CN111952497B - 有利于电池单体回收梯次利用的电池成组结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有利于电池单体回收梯次利用的电池成组结构，包括箱体底座，电芯组件及固定定位结构：所述箱体底座上形成有容纳槽；电芯组件包括并排设置于所述容纳槽中的多个单体电芯，且每相邻的两个所述单体电芯之间通过快接组件电连接；固定定位结构可拆卸地连接于所述箱体底座上，用于固定定位所述电芯组件于所述容纳槽中。本发明可以解决相关技术中动力电池的单体电芯拆解回收困难的问题。

Description

有利于电池单体回收梯次利用的电池成组结构

技术领域

本发明涉及汽车电池技术领域，特别涉及一种有利于电池单体回收梯次利用的电池成组结构。

背景技术

目前国家大力发展新能源汽车，预计今年我国退役动力电池累计约达25GWh。但是，目前的动力电池中，主要将多个单体电芯焊接铝排串联成组，而且单体电芯与单体电芯之间多采用涂胶进行固定，然后将多个单体电芯焊接在一起后、再激光焊接端板和侧板以形成整体结构的电池模组，再将多个电池模组组装形成动力电池。这使得要拆解回收动力电池中的单体电芯时，需要先将动力电池中的电池模组进行拆解，再对电池模组中的单体电芯进行拆解，导致对单体电芯的拆解回收十分困难。

发明内容

本发明提供一种有利于电池单体回收梯次利用的电池成组结构，以解决相关技术中动力电池的单体电芯拆解回收困难的问题。

第一方面，本发明提供了一种有利于电池单体回收梯次利用的电池成组结构，包括：

箱体底座，所述箱体底座上形成有容纳槽；

电芯组件，包括并排设置于所述容纳槽中的多个单体电芯，且每相邻的两个所述单体电芯之间通过快接组件电连接；以及，

固定定位结构，可拆卸地连接于所述箱体底座上，用于固定定位所述电芯组件于所述容纳槽中。

在一些实施例中，所述固定定位结构包括分别可拆卸地设于所述箱体底座的相对的两端的各一个电芯固定座，所述电芯组件固定于两个所述电芯固定座之间。

在一些实施例中，所述电芯固定座包括与所述箱体底座螺接的固定底板，以及设于所述固定底板顶部的固定顶板；

两个所述电芯固定座的所述固定底板一一对应地抵接于所述电芯组件的两端面上，两个所述电芯固定座的所述固定顶板一一对应地盖设于所述电芯组件的顶面的两侧。

在一些实施例中，所述电芯固定座包括设于所述固定底板的内侧和所述固定顶板的内侧的绝缘件，所述绝缘件与所述电芯组件抵紧接触。

在一些实施例中，每个所述单体电芯的两端分别设有正极快接插头和负极快接插头，所述快接组件包括正极快接线和负极快接线；

相邻的两个所述单体电芯的所述正极快接插头通过所述正极快接线电连接，相邻的两个所述单体电芯的所述负极快接插头通过所述负极快接线电连接。

在一些实施例中，所述箱体底座包括箱体底板，围设于所述箱体底板周侧的箱体侧板，以及设于所述箱体底板上的电芯冷却结构，所述箱体底板与所述箱体侧板之间围设形成所述容纳槽。

在一些实施例中，所述电芯冷却结构包括设于所述箱体底板上的至少一个冷却板结构；

所述冷却板结构包括上下并排设置的上冷板和下冷板，以及隔设于所述上冷板和所述下冷板之间的多个隔板筋，多个所述隔板筋将所述上冷板和所述下冷板之间的冷却腔隔设形成多个冷却流道，每个所述冷却流道的一端具有进液口、另一端具有出液口。

在一些实施例中，所述电芯冷却结构包括设于所述上冷板的顶面上的导热胶，所述导热胶与所述单体电芯接触。

在一些实施例中，所述电芯组件包括捆扎于多个所述单体电芯外周侧的扎带，每相邻的两个所述单体电芯之间设有框状缓冲垫片。

在一些实施例中，所述容纳槽的底壁面上设有底部绝缘膜，所述电芯组件设于所述底部绝缘膜上；或者，

所述单体电芯的底面设有底部绝缘膜，所述底部绝缘膜与所述容纳槽的底壁面接触。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：简化动力电池的结构，便于对动力电池的单体电芯进行拆解回收。

本发明实施例提供了一种有利于电池单体回收梯次利用的电池成组结构，通过将多个单体电芯并联在一起形成电芯组件，并通过固定定位结构将电芯组件可拆卸地固定在箱体底座上，可将相关技术中的单体电芯-电池模组-电池包(动力电池)的三层结构，改进为由大单体电芯-电池包的两层结构，可实现无模组方案，不仅能通过降低模组零件数量以降低成本，还能提升动力电池的能量密度；而且，在单体单芯出现故障时，可直接更换对应的单体电芯，无需从模组层级更换，降低动力电池售后维修成本；此外，在未来回收动力电池时，可很容易对单体电芯进行拆解，减少动力电池回收成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所述有利于电池单体回收梯次利用的电池成组结构的立体结构示意图；

图2为本发明实施例所述有利于电池单体回收梯次利用的电池成组结构的分解结构示意图；

图3为本发明实施例所述有利于电池单体回收梯次利用的电池成组结构的箱体底座的立体结构示意图；

图4为本发明实施例所述有利于电池单体回收梯次利用的电池成组结构的箱体底座的俯视结构示意图；

图5为图4的B-B截面的剖视结构示意图；

图6为本发明实施例所述有利于电池单体回收梯次利用的电池成组结构的电芯组件的立体结构示意图。

图中：100、箱体底座；102、容纳槽；110、箱体底板；120、箱体侧板；200、电芯组件；210、单体电芯；212、正极快接插头；214、负极快接插头；220、扎带；230、缓冲垫片；240、底部绝缘膜；250、快接组件；300、固定定位结构；310、固定底板；320、固定顶板；330、绝缘件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种有利于电池单体回收梯次利用的电池成组结构，以解决相关技术中动力电池的单体电芯拆解回收困难的问题。

如图1至图2所示，本发明提出的有利于电池单体回收梯次利用的电池成组结构，包括箱体底座100，电芯组件200及固定定位结构300；而且，箱体底座100上形成有容纳槽102；电芯组件200包括并排设置于容纳槽102中的多个单体电芯210，且每相邻的两个单体电芯210之间通过快接组件250电连接，以将多个单体电芯210并联起来；而且，固定定位结构300可拆卸地连接于箱体底座100上，用于固定定位电芯组件200于容纳槽102中。

本发明实施例提供的有利于电池单体回收梯次利用的电池成组结构，通过将多个单体电芯210并联在一起形成电芯组件200，并通过固定定位结构300将电芯组件200可拆卸地固定在箱体底座100上，可将相关技术中的单体电芯-电池模组-电池包(动力电池)的三层结构，改进为由大单体电芯-电池包的两层结构，可实现无模组方案，不仅能通过降低模组零件数量以降低成本，还能提升动力电池的能量密度；而且，在单体单芯210出现故障时，可直接更换对应的单体电芯210，无需从模组层级更换，降低动力电池售后维修成本；此外，在未来回收动力电池时，可很容易对单体电芯210进行拆解，减少动力电池回收成本。

具体地，如图3至图5所示，上述箱体底座100可包括箱体底板110，围设于箱体底板110周侧的箱体侧板120，而箱体底板110与箱体侧板120之间围设形成有上述的容纳槽102，电芯组件200就放置于该容纳槽102中。通过箱体底板110可对电芯组件200进行承载，而通过箱体侧板120可从周侧对电芯组件200进行限位。此外，还可在箱体底座100上盖设箱体盖板，以将电芯组件200罩住。

进一步地，上述的箱体底板110可设为铝合金型材板，具有较高的强度和较轻的重量，还具有良好的导热散热性能。而且，上述箱体底板110可包括一块铝合金型材板，也可包括拼接为整体的多块铝合金型材板。此外，上述的箱体侧板120可包括设于箱体底板110的周侧的多块侧板分板，多块侧板分板可拼接形成方框状结构，并使得该方框状结构与箱体底板110拼接在一起。而且，每块侧板分板也均可设为铝合金型材板。

此外，上述箱体底板110上可设有电芯冷却结构，并将上述的电芯组件200放置于该电芯冷却结构上，可对电芯组件进行冷却，保证电芯组件正常工作。

而且，上述电芯冷却结构可包括设于箱体底板110的顶面上的至少一个冷却板结构，而电芯组件200就放置于冷却板结构上，可通过冷却板结构对电芯组件200进行冷却。而且，上述电芯冷却结构可包括设于箱体底板110上的一个冷却板结构，该冷却板结构可通过连接螺栓固定于箱体底板110上；此外，上述电芯冷却结构也可包括设于箱体底板110上的多个冷却板结构，多个冷却板结构均可通过连接螺栓固定于箱体底板110上。而且，多个冷却板结构可拼接为整体后再放置于箱体底板110上，也可分散设置于箱体底板110上。

进一步地，上述冷却板结构可包括冷却板主体，以及分别设于冷却板主体两端的冷却板盖体。而且，上述冷却板主体可包括上下并排设置的上冷板和下冷板，以及隔设于上冷板和所述下冷板之间的多个隔板筋，多个隔板筋将上冷板和下冷板之间的冷却腔隔设形成多个冷却流道，每个冷却流道的一端具有进液口、另一端具有出液口。冷却液可通过进液口进入冷却流道中，并通过出液口排出冷却流道，冷却液在流经冷却流道的过程中，就可带走冷却板结构上的热量(或对冷却板结构进行加热)，以对放置于冷却板结构上的电芯组件进行散热(或加热)。而且，上述的冷却板结构也可设为铝合金型材板结构，即冷却板结构可通过铝合金型材挤压成型，具有较高的强度和较轻的重量，也具有良好的密封性，可将产品设置得较薄以减少其体积。而且，通过将冷却流道集成设置在冷却板主体上，使得冷却板主体在具有良好的散热性能时，还具有良好的支撑性能，在支撑电芯组件200时稳定可靠不易变形。

此外，上述冷却板盖体可包括设于下冷板的端部的底盖板，以及盖设于底盖板上的顶盖板，而底盖板和顶盖板之间密封形成有储液腔，该储液腔与进液口或出液口连通。而冷却板主体的两端分别设有一个冷却板盖体，其中一个冷却板盖体的储液腔与冷却流道的进液口连通，另一个冷却板盖体的储液腔与冷却流道的出液口连通，即可通过两端的储液腔将多个冷却流道都连通起来。此外，上述冷却板结构的一个冷却板盖体的顶盖板上可设置进液头，该进液头与冷却板盖体的储液腔连通；此外，上述冷却板结构的另一个冷却板盖体的顶盖板上可设置出液头，该出液头与冷却板盖体的储液腔连通。此外，还可设置进液管道与上述的进液头连接，以通过进液管道向一个储液腔中输送冷却液；此外，还可设置出液管道与上述的出液头连接，以将另一个储液腔中的冷却液经过出液管道排出。

此外，上述电芯冷却结构的冷却板结构可以单独可拆卸地设置在箱体底板110上，即可将冷却板结构可拆卸地连接于箱体底板110上，方便进行安装拆卸维护；此外，也可将电芯冷却结构的冷却板结构集成设置在箱体底板110上，即可将冷却板结构与箱体底板110设为一体，也可将箱体底板110直接设置为冷却板结构，可减轻结构的重量减少结构体积。

此外，上述电芯冷却结构的冷却板结构不仅可设于箱体底板110上，还可设于箱体侧板120上，也可同时设于箱体底板110和箱体侧板120上，可从多个位置对电芯组件进行冷却或升温。

此外，上述电芯冷却结构还可包括设于上冷板的顶面上的导热胶，并使得导热胶与电芯组件200的单体电芯接触。这样可加快电芯组件与上冷板及冷却板结构之间的热传导，加快冷却或升温效果。

此外，如图6所示，上述电芯组件200可包括并排设置的多个单体电芯210。这些单体电芯210均可设置为长条状大电芯，可以增大电池的电容量。而且，每个单体电芯210的两端分别设有正极快接插头212和负极快接插头214，上述快接组件250可包括正极快接线和负极快接线；而每相邻的两个单体电芯210的正极快接插头212通过正极快接线电连接，相邻的两个单体电芯210的负极快接插头214通过负极快接线电连接。这样，就可通过快接组件250将多个单体电芯210依次并联起来，形成电芯组件200。而且，上述的正极快接线和负极快接线均可包括连接导线，以及分别设于连接导线两端的第一快接头和第二快接头。而且，第一快接头可插接于一个正极快接插头212，第二快接头可拆解于另一个正极快接插头212；或者，第一快接头可插接于一个负极快接插头214，第二快接头可拆解于另一个负极快接插头214。

而且，如图2所示，上述电芯组件200可包括捆扎于多个单体电芯210外周侧的扎带220，即可通过扎带220将多个单体电芯210捆扎在一起，简单方便。而且，即可从横向周侧对多个单体电芯210进行捆扎，也可从纵向周侧对多个单体电芯210进行捆扎，也可同时从横向周侧和纵向周侧对多个单体电芯210进行捆扎，无需采用端板、侧板等结构将多个单体电芯210固定连接以形成电池模组，连接简单方便成本也很低，也方便后期对电芯组件200进行拆卸(仅仅只需剪断扎带即可实现对电芯组件200的拆卸)。而且，多个单体电芯210可通过一个扎带220进行捆扎，也可通过多个扎带220进行捆扎。此外，还可通过限位框对多个单体电芯210进行固定，以将多个单体电芯210固定为电芯组件200。

而且，在多个单体电芯210中，每相邻的两个单体电芯210之间设有框状缓冲垫片230，而无需采用粘胶将相邻的两个单体电芯210固定在一起。通过在相邻的两个单体电芯210之间设置缓冲垫片230，可将相邻的两个单体电芯210隔离开，避免两个单体电芯210直接贴在一起而影响散热，也可避免相邻的两个单体电芯210之间发生挤压而损坏。而且，通过将缓冲垫片230设置为框状结构，即能将两个单体电芯210隔离开，也方便在两个单体电芯210之间形成空隙。而且，在本实施例中，上述的缓冲垫片230可设为具有绝缘性能的弹性垫，即具有良好的绝缘性能，也具有良好的缓冲性能。

此外，如图2所示，上述固定定位结构300可包括分别可拆卸地设于箱体底座100的相对的两端的各一个电芯固定座，上述电芯组件200限位固定于两个电芯固定座之间。通过在箱体底座100两端各设置一个电芯固定座，可从电芯组件200的两端对其进行限位固定，即可避免电芯组件200在箱体底座100上发生移动，也可使得后续便于对电芯组件200进行拆卸(仅仅只需要拆开电芯固定座就可对电芯组件200进行拆卸)。

进一步地，上述电芯固定座可包括与箱体底座100螺接的固定底板310，以及设于固定底板310顶部的固定顶板320；而且，两个电芯固定座的固定底板310一一对应地抵接于电芯组件200的两端面上，两个电芯固定座的固定顶板320一一对应地盖设于电芯组件200的顶面的两侧。这样，可使得固定底板310和固定顶板320连接形成的电芯固定座，形成为倒L形板结构，不仅可从电芯组件200的两端进行限位，还可从电芯组件200的顶部进行限位，使得对电芯组件200的限位简单但是可靠。而且，在本实施例中，上述的固定底板310可通过连接螺栓可拆卸地安设于箱体底座100上，而上述的固定顶板320也可通过连接螺栓可拆卸地安设于固定底板310的顶部。这样，通过拆卸固定顶板320，就可解除对电芯组件200的顶部的限位，即可将电芯组件200的单体电芯210从箱体底座100的容纳槽102中取出，简单方便。此外，也可在箱体底座100的周侧设置多个上述的电芯固定座，以从多个方位对电芯组件200进行限位固定，使得对电芯组件200的固定更加可靠。

而且，上述电芯固定座还可包括设于固定底板310的内侧和固定顶板320的内侧的绝缘件330，该绝缘件330与电芯组件200抵紧接触。即可在固定底板310和电芯组件200的侧面之间设置绝缘件330，以对二者进行绝缘隔离。此外，也可在固定顶板320和电芯组件200的顶面之间设置绝缘件330，以对二者进行绝缘隔离。此外，也可同时在固定底板310和电芯组件200的侧面之间、以及在固定顶板320和电芯组件200的顶面之间均设置绝缘件330，以对电芯固定座和电芯组件200进行绝缘隔离。此外，可将绝缘件330设置为L形绝缘膜，其形状与电芯固定座的形状对应。

此外，上述箱体底座100的容纳槽102的底壁面上可设有底部绝缘膜240，而上述电芯组件200可搁设于该底部绝缘膜240上，即可将底部绝缘膜240设置在箱体底座100上，可实现电芯组件200与箱体底座100的绝缘隔离。此外，上述单体电芯210的底面设有底部绝缘膜240，该底部绝缘膜240与箱体底座100的容纳槽102的底壁面接触，即可将底部绝缘膜240设置在电芯组件200的底部上，可实现电芯组件200与箱体底座100的绝缘隔离。

本发明提出的有利于电池单体回收梯次利用的电池成组结构，由于采用大电芯构成的单体电芯-电池包的两层结构及带快插接头的单体电芯，简化动力电池的结构。在后期售后及动力电池回收过程中，仅需拆卸连接螺栓及快插线束，即可完成单体电芯的更换或收集，使得对动力电池的单体电芯的拆解回收十分方便简单，从而使得在后期电池回收过程中可大大降低拆解成本。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种有利于电池单体回收梯次利用的电池成组结构，其特征在于，包括：

箱体底座，所述箱体底座上形成有容纳槽；

电芯组件，包括并排设置于所述容纳槽中的多个单体电芯，且每相邻的两个所述单体电芯之间通过快接组件电连接；以及，

固定定位结构，可拆卸地连接于所述箱体底座上，用于固定定位所述电芯组件于所述容纳槽中；

所述固定定位结构包括分别可拆卸地设于所述箱体底座的相对的两端的各一个电芯固定座，所述电芯组件固定于两个所述电芯固定座之间；

所述电芯组件包括捆扎于多个所述单体电芯外周侧的扎带，每相邻的两个所述单体电芯之间设有框状缓冲垫片；

所述电芯固定座包括与所述箱体底座螺接的固定底板，以及设于所述固定底板顶部的固定顶板；

两个所述电芯固定座的所述固定底板一一对应地抵接于所述电芯组件的两端面上，两个所述电芯固定座的所述固定顶板一一对应地盖设于所述电芯组件的顶面的两侧；

固定底板和固定顶板连接形成的电芯固定座，形成为倒L形板结构；

固定顶板可拆卸地安设于固定底板的顶部。

2.根据权利要求1所述的有利于电池单体回收梯次利用的电池成组结构，其特征在于，所述电芯固定座包括设于所述固定底板的内侧和所述固定顶板的内侧的绝缘件，所述绝缘件与所述电芯组件抵紧接触。

3.根据权利要求1所述的有利于电池单体回收梯次利用的电池成组结构，其特征在于，每个所述单体电芯的两端分别设有正极快接插头和负极快接插头，所述快接组件包括正极快接线和负极快接线；

相邻的两个所述单体电芯的所述正极快接插头通过所述正极快接线电连接，相邻的两个所述单体电芯的所述负极快接插头通过所述负极快接线电连接。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的有利于电池单体回收梯次利用的电池成组结构，其特征在于，所述箱体底座包括箱体底板，围设于所述箱体底板周侧的箱体侧板，以及设于所述箱体底板上的电芯冷却结构，所述箱体底板与所述箱体侧板之间围设形成所述容纳槽。

5.根据权利要求4所述的有利于电池单体回收梯次利用的电池成组结构，其特征在于，所述电芯冷却结构包括设于所述箱体底板上的至少一个冷却板结构；

所述冷却板结构包括上下并排设置的上冷板和下冷板，以及隔设于所述上冷板和所述下冷板之间的多个隔板筋，多个所述隔板筋将所述上冷板和所述下冷板之间的冷却腔隔设形成多个冷却流道，每个所述冷却流道的一端具有进液口、另一端具有出液口。

6.根据权利要求5所述的有利于电池单体回收梯次利用的电池成组结构，其特征在于，所述电芯冷却结构包括设于所述上冷板的顶面上的导热胶，所述导热胶与所述单体电芯接触。

7.根据权利要求1至3中任意一项所述的有利于电池单体回收梯次利用的电池成组结构，其特征在于，所述容纳槽的底壁面上设有底部绝缘膜，所述电芯组件设于所述底部绝缘膜上；或者，

所述单体电芯的底面设有底部绝缘膜，所述底部绝缘膜与所述容纳槽的底壁面接触。

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