專利名稱：電池成組連接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池成組連接方法，更加具體地說(shuō)，涉及一種用 于電動(dòng)車動(dòng)力電池組的連接方法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展，有限的石油資源和環(huán)境污染問(wèn)題變得日益突出， 這使得電動(dòng)汽車越來(lái)越引起社會(huì)的重視,電動(dòng)汽車成了未來(lái)汽車發(fā)展 的方向。電動(dòng)汽車上的核心技術(shù)之一是能源儲(chǔ)備及供給系統(tǒng)。解決好 鋰電池、蓄電池等的使用技術(shù)便成了電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的技術(shù)關(guān)鍵。
現(xiàn)有電動(dòng)汽車(例如，大客車)的能源供給系統(tǒng)是由電池單體通 過(guò)導(dǎo)線串聯(lián)形成的，電池單體間僅用導(dǎo)線連接裸裝在金屬箱內(nèi)。每個(gè) 電池箱之間的動(dòng)力連線用手動(dòng)插頭連接，放在兩側(cè)倉(cāng)門人容易接近的 地方。
上述結(jié)構(gòu)存在很多缺點(diǎn)，例如電池連線太長(zhǎng)、回路電壓降大(即 回路導(dǎo)線和接頭方式引起的電阻與通過(guò)電流的乘積)、電量輸出小、 電力損失多等。而且連接電池單體的導(dǎo)線容易發(fā)生老化，導(dǎo)線與電池 電極容易發(fā)生接觸不良。此外，單體電池裸裝在金屬箱內(nèi)，不能防水、 防塵、防震，極易產(chǎn)生自放電，產(chǎn)生松動(dòng)和接觸電阻，從而影響電池 的一致性和功率輸出。而且，整個(gè)金屬箱采用螺栓進(jìn)行固定，不能實(shí) 現(xiàn)整體快裝和快卸，也不能用快速更換電池的方式擴(kuò)大續(xù)駛里程。特 別是鋰電池和其它有機(jī)物電池在誤用時(shí)發(fā)生易燃的可能性很大，這使鋰電池這一高能量密度的電池難于推廣。
因此，迫切需要研發(fā)出一種能夠?qū)崿F(xiàn)單體電池間可靠連接的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電池成組連接方法，其能夠在單體電池 之間提供可靠的連接。
本發(fā)明是基于下列原理做出的，即用垂直單體電池頂面的金屬片 作為單體電池的正、負(fù)引出電極，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求將正、負(fù)極金屬片
折彎90度，再將各個(gè)單體電池的金屬片疊壓、并用緊固件固定而將 單體電池連接起來(lái)。
本發(fā)明的上述目的是通過(guò)這樣一種電池成組連接方法實(shí)現(xiàn)的，即
所述方法包括步驟從單體電池一個(gè)頂面上設(shè)置正、負(fù)電極的位置沿 垂直所述頂面的方向連接至少兩個(gè)金屬連接片；將并排放置的多個(gè)單 體電池的金屬連接片按照串聯(lián)和/或并聯(lián)的要求彎折90度后疊壓在一 起，由此將多個(gè)單體電池串聯(lián)和/或并聯(lián)起來(lái)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述電池成組連接方法還包括在連接的 多個(gè)單體電池的前部和后部分別設(shè)置前蓋和后蓋，并在相鄰的兩個(gè)單
體電池之間設(shè)置一個(gè)中間支撐框。在所述中間支撐框、前蓋和后蓋的 四個(gè)角上分別設(shè)置有用于容放長(zhǎng)螺栓的開口 。通過(guò)長(zhǎng)螺栓配合螺母將 前蓋和后蓋之間的單體電池夾緊。
優(yōu)選地，所述將金屬連接片疊壓的步驟包括使金屬連接片從相 鄰兩個(gè)中間支撐框的狹縫中伸出，再根據(jù)并聯(lián)和/或串聯(lián)的要求將金 屬連接片彎折90度后疊壓在一起。
優(yōu)選地，所述電池成組連接方法還包括在排列整齊的多塊單體電池的正、負(fù)電極上面用銅壓板壓接；以及在疊壓在一起的金屬連接片
的下面放置一塊不銹鋼或銅板，上面用螺栓通過(guò)紫銅壓板將金屬連接
片壓緊并固定在中間支撐框的框體上。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述電池成組連接方法還包括在銅壓板
的上面設(shè)置防護(hù)罩，所述防護(hù)罩包括用于存放采集線的線槽和與線槽
配合的壓蓋。
優(yōu)選地，所述金屬連接片采用鍍銀或錫的銅板。 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述電池成組連接方法還包括將所述多
個(gè)單體電池連接成一個(gè)單體小組，再將多個(gè)這樣的單體小組串聯(lián)和/
或并聯(lián)在一起而形成一個(gè)大電池組。 優(yōu)選地，所述單體電池是鋰電池。
本發(fā)明還涉及一種使用上述電池成組連接方法形成的電池組。


圖l為表示帶有正負(fù)電極的單體電池；
圖2為表示帶有正負(fù)電極的另一塊單體電池；
圖3表示將八塊單體電池串聯(lián)起來(lái)的結(jié)構(gòu)示意圖4表示將兩塊單體電池并聯(lián)起來(lái)的結(jié)構(gòu)示意圖5表示銅壓板；
圖6表示中間支撐框的結(jié)構(gòu)示意圖7表示相鄰單體電池之間放置中間支撐框后的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8和圖9分別表示前蓋和后蓋的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖10表示防護(hù)罩的結(jié)構(gòu)圖； 圖ll表示與防護(hù)罩的線槽配合的壓蓋；圖12表示由四個(gè)單體電池的單體小組構(gòu)成的大電池組； 圖13表示雙排電池成組圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的電池成組連 接方法。
圖1所示為帶有電極連接片的單體電池。如圖1所示，單體電池
l優(yōu)選地為薄長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)的鋰電池，并且在其一個(gè)頂面2上設(shè)置有兩 個(gè)電池正、負(fù)極。兩個(gè)電極連接片31、 32分別從單體電池的正、負(fù) 極位置引出，并沿垂直頂面2的方向延伸。
下面分別說(shuō)明將兩塊電池進(jìn)行串聯(lián)和并聯(lián)的方法。
為了方便說(shuō)明，下面將電極連接片31稱作單體電池的第一連接 片或正極，將電極連接片32稱作單體電池的第二連接片或負(fù)極。
首先說(shuō)明電池串聯(lián)的方法。如圖1所示，將第一塊電池1的第一 連接片31沿平行于頂面2的方向折彎90度，并將第二連接片32沿 與第一折彎方向相反的方向折彎90度。為了將單體電池串聯(lián)起來(lái)， 將第二塊電池l'的兩個(gè)電極連接片也垂直折彎90度，但不同的是第 二塊電池1'的電極連接片31'和32'的彎折方向與第一塊電池1的電極 連接片31和32的彎折方向相反，如圖2所示。由此就在每個(gè)連接片 的彎折部分上形成了進(jìn)行搭接的結(jié)構(gòu)。通過(guò)將第一塊電池1的負(fù)極 (第二連接片32)與第二塊電池l'的正極(第一電極片31')進(jìn)行疊 壓就可將兩塊單體電池串聯(lián)起來(lái)。
類似地，采用這種將一塊電池的正極與下一塊電池的負(fù)極連接起 來(lái)的方式就可將任意多塊單體電池串聯(lián)起來(lái)。例如，圖3示出了將八 塊單體電池串聯(lián)起來(lái)的結(jié)構(gòu)示意圖。下面參照?qǐng)D4介紹將兩塊單體電池進(jìn)行并聯(lián)的方法。
如圖4所示，將第一塊電池l的電極連接片31、 32都朝沿平行 于頂面2的方向彎折90度，即電極連接片3K 32的彎折方向相同。 而第二塊電池l'的電極連接片31'、 32'也朝一個(gè)方向彎折90度，但它 們與第一塊電池1的電極連接片31、 32的彎折方向正好相反。之后， 將第一塊電池l的正極(電極連接片31)和負(fù)極(電極連接片32) 分別與第二塊電池l'的正極(電極連接片31')和負(fù)極(電極連接片 32')進(jìn)行疊壓，這樣就能將兩塊電池并聯(lián)起來(lái)。
優(yōu)選地，電極連接片采用鍍銀或錫的銅板。這樣做的好處是可 減小接觸電阻、防止松動(dòng)和提高散熱。
根據(jù)本發(fā)明，為了使單體電池間連接穩(wěn)定、可靠，可使用例如螺 釘、螺栓、鉚釘、焊接等連接方式將電極連接片的疊壓部分緊密連接 起來(lái)(后面會(huì)詳細(xì)說(shuō)明)。
為了將兩兩并聯(lián)的單體電池小組(下面稱為單體小組)進(jìn)一步并 聯(lián)起來(lái)，可采用如圖5所示的銅壓板將兩兩并聯(lián)的單體電池小組并聯(lián) 起來(lái)。即使用一個(gè)銅壓板將多個(gè)單體小組的正極連接起來(lái)，再用另一 個(gè)銅壓板將所述多個(gè)單體小組的負(fù)極連接起來(lái)。對(duì)于銅壓板的尺寸可 根據(jù)單體電池的尺寸及其數(shù)量來(lái)設(shè)計(jì)。對(duì)于銅壓板與正極或負(fù)極的連
接方式也可采用螺釘、螺栓、焊接等方式(下面還會(huì)說(shuō)明)。
如上所述，已經(jīng)參照

了對(duì)單體電池進(jìn)行串聯(lián)和并聯(lián)的方 法。為了保證連接起來(lái)的電池組的穩(wěn)定性并防止連接的電極發(fā)生松 動(dòng)，可采用前、后蓋并借助螺栓將連接的多個(gè)單體電池夾緊并固定在 一起。此外，還可在單體電池之間通過(guò)放置中間框來(lái)進(jìn)一步支撐單體 電池。下面將參照附圖以并聯(lián)連接四塊單體電池為例說(shuō)明本發(fā)明的這 一優(yōu)選實(shí)施例。首先，采用如圖6所示的與單體電池的外形相適應(yīng)的中間支撐框 4來(lái)支撐單體電、 lL如圖7所示，在相鄰的兩塊單體電池之間放置一 個(gè)中間支撐框4。在本實(shí)施例中需要放置三個(gè)支撐框4，但在圖7中 只示出了兩個(gè)。然后，在由中間支撐框4支撐的四塊的電池組的前、 后部分別放置前蓋5和后蓋6。前蓋5和后蓋6分別設(shè)置有與單體電 池l的側(cè)面配合的凹槽。前蓋5和后蓋6分別如圖8和圖9所示。至 此，單體電池的電極連接片31、 32、 31鄰32'從中間支撐框4的上邊 框側(cè)面向上延伸，即電極連接片31、 32、 31'和32'從相鄰兩個(gè)中間支 撐框的狹縫中伸出，再根據(jù)上述并聯(lián)(和/或串聯(lián))的基本方法將電 極連接片彎折卯度后疊壓在一起。之后，如圖IO所示，在排列整齊 的四塊單體電池的正、負(fù)電極上面用如圖5所示的銅壓板壓接。優(yōu)選 地，為了使單體電池之間的電極連接片可靠連接，可在疊壓在一起的 連接片的下面放置一塊不銹鋼或銅板，上面用螺栓通過(guò)銅壓板將電池 連接片壓緊并固定在由前蓋、后蓋和中間支撐框構(gòu)成的框體上。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述的前蓋、后蓋和中間支撐框是由DMC (不 飽和聚酯玻璃纖維增強(qiáng))模塑料制成的。所述材料能夠保證抗240 度高溫、耐壓10千伏、防火不燃、安全防爆、通風(fēng)密封、導(dǎo)熱絕緣。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，可在銅壓板的上面放置防護(hù)罩 7?？赏ㄟ^(guò)例如螺釘?shù)冗B接方式將防護(hù)罩7固定在前、后蓋和中間支 撐框上。如圖11所示，所示的防護(hù)罩7上設(shè)置有用于存放采集線的 線槽71,并在線槽71的底部上開有多個(gè)通孔72。防護(hù)罩7起密封和 保護(hù)銅壓板的作用。與銅壓板連接的采集信號(hào)線，通過(guò)防護(hù)板上設(shè)置 的通孔而存放在所述線槽71中。防護(hù)罩7還包括一個(gè)與線槽71配合 的壓蓋73，如圖12所示。
最后，為了保證連接可靠和防止連接發(fā)生松動(dòng)，可使用長(zhǎng)螺栓合螺母將前、后蓋之間的單體電池夾緊。為此，如圖6-8所示，分別 在中間支撐框4、前蓋5和后蓋6的四個(gè)角上設(shè)置有用于容放長(zhǎng)螺栓 的開口41、 51和61。當(dāng)然，開口41、 51和61的位置和數(shù)量不受限 制。
雖然上面已經(jīng)參照附圖對(duì)四塊單體電池進(jìn)行并聯(lián)的方法進(jìn)行了
詳細(xì)說(shuō)明，但很顯然本發(fā)明并不局限于四塊電池并聯(lián)的方式。如前所
述，可將任意數(shù)量的單體電池進(jìn)行串聯(lián)和/或并聯(lián)。例如，根據(jù)本發(fā) 明對(duì)單體電池可實(shí)現(xiàn)積木式組裝，即一個(gè)前蓋加多個(gè)中蓋再加一個(gè)后
蓋組成一個(gè)單體小組，多個(gè)單體小組再串聯(lián)和/或并聯(lián)在一起就成了 一個(gè)大電池組。如圖13所示，將四個(gè)單體電池進(jìn)行串聯(lián)(根據(jù)設(shè)計(jì) 需要，也可以是并聯(lián))并用前、后蓋和中間支撐框固定后形成一個(gè)單 體小組，再將七個(gè)這樣的單體小組并聯(lián)和/或串聯(lián)起來(lái)就形成一個(gè)大 電池組。另外，還能夠?qū)⒍鄠€(gè)這樣的大電池組并排放置進(jìn)一步形成更 大的電池組。
采用以上的電池成組連接方法，由于不需要使用電線，所以可實(shí) 現(xiàn)單體電池的可靠、穩(wěn)定連接，解決了鋰電池的安全使用問(wèn)題；節(jié)省 電力，方便維護(hù)，擴(kuò)大了續(xù)使里程，適宜車載充電和分體充電，進(jìn)一 步滿足了電動(dòng)汽車的要求；對(duì)電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化具有重要的意義和作 用。
雖然上面已經(jīng)結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng) 該意識(shí)到上述說(shuō)明僅僅是對(duì)具體實(shí)施方式
的示意闡述，本發(fā)明的范圍 并不限制于上述的特定實(shí)施例。
權(quán)利要求
1、一種電池成組連接方法，其特征在于，所述電池成組連接方法包括如下步驟從單體電池一個(gè)頂面上設(shè)置正、負(fù)電極的位置沿垂直所述頂面的方向引出至少兩個(gè)金屬連接片；將并排放置的多個(gè)單體電池的金屬連接片按照串聯(lián)和/或并聯(lián)的要求彎折90度后疊壓在一起，由此將多個(gè)單體電池串聯(lián)和/或并聯(lián)起來(lái)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池成組連接方法，其特征在于，還 包括在連接的多個(gè)單體電池的前部和后部分別設(shè)置前蓋和后蓋，并用 長(zhǎng)螺栓配合螺母將前、后蓋之間的多個(gè)單體電池夾緊。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池成組連接方法，其特征在于，還 包括多個(gè)中間支撐框，其中在相鄰兩個(gè)單體電池之間設(shè)置一個(gè)中間支 撐框，并且中間支撐框具有與單體電池外形相配的結(jié)構(gòu)，并且在所述 中間支撐框、前蓋和后蓋的四個(gè)角上分別設(shè)置有用于容放長(zhǎng)螺栓的開 □。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池成組連接方法，其特征在于，所 述將金屬連接片疊壓的步驟包括金屬連接片從相鄰兩個(gè)中間支撐框 的狹縫中伸出，再根據(jù)并聯(lián)和/或串聯(lián)的要求將金屬連接片彎折90度 后疊壓在一起。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池成組連接方法，其特征在于，還 包括在排列整齊的多塊單體電池的正、負(fù)金屬連接片電極上面用銅壓 板壓接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池成組連接方法，其特征在于，還包括在疊壓在一起的金屬連接片的下面放置一塊不銹鋼或銅板，上面 用螺栓通過(guò)紫銅壓板將金屬連接片壓緊并固定在由前蓋、后蓋和中間 支撐框構(gòu)成的框體上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的電池成組連接方法，其特征在于， 還包括在銅壓板的上面設(shè)置防護(hù)罩，所述防護(hù)罩包括用于存放采集線 的線槽和與線槽配合的壓蓋，并且在所述線槽的底部設(shè)有通孔。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1~7中的任何一個(gè)所述的電池成組連接方法， 其特征在于，所述金屬連接片采用鍍銀或錫的銅板。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1 4中的任何一個(gè)所述的電池成組連接方法， 其特征在于，還包括將所述多個(gè)單體電池串聯(lián)和/或并聯(lián)成一個(gè)單體 小組，再將多個(gè)這樣的單體小組串聯(lián)和/或并聯(lián)在一起而形成一個(gè)大 電池組。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1~9中的任何一個(gè)所述的電池成組連接方法， 其特征在于，所述單體電池是鋰電池。
11、 一種根據(jù)權(quán)利要求1~10中的任何一個(gè)所述的電池成組連接 方法形成的電池組。
全文摘要
本發(fā)明涉及電池成組連接方法，包括步驟用垂直單體電池頂面的金屬片作為單體電池的正、負(fù)引出電極連接片；將所述金屬連接片彎折90度后根據(jù)串聯(lián)和/或并聯(lián)的要求疊壓在一起；再通過(guò)螺栓等連接方式通過(guò)銅壓板將疊壓的金屬連接片壓緊并固定在支撐框架上。也可將多個(gè)單體電池按照上述方法形成一個(gè)單體小組，再將多個(gè)這樣的單體小組串聯(lián)和/或并聯(lián)起來(lái)就可形成一個(gè)大電池組。采用這樣的方案可實(shí)現(xiàn)單體電池的可靠連接，解決了鋰電池的安全使用問(wèn)題；節(jié)省電力、方便維護(hù)，對(duì)電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化具有重要的意義和作用。
文檔編號(hào)H01M2/10GK101290980SQ20071014580
公開日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2007年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月24日
發(fā)明者孫逢春, 程 林, 王震坡, 軍 馬 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)