一種帶電池壓緊結構的鋰離子電池模塊的製作方法

2023-04-27 23:51:46 1

專利名稱：一種帶電池壓緊結構的鋰離子電池模塊的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於鋰離子電池領域，尤其涉及一種帶電池壓緊結構的鋰 離子電池模塊。
背景技術：
由於石油危機和環境汙染雙重壓力，傳統燃油汽車必將走向衰落，而 電動汽車的發展已經成為必然趨勢，電動汽車的關鍵技術之一就是車載能 源系統，模塊化車載能源系統因其設計靈活、易實現標準化等原因成為研 究的重點。
目前，鋰離子電池是所有二次電池中性價比最高的電池，基本達到了
美國USABC組織規定的電動車用電池的中期目標要求，因此在電動車領 域具有廣泛的應用價值和前景。鋁塑膜外殼鋰離子電池因其具有較高的比 能量、較好的安全性及製作成本低等原因已經成為鋰離子動力電池的主流 產品，但由於其外殼較軟，不能有效阻止電池在充放電過程中的膨脹，致 使在長期使用過程中電化學性能不穩定，電池的使用壽命降低。因此，在 鋁塑膜外殼電池成組使用時，必須要在電池外側與電池正負極平面垂直的 方向施加一定的壓緊力，使電池的膨脹受到限制。本實用新型正是針對此 要求而設計的。

實用新型內容
本實用新型的目的在於克服上迷現有技術中存在的問題，提供一種帶 電池壓緊結構的鋰離子電池模塊。
上述目的是通過下列技術方案實現的
根據本實用新型的 一個方面，提供一種帶電池壓緊結構的鋰離子電池 模塊，包括電池箱、電池組和電池管理系統，其特徵在於，所述電池箱包 括半箱體(i)、側面壓板(2)、箱蓋(3)、箱蓋頂板(4)、防塵罩(5) 和電極保護板(6、 7、 8),其中所述半箱體(1)包括兩個相對的面(A、B)、與所述側面壓板(2)相對的面(C),以及底面；所述側面壓板(2) 和所述半箱體(1)的與側面壓板(2)相對的面(C)對電池組具有壓緊 作用。所述壓緊作用通過利用外力使所述側面壓板(2)達到預定位置後， 採用螺釘將所述半箱體(1)和側面壓板(2)固定來實現，優選地，所述 側面壓板(2)和所述半箱體(1)的與所述側面壓板(2)相對的面(C) 的外側採用格柵結構。
根據本實用新型的另一個方面，所述半箱體(1 )的兩個相對的面(A、 B)上具有加強筋(24)，優選地，所述加強筋(24)設置為與電池組排列 方向相垂直的糹黃筋。
根據本實用新型的又一個方面，所述電池組的正、負極柱(16、 17) 與模塊對外連接電極(12、 13)之間分別採用螺栓連接。
根據本實用新型的再一個方面，還包括散熱系統。所述散熱系統包括 通風孔(25)、風道以及風機(10);其中所述通風孔(25)被設置在所述 半箱體(1)兩個相對的面(A、 B)的下部，用於電池模塊與外界的通風， 所述風機(10)被安裝在所述箱蓋(3)上。
與現有的鋰離子電池模塊相比，本實用新型的優點在於
1. 本實用新型的壓緊結構使電池牢固的固定在電池箱中， 一方面抵消
了部分電池的膨脹力，使電池性能保持穩定，另一方面也節省了空間和重 量，提高了電池的體積能量密度和質量比能量。
2. 加強筋結構防止電池組在箱體內竄動，同時箱壁與電池組之間形成 的縫隙可以用於風流動，易使電池組冷卻；
3. 電池組正負極與模塊對外連接時通過螺絲即把才莫塊內電池組正負極 和模塊對外連接電極連接起來，操作簡單、可靠性好，而且減少了連接內 阻。
以下結合附圖對本實用新型做進一步說明。

圖1是本實用新型的帶電池壓緊結構的鋰離子電池模塊外形圖 圖2是本實用新型的帶電池壓緊結構的鋰離子電池模塊部件分解圖
附圖標記一覽表
l一半箱體；2—側面壓板；3 —箱蓋；4一箱蓋頂板；5 —防塵罩；6、 7、 8
4—電極^呆護板；9一電池管理系統；IO—風才幾；ll一通訊插座；12、 13 — 對外連接電極；14、 15 —紫銅板；16—正極柱；17—負極柱；18—螺栓； 19一電池組；20—極耳連接板；21—極耳緊固螺絲；22—對接插頭；23 — 溫度測量傳感器；24—加強筋；25—通風孔。
具體實施方式
圖1為本實用新型的60Ah53.2V鋰離子電池模塊的外形圖，所述電池 模塊包括電池箱、電池組和電池管理系統，其中所述電池箱包括半箱體1、 側面壓板2、箱蓋3、箱蓋頂板4、防塵罩5以及電極保護板6、 7、 8。這 些部件均可以由具有絕緣、阻燃、耐酸鹼等功能的環保塑料製成，例如尼 龍增強塑料、聚乙烯或聚丙烯等。如圖2所示，半箱體l包括兩個相對的 面A和B, —個與側面壓板2相對的面C以及底面；由於上述四個面在制 作箱體過程中為一體成型，因此將由這四個面組成的箱體的一部分稱之為 "半箱體"。半箱體1的A、 B面具有相同結構，而其C面與側面壓板2 具有相同結構。v^人圖2中可以看出，側面壓斧反2和C面的內側為一平面， 在組裝電池過程中通過外力4吏二者均勻地緊貼電池組從而實現對電池組 的壓緊作用，所,述外力可以是人力也可以是機械力，可選地，所述側面壓
板和C面的外側可以採用祐4冊結構以減輕其材^h用量以及重量。此外，可 選地，在半箱體1的A、 B面上設計有內突外凹的加強筋24，所述加強筋 設置為與電池組排列方向相垂直的橫筋，更具體地，設計為突出高度為 10mm的均勻分布的4條橫筋(如圖2中24);其作用為一方面對電池組 限位，以防止電池組的竄動，另一方面會在電池組兩側形成風道，利於沖莫 塊的散熱。可選地，在所述半箱體1的A、 B面的下部還開有條狀的寬度 為3mm的4條通風孔25,並在所述通風孔外側固定防塵罩5，既保證了 模塊通風，又起到了防塵作用。然而對於本領域的技術人員來說應該理解， 雖然在本實施例中，A、 B、 C面及底面為一體成型，但根據實際應用它們 之間也可以採用螺栓等緊固連接方式；所述加強筋的形狀、個數、布置方 式是非限制性的，只要滿足對電池組起限位作用的結構均可以使用，本實 施例僅出於示例目的。類似的，用於通風散熱的通風孔24的形狀、數量 及側面壓板2所具有的為了減輕重量的格柵結構也僅為示例性的，而非局 限於此。
可選地，所述電池模塊還可以包括散熱系統，所述散熱系統包括風機10、通風口 25和由加強筋構成的風道；其中所述風積4皮安裝在所述電池 模塊箱蓋3上。當電池管理系統探測到電池模塊溫度高於某一特定溫度時， 散熱系統開始工作，此時風機把外部環境中的空氣通過通風口和風道抽入 箱內，經箱內再排出模塊外。
可選地，所述電池組的正負極柱與模塊對外連接電極之間為螺栓連 接。具體地說，在箱蓋的兩個對角處設計有模塊對外連接電極12和13, 二者通過預埋在箱蓋中厚2mm寬25mm的紫銅板14和15分別與模塊內 電池組正極柱16和負極柱17相連，連接時通過M6的不鏽鋼螺栓18緊固， 保護蓋8用來把連接處保護起來。相比於傳統的利用導線將二者連接起來 的方法，本實施例所採用的螺栓連接不僅省去了在製作電池模塊時對布線 的設計，還避免了電池在使用過程中可能出現的由於電線所引起的發熱或 短路問題。
所述60Ah5 3.2V鋰離子電池模塊的組裝過程如下
電池模塊組裝時首先在半箱體1中依次;故置14隻60Ah鋁塑膜外殼鋰 離子電池，電池正、負極交錯排列，通過極耳連接板20進行串聯連接構 成電池組19;隨後利用側面壓板2將半箱體中電池組壓緊，側面壓一反2達 到預定位置後，用沉頭螺釘將半箱體1和側面樂板2固定成電池箱主體， 此時箱體已經對模塊內電池組產生一定的壓緊力，而且電池組也會因壓緊 力的作用而固定在電池箱中。
將電壓採集線的 一 端按順序通過極耳緊固螺絲21與相應的電池連接， 電壓採集線另一端連接到對接插頭22。最後，將所有的極耳緊固螺絲21 通過5Nm的定力矩扳手緊固。將溫度測量傳感器23通過導熱膠固定在電 池組上並將連接線引到對接插頭22。
接下來把已經安裝電池管理模塊9、風機10和通信插頭11的箱蓋3 通過沉頭螺絲固定在上述的模塊下部箱體上，電池組測量線與電池管理模 塊9對接後再把風機電源連接好，用沉頭螺釘固定上蓋板。最後通過M6 的不鏽鋼螺栓18緊固連接模塊對外連接電極12、 13分別和模塊內電池組 正極柱16和負極柱17,用膠固定保護蓋8，完成整個模塊的組裝。
所獲得的電池才莫:央的體積為330mmx267mmx313mm,重量為34kg， 比能量為97wh/kg，使用7個電池模塊製成電動轎車， 一次充電續駛裡程為 185km,最高車速可達140km/h。
應該理解，雖然本實施例採用14隻60Ah鋁塑膜外殼鋰離子電池串聯連接組成所述電池組，但這僅作為舉例說明，釆用不同於本實施例的連接 方式以及不同規格和個數的鋁塑膜外殼鋰離子電池所組成的電池組均可 用於本實用新型中。
儘管參照上述的實施例對於本實用新型已作出具體描述，但是對於本領 域的普通技術人員來說，應該理解可以基於本實用新型公開的內容進行修改 或改進，並且這些修改和改進都在本實用新型的精神和範圍之內。
權利要求1. 一種帶電池壓緊結構的鋰離子電池模塊，包括電池箱、電池組和電池管理系統，其特徵在於，所述電池箱包括半箱體(1)、側面壓板(2)、箱蓋(3)、箱蓋頂板(4)、防塵罩(5)和電極保護板(6、7、8)，其中所述半箱體(1)包括兩個相對的面(A、B)、與所述側面壓板(2)相對的面(C)，以及底面；所述側面壓板(2)和所述半箱體(1)的與側面壓板(2)相對的面(C)對電池組具有壓緊作用。
2. 根據權利要求1所述的鋰離子電池模塊，其特徵在於，所述壓緊作 用通過利用外力使所述側面壓板(2)達到預定位置後，採用螺釘將所述 半箱體(i )和側面壓板(2)固定來實現。
3. 根據權利要求2所述的鋰離子電池模塊，其特徵在於，所述側面壓 板(2)和所述半箱體(1)的與側面壓板(2)相對的面(C)的外側採用 格柵結構。
4. 根據權利要求1所述的鋰離子電池模塊，其特徵在於，所述半箱體 (1 )的兩個相對的面(A、 B)上具有加強筋(24)，其用於對所述電池組限位。，，
5. 根據權利要求4所述的鋰離子電池模塊，其特徵在於，所述加強筋(24) 設置為與電池組排列方向相垂直的橫筋。
6. 根據權利要求1所述的鋰離子電池模塊，其特徵在於，所述電池組 的正、負極柱(16、 17)與模塊對外連接電極(12、 13)之間分別採用螺 栓連接。
7. 根據權利要求l、 4或6所述的鋰離子電池模塊，還包括散熱系統。
8. 根據權利要求7所述的鋰離子電池模塊，所述散熱系統包括通風孔(25) 、風道以及風機(10);其中所述通風孔(25)被設置在所述半箱體 (1)兩個相對的面(A、 B)的下部，用於電池模塊與外界的通風，所述風機(10 )被安裝在所述箱蓋(3 )上。
9. 根據權利要求1所述的鋰離子電池模塊，其特徵在於，所述半箱體 (1)、側面壓板(2)、箱蓋(3)、箱蓋頂板(4)、防塵罩(5)和電極保護板(6、 7、 8)均由具有絕緣、阻燃、耐酸鹼的塑料製成。
10. 根據權利要求9所述的鋰離子電池模塊，其特徵在於，所述塑料 為尼龍增強塑料、聚乙烯或聚丙烯。
專利摘要本實用新型公開了一種帶電池壓緊結構的鋰離子電池模塊，包括電池箱、電池組和電池管理系統，其特徵在於，所述電池箱包括半箱體(1)、側面壓板(2)、箱蓋(3)、箱蓋頂板(4)、防塵罩(5)和電極保護板(6、7、8)，其中所述半箱體(1)包括兩個相對的面(A、B)、與所述側面壓板(2)相對的面(C)，以及底面；所述側面壓板(2)和所述半箱體(1)的與側面壓板(2)相對的面(C)對電池組具有壓緊作用。本實用新型的壓緊結構可以抵消部分電池的膨脹力，使電池性能保持穩定，另外壓緊力還可以使電池牢固的固定在電池箱中，此結構簡單易操作，節省空間和重量，提高了電池的體積能量密度和質量比能量。
文檔編號H01M10/42GK201238056SQ20082008079
公開日2009年5月13日 申請日期2008年5月22日 優先權日2008年5月22日
發明者魯 其, 輝 馮, 吳寧寧, 吳松濤, 毛永志, 王成文 申請人:中信國安盟固利新能源科技有限公司