專利名稱：一種高功率蓄電池組及組裝方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種蓄電池組及組裝方法，特別是電動汽車等領域使用的高功率電池組。
背景技術：
目前，大功率蓄電池組普遍地應用于電動汽車領域。在這些用途中，蓄電池組經(jīng)常 會以數(shù)百安培的大電流充放電，為了提高電能利用率，減少放熱，希望盡可能降低蓄電池組 內(nèi)阻以及蓄電池組與用電設備之間的接觸電阻。而且，為了便于維修，希望上述的連接處便 于拆裝。對于廣泛使用的圓柱型蓄電池，由于蓄電池內(nèi)部在裝入電池材料時負極與包覆周 邊和底面電池殼體連接，正極與電池蓋及裝配在電池蓋上的安全閥蓋連接，因此，組成蓄電 池組時，必須用導電體將一只蓄電池的電池蓋或裝配在電池蓋上的安全閥蓋與另一只蓄電 池的殼體順序連接起來。已知的技術中，最常見的是通過點焊將單體蓄電池用焊杯連接成串狀，再在蓄電 池串的兩端安裝端子，組合成蓄電池組。日本公開特許JP08-287898中公開了一種端子，可以以低電阻進行圓柱型蓄電池 的集電，裝配和維修時也很方便。但是該端子制作工藝復雜，成本較高，點焊操作步驟較多。 中國專利CN2724212中公開的技術部分解決了上述問題，但仍存在著在將蓄電池串組合成 蓄電池組時，所焊接的螺柱在緊固螺母時焊接面受力較大，容易脫落的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的之一是提供一種高功率蓄電池組，所述的高功率電池組由多個蓄電池 串通過串/并聯(lián)組合而成，其中每個蓄電池串由一個或多個蓄電池串聯(lián)而成。其特征在于 采用在每個蓄電池串的電池殼底部或電池蓋上或電池蓋上的安全閥蓋上焊接一種特制的 螺柱焊釘，該螺柱焊釘在組裝過程中緊固螺母時，螺柱焊釘所受的剪切力大部分被傳遞到 與螺柱焊釘且配的電池串支撐架上，從而避免了螺柱焊釘焊接處受力的弊病，提高了可靠 性。同時，在螺柱焊釘外側(cè)裝配有一種輔助引流裝置，以進一步降低連接處的電阻。上述的螺柱焊釘，其特征在于螺柱焊釘?shù)闹黧w為一個具有標準螺紋的螺柱，螺柱 的底部為一正四邊形或正六邊形底面柱體，正四邊或正六邊形柱體的底部是與上述螺柱匹 配的標準的焊接法蘭盤和尖端。螺柱焊釘由一種材質(zhì)一次加工而成。其材質(zhì)可以采用銅、 鋁、鎳、銀、銅合金、鋁合金、碳鋼等導電性好的金屬，優(yōu)先采用銅合金。螺柱焊釘外面最好電 鍍銀、鎳、銅等。所述的螺柱焊釘，其特征在于它也可以由兩部分組成，一部分為商品化的標準螺 柱焊釘，另一部分為標準化的正方形螺母或六角形螺母。兩部分旋緊后，再通過電阻焊等方 法將二者焊接為一體。其兩部分采用同一種材質(zhì)。材質(zhì)可以采用銅、鋁、鎳、銀、銅合金、鋁 合金、碳鋼等導電性好的金屬，優(yōu)先采用銅合金，外面最好電鍍銀、鎳、銅等。
所述的輔助引流裝置，其特征在于正極輔助導流環(huán)的尺寸要與螺柱焊釘?shù)某叽?及安全閥蓋和電池封口板的尺寸相配合。負極輔助導流環(huán)的尺寸要與螺柱焊釘?shù)某叽缂半?池殼底的尺寸相配合。其材質(zhì)可以采用鎳、鋼、鋁、銅等，優(yōu)先采用鎳。所述的蓄電池組，其特征還在于有一套與所述蓄電池串相匹配的蓄電池串支撐 架，蓄電池串支撐架上的正方形或正六邊形孔的側(cè)壁與螺柱焊釘正邊形或正六邊形柱體的 側(cè)面以及正極輔助導流環(huán)或負極輔助導流環(huán)的側(cè)壁緊密配合，旋緊螺母時，螺柱焊釘受到 的剪切力可以被被傳遞到蓄電池串支撐架上。所述的蓄電池串支撐架，其特征在于其材質(zhì)是電氣絕緣的樹脂等材料制成的。本發(fā)明的目的之二是高功率電池組的組裝方法(詳見實施例1)。本發(fā)明提出了一種電池組及組裝方法，采用在電池體的電池殼底部或電池蓋上或 電池蓋上的安全閥蓋上焊接一種特制的螺柱焊釘，該焊釘在組裝過程中緊固螺母時，螺柱 焊釘所受的剪切力大部分被傳遞到與螺柱焊釘配合的電池串支撐架上，從而避免了焊釘焊 接處受力的弊病，提高了可靠性。同時，在螺柱焊釘外側(cè)在裝配一種輔助引流裝置，進一步 降低了連接處的電阻。
圖1是本發(fā)明提供的一種蓄電池組。圖2是本發(fā)明提供的一種螺柱焊釘。圖3是本發(fā)明的提出的輔助引流裝置。圖4是本發(fā)明提出的螺柱焊釘與電池串正、負極側(cè)連接的示意圖。(a)為正極側(cè)； (b)為負極側(cè)。圖5是一種與本發(fā)明提出的螺柱焊釘配套的蓄電池串支撐架。圖6是本發(fā)明提出的蓄電池組組裝方法示意圖。圖7是本發(fā)明提出的一種復合型螺柱焊釘。圖8是本發(fā)明提出的另一種螺柱焊釘和另一種復合型螺柱焊釘。圖9是本發(fā)明的提出的另一種輔助引流裝置。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明加以說明。而下面的實施形態(tài)是將本發(fā)明具體化 的例子，不構成對本發(fā)明的技術范圍的限定。實施例1 本實施例的蓄電池組1由若干個蓄電池串2串聯(lián)組成，每個蓄電池串2又有若干 個單體蓄電池串聯(lián)而成，見附圖1。蓄電池串2的正極端是電池封口板3和其上面的安全閥 蓋4，蓄電池串2的負極端是的電池殼底部5。在上述的安全閥蓋4上焊接有本發(fā)明提出的 一種螺柱焊釘6和正極輔助導流環(huán)7。在上述的電池殼底上焊接有螺柱焊釘6和負極輔助 導流環(huán)17。(圖4a和b)如圖2所示，所述的螺柱焊釘6主體為一個具有標準螺紋的螺柱6(1)，螺柱6的底 部為一正四方形柱體6 (2)，正四方柱體的底部是與上述螺柱匹配的標準的焊接法蘭盤和尖端。
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螺柱焊釘6由一種材質(zhì)一次加工而成?；蛴蓛刹糠纸M成。螺柱焊釘6的材質(zhì)可以采用銅、鋁、鎳、銀、銅合金、鋁合金、碳鋼等導電性好的金 屬，優(yōu)先采用銅合金。螺柱焊釘6外面最好電鍍銀、鎳、銅等。如圖3所示，所述的正極輔助導流環(huán)7的正四方形柱體部分7 (1)的內(nèi)部尺寸要與 螺柱焊釘6的正四方形柱體6 (2)外部尺寸相匹配，正極輔助導流環(huán)7的圓臺部分7(1)的 內(nèi)部尺寸要與安全閥蓋4的外部尺寸相配合，正極輔助導流環(huán)7的底部直徑和電池封口板3 的凸出部分外徑一致。所述的負極輔助導流環(huán)17的正四方形柱體部分17(1)的內(nèi)部尺寸 要與螺柱焊釘6的正四方形柱體6 (2)外部尺寸相配合，負極輔助導流環(huán)17的底部直徑不 大于電池殼底部5的凸出部分的外徑。正極輔助導流環(huán)7和負極輔助導流環(huán)17的材質(zhì)可以采用鎳、鋼、鋁、銅等，優(yōu)先采用鎳。本發(fā)明提供的蓄電池組組裝步驟是①螺柱焊釘與電池串連接，其過程如附圖4所示；在電池串2的正極側(cè)，先將螺柱焊釘6用儲能螺柱焊機焊接在蓄電池安全閥蓋4 上。然后將正極輔助導流環(huán)7用電阻焊機點焊在電池封口板3上。見附圖4(a)。在電池串2的負極側(cè)，先將螺柱焊釘6用儲能螺柱焊機焊接在蓄電池電池殼底5 上。然后將負極輔助導流環(huán)17用電阻焊機點焊在電池殼底5上。見附圖4(b)。②將步驟1中連接有螺柱焊釘?shù)男铍姵卮?按預先設計的排布方式插入到樹脂等 非導電材料制成的電池串支撐架8(見附圖5)上，需要連接的相鄰兩個蓄電池串2正負極 顛倒排列。通過緊固裝置(未標出)將支撐架8固定。在需要連接的相鄰兩個蓄電池串2 正、負極螺柱上安裝導電連接片9，用螺母10旋緊固定。電池串支撐架8上正方形孔的邊長要與螺柱焊釘6正四方形柱體6(2)邊長加輔 助引流裝置2倍厚度之和相配合。如附圖6所示，蓄電池串2插入到蓄電池串支撐架8上以后，電池串支撐架8上的 正方形孔的側(cè)壁8(1)與螺柱焊釘6正四方形柱體6 (2)的側(cè)面以及正極輔助導流環(huán)7或負 極輔助導流環(huán)17的側(cè)壁7(1)或17(1)緊密配合，螺母10旋緊時，螺柱焊釘6受到的剪切 力被傳遞到電池串支撐架8上，從而避免了螺柱焊釘6與安全閥蓋4之間或螺柱焊釘6與 電池殼底部5之間的焊接處受到較大剪切力可能導致的連接強度降低或分離，又能保證導 電連接片9與蓄電池串2之間的緊密接觸，具有較低的接觸電阻。蓄電池組1工作時，電流除了經(jīng)由螺柱焊釘6導通外，還可以經(jīng)由正極輔助導流環(huán) 7和負極輔助導流環(huán)17導通，從而進一步降低了蓄電池組1的內(nèi)阻。實施例2附圖7是本發(fā)明提出的另一種復合型螺柱焊釘11。復合型螺柱焊釘11由兩部分組成，一部分為標準的螺柱焊釘12，另一部分為標準 的正方形螺母13。制作時，將正方形螺母13與標準螺柱焊釘12旋緊，也可以再通過電阻焊、壓接等
方法將二者連為一體。正方形螺母13與標準螺柱焊釘12最好采用同一種材質(zhì)。材質(zhì)可以采用銅、鋁、鎳、 銀、銅合金、鋁合金、不銹鋼、碳鋼等導電性好的金屬，優(yōu)先采用銅合金。外面最好電鍍銀、鎳、銅等。復合型螺柱焊釘11的優(yōu)點是可以直接采購市售的標準件，成本低，而且可以根據(jù) 不同的設計靈活搭配出需要的規(guī)格。復合型螺柱焊釘11的用法同實施例1.實施例3附圖8是本發(fā)明提出的另一種螺柱焊釘，它可以是同實施例1相似的一體的，也可 以是同實施例2相似的復合型的。與實施例1和實施例2提出的焊釘6和11相比，除將正 方形柱體6(2)或正方形螺母13改為正六角形柱體或正六角形螺母外，其他均相同。附圖9是與本實施例提出的焊釘配套使用的一種正極輔助引流裝置16。同實施例 1中相似，去掉正極輔助引流裝置16中的圓臺部分16(2)，就可以得到與本實施例提出的焊 釘配套使用的負極輔助引流裝置。使用本實施例提出的螺柱焊釘和配套的引流裝置時，電池串支撐架8中的正方形 孔需要改成正六邊形孔。本實施例提出的焊釘可以與實施例1或?qū)嵤├?提出的螺柱焊釘6或11同時使 用在一個電池串的不同極端上，如將本實施例的螺柱焊釘和正極輔助引流裝置16焊接在 電池串2的正極上，而將實施例1或?qū)嵤├?的螺柱焊釘6或11和負極引流裝置17焊接 在電池串2的負極上，只要電池串支撐架8在不同位置上預先設計好正方形孔或正六邊形 孔，就可以達到安裝時預防正負極裝錯的效果。本發(fā)明包括但不限于實施例中的電池組，還可以用于采用多個蓄電池串串/并聯(lián) 組合成的蓄電池組，也可以應用于方形、多棱柱形單體電池組成的電池組。
權利要求
一種高功率型蓄電池組，其特征在于所述的蓄電池組由多個蓄電池串通過串/并聯(lián)組合而成，其中每個蓄電池串由一個或多個蓄電池串聯(lián)而成；在每個蓄電池串的電池殼底部或電池蓋上或電池蓋上的安全閥蓋上焊接有一種特制的螺柱焊釘，該焊釘在組裝過程中緊固螺母時，螺柱焊釘所受的剪切力大部分被傳遞到與螺柱焊釘配合的電池串支撐架上，從而避免了焊釘焊接處受力的弊病，提高了可靠性。
2.如權利要求1所述的蓄電池組，其特征在于所述的俄螺柱焊釘?shù)闹黧w為一個具有標 準螺紋的螺柱，螺柱的底部為一正四邊形或正六邊形底面柱體，正四邊或正六邊形柱體的 底部是與上述螺柱匹配的標準的焊接法蘭盤和尖端；螺柱焊釘由一種材質(zhì)一次加工而成。
3.如權利要求1或2所述的蓄電池組，其特征在于所述的螺柱焊釘?shù)牟馁|(zhì)采用導電性 好的銅、鋁、鎳、銀、銅合金、鋁合金或碳鋼螺柱。
4.如權利要求3所述的蓄電池組，其特征在于所述的螺柱焊釘?shù)牟馁|(zhì)為銅合金。
5.如權利要求1或2所述的蓄電池組，其特征在于螺柱焊釘外層電鍍銀、鎳或銅。
6.如權利要求1或2所述的蓄電池組，其特征在于在螺柱焊釘外側(cè)裝配有一種輔助引 流裝置，以進一步降低了連接處的電阻；所述的輔助引流裝置，其特征在于正極輔助導流環(huán) 的尺寸要與螺柱焊釘?shù)某叽缂鞍踩y蓋和電池封口板的尺寸相匹配；負極輔助導流環(huán)的尺 寸要與螺柱焊釘?shù)某叽缂半姵貧さ椎某叽缦嗥ヅ洹?br>
7.如權利要求6所述的蓄電池組，其特征在于所述的輔助引流裝置其材質(zhì)采用鎳、鋼、 鋁或銅。
8.如權利要求2所述的蓄電池組，其特征在于①所述的螺柱焊釘是由兩部分組成，一部分為商品化的標準螺柱焊釘，另一部分為標 準化的正方形螺母或六角形螺母；兩部分旋緊后，再通過電阻焊等方法將二者焊接為一 體；②兩部分采用導電性好的同一種材質(zhì)，材質(zhì)為銅、鋁、鎳、銀、銅合金、鋁合金或碳鋼。
9.組裝如權利要求1或2所述的蓄電池組的方法，其特征在于a)首先將螺柱焊釘與電池串的正、負極連接①在電池串的正極側(cè)，現(xiàn)將螺柱焊釘用儲能螺柱焊機焊接在蓄電池安全閥蓋上，然后 將正極輔助導流環(huán)用電阻焊機點焊在電池封口板上；②在電池串的負極側(cè)，現(xiàn)將螺柱焊釘用儲能螺柱焊機焊接在蓄電池電池殼底上，然后 將負極輔助導流環(huán)用電阻焊機點焊在電池殼底上；b)將連接有螺柱焊釘?shù)男铍姵卮搭A先設計的排布方式插入到非導電樹脂材料制成 的電池串支撐架上，將需要連接的相鄰兩個蓄電池串正、負極顛倒排列；通過緊固裝置將支 撐架固定；在需要連接的相鄰兩個蓄電池串正、負極螺柱上安裝導電連接片，用螺母旋緊固 定。
10.按權利要求9所述的組裝方法，其特征在于支撐架上的正方形孔的邊長與螺柱螺 釘?shù)恼姆叫沃w邊長加輔助引流裝置2倍的厚度之和相配合。全文摘要
本發(fā)明涉及一種高功率蓄電池組及組裝方法，其特征在于所述的蓄電池組由多個蓄電池串通過串/并聯(lián)組合而成，其中每個蓄電池串由一個或多個蓄電池串聯(lián)而成；在每個蓄電池串的電池殼底部或電池蓋上或電池蓋上的安全閥蓋上焊接有一種特制的螺柱焊釘。所述的螺柱焊釘?shù)闹黧w為一個具有標準螺紋的螺柱，螺柱的底部為一正四邊形或正六邊形底面柱體，正四邊或正六邊形柱體的底部是與上述螺柱匹配的標準的焊接法蘭盤和尖端；螺柱焊釘由一種材質(zhì)一次加工而成。在所述的螺柱焊釘在組裝過程中緊固螺母時，螺柱焊釘所受的剪切力大部分被傳遞到與螺柱焊釘配合的電池串支撐架上，從而避免了焊釘焊接處受力的弊病，提高了可靠性。同時，在螺柱焊釘外側(cè)在裝配一種輔助引流裝置，進一步降低了連接處的電阻。
文檔編號H01M2/04GK101908641SQ201010217820
公開日2010年12月8日 申請日期2010年6月30日 優(yōu)先權日2010年6月30日
發(fā)明者周時國, 婁豫皖, 葛建民, 趙韶明, 閻永恒 申請人:上海萬宏動力能源有限公司