CN210015904U - 汇流排、电气连接组件和车用蓄电池 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种汇流排、电气连接组件和车用蓄电池,其中,所述汇流排(1)包括铜排和镍排,所述铜排包括铜排本体(11),所述镍排包括具有与所述铜排本体(11)相对应的形状的镍排本体(12),所述铜排本体(11)和所述镍排本体(12)重叠设置且相互连接,所述镍排本体(12)设置有用于电气连接的多个导接头(121),所述导接头(121)通过连接部(124)连接于所述镍排本体(12)。通过上述技术方案,本公开提供的汇流排能够保证电气连接的有效性。
Description
技术领域
本公开涉及电气连接结构,具体地,涉及一种汇流排、电气连接组件和车用蓄电池。
背景技术
电池中通常采用汇流排来实现多个电芯之间的机械连接和电连接。
传统的汇流排由金属铜材料制成,因此,也叫铜排。铜排通常包括主体和多个导接头,导接头连接于主体且与主体之间存在高度差,以能够连接到电芯的极耳,从而实现电芯之间的电气连接。
由于铜具有较高的硬度,在实际使用中导向头容易产生应力撕裂或从极耳挣开,这会导致电气连接失效的风险。
实用新型内容
本公开的目的是提供一种汇流排,该汇流排能够保证电气连接的有效性。
为了实现上述目的,本公开提供一种汇流排,其中,所述汇流排包括铜排和镍排,所述铜排包括铜排本体,所述镍排包括具有与所述铜排本体相对应的形状的镍排本体,所述铜排本体和所述镍排本体重叠设置且相互连接,所述镍排本体设置有用于电气连接的多个导接头,所述导接头通过连接部连接于所述镍排本体。
此外,本公开还提供一种车用蓄电池,其中,所述车用蓄电池包括上述的汇流排或上述的电气连接组件。
通过上述技术方案,在本公开提供的汇流排中,通过镍排上的导接头实现与电芯的极耳之间的连接,之后,通过铜排能够获得多个电芯之间的电连接和机械连接,其中,一方面,由于铜材料本身具有较高的硬度,因此,能够使得机械连接可靠有效,另一方面,由于镍材料本身具有较高的柔韧度,因此,在受到外力的作用下,能够通过连接部甚至导接头的变形来避免发生应力撕裂或睁开而导致导接头与电芯的极耳之间连接失效的风险,且同时还能够吸收振动所产生的势能。因此,通过本公开提供的汇流排1能够保证电气连接和机械连接的有效性。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:
图1是根据本公开第一方面的实施例的车用蓄电池的立体示意图;
图2是根据本公开第一方面的实施例的车用蓄电池的立体爆炸示意图,其中,主体单元未爆炸;
图3是根据本公开第一方面的实施例的车用蓄电池的主体单元的立体爆炸示意图;
图4是根据本公开第二方面的实施例的电芯支撑组件的立体示意图,其中,示出了侧盖及其上的插座总成相对于电芯支撑组件的安装位置;
图5是根据本公开第二方面的实施例的电芯支撑组件的另一立体示意图,其中,PCB板及插座总成安装在电芯支撑组件上;
图6是根据本公开第二方面的实施例的电芯支撑组件的又一立体示意图,其中,移除了PCB板,但插座总成仍安装在电芯支撑组件上;
图7是根据本公开第二方面的实施例的电芯支撑组件中的左支架和右支架处于配合状态的立体示意图;
图8是沿图7中C-C线的剖视图,其中,电芯装配在电芯安装支架中,同时还示出了处于安装位置的异型导热垫和L形保温棉;
图9是根据本公开第二方面的实施例的电芯支撑组件中的右支架的从左侧看的立体示意图;
图10是根据本公开第二方面的实施例的电芯支撑组件中的右支架的从右侧看的立体示意图;
图11是根据本公开第二方面的实施例的电芯支撑组件中的左支架的从右侧看的立体示意图;
图12是根据本公开第二方面的实施例的电芯支撑组件中的左支架的从左侧看的立体示意图;
图13是根据本公开第三方面的第一实施例的汇流排的立体结构示意图;
图14是图13中所示的汇流排的爆炸立体示意图;
图15是根据本公开第三方面的第二实施例的汇流排的立体结构示意图;
图16是根据本公开第三方面的第三实施例的汇流排的立体结构示意图;
图17是根据本公开第三方面的实施例的电气连接组件的立体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。
在本公开中,为了便于描述,定义车用蓄电池具有相互垂直的XYZ三个方向,在未作相反说明的情况下,X方向表示长度方向/纵向方向,对应前后方位,Y方向表示宽度方向,对应左右方位,Z方向表示高度方向,对应上下方位,其中,其中,认为PCB板51所在的一侧为上侧,插座总成4(具体是插接部分41)所在的一侧为前侧,当面向前方时,左手边对应左方位,右手边对应右方位;此外,“内、外”是指相对于对应部件自身轮廓的“内、外”。另外,本公开中所使用的序词“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素,并不具有顺序性和重要性。此外,下面的描述中在参考附图时,不同附图中的同一标记表示相同的要素。本领域技术人员应当理解的是,上述方位词或序词等仅是为了方便描述而做的定义,并不用于对本公开进行限制。
本公开的总的发明构思是提供一种具有新型结构和性能的车用蓄电池及其中所涉及的部件或结构,下面将结合附图对本公开的第一方面至第三方面分别进行详细描述。但在这之前需要说明的是,在对各方面进行详细描述中,当涉及到相同名称的结构或部件时,可以交叉参考本公开对应方面中所涉及的附图,但这不应被理解为对本公开的范围的限制。
车用蓄电池
根据本公开第一方面的具体实施方式,提供一种车用蓄电池,图1至图 3示出了其一种实施例。参考图1和图2所示,车用蓄电池包括外壳和主体单元,其中,外壳包括壳体11和侧盖12,该壳体11构造为设置有开口111 的箱型结构,侧盖12构造为适于封闭开口111的板状结构;其中,主体单元包括多个电芯20和包括电芯安装支架(参考附图标记21和22)的电芯支撑组件。其中,每个电芯20具有中心轴线,电芯20以自身的中心轴线平行于车用蓄电池的横向方向的方式布置。多个电芯20串联和/或并联且成排地设置在电芯安装支架中,以通过电芯安装支架保持在壳体11中。
通过上述技术方案,本公开第一方面提供的车用蓄电池采用电芯的构造方式,因此,本公开第一方面提供的车用蓄电池是一种低压车用蓄电池,相比于传统的铅酸车用蓄电池,能够显著地降低车用蓄电池的整体体积和重量,有效地提高车用蓄电池的能量密度。
其中,电芯支撑组件需要具有便于电芯安装的功能,同时还要将电芯稳定地保持在外壳中。基于此需求,在本公开第一方面提供的车用蓄电池中,外壳可以以任意合适的方式构造。电芯支撑组件也可以以任意合适的方式构造,例如,可以构造为本公开第二方面提供的电芯支撑组件(下文中将详细描述)。
在本公开提供的具体实施方式中,主体单元可以包括电气连接组件、插座总成4和BPU(Battery Protection Unit,电池保护单元)模块。
其中,参考图2和图3所示,电气连接组件可以包括多个汇流排31,多个汇流排31分为两组,对应设置在电芯20的左侧和右侧,并且保持在电芯安装支架上,多个电芯20通过对应的汇流排31串联和/或并联连接,从而获得所需的输出电压。在本公开第一方面提供的具体实施方式中,汇流排31 可以以任意合适的方式配置,例如可以选用传统的铜排,可选择地,汇流排 31配置为本公开第三方面提供的汇流排31,相应地,电气连接组件可以配置为本公开第三方面提供的电气连接组件(下文中将详细描述)。
其中,插座总成4包括插座本体40和通信线(参考附图标记451和452),插座本体40安装在侧盖12上,参考图1和图2中所示。结合图2和图3所示,插座本体40包括位于侧盖12外侧的插接部分401和位于侧盖12内侧的电气接线部分402,通信线连接于电气接线部分402。在本公开第一方面提供的具体实施方式中,插座总成4可以以任意合适的方式配置,例如,可以选用传统的插座。
结合图2和图3所示,电气连接组件和电气接线部分402各自与BPU 模块电连接,通信线43与BPU模块电连接,以使得BPU模块能够获得电芯20的电压信号并控制电芯20的充放电的通断。其中,BPU模块可以集成在PCB板51上,该PCB板51固定在电芯安装支架的上方,从而优化空间布置。BPU模块与外界设备可以互相通信,例如,与车辆的VPU(Vehicle controlunit,车辆控制单元),具体为BMS电池管理系统进行通信,将所获得的电芯20的电压信号传输给BMS,根据BMS的指令来控制电芯20的充放电的通断,从而提高电池的利用率。例如,在出现过充和过放时BPU模块切断电芯20的充电和放电动作,从而保护电芯20不被损坏。
在本公开提供的具体实施方式中,电芯20可以以任意合适的方式配置。可选择地,电芯20配置为由三元材料制成的锂电池。当选择对温度敏感的单体电池用作电芯20时,在气温较低的环境下,需要对电芯20加热,使得电芯20快速进入工作。因此,在本公开第一方面提供的车用蓄电池的具体实施方式中,主体单元还可以包括用于加热多个电芯20的PTC加热模块和用于检测电芯20的温度并发出温度信号的温度检测模块8。其中,PTC加热模块与BPU模块电气连接,温度检测模块8与BPU模块通信连接(具体为PCB板51上的温度检测模块通信接口54,结合图2和图3中所示),BPU 模块用于接收温度信号并能够根据温度信号控制PTC加热模块通电或断电,以通过PTC加热模块加热电芯20,或者使得PTC加热模块停止加热电芯20。
其中,PTC加热模块需要保持其相对于电芯20的位置,以保证对电芯 20的加热。因此,参考图3所示,主体单元可以包括PTC安装支架7,PTC 加热模块设置在PTC安装支架7中,PTC安装支架7在左侧或右侧可拆卸地连接于电芯安装支架,以保持PTC加热模块相对于电芯20的位置。在本公开第一方面提供的具体实施方式中,PTC加热模块可以选择任意合适的方式安装在电芯安装支架上,例如,可以通过PTC安装支架7保持在电芯安装支架的右侧。
参考图3所示,PTC安装支架7在右侧可拆卸地连接于电芯安装支架,当然,在其它实施方式中,也可以在左侧或前侧或后侧连接于电芯安装支架。其中,PTC加热模块6包括PTC加热板61和PTC电气接线62,该PTC加热板61立在电芯安装支架的右侧,通过PTC电气接线62与混流排31和PCB 板51上的PTC电气接口52,形成回路。
其中,参考图3所示,PTC加热模块与对应的汇流排31之间设置有导热硅胶垫27和多个圆形保温泡棉26,从而保证PTC加热板61与电芯20之间的热传递效率。此外,PTC安装支架7的外侧还设置有侧方减振垫28,用于为PTC加热板61提供保温功能,同时能够在装配状态下缓冲PTC安装支架7与壳体11之间的作用力。
在车用蓄电池工作的过程中,电芯20随着充放电会产生热量,若这些热量不散出,将会累积导致电芯20温度升高,影响其性能。因此,主体单元包括异型导热垫23,该异型导热垫23设置在多个电芯20的下方,并且,异型导热垫23与电芯20面接触。
在本公开提供的具体实施方式中,异型导热垫23与电芯20的接触面是根据电芯20的形状而随形设置的,例如,当电芯20为圆柱形的锂电池时,异型导热垫23的接触面则构造为横截面为圆弧形的凹槽,从而使得异型导热垫23与电芯20之间的接触面积足够大,热传递效率足够高。
此外,在本公开提供的具体实施方式中,主体单元还包括L形减振垫 24和前减振垫25,参考图2和图3所示,L形减振垫24可以包括平铺部分 241和折弯部分242,平铺部分241设置在电芯安装支架的下方,折弯部分 242设置在电芯安装支架的后侧。而前减振垫25设置在电芯安装支架与侧盖 12之间,缓冲吸收电芯安装支架与侧盖12之间的作用力。
另外,在本公开第一方面提供的车用蓄电池的装配过程中,可以先将主体单元组装完成,之后整体装入到壳体11中。因此,壳体11上的开口111 只要设置在壳体11的侧方即可使得主体单元能够快速且容易地从侧方推入壳体11中。而由此获得的车用蓄电池则不仅具有结构紧凑、牢固可靠、外表美观等特点,还具有小且精致的特色。而且,在将本公开第一方面提供的车用蓄电池安装到车辆中时,可以通过绑带在壳体11的外侧固定到车辆中,这样,即使需要按压装配也不会开裂。
在上述技术方案的基础上,本公开的第一方面还提供一种车辆,其中,车辆设置有用作低压车用蓄电池的上述的车用蓄电池。
下面将结合附图详细描述本公开的其它方面。
电芯支撑组件
根据本公开第二方面的一些具体实施方式,参考图4至图12所示,提供一种车用蓄电池的电芯支撑组件,该电芯支撑组件可以包括电芯安装支架,该电芯安装支架可以包括均构造为侧开口的箱型结构的左支架22和右支架21,左支架22和右支架21以开口相对的方式通过卡接结构可拆卸地连接在一起,左支架22内可以构造有电芯左保持部2205,右支架21内可以构造有电芯右保持部2105,电芯左保持部2205和电芯右保持部2105相互协作以使得电芯20相对于电芯安装支架固定。
通过上述技术方案,采用左右支架扣合的形式可以实现电芯的快速拆装,有益于提高装配效率。而在电芯左保持部2205和电芯右保持部2105的作用下电芯20能够可靠且稳固地保持在电芯安装支架中,使得电芯20得到有效的防护,从而减少或避免电芯20因受到外界因素如振动、撞击等的影响,而产生结构变形甚至损坏的情况发生,使其在极端环境下仍然能够保持稳定的工作状态。
具体地,左支架22和右支架21均具有侧开口,可以方便电芯20的安装,可以将电芯20的左端从左支架22的开口侧放置到相应的电芯左保持部 2205中,再将右支架22对应扣合,使电芯20的右端放置到电芯右保持部 2105中,然后,利用卡接结构将左支架22和右支架21连接起来,这样使得电芯20被电芯安装支架保护起来。左支架22和右支架21通过可拆卸的卡接结构连接在一起,与焊接、铆接等连接方式相比,卡接不会对电芯20产生不良影响,且可拆卸的连接可方便在后续使用中对电芯20进行维护和更换。
根据本公开第二方面的一些实施例,参考图5至图12所示,左支架22 可以包括左上侧壁2201、左下侧壁2202、左前侧壁、左后侧壁和左侧壁2203,右支架21可以包括右上侧壁2101、右下侧壁2102、右前侧壁、右后侧壁和右侧壁2103;卡接结构可以包括卡钩211和卡舌221,右上侧壁2101和右下侧壁2102上均可以设置有卡钩211和卡舌221中的一者,左上侧壁2201 和左下侧壁2202上均可以设置有卡钩211和卡舌221中的一者。也即,卡接结构可以在电芯安装支架的上、下侧均有设置,以使左支架22和右支架 21连接稳固,其中,卡钩211可以设置在左支架22上或者右支架21上,相应的,卡舌221可以设置在右支架21或者左支架22上;此处不作限制。在电芯安装支架的上、下两侧也可以分别设置有多个卡接结构,参考图9至图 12中所示,可以在每侧均设置两个卡接结构,且上、下两侧的卡接结构在上下方向上也是对应的,分布在靠近前端和后端的位置,这可以使得左支架22 和右支架21的连接更加稳固可靠。在其他实施方式中,卡钩211也可以设置在左上侧壁2201或左下侧壁2202上,相应的,卡舌221可以设置在右上侧壁2101或右下侧壁2102上,此处不作限制。
根据本公开的一些具体实施方式,参考图9至图12所示,电芯左保持部2205和电芯右保持部2105可以均构造为筒状结构,电芯左保持部2205 可以设置在左侧壁2203的内侧并朝向右侧延伸,以用于容纳和保持电芯20 的一端,电芯右保持部2105可以设置在右侧壁2103的内侧并朝向左侧延伸,以用于容纳和保持电芯20的另一端。作为支撑和固定电芯20的结构,电芯左保持部2205和电芯右保持部2105可以分别构造为任意适当的结构。电芯 20可以构造为圆柱体状,相应地,可以使电芯左保持部2205和电芯右保持部2105均构造为筒状结构,电芯左保持部2205的左端可以固定在左侧壁2203上并向右延伸,电芯右保持部2105的左端可以固定在右侧壁2103上并向左延伸,使电芯左保持部2205和电芯右保持部2105同轴,这样,电芯20 的两端可以分别容纳在电芯左保持部2205和电芯右保持部2105内,使得电芯20相对与电芯安装支架固定。在电芯安装支架内可以并列设置多对电芯左保持部2205和电芯右保持部2105,这样可以安装多个电芯20,提高空间利用率,增大能量密度。另外,在电芯左保持部2205和电芯右保持部2105 内壁上还可以设置有缓冲垫来对电芯20起到防护作用,避免因振动而使电芯20的结构受到破坏。
根据本公开第二方面的一些实施例,参考图6至图12所示,在左侧壁 2203上可以开设有与电芯左保持部2205同轴的左避让孔2204,在右侧壁 2103上可以开设有与电芯右保持部2105同轴的右避让孔2104,电芯20的两端分别通过左避让孔2204和右避让孔2104与设置在电芯安装支架两侧的多个汇流排31连接;左支架22的左侧可以形成有用于容纳左侧的汇流排31 的左凹槽,并且可以形成有用于将左侧的汇流排31限制在左凹槽中的左凸起;右支架21的右侧可以形成有用于容纳右侧的汇流排31的右凹槽,并且可以形成有用于将右侧的汇流排31限制在右凹槽中的右凸起。具体地,电芯20可以有多个,电芯20通过和汇流排31的连接实现多个电芯20之间的串联和/或并联,电芯20与汇流排31的连接部可以位于电芯20的两端,汇流排31可以设置在电芯安装支架的左右两侧,电芯20的左右两端可以透过左避让孔2204和右避让孔2104外露,以与汇流排31接触连接;同时,避让孔的内径要小于电芯保持部的内径,这样左侧壁2203和右侧壁2103仍能限制电芯20在左右方向上的运动,使电芯20相对于电芯安装支架固定。
为了便于安装汇流排31,可以使左侧壁2203距左上侧壁2201、左下侧壁2202、左前侧壁和左后侧壁的边缘均有距离以形成左凹槽,右侧壁2103 距右上侧壁2101、右下侧壁2102、右前侧壁和右后侧壁的边缘均有距离以形成右凹槽,汇流排31可以容纳在左凹槽和右凹槽中,以节省空间。
为防止汇流排31从左、右凹槽中脱离,可以在电芯安装支架的左右两侧形成有凸起来止挡汇流排,左凸起可以包括在左上侧壁2201和左下侧壁 2202的内表面上形成的朝向左凹槽的左限位凸起2221和左止挡凸起2222,右凸起可以包括在右上侧壁2101和右下侧壁2102的内表面上均形成的朝向右凹槽的右限位凸起2121和右止挡凸起2122。左止挡凸起2222和左限位凸起2221可以均与左侧壁2203有间隙以容纳汇流排31,并止挡汇流排31,其中,左止挡凸起2222有多个,可以沿前后方向在左上侧壁2201和左下侧壁2202上间隔布置,以阻挡汇流排31从左凹槽中掉落,左限位凸起2221 有多个,可以设置在相邻汇流排31之间以及汇流排31的端部,来限制汇流排31在前后方向上的运动,从而将每个汇流排31固定。需要说明是,汇流排31为金属片结构,可以利用其自身的弹性变形将汇流排31卡入到凸起和左侧壁2203之间。右支架21上的右限位凸起2121、右止挡凸起2122、右侧壁2103以及汇流排31之间的位置关系与左支架22的相同,此处不再赘述。
根据本公开第二方面的一些具体实施方式,参考图5至图12所示,在右上侧壁2101、右下侧壁2102、左上侧壁2201以及左下侧壁2202的外表面上均可以设置有用于安装侧方的PTC安装支架7的卡扣结构。由于在电芯安装支架的左右两侧还设置有具有PTC加热模块的PTC安装支架7,PTC 加热模块可以对电芯20加热,使其能在温度较低的环境中快速进入工作,为了方便PTC安装支架7的安装和拆卸,可以在右上侧壁2101、右下侧壁 2102的外表面的右边部,在左上侧壁2201、左下侧壁2202的外表面的左边部均形成相应的卡扣结构来与PTC安装支架7连接,这样可以节省空间且便于安装,该卡扣结构可以形成卡扣凸起213,以与PTC安装支架7上的卡钩相卡接,或者,该卡接结构也可以是卡钩,卡扣凸起213位于PTC安装支架7上,此处不作限制。卡扣凸起213可以有多个,沿前后方向间隔布置,使得PTC安装支架7安装牢固。
根据本公开第二方面的一些实施例,参考图4至图12所示,在电芯安装支架上可以设置有凸台安装座,以适于通过紧固件固定PCB板51。具体地,凸台安装座的上端面可以具有螺孔,PCB板51上可以形成与螺孔相应的通孔,以使PCB板51被螺栓固定在上端面上,凸台安装座可以包括分别位于左上侧壁2201的前、后两端的左前凸台安装座2251、左后凸台安装座 2252,和分别位于右上侧壁2101的前、后两端的右前凸台安装座2151、右后凸台安装座2152。这样,四个凸台安装座分别位于电芯安装支架的四角,可以稳固的支撑PCB板51,还在PCB板51与电芯安装支架的上侧壁之间留下空间以布置其他电气组件。
为了方便PCB板51的定位安装,可以分别在左上侧壁2201和右上侧壁2101上设置定位安装柱2001,在PCB板51上形成相应的定位孔,定位安装柱2001可以高于凸台安装座,这样在放置时,PCB板51首先被定位安装柱2001定位,方便安装凸台安装座上的螺栓;还可以使定位安装柱2001 的下端粗、上端细,以形成台阶面,台阶面可以支撑PCB板51,使其不下落。
另外,参考图4和图5所示,在电芯安装支架上设置有引线、汇流排31 等电气组件用以连通电路,为方便安装和节省空间,可以在相应位置开设汇流排避让槽和接引线避让口,参考图5至图12所示,汇流排避让槽可以包括位于左上侧壁2201上的左汇流排避让槽2022,和右上侧壁2101上的右汇流排避让槽2021;接引线避让口可以包括位于左上侧壁2201上的左接引线避让口226,和位于右上侧壁2101上的右接引线避让口216;每个汇流排避让槽可以位于相应的凸台安装座的附近,并且其底壁可以与左上侧壁2101 和右上侧壁2201的外表面在同一平面上,这样既能方便汇流排31连接到PCB板51,还不影响整个电芯安装支架的结构强度。接引线避让口也可以如汇流排避让槽那样设置在左上侧壁2101和右上侧壁2201上,具体以便于引线通过为准,此处不再赘述。还可以在左支架22上设置左线束约束扣227,在右支架21上设置右线束约束扣217,以便于固定线束,整齐美观。
根据本公开第二方面的一些具体实施方式,参考图6至图10所示,左支架22上可以设置有用于连接正极铜排2004的正极接线柱和用于连接负极铜排2003的负极接线柱2002,正极接线柱和负极接线柱2002之间可以设置有隔板229,该隔板229用于隔离正极铜排2004和负极铜排2003。在本公开中,参考图5中所示,正极接线柱可以为左前凸台安装座2251,负极接线柱2002可以形成在其附近,并且其上端面也具有螺孔,两个接线柱的高度可以相同,这样可以方便安装PCB板51、正极铜排2004和负极铜排2003。为避免正负极接触发生短路,可以在左前凸台安装座2251和负极接线柱 2002之间设置隔板229,隔板229可以形成为L形(在其它实施方式中,可以为L形或I形或工字形等任意所需的形状),以充分将正、负极铜排隔离开,隔板229可以形成在左上壁2201的上表面并向上延伸穿过PCB板51,隔板229的顶部可以高于螺栓顶部,以将左前凸台安装座2251和负极接线柱相互隔开。在其他实施方式中,左前凸台安装座2251也可以作为负极接线柱,此处不作限制。
根据本公开第二方面的一些实施例,参考图7至图8所示,电芯支撑组件可以包括适于设置在电芯20下方的异型导热垫23,左支架22和右支架 22上可以设置有避让异型导热垫23的开口,异形导热垫23上侧面可以形成有与电芯20形状配合的弧形容纳凹槽231。由于电芯20随充放电会产生热量,若热量不散出,将会累积导致电芯20温度升高,影响其性能,故可以在左下侧壁2202的右边部和右下侧壁2102的左边部开设避让开口,两个避让开口对称设置并可以对接在一起形成一个整体的避让孔,方便将异形导热垫23安装在电芯20的下方,便于电芯20散热。在电芯20构造为圆柱体时,还可以使异形导热垫23的上侧面形成有与电芯20形状配合的弧形容纳凹槽 231,来增大异形导热垫23与电芯20的接触面积,提高热传递效率,还能对电芯20提供更稳固可靠的支撑。弧形容纳凹槽31可以覆盖电芯20的下半侧面,或者下半侧面的一部分,此处不作限制。基于此,本公开第二方面中的异型导热垫23的设计构思是尽可能地增大其与电芯20的接触面积,从而增大热交换率。因此,在电芯20构造为其它几何形状的情况下,例如棱柱或棱锥等空间几何结构,容纳凹槽的截面形状可以随之改变。
根据本公开的一些具体实施方式,参考图8所示,异型导热垫23的前后两端可以均包括用于固定的飞翼232。为避免异形导热垫23从电芯安装支架脱落,在异形导热垫23的前后两侧面的底部可以形成沿前后方向向外延伸的飞翼232,飞翼232的两端可以与下文中的L形减振垫24相粘接,从而固定在电芯安装支架内,具体地,异形导热垫23可以由柔性材料制作,异形导热垫23的侧壁可以与上述避让孔的孔壁之间有间隙,以容纳异形导热垫23的受力变形,飞翼232可以位于电芯安装支架的下方,可以折弯后,搭接在L形减振垫24上侧,并与之粘接,从而避免安装到外壳中,例如侧推到外壳中时的窜动。
在实际使用中,可以在电芯安装支架内放置温度检测模块8,并使其与电芯20相粘接以便于监测电芯20的温度,参考图8至图10所示,可以将左上侧壁2201和电芯20之间,可以在左上侧壁2201的右边部开设工形槽 228,从而形成有舌板,可以将温度检测模块8放置在舌板下方,这样既方便安装和观察,又能防止温度检测模块8在使用过程中因粘接失效而脱落。
根据本公开的一些实施例,参考图8所示,电芯支撑组件可以包括减振垫组件,该减振垫组件可以包覆在电芯安装支架的前侧、后侧和下侧。减振垫组件可以对电芯安装支架起到缓冲防护的作用。可选择地,减振垫组件可以包括L形减振垫24和前减振垫垫25,L形减振垫24可以包括设置在电芯安装支架下方的平铺部分241,和设置在电芯安装支架后侧的折弯部分242,平铺部分24和折弯部分242一体成型,这样可以减小平铺部分241的后端与外壳的摩擦力,避免在推入过程中出现平铺部分241翘边的情况,利于推入。前减振垫25可以设置在电芯安装支架与侧盖12之间,在扣合侧盖12 时,可以起到压紧的作用,限制电芯支撑组件在外壳内沿前后方向攒动。另外,可以在平铺部分24上设置避让开孔2411和2412,以避让在电芯安装支架下侧设置的异形导热垫23和卡接结构,既有利于异形导热垫23的散热,还不使卡接结构凸出于平铺部分24的下表面,使电芯支撑组件的下侧面平整,利于推入。此外,减振垫组件还可以包括侧方减振垫28,参考图4中所示,该侧方减振垫28设置在电芯安装支架的外侧,例如,可以设置在PTC 加热模块6之外的PTC安装支架7(图4中未示出,可以参考图3)的外侧,并且构造为L形结构,从而包覆在PTC安装支架7的右侧和后侧。
可以在电芯安装支架的上表面设置限位导向柱,并且在电芯支撑组件装入外壳内时,其上端面可以抵顶外壳的顶壁,这样可以限制电芯支撑组件在上下方向上的攒动。在外壳的内壁上形成有沿前后方向延伸的引导限位面 131,引导限位柱的上端面可以抵顶在引导限位面131上,从而引导电芯支撑组件被顺利推入;可以使限位导向柱的上端面形成为前高后低的斜面,这样便于电芯支撑组件被推入外壳中。限位导向柱可以包括左前限位导向柱 2241、左后限位导向柱2242、右前限位导向柱2141和右后限位导向柱2142,四个引导限位柱分别位于电芯安装支架的四角,可以使电芯支撑组件稳定地放置于外壳内,避免在外壳内晃动。另外,左后限位导向柱2242和右后限位导向柱2142在前后方向上的位置可以保持一致,这样在推入电芯支撑组件时,可以避免因左右两侧受力不均而使推入方向歪斜,不利于推入。
根据本公开的第二方面,还提供一种车用蓄电池,该车用蓄电池包括上述的车用蓄电池的电芯支撑组件,能够在极端环境下保持良好性能,稳定工作。
汇流排
根据本公开第五方面的具体实施方式,提供一种汇流排,图13和图14 示出了其第一实施例,图15示出了其第二实施例,图16示出了其第三实施例。参考图13和图14中所示,汇流排31包括铜排和镍排,铜排包括铜排本体311(可以构造为任意合适的形状,例如条形或T形或C形等),镍排包括形状与铜排本体311相对应的镍排本体312(对应可以构造为任意合适的形状,例如条形或T形或C形等),铜排本体311和镍排本体312重叠设置且相互连接(例如焊接),镍排本体312设置有用于电气连接的多个导接头3121,导接头3121通过连接部3124连接于镍排本体312。
通过上述方案,在本公开提供的汇流排中,通过镍排上的导接头3121 实现与电芯的极耳之间的连接,之后,通过铜排能够获得多个电芯之间的电连接和机械连接,其中,一方面,由于铜材料本身具有较高的硬度,因此,能够使得机械连接可靠有效,另一方面,由于镍材料本身具有较高的柔韧度,因此,在受到外力的作用下,能够通过连接部3124甚至导接头3121的变形来避免发生应力撕裂或睁开而导致导接头3121与电芯的极耳之间连接失效的风险,且同时还能够吸收振动所产生的势能。因此,通过本公开提供的汇流排31能够保证电气连接和机械连接的有效性。
其中,为了避免在外力作用下连接部3124变形时导接头3121接触到铜排本体311和镍排本体312而发生短路,铜排本体311可以设置有第一避让孔3111,镍排本体312可以设置有第二避让孔3122,第一避让孔3111和第二避让孔3122对齐且与导接头3121一一对应,导接头3121通过连接部3124 连接于第二避让孔3122的边缘,参考图13和图14中所示。
其中,参考图14所示,连接部3124可以包括相互连接的第一端部分31241和第二端部分31242,第一端部分31241分连接于第二避让孔3122的边缘,第二端部分31242连接于导接头3121,第二端部分31242相对于第一端部分31241朝向镍排本体312的远离铜排本体311的一侧折弯,以使得导接头3121从镍排本体312凸出,这种结构能够适应于电芯所安装的位置使得其极耳所在的平面与镍排本体312所在的平面存在距离的情况,将导接头 3121设置为从镍排本体312凸出(可以平行于镍排本体312,参考图13和图14所示),能够到达电芯的极耳,从而实现两者之间的连接。
其中,为了避免第一端部分31241因上述的变形而断裂,可以使得第一端部分31241具有一定的宽度,例参考图2中所示,第一端部分31241的宽度大于第二端部分31242的宽度。在此需要解释的是,设定在未折弯的情况下,从第一端部分31241到第二端部分31242的方向为连接部3124的延伸方向,基于此,上述的“宽度”可以理解为连接部3124在横向于上述延伸方向的方向上的尺寸。
此外,通常电芯的极耳为圆形的片状结构,对应地,导接头3121可以构造为圆形片状结构,以增大与极耳的接触面积。另外,在电芯充放电的过程中会产生热量,由于金属材料具有热胀冷缩的特性,因此,导接头3121 可以设置有开口3123,以提供热膨胀空间,参考图1和图2中所示。
在本公开提供的具体实施方式中,铜排需要提供电芯与外部电器之间的电连接,对应地,铜排可以以合适的方式进行进一步的构造。在图1和图3 所示的实施例中,镍排本体312沿长度方向在边缘设置有避让豁口,在铜排本体311对应于该避让豁口3125的部分,可以连接(例如焊接)铜丝导线 (参考图17中的附图标记2)。
其中,在图13所示的实施例中,避让豁口3125设置在镍排本体312的长度方向靠近端部的部分;在图15所示的实施例中,避让豁口3125则设置在镍排本体312的长度方向的靠近中间位置的部分。对此,本公开不作具体限定,即避让豁口3125可以根据实际使用需求设置位置。而避让豁口3125 的位置的设置还有防止汇流排作为零部件安装到部件、装置(例如下文中的车用蓄电池)或设备时错装的作用。
在图16所示的实施例中,铜排还包括接引线3112以提供电芯与外部电器之间的电连接。该接引线3112从铜排本体311向外延伸且与铜排本体311 集成为一体。其中,接引线3112的自由端上可以设置有安装孔,以通过紧固件与例如PCB板连接。
其中,参考图16所示,接引线3112可以设置有波形折弯部3113,一方面能够吸收振动能量,另一方面还能够补偿装配误差。
在上述技术方案的基础上,本公开还提供一种电气连接组件,该电气连接组件包括导线32和插接头33和上述的汇流排31。参考图17所示,插接头33通过导线32与汇流排31连接。在图17所示的实施例中,电气连接组件包括两根导线32和一个插接头33和两个汇流排31,其中,每个汇流排 31通过一根导线32与插接头33连接,插接头33用于与外部电器例如PCB 板连接,以传递电压信号和/或电能。在图17所示的实施例中,其中一个汇流排31的避让豁口3125设置在其靠近中间位置的部分上,而另一个汇流排 31的避让豁口则设置在其靠近端部位置的部分上,这能够避免汇流排31的错装。
或者,本公开所提供的电气连接组件只包括上述的汇流排31。但本领域技术人员能够理解的是,在这种电气连接组件中,可以包括不同实施例的汇流排31。例如,可以包括上述三种实施例的汇流排31。而根据每个实施例的汇流排31的数量也可以根据实际需求设置,并不局限为一个或若干个。
此外,在上述技术方案的基础上,本公开还提供一种车用蓄电池,该车用蓄电池包括上述的汇流排或上述的电气连接组件。
在采用本公开第三方面提供的汇流排的本公开第一方面提供的车用蓄电池中,结合图3所示的实施例,电气连接组件包括四个汇流排31和一个电芯接线(参考导线32和插接头33)。汇流排31分为两组,每组有两个汇流排31,其中一汇流排31(例如该汇流排31为图13或图15所示的汇流排 31)比另一汇流排31(例如该汇流排31为图16所示的汇流排31)长一些,从而将九个电芯20分为三组,每组三个电芯20串联,三组电芯20并联地与BPU模块连接。其中,若每个电芯20的额定电压为3V,则能够获得一额定电压为12V的车用蓄电池。电芯接线32与PCB板上的电芯接线接口 55连接,以使得BPU模块由此能够获得各电芯的电压信号。通信线43与 PCB板51上的插头通信接口53连接,从而实现BPU模块与外界设备的通信。
综上,存在这样一种根据本公开第一方面提供的具体实施方式的车用蓄电池,其包括根据本公开第二方面提供的车用蓄电池的电芯支撑组件、根据本公开第三方面提供的汇流排/电气连接组件。
在这种具体实施方式中,车用蓄电池具有可靠的结构和优越的性能,具体地,由内而外地展开来说,首先,通过右支架21和左支架22,在将多个电芯20装入右支架21中之后,左支架22通过卡接结构能够快速装配到右支架21上,而卡接结构也能够使得拆卸过程变得快速而省力,因此,电芯 20的安装和拆卸操作是省时省力的,快捷又方便,这可以显著地降低车用蓄电池在生产制造过程中所需的操作步骤和所花费的时间,能够降低相应的成本。
其中,之所以将电芯20先装入右支架21中,是因为需要在左支架22 与右支架21连接之前将温度检测模块8粘接在电芯20上,在这之后再装配左支架22,则可以通过左支架22上的工型槽228结构将温度检测模块8压紧到电芯20上,这可以在粘接失效的情况下避免温度检测模块8因振动而发生移位,从而使得检测结果不准确影响车用蓄电池的正常工作。
在使用右支架21和左支架22将电芯20安装之后,可以选择安装汇流排31,即,将对应的汇流排31对应塞入右支架21的侧方的右凹槽中,通过右止挡凸起2122限制汇流排31从右支架21脱落,通过右限位凸起2121约束汇流排31沿着X向的移动,同理安装另一侧的汇流排31到左支架22的侧方。之后,可以将保温泡棉26塞入汇流排31的第一避让孔3111中。
在这之后,可以安装PTC加热模块6。在将PTC加热模块6中的PTC 加热板61安装到PTC安装支架7的PTC固定部72中之后,布置导热硅胶垫27,之后将PTC安装支架7对齐到右支架21的右侧,通过卡接孔71与卡接凸起213的配合实现PTC加热模块6的安装。其中,由于导热硅胶垫 27会老化变软,存在PTC加热板61从PTC保持部72脱出的可能,在这种情况下,右止挡凸起2122可以将PTC加热板61止挡住,使其与汇流排31 分隔开,从而避免发生短路故障。
在这之后,可以选择安装PCB板51和插座总成4等结构。
此外,异型导热垫23可以通过飞翼232粘接在L形保温棉24的避让开孔2411中,之后再粘接到电芯20上。当主体单元装配完成之后,可以将主体单元的后端朝向开口放置,在右前限位导向柱2141与对应的导向面配合、左前限位导向柱2241与对应的导向面对齐之后,将主体单元整体推入壳体 11中。
在这之后,将侧盖12的环形凸起17与壳体11的环形凹槽16对齐,然后沿侧盖的周向一圈按压使得全部的卡扣14与卡槽15配合,即可完成车用蓄电池的组装。
由此而获得的车用蓄电池不仅具有轻量化和结构紧凑体积小的特点、较高的能量密度和优秀的充放电功能,而且还具有防水、抗压、抗振等优点,经久耐用,具有较高的实用性。
此外,本公开所涉及的车用蓄电池,不仅可以用于汽车,还可以用于工程车辆、运输车辆、火车、动车甚至飞机、轮船等交通工具上,用来替代传统的低压车用蓄电池。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (10)
1.一种汇流排,其特征在于,所述汇流排(31)包括铜排和镍排,所述铜排包括铜排本体(311),所述镍排包括具有与所述铜排本体(311)相对应的形状的镍排本体(312),所述铜排本体(311)和所述镍排本体(312)重叠设置且相互连接,所述镍排本体(312)设置有用于电气连接的多个导接头(3121),所述导接头(3121)通过连接部(3124)连接于所述镍排本体(312)。
2.根据权利要求1所述的汇流排,其特征在于,所述铜排本体(311)设置有第一避让孔(3111),所述镍排本体(312)设置有第二避让孔(3122),所述第一避让孔(3111)和所述第二避让孔(3122)对齐且与所述导接头(3121)一一对应,所述导接头(3121)通过所述连接部(3124)连接于所述第二避让孔(3122)的边缘。
3.根据权利要求2所述的汇流排,其特征在于,所述连接部(3124)包括相互连接的第一端部分(31241)和第二端部分(31242),所述第一端部分(31241)分连接于所述第二避让孔(3122)的边缘,所述第二端部分(31242)连接于所述导接头(3121),所述第二端部分(31242)相对于所述第一端部分(31241)朝向所述镍排本体(312)的远离所述铜排本体(311)的一侧折弯,以使得所述导接头(3121)从所述镍排本体(312)凸出。
4.根据权利要求3所述的汇流排,其特征在于,所述第一端部分(31241)的宽度大于所述第二端部分(31242)的宽度。
5.根据权利要求1所述的汇流排,其特征在于,所述导接头(3121)构造为圆形片状结构,所述导接头(3121)设置有开口。
6.根据权利要求1所述的汇流排,其特征在于,所述镍排本体(312)沿长度方向在边缘设置有避让豁口(3125)。
7.根据权利要求1所述的汇流排,其特征在于,所述铜排还包括接引线(3112),该接引线(3112)从所述铜排本体(311)向外延伸且与所述铜排本体(311)集成为一体。
8.根据权利要求7所述的汇流排,其特征在于,所述接引线(3112)设置有波形折弯部(3113)。
9.一种电气连接组件,其特征在于,所述电气连接组件包括导线(32)和插接头(33)和权利要求1-6中任意一项所述的汇流排(31),所述插接头(33)通过所述导线(32)与所述汇流排(31)连接;和/或者,
所述电气连接组件包括权利要求1-5、7和8中任意一项所述的汇流排(31)。
10.一种车用蓄电池,其特征在于,所述车用蓄电池包括权利要求1-8中任意一项所述的汇流排(31)或权利要求9所述的电气连接组件。
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