CN214203838U - 基于导电胶电气连接的动力电池圆柱电芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型基于导电胶电气连接的动力电池圆柱电芯，由若干单体电芯层叠设置构成的电芯组，电芯组前后两端分别通过前支架和后支架支撑安装，电芯组前端通过前导电胶层与前支架固定连接，电芯组后端通过后导电胶层与后支架固定连接，若干单体电芯通过前导电胶层和后导电胶层实现电气连接，构成电流通路；通过导电胶层同时实现电气连接和机械结构连接，结构简单，占用空间少，加工制造工艺和工序操作简单，能够提高生产效率。

Description

基于导电胶电气连接的动力电池圆柱电芯

技术领域

本实用新型属于汽车零部件制造技术领域，具体涉及一种基于导电胶电气连接的动力电池圆柱电芯。

背景技术

现有技术中针对新能源汽车的动力电池包中，其圆柱电芯的电气连接方式通常采用焊接或者铆接两大类连接方式，两种连接方式都需要采用金属汇流排进行过渡连接，金属汇流排只能实现电气连接功能，不能同时实现机械结构支撑安装功能，需要另外设置固定支架，或者通过结构胶进行电芯模组的机械结构支撑安装、固定和加强，因而结构复杂，体积大，占用空间多，加工制造工艺和工序操作繁琐，影响了生产效率。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型目的在于提供一种结构简单，占用空间少，加工制造工艺和工序操作简单，能够提高生产效率，基于导电胶电气连接的动力电池圆柱电芯。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种基于导电胶电气连接的动力电池圆柱电芯，包括由若干单体电芯层叠设置构成的电芯组，电芯组前后两端分别通过前支架和后支架支撑安装，电芯组前端通过前导电胶层与前支架固定连接，电芯组后端通过后导电胶层与后支架固定连接，若干单体电芯通过前导电胶层和后导电胶层实现电气连接，构成电流通路。

所述电芯组的若干单体电芯按照多层、多列的方式规则排列层叠设置，每一层内所有单体电芯的正负极方向互相一致，每一层单体电芯的正负极方向与相邻层单体电芯的正负极方向互相相反；前导电胶层和后导电胶层并联连接所有单体电芯的正负极，构成电流通路。

所述前导电胶层设置有若干圆形前导电胶片，前导电胶片数量与电芯组的单体电芯数量一致，若干前导电胶片之间连接关系按照电芯组所有单体电芯前端的并联电流通路方向相应设置；后导电胶层设置有若干圆形后导电胶片，后导电胶片数量与电芯组的单体电芯数量一致，若干后导电胶片之间连接关系按照电芯组所有单体电芯后端的并联电流通路方向相应设置。

所述前支架的内侧面上设置若干前定位凹槽，前定位凹槽的数量与电芯组的单体电芯数量一致，每个前定位凹槽的内径与每个单体电芯的外径相适应，每片前导电胶片分别设置于每个前定位凹槽内。

所述后支架的内侧面上设置有若干后定位凹槽，后定位凹槽的数量与电芯组的单体电芯数量一致，每个后定位凹槽的内径与每个单体电芯的外径相适应，每片后导电胶片分别设置于每个前定位凹槽内。

所述前支架的若干前定位凹槽沿着前导电胶片的连接关系相应设置有若干缺口，使得若干前定位凹槽沿着前导电胶片的连接关系构成前连通定位槽；后支架的若干后定位凹槽沿着后导电胶片的连接关系相应设置有若干缺口，使得若干后定位凹槽沿着后电胶片的连接关系构成后连通定位槽。

每个前导电胶片直径和每个后导电胶片直径都与每个单体电芯的外径相适应。

所述前定位凹槽深度大于前导电胶层厚度，后定位凹槽深度大于后导电胶层厚度，前导电胶层厚度与后导电胶层厚度一致。

所述前支架和后支架均为由铝合金材料以一次成型工艺构成的整体结构。

所述前导电胶层和后导电胶层材料为导电结构胶，导电结构胶材料为由树脂添加金粉、银粉、铜粉或者碳纳米管其中之一构成的混合材料。

本实用新型的有益效果为：

一种基于导电胶电气连接的动力电池圆柱电芯，通过导电胶层同时实现电气连接和机械结构连接，结构简单，占用空间少，加工制造工艺和工序操作简单，能够提高生产效率。

1：大幅降低产线的设备需求，优化产线结构，减少传统铜片或者镍带等连接材料的使用，降低成本；

2：减少焊接不稳定的产生，提高良品率；

3：消除因焊接发热引起电芯损坏的风险；

4：降低产线工人作业要求，有助于该技术的产业化。

附图说明

图1是本实用新型基于导电胶电气连接的动力电池圆柱电芯装配前立体结构示意图；

图2是本实用新型基于导电胶电气连接的动力电池圆柱电芯装配后立体结构示意图；

图3是本实用新型基于导电胶电气连接的动力电池圆柱电芯装配后平面结构示意图；

图4是图3的B-B剖面结构示意图；

图5是本实用新型基于导电胶电气连接的动力电池圆柱电芯的前支架立体结构示意图；

图6是本实用新型基于导电胶电气连接的动力电池圆柱电芯的后支架立体结构示意图；

图7是本实用新型基于导电胶电气连接的动力电池圆柱电芯的前导电胶层立体结构示意图；

图8是本实用新型基于导电胶电气连接的动力电池圆柱电芯的后导电胶层立体结构示意图。

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做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。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本实用新型一较佳实施方式提供一种基于导电胶电气连接的动力电池圆柱电芯，包括由若干单体电芯层叠设置构成的电芯组2，电芯组2前后两端分别通过前支架1和后支架3支撑安装，电芯组2的前端通过前导电胶层5与前支架1固定连接，电芯组2的后端通过后导电胶层4与后支架3固定连接，若干单体电芯通过前导电胶层5和后导电胶层4实现电气连接，构成电流通路；通过导电胶层同时实现电气连接和机械结构连接，结构简单，占用空间少，加工制造工艺和工序操作简单，减少了铜、镍等贵金属原材料的使用，节约了成本，提高了生产效率。

进一步地，具体机械机构与电气结构如下：电芯组2的若干单体电芯按照多层、多列的方式规则排列层叠设置，每一层内所有单体电芯的正极21和负极22的排列方向互相一致，每一层单体电芯的正负极方向与相邻层单体电芯的正极21和负极22的排列方向互相相反；前导电胶层5和后导电胶层4并联连接所有单体电芯的正极21和负极22，构成电流通路；

在前导电胶层5上设置若干圆形前导电胶片51，若干前导电胶片51之间分别通过若干前连接段52固定连接；前导电胶片51的数量与电芯组2的单体电芯数量一致，若干前导电胶片51之间连接关系按照电芯组2所有单体电芯前端的并联电流通路方向相应设置；在后导电胶层4上设置若干圆形后导电胶片41，若干后导电胶片41之间分别通过若干后连接段42固定连接；后导电胶片41的数量与电芯组2的单体电芯的数量一致，若干后导电胶片41之间连接关系按照电芯组2所有单体电芯后端的并联电流通路方向相应设置；

在前支架1的内侧面上设置若干前定位凹槽11，前定位凹槽11的数量与电芯组2的单体电芯数量一致，若干前定位凹槽11之间设置通过前缺口12按照所有单体电芯前端的并联电流通路方向相应连通，每个前定位凹槽11的内径与每个单体电芯的外径相适应，每片前导电胶片51分别设置于每个前定位凹槽11内部；电芯组2的每节单体电芯前端分别通过每片前导电胶片51固定粘接在每个前定位凹11内部。

在后支架3的内侧面上设置有若干后定位凹槽31，后定位凹槽31的数量与电芯组2的单体电芯数量一致，若干后定位凹槽31之间设置通过后缺口32按照所有单体电芯后端的并联电流通路方向相应连通，每个后定位凹槽31的内径与每个单体电芯的外径相适应，每片后导电胶片41分别设置于每个前定位凹槽31内；电芯组2的每节单体电芯后端分别通过每片后导电胶片41固定粘接在每个后定位凹31内部。

前支架1的若干前定位凹槽11沿着前导电胶片5的连接关系相应设置有若干缺口12，使得若干前定位凹槽11沿着若干前导电胶片5之间的连接关系构成前连通定位槽；后支架3的若干后定位凹槽31沿着若干后导电胶片4之间的连接关系相应设置有若干缺口32，使得若干后定位凹槽31沿着后电胶片4的连接关系构成后连通定位槽；

每个前导电胶片51直径和每个后导电胶片41的直径都与每个单体电芯的外径相适应。

再进一步地，前定位凹槽深度大于前导电胶层5厚度，后定位凹槽深度大于后导电胶层4厚度，前导电胶层5厚度与后导电胶层4厚度一致；确保机械结构连接强度，稳定性能好。

前支架1和后支架3均为由铝合金材料以一次成型工艺构成的整体结构，生产工艺简单。

前导电胶层5和后导电胶层4材料为导电结构胶，导电结构胶材料为由树脂添加金粉、银粉、铜粉或者碳纳米管其中之一构成的混合材料，在确保机械结构连接强度的同时，也确保电气连接性能可靠。

实际操作过程中，将若干单体电芯按照多层、多列的方式规则排列层叠设置构成电芯组2后，在前支架1和后支架3的若干前定位凹槽11和若干后定位凹槽31内均匀涂刷流体状态的导电胶液体，然后将前支架1和后支架3分别从前后两个方向插套在电芯组2的前后两端上，待导电胶液体固化后，前支架1和后支架3固定粘接在电芯组2上，前定位凹槽11和后定位凹槽31内的导电胶液体分别固化构成前导电胶层5和后导电胶层4，通过前导电胶层5和后导电胶层4同时实现电芯组2的电气连接和机械结构连接，构成整体电芯组结构，零部件数量少，占用空间少，加工制造工艺和工序操作简单，提高了生产效率。

实施例一中，电芯组2设置有六层十列沿水平方向排列的单体电芯，按照自上往下的顺序，其中第一层的十列单体电芯的正极朝后、负极朝前，第二层的十列单体电芯的正极朝前、负极朝后，以此类推，直到最下层即第六层的十列单体电芯正极朝前、负极朝后，组合构成电芯组2；

通过一次成型工艺在前支架1上设置六层十列前定位凹槽11，每层的十个前定位凹槽11之间都通过横向前缺口12互相连通，其中第一层的每列前定位凹槽11与第二层的相应列前定位凹槽11之间又通过竖向前缺口13互相连通，第三层的每列前定位凹槽11与第四层的相应列前定位凹槽11之间又通过竖向前缺口13互相连通，第五层的每列前定位凹槽11与第六层的相应列前定位凹槽11之间又通过竖向前缺口13互相连通，在前支架1的六层十列前定位凹槽11内均匀涂刷流体状态的导电胶液体，固化化构成含有六层十列前导电胶片51、并按照六层十列前定位凹槽11之间连通关系相应固定连接的前导电胶层5。

在后支架3上设置六层十列后定位凹槽31，每层的十个后定位凹槽31之间都通过横向后缺口32互相连通，其中第二层的每列后定位凹槽31与第三层的相应列后定位凹槽31之间又通过竖向后缺口33互相连通，第四层的每列后定位凹槽31与第五层的相应列后定位凹槽31之间又通过竖向后缺口33互相连通，第一层的每列后定位凹槽31之间通过横向后缺口32互相连通，第六层的每列后定位凹槽31之间通过横向后缺口32互相连通，第一层和第六层的十个后定位凹槽31构成单独一排；在后支架3的六层十列后定位凹槽31内均匀涂刷流体状态的导电胶液体，固化构成含有六层十列后导电胶片41、并按照六层十列后定位凹槽31之间连通关系相应固定连接的后导电胶层4。

组装过程中，在前支架1和后支架3的六层十列前定位凹槽11和后定位凹槽31内均匀涂刷流体状态的导电胶液体，然后将前支架1和后支架3分别从前后两个方向插套在电芯组2的前后两端上，待导电胶液体固化后，前支架1和后支架3固定粘接在电芯组2上，前定位凹槽11内的导电胶液体固化构成含有六层十列前导电胶片51的前导电胶层5，后定位凹槽31内的导电胶液体固化构成六层十列后导电胶片41的后导电胶层4，通过前导电胶层5和后导电胶层4同时实现电芯组2的电气连接和机械结构连接，构成具有六层十列单体电芯的整体电芯组结构。

关键技术点：

1：基于圆柱形电芯与支架的连接进行设计；

2：更改连接方式：直接采用导电结构胶将电芯和支架形成连接，通过导电结构胶形成电流通路；

3：提升电芯与支架的结果强度；导电结构胶将支架和电芯进行固定连接后提升固定结构强度。

改进要点：

1：大幅降低产线的设备需求，优化产线结构，减少传统铜片或者镍带等连接材料的使用，降低成本；

2：减少焊接不稳定的产生，提高良品率；

3：消除因焊接发热引起电芯损坏的风险；

4：降低产线工人作业要求，有助于该技术的产业化

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于导电胶电气连接的动力电池圆柱电芯，其特征在于：包括由若干单体电芯层叠设置构成的电芯组，电芯组前后两端分别通过前支架和后支架支撑安装，电芯组前端通过前导电胶层与前支架固定连接，电芯组后端通过后导电胶层与后支架固定连接，若干单体电芯通过前导电胶层和后导电胶层实现电气连接，构成电流通路。

2.根据权利要求1所述基于导电胶电气连接的动力电池圆柱电芯，其特征在于：所述电芯组的若干单体电芯按照多层、多列的方式规则排列层叠设置，每一层内所有单体电芯的正负极方向互相一致，每一层单体电芯的正负极方向与相邻层单体电芯的正负极方向互相相反；前导电胶层和后导电胶层并联连接所有单体电芯的正负极，构成电流通路。

3.根据权利要求2所述基于导电胶电气连接的动力电池圆柱电芯，其特征在于：所述前导电胶层设置有若干圆形前导电胶片，前导电胶片数量与电芯组的单体电芯数量一致，若干前导电胶片之间连接关系按照电芯组所有单体电芯前端的并联电流通路方向相应设置；后导电胶层设置有若干圆形后导电胶片，后导电胶片数量与电芯组的单体电芯数量一致，若干后导电胶片之间连接关系按照电芯组所有单体电芯后端的并联电流通路方向相应设置。

4.根据权利要求3所述基于导电胶电气连接的动力电池圆柱电芯，其特征在于：所述前支架的内侧面上设置若干前定位凹槽，前定位凹槽的数量与电芯组的单体电芯数量一致，每个前定位凹槽的内径与每个单体电芯的外径相适应，每片前导电胶片分别设置于每个前定位凹槽内。

5.根据权利要求4所述基于导电胶电气连接的动力电池圆柱电芯，其特征在于：所述后支架的内侧面上设置有若干后定位凹槽，后定位凹槽的数量与电芯组的单体电芯数量一致，每个后定位凹槽的内径与每个单体电芯的外径相适应，每片后导电胶片分别设置于每个前定位凹槽内。

6.根据权利要求5所述基于导电胶电气连接的动力电池圆柱电芯，其特征在于：所述前支架的若干前定位凹槽沿着前导电胶片的连接关系相应设置有若干缺口，使得若干前定位凹槽沿着前导电胶片的连接关系构成前连通定位槽；后支架的若干后定位凹槽沿着后导电胶片的连接关系相应设置有若干缺口，使得若干后定位凹槽沿着后电胶片的连接关系构成后连通定位槽。

7.根据权利要求6所述基于导电胶电气连接的动力电池圆柱电芯，其特征在于：每个前导电胶片直径和每个后导电胶片直径都与每个单体电芯的外径相适应。

8.根据权利要求7所述基于导电胶电气连接的动力电池圆柱电芯，其特征在于：所述前定位凹槽深度大于前导电胶层厚度，后定位凹槽深度大于后导电胶层厚度，前导电胶层厚度与后导电胶层厚度一致。

9.根据权利要求1所述基于导电胶电气连接的动力电池圆柱电芯，其特征在于：所述前支架和后支架均为由铝合金材料以一次成型工艺构成的整体结构。

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