一种软包电池极耳、汇流排焊接结构及软包电池模组的制作方法

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种软包电池极耳、汇流排焊接结构及软包电池模组。

背景技术：

目前全球电动汽车发展迅速，常见的电动汽车一般选择锂离子电池作为其动力来源。由于单体电池容量有限，在作为动力和储能电池使用时，需要将多个单体电池通过串并联电连接和机械连接后构成电池模组。单体电池的串并联电连接通常是通过极耳与汇流排的连接实现的，主要包括两种方式：

一是螺栓连接，即极耳和汇流排上设有通孔，螺栓穿过通孔后将极耳与汇流排连接起来。如申请号为cn201821506684.2的中国专利文献公开了一种通用型软包电池模组，包括电芯单元、绝缘板、端板、绝缘底座、模组支架和模组螺栓，电芯单元包括上底座、下底座、软包电芯、汇流排、第二螺钉、极耳、金属卡座、散热片和端盖，所述极耳的上部下段呈弧折弯，上部上段折弯后通过第二螺钉与汇流排一起压接在金属卡座上。这种连接方式存在以下缺点：（1）螺栓间隔在极耳之间，因此需要手工逐个对电芯极耳进行折弯，难以实现自动化；（2）旋紧螺栓的过程较为费时，会限制生产效率；（3）需要在电芯高度方向上给螺栓预留位置，会增加模组的高度。

二是嵌入式连接，即极耳顶端嵌入汇流排的凹槽中，或者极耳顶端嵌入相邻两个汇流排之间，然后将极耳顶端与汇流排焊接在一起。如申请号为cn201721016222.8的中国专利文献公开了一种软包电芯模组焊接结构，包括汇流片和极耳，所述极耳插入到相邻两个汇流片的中间，所述极耳与汇流排之间通过焊接方式连接。这种连接方式存在以下缺点：（1）对极耳嵌入汇流排的精度以及极耳长度的一致性要求高；（2）焊接点面积小，焊接难度大，易造成虚焊和偏焊。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种软包电池极耳、汇流排焊接结构及软包电池模组。该软包电池极耳、汇流排焊接结构对极耳高度的一致性没有要求，极耳折弯过程中自动化程度高，焊接时容错性强，并能降低模组高度；该软包电池模组结构简单，体积较小，且安装时定位方便，生产效率高。

本实用新型的具体技术方案为：

一种软包电池极耳、汇流排焊接结构，包括第一电芯、第二电芯和汇流排，所述第一电芯和第二电芯上均设有正负极耳，所述汇流排上对应于极耳的位置设有极耳槽，所述极耳伸出汇流排的上端同向折弯。

本实用新型采用开口式汇流排代替现有技术中的螺栓连接或嵌入式连接。相较于螺栓连接而言，本实用新型的相邻极耳之间没有螺栓等零件挡位，又由于极耳伸出汇流排的上端同向折弯，因此可利用滚动压平工装将所有极耳折弯和压紧，能提高自动化程度和生产效率，且不需要在电芯高度方向上给螺栓预留位置，能降低模组高度，节省空间。相较于嵌入式连接而言，本实用新型中，对极耳高度的一致性没有要求，且极耳与汇流排之间的接触面积大，即可焊接面积大，容错性强，不易造成虚焊和偏焊。

作为优选，所述第一电芯的极耳与第二电芯的极耳同向折弯后有重叠区域。

在重叠区域焊接即可将第一电芯的极耳、第二电芯的极耳和汇流排上表面焊接在一起，而不需要经两次焊接分别将两个极耳焊接到汇流排上，因而能减少工序，缩短生产周期。

作为优选，所述重叠区域的靠近极耳折弯处设有焊接区，用于将第一电芯的极耳、第二电芯的极耳和汇流排上表面焊接在一起。

将焊接区设置在第一电芯的极耳与第二电芯的极耳重叠区域的靠近极耳折弯处，预留了补焊的位置，补焊工艺可直接在原有设备上进行，无需拆解或者返修模组。

一种采用上述极耳、汇流排焊接结构的软包电池模组，包括至少一个电池单元和至少两个汇流排，所述电池单元包括第一电芯、第二电芯、第一散热片、第二散热片和电芯支架；所述第一散热片、第一电芯、第二电芯和第二散热片依次贴合，所述第一电芯和第二电芯的正负极耳均位于电芯顶部；所述电芯支架设于第一散热片、第一电芯、第二电芯和第二散热片上方；所述电芯支架上对应于极耳的位置设有极耳开口；所述汇流排设于电芯支架上方，用于将同一电池单元内的第一电芯和第二电芯并联在一起，以及将不同电池单元串联或并联在一起。

本实用新型的软包电池模组结构简单，安装方便，且结构紧凑，占用空间小。模组装配时，将第一散热片、第一电芯、第二电芯和第二散热片依次粘贴在一起，此时第一电芯和第二电芯的极耳均竖直向上；再将电芯支架从上往下安装到第一散热片、第一电芯、第二电芯和第二散热片的上方，固定牢靠，并将极耳依次从电芯支架的极耳开口处伸出，即完成一个电池单元的装配。然后将各电池单元组装到一起，使一个电池单元的第二散热片与另一个电池单元的第一散热片相邻。而后根据串并联需要，将各汇流排安装到电芯支架上方的适当位置，并将极耳依次从汇流排的极耳槽处伸出。最后，将极耳伸出汇流排的上端向同一方向折弯并压紧，同一电池单元中两个电芯的正极耳有重叠，两个电芯的负极耳也有重叠，在这些重叠区域将极耳与汇流排焊接到一起，即完成电池模组的装配。

作为优选，所述汇流排上并排设有四个极耳槽。

极耳槽过多会增加汇流排的安装难度，安装过程中易压弯极耳。将第一个电池单元的两个正极耳穿过同一汇流排，将第一个电池单元的两个负极耳和第二个电池单元的两个正极耳穿过另一个汇流排，之后的电池单元都按此方式连接，最后一个电池单元的两个负极耳穿过同一汇流排，四个极耳槽的汇流排足以实现不限个数的电池单元的串联，以及各电池单元内部两个电芯的并联。此外，通过将两个电池单元的四个正极耳穿过同一汇流排，四个负极耳穿过另一个汇流排，四个极耳槽的汇流排可以实现两个电池单元的并联，以及各电池单元内部两个电芯的并联，若要实现更多的电池单元并联，则需增加汇流排上极耳槽的数量。

作为优选，所述汇流排相对的两侧边缘均设有卡扣槽，所述电芯支架顶面上对应于卡扣槽的位置设有卡扣，所述卡扣与卡扣槽匹配。

作为优选，所述第一散热片和第二散热片的顶部均设有自锁孔，所述电芯支架底面上对应于自锁孔的位置设有自锁扣，所述自锁扣与自锁孔匹配。

作为优选，所述电芯支架相对的两侧边缘分别设有凸棱和与凸棱匹配的凹槽，用于连接相邻电池单元的电芯支架。

通过卡扣和卡扣槽连接电芯支架与汇流排；通过自锁扣和自锁孔连接电芯支架与散热片；通过凸棱和凹槽连接相邻电池单元的电芯支架，防止相邻电池单元之间前后移位。相较于传统的螺栓、螺钉等连接件，这些连接结构不需要旋紧的过程，且便于安装时的定位，因而能有效提高模组装配效率，此外还兼具不易松动的优点，更能适应动力电池在汽车行驶过程中不断颠簸的工作环境。

作为优选，所述凸棱包括第一凸棱和第二凸棱，所述凹槽包括第一凹槽和第二凹槽；所述第一凸棱与第一凹槽匹配，且分别设于电芯支架相对的两侧边缘；所述第二凸棱与第二凹槽匹配，且分别设于电芯支架相对的两侧边缘；所述第一凸棱和第一凹槽均设于电芯支架侧面的两端，所述第二凸棱和第二凹槽均设于电芯支架侧面的中间。

第一凸棱和第二凸棱、第一凹槽和第二凹槽的设置能使相邻电池单元之间的连接更加稳固。

作为优选，所述第一凹槽不贯穿电芯支架，第一凹槽的开口位于电芯支架的侧面和顶面；所述第二凸棱为楔形；所述第一凹槽和第二凹槽分别设于电芯支架相对的两个侧面。

这种设计能防止汽车颠簸时，电池模组中的相邻电池单元在竖直方向上相对移动。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

（1）本实用新型的软包电池极耳、汇流排焊接结构，可使用工装自动化折弯极耳，提高自动化生产效率；

（2）本实用新型的软包电池极耳、汇流排焊接结构，能降低模组高度，节省空间；

（3）本实用新型的软包电池极耳、汇流排焊接结构，对极耳高度的一致性没有要求，且极耳与汇流排的焊接过程容错性强；

（4）本实用新型的软包电池模组，结构简单且连接不易松动，能降低模组重量和生产成本，提高市场竞争力；

（5）本实用新型的软包电池模组，安装时的定位方便，能有效提高模组装配效率，缩短生产周期；

（6）本实用新型的软包电池模组，结构紧凑，占用空间小。

附图说明

图1为本实用新型的电池模组中一个电池单元和汇流排的一种爆炸结构示意图；

图2为本实用新型的电池模组中一个电池单元和汇流排的一种俯视图；

图3为图2中a-a处的剖视图；

图4为本实用新型的极耳、汇流排焊接结构中的焊接区示意图；

图5为实施例1中电池模组的俯视图；

图6为实施例2中电池模组的俯视图.

附图标记为：第一电芯1，第二电芯2，汇流排3，极耳4，极耳槽5，焊接区6，第一散热片7，第二散热片8，电芯支架9，极耳开口10，卡扣槽11，卡扣12，自锁孔13，自锁扣14，第一凸棱15，第二凸棱16，第一凹槽17，第二凹槽18。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。在本实用新型中所涉及的装置、连接结构和方法，若无特指，均为本领域公知的装置、连接结构和方法。

实施例1

如图3所示，一种软包电池极耳、汇流排焊接结构，包括第一电芯1、第二电芯2和汇流排3，所述第一电芯1和第二电芯2上均设有正负极耳4，所述汇流排3上对应于极耳4的位置设有极耳槽5，所述极耳4伸出汇流排3的上端同向折弯。

如图4所示，所述第一电芯1的极耳4与第二电芯2的极耳4同向折弯后有重叠区域，该重叠区域的靠近极耳4折弯处设有焊接区6，用于将第一电芯1的极耳4、第二电芯2的极耳4和汇流排3上表面焊接在一起。

如图5所示，一种软包电池模组，采用了上述极耳、汇流排焊接结构，并包括五个电池单元和六个汇流排3。六个汇流排3中，其中两个上并排设有两个极耳槽5（双孔汇流排），另外四个上并排设有四个极耳槽5（四孔汇流排）。

如图1~图3所示，所述电池单元包括第一电芯1、第二电芯2、第一散热片7、第二散热片8和电芯支架9；所述第一散热片7、第一电芯1、第二电芯2和第二散热片8依次贴合，所述第一电芯1和第二电芯2的正负极耳4均位于电芯顶部；所述电芯支架9设于第一散热片7、第一电芯1、第二电芯2和第二散热片8上方；所述电芯支架9上对应于极耳4的位置设有极耳开口10；所述汇流排3设于电芯支架9上方，用于将同一电池单元内的第一电芯1和第二电芯2并联在一起，以及将不同电池单元串联或并联在一起。

如图1所示，汇流排3、电芯支架9、散热片之间通过以下方式连接：所述汇流排3相对的两侧边缘均设有卡扣槽11，所述电芯支架9顶面上对应于卡扣槽11的位置设有卡扣12，所述卡扣12与卡扣槽11匹配；所述第一散热片7和第二散热片8顶部的两端分别设有一个自锁孔13，顶部的中间设有两个自锁孔13，所述电芯支架9底面上对应于自锁孔13的位置设有自锁扣14，所述自锁扣14与自锁孔13匹配。电池模组中相邻两个电池单元之间通过以下方式连接：所述电芯支架9相对的两个侧面的两端分别设有第一凸棱15和第一凹槽17，这两个侧面的中间分别设有两个第二凸棱16和两个第二凹槽18；所述第一凹槽17不贯穿电芯支架9，第一凹槽17的开口位于电芯支架9的侧面和顶面；所述第二凸棱16为楔形；所述第一凹槽17和第二凹槽18分别设于电芯支架9相对的两个侧面。

该软包电池模组的组装过程如下：（1）装配电池单元：将第一散热片7、第一电芯1、第二电芯2和第二散热片8依次粘贴在一起，此时第一电芯1和第二电芯2的极耳4均竖直向上，其中三个电池单元中的电芯正负极位置与另外两个电池单元相反（即两种电池单元）；再将电芯支架9从上往下安装到第一散热片7、第一电芯1、第二电芯2和第二散热片8的上方，通过自锁扣14和自锁孔13将电芯支架9和散热片固定牢靠，并将极耳4依次从电芯支架9的极耳开口10处伸出，即完成一个电池单元的装配。（2）装配电池模组：将各电芯支架9上的凸棱与凹槽从水平方向接合，从而将各电池单元并排组装到一起，使一个电池单元的第二散热片8与另一个电池单元的第一散热片7相邻，两种电池单元间隔排列；而后将各汇流排3安装到电芯支架9上方的适当位置，通过卡扣12和卡扣槽11将两者固定牢靠，使第一个电池单元的两个正极耳分别穿过一个双孔汇流排上的两个极耳槽5，第n个电池单元的两个负极耳分别穿过一个四孔汇流排上的两个相邻极耳槽5，第n+1个电池单元的两个正极耳分别穿过该四孔汇流排上的另外两个相邻极耳槽5（n=1,2,3,4），第五个电池单元的两个负极耳分别穿过一个双孔汇流排上的两个极耳槽5，即实现五个电池单元的串联，以及各电池单元内部两个电芯的并联。（3）连接极耳4与汇流排3：利用滚动压平工装将极耳4伸出汇流排3的上端向同一方向折弯并压紧，此时同一电池单元中两个电芯的正极耳有重叠，两个电芯的负极耳也有重叠，激光设备自动识别这些重叠区域内的焊接区6，将极耳4与汇流排3焊接到一起，即完成电池模组的组装。

实施例2

本实施例与实施例1的不同在于，本实施例中，所述软包电池模组包括两个电池单元和两个四孔汇流排。组装过程中，装配电池单元时，两个电池单元中的电芯正负极位置相同。装配电池模组时，使第一个电池单元的两个正极耳分别穿过一个四孔汇流排上的两个相邻极耳槽5，第二个电池单元的两个正极耳分别穿过该四孔汇流排上的另外两个相邻极耳槽5；使第一个电池单元的两个负极耳分别穿过另一个四孔汇流排上的两个相邻极耳槽5，第二个电池单元的两个负极耳分别穿过该四孔汇流排上的另外两个相邻极耳槽5，即实现两个电池单元的并联，以及各电池单元内部两个电芯的并联。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围。