CN219017827U - 一种固态聚合物电芯的多功能模组结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固态聚合物电芯的多功能模组结构，包括电芯模组、加热铝基板、铝板、铝合金端板、串并联汇流板、逆变器散热架、穿螺杆和螺母，电芯模组包括若干组依次排列的电芯单元，每组电芯单元均包括电芯支架和固态聚合物电芯，固态聚合物电芯分别嵌装于电芯支架两侧，加热铝基板位于电芯模组上方，铝板位于每组电芯单元两侧，其顶端与加热铝基板底部相连接，铝合金端板设在电芯模组的两侧，穿螺杆贯穿一侧的铝合金端板、所有电芯支架、所有铝板和另一侧铝合金端板后与螺母螺纹连接，从而使铝合金端板、电芯单元、铝板组合拼装在一起，串并联汇流板设在电芯模组前侧表面，逆变器散热架设在电芯模组下方，其结构简单牢固、易于装配。

Description

一种固态聚合物电芯的多功能模组结构

技术领域

本实用新型涉及固态聚合物电芯电池模组设备技术领域，更具体地说，是涉及一种固态聚合物电芯的多功能模组结构。

背景技术

现有的电池模组在进行组装成型时，不管哪种电芯都必须组成串并联的模组结构，这样才能保证电池模组的正常运行，但很多电芯模组功能都比较单一，并不具备一个模组有多种功能结构，在单一的功能结构上增加多种功能的话会造成组装繁琐，零配件增多，增加费用等一系列问题，因此急需开发一款一种电芯具有多种功能结构的模组来解决此问题。

现有的电芯组成的电池模组，功能较为单一，在进行加热与散热时，较为不便，需要多种零件来实现加热与散热功能，零配件增多，成本较高，且对固态聚合物电芯进行组装拼接时较为繁琐，不能便捷的将电池模组进行拼接完成的同时保证且连接牢固，不利于推广使用。

中国专利号CN217768627U公开了一种储能电源模组结构，通过模组箱体、电芯模块、电池管理系统、转接板、输出铜排正、输出铜排负、风扇、输出端子、串联铜排、挡风板、底壳、左侧板、右侧板、上盖、前盖、转接安装板和输出绝缘块的配合使用，解决了现有储能电源系统用的储能电源模组在充放电过程中会产生热量，而储能电源模组中电芯紧挨，没有散热空间等问题，但其结构相对复杂，功能较为单一。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种结构简单牢固、易于装配的固态聚合物电芯的多功能模组结构。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种固态聚合物电芯的多功能模组结构，包括电芯模组、加热铝基板、铝板、铝合金端板、串并联汇流板、逆变器散热架、穿螺杆和螺母，所述电芯模组包括若干组依次排列的电芯单元，每组电芯单元均包括电芯支架和固态聚合物电芯，所述电芯支架两侧开设有供固态聚合物电芯嵌入的容置槽，所述固态聚合物电芯分别嵌装于电芯支架的容置槽内，所述加热铝基板位于电芯模组的上方，所述铝板位于每组电芯单元两侧，所述铝板的顶端与加热铝基板的底部相连接，所述固态聚合物电芯的一侧表面与相应的铝板相贴合，所述铝合金端板固定设置在电芯模组的两侧，所述穿螺杆贯穿一侧的铝合金端板、所有电芯单元的电芯支架、所有铝板和另一侧铝合金端板后与螺母螺纹连接，从而使铝合金端板、电芯单元、铝板组合拼装在一起，所述串并联汇流板设置在电芯模组的前侧表面，所述固态聚合物电芯的极耳端电性连接于串并联汇流板，所述逆变器散热架固定设置在电芯模组下方，所述铝板的底部与逆变器散热架相连接。

作为优选的，还包括BMS板、软连接，所述BMS板固定设置在一侧铝合金端板的外侧，所述软连接固定设置在串并联汇流板上，所述串并联汇流板通过软连接与BMS板电性连接。

作为优选的，所述铝合金端板表面对称开设有若干个螺栓安装孔，每个螺栓安装孔内均设有螺栓，所述BMS板两侧对称开设有若干个第四通孔，每个螺栓穿过BMS板的第四通孔后与铝合金端板上各自对应的螺栓安装孔螺栓连接。

作为优选的，所述铝板的竖直剖面呈”[”形结构，所述铝板的折弯顶部分别通过拉铆铆钉固定在加热铝基板的下方。

作为优选的，所述串并联汇流板靠近电芯模组一侧激光焊接有铝排。

作为优选的，所述铝合金端板的四角处均对称开设有第一通孔，所述电芯支架的四角处均对称开设有第二通孔，所述铝板的四角处均对称开设有第三通孔。

作为优选的，所述逆变器散热架设置为凹字形，所述逆变器散热架为中空结构，所述逆变器散热架两侧的顶板四角处开设有螺纹孔。

作为优选的，所述铝合金端板顶部表面贯穿设有M6螺杆，所述M6螺杆的下方穿过逆变器散热架顶板后与顶板的螺纹孔螺纹连接。

作为优选的，所述加热铝基板的内部设有用于发热的铜线路，所述加热铝基板的底部表面喷有绝缘层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的结构简单、设计合理，通过将穿螺杆贯穿铝合金端板、电芯支架和铝板，然后利用螺母进行旋转拧紧，从而将固态聚合物电芯进行组合拼接起来形成一个电池模组，这种连接方式更加便捷且牢固。

此外，通过设有加热铝基板以及竖直剖面呈”[”形的铝板，此时固态聚合物电芯均与铝板进行贴合连接，即铝板将电芯单元进行隔开，此时铝基板内的铜发热产生热量，将热量传递给下面的铝板，铝板又将热量传递给紧密贴合的固态聚合物电芯，从而保证固态聚合物电芯在低温依然可以进行工作。

进一步的，通过设有串并联汇流板与固态聚合物电芯极耳端电性连接，串并联汇流板汇集了串并联电性连接以及电池模组的电压采集，温度采集等功能，这样可以减少线束，避免杂乱，且降低组装零配件成本。

进一步的，BMS板上的MOS管热量也可导入到铝合金端板上，固态聚合物电芯热量会传导至铝板表面，且铝板折弯底部以及铝合金端板底部刚好位于逆变器散热架顶部位置，当逆变器散热架进行吹风散热时，可以带走铝板与铝合金端板表面的温度，从而降低BMS板MOS管的热以及降低固态聚合物电芯的温度，功能化程度高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种固态聚合物电芯的多功能模组结构的拆分示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种固态聚合物电芯的多功能模组结构的电芯单元的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种固态聚合物电芯的多功能模组结构的整体示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

请参考图1，本实用新型的实施例提供了一种固态聚合物电芯的多功能模组结构，电芯模组1、加热铝基板2、铝板3、铝合金端板4、串并联汇流板5、逆变器散热架6、穿螺杆7和螺母8，下面结合附图对本实施例各个组成部分进行详细说明。

如图1至图3所示，电芯模组1包括若干组依次排列的电芯单元11，每组电芯单元11均包括电芯支架111和固态聚合物电芯112，电芯支架111两侧开设有供固态聚合物电芯112嵌入的容置槽，固态聚合物电芯112分别嵌装于电芯支架111的容置槽内，加热铝基板2位于电芯模组1的上方，铝板3位于每组电芯单元11两侧，铝板3的顶端与加热铝基板2的底部相连接，固态聚合物电芯112的一侧表面与相应的铝板3相贴合，铝合金端板4固定设置在电芯模组1的两侧，穿螺杆7贯穿一侧的铝合金端板4、所有电芯单元11的电芯支架111、所有铝板3和另一侧铝合金端板4后与螺母8螺纹连接，从而使铝合金端板4、电芯单元11、铝板3组合拼装在一起，串并联汇流板5设置在电芯模组1的前侧表面，固态聚合物电芯112的极耳端电性连接于串并联汇流板5，逆变器散热架6固定设置在电芯模组1下方，铝板3的底部与逆变器散热架6相连接。

其中，电芯模组1中每个电芯单元11的固态聚合物电芯112数量为电芯支架111的两倍，固态聚合物电芯112的一侧面可以嵌装于电芯支架111内，铝板3与固态聚合物电芯112结构尺寸相匹配，固态聚合物电芯112的另一侧面可以与铝板3贴合并与其滑动连接。

较佳的，加热铝基板2内有铺铜线路用于发热，铝基板表面有喷绝缘层防护，其产生的热量通过加热铝基板2进行传导。

铝板3的竖直剖面可以呈”[”形结构，铝板3的折弯顶部分别通过拉铆铆钉21固定在加热铝基板2的下方。

具体的，铝合金端板3的四角处均可以对称开设有第一通孔31，电芯支架111的四角处均可以对称开设有第二通孔113，铝板12的四角处均可以对称开设有第三通孔121。其中，穿螺杆7贯穿一侧铝合金端板3的第一通孔31、所有电芯支架111的第二通孔113和所有铝板12的第三通孔121并与另一侧铝合金端板3后与螺母8螺纹连接。

优选的，串并联汇流板5靠近电芯模组1一侧激光焊接有铝排51。

更进一步的，固态聚合物电芯112的极耳端与串并联汇流板5电性连接后，通过激光焊接的方式将铝排51与固态聚合物电芯112的极耳端与串并联汇流板5激光焊接在一起形成了过电流的串并联。

优选的，还可以包括BMS板9、软连接10，BMS板9固定设置在一侧铝合金端板4的外侧，软连接10固定设置在串并联汇流板5上，串并联汇流板5通过软连接10与BMS板9电性连接。

具体的，铝合金端板4表面可以对称开设有若干个螺栓安装孔42，每个螺栓安装孔42内均设有螺栓421，BMS板9两侧对称开设有若干个第四通孔91，每个螺栓421穿过BMS板9的第四通孔91后与铝合金端板4上各自对应的螺栓安装孔42螺栓连接。

优选的，逆变器散热架6可以设置为凹字形，逆变器散热架6为中空结构，逆变器散热架6两侧的顶板四角处开设有螺纹孔61。其中，铝合金端板4顶部表面可以贯穿设有M6螺杆43，M6螺杆43的下方穿过逆变器散热架6顶板后与顶板的螺纹孔61螺纹连接。

需要说明的是：逆变器散热架6为两侧中空结构，可以更好对电池模组进行吹风散热，且铝板3折弯底部以及铝合金端板4底部刚好暴露在逆变器散热架的6顶部位置，此时逆变器散热架6底部的吹风可以将铝板3表面的热量带走，达到散热的功能，而对于逆变器散热架6底部的吹风功能可以通过现有的公知技术提供的散热风扇等设备，如利用旋转马达带动旋转扇叶风扇来进行实现，在此不做过多赘述。

本实用新型的安装流程如下：将电芯模组1内的若干个电芯单元11与铝板3依次间隔设置，再将铝合金端板4置于电芯模组1的两侧，使穿螺杆7贯穿一侧铝合金端板4、每个电芯支架111和每个铝板3后，再与另一侧铝合金端板4后与螺母10相拧紧，加热铝基板2通过拉铆铆钉21固定连接在铝板3顶部，利用螺栓421将BMS板9固定在一个铝合金端板4上将固态聚合物电芯112极耳端电性连接于串并联汇流板5之后，通过激光焊接的方式将铝排51激光焊接在一起形成了过电流的串并联，将串并联汇流板5上的软连接10电性插入BMS板9上的插口中，从而与BMS板9进行电性连接，最后利用M6螺杆43贯穿铝合金端板4将组装成的整体螺纹连接在逆变器散热架6上，从而形成所需的电池模组。

本实用新型的工作原理如下：通过电芯单元11与铝板3间隔设置，此时固态聚合物电芯112均与铝板3进行贴合连接，加热铝基板2的铜线路发热产生的热量传导至加热铝基板2表面上，加热铝基板2良好的导热性可以将热量供给铝板3，从而保证固态聚合物电芯112在低温依然可以进行工作，进一步的，BMS板9上的MOS管热量也可导入到铝合金端板3上，固态聚合物电芯112热量会传导至铝板3表面，且铝板3折弯底部以及铝合金端板4底部刚好位于逆变器散热架6顶部位置，当逆变器散热架6进行吹风散热时，可以带走铝板3与铝合金端板4表面的温度，从而降低BMS板9中的MOS管的热以及降低固态聚合物电芯112的温度。

综上所述，本实用新型的结构简单、设计合理，通过将穿螺杆贯穿铝合金端板、电芯支架和铝板，然后利用螺母进行旋转拧紧，从而将固态聚合物电芯进行组合拼接起来形成一个电池模组，这种连接方式更加便捷且牢固。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种固态聚合物电芯的多功能模组结构，其特征在于：包括电芯模组(1)、加热铝基板(2)、铝板(3)、铝合金端板(4)、串并联汇流板(5)、逆变器散热架(6)、穿螺杆(7)和螺母(8)，所述电芯模组(1)包括若干组依次排列的电芯单元(11)，每组电芯单元(11)均包括电芯支架(111)和固态聚合物电芯(112)，所述电芯支架(111)两侧开设有供固态聚合物电芯(112)嵌入的容置槽，所述固态聚合物电芯(112)分别嵌装于电芯支架(111)的容置槽内，所述加热铝基板(2)位于电芯模组(1)的上方，所述铝板(3)位于每组电芯单元(11)两侧，所述铝板(3)的顶端与加热铝基板(2)的底部相连接，所述固态聚合物电芯(112)的一侧表面与相应的铝板(3)相贴合，所述铝合金端板(4)固定设置在电芯模组(1)的两侧，所述穿螺杆(7)贯穿一侧的铝合金端板(4)、所有电芯单元(11)的电芯支架(111)、所有铝板(3)和另一侧铝合金端板(4)后与螺母(8)螺纹连接，从而使铝合金端板(4)、电芯单元(11)、铝板(3)组合拼装在一起，所述串并联汇流板(5)设置在电芯模组(1)的前侧表面，所述固态聚合物电芯(112)的极耳端电性连接于串并联汇流板(5)，所述逆变器散热架(6)固定设置在电芯模组(1)下方，所述铝板(3)的底部与逆变器散热架(6)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种固态聚合物电芯的多功能模组结构，其特征在于：还包括BMS板(9)、软连接(10)，所述BMS板(9)固定设置在一侧铝合金端板(4)的外侧，所述软连接(10)固定设置在串并联汇流板(5)上，所述串并联汇流板(5)通过软连接(10)与BMS板(9)电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种固态聚合物电芯的多功能模组结构，其特征在于：所述铝合金端板(4)表面对称开设有若干个螺栓安装孔(42)，每个螺栓安装孔(42)内均设有螺栓(421)，所述BMS板(9)两侧对称开设有若干个第四通孔(91)，每个螺栓(421)穿过BMS板(9)的第四通孔(91)后与铝合金端板(4)上各自对应的螺栓安装孔(42)连接。

4.根据权利要求1所述的一种固态聚合物电芯的多功能模组结构，其特征在于：所述铝板(3)的竖直剖面呈”[”形结构，所述铝板(3)的折弯顶部分别通过拉铆铆钉(21)固定在加热铝基板(2)的下方。

5.根据权利要求1所述的一种固态聚合物电芯的多功能模组结构，其特征在于：所述串并联汇流板(5)靠近电芯模组(1)一侧激光焊接有铝排(51)。

6.根据权利要求1所述的一种固态聚合物电芯的多功能模组结构，其特征在于：所述铝合金端板(4)的四角处均对称开设有第一通孔(41)，所述电芯支架(111)的四角处均对称开设有第二通孔(113)，所述铝板(3)的四角处均对称开设有第三通孔(31)。

7.根据权利要求1所述的一种固态聚合物电芯的多功能模组结构，其特征在于：所述逆变器散热架(6)设置为凹字形，所述逆变器散热架(6)为中空结构，所述逆变器散热架(6)两侧的顶板四角处开设有螺纹孔(61)。

8.根据权利要求7所述的一种固态聚合物电芯的多功能模组结构，其特征在于：所述铝合金端板(4)顶部表面贯穿设有M6螺杆(43)，所述M6螺杆(43)的下方穿过逆变器散热架(6)顶板后与顶板的螺纹孔(61)螺纹连接。

9.根据权利要求1所述的一种固态聚合物电芯的多功能模组结构，其特征在于：所述加热铝基板(2)的内部设有用于发热的铜线路，所述加热铝基板(2)的底部表面喷有绝缘层。

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