CN209133563U - 一种模块化软包电芯模块及模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及新能源汽车领域，具体涉及一种模块化软包电芯模块及模组；包括模组，所述模组包括若干个电池模块、保护盖、安装支架、串联汇流排及螺杆，所述电池模块两端均设有安装支架，保护盖扣合在电池模块的正负极上，安装支架上设有安装座，相邻电池模块之间通过串联汇流排相连，同时最外侧电池模块的串联汇流排设于安装座上；通过上述技术方案，单体电芯的组合模块化，标准化，通用化，安装简单方便，加工制造成本低，且可以在高压串并联时有效防错；电芯模组成组简单，通过螺杆螺纹连接，连接可靠；模组重量轻，能量密度高，模组尺寸符合现有各大整车企业对动力电池系统总成要求。

Description

一种模块化软包电芯模块及模组

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车领域，具体涉及一种模块化软包电芯模块及模组。

背景技术

随着科技的发展和社会的进步，同时由于石油资源的日益枯竭和环境保护的压力，新能源汽车已经成为未来汽车行业研究和开发的重点；目前行业公认新能源电动汽车最关键的部件是动力电池系统总成，现阶段纯电动汽车最常用的动力电池是二次锂电池，通过不同的串联或并联或串并联组合形式将若干单个锂电池组合起来以提供电动车所需的电压和电量；现有技术中，动力锂电池主要有三种状态，圆柱，软包和方形硬壳，其中圆柱电芯由于本身结构的局限性，单体电芯容量低，成组需要大量的单体电芯，单体电芯的控制系统复杂，而且在圆柱电芯在失控时，会产生巨大的冲击破坏力，而方形硬壳电芯能量密度不高，安全性相对较差，制造成本高且工艺复杂，故作为三种电芯类型中安全性、稳定性最佳，在动力系统方面应用最广泛的聚合物软包电芯成为解决其他两个电芯在成组方面问题的首选，由于聚合物软包电芯采用铝塑膜封装，在任何失控状态均可通过封口卸载压力，不会产生任何危险性的冲击破坏力，此外，软包电芯厚度尺寸较小，在模块和模组成组是形式多样灵活，布置空间可扩展性强。

实用新型内容

本实用新型目的提供一种模块化软包电芯模块及模组，该模块及模组结构紧凑，成组后能量密度高，成本低，工艺成熟，生产效率高，且可扩展性强。

本实用新型一种模块化软包电芯模块及模组，包括模组，所述模组包括若干个电池模块、保护盖、安装支架、串联汇流排及螺杆，所述电池模块两端均设有安装支架，保护盖扣合在电池模块的正负极上，安装支架上设有安装座，相邻电池模块之间通过串联汇流排相连，同时最外侧电池模块的串联汇流排设于安装座上，安装座上还盖合有安装罩，所述螺杆穿过安装支架和电池模块将模组串接为一体。

优选地，所述安装座为框架结构，安装座底部设有与螺栓阶梯孔，侧面设有卡扣孔，顶部设有长方形过孔，中部设有螺母孔，螺母孔的四周设有多个支撑结构。

优选地，所述保护盖一端设有长翻边，另一端设有卡扣，保护盖上设有多条加强筋，加强筋上均匀设有多个圆柱压杆。

优选地，所述电池模块包括两个正负极相反的电池组、塑料框架、铝合金外壳、泡棉、正负极汇流排及导流汇流排，所述电池组均设在塑料框架内，且电池组与塑料框架之间设有多个泡棉，所述电池组顶部均设有正负极汇流排，正负极汇流排之间通过导流汇流排螺纹相连，塑料框架表面上还扣合有铝合金外壳；所述电池组包括多个软包电芯，所述软包电芯按同正负极方向并联设置，每个软包电芯表面都设有小导热硅胶垫，多个软包电芯的上下两端均通过胶带缠绕为电池组，所述电池组一端表面设有泡棉，另一端设有大导热硅胶垫。

优选地，所述铝合金外壳为框架结构，且四边都设有翻边，所述翻边上均设有凹槽压筋，其中两侧的翻边上还设有对应排列的方形孔，铝合金外壳中部还设有环形压筋。

优选地，所述塑料框架为框架结构，塑料框架内设有隔断，两侧面设有一一对应的多个线槽、卡扣件及长条孔，底部设有贯穿塑料框架的螺杆孔，塑料框架的顶部还设有一平面结构，所述平面结构的中部设有贯穿塑料框架的过孔圆柱，两端均匀设有多个圆柱导向杆。

本实用新型相对于现有技术，取得了以下的技术效果：

通过上述技术方案，单体电芯的组合模块化，标准化，通用化，安装简单方便，加工制造成本低，且可以在高压串并联时有效防错；电芯模组成组简单，通过螺杆螺纹连接，连接可靠；模组重量轻，能量密度高，模组尺寸符合现有各大整车企业对动力电池系统总成要求；安全性方面，有多处绝缘和防错设计；本实用新型在加工装配时，可人工高效操作，也可自动化装配，同时，可以根据需要方便的增加加热和冷却结构。

附图说明

图1为本实用新型模组整体外观图；

图2为本实用新型电池模块外观图；

图3为本实用新型电池模块爆炸图；

图4为本实用新型电池组示意图；

图5为电池模块中铝合金外壳示意图；

图6为电池模块中塑料框架示意图；

图7为安装座示意图；

图8为保护盖示意图。

附图标记：1-电池模块；2-保护盖；3-安装支架；4-串联汇流排；5-螺杆；6-安装座；7-螺栓阶梯孔；8-卡扣孔；9-长方形过孔；10-螺母；11-卡扣；12-加强筋；13-圆柱压杆；14-电池组；15-塑料框架；16-铝合金外壳；17-泡棉；18-正负极汇流排；19-导流汇流排；20-软包电芯；21-胶带；22-大导热硅胶垫；23-凹槽压筋；24-方形孔；25-环形压筋；26-隔断；27-线槽；28-卡扣件；29-长条孔；30-平面结构；31-过孔圆柱；32-圆柱导向杆；33-把手；34-安装架；35-安装罩。

具体实施方式

实施例1

本实用新型一种模块化软包电芯模块及模组，包括模组，所述模组包括若干个电池模块1、保护盖2、安装支架3、串联汇流排4及螺杆5，所述电池模块1两端均设有安装支架3，保护盖2扣合在电池模块1的正负极上，安装支架3上设有安装座6，相邻电池模块1之间通过串联汇流排4相连，同时最外侧电池模块1的串联汇流排4设于安装座6上，安装座6上还盖合有安装罩，所述螺杆5穿过安装支架3和电池模块1将模组串接为一体。所述安装座6为框架结构，安装座6底部设有与螺栓阶梯孔7，侧面设有卡扣孔8，顶部设有长方形过孔9，中部设有螺母孔10，螺母孔10的四周设有多个支撑结构。所述保护盖2一端设有长翻边，另一端设有卡扣11，保护盖2上设有多条加强筋12，加强筋12上均匀设有多个圆柱压杆13。

电池模块1按正负极串联形式布置，相邻电池模块1之间通过串联汇流排4电连接，模组外侧两端设置有安装支架3，安装支架3可选如高强度钣金，铝合金或塑料制成，3安装支架上相应的设置有螺杆5穿入过孔，同时设置有长形孔，长形孔可以作为搬运定位孔，也可以作为其他物料固定孔；安装支架3上均设置安装座6，串联汇流排4固定在两侧的安装座6上，同时安装座6上设置有相应的安装罩35，可以有效避免不可预知的短路。

安装座6采用框架结构，下部设置的螺栓阶梯孔7用于安装作用，中部的螺母孔10，用于安装串联汇流排4，螺母孔10的周圈设置有支撑结构，保证在安装紧固时的强度，安装座6顶部的长方形过孔9用于串联汇流排4的穿入穿出，此长方形过孔9通常比串联汇流排4截面积稍大，以方便穿入和取出，侧面的卡扣孔8用于与安装罩35的固定连接。

保护盖2上的长翻边正好可以挡住电池模块1的正负极，可以有效避免不可预知的短路；同时，保护盖2上的卡扣11，可以与电池模块1的塑料框架15卡接固定；在保护盖2中部多处设置有圆柱压杆13，当保护盖2卡接固定后圆柱压杆13可以有效的压住导流汇流排19、正负极汇流排18，避免在恶劣工况下，汇流排异常松动；设置的加强筋12可以增加保护盖2的保护强度。

实施例2

本实施与实施例1基本相同，不同之处在于，所述电池模块1包括两个正负极相反的电池组14、塑料框架15、铝合金外壳16、泡棉17、正负极汇流排18及导流汇流排19，所述电池组14均设在塑料框架15内，且电池组14与塑料框架15之间设有多个泡棉17，所述电池组14顶部均设有正负极汇流排18，正负极汇流排18之间通过导流汇流排19螺纹相连，塑料框架表面上还扣合有铝合金外壳16；所述电池组14包括多个软包电芯20，所述软包电芯20按同正负极方向并联设置，每个软包电芯20表面都设有小导热硅胶垫，多个软包电芯的上下两端均通过胶带21缠绕为电池组14，所述电池组一端表面设有泡棉，另一端设有大导热硅胶垫22。所述铝合金外壳16为框架结构，且四边都设有翻边，所述翻边上均设有凹槽压筋23，其中两侧的翻边上还设有对应排列的方形孔24，铝合金外壳16中部还设有环形压筋25。所述塑料框架15为框架结构，塑料框架15内设有隔断26，两侧面设有一一对应的多个线槽27、卡扣28及长条孔29，底部设有贯穿塑料框架的螺杆孔，塑料框架的顶部还设有一平面结构30，所述平面结构的中部设有贯穿塑料框架的过孔圆柱31，两端均匀设有多个圆柱导向杆32。

电池组14包括5个软包电芯20，5个软包电芯20按相同的正负极方向设置并联起来，软包电芯20的上下表面分别设置有长条形有一定粘度的导热硅胶垫，5个软包电芯20并联后通过上下部约40mm宽的阻燃PP胶带21缠绕捆扎，缠绕约1.5圈，其中下部胶带仅一半缠绕在软包电芯20主体上，另一半则包裹在软包电芯20底部，在软包电芯20成组后在电池组14一端竖向粘贴长条形单面背胶的泡棉，泡棉既可以弥补装配间隙，尺寸误差也可以在软包电芯20鼓胀时提供缓冲空间，另一端设置有比软包电芯20正面尺寸略小的大导热硅胶垫22，大导热硅胶垫22可将整个电池组14的热量导出。

电池组14设在塑料框架15内，同时塑料框架15底部和侧部均粘贴有单面背胶的泡棉17，泡棉17弥补装配误差同时可以起到对电池组14承重缓冲作用，在电池组14收到冲击，振动或压缩时，可以很好的保护软包电芯20；从塑料框架15的两侧分别穿入2个电池组14，且2个电池组14正负极方向相反，从塑料框架15顶部设有导流汇流排19，连接L型正负极汇流排18，电池组14最外侧从两侧分别设置有铝合金外壳16，铝合金外壳16与塑料框架15相互扣合，铝合金外壳16不仅可将电池组14热量导出，也保护整个电池模块1避免外力的破坏。

铝合金外壳16在四边均设置有翻边，其中两侧的翻边上均匀的方形孔24，方形孔24可与塑料框架15上的卡扣相互卡接，翻边的凹槽压筋23能增加铝合金外壳16强度，铝合金外壳16表面设置有的环形压筋25，环形压筋25可以有效放置铝合金外壳16表面的鼓动，也可以让铝合金外壳16紧压住电池组14和大导热硅胶垫22，提高散热能力。

塑料框架15采用PC+阻燃ABS材料制成，此材料阻燃等级为UL-V0，可有效阻止燃烧蔓延，塑料框架15采用框架结构，设置的隔断26可提升塑料框架15整体强度，塑料框架15两侧设置有对称的长条孔29，有减重和散热的作用，同时设置的卡扣件28为上、中、下三处卡扣，均匀设置在塑料框架15的侧面上，能保证塑料框架15与铝合金外壳16装配牢靠；塑料框架15底部两侧设置的螺杆孔和顶部的过孔圆柱31，用于螺杆5贯穿塑料框架15，塑料框架15顶端设置平面结构30，平面结构30用于各个汇流排的安装，在平面结构30上均设置有圆柱导向杆32起到定位作用，塑料框架15的侧面上端设置有电池模块1电压和温度采样线走线线槽27，可以整齐美观的设置各种线束。

Claims (6)

1.一种模块化软包电芯模块及模组，包括模组，其特征在于，所述模组包括若干个电池模块（1）、保护盖（2）、安装支架（3）、串联汇流排（4）及螺杆（5），所述电池模块（1）两端均设有安装支架（3），保护盖（2）扣合在电池模块（1）的正负极上，安装支架（3）上设有安装座（6），相邻电池模块（1）之间通过串联汇流排（4）相连，同时最外侧电池模块（1）的串联汇流排（4）设于安装座（6）上，安装座（6）上还盖合有安装罩，所述螺杆（5）穿过安装支架（3）和电池模块（1）将模组串接为一体。

2.根据权利要求1所述一种模块化软包电芯模块及模组，其特征在于，所述安装座（6）为框架结构，安装座（6）底部设有与螺栓阶梯孔（7），侧面设有卡扣孔（8），顶部设有长方形过孔（9），中部设有螺母孔（10），螺母孔（10）的四周设有多个支撑结构。

3.根据权利要求2所述一种模块化软包电芯模块及模组，其特征在于，所述保护盖（2）一端设有长翻边，另一端设有卡扣（11），保护盖（2）上设有多条加强筋（12），加强筋（12）上均匀设有多个圆柱压杆（13）。

4.根据权利要求1所述一种模块化软包电芯模块及模组，其特征在于，所述电池模块（1）包括两个正负极相反的电池组（14）、塑料框架（15）、铝合金外壳（16）、泡棉（17）、正负极汇流排（18）及导流汇流排（19），所述电池组（14）均设在塑料框架（15）内，且电池组（14）与塑料框架（15）之间设有多个泡棉（17），所述电池组（14）顶部均设有正负极汇流排（18），正负极汇流排（18）之间通过导流汇流排（19）螺纹相连，塑料框架表面上还扣合有铝合金外壳（16）；

所述电池组（14）包括多个软包电芯（20），所述软包电芯（20）按同正负极方向并联设置，每个软包电芯（20）表面都设有小导热硅胶垫，多个软包电芯的上下两端均通过胶带（21）缠绕为电池组（14），所述电池组一端表面设有泡棉，另一端设有大导热硅胶垫（22）。

5.根据权利要求4所述一种模块化软包电芯模块及模组，其特征在于，所述铝合金外壳（16）为框架结构，且四边都设有翻边，所述翻边上均设有凹槽压筋（23），其中两侧的翻边上还设有对应排列的方形孔（24），铝合金外壳（16）中部还设有环形压筋（25）。

6.根据权利要求4所述一种模块化软包电芯模块及模组，其特征在于，所述塑料框架（15）为框架结构，塑料框架（15）内设有隔断（26），两侧面设有一一对应的多个线槽（27）、卡扣件（28）及长条孔（29），底部设有贯穿塑料框架的螺杆孔，塑料框架的顶部还设有一平面结构（30），所述平面结构的中部设有贯穿塑料框架的过孔圆柱（31），两端均匀设有多个圆柱导向杆（32）。