CN204596862U - 锂电池模组 - Google Patents

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邓小嘉
谭巍
唐天铭
张陶玮
钱广
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Abstract

本实用新型公开了一种锂电池模组，其包括模组围板、并排平行设置并被模组围板所围绕且为圆柱形的多个电芯、与模组围板固定配合以包围电芯的模组下盖板或模组上盖板、以及用于将电芯进行串并联连接的电连接片。本实用新型能够解决圆柱形锂离子电池复杂串并联成组时的结构、连接、信号采集和散热的技术问题，在集成的圆柱形电池模组结构内部能够实现对电芯的固定和电连接、实现对电芯电压温度的采集以及对电芯的冷却散热，产品更可靠更安全。

Description

锂电池模组
技术领域
本实用新型涉及一种锂电池模组。
背景技术
锂离子动力电池模组是纯电动、混合动力车辆动力电池***的核心组成部分，其设计的优劣直接关系和影响到整个电池***的性能表现与寿命。目前电动汽车的锂离子动力电池选型主要有圆柱形电池、方形电池、软包电池三种，而圆柱形电池在电动汽车动力电池***中的应用占有很大比例。因圆柱形锂离子单体的容量都比较小，圆柱形锂离子电池模组的成组经常需要多个电芯进行并联与串联，这种复杂的成组方式对电池模组的排布、电连接、信号采集和散热提出很高的设计要求。这种复杂的成组方式对电池模组的排布、电连接、信号采集和散热提出很高的设计要求，也是业内的一大难题。
实用新型内容
本实用新型目的是：提供一种锂电池模组，能够解决圆柱形锂离子电池复杂串并联成组时的结构、连接、信号采集和散热的技术问题。
本实用新型的技术方案是：一种锂电池模组，其包括：模组围板、并排平行设置并被模组围板所围绕且为圆柱形的多个电芯、与模组围板固定配合以包围电芯的模组下盖板或模组上盖板、以及用于将电芯进行串并联连接的电连接片。
在上述技术方案的基础上，进一步包括如下附属技术方案：
所述模组围板两端开口并通过模组下盖板和模组上盖板相应封闭其对应开口，所述模组下盖板和模组上盖板均设有多个电芯安装槽，且电芯安装槽的个数小于电芯的个数。
所述电芯安装槽的槽底开有多个过孔，且过孔的数量与电芯的数量相同，其中电芯安装槽的形状与电连接片的形状相匹配，且电连接片与过孔的表面接触。
所述每个电芯与相应的过孔的中心在同一轴线上，所述模组下盖板、模组上盖板、模组围板三者通过多个螺栓固定连接。
所述模组下盖板和模组上盖板均设有位于电芯安装槽内并间隔定位电芯且可通风的多个风道凸台，且风道凸台内部中空且中空面积至少部分呈弧形或框形。
进一步包括设置在模组上、下盖板和电连接片之间的采集线束、以及遮蔽采集线束和模组上、下盖板的线束盖板。
所述电连接片为铜镍激光焊接而成的复合电连接片，线束盖板与模组上、下盖板为卡扣连接。
本实用新型优点是：
能够解决圆柱形锂离子电池复杂串并联成组时的结构、连接、信号采集和散热的技术问题，在集成的圆柱形电池模组结构内部能够实现对电芯的固定和电连接、实现对电芯电压温度的采集以及对电芯的冷却散热，产品更可靠更安全。
附图说明
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
图1是本实用新型实施例中的***图；
图2是本实用新型实施例中模组围板的立体图；
图3是本实用新型实施例中模组下盖板一端的结构图；
图4是本实用新型实施例中模组下盖板另一端的结构图；；
图5是本实用新型实施例中模组上盖板一端的结构图；
图6是本实用新型实施例中模组上盖板另一端的结构图；
图7是本实用新型实施例中电连接片的结构图。
具体实施方式
实施例：如图1-7所示，本实用新型提供了一种锂电池模组的具体实施例，其包括：模组围板10、并排平行设置且被模组围板10所围绕的多个电芯20、与模组围板10固定配合以包围电芯20的模组下盖板30或模组上盖板32、用于将电芯20进行串并联连接的电连接片40、42、设置在模组上、下盖板32、30和电连接片40、42之间的采集线束60、以及遮蔽采集线束60和模组上、下盖板32、30的线束盖板50、52。本实例中，每3个电芯并联成一组，12组电芯串联组成一个电池模组，电连接片40、42为铜镍激光焊接而成的复合电连接片。
本实施例中，模组围板10两端开口并通过模组下盖板30和模组上盖板32相应封闭其对应开口，而模组围板10也可以一端开口而另一端封闭也能实现本实用新型目的。
结合图3-6所示，模组下盖板30和模组上盖板32均设有多个电芯安装槽301、321、位于电芯安装槽301、321的槽底上的多个过孔302、322、位于电芯安装槽301、322内并间隔定位电芯20且可通风的多个风道凸台303、323、以及与风道凸台303、323相邻设置的多个线束槽304、324，其中电芯安装槽301、321位于模组下盖板30或模组上盖板32的下端面而线束槽304、324则位于其上端面。电芯安装槽301、321的个数小于电芯20的个数，过孔302、322的数量与电芯20的数量相同，其中电芯安装槽301、321的形状与电连接片40、42的形状相匹配，且电连接片40、42与过孔302、322的表面接触。每个电芯20与相应的过孔302、322的中心在同一轴线上，所述模组下盖板30、模组上盖板32、模组围板10三者通过多个螺栓固定连接。模组下盖板30和模组上盖板32均设有，且风道凸台303、323内部中空且中空面积至少部分呈弧形或框形或其他规则形状。每个电芯安装槽中分别放入对应的电连接片，电连接片与电芯安装槽接触，也就是电连接片与过孔302、322的表面接触，但二者并不存在固定连接关系。每个电芯20与相应的过孔302、322具有相同的轴线，安装时，电芯20的正负极分别装入模组下盖板30和模组上盖板32的电芯安装槽中并与对应的电连接片接触，模组下盖板30以及模组上盖板32通过模组围板10上的9个螺栓固定点相互连接，其两端分别固定连接在模组下盖板30以及模组上盖板32的螺栓孔中。在本实例中，风道凸台303、323的形状根据模组散热需求而设置成不同形状，整体风道形状的形成是由CFD热仿真结果优化而来，在此种风道状态下，模组中心的电芯与模组***的电芯散热比较均匀，所有电芯温升基本一致，这对保持锂电池的电压一致性起到了很好的作用。
如图7所示，本实例中的电连接片40、42是由复杂形状的铜片与镍片激光焊接而成，电连接片的横截面积在满足导电性的要求的前提下，尽量保证了其较大的表面积，在电池模组的正常工作中，电连接片的温度通常会高于电芯的温度，因此本实例中的温度采样点即设置于铜镍复合电连接片表面。铜镍复合电连接片与电芯单体的连接采用激光焊接方式，激光焊接效率较高，焊接可靠，焊接处的过电流能力很强，本实例中的激光焊接点经测试都能经受300N的拉力而不被破坏，这在汽车复杂的使用环境中可以保持较高的可靠性，由于激光焊接对材料的要求较高，因此电连接片中需要镍来作为焊接材料。其中位于模组下盖板30和电芯20之间的电连接片40为第一电连接片，而位于模组上盖板32和电芯20之间的电连接片42为第二连接片，在本实施例中第一电连接片由八片形状相同的第一电连接子片401构成，而第二电连接片由三种不同形状的第二电连接子片420、421、422构成，而电连接子片的形状则与电芯安装槽301、321的形状相互匹配。
如图1、5、6所示，本实例中通过采集线束60采集监控模组中每组电芯的电压及温度，其中13根为电压采集线束，4根温度采集线束，采集点分别位于模组下盖板30以及模组上盖板32的上端面，为保证采集线束的走线及固定，在模组下盖板30以及模组上盖板32的上端面上分别设置线束槽304、324，而线束槽304、324的宽度需要比线束直径稍小以固定采集线束60。
再如图1所示，在电池模组的两端分别设置了的线束盖板50、52，其用于防止电连接片及采集线束外露，对电池模组进行绝缘防护，该对线束盖板50、52分别采用卡扣连接在模组下盖板30和模组上盖板32的侧边，共有8个卡扣点，卡扣可以采用现有的各种卡扣。
由于电池模组的使用特点，其需要满足各项使用条件，因此还尽量使用轻质材料，从而降低电池模组的重量来提高能量密度，本实例中大量使用尼龙加玻纤材料，既满足了绝缘及减重目的，又能得到较高的整体机械强度。
本实用新型针对圆柱形锂离子电池复杂串并联成组时电连接设计和工艺，电芯电压温度信号采集方式的新设计，电芯散热结构的设计，采用铜镍复合片的结构方式并经过激光焊接实现点连接。针对电芯温度采集的设计，本实用新型将温度采集点设置在电芯发热最大温度最高的两极部位。针对电芯的散热设计，本实用新型采用圆形和菱形通风孔的设计配合，使电芯之间通风均匀，电芯散热效果一致。
本实用新型的优点是在集成的圆柱形电池模组结构内部能够实现对电芯的固定和电连接、实现对电芯电压温度的采集以及对电芯的冷却散热。
当然上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种锂电池模组，其特征在于其包括：模组围板(10)、并排平行设置并被模组围板(10)所围绕且为圆柱形的多个电芯(20)、与模组围板(10)固定配合以包围电芯(20)的模组下盖板(30)或模组上盖板(32)、以及用于将电芯(20)进行串并联连接的电连接片(40、42)。
2.如权利要求1所述的一种锂电池模组，其特征在于：所述模组围板(10)两端开口并通过模组下盖板(30)和模组上盖板(32)相应封闭其对应开口，所述模组下盖板(30)和模组上盖板(32)均设有多个电芯安装槽(301、321)，且电芯安装槽(301、321)的个数小于电芯(20)的个数。
3.如权利要求2所述的一种锂电池模组，其特征在于：所述电芯安装槽(301、321)的槽底开有多个过孔(302、322)，且过孔(302、322)的数量与电芯(20)的数量相同，其中电芯安装槽(301、321)的形状与电连接片(40、42)的形状相匹配，且电连接片(40、42)与过孔(302、322)的表面接触。
4.如权利要求3所述的一种锂电池模组，其特征在于：所述每个电芯(20)与相应的过孔(302、322)的中心在同一轴线上，所述模组下盖板(30)、模组上盖板(32)、模组围板(10)三者通过多个螺栓固定连接。
5.如权利要求2或3或4所述的一种锂电池模组，其特征在于：所述模组下盖板(30)和模组上盖板(32)均设有位于电芯安装槽(301、321)内并间隔定位电芯且可通风的多个风道凸台(303、323)，且风道凸台(303、323)内部中空且中空面积至少部分呈弧形或框形。
6.如权利要求2或3或4所述的一种锂电池模组，其特征在于进一步包括设置在模组上、下盖板(32、30)和电连接片(40、42)之间的采集线束(60)、以及遮蔽采集线束(60)和模组上、下盖板(32、30)的一对线束盖板(50、52)。
7.如权利要求6所述的一种锂电池模组，其特征在于：所述电连接片(40、42)为铜镍激光焊接而成的复合电连接片，线束盖板(50、52)与模组上、下盖板(32、30)为卡扣连接。
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