CN209515770U - 一种高能量密度软包电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种高能量密度软包电池模组，包括电芯、中框和散热铝板，所述散热铝板和电芯镶嵌在中框内，所述散热铝板两侧紧贴电芯，所述中框顶端设有两个条状的极柱和插销机构，所述极柱顶端与联接排焊接，所述极柱上与电芯平行的两个侧面与电芯极耳焊接，多个中框通过插销机构连接，所述联接排连接有CCS集成板，联接板和CCS集成板上覆盖有保护盖板，所述电池组件两端设有端板，所述端板通过四根压条连接固定，所述联接排在所述端板的位置与总排焊接，所述总排和所述CCS集成板通过塑胶支架固定在端板上。本实用新型电池模组采用焊接技术实现无螺纹连接，杜绝了螺纹连接容易松动的风险，提高了电池组件的一致性和稳定性，降低了连接成本。

Description

一种高能量密度软包电池模组

技术领域

本实用新型涉及软包电池模组技术领域，具体是一种高能量密度软包电池模组。

背景技术

目前，新能源电池主要有方形、圆柱、软包三种结构。方形铝壳电芯构成的模块体积大，质量重，相对有固定尺寸要求的电池箱空间利用率低下，不利于电池包容量的扩展及系统的整体设计；圆柱形钢壳电芯构成的模块组件工艺复杂繁多且正负极分置两端，极不利于电池系统的线束布置及系统的整体设计，并且由于外壳材料为钢材故存在非常大的电气安全隐患(易爆炸)。同时目前新能源动力电池行业将向高能量密度方向发展，那么软包电池组装成电池包系统将成为动力电池未来的发展趋势。

专利CN201621406075.0公开了一种高能量密度软包电池模组结构，该专利通过减少模组结构件来提高能量密度和空间利用率。但该专利不能对电压和温度进行控制管理，电池模组连接不牢固，电池受到撞击时存在安全隐患，且电芯连接的焊接面不够，影响电池的使用寿命。

针对现有技术中电池模组一般采用螺纹连接容易松动影响模组的稳定性，电池模组重量和体积大，性能不稳定，连接部位占用大量空间，电芯在电池模组中的成组效率低，能量密度低的问题。有必要设计出一种高能量密度的软包电池模组结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高能量密度软包电池模组，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种高能量密度软包电池模组，包括电池组件，所述电池组件由多个串联的小模块组成，所述小模块包括电芯、中框和散热铝板，所述散热铝板和电芯镶嵌在中框内，所述散热铝板两侧紧贴电芯，所述中框顶端设有两个条状的极柱和插销机构，所述极柱顶端与联接排焊接，所述极柱上与电芯平行的两个侧面与电芯极耳焊接，多个中框通过插销机构连接，所述联接排连接有CCS集成板，联接板和CCS集成板上覆盖有保护盖板，所述保护盖板与中框卡扣连接；所述电池组件两端设有端板，所述端板与电池组件之间设有绝缘板，所述端板通过四根压条连接固定，所述联接排在所述端板的位置与总排焊接，所述总排和所述CCS集成板通过塑胶支架固定在端板上。

作为本实用新型的进一步方案，所述CCS集成板上集成采集温度和电压的FPC板、铝排和隔离板，所述FPC板两个侧面引出铝端子，所述铝端子焊接在所述联接排上，所述铝排与中框上极柱焊接。

作为本实用新型的进一步方案，所述塑胶支架内部镶嵌有螺套，所述螺套内固定有螺栓，所述螺栓将塑胶支架与端板固定。

作为本实用新型的进一步方案，所述端板侧边安装有固定转接板，所述固定转接板上设置有固定孔。

作为本实用新型的更进一步方案，所述端板两侧焊接有钢管，所述钢管与电池组件通过螺杆固定，螺杆穿过钢管直至电池组件底部，通过螺纹连接固定。

作为本实用新型的更进一步方案，所述压条连接两个端板的四个顶点，所述压条与端板的连接面低于压条所在平面，所述压条与端面采用铆钉固定，固定后，压条所在平面和铆钉所在平面高度相同，可以减小整个模组的尺寸，不影响后续箱体的安装。

作为本实用新型的更进一步方案，所述极柱底面带有凹槽，所述凹槽与中框卡合。

作为本实用新型的更进一步方案，所述极柱的两边设置有限位板，用于限制联接排的移动。

作为本实用新型的更进一步方案，所述散热铝板未与极柱接触的三边都向外折起。

本实用新型中，中框选用PPO材质，经一体注塑成型，并集成设置了正负极极柱、插销机构、限位板、保护盖板固定卡扣和散热铝板，所述散热铝板选用Al-5052材质，通过一体注塑成型工艺牢固的镶嵌在中框之中，正负极极柱选用Al-1060-O态作为材料，正负极极柱、保护盖板固定卡扣和插销机构设置在中框顶部，同时正负极极柱两边设计有限位板。将散热铝板两侧紧贴电芯，将散热铝板和电芯镶嵌在中框内，并将电芯的极耳采用激光焊接在正负极极柱上，完成焊接后通过插销机构将多块中框和电芯连接起来，在外侧贴合PC绝缘板和端板，并采用压条从四个边把中框和电芯压紧，并通过铆接将端板四角的铆接孔和压条孔固定。将联接排焊接在正负极极柱上，实现中框和电芯的串联和并联，将FPC板引出的铝端子焊接在联接排上，联接排焊接连接总排，总排和FPC板通过塑胶支架固定在所述端板上，覆盖上保护盖板，完成高能量密度软包电池模组的制备安装。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型中CCS集成板集成有FPC、联接排、隔离板一体化设计，通过铝排焊接在模组极柱上部固定，方便模组自动化焊接。FPC板用于采集电压和温度，采用轻巧且不占空间体积的FPC一体化集成技术，摒弃了传统的螺丝加端子的固定方式，降低了电池模组采集电压和温度的部件成本和空间，性能稳定，安全可靠，为减少电池模组体积提供了基础。

本实用新型电池模组采用焊接技术实现无螺纹连接，杜绝了螺纹连接容易松动的风险，提高了电池组件的一致性和稳定性，降低了连接成本。

本实用新型电池模组采用压条和端板从模组的六个面将模组锁紧，安全、可靠性得到极大的改善，主要部件都经过轻量化设计，极大的缩减了模组重量，提高了电芯在电池模组中的成组效率，以实现新能源模组的高能量密度的需求，整个电池包系统的体积能量密度提升15％。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为安装好的软包电池模组结构示意图。

图2为软包电池模组爆炸图。

图3为电池模组中框和电芯结构示意图。

图4为电池模组中框和散热铝板结构示意图。

图5为电池模组塑胶支架结构示意图。

图6为电池模组端板结构示意图。

图7为电池模组CCS集成板结构示意图。

图中，1-塑胶支架，101-螺套，2-CCS集成板，201-隔离板，202-FPC板，3-总排，4-联接排，5-保护盖板，6-端板，601-固定转接板，602-固定孔，7-绝缘板，8-电芯，9-中框，901-极柱，902-插销机构，904-限位板，905-保护盖板固定卡扣，10-压条，11-铆钉，12-铜排，13-螺栓，14-螺杆，15-散热铝板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1-图7所示，一种高能量密度软包电池模组，包括电池组件，所述电池组件由多个串联的小模块组成，所述小模块包括电芯8、中框9和散热铝板15，所述散热铝板15和电芯8镶嵌在中框9内，所述散热铝板15两侧紧贴电芯8，所述中框9顶端设有两个条状的极柱901和插销机构902，所述极柱901底面带有凹槽，所述凹槽与中框9卡合，所述极柱901顶端与联接排4焊接，所述极柱901上与电芯平行的两个侧面与电芯极耳焊接，多个中框9通过插销机构902连接，所述联接排4连接有CCS集成板2，联接板4和CCS集成板2上覆盖有保护盖板5，所述保护盖板5与中框9通过保护盖板固定卡扣905连接；所述电池组件两端设有端板6，所述端板6与电池组件之间设有绝缘板7，所述端板6通过四根压条10连接固定，所述联接排4在所述端板6的位置与总排3焊接，所述总排3和所述CCS集成板2通过塑胶支架1固定在端板6上。

进一步地，所述CCS集成板2上集成采集温度和电压的FPC板202、铝排和隔离板201，所述FPC板202两个侧面引出铝端子，所述铝端子焊接在所述联接排4上，所述铝排与中框上极柱焊接。

进一步地，所述中框顶端设有极柱901、插销机构902、限位板904、保护盖板固定卡扣905，所述极柱901顶端与联接排4焊接，插销机构902采用正反结构，正反两面可以自由翻转，从而实现模组正负极性调节，多个中框9通过插销机构902连接，所述极柱的两边设置有限位板904，用于限制联接排的移动。

进一步地，所述塑胶支架1内部镶嵌有螺套101，所述螺套101内固定有螺栓，所述螺栓将塑胶支架与端板固定。

进一步地，所述端板6侧边安装有固定转接板601，所述固定转接板上设置有固定孔602。

进一步地，所述压条10连接两个端板的四个顶点，所述压条10与端板6的连接面低于压条所在平面，所述压条10与端面6采用铆钉11固定，固定后，压条10所在平面和铆钉11所在平面高度相同，可以减小整个模组的尺寸，不影响后续箱体的安装。

进一步地，所述散热铝板15未与极柱接触的三边都向外折起，使电芯8的热量通过铝板15散出，同时也为整个模组加装热管理系统提供了良好的接触面和散热介质。

中框9选用PPO材质，经一体注塑成型，并集成设置了正负极极柱901、插销机构902、限位板904、保护盖板固定卡扣905和散热铝板15，其中散热铝板15选用Al-5052材质，通过一体注塑成型工艺牢固的镶嵌在中框9之中，正负极极柱901选用Al-1060-O态作为材料，正负极极柱901、保护盖板固定卡扣905和插销机构902设置在中框9顶部，同时正负极极柱901两边设计有限位板904。将软包电芯8紧密贴合中框9，并将电芯8的极耳采用激光焊接在正负极极柱901上，完成焊接后通过插销机构902将多块中框9和电芯8连接起来，在外侧贴合PC绝缘板7和端板6，并采用压条10从四个边把中框9和电芯8压紧，并通过铆接将端板6四角的铆接孔和压条孔固定。将联接排4焊接在正负极极柱901上，实现中框9和电芯8的串联和并联，将FPC板202引出的铝端子焊接在联接排4上，联接排4焊接连接总排3，总排3和FPC板202通过塑胶支架1固定在所述端板6上，覆盖有保护盖板5，完成高能量密度软包电池模组的制备安装。

本实用新型中CCS集成板集成有FPC、联接排、隔离板一体化设计，通过铝排焊接在模组极柱上部固定，方便模组自动化焊接。FPC板用于采集电压和温度，采用轻巧且不占空间体积的FPC一体化集成技术，摒弃了传统的螺丝加端子的固定方式，降低了电池模组采集电压和温度的部件成本和空间，性能稳定，安全可靠，为减少电池模组体积提供了基础。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种高能量密度软包电池模组，包括电池组件，所述电池组件由多个串联的小模块组成，所述小模块包括电芯、中框和散热铝板，所述散热铝板和电芯镶嵌在中框内，所述散热铝板两侧紧贴电芯，其特征在于，所述中框顶端设有两个条状的极柱和插销机构，所述极柱顶端与联接排焊接，所述极柱上与电芯平行的两个侧面与电芯极耳焊接，多个中框通过插销机构连接，所述联接排连接有CCS集成板，联接板和CCS集成板上覆盖有保护盖板，所述保护盖板与中框卡扣连接；所述电池组件两端设有端板，所述端板与电池组件之间设有绝缘板，所述端板通过四根压条连接固定，所述联接排在所述端板的位置与总排焊接，所述总排和所述CCS集成板通过塑胶支架固定在端板上。

2.如权利要求1所述的高能量密度软包电池模组，其特征在于，所述CCS集成板上集成采集温度和电压的FPC板、铝排和隔离板，所述FPC板两个侧面引出铝端子，所述铝端子焊接在所述联接排上，所述铝排与中框上极柱焊接。

3.如权利要求2所述的高能量密度软包电池模组，其特征在于，所述塑胶支架内部镶嵌有螺套，所述螺套内固定有螺栓，所述螺栓将塑胶支架与端板固定。

4.如权利要求1所述的高能量密度软包电池模组，其特征在于，所述端板侧边安装有固定转接板，所述固定转接板上设置有固定孔。

5.如权利要求4所述的高能量密度软包电池模组，其特征在于，所述端板两侧焊接有钢管，所述钢管与电池组件通过螺杆固定。

6.如权利要求1所述的高能量密度软包电池模组，其特征在于，所述压条连接两个端板的四个顶点，所述压条与端板的连接面低于压条所在平面，所述压条与端面采用铆钉固定。

7.如权利要求1所述的高能量密度软包电池模组，其特征在于，所述极柱底面带有凹槽，所述凹槽与中框卡合。

8.如权利要求7所述的高能量密度软包电池模组，其特征在于，所述极柱的两边设置有限位板，用于限制联接排的移动。

9.如权利要求1所述的高能量密度软包电池模组，其特征在于，所述散热铝板未与极柱接触的三边都向外折起。