一种柔性电池组的制作方法

1.本实用新型涉及水下电气技术领域，尤其涉及一种柔性电池组。


背景技术：

2.随着各行各业对动力电池组的需求不断增加，动力电池的应用环境越来越复杂，使用者对动力电池的要求也越来越多样化。目前，动力电池组已广泛应用于水下滑翔机等水下设备中，为方便水下滑翔机内部部件的布局，减小体型或优化线型，减轻设备整体的重量，动力电池组越来越倾向于安装在机翼的夹缝中，并且机翼不再进行水密设计，因此，电池组需要直接承担来自海水深度带来的巨大压力。另外，由于机翼具有长、窄、扁的形状特征，水下设备在滑翔的过程中，受到水流的扰动，或为提供动力的需要，机翼往往存在一定的变形，这意味着装在机翼中的电池组也应当具有一定的柔性，从而能够适应机翼的弯曲和变形，避免影响水下滑翔机的运动。
3.现有技术中的柔性电池组通常将若干电池单体进行电连接，再连接后的电池组整体包裹在柔性层中，可发生一定程度的弯曲和变形，但无法安装在不进行水密设计的机翼中，不能承受巨大的水下压力。
4.因此亟需提出一种具有一定柔性，并且能够承受深水压力的电池组来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的一个目的在于，提供一种柔性电池组，该电池组能够承受深水压力，具有良好的密封性，并且具有一定的柔性，可弯曲变形。
6.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种柔性电池组，包括至少两个电池模块，每个所述电池模块包括壳体和电池单体，所述壳体的内部填充有包覆所述电池单体的灌封胶，所述电池单体设置在所述壳体的内部，相邻的两个所述电池模块之间设置有柔性连接件，所述柔性连接件用于为两个所述电池模块提供弹性连接。
8.可选地，所述电池模块还包括固定件，所述固定件固封于所述灌封胶内，所述柔性连接件能够与所述固定件固定连接。
9.可选地，所述固定件具有防脱部，所述防脱部为设置在固定件表面的凹陷或凸起。
10.可选地，还包括螺钉，所述固定件上设置有螺纹孔，所述壳体上设置有第一通孔，所述柔性连接件上设置有第二通孔，所述螺钉从所述壳体的外部依次穿过所述第二通孔、所述第一通孔和所述螺纹孔将所述柔性连接件和所述固定件固定连接。
11.可选地，所述柔性连接件包括连接段和主体段，所述连接段和所述主体段呈角度连接，所述连接段贴合于所述壳体的外壁，所述第二通孔设置在所述连接段上。
12.可选地，相邻两个所述电池模块之间设有多个所述柔性连接件，多个所述柔性连接件沿所述壳体的中轴线对称且平行设置。
13.可选地，所述柔性连接件为金属弹片。
14.可选地，相邻所述电池单体通过水密电缆电气连接。
15.可选地，每个所述电池模块的正极和负极分别设置于电池模块的两端中心位置，连接相邻两个所述电池模块的所述水密电缆与所述壳体的中轴线重合。
16.可选地，所述电池单体为软包电池。
17.有益效果：
18.本实用新型提供的一种柔性电池组，通过在电池壳体内填充灌封胶，灌封胶包覆在电池单体外部，具有密封性，且能够承受水下近百兆帕的压力，能够应用于水下6000米的深度，相邻电池之间采用柔性连接件弹性连接，具有足够的连接强度，能够适应安装环境的弯曲和变形，可应用于需要电池组发生形变的场所。
附图说明
19.图1是本实用新型提供的电池组的主视图；
20.图2是本实用新型提供的电池组的局部结构示意图；
21.图3是本实用新型提供的电池组的结构示意图。
22.图中：
23.100、电池模块；110、壳体；120、电池单体；130、灌封胶；140、固定件；141、防脱部；150、电池管理系统；200、螺钉；300、柔性连接件；400、水密电缆。
具体实施方式
24.下面将结合附图对本实用新型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做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。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始
至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
28.图1所示为本实施例中电池组的结构示意图。该电池组包括至少两个电池模块100，图示中为三个，在其他实施例中，电池模块100的数量可以根据实际所需的电压或电池容量进行设置。每个电池模块100包括壳体110和设置在壳体110内部的电池单体120，壳体110的内部填充灌封胶130，电池单体120被包覆在灌封胶130中。相邻的两个电池模块100之间设置有柔性连接件300，柔性连接件300两端分别连接有电池模块100，用于为两个电池模块100提供弹性连接。
29.上述电池组在电池单体120外部包覆灌封胶130，能够防止壳体110在深水高压力环境下因壳体110强度不够导致电池单体120变形或进水，增加了电池模块100的承压能力，使其能够承受水下近百兆帕的压力，从而能够应用于深水环境而不造成电池单体120的损坏。相邻的电池模块100之间采用柔性连接件300连接，能够适应一定的弯曲和变形，尤其适用于需要电池组发生形变的深水环境中。
30.继续参见图1，本实施例中，壳体110为长方体结构，采用不锈钢制成，壳体110厚度为0.3mm，壳体110用于灌封胶130的成型，同时对灌封胶130起到支撑以及防护的作用。壳体110上设置有灌胶口，用于向壳体内填充灌封胶130。由于灌封胶130具有耐压和防水的性能，壳体110可不做密封处理。根据实际需求，对壳体110的材质及厚度不做具体限定，可以为金属材质，也可以为复合材料，为保证壳体110具有足够的强度，在高压条件下不易破裂损坏，壳体110材质密度可以为0.2g/cm
3-8.0g/cm3，厚度可以为0.1mm-5.0mm，其尺寸可根据实际安装空间和电池单体120的体积进行设置。
31.进一步地，在一个实施例中，电池单体120可以为软包电池，软包电池的铝塑膜具有一定的延展性，能够承受一定的压力和变形，应用于深水环境时安全性强，而且铝塑膜封装相较于硬壳减轻了包装材料的重量，同时省去了很多硬壳必须的构件，同等重量下的软包电池相对硬壳电池能够节约20％以上的空间，利于实现整体结构的轻量化和小型化。可选地，电池模块100还包括设置在壳体110内部的电池管理系统150，电池管理系统150能够对电池模块100的电气连接起到监控和保护的作用，避免电池过放电、过充电、过温度等异常现象发生。
32.可选地，灌封胶130可以为环氧树脂双组份密封胶，该胶体能够起到密封防水的作用，并且能够直接承受深海带来的巨大压力，保证电池模块100结构完整，不易发生龟裂等不良现象。固化后的灌封胶130和壳体110之间形成粘接和机械连接的双重连接关系，同时灌封胶130能够对电池单体120在大电流充放电过程中产生的热量进行快速传导，保证电路连接可靠。在其他实施例中，灌封胶130也可以是其他耐压防水材料。
33.进一步地，电池模块100还包括固定件140，固定件140固封于灌封胶130内，柔性连接件300能够和固定件140固定连接。固定件140的作用是连接柔性连接件300和电池模块100，在灌胶时，采用壳体110外部的工装对固定件140进行定位，再向壳体110内部灌装灌封胶130，使其和电池模块100形成一体，从而便于模块化生产，同时方便后续电池组的组装和拆卸工作。
34.可选地，该电池组还包括螺钉200，相应地，固定件140上设置有螺纹孔，壳体110上
设置有第一通孔，柔性连接件300上设置有第二通孔，螺钉200从壳体110外部依次穿过第二通孔、第一通孔，再拧入螺纹孔中，从而实现柔性连接件300和固定件140的固定连接。采用固定件140和螺钉200辅助柔性连接件300和电池模块100的连接的方式，固定件140封装于灌封胶130，螺钉200从壳体110外部连接柔性连接件300和电池模块100，这种结构设计可以使每个电池组中的电池模块100相互独立，在进行电池模块100的组装或拆卸时，只需拧紧或拧松壳体110外部的螺钉200即可，不必打开或破坏壳体110、灌封胶130等部件，利于电池模块100的批量化生产，方便使用者根据实际需要调整电池模块100的数量，相较于现有技术中，在电池组整体封装在柔性层内的结构，本实施例能够避免电池组无法调整电池模块100数量的问题。在其他实施例中，固定件140也可以为螺栓，螺栓的头部固封于灌封胶130内，杆部从壳体110上的第一通孔穿出壳体110，用于和柔性连接件300螺纹连接。由图2可以看出，本实施例中的固定件140为方形块，当然，固定件140也可以为带螺纹孔的柱形结构或其他结构形式。
35.继续参见图2，固定件140上设置有防脱部141。本实施例中，防脱部141为设置在固定件140表面上的凹陷，灌封胶130填充到凹陷中，通过增加灌封胶130和固定件140的接触面积，从而增加固定件140在灌封胶130内的稳固性，填充到凹陷处的灌封胶130也能够起到防止固定件140移位或在运动过程中发生晃动的作用，避免柔性连接件和固定件140连接不可靠。在本实施例中，凹陷设置在固定件140相对的两个侧面上，在其他实施例中，防脱部141也可以为设置在固定件140表面的凸起或在侧面开设的凹槽等，只要是能够增加灌封胶130与固定件140的接触面积，起到防止固定件140移位或晃动的结构形式均在本技术的保护范围之内。
36.可选地，如图3所示，柔性连接件300包括连接段和主体段，第二通孔设置在连接段上，连接段和主体段呈角度连接，连接段和壳体110的外壁贴合，方便进行螺纹连接，保证固定件140与柔性连接件300连接可靠。
37.在本实施例中，在相邻的两个电池模块100之间设置多个柔性连接件300，多个柔性连接件300沿壳体110的中轴线对称且平行设置。将柔性连接件300关于壳体110的中轴线对称布局，能够保证整体结构受力均衡。示例性地，柔性连接件300的数量可以为两个、四个或六个等，其数量根据具体需要设置，在此不做限制。
38.进一步地，柔性连接件300既有一定的连接强度，又能发生变形，载荷去除后，变形可恢复，柔性连接件300可以为金属弹片，例如弹簧钢片。弹簧钢片具有优良的综合性能，能够为两个电池模块100之间提供柔性连接，从而适应一定程度的弯曲和变形，并且有足够的连接强度，在规定的范围之内，弹性变形的能力使其能够承受一定的载荷，在载荷去除之后不会出现永久变形。每个弹簧钢片水平段的厚度在0.1mm-3mm之间，示例性地，可以为1mm，2mm或3mm；宽度在5mm-20mm之间，示例性地，可以为5mm，10mm，15mm或20mm；长度不小于10mm，示例性地，可以为10mm，25mm或50mm。可以理解地，弹簧钢片的长度、宽度和厚度将影响其在长度方向的变形量，其尺寸应当根据电池模块100的体积、重量和工作环境等条件进行设置。当然，柔性连接件300也可以为其他具有一定柔性和强度的连接构件。
39.可选地，相邻电池单体120通过水密电缆400电气连接。为使水密电缆400能够穿出壳体110与其他电池模块100相连，壳体110的侧壁上开设有第三通孔，水密电缆400未与电池单体120连接的一端通过第三通孔穿出壳体110用于将电池模块100电气连接。水密电缆
400内部具有可以将两个电池模块100电气连接的导体，外部设置有绝缘、防水、耐压的防护层，能够用于深水环境，并且具有耐磨、耐腐蚀、高弹性抗弯曲、抗撕裂、耐老化等优点，使用寿命长。本实施例中，电池组由多个电池模块100串联形成，一个电池模块100的正极和另一个电池模块100的负极通过壳体110外部的水密电缆400短接，连接处采用硫化工艺对其进行水密处理。将电池模块100沿其长度方向排列成行，能够适用于长、扁、窄的安装空间。在其他实施例中，电池模块100也可以根据实际需要进行并联或采用其他元器件将电池模块100电气连接等，在此，不对其进行详细说明。
40.可选地，每个所述电池模块100的正极和负极分别设置于电池模块100的两端中心位置，连接相邻两个电池模块100的水密电缆400与壳体110的中轴线重合。采用这种连接方式，将电池模块100和水密电缆400布置在一条直线上，结构紧凑，能够为空间利用最大化提供优势。当然，在其他实施例中，水密电缆400的位置可以根据电池组的安装空间进行设计。
41.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。