CN217114698U - 一种大容量电池的串联结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池技术领域，涉及一种大容量电池的串联结构，包括多个单体电池，所述单体电池包括电池壳体以及分别设置在电池壳体上的正极柱和负极柱；所述多个单体电池依次排列，相邻两个单体电池的正极柱上与负极柱上均套装有连接件，正极柱上的连接件与负极柱上的连接件之间形成卡接孔，所述卡接孔内卡接有紧固销；连接件包括极柱连接体以及分别设置在极柱连接体上的固定销嵌入孔和极柱安装孔；极柱安装孔分别套装在正极柱上和负极柱上；两个连接件上的固定销嵌入孔之间相对连接形成卡接孔。本实用新型电池串联连接牢固可靠、电流稳定、节省材料、且散热性好。

Description

一种大容量电池的串联结构

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，涉及一种大容量电池的串联结构。

背景技术

目前，应用于储能领域的锂电池多以电池组或pack箱的形式，电池组或pack箱的特点是，所需的锂电池数量大、功能附件配置多，且连接线路复杂，但是对电池的散热控制不好，导致极易引发安全事故。而大容量锂电池由于其单体容量大，逐渐成为储能电池的理想产品，目前市场上的大容量锂电池，其最大容量不超过300AH，但是随着技术不断进步和市场的需求，未来的大容量锂电池其设计容量会达到1000AH以上，因此，单体大容量锂电池的容量相当于一个电池模组或Pack箱，可串并联使用，连接简单便捷，同时可直接对电池本体进行散热设计，增强了电池本体的安全性。

现有电池串并联时，通常将正负极柱与连接插件采用螺母软连接(螺母紧固电池导线)或者焊接；用螺母紧固电池导线的连接方式容易造成电阻不稳定，可靠性低，常期使用会影响电池性能寿命衰减等问题，最终导致电池无法继续使用，而焊接虽然提升了导电性能和稳定向，但是耗时不经济；而单体大容量锂电池在成组串联布置组成所需容量模组时，由于单体大容量锂电池的自身容量较大，要求连接材料具有足够大的过流面积，这样会消耗大量的连接材料，造成材料大量的消耗浪费；此外，大容量锂电池容量大，产生的电流大，为了保证电池能正常运行以及延长电池的使用寿命，因此对单体大容量锂电池的散热要求更高。

实用新型内容

为了解决现有大容量电池串联连接时存在的技术问题，本实用新型提供一种大容量电池的串联结构，电池串联连接牢固可靠、电流稳定、节省材料、且散热性好。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种大容量电池的串联结构，包括多个单体电池，所述单体电池包括电池壳体以及分别设置在电池壳体上的正极柱和负极柱；所述多个单体电池依次排列，相邻两个单体电池的正极柱上与负极柱上均套装有连接件，正极柱上的连接件与负极柱上的连接件之间形成卡接孔，所述卡接孔内卡接有紧固销。

进一步的，所述连接件包括极柱连接体以及分别设置在极柱连接体上的固定销嵌入孔和极柱安装孔；所述极柱安装孔分别套装在正极柱上和负极柱上；所述两个连接件上的固定销嵌入孔之间相对连接形成卡接孔。

进一步的，所述固定销嵌入孔的横截面结构为燕尾型、T型或伞形。

进一步的，所述紧固销的横截面结构为双燕尾型、双工字型或双伞形。

进一步的，所述正极柱结构与负极柱结构相同；均包括极柱本体；所述极柱本体一端与电池壳体相连；所述极柱本体另一端上设置有连接凸台；所述极柱安装孔套在连接凸台外部并与极柱本体接触。

进一步的，所述连接凸台的宽度小于极柱本体的宽度。

进一步的，所述连接凸台与极柱本体之间设置有绝缘密封圈。

所述大容量电池的串联结构还包括两个散热装置；所述两个散热装置分别对应与正极柱内部和负极柱内部相连通。

所述两个极柱的极柱本体中心处沿极柱长度方向上分别设置嵌入槽，所述散热装置一端插入嵌入槽内；所述散热装置另一端置于极柱本体外部。

所述散热装置为热排或热管。

所述散热装置上还设置有散热片。

所述大容量电池的串联结构还包括与两个散热装置相连的散热风扇或TEC制冷系统。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型对极柱本体及极柱连接体进行结构分别进行优化，极柱安装孔套在连接凸台上，通过紧固销将对接的极柱连接体以机械紧固的方式串联，连接牢固可靠，使电池的串联操作简单，同时还能节省连接材料，降低运行成本。

2、本实用新型中，当极柱安装孔套在连接凸台上，并沿极柱安装孔的孔壁采用焊接方式将连接凸台与极柱安装孔焊在一起，实现极柱本体及极柱连接体的稳固连接，确保电流稳定的传导，提高可靠性。

3、本实用新型中，还在极柱本体上设置有散热装置，且相串联的极柱本体之间可共用一个散热制冷装置，既确保了电池的安全运行，同时还节省空间。

4、本实用新型中，散热装置上还设置有散热片，大容量电池的串联结构还包括与两个散热装置相连的散热风扇或TEC制冷系统。通过散热片将从极柱内部导出的热量散发出去，进一步的通过散热风扇和TEC制冷系统，提高散热效率高，实现快速散热，能有效防止容量过大产生的大电流带来的影响，保证电池运行，延长使用寿命。

附图说明

图1为实施例1提供的第一种大容量电池的串联结构示意图；

图2为实施例1提供的第一种极柱串联结构示意图；

图3为实施例1提供的极柱本体结构示意图；

图4为实施例1提供的第一种极柱连接体结构示意图；

图5为实施例1提供的第一种紧固销结构示意图；

图6为实施例2提供的第二种大容量电池的串联结构示意图；

图7为实施例2提供的第二种极柱连接体结构示意图；

图8为实施例2提供的第二种紧固销结构示意图；

图9为实施例3提供的第三种大容量电池的串联结构示意图；

图10为实施例3提供的第三种极柱连接体结构示意图；

图11为实施例3提供的第三种紧固销结构示意图；

其中：

1—正极柱，2—极柱连接体，3—热排，4—散热风扇，5—散热片，6—负极柱，7—绝缘密封圈，8—电池壳体，9—紧固销；11—极柱本体，12—连接凸台，13—嵌入槽；21—固定销嵌入孔，22—极柱安装孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

应当理解，本文所使用的诸如“上”、“下”等方向名词，是根据说明书附图进行说明的，以便于更好地理解本实用新型的技术方案。

下面结合附图和具体的实施例对本实用新型的技术方案进行详细的阐述。

实施例1

参见图1-5所示，本实施例提供的大容量电池的串联结构，包括两个串联连接的单体电池。

本实施例中，单体电池包括电池壳体8以及分别设置在电池壳体8上的正极柱1和负极柱6。正极柱1结构与负极柱6结构相同，均包括极柱本体11。极柱本体11一端与电池壳体8相连；极柱本体11另一端上设置有连接凸台12。

具体的，电池壳体8为长方形壳体；电池壳体8壳体外壁上分别设置轴向相平行的正极柱1和负极柱6。极柱本体11的结构长方柱体结构，连接凸台12的截面宽度小于极柱本体11的截面宽度，极柱本体11与连接凸台12轴向相同。

本实施例中，两个单体电池串联，其依次排列放置，即其中一个单体电池的正极柱1与另一个单体电池的负极柱6相邻；相邻的正极柱1上与负极柱6上均套装有连接件，正极柱1上的连接件与负极柱6上的连接件之间形成卡接孔，卡接孔内嵌入有紧固销9。

本实施例中，连接件包括极柱连接体2以及分别设置在极柱连接体2上的固定销嵌入孔21和极柱安装孔22。

极柱连接体2为长方体结构，极柱连接体2的左侧开设极柱安装孔22，极柱安装孔22的截面形状与连接凸台12的截面形状相同，其大小匹配，使得极柱安装孔22套在连接凸台12外部；极柱连接体2的右侧沿右端部向内开设固定销嵌入孔21。极柱连接体2的高度与连接凸台12高度相等。

两个单体电池串联时，极柱安装孔22分别套装在正极柱1的连接凸台12外部以及负极柱6上的连接凸台12外部；两个连接件上的固定销嵌入孔21之间相对连接形成卡接孔，紧固销9嵌入在卡接孔内。

极柱安装孔22套在连接凸台12外部时，由于连接凸台12的截面宽度小于极柱本体11的截面宽度，极柱安装孔22与极柱本体11接触。为了保证连接的紧密性连接，凸台12与极柱本体11之间设置有绝缘密封圈7，紧密连接的同时，防止漏电，提高极柱本体11与极柱连接体2之间的紧密性和安全性。

本实施例中，正极柱1上的连接件与负极柱6上的连接件之间形成卡接孔，当极柱安装孔22分别套装在正极柱1的连接凸台12外部以及负极柱6上的连接凸台12外部，两个极柱连接体2上的固定销嵌入孔21相对且之间形成卡接孔，方便将紧固销9卡入卡接孔内。所以紧固销9的结构，与极柱连接体2对接后两个固定销嵌入孔2形成的卡接孔的结构相同，便于将紧固销9轴向嵌入卡接孔内，紧固销9与极柱连接体2形成紧配合结构，可使正极柱1上与负极柱6连接牢固。

本实施例中，固定销嵌入孔21的横截面结构为燕尾型，紧固销9的横截面结构为双燕尾型。

本实施例中，正极柱1、负极柱6、极柱连接体2和紧固销9的材质为铝。

本实施例在实施时，极柱连接体2上的极柱安装孔22套在极柱本体11上的连接凸台12外部，并采用焊接沿极柱安装孔22的孔壁将极柱本体11与极柱连接体2固定，在相邻极柱本体11上的极柱连接体2对接后形成的卡接孔中插入紧固销9，如此将不同极性的极柱本体11串联，从而实现电池之间的串联；紧固销与卡接孔之间为紧配合结构，可使相对的极柱连接体2连接牢固，确保电流稳定的传导，提高电池串联的可靠性。

实施例2

参见图1，本实施例提供的大容量电池的串联结构还包括两个散热装置；两个散热装置分别对应与正极柱1内部和负极柱6内部相连通。

本实施例中，为了方便散热装置与两个极柱的连接安装，且能快速的将两个极柱内部的热量扩散出去，两个极柱的极柱本体11中心处沿极柱长度方向上分别设置嵌入槽13，实施时，当极柱安装孔22分别套装在正极柱1的连接凸台12外部以及负极柱6上的连接凸台12外部；散热装置一端插入嵌入槽13内；散热装置另一端置于极柱本体11外部。

散热装置为热排3，热排3为L型结构。方便将其插入极柱本体11内部，实现散热。

散热装置的另一种实施方式为热管，热管为L型结构。

散热装置上还设置有散热片5，此时，散热片5置于热排3外表面上。具体的，散热片由铝合金，黄铜或青铜做成，散热片5与热排3的接触面需要涂上一层导热硅脂，使热排3发出的热量更有效地传导到散热片5上，再经散热片5散发到周围空气中去。

进一步的，大容量电池的串联结构还包括与两个散热装置相连的散热风扇4，通过散热风扇4加快两个极柱内部热量的散发；同时散热风扇4与散热片5相结合，能快速、均匀的将正极柱1与负极柱6内部的热量散发，提高散热效率，有效防止容量过大产生的大电流带来的影响，保证电池运行，延长使用寿命。

实施时，散热风扇4可用TEC制冷系统替代，通过制冷实现快速散热。

实施时，两个散热装置之间共同采用一个散热风扇4和共用一个散热片5，节省空间以及材料，降低成本，提高散热效率。

实施例3

参见图6-8，与实施例1不同的是，本实施例中，固定销嵌入孔21的横截面结构为T型，紧固销9的横截面结构为工字型。

本实施例中，当极柱安装孔22分别套装在正极柱1的连接凸台12外部以及负极柱6上的连接凸台12外部，两个极柱连接体2上的固定销嵌入孔21相对且之间形成卡接孔，方便将紧固销9卡入卡接孔内。

由于固定销嵌入孔21的横截面为T型，当固定销嵌入孔21相对时，两个T型的固定销嵌入孔21之间形成工字型卡接孔，此时工字型的紧固销9能快速嵌入卡接孔内，紧固销9与极柱连接体2形成紧配合结构，可使正极柱1上与负极柱6连接牢固。

实施例4

参见图9-11，与实施例1不同的是，本实施例中，固定销嵌入孔21的横截面结构为伞型，紧固销9的横截面结构为对称伞形结构。

具体的，紧固销9的横截面结构是，左右两个侧壁为弧形的H型结构。

本实施例中，当极柱安装孔22分别套装在正极柱1的连接凸台12外部以及负极柱6上的连接凸台12外部，两个极柱连接体2上的固定销嵌入孔21相对且之间形成卡接孔，方便将紧固销9卡入卡接孔内。由于固定销嵌入孔21的横截面为伞型，当固定销嵌入孔21相对时，两个伞形的固定销嵌入孔21之间形成对称伞形卡接孔，此时紧固销9的结构能保证其快速嵌入卡接孔内，紧固销9与极柱连接体2形成紧配合结构，可使正极柱1上与负极柱6连接牢固。

以上为本实用新型的几种优选的实施方式，单体电池为2个串联的情形，当大于2个单体电池串联时，单体电池上依次排列放置，即上一个单体电池的正极柱1与下一个单体电池的负极柱6相邻，然后通过两个极柱连接体2和紧固销9实现两个极柱本体11的紧固连接，保证电阻稳定，可靠性高，串联过程简单，节省连接材料，造成材料大量的消耗浪费；还具有散热快，燃热效率高，延长电池的使用寿命，节省空间。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和本申请文件所示与描述的图例。

Claims (12)

1.一种大容量电池的串联结构，其特征在于，包括多个单体电池，所述单体电池包括电池壳体(8)以及分别设置在电池壳体(8)上的正极柱(1)和负极柱(6)；所述多个单体电池依次排列，相邻两个单体电池的正极柱(1)上与负极柱(6)上均套装有连接件，正极柱(1)上的连接件与负极柱(6)上的连接件之间形成卡接孔，所述卡接孔内嵌入有紧固销(9)。

2.如权利要求1所述的大容量电池的串联结构，其特征在于，所述连接件包括极柱连接体(2)以及分别设置在极柱连接体(2)上的固定销嵌入孔(21)和极柱安装孔(22)；所述极柱安装孔(22)分别套装在正极柱(1)上和负极柱(6)上；所述两个连接件上的固定销嵌入孔(21)之间相对连接形成卡接孔。

3.如权利要求2所述的大容量电池的串联结构，其特征在于，所述固定销嵌入孔(21)的横截面结构为燕尾型、T型或伞形。

4.如权利要求3所述的大容量电池的串联结构，其特征在于，所述紧固销(9)的横截面结构为双燕尾型、工字型或双伞形。

5.如权利要求4所述的大容量电池的串联结构，其特征在于，所述正极柱(1)结构与负极柱(6)结构相同；均包括极柱本体(11)；所述极柱本体(11)一端与电池壳体(8)相连；所述极柱本体(11)另一端上设置有连接凸台(12)；所述极柱安装孔(22)套在连接凸台(12)外部并与极柱本体(11)接触。

6.如权利要求5所述的大容量电池的串联结构，其特征在于，所述连接凸台(12)的宽度小于极柱本体(11)的宽度。

7.如权利要求6所述的大容量电池的串联结构，其特征在于，所述连接凸台(12)与极柱本体(11)之间设置有绝缘密封圈(7)。

8.如权利要求5-7任一项所述的大容量电池的串联结构，其特征在于，所述大容量电池的串联结构还包括两个散热装置；所述两个散热装置分别对应与正极柱(1)内部和负极柱(6)内部相连通。

9.如权利要求8所述的大容量电池的串联结构，其特征在于，所述两个极柱的极柱本体(11)中心处沿极柱长度方向上分别设置嵌入槽(13)，所述散热装置一端插入嵌入槽(13)内；所述散热装置另一端置于极柱本体(11)外部。

10.如权利要求9所述的大容量电池的串联结构，其特征在于，所述散热装置为热排(3)或热管。

11.如权利要求10所述的大容量电池的串联结构，其特征在于，所述散热装置上还设置有散热片(5)。

12.如权利要求11所述的大容量电池的串联结构，其特征在于，所述大容量电池的串联结构还包括与两个散热装置相连的散热风扇(4)或TEC制冷系统。

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