专利名称：一种多层结构的电池包的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种有防撞安全保护结构的电池包，特别是防止电动车辆被撞或撞车时起火和避免电池爆炸的电池包。
背景技术：
目前，电动车辆安全性能低。尤其突出的是“2012年5月26日，比亚迪出租车被碰撞后的起火事件”。其起因是多方面的，但是对于极端条件下的安全设计，应该成为一个被人重视的问题。我们用血的教训，得知当电动车辆发生严重车祸时，人员可能被撞击伤害，同时还可能因为次生火灾和爆炸被夺去生命。
然而，经过检索，防止电动车辆在被撞等极端情况下，能有效阻止或避免因电池引发的次生灾害的安全技术很少。少数技术如200920129723.6所述的一种电池包防撞系统。存在不能瞬间断电，不能区分轻微碰撞和严重碰撞，使用炸药，不能保证电动车在极端条件下，爆破系统是否可稳定发挥作用等弱点。
发明内容
本发明其目的就在于提供一种多层结构的电池包。解决电动车辆在高速被撞或高速撞车等“极端条件下”，在车体可能发生严重变形或高速撞车引发内部严重零件碰撞等条件下，在强大外力作用下或在其它应急处理装置作用下，尽量减小或及时排除电池包作为主要危险源的作用，减少电池包因为受压变形或严重冲撞引发爆炸或起火的问题。实现上述目的而采取的技术方案:一种多层结构的电池包，由两个或多个单层电池组组成，其特征在于:两个单层电池组或多个单层电池组通过至少两组或多组上下匹配的金属挂钩及与金属挂钩配套销子，实现物理固接和电连接；每个单层电池组和单层电池组之间固接后，存有一定的尺度的物理空间，。所述的与金属挂钩配套销子都固接在一个或多个(组合在一起的)刚性框架上；配套销子是金属导电材质，其横截面(至少一部分)与金属挂钩侧面预留的缺口形状匹配；刚性框架除销子外均为非导电材质(这也是防止将来短路而设计)；刚性框架外框形状与单层电池组匹配(如都是等尺寸的长方形。)。所述的单层电池组与单层电池组的层层之间可放置与金属挂钩空间布局匹配的防火毯或防火毯类材料。(防火毯尺寸与单层电池组相匹配，在有金属挂钩处留有孔洞，便于金属挂钩穿过。)
所述的在带有销子构造的框架，有(脆性材质的)可碎保险插杆配合框架使用。(使用上留有空间被撞出，导致全部销子脱出的空间。)(当带有销子构造的框架受到超过预设力量的定向撞击时，刚性框架将冲破可碎保险插杆，发生定向位移，带动全部销子脱出金属挂钩组，导致电池包的该层电池组物理脱离和电连接的客观切断。)
所述的上下匹配的金属挂钩固定在某个基板上或固接在单层电池组的外壳上，部分或全部金属挂钩作为电力输出输入的电极与单层电池组内的电池实现电连接。
所述的金属挂钩是侧面开口结构。所述的金属挂钩，横截面的形状包括但不限于是方形、多角形、半椭圆形、梯形；所述的金属挂钩横截面的面积可随不同高度而不同。所述的金属挂钩空间布局可以与单层电池组的电极数量和位置不匹配；金属挂钩的数量应该小于单层电池组的电极数量。所述的单层电池组由外壳和多个电池单体构成，电池单体可以为一层排列或多层紧密排列，外壳可以是一个或是多个外壳彼此固接组成的。(内部可以根据需要实现电连接)。
所述的金属挂钩空间布局是两端为正电极金属挂钩和负电极金属挂钩，中间为不导电金属挂钩。
整个过程是:当电动车辆被撞时，巨大的冲击力将触发和推动与所述多层结构的电池包配套的切割系统，切割系统将外力推动刚性框架水平移动，撞破可碎保险插杆，带动销子从金属挂钩侧面预留的缺口脱出，实现单层电池组的彼此的快速的物理分离。减小或及时排除电池包作为主要危险源的作用，减少电池包因为受压变形或严重冲撞引发爆炸或起火的问题。其核心在于，撞破可碎保险插杆，带动销子从金属挂钩侧面预留的缺口脱出，其坏损进程可始终领先于碰撞破坏发生的进程，实现了很好的提前防火防爆炸的目的，可将碰撞电动车辆的次生灾害发生的概率压缩到最低，次生灾害发生的程度减到最低。
本发明的有益效果是:在电动车辆发生严重碰撞时，预设的破坏装置，可将撞击产生的破坏能量直接利用于对多层电池包的破坏；产生先于碰撞破坏发生的进程，该过程能实时切断电源、破坏电池包的完整性，丢弃部分电池包。可最大程度的将碰撞电动车辆的次生灾害发生的概率压缩到最低，次生灾害发生的程度减到最低，起到保护人员安全的作用。
下面结合具体实施例的附图做进一步说明 图1是某种电池包的单个电池组(单层电池组)的结构分解示意图。图2有两个单层电池组组成的多层结构的电池包的结构分解示意图。图3有三个单层电池组组成的多层结构的电池包的结构简化分解示意图。图4刚性框架结构俯视简化示意图。图5是某种形式的单层电池组的整体结构分解示意图。其中，101电池，102电池连接片，103极柱保护套，104顶盖，105封口压条，106框
架，107电池包管理盒和，108固定螺钉，21单层电池组，22金属挂钩，23预留的缺口中，31销子，32可碎保险插杆，34单层电池组，41刚性框架，43绝缘材料，44加强筋，51电芯组、52右保护外壳、53保护底板；54左保护外壳、55保护顶盖，
具体实施方式
如图1所示，整个结构由一组电池101，一组电池连接片102，一个框架106，一个封口压条105，一个顶盖104，两个极柱保护套103，两个电池包管理盒107和18个M5固定螺钉108以及电压采样线束和温度传感器及其线束组成。
如图2、图3，所述的是有三个单层电池组21组成的多层结构的电池包；每个单层电池组21有多组如图1所示的电池组组成；每个单层电池组21之间有三组金属挂钩22由销子31固定的销接固定；其金属挂钩22空间布局是:两端为正电极金属挂钩22和负电极金属挂钩22，中间为不导电金属挂钩22。图3所示意的，单层电池组21 —二层之间是销子31未进入金属挂钩22侧面预留的缺口 23中状态，单层电池组21 二三层之间是销子31已进入金属挂钩22侧面预留的缺口 23中状态，属于完成了销接固定的状态。如图4，所述的是刚性框架结构俯视简化示意图。刚性框架41上固定有销子31，为了增加强度，增设有加强筋44，销子31与刚性框架41之间有绝缘材料43固接。由图3可知，刚性框架41水平一拉，销子31可固定到金属挂钩22侧面预留的缺口 23中，最后定位插接可碎保险插杆32，完成悬挂固接。当紧急情况出现，外力推动刚性框架41水平移动，撞破可碎保险插杆32，带动销子31从金属挂钩22侧面预留的缺口 23脱出，而导致单层电池组21的彼此的快速的物理分离。即切断电池包的电流，又可丢弃部分电池包。减少了次生灾害的发生。如图5，某型号的单层电池组34包括电芯组51、左保护外壳54、右保护外壳52、保护顶盖55和保护底板53 ;电芯组51位于左保护外壳54、右保护外壳52、保护顶盖55及保护底板53之间，以达到保护电芯组51的目的。本例中，上下两组单体电芯串联后并联组成电芯组51，左保护外壳54与右保护外壳52包裹电芯组51，保护顶盖55和保护底板53对其进行上下封装，形 成单层电池组21。
权利要求
1.一种多层结构的电池包，由两个或多个单层电池组(21)组成，其特征在于:两个单层电池组(21)或多个单层电池组(21)通过至少两组或多组上下匹配的金属挂钩(22)及与金属挂钩(22)配套销子(31)，实现物理固接和电连接；每个单层电池组(21)和单层电池组(21)之间固接后，存有一定的尺度的物理空间。
2.如权利要求1所述的多层结构的电池包，其特征在于:所述的与金属挂钩(22)配套销子(31)都固接在一个或多个刚性框架(41)上；配套销子(31)是金属导电材质，其横截面与金属挂钩(22)侧面预留的缺口(23)形状匹配；刚性框架(41)除销子(31)外均为非导电材质；刚性框架(41)外框形状与单层电池组(21)匹配。
3.如权利要求1所述的多层结构的电池包，其特征在于:所述的单层电池组(21)与单层电池组(21)的层层之间可放置与金属挂钩(22)空间布局匹配的防火毯或防火毯类材料。
4.如权利要求1所述的多层结构的电池包，其特征在于:所述的在带有销子(31)构造的框架(41)，有可碎保险插杆(32)配合框架(41)使用。
5.如权利要求1所述的多层结构的电池包，其特征在于:所述的上下匹配的金属挂钩(22)固定在某个基板上或固接在单层电池组的 外壳上，部分或全部金属挂钩(22)作为电力输出输入的电极与单层电池组内的电池实现电连接。
6.如权利要求1所述的多层结构的电池包，其特征在于:所述的金属挂钩(22)是侧面开口结构。
7.如权利要求1所述的多层结构的电池包，其特征在于:所述的金属挂钩(22)，横截面的形状包括但不限于是方形、多角形、半椭圆形、梯形；所述的金属挂钩(22)横截面的面积可随不同高度而不同。
8.如权利要求1所述的多层结构的电池包，其特征在于:所述的金属挂钩(22)空间布局可以与单层电池组(21)的电极数量和位置不匹配。
9.如权利要求1所述的多层结构的电池包，其特征在于:所述的单层电池组(21)由外壳和多个电池单体(51)构成，电池单体(51)可以为一层排列或多层紧密排列，外壳可以是一个或是多个外壳彼此固接组成的。
10.如权利要求1所述的多层结构的电池包，其特征在于:所述的金属挂钩(22)空间布局是两端为正电极金属挂钩(22)和负电极金属挂钩(22)，中间为不导电金属挂钩(22)。
全文摘要
本发明涉及一种有防撞安全保护结构的电池包，特别是防止电动车辆被撞或撞车时起火和避免电池爆炸的电池包。本发明所述的多层结构的电池包，由两个或多个单层电池组组成，其特征在于两个单层电池组或多个单层电池组通过至少两组或多组上下匹配的金属挂钩及与金属挂钩配套销子，实现物理固接和电连接。当电动车辆被撞时，巨大的冲击力将触发和推动与多层结构的电池包配套的切割系统，撞破可碎保险插杆，带动销子从金属挂钩侧面预留的缺口脱出，其坏损进程可始终领先于碰撞破坏发生的进程，实现了很好的提前防火防爆炸的目的，可将碰撞电动车辆的次生灾害发生的概率压缩到最低，次生灾害发生的程度减到最低。
文档编号H01M2/10GK103219480SQ201310083489
公开日2013年7月24日 申请日期2013年3月16日 优先权日2013年3月16日
发明者张国柱 申请人:张国柱