專利名稱：一體壓緊疊加式電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及動力電池模塊，特別是指一種一體壓緊疊加式電池模塊；屬于電動車動力電池模塊集成化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電動車的動力電池是由多個電池單體串聯(lián)或者串并聯(lián)而成，為了便于布置、裝配和維護(hù)，通常的技術(shù)方案是先把部分單體組成一個相對標(biāo)準(zhǔn)化的小組，稱為模塊，再根據(jù)車輛的實(shí)際情況把模塊組合成電池箱總成。模塊化可以使產(chǎn)品在同一或相似的產(chǎn)品群中容易切換，簡化系統(tǒng)的復(fù)雜性，降低電池品種和成本。當(dāng)前電動車的電池面臨安全性不好、壽命較短、成本較高等問題，這些問題部分可以從提高單體性能方面解決，部分必須從模塊和集成方面解決，所以有許多模塊方案被相繼提出。專利CN201387911提出在電池單體上纏繞導(dǎo)熱性能好的絕緣膠片，使得模塊中所有單體都處于較一致的溫度，從而提高安全性。這種方法可以使溫度均勻，但是絕緣膠片阻礙了熱量的傳導(dǎo)，電池可能因此工作在過高的溫度而損壞。CN201408805Y提出了一種固定電池單體的方法，通過上下蓋和擋板對電池定位， 精簡了結(jié)構(gòu)，并簡化了組裝工序。但是這種結(jié)構(gòu)的散熱性可能不很好。CN101401227A提出一種軟包裝電池的極耳連接結(jié)構(gòu)，將極耳布置在模塊相對接的平面處，以利于多個模塊組合時極耳的連接。上述三個有代表性的電池模塊專利在多個方面提出了較好的方案，但是都存在共同的問題忽視了電池單體極片的穩(wěn)固夾緊，這對于提升電池和模塊的性能有重要作用； 電池管理系統(tǒng)或者電路板的安裝和連接，沒有放在電池模塊中統(tǒng)一考慮，這會影響電池模塊的整體性能。美國專利 US 07531270, battery pack with intergal cooling and bussing device (帶集成冷卻和母線裝置的電池包)，針對鋁塑復(fù)合封裝的軟包裝電池提出在單體之間交替布置冷卻板的結(jié)構(gòu)，如附圖18，可解決單體固定和冷卻等問題。但是這個專利存在單體極耳連接采用了大量的螺栓，過于復(fù)雜，電池管理系統(tǒng)導(dǎo)線布置不合理、不可靠等問題。當(dāng)前車用動力電池集成應(yīng)用方面還存在另一個普遍的問題是，篩選后一致性較好的電池單體組成模塊或者電池箱后，在使用過程中一致性難以持久，影響了電池系統(tǒng)的整體性能。其原因可能有以下幾點(diǎn)電池單體在車輛工作時受到震動，極板上部分粉體材料長期震動后變疏松甚至脫落，導(dǎo)致單體容量差異性增加。單體電池在使用過程中，會不斷產(chǎn)生氣體從而鼓脹，使極板分離，影響電池容量的一致性和其它性能，嚴(yán)重的會導(dǎo)致安全問題。由于冷卻的不均勻，不同的單體在使用過程中的工作溫度會有差異，使得電化學(xué)反應(yīng)體系的衰減速度不一致，累積后將導(dǎo)致性能不一致。[0012]上述問題除了從制造方面提高單體本身的一致性外，還可以從系統(tǒng)集成方面改善電池使用條件來考慮。上述背景的介紹說明當(dāng)前電動車用動力電池的應(yīng)用還存在諸多問題，還有改進(jìn)的空間。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型旨在克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，針對軟包裝方形電池提供一種體積能量密度和重量能量密度好，性價比優(yōu)，集成維護(hù)方便，使用安全，壽命長的一體壓緊疊加式電池模塊。本實(shí)用新型是采用下述方案實(shí)現(xiàn)的一體壓緊疊加式電池模塊，包括電池單體、冷卻板、極耳壓塊、彈性極耳壓塊、端板、U形金屬連接板，所述電池單體的兩個極耳設(shè)置在所述電池單體的同一側(cè)面或相對的兩側(cè)面，所述電池單體與所述冷卻板均為多個，兩者交替疊置，使相鄰電池單體的相應(yīng)極耳疊合在一起；在所述交替疊置的電池單體與冷卻板兩端各設(shè)有一塊端板，所述端板之間連接有至少四個螺栓、螺母；所述U形金屬連接板安裝在所述極耳壓塊的一端，在相鄰兩個電池單體的極耳之間安裝有一個所述極耳壓塊或所述彈性極耳壓塊，相鄰電池單體的極耳卡裝在所述U形金屬連接板的U形槽中。本實(shí)用新型中，所述冷卻板由導(dǎo)熱性能好的金屬制成，四周設(shè)有折邊和讓螺栓通過的孔或者缺口，至少一塊冷卻板中部開有容納溫度傳感器和導(dǎo)線的槽。本實(shí)用新型中，所述極耳壓塊為其上設(shè)有散熱通孔的長方體。本實(shí)用新型中，所述彈性極耳壓塊由兩個其上設(shè)有散熱通孔的第一壓塊、第二壓塊組成，所述第一壓塊、第二壓塊采用插接的方式連接，在所述第一壓塊、第二壓塊插接部位設(shè)有定位彈簧片。本實(shí)用新型中，所述電池單體和冷卻板之間填充有硅膠或類似的半流體物質(zhì)，隔開空氣，增加彼此的接觸面積，改善散熱。本實(shí)用新型中，所述電池模塊上表面設(shè)有上蓋。本實(shí)用新型中，所述電池模塊的蓋板上設(shè)有電路板，所述電路板上設(shè)有多個檢測各單體電池電壓的測量臂，所述測量臂一端固定在所述電路板上，另一端彈壓在所述U形金屬連接板上。本實(shí)用新型中，所述冷卻板中部設(shè)置的槽中至少插裝有一個用于檢測電池單體溫度的溫度傳感器。本實(shí)用新型中，所述冷卻板的折邊處設(shè)有散熱的切口或翹起。本實(shí)用新型中，所述端板與冷卻板接觸的內(nèi)側(cè)面為平面或中間稍高的曲面，所述平面或曲面上設(shè)有多個通孔，當(dāng)與冷卻板壓緊時，在電池極板之間產(chǎn)生不均勻壓緊力，中部的壓力稍大，而周邊的壓力稍小，這個不均勻壓緊法便于將電池工作過程中產(chǎn)生的氣體排出到極板的外面，從而減小電池脹氣對電池容量的負(fù)面影響，提高一致性。本實(shí)用新型中，所述相鄰單體電池采用串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)混合的任意一種方式連接，兩端各有一個極耳作為模塊對外的電輸出。本實(shí)用新型由于采用上述結(jié)構(gòu)，將多個軟包裝的方形電池單體與所述冷卻板交替疊置組合成模塊，將多個電池單體排成一列，相應(yīng)的單體極耳也對齊排成一列，用導(dǎo)熱性好的金屬冷卻板將電池單體逐一隔開，在這一列單體的兩端布置端壓板；螺栓穿過端板，擰緊在螺母上，，將電池單體和冷卻板等壓緊成為一個整體，同時也將相鄰極耳之間的極耳壓塊壓緊，使相鄰極耳通過U形金屬連接板連接為一體，形成一個模塊。具有如下優(yōu)點(diǎn)1、將電池單體的正極粉體材料、負(fù)極粉體材料分別緊壓在正極板和負(fù)極板上，避免了粉體材料因震動而松脫或掉落，確保單體一致性不因震動而變壞，延長單體壽命；2、一體化壓緊同時也避免了一般電池正負(fù)極板和隔膜之間貼合不緊密，改善了電化學(xué)反應(yīng)中離子的運(yùn)動，降低電化學(xué)反應(yīng)的電阻和單體的發(fā)熱，使電池能產(chǎn)生更大的放電電流；3、采用冷卻板布置在單體兩側(cè)，改善了熱量的傳導(dǎo)，使熱量能更好地傳遞出去或傳進(jìn)來，有利于降低電池單體的工作溫度；4、端板與冷卻板接觸的內(nèi)側(cè)面為平面，當(dāng)與冷卻板壓緊時，可將電池工作過程中產(chǎn)生的氣體排出到極板的外面，從而減小電池脹氣對電池容量的負(fù)面影響，提高電池單體一致性。作為優(yōu)選方案，端板與冷卻板接觸的內(nèi)側(cè)面也可以不是平面，而是中間稍高的曲面，當(dāng)壓緊冷卻板時，在電池極板之間產(chǎn)生不均勻壓緊力，中部的壓力稍大，而周邊的壓力稍小，這個不均勻壓力便于將電池工作過程中產(chǎn)生的氣體排出到極板的外面，從而減小電池脹氣對電池容量的負(fù)面影響，消除電池脹氣對電池容量等性能負(fù)面影響；提高一致性。同時還提高了電池單體集成的空間效率，減小電池模塊體積。5、采用設(shè)有折邊的導(dǎo)熱性能好的金屬板作為冷卻板，第一是增大傳熱面積，保證傳熱量，由于折邊的長度容易控制，可根據(jù)實(shí)際發(fā)熱量設(shè)計折邊總長度，可以使模塊內(nèi)部各單體溫度均勻性更好，提高單體一致性，增加了模塊的適應(yīng)性；折邊的第二個作用是包裹電池單體的側(cè)面，保證單體在震動時不會移位；第三，在需要時，也可在折邊處安裝電加熱裝置，保證電池單體適當(dāng)?shù)墓ぷ鳒囟?。與純粹用空氣與單體外壁導(dǎo)熱的方案相比，一體壓緊疊加方案的優(yōu)點(diǎn)是模塊的散熱能力很強(qiáng)，并可以在設(shè)計時通過調(diào)整冷卻板的厚度和折邊長度而實(shí)現(xiàn)溫度的最佳控制；另外，將冷卻板邊緣折彎成近似的盒型，組合成一個相對封閉的外殼，在多個側(cè)面保護(hù)電池單體，可進(jìn)一步提高單體抗震動性能，阻擋外物的侵入。在部分冷卻板中部開設(shè)有用于安裝溫度傳感器和導(dǎo)線的槽，放在槽中的溫度傳感器將與單體緊密接觸從而準(zhǔn)確測定單體溫度，且無須任何額外固定就能保證正常工作。在冷卻板和單體接觸面之間，涂覆或填充導(dǎo)熱性能良好的粘性或者半粘性物質(zhì)， 例如(但不限于)硅膠，以徹底排除冷卻板和單體外殼之間的空氣，改善散熱性能，這些物質(zhì)也有利于固定單體免于震動或沖擊，或者時間過久而引起電化學(xué)粉體材料的脫落和電池容量的損失，還具有起適當(dāng)?shù)拿芊庾饔?，阻止外部水分可能侵入電池單體，也可阻止電池單體內(nèi)部的電解液流出而防止電池過早損壞。6、采用極耳壓塊及彈性極耳壓塊布置在相鄰單體極耳處的結(jié)構(gòu)，當(dāng)螺栓壓緊電池單體時，也通過極耳壓塊及彈性極耳壓塊將相鄰電池單體的極耳壓緊連接在一起，實(shí)現(xiàn)相鄰電池單體的串聯(lián)或者并聯(lián)，極耳通過U形金屬板壓緊，形成三個接觸面，增加了極耳之間電流的通過面積，降低了整個模塊的電阻和工作時的發(fā)熱；這種方法可以實(shí)現(xiàn)相鄰電池單體的極耳的串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)混合的任意方式連接；模塊兩端設(shè)有對外輸出電能的極柱， 極柱也通過同樣的U形金屬板壓緊方式和單體的極耳連接。彈性極耳壓塊內(nèi)部設(shè)置的波紋彈簧，保證了當(dāng)壓緊螺栓壓縮電池單體時，即便尺寸有偏差，也能對極耳產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膲壕o力。7、采用上述結(jié)構(gòu)，不必單獨(dú)為每一組極耳設(shè)置單獨(dú)的壓緊螺栓，所有的極耳都同時以同樣的力壓緊；減少了極耳連接螺栓的數(shù)量，降低了成本和重量，特別是提高了系統(tǒng)的可靠性，簡化了組裝工作。8、本實(shí)用新型在蓋板上設(shè)置的電路板，主要用于測量各電池單體的電壓和溫度， 電路板上設(shè)有用導(dǎo)電金屬制成的測量臂，一端固定在電路板上，另一端通過自身的彈性壓緊在單體的極耳上，與極耳形成電連接而測量極耳電壓。電路板通過測量臂壓緊在U形金屬板，也就是電池極耳上，避免螺栓連接，可簡化系統(tǒng)復(fù)雜性，降低成本。同時由于電路導(dǎo)線縮短，減小了電壓信號和溫度信號所受到的干擾，提高了測量精度。電路板通過蓋板上的定位柱固連在蓋板上，不再需要螺栓。組裝和維修模塊時，蓋板和電路板可一起拆卸，簡化了組裝和維修的工作?？傊?，本實(shí)用新型在當(dāng)前最先進(jìn)的模塊技術(shù)基礎(chǔ)上，提出了新的單體電池集成結(jié)構(gòu)和方法，旨在提供一個體積能量密度和重量能量密度更好，性價比更優(yōu)，集成維護(hù)方便， 安全，長壽命的電池模塊，適于工業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用。

附圖1為本實(shí)用新型一體壓緊疊加式電池模塊立體圖。附圖2為本實(shí)用新型中典型冷卻板和單體組裝成單元的示意圖。附圖3為本實(shí)用新型中典型冷卻板結(jié)構(gòu)示意圖。附圖4為本實(shí)用新型中另外一種冷卻板結(jié)構(gòu)的局部放大示意圖。附圖5為本實(shí)用新型中端部冷卻板結(jié)構(gòu)示意圖。附圖6為本實(shí)用新型中單體和極耳結(jié)構(gòu)示意圖。附圖7為本實(shí)用新型附圖1去掉蓋板后電池極耳和極耳壓塊安裝圖。附圖8為本實(shí)用新型中單獨(dú)極柱和極耳裝配細(xì)節(jié)圖。附圖9為本實(shí)用新型中極耳壓塊結(jié)構(gòu)示意圖。附圖10為本實(shí)用新型中極耳和彈性極耳壓塊連接結(jié)構(gòu)示意圖。附圖11為本實(shí)用新型中彈性極耳壓塊結(jié)構(gòu)示意圖。附圖12為本實(shí)用新型中電路板和測量臂的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖13為本實(shí)用新型中電路板的測量臂和極耳的相對位置示意圖。附圖14為本實(shí)用新型中蓋板結(jié)構(gòu)示意圖。附圖15為本實(shí)用新型中蓋板和電路板的安裝結(jié)構(gòu)示意圖圖。附圖16為本實(shí)用新型中端板結(jié)構(gòu)示意圖。附圖17為本實(shí)用新型中冷卻板和溫度傳感器安裝位置結(jié)構(gòu)示意圖。附圖18為美國專利US 07531270帶集成冷卻和母線裝置的電池包結(jié)構(gòu)示意圖。圖中10-端板，11-孔，12-孔，13-孔，20-螺栓，30-極柱，30a-極柱壓塊，30b-極柱壓塊，31a-極耳壓塊，31b-極耳壓塊，32a-彈性極耳壓塊，32b-彈性極耳壓塊，33-U形金屬板，34-波紋彈簧，35-三角塊[0060]40-蓋板，41 -電池管理系統(tǒng)電路板，42-測量臂，45a-缺口，45b-缺口，46-孔， 47-卡扣，50-螺母，60-冷卻板，61-冷卻板折邊，62-冷卻板折邊，63-槽，64-溫度傳感器，66-冷卻板折邊處的切口或翹起70-電池單體，71-電池單體極耳一，72-電池單體極耳二。具體實(shí)方式參見附圖1本實(shí)用新型一體壓緊疊加式電池模塊，包括交替放置的多個電池單體 70和冷卻板60，遮擋極耳的電池模塊蓋40，固定在模塊蓋上的兩個極柱30，兩塊端板10和至少四組把單體70、冷卻板60壓緊成為整體的螺栓20和螺母50等。模塊放置方式并不限于如圖1的水平方式，也可其它姿態(tài)如豎向放置。參見附圖2，冷卻板布置在單體之間，冷卻板和單體對中，兩個大面彼此貼合，成為
一個單元。參見附圖2、3、4、5，所述冷卻板60由導(dǎo)熱性能好金屬材料制成，例如(但并不限于)鋁合金板，銅合金板，或者鋁鎂合金板，邊緣有折邊61，62 ；冷卻板60的邊緣折邊61， 62的折彎方式可以多樣，組裝后冷卻片也可以組合成一個相對封閉的外殼，以阻擋外物的侵入，也可以組裝后不形成封閉的外殼。邊緣折邊的作用有三點(diǎn)，第一是增大傳熱面積，保證傳熱量，由于折邊的長度容易控制，可根據(jù)實(shí)際發(fā)熱量設(shè)計折邊總長度，增加了模塊的適應(yīng)性；折邊的第二個作用是包裹電池單體的側(cè)面，保證單體在震動時不會移位；第三，在需要時，也可在折邊處安裝電加熱裝置，保證電池單體適當(dāng)?shù)墓ぷ鳒囟?。電加熱裝置的安裝設(shè)計不在本實(shí)用新型討論范圍之內(nèi)。為了加強(qiáng)折邊與空氣的熱傳導(dǎo)效果，還可以在折邊處開設(shè)一些切口或翹起66，如圖4冷卻板折邊的局部放大圖。參見附圖6，電池單體70是軟包裝的長方形體，它有二個極耳71，72，極耳可以在單體的同一面伸出，也可以在相對面伸出，本實(shí)用新型以兩個極耳在同一面伸出作為示范例說明。極耳在成組前需要折彎，折彎的方式可以多樣。根據(jù)需要，相鄰單體電池的極耳以同極相連或不同極相連的方式連接，以實(shí)現(xiàn)單體電池并聯(lián)或串聯(lián)；相鄰兩個單體的極耳必須互相壓緊，還可以形成電并聯(lián)或者電串聯(lián)，模塊兩端各有一個極耳作為模塊對外的電輸出ο參見附圖7，極耳連接采用一體壓緊法，整個模塊的極耳排成兩排，壓塊31a、 31b,32a和32b布置在相鄰單體兩極耳的兩側(cè)，螺栓20壓緊電池單體70時，也把需要連接的極耳壓緊形成良好的電連接，模塊兩端的兩個極耳與極柱壓塊30a和30b相連，極柱壓塊 30a,30b也通過同樣的壓緊方式和單體的極耳連接，極柱30是模塊對外輸出電能的端子。參見附圖8、9，極柱30上部有螺紋孔，用于連接外部的導(dǎo)電體，下部的長方形板的側(cè)面焊接有薄的U形金屬板33以形成良好的電聯(lián)接，極柱30和U形金屬板33焊接后鑄造在極柱壓塊中，電池單體極耳72置于U形金屬板33的槽中，當(dāng)模塊一體壓緊后將形成兩個導(dǎo)電接觸面，電阻較小，降低了整個模塊的電阻和工作時的發(fā)熱。參見附圖10，典型的極耳壓緊連接方式是壓塊3 和32b布置在極耳71、72的兩側(cè)，U形金屬連接板33與壓塊3 端部固連，把極耳71、72包圍在U形槽中，當(dāng)兩端有壓力時，U形金屬連接板33與極耳71、72壓緊并形成三個導(dǎo)電接觸面，這樣的多面接觸壓緊導(dǎo)電連接方式可有效地降低連接電阻。參見附圖11，所述壓塊32a、32b都設(shè)有用于減輕重量的孔，壓塊3 —端設(shè)有一個長槽，32b 一端設(shè)有用于扣合的三角凸起35，卡在3 的方孔中，使二者連接成一個整體，壓塊3 長槽端內(nèi)部設(shè)有波紋彈簧片34，是為了保證當(dāng)壓緊螺栓壓縮電池單體時，各壓塊也因此壓縮并對極耳產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膲壕o力。參見附圖1，壓緊相鄰單體和極耳的力都來自模塊的壓緊螺栓20，所有的極耳都同時以同樣的力壓緊。多面接觸一體壓緊法優(yōu)點(diǎn)是減少了極耳連接螺栓的數(shù)量，不必為每一組極耳設(shè)置單獨(dú)的壓緊螺栓，降低了成本和重量，特別是提高了系統(tǒng)的可靠性，簡化了組裝工作。參見附圖12、13、14、15，在靠近極耳的一個面布置有電池管理系統(tǒng)的電路板41， 主要用于測量各電池單體的電壓、溫度，承擔(dān)單體容量均衡等作用。電路板41上設(shè)有用導(dǎo)電金屬制成的測量臂42，測量臂42 —端固定在電路板41上，另一端懸臂狀伸出，末端有一小段圓弧形彎曲，通過自身的彈性壓緊在U形金屬連接板33上，與極耳形成電連接，用彈性金屬片壓緊連接板來測量電壓信號的方法，不再需要螺栓連接，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，拆裝工藝簡單。同時由于電路導(dǎo)線的縮短，減小了信號所受到的干擾，提高了測量精度。電池管理系統(tǒng)的電路板41和模塊蓋板40連接在一起。電路板41通過蓋板40上的定位柱47固連在蓋板上，不再需要螺栓。組裝和維修模塊時，蓋板40和電路板41可一體拆卸，簡化了組裝和維修的工作。電池箱體是由多個模塊組成的，各模塊和電池箱之間需要有通訊，電路板41有通訊接口，可以按照需要布置在適當(dāng)?shù)奈恢茫ㄓ嵔涌诘脑O(shè)計和布置不在本實(shí)用新型之內(nèi)。蓋板40主要起保護(hù)和裝飾作用，它的兩端開有缺口 4 和45b，用于讓模塊正負(fù)極柱30露出，下部設(shè)有多個卡扣或卡柱47，用于電池管理系統(tǒng)電路板的定位和固定，還設(shè)有多個孔46，排成多組，用于模塊內(nèi)部空氣的流通。參見附圖16，電池模塊兩端設(shè)有非金屬材料制成的端板10，端板的一個大面是平面，用于與冷卻板60緊貼，保證壓緊時冷卻板60和各電池單體70平整貼合，以及單體內(nèi)部各極板的平整和貼合。與冷卻板60接觸的內(nèi)側(cè)面也可以不是平面，而是中間稍高的曲面，這樣當(dāng)壓緊冷卻板時，在電池極板之間產(chǎn)生不均勻壓緊力，中部的壓力稍大，而周邊的壓力稍小，這個不均勻壓緊法便于將電池工作過程中產(chǎn)生的氣體排出到極板的外面，從而減小電池脹氣對電池容量的負(fù)面影響，提高一致性和壽命。所述平面或曲面上設(shè)有多個通孔。端板10大平面上還開有眾多小通孔11，本實(shí)例采用長方形孔，也可以采用其它形狀的孔或其它排列方式，這些通孔便于端部冷卻板的散熱，且可減輕重量。端板10其它面上還設(shè)有多個螺紋孔12，用于模塊固定或模塊之間的連接，這種方法可讓模塊以任何姿態(tài)固定在汽車或電池箱體上。端板上還至少設(shè)有四個孔或者缺口 13，用于讓螺栓20通過，壓緊整個模塊。模塊夾緊力必須控制適當(dāng)，以避免多度壓緊損壞單體，這可通過設(shè)計適當(dāng)?shù)穆菽?50的長度來實(shí)現(xiàn)。螺母50至少有四根，是空心管體，管的兩端內(nèi)壁設(shè)計有內(nèi)螺紋，與兩端的螺栓20配合。螺栓20穿過端板10，擰緊在螺母50內(nèi)，端板10內(nèi)側(cè)面之間的距離就是螺母 50的長度，也就是所有冷卻板和單體疊加壓緊后的總長度，這樣通過適當(dāng)設(shè)計螺母50的長度就控制了單體壓緊的程度。通過兩端的端板10的夾緊，中間有金屬冷卻板60折邊的包裹，電池模塊的安全性得以大幅度提高，即使模塊內(nèi)部出線短路等嚴(yán)重故障，也不會產(chǎn)生爆炸等問題。參見附圖17，部分冷卻板60根據(jù)需要在中間開槽63，用于安置溫度傳感器和導(dǎo)線 64。如果傳感器厚度、導(dǎo)線直徑與冷卻板厚度接近，放在槽中的溫度傳感器將與單體緊密接觸從而準(zhǔn)確測定單體溫度，且無須任何額外固定就能保證正常工作。本實(shí)用新型還提出先在電池單體包裝的表面涂上一薄層導(dǎo)熱性好的粘性物質(zhì)，例如(但不限于)硅膠，再將電池單體70和冷卻片60組合成單元，單體和冷卻片之間將因此貼合良好，不存在氣泡，這樣可保證單體散熱良好。本實(shí)用新型模塊的組裝工藝如下，將電池單體70和冷卻片60組合成單元，按照模塊的實(shí)際需要，將各單元按照串并聯(lián)關(guān)系疊放成一組，冷卻片和單體交替布置，并且這一組的兩端部都有冷卻片，在兩端放置端壓板10，用螺栓20和螺母50初步固定上述各單元，但不壓緊。將極耳壓塊31、32布置在需要壓緊的極耳71、72兩側(cè)，模塊極柱壓塊30a、30b放置在模塊兩端，逐步將壓緊螺栓20擰緊，直到設(shè)定的力矩。將帶有電路板41的蓋板40蓋在模塊上設(shè)定的位置，確保單體極耳在適當(dāng)?shù)奈恢茫瑪Q緊固定螺栓20，就形成了完整的電池模塊。
權(quán)利要求1.一體壓緊疊加式電池模塊，包括電池單體、冷卻板、極耳壓塊、彈性極耳壓塊、端板、U 形金屬連接板，其特征在于所述電池單體的兩個極耳設(shè)置在所述電池單體的同一側(cè)面或相對的兩側(cè)面，所述電池單體與所述冷卻板均為多個，兩者交替疊置，使相鄰電池單體的相應(yīng)極耳疊合在一起；在所述交替疊置的電池單體與冷卻板兩端各設(shè)有一塊端板，所述端板之間連接有至少四個壓緊螺栓、螺母；所述U形金屬連接板安裝在所述極耳壓塊的一端，在相鄰兩個電池單體的極耳之間安裝有一個所述極耳壓塊或所述彈性極耳壓塊，相鄰電池單體的極耳卡裝在所述U形金屬連接板的U形槽中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體壓緊疊加式電池模塊，其特征在于所述冷卻板由導(dǎo)熱性能好的金屬制成，四周設(shè)有折邊，邊沿設(shè)有讓螺栓通過的孔或者缺口，至少一塊冷卻板中部開有容納溫度傳感器和導(dǎo)線的槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一體壓緊疊加式電池模塊，其特征在于所述彈性極耳壓塊由兩個其上設(shè)有散熱通孔的第一壓塊、第二壓塊組成，所述第一壓塊、第二壓塊采用插接的方式連接，在所述第一壓塊、第二壓塊插接部位設(shè)有彈簧片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一體壓緊疊加式電池模塊，其特征在于所述電池單體和冷卻板之間填充有硅膠，隔開空氣，增加彼此的接觸面積，改善散熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一體壓緊疊加式電池模塊，其特征在于所述電池模塊上表面設(shè)有上蓋。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一體壓緊疊加式電池模塊，其特征在于所述電池模塊的蓋板上設(shè)有電路板，所述電路板上設(shè)有多個檢測各單體電池電壓的測量臂，所述測量臂一端固定在所述電路板上，另一端彈壓在所述U形金屬連接板上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一體壓緊疊加式電池模塊，其特征在于所述冷卻板中部設(shè)置的槽中至少插裝有一個用于檢測電池單體溫度的溫度傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一體壓緊疊加式電池模塊，其特征在于所述冷卻板的折邊處設(shè)有散熱的切口或翹起。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一體壓緊疊加式電池模塊，其特征在于所述端板與冷卻板接觸的內(nèi)側(cè)面為平面或中間稍高的曲面，所述平面或曲面上設(shè)有多個通孔，所述端板的側(cè)面設(shè)有多個螺紋孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9任意一項(xiàng)所述的一體壓緊疊加式電池模塊，其特征在于所述相鄰單體電池采用串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)混合的任意一種方式連接，兩端各有一個極耳作為模塊對外的電輸出。
專利摘要一體壓緊疊加式電池模塊，包括電池單體、冷卻板、極耳壓塊、彈性極耳壓塊、端板、U形金屬連接板，所述電池單體與所述冷卻板均為多個，兩者交替疊置；在所述交替疊置的電池單體與冷卻板兩端各設(shè)有一塊端板，所述端板之間連接有壓緊螺栓、螺母；所述U形金屬連接板安裝在所述極耳壓塊的一端，在相鄰兩個電池單體的極耳之間安裝有一個所述極耳壓塊或所述彈性極耳壓塊，相鄰電池單體的極耳卡裝在所述U形金屬連接板的U形槽中。本實(shí)用新型在當(dāng)前最先進(jìn)的模塊技術(shù)基礎(chǔ)上，提出了新的單體電池集成結(jié)構(gòu)，旨在提供一個體積能量密度和重量能量密度更好，性價比更優(yōu)，集成維護(hù)方便，安全，長壽命的電池模塊，適于工業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用。
文檔編號H01M10/50GK201975466SQ201020657929
公開日2011年9月14日 申請日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者孫肆林, 張華平 申請人:長豐集團(tuán)有限責(zé)任公司