CN211062804U - 一种新型串并联模块结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型串并联模块结构,包括电池模块，所述电池模块包括塑胶支架、电芯、PCB采集板、汇流铜排、绝缘板，其特征在于所述电芯设有若干件，均正极朝上竖直均布设置于塑胶支架内，所述电芯每两排设为一组，所述汇流铜排包括第一汇流铜排和第二汇流铜排，所述第一汇流铜排的下表面与电芯上端正极极耳焊接，引出每组电芯的正极，所述第二汇流铜排下表面与电芯上端外缘金属焊接，引出每组电芯的负极，所述汇流铜排均串联连接，本实用新型采用电芯均正极朝上竖直设置，利于电池模块散热；电池模块可以设有多层，层与层之间用绝缘板隔开并以金属托盘为支撑，起到支撑及热失控防火墙作用，有效提高电池包的使用安全性。

Description

一种新型串并联模块结构

技术领域

本实用新型涉及动力电池模块技术领域，尤其涉及一种新型串并联模块结构。

背景技术

在圆柱动力汽车电池制造中，为达到更高用电电压及容量要求，往往需要在电池包内部进行多个模块的的串联或者并联；但在有限空间中进行结构设计，经常是一个模块有多个串联结构。传统的模块串联结构是电芯错位排布，电芯以“S”型走向的串联模式最具代表性，其设计结构简单，成组容易等优势得到广泛应用；但对于该串联结构成组后，电芯平躺在电池包内部，在使用过程中，电芯交错的排布方式，电芯热量很难从电芯间隙中扩散出去，很容易引起模块温升过快和各模块的温度差异过大的问题，不易于电芯长期使用的性能一致性；进而影响到电池使用寿命；所以，需要一种新的模块装配结构解决温场一致性以达到客户使用要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有电池模块串并联结构的不足，提供一种新型串并联模块结构，该模块结构采用电芯均正极朝上并竖直设置，便于模块散热，电池模块可以设有多层，层与层之间用绝缘板隔开并以金属托盘为支撑，可以降低可能引起的电芯失效影响到其他模块或电芯的概率。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种新型串并联模块结构，包括电池模块，所述电池模块包括塑胶支架、电芯、PCB采集板、汇流铜排、绝缘板，其特征在于所述塑胶支架包括上支架、下支架，所述电芯设有若干件，均正极朝上竖直均布设置于上、下支架内，所述上支架上于设有电芯处局部挖空，所述电芯上端穿过上支架，所述电芯每两排设为一组，所述汇流铜排包括第一汇流铜排和第二汇流铜排，所述每组电芯上方设有一块第一汇流铜排、两块一端相连的第二汇流铜排或者两块一端相连的第一汇流铜排、一块第二汇流铜排，所述第一汇流铜排的下表面与每一组的所有电芯上端正极极耳焊接，引出每组电芯的正极，所述第二汇流铜排下表面与电芯上端外缘金属焊接，引出每组电芯的负极，所述汇流铜排依次串联连接，并于电池模块的两个斜对角分别引出该电池模块的正、负极，所述PCB采集板呈纵向跨设于电池模块汇流铜排上平面上，所述电池模块电压采集通过该PCB采集板接引线的方式连接到每组电芯的正负极，PCB采集板的另一端通过线束加端子连接到采集主线，所述绝缘板设于PCB采集板的上方；

所述电池模块设有1件或多件，所述多件电池模块呈竖直方向层叠设置，所述每两相邻上、下电池模块的同一侧角上引出的电极相反，所述串联软铜排的两端分别与相邻两电池模块的同一侧角上引出电极的汇流铜排相连，将两相邻电池模块串联，所述每两相邻电池模块之间还设有金属托盘；

所述上支架上平面、下平面及下支架上平面的两侧均设有多个螺杆安装座，且上、下支架上的螺杆安装座位置相对应，所述上支架上平面上的螺杆安装座伸出绝缘板上平面，所述若干个电池模块通过多个螺杆分别穿过上、下支架上相对应的螺杆安装座、绝缘板和金属托盘，端部用螺母将若干个电池模块固定连接。

进一步的，所述汇流铜排上与电芯焊接位置均设为向下凹的凹槽，未与电芯焊接位置形成相对应的凸台，该凸台结构保护凹槽处焊接的焊丝不被损坏。

进一步的，所述串联软铜排设为侧边开口的U型折弯板，该U型折弯板的上折弯板与两相邻电池模块中上层电池模块的电极引出角处的汇流铜排相连，下折弯板与两相邻电池模块中下层电池模块的电极引出角处的汇流铜排相连。

进一步的，所述下支架的螺杆安装座内镶嵌有钢套，所述螺杆穿过钢套内孔将多个电池模块固定连接，确保锁紧螺杆后塑胶支架受力发生形变，同时钢套加强了对金属托盘的支撑强度。

进一步的，所述下支架上平面中间设有四件空心的支撑柱，所述支撑柱中间设有钢套/钢针，所述上支架中间设有四个凸台，该凸台穿过绝缘板，且上平面与螺杆安装座上平面在同一面上，所述上支架上四凸台中心设有通孔，所述钢套/钢针穿入该通孔但不高出该通孔上平面，所述金属托盘支撑于四个凸台及两侧螺杆安装座上平面上，钢套/钢针加强了对金属托盘的支撑强度；所述PCB采集板套设于两凸台上。

进一步的，所述最上层电池模块上绝缘板上平面与螺杆头下端面之间设有螺杆压板。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1）采用电芯均正极朝上竖直设置，利于电池模块散热，同时所有电芯焊接位置在同一侧，降低了焊接设备的使用要求；2）汇流铜排采用凹凸结构，利用凸台结构保护凹槽内焊丝不被损坏，提高了焊接质量；3）电池模块可以设有多层，层与层之间用绝缘板隔开并以金属托盘为支撑，起到支撑及热失控防火墙作用，有效提高电池包的使用安全性。

附图说明

图1为本实用新型实施例汇流铜排与电芯焊结构示意图；

图2为本实用新型实施例单层电池模块结构示意图；

图3为本实用新型实施例多层电池模块结构示意图；

图4为本实用新型实施例多层电池模块连接结构***示意图；

图5为本实用新型实施例钢套镶嵌结构示意图。

图中：100、电池模块，1、塑胶支架，101、上支架，102、下支架，2、电芯，3、汇流铜排，301、第一汇流铜排，302、第二汇流铜排，303、凹槽结构，304、凸台结构，4、螺杆安装座，5、螺杆，6、PCB采集板，7、串联软铜排，8、绝缘板，9、金属托盘，10、凸台，11、螺杆压板，12、钢套。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至5所示，本实用新型实施例包括电池模块100，电池模块100包括塑胶支架1、电芯2、PCB采集板6、汇流铜排3、绝缘板8，塑胶支架1包括上支架101、下支架102，电芯2设有105件，均正极朝上竖直均布设置于上支架101、下支架102内，上支架101上于设有电芯2处局部挖空，电芯2上端穿过上支架101，电芯2每两排设为一组，共设有5组，汇流铜排3包括第一汇流铜排301和第二汇流铜排302，（如图1所示，图中电芯2的中心竖直线朝向的汇流铜排为第一汇流铜排301，电芯2的外侧竖直线朝向的汇流铜排为第二汇流铜排302）下端第一组电芯2上方设有一块第一汇流铜排301、两块一端相连的第二汇流铜排302，第一汇流铜排301的下表面与第一组所有电芯2上端正极极耳焊接，引出和第一组电芯2的正极，第二汇流铜排302下表面与第一组所有电芯2上端外缘金属焊接，引出第一组电芯2的负极，从下往上第二组电芯2上方设有两块一端相连的第一汇流铜排301、一块第二汇流铜排302，同样第一汇流铜排301的下表面与第二组所有电芯2上端正极极耳焊接，引出和第二组电芯2的正极，第二汇流铜排302下表面与第二组所有电芯2上端外缘金属焊接，引出第二组电芯2的负极，同时第一组的第一汇流铜排301与第二组的第二汇流铜排302一端连成一体，将第一组与第二组串联，再往上第三组、第五组与第一组汇流铜排3结构一样，第四组与第二组汇流铜排3结构一样，第二组的两块第一汇流铜排301中上排的第一汇流铜排301与第三组的两块第二汇流铜排302中下排的第二汇流铜排302合用一块汇流铜排，该汇流铜排3的下侧与第二组上排所有电芯2正极极耳焊接，上侧与第三组下排所有电芯2第二汇流铜排焊接，由此将第二组与第三组的串联，第三组的第一汇流铜排301与第四组的第二汇流铜排302一端连成一体，将第三组与第四组串联，第四组的两块第一汇流铜排301中上排的第一汇流铜排301与第五组的两块第二汇流铜排302中下排的第二汇流铜排302合用一块汇流铜排，将第四组与第五组串联，第五组第一汇流铜排301的右端位于本电池模组的右上角，引出本电池模块1的正极，第一组第二汇流铜排302的左端位于本电池模块100的左下角，引出本电池模块100的负极。

PCB采集板6呈纵向跨设于电池模块100汇流铜排3上平面上，电池模块100电压采集通过该PCB采集板6接引线的方式连接到每组电芯2的正负极，PCB采集板6的另一端通过线束加端子连接到采集主线，绝缘板8设于PCB采集板6的上方；

电池模块100设有2件，2件电池模块100呈竖直方向层叠设置，下层电池模块100的前左侧角上引出该电池模块100的正极B+，上层电池模块100的前左侧角上引出该电池模块100的负极B-，两电池模块100通过串联软铜排7串联；

串联软铜排7设为侧边开口的U型折弯板，该U型折弯板的上折弯板与上层电池模块100的前左侧角上的第二汇流铜排302相连，下折弯板与下层电池模块100的前左侧角上的第一汇流铜排301相连，将上、下两层电池模块100串联，两电池模块100之间还设有金属托盘9；

上支架101上平面、下平面及下支架102上平面的两侧均设有3个螺杆安装座4，且上支架101、下支架102上的螺杆安装座4位置相对应，螺杆安装座4内设有通孔，通孔内镶嵌有钢套12，绝缘板8和金属托盘9上螺杆安装座4对应位置分别设有开口槽和通孔，两层电池模块100通过螺杆5穿过上支架101、下支架102上相对应的螺杆安装座4内钢套12及绝缘板8上的开口槽、金属托盘9上的通孔，端部用螺母将两层电池模块100固定连接；

上支架101上平面上的螺杆安装座4伸出绝缘板8上平面，下支架102上平面中间设有四件空心的支撑柱（图中未示出），支撑柱中间设有钢套12，上支架101中间设有四个凸台10，该凸台10穿过绝缘板8，且上平面与螺杆安装座4上平面在同一面上，PCB采集板6套设于两个凸台10上，上支架102上四凸台10中心设有通孔，钢套12穿入该通孔但不高出该通孔上平面，金属托盘9支撑于凸台10及两侧螺杆安装座4上平面上。螺杆安装座4内及四凸台10内的钢套12确保锁紧螺杆后塑胶支架1受力发生形变，同时钢套12加强了对金属托盘9的支撑强度。

进一步的，汇流铜排3上与电芯2焊接位置均设为向下凹的凹槽303，未与电芯2焊接位置形成相对应的凸台304，该凸台结构304保护凹槽303处焊接的焊丝不被损坏。

进一步的，上层电池模块100上螺杆安装座4上平面与螺杆头下端面之间设有螺杆压板11。螺杆压板11可以防止锁紧螺杆5时压坏绝缘板10。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种新型串并联模块结构，包括电池模块，所述电池模块包括塑胶支架、电芯、PCB采集板、汇流铜排、绝缘板，其特征在于所述塑胶支架包括上支架、下支架，所述电芯设有若干件，均正极朝上竖直均布设置于上、下支架内，所述上支架上于设有电芯处局部挖空，所述电芯上端穿过上支架，所述电芯每两排设为一组，所述汇流铜排包括第一汇流铜排和第二汇流铜排，所述每组电芯上方设有一块第一汇流铜排、两块一端相连的第二汇流铜排或者两块一端相连的第一汇流铜排、一块第二汇流铜排，所述第一汇流铜排的下表面与每一组所有电芯上端正极极耳焊接，引出每组电芯的正极，所述第二汇流铜排下表面与每一组所有电芯上端外缘金属焊接，引出每组电芯的负极，所述汇流铜排依次串联连接，并于电池模块的两个斜对角分别引出该电池模块的正、负极，所述PCB采集板呈纵向跨设于电池模块汇流铜排上平面上，所述电池模块电压采集通过该PCB采集板接引线的方式连接到每组电芯的正负极，PCB采集板的另一端通过线束加端子连接到采集主线，所述绝缘板设于PCB采集板的上方；

所述电池模块设有1件或多件，所述多件电池模块呈竖直方向层叠设置，所述每两相邻上、下电池模块的同一侧角上引出的电极相反，且该两相邻上、下电池模块同一侧角上引出电极的汇流铜排通过串联软铜排相连，将两相邻电池模块串联，所述每两相邻电池模块之间还设有金属托盘；

所述上支架上平面、下平面及下支架上平面的两侧均设有多个螺杆安装座，且上、下支架上的螺杆安装座位置相对应，所述上支架上平面上的螺杆安装座伸出绝缘板上平面，所述多件电池模块通过多个螺杆分别穿过上、下支架上相对应的螺杆安装座、绝缘板和金属托盘，端部用螺母将多件电池模块固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型串并联模块结构，其特征在于：所述汇流铜排上与电芯焊接位置均设为向下凹的凹槽，未与电芯焊接位置形成相对应的凸台，该凸台结构保护凹槽处焊接的焊丝不被损坏。

3.根据权利要求1所述的一种新型串并联模块结构，其特征在于：所述串联软铜排设为侧边开口的U型折弯板，该U型折弯板的上折弯板与两相邻电池模块中上层电池模块的电极引出角处的汇流铜排相连，下折弯板与两相邻电池模块中下层电池模块的电极引出角处的汇流铜排相连。

4.根据权利要求1所述的一种新型串并联模块结构，其特征在于：所述下支架的螺杆安装座内镶嵌有钢套，所述螺杆穿过钢套内孔将多个电池模块固定连接，确保锁紧螺杆后塑胶支架受力发生形变。

5.根据权利要求4所述的一种新型串并联模块结构，其特征在于：所述下支架上平面中间设有四件空心的支撑柱，所述支撑柱中间设有钢套/钢针，所述上支架中间设有四个凸台，该凸台穿过绝缘板，且上平面与螺杆安装座上平面在同一面上，所述上支架上四凸台中心设有通孔，所述钢套/钢针穿入该通孔但不高出该通孔上平面，所述金属托盘支撑于四个凸台及两侧螺杆安装座上平面上，所述PCB采集板套设于两凸台上。

6.根据权利要求1所述的一种新型串并联模块结构，其特征在于：所述多件电池模块的最上层电池模块上绝缘板上平面与螺杆头下端面之间设有螺杆压板。

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