置在PCB信号采集板7上。

本实用新型锂电池模组用于动力电池或储能时，通过卡模内部的导热铝板，有利于锂电池的导热及散热，可以大大提升电池性能；极耳焊接在正负极引出件上，正负极引出件通过正负极固定件固定到卡模框架结构上，保证了电芯极耳在振动过程中的稳定性，保证锂电池模组的可靠性；串联锂电池单模块的同时，通过PCB板采集模组电压、温度信号，信号采集安全高效，操作便利。

本实施例中，以电池单模块的串联为例，铜排分为正极铜排、负极铜排，正极铜排与各正极引出件电连接，负极铜排与各负极引出件电连接。正极引出板、负极引出板分别与正极铜排、负极铜排电连接。在其他实施例中，电池模块之间并联也是可以的，对铜排进行适应性改变。铜排也可采用其他导电金属材质制成的导电排代替，例如铝排。通过设置连接铜排的布局，实现相邻两个电池单模块串联或并联。

在本实施例中，大平头螺栓作为紧固件，在其他实施例中，也可采用螺钉。

在其它实施例中，正、负极引出件也可不采用上述实施例中的结构，例如采用T字型的板，其由竖向段和水平段两段构成，竖向段作为与极耳连接的连接段，水平段作为定位段同时也作为与压板的铜排接触的接触段，或者竖向段的上侧部分作为定位部分，利用正负极固定件夹紧该定位部分。在其它实施例中，正、负极引出件也可采用在上述优选实施例的基础上，再设置一个U型定位段，两个U型定位段开口相背设置，此时正负极固定件的第一固定板、第二固定板上可以均设置用于插入到U型开口中的插块，第二固定板不再是设置让位槽的结构。在其它实施例中，正负极固定件也可采用一体式的结构，可以省去第二固定板，只需一个固定板，并对固定板进行适应性改变，不需要设置卡扣，在固定板上设置螺钉孔，在正、负极引出件上也设置相应的螺钉孔，在固定板插入插槽后，通过螺钉连接的方式实现正、负极引出件与固定板的固定。

本实用新型电池箱的实施例，电池箱包括锂电池模组，锂电池模组的具体结构与上述锂电池模组实施例中的锂电池模组的结构相同，具体实施方式不再详述。

Claims (10)

1.锂电池模组，其特征在于：包括沿左右方向叠设在一起的电池单模块，各电池单模块包括多个左右层叠设置在一起的电池单元及一个正极引出件、一个负极引出件，各电池单元包括卡模及安装在卡模上的电芯，各电池模块的电芯的正极耳、负极耳分别通过所述的正极引出件、负极引出件固定连接在一起，电池模块的上方设有实现各电池模块串联或并联的压板，压板上方设有PCB信号采集板，锂电池模组还包括多个紧固件，紧固件依次穿设PCB信号采集板、压板并将PCB信号采集板、压板压紧在所述的正极引出件、负极引出件上端，所述PCB信号采集板上设有信号采集接插件。

2.根据权利要求1所述的锂电池模组，其特征在于：所述压板内置有与相应的正极引出件、负极引出件分别电连接的正极铜排、负极铜排，所述压板上设有分别与正极铜排、负极铜排电连接的正极引出板、负极引出板。

3.根据权利要求1所述的锂电池模组，其特征在于：所述压板上设有对PCB信号采集板进行定位的采集板定位销，PCB信号采集板上设有与所述的采集板定位销上下插装定位的采集板定位孔。

4.根据权利要求1至3任一项所述的锂电池模组，其特征在于：所述锂电池单模块还包括对正极引出件、负极引出件的位置进行固定的正负极固定件，所述正负极固定件包括第一固定板、第二固定板，在使用时，所述第一固定板、第二固定板相对扣合设置且夹紧正极引出件、负极引出件。

5.根据权利要求4所述的锂电池模组，其特征在于：所述第一固定板和/或第二固定板上端面设有用于对压板上下安装时进行定位的压板定位销。

6.根据权利要求4所述的锂电池模组，其特征在于：所述卡模上设有供正负极固定件沿与电池单元的层叠方向一致的方向插入的插槽，所述插槽内设有对正负极固定件的插入导向的导向结构。

7.根据权利要求6所述的锂电池模组，其特征在于：所述插槽包括正极插槽、负极插槽，所述正极引出件、负极引出件分别位于正极插槽、负极插槽内，所述正极插槽、负极插槽之间通过燕尾式凸起间隔，所述第一固定板、第二固定板上均设有与所述的燕尾式凸起导向配合的燕尾槽。

8.根据权利要求1所述的锂电池模组，其特征在于：所述卡模为矩形框架结构，所述卡模上于其周向的四角位置处设有连接结构，所述连接结构包括供将多个锂电池单模块叠加在一起的串接件穿过的穿孔。

9.根据权利要求8所述的锂电池模组，其特征在于：所述卡模上设有与相邻卡模定位插接配合的卡模定位销和卡模定位孔。

10.电池箱，其特征在于：包括如权利要求1至9任一项所述的锂电池模组。