CN212625867U - 一种铝壳电芯模组 - Google Patents

Abstract

一种铝壳电芯模组，包括壳体，电芯模组，一体化母排；壳体由左端板、右端板、前侧板以及后侧板围成，左端板、右端板上端设有安装槽、以及三角插槽；一体化母排包括上框架、下框架、柔性线路板和铝排，上框架、下框架上开设有让位窗口，铝排上设有与多个单体电芯的各极柱对应的焊孔；电芯模组两端的单体电芯极柱处的铝排伸出电芯模组外部后分别装在一个铝排端子座上，两个铝排端子座分别装于左端板、右端板上端的安装槽内；柔性线路板一端装于一体化母排插座上，一体化母排插座插装于对应的左端板或右端板上端的三角插槽内，柔性线路板两端部设有镍片，镍片与铝排通过超声波焊接固定；集成化设计提高模组的装配效率，同时降低生产成本。

Description

一种铝壳电芯模组

技术领域

本实用新型涉及电池模组生产技术领域，特别涉及一种铝壳电芯模组。

背景技术

目前新能源汽车市场发展迅速，动力电池模块作为新能源汽车的动力来源，其安全可靠对整个系统至关重要。随着国家政策对能量密度越来越高的要求，高能量密度电芯的开发成为趋势，而电芯的成组方式，尤其是铝壳电芯的模组成组方法的可靠性就显得更为重要。

目前，专门针对方形铝壳电池模组的集成技术研究较少，一些主流电池厂或车企有类似的模组设计，此类模组设计大多数应用在乘用车上。然而大多此类数模组为专用模组，通用性较差，模块化程度低，大大降低了其装配效率，增加了产品成本，体现不出铝壳电芯的优越性。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，从而提供一种铝壳电芯模组，集成化设计提高模组的装配效率，同时降低生产成本。

一种铝壳电芯模组，包括：

壳体，所述壳体由左端板、右端板、前侧板以及后侧板围成，前侧板、后侧板的两端部向内弯曲形成折弯部，左端板、右端板外侧面的两端部上设有与折弯部匹配的凹槽，左端板、右端板上端设有下凹的安装槽、以及镂空的三角插槽；

装于壳体内的电芯模组，电芯模组由多个单体电芯依次排列组成；

位于电芯模组上的一体化母排，所述一体化母排包括上框架、下框架、内嵌于上框架与下框架之间的柔性线路板和用于将电芯模组中所述的多个单体电芯的各极柱串联/并联在一起的铝排，上框架、下框架上开设有用于让位铝排的让位窗口，铝排上设有与多个单体电芯的各极柱对应的焊孔；铝排具有至少一个与对应的单体电芯的极柱电连接的平面段，以及至少一个能够弹性变形的拱面段，且各拱面段至少一侧相邻一个平面段；电芯模组两端的单体电芯极柱处的铝排伸出电芯模组外部后分别装在一个铝排端子座上，两个铝排端子座分别装于左端板、右端板上端的安装槽内；柔性线路板一端装于一体化母排插座上，一体化母排插座插装于对应的左端板或右端板上端的三角插槽内，柔性线路板两端部设有镍片，镍片与铝排通过超声波焊接固定。

上框架、下框架上的让位窗口与铝排的平面段相对应。

相邻两所述单体电芯之间设有隔热缓冲棉。

所述左端板、右端板与电芯模组两端部之间分别装有一塑料隔片。

所述铝排端子座下端部向下凸出有与三角插槽匹配的三角凸台一，上端面中部设有用于安装铝排的安装孔，上端面的两端部向上延伸有两个立板，两个立板之间装有输出端子盖板。

两个立板上设有对应的卡槽一，输出端子盖板两端部设有与卡槽一配合卡紧的卡扣一。

所述一体化母排插座下端面向下凸出有与三角插槽匹配的三角凸台二，上端面的两端部凸起有与一体化母排的柔性线路板上的卡槽二相匹配卡扣二。

所述壳体采用5052铝合金制成；左端板、右端板、前侧板以及后侧板两两之间通过激光焊接固定。

所述前侧板、后侧板的两端部向内折弯的折弯处通过圆弧过渡。

所述柔性线路板上集成有用于采集电芯模组温度信息的温度传感器、以及用于采集电芯模组电压信息的电压采集模块，柔性线路板端部上面装有用于将电芯模组电压信息、温度信息传给上位机的连接器。

本实用新型的有益效果在于：

1.端板与侧板采用激光焊接固定，实现电池组的紧固，提高模组的抗振性和连接的可靠性。

2.一体化母排将铝排和柔性线路板集成在一起，去掉了载体和上盖等结构，模组装配工艺的步骤变少了，集成化设计既提高模组的装配效率，又降低成本，提高成组效率。

3.端板与侧板采用铝型材制作，重量更轻，有利于提高模组的能量密度。

4.一体化母排与铝排采用集成化设计，既提高了成组工艺的可行性，又能保证温度、电压采集点与铝排连接的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的结构爆炸示意图；

图3是本实用新型壳体的结构示意图；

图4是本实用新型一体化母排的结构示意图；

图中：1、左端板；2、塑料隔片；3、单体电芯；4、隔热缓冲棉；5、一体化母排；6、前侧板；7、一体化母排插座；8、铝排端子座；9、输出极端子盖；51、下框架；52、铝排；53、柔性线路板；54、镍片；55、上框架。

具体实施方式

现在结合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，此附图为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构。

图1、图2中，本实用新型包括壳体、电芯模组以及一体化母排5；电芯模组由12个单体电芯3组成，12个单体电芯3之间设置有隔热缓冲棉4，在保证单体电芯间的安全间距离的前提下，通过隔热缓冲棉4的压缩与回弹能力，对铝壳电芯的膨胀起到缓冲作用，同时具有良好的隔热作用；壳体由左端板1、右端板、前侧板6以及后侧板围成，左端板1、右端板与电芯模组之间还分别设有一个塑料隔片2，用工具挤压左端板1、右端板直至达到电芯模组要求的长度，再通过激光焊接技术将左端板1、右端板、前侧板6以及后侧板两两之间通过激光焊接手段固定，实现电池组的紧固，提高模组的抗振性和连接的可靠性，左端板1、右端板上表面开设有三角插槽，左端板1或右端板上的三角插槽内安装有一体化母排插座7，左端板1、右端板的上端还开设有两个下凹的安装槽，安装槽用来放置和固定铝排端子座8；左端板1、右端板、前侧板6以及后侧板均采用铝型材制作，重量更轻，有利于提高模组的能量密度；壳体采用5052铝合金，增加机械强度。

一体化母排5将铝排52和柔性线路板53集成在一起，这种集成化设计既提高了模组的装配效率，又提高成组率，成组效率=模组的能量密度/电芯的能量密度，能量密度=电量/重量，现有的铝壳电芯的能量密度一般在90%左右，本设计中去掉了上盖和载体，模组的重量减轻了，能量密度就提高了，故成组效率提高了，本设计的模组成组效率可以达到94%；降低零件复杂程度，去除冗余设计，提高一致性，减少零件加工需要开的模具数量或模具的复杂程度，技能减少模具费用又能减少零件加工费用；一体化母排5包括上框架55、下框架51、柔性线路板53和用于将电芯模组中所述的多个单体电芯3的各极柱串联/并联在一起的铝排52，柔性线路板53、铝排52内嵌于上框架55与下框架51之间，上框架55、下框架51上开设有用于让位铝排52的让位窗口，铝排52上设有与多个单体电芯3的各极柱对应的焊孔，便于激光焊接的定位，提高激光焊接效率和焊接精度；电芯模组两端的单体电芯3极柱处的铝排伸出电芯模组外部后分别装在一个铝排端子座8上，两个铝排端子座8分别装于左端板1、右端板上端的安装槽内；柔性线路板53一端装于一体化母排插座7上，一体化母排插座7插装于对应的左端板1或右端板上端的三角插槽内，柔性线路板53两端部设有镍片54，镍片54与铝排52通过超声波焊接固定；铝排端子座8下端部向下凸出有与三角插槽匹配的三角凸台一，上端面中部设有用于安装铝排的安装孔，上端面的两端部向上延伸有两个立板，两个立板之间装有输出端子盖板9，两个立板上设有对应的卡槽一，输出端子盖板9两端部设有与卡槽一配合卡紧的卡扣一；一体化母排插座7下端面向下凸出有与三角插槽匹配的三角凸台二，上端面的两端部凸起有与一体化母排5的柔性线路板上的卡槽二相匹配卡扣二。

图3中，前侧板6、后侧板的两端部向内弯曲形成折弯部，左端板1、右端板外侧面的两端部上设有与折弯部匹配的凹槽，通过激光焊接技术将前侧板6、后侧板的折弯部通过激光焊接手段固定在左端板1、右端板两端的凹槽处，机械强度在原有基础上各方面提升了20%左右；前侧板6、后侧板的两端部向内折弯的折弯处通过圆弧过渡，弧形结构比直角结构强度好，防止在振动过程中从折弯处断裂。

图4中，铝排52具有至少一个与对应的单体电芯3的极柱电连接的平面段，以及至少一个能够弹性变形的拱面段，且各拱面段至少一侧相邻一个平面段，拱面段可以抵消电芯膨胀时对铝排的拉扯力，从而保证铝排不会断裂；上框架55、下框架51上的让位窗口与铝排52的平面段相对应；柔性线路板53上集成有用于采集电芯模组温度信息的温度传感器、以及用于采集电芯模组电压信息的电压采集模块，柔性线路板53端部上面装有用于将电芯模组电压信息、温度信息传给上位机的连接器。

本铝壳电芯的成组过程：将单体电芯通过隔热缓冲棉4连接到一起组成一个电芯模组；然后将左端板1与前侧板6放置于工作台上，再将电芯模组放置于左端板1与前侧板6内侧；再将右端板与后侧板放置于另一侧，通过工具挤压电芯成组，直至达到模组要求的长度；然后通过激光焊接把左端板1、右端板、前侧板6以及后侧板两两之间进行焊接固定；将一体化母排插座7装于对应端板上的三角插槽内，并将两个铝排端子座8分别安装在左端板1、右端板上端是安装槽内；将一体化母排5放在电芯模组上面，一体化母排5一端的柔性线路板53与一体化母排插座7通过卡扣进行固定，将电芯模组两端的单体电芯3极柱处的铝排伸出电芯模组外的部分分别装在一个铝排端子座8上，再通过激光焊接把一体化母排5上的铝排52与极柱进行激光焊接固定；最后将两个输出端子盖板9分别安装到铝排端子座8上。

Claims (10)

1.一种铝壳电芯模组，其特征在于：包括：

壳体，所述壳体由左端板（1）、右端板、前侧板（6）以及后侧板围成，前侧板（6）、后侧板的两端部向内弯曲形成折弯部，左端板（1）、右端板外侧面的两端部上设有与折弯部匹配的凹槽，左端板（1）、右端板上端设有下凹的安装槽、以及镂空的三角插槽；

装于壳体内的电芯模组，电芯模组由多个单体电芯（3）依次排列组成；

位于电芯模组上的一体化母排（5），所述一体化母排（5）包括上框架（55）、下框架（51）、内嵌于上框架（55）与下框架（51）之间的柔性线路板（53）和用于将电芯模组中所述的多个单体电芯（3）的各极柱串联/并联在一起的铝排（52），上框架（55）、下框架（51）上开设有用于让位铝排（52）的让位窗口，铝排（52）上设有与多个单体电芯（3）的各极柱对应的焊孔；铝排（52）具有至少一个与对应的单体电芯（3）的极柱电连接的平面段，以及至少一个能够弹性变形的拱面段，且各拱面段至少一侧相邻一个平面段；电芯模组两端的单体电芯（3）极柱处的铝排伸出电芯模组外部后分别装在一个铝排端子座（8）上，两个铝排端子座（8）分别装于左端板（1）、右端板上端的安装槽内；柔性线路板（53）一端装于一体化母排插座（7）上，一体化母排插座（7）插装于对应的左端板（1）或右端板上端的三角插槽内，柔性线路板（53）两端部设有镍片（54），镍片（54）与铝排（52）通过超声波焊接固定。

2.根据权利要求1所述的一种铝壳电芯模组，其特征在于：上框架（55）、下框架（51）上的让位窗口与铝排（52）的平面段相对应。

3.根据权利要求1所述的一种铝壳电芯模组，其特征在于：相邻两所述单体电芯（3）之间设有隔热缓冲棉（4）。

4.根据权利要求1所述的一种铝壳电芯模组，其特征在于：所述左端板（1）、右端板与电芯模组两端部之间分别装有一塑料隔片（2）。

5.根据权利要求1所述的一种铝壳电芯模组，其特征在于：所述铝排端子座（8）下端部向下凸出有与三角插槽匹配的三角凸台一，上端面中部设有用于安装铝排的安装孔，上端面的两端部向上延伸有两个立板，两个立板之间装有输出端子盖板（9）。

6.根据权利要求5所述的一种铝壳电芯模组，其特征在于：两个立板上设有对应的卡槽一，输出端子盖板（9）两端部设有与卡槽一配合卡紧的卡扣一。

7.根据权利要求1所述的一种铝壳电芯模组，其特征在于：所述一体化母排插座（7）下端面向下凸出有与三角插槽匹配的三角凸台二，上端面的两端部凸起有与一体化母排（5）的柔性线路板上的卡槽二相匹配卡扣二。

8.根据权利要求1所述的一种铝壳电芯模组，其特征在于：所述壳体采用5052铝合金制成；左端板（1）、右端板、前侧板（6）以及后侧板两两之间通过激光焊接固定。

9.根据权利要求1或8所述的一种铝壳电芯模组，其特征在于：所述前侧板（6）、后侧板的两端部向内折弯的折弯处通过圆弧过渡。

10.根据权利要求1所述的一种铝壳电芯模组，其特征在于：所述柔性线路板（53）上集成有用于采集电芯模组温度信息的温度传感器、以及用于采集电芯模组电压信息的电压采集模块，柔性线路板（53）端部上面装有用于将电芯模组电压信息、温度信息传给上位机的连接器。

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