基于小型电芯的电池模块、电池模组以及电池包的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了基于小型电芯的电池模块、电池模组以及电池包。所述电池模块包括：导电铜排和注塑成型的电芯框架，所述电芯框架内设置有电芯，所述电芯框架的左侧和右侧各设置一个导电铜排；所述导电铜排包括长方形的铜板和沿所述铜板的长度方向延伸的极柱，所述极柱设置在所述铜板的宽度方向侧上；所述电芯的电极与所述导电铜排的铜板连接。本实用新型解决了小型电芯成组时电缆连接复杂、布局难度高，组成的电池模组外围安全距离过小的问题。
【专利说明】基于小型电芯的电池模块、电池模组以及电池包
【技术领域】
[0001]本发明属于电动汽车或大功率储能电站的电池管理【技术领域】，涉及一种小型电芯成组方案。
【背景技术】
[0002]电动汽车或大功率储能系统包括电池模组，由于作为电芯的小型锂离子电池的充放电特性，组成电池模组时需要安全、高能量密度的解决方案。
[0003]将电芯成组是在设计电动汽车或者大功率储能电站解决方案时必须考虑的问题。如何在保证安全的前提下尽量提升能量密度，同时降低成本，是现阶段要解决的问题。
[0004]目前的小型电芯成组方案主要有:
[0005]1.中国专利CN 102623736 B公开了一种电池模块和电池模组的成组方案，采用螺栓连接固定，自上而下安装这种模组时，会占用高度方向的空间，高度方向空间紧张的电池模块和电池模组不易被实现。从侧面安装时则需要比较大的扳手安装操作空间，操作空间占用过大，空间利用率低；成组后产品预留空间过小，会增加拆卸和再次成组的难度。
[0006]2.中国专利CN 202585578 U公开了一种电动汽车动力蓄电池模块，使用大的塑料壳体固定电池模组，在电池模组过大时，容易产生中心位置处对电芯压紧力不足的问题。
实用新型内容
[0007]本实用新型要解决的技术问题是:小型电芯成组时电缆连接复杂、布局难度高，组成的电池模组外围安全距离过小。
[0008]为了解决上述技术问题，提供了一种基于小型电芯的电池模块，包括导电铜排和注塑成型的电芯框架，所述电芯框架内设置有电芯，所述电芯框架的左侧和右侧各设置一个导电铜排；所述导电铜排包括长方形的铜板和沿所述铜板的长度方向延伸的极柱，所述极柱设置在所述铜板的宽度方向侧上；所述电芯的电极与所述导电铜排的铜板连接。
[0009]在优选的方案中，所述极柱位于所述铜板的宽度方向侧的上部或下部。
[0010]在优选的方案中，所述铜板上焊接有镍片，所述镍片与所述电芯的电极焊接在一起。
[0011]本实用新型还提供了一种由上述基于小型电芯的电池模块组合成的电池模组，其中，多个所述电池模块并排设置形成电池模组，相邻所述电池模块的极柱连接在一起；所述电池模组的长度方向通过两个压板固定，所述电池模组的宽度方向通过两个L型板固定；所述电池模组的电极端子包括位于所述电池模组前侧和后侧的极柱。
[0012]在优选的方案中，所述两个压板分别抵靠所述电池模组的前侧和后侧，所述压板上设置压板通孔，所述电池模块上设置安装通孔，多个所述电池模块通过穿过所述压板通孔和安装通孔的长螺栓固定；所述L型板上设置连接孔，所述电池模块的前侧的下部和后侧的下部分别设置有内嵌螺母，沉头螺钉穿过所述连接孔，固定在所述内嵌螺母内。
[0013]在优选的方案中，相邻所述电池模块的极柱通过过渡铜排连接。[0014]在优选的方案中，所述电极端子上固定有带铆螺母的L型铜排。
[0015]本实用新型还提供了一种由上述电池模组组合成的电池包，包括并排设置的多个电池模组，相邻两个电池模组的电极端子通过电缆连接。
[0016]本实用新型解决了小型电芯成组时电缆连接复杂、布局难度高，组成的电池模组外围安全距离过小的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1至图4示出了 4种结构不同的电池模块；
[0018]图5示出了由本实用新型的电池模块组合在一起形成的电池模组；
[0019]图6是相邻电池模块的极柱的连接示意图；
[0020]图7是电池模组的电极端子示意图；
[0021]图8示出了并排布置的两个电池模组；
[0022]图9示出了电池模组组装而成的电池包。
【具体实施方式】
[0023]下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
[0024]在下文的描述中，多个电池模块组装成电池模组，多个电池模组组装成电池包。
[0025]图1至图4示出了 4种电池模块，可由这4种电池模块组装成本实用新型的电池模组。电池模块I包括导电铜排和注塑成型的电芯框架2,电芯框架2内设置电芯，电芯框架2为六面体形状，电芯框架2的左侧和右侧各设置一个导电铜排；导电铜排包括长方形的铜板3和沿铜板3的长度方向延伸的极柱4，极柱4设置在铜板3的宽度方向侧，优选位于宽度方向侧的上部或下部；电芯的电极与导电铜排的铜板3连接，优选为焊接方式连接，镍片焊接在电芯的电极和铜板3之间。根据不同的安装方式，两个导电铜排和一个电芯框架2可以组装成图1至图4所示的电池模块。
[0026]可以使用波士顿电池特有的电芯或18650电芯组装成上述电池模块。这样的电池模块设计有利于将电池模块以不同的方式组装成不同电池模组。可以实现电池模组的柔性化布局，便于实现简单安全的电缆连接。
[0027]图5示出了上述电池模块组合在一起形成的一种电池模组。多个电池模块I并排设置，相邻电池模块I的极柱4连接在一起。位于电池模组6前侧和后侧的极柱4构成电池模组的电极端子，电极端子的位置可以根据需要设置在Al或A2处、以及BI或B2处，通过设置不同的电池模块I调整电极端子的位置。
[0028]参见图1至图5，电池模块I上设置安装通孔5，可以利用长螺栓和位于电池模组前侧和后侧的两个压板7将图1中的5个电池模块I拉紧，此时长螺栓穿过压板通孔9和安装通孔5。在电池模块I的极柱上设置塑料保护盖8，防止短路、漏电等事故。通过沉头螺钉将L型板10固定在电池模组6的左侧的下部和右侧的下部，沉头螺钉穿过L型板10上的连接孔11，穿入电池模块I前、后两侧的下部的内嵌螺母12上，从而使电池模组6形成一个各方向结构稳定的整体。另外，电压采样接头13固定在压板7上。
[0029]图6是相邻电池模块的极柱的连接示意图，图7是电池模组的电极端子示意图。在图6中，抵靠在一起的极柱4通过过渡铜排14连接在一起，两个极柱4和过渡铜排14并排设置，优选的，过渡铜排14夹在两个极柱4之间，极柱4上的第一螺栓孔15和过渡铜排14上的第二螺栓孔16对齐，这两个螺栓孔被螺栓穿过以便固定。
[0030]在图7中，带铆螺母的L型铜排17固定在电池模组的电极端子处，以便固定用于连接相邻电池模组的电缆，提前预留了安装空间，使上述电缆的连接更加方便。
[0031]上述电池模组仅通过两种钣金件进行固定，即:通过压板7和L型板10各两件进行固定。因此，这种电池模组具有质量轻，能量密度高，成组零件生产难度低，成本低的优点。
[0032]图8示出了并排布置的两个电池模组，如图8所示，两个电池模组6的电极端子通过电缆18互相连接，一个电池模组6的电极端子位于电池模组6的前侧，另一个电池模组6的电极端子位于电池模组6的后侧。电缆18两端分别与一个L型板10固定连接，电缆18排布在两个电池模组6之间的间隙内，不占用电池模组6的高度方向空间。电缆18固定连接后，可用绝缘保护盖19将固定连接处保护起来。通过这种接线方式，可以使大部分电缆18都布置在电池模组6之间的间隙内而不暴露在电池模组6外，在多个电池模组6之间和电池包外壳内预留出一定的安全空间。
[0033]图9示出了电池模组组装而成的电池包，利用图8所示方式连接各个电池模组，组合在一起的电池包置于电池包外壳内。使用上述电池模块和电池模组可以很容易地将电池包的总正极和总负极布置于电池包的任意侧，以方便连接。
[0034]显然，所描述的实施例仅仅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。
【权利要求】
1.一种基于小型电芯的电池模块，其特征在于:包括导电铜排和注塑成型的电芯框架，所述电芯框架内设置有电芯，所述电芯框架的左侧和右侧各设置一个导电铜排；所述导电铜排包括长方形的铜板和沿所述铜板的长度方向延伸的极柱，所述极柱设置在所述铜板的宽度方向侧上；所述电芯的电极与所述导电铜排的铜板连接。
2.根据权利要求1所述的基于小型电芯的电池模块，其特征在于:所述极柱位于所述铜板的宽度方向侧的上部或下部。
3.根据权利要求1或2所述的基于小型电芯的电池模块，其特征在于:所述铜板上焊接有镍片，所述镍片与所述电芯的电极焊接在一起。
4.一种由权利要求1至3中任一项所述的基于小型电芯的电池模块组合成的电池模组，其特征在于:多个所述电池模块并排设置形成电池模组，相邻所述电池模块的极柱连接在一起；所述电池模组的长度方向通过两个压板固定，所述电池模组的宽度方向通过两个L型板固定；所述电池模组的电极端子包括位于所述电池模组前侧和后侧的极柱。
5.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于:所述两个压板分别抵靠所述电池模组的前侧和后侧，所述压板上设置压板通孔，所述电池模块上设置安装通孔，多个所述电池模块通过穿过所述压板通孔和安装通孔的长螺栓固定；所述L型板上设置连接孔，所述电池模块的前侧的下部和后侧的下部分别设置有内嵌螺母，沉头螺钉穿过所述连接孔，固定在所述内嵌螺母内。
6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于:相邻所述电池模块的极柱通过过渡铜排连接。
7.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于:所述电极端子上固定有带铆螺母的L型铜排。
8.一种由权利要求4至7中任一项所述电池模组组合成的电池包，其特征在于:包括并排设置的多个电池模组，相邻两个电池模组的电极端子通过电缆连接。
【文档编号】H01M2/30GK203787495SQ201420128264
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年3月20日 优先权日:2014年3月20日
【发明者】张洋, 商业路, 叶国华, 伯儒尔·杨-罗格·林纳 申请人:北京波士顿电池技术有限公司