本實用新型涉及鋰離子電池領(lǐng)域，具體為一種整體點焊的多功能鋰離子電池組包結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

近年來，隨著一些電動工具、電動汽車、電動自行車等的發(fā)展需要，其動力核心—電池正受到越來越多的關(guān)注，而鋰離子電池以其高比能量、長循環(huán)壽命、自放電小、無記憶效應(yīng)和綠色環(huán)保等優(yōu)點備受青睞，是動力電池研究的熱點之一。作為動力電池的鋰離子電池，除了對電池本身有非常高的性能要求外，對鋰離子電池的組包工藝設(shè)計和結(jié)構(gòu)也有較高要求，其目的是使組包后的鋰離子電池符合大倍率輸出的散熱要求、高頻震動的抗震性要求、串聯(lián)的焊接強度要求、各電器件的放置合理性要求、電源線和信號線之間的布局要求等，如果組包結(jié)構(gòu)設(shè)計有嚴(yán)重缺陷，則可能存在安全隱患，甚至造成人身傷害和經(jīng)濟(jì)損失。

目前的鋰離子電池組包結(jié)構(gòu)，其電芯與電池盒大多為分體結(jié)構(gòu)，電池盒內(nèi)的電芯之間用卡模隔離固定，鎳帶點焊在卡模槽內(nèi)，然后使用電池盒外包進(jìn)行加固，電源線和信號線均內(nèi)置于電池盒。首先這種分體式結(jié)構(gòu)不夠緊湊，且由于鋰離子電池在充、放電過程中電芯表面升溫，如果電源線和信號線與電芯之間接觸緊密，在震動作用下則很難避免電源線和信號線的絕緣層發(fā)生老化、破損，最終引起短路。

對于鋰離子電池包來說，選用大容積的電芯安全性更高，因為大容積的電芯容量大，倍率小，放電時間長，電芯的溫升低，組包時電芯之間無需預(yù)留較大的散熱空間；但如果為了滿足需求，需要使用小容積但大容量、高倍率的電芯進(jìn)行組包時，則必須給電芯之間預(yù)留足夠的散熱空間，避免聚熱效應(yīng)造成的電芯性能衰退和安全隱患，以往的做法都是通過卡模來固定電芯和調(diào)節(jié)電芯的位置，但由于不同規(guī)格的電芯所使用的卡模大小不同，而卡模的大小是與電池盒的大小適配的，因此不同規(guī)格的電芯需要使用不同規(guī)格的電池盒進(jìn)行加固，增加了生產(chǎn)成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型為了解決現(xiàn)有鋰離子電池的電芯與電池盒大多為分體結(jié)構(gòu)，電源線和信號線均內(nèi)置于電池盒，結(jié)構(gòu)不緊湊，易造成絕緣層老化、破損，引起短路，以及不同規(guī)格的電芯需要使用不同規(guī)格的電池盒進(jìn)行加固，增加生產(chǎn)成本的問題，提供一種整體點焊的多功能鋰離子電池組包結(jié)構(gòu)。

本實用新型為了解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：其包括電池盒上蓋和呈矩形且頂部敞開的電池盒，電池盒內(nèi)沿長度方向固設(shè)有一排均呈圓柱狀的電芯且電芯的軸向與電池盒的寬度方向平行，電芯的數(shù)量為偶數(shù)，每個電芯的前、后端分別頂靠在電池盒的前、后內(nèi)側(cè)壁上，一排電芯的上部設(shè)有沿電池盒長度方向延伸的絕緣板同時絕緣板的一側(cè)上部自下而上依次鋪設(shè)有彈性泡棉板、BMS板和散熱板，所述電池盒上蓋蓋合于電池盒頂部將電芯和絕緣板壓緊于電池盒內(nèi)；

電池盒的前、后外側(cè)壁上分別設(shè)有一排鎳片并且位于每排鎳片上方的電池盒外側(cè)壁上沿其長度方向各設(shè)有一個引線槽，所述鎳片包括兩個設(shè)有一個焊點的單極鎳片和設(shè)有兩個焊點的雙極鎳片，兩個單極鎳片分設(shè)于電池盒后側(cè)壁的兩端部，兩個單極鎳片上的焊點分別與位于電池盒兩端的電芯的極耳正對焊接，電池盒前側(cè)壁上設(shè)有雙極鎳片，雙極鎳片上的兩個焊點分別與相鄰的兩個電芯的極耳一一正對焊接，所述兩個單極鎳片分別連接電源線，雙極鎳片上連接一根信號線，與電池盒前、后側(cè)壁上的鎳片連接的電源線、信號線收攏于同側(cè)的引線槽內(nèi)，電池盒前、后側(cè)壁上的鎳片表面均噴涂有絕緣層。

進(jìn)一步的，兩個所述單極焊片之間設(shè)有雙極鎳片，位于電池盒前、后側(cè)壁上的雙極鎳片錯開設(shè)置，雙極鎳片上的兩個焊點分別與相鄰的兩個電芯的極耳一一正對焊接。

進(jìn)一步的，各電芯的直徑之和等于電池盒的內(nèi)部長度，多個電芯沿電池盒的長度方向并排平行放置在電池盒的底面上。

進(jìn)一步的，各電芯的直徑之和小于電池盒的內(nèi)部長度，電池盒的內(nèi)部底面上可拆卸地安裝有電芯定位墊板，電芯定位墊板上沿電池盒的長度方向均勻間隔固定有多個電芯卡座，每一個電芯卡座上安裝有一個電芯，電芯與電池盒的沿寬度方向的內(nèi)側(cè)壁之間、相鄰兩個電芯之間均留有散熱空間。

進(jìn)一步的，所述絕緣板上沿電池盒的長度方向均勻間隔設(shè)有多個散熱孔，散熱孔位于相鄰兩個電芯之間。

更進(jìn)一步的，所述散熱孔為長條形孔，散熱孔的長度方向與電池盒的長度方向垂直。

進(jìn)一步的，所述電池盒的前、后側(cè)壁上分別設(shè)有用于容納鎳片的鎳片型腔，所述鎳片型腔上開設(shè)有與電池盒內(nèi)部連通的點焊孔，點焊孔與鎳片上的焊點一一正對，鎳片上的焊點通過相應(yīng)的點焊孔與正對的電芯極耳焊接。

進(jìn)一步的，電池盒的前、后兩側(cè)壁上端沿電池盒的長度方向并位于相鄰兩電芯之間分別開設(shè)有定位孔，電池盒上蓋的沿長度方向的兩側(cè)分別設(shè)有多個卡腳，電池盒上蓋蓋合在電池盒上時每個卡腳各卡接在一個定位孔內(nèi)。

進(jìn)一步的，電池盒上蓋上開設(shè)有散熱口，散熱板位于散熱口內(nèi)且二者過盈配合。

進(jìn)一步的，所述單極鎳片上設(shè)有一個電源線焊接孔，電源線焊接在電源線焊接孔內(nèi)，所述雙極鎳片上設(shè)有一個信號線焊接孔，信號線焊接在信號線焊接孔內(nèi)。

本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型的鎳片外置于電池盒并且鎳片上的焊點與電池盒內(nèi)的電芯極耳焊接，實現(xiàn)電芯之間的串聯(lián)或并聯(lián)，焊接后，電芯、電池盒和鎳片形成一個整體，組包結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定緊湊；由于鎳片外置于電池盒，因此與鎳片連接的電源線和信號線也實現(xiàn)了外置，他們收攏后至于引線槽內(nèi)，避免了電源線和信號線內(nèi)置于電池盒時與電芯接觸，進(jìn)而避免了電芯升溫造成的電源線和信號線的絕緣層發(fā)生老化、破損，同時，由于電源線和信號線的外置，電池盒的內(nèi)部空間得以進(jìn)一步縮小，電池組包結(jié)構(gòu)更加緊湊；

2、本實用新型的電池盒內(nèi)可安裝不同規(guī)格的電芯，對于大容積的電芯，即當(dāng)多個電芯的直徑之和等于電池盒的內(nèi)部長度時，只需將多個電芯沿電池盒的長度方向并排平行放置在電池盒的底面上即可，此時相鄰兩個電芯之間互相接觸，電池盒將多個電芯緊密包裹固定，電芯的極耳可直接與鎳片上的焊點正對焊接；對于小容積的電芯，只需在電池盒內(nèi)加裝固定一個電芯固定墊板，它可起到兩個作用，一是將多個電芯均勻間隔固定，為電芯留出散熱空間，二是將電芯墊高，使電芯的極耳可與鎳片上的焊點正對焊接，如此即可實現(xiàn)一盒多用，增大了電池盒的適用性，可簡化生產(chǎn)流程和工藝，節(jié)約生產(chǎn)成本；

3、本實用新型的散熱板固定于電池盒上蓋的散熱口內(nèi)，散熱板直接與外界環(huán)境接觸，可更好的傳遞BMS板產(chǎn)生的熱量，延長BMS板的使用壽命。

附圖說明

圖1是內(nèi)裝有大容積電芯的本實用新型的主視圖；

圖2是圖1的后視圖；

圖3是圖1的俯視圖；

圖4是沿圖3中A-A線的剖視圖；

圖5是沿圖1中B-B線的剖視圖；

圖6是沿圖1中C-C線的剖視圖；

圖7是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖（電池盒上蓋未示出）；

圖8是內(nèi)裝有小容積電芯的本實用新型的主視圖；

圖9是圖8的后視圖；

圖10是圖8的俯視圖；

圖11是沿圖10中D-D線的剖視圖；

圖12是沿圖8中E-E線的剖視圖；

圖13是沿圖8中F-F線的剖視圖。

附圖標(biāo)記：1-電池盒；2-電池盒上蓋；3、電芯定位墊板；4-絕緣板；5- BMS板；6-散熱板；7-電芯；8-鎳片；9-彈性泡棉板；10-點焊孔；11-引線槽；12-定位孔；13-卡腳；14-電源線焊接孔；15-信號線焊接孔；88-單極鎳片；89-雙極鎳片；3-1-電芯卡座；4-1-散熱孔；8-1-焊點。

具體實施方式

具體實施方式一：結(jié)合圖1至圖13說明本實施方式，本實施方式的一種整體點焊的多功能鋰離子電池組包結(jié)構(gòu)包括電池盒上蓋2和呈矩形且頂部敞開的電池盒1，電池盒1內(nèi)沿長度方向固設(shè)有一排均呈圓柱狀的電芯7且電芯7的軸向與電池盒1的寬度方向平行，電芯7的數(shù)量為偶數(shù)，每個電芯7的前、后端分別頂靠在電池盒1的前、后內(nèi)側(cè)壁上，一排電芯7的上部設(shè)有沿電池盒1長度方向延伸的絕緣板4同時絕緣板4的一側(cè)上部自下而上依次鋪設(shè)有彈性泡棉板9、BMS板5和散熱板6，電池盒上蓋2蓋合于電池盒1頂部將電芯7和絕緣板4壓緊于電池盒1內(nèi)；

電池盒1的前、后外側(cè)壁上分別設(shè)有一排鎳片8并且位于每排鎳片8上方的電池盒1外側(cè)壁上沿其長度方向各設(shè)有一個引線槽11，鎳片8包括兩個設(shè)有一個焊點8-1的單極鎳片88和設(shè)有兩個焊點8-1的雙極鎳片89，兩個單極鎳片88分設(shè)于電池盒1后側(cè)壁的兩端部，兩個單極鎳片88上的焊點8-1分別與位于電池盒兩端的電芯7的極耳正對焊接，電池盒1前側(cè)壁上設(shè)有雙極鎳片89，雙極鎳片89上的兩個焊點8-1分別與相鄰的兩個電芯7的極耳一一正對焊接，兩個單極鎳片88分別連接電源線，雙極鎳片89上連接一根信號線，與電池盒1前、后側(cè)壁上的鎳片8連接的電源線、信號線收攏于同側(cè)的引線槽11內(nèi)，電池盒1前、后側(cè)壁上的鎳片8表面均噴涂有絕緣層。

散熱板6為鋁基散熱板，散熱效果好。

當(dāng)電芯7和絕緣板4安裝好后，蓋上電池盒上蓋2，當(dāng)電池盒上蓋2的一端與絕緣板4之間存在間隙時，可用彈性泡棉條填充，從而保證電池盒上蓋2能夠起到壓緊電芯7和絕緣板4的作用。

BMS板5用于管理鋰離子電池的充放電，防止電池出現(xiàn)過充電或過放電，它一般由上下都帶有功率電子元件的PCB線路板構(gòu)成，在工作過程中，電子元件會發(fā)熱，加之電芯7工作發(fā)熱，會影響B(tài)MS板5的使用壽命，在BMS板5下方設(shè)置彈性泡棉板9，可起到抗震和絕緣的作用，在BMS板5上方設(shè)置散熱板6，可幫助其散熱，延長BMS板的使用壽命。

為了進(jìn)一步保護(hù)鎳片8，可在電池盒1的前、后側(cè)壁上分別粘貼一條絕緣膠片，如PET膠片，使絕緣膠片能夠?qū)⑼瑐?cè)的所有鎳片8一同包覆住，防止外界尖銳物體劃傷鎳片8的絕緣層。

具體實施方式二：結(jié)合圖1至圖6說明本實施方式，本實施方式的各電芯7的直徑之和等于電池盒1的內(nèi)部長度，多個電芯7沿電池盒1的長度方向并排平行放置在電池盒1的底面上。如此設(shè)計，電池盒1可直接對多個電芯7進(jìn)行包裹固定，電池組包結(jié)構(gòu)緊湊。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：結(jié)合圖8至圖13說明本實施方式，本實施方式的各電芯7的直徑之和小于電池盒1的內(nèi)部長度，電池盒1的內(nèi)部底面上可拆卸地安裝有電芯定位墊板3，電芯定位墊板3上沿電池盒的長度方向均勻間隔固定有多個電芯卡座3-1，每一個電芯卡座3-1上安裝有一個電芯7，電芯7與電池盒1的沿寬度方向的內(nèi)側(cè)壁之間、相鄰兩個電芯7之間均留有散熱空間。

如此設(shè)計，電芯定位墊板3可將多個電芯7均勻的間隔固定開，為電芯7留出散熱空間，避免聚熱效應(yīng)造成的電芯7性能衰退和安全隱患，保證電芯7之間的散熱均勻，電池工作時，電池盒1內(nèi)的腔室溫度均勻，避免鋰離子電池包出現(xiàn)“熱失控”故障；通過電芯卡座3-1的高度設(shè)計，可保證電芯7的極耳與鎳片8的焊點8-1正對焊接。

電芯卡座3-1可設(shè)計為長條形卡座，其長度方向與電芯7軸線平行，電芯卡座3-1的上表面設(shè)計為與電芯7圓周側(cè)面相配合的弧形面，從而對電芯7起到良好的固定效果。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式一相同。

具體實施方式四：結(jié)合圖1至圖13說明本實施方式，本實施方式的兩個單極焊片88之間設(shè)有雙極鎳片89，位于電池盒1前、后側(cè)壁上的雙極鎳片89錯開設(shè)置，雙極鎳片89上的兩個焊點8-1分別與相鄰的兩個電芯7的極耳一一正對焊接。如此設(shè)計，適用于電芯7數(shù)量大于2的情況，通過鎳片將多個電芯7進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式一、二或三相同。

具體實施方式五：結(jié)合圖7說明本實施方式，本實施方式的絕緣板4上沿電池盒1的長度方向均勻間隔設(shè)有多個散熱孔4-1，散熱孔4-1位于相鄰兩個電芯7之間。如此設(shè)計，絕緣板4既可起到絕緣作用，又可起到散熱作用。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式四相同。

具體實施方式六：結(jié)合圖7說明本實施方式，本實施方式的散熱孔4-1為長條形孔，散熱孔4-1的長度方向與電池盒1的長度方向垂直。如此設(shè)計，散熱孔4-1的散熱面積大，散熱效果好。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式五相同。

具體實施方式七：結(jié)合圖8至圖11說明本實施方式，本實施方式的電池盒1的前、后側(cè)壁上分別設(shè)有用于容納鎳片8的鎳片型腔，鎳片型腔上開設(shè)有與電池盒1內(nèi)部連通的點焊孔10，點焊孔10與鎳片8上的焊點8-1一一正對，鎳片8上的焊點8-1通過相應(yīng)的點焊孔10與正對的電芯7極耳焊接。如此設(shè)計，可在電池盒1外側(cè)利用電阻焊將鎳片8和電芯7焊接，實現(xiàn)電芯之間的串聯(lián)或并聯(lián)。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式五或六相同。

具體實施方式八：結(jié)合圖1、圖2、圖5和圖6說明本實施方式，本實施方式的電池盒1的前、后兩側(cè)壁上端沿電池盒1的長度方向上并位于相鄰兩電芯7之間分別開設(shè)有定位孔12，電池盒上蓋2的沿長度方向的兩側(cè)分別設(shè)有多個卡腳13，電池盒上蓋2蓋合在電池盒1上時每個卡腳13各卡接在一個定位孔12內(nèi)。如此設(shè)計，電池盒上蓋2與電池盒1之間的連接更加牢固。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式七相同。

具體實施方式九：結(jié)合圖3說明本實施方式，本實施方式的電池盒上蓋2上開設(shè)有散熱口，散熱板6位于散熱口內(nèi)且二者過盈配合。如此設(shè)計，散熱板6直接與外界環(huán)境接觸，散熱效果更好；優(yōu)選的，散熱板6的上表面不高于電池盒上蓋2的上表面，可使組包結(jié)構(gòu)更加緊湊。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式一、二、三、五、六或八相同。

具體實施方式十：結(jié)合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式的單極鎳片88上設(shè)有一個電源線焊接孔14，電源線焊接在電源線焊接孔14內(nèi)，雙極鎳片89上設(shè)有一個信號線焊接孔15，信號線焊接在信號線焊接孔15內(nèi)。如此設(shè)計，便于電源線和信號線與鎳片的連接。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式九相同。

下面具體描述下本實用新型的鋰離子電池組包結(jié)構(gòu)的組包的過程：

先根據(jù)大容積電芯的直徑、長度和使用數(shù)量確定電池盒的大小。由于大容積電芯的溫升低，組包時電芯之間相互接觸也不會造成過熱，因此，設(shè)計電池盒1的大小時，可將電池盒1的內(nèi)部長度設(shè)計為多個大容積電芯的直徑之和，將電池盒1的內(nèi)部寬度設(shè)計為與電芯長度相等，將鎳片安裝到鎳片型腔以后，其焊點到電池盒內(nèi)底面之間的垂直距離與該大容積電芯的半徑相等，并使電池盒上蓋2蓋合后，電池盒上蓋2的一端剛好可以壓住絕緣板4。

當(dāng)需要使用該大容積電芯進(jìn)行組包時（如圖1至圖6所示），將多個電芯沿電池盒1的長度方向并排平行放置在電池盒1的底面上，電芯的軸向與電池盒1的長度方向垂直，每個電芯的兩端分別頂靠在電池盒1的內(nèi)側(cè)壁上，絕緣板4鋪設(shè)在多個電芯的上方，電池盒上蓋2通過其兩側(cè)的多個卡腳13卡接在電池盒1上的定位孔12內(nèi)，蓋合后，電池盒上蓋2的一端剛好將電芯和絕緣板4壓緊在電池盒1內(nèi)，電池盒上蓋2的另一端與絕緣板4之間由下至上依次鋪設(shè)彈性泡棉板9、BMS板5和散熱板6，并使散熱板6過盈配合裝配在散熱口內(nèi)；

將兩個單極鎳片88與端部的兩個電芯極耳焊接，并連接好電源線，雙極鎳片89上的兩個焊點分別與相鄰的兩個電芯的極耳一一正對焊接，將多個電芯進(jìn)行串聯(lián)和并聯(lián)，如圖1至圖4所示，連接好信號線，并將電源線和信號線收攏于引線槽11內(nèi)，鎳片8外表面噴涂絕緣層后，再用絕緣膠片粘合包覆，至此，鋰離子電池組包完成。

當(dāng)需要使用的電芯直徑小于上述大容積電芯時（如圖8至圖13所示），則需要在電池盒1內(nèi)安裝電芯定位墊板3，再將多個電芯一一固定在多個電芯卡座3-1上，此時電芯與電池盒1的沿寬度方向的內(nèi)側(cè)壁之間、相鄰兩個電芯之間均留出了散熱空間，每個電芯7的兩端分別頂靠在電池盒1的前、后內(nèi)側(cè)壁上，電芯的極耳與鎳片上的焊點正對，再將絕緣板4鋪設(shè)在多個電芯的上方，電池盒上蓋2通過其兩側(cè)的多個卡腳13卡接在電池盒1上的定位孔12內(nèi)，蓋合后，電池盒上蓋2的一端與絕緣板4之間存在高度差，無法壓住絕緣板4，此時可在它們之間填充彈性泡棉條，從而使電池盒上蓋2的一端能夠?qū)㈦娦?和絕緣板4壓緊在電池盒1內(nèi)，電池盒上蓋2的另一端與絕緣板4之間由下至上依次鋪設(shè)彈性泡棉板9、BMS板5和散熱板6，并使散熱板6過盈配合裝配在散熱口內(nèi)；

將兩個單極鎳片88與端部的兩個電芯極耳焊接，并連接好電源線，雙極鎳片89上的兩個焊點分別與相鄰的兩個電芯的極耳一一正對焊接，將多個電芯7進(jìn)行串聯(lián)和并聯(lián)，如圖8至圖11所示，連接好信號線，并將電源線和信號線收攏于引線槽11內(nèi)，鎳片8外表面噴涂絕緣層后，再用絕緣膠片粘合包覆，至此，鋰離子電池組包完成。