CN111900300A - 一种利用形变锁紧的电池模组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池模组封装领域，尤其涉及到一种利用形变锁紧的两极极柱分别并联的圆柱型电池模组。所述电池模组，包括若干个排成一排的电芯和汇流排，所述电芯的两极为顶部极柱与壳体极柱，所述电池模组的同向排列电芯之间连接有锁紧机构，所述的锁紧机构为壳体极柱汇流排，汇流排两端与模组两端的电芯侧面分别固定，中间通过连续的同向拱形结构缠绕在每个电芯的侧面壳体上，电芯侧面壳体与拱形汇流排贴合，同向拱形连接处形成水滴状折弯孔，所述的水滴状折弯孔与拱形结构分别位于电芯的两侧，本发明通过胀口扩张收紧汇流排与电芯壳体以及相邻电芯结构，不仅结构简单电连接可靠，而且大大降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及电池模组封装领域，尤其涉及到一种利用形变锁紧的两极极柱分别并联的圆柱型电池模组。
背景技术
通过电池并联形成高电容量的电池模组，通过电池模组串联形成高电压的电池模块，是电动车储能单元封装的通常办法。圆柱型电池负极极柱与汇流排的电连接可靠性及并联模组的整体结构可靠性是业界广泛关注的问题。原热焊工艺由于存在壳体焊穿、虚焊、假焊，以及电芯与模组支架的结构一体性差等问题，原模组封装用汇流排需事先定制冲压成本高、汇流排材质厚度等限制，是行业的痛点。
发明内容
本发明的目的，是提供一种利用通用标准型汇流排进行模组壳体极柱的无热焊可靠并联、以及利用汇流排形变锁紧电池模组的技术，实现电连接的可靠性和模组结构稳定性的大幅提升。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：
根据本发明实施例，一种利用形变锁紧的电池模组，包括若干个排成一排的电芯，所述电池模组的同向排列的电芯之间连接有锁紧机构，所述的锁紧机构为壳体极柱汇流排，所述壳体极柱汇流排的两端与模组两端的电芯侧面分别固定，中间通过连续的同向拱形结构缠绕在成排电芯的侧面金属壳体上，所述电芯的两极为顶部极柱与壳体极柱，电芯侧面壳体与拱形汇流排贴合，壳体极柱汇流排相邻的同向拱形结构是通过汇流排的180度折弯点形成的水滴状折弯孔，所述的水滴状折弯孔与拱形结构分别位于电芯的两侧，水滴状折弯孔卡在相邻电芯的接触线的离去角上，模组的两极的对外极柱为顶部极柱汇流排和壳体极柱汇流排两端的向外延伸部分。
进一步的，所述的壳体极柱汇流排呈半圆弧拱形缠绕在电芯的侧面壳体。
进一步的，所述的壳体极柱汇流排与电芯的接触面上可以涂布有可固化导电胶，壳体极柱汇流排使所有电芯壳体极柱实现并联。
进一步的，所述的顶部极柱汇流排与模组中所有电芯的顶部极柱通过焊接、铆接、压接或可固化导电胶粘结的方法实现所有顶部极柱的并联。
根据本发明实施例，一种电池模组的锁紧方法，包括如下步骤：
(1)将壳体极柱汇流排弯折成连续的拱形结构，将电芯壳体置于拱形内，将模组首尾电芯的侧面壳体分别与壳体极柱汇流排的两端以可固化结构胶粘结固定；
(2)将初步排成直线的电芯施加侧向挤压力挤紧，使折返穿过电芯间的壳体极柱汇流排形成位于另一侧的水滴状折弯孔；
(3)将水滴状折弯孔上下通孔处分别挤入锥形挤压柱至形变，壳体极柱汇流排贴近电芯壳体，形成壳体极柱汇流排与电芯间充分接触的锁紧结构。
(4)取出锥形挤压柱后立即向形变的水滴状折弯孔中注入可快速固化的结构胶，固定水滴状折弯孔的形变使其无法回弹，从而获得整体结构稳定的成排的形变锁紧的电池模组。
根据本发明实施例，一种电池模组所组成的并联阵列型大模组，包括若干个电池模组，相邻的电池模组之间为矩阵排列或者交错互补排列，相邻的电池模组顶部极柱汇流排之间相互电性连接，或由平面型汇流排或由一根条状汇流排通过折弯转向与所有电芯的顶部极柱电性连接形成顶部极柱并联，相邻的电池模组壳体极柱汇流排之间相互电性连接或由同一根汇流排串接形成壳体极柱并联。
胀大水滴状折弯孔可收紧拱形结构与圆柱型电池侧面壳体的贴合度以及加大相邻电芯间的侧向挤紧力，所述相邻电芯侧向挤紧力的加大造成被收紧的汇流排难以复位松脱，所述胀口中填入的与胀口形状相当的固体物取出后立即填入可快速固化的结构胶可防止胀口的回缩，保持收紧压力形成越收越紧越不易松脱的正向自锁紧，模组中所有电芯壳体与汇流排的紧连接和成排电芯的排列结构固定。
本发明的优点在于：使用标准的条形汇流排，在运输和封装过程中为卷装重料，减少了运输成本；无需对汇流排进行切割冲模工作，实际封装加工过程的下料和切断操作简单，减少工艺流程，同时减少废料产生，增大了原料的利用率；减少了热焊操作，使得模组成品率更高，质量更加优秀，且性能与常规无差异；采用的自锁紧的结构，通过胀口扩张收紧汇流排，胀口填物及填充的结构胶和成排电芯挤紧汇流排的摩擦力来保持汇流排的收紧力，一条标准汇流排即可实现成排电芯的结构固定、壳体极柱并联，以及与相邻排模组的并联，结构简单可靠；自锁紧的大模组，可以不使用模组支架，大大降低了封装成本。
电芯两侧的水滴状折弯孔通过外力使胀孔实现拱形汇流排与电芯壳体的贴近以及相邻电芯间的挤紧，所述胀孔中填充可快速固化结构胶保持贴紧和挤紧力。
定义与一般术语
模组：若干个电芯进行并联的结构。
大模组：若干个模组进行全并联的结构。固封：通过焊接、铆接、压接或胶粘结等连接方式。
附图说明
图1是本发明实施例1的示意图。
图2是本发明实施例1的正视图。
图3是本发明实施例1的侧视图。
图4是本发明实施例2的示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
如图1、2、3所示，以6节电芯1的电池模组为例，一种利用形变锁紧的电池模组，包括若干个排成一排的电芯1和顶部极柱汇流排2以及壳体极柱汇流排4，所述电池模组的同向排列的电芯1之间连接有锁紧机构，所述的锁紧机构为壳体极柱汇流排4，所述壳体极柱汇流排4的两端与模组两端的电芯侧面分别固定，中间通过连续的同向拱形结构缠绕在成排电芯的侧面金属壳体上，所述电芯1的两极为顶部极柱与壳体极柱，电芯1侧面壳体与拱形汇流排贴合，壳体极柱汇流排相邻的同向拱形结构是通过汇流排的180度折弯点形成的水滴状折弯孔3，所述的水滴状折弯孔与拱形结构分别位于电芯1的两侧，水滴状折弯孔3卡在相邻电芯的接触线的离去角上，。
本发明的原理在于：通过胀口扩张收紧汇流排，胀口填物和成排电芯挤紧汇流排的摩擦力来保持汇流排的收紧力，一条标准汇流排即可实现成排电芯的结构固定、壳体极柱并联，以及与相邻排模组的并联。
实施例2
如图4所示，将2个实施例1中的电池模组并联，相邻的电池模组之间为矩阵排列或者交错互补排列，相邻的电池模组之间分别在颈部与下端通过胶粘连接，获得了并联阵列型大模组，大模组中电芯顶部极柱通过整块的顶部极柱汇流排实现整体并联。
实施例3
将实施例1中的电池模组进行拉力测试(电芯之间断裂的拉力)与电阻测试，具体结果如下表所示：
表1.电池模组的最大承受拉力以及电阻
| 次数 | 分离拉力(N) | 电阻(ohm) |
| 1 | 142 | 1.9 |
| 2 | 148 | 2.3 |
| 3 | 139 | 2.0 |
| 4 | 145 | 1.9 |
| 5 | 142 | 2.1 |
综上所述，本发明模组可以承受100N以上的拉力不会破坏，其电阻为2ohm左右，完全符合电芯行业所要求的条件。
实施例4
将实施例2的并联阵列型模组与最常用的电动车电瓶进行震动实验，实施例3的初始电压为12.0V，常用的电动车电瓶电压为12.4V具体结果如下表所示：
表2.震动次数与电压的的关系
综上可知，本发明的模块抗震能力好，在震动1000次实验中其电压在正常范围内浮动，而常规的电动车电瓶电压有明显的下降，可以推算出其内部有些电芯已经因为相对滑动导致汇流排与电芯之间断开，导致电压下降，说明本发明结构非常稳定，更加抗震。
本以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (6)
1.一种利用形变锁紧的电池模组，其特征在于：包括若干个排成一排的电芯，所述电池模组的同向排列的电芯之间连接有锁紧机构，所述的锁紧机构为壳体极柱汇流排，所述壳体极柱汇流排的两端与模组两端的电芯侧面分别固定，中间通过连续的同向拱形结构缠绕在成排电芯的侧面金属壳体上，所述电芯的两极为顶部极柱与壳体极柱，电芯侧面壳体与拱形汇流排贴合，壳体极柱汇流排相邻的同向拱形结构是通过汇流排的180度折弯点形成的水滴状折弯孔，所述的水滴状折弯孔与拱形结构分别位于电芯的两侧，水滴状折弯孔卡在相邻电芯的接触线的离去角上，模组的两极的对外极柱为顶部极柱汇流排和壳体极柱汇流排两端的向外延伸部分。
2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述的壳体极柱汇流排呈半圆弧拱形缠绕在电芯的侧面壳体。
3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于：所述的壳体极柱汇流排与电芯的接触面上可以涂布有可固化导电胶，壳体极柱汇流排使所有电芯壳体极柱实现并联。
4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于：所述的顶部极柱汇流排与模组中所有电芯的顶部极柱通过焊接、铆接、压接或可固化导电胶粘结的方法实现所有顶部极柱的并联。
5.一种根据权利要求1-4任意一项所述的电池模组的锁紧方法，包括如下步骤：
(1)将壳体极柱汇流排弯折成连续的拱形结构，将电芯壳体置于拱形内，将模组首尾电芯的侧面壳体分别与壳体极柱汇流排的两端以可固化结构胶粘结固定；
(2)将初步排成直线的电芯施加侧向挤压力挤紧，使折返穿过电芯间的壳体极柱汇流排形成位于另一侧的水滴状折弯孔；
(3)将水滴状折弯孔上下通孔处分别挤入锥形挤压柱至形变，壳体极柱汇流排贴近电芯壳体，形成壳体极柱汇流排与电芯间充分接触的锁紧结构。
(4)取出锥形挤压柱后立即向形变的水滴状折弯孔中注入可快速固化的结构胶，固定水滴状折弯孔的形变使其无法回弹，从而获得整体结构稳定的成排的形变锁紧的电池模组。
6.一种使用权利要求1-4任意一项所述的电池模组所组成的并联阵列型大模组，其特征在于：包括若干个电池模组，相邻的电池模组之间为矩阵排列或者交错互补排列，相邻的电池模组顶部极柱汇流排之间相互电性连接，或由平面型汇流排或由一根条状汇流排通过折弯转向与所有电芯的顶部极柱电性连接形成顶部极柱并联，相邻的电池模组壳体极柱汇流排之间相互电性连接或由同一根汇流排串接形成壳体极柱并联。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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