一种动力电池模块结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种动力电池模块结构，包括一组同向出极耳的单体电池、外壳、底座、一组塑料框架和一组铜质连接片。一组塑料框架由两个边端框架和若干中间框架组成；各中间框架分别位于相邻两单体电池间，其两侧面带有用于容置单体电池的凹槽，其边端带有用于实现固定连接的凸条块；两个边端框架的内侧面亦带有用于容置单体电池的凹槽；一组铜质连接片包括若干中间连接片和两个边侧连接片；各中间和边侧连接片上均开有一组横向的供单体电池极耳穿出的长缝，在中间和边侧连接片两个纵向边端上均开有用于与中间框架边端的凸条块固定连接孔。其可快速组装并能自由扩展单体电池数量。
【专利说明】一种动力电池模块结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种新型动力电池模块，尤其涉及一种电池模块结构的改良。
【背景技术】
[0002]目前，电动汽车上所使用的动力单元(电池模块)均由多块单体电池串联或并联组成；良好的电池模块设计是保障电源系统安全性能、缩小单体电池与电源系统之间性能差异的关键技术。电池模块包括单体电池、固定单体电池的框架、单体电池间的电连接装置、温度传感器、电压电流检测电路等结构。电池模块设计的基本原则主要有以下几点:(1)电池模块各结构件具有足够的强度，单体电池应固定于电池模块内部以避免振动过程中发生移动；(2)各结构件应便于装配操作，且装配松紧度适中；(3)电池模块应符合使用设备的电源技术指标；(4)对于金属壳体的电池模块，单体电池与金属外壳之间应达到电绝缘；(5)结构紧凑且根据电池包的设计要求能够提供通风散热通道；(6)具有安装固定位置，使电池模块可以牢固的固定在电池包内部；(7)辅助部件的重量尽量低，一般模块组装部件的重量应不超过电池模块总重的30% ； (8)组成电池模块的单体电池数量应可以自由扩展；(9)电池模块之间导电连接距离尽可能短，连接可靠，且导电连接各部位的导电能力要满足用电设备要求的最大过流能力要求。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种可快速组装并能自由扩展单体电池数量的动力电池模块结构。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案:
[0005]一种动力电池模块结构，包括一组相互间隔平行堆叠且同向出极耳的单体电池、外壳和底座，其还包括:
[0006]一组塑料框架，由两个边端框架和一个以上的中间框架组成；其中，所述各中间框架分别位于相邻两个单体电池之间，各中间框架的两侧面带有用于容置单体电池的凹槽，其与单体电池极耳同一向的边端带有用于实现固定连接的凸条块；所述的两个边端框架的内侧面带有用于容置单体电池的凹槽；
[0007]一组铜质连接片，包括:
[0008]一个以上的用于实现若干单体电池极耳间连接用的中间连接片，所述的各中间连接片上开有一组横向的供单体电池极耳穿出的长缝，在中间连接片两个纵向边端上开有用于与中间框架边端的凸条块固定连接孔；
[0009]两个用于实现整体动力电池模块总正、负极端极耳引出的边侧连接片，各边侧连接片上开有一组供边侧单体电池极耳穿出的长缝，在边侧连接片两个纵向边端上开有一组用于与中间框架边端的凸条块固定连接孔，在边侧连接片横向外侧边端上开有一组用于与边端框架固定连接的槽孔。
[0010]所述一组塑料框架中，各框架的四角位置带有用于实现相邻框连接的螺孔槽或螺栓。
[0011]所述两个边侧连接片中，至少有一个横向外侧边端上开有的槽孔为调节孔，且其有突出的平台。
[0012]所述外壳采用铝合金保护壳。
[0013]所述一组框架和底座均采用工程塑料制作。
[0014]所述单体电池为同侧出极耳的软包锂离子电池。
[0015]本实用新型的优点是:
[0016]1.单体电池由塑料框架作为支撑结构可以提供可靠的绝缘保护；而且塑料框架本身为刚度较小的、具有一定柔性的结构，电池模块承受冲击时可以在一定程度上减小外界冲击对单体电池造成的伤害；
[0017]2.塑料框架中的各中间框架结构相同，可以根据电池模块容量、电压的不同增加单体电池和配件数量，任意串并联组合，灵活匹配各种不同用电设备的参数要求，仅铝合金外壳和塑料底座需根据具体尺寸特别加工；这样可以有效降低电池模块组装的整体成本；
[0018]3.电池模块除单体电池外，其他辅助配件数量较少，组装过程所需步骤相应减少，提高了组装作业效率；可以较好的适应并应用与电池模块自动组装作业流程中；
[0019]4.电池模块主要辅助配件均可以使用轻质材料进行加工，有效降低了辅助配件在模块总重量中所占的比例，实现了电池模块的轻量化。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型动力电池模块第一实施例结构示意图。
[0021]图2为本实用新型动力电池模块分解结构示意图。
[0022]图3为图1所示实施例中的一个中间连接片结构示意图。
[0023]图4为图1所示实施例中的一个边侧连接片结构示意图。
[0024]图5为图1所示实施例中的另一个边侧连接片结构示意图。
[0025]图6为本实用新型动力电池模块第二实施例结构示意图。
[0026]图7为本实用新型动力电池模块第三实施例结构示意图。
[0027]图8为图7所示实施例中的一个中间连接片结构示意图。
[0028]图9为图1所示实施例中的一个边侧连接片结构示意图。
[0029]图10为图1所示实施例中的另一个边侧连接片结构示意图。
[0030]下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
【具体实施方式】
[0031]参阅图1、图2所示，为本实用新型动力电池模块一较佳实施例结构，包括一组单体电池10、一组塑料框架(20、30和40)、一个塑料底座90、一组铜质连接片(50、60和70)和外部的铝合金外壳80。
[0032]所述的单体电池10为同侧出极耳的软包锂离子电池。
[0033]参见图1至图2，所述的一组塑料框架可以分为两种:
[0034]第一种为中间框架20，各中间框架分别位于相邻两个单体电池10之间，中间框架两侧均有凹槽，可将单体电池置于凹槽内以固定定位。中间框架20的配备数量随单体电池10数量的增加而相应增加。其主要作用为夹紧单体电池塑封边，支撑单体电池10 ;其上方的凸条块201用于支撑铜质连接片。
[0035]第二种为边端框架30和40，边端框架30和40厚度可以是中间框架20的一半，在内侧面有凹槽，可定位单体电池，其中的一个边端框架镶嵌有螺纹紧固件(图2所示实施例中，边端框架40上镶嵌有螺纹紧固件401)。
[0036]所有的塑料框架中，各框架的四角位置带有用于实现相邻框连接的螺孔槽或螺栓(如图2中中间框架30上的螺孔槽301和中间框架20上的螺栓202)。
[0037]所述的一组铜质连接片分为两种:
[0038]第一种是一组用于实现各单体电池极耳间连接用的中间连接片50，参见图1、图
3、图6、图7和图8，各中间连接片上开有一组横向的供单体电池极耳穿出的长缝501，在中间连接片两个纵向边端上开有用于与中间框架边端的凸条块固定连接孔502。每个动力电池模块可以配备一个或多个中间连接片，视电池的数量及连接关系而决定，图1所示实施例中，配备了 一个中间连接片，图6和图7所示的实施例中，均配有三个中间连接片50，只是各实施例中的中间连接片开有的供单体电池极耳穿出的长缝501数量不同。
[0039]第二种是两个用于实现整体动力电池模块总正、负极端引出的边侧连接片60、70，参见图1、图4、图5、图6、图7和图8，各边侧连接片60、70上开有一组供边侧单体电池极耳穿出的长缝601、701，在边侧连接片两个纵向边端上开有一组用于与中间框架边端的凸条块固定连接孔602、702，在边侧连接片横向外侧边端上开有一组用于与边端框架固定连接的槽孔603、703。两个边侧连接片60、70中，其中的一个一侧有突出的平台并有长调节孔(图1所示实施例中，边端框架70边侧有突出平台，且其与边端框架固定连接的槽孔703为长调节孔)。
[0040]铝合金外壳80可包裹各塑料框架与单体电池的整合结构。
[0041]塑料底座90置于铝合金外壳底部且与全部的塑料框架结构相固定。
[0042]图1所示的第一实施例是一个3并2串的电池模块，如图1?5所示:
[0043]本实施例中，首先将塑料框架30置于组装操作台上，然后将单体电池10放置在塑料框架30上，其单体电池塑封边应对齐塑料框架上的凹槽。之后依次放置5个塑料框架20和5个单体电池10，注意每3块单体电池10为并联，而两组3并的电池组再进行串联。最后放置塑料框架40，依次的堆叠应保证电池组的整齐排列。
[0044]铜质连接片50放置于电池组极耳一端塑料框架的凸条块201之上，极耳穿过铜质连接片50的长缝501，并保证孔对齐，使用自攻螺钉进行固定。
[0045]铜质连接片60放置于塑料框架40 —侧的电池组塑料框架凸条块之上，极耳穿过铜质连接片60的长缝601，并保证一侧的5个孔与镶嵌的螺纹紧固件孔401对齐，使用自攻螺钉进行固定。
[0046]铜质连接片70放置与塑料框架30 —侧的电池组塑料框架凸条块之上，极耳穿过铜质连接片70的长缝，并保证孔对齐，使用自攻螺钉进行固定。
[0047]将电池组放入铝合金外壳80之中，推至底端对齐为止，确保铝合金外壳80四角处的孔与电池组塑料框架的孔301对齐。
[0048]将塑料底座90对应电池组凹槽装到电池模块底部，并使用自攻螺钉固定与塑料框架上。[0049]图6所示的第二实施例是一个3并4串的电池模块，组装过程与第一实施例3并2串电池模块基本相同；是通过增加单体电池和塑料配件、铜配件的数量,改变了电池模块的电压，完成了 一种全新的电池模块。
[0050]图7所示的第三实施例是一个2并4串的电池模块，通过增加单体电池和塑料配件、铜配件的数量，实现了电池模块的电压和容量的改变，完成了一种全新的电池模块，过程中仅采用新的铜质连接片，如图8?10。
[0051]上述各实施例可在不脱离本实用新型的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本实用新型申请专利的保护范围。
【权利要求】
1.一种动力电池模块结构，包括一组相互间隔平行堆叠且同向出极耳的单体电池、夕卜壳和底座，其特征在于还包括: 一组塑料框架，由两个边端框架和一个以上的中间框架组成；其中，所述各中间框架分别位于相邻两个单体电池之间，各中间框架的两侧面带有用于容置单体电池的凹槽，其与单体电池极耳同一向的边端带有用于实现固定连接的凸条块；所述的两个边端框架的内侧面带有用于容置单体电池的凹槽； 一组铜质连接片，包括: 一个以上的用于实现若干单体电池极耳间连接用的中间连接片，所述的各中间连接片上开有一组横向的供单体电池极耳穿出的长缝，在中间连接片两个纵向边端上开有用于与中间框架边端的凸条块固定连接孔； 两个用于实现整体动力电池模块总正、负极端极耳引出的边侧连接片，各边侧连接片上开有一组供边侧单体电池极耳穿出的长缝，在边侧连接片两个纵向边端上开有一组用于与中间框架边端的凸条块固定连接孔，在边侧连接片横向外侧边端上开有一组用于与边端框架固定连接的槽孔。
2.如权利要求1所述的动力电池模块结构，其特征在于:所述一组塑料框架中，各框架的四角位置带有用于实现相邻框连接的螺孔槽或螺栓。
3.如权利要求1所述的动力电池模块结构，其特征在于:所述两个边侧连接片中，至少有一个横向外侧边端上开有的槽孔为调节孔，且其有突出的平台。
4.如权利要求1所述的动力电池模块结构，其特征在于:所述外壳采用铝合金保护壳。
5.如权利要求1所述的动力电池模块结构，其特征在于:所述一组框架和底座均采用工程塑料制作。
6.如权利要求1所述的动力电池模块结构，其特征在于:所述单体电池为同侧出极耳的软包锂离子电池。
【文档编号】H01M2/10GK203644849SQ201320842847
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2013年12月19日
【发明者】胡博, 唐海波, 卢世刚, 付垚, 邹春龙, 范良涛 申请人:北京有色金属研究总院