CN209133589U - 一种分层式18650圆柱电芯模块及模组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及新能源汽车领域，具体涉及一种分层式18650圆柱电芯模块及模组；包括若干层上下叠加的模组，模组包括若干个串联的电池模块，所述电池模块单方向整齐排列，且相邻电池模块正负极相反，每个相邻电池模块之间均设有与电池模块截面相同的绝缘板，所述电池模块最外侧两端均设有厚端板；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。
Description
技术领域
本实用新型涉及新能源汽车领域，具体涉及一种分层式18650圆柱电芯模块及模组。
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，其中软包电芯由于本身结构的局限性，在成组成模块是结构比较复杂，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发展时间最长，工艺最稳定，成本最低的是18650圆柱电芯成为解决其他两个电芯在成组方面问题的首选，但是由于18650圆柱电芯尺寸规格已完全定型，其成组结构不实用，成本高，可扩展性低的缺点。
实用新型内容
针对现有技术中提到的问题，本实用新型的目的是提供一种分层式18650圆柱电芯模块及模组，该模块及模组可以以任意尺寸的长宽高成组，满足不同的车型要求，在成组后能量密度高，成本低，工艺成熟，生产效率高，且可扩展性强。
本实用新型一种分层式18650圆柱电芯模块及模组，包括若干层上下叠加的模组，模组分为上层模组和下层模组，所述模组包括若干个串联的电池模块，所述电池模块单方向整齐排列，且相邻电池模块正负极相反，每个相邻电池模块之间均设有与电池模块截面相同的绝缘板，所述电池模块最外侧两端均设有厚端板；所述电池模块的中部设有定位柱，两端均设有过孔圆柱，绝缘板中部设有通孔，两端设有过孔，厚端板中部设有圆孔，两端设有加强筋，所述定位柱、通孔、圆孔均一一对应，过孔圆柱、过孔、加强筋均一一对应；还包括多个螺杆，所述多个螺杆分别依次穿过定位柱、通孔、圆孔和过孔圆柱、过孔、加强筋，将电池模块、绝缘板及厚端板连接为一体。
优选地，所述若干层上下叠加模组在叠加时，所述上层模组的模块之间通过串联汇流排串联连接，所述下层模组与上层模组通过支撑架相连，且下层模组与上层模组之间还软连接有铜排，下层模组与上层模组两端均设有安装支架，安装支架上设有多个螺杆过孔，所述螺杆穿过螺杆过孔将下层模组和上层模组串接为一体；还包括有绝缘罩，所述绝缘罩分为大绝缘罩和小绝缘罩，所述大绝缘罩和小绝缘罩均设在最顶层模组上，所述小绝缘罩位于大绝缘罩的两侧，并设于串联汇流排上，大绝缘罩的两端均与安装支架螺纹相连。
优选地，所述安装支架上设有加强结构和三脚支架，三角支架上设有腰型孔和搬运孔。
优选地，所述支撑架上设有若干个减重孔。
优选地，所述电池模块从左到右依次设有左青稞纸、左汇流排、负极支架、18650电芯、正极支架、右汇流排、及右青稞纸，左青稞纸和右青稞纸分别贴附在左汇流排和右汇流排上；所述正极支架与负极支架、左汇流排和右汇流排均相同且呈中心对称设置，负极支架和正极支架上均设有若干个凹槽，该凹槽穿透正极支架和负极支架，所述左汇流排与右汇流排均设有若干个与凹槽相对应的开孔，开孔上均设有若干个弹性触点，左汇流排与右汇流排上均连接有翻边板，其中一个翻边板将左汇流排与负极支架螺纹相连，另一个将右汇流排与正极支架螺纹相连；所述18650电芯安装在负极支架凹槽和正极支架凹槽之间，并穿过凹槽分别与左汇流排和右汇流排上的弹性触点焊接相连。
优选地，所述正极支架和负极支架的一端均设有螺纹圆柱，正极支架和负极支架上凹槽之间分别均匀设有若干个圆形导向柱。
优选地，所述左汇流排和右汇流排的中部均设有避让结构，所述避让结构为凹型设置。
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为本实用新型结构示意图。
图2为本实用新型单层模组图。
图3为本实用新型分层模组结构示意图。
图4为本实用新型电池模块图。
图5为本实用新型电池模块爆炸图。
图6为本实用新型正极支架示意图。
图7为本实用新型左汇流排图。
附图标记：1-模组；2-电池模块；3-绝缘板；4-厚端板；5-螺杆；2.1-定位柱；2.2-过孔圆柱；3.1-通孔；3.2-过孔；3.3-凸起结构；4.1-圆孔；4.2-加强筋；6-串联汇流排；7-支撑架；7.1-减重孔；8-铜排；9-安装支架；10-螺杆过孔；11-大绝缘罩；12-小绝缘罩；9.1-加强结构；9.2-三角支架；9.3-腰型孔；9.4-搬运孔；13-左青稞纸；14-左汇流排；15-负极支架；16-18650电芯；17-正极支架；18-右汇流排；19-右青稞纸；20-凹槽；21-开孔；22-弹性触点；23-翻边板；24-螺纹圆柱；25-圆形导向柱；26-避让结构；
具体实施方式
实施例1
如图所示，本实用新型一种分层式18650圆柱电芯模块及模组，包括若干层上下叠加的模组1，模组1分为上层模组和下层模组，所述模组1包括若干个串联的电池模块2，所述电池模块2单方向整齐排列，且相邻电池模块2正负极相反，每个相邻电池模块2之间均设有与电池模块截面相同的绝缘板3，所述电池模块最外侧两端均设有厚端板4；所述电池模块2的中部设有定位柱2.1，两端均设有过孔圆柱2.2，绝缘板3中部设有通孔3.1，两端设有过孔3.2，厚端板4中部设有圆孔4.1，两端设有加强筋4.2，所述定位柱2.1、通孔3.1、圆孔4.1均一一对应，过孔圆柱2.2、过孔3.2、加强筋4.2均一一对应；还包括多个螺杆5，所述多个螺杆5分别依次穿过定位柱2.1、通孔3.1、圆孔4.1和过孔圆柱2.2、过孔3.2、加强筋4.2，将电池模块2、绝缘板3及厚端板4连接为一体。
多个电池模块2在进行排列时由于正负极相反，所以在装配时相邻的电池模块2调转180°设置，同时安装在电池模块2之间的绝缘板3能防止电池模块2间异常短路，提高电池模块2的安全性，绝缘板3上的通孔3.1设置在凸起结构3.3上，凸起结构3.3起定位作用，安装完成后，使用多个螺杆5分别穿过起定位和连接作用定位柱2.1、过孔圆柱2.2、通孔3.1、过孔3.2、圆孔4.1、加强筋4.2，将电池模块2和绝缘板3串接起来，并与厚端板4通过螺母紧固相连，厚端板4起到承受装配锁紧压力作用，将整个模组串接为一体。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，不同处在于，所述若干层上下叠加模组1在叠加时，所述上层模组的模块之间通过串联汇流排6串联连接，所述下层模组与上层模组通过支撑架7相连，且下层模组与上层模组之间还软连接有铜排8，下层模组与上层模组两端均设有安装支架9，安装支架9上设有多个螺杆过孔10，所述螺杆5穿过螺杆过孔10将下层模组和上层模组串接为一体；还包括有绝缘罩，所述绝缘罩分为大绝缘罩11和小绝缘罩12，所述大绝缘罩11和小绝缘罩12均设在最顶层模组1上，所述小绝缘罩12位于大绝缘罩11的两侧，并设于串联汇流排6上，大绝缘罩11的两端均与安装支架9螺纹相连。所述安装支架9上设有加强结构9.1和三脚支架9.2，三角支架9.2上设有腰型孔9.3和搬运孔9.4。所述支撑架7上设有若干个减重孔7.1。
本实施例中，可根据实际情况，使用多个模组1采用上下叠加的方式进行排列，模组根据情况选择数量，在使用多个模组叠加时，模组与模组之间设有支撑架7用于安装支撑，而且模组之间还安装有用于模块之间串联的串联汇流排6和用于电流传递的铜排8，支撑架7上设有多个减重孔7.1可减轻重量，能进一步减少模组1的重量，模组1两端的安装支架9均对应设置，安装支架9上设有用于螺杆5穿过的螺杆过孔10，螺杆5从一侧安装支架9穿入至模组内并从另一侧安装支架穿出，并通过螺母锁紧相连，这样可将多个模组1串接为一体，安装支架9上焊接有三角支架的搬运孔9.4可用于模组1的搬运，腰型孔9.3用于装配时调整安装位置，弥补装配尺寸的误差，加强结构9.1增加安装支架9的稳定性和承重性；多个模组整合后，顶部的模组设有大绝缘罩11，旁边两侧的串联汇流排6设有小绝缘罩12进行保护，大绝缘罩11可避免异物落入模组1中导致短路，提高模组1安全性，小绝缘罩12可保护模组1不至短路也可方便维护检修。
实施例3
本实施例与实施例1、实施例2基本相同，不同之处在于，所述电池模块2从左到右依次设有左青稞纸13、左汇流排14、负极支架15、18650电芯16、正极支架17、右汇流排18、及右青稞纸19，左青稞纸13和右青稞纸19分别贴附在左汇流排14和右汇流排18上；所述正极支架17与负极支架15、左汇流排14和右汇流排18均相同且呈中心对称设置，负极支架15和正极支架17上均设有若干个凹槽20，该凹槽20穿透正极支架17和负极支架15，所述左汇流排14与右汇流排18均设有若干个与凹槽20相对应的开孔21，开孔21上均设有若干个弹性触点22，左汇流排14与右汇流排18上均连接有翻边板23，其中一个翻边板将左汇流排14与负极支架15螺纹相连，另一个将右汇流排18与正极支架17螺纹相连；所述18650电芯16安装在负极支架凹槽和正极支架凹槽之间，并穿过凹槽20，分别与左汇流排14和右汇流排18上的弹性触点22焊接相连。所述正极支架17和负极支架15的一端均设有螺纹圆柱24，正极支架和负极支架上凹槽之间分别均匀设有若干个圆形导向柱25。所述左汇流排14和右汇流排18的中部均设有避让结构26，所述避让结构26为凹型设置。
本实施例中，电池模块2中的正极支架17和负极支架15上设置的凹槽20，将18650电芯16固定在其中，同时，左汇流排14与负极支架15通过翻边板23螺纹相连，右汇流排18与正极支架14通过翻边板23螺纹相连，18650电芯16依次穿过左汇流排14上的开孔21、负极支架15上的凹槽20、正极支架17上的凹槽、右汇流排18上的圆孔2.1，且18650电芯16的正负极与左汇流排14和右汇流排18上的弹性触点22焊接相连，使得多个18650电芯16并联起来，保证在使用过程中，即使有某个18650电芯16出现损坏，也不影响整个电池的使用；正极支架17和负极支架15上贴附的左青稞纸13、右青稞纸19能阻燃绝缘，这样避免异常导电和短路的风险，提高电池模块2的安全性，此外，青稞纸采用不同的醒目颜色区别正负极；正极支架17和负极支架15的一端设有螺纹圆柱24能锁固绝缘罩，采用避让结构26为了通过螺杆5连接时，防止破坏绝缘罩，此外还能起到定位作用，正极支架17和负极支架15上圆形导向柱25能更加紧固的将18650电芯16锁紧。
Claims (7)
1.一种分层式18650圆柱电芯模块及模组，其特征在于，包括若干层上下叠加的模组（1），模组（1）分为上层模组和下层模组，所述模组（1）包括若干个串联的电池模块（2），所述电池模块（2）单方向整齐排列，且相邻电池模块（2）正负极相反，每个相邻电池模块（2）之间均设有与电池模块截面相同的绝缘板（3），所述电池模块最外侧两端均设有厚端板（4）；
所述电池模块（2）的中部设有定位柱（2.1），两端均设有过孔圆柱（2.2），绝缘板（3）中部设有通孔（3.1），两端设有过孔（3.2），厚端板（4）中部设有圆孔（4.1），两端设有加强筋（4.2），所述定位柱（2.1）、通孔（3.1）、圆孔（4.1）均一一对应，过孔圆柱（2.2）、过孔（3.2）、加强筋（4.2）均一一对应；
还包括多个螺杆（5），所述多个螺杆（5）分别依次穿过定位柱（2.1）、通孔（3.1）、圆孔（4.1）和过孔圆柱（2.2）、过孔（3.2）、加强筋（4.2），将电池模块（2）、绝缘板（3）及厚端板（4）连接为一体。
2.根据权利要求1所述一种分层式18650圆柱电芯模块及模组，其特征在于，所述若干层上下叠加模组（1）在叠加时，所述上层模组的模块之间通过串联汇流排（6）串联连接，所述下层模组与上层模组通过支撑架（7）相连，且下层模组与上层模组之间还软连接有铜排（8），下层模组与上层模组两端均设有安装支架（9），安装支架（9）上设有多个螺杆过孔（10），所述螺杆（5）穿过螺杆过孔（10）将下层模组和上层模组串接为一体；
还包括有绝缘罩，所述绝缘罩分为大绝缘罩（11）和小绝缘罩（12），所述大绝缘罩（11）和小绝缘罩（12）均设在最顶层模组（1）上，所述小绝缘罩（12）位于大绝缘罩（11）的两侧，并设于串联汇流排（6）上，大绝缘罩（11）的两端均与安装支架（9）螺纹相连。
3.根据权利要求2所述一种分层式18650圆柱电芯模块及模组，其特征在于，所述安装支架（9）上设有加强结构（9.1）和三脚支架（9.2），三角支架（9.2）上设有腰型孔（9.3）和搬运孔（9.4）。
4.根据权利要求3所述一种分层式18650圆柱电芯模块及模组，其特征在于，所述支撑架（7）上设有若干个减重孔（7.1）。
5.根据权利要求4所述一种分层式18650圆柱电芯模块及模组，其特征在于，所述电池模块（2）从左到右依次设有左青稞纸（13）、左汇流排（14）、负极支架（15）、18650电芯（16）、正极支架（17）、右汇流排（18）、及右青稞纸（19），左青稞纸（13）和右青稞纸（19）分别贴附在左汇流排（14）和右汇流排（18）上；
所述正极支架（17）与负极支架（15）、左汇流排（14）和右汇流排（18）均相同且呈中心对称设置，负极支架（15）和正极支架（17）上均设有若干个凹槽（20），该凹槽（20）穿透正极支架（17）和负极支架（15），所述左汇流排（14）与右汇流排（18）均设有若干个与凹槽（20）相对应的开孔（21），开孔（21）上均设有若干个弹性触点（22），左汇流排（14）与右汇流排（18）上均连接有翻边板（23），其中一个翻边板将左汇流排（14）与负极支架（15）螺纹相连，另一个将右汇流排（18）与正极支架（17）螺纹相连；
所述18650电芯（16）安装在负极支架凹槽和正极支架凹槽之间，并穿过凹槽（20），分别与左汇流排（14）和右汇流排（18）上的弹性触点（22）焊接相连。
6.根据权利要求5所述一种分层式18650圆柱电芯模块及模组，其特征在于，所述正极支架（17）和负极支架（15）的一端均设有螺纹圆柱（24），正极支架和负极支架上凹槽之间分别均匀设有若干个圆形导向柱（25）。
7.根据权利要求6所述一种分层式18650圆柱电芯模块及模组，其特征在于，所述左汇流排（14）和右汇流排（18）的中部均设有避让结构（26），所述避让结构（26）为凹型设置。
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