CN106450075A - 动力电池模组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种动力电池模组。电池模组的支撑框架材质为铝合金，支撑框架包括设置于电池模组顶部和底部开口相对的单口槽板和设置于单口槽板之间的上、下板面均设有开槽的双口槽板，电池电芯设置于上、下相邻的支撑框架之间的槽腔内，电池电芯与支撑框架之间设置硅胶垫；位于支撑框架的端部设置电连接组件，电连接组件包括材质为塑质的折板，折板包括水平板和竖直板，折板竖直板的外板面上布置金属质的电极板，电极板包括正极板和负极板，正极板和负极板的电连接端延伸至折板水平板面上，折板水平板上位于正极板和负极板的电连接端之间设置材质为塑质的隔离凸块。相比现有的电池模组质量轻、体积小、绝缘性能好、且能够简单组装于电池箱内。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车动力电池技术领域，具体涉及一种动力电池模组。
背景技术
动力电池是电动汽车的“心脏”。 动力电池模组是为譬如电动汽车、混合动力车的新能源交通运输工具提供动力能源的核心部分。其可以理解为电池电芯经串并联方式组合，并加装电池监控与管理装置（MCN）加以管理和控制。电池模组的结构设计往往能决定一个电池箱的性能和安全。其结构必须对电池电芯起到支撑、固定和保护作用。同时如何满足过电流要求，电流均匀性，如何满足对电池电芯温度的控制，以及是否有严重异常时能断电，避免连锁反应等等，都将是评判电池模组优劣的标准。
现有的动力电池模组主要包括电池电芯以及支撑电池电芯的支撑框架，为了保证电池模块的绝缘性，现有的支撑框架通常采用聚苯乙烯或者聚乙烯材质的塑质料，而为了满足电池模组的支撑强度、以及譬如抗晃碰的结构强度，通常将支撑框架做的很厚重，再通过电池模组或者说支撑框架整体结构的两端直接设置电极板，通过电池电芯两端的极耳与电极板电连接构成动力电池模组的主结构。现有的这种动力电池模组通常具有如下问题：
1、塑质的支撑框架本身易变性，且位于电池模组底部的电池电芯以及支撑框架由于上部电池模组结构的重力，下部的电池模组结构易变形，这样就会导致电池电芯两端的极耳与电极板接触紊乱，出现故障。
2、塑质的厚重的支撑框架直接使得模组重量较大，这样装车使用就需要更多的动力推动，耗能大。
3、塑质的厚重的支撑框架体积也就大，占用更大的空间，不利于其自身在电池箱内的装配进而不利于电池箱在整车上的装配。
而随着电动汽车的发展，厂商对电池性能的追求越来越苛刻，对电池的绝缘性能好的要求、减小体积的要求、轻质的要求，简单组装的要求越来越需求。如何采用质量轻、体积小、绝缘性能好、且简单组装于电池箱内成为棘手的问题。
发明内容
本发明目的是提供一种动力电池模组，相比现有的电池模组质量轻、体积小、绝缘性能好、且能够简单组装于电池箱内。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种动力电池模组，包括电池电芯，和支撑电池电芯用的支撑框架，所述的支撑框架材质为铝合金，支撑框架包括设置于电池模组顶部和底部开口相对的单口槽板和设置于单口槽板之间的上、下板面均设有开槽的双口槽板，电池电芯设置于上、下相邻的支撑框架之间的槽腔内，且电池电芯两端的极耳悬伸于与其上、下相邻的两支撑框架之间，电池电芯与支撑框架之间设置硅胶垫；
位于支撑框架的端部设置电连接组件，所述的电连接组件包括材质为塑质的折板，所述的折板的内板面紧贴支撑框架布置，所述的折板包括水平板和竖直板，折板竖直板上位于极耳的悬伸位开设供电池电芯极耳布置的条形孔，折板竖直板的外板面上布置金属质的电极板，电极板上位于条形孔所在位开设电极开孔，所述的电极板包括正极板和负极板，正极板和负极板的电连接端延伸至折板水平板面上，折板水平板上位于正极板和负极板的电连接端之间设置材质为塑质的隔离凸块；
单口槽板和双口槽板的两端位于电池电芯极耳的悬伸位均开设避让槽，避让槽的槽口处设置卡孔，折板竖直板的内板面边缘设有卡扣，所述的卡扣卡接与所述的卡孔上。
本发明的技术效果在于：铝合金密度低，质量轻，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，抗蚀性好，但也具有优良的导电性、导热性。将现有的塑质的支撑框架改为铝合金，在同等强度下，质量减轻，利于电池模组本身各结构以及在电池箱内的轻质装配，且相比现有的同等支撑强度的支撑框架其体积变小，再进一步的改进，将支撑框架改进为单口槽板或者双口槽板的相叠加的结构，电池电芯容置于上、下单口槽板或者双口槽板的槽腔内，进一步的缩小电池模组体积，而小体积的电池模组更利于电池模组本身结构的方便布置，且方便电池模组位于电池箱内组装；但这样的改进，支撑框架在电池内部与电池电芯接触的话，就会可能导致电池内部导电而短路，以及电池内热量集中而导致热量难以散去的不利现象，在电池电芯与支撑框架之间设置硅胶垫巧妙的消除了这两个问题：一、由于硅胶垫为绝缘体，电池电芯与支撑框架之间不会出导电短路，二、硅胶垫也阻隔了电池电芯与支撑框架之间的热传导，这样就不会出现电池内部热量集中的不利问题，此外，设置的硅胶垫具有弹性能够吸收由于自身重力以及搬运中出现的不利变形，起到保护电池内部结构的作用。
相同的原理，由于支撑框架为铝合金，电极板若直接布置于支撑框架端部可能出现电池的短路，通过设置的塑质的折板起到支撑框架与电极板之间的绝缘，起到保护电池，提高电池安全的作用。通过折板卡扣卡接于支撑框架避让槽上的卡孔上，使得电连接组件与电池模组的电池电芯可以得到稳固的电连接，具体是，电池电芯的极耳依次通过支撑框架的避让槽a、折板上的条形孔、电极板上的电极开孔、再弯折使得其与电极板的正极板或者负极板电连接，通过正极板和负极板的电连接端与电池箱的电连接总成电连接，电池箱的电连接总成再电连接电动汽车或者混合动力车的输出端，完成动力输送。设置的隔离凸块对电池的正负极形成隔档，进一步避免电池模组的短路。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明去除电连接组件的截面状态图；
图3为本发明电连接组件的结构示意图；
图4为发明双口槽板的结构示意图。
具体实施方式
参照附图（以下所述的动力电池模组和电池模组为同一含义），一种动力电池模组，包括电池电芯10，和支撑电池电芯10用的支撑框架20，所述的支撑框架20材质为铝合金，支撑框架20包括设置于电池模组顶部和底部开口相对的单口槽板21和设置于单口槽板21之间的上、下板面均设有开槽的双口槽板22（或者说双口槽架22截面呈“H”型），电池电芯10设置于上、下相邻的支撑框架20之间的槽腔内，且电池电芯10两端的极耳11悬伸于与其上、下相邻的两支撑框架20之间，电池电芯10与支撑框架20之间设置硅胶垫30；
位于支撑框架20的端部设置电连接组件40，所述的电连接组件40包括材质为塑质的折板41，所述的折板41的内板面紧贴支撑框架20布置，所述的折板41包括水平板和竖直板，折板41竖直板上位于极耳11的悬伸位开设供电池电芯10极耳11布置的条形孔411，折板41竖直板的外板面上布置金属质的电极板42，电极板42上位于条形孔411所在位开设电极开孔421，所述的电极板42包括正极板422和负极板423，正极板422和负极板423的电连接端延伸至折板41水平板面上，折板41水平板上位于正极板422和负极板423的电连接端之间设置材质为塑质的隔离凸块43；
单口槽板21和双口槽板22的两端位于电池电芯10极耳11的悬伸位均开设避让槽20a，避让槽20a的槽口处设置卡孔20b，折板41竖直板的内板面边缘设有卡扣412，所述的卡扣412卡接与所述的卡孔20b上。
铝合金密度低，质量轻，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，抗蚀性好，但也具有优良的导电性、导热性。将现有的塑质的支撑框架20改为铝合金，在同等强度下，质量减轻，利于电池模组本身各结构以及在电池箱内的轻质装配，且相比现有的同等支撑强度的支撑框架20其体积变小，再进一步的改进，将支撑框架20改进为单口槽板21或者双口槽板22的相叠加的结构，电池电芯10容置于上、下单口槽板21或者双口槽板22的槽腔内，进一步的缩小电池模组体积，而小体积的电池模组更利于电池模组本身结构的方便布置，且方便电池模组位于电池箱内组装；但这样的改进，支撑框架20在电池内部与电池电芯10接触的话，就会可能导致电池内部导电而短路，以及电池内热量集中而导致热量难以散去的不利现象，在电池电芯10与支撑框架20之间设置硅胶垫30巧妙的消除了这两个问题：一、由于硅胶垫30为绝缘体，电池电芯10与支撑框架20之间不会出导电短路，二、硅胶垫30也阻隔了电池电芯10与支撑框架20之间的热传导，这样就不会出现电池内部热量集中的不利问题，此外，设置的硅胶垫30具有弹性能够吸收由于自身重力以及搬运中出现的不利变形，起到保护电池内部结构的作用。
相同的原理，由于支撑框架20为铝合金，电极板42若直接布置于支撑框架20端部可能出现电池的短路，通过设置的塑质的折板41起到支撑框架20与电极板42之间的绝缘，起到保护电池，提高电池安全的作用。通过折板41卡扣412卡接于支撑框架20避让槽20a上的卡孔20b上，使得电连接组件40与电池模组的电池电芯10可以得到稳固的电连接，具体是，电池电芯10的极耳11依次通过支撑框架20的避让槽20a、折板41上的条形孔411、电极板42上的电极开孔421、再弯折使得其与电极板42的正极板422或者负极板423电连接，通过正极板422和负极板423的电连接端与电池箱的电连接总成电连接，电池箱的电连接总成再电连接电动汽车或者混合动力车的输出端，完成动力输送。设置的隔离凸块43对电池的正负极形成隔档，进一步避免电池模组的短路。
进一步的，所述的折板41竖直板上位于电极板42一侧自上而下依次设置有电压传感器50、温度传感器60、振动强度传感器70。
设置的电压传感器50感应电池模组的电压状况，温度传感器60感应电池模组的温度状况，振动强度传感器70感应电池模组的受到的振幅状况，将这些感应信息传导致电池管理***MCU，MCU根据感应信息判断电池工作状况，以保证的正常使用。
再进一步的，所述的电极板42由铝电板和铜电板组成，相同电极的铝电板和铜电板之间为接触式电连接。
现有的电极板42多采用铝、铜焊接式汇流板，这种电极板加工成本高，且工作功率大，易被击穿，通过将现有的这种铝、铜焊接式汇流板改为分体式的电极板42（铝电板和/或铜电板），通过不同材质（铝电板或者铜电板）的电极板42与不同材质（铝材质或者镍材质）的电池电芯10极耳11对应组合构成电连接，再通过铝电板和铜电板的接触构成电池模组结构的电连接，这里解释下，电池电芯10分为正负极，极耳11是从电池电芯10中将正负极引出的金属导电体，极耳11分为两种材质，镍材质极耳11和铝材质极耳11，其中，电池电芯10的正极使用铝材质极耳11，电池电芯10的负极使用镍材质极耳11，本发明摒弃现有的电极板采用铝、铜焊接式一体式的汇流板、电池电芯10的正负极随意布置再电连接于铝、铜焊接式一体式的汇流板上的结构，改用通过让电池电芯10的正极汇于一块，铝电板集中电连接该块的电池电芯10的正极的铝材质极耳11，让电池电芯10的负极再汇于一块，铜电板集中电连接该块的电池电芯10的负极的镍材质极耳11，这样再通过各块电池电芯10正极或者负极串并联，构成电池模组结构中各电池电芯10的电连接，这样就有效避免了汇流板易击穿的弊端，且降低了电池工作的功率。
再进一步的，所述的双口槽板22的板面上开设散热孔221，所述的散热孔221呈矩阵式布置。
考虑到铝合金质的支撑框架20支撑强度足够，为了进一步减轻电池模组重量，以及进一步加快电池模组的散热效率，参照图4，在双口槽板22的板面上开设散热孔221即巧妙的达到上述两目的。
Claims (4)
1. 一种动力电池模组，包括电池电芯（10），和支撑电池电芯（10）用的支撑框架（20），其特征在于：所述的支撑框架（20）材质为铝合金，支撑框架（20）包括设置于电池模组顶部和底部开口相对的单口槽板（21）和设置于单口槽板（21）之间的上、下板面均设有开槽的双口槽板（22），电池电芯（10）设置于上、下相邻的支撑框架（20）之间的槽腔内，且电池电芯（10）两端的极耳（11）悬伸于与其上、下相邻的两支撑框架（20）之间，电池电芯（10）与支撑框架（20）之间设置硅胶垫（30）；
位于支撑框架（20）的端部设置电连接组件（40），所述的电连接组件（40）
包括材质为塑质的折板（41），所述的折板（41）的内板面紧贴支撑框架（20）布置，所述的折板（41）包括水平板和竖直板，折板（41）竖直板上位于极耳（11）的悬伸位开设供电池电芯（10）极耳（11）布置的条形孔（411），折板（41）竖直板的外板面上布置金属质的电极板（42），电极板（42）上位于条形孔（411）所在位开设电极开孔（421），所述的电极板（42）包括正极板（422）和负极板（423），正极板（422）和负极板（423）的电连接端延伸至折板（41）水平板面上，折板（41）水平板上位于正极板（422）和负极板（423）的电连接端之间设置材质为塑质的隔离凸块（43）；
单口槽板（21）和双口槽板（22）的两端位于电池电芯（10）极耳（11）的悬伸位均开设避让槽（20a），避让槽（20a）的槽口处设置卡孔（20b），折板（41）竖直板的内板面边缘设有卡扣（412），所述的卡扣（412）卡接与所述的卡孔（20b）上。
2.根据权利要求1所述的动力电池模组，其特征在于：所述的折板（41）竖直板上位于电极板（42）一侧自上而下依次设置有电压传感器（50）、温度传感器（60）、振动强度传感器（70）。
3.根据权利要求1或2所述的动力电池模组，其特征在于：所述的电极板（42）由铝电板和铜电板组成，相同电极的铝电板和铜电板之间为接触式电连接。
4.根据权利要求1或2所述的动力电池模组，其特征在于：所述的双口槽板（22）的板面上开设散热孔（221），所述的散热孔（221）呈矩阵式布置。
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