專利名稱：一種帶電池壓緊結(jié)構(gòu)的鋰離子電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于鋰離子電池領(lǐng)域，尤其涉及一種帶電池壓緊結(jié)構(gòu)的鋰 離子電池模塊。
背景技術(shù)：
由于石油危機(jī)和環(huán)境污染雙重壓力，傳統(tǒng)燃油汽車必將走向衰落，而 電動(dòng)汽車的發(fā)展已經(jīng)成為必然趨勢(shì)，電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一就是車載能 源系統(tǒng)，模塊化車載能源系統(tǒng)因其設(shè)計(jì)靈活、易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化等原因成為研 究的重點(diǎn)。
目前，鋰離子電池是所有二次電池中性價(jià)比最高的電池，基本達(dá)到了
美國(guó)USABC組織規(guī)定的電動(dòng)車用電池的中期目標(biāo)要求，因此在電動(dòng)車領(lǐng) 域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值和前景。鋁塑膜外殼鋰離子電池因其具有較高的比 能量、較好的安全性及制作成本低等原因已經(jīng)成為鋰離子動(dòng)力電池的主流 產(chǎn)品，但由于其外殼較軟，不能有效阻止電池在充放電過(guò)程中的膨脹，致 使在長(zhǎng)期使用過(guò)程中電化學(xué)性能不穩(wěn)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(shí)，必須要在電池外側(cè)與電池正負(fù)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(shí)用新型正是針對(duì)此 要求而設(shè)計(jì)的。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服上迷現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種帶 電池壓緊結(jié)構(gòu)的鋰離子電池模塊。
上述目的是通過(guò)下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
根據(jù)本實(shí)用新型的 一個(gè)方面，提供一種帶電池壓緊結(jié)構(gòu)的鋰離子電池 模塊，包括電池箱、電池組和電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電池箱包 括半箱體(i)、側(cè)面壓板(2)、箱蓋(3)、箱蓋頂板(4)、防塵罩(5) 和電極保護(hù)板(6、 7、 8),其中所述半箱體(1)包括兩個(gè)相對(duì)的面(A、B)、與所述側(cè)面壓板(2)相對(duì)的面(C),以及底面；所述側(cè)面壓板(2) 和所述半箱體(1)的與側(cè)面壓板(2)相對(duì)的面(C)對(duì)電池組具有壓緊 作用。所述壓緊作用通過(guò)利用外力使所述側(cè)面壓板(2)達(dá)到預(yù)定位置后， 采用螺釘將所述半箱體(1)和側(cè)面壓板(2)固定來(lái)實(shí)現(xiàn)，優(yōu)選地，所述 側(cè)面壓板(2)和所述半箱體(1)的與所述側(cè)面壓板(2)相對(duì)的面(C) 的外側(cè)采用格柵結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，所述半箱體(1 )的兩個(gè)相對(duì)的面(A、 B)上具有加強(qiáng)筋(24)，優(yōu)選地，所述加強(qiáng)筋(24)設(shè)置為與電池組排列 方向相垂直的纟黃筋。
根據(jù)本實(shí)用新型的又一個(gè)方面，所述電池組的正、負(fù)極柱(16、 17) 與模塊對(duì)外連接電極(12、 13)之間分別采用螺栓連接。
根據(jù)本實(shí)用新型的再一個(gè)方面，還包括散熱系統(tǒng)。所述散熱系統(tǒng)包括 通風(fēng)孔(25)、風(fēng)道以及風(fēng)機(jī)(10);其中所述通風(fēng)孔(25)被設(shè)置在所述 半箱體(1)兩個(gè)相對(duì)的面(A、 B)的下部，用于電池模塊與外界的通風(fēng)， 所述風(fēng)機(jī)(10)被安裝在所述箱蓋(3)上。
與現(xiàn)有的鋰離子電池模塊相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于
1. 本實(shí)用新型的壓緊結(jié)構(gòu)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(wěn)定，另一方面也節(jié)省了空間和重 量，提高了電池的體積能量密度和質(zhì)量比能量。
2. 加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)防止電池組在箱體內(nèi)竄動(dòng)，同時(shí)箱壁與電池組之間形成 的縫隙可以用于風(fēng)流動(dòng)，易使電池組冷卻；
3. 電池組正負(fù)極與模塊對(duì)外連接時(shí)通過(guò)螺絲即把才莫塊內(nèi)電池組正負(fù)極 和模塊對(duì)外連接電極連接起來(lái)，操作簡(jiǎn)單、可靠性好，而且減少了連接內(nèi) 阻。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型的帶電池壓緊結(jié)構(gòu)的鋰離子電池模塊外形圖 圖2是本實(shí)用新型的帶電池壓緊結(jié)構(gòu)的鋰離子電池模塊部件分解圖
附圖標(biāo)記一覽表
l一半箱體；2—側(cè)面壓板；3 —箱蓋；4一箱蓋頂板；5 —防塵罩；6、 7、 8
4—電極^呆護(hù)板；9一電池管理系統(tǒng)；IO—風(fēng)才幾；ll一通訊插座；12、 13 — 對(duì)外連接電極；14、 15 —紫銅板；16—正極柱；17—負(fù)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(duì)接插頭；23 — 溫度測(cè)量傳感器；24—加強(qiáng)筋；25—通風(fēng)孔。
具體實(shí)施方式
圖1為本實(shí)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(tǒng)，其中所述電池箱包括半箱體1、 側(cè)面壓板2、箱蓋3、箱蓋頂板4、防塵罩5以及電極保護(hù)板6、 7、 8。這 些部件均可以由具有絕緣、阻燃、耐酸堿等功能的環(huán)保塑料制成，例如尼 龍?jiān)鰪?qiáng)塑料、聚乙烯或聚丙烯等。如圖2所示，半箱體l包括兩個(gè)相對(duì)的 面A和B, —個(gè)與側(cè)面壓板2相對(duì)的面C以及底面；由于上述四個(gè)面在制 作箱體過(guò)程中為一體成型，因此將由這四個(gè)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(jié)構(gòu)，而其C面與側(cè)面壓板2 具有相同結(jié)構(gòu)。v^人圖2中可以看出，側(cè)面壓斧反2和C面的內(nèi)側(cè)為一平面， 在組裝電池過(guò)程中通過(guò)外力4吏二者均勻地緊貼電池組從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電池組 的壓緊作用，所,述外力可以是人力也可以是機(jī)械力，可選地，所述側(cè)面壓
板和C面的外側(cè)可以采用祐4冊(cè)結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)有內(nèi)突外凹的加強(qiáng)筋24，所述加強(qiáng)筋 設(shè)置為與電池組排列方向相垂直的橫筋，更具體地，設(shè)計(jì)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(duì)電池組 限位，以防止電池組的竄動(dòng)，另一方面會(huì)在電池組兩側(cè)形成風(fēng)道，利于沖莫 塊的散熱。可選地，在所述半箱體1的A、 B面的下部還開(kāi)有條狀的寬度 為3mm的4條通風(fēng)孔25,并在所述通風(fēng)孔外側(cè)固定防塵罩5，既保證了 模塊通風(fēng)，又起到了防塵作用。然而對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)應(yīng)該理解， 雖然在本實(shí)施例中，A、 B、 C面及底面為一體成型，但根據(jù)實(shí)際應(yīng)用它們 之間也可以采用螺栓等緊固連接方式；所述加強(qiáng)筋的形狀、個(gè)數(shù)、布置方 式是非限制性的，只要滿足對(duì)電池組起限位作用的結(jié)構(gòu)均可以使用，本實(shí) 施例僅出于示例目的。類似的，用于通風(fēng)散熱的通風(fēng)孔24的形狀、數(shù)量 及側(cè)面壓板2所具有的為了減輕重量的格柵結(jié)構(gòu)也僅為示例性的，而非局 限于此。
可選地，所述電池模塊還可以包括散熱系統(tǒng)，所述散熱系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)10、通風(fēng)口 25和由加強(qiáng)筋構(gòu)成的風(fēng)道；其中所述風(fēng)積4皮安裝在所述電池 模塊箱蓋3上。當(dāng)電池管理系統(tǒng)探測(cè)到電池模塊溫度高于某一特定溫度時(shí)， 散熱系統(tǒng)開(kāi)始工作，此時(shí)風(fēng)機(jī)把外部環(huán)境中的空氣通過(guò)通風(fēng)口和風(fēng)道抽入 箱內(nèi)，經(jīng)箱內(nèi)再排出模塊外。
可選地，所述電池組的正負(fù)極柱與模塊對(duì)外連接電極之間為螺栓連 接。具體地說(shuō)，在箱蓋的兩個(gè)對(duì)角處設(shè)計(jì)有模塊對(duì)外連接電極12和13, 二者通過(guò)預(yù)埋在箱蓋中厚2mm寬25mm的紫銅板14和15分別與模塊內(nèi) 電池組正極柱16和負(fù)極柱17相連，連接時(shí)通過(guò)M6的不銹鋼螺栓18緊固， 保護(hù)蓋8用來(lái)把連接處保護(hù)起來(lái)。相比于傳統(tǒng)的利用導(dǎo)線將二者連接起來(lái) 的方法，本實(shí)施例所采用的螺栓連接不僅省去了在制作電池模塊時(shí)對(duì)布線 的設(shè)計(jì)，還避免了電池在使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的由于電線所引起的發(fā)熱或 短路問(wèn)題。
所述60Ah5 3.2V鋰離子電池模塊的組裝過(guò)程如下
電池模塊組裝時(shí)首先在半箱體1中依次;故置14只60Ah鋁塑膜外殼鋰 離子電池，電池正、負(fù)極交錯(cuò)排列，通過(guò)極耳連接板20進(jìn)行串聯(lián)連接構(gòu) 成電池組19;隨后利用側(cè)面壓板2將半箱體中電池組壓緊，側(cè)面壓一反2達(dá) 到預(yù)定位置后，用沉頭螺釘將半箱體1和側(cè)面樂(lè)板2固定成電池箱主體， 此時(shí)箱體已經(jīng)對(duì)模塊內(nèi)電池組產(chǎn)生一定的壓緊力，而且電池組也會(huì)因壓緊 力的作用而固定在電池箱中。
將電壓采集線的 一 端按順序通過(guò)極耳緊固螺絲21與相應(yīng)的電池連接， 電壓采集線另一端連接到對(duì)接插頭22。最后，將所有的極耳緊固螺絲21 通過(guò)5Nm的定力矩扳手緊固。將溫度測(cè)量傳感器23通過(guò)導(dǎo)熱膠固定在電 池組上并將連接線引到對(duì)接插頭22。
接下來(lái)把已經(jīng)安裝電池管理模塊9、風(fēng)機(jī)10和通信插頭11的箱蓋3 通過(guò)沉頭螺絲固定在上述的模塊下部箱體上，電池組測(cè)量線與電池管理模 塊9對(duì)接后再把風(fēng)機(jī)電源連接好，用沉頭螺釘固定上蓋板。最后通過(guò)M6 的不銹鋼螺栓18緊固連接模塊對(duì)外連接電極12、 13分別和模塊內(nèi)電池組 正極柱16和負(fù)極柱17,用膠固定保護(hù)蓋8，完成整個(gè)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(gè)電池模塊制成電動(dòng)轎車， 一次充電續(xù)駛里程為 185km,最高車速可達(dá)140km/h。
應(yīng)該理解，雖然本實(shí)施例采用14只60Ah鋁塑膜外殼鋰離子電池串聯(lián)連接組成所述電池組，但這僅作為舉例說(shuō)明，釆用不同于本實(shí)施例的連接 方式以及不同規(guī)格和個(gè)數(shù)的鋁塑膜外殼鋰離子電池所組成的電池組均可 用于本實(shí)用新型中。
盡管參照上述的實(shí)施例對(duì)于本實(shí)用新型已作出具體描述，但是對(duì)于本領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，應(yīng)該理解可以基于本實(shí)用新型公開(kāi)的內(nèi)容進(jìn)行修改 或改進(jìn)，并且這些修改和改進(jìn)都在本實(shí)用新型的精神和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種帶電池壓緊結(jié)構(gòu)的鋰離子電池模塊，包括電池箱、電池組和電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電池箱包括半箱體(1)、側(cè)面壓板(2)、箱蓋(3)、箱蓋頂板(4)、防塵罩(5)和電極保護(hù)板(6、7、8)，其中所述半箱體(1)包括兩個(gè)相對(duì)的面(A、B)、與所述側(cè)面壓板(2)相對(duì)的面(C)，以及底面；所述側(cè)面壓板(2)和所述半箱體(1)的與側(cè)面壓板(2)相對(duì)的面(C)對(duì)電池組具有壓緊作用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池模塊，其特征在于，所述壓緊作 用通過(guò)利用外力使所述側(cè)面壓板(2)達(dá)到預(yù)定位置后，采用螺釘將所述 半箱體(i )和側(cè)面壓板(2)固定來(lái)實(shí)現(xiàn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子電池模塊，其特征在于，所述側(cè)面壓 板(2)和所述半箱體(1)的與側(cè)面壓板(2)相對(duì)的面(C)的外側(cè)采用 格柵結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池模塊，其特征在于，所述半箱體 (1 )的兩個(gè)相對(duì)的面(A、 B)上具有加強(qiáng)筋(24)，其用于對(duì)所述電池組限位。，，
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子電池模塊，其特征在于，所述加強(qiáng)筋(24) 設(shè)置為與電池組排列方向相垂直的橫筋。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池模塊，其特征在于，所述電池組 的正、負(fù)極柱(16、 17)與模塊對(duì)外連接電極(12、 13)之間分別采用螺 栓連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l、 4或6所述的鋰離子電池模塊，還包括散熱系統(tǒng)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子電池模塊，所述散熱系統(tǒng)包括通風(fēng)孔(25) 、風(fēng)道以及風(fēng)機(jī)(10);其中所述通風(fēng)孔(25)被設(shè)置在所述半箱體 (1)兩個(gè)相對(duì)的面(A、 B)的下部，用于電池模塊與外界的通風(fēng)，所述風(fēng)機(jī)(10 )被安裝在所述箱蓋(3 )上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池模塊，其特征在于，所述半箱體 (1)、側(cè)面壓板(2)、箱蓋(3)、箱蓋頂板(4)、防塵罩(5)和電極保護(hù)板(6、 7、 8)均由具有絕緣、阻燃、耐酸堿的塑料制成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋰離子電池模塊，其特征在于，所述塑料 為尼龍?jiān)鰪?qiáng)塑料、聚乙烯或聚丙烯。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種帶電池壓緊結(jié)構(gòu)的鋰離子電池模塊，包括電池箱、電池組和電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電池箱包括半箱體(1)、側(cè)面壓板(2)、箱蓋(3)、箱蓋頂板(4)、防塵罩(5)和電極保護(hù)板(6、7、8)，其中所述半箱體(1)包括兩個(gè)相對(duì)的面(A、B)、與所述側(cè)面壓板(2)相對(duì)的面(C)，以及底面；所述側(cè)面壓板(2)和所述半箱體(1)的與側(cè)面壓板(2)相對(duì)的面(C)對(duì)電池組具有壓緊作用。本實(shí)用新型的壓緊結(jié)構(gòu)可以抵消部分電池的膨脹力，使電池性能保持穩(wěn)定，另外壓緊力還可以使電池牢固的固定在電池箱中，此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易操作，節(jié)省空間和重量，提高了電池的體積能量密度和質(zhì)量比能量。
文檔編號(hào)H01M10/42GK201238056SQ20082008079
公開(kāi)日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月22日
發(fā)明者魯 其, 輝 馮, 吳寧寧, 吳松濤, 毛永志, 王成文 申請(qǐng)人:中信國(guó)安盟固利新能源科技有限公司