CN207282558U - 软包锂离子动力电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及软包锂离子动力电池模组，包括一组异侧出极耳的单体电池、容置该组单体电池的绝缘框架、一组金属连接片和塑料绝缘盖。绝缘框架由边端框架和中间框架组成；中间框架位于相邻两单体电池间，镶嵌有两块金属板，其间距与框架两侧的方孔形成风道；中间框架上设有卡扣卡槽及通孔；边端框架内侧面有凹槽及卡扣卡槽及通孔，两端镶嵌螺母可用于固定模组间连接片；金属连接片由垫片、过渡片、汇流排和端连接片组成。电池模组电连接位置上方罩有绝缘保护盖。该电池模组可实现自动化或半自动化组装并能通过自由扩展单体电池数量改变电压和容量。

Description

软包锂离子动力电池模组

技术领域

本实用新型涉及一种基于框架结构的、可灵活组装扩展的软包锂离子动力电池模组，同时涉及一种简单灵活且具有高可靠性的软包单体电池电连接方式。属于锂离子动力电池技术领域。

背景技术

动力电池模组是由若干串并联的动力电池单体、结构件、高低压连接结构以及热管理执行机构组成的。

软包单体电池是指采用铝塑膜作为外包装的锂离子动力电池，其具有体积小、重量轻、比能量高、安全性高、设计灵活等多种优点。由于软包动力电池采用铝塑膜作为外包装，电池形体软、不易固定，且其承受机械载荷能力差，极易出现划痕、凹坑、褶皱等表面变形，故需要其他结构配件提供可靠固定和防护。

另外，软包动力电池正负极采用极耳结构，不同于圆柱形电池和方形电池的极柱结构；正负极极耳分别采用铝和铜镀镍材料，厚度为0.2-0.3mm；由于厚度小、刚度较差且材料不同，故电连接难度较大。

软包动力电池成组的关键技术是将动力电池单体在机械结构上固定牢固、电气连接安全可靠、材料上防火阻燃以及轻量化，使其在安全可靠的前提下保证有较高的能量密度。

实用新型内容

鉴于上述，本实用新型的目的在于提供一种可自由扩展的、框架堆栈式的软包动力电池模组结构。

为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案：

一种软包锂离子动力电池模组，包括一组相互平行堆叠软包单体电池和固定该组软包单体电池的具有绝缘性能的框架；

所述框架由边端框架和中间框架组成；其中：

所述各中间框架分别位于相邻两个单体电池之间，各中间框架两面中均镶嵌有金属板与中间框架两侧的方孔形成通风散热通道；各中间框架上分别设有用于框架间相互锁紧和固定用的卡扣和卡槽；各中间框架的四角位置均设有用于实现螺杆紧固的通孔。

所述边端框架的内侧面带有用于容置单体电池的凹槽，两端镶嵌螺母可用于固定模组间连接片，且在相应位置有卡扣或卡槽以实现与相邻中间框架的配合锁紧和固定，同时在其四角位置亦开设有通孔用于实现电池模组整体的螺杆紧固；

软包单体电池间通过一组金属连接片实现连接；

所述的一组金属连接片由垫片、过渡片、汇流排和端连接片组成；其中：

所述垫片为长条形金属片可嵌入中间框架；过渡片为L形金属片与软包单体电池极耳焊接；汇流排为金属片，设有圆孔可与中间框架通过螺丝固定；端连接片为弯折金属片，安装于边端框架，设有圆孔，其位置与边端框架所镶嵌的螺母相对应。

在成组的软包动力电池模组两端有绝缘保护盖。

所述软包锂离子动力电池模组中，所述镶嵌的金属板为铝板；所述用于实现相邻框架间定位和组装固定的卡扣和卡槽设在框架四角和上部中间位置。

所述软包锂离子动力电池模组中，所述单体电池为软包锂离子动力电池。

本实用新型的优点是：

1.软包单体电池由塑料框架作为支撑结构可以提供可靠的绝缘保护；而且塑料框架本身为刚度较小的、具有一定柔性的结构，电池模组承受冲击时可以在一定程度上减小外界冲击对单体电池造成的伤害；

2.中间框架镶嵌有两块金属板，其间距与框架两侧的方孔形成风道，这样有助于软包单体电池的导热与散热；

3.电池模组主要辅助配件均可以使用轻质材料进行加工，有效降低了辅助配件在电池模组总重量中所占的比例，实现了电池模组的轻量化；中间框架侧部(两侧和下部同时开设更佳)开设的方形孔作为散热通道的同时亦可起到轻量化的效果；

4.塑料框架中的各中间框架结构相同，可以根据电池模组容量、电压的不同增加单体电池和配件数量，任意串并联组合，灵活匹配各种不同用电设备的参数要求，仅金属连接片、绝缘保护盖需根据具体尺寸特别加工；这样可以有效降低软包电池模组的整体成本；

5.电池模组中实现电连接的金属连接片(包括金属垫片、过渡片、汇流排和端连接片)均有较高的结构刚度，易于定位于固定，且具有较好的组合稳定性，可提升焊接质量和组装效率。

附图说明

图1为本实用新型动力电池模组第一实施例结构示意图。

图2a为本实用新型动力电池模组分解结构示意图。

图2b为图2a的局部放大图。

图3为图1所示实施例中的一个中间框架结构示意图。

图4a、4b为图1所示实施例中的边端框架结构示意图。

图5为图1所示实施例中的金属垫片结构示意图。

图6为图1所示实施例中的金属过渡片结构示意图。

图7为图1所示实施例中的金属汇流排结构示意图。

图8为图1所示实施例中的端连接片结构示意图。

图9a为图1所示实施例中的绝缘保护盖结构示意图。

图9b是图9a的局部放大图。

图10为本实用新型动力电池模组第二实施例结构示意图。

图中：10-单体电池；20-中间框架；30-边端框架；40-金属垫片；50-金属过渡片；60-金属汇流排；70-端连接片；80-塑料绝缘保护盖；90-绝缘条；201-卡扣；202-卡槽；203-方孔；204-金属板；205-圆孔；206-框架凹槽；301-卡扣；302-卡槽；303-螺母；304-线束固定点；601-圆孔；701-圆孔；801-卡扣结构。

具体实施方式

本实用新型为一种软包锂离子动力电池模组，包括一组相互平行堆叠且异侧出极耳的软包单体电池和容置该组单体电池的具有绝缘性能的框架；各软包单体电池之间通过一组金属连接片实现连接，其中：

所述的框架由一组中间框架和边端框架组成；

所述的一组金属连接片由垫片、过渡片、汇流排和端连接片组成；

在成组的动力电池模组上方罩有绝缘保护盖。

进一步地：

所述各中间框架分别位于相邻两个单体电池之间，各中间框架两面各镶嵌有金属板，其间距与框架两侧设置的方孔形成风道，用于软包单体电池导热与散热，各中间框架上分别设有用于框架相互间锁紧和固定用的卡扣和卡槽；各中间框架的四角位置均设有通孔用于实现电池模组整体的螺杆紧固。

所述边端框架的内侧面带有用于容置单体电池的凹槽，两端镶嵌用于固定模组间连接片的螺母，且在相应位置有卡扣或卡槽以实现与相邻中间框架的配合锁紧和固定，同时在其四角位置亦开设有用于实现电池模组整体的螺杆紧固的通孔。

所述垫片为可嵌入中间框架的长条形金属片；所述过渡片为L形金属片与软包单体电池极耳焊接；所述汇流排为金属片并设有可与中间框架通过螺丝固定的圆孔；所述端连接片为弯折金属片，安装于边端框架，设有圆孔，其位置与边端框架所镶嵌的螺母相对应。

所述绝缘保护盖两侧设有与中间塑料框架形成卡接的卡扣结构。

所述单体电池为异侧出极耳的软包锂离子电池。

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

参阅图1、图2所示，为本实用新型软包锂离子动力电池模组一较佳实施例结构，包括一组单体电池10、一组塑料框架(包括中间框架20，边端框架30)、一组金属连接片(包括一组金属垫片40、过渡片50、汇流排60和端连接片70)和塑料绝缘保护盖80。

所述的单体电池10为两端出极耳的软包锂离子电池。

参见图1至图2，所述的一组塑料框架包括两种：

第一种为中间框架20，各中间框架分别位于相邻两个单体电池10之间，参见图1、图2和图3。中间框架两侧均有凹槽206，可将单体电池置于凹槽内以固定定位，中间框架20的配备数量随单体电池10数量的增加而相应增加。其主要作用为紧固、支撑单体电池10；中间框架20四角处附近以及上端中间位置有卡扣201和卡槽202结构，对于相邻两个中间框架20起到定位和固定作用；中间框架20两侧有方孔203可用作通风散热，中间框架20两面各镶嵌有一块金属板204作为导热板，导热板与中间框架20两侧方孔203形成风道。

第二种为边端框架30，参见图1、图2和图4；边端框架30厚度小于中间框架20，在内侧面有凹槽，该凹槽用于定位容置单体电池，其中边端框架30上有螺母303，另一侧有镶嵌螺母的条块302，可实现正、负极引出；边端框架30四角附近对应中间框架20卡扣和卡槽的位置分别有卡槽302和卡扣301；

所有的塑料框架中，各塑料框架的四角位置均有用于实现通过螺杆紧固若干塑料框架和电池模组安装的通孔。

所述的一组金属连接片包括四种，如图1所示：

第一种是用于实现焊接保护作用金属垫片40，其形状见图5，为长条形片体，在其长度方向的两端附近设有连接孔，金属垫片40可嵌入中间框架；

第二种是用于实现软包单体电池极耳引出的金属过渡片50，见图6，其形状为L形折板，金属过渡片50与软包单体电池极耳焊接；

第三种是用于实现软包单体电池串联的金属汇流排60，见图7，其为平板形，板上设有若干与中间框架通过螺丝固定的连接孔601；

第四种是用于实现电池模组总正、负极引出的端连接片70，见图8，其是由立板、水平板及联结立板和水平板的联结条组成的弯折金属片，其水平板上设有若干连接孔701。端连接片70安装于边端框架上，连接孔701的位置与边端框架所镶嵌的螺母相对应。

绝缘保护盖80可为电池模组电连接部分提供绝缘保护，参见图9，并通过卡扣结构801实现与一组框架的安装；根据电池模组所包含的单体电池数量的变化，需要对塑料绝缘保护盖长度方向的尺寸进行调整。

本实用新型动力电池模组的所有单体动力电池相互间可全部串联和串并混搭，本实施例中提供了用于实现动力电池串并联用的金属汇流排60和端连接片70，其他形式串并联均可由现有技术实现，此处不赘述。

下面说明本实用新型装配过程。

首先将边端框架30置于组装操作台上，然后将软包单体电池10放置在边端框架30上，软包单体电池极耳焊接金属过渡片50；软包单体电池10的边缘应与该边端框架30上的凹槽对齐。之后依次放置35个中间框架20和36个软包单体电池10，最后放置边端框架30，堆叠过程中应确保相邻塑料框架间卡扣和卡槽紧密配合，电池组整齐排列且与中间框架20中所镶嵌的铝板紧密贴合。

金属汇流排60用于串联；金属汇流排60的圆孔601对应中间框架20上部的圆孔205，然后使用螺丝进行固定。

端连接片70安装于边端框架30一侧，确保其弯折一侧的圆孔701与边端框架所镶嵌的螺母303位置一致。

绝缘条90安装于中间框架20上、每两个金属汇流排60之间，用以形成绝缘安全防护。

将塑料绝缘保护盖80安装于电池模组电极连接处上方，保护电极；绝缘保护盖80两侧的卡扣801卡入塑料框架20的相应卡槽处，形成固定。

图10所示为该实用新型涉及电连接方式在极耳同侧软包单体电池成组的应用实施例。

上述实施实例可在不脱离本实用新型技术的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本实用新型的申请专利范围。

Claims (6)

1.一种软包锂离子动力电池模组，包括一组相互平行堆叠且异侧出极耳的软包单体电池和容置该组单体电池的具有绝缘性能的框架；各软包单体电池之间通过一组金属连接片实现连接，其特征在于：

所述的框架由一组中间框架和边端框架组成；

所述的一组金属连接片由垫片、过渡片、汇流排和端连接片组成；

在成组的动力电池模组上方罩有绝缘保护盖。

2.如权利要求1所述的软包锂离子动力电池模组，其特征在于：

所述中间框架位于相邻两个单体电池之间，各中间框架两面镶嵌有两块金属板，其间距与框架两侧设置的方孔形成风道，用于软包单体电池导热与散热，各中间框架上设有用于框架相互间锁紧和固定用的卡扣和卡槽；各中间框架的四角位置均设有通孔用于实现电池模组整体的螺杆紧固。

3.如权利要求1所述的软包锂离子动力电池模组，其特征在于：

所述边端框架的内侧面带有用于容置单体电池的凹槽，两端镶嵌用于固定模组间连接片的螺母，且在相应位置有卡扣或卡槽以实现与相邻中间框架的配合锁紧和固定，同时在其四角位置亦开设有用于实现电池模组整体的螺杆紧固的通孔。

4.如权利要求1所述的软包锂离子动力电池模组，其特征在于：

所述垫片为可嵌入中间框架的长条形金属片；所述过渡片为L形金属片与软包单体电池极耳焊接；所述汇流排为金属片并设有可与中间框架通过螺丝固定的圆孔；所述端连接片为弯折金属片，安装于边端框架，设有圆孔，其位置与边端框架所镶嵌的螺母相对应。

5.如权利要求1所述的软包锂离子动力电池模组，其特征在于：

所述绝缘保护盖两侧设有与中间塑料框架形成卡接的卡扣结构。

6.如权利要求1所述的软包锂离子动力电池模组，其特征在于：

所述单体电池为异侧出极耳的软包锂离子电池。