專利名稱：一種動力電池組的安全結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種動力電池組的安全結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及動力電池組的安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適合電動汽車、電動公交車用的動力電池組的安全結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
磷酸鐵鋰電池作為汽車的新能源，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。然而，電動汽車及電動公交車對電池的電壓、電流等都要求比較高，因此，電動汽車及電動公交車的電源箱中安裝有若干個磷酸鐵鋰電池串、并聯(lián)組合而成的電池組。電池組有先并聯(lián)后串聯(lián)方案，也有先串聯(lián)后并聯(lián)的方案。采用先并后串的方案，并聯(lián)的單體電池之間相互均衡，一致性較好。但是如果某一節(jié)單體電池出現(xiàn)短路故障，它將成為其他與其并聯(lián)電池的負載，與之并聯(lián)的所有電池的能量迅速在故障單體電池中釋放，從而導致更嚴重后果。采用先串后并方案，如果某節(jié)單體電池出現(xiàn)故障，其他單體電池的能量只能通過并聯(lián)回路來釋放，且被串聯(lián)電路中其他的電池吸收，電壓升高到串聯(lián)組額定電壓時釋放終止。然而，先串后并方案的電池組均衡困難。在同一列單體電池中加入并聯(lián)支路， 可以在一定程度上起到均衡的作用，但這又帶來了另外的問題，S卩當某單體電池內(nèi)部出現(xiàn)短路的時候，與該單體電池并聯(lián)的所有單體電池都被外部短路，與之并聯(lián)的所有電池的能量迅速在故障單體電池中釋放，故障電池的溫度急劇上升，可能會引發(fā)故障電池爆炸，最終給整個電池組的正常工作留下巨大的安全隱患。此外，電動汽車、電動公交車在行駛過程中可能發(fā)生劇烈的顛簸，而現(xiàn)有的電源箱中安裝的有若干個磷酸鐵鋰電池串、并聯(lián)組合而成的電池組通常沒有進行抗震設(shè)計。鑒于以上弊端，實有必要提供一種動力電池組的安全結(jié)構(gòu)以克服上述缺陷。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種動力電池組的安全結(jié)構(gòu)，該動力電池組的安全結(jié)構(gòu)可有助于電池組內(nèi)電流、電壓的均衡，并可預(yù)防電池組因單體電池的短路而導致嚴重后果， 同時，加強型線路板的設(shè)計可防止車輛在行駛過程中因震動而導致電池組松動。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案一種動力電池組的安全結(jié)構(gòu)， 該電池組包括M組電池，每組電池包括NXP個呈矩陣排列且相互并聯(lián)的單體電池，每相鄰的兩組電池之間串聯(lián)在一起，每組電池的正極或者負極上連接有加強型線路板，其中，所述加強型線路板包括導電主板和覆蓋在導電主板正、反面并與導電主板一體成型的絕緣材料。優(yōu)選的是，所述導電主板包括設(shè)有NXP個用于連接單體電池極性的電極連接片和基板，所述電極連接片與基板之間設(shè)有環(huán)形槽，所述電極連接片與基板之間還設(shè)有至少三個電性連接臂，電性連接臂將環(huán)形槽分成三部分。優(yōu)選的是，所述電性連接臂上設(shè)有內(nèi)凹的溝槽。優(yōu)選的是，所述電極連接片呈圓盤狀，電極連接片的中央處還設(shè)有供單體電池電極貫穿的連接孔。優(yōu)選的是，所述電性連接臂中至少有一個的熔斷電流小于其他的電性連接臂的熔斷電流。優(yōu)選的是，所述導電主板上還設(shè)有若干呈矩陣排列的通風孔。優(yōu)選的是，所述絕緣材料為阻燃且強度高的塑膠材料。優(yōu)選的是，所述導電主板上還設(shè)有若干融合孔，導電主板和覆蓋在導電主板正、反面上的絕緣材料融合后，所述絕緣材料便會填充至融合孔中。優(yōu)選的是，所述導電主板的一端側(cè)向外延伸形成極片。優(yōu)選的是，所述M大于或等于4。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型動力電池組的安全結(jié)構(gòu)，由于加設(shè)了加強型線路板， 不僅可以保障電池組的抗震動能力，還由于所述的加強型線路板能讓單體電池之間互相均衡，一致性好。另一方面，如果電池組內(nèi)部某個單體電池出現(xiàn)短路的現(xiàn)象，就會使得加強型線路板內(nèi)設(shè)置的電性連接臂熔斷，從而將單體電池矩陣中的可能過流的單體電池從電池矩陣中隔離出來，阻止了故障單體電池的擴散，保護了電池組的安全，此外，由于導電主板的正、反面上都覆蓋有阻燃的絕緣材料，故，即使電性連接臂熔斷產(chǎn)生火花，也不會對電池組的安全帶來隱患。

圖1為本實用新型動力電池組的安全結(jié)構(gòu)的導電主板結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示導電主板另一視角的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型動力電池組的安全結(jié)構(gòu)的加強型線路板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型動力電池組的安全結(jié)構(gòu)的普通極板結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實用新型動力電池組的安全結(jié)構(gòu)的電池組結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5所示電池組另一視角的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式請參考圖1至圖6所示，本實用新型一種動力電池組的安全結(jié)構(gòu)，該電池組100 包括M組電池，每組電池包括NXP個呈矩陣排列且相互并聯(lián)的單體電池10，每組電池的正極上連接有加強型線路板20，負極上連接有普通極板30，每相鄰的兩組電池之間串聯(lián)在一起。加強型線路板20大致呈矩形狀，其包括導電主板21和覆蓋在導電主板21正、反面并與導電主板一體成型的絕緣材料(未標號)。其中，導電主板21包括設(shè)有NXP個用于連接單體電池極性的電極連接片211和基板212，電極連接片211與基板212之間設(shè)有環(huán)形槽213，電極連接片211與基板212之間還設(shè)有三個電性連接臂214，電性連接臂214將環(huán)形槽213分成三等份。所述電性連接臂214上設(shè)有內(nèi)凹的溝槽215。在本實用新型中，所述電性連接臂214中至少有一個的熔斷電流小于其他的電性連接臂的熔斷電流。電極連接片 211呈圓盤狀，電極連接片211的中央處還設(shè)有供單體電池10電極貫穿的第一通孔216。普通極板30與加強型線路板20形狀大致相似，其通常由導電性能良好的金屬板制成。由于電池組在工作過程中會產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量聚集，會給電池組的安全工作帶來隱患，因此，加強型線路板20和普通極板30子上開設(shè)有若干呈矩陣排列的通風孔22， 這些通風孔22數(shù)目不定，但每塊加強型線路板20和普通極板30上開設(shè)通風孔的位置大致相同，有助于形成散熱通道。組裝時，先將第一組NXP (本具體實施方式
選用N = 4，P = 6)個單體電池10的負極連接至普通極板30 (可選用銅板)，然后將前述單體電池10的正極上套設(shè)加強型線路板20并保證單體電池10的正極貫通加強型線路板上電極連接片的第一通孔216。重復(fù)上述組裝過程，將第二組至第M(本具體實施方式
選用M = 4)組電池都組裝起來，最后，將前述組裝好的每組電池逐次的串聯(lián)在一起。在本實用新型中，前述的單體電池的兩端都焊接有帶螺紋的極柱，組裝時，將極柱貫穿于普通極板或者加強型線路板上對應(yīng)的孔，最后，將螺帽旋進極柱上。由于電極連接片211呈圓盤狀，故加強型線路板20在成型后至少一表面上形成有與電極連接片數(shù)目對應(yīng)的凹孔23，上述組裝過程中，最終，螺帽就收容于凹孔23中。在實際使用過程中，根據(jù)磷酸鐵鋰電池的安全電壓設(shè)計的的要求，必須選用M大于或等于4，才能達到良好的效果。在本實用新型動力電池組的安全結(jié)構(gòu)中，對由于某單體電池發(fā)生內(nèi)部短路所引起的電池組內(nèi)部電流過大，當該單體電池發(fā)生內(nèi)部短路時，單體電池的電壓迅速下降，由于與該單體電池并聯(lián)的所有單體電池都被短路(外部短路)，此時，電性連接臂上便會流過很大的電流，于是，熔斷電流最小的電性連接臂首先熔斷，過大的電流就會分流至另外2個電性連接臂上，直至最后的電性連接臂熔斷，這樣，該內(nèi)部短路的單體電池就不會受到與之并聯(lián)電池的反向充電，從而保護了電池組的安全。在本實用新型動力電池組的安全結(jié)構(gòu)中，為了讓導電主板21的正反兩面上的絕緣材料能與導電板組合緊密，通常在導電主板21上還設(shè)有若干融合孔(未標號)，所述融合孔貫穿于導電主板，當導電主板21和覆蓋在導電主板正、反面上的絕緣材料融合后，絕緣材料便會填充至融合孔中。本實用新型動力電池組的安全結(jié)構(gòu)，并不僅僅限于說明書和實施方式中所描述， 因此對于熟悉領(lǐng)域的人員而言可容易地實現(xiàn)另外的優(yōu)點和修改，故在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念的精神和范圍的情況下，本實用新型并不限于特定的細節(jié)、代表性的設(shè)備和這里示出與描述的圖示示例。
權(quán)利要求1.一種動力電池組的安全結(jié)構(gòu)，該電池組包括M組電池，每組電池包括NXP個呈矩陣排列且相互并聯(lián)的單體電池，每相鄰的兩組電池之間串聯(lián)在一起，每組電池的正極或者負極上連接有加強型線路板，其特征在于所述加強型線路板包括導電主板和覆蓋在導電主板正、反面并與導電主板一體成型的絕緣材料。
2.如權(quán)利要求1所述的動力電池組的安全結(jié)構(gòu)，其特征在于所述導電主板包括設(shè)有 NXP個用于連接單體電池極性的電極連接片和基板，所述電極連接片與基板之間設(shè)有環(huán)形槽，所述電極連接片與基板之間還設(shè)有至少三個電性連接臂，電性連接臂將環(huán)形槽分成三部分。
3.如權(quán)利要求2所述的動力電池組的安全結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電性連接臂上設(shè)有內(nèi)凹的溝槽。
4.如權(quán)利要求2所述的動力電池組的安全結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電極連接片呈圓盤狀，電極連接片的中央處還設(shè)有供單體電池電極貫穿的第一通孔。
5.如權(quán)利要求2所述的動力電池組的安全結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電性連接臂中至少有一個的熔斷電流小于其他的電性連接臂的熔斷電流。
6.如權(quán)利要求1所述的動力電池組的安全結(jié)構(gòu)，其特征在于所述導電主板上還設(shè)有若干呈矩陣排列的通風孔。
7.如權(quán)利要求1所述的動力電池組的安全結(jié)構(gòu)，其特征在于所述絕緣材料為阻燃且強度高的塑膠材料。
8.如權(quán)利要求1所述的動力電池組的安全結(jié)構(gòu)，其特征在于所述導電主板上還設(shè)有若干融合孔，導電主板和覆蓋在導電主板正、反面上的絕緣材料融合后，所述絕緣材料便會填充至融合孔中。
9.如權(quán)利要求1至8所述的任一動力電池組的安全結(jié)構(gòu)，其特征在于所述導電主板的一端側(cè)向外延伸形成極片。
10.如權(quán)利要求1所述的動力電池組的安全結(jié)構(gòu)，其特征在于所述M大于或等于4。
專利摘要本實用新型公開了一種動力電池組的安全結(jié)構(gòu)，該電池組包括M組電池，每組電池包括N×P個呈矩陣排列且相互并聯(lián)的單體電池，每相鄰的兩組電池之間串聯(lián)在一起，每組電池的正極或者負極上連接有加強型線路板，其中，所述加強型線路板包括導電主板和覆蓋在導電主板正、反面并與導電主板一體成型的絕緣材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，加強型線路板能讓單體電池之間互相均衡，一致性好。另一方面，如果電池組內(nèi)部某個單體電池出現(xiàn)短路的現(xiàn)象，就會使得加強型線路板內(nèi)設(shè)置的電性連接臂熔斷，從而將單體電池矩陣中的可能過流的單體電池從電池矩陣中隔離出來，阻止了故障單體電池的擴散，保護了電池組的安全。
文檔編號H01M2/34GK202259589SQ20112035721
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者耿德先 申請人:深圳市沃特瑪電池有限公司