一种圆柱形锂电池模组结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种圆柱形锂电池模组结构设计。
【背景技术】
[0002]目前国内乃至全球范围内的锂动力电池组的电芯，按主体形状主要分为方形和圆柱形。一些国际主流的锂电池厂家在锂电池模组的结构设计中，尤其是小型圆柱电芯的成组设计中，往往采用一种免维护的大模组设计，将几百个甚至上千个圆柱电芯用焊接或胶粘的连接方式并联或串联在一起。这种电池组一旦在使用中出现问题，将对整个电池组进行更换，更换的形式可分为快换和普通的拆装式。不管采用哪种更换形式，这种大模组结构和连接形式对电芯的一致性要求很高，否则整体更换的成本还是比较高昂。
[0003]但目前国内锂电池成组后的电芯的一致性，难于保证，这也直接影响了锂电池组的寿命，在不维护的情况下，成组后的锂电池很难保证较长的寿命。鉴于此，设计一种大小合适的模组结构，既能保证串并联的可靠连接要求，又能方便地进行快速生产装配和售后维护，变得很有必要。本实用新型正是基于这种现状，设计的一种圆柱形锂电池的模组结构。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于:结合圆柱形电芯的尺寸稳定好，但不易完全固定的结构特点，充分考虑到模组成组后的性能表现，装配及售后维护的便利，提供一种具有良好的抗振和过流能力，同时易于生产和维护的圆柱形锂电池模组结构。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0006]一种圆柱形锂电池模组结构，包括:左、右侧盖、护盖以及左、右侧绝缘板，所述的左、右侧盖之间设有若干成组的圆柱形电芯，所述的左、右侧盖设有相应的安装孔，紧固件通过安装孔将左、右侧盖和圆柱形电芯固定在一起，所述的左、右侧绝缘板分别固定在左、右侧盖上，所述的护盖固定于左、右侧盖的顶部的凹槽中。
[0007]进一步地，模组中的圆柱形电芯之间均为并联，通过圆柱形电芯极柱与铜片进行焊接并联，铜片的极耳通过螺栓组合件固定于左、右侧盖的顶部，所述的焊接方式为储能焊接或激光焊接。
[0008]进一步地，每组圆柱形电芯呈竖直方向一字排列，相邻圆柱形电芯之间呈相切关系且相邻两列圆柱形电芯之间保持2-3mm间隙。
[0009]进一步地，所述护盖采用卡扣固定于左、右侧盖的顶部，所述的左、右绝缘板通过铆钉分别固定到左、右侧盖上。
[0010]进一步地，所述的左、右侧盖分别相应设置放置圆柱形电芯的圆弧形槽，所述的左、右侧盖四周均设有相对应的安装孔，所述的紧固件为螺杆和嵌入式螺母，螺杆穿过左侧盖的安装孔与设置在右侧盖安装孔中的嵌入式螺母配合，并拧紧，所述的嵌入式螺母嵌入安装孔中的方式包括超声波焊接、注塑以及热熔；所述的螺杆上套设有护套。
[0011]进一步地，所述左、右侧盖内部均布有弧形筋。
[0012]进一步地，所述的铜片上设有孔位和U型槽，所述的孔位与左、右侧盖上的圆柱进行配合定位，所述的U型槽与圆柱形电芯的极柱对齐。
[0013]进一步地，所述的左、右侧盖、护盖、护套、铆钉以及左、右绝缘板的材料为阻燃塑胶或者陶瓷或者金属且内部设有绝缘涂覆层，所述的绝缘涂覆层为环氧树脂漆，所述的嵌入式螺母和螺杆的材料为不锈钢或者黄铜。
[0014]本实用新型具有如下优点:
[0015](I)、本实用新型利用了圆柱形锂电池结构尺寸稳定的特点，利用模组的左、右侧盖及内部的圆弧形槽实现圆柱形电芯的水平的固定，大面积的焊接铜片在连接的同时防止了圆柱形电芯的转动；
[0016](2)整体通过左侧盖和右侧盖实现对圆柱形锂电池的水平方向固定，以及采用四根螺杆与四个嵌入式螺母配合提供拉紧并配合护套的框架结构，连接可靠，抗震动能力强；
[0017](3)最终将模组的总正负极引至模组的顶面凹槽中进行螺纹固定，这一设计使得模组间的串并联变得易于装配和拆卸。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型结构整体示意图；
[0019]图2为本实用新型结构分解示意图；
[0020]图3为铜片的结构示意图；
[0021]图4为左侧盖的结构示意图；
[0022]图5为本实用新型结构电芯排布的立体图；
[0023]图6为本实用新型结构电芯排布的截面图；
[0024]图7为本实用新型结构铜片安装图；
[0025]图8为本实用新型结构绝缘防护图。
【具体实施方式】
[0026]如图1?4所示，一种圆柱形锂电池模组结构，包括有模组左侧盖1、右侧盖2，护盖3，铜片4，左、右侧绝缘板5、12，铆钉6，嵌入式螺母7，护套8，螺杆9，螺栓组合件10，圆柱形电芯11。
[0027]如图5所示，装配模组时，先将电芯依次插入左侧盖I的圆弧形槽中，插入后，其截面如图6，合上右侧盖2，其中右侧盖2的安装孔中有嵌入式螺母7，嵌入式螺母7的嵌入方式包括超声波焊接、注塑以及热熔。将四根螺杆9，穿过左侧盖I中的安装孔与右侧盖2安装孔中的嵌入式螺母7配合，并拧紧。
[0028]如图7所示，将组装好的圆柱形电芯利用铜片4进行焊接并联，焊接之前可先利用左、右侧盖1、2上的圆柱101和铜片4上的孔位401进行配合定位，之后再检查铜片4上U型槽402中心位置与圆柱形电芯11的极柱对齐。焊接完成后，将铜片4的极耳通过螺栓组合件10固定于左、右侧盖1、2的顶部。
[0029]如图8所示，利用左、右侧盖1、2上的卡勾102与护盖3上的卡槽301进行卡扣配合固定在一起。利用铆钉6和左、右绝缘板5、12上的通孔501，将左、右侧绝缘板5、12固定于左、右侧盖1、2上。至此，模组装配完成，同时在左、右侧盖1、2中预留了沟槽103和通孔104，便于模组间的串并联和固定。
[0030]实际圆柱形锂电池模组结构中，一个模组为一串，其中的圆柱形电芯11均为并联，两个铜片4分别为模组的正、负极，正、负极耳最终通过螺栓组合件10固定于左、右侧盖
1、2顶端的凹槽中，使得模组可独立使用也可方便地进行串联成组。
[0031]优选地，所述的螺杆9上设有护套8，护套8起到绝缘防护和限位的作用。
[0032]优选地，每组圆柱形电芯11呈竖直方向一字排列，相邻圆柱形电芯11之间呈相切关系且相邻两列圆柱形电芯11之间保持2-3mm间隙，这样做能保证模组左右对称，易于制作，中间间隙利于散热。
[0033]优选地，所述左、右侧盖1、2内部均布有弧形筋，不仅提高模组强度，而且为圆柱形锂电池组提供散热风道。
[0034]优选地，所述的左、右侧盖1、2、护盖3、护套8、铆钉6以及左、右绝缘板5、12的材料为阻燃塑胶或者陶瓷或者金属且内部设有绝缘涂覆层，所述的绝缘涂覆层为环氧树脂漆，所述的嵌入式螺母7和螺杆9的材料为不锈钢或者黄铜。
[0035]以上内容仅仅是对本实用新型的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种圆柱形锂电池模组结构，其特征在于，包括:左、右侧盖(1、2)、护盖(3)以及左、右侧绝缘板(5、12)，所述的左、右侧盖(1、2)之间设有若干成组的圆柱形电芯(11)，所述的左、右侧盖(1、2)设有相应的安装孔，紧固件通过安装孔将左、右侧盖(1、2)和圆柱形电芯(11)固定在一起，所述的左、右侧绝缘板(5、12)分别固定在左、右侧盖(1、2)上，所述的护盖(3)固定于左、右侧盖(1、2)的顶部的凹槽中。2.根据权利要求1所述的圆柱形锂电池模组结构，其特征在于，模组中的圆柱形电芯(11)之间均为并联，通过圆柱形电芯(11)极柱与铜片⑷进行焊接并联，铜片⑷的极耳通过螺栓组合件(10)固定于左、右侧盖(1、2)的顶部。3.根据权利要求2所述的圆柱形锂电池模组结构，其特征在于，所述的焊接方式为储能焊接或激光焊接。4.根据权利要求1或2所述的圆柱形锂电池模组结构，其特征在于，每组圆柱形电芯(11)呈竖直方向一字排列，相邻圆柱形电芯(11)之间呈相切关系且相邻两列圆柱形电芯(11)之间保持2-3mm间隙。5.根据权利要求1所述的圆柱形锂电池模组结构，其特征在于，所述护盖(3)采用卡扣固定于左、右侧盖(1、2)的顶部，所述的左、右绝缘板(5、12)通过铆钉(6)分别固定到左、右侧盖(1、2)上。6.根据权利要求5所述的圆柱形锂电池模组结构，其特征在于，所述的左、右侧盖(1、2)分别相应设置放置圆柱形电芯(11)的圆弧形槽，所述的左、右侧盖(1、2)四周均设有相对应的安装孔，所述的紧固件为螺杆(9)和嵌入式螺母(7)，螺杆(9)穿过左侧盖(I)的安装孔与设置在右侧盖(2)安装孔中的嵌入式螺母(7)配合，并拧紧；所述的螺杆(9)上套设有护套⑶。7.根据权利要求6所述的圆柱形锂电池模组结构，其特征在于，所述的嵌入式螺母(7)嵌入安装孔中的方式包括超声波焊接、注塑以及热熔。8.根据权利要求1所述的圆柱形锂电池模组结构，其特征在于，所述左、右侧盖(1、2)内部均布有弧形筋。9.根据权利要求2所述的圆柱形锂电池模组结构，其特征在于，所述的铜片(4)上设有孔位(401)和U型槽(402)，所述的孔位(401)与左、右侧盖(1,2)上的圆柱(101)进行配合定位，所述的U型槽(402)与圆柱形电芯(11)的极柱对齐。10.根据权利要求6所述的圆柱形锂电池模组结构，其特征在于，所述的左、右侧盖(1、2)、护盖(3)、护套(8)、铆钉(6)以及左、右绝缘板(5、12)的材料为阻燃塑胶或者陶瓷或者金属且内部设有绝缘涂覆层，所述的绝缘涂覆层为环氧树脂漆，所述的嵌入式螺母(7)和螺杆(9)的材料为不锈钢或者黄铜。
【专利摘要】本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种圆柱形锂电池模组结构设计，包括：左、右侧盖、护盖以及左、右侧绝缘板，所述的左、右侧盖之间设有若干成组的圆柱形电芯，所述的左、右侧盖设有相应的安装孔，紧固件通过安装孔将左、右侧盖和圆柱形电芯固定在一起，所述的左、右侧绝缘板分别固定在左、右侧盖上，所述的护盖固定于左、右侧盖的顶部的凹槽中。本实用新型利用了圆柱形锂电池结构尺寸稳定的特点，利用模组的左、右侧盖及内部的圆弧形槽实现圆柱形电芯的水平的固定，大面积的焊接铜片在连接的同时防止了圆柱形电芯的转动；连接可靠，抗震动能力强；模组间的串并联易于装配和拆卸。
【IPC分类】H01M2/10, H01M10/058, H01M2/20
【公开号】CN204614828
【申请号】CN201520042349
【发明人】叶昌森, 龚建刚
【申请人】合肥国轩高科动力能源股份公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年1月21日