动力电池正负极快速集成结构
技术领域
本实用新型属于电子结构技术领域,具体涉及一种动力电池正负极快速集成结构。
背景技术
目前,伴随新能源在交通、储能等领域的大规模推广,将单个的小容量的单体电芯通过合适的整组方法组合成容量较大的电池模组得到日益广泛的应用。电池模组作为能源的蓄电装置,其结构多采用多个单体的电池并联或串联而成,常采用圆柱电池,如圆柱形动力电池,由于其能量密度高、工艺技术成熟,价格优势明显,正在被广泛应用与动力电池系统中。
现有技术中的电池成组方式一般采用钎焊或螺栓的方式对单体电芯进行连接,实现电池正负极的快速集成。但是传统连接方式存在以下问题:
1)生产效率低:一是,动力电池系统圆柱形动力电芯集成数量较多,焊接站成为工序瓶颈,产能受限;二是,技术较为熟练的工人完成一组20个单体的连接组合一般耗时1个小时以上。
2)工艺安全性差:一是,组合中需使用危险性较高的电焊或电动工具,成组后极片裸露,意外情况下有短路风险;二是,焊接需配备稳定性较好的焊接设备,价格昂贵,存在将电芯焊漏的风险,个别电芯的焊漏将会导致整个模组报废。3)返修困难:成组后难以对其中有问题的单体电池进行单独拆卸和重新组装,需重新开焊和打磨,强行拆卸会损伤电池极片和单体,导致电池模组生产成本较高,可维护性较差。
实用新型内容
针对现有技术中直接对单体电芯进行焊接存在模组焊接报废风险、模组返修困难的问题,本实用新型的目的在于提供一种结构简单、使用方便、安全可靠的动力电池正负极快速集成结构,该动力电池正负极快速集成结构避免了直接对单体电芯焊接的情形,解决了将电芯焊漏的问题,且方便返修。
为实现上述目的,本实用新型的技术方案为:一种动力电池正负极快速集成结构,包括正极汇流排、负极汇流排、设置在正极汇流排与负极汇流排之间的电芯和放置电芯的支撑部,所述正极汇流排和负极汇流排上均设有与所述电芯接触连接的连接部。
进一步的,一种动力电池正负极快速集成结构,其特征在于:所述连接部包括第一套筒和第二套筒,所述第一套筒固定连接在所述正极汇流排上,所述第二套筒固定连接在所述负极汇流排上,所述电芯的正极放置在所述第一套筒内且所述电芯的正极与所述正极汇流排接触连接,所述电芯的负极放置在所述第二套筒内且所述电芯的负极与所述负极汇流排接触连接。
进一步的,所述连接部包括第一载流弹簧和第二载流弹簧,所述第一载流弹簧的一端与所述正极汇流排固定连接,所述第一载流弹簧的另一端与所述电芯的正极接触连接,所述第二载流弹簧的一端与所述负极汇流排固定连接,所述第二载流弹簧的另一端与所述电芯的负极接触连接。
进一步的,所述连接部还包括第一载流弹簧和第二载流弹簧,所述第一载流弹簧设置在所述第一套筒内,所述第一载流弹簧的一端与所述正极汇流排固定连接,所述第一载流弹簧的另一端与所述电芯的正极接触连接,所述第二载流弹簧设置在所述第二套筒内,所述第二载流弹簧的一端与所述负极汇流排固定连接,所述第二载流弹簧的另一端与所述电芯的负极接触连接。
进一步的,所述连接部包括第一载流弹片和第二载流弹片,所述第一载流弹片的一面与所述正极汇流排固定连接,所述第一载流弹片的另一面与所述电芯的正极接触连接,所述第二载流弹片的一面与所述负极汇流排固定连接,所述第二载流弹片的另一面与所述电芯的负极接触连接。
进一步的,所述连接部还包括第一载流弹片和第二载流弹片,所述第一载流弹片设置在所述第一套筒内,所述第一载流弹片的一面与所述正极汇流排固定连接,所述第一载流弹片的另一面与所述电芯的正极接触连接,所述第二载流弹片设置在所述第二套筒内,所述第二载流弹片的一面与所述负极汇流排固定连接,所述第二载流弹片的另一面与所述电芯的负极接触连接。
进一步的,所述支撑部包括壳体Ⅰ和壳体Ⅱ,所述壳体Ⅰ和壳体Ⅱ上设有放置所述电芯的通孔,所述壳体Ⅰ和壳体Ⅱ通过卡扣连接。
进一步的,所所述第一套筒和第二套筒的直径大于所述电芯的外径,所述第一套筒和第二套筒的直径小于所述通孔的直径。
进一步的,所述第一套筒和第二套筒分别与所述通孔配合且为间隙配合,所述第一套筒和第二套筒分别与所述电芯配合且为间隙配合,所述通孔与所述电芯之间为间隙配合。
进一步的,所述正极汇流排固定连接在所述壳体Ⅰ上,所述负极汇流排固定连接在所述壳体Ⅱ上。
采用本实用新型技术方案的优点为:
1.本实用新型通过将套筒、载流弹簧或载流弹片直接焊接在正极汇流排和负极汇流排上,单体电芯与套筒、载流弹簧或载流弹片接触连接即可,省去了对单体电芯焊接的工艺,对单体电芯进行焊接需配备稳定性较好的焊接设备,不仅设备价格昂贵,而且焊接时还要特别小心,生产效率低;但是将套筒、载流弹簧或载流弹片焊接在正负极汇流排上采用普通的激光焊即可,操作方便快捷,提高了产能。
2.本实用新型避免了直接对单体电芯进行焊接的情况,不会出现由于将个别电芯焊漏而导致返工或整个模组报废的现象,节约了大量的人力、物力和财力。
3.本实用新型中单体电芯与套筒、载流弹簧或载流弹片接触连接,在使用的过程中,若有个别电芯损坏,只要取下塑料膨胀螺丝和定位销便可以对损坏的电芯进行更换,方便维修,解决了现有技术中维修困难或无法维修的问题,节约了成本。
4.本实用新型在解决现有技术存在的问题的同时给出了多种技术方案:一是,套筒、载流弹簧、载流弹片分别单独的固定连接在正极汇流排和负极汇流排;二是,套筒与载流弹簧结合,载流弹簧设置在套筒内;三是,套筒与载流弹片结合,载流弹片设置在套筒内;可以根据实际情况进行选择。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明:
图1为本实用新型整体结构示意图。
图2为本实用新型局部结构示意图。
图3为本实用新型连接部三种不同实施例的局部放大图。
图4为本实用新型连接部两种不同实施例的局部放大图
上述图中的标记分别为:1.正极汇流排;2.电芯;3.支撑部;31.壳体Ⅰ;32.壳体Ⅱ;33.卡扣;34.通孔;4.负极汇流排;5.连接部;51.第一套筒;52.第二套筒;53.第一载流弹簧;54.第二载流弹簧;55.第一载流弹片;56.第二载流弹片;6.定位销;7.塑料膨胀螺丝。
具体实施方式
在本实用新型中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“顶、底、左、右”通常是指参考附图所示的顶、底、左、右;“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。此外,本说明书中出现的套筒、载流弹簧、载流弹片分别是对第一套筒51和第二套筒52、第一载流弹簧53和第二载流弹簧54、第一载流弹片55和第二载流弹片56的统称。
如图1、图2、图3、图4所示,一种动力电池正负极快速集成结构,包括正极汇流排1、负极汇流排4、设置在正极汇流排1与负极汇流排4之间的电芯2和放置电芯2的支撑部3,该支撑部3为支架、壳体等能固定电芯2的结构,在本实用新型的优选方案中,该支撑部3包括壳体Ⅰ31和壳体Ⅱ32,壳体Ⅰ31和壳体Ⅱ32通过卡扣33连接,壳体Ⅰ31和壳体Ⅱ32上设有放置电芯2的通孔34。在正极汇流排1和负极汇流排4上均设置与电芯2接触连接的连接部5,具体的若该连接部5的一端焊接在正极汇流排1上,则另一端与电芯2正极接触连接;若该连接部5的一端焊接在负极汇流排4上,则另一端与电芯2负极接触连接。省去了对单体电芯焊接的工艺,对单体电芯进行焊接需配备稳定性较好的焊接设备,不仅设备价格昂贵,而且焊接时还要特别小心,生产效率低;本实用新型将连接部5焊接在正极汇流排1、负极汇流排4上只要采用普通的激光焊即可,操作方便快捷,提高了产能;连接部5与电芯2的电极接触连接,不仅避免了直接对电芯2焊接将焊漏而导致返工或整个模组报废的风险,还解决了现有技术中维修困难或无法维修的问题。
优选的,该连接部5包括第一套筒51和第二套筒52,如图3中的a所示,第一套筒52固定连接在正极汇流排1上,第二套筒52固定连接在负极汇流排4上;电芯2的正极放置在第一套筒51内且电芯2的正极与正极汇流排1接触连接,电芯2的负极放置在第二套筒52内且电芯2的负极与负极汇流排4接触连接。套筒的直径大于电芯2的外径,套筒的直径小于通孔34的直径;通孔34与套筒之间为间隙配合,套筒与电芯2之间为间隙配合,通孔34与电芯2之间为间隙配合,上述提到的间隙都非常小,仅限于能安装上去即可,不能出现大幅度的晃动,要保证电芯2的正极、负极分别与正极汇流排1、负极汇流排4紧密接触。
优选的,该连接部5包括第一载流弹簧53和第二载流弹簧54,如图3中的b所示,第一载流弹簧53的一端与正极汇流排1固定连接,第一载流弹簧53的另一端与电芯2的正极接触连接,第二载流弹簧54的一端与负极汇流排4固定连接,第二载流弹簧54的另一端与电芯2的负极接触连接;第一载流弹簧53和第二载流弹簧54通过焊接的方式分别固定在正极汇流排1和负极汇流排4上。
优选的,该连接部5包括第一套筒51、第二套筒52和第一载流弹簧53、第二载流弹簧54,如图4中的a所示,第一载流弹簧53设置在第一套筒51内,第一载流弹簧53的一端与正极汇流排1固定连接,第一载流弹簧53的另一端与电芯2的正极接触连接,第二载流弹簧54设置在第二套筒52内,第二载流弹簧54的另一端与电芯2的负极接触连接。
优选的,该连接部5包括第一载流弹片55和第二载流弹片56,如图3中的c所示,第一载流弹片55的一面与正极汇流排1固定连接,第一载流弹片55的另一面与电芯2的正极接触连接,第二载流弹片56的一面与负极汇流排4固定连接,第二载流弹片56的另一面与电芯2的负极接触连接。
优选的,该连接部5包括第一套筒51、第二套筒52和第一载流弹片55、第二载流弹片56,如图4中的b所示,第一载流弹片55设置在第一套筒51内,第一载流弹片55的一面与正极汇流排1固定连接,第一载流弹片55的另一面与电芯2的正极接触连接,第二载流弹片56设置在第二套筒52内,第二载流弹片56的一面与负极汇流排4固定连接,第二载流弹片56的另一面与电芯2的负极接触连接。
以上提到的第一套筒51、第一载流弹簧53、第一载流弹片55均是通过焊接的方式固定在正极汇流排1上,第二套筒52、第二载流弹簧54、第二载流弹片56均是通过焊接的方式固定在负极汇流排4上。
将电芯放置在壳体Ⅰ31和壳体Ⅱ32,壳体Ⅰ31和壳体Ⅱ32通过卡扣33固定在一起,然后将带有第一套筒51或第一载流弹簧53或一载流弹片55的正极汇流排1通过定位销6导向贴合在壳体Ⅰ31上并通过塑料膨胀螺丝7进行固定,将带有第二套筒52或第二载流弹簧54或而载流弹片56的负极汇流排4通过定位销(6)导向贴合在壳体Ⅱ32上并通过塑料膨胀螺丝7进行固定。
现有技术中,大都是将电芯的正极直接焊接在正极汇流排上,将电芯的负极直接焊接在负极汇流排上,由于焊接时施加力的大小不容易控制,力过小容易出现虚焊、焊接不牢固、焊点脱落的问题;而力过大则容易出现将电芯焊漏的情况,电芯内的液体流出,其它焊接好的电芯也会沾上液体,整个模组就要报废;在实际生产中,经常会出现已经焊接好了大部分电芯,但是不小心将一个电芯焊漏了,整个模组就要报废,前面做的工作就成了无用功,浪费大量的人力、物力和财力。尽管其它的电芯是好的,由于焊接属于一次性牢固连接,就算是能将焊点剥落也不能再次利用,因为剥落焊点的同时会电芯产生损伤,在生产时尽量避免对电芯进行二次焊接。此外由于是对电芯直接进行焊接,在售后维修或返修时难以对其中有问题的单体电池进行单独拆卸和重新组装,需要将焊点剥落、重新开焊和打磨,强行拆卸会损伤电池极片和单体,一般模组若是出现问题直接报废,浪费资源。
本实用新型避免了直接对单体电芯进行焊接的情况,不会出现由于将个别电芯焊漏而导致返工或整个模组报废的现象,节约了大量的人力、物力和财力。而且在本实用新型中,单体电芯与套筒、载流弹簧或载流弹片接触连接,在使用的过程中,若有个别电芯损坏,只要取下塑料膨胀螺丝和定位销便可以对损坏的电芯进行更换,方便维修,解决了现有技术中维修困难或无法维修的问题,节约了成本。此外,本实用新型在解决现有技术存在的问题的同时给出了多种技术方案:一是,套筒、载流弹簧、载流弹片分别单独的固定连接在正极汇流排和负极汇流排;二是,套筒与载流弹簧结合,载流弹簧设置在套筒内;三是,套筒与载流弹片结合,载流弹片设置在套筒内;可以根据实际情况进行选择。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述,显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本实用新型技术方案进行的各种非实质性的改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本实用新型的保护范围之内。