CN220189827U - 一种高集成度的钠电池pack结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高集成度的钠电池PACK结构，属于电池组装技术领域，包括电池盖、电池槽、电路板和电芯模组，电芯模组位于电池盖与电池槽之间；电路板包括线路板、PCB板、插座组；电芯模组配置有汇流盘，汇流盘与线路板通过插接方式电连接；插座组的电流出入端通过金属薄片与线路板电连接；插座组的采集信号端通过PCB板与线路板相连。本实用新型对电池上的插座连接方式进行了改进，可提高电池箱内部空间的利用率，有助于提高电池箱的能量比，并且能够降低连接点脱离的风险；还有助于提高电池组装效率。

Description

一种高集成度的钠电池PACK结构

技术领域

本实用新型属于电池组装技术领域，具体涉及一种高集成度的钠电池PACK结构。

背景技术

钠电池现在已渐渐被广泛的应用，一般由电池外壳、电池上盖、电芯模组、电路板、电源插座、线束等元件组成。例如，授权号为JP5892630B1的发明专利提供一种能够在不将电池组的外部宽度用于定位的情况下收纳电池组的电池组收纳结构和电子设备。该电池组收纳结构是在设有用于收纳电池组的收纳部的电子装置中的电池组收纳结构。电池组具有从电池组的下表面突出的电池组下表面突出部。收纳部设有收纳部底表面凹槽部，收纳部底表面凹槽部形成于收纳部的底表面上且能够与电池组下表面突出部匹配。电池组下表面突出部和收纳部底表面凹槽部之间的匹配决定电池组连接端子和收纳部连接端子的相对位置，该相对位置是用于将电池组连接端子连接于收纳部连接端子的端子连接方向上的位置。

然而，传统钠电池PACK在空间利用率及各元器件连接上还存在诸多问题。传统钠电池插座与线路板之间需要采用线束进行连接，因为使用环境的问题出现老化等问题，并且在使用过程中还有脱落风险，进而导致电池使用过程中的安全风险增大。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种高集成度的钠电池PACK结构，提供电池箱内部空间的利用率，有助于增加电池箱的能量比，避免连接点的脱落风险，提高安全性，并且能够提高电池PACK结构的组装效率。

本实用新型为实现上述目的所采取的技术方案为：

一种高集成度的钠电池PACK结构，包括电池盖、电池槽、电路板和电芯模组，所述电芯模组位于所述电池盖与所述电池槽之间；所述电路板包括线路板、PCB板、插座组；所述电芯模组配置有汇流盘，所述汇流盘与所述线路板通过插接方式电连接；所述插座组的电流出入端通过金属薄片与所述线路板电连接；所述插座组的采集信号端通过所述PCB板与所述线路板相连。

根据本实用新型的一种实施方式，所述汇流盘上配置有第一集成座，用以电路连接和信号采集；所述线路板配置有第二集成座，所述第一集成座与所述第二集成座插接配合。

进一步的，所述第二集成座设于所述线路板的中部。

根据本实用新型的一种实施方式，所述PCB板上配置有第一信号连接座，用以信号采集与传输；所述线路板配置有第二信号连接座，所述第一信号连接座与所述第二信号连接座插接配合。

进一步的，所述第二信号连接座设于所述线路板的端部。

采用上述技术方案，通过第一集成座与第二集成座的插接方式实现汇流盘与线路板的连接，进而实现二者之间的电路连通与信号采集，减少对线束的利用，从而电池盖完成密封后各部件都处在相对固定的位置上不会产生相对位移，避免了连接点脱离风险，且无需收容线束，对于电池内部安装空间的需求降低，整个安装过程快速便捷，提高了整体安装效率。

采用上述技术方案，对电池上的插座连接方式做了改进，取消线束连接，从而避免了来自导线的电磁干扰。通过金属薄片将插座的电流出入端汇流至金属薄片另一端，并通过金属薄片与线路板相连。插座的采集信号端通过PCB板以及设置在PCB板另一端的第一信号连接座实现与线路板的连接。整个过程无需用到线束，且各部件都是固定在电池盖上不会产生相对位移，也就避免了连接点脱离风险，提高电池的使用安全性能。插接的连接方式，可提高安装位点的准确性，提高电池装配的效率，并减少不良品的产生。

此外，通过金属薄片汇流，以及PCB板转接，整个连接方式占用电池箱内空间极小，增加了电芯模组的使用空间，也就增加了整个电池箱的能量比，即同样尺寸大小的电池箱，电池容量可以做到更大，电池性能得以提升。

根据本实用新型的一种实施方式，所述线路板上配置有电流连接座，所述金属薄片的一端与所述插座组的电流出入端相连，所述金属薄片的另一端与所述电流连接座相配合。

进一步的，所述电流连接座设于所述线路板的端部。

进一步的，所述金属薄片上远离所述插座组电流出入端的一端配置有安装孔；通过螺钉等与安装孔配合，可将所述金属薄片与所述电流连接座固定连接。

进一步的，所述电流连接座上也配置有安装孔金属薄片上的安装孔与电流连接座上的安装孔相配合，用以与螺钉等配合，保证连接紧密。

利用金属薄片良好的导电性能，能够避免插座与线路板之间接触不良，保证电池的使用性能。由于金属薄片具有一定的刚性，在使用过程中发生的形变量较小，所占用的电池内部空间小并且固定，有助于降低电池内部结构之间的干扰，保证电池使用的稳定性。

根据本实用新型的一种实施方式，所述插座组包括充电插座和放电插座。

根据本实用新型的一种实施方式，所述电池盖的上表面设有凹槽，所述电路板设于所述凹槽内，所述电路板的上方配置有辅助盖体。

相对于现有技术而言，本实用新型具有如下有益效果：

1. 改进了插座底部出线及连接方式，从而加大了电池箱内部空间利用率，使同样尺寸的电池箱可以做到更高的电池容量；

2. 取消线束加插接头的连接方式避免电池在使用过程中插接头的脱落风险；

3. 采用无线束设计，减少了因使用环境问题导致的线路老化风险问题；

4. 所有连接都在电池盖上完成，无线束缠绕风险，组装精度高，节省了组装工时。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例1的钠电池PACK结构的壳体的爆炸结构示意图；

图2为图1所示电池盖与电池槽的装配结构示意图；

图3为图2中A部的结构示意图；

图4为图1所示辅助盖体的结构示意图；

图5为图1所示电池盖的结构示意图；

图6为根据本实用新型实施例2的钠电池PACK结构中设于壳体内部的组件的装配结构示意图；

图7为图6所示壳体内部的组件的爆炸结构示意图；

图8为根据本实用新型实施例2的拼接式的紧固套筒的结构示意图；

图9为根据本实用新型实施例2的散热件的结构示意图；

图10为根据本实用新型实施例2的电芯模组与硅胶垫的装配结构示意图；

图11为根据本实用新型实施例3的辅助盖体与电路板的装配结构示意图；

图12为图11所示线路板的结构示意图；

图13为图11所示插座组与PCB板的装配结构示意图；

图14为根据本实用新型实施例3的汇流盘的结构示意图；

图15为根据本实用新型实施例3的汇流盘与电路板的装配结构示意图；

图16为根据本实用新型实施例3的汇流盘与电路板的另一角度的装配结构示意图；

图17为图16中B部的局部放大示意图。

附图标号：电池盖10；凹槽11；电池槽12；电芯模组13；电路板14；辅助盖体15；螺母柱16；连接凸台21；连接槽22；第一斜面23；第二斜面24；缺口25；延伸侧部26；连接平面27；支架本体31；卡扣结构32；限位件33；紧固套筒34；倒钩35；散热件41；硅胶垫42；线路板51；PCB板52；充电插座53；放电插座54；汇流盘55；第一集成座61；第二集成座62；第一信号连接座63；第二信号连接座64；电流连接座65；金属薄片66；安装孔67。

具体实施方式

以下结合具体实施方式和附图对本实用新型的技术方案作进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

图1~图5示意性的显示了根据本实用新型一实施方式的钠电池PACK结构，为双盖模式的箱体结构。如图所示，本装置包括电池盖10、电池槽12以及位于电池盖10与电池槽12之间的电芯模组13，其中电池盖10与电池槽12配合形成外部的壳体，电芯模组13与相关的组件配合设于壳体内。电池盖10的上表面配置有凹槽11，用于容纳电路板14；电路板14与电芯模组13电连接，凹槽11与辅助盖体15相配合，通过辅助盖体15能够将凹槽11封闭，从而避免电路板14暴露在电池箱体的外部。

电池盖10与电池槽12通过密封胶进行连接。具体的，电池槽12的上表面配置有连接凸台21，电池盖10的下表面配置有连接槽22，连接凸台21能够嵌入连接槽22内部。连接槽22的槽底配置有第一斜面23，第一斜面23具有由外向内逐渐靠近电池盖10上表面的倾斜方向。

电池槽12顶部上的、位于连接凸台21两侧的连接平面27位于同一水平高度；连接槽22上位于电池盖10外侧的延伸侧部26比连接槽22上位于电池盖10内侧的延伸侧部26略长。如此，当连接凸台21嵌入连接槽22内部时，位于电池盖10外侧的延伸侧部26与位于电池槽12外部的连接平面27抵接，而此时，位于电池盖10内部的延伸侧部26与位于电池槽12内部的连接平面27之间形成缺口25。连接槽22靠近电池盖10内部的一侧的槽口设有第二斜面24，第二斜面24由外向内逐渐远离电池盖10上表面的方向倾斜。

由此，在组装电池时，设于电池槽12顶端的连接凸台21插入电池盖10底端的连接槽22内，在连接凸台21伸入连接槽22的槽底时，在电池盖10的内部留有缺口25。在此过程中，涂布在电池盖10与电池槽12之间的密封胶因受挤压和摩擦而产生流动，多余的胶水会在连接槽22槽底的第一斜面23的引导下向电池箱体的内部方向流动，胶水量过多时，还可通过第二斜面24的引导从缺口25处流入电池槽12的内部，从而避免槽盖胶封固定时外侧漏胶的情况，提高电池外观的整洁度，并且保证组装结构的密封性，进而延长电池的使用寿命。

本实施例中，通过电池盖10与辅助盖体15的配合形成钠电池PACK结构的双盖模式。

具体的，辅助盖体15的下表面配置有多个螺母柱16，电路板14通过螺钉固定在辅助盖体15内侧壁上的螺母柱16上；电池盖10的上表面围绕凹槽11设置多个螺母柱16，辅助盖体15通过螺钉固定在电池盖10上表面的螺母柱16上。如此，电路板14收容在凹槽11空间内部，当电池在使用过程中电路板14发生故障时，可以拧开螺钉，取出辅助盖体15并将电路板14拆除，进行维修，无需破环整个电池的壳体，可以实现电池包的循环使用。

通过电池盖10上的凹槽11与辅助盖体15配合，将电路板14与电芯模组13分离，二者都处在各自的独立空间内，降低了相互间的干扰，使各自运行更加稳定，使用更加安全。

此外，辅助盖体15为金属材质或合金材质，一般可选用铝材。电路板14在工作过程中会产生热量，由于金属材质的辅助盖板具有良好的热传导性，可通过辅助盖体15提高电池表面的散热效率，提高热量向外扩散的效率，降低电池工作过程中的温度，提高电路板14的工作稳定性，延长使用寿命。必要时，辅助盖体15的下表面还可配置绝缘板，通过绝缘板与凹槽11内的电路板14相配合，防止发生漏电、短路等不良，提高安全性能。

实施例2

图6~图10示意性的显示了根据本实用新型另一实施方式的钠电池PACK结构，与实施例1的不同之处在于：

电芯模组13配置有紧固组件，紧固组件包括支架本体31和设于支架本体31外部的紧固套筒34。支架本体31为U型结构，两个支架本体31的开口端相对设置，电芯模组13设于两个支架本体31的内部。具体的，支架本体31的开口端配置有卡扣结构32，两个支架本体31通过卡扣结构32相扣合呈筒状结构，电芯模组13即设于这个筒状结构的内部。一般的，支架本体31可选用塑料材质加工而成，一方面能够减轻电池的总重，另一方面还具有绝缘性，降低漏电风险。

紧固套筒34为与电芯模组13以及支架本体31相匹配的筒状结构，选用铝材、铜材等金属材质加工而成。一般可设置为一体式结构或拼接结构。拼接式的紧固套筒34可设置两个相对的U型紧固件，在U型紧固件的开口端配置倒钩35，两个U型紧固件通过倒钩35扣合形成筒状结构。此安装方式更易于安装，操作方便，可提高安装效率。

支架本体31的外侧设有限位件33，限位件33与紧固套筒34相配合。装配时，当紧固套筒34达到预设位置后，通过限位件33对其进行限制，可避免紧固套筒34在使用过程发生位移，增加整体模组的稳定性。限位件33可为支架本体31的外表面设有限位凸棱或限位块或气体类似结构。并且，在支架本体31的外表面设置多组限位件33，装配时，紧固套筒34的边缘卡合在多组限位件33之间。

为了保证电芯性能，在组装时需要给电芯模组13一定的装配压力，传统的组装方式中，电芯模组13的装配压力由电池外壳提供，但随着循环次数的增加，电芯膨胀力超过外壳所能提供的压力，进而产生鼓包的现象，最终影响电池使用。通过两个互相配合的支架本体31对电芯模组13进行紧固，提供足够的装配压力，一方面可防止电芯模组13错位、偏移，保证电池使用效率，另一方面通过支架本体31的设置为电芯模组13提供装配压力，保证电芯模组13的性能，进而降低电池外壳或电池槽12的鼓包风险，保持电池包的密封性。在支架本体31的外围设置金属材质的紧固套筒34，可为电芯模组13提供稳定的装配压力，限制电芯模组13膨胀。紧固套筒34为金属材质，可快速吸收电芯模组13运作过程中产生的热量，并通过与电池槽12的热交换实现散热，提高电芯模组13的散热效率，避免使用过程中电池温度过高。

此外，电池槽12的底部设有散热件41，电芯模组13设于散热件41的上方；电池槽12的底部设有硅胶垫42，电芯模组13位于硅胶垫42的上方。散热件41可选用铝材、铜材等金属材质。由于电芯模组13为发热元器件，电池在充放电的过程中电芯模组13会产生热量，为保持电池最佳的工作状态，需将热量导出电池箱体外部，散热件41的设置有利于将电池内部热量导出并扩散到电池箱体的外部，进而改善电芯工作温度，使电池更好的在高温环境下使用，延长使用寿命。电芯模组13和散热件41之间通过硅胶垫42过渡达到导热、绝缘的效果，以保证散热效果，并提高电池的使用安全性。

为提高散热性能，散热件41配置有多个条状凸棱与多个条形开槽，多个条状凸棱与多个条形开槽交错间隔设置。如此，大幅扩大使得散热件41的表面积，进而提高散热件41的散热效果，更好的调节了电池箱体内的温度。另一方面，条状凸棱与条形开槽的设置可降低电池槽13底部的光滑度，在使用时提高摩擦力，有助于提高稳定性。

实施例3

图11~图17示意性的显示了根据本实用新型另一实施方式的高集成度的钠电池PACK结构，与实施例1的不同之处在于：

电路板14包括线路板51、PCB板52、插座组；插座组包括充电插座53和放电插座54。

电芯模组13配置有汇流盘55，汇流盘55与线路板51通过插接方式电连接；插座组的电流出入端与线路板51电连接；插座组的采集信号端通过PCB板52与线路板51相连。

具体的，汇流盘55上表面的中部配置有第一集成座61，用以电路连接和信号采集；PCB板52的一端与充电插座53或放电插座54相连，另一端配置有第一信号连接座63，用以信号采集与传输；插座组的电流出入端连接有金属薄片66，用以电路连接。线路板51下表面的中部设有第二集成座62，线路板51的端部设有第二信号连接座64，和电流连接座65。电池组装时，第一集成座61与第二集成座62插接配合；第一信号连接座63与第二信号连接座64插接配合；金属薄片66的一端与插座组的电流出入端相连，金属薄片66的另一端与电流连接座65相配合。

如此，通过第一集成座61与第二集成座62的插接方式实现汇流盘55与线路板51的连接，进而实现二者之间的电路连通与信号采集，减少对线束的利用，从而电池盖10完成密封后各部件都处在相对固定的位置上不会产生相对位移，避免了连接点脱离风险，且无需收容线束，对于电池内部安装空间的需求降低，整个安装过程快速便捷，提高了整体安装效率。

通过第一信号连接座63与金属薄片66的设置，对电池上的插座连接方式做了改进，取消线束连接，通过金属薄片66将插座的电流出入端汇流至金属薄片66另一端，并通过金属薄片66与线路板51相连。插座的采集信号端通过PCB板52以及设置在PCB板52另一端的第一信号连接座63实现与线路板51的连接。整个过程无需用到线束，且各部件都是固定在电池盖10上不会产生相对位移，也就避免了连接点脱离风险，提高电池的使用安全性能。插接的连接方式，可提高安装位点的准确性，提高电池装配的效率，并减少不良品的产生。

此外，通过金属薄片66汇流，以及PCB板52转接，整个连接方式占用电池箱内空间极小，增加了电芯模组13的使用空间，也就增加了整个电池箱的能量比，即同样尺寸大小的电池箱，电池容量可以做到更大，电池性能得以提升。

具体的，金属薄片66上远离插座组电流出入端的一端配置有安装孔67；通过螺钉等与安装孔67配合，可将金属薄片66与电流连接座65固定连接。更进一步的，电流连接座65上也配置有安装孔67；金属薄片66上的安装孔67与电流连接座65上的安装孔67对齐，并与螺钉等配合，保证连接紧密。

利用金属薄片66良好的导电性能，能够避免插座与线路板51之间接触不良，保证电池的使用性能。由于金属薄片66具有一定的刚性，在使用过程中发生的形变量较小，所占用的电池内部空间小并且固定，有助于降低电池内部结构之间的干扰，保证电池使用的稳定性。

本实施例中的钠电池PACK结构集成度高，改进了插座底部出线及连接方式，从而加大了电池箱内部空间利用率，使同样尺寸的电池箱可以做到更高的电池容量；取消线束加插接头的连接方式避免电池在使用过程中插接头的脱落风险，减少了因使用环境问题导致的线路老化风险问题；避免线束的使用，还可避免来自导线的电磁干扰，提高电池的使用效率；并且，组装时所有连接都在电池盖10上完成，最后封盖的同时也完成了最后的电芯模组13与保护板的连接，无线束缠绕风险，组装精度高，节省了组装工时。

本实用新型的操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知，在此不进行赘述。

以上的实施例对本实用新型的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上仅为本实用新型的具体实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高集成度的钠电池PACK结构，包括电池盖（10）、电池槽（12）、电路板（14）和电芯模组（13），所述电芯模组（13）位于所述电池盖（10）与所述电池槽（12）之间；其特征在于，

所述电路板（14）包括线路板（51）、PCB板（52）、插座组；

所述电芯模组（13）配置有汇流盘（55），所述汇流盘（55）与所述线路板（51）通过插接方式电连接；所述插座组的电流出入端通过金属薄片（66）与所述线路板（51）电连接；所述插座组的采集信号端通过所述PCB板（52）与所述线路板（51）相连。

2.根据权利要求1所述的高集成度的钠电池PACK结构，其特征在于，

所述汇流盘（55）上配置有第一集成座（61），用以电路连接和信号采集；所述线路板（51）配置有第二集成座（62），所述第一集成座（61）与所述第二集成座（62）插接配合。

3.根据权利要求1所述的高集成度的钠电池PACK结构，其特征在于，

所述PCB板（52）上配置有第一信号连接座（63），用以信号采集与传输；所述线路板（51）配置有第二信号连接座（64），所述第一信号连接座（63）与所述第二信号连接座（64）插接配合。

4.根据权利要求1所述的高集成度的钠电池PACK结构，其特征在于，

所述线路板（51）上配置有电流连接座（65），所述金属薄片（66）的一端与所述插座组的电流出入端相连，所述金属薄片（66）的另一端与所述电流连接座（65）相配合。

5.根据权利要求1所述的高集成度的钠电池PACK结构，其特征在于，

所述插座组包括充电插座（53）和放电插座（54）。

6.根据权利要求1所述的高集成度的钠电池PACK结构，其特征在于，

所述电池盖（10）的上表面设有凹槽（11），所述电路板（14）设于所述凹槽（11）内，所述电路板（14）的上方配置有辅助盖体（15）。