CN213026315U - 电池组 - Google Patents

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李一鸣
吉佳良
苟江锋
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Shenzhen BYD Auto R&D Co Ltd
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Abstract

本实用新型属于电池技术领域,尤其涉及一种电池组,包括电池模组、外壳及夹紧板,所述外壳包括上部开口的框形壳体,所述电池模组设置在在所述框形壳体内,所述电池模组由多个电芯堆叠而成,多个所述电芯的堆叠方向为电芯的膨胀方向,所述电池模组的底面与所述外壳的底板抵接,所述夹紧板固定在所述框形壳体的上部开口处,所述夹紧板压紧在所述电池模组的顶面上。本实用新型的电池组,通过夹紧板与框形壳体的底板配合在电芯的膨胀方向压紧电池模组,抑制电芯的鼓胀,可以有效的防止电芯鼓胀带来的风险,同时抑制电芯鼓胀可以有效地提高电池组的循环寿命。

Description

电池组
技术领域
本实用新型属于电池技术领域,尤其涉及一种电池组。
背景技术
目前在UPS、小型储能、房车电源、二轮车电池、三轮车电池及备用电源等领域对电池组有着巨大的需求,体积小、重量轻、可靠性高、安全性高、便于维护及价格低廉的电池组产品才能够得到市场的认可。现有的电池组大体分为两种,第一种是采用铅酸电池组成的电池组,第二种是采用磷酸铁锂电池组成的电池组。
铅酸电池单个电芯的额定电压通常为2V,目前应用于市场上的能量型铅酸电池通常为6个电芯进行串联,放入材质为ABS的塑胶外壳之内,组成额定电压为12V的电池模组进行使用,其容量在100Ah-200Ah之间。铅酸电池具有很大的价格优势和较高产品的技术成熟度,占据着较大的市场份额。
磷酸铁锂电池单个电芯的额定电压通常为3.2V,为了替代现有的能量型铅酸电池,采用4个电芯进行串联,组成额定电压为12.8V的电池模组。为了满足容量要求,现有技术方案采用圆柱电芯或者低容量电芯,需要将电芯进行并联,提升容量在100Ah—200Ah之间。
由于锂电和铅酸的放电窗口电压不同,所以采用锂电4串模组和铅酸6串模组的电性能大体一致,可以满足使用场景的替换要求。为了保持外观结构上的可替换性,通常采用和铅酸同样尺寸的ABS塑胶外壳。为了保证电池的安全性,磷酸铁锂电池组需要配备有电池管理系统(BMS),对电池的滥用情况进行保护。
但是,上述两种方案仍然存在以下的缺点:
(1)现有技术方案中的铅酸电池组,由于化学成分的原因,重量大,搬运和安装都不方便,温度应用范围较小,循环寿命偏短,部分铅酸电池还需要定期维护,铅酸电池不配备BMS,存在着一定的安全隐患。同时,在铅酸电池使用、维护及报废拆解过程中处理不当,会对环境造成严重的污染。铅酸电池在使用过程中出现鼓胀的情况不太严重,不会由于自身鼓胀把外壳胀裂,但是ABS塑胶外壳强度较低,在搬运过程中一旦出现磕碰、冲击及跌落等情况,会导致外壳的损坏,严重的会出现电池短路、漏液及起火等风险。
(2)现有技术方案中的磷酸铁锂电池组,采用与传统铅酸一样的ABS塑胶外壳,使用一段时间后,电芯逐渐膨胀,使强度不高的ABS塑胶外壳会出现胀裂的风险。在使用过程中,会有较多的搬运和移动情况,由于ABS塑胶外壳强度较低,一旦出现磕碰、冲击及跌落等情况,会导致ABS塑胶外壳的损坏,严重的会导致电池短路、漏液及热失控等风险。并且现有的技术方案的磷酸铁锂电池组,磷酸铁锂电芯没有可靠的夹紧或者扎绑,电芯的鼓胀也会导致循环寿命的降低。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是:针对现有的磷酸铁锂电池组没有可靠的夹紧或者扎绑,电芯的鼓胀也会导致循环寿命的降低的问题,提供一种电池组。
为解决上述技术问题,本实用新型实施例提供一种电池组,包括电池模组、外壳及夹紧板,所述外壳包括上部开口的框形壳体,所述电池模组设置在在所述框形壳体内,所述电池模组由多个电芯堆叠而成,多个所述电芯的堆叠方向为电芯的膨胀方向,所述电池模组的底面与所述外壳的底板抵接,所述夹紧板固定在所述框形壳体的上部开口处,所述夹紧板压紧在所述电池模组的顶面上。
可选地,多个所述电芯沿其厚度方向自上而下堆叠。
可选地,多个所述电芯通过连接片串/并联。
可选地,所述电芯设置有4个,所述电池模组的额定电压为12.8V,所述电池模组的容量为100-200Ah。
可选地,所述夹紧板包括U形主体、由所述U形主体的上部第一侧向外伸展的第一翻边及由所述U形主体的上部第二侧向外伸展的第二翻边,所述第一翻边固定在所述框形壳体的上方开口的第一侧,所述第二翻边固定在所述框形壳体的上方开口的第二侧,所述U形主体嵌入所述框形壳体,所述U形主体的底面压紧在所述电池模组的顶面上。
可选地,所述夹紧板的底部设置有第一加强筋,所述框形壳体的底部设置有第二加强筋。
可选地,所述电池组还包括BMS模块及BMS支架,所述BMS支架固定在所述夹紧板上,所述BMS模块固定在所述BMS支架上。
可选地,所述外壳还包括顶盖,所述顶盖上设置有可旋转把手,所述顶盖固定在所述框形壳体的上部并遮盖所述BMS模块及BMS支架,所述顶盖上的一侧壁上设置有正极接线端子及负极接线端子;
所述BMS模块通过线缆串联在最上方的所述电芯的负极与负极接线端子之间,以采样每一所述电芯的电压信号;
最下方的所述电芯的正极与正极接线端子通过线缆连接。
可选地,所述电芯为梯次磷酸铁锂电芯。
可选地,所述外壳及夹紧板均为钣金件。
根据本实用新型实施例的电池组,多个所述电芯的堆叠方向为电芯的膨胀方向,所述电池模组的底面与所述外壳的底板抵接,所述夹紧板固定在所述框形壳体的上部开口处,所述夹紧板压紧在所述电池模组的顶面上。这样,通过夹紧板与框形壳体的底板配合在电芯的膨胀方向压紧电池模组,抑制电芯的鼓胀,可以有效的防止电芯鼓胀带来的风险,同时抑制电芯鼓胀可以有效地提高电池组的循环寿命。同时采用夹紧板与框形壳体的底板配合夹紧电池模组的方式,使框形壳体替代了部分夹紧板的功能,不需要夹紧板在四个方向上对电池模组进行夹紧,节约材料及成本的同时,可以有效地减少产品的体积。
附图说明
图1是本实用新型一实施例提供的电池组的示意图;
图2是本实用新型一实施例提供的电池组的分解图;
图3是本实用新型一实施例提供的电池组的电气连接图。
说明书中的附图标记如下:
1、电芯;2、连接片;3、框形壳体;301、第二加强筋;4、夹紧板;401、U形主体;402、第一翻边;403、第二翻边;404、第一加强筋;5、BMS模块;6、顶盖;7a、正极接线端子;7b、负极接线端子;8、线缆;9、把手;10、BMS支架。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
如图1所示,本实用新型实施例提供的电池组,包括电池模组、外壳及夹紧板4,所述外壳包括上部开口的框形壳体3,所述电池模组设置在在所述框形壳体3内,所述电池模组由多个电芯1堆叠而成,多个所述电芯1的堆叠方向为电芯的膨胀方向,所述电池模组的底面与所述框形壳体3的底板抵接,所述夹紧板4固定在所述框形壳体3的上部开口处,所述夹紧4板压紧在所述电池模组的顶面上。
根据本实用新型实施例的电池组,多个所述电芯1的堆叠方向为电芯的膨胀方向,所述电池模组的底面与所述框形壳体3的底板抵接,所述夹紧板4固定在所述框形壳体3的上部开口处,所述夹紧板压紧4在所述电池模组的顶面上。这样,通过夹紧板4与框形壳体3的底板配合在电芯1的膨胀方向压紧电池模组,抑制电芯1的鼓胀,可以有效的防止电芯1鼓胀带来的风险,同时抑制电芯1鼓胀可以有效地提高电池组的循环寿命。同时采用夹紧板4与框形壳体3的底板配合夹紧电池模组的方式,使框形壳体3替代了部分夹紧板4的功能,不需要夹紧板4在四个方向上对电池模组进行夹紧,节约材料及成本的同时,可以有效地减少产品的体积。
框形壳体3和夹紧板4通过紧固螺钉连接,将电池模组夹紧在框形壳体3和夹紧板4组合成的腔体中。
在一实施例中,多个所述电芯1沿其厚度方向自上而下堆叠。
在一实施例中,多个所述电芯1通过连接片2串/并联。例如,在图2所示的实施例中,所述电芯设置有4个,通过连接片2将4个电芯1串联(单个电芯的电压为3.2V),得到额定电压为12.8V的电池模组,所述电池模组的容量为100-200Ah。
当电动汽车的磷酸铁锂动力电池不能满足续航里程要求时,动力电池将从汽车上退役,应用于储能、低速车、备电等其他场景,这种可以继续使用的退役电池我们称为梯次磷酸铁锂电池。梯次磷酸铁锂电池的使用延长了电池的使用寿命周期,更加合理的利用能源,减少污染与浪费。梯次磷酸铁锂电池退役时的余能可以完全满足储能、备电等场景,继承了磷酸铁锂电池重量轻、温度适应性强、循环寿命长、免维护及安全性高等优点,同时由于二次利用的原因,其成本上也有较大的降幅,可以和传统的铅酸电池基本持平,满足市场的需求。
因则,优选地,所述电芯为梯次磷酸铁锂电芯。采用梯次磷酸铁锂电芯,继承磷酸铁锂电芯的优点同时,可以实现成本大幅度的降低,延长电池组的整体使用的生命周期,提高能源的利用率,有较好的市场应用前景。此外,采用磷酸铁锂电芯替代铅酸电池,具有重量轻、温度适用范围较大、安全性高及免维护等优势。
在一实施例中,所述夹紧板4包括U形主体401、由所述U形主体401的上部第一侧向外伸展的第一翻边402及由所述U形主体401的上部第二侧向外伸展的第二翻边403,所述第一翻边402固定在所述框形壳体3的上方开口的第一侧,所述第二翻边403固定在所述框形壳体3的上方开口的第二侧,所述U形主体401嵌入所述框形壳体3,所述U形主体401的底面压紧在所述电池模组的顶面上。
在一实施例中,所述外壳及夹紧板4均为钣金件。所述夹紧板4的底部设置有第一加强筋404(例如凸筋),所述框形壳体3的底部设置有第二加强筋301(例如凸筋)。第一加强筋404及第二加强筋301通过冲压得到。夹紧板4和框形壳体3的底部均冲压出加强筋进行结构加强,更加有效的防止电芯1鼓胀变形。
采用钣金结构的外壳替代ABS塑胶材质外壳,在搬运、安装过程中可以有效降低由跌落、磕碰、冲击导致的电池组损坏。
在一实施例中,所述电池组还包括BMS模块5及BMS支架10,所述BMS支架10固定在所述夹紧板4上,所述BMS模块5固定在所述BMS支架10上。
BMS支架10通过可以螺钉固定到夹紧板4的顶部,BMS模块5固定在BMS支架10上。这样,即便夹紧板4因为电芯鼓胀而产生一定的变形也不会使BMS模块5受到额外的应力导致损坏。
在一实施例中,所述外壳还包括顶盖6,所述顶盖6上设置有可旋转把手9,所述顶盖6固定在所述框形壳体3的上部并遮盖所述BMS模块5及BMS支架10,所述顶盖6上的一侧壁上设置有正极接线端子7a及负极接线端子7b。顶盖6布置在最顶部,与框形壳体3组成一个完整的外壳,二者通过螺钉固定。
正极接线端子7a和负极接线端子7b,采用预埋的螺母的连接方式,可以方便实现对外部输出电能。
在一实施例中,所述BMS模块5通过线缆8串联在最上方的所述电芯1的负极与负极接线端子7b之间,以采样每一所述电芯的电压信号。
BMS模块5具有电压、温度采集功能,能够对电池出现过冲、过放、过流、过压、欠压等滥用情况进行保护,提高电池的安全性。同时BMS模块5具备均衡功能,提高梯次磷酸铁锂电芯的一致性,延长电池组的使用寿命。
最下方的所述电芯1的正极与正极接线端子7a通过线缆8连接,形成完整的对外电力回路。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池组,其特征在于,包括电池模组、外壳及夹紧板,所述外壳包括上部开口的框形壳体,所述电池模组设置在所述框形壳体内,所述电池模组由多个电芯堆叠而成,多个所述电芯的堆叠方向为电芯的膨胀方向,所述电池模组的底面与所述外壳的底板抵接,所述夹紧板固定在所述框形壳体的上部开口处,所述夹紧板压紧在所述电池模组的顶面上。
2.根据权利要求1所述的电池组,其特征在于,多个所述电芯沿其厚度方向自上而下堆叠。
3.根据权利要求1所述的电池组,其特征在于,多个所述电芯通过连接片串/并联。
4.根据权利要求2所述的电池组,其特征在于,所述电芯设置有4个,所述电池模组的额定电压为12.8V,所述电池模组的容量为100-200Ah。
5.根据权利要求1所述的电池组,其特征在于,所述夹紧板包括U形主体、由所述U形主体的上部第一侧向外伸展的第一翻边及由所述U形主体的上部第二侧向外伸展的第二翻边,所述第一翻边固定在所述框形壳体的上方开口的第一侧,所述第二翻边固定在所述框形壳体的上方开口的第二侧,所述U形主体嵌入所述框形壳体,所述U形主体的底面压紧在所述电池模组的顶面上。
6.根据权利要求1所述的电池组,其特征在于,所述夹紧板的底部设置有第一加强筋,所述框形壳体的底部设置有第二加强筋。
7.根据权利要求1所述的电池组,其特征在于,所述电池组还包括BMS模块及BMS支架,所述BMS支架固定在所述夹紧板上,所述BMS模块固定在所述BMS支架上。
8.根据权利要求7所述的电池组,其特征在于,所述外壳还包括顶盖,所述顶盖上设置有可旋转把手,所述顶盖固定在所述框形壳体的上部并遮盖所述BMS模块及BMS支架,所述顶盖上的一侧壁上设置有正极接线端子及负极接线端子;
所述BMS模块通过线缆串联在最上方的所述电芯的负极与负极接线端子之间,以采样每一所述电芯的电压信号;
最下方的所述电芯的正极与正极接线端子通过线缆连接。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的电池组,其特征在于,所述电芯为梯次磷酸铁锂电芯。
10.根据权利要求1-8任意一项所述的电池组,其特征在于,所述外壳及夹紧板均为钣金件。
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CN113794017A (zh) * 2021-09-16 2021-12-14 深圳市壹加智慧科技有限公司 房车电池

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