锂电池模组的制作方法
【专利摘要】本实用新型揭示了一种锂电池模组，包括：壳体，上盖，设置于所述壳体内的电芯组，其由若干个电芯组成；可拆卸连接在所述壳体内的支架；与所述电芯串联和/或并联的导电片；以及结构相同的两个导电柱；所述锂电池模组被设置为通过调整所述电芯的电极位置，改变所述导电柱在相同位置下的输出电流。本实用新型的锂电池模组，在其外部结构尺寸相同的情况下，将锂电池模组输出电极固定在相同位置，通过变换其内部电芯的位置，以及提供不同规格的导电片连接所述电芯，可以提供不同规格的电气输出；同时，通过新的导电片及导电柱结构，使所述导电柱与所述电芯的电极，以及各个电芯的电极之间不采用连接线而直接连接，实现锂电池模组的低电压大电流输出。
【专利说明】锂电池模组
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电池【技术领域】，尤其涉及一种锂电池模组。
【背景技术】
[0002]锂电池在各行业中有着广泛的应用，例如纯电动汽车、混合动力装置、插电式混合动力汽车以及船舶、轨道交通，太阳能、风力发电系统等。尤其是随着电动汽车的发展，对锂电池性能的要求越来越高。
[0003]现有的锂电池模组结构通常包括一个壳体，在壳体内设置多个电芯，各个电芯的正负极按照输出规格要求设定好后，透过软性连接线连接各个电芯，同时，采用焊接的方式，通过软性连接线与设置在壳体上的输出导电柱相连接，之后，整个锂电池模组通过导电柱上的连接导电端子进行输出供电。采用软性连接线连接各个电芯，及将电芯与所述导电柱连接，可以吸收壳体与导导电柱在进行外部连接时受到扭力或者工作时受撞击的影响，避免将该影响直接传递给内部电芯的正负极而造成漏液的可能。
[0004]然而，由于连接线本身在工作过程中，承受不了大电流，导致上述结构的锂电池模组只能以输出高电压小电流的方式获得高功率的输出，限制了其应用范围。在实际应用中，需要锂电池模组采用低电压大电流的方式获得高功率，以满足需要。
[0005]现有技术中通常采用的方式是，将多组输出小电流的锂电池模组在外部并联后，以获得大电流。
[0006]用此种方式得到大电流，结构复杂，浪费成本。
[0007]或者通过改变导电柱的位置，以获取不同规格的电流输出，采用此种方式得到大电流，工艺复杂，需要对应不同规格的电流输出，适应的开发多种与其对应的模具，同样浪费成本。
【发明内容】
[0008]为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种锂电池模组，该锂电池模组解决现有锂电池模组只能进行高电压小电流输出的问题，并且实现锂电池模组在外部结构一致的情况下进行多种规格输出。
[0009]相应的，本实用新型提供一种锂电池模组，所述锂电池模组包括:
[0010]壳体；
[0011]封闭所述壳体的上盖；
[0012]设置于所述壳体内的电芯组，其由若干个电芯组成，每个所述电芯包括两个电极；
[0013]可拆卸连接在所述壳体内的支架，所述支架用于固定所述电芯；
[0014]与所述电芯串联和/或并联的导电片；
[0015]以及结构相同的两个导电柱，所述导电柱通过直接与所述电芯电性连接，以构成所述锂电池模组的输出电极；
[0016]所述锂电池模组被设置为通过调整所述电芯的电极位置，改变所述导电柱在相同位置下的输出电流。
[0017]作为本实用新型的进一步改进，所述导电柱包括:导电柱主体、开设于所述导电柱主体上的电输出连接孔、从所述导电柱主体上延伸出的导电连接柱、从所述导电连接柱延伸出的导电端子、以及设置于所述导电柱主体上，用于和所述支架连接的固定端子，所述导电柱通过所述电输出连接孔直接与所述电芯电性连接，以构成所述锂电池模组的输出电极。
[0018]作为本实用新型的进一步改进，所述导电柱主体的截面为具有三个圆角的三角形。
[0019]作为本实用新型的进一步改进，所述电输出连接孔开设于邻近所述三角形两个圆角位置；所述导电连接柱邻近所述三角形的另外一个圆角位置设置，其外部形状为从所述导电柱主体垂直向上延伸出的光滑圆柱体，所述导电端子为从所述导电连接柱向上延伸出的螺纹。
[0020]作为本实用新型的进一步改进，所述固定端子为设置于两个所述电输出连接孔之间的螺旋孔，及与所述螺旋孔配合的螺钉，所述螺钉穿过所述螺旋孔将所述导电柱固定在所述支架上。
[0021]作为本实用新型的进一步改进，所述导电柱由紫铜或海军铜材质制成。
[0022]作为本实用新型的进一步改进，所述支架包括纵横设置的若干格挡条，所述格挡条之间形成若干个电芯容纳区，所述电芯穿过所述电芯容纳区并设置于所述壳体内。
[0023]作为本实用新型的进一步改进，所述电芯组包括至少2个电芯矩阵单元，所述导电柱始终分别设置于所述电芯矩阵单元的固定位置上。
[0024]作为本实用新型的进一步改进，所述导电片包括第一导电片和第二导电片，所述第一导电片连接单个电芯矩阵单元中的第二、第三行电极，所述第二导电片使相邻电芯矩阵单元串联连接；所述导电柱始终与第I个所述电芯矩阵单元和最后一个所述电芯矩阵单元的第四行电极直接接触连接。
[0025]与现有技术相比，本实用新型锂电池模组是一种大电流输出的高兼容锂电池模组，整个锂电池模组外部结构尺寸相同的情况下，将锂电池模组输出电极固定在相同位置，通过变换其内部电芯的位置，以及提供不同规格的导电片连接所述电芯，可以提供不同规格的电气输出；同时，通过新的导电片及导电柱结构，使所述导电柱与电芯的电极，以及各个电芯的电极之间不采用连接线而直接连接，实现锂电池模组的低电压大电流输出。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是本实用新型的锂电池模组的爆炸结构示意图；
[0027]图2是图1中所示支架的放大结构示意图；
[0028]图3是图1中所示导电柱的放大结构示意图；
[0029]图4是图3中所示的导电柱与电芯组合的结构示意图；
[0030]图5是本实用新型第一实施方式中电芯组中电芯的排列示意图；
[0031]图6是本实用新型第一实施方式中电芯组中电芯与导电片和导电柱连接的结构示意图；
[0032]图7是图6中所示的导电片的放大结构示意图；
[0033]图8是本实用新型第二实施方式中电芯组中电芯的排列示意图；
[0034]图9是本实用新型第二实施方式中电芯组中电芯与导电片和导电柱连接的结构示意图；
[0035]图10是图9中所示的导电片的放大结构示意图。
【具体实施方式】
[0036]以下将结合附图所示的【具体实施方式】对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。
[0037]参照图1所示，图1是本实用新型的锂电池模组的爆炸结构示意图。相应的，本实用新型的锂电池模组为大电流输出的高兼容锂电池模组。
[0038]所述锂电池模组包括:壳体10,电芯组20,支架30,导电柱40,导电片50,以及上盖60。
[0039]相应的，所述电芯组20包括若干个电芯25。
[0040]优选的，所述锂电池模组被设置为通过调整所述电芯21的电极位置，改变所述导电柱40在相同位置下时，整个所述锂电池模组的输出电流。以实现锂电池模组在外部结构一致的情况下进行多种规格输出，此种结构，在所述锂电池模组组装过程中，仅需要开发一种规格的模具，即可以实现所述锂电池模组多种规格的输出，工艺实现简单，节约制造成本。
[0041]相应的，壳体10，所述壳体10用于承载整个电池模组，在本实用新型的【具体实施方式】中为一个单面开口的立方箱体。
[0042]相应的，电芯组20，所述电芯组20设置于所述壳体10内，由若干个电芯25组成；(结合图5,图8所不)。所述电芯25包括两个电极,所述两个电极为正电极251和负电极253。
[0043]相应的，结合图2所示，图2为图1中所示支架的放大结构示意图；支架30，所述支架30可拆卸连接在所述壳体10内，且靠近所述壳体10的单面开口端设置，用于固定所述电芯20。其包括:纵横设置的若干格挡条31，所述格挡条31之间形成若干个电芯容纳区33，所述电芯容纳区33的数量等于所述电芯25的个数，所述电芯25穿过所述电芯容纳区33并设置于所述壳体10内。所述电芯容纳区33之间的格挡条31使得所述电芯25在置入壳体10后，各个所述电芯25之间存在一定的间隙，在所述锂电池模组工作时，给单个所述电芯25因热量而产生的膨胀留有空间，不至于使多个所述电芯25之间产生挤压；同时，这些间隙也构成了空气流动的通道，利于多个所述电芯25自身进行散热，从而降低所述锂电池模组内部温度，延长使用寿命。
[0044]相应的，结合图3，图4所示，图3是图1中所示导电柱的放大结构示意图；图4是图3中所示的导电柱与电芯组合的结构示意图。
[0045]相应的，导电柱40,所述导电柱40 —体成型,与所述电芯25电性连接,构成所述锂电池模组的输出电极。所述导电柱40包括:导电柱主体41、开设于所述导电柱主体41上的电输出连接孔42、从所述导电柱主体41上延伸出的导电连接柱43、从所述导电连接柱43延伸出的导电端子44、及设置于所述导电柱主体41上，用于和所述支架30连接的固定端子45 ;其中，所述导电柱40通过所述电输出连接孔42与所述电芯25电性连接，所述导电端子44匹配所述上盖60的通孔61设置，以使所述导电柱40与外部连通，进而输出所述电芯组20所携带的电量；所述电输出连接孔42的数量没有具体限制，依据所述锂电池模组的总体输出电量做具体设置。
[0046]优选的，述导电柱主体41的截面为具有三个圆角的三角形。
[0047]优选的，在本实用新型的一【具体实施方式】中，所述导电柱主体41的截面为具有三个圆角的等腰三角形，所述电输出连接孔42开设于邻近所述等腰三角形底角的位置处；所述导电连接柱43邻近等腰三角形的顶角设置，其外部形状为从所述导电柱主体41垂直向上延伸出的光滑圆柱体；所述导电端子44为从所述导电连接柱43向上延伸出的螺纹；所述固定端子45包括一螺旋孔451，所述螺旋孔451靠近所述等腰三角形的底边设置，且设置于两个所述电输出连接孔42之间；所述固定端子45还包括一与所述螺旋孔451相适配的螺钉453，所述螺钉453穿过所述螺旋孔451将所述导电柱40固定在所述支架30上。
[0048]相应的，在本实用新型的【具体实施方式】中，所述电输出连接孔42的数量为两个。需要说明的是，在本实用新型未提及的其他实施方式中，所述电输出连接孔42的个数，可以依据实际需求，具体设定。
[0049]相应的，所述导电柱40的材质没有特别限制，在本实用新型的优选实施方式中，所述导电柱40由紫铜或海军铜材质制成。
[0050]导电片50,所述导电片50用于串联和/或并联所述电芯25。
[0051]上盖60，所述上盖60与所述壳体10的开口相适配，用于封闭所述壳体10，以与所述壳体10形成一个密封的立方空间，用于容纳电芯组30,导电柱40以及导电片50。同时，所述壳体10与上盖60形成也会构成电芯组30、导电柱40以及导电片50的外部屏障。以使所述锂电池模组具有良好的绝缘安全性能。
[0052]优选的，所述上盖60上还开始一通孔61，所述通孔61的数量与所述导电柱40的数量相同，大小与所述导电柱40上的固定端子45相适配，以在所述上盖60盖合于所述壳体10后，所述固定端子45穿过两个所述通孔61构成所述锂电池模组的两个输出端。
[0053]相应的，对所述壳体10和所述上盖60的材质没有特别要求，只要满足制造其的材质具有良好的绝缘安全性能即可，例如:PC +ABS材质,所述PC为英文Polycarbonate的缩写，翻译后的中文名称为:聚碳酸酯；所述ABS为其英文Acrylonitrile butadieneStyrene copolymers的缩写,翻译后的中文名称为:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
[0054]相应的，结合图5，图8所示，图5是本实用新型第一实施方式中电芯组中电芯的排列示意图；图8是本实用新型第二实施方式中电芯组中电芯的排列示意图。
[0055]所述电芯组20包括至少一个电芯矩阵单元21，所述电芯矩阵单元21包括至少一个电芯对23，所述电芯对23包括至少两个串联的电芯25。
[0056]具体的，所述电芯组20包括以N并联M串联连接的NXM个电芯25，其中N=I, 2，3...，M=2n, n=l, 2，3...;所述电芯25设有两个电极(251，253)，分别为正电极251和负电极253 ;使四个电极呈一条直线排列的两个电芯25为一个电芯对23,四个电极按正极251、负极253依次排列，且排列方向一致的N个电芯对23并列排布组成一个电芯矩阵单元21，所述电芯矩阵单元21中电极25以4行N列方式排列，M/2个电芯矩阵单元21横向依次排列，并且奇数位置与偶数位置的电芯矩阵单元21的电极25排列方向相反。
[0057]其中，为了描述方便，在图中定义从上至下分别为第一行，第二行，第三行，第四行；从左至右的顺序依次为1、2、3……M/2。
[0058]结合图7，图10所示，图7为图7是图6中所示的导电片的放大结构示意图；图10是图9中所示的导电片的放大结构示意图。
[0059]所述导电片50包括第一导电片51和第二导电片53,所述第一导电片51连接单个电芯矩阵单元21中的第二、第三行电极(251，253)，所述第二导电片53使相邻电芯矩阵单元21串联连接；第I个所述电芯矩阵单元21和第M/2个所述电芯矩阵单元21的第四行电极(251，253)与导电柱40直接接触连接。
[0060]优选的，在本实用新型的【具体实施方式】中，所述第一导电片51和所述第二导电片53的截面形状均为矩形，所述第一导电片51上对称设置有两排电极连接孔511，所述两排电极连接孔511分别邻近所述第一导电片51的两相对平行边；所述第二导电片53上设置有沿其纵长方向排列的一排电极连接孔511。
[0061]所述第一导电片51的两排电极连接孔511之间还开设一通透窗513。当然，在其他实施方式中，也可以省略所述通透窗513，仅在所述第一导电片51上开设电极连接孔。
[0062]优选的，所述通透窗513的数量等于所述电芯单元23的数量之和减1，当所述第一导电片51与所述电芯组20连接时，所述通透窗513处于相邻两组电芯对23之间。
[0063]相应的，在本实用新型的【具体实施方式】中，在所述电芯25的数量一定的前提下，根据所述电芯25的排列方式，通过所述导电片50串联和/或并联所述电芯25，可以得到所述电芯组20不同的电能输出规格,且这些不同排列方式的电芯组20的输出电极始终处于同一位置，为同一外形结构锂电池模组进行多规格大电流输出提供了基础。以下将列举两个【具体实施方式】以进一步详细的说明。
[0064]相应的，结合图6所不，图6是本实用新型第一实施方式中电芯组中电芯与导电片和导电柱连接的结构示意图。在本实用新型的第一【具体实施方式】中，所述电芯组20包括以2并联8串联连接的16个电芯25 ;每个电芯25设有正电极251和负电极253。具体的，所述电芯组20包含4个电芯矩阵单元21，4个电芯矩阵单元21横向排布且第I个、第3个电芯矩阵单元21中电极(251，253)排列方向与第2个，第4个电芯矩阵单元21中电极(251，253)排列方向相反。每个所述电芯矩阵单兀21包括正电极、负电极排列方向一致,且并列排布的两个电芯对23 ;每个所述电芯对23包括四个电极(251，253)呈一条直线排列的两个电芯25 ;且四个电极(251，253)按正电极、负电极依次排列，即顺序依次为正电极、负电极、正电极、负电极。
[0065]相应的，一个电芯矩阵单元21包含4个电芯25，所述电芯矩阵单元21的电极(251，253)构成了 4X2的矩阵。
[0066]所述第一导电片51包括分别设置于其4个角上的4个电极连接孔511，及设置于4个电极连接孔之间中心位置的通透窗513。所述第二导电片53包括沿其纵长方向顺序排列的4个电极连接孔511。
[0067]相应的,每个电芯矩阵单兀21的第二行和第三行电极(251，253)通过第一导电片51连接，第一导电片51实现了电芯矩阵单元21内电芯25的二并联二串联连接。第I个、第2个电芯矩阵单元21的第一行电极(251，253)、第3个、第4个电芯矩阵单元21的第一行电极(251，253)以及第2个、第3个电芯矩阵单元21的第四行电极(251，253)通过所述第二导电片53连接，所述第二导电片53实现了 4个电芯矩阵单元21间的串联连接。以此构成了 16个电芯25的二并联八串联方式连接。第I个、第4个电芯矩阵单元21的第四行电极(251，253)与所述导电柱40连接，构成了锂电池模组的输出电极。
[0068]相应的，结合图9所示，图9是本实用新型第二实施方式中电芯组中电芯与导电片和导电柱连接的结构示意图。在本实用新型的另一【具体实施方式】中，所述电芯组20包括以4并联4串联连接的16个电芯25 ;每个电芯25设有正电极251和负电极253。具体的，所述电芯组20包含2个电芯矩阵单元21，2个电芯矩阵单元21横向排布且电极(251，253)排列方向相反。每个所述电芯矩阵单兀21包括正电极、负电极排列方向一致,且并列排布的8个电芯对23 ;每个所述电芯对23包括四个电极(251，253)呈一条直线排列的两个电芯25 ；且四个电极(251，253)按正电极、负电极依次排列，即顺序依次为正电极、负电极、正电极、负电极。
[0069]相应的，一个电芯矩阵单元21包含8个电芯25，所述电芯矩阵单元21的电极(251，253)构成了 4X4的矩阵。
[0070]所述第一导电片包括两排共8个电极连接孔，以及设置于所述两排电极连接孔之间的3个通透窗。当所述第一导电片51与所述电芯组20连接时，3个所述通透窗513分别处于相邻两组电芯对23之间；所述第二导电片53具有两种规格，一种规格包括沿其纵长方向顺序排列的4个电极连接孔511，另一种包括沿其纵长方向顺序排列的8个电极连接孔511。
[0071]相应的，每个电芯矩阵单元21的第二行和第三行电极(251，253)通过第一导电片51连接，第一导电片51实现了电芯矩阵单元21内电芯25的4并联二串联连接。第I个、第2个电芯矩阵单元21的第一行电极(251，253)、第3个、第I个电芯矩阵单元21的第四行电极(251，253)以及第2个电芯矩阵单元21的第四行电极(251，253)通过所述第二导电片53连接，所述第二导电片53实现了 2个电芯矩阵单元21间的串联连接。以此构成了16个电芯25的四并联四串联方式连接。第I个电芯矩阵单元21的第四行电极(251，253)中的第I个和第2个，以及第2个电芯矩阵单元21的第四行电极(251，253)中的第3个和第4个与所述导电柱40连接，构成了锂电池模组的输出电极。
[0072]上述两个【具体实施方式】仅以16电芯的锂电池模组为例，提供了二并八串或者四并四串的连接方式，而通过本实用新型的电芯排列及导电柱可以获得更多规格的大电流输出的高兼容锂电池模组，例如:24电芯的锂电池模组，所述24电芯的锂电池模组以二并十二串、四并六串或者六并四串的连接方式进行连接等等，在此不再继续赘述。
[0073]与现有技术相比，本实用新型锂电池模组是一种大电流输出的高兼容锂电池模组，整个锂电池模组外部结构尺寸相同的情况下，将锂电池模组输出电极固定在相同位置，通过变换其内部电芯的位置，以及提供不同规格的导电片连接所述电芯，可以提供不同规格的电气输出；同时，通过新的导电片及导电柱结构，使所述导电柱与电芯的电极，以及各个电芯的电极之间不采用连接线而直接连接，实现锂电池模组的低电压大电流输出。
[0074]所述低电压为16V或24V，所述大电流为500A，当然，也可以通过上述结构的连接方式实现其他规格的电压电流输出，在此不做详细赘述。
[0075]应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
[0076]上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种锂电池模组，包括:壳体； 封闭所述壳体的上盖； 设置于所述壳体内的电芯组，其由若干个电芯组成，每个所述电芯包括两个电极； 可拆卸连接在所述壳体内的支架，所述支架用于固定所述电芯； 与所述电芯串联和/或并联的导电片； 以及结构相同的两个导电柱，所述导电柱通过直接与所述电芯电性连接，以构成所述锂电池模组的输出电极； 其特征在于，所述锂电池模组被设置为通过调整所述电芯的电极位置，改变所述导电柱在相同位置下的输出电流。
2.根据权利要求1所述的锂电池模组，其特征在于，所述导电柱包括:导电柱主体、开设于所述导电柱主体上的电输出连接孔、从所述导电柱主体上延伸出的导电连接柱、从所述导电连接柱延伸出的导电端子、以及设置于所述导电柱主体上，用于和所述支架连接的固定端子，所述导电柱通过所述电输出连接孔直接与所述电芯电性连接，以构成所述锂电池模组的输出电极。
3.根据权利要求2所述的锂电池模组，其特征在于，所述导电柱主体的截面为具有三个圆角的三角形。
4.根据权利要求3所述的锂电池模组，其特征在于，所述电输出连接孔开设于邻近所述三角形两个圆角位置；所述导电连接柱邻近所述三角形的另外一个圆角位置设置，其外部形状为从所述导电柱主体垂直向上延伸出的光滑圆柱体，所述导电端子为从所述导电连接柱向上延伸出的螺纹。
5.根据权利要求4所述的锂电池模组，其特征在于，所述固定端子为设置于两个所述电输出连接孔之间的螺旋孔，及与所述螺旋孔配合的螺钉，所述螺钉穿过所述螺旋孔将所述导电柱固定在所述支架上。
6.根据权利要求1所述的锂电池模组，其特征在于，所述导电柱由紫铜或海军铜材质制成。
7.根据权利要求1所述的锂电池模组，其特征在于，所述支架包括纵横设置的若干格挡条，所述格挡条之间形成若干个电芯容纳区，所述电芯穿过所述电芯容纳区并设置于所述壳体内。
8.根据权利要求1所述的锂电池模组，其特征在于，所述电芯组包括至少2个电芯矩阵单元，所述导电柱始终分别设置于所述电芯矩阵单元的固定位置上。
9.根据权利要求8所述的锂电池模组，其特征在于，所述导电片包括第一导电片和第二导电片，所述第一导电片连接单个电芯矩阵单元中的第二、第三行电极，所述第二导电片使相邻电芯矩阵单元串联连接；所述导电柱始终与第I个所述电芯矩阵单元和最后一个所述电芯矩阵单元的第四行电极直接接触连接。
【文档编号】H01M2/20GK203932248SQ201420319328
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月16日 优先权日:2014年6月16日
【发明者】洪锡镗, 施得旭, 颜嘉文, 吕丹 申请人:苏州和钧新能源有限公司, 和钧绿能（香港）有限公司