CN202189860U - 一种动力电池组的安全结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种动力电池组的安全结构，该电池组包括M层呈N×P矩阵排列的单体电池，每相邻的两层单体电池之间对应串联在一起，其中，所述每相邻的两层单体电池之间连接有加强型线路板，所述加强型线路板上包括N×P个用于连接单体电池极性的电极连接片、导电主板、用于绝缘隔离电极连接片与导电主板的绝缘体，所述加强型线路板上还安设有两端分别电性连接至导电主板和电极连接片的保险装置。与现有技术相比，由于加设了加强型线路板，不仅可以保障电池组的抗震动能力。另一方面，如果电池组内部某个单体电池出现短路的现象，就会使得加强型线路板上的保险丝熔断，阻止了坏单体电池的扩散，保护了电池组的安全。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及动力电池组的安全技术领域，尤其涉及一种适合电动汽车、电动公交车用的动力电池组的安全结构。
【背景技术】
磷酸铁锂电池作为一种新型锂电池，代表了电池未来发展的方向，它是迄今为止发明的最理想的动力电池。磷酸铁锂电池产业符合国家产业政策的导向，各国都把它的发展放在国家战略层面高度，配套资金和政策支持的力度很大。
磷酸铁锂电池作为汽车的新能源，已经得到了广泛的应用。然而，电动汽车及电动公交车对电池的电压、电流等都要求比较高，因此，电动汽车及电动公交车的电源箱中安装有若干个磷酸铁锂电池串、并联组合而成的电池组。
电池组有先并联后串联方案，也有先串联后并联的方案。采用先并后串的方案，并联的单体电池之间相互均衡，一致性较好。但是如果某一节单体电池出现短路故障，它将成为其他与其并联电池的负载，与之并联的所有电池的能量迅速在故障单体电池中释放，从而导致更严重后果。采用先串后并方案，如果某节单体电池出现故障，其他单体电池的能量只能通过并联回路来释放，且被串联电路中其他的电池吸收，电压升高到串联组额定电压时释放终止。然而，先串后并方案的电池组均衡困难。在同一列单体电池中加入并联支路，可以在一定程度上起到均衡的作用，但这又带来了另外的问题，即：当某单体电池内部出现短路的时候，与该单体电池并联的所有单体电池都被外部短路，与之并联的所有电池的能量迅速在故障单体电池中释放，故障电池的温度急剧上升，可能会引发故障电池***，最终给整个电池组的正常工作留下巨大的安全隐患。
此外，电动汽车、电动公交车在行驶过程中可能发生剧烈的颠簸，而现有的电源箱中安装的有若干个磷酸铁锂电池串、并联组合而成的电池组通常没有进行抗震设计。
鉴于以上弊端，实有必要提供一种动力电池组的安全结构以克服上述缺陷。
【实用新型内容】
本实用新型的目的是提供一种动力电池组的安全结构，该动力电池组的安全结构可有助于电池组内电流、电压的均衡，并可预防电池组因单体电池的短路而导致严重后果，同时，优良的机械设计可防止车辆在行驶过程中震动而导致电池组松动。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种动力电池组的安全结构，该电池组包括M层呈N×P矩阵排列的单体电池，每相邻的两层单体电池之间对应串联在一起，其中，所述每相邻的两层单体电池之间连接有加强型线路板，所述加强型线路板上包括N×P个用于连接单体电池极性的电极连接片、导电主板、用于绝缘隔离电极连接片与导电主板的绝缘体，所述加强型线路板上还安设有两端分别电性连接至导电主板和电极连接片的保险装置。
优选的是，所述保险装置为封闭式保险丝。
优选的是，所述保险丝的熔断电流为0.5-20A。
优选的是，所述M大于或等于4。
优选的是，所述加强型线路板上开设有若干通风孔。
优选的是，所述电极连接片的外部轮廓呈葫芦形。
优选的是，所述绝缘体包覆在电极连接片的外部轮廓上以便将电极连接片和导电主板隔离。
优选的是，所述电池组的最顶层和最底层单体电池的电极分别连接至总正或者总负极板，所述总正或者总负极板为刚性金属板。
优选的是，所述电池组的相邻两层之间用螺帽及螺柱紧固在一起。
优选的是，所述加强型线路板及总正或者总负极板的顶端上开设有若干对应设置的数据线通孔。
与现有技术相比，本实用新型动力电池组的安全结构，由于加设了加强型线路板，不仅可以保障电池组的抗震动能力，还由于所述的加强型线路板能让单体电池之间互相均衡，一致性好。另一方面，如果电池组内部某个单体电池出现短路的现象，就会使得加强型线路板上的保险丝熔断，从而将单体电池矩阵中的可能过流的单体电池从电池矩阵中隔离出来，阻止了故障单体电池的扩散，保护了电池组的安全。
【附图说明】
图1为本实用新型动力电池组的安全结构的整体结构示意图；
图2为图1所示动力电池组的安全结构的局部结构示意图；
图3为图1所示动力电池组的安全结构的加强型线路板的结构示意图；
图4为本实用新型电池组的安全结构的电性连接示意图。
【具体实施方式】
请参考图1至图4所示，本实用新型一种动力电池组的安全结构，该电池组100包括M层呈N×P矩阵排列的单体电池10，每相邻的两层单体电池10之间对应串联在一起，每相邻的两层单体电池10之间连接有加强型线路板20，电池组100的最顶层和最底层单体电池的电极分别连接至总正极板30和总负极板40。
加强型线路板20大致呈矩形状，其包括N×P个用于连接单体电池10极性(极性可分为正、负极)的电极连接片21，导电主板22，用于绝缘隔离电极连接片21与导电主板22的绝缘体23。所述加强型线路板20及总正或者总负极板(30，40)的顶端上开设有若干对应设置的数据线通孔24，这些数据线是属于电池组***管理的一部分。
电极连接片21外部轮廓呈葫芦形，在其大致中央处还开设有可供单体电池的电极(正、负极)贯穿并电性连接的第一通孔25。绝缘体23包覆在电极连接片21的外部轮廓上以便将电极连接片21和导电主板22隔离。
加强型线路板20上还安设有保险装置50，所述保险装置50为封闭式保险丝，保险丝的两端分别电性连接至导电主板22和电极连接片21，在本实用新型中，所述保险丝的熔断电流为0.5-20A。
由于电池组在工作过程中会产生大量的热量，这些热量聚集，会给电池组的安全工作带来隐患，因此，加强型线路板20上开设有若干通风孔26，这些通风孔26数目不定，但每块加强型线路板20上开设通风孔的位置大致相同，有助于形成散热通道。
组装时，先将最底层的N×P(本具体实施方式选用N＝4，P＝5)个单体电池10的负极连接至总负极板40(可选用铜板)，然后将前述单体电池10的正极上套设加强型线路板20并保证单体电池的正极贯通加强型线路板上电极连接片21的第一通孔25，再将套设有加强型线路板20的单体电池10逐层串联N×P个单体电池形成M层(本具体实施方式选用M＝4)，最后将电池组100的最顶层单体电池的电极连接至总正极板30(可选用铜板)，在本实用新型中，前述的电池组100的相邻两层之间用螺帽及螺柱紧固在一起，具体地说，将一单体电池的两极上分别焊接有螺柱，当两互相串联的电池连接时，串联的两单体电池便共用一个螺帽。在实际使用过程中，根据磷酸铁锂电池的安全电压设计的的要求，必须选用M大于或等于4，才能达到良好的效果。
在本实用新型动力电池组的安全结构中，对由于某单体电池发生内部短路所引起的电池组内部电流过大，当该单体电池发生内部短路时，单体电池的电压迅速下降，由于与该单体电池并联的所有单体电池都被短路(外部短路)，此时，保险丝上便会流过很大的电流，于是并联这些单体电池的保险丝熔断，这样，该内部短路的单体电池就不会受到与之并联电池的反向充电，从而保护了电池组的安全。
本实用新型动力电池组的安全结构，并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本实用新型并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。
Claims (10)
1.一种动力电池组的安全结构，该电池组包括M层呈N×P矩阵排列的单体电池，每相邻的两层单体电池之间对应串联在一起，其特征在于：所述每相邻的两层单体电池之间连接有加强型线路板，所述加强型线路板上包括N×P个用于连接单体电池极性的电极连接片、导电主板、用于绝缘隔离电极连接片与导电主板的绝缘体，所述加强型线路板上还安设有两端分别电性连接至导电主板和电极连接片的保险装置。
2.如权利要求1所述的动力电池组的安全结构，其特征在于：所述保险装置为封闭式保险丝。
3.如权利要求2所述的动力电池组的安全结构，其特征在于：所述保险丝的熔断电流为0.5-20A。
4.如权利要求1所述的动力电池组的安全结构，其特征在于：所述M大于或等于4。
5.如权利要求1所述的动力电池组的安全结构，其特征在于：所述加强型线路板上开设有若干通风孔。
6.如权利要求1所述的动力电池组的安全结构，其特征在于：所述电极连接片的外部轮廓呈葫芦形。
7.如权利要求1所述的动力电池组的安全结构，其特征在于：所述绝缘体包覆在电极连接片的外部轮廓上以便将电极连接片和导电主板隔离。
8.如权利要求1所述的动力电池组的安全结构，其特征在于：所述电池组的最顶层和最底层单体电池的电极分别连接至总正或者总负极板，所述总正或者总负极板为刚性金属板。
9.如权利要求1所述的动力电池组的安全结构，其特征在于：所述电池组的相邻两层之间用螺帽及螺柱紧固在一起。
10.如权利要求1所述的动力电池组的安全结构，其特征在于：所述加强型线路板及总正或者总负极板的顶端上开设有若干对应设置的数据线通孔。
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