電池極耳連接結(jié)構(gòu)及包含該連接結(jié)構(gòu)的軟包裝電池模組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電池極耳連接結(jié)構(gòu)及包含該連接結(jié)構(gòu)的軟包裝電池模組。
技術(shù)背景
[0002]目前，環(huán)境能源問題使社會進(jìn)步面臨嚴(yán)峻形勢，低碳環(huán)保成為未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一大主題。能量的儲存和高效利用引起了各方面的重視，鋰離子電池作為能量儲存的最小單元而存在，電池模組是將鋰離子電池有效連接的一種結(jié)構(gòu)形式，為電池提供有效的連接和牢靠的固定結(jié)構(gòu)并將電池串聯(lián)成組，通過串聯(lián)電池提高工作電壓或者并聯(lián)電池提高總能量為用電設(shè)備供電，電池模組已經(jīng)成為當(dāng)今儲能領(lǐng)域的主要部件和關(guān)鍵技術(shù)。
[0003]然而，電池模組在實(shí)際工作中的情況復(fù)雜，比如應(yīng)用在電動(dòng)汽車上時(shí)，由于行駛過程中存在的震動(dòng)等問題，模組需要提供足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；同時(shí)由于電動(dòng)汽車車身緊湊，空間包絡(luò)有限，所以模組需要實(shí)現(xiàn)體積小，儲存能量大的結(jié)構(gòu)；而在大型儲能電柜上使用時(shí)，同樣需要提供一種可以有效將電池串聯(lián)成組并固定的結(jié)構(gòu)形式，同時(shí)實(shí)現(xiàn)可靠的電氣連接。
[0004]電池包\電柜一般先由一定數(shù)量的電池以某種特定的形式相互連接組成電池模組，再根據(jù)不同的應(yīng)用場合取一定數(shù)量的電池模組在電池包\電柜內(nèi)固定連接而為工作單元提供動(dòng)力或者儲存能量。目前，現(xiàn)在多數(shù)軟包電池模組電池的連接采用螺栓與導(dǎo)電金屬條串聯(lián)，裝配過程中由于操作失誤等原因造成返工，而且裝配扭力過大時(shí)，容易出現(xiàn)電池螺紋滑牙的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致電池和模組的報(bào)廢；然而在復(fù)雜動(dòng)載工況下，比如電動(dòng)汽車的行駛中震動(dòng)時(shí)，會存在著螺栓脫落、電池短路和連接條失效的風(fēng)險(xiǎn)；另外，少數(shù)采用接觸連接串聯(lián)相鄰電池極耳的做法，不僅占用操作的空間，在車載震動(dòng)等惡劣使用環(huán)境下無法實(shí)現(xiàn)可靠電氣連接，造成接觸電阻變化大，影響使用效果。同時(shí)電池包\電柜內(nèi)部電池模組排列緊張，難以實(shí)現(xiàn)有效的冷卻，電池在復(fù)雜工況下溫度上升，無法有效散熱，不僅影響電池使用壽命和功能，同時(shí)也增加了電池包\電柜的安全隱患。
[0005]再次，由于電池包\電柜空間有所限制，不同電池包內(nèi)部電池固定方式不一，電池存在橫向平躺、豎直放置等多種布置方式，造成電池間連接各式各樣，不易絕緣防護(hù)，存在短路風(fēng)險(xiǎn)，而且考慮到電磁干擾問題也不利于低壓控制線的排布。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的之一在于:針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種連接牢固、絕緣性能好、電氣連接可靠的電池極耳連接結(jié)構(gòu)。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種電池極耳連接結(jié)構(gòu)，包括至少兩個(gè)電池、設(shè)置于兩個(gè)相鄰電池之間的中間隔板及安裝于所述中間隔板的鋁連接條，所述中間隔板的頂部設(shè)置有卡槽，所述卡槽內(nèi)卡設(shè)有鋁基板，所述中間隔板兩側(cè)的所述電池極耳向所述鋁基板的方向折彎堆疊于所述鋁基板的上表面，所述鋁連接條卡入所述卡槽后壓緊所述電池極耳，且所述電池極耳與所述鋁連接條焊接。
[0008]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型所述的電池極耳連接結(jié)構(gòu)的有益效果在于:通過上述結(jié)構(gòu)保證了鋁基板和電池極耳表面平整貼合，使得鋁基板在后續(xù)激光焊接時(shí)為極耳底部提供安全防護(hù)，防止激光焊接功率過大熔化穿透中間隔板并損害到軟包電池。同時(shí)由于鋁連接條卡入卡槽后壓緊電池極耳，所以有效地解決相鄰電池極耳接觸面不平整導(dǎo)致極耳之間間隙太大無法焊接的問題，在進(jìn)行激光焊接時(shí)，激光束沿著鋁連接條長度方向居中連續(xù)焊接，熔透多層金屬，實(shí)現(xiàn)可靠的電氣連接。
[0009]作為本實(shí)用新型所述的電池極耳連接結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)，所述中間隔板兩側(cè)的所述電池的極耳向所述鋁基板的方向折彎90度堆疊于所述鋁基板的上表面。通過90度的彎折使得鋁基板和電池極耳表面貼合更平整，為后面的焊接工作提供了保障。
[0010]作為本實(shí)用新型所述的電池極耳連接結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)，所述中間隔板包括中間隔板本體、開設(shè)于所述中間隔板本體的凹槽、前后貫通的矩形槽、設(shè)置于所述中間隔板本體頂部的凸條、及設(shè)置于所述中間隔板本體頂部兩端的預(yù)定位凸臺和預(yù)定位凹槽。
[0011]其中，所述凹槽用于容置電池的，并且通過固體雙面膠帶將其固定在凹槽內(nèi)部，可以有效保護(hù)軟包電池角位。由于軟包電池正常使用下會有一定程度的鼓脹現(xiàn)象，所以將所述矩形槽設(shè)置為前后貫通結(jié)構(gòu)，這樣可以為電池鼓脹留出空間；同時(shí)，還兼顧了模組在正常使用情況時(shí)的散熱問題，為冷卻空氣留出通道。所述凸條有效隔離了各鋁連接條，為電池成組過程提供了有效的絕緣防護(hù)。具體地，在裝配的時(shí)候由于兩個(gè)相鄰電池正負(fù)極靠的很近，單側(cè)做絕緣以后就不會出現(xiàn)兩個(gè)電池的正負(fù)極連成一個(gè)回路造成短路。由于兩個(gè)相鄰的中間隔板正反交替裝配，使得相鄰的中間隔板之間的預(yù)定位凸臺和預(yù)定位凹槽相互銜接，方便定位簡化裝配過程，同時(shí)，在后期模組工作過程中，當(dāng)軟包模組受力或振動(dòng)時(shí)，此處結(jié)構(gòu)加強(qiáng)了相鄰隔板之間的相互作用。
[0012]作為本實(shí)用新型所述的電池極耳連接結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)，所述凸條的一端設(shè)置有股位橫梁，所述股位橫梁和所述中間隔板本體形成有布線槽。所述股位橫梁為采樣線束提供布線的通道，采樣線束可順著布線槽布置到模組一側(cè)的端部隔板。
[0013]本實(shí)用新型的另一個(gè)目的在于提供一種軟包裝電池模組，包括上述的電池極耳連接結(jié)構(gòu)、端部隔板、鋁端板、頂部固定條組件、底部固定條組件、模組上蓋、信號線束和銅連接片組件，所述端部隔板設(shè)置于所述電池和所述鋁端板之間，所述頂部固定條組件、所述底部固定條組件及模組上蓋均與所述電池極耳連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝配，所述信號線束連通所有的電池，所述銅連接片組件與位于端部的電池焊接。
[0014]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的軟包裝電池模組的有益效果在于:上述電池模組的結(jié)構(gòu)緊湊、裝配便捷，并提供了有效的冷卻通道和電氣連接，有利于批量生產(chǎn)，使電池可以在不同工況下工作在最佳溫度，有效延長電池使用壽命，同時(shí)降低了電池在熱積聚情況下失控的風(fēng)險(xiǎn)。
[0015]作為本實(shí)用新型所述的軟包裝電池模組的一種改進(jìn)，所述電池、所述中間隔板、所述端部隔板和所述鋁端板相互貼合的面上均粘貼有固體雙面膠帶。所述固體雙面膠帶實(shí)現(xiàn)電池與中間隔板、電池與端部隔板及端部隔板與鋁端板之間的有效固定，提高了模組的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0016]作為本實(shí)用新型所述的軟包裝電池模組的一種改進(jìn)，所述頂部固定條組件包括頂部固定條和第一絕緣墊片，所述頂部固定條和所述第一絕緣墊片通過扣接方式連接，或者所述頂部固定條和所述第一絕緣墊片通過一體成型方式連接；所述底部固定條組件包括底部固定條和第二絕緣墊片，所述底部固定條和所述第二絕緣墊片通過扣接方式連接，或者所述底部固定條和所述第二絕緣墊片通過一體成型方式連接。所述頂部固定條組件和所述底部固定條組件實(shí)現(xiàn)所有電池、中間隔板以及端部隔板的固定，通過兩端的螺栓固定在鋁端板上。
[0017]作為本實(shí)用新型所述的軟包裝電池模組的一種改進(jìn)，所述模組上蓋包括上蓋本體、設(shè)置于所述上蓋本體兩側(cè)的連接部、及設(shè)置于所述上蓋本體另外兩側(cè)的孔和槽，兩個(gè)所述連接部均設(shè)置有圓腰孔。所述模組上蓋采用塑料制造，成本低重量輕；通過腰圓孔與螺栓固定連接，實(shí)現(xiàn)了模組上蓋的固定，從而防止模組外部導(dǎo)電金屬接觸電池極耳。
[0018]作為本實(shí)用新型所述的軟包裝電池模組的一種改進(jìn)，所述信號線束與所述鋁連接條連接，所述信號線束的一端連接有電氣插接件。首先，所述信號線束實(shí)現(xiàn)模組電壓溫度的實(shí)時(shí)采樣，同時(shí)監(jiān)控電池工作電壓，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，有效地及時(shí)地調(diào)整控制策略均衡各個(gè)電池電壓，延長模組使用壽命，保證模組工作性能。再次，所述信號線束集成于電池模組之上，信號檢測可靠，無須額外增加零件采樣及均衡，易于與控制單元連接。
[0019]作為本實(shí)用新型所述的軟包裝電池模組的一種改進(jìn)，所述銅連接片組件包括銅板及與所述銅板固定連接壓鉚螺釘，所述銅板與所述端部隔板卡接。所述銅連接片組件通過超聲波焊接于端部電池極耳上，保證電池與銅連接片的可靠電氣連接，銅材料表面鍍銀，保證銅連接片組件上的螺釘與其他模塊電氣連接時(shí)的有效接觸。
【附圖說明】
[0020]圖1為【具體實(shí)施方式】I的中間隔板的部分結(jié)構(gòu)截面圖。
[0021 ] 圖2為【具體實(shí)施方式】I的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3為【具體實(shí)施方式】I中中間隔板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4為【具體實(shí)施方式】2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖5為【具體實(shí)施方式】2的分解示意圖。
[0025]圖6為【具體實(shí)施方式】2中電池、端部隔板和鋁端板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖7為【具體實(shí)施方式】2中鋁端板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖8為【具體實(shí)施方式】2中模組上蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]其中，1-電池、2-中間隔板、3-鋁連接條、4-鋁基板、5-端部隔板、6-鋁端板、7-頂部固定條組件、8-底部固定條組件、9-模組上蓋、10-信號線束、11-電池極耳、12-銅連接片組件、13-電氣插接件、14-固體雙面膠帶、21-卡槽、22-中間隔板本體、23-凹槽、24-矩形槽、25-凸條、26-預(yù)定位凸臺、27-預(yù)定位凹槽、51-固定孔、61-過孔、62-圓孔、71-頂部固定條、72-第一絕緣墊片、81-底部固定條、82-第二絕緣墊片、91-上蓋本體、92-連接部、93-孔、94-槽、921-圓腰孔、121-銅板、