CN206471408U - 一种导电汇流板及基于无焊接技术的圆柱电池组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种导电汇流板及基于无焊接技术的圆柱电池组，由若干圆柱形电芯组成并联电池组，所述电池组包括有上下两片绝缘材料制成的用于固定电芯的上电芯支架和下电芯支架，上电芯支架的上方设有正电极导电汇流板，下电芯支架的下方设有负电极导电汇流板；所述正电极导电汇流板的下方设有若干个凸爪形导电弹性接触片，所述上电池支架上设有通孔使得弹性接触片的凸爪可以透过所述通孔与电芯的正电极接触。本实用新型的导电汇流板及基于无焊接技术的圆柱电池组用凸爪形弹性触点取代电芯的焊接，达到对电芯无损伤组合，同时易维护，易检测，同时也解决了锂离子电芯的梯次使用和系统维修的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种无焊接圆柱电池组合技术，特别适用于圆柱型电芯的无焊接的组。
背景技术
小容量的圆柱形锂离子电池如18650，一致性好，工艺成熟，价格低廉而且相对安全可靠，在纯电动车等领域得到越来越广泛的使用。然而将几百甚至几千只小容量的单体电芯通过串并联组合成从几个千瓦时到几十甚至上百千瓦时的高容量的电池组,电芯组合连接是决定最终电池包能否安全可靠工作的关键。
在目前绝大多数的电池组合连接主要还是通过对电芯的点焊完成；最常见的焊接方式有电阻焊，激光焊或者超声波焊。无论是那种焊接方式都是属于金属热熔型焊接方式，局部焊点的高温都有可能损伤电芯，尽管经过多年的摸索研究电芯的热熔式的焊接工艺已经相对成熟，但是对电池内部造成损伤还是难以从根本上杜绝，总是有一定数量的电芯被或者焊穿，或者损伤了电池外壳镀层，或者由于焊接控制不当造成电芯内部损伤，而且问题的关键是至今还没有一个有效可行的方法对焊接结果进行检测。
锂离子电池的再利用也是新能源领域的一大课题，如何将电动车淘汰下来的电芯应用到其它要求较低的应用，以充分挖掘电芯的剩余价值，是减低电池系统成本的关键之一。此外，在多只电芯的组合应用中，问题电芯总是其中少数，如何将个别的问题电芯取出替换，也是行业中一直广泛关注的课题。但是，直接焊接电芯的组合方式无疑都很难做到上述两点。
发明内容
为了解决现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种新的圆柱形锂离子电池的无焊接电池组，摒弃了电芯焊接工艺，使用凸爪形导电接触弹片，通过所述弹片与电芯端面的物理接触完成电芯与正负极汇流片的连接达到并联的目的。
本实用新型的技术方案是：一种导电汇流板，包括导电汇流板本体，所述导电汇流板本体上设有若干个凸爪形导电弹性接触片，凸爪形导电弹性接触片与导电汇流板本体固定。
优选地，所述凸爪形导电弹性接触片以铆接或焊接与所述导电汇流板本体导电连接。
一种基于无焊接技术的圆柱电池组，由若干圆柱形电芯组成并联电池组，所述电池组包括有上下两片绝缘材料制成的用于固定电芯的上电芯支架和下电芯支架，上电芯支架的上方设有正电极导电汇流板，下电芯支架的下方设有负电极导电汇流板；所述正电极导电汇流板的下方设有若干个凸爪形导电弹性接触片，所述上电池支架上设有通孔使得弹性接触片的凸爪可以透过所述通孔与电芯的正电极接触；所述负电极导电汇流板的上方设有若干个凸爪形导电弹性接触片，所述下电池支架上设有通孔使得弹性接触片的凸爪可以透过所述通孔与电芯的负电极接触，上电芯支架与下电芯支架之间固定。
优选地，所述的上电芯支架与下电芯支架通过螺栓螺母固定。
优选地，所述凸爪形导电弹性接触片的瓣数为3～8。
优选地，所述凸爪形导电弹性接触片的瓣数为6。
优选地，所述凸爪形导电弹性接触片以铆接或焊接与所述导电汇流板导电连接。
所述凸爪形导电弹性接触片必须具有良好的导电性、机械弹性、硬度和足够的弹性变形范围，凸爪的弹性变形范围不小于要求值，如1.0mm，同时保证接触点的垂直方向的力足够大，如不小于0.2kg以确保足够小的弹片与电芯的接触电阻，，如不大于1mΩ。形变和压力条件取决于凸爪形状弹片材料的弹性模量和其几何形状。
所述凸爪形状的导电弹性接触片，按照阵列状设在所述导电汇流板上，弹片个数等于该电池组所含电芯的只数，弹片的中心位置位于电芯的中心轴线上。凸爪导电弹性接触片可以是独立的也可以是相连在一起的，所述弹片与导电汇流板的装配可以是焊接也可以是铆接或者其它类似方式，无论哪种装配方式其最终目的是要保证良好的导电性和连接的机械强度。例如镶嵌的弹片与导电汇流板须耐不小于1公斤的侧向拉力、不大于0.1毫欧姆的导电电阻。
凸爪形状的导电弹性接触片与电芯接触的爪的的端部的剪切面要保证整齐，没有毛刺并且保证足够的接触面积以保证持续的过电流。例如，对于2.2Ah的三元锂离子电池，单体持续放电电流为1C，设计的爪部端面面积不小于1mm2。
本实用新型的导电汇流板及基于无焊接技术的圆柱电池组，采用了一种导电汇流板，用凸爪形弹性触点取代电芯的焊接，达到对电芯无损伤组合，同时易维护，易检测，同时也解决了锂离子电芯的梯次使用和系统维修的问题。
附图说明
图1是本实用新型圆柱电池组的结构示意图；
图2是凸爪形导电弹性接触片与导电汇流板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型专利做进一步说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。
参照图1-2，一种基于无焊接技术的圆柱电池组，由若干圆柱形电芯1组成并联电池组，所述电池组包括有上下两片绝缘材料制成的用于固定电芯的上电芯支架21和下电芯支架22，上电芯支架21的上方设有正电极导电汇流板41，下电芯支架22的下方设有负电极导电汇流板42；所述正电极导电汇流板41的下方设有若干个凸爪形导电弹性接触片31，所述上电池支架21上设有通孔使得弹性接触片31的凸爪可以透过所述通孔与电芯的正电极接触；所述负电极导电汇流板42的上方设有若干个凸爪形导电弹性接触片32，所述下电池支架22上设有通孔使得弹性接触片32的凸爪可以透过所述通孔与电芯的负电极接触。
所述的上电芯支架21与下电芯支架22通过螺栓螺母5固定。所述凸爪形导电弹性接触片的瓣数为6。参照图2，所述凸爪形导电弹性接触片31以铆接与所述导电汇流板41导电连接。
本实施例所涉及的圆柱形电芯为钢壳18650锂离子电芯，正极材料为三元，容量为2.2Ah，50只并联，电池组标称电压3.6V，容量110Ah，电池组连续放电电流不大于55A。考虑到导电汇流板表面抗氧化和电导率等因素，正负极导电汇流板选用1.5mm厚的6061铝合金板；6瓣凸爪形弹性接触片材质选择了一种厚度为0.2mm的铜合金板材，其导电率G＝22％IACS，设计的6瓣凸爪形弹性接触片的弹性系数K＝1.8Kg/mm，在电池组螺丝锁紧后所述弹片的形变量为0.85mm时，弹片与电池端面的正压力约为1.5Kg，两者间有效接触面积约为1.34mm2，经测量所述弹片与电池一极的接触电阻在0.4～0.9mΩ范围内，在过电流0～10A内变化时其接触电阻基本保持不变。
Claims (7)
1.一种导电汇流板，包括导电汇流板本体，其特征在于：所述导电汇流板本体上设有若干个凸爪形导电弹性接触片，凸爪形导电弹性接触片与导电汇流板本体固定。
2.根据权利要求1所述的一种基于无焊接技术的圆柱电池组，其特征在于：所述凸爪形导电弹性接触片以铆接或焊接与所述导电汇流板本体导电连接。
3.一种基于无焊接技术的圆柱电池组，由若干圆柱形电芯组成并联电池组，其特征在于：所述电池组包括有上下两片绝缘材料制成的用于固定电芯的上电芯支架和下电芯支架，上电芯支架的上方设有正电极导电汇流板，下电芯支架的下方设有负电极导电汇流板；所述正电极导电汇流板的下方设有若干个凸爪形导电弹性接触片，所述上电池支架上设有通孔使得弹性接触片的凸爪可以透过所述通孔与电芯的正电极接触；所述负电极导电汇流板的上方设有若干个凸爪形导电弹性接触片，所述下电池支架上设有通孔使得弹性接触片的凸爪可以透过所述通孔与电芯的负电极接触，上电芯支架与下电芯支架之间固定。
4.根据权利要求3所述一种基于无焊接技术的圆柱电池组，其特征在于：所述的上电芯支架与下电芯支架通过螺栓螺母固定。
5.根据权利要求3所述一种基于无焊接技术的圆柱电池组，其特征在于：所述凸爪形导电弹性接触片的瓣数为3～8。
6.根据权利要求5所述一种基于无焊接技术的圆柱电池组，其特征在于：所述凸爪形导电弹性接触片的瓣数为6。
7.根据权利要求3所述的一种基于无焊接技术的圆柱电池组，其特征在于：所述凸爪形导电弹性接触片以铆接或焊接与所述导电汇流板导电连接。
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