CN212991219U - 一种电池夹具 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电池夹具,属于电池组生产技术领域。其包括绝缘支架、电池、金属连接片、导热绝缘层、电压采集线和温度探头；金属连接片预先内嵌在绝缘支架第一面内，电压采集线和温度探头线束嵌在绝缘支架第二面预制线槽内；电压采集线的端头焊接在金属连接片的中间位置，金属连接片两端分别焊接在电池的正极端子和负极端子，在金属连接片、电池正极端子、负极端子处粘贴或填充有导热绝缘层；导热绝缘层与电池箱体外壳的内壁接触，用于电池的导热及散热。本申请提高了电池组比能量、耐震动和抗冲击能力，产品质量更加可靠，提高电池组的装配效率，降低生产成本。

Description

一种电池夹具

技术领域

本申请涉及一种电池夹具,属于电池组生产技术领域。

背景技术

在新能源汽车和储能等领域对电池能量需求越来越大，通常需将多个小容量电池并联成一个大容量电池模块，将多个大容量电池模块串联成所需电压等级的电池组。因电池不耐过充电和过放电，需对电池电压和温度进行监控。通常都是将电池模块或电池包装配最后阶段进行电池间金属连接片的安装固定、电压线和温度线束的布置安装，难于自动化，生产效率低。

为了提高电池模块或电池组的装配效率，在CN205723732U专利中，将金属导电片预先安装在电池夹具中，但未将温度探头和电压采集线预制在电池夹具中，电池模组装配时仍需手工安装温度探头和电压采集线束，生产现场难以进行全检，产品质量难以保证。在CN206992190U专利中，电池夹具由下层的绝缘支架和上层的导电支架组成，解决了电池的串并联固定和散热，但该专利也未有考虑温度探头和电压采集端头的标准化预制安装，难于实现电池模块的自动化安装生产。在CN102055003A专利中，在电池组内灌注导热绝缘胶及设计散热结构，能够很好的将电池产热传导出去，但该专利只考虑电池散热，未充分考虑电池的拆装维护灌胶重量的增加。上述专利表明，现有专利解决了电池组装存在的部分问题，但未见有将电池组高效散热和组装生产等存在的问题同时考虑。

实用新型内容

为解决上述问题，本申请提出了一种电池夹具，包括绝缘支架、电池、金属连接片、导热绝缘层、电压采集线和温度探头；金属连接片预先内嵌在绝缘支架第一面内，电压采集线和温度探头线束嵌在绝缘支架第二面预制线槽内；电压采集线的端头焊接在金属连接片的中间位置，金属连接片两端分别焊接在电池负极端子上。在金属连接片、电池正极端子、负极端子处粘贴导热绝缘层；导热绝缘层与电池箱体外壳的内壁接触，用于电池的导热及散热。

本申请所述的所述绝缘支架采用阻燃耐高温绝缘材料一体注塑成型，在其第一面设有多个与电池两端外形匹配的卡槽，相邻卡槽间相互连通，卡槽内放置金属连接片；卡槽内设有多个凸钉，凸钉位置与金属连接片上的小孔位置相匹配，将凸钉热熔后可固定预置于卡槽内的金属连接片。金属连接片的中间位置及与电池正负极端子焊接点所对应的绝缘支架上均有开孔；在电池夹具转角突出处设有减震的缓冲空心结构。

本申请所述电压采集端头安放在与绝缘支架一体的金属连接片上，温度探头穿过绝缘支架后下伸并贴附在电池表面。在绝缘支架第二面设有电压采集线和温度探头的线槽，用于线束的固定，穿过绝缘支架预留通孔，将电压采集线端头和金属连接片预先焊接起来，将电池正负极端子与金属连接片焊接起来，然后往绝缘支架预留槽内粘贴或灌注导热绝缘层，导热绝缘层高度刚好与电池箱体外壳内壁接触，在提高电池热传导的同时，使电压采集端头安装更加牢固。

本申请所述金属连接片由铝、铝合金、镀镍铜、不锈钢、镀镍钢、镀锡钢等导电率高、易焊接、耐腐蚀的金属材料制作而成。在与电池正负极端子焊接处作冲坑处理，减少电池高度偏差对电池正负极端子与金属连接片焊接的影响，并有效提高电池组的耐振动和抗冲击能力。金属连接片上设置有多个小孔，小孔位置与绝缘支架卡槽内的凸钉位置相匹配，将凸钉热熔后，可将金属连接片预先固定在绝缘支架卡槽内。金属连接片厚度0.1～3mm，其导流能力与电池组设计导流能力相一致。金属连接片与电池的正负极端子以电阻焊、超声焊或激光焊等方式焊接起来。

本申请所述的所述导热绝缘层由导热系数高、绝缘性好的材料组成，如导热硅胶片、导热膏或导热陶瓷等。将导热硅胶片或导热陶瓷从绝缘支架的第二面粘贴在裸露的金属连接片上，或将导热膏填充到裸露的金属连接片上；导热绝缘层的厚度不小于金属连接片到外壳内壁的间隙，以实现电池组的导热和散热。

本申请具有如下的技术效果和优点：

1、将电池模块装配所需结构件预制集成在绝缘支架上，简化了生产工艺，提高了电池模块组装效率和可靠性。

2、在绝缘支架上预制有线束槽及电压采集端头安装定位点，有利于电池模块的自动化装配生产和检测；在电压采集端头焊接在金属连接片上后再粘贴或灌注导热绝缘层，电压采集端头更加牢固，产品质量更加可靠。

3、在电池模块发热量大的金属连接片和电池正负极端子对应绝缘支架的预留槽内粘贴或灌注导热绝缘层，在提高电池散热的同时，能有效控制导热绝缘材料用量，从而提高电池组比能量。

4、在金属连接片与电池正负极端子焊接处，设置的凸台，可以有效提高电池的耐震动和冲击能力。

5、本申请电池夹具结构简单可靠，可以明显提高电池组的装配效率，降低生产成本。

附图说明

图1为本申请的电池模块立体图。

图2为本申请的电池模块爆炸图。

图3为本申请的绝缘支架第一面俯视图。

图4为本申请的绝缘支架第二面俯视图。

图5为本申请的金属连接片立体图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本申请的具体实施方式。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

在附图中，1为温度探头、2为电压采集线、3为导热绝缘层、4为绝缘支架、5为金属连接片、6为电池,7为开孔、8为凸钉和9为小孔。

如图所示，本申请的整体技术方案如下：一种电池夹具，包括绝缘支架4、电池6、金属连接片5、导热绝缘层3、电压采集线2和温度探头1；金属连接片5预先内嵌在绝缘支架第一面内，电压采集线2和温度探头1线束嵌在绝缘支架第二面预制线槽内；电压采集线2的端头焊接在金属连接片5的中间位置，金属连接片5两端分别焊接在电池6的正极端子和负极端子。在金属连接片5、电池正极端子、负极端子处粘贴或填充导热绝缘层3；导热绝缘层3与电池箱体外壳的内壁接触，用于电池组的导热及散热。

本申请所述的所述绝缘支架4采用阻燃耐高温绝缘材料一体注塑成型，在其第一面设有多个与电池两端外形匹配的卡槽，相邻卡槽间相互连通，卡槽内放置金属连接片5；卡槽内设有多个凸钉8，凸钉8位置与金属连接片5上的小孔9位置相匹配，将凸钉8热熔后可将金属连接片5预先固定在卡槽内。在金属连接片5的中间位置和与电池正负极端子焊接处所对应的绝缘支架4上均有开孔7；在电池夹具转角突出处设有减震的缓冲空心结构。

本申请所述电压采集线2端头安放于与绝缘支架4一体的金属连接片5上，温度探头1穿过绝缘支架4后下伸并贴附在电池6表面。在绝缘支架第二面设有电压采集线2和温度探头1的线槽，用于线束的固定，穿过绝缘支架4预留通孔，将电压采集线2端头和金属连接片5预先焊接起来。将电池正负极端子与金属连接片5焊接起来，然后在绝缘支架4预留槽内粘贴或灌注导热绝缘层3，导热绝缘层3高度刚好与电池箱体外壳内壁接触，在提高电池热传导的同时，使电压采集线端头安装更加牢固。

本申请所述金属连接片5由铝、铝合金、镀镍铜、不锈钢、镀镍钢、镀锡钢等导电率高、易焊接、耐腐蚀的金属材料制作而成。在与电池正负极端子焊接处作冲坑处理，减少电池6高度偏差对电池6正负极端子与金属连接片5焊接时的影响，并有效提高电池组的耐振动和抗冲击能力。金属连接片5上设置有多个小孔9，小孔9位置与绝缘支架4卡槽内的凸钉8位置相匹配，将凸钉8热熔后，可将金属连接片5预先固定在绝缘支架4卡槽内。金属连接片5厚度0.1～3mm，其导流能力与电池组的设计导流能力相一致。可采用电阻焊、超声焊、激光焊等方式将金属连接片与电池6的正极端子与负极端子分别焊接起来，实现电池6间的串并联。

本申请所述的所述导热绝缘层3由导热系数高、绝缘性好的材料组成，如导热硅胶片、导热膏或导热陶瓷等。将导热硅胶片或导热陶瓷从绝缘支架4的第二面粘贴在裸露的金属连接片5上，或将导热膏填充到裸露的金属连接片5上；导热绝缘层3的厚度不小于金属连接片5到外壳内壁的间隙，以实现电池组的导热和散热。

如图1和图2所示，本申请所述的电池组由多个电池6串并联组成；电池组之间的串并联连接由金属连接片5实现，金属连接片5两端分别焊接在电池6正极与负极端子上，将电池串并联连接为电池组；在金属连接片5的中间位置及与电池正负极端子焊接点所对应的绝缘支架4上均有开孔7，在开孔7处粘贴灌注导热绝缘层3，导热绝缘层3的厚度不小于金属连接片5到外壳内壁的间隙，以实现电池组的导热和散热。

如图3和图4所示，本申请所述的绝缘支架4在其第一面设有多个与电池6两端外形匹配的卡槽，相邻卡槽间相互连通，卡槽内放置金属连接片5；卡槽内设有多个凸钉8，凸钉8位置与金属连接片5上的小孔9位置相匹配，将凸钉8热熔后，可将金属连接片5预先固定在卡槽内。金属连接片5的中间位置及与电池6正负极端子焊接点处所对应的绝缘支架4上均有开孔7；绝缘支架4第二面设有电压采集线2和温度探头1的线束固定槽，电压采集线2经绝缘支架4安装孔固定于绝缘支架4的第二面，穿过绝缘支架4预留通孔将电压采集线2端头和金属连接片5预先焊接起来，将电池6正负极端子与金属连接片5焊接后，在绝缘支架4预留槽内粘贴或灌注导热绝缘层3，在提高电池6热传导的同时，使电压采集线2端头安装更加牢固。温度探头1穿过绝缘支架4预制孔后，贴附于电池6表面(未图示)。

如图5所示，本申请所述金属连接片5在与电池6正负极端子焊接处，金属连接片5作冲坑处理，减少电池6高度偏差对电池6正负极端子与金属连接片5焊接的影响，并有效提高电池组的耐振动和抗冲击能力。金属连接片5上设置有多个小孔9，小孔9位置与绝缘支架4卡槽内的凸钉8位置相匹配，将凸钉8热熔后，可将金属连接片5预先固定在绝缘支架4卡槽内。

实施例

将16只3.2V15Ah圆柱形磷酸铁锂电池，将正负极交错放入绝缘支架卡槽内；将温度探头穿过绝缘支架预制孔后，粘贴于电池表面；透过绝缘支架通孔，将金属连接片与电池的正负极端子焊接起来，然后在绝缘支架预留槽内粘贴或灌注导热绝缘层，如此形成48V15Ah磷酸铁锂电池组。

因金属连接片、电压采集线和温度探头预先安装在绝缘支架内，省却了在总装线上进行金属连接片安装、温度探头布线、电压采集线布线、及电压采集线端头与金属连接片的焊接，有利于实现电池组自动化生产和检测，明显提高了电池组在装配线上的生产效率和安装的可靠性。在电压采集线端头槽内粘贴或灌注导热绝缘层，电压采集端头焊接更加牢固，产品质量有保证。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电池夹具，其特征在于，包括绝缘支架、电池、金属连接片、导热绝缘层、电压采集线和温度探头；金属连接片预先内嵌在绝缘支架第一面内，电压采集线和温度探头线束嵌在绝缘支架第二面预制线槽内；电压采集线的端头焊接在金属连接片的中间位置，金属连接片两端分别焊接在电池的正极端子和负极端子；在金属连接片、电池正极端子、负极端子处粘贴有导热绝缘层；导热绝缘层与电池箱体外壳的内壁接触，用于电池的导热及散热。

2.根据权利要求1所述的电池夹具，其特征在于，所述绝缘支架采用阻燃耐高温绝缘材料一体注塑成型，在其第一面设有多个与电池两端外形匹配的卡槽，相邻卡槽间相互连通，卡槽内放置金属连接片；卡槽内设有多个凸钉，凸钉位置与金属连接片上的小孔位置相匹配，将凸钉热熔后可固定预置于卡槽内的金属连接片，金属连接片的中间位置及与电池正负极端子焊接点所对应的绝缘支架上均有开孔；在电池夹具转角突出处设有减震的缓冲空心结构。

3.根据权利要求1或2所述的电池夹具，其特征在于，所述电压采集线端头安放在与绝缘支架一体的金属连接片上，温度探头穿过绝缘支架后下伸并贴附在电池表面，在绝缘支架第二面设有电压采集线和温度探头的线槽，用于线束的固定，穿过绝缘支架预留通孔，将电压采集线端头和金属连接片预先焊接起来，将电池正负极端子与金属连接片焊接起来，然后在绝缘支架预留槽内粘贴或灌注导热绝缘层，导热绝缘层高度刚好与电池箱体外壳内壁接触，在提高电池热传导的同时，使电压采集线端头安装更加牢固。

4.根据权利要求1或2所述的电池夹具，其特征在于，所述金属连接片由铝、铝合金、镀镍铜、不锈钢、镀镍钢或镀锡钢金属材料制作而成。

5.根据权利要求4所述的电池夹具，其特征在于，所述金属连接片在与电池正负极端子焊接处作冲坑处理，金属连接片上设置有多个小孔，小孔位置与绝缘支架卡槽内的凸钉位置相匹配，将凸钉热熔后，可将金属连接片预先固定在绝缘支架卡槽内。

6.根据权利要求4所述的电池夹具，其特征在于，所述金属连接片厚度为0.1～3mm，其导流能力与电池组设计导流能力相一致。

7.根据权利要求4所述的电池夹具，其特征在于，所述金属连接片与电池的正负极端子以电阻焊、超声焊或激光焊方式焊接起来。

8.根据权利要求1或2所述的电池夹具，其特征在于，所述导热绝缘层为导热硅胶片或导热陶瓷，从绝缘支架的第二面粘贴在裸露的金属连接片上；导热绝缘层的厚度不小于金属连接片到外壳内壁的间隙。

9.根据权利要求1或2所述的电池夹具，其特征在于，所述导热绝缘层为导热膏，导热绝缘层填充到裸露的金属连接片上；导热绝缘层的厚度不小于金属连接片到外壳内壁的间隙，以实现电池组的导热和散热。

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