专利名称：锂离子电池并联单元及具有其的锂离子电池模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电动汽车动力电池成组领域，尤其是涉及一种锂离子电池并联单元及具有其的锂离子电池模块。
背景技术：
在目前电动汽车平稳发展的同时，电池成组应用时的问题逐步显现。由于成组结构对电池单体的压迫、环境温度等因素影响电池组能量比、比功率等参数往往达不到电池单体的原有水平，使用寿命更是缩短数倍、数十倍。提高动力电池组的性能在提高电池自身技术外更应该在电池成组技术方面进行研究。锂离子动力电池是电动汽车的主要能量载体和动力来源。软体锂离子电池因为具有能量高、安全性好、生产工艺简单和成本低廉等优点而得到广泛使用，但是软体锂离子电 池在充电过程中电芯部分逐渐变厚，放电过程电芯部分逐渐变薄，在不断充放电循环后电芯部分厚度也会增加，而用于固定软体锂离子电池的固定装置会对电芯产生压迫，影响软体锂离子电池的电性能和使用寿命，实用性差。
实用新型内容本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种锂离子电池并联单元，所述锂离子电池并联单元电性能好且使用寿命长。本实用新型的另一个目的在于提出一种具有上述锂离子电池并联单元的锂离子电池模块。根据本实用新型第一方面的锂离子电池并联单元，包括支撑骨架，所述支撑骨架的前后两侧分别形成有前凹入部和后凹入部，所述支撑骨架中央形成有沿前后方向贯穿所述前凹入部和后凹入部的中空部，且所述支撑骨架的四个拐角处分别设有沿前后贯穿其的通孔；散热片，所述散热片设在所述中空部内；第一电池体和第二电池体，所述第一电池体和第二电池体并联设置在所述支撑骨架内且分别设在所述散热片的前后两侧，第一电池体和第二电池体中的每一个均包括封装带和电芯，其中正负电极分别由电芯向左右两端伸出；两个温度传感器，所述两个温度传感器分别设在所述第一电池体和第二电池体的远离所述散热片的一侧上；两个吸震垫，所述两个吸震垫分别设在所述第一电池体和第二电池体的远离所述散热片的一侧上且分别设在所述支撑骨架的前凹入部和后凹入部内；两个固定架，所述两个固定架分别设在所述支撑骨架的前凹入部和后凹入部内以分别压紧所述第一电池体和第二电池体的封装带，所述两个固定架中空以分别露出所述两个吸震垫；以及电压检测线，所述电压检测线设在所述支撑骨架上且分别与所述第一电池体和第二电池体的电极连接。根据本实用新型的锂离子电池并联单元，一方面通过用两个固定架分别对第一电池体的封装带和第二电池体的封装带固定以将第一电池体和第二电池体固定在支撑骨架内，另一方面通过采用压缩形变应力小的两个吸震垫分别对电芯缓冲保护，不仅使锂离子电池并联单元固定牢靠，且吸震垫对电芯还能吸震缓冲，保护电芯，充分考虑了软包装锂离子电池，即采用封装带包装电芯形式的锂离子电池的自身属性和动力电池组的要求，在保证固定稳定的同时又缓冲了固定结构对电芯的外力压迫，从而大大提高了锂离子电池并联单元的使用寿命和循环使用性能，实用性好，成本低。另外，通过设置温度传感器和电压检测线，可对温度和电压信号进行采集，便于电池的管理和了解电池的使用状态，保证锂离子电池并联单元稳定正常工作。进一步地，所述锂离子电池并联单元的结构简单，装配方便且成本低。另外，根据本实用新型的锂离子电池并联单元还具有如下附加技术特征所述锂离子电池并联单元进一步包括四个电极压块，所述四个电极压块分别设在支撑骨架上以固定所述第一电池体和第二电池体的正负电极。由此配合两个固定架对锂离子电池并联单元进行固定，而且可抑制装配过程中对电池单体的伤害，使固定更加稳定安全，且防止第一电池体和第二电池体相对于支撑骨架移动。 所述支撑骨架的左右两端分别具有凹口，其中所述第一电池体和第二电池体的正极均从相应的其中一凹口处伸出且负极从另一凹口处伸出，所述四个电极压块分别安装至所述支撑骨架的前后两侧上以分别固定所述伸出的第一电池体和第二电池体的正极和负极。所述支撑骨架的与所述第一电池体和第二电池体配合的表面与所述支撑骨架所在平面成大约7度倾角。由此，配合四个电极压块，在锂离子电池并联单元的装配过程中，可以使第一电池体和第二电池体的弯折轻缓，防止在装配过程中损坏电池的电芯，同时提高装配效率。所述支撑骨架的底部形成有楔形开口，其中所述散热片从所述楔形开口处插入到所述支撑骨架的中空部内。由此，方便散热片安装至支撑骨架内，提高了装配效率。所述支撑骨架的顶部形成有两个用于引出温度传感器引线的第一槽，所述两个第一槽沿左右方向在所述支撑骨架的顶部间隔开。所述支撑骨架上进一步形成有四个用于定位电压检测线的第二槽，所述四个第二槽分别设在所述前凹入部和后凹入部的上部左右两端。所述支撑骨架的顶部进一步形成有两个槽头，所述两个槽头与所述第二槽连通以将所述电压检测线引出。所述锂离子电池并联单元进一步包括多个套圈，所述套圈一一对应地设置所述通孔处。由此，可以根据实际情况用多个穿过套圈的固定件将多个锂离子电池并联单元并联设置，操作方便，实用性好。所述两个温度传感器分别由防火绝缘胶带粘贴至所述第一电池体和第二电池体的远离所述散热片的一侧中部。根据本实用新型的锂离子电池并联单元，通过用电极压块、固定架和吸震垫对锂离子电池并联单元进行固定，不仅固定牢靠，而且还能有效减小对电芯在充放电过程中自然形变的压迫，提高了锂离子电池并联单元的供电性能，且使用寿命长，成本低；同时，通过设置温度传感器和电压检测线，使锂离子电池并联单元还具有温度和电压信号的采集功能，便于电池管理和了解电池的使用状态，保证锂离子电池并联单元稳定正常工作，实用性好。根据本实用新型第二方面的锂离子电池模块，包括多个根据本实用新型第一方面的锂离子电池并联单元，所述多个锂离子电池并联单元并联设置；固定件，所述固定件将所述多个锂离子电池并联单元连接。另外，根据本实用新型的锂离子电池模块还具有如下附加技术特征所述固定件为四个螺栓，所述四个螺栓分别通过所述支撑骨架的四个拐角处的通孔以将所述多个锂离子电池并联单元互相连接。本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图I是根据本实用新型实施例的锂离子电池并联单元100的立体爆炸图；图2是图I中所示的锂离子电池并联单元100的立体图；图3是支撑骨架的立体图；和图4是锂离子电池模块1000的立体图。
具体实施方式
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。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。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。下面参考图I-图4描述根据本实用新型第一方面实施例的锂离子电池并联单元100，该电池并联单元100将两个软包装的锂离子电池3和4并联连接。根据本实用新型实施例的锂离子电池并联单元100包括支撑骨架I、散热片2、第一电池体3、第二电池体4、两个温度传感器5、两个吸震垫6、两个固定架7和电压检测线8，其中支撑骨架I的前后两侧 分别形成有前凹入部11和后凹入部(未示出)，支撑骨架I中央形成有沿前后方向贯穿前凹入部11和后凹入部的中空部12，且支撑骨架I的四个拐角处分别设有沿前后方向贯穿其的通孔13，散热片2设在中空部12内。第一电池体3和第二电池体4并联设置在支撑骨架I内且分别设在散热片2的前后两侧，第一电池体3和第二电池体4中的每一个均包括封装带和电芯，其中正负电极分别由电芯向左右两端伸出。也就是说，第一电池体3包括封装带31和电芯32，其中电芯32外包裹一层铝塑膜且封装带31设在铝塑膜的周边处。其中第一电池体3的正负电极33a和33b分别由电芯32向左右两端伸出，其中如图I所示，例如第一电池体3的正电极33a位于电芯32左端而负电极33b位于电芯32右端。第二电池体4包括封装带41和设在封装带41内的电芯42，其中第二电池体4的正负电极43a和43b分别由电芯42向左右两端伸出，其中如图I所示,例如第二电池体4的正电极43a位于电芯42左端而负电极43b位于电芯42右端。需要说明的是，上述描述中所谓“第一电池体3和第二电池体4并联设置”，指的是，第一电池体3和第二电池体4的正极例如33a和43a均设在支撑骨架I左右两端中的其中一端上而负极33b和43b均设在另一端上,也就是，第一电池体3和第二电池体4的相同的电极安装在支撑骨架I的同一端上。如图I所示，两个温度传感器5分别设在第一电池体3和第二电池体4的远离散热片2的一侧上，例如在图I的示例中，一个温度传感器5设在第一电池体3前侧的表面上且另一个温度传感器5设在第二电池体4后侧的表面上，由此，使锂离子电池并联单元100具有采集温度信号的功能。两个吸震垫6分别设在第一电池体3和第二电池体4的远离散热片2的一侧上且分别设在支撑骨架I的前凹入部11和后凹入部内，由此，通过设置压缩形变应力小且具有绝缘阻燃特性的吸震垫6，从而可以有效缓冲电芯32和电芯42在充放电过程中所受到外力的压迫，延长电芯32和电芯42的使用寿命。吸震垫6的材质可选用压缩性变应力小、具有绝缘、阻燃特性的材料，并分别在朝向第一电池体3和第二电池体4的一侧背胶以分别与第一电池体3和第二电池体4粘贴。由此，可吸收第一电池体3和第二电池体4在使用过程中的形变，缓冲垂直于第一电池体3和第二电池体4方向的震动冲击，既可为第一电池体3和第二电池体4提供良好的工作环境，又可以保证固定结构的稳定性。两个固定架7分别设在支撑骨架I的前凹入部11和后凹入部内以分别压紧第一电池体3的封装带31和第二电池体4的封装带41，从而能够减少夹持外力对第一电池体3和第二电池体4的自然形变的压迫，进而提高了电池的电性能和使用寿命。两个固定架7中空以分别露出两个吸震垫6，如图2所示。电压检测线8设在支撑骨架I上且分别与第一电池体3和第二电池体4的电极相连，用于对锂离子电池并联单元100的电压采集。可选地，电压检测线8可焊接至第一电池体3和第二电池体4的电极上，例如可采用激光焊接的方式。根据本实用新型实施例的锂离子电池并联单元100，一方面通过用两个固定架7分别对封装带31和封装带41固定以将第一电池体3和第二电池体4固定在支撑骨架I内，另一方面通过采用压缩形变应力小的两个吸震垫6分别对电芯32和电芯42缓冲保护，不仅使锂离子电池并联单元100固定牢靠，且吸震垫6对电芯32和电芯42还能吸震缓冲，保护电芯32和电芯42，充分考虑了软包装锂离子电池，即采用封装带包装电芯形式的锂离子电池的自身属性和动力电池组的要求，在保证固定稳定的同时又缓冲了固定结构对电芯32和电芯42的外力压迫，从而大大提高了锂离子电池并联单元100的使用寿命和循环使用性能，实用性好，成本低。另外，通过设置温度传感器5和电压检测线8，可对温度和电压信号进行采集，便于电池的管理和了解电池的使用状态，保证锂离子电池并联单元100稳定正常工作。进一步地，所述锂离子电池并联单元100的结构简单，装配方便且成本低。在本实用新型的一个示例中，锂离子电池并联单元100进一步包括四个电极压块9，四个电极压块9分别设在支撑骨架I上以固定第一电池体3和第二电池体4的正负电极。由此配合两个固定架7对锂离子电池并联单元100进行固定，而且可抑制装配过程中对电池单体的伤害，使固定更加稳定安全，且防止第一电池体3和第二电池体4相对于支撑骨架I移动。在本实用新型的一个实施例中，支撑骨架I的左右两端分别具有凹口，也就是说支撑骨架I的左侧设有凹口 14且右侧上有凹口 15，其中第一电池体3和第二电池体4的正极均从相应的其中一凹口处伸出且负极从另一凹口处伸出，四个电极压块9分别安装至支 撑骨架I的前后两侧上以分别固定伸出的第一电池体3和第二电池体4的正极和负极。例如在图I的示例中，第一电池体3和第二电池体4的正极从凹口 14处伸出且两个电极压块9对该正极固定，第一电池体3和第二电池体4的负极从凹口 15伸出且剩余的两个电极压块9对该负极固定。在本实用新型的一个示例中，支撑骨架I的与第一电池体3和第二电池体4配合的表面与支撑骨架I所在平面成大约7度倾角。也就是说，假设支撑骨架I沿竖直方向放置时，支撑骨架I上与第一电池体3和第二电池体4配合的表面应与竖直面之间的倾角大约为7度。由此，配合四个电极压块9，在锂离子电池并联单元100的装配过程中，可以使第一电池体3和第二电池体4的弯折轻缓，防止在装配过程中损坏电池的电芯32和电芯42，同时提闻装配效率。。在本实用新型的一个示例中，如图2所示，支撑骨架I的底部形成有楔形开口 16，其中散热片2从楔形开口 16出插入到支撑骨架I的中空部12内。由此，方便散热片2安装至支撑骨架I内，提高了装配效率。在本实用新型的一个示例中，支撑骨架I的顶部形成有两个用于引出温度传感器5引线的第一槽17，该两个第一槽17沿左右方向在支撑骨架I的顶部间隔开，如图2所示。在本实用新型的一个实施例中，如图I和图3所示，支撑骨架I上进一步形成有四个用于定位电压检测线8的第二槽18，该四个第二槽18分别设在前凹入部11和后凹入部的上部左右两端。进一步地，支撑骨架I的顶部进一步形成有两个槽头19，两个槽头19与第二槽18连通以将电压检测线8引出，由此方便与检测电压的外部设备相连。在本实用新型的一个示例中，锂离子电池并联单元100进一步包括多个套圈131，套圈131 —一对应地设置通孔13处。由此，可以根据实际情况用多个穿过套圈131的固定件200将多个锂离子电池并联单元100并联设置，操作方便，实用性好。可选地，套圈131为金属套圈，由此可保证锂离子电池并联单元100在装配过程中方便与固定件200例如螺栓配合以使装配牢固。在本实用新型的一个示例中，两个温度传感器5分别由防火绝缘胶带粘贴至第一电池体3和第二电池体4的远离散热片2的一侧中部。由此，使温度传感器5在不同工况下均能稳定工作，并正确示出锂离子电池并联单元100工作时的温度信息。根据本实用新型实施例的锂离子电池并联单元100，通过用电极压块9、固定架7和吸震垫6对锂离子电池并联单元100进行固定，不仅固定牢靠，而且还能有效减小对电芯32和电芯42在充放电过程中自然形变的压迫，提高了锂离子电池并联单元100的供电性能，且使用寿命长，成本低。下面参考图I-图3描述根据本发明实施例的锂离子电池并联单元100的装配过程。首先，将散热片2通过形成在支撑骨架I底部的楔形开口 I插入到支撑骨架I的中空部12内，将电压检测线8安装在第二槽18内且从槽头19引出以对电极进行电压检测。将第一电池体3和第二电池体4分别贴紧散热片20的前后两侧安装在支撑骨架I 的前凹入部11和后凹入部内，其中应保证第一电池体3和第二电池体4并联设置。然后将两个温度传感器5利用防火绝缘胶带固定在第一电池体3和第二电池体4的远离散热片2的一侧的中部，且引脚分别贴合在第一槽17内。此后，再将两个吸震垫6分别粘贴在第一电池体3和第二电池体4的远离散热片2的一侧上。然后利用两个固定架7安装入支撑骨架I的前凹入部11和后凹入部内以分别压紧第一电池体3的封装带31和第二电池体4的封装带41，以此避免夹持外力对第一电池体3和第二电池体4的自然形变的压迫。再后，将两对电极压块9分别前后对应地固定在支撑骨架I的左右两端的凹口处以对第一电池体3和第二电池体4的电极进行固定。最后，将第一电池体3和第二电池体4的正负电极33a、33b、43a、43b分别与电压检测线8通过激光焊接稳定连接。由此，完成了对锂离子电池并联单元100的装配。根据本实用新型第二方面实施例的锂离子电池模块1000，包括多个根据本实用新型第一方面实施例的锂离子电池并联单元100和固定件200，其中多个锂离子电池并联单元100并联设置，固定件200将多个锂离子电池并联单元100连接，如图4所示。在本实用新型的一个实施例中，如图4所示，固定件200为四个螺栓，四个螺栓分别通过支撑骨架I的四个拐角处的通孔13以将多个锂离子电池并联单元100相互连接。根据本实用新型实施例的锂离子电池模块1000，可根据实际情况将多个锂离子电池并联单元100并联设置在一起，组成不同规格的电池模块，从而可以为需要电能的不同设备提供所需的电能，例如作为电动汽车动力来源的电池组件，实用性好。其中，电池并联单元结构简单，装配方便，成组方式简单灵活，具有较强实用性，而且还具有温度和电压信号的采集功能。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求1.一种锂离子电池并联单元，其特征在于，包括 支撑骨架，所述支撑骨架的前后两侧分别形成有前凹入部和后凹入部，所述支撑骨架中央形成有沿前后方向贯穿所述前凹入部和后凹入部的中空部，且所述支撑骨架的四个拐角处分别设有沿前后贯穿其的通孔； 散热片，所述散热片设在所述中空部内； 第一电池体和第二电池体，所述第一电池体和第二电池体并联设置在所述支撑骨架内且分别设在所述散热片的前后两侧，第一电池体和第二电池体中的每一个均包括封装带和电芯，其中正负电极分别由电芯向左右两端伸出； 两个温度传感器，所述两个温度传感器分别设在所述第一电池体和第二电池体的远离所述散热片的一侧上； 两个吸震垫，所述两个吸震垫分别设在所述第一电池体和第二电池体的远离所述散热片的一侧上且分别设在所述支撑骨架的前凹入部和后凹入部内； 两个固定架，所述两个固定架分别设在所述支撑骨架的前凹入部和后凹入部内以分别压紧所述第一电池体和第二电池体的封装带，所述两个固定架中空以分别露出所述两个吸震垫；以及 电压检测线，所述电压检测线设在所述支撑骨架上且分别与所述第一电池体和第二电池体的电极连接。
2.根据权利要求I所述的锂离子电池并联单元，其特征在于，进一步包括四个电极压块，所述四个电极压块分别设在支撑骨架上以固定所述第一电池体和第二电池体的正负电极。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池并联单元，其特征在于，所述支撑骨架的左右两端分别具有凹口，其中所述第一电池体和第二电池体的正极均从相应的其中一凹口处伸出且负极从另一凹口处伸出，所述四个电极压块分别安装至所述支撑骨架的前后两侧上以分别固定所述伸出的第一电池体和第二电池体的正极和负极。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池并联单元，其特征在于，所述支撑骨架的与所述第一电池体和第二电池体配合的表面与所述支撑骨架所在平面成大约7度倾角。
5.根据权利要求I所述的锂离子电池并联单元，其特征在于，所述支撑骨架的底部形成有楔形开口，其中所述散热片从所述楔形开口处插入到所述支撑骨架的中空部内。
6.根据权利要求I所述的锂离子电池并联单元，其特征在于，所述支撑骨架的顶部形成有两个用于引出温度传感器引线的第一槽，所述两个第一槽沿左右方向在所述支撑骨架的顶部间隔开。
7.根据权利要求6所述的锂离子电池并联单元，其特征在于，所述支撑骨架上进一步形成有四个用于定位电压检测线的第二槽，所述四个第二槽分别设在所述前凹入部和后凹入部的上部左右两端。
8.根据权利要求7所述的锂离子电池并联单元，其特征在于，所述支撑骨架的顶部进一步形成有两个槽头，所述两个槽头与所述第二槽连通以将所述电压检测线引出。
9.根据权利要求I所述的锂离子电池并联单元，其特征在于，进一步包括多个套圈，所述套圈一一对应地设置所述通孔处。
10.根据权利要求I所述的锂离子电池并联单元，其特征在于，所述两个温度传感器分别由防火绝缘胶带粘贴至所述第一电池体和第二电池体的远离所述散热片的一侧中部。
11.一种锂离子电池模块，其特征在于，包括 多个根据权利要求1-10中任一项中所述的锂离子电池并联单元，所述多个锂离子电池并联单元并联设置； 固定件，所述固定件将所述多个锂离子电池并联单元连接。
12.根据权利要求11所述的锂离子电池模块，其特征在于，所述固定件为四个螺栓，所述四个螺栓分别通过所述支撑骨架的四个拐角处的通孔以将所述多个锂离子电池并联单元互相连接。
专利摘要本实用新型公开了一种锂离子电池并联单元及具有其的锂离子电池模块，所述锂离子电池并联单元包括支撑骨架，支撑骨架形成有前凹入部、后凹入部和贯穿前、后凹入部的中空部；散热片，散热片设在中空部内；第一电池体和第二电池体并联设置在支撑骨架内且每一个均包括封装带和电芯；两个温度传感器分别设在第一和第二电池体的远离所述散热片的一侧上；两个吸震垫分别设在第一和第二电池体的远离所述散热片的一侧上；两个固定架分别设在支撑骨架的前凹入部和后凹入部内以分别压紧第一和第二电池体的封装带；电压检测线设在支撑骨架上且分别与第一和第二电池体的电极连接。根据本实用新型的锂离子电池并联单元供电性能好且使用寿命长。
文档编号H01M10/0525GK202616308SQ20112051634
公开日2012年12月19日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者李潇, 罗宗祥, 赵云, 谷业明, 李昌明, 肖宁强, 孙永旺, 张英涛 申请人:北汽福田汽车股份有限公司