新能源汽車動力電池組的製作方法

2023-05-04 14:10:11 4

專利名稱：新能源汽車動力電池組的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種為新能源汽車提供動力的電池組。
背景技術：
隨著傳統能源的日趨緊張以及環境的日趨惡化，全球各國都在大力發展新能源汽車。目前，世界各國(包括中國在內)發展新能源汽車的方向主要集中在混合動力汽車及純電動汽車上。而電池組是混合動力汽車及純電動汽車的最主要的核心動力部件。電池組通常採用數量較多(幾千隻甚至上萬隻)的單體電池組合而成。組裝時，先用支架將多顆單體電池組合成整體，再通過用焊接片將所有電池串聯或並聯在一起。在電池組的使用過程中，通常會使用風扇將電池組吹冷。上述結構的電池組存在以下問題第一、所使用的焊接片大多數沒有什麼特殊設計，從外觀上來看就是普通的矩形， 因此，在發生特殊情況時，焊接片無法進行熔斷從而對電池組形成保護。第二、所使用的支架分為套在電池上端的上片及套在電池下端的下片，上片與下片之間的結構並不相同，因此，需要用兩套模具來製造，上片與下片之間不能自由組合。而且，相鄰兩個上片之間及相鄰兩個下片之間留有的間隙較小，空間較為緊密，不利於電池的測控及散熱。第三、採用風冷方式，如果風場設計不合理，則會導致電池組冷卻溫度場不均勻， 散熱效果差，從而影響電池組的使用效果，加速電池組的性能衰減。而且，無法對電池組進行密封。
發明內容本實用新型的目的是提供一種提高安全性、長壽命，且降低加工製造難度的電池組。為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是提供了一種新能源汽車動力電池組，包括多顆單體電池，所有單體電池通過焊接片串聯或者並聯，其特徵在於每顆單體電池的上端及下端分別套入一結構相同的連接支架中，相鄰兩個連接支架之間相互連接，從而將多顆單體電池組合成整體，其中，焊接片包括片體，在片體的前端和後端分別開有一個用以給電池正極或負極通氣的通氣孔，片體位於兩個通氣孔之間的部分內縮形成頸部；連接支架包括支架體，在支架體內開有至少一個通孔，通孔的形狀與單體電池端部的形狀相配合，在支架體的前側面及後側面上分別設有至少一個第一插塊及至少一個與第一插塊相配合的第一插槽，在支架體的左側面及右側面上分別設有至少一個第二插塊及至少一個與第二插塊相配合的第二插槽，在左右相鄰的兩個連接支架中，其中一個連接支架上的第二插塊插入另一個連接支架上的第二插槽內，在前後相鄰的兩個連接支架中，其中一個連接支架上的第一插塊插入另一個連接支架上的第一插槽內，從而使得所有連接支架連接成整體。[0011]優選地，在所述通氣孔的四周分布有至少兩個焊接凸點。優選地，在所述片體的前端和後端分別開有一條槽，槽穿過所述通氣孔後一直延伸至所述片體的邊緣，使得所述片體邊緣處形成缺口。優選地，在所述片體的前端或後端的兩側分別延伸出一連接片。優選地，所述通孔為至少兩個，在所述支架體的前側還設有至少一個第三插槽，第三插槽與所述第一插塊間隔布置，且第三插槽與第一插塊的總數與所述通孔的個數相同， 在所述支架體的後側還設有至少一個與第三插槽相配合的第三插塊，第三插塊與所述第一插槽間隔布置，且第三插塊與第一插槽的總數與所述通孔的個數相同，第三插槽與第三插塊及第一插塊與第一插槽在所述支架體的前側及後側分別相對布置，在前後相鄰的兩個連接支架中，其中一個連接支架上的第三插塊插入另一個連接支架上的第三插槽內。優選地，所述支架體的四個角部分別為向內凹陷四分之一圓的圓弧角，使得相鄰的四個支架體的四個圓弧角能夠拼合成一個圓柱形的第一散熱孔。優選地，在所述支架體的前側面及後側面位於相鄰兩個通孔之間的部分分別向內凹陷，形成二分之一圓的半通孔，使得前後相鄰的兩個支架體的兩個半通孔能夠拼合成一個圓柱形的第二散熱孔。優選地，在每個所述第一散熱孔及所述第二散熱孔內設有一根冷卻管，冷卻管的一端匯合後與水泵的輸出端相連，冷卻管的另一端匯合後連接散熱器的輸入端，散熱器的輸出端與水泵的輸入端相連，在冷卻管與散熱器之間的管路上設有溫度傳感器，溫度傳感器連接控制器，控制器與水泵及散熱器相連。優選地，在所述水泵與所述冷卻管之間的管路上設有加熱器，加熱器連接所述控制器。優選地，在所述冷卻管與所述散熱器之間的管路上設有旁路閥及壓力傳感器，旁路閥管路連接所述水泵的輸入端，壓力傳感器連接所述控制器，控制器與旁路閥相連。本實用新型提供的一種新能源汽車動力電池組具有如下優點I、在本實用新型中，焊接片在片體上形成有頸部，在發生特殊情況時頸部能夠有效熔斷，從而為電池組甚至整個電路系統提供保護。同時，焊接凸點能夠有效保證所有電池焊接處的焊接狀態的一致性。2、電池組中的上片及下片都採用相同結構的支架，而且由於插槽與插塊的對應位置關係，使得本實用新型中的支架能夠任意組合。同時，在本實用新型中，支架具有圓弧角以及半通孔，相連四個支架的角部可以組成一個整圓通孔，相鄰兩個半通孔又可以組成一個整圓通孔，能夠為電池組的測控及散熱提供足夠的空間。3、本實用新型採用了水冷的方式對電池組進行冷卻，不僅冷卻效果好，而且散熱更加均勻，低溫時可以加熱，確保正常的工作環境溫度。同時，由於是水冷方式，因此，電池組可以密封在一空間內，防止電池組進水受損。進一步，還擴大了帶有電池驅動系統車輛的使用範圍。

圖I為本實用新型中的焊接片示意圖；圖2為本實用新型中的單通孔電池用支架的結構示意圖；[0026]圖3為本實用新型中的雙通孔電池用支架的結構示意圖；圖4為本實用新型中的雙通孔電池用支架的立體示意圖；圖5為本實用新型提供的一種新能源汽車動力電池組的俯視圖；圖6為本實用新型中的水冷系統示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型更明顯易懂，茲以一優選實施例，並配合附圖作詳細說明如下。本實用新型提供了一種新能源汽車動力電池組，包括多顆單體電池，單體電池的數量根據需要而定。通過單體電池的選型來保證所組成的電池組具有高能量。所有單體電池通過焊接片串聯或者並聯，焊接片與單體電池之間的連接方式採用常規的連接方式。在本實用新型中，採用主動均衡模式來管理電池組，從而達到高能量、安全、長壽命的目的。如圖I所示，在本實用新型中，焊接片包括片體1，在片體I的前端和後端分別開有一個用以給電池正負極通氣的通氣孔2，片體I位於兩個通氣孔2之間的部分內縮形成頸部
3。該頸部3能夠實現自我熔斷保護，從而對電池組乃至整個電路系統提供保護。在通氣孔2的四周均布四個焊接凸點10。在片體I的前端和後端分別開有一條槽 11，槽11穿過通孔2後一直延伸至片體I的邊緣，使得片體I邊緣處形成缺口 12。在槽11 的兩邊分別有兩個焊接凸點10。通過焊接凸點10設計，在使用某些特定型號的焊機時，可以實現精確焊接，確保每個凸點處的焊接均勻，保證了所有電池焊接處焊接狀態的一致性。 通過增加槽11，使得槽11兩側的四個焊接凸點10允許產生高度差值，在焊接過程中消除了由支撐面平行度的誤差，增加了焊接的一致性和牢固性。在片體I的前端或後端的兩側分別延伸出一連接片13，連接片13用來連接左右相鄰的兩片焊接片。每顆單體電池的上端及下端分別套入一結構相同的連接支架中，相鄰兩個連接支架之間相互連接，從而將多顆單體電池組合成整體。連接支架可以具有多個通孔，用來連接多顆電池。如圖2所示，為單通孔電池用支架的結構示意圖，包括支架體4，在支架體4內開有一個通孔5，通孔5的形狀與電池端部的形狀相配合，在支架體4的前側面及後側面上分別設有一個第一插塊6及一個與第一插塊 6相配合的第一插槽7，在支架體4的左側面及右側面上分別設有一個第二插塊8及一個與第二插塊8相配合的第二插槽9。支架體4的四個角部分別為向內凹陷的四分之一圓的圓弧角16。在如圖3及圖4所示的雙通孔電池用支架，通孔5為兩個，相比於圖2所示的單通孔電池用支架，在該電池用支架的支架體4的前側還設有一個第三插槽14，第三插槽14與第一插塊6間隔布置。若通孔5有三個，那麼第三插槽14及第一插塊6就總共有三個。在支架體4的後側還設有一個與第三插槽14相配合的第三插塊15，第三插塊15與第一插槽 14間隔布置。若通孔5有三個，那麼第三插塊15及第一插槽7就總共有三個。第三插槽 14與第三插塊15及第一插塊6與第一插槽7在支架體4的前側及後側分別相對布置。在支架體4的前側面及後側面位於相鄰兩個通孔5之間的部分分別向內凹陷，形成二分之一圓的半通孔17。可以任意採用多個如圖2所示的單通孔電池用支架或多個如圖3及圖4所示的雙通孔電池用支架組合組成電池組，或者可以將圖2所示的單通孔電池用支架與如圖3及圖4所示的雙通孔電池用支架組合組成電池組。若需要將九顆電池組成電池組，則可以如圖5所示，採用6個如圖2所示的單通孔電池用支架27及6個如圖3及圖4所示的雙通孔電池用支架26，在三顆電池的上端及下端分別套上一個單通孔電池用支架27，其餘的六顆電池，兩兩成對，分別在上端及下端套上一個雙通孔電池用支架26，然後通過插槽及插塊的配合，將單通孔電池用支架27及雙通孔電池用支架26組成整體，在位於邊緣處插上輸出支架25以便將上下連成整體。組合好後，相鄰的四個支架體4的四個圓弧角16拼合成一個圓柱形的第一散熱孔18，前後相鄰的兩個支架體4的兩個半通孔17拼合成一個圓柱形的第二散熱孔19，通過第一散熱孔18及第二散熱孔19對電池進行測控及散熱。如圖6，本實用新型提供的新能源汽車動力電池組採用了水冷的方式。將組合後的電池組置於密封盒體內。在每個第一散熱孔18及第二散熱孔19內設有一根冷卻管，冷卻管的一端匯合後與水泵20的輸出端相連,冷卻管的另一端匯合後連接散熱器21的輸入端, 散熱器21的輸出端與水泵20的輸入端相連。在水泵20與冷卻管之間的管路上設有加熱器23。在冷卻管與散熱器21之間的管路上設有溫度傳感器22、旁路閥24及壓力傳感器。 旁路閥24管路連接水泵20的輸入端。溫度傳感器22及壓力傳感器連接控制器，控制器與水泵20、散熱器21、加熱器23及旁路閥24相連。電池組內每顆電池的工作溫度在25度以上，而在中國北方，溫度可能會達到-25°C以下，這樣電池組便無法正常工作，導致純電動汽車無法正常啟動。因此，在本實用新型中增加了加熱器23，對冷卻液進行加熱，對電池組進行預熱，使得電池組能夠達到工作溫度。同時，本實用新型中的旁路閥24的作用是在系統壓力超過設定值時打開以避免系統壓力過高造成危險。
權利要求1.一種新能源汽車動力電池組，包括多顆單體電池，所有單體電池通過焊接片串聯或者並聯，其特徵在於每顆單體電池的上端及下端分別套入一結構相同的連接支架中，相鄰兩個連接支架之間相互連接，從而將多顆單體電池組合成整體，其中，焊接片包括片體(1)，在片體(I)的前端和後端分別開有一個用以給電池正極或負極通氣的通氣孔(2)，片體(I)位於兩個通氣孔(2)之間的部分內縮形成頸部(3)；連接支架包括支架體(4)，在支架體(4)內開有至少一個通孔(5)，通孔(5)的形狀與單體電池端部的形狀相配合，在支架體(4)的前側面及後側面上分別設有至少一個第一插塊(6)及至少一個與第一插塊(6)相配合的第一插槽(7)，在支架體(4)的左側面及右側面上分別設有至少一個第二插塊(8 )及至少一個與第二插塊(8 )相配合的第二插槽(9 )，在左右相鄰的兩個連接支架中，其中一個連接支架上的第二插塊(8)插入另一個連接支架上的第二插槽(9)內，在前後相鄰的兩個連接支架中，其中一個連接支架上的第一插塊(6)插入另一個連接支架上的第一插槽(7 )內，從而使得所有連接支架連接成整體。
2.如權利要求I所述的一種新能源汽車動力電池組，其特徵在於在所述通氣孔(2)的四周分布有至少兩個焊接凸點(10)。
3.如權利要求2所述的一種新能源汽車動力電池組，其特徵在於在所述片體(I)的前端和後端分別開有一條槽(11)，槽(11)穿過所述通氣孔(2 )後一直延伸至所述片體(I)的邊緣，使得所述片體(I)邊緣處形成缺口( 12 )。
4.如權利要求I所述的一種新能源汽車動力電池組，其特徵在於在所述片體(I)的前端或後端的兩側分別延伸出一連接片(13)。
5.如權利要求I所述的一種新能源汽車動力電池組，其特徵在於所述通孔(5)為至少兩個，在所述支架體(4)的前側還設有至少一個第三插槽(14)，第三插槽(14)與所述第一插塊(6)間隔布置，且第三插槽(14)與第一插塊(6)的總數與所述通孔(5)的個數相同， 在所述支架體(4)的後側還設有至少一個與第三插槽(14)相配合的第三插塊(15)，第三插塊(15)與所述第一插槽(7)間隔布置，且第三插塊(15)與第一插槽(7)的總數與所述通孔 (5 )的個數相同，第三插槽(14 )與第三插塊(15)及第一插塊(6 )與第一插槽(7 )在所述支架體(I)的前側及後側分別相對布置，在前後相鄰的兩個連接支架中，其中一個連接支架上的第三插塊(15)插入另一個連接支架上的第三插槽(14)內。
6.如權利要求I或5所述的一種新能源汽車動力電池組，其特徵在於所述支架體(4) 的四個角部分別為向內凹陷四分之一圓的圓弧角(16)，使得相鄰的四個支架體(4)的四個圓弧角(16)能夠拼合成一個圓柱形的第一散熱孔(18)。
7.如權利要求6所述的一種新能源汽車動力電池組，其特徵在於在所述支架體(4)的前側面及後側面位於相鄰兩個通孔(5)之間的部分分別向內凹陷，形成二分之一圓的半通孔(17)，使得前後相鄰的兩個支架體(4)的兩個半通孔(17)能夠拼合成一個圓柱形的第二散熱孔(19)。
8.如權利要求7所述的一種新能源汽車動力電池組，其特徵在於在每個所述第一散熱孔(18)及所述第二散熱孔(19)內設有一根冷卻管，冷卻管的一端匯合後與水泵(20)的輸出端相連，冷卻管的另一端匯合後連接散熱器(21)的輸入端,散熱器(21)的輸出端與水泵(20)的輸入端相連，在冷卻管與散熱器(21)之間的管路上設有溫度傳感器(22)，溫度傳感器(22)連接控制器，控制器與水泵(20)及散熱器(21)相連。
9.如權利要求8所述的一種新能源汽車動力電池組，其特徵在於在所述水泵(20)與所述冷卻管之間的管路上設有加熱器(23 )，加熱器(23 )連接所述控制器。
10.如權利要求8所述的一種新能源汽車動力電池組，其特徵在於在所述冷卻管與所述散熱器(21)之間的管路上設有旁路閥(24)及壓力傳感器，旁路閥(24)管路連接所述水泵(20)的輸入端，壓力傳感器連接所述控制器，控制器與旁路閥(24)相連。
專利摘要本實用新型提供了一種新能源汽車動力電池組，包括多顆單體電池，所有單體電池通過焊接片串聯或者並聯，其特徵在於每顆單體電池的上端及下端分別套入一結構相同的連接支架中，相鄰兩個連接支架之間相互連接，從而將多顆單體電池組合成整體。本實用新型提供的一種新能源汽車動力電池組具有如下優點1、在發生特殊情況時頸部能夠有效熔斷，從而為電池組甚至整個電路系統提供保護。2、電池組中的上片及下片都採用相同結構的支架，而且本實用新型中的支架能夠任意組合。3、本實用新型採用了水冷的方式對電池組進行冷卻或則預熱，不僅冷卻效果好，而且散熱更加均勻。
文檔編號H01M2/34GK202352749SQ201120456609
公開日2012年7月25日 申請日期2011年11月17日 優先權日2011年11月17日
發明者沈業歡, 王用林 申請人:茵卡動力系統(上海)有限公司