CN103151564A - 新型电池模块结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型电池模块结构，它包括电池模块，电池模块为多个叠片型电芯正负极串联连接层叠布置而成，叠片型电芯的两端设有电芯极耳，电池模块的一端套设在极柱端绝缘护套内，电池模块的另一端套设在绝缘护套内，极柱端绝缘护套和绝缘护套内均开设有用于电芯极耳穿过的极耳开口，在极柱端绝缘护套上设有分别与电池模块的正、负极连接的正极极柱和负极极柱；电池模块包裹在模块壳体内，模块壳体的一端侧面设有用于穿过正极极柱和负极极柱的第一安装孔。本发明是一种操作简单，安装方便快捷、安全性和可靠性的新型电池模块结构。

Description

新型电池模块结构

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，具体地指是一种新型电池模块结构。

背景技术

目前，锂离子电池广泛应用在诸如电动汽车等领域，为了使动力电池达到更高的电压或更大的容量，往往需要多个电芯串联或者并联来组成电池包。叠片型电芯具有重量轻、厚度小、容量大、内阻小、设计灵活、安全性好、可大电流充放电等优点。但是叠片型电芯的外包装为一层保护膜，在外力作用下容易发生刺穿，需要有可靠的外部结构来保护电芯不受外力破坏。而且叠片型电芯的极耳为片状，厚度都在0.3mm左右，在车辆振动的环境下，振动引起的应力易集中在极耳的连接部，导致电芯之间连接的可靠性降低。同时，汽车运行的地域、季节等环境有很大变化，对动力电池的绝缘密封性，内部连接部件的导通性都有很高要求，还要考虑外部挤压等外应力及内部膨胀率差异引起的内应力。另外，考虑到动力电池批量生产的可靠性、可维护性和可制造性，降低电池维护和更换的成本，需要将电芯组成合适的单元，即电池模块结构，以需要提高电池的可移植性和组装的灵活性。

发明内容

本发明的目的就是要针对上述背景技术提出的问题，提供一种结构合理、灵活性高、安全性好、连接可靠的新型电池模块结构。

本发明的技术方案为：一种新型电池模块结构，它包括电池模块，所述电池模块为多个叠片型电芯正负极串联连接层叠布置而成，叠片型电芯的两端设有电芯极耳，其特征在于：所述的电池模块的一端套设在极柱端绝缘护套内，电池模块的另一端套设在绝缘护套内，极柱端绝缘护套和绝缘护套内均开设有用于电芯极耳穿过的极耳开口，在极柱端绝缘护套上设有分别与电池模块的正、负极连接的正极极柱和负极极柱；所述的电池模块包裹在模块壳体内，模块壳体的一端侧面设有用于穿过正极极柱和负极极柱的第一安装孔。

在模块壳体内表面帖服有绝缘材料，可使电池模块与模块壳体之间绝缘，具有安全保护性能。

所述的叠片型电芯的一端面和模块壳体之间设有减振垫，叠片型电芯的另一端面和模块壳体之间设有导热垫，叠片型电芯之间设有导热垫，减振垫可起到抗震减压的作用，而导热垫可将电池模块的内部热量传递到模块壳体***。

所述电芯极耳的正负极通过连接铜排串联连接；在极柱端绝缘护套内，纵向两侧的电芯极耳分别为正极电芯极耳和负极电芯极耳，正极电芯极耳通过正极柱连接板与正极极柱连接，负极电芯极耳通过负极柱连接板与负极极柱连接。

优选为：叠片型电芯设有四层，在极柱端绝缘护套内，纵向两侧的电芯极耳分别为正极电芯极耳和负极电芯极耳，正极电芯极耳通过正极柱连接板与正极极柱连接，负极电芯极耳通过负极柱连接板与负极极柱连接，中间两层的电芯极耳通过连接铜排焊接连接；在绝缘护套内，第一层和第二层电芯极耳通过连接铜排连接，第三层和第四层电芯极耳通过连接铜排连接。

在所述的极柱端绝缘护套的内端面，电芯极耳之间设有第一内侧隔板；在极柱端绝缘护套的外端面，连接铜排和极柱连接板之间设有第一外侧隔板；在所述绝缘护套的内端面，电芯极耳之间设有第二内侧隔板；在绝缘护套的外端面，连接铜排之间设有第二外侧隔板。这样设计叠片型电芯就设置在第一内侧隔板和第二内侧隔板之间，第一内侧隔板和第二内侧隔板可将叠片型电芯卡紧，防止叠片型电芯之间相互滑动产生摩擦，导致电芯外的保护膜损坏，防止电芯漏液导致安全事故，起到固定电芯、提高安全性的作用；而第一外侧隔板和第二外侧隔板的设计可保证在车辆运行时的振动过程中电池模块的连接不发生短路，保障了电池模块的安全性和可靠性。

所述的极柱端绝缘护套的外侧设有对正极极柱有防护作用的第一绝缘保护端和对负极极柱有防护作用的第二绝缘保护端，第一绝缘保护端和第二绝缘保护端内设有用于预埋正极极柱和负极极柱的预埋孔，这样设计可把正极极柱和负极极柱预埋在极柱端绝缘护套中，只需将极柱连接板与极柱连接在一起即完成安装，装配方便，且安全可靠。

所述的连接铜排设有两个第一极耳狭缝，电芯极耳***第一极耳狭缝中，电芯极耳与连接铜排固定连接；所述的极柱连接板设有第二极耳狭缝，电芯极耳***第二极耳狭缝中，电芯极耳与极柱连接板固定连接。这样设计使电芯极耳的固定方便、快捷。

所述的极耳狭缝和第二极耳狭缝两端均设有通孔，以便于电池模块内部的采样线穿过，方便采样线走线。

所述极柱连接板的端部折弯，在极柱连接板的折弯端部设有用于连接极柱的端子，端子中间设有与极柱相匹配的第二安装孔。极柱连接板套在极柱上后，极柱穿过第二安装孔，在用螺母等紧固装置紧固紧后，极柱连接板就和极柱牢固的连接起来。

本发明通过将电池模块包裹在模块壳体内的设计，可防止在外力作用下叠片型电芯组成的电池模块表面容易发生刺穿的现象发生，而内侧隔板使电芯极耳相互隔离和电芯极耳由外结构（连接铜排和极柱连接板）支撑的设计，使电池模块内部中的电芯连接更具有可靠性，本发明是一种操作简单，安装方便快捷并具有安全性和可靠性的新型电池模块结构。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中电池模块结构示意图；

图3为本发明中电池模块结构***示意图；

图4为本发明中极柱端绝缘护套内侧结构示意图；

图5为本发明中极柱端绝缘护套外侧结构示意图；

图6为本发明中绝缘护套内侧结构示意图；

图7为本发明中绝缘护套外侧结构图；

图8为本发明中连接铜排结构示意图；

图9为本发明中极柱连接板结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

如图中所示的一种新型电池模块结构，它包括电池模块1，电池模块1为多个叠片型电芯1.1正负极串联连接层叠布置而成，叠片型电芯1.1的两端设有电芯极耳1.5。本发明中，电池模块1的一端套设在极柱端绝缘护套1.2内，电池模块1的另一端套设在绝缘护套1.3内，极柱端绝缘护套1.2和绝缘护套1.3内均开设有用于电芯极耳1.5穿过的极耳开口1.4，在极柱端绝缘护套1.2上设有分别与电池模块1的正、负极连接的正极极柱3和负极极柱4；所述的电池模块1包裹在模块壳体2内，模块壳体2的一端侧面设有用于穿过正极极柱3和负极极柱4的第一安装孔2.1。

在上述方案中：

模块壳体2可采用一种强度大、利于导热、阻燃的轻质材料制成，本实施方式的模块壳体2采用铝制材料，另外在模块壳体2的内表面帖服有绝缘材料，这样可使电池模块1与模块壳体2之间绝缘，并且具有耐压、防穿刺、散热好、抗干扰的特点。

如图3所示，叠片型电芯1.1的一端面和模块壳体2之间设有减振垫1.6，叠片型电芯1.1的另一端面和模块壳体2之间设有导热垫1.7，叠片型电芯1.1之间设有导热垫1.7，减振垫1.6可起到抗震减压的作用，而导热垫1.7可将电池模块1的内部热量传递到模块壳体2***。

如图3所示，本实施例中，叠片型电芯1.1设有四层，在极柱端绝缘护套1.2内，纵向两侧的电芯极耳1.5分别为正极电芯极耳和负极电芯极耳，正极电芯极耳通过正极柱连接板6.1与正极极柱3连接，负极电芯极耳通过负极柱连接板6.2与负极极柱4连接，中间两层的电芯极耳1.5通过连接铜排5焊接连接；在绝缘护套1.3内，第一层和第二层电芯极耳1.5通过连接铜排5连接，第三层和第四层电芯极耳1.5通过连接铜排5连接。

如图4、图5所示，在极柱端绝缘护套1.2的内端面，电芯极耳1.5之间设有第一内侧隔板1.8；在极柱端绝缘护套1.2的外端面，连接铜排5和极柱连接板之间设有第一外侧隔板1.9；在所述绝缘护套1.3的内端面，电芯极耳1.5之间设有第二内侧隔板1.10；在绝缘护套1.3的外端面，连接铜排5之间设有第二外侧隔板1.11。这样设计叠片型电芯1.1就设置在第一内侧隔板1.8和第二内侧隔板1.10之间，第一内侧隔板1.8和第二内侧隔板1.10可将叠片型电芯1.1卡紧，防止叠片型电芯1.1之间相互滑动产生摩擦，导致电芯外的保护膜损坏，防止电芯漏液导致安全事故，起到固定电芯、提高安全性的作用；而第一外侧隔板1.9和第二外侧隔板1.11的设计可保证在车辆运行时的振动过程中电池模块的连接不发生短路，保障了电池模块的安全性和可靠性。

如图5所示，极柱端绝缘护套1.2的外侧设有对正极极柱3有防护作用的第一绝缘保护端3.1和对负极极柱4有防护作用的第二绝缘保护端4.1，第一绝缘保护端3.1和第二绝缘保护端4.1内设有用于预埋正极极柱3和负极极柱4的预埋孔1.12。这样设计可把正极极柱3和负极极柱4预埋在极柱端绝缘护套1.2中，只需将极柱连接板与极柱连接在一起即完成安装，装配方便，且安全可靠。

如图8、图9所示，本实施例中，连接铜排5设有两个第一极耳狭缝7.1，电芯极耳1.5***第一极耳狭缝7.1中，电芯极耳1.5与连接铜排5固定连接；所述的极柱连接板6设有第二极耳狭缝7.2，电芯极耳1.5***第二极耳狭缝7.2中，电芯极耳1.5与极柱连接板6固定连接，这样设计使电芯极耳1.5的固定方便、快捷。极耳狭缝7.1和第二极耳狭缝7.2两端均设有通孔7.3，以便于电池模块1内部的采样线穿过，方便采样线走线。

如图9所示，极柱连接板6的端部折弯，在极柱连接板6的折弯端部设有用于连接极柱的端子8，端子8中间设有与极柱相匹配的第二安装孔8.1。极柱连接板套在极柱上后，极柱穿过第二安装孔8.1，在用螺母等紧固装置紧固紧后，极柱连接板就和极柱牢固的连接起来。

在组装时，将叠片型电芯1.1先和导热垫1.7和减振垫1.6套装在极柱端绝缘护套1.2和绝缘护套1.3内，再装上连接铜排5和极柱连接板，用狭缝焊接的方式将电芯极耳1.5和连接铜排5、极柱连接板6焊接起来，再装上模块壳体2，新型电池模块结构就组装完成，操作简单、安装方便。

本发明尤其适用于电芯极耳分别出在两端的叠片型电芯，对于其他型号的电芯，如果只需对发明设计的方案做简单修改，也在本发明专利的保护范围内。

Claims (10)

1.一种新型电池模块结构，它包括电池模块（1），所述电池模块（1）为多个叠片型电芯（1.1）正负极串联连接层叠布置而成，叠片型电芯（1.1）的两端设有电芯极耳（1.5），其特征在于：所述的电池模块（1）的一端套设在极柱端绝缘护套（1.2）内，电池模块（1）的另一端套设在绝缘护套（1.3）内，极柱端绝缘护套（1.2）和绝缘护套（1.3）内均开设有用于电芯极耳（1.5）穿过的极耳开口（1.4），在极柱端绝缘护套（1.2）上设有分别与电池模块（1）的正、负极连接的正极极柱（3）和负极极柱（4）；所述的电池模块（1）包裹在模块壳体（2）内，模块壳体（2）的一端侧面设有用于穿过正极极柱（3）和负极极柱（4）的第一安装孔（2.1）。

2.根据权利要求1所述的新型电池模块结构，其特征在于：在模块壳体（2）内表面帖服有绝缘材料。

3.根据权利要求1所述的新型电池模块结构，其特征在于：所述的叠片型电芯（1.1）的一端面和模块壳体（2）之间设有减振垫（1.6），叠片型电芯（1.1）的另一端面和模块壳体（2）之间设有导热垫（1.7），叠片型电芯（1.1）之间设有导热垫（1.7）。

4.根据权利要求1所述的新型电池模块结构，其特征在于：所述电芯极耳（1.5）的正负极通过连接铜排（5）串联连接；在极柱端绝缘护套（1.2）内，纵向两侧的电芯极耳（1.5）分别为正极电芯极耳和负极电芯极耳，正极电芯极耳通过正极柱连接板（6.1）与正极极柱（3）连接，负极电芯极耳通过负极柱连接板（6.2）与负极极柱（4）连接。

5.根据权利要求4所述的新型电池模块结构，其特征在于：所述叠片型电芯（1.1）设有四层，在极柱端绝缘护套（1.2）内，纵向两侧的电芯极耳（1.5）分别为正极电芯极耳和负极电芯极耳，正极电芯极耳通过正极柱连接板（6.1）与正极极柱（3）连接，负极电芯极耳通过负极柱连接板（6.2）与负极极柱（4）连接，中间两层的电芯极耳（1.5）通过连接铜排（5）焊接连接；在绝缘护套（1.3）内，第一层和第二层电芯极耳（1.5）通过连接铜排（5）连接，第三层和第四层电芯极耳（1.5）通过连接铜排（5）连接。

6.根据权利要求4所述的新型电池模块结构，其特征在于：在所述的极柱端绝缘护套（1.2）的内端面，电芯极耳（1.5）之间设有第一内侧隔板（1.8）；在极柱端绝缘护套（1.2）的外端面，连接铜排（5）和极柱连接板之间设有第一外侧隔板（1.9）；在所述绝缘护套（1.3）的内端面，电芯极耳（1.5）之间设有第二内侧隔板（1.10）；在绝缘护套（1.3）的外端面，连接铜排（5）之间设有第二外侧隔板（1.11）。

7.根据权利要求5所述的新型电池模块结构，其特征在于：所述的极柱端绝缘护套（1.2）的外侧设有对正极极柱（3）有防护作用的第一绝缘保护端（3.1）和对负极极柱（4）有防护作用的第二绝缘保护端（4.1），第一绝缘保护端（3.1）和第二绝缘保护端（4.1）内设有用于预埋正极极柱（3）和负极极柱（4）的预埋孔（1.12）。

8.根据权利要求4所述的新型电池模块结构，其特征在于：所述的连接铜排（5）设有两个第一极耳狭缝（7.1），电芯极耳（1.5）***第一极耳狭缝（7.1）中，电芯极耳（1.5）与连接铜排（5）固定连接；所述的极柱连接板（6）设有第二极耳狭缝（7.2），电芯极耳（1.5）***第二极耳狭缝（7.2）中，电芯极耳（1.5）与极柱连接板（6）固定连接。

9.根据权利要求8所述的新型电池模块结构，其特征在于：所述的极耳狭缝（7.1）和第二极耳狭缝（7.2）两端均设有通孔（7.3）。

10.根据权利要求8所述的新型电池模块结构，其特征在于：所述极柱连接板（6）的端部折弯，在极柱连接板（6）的折弯端部设有用于连接极柱的端子（8），端子（8）中间设有与极柱相匹配的第二安装孔（8.1）。

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