一種動力電池組的安全結構的製作方法
2023-06-28 06:55:01 1
專利名稱：一種動力電池組的安全結構的製作方法
技術領域：
一種動力電池組的安全結構
技術領域：
本實用新型涉及動力電池組的安全技術領域，尤其涉及一種適合電動汽車、電動公交車用的動力電池組的安全結構。
背景技術：
磷酸鐵鋰電池作為汽車的新能源，已經得到了廣泛的應用。然而，電動汽車及電動公交車對電池的電壓、電流等都要求比較高，因此，電動汽車及電動公交車的電源箱中安裝有若干個磷酸鐵鋰電池串、並聯組合而成的電池組。電池組有先並聯後串聯方案，也有先串聯後並聯的方案。採用先並後串的方案，並聯的單體電池之間相互均衡，一致性較好。但是如果某一節單體電池出現短路故障，它將成為其他與其並聯電池的負載，與之並聯的所有電池的能量迅速在故障單體電池中釋放，從而導致更嚴重後果。採用先串後並方案，如果某節單體電池出現故障，其他單體電池的能量只能通過並聯迴路來釋放，且被串聯電路中其他的電池吸收，電壓升高到串聯組額定電壓時釋放終止。然而，先串後並方案的電池組均衡困難。在同一列單體電池中加入並聯支路， 可以在一定程度上起到均衡的作用，但這又帶來了另外的問題，S卩當某單體電池內部出現短路的時候，與該單體電池並聯的所有單體電池都被外部短路，與之並聯的所有電池的能量迅速在故障單體電池中釋放，故障電池的溫度急劇上升，可能會引發故障電池爆炸，最終給整個電池組的正常工作留下巨大的安全隱患。此外，電動汽車、電動公交車在行駛過程中可能發生劇烈的顛簸，而現有的電源箱中安裝的有若干個磷酸鐵鋰電池串、並聯組合而成的電池組通常沒有進行抗震設計。鑑於以上弊端，實有必要提供一種動力電池組的安全結構以克服上述缺陷。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種動力電池組的安全結構，該動力電池組的安全結構可有助於電池組內電流、電壓的均衡，並可預防電池組因單體電池的短路而導致嚴重後果， 同時，加強型線路板的設計可防止車輛在行駛過程中因震動而導致電池組鬆動。為了實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案一種動力電池組的安全結構， 該電池組包括M組電池，每組電池包括NXP個呈矩陣排列且相互並聯的單體電池，每相鄰的兩組電池之間串聯在一起，每組電池的正極或者負極上連接有加強型線路板，其中，所述加強型線路板包括導電主板和覆蓋在導電主板正、反面並與導電主板一體成型的絕緣材料。優選的是，所述導電主板包括設有NXP個用於連接單體電池極性的電極連接片和基板，所述電極連接片與基板之間設有環形槽，所述電極連接片與基板之間還設有至少三個電性連接臂，電性連接臂將環形槽分成三部分。優選的是，所述電性連接臂上設有內凹的溝槽。優選的是，所述電極連接片呈圓盤狀，電極連接片的中央處還設有供單體電池電極貫穿的連接孔。優選的是，所述電性連接臂中至少有一個的熔斷電流小於其他的電性連接臂的熔斷電流。優選的是，所述導電主板上還設有若干呈矩陣排列的通風孔。優選的是，所述絕緣材料為阻燃且強度高的塑膠材料。優選的是，所述導電主板上還設有若干融合孔，導電主板和覆蓋在導電主板正、反面上的絕緣材料融合後，所述絕緣材料便會填充至融合孔中。優選的是，所述導電主板的一端側向外延伸形成極片。優選的是，所述M大於或等於4。與現有技術相比，本實用新型動力電池組的安全結構，由於加設了加強型線路板， 不僅可以保障電池組的抗震動能力，還由於所述的加強型線路板能讓單體電池之間互相均衡，一致性好。另一方面，如果電池組內部某個單體電池出現短路的現象，就會使得加強型線路板內設置的電性連接臂熔斷，從而將單體電池矩陣中的可能過流的單體電池從電池矩陣中隔離出來，阻止了故障單體電池的擴散，保護了電池組的安全，此外，由於導電主板的正、反面上都覆蓋有阻燃的絕緣材料，故，即使電性連接臂熔斷產生火花，也不會對電池組的安全帶來隱患。
圖1為本實用新型動力電池組的安全結構的導電主板結構示意圖；圖2為圖1所示導電主板另一視角的結構示意圖；圖3為本實用新型動力電池組的安全結構的加強型線路板的結構示意圖；圖4為本實用新型動力電池組的安全結構的普通極板結構示意圖；圖5為本實用新型動力電池組的安全結構的電池組結構示意圖；圖6為圖5所示電池組另一視角的結構示意圖。
具體實施方式請參考圖1至圖6所示，本實用新型一種動力電池組的安全結構，該電池組100 包括M組電池，每組電池包括NXP個呈矩陣排列且相互並聯的單體電池10，每組電池的正極上連接有加強型線路板20，負極上連接有普通極板30，每相鄰的兩組電池之間串聯在一起。加強型線路板20大致呈矩形狀，其包括導電主板21和覆蓋在導電主板21正、反面並與導電主板一體成型的絕緣材料(未標號)。其中，導電主板21包括設有NXP個用於連接單體電池極性的電極連接片211和基板212，電極連接片211與基板212之間設有環形槽213，電極連接片211與基板212之間還設有三個電性連接臂214，電性連接臂214將環形槽213分成三等份。所述電性連接臂214上設有內凹的溝槽215。在本實用新型中，所述電性連接臂214中至少有一個的熔斷電流小於其他的電性連接臂的熔斷電流。電極連接片 211呈圓盤狀，電極連接片211的中央處還設有供單體電池10電極貫穿的第一通孔216。普通極板30與加強型線路板20形狀大致相似，其通常由導電性能良好的金屬板製成。由於電池組在工作過程中會產生大量的熱量，這些熱量聚集，會給電池組的安全工作帶來隱患，因此，加強型線路板20和普通極板30子上開設有若干呈矩陣排列的通風孔22， 這些通風孔22數目不定，但每塊加強型線路板20和普通極板30上開設通風孔的位置大致相同，有助於形成散熱通道。組裝時，先將第一組NXP (本具體實施方式
選用N = 4，P = 6)個單體電池10的負極連接至普通極板30 (可選用銅板)，然後將前述單體電池10的正極上套設加強型線路板20並保證單體電池10的正極貫通加強型線路板上電極連接片的第一通孔216。重複上述組裝過程，將第二組至第M(本具體實施方式
選用M = 4)組電池都組裝起來，最後，將前述組裝好的每組電池逐次的串聯在一起。在本實用新型中，前述的單體電池的兩端都焊接有帶螺紋的極柱，組裝時，將極柱貫穿於普通極板或者加強型線路板上對應的孔，最後，將螺帽旋進極柱上。由於電極連接片211呈圓盤狀，故加強型線路板20在成型後至少一表面上形成有與電極連接片數目對應的凹孔23，上述組裝過程中，最終，螺帽就收容於凹孔23中。在實際使用過程中，根據磷酸鐵鋰電池的安全電壓設計的的要求，必須選用M大於或等於4，才能達到良好的效果。在本實用新型動力電池組的安全結構中，對由於某單體電池發生內部短路所引起的電池組內部電流過大，當該單體電池發生內部短路時，單體電池的電壓迅速下降，由於與該單體電池並聯的所有單體電池都被短路(外部短路)，此時，電性連接臂上便會流過很大的電流，於是，熔斷電流最小的電性連接臂首先熔斷，過大的電流就會分流至另外2個電性連接臂上，直至最後的電性連接臂熔斷，這樣，該內部短路的單體電池就不會受到與之並聯電池的反向充電，從而保護了電池組的安全。在本實用新型動力電池組的安全結構中，為了讓導電主板21的正反兩面上的絕緣材料能與導電板組合緊密，通常在導電主板21上還設有若干融合孔(未標號)，所述融合孔貫穿於導電主板，當導電主板21和覆蓋在導電主板正、反面上的絕緣材料融合後，絕緣材料便會填充至融合孔中。本實用新型動力電池組的安全結構，並不僅僅限於說明書和實施方式中所描述， 因此對於熟悉領域的人員而言可容易地實現另外的優點和修改，故在不背離權利要求及等同範圍所限定的一般概念的精神和範圍的情況下，本實用新型並不限於特定的細節、代表性的設備和這裡示出與描述的圖示示例。
權利要求1.一種動力電池組的安全結構，該電池組包括M組電池，每組電池包括NXP個呈矩陣排列且相互並聯的單體電池，每相鄰的兩組電池之間串聯在一起，每組電池的正極或者負極上連接有加強型線路板，其特徵在於所述加強型線路板包括導電主板和覆蓋在導電主板正、反面並與導電主板一體成型的絕緣材料。
2.如權利要求1所述的動力電池組的安全結構，其特徵在於所述導電主板包括設有 NXP個用於連接單體電池極性的電極連接片和基板，所述電極連接片與基板之間設有環形槽，所述電極連接片與基板之間還設有至少三個電性連接臂，電性連接臂將環形槽分成三部分。
3.如權利要求2所述的動力電池組的安全結構，其特徵在於所述電性連接臂上設有內凹的溝槽。
4.如權利要求2所述的動力電池組的安全結構，其特徵在於所述電極連接片呈圓盤狀，電極連接片的中央處還設有供單體電池電極貫穿的第一通孔。
5.如權利要求2所述的動力電池組的安全結構，其特徵在於所述電性連接臂中至少有一個的熔斷電流小於其他的電性連接臂的熔斷電流。
6.如權利要求1所述的動力電池組的安全結構，其特徵在於所述導電主板上還設有若干呈矩陣排列的通風孔。
7.如權利要求1所述的動力電池組的安全結構，其特徵在於所述絕緣材料為阻燃且強度高的塑膠材料。
8.如權利要求1所述的動力電池組的安全結構，其特徵在於所述導電主板上還設有若干融合孔，導電主板和覆蓋在導電主板正、反面上的絕緣材料融合後，所述絕緣材料便會填充至融合孔中。
9.如權利要求1至8所述的任一動力電池組的安全結構，其特徵在於所述導電主板的一端側向外延伸形成極片。
10.如權利要求1所述的動力電池組的安全結構，其特徵在於所述M大於或等於4。
專利摘要本實用新型公開了一種動力電池組的安全結構，該電池組包括M組電池，每組電池包括N×P個呈矩陣排列且相互並聯的單體電池，每相鄰的兩組電池之間串聯在一起，每組電池的正極或者負極上連接有加強型線路板，其中，所述加強型線路板包括導電主板和覆蓋在導電主板正、反面並與導電主板一體成型的絕緣材料。與現有技術相比，加強型線路板能讓單體電池之間互相均衡，一致性好。另一方面，如果電池組內部某個單體電池出現短路的現象，就會使得加強型線路板內設置的電性連接臂熔斷，從而將單體電池矩陣中的可能過流的單體電池從電池矩陣中隔離出來，阻止了故障單體電池的擴散，保護了電池組的安全。
文檔編號H01M2/34GK202259589SQ20112035721
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月22日 優先權日2011年9月22日
發明者耿德先 申請人:深圳市沃特瑪電池有限公司