本实用新型涉及一种车用锂离子电池组及车用锂离子电池模块，属于锂离子电池技术领域。
背景技术：
近年来，我国的电动车产业发展迅猛，年产销量已突破五十万辆。随着电动汽车的快速发展，人们对电动车使用过程中的续航里程、使用寿命及其安全性能也越来越高，即要求电动车使用的锂离子电池模块具有更高的能量密度、散热性能及其安全性能。
现有技术中的锂离子电池模块一般包括电池箱体以及设置在电池箱体中的电池组。电池组包括两个以上的锂离子电池以及用来连接锂离子电池的连接机构，这些锂离子电池通过连接机构进行串并联成组形成电池组。现有技术中的锂离子电池，特别是方形锂离子电池的极柱通常设置在上端，这样在成组时，连接机构如连接带通常设置在电池的上方，并通过汇流排形成电源模块的总正极和总负极。车用锂离子模块的使用工况非常复杂，在使用过程中会遇到剧烈的振动或者其他外力，这时候，由于与极柱相连的连接带相对较为脆弱，容易发生断裂，或者导致连接带与极柱之间的连接发生开裂，导致单个或者多个锂离子电池的连接关系可靠性下降或者直接断开，造成整个电池模块的输出电压或者容量损失，影响电动车的使用。
技术实现要素：
本实用新型提供一种车用锂离子电池组，以解决现有技术中电池组中的极柱与连接带之间的连接可靠性低的问题。
本实用新型还提供一种使用上述电池组的车用锂离子电池模块。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
一种车用锂离子电池组，包括两个以上的方形锂离子电池以及用来连接锂离子电池的连接机构，所述车用锂离子电池组包括用来对锂离子电池进行固定的电池架，所述锂离子电池沿厚度/宽度方向依次固定设置在电池架上；所述连接机构包括用来与对应的锂离子电池的极柱导电连接的连接带；所述电池架包括与连接带固定连接的连接带固定臂；所述连接带固定臂沿所述锂离子电池厚度/宽度方向延伸并设置在所述锂离子电池沿宽度/厚度方向的一侧，所述连接带固定臂的高度小于锂离子电池的高度。
所述连接带包括与极柱固定连接的极柱连接部、与连接带固定臂固定连接的固定连接部以及用来连接极柱连接部和固定连接部的中间连接部。
所述电池架包括前、后端板和左、右侧板，锂离子电池设置在前、后端板和左、右侧板围成的空间内，左、右侧板构成了所述连接带固定臂；所述极柱设置在锂离子电池上端面上，左、右侧板的上端面的位置低于锂离子电池上端面的位置。
所述连接带上导电连接有汇流排，所述汇流排包括汇流部以及与汇流部导电连接的两个以上的支流部，所述支流部一端与汇流部导电连接，另一端与对应的连接带的固定连接部导电连接。
一种车用锂离子电池模块，包括电池箱以及设置在电池箱中的电池组，所述电池组包括两个以上的方形锂离子电池以及用来连接锂离子电池的连接机构，其特征在于，所述车用锂离子电池组包括用来对锂离子电池进行固定的电池架，所述锂离子电池沿厚度/宽度方向依次固定设置在电池架上；所述连接机构包括用来与对应的锂离子电池的极柱导电连接的连接带；所述电池架包括与连接带固定连接的连接带固定臂；所述连接带固定臂沿所述锂离子电池厚度/宽度方向延伸并设置在所述锂离子电池沿宽度/厚度方向的一侧，所述连接带固定臂的高度小于锂离子电池的高度。
所述连接带包括与极柱固定连接的极柱连接部、与连接带固定臂固定连接的固定连接部以及用来连接极柱连接部和固定连接部的中间连接部。
所述电池架包括前、后端板和左、右侧板，锂离子电池设置在前、后端板和左、右侧板围成的空间内，左、右侧板构成了所述连接带固定臂；所述极柱设置在锂离子电池上端面上，左、右侧板的上端面的位置低于锂离子电池上端面的位置。
所述连接带上导电连接有汇流排，所述汇流排包括汇流部以及与汇流部导电连接的两个以上的支流部，所述支流部一端与汇流部导电连接，另一端与对应的连接带的固定连接部导电连接。
所述电池箱包括高压箱以及与高压箱并列设置的低压箱，高压箱内设置有所述电池组，低压箱内设置有电池管理系统。
所述高压箱包括高压箱内壁和高压箱外壁，高压箱外壁和高压箱内壁之间设置有间隙，所述间隙形成了能够容纳冷却液的冷却液通道。
所述低压箱内还设置有控制系统。所述电池管理系统设置在高压箱和低压箱的隔板上。所述控制系统设置在低压箱的侧壁上。
所述电池架还包括底板，所述前后端板及左右侧板均固定设置在底板上。所述底板上设置有供锂离子电池底部插入的插槽。所述插槽的槽壁与锂离子电池底部过渡插配连接。所述锂离子电池沿厚度方向依次间隔设置。
本实用新型的车用锂离子电池组及车用锂离子电池模块通过设置用来对锂离子电池进行固定的电池架以及与电池极柱连接的连接带，电池架上设置连接带固定臂，可以将连接带固定设置在连接带固定臂上。同时，电池架对锂离子电池进行固定，即形成了电池及连接带均与电池架相对固定连接，在受到比较严重的震动或者外力作用时，也能保证连接带与极柱之间良好的连接关系，大大提高了连接可靠性。
另外，本实用新型的车用锂离子电池模块通过在双层箱体层间设置循环水系统，可以快速冷却模块充放电过程中产生的热量，冷却速度快，降低了锂离子电池模块的表面温度。
另外，本实用新型的电池模块中将电池管理系统和/或控制系统设置在低压箱体中，其容积可以根据管理系统大小灵活设计，有效利用空间，提高了电池模块的能量密度。且分体设置的方式有利避免模块和管理系统产生的热量对对方的干扰，提高模块或管理系统过程的有效管控。
附图说明
图1为本实用新型的车用锂离子电池模块的实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更容易理解，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
如图1所示，本实用新型的车用锂离子电池模块包括电池箱2以及设置在电池箱中的车用锂离子电池组1。
车用锂离子电池组包括一定数量的锂离子单体电池，该锂离子单体电池为方形锂离子电池11，可以为塑壳或者金属壳锂离子电池。每个电池组中设置的锂离子电池的数量可以根据需要进行设置，考虑电池容量及电池管理系统（BMS）的配套因素，一般每个电池组内的锂离子电池数量为2-10个，本实施例中以使用四块锂离子单体电池的电池组为例进行说明。
电池组包括用来固定和容纳锂离子电池的电池架14，电池架包括底板，底板上固定设置有前、后端板和左、右侧板。前端板和后端板前后设置，左右侧板左右设置，并与底板共同围成了一个用来容纳锂离子电池的空间。底板上设置有四个用来供锂离子电池插入的矩形插槽，插槽的大小与锂离子电池的底部相匹配。底板采用弹性材料如橡胶制成，并与锂离子电池底部过渡插配，使锂离子电池能够牢固地固定在底板上。每个矩形插槽的长度方向与前后端板的延伸方向平行。这样，锂离子电池的宽度延伸方向与前后端板的延伸方向平行，并与左右侧板的延伸方向垂直。四个锂离子电池插入插槽中后，能够沿期厚度方向依次间隔布置，锂离子电池之间的间隔形成了空气冷却通道。
前后端板的高度与锂离子电池的高度大体一致，使得锂离子电池插入底板上的插槽中后，前后端板能够对锂离子电池形成一定的防护作用。左右侧板的高度低于锂离子电池的高度，保证左右侧板的上端面的位置低于锂离子电池的设置有极柱的上端面的位置。本实施例中，左右侧板的高度大体上为锂离子电池高度的二分之一。前后端板的长度与锂离子电池的宽度大体相等，这样使得左右侧板的内表面与锂离子电池的左右两个侧面之间的缝隙很小。左右侧板的两端设置有直角螺钉槽，该直角螺钉槽在左右侧板的长度方向的端面上及远离前后端板的表面上都设置有槽口，并在靠近前后端板的槽底壁上设置有沿左右方向延伸的螺订孔。对应的端板的端面上设置有螺纹孔，前后端板与左右侧板的对应端部通过螺钉连接配合。
电池组内的锂离子单体电池之间通过连接机构对其极柱进行连接，以实现串并联的需求，达到设定的容量并输出设定的电压。连接机构包括连接带、汇流排。本实施例中，连接带由铜带一体折弯加工而成。具体的，连接带整体呈“S”形，上端为水平延伸的极柱连接部，下端为水平延伸的固定连接部，中间为竖直延伸的中间连接部。极柱连接部上设置有圆形极柱孔，与锂离子电池的极柱外形相匹配。连接时，极柱连接部上的圆形极柱孔套设在极柱上之后用极柱螺母固定，极柱螺母与极柱螺纹配合。或者极柱连接部上的圆形极柱孔套设在极柱上之后与极柱焊接固定。
左右侧板的上表面固定设置有连接带压板，连接带压板上设置有螺栓孔，左右侧板的上表面也设置有与连接带压板上的螺栓孔对应的螺纹孔。连接带的固定连接部上也设置有相应的螺栓孔。连接带的固定连接部压设在压板的上表面，汇流排的导电铜片压设在压板与侧板上表面之间。左右侧板构成了用来固定连接带的连接带固定臂141。
本实施例的电池组中的四块锂离子电池，靠前设置的两块电池设置为左侧为正极，靠后设置的两块电池设置为左侧为负极，这样使电池组的总正极和总负极均位于左侧。
左侧设置的汇流排包括汇流部与支流部，汇流部为铜带，一端作为电池组的总正极与电池管理系统或者控制系统或者其他电路元件导电连接，另一端与支流部焊接连接。支流部包括中部与汇流部焊接连接的主体部分以及设置在主体部分两端的连接部分。连接部分包括宽度较小的支流铜带以及设置在支流铜带端部的导电铜片。导电铜片的宽度与连接带的宽度相同。导电铜片设置有螺栓孔。固定螺栓从固定连接部、压板、导电铜片上的螺栓孔穿过并与侧板上的螺纹孔螺纹配合，将上述结构固定。左侧的压板为绝缘材料制成，连接带的固定连接部与汇流排的导电铜片之间的导电依靠固定螺栓来进行。在其他实施例中，也可以将导电铜片压设在压板的上表面上与连接带的固定连接部直接接触导电。左侧的汇流排中，与电池正极极柱相连的为总正汇流排13，与电池负极极柱相连的为总负汇流排34。
右侧的极柱采用连接带及压板固定在右侧板的上表面上。右侧的压板采用金属材料制成，如为铜板。这样可以省掉汇流排。或者也可以采用绝缘材料制成压板，汇流排采用与左侧相同的汇流排，只需将两个汇流排的汇流部导电连接即可。
汇流排的汇流部由第一铜板和第二铜板固定连接而成，第一、二铜板之间设置有熔断熔断体。该熔断体由熔点较低的材料如锡、铅、铝等制成。
每一侧的连接带的中间连接部与电池外壳外壁贴合，当锂离子电池采用金属壳电池时，连接带与电池外壳外壁之间垫设绝缘片。
每一块锂离子电池的上方，在极柱分别与对应的连接带连接后，极柱上方固定设置保护板12。保护板12为绝缘材料制成，保护板12下方设置有与极柱外形匹配的极柱槽。保护板12压设在锂离子电池的上端面上，对极柱与连接带进行保护。保护板12上设置有散热孔121，以使锂离子电池上端盖板及极柱散发的热量能够从散热孔121散出。散热孔沿左右方向均匀间隔分布，且在保护板上前后设置有两排。
本实施例的电池组经过上述装配连接，形成了四块电池两两并联后再进行串联的成组方式。
电池箱包括左右并列设置的高压箱22和低压箱23，高压箱22用来容纳安装上述电池组，低压箱23设置在高压箱22的左侧，其中安装设置有电池管理系统和控制系统。
高压箱包括高压箱底以及焊接在高压箱底上的高压箱壁，高压箱壁包括高压箱内壁和高压箱外壁，高压箱内外壁之间设置有间隙，该间隙环绕高压箱内的电池组的四周形成了冷却液循环通道。高压箱的内外壁的上端设置有将高压箱内外壁连接的四方环形密封盖板。该密封盖板与高压箱内外壁及高压箱底共同围成了密闭的循环通道，高压箱的密封盖板上设置有进水口和出水口，进水口和出水口分设在高压箱的密封盖板的对角上。进水口外连接有进水管211，出水口外连接有出水管212。本实施例中循环液为水。进水管上连接有水泵，出水管上连接有散热器，进水管与水泵的出口相连，散热器的出水口与水泵的进水口相连。分别实现高压箱的循环通道内的冷却水的循环，并将高压箱内的温度较高的水与散热器进行热交换。
电池组的电池架端板上设置有螺栓孔，高压箱内壁上设置有对应的螺纹孔。采用螺栓将电池架固定设置在高压箱内壁上。螺纹孔与高压箱内壁之间设置有密封结构。
低压箱23的右侧壁与高压箱22外壁的左侧壁焊接固定，并形成了高压箱22和低压箱23之间的隔板，高压箱22和低压箱23的隔板上设置有两个连接通孔，连接通孔内壁设置有密封结构。总正汇流排13和总负汇流排34的汇流部分别从两个连接通孔中穿过，并与电池管理系统或者控制系统相连。电池管理系统为一个电池管理系统盒31，固定设置在低压箱23右侧壁的内表面。电池管理系统盒31表面上设置有散热孔。控制系统32固定设置在低压箱前侧壁的内表面上。低压箱的侧壁上均匀设置有圆形散热通孔24。
使用时，将连接带与对应的极柱焊接相连，然后在电池上方固定上保护板。将电池架的底板、前后端板、左右侧板固定连接。然后将锂离子电池固定在高压箱电池架底板上的插槽中，然后将连接带的固定连接部与左右侧板及汇流排通过压板及螺栓固定。通过导线将电池管理系统及控制系统与电池组连接。连接好出水管、进水管及水泵、散热器，打开水泵，进行循环冷却。
上述实施例中的电池管理系统盒及控制系统中的一个或者两个可以设置在高压箱的外壁上或者内壁上，以节约低压箱的空间，或者直接省去低压箱。也可以采用现有技术中的普通单层电池箱，不设置循环水的循环通道，此时可以在单层电池箱的箱壁上设置散热孔，利用空气进行散热。
上述实施例中的进水口和出水口可以分别设置在高压箱的相对的两个侧壁上，也可以设置在相邻的侧壁上，也可以设置在同一个侧壁上。
上述实施例中的电池组中的电池的数量可以大于四个，串并联关系可以更复杂，此时可以根据需要调整电池的方向，或者在电池组的右侧也设置与左侧汇流排结构相同的汇流排。
上述实施例中的电池架的前后端板可以不设置，仅靠底板和侧板对电池进行固定。当然也可以不设置底板，依靠端板对电池的挤压将电池固定，此时相邻的电池之间夹设散热板，以提高电池之间的散热效率。
上述实施例中的侧板上表面可以设置与连接带的固定连接部位置对应的连接凹槽，连接凹槽为槽口朝上且沿左右方向延伸的通槽。这样，通过在导电铜片上设置螺纹孔，固定螺栓可以将压板上下表面的固定连接部和导电铜片紧固在压板上。压板通过其他的螺钉固定在侧板上。
上述实施例中的保护板可以不设置。
上述实施例中的锂离子电池可以使其宽度方向沿前后设置，以减少电池组在左右方向上的宽度。
上述实施例中的连接带的极柱连接部和固定连接部上可以部分或者全部不设置螺栓孔，而是焊接在相应的极柱或者螺栓上。
本实用新型的车用锂离子电池组的实施例与上述的车用锂离子电池组的结构完全相同。上述的车用锂离子电池组的各种替代形式也同样适合于本实用新型的车用锂离子电池组。