本實用新型涉及電動汽車技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種動力電池包。
背景技術(shù):
為了獲得更高的電壓和容量,通常將多個單體電池串并聯(lián)組成電池模組,再將多個電池模組串聯(lián)組成動力電池包,動力電池包是電動汽車的核心儲能部件。目前,無論是多個單體電池串并聯(lián)連接,還是多個電池模組串聯(lián)連接,都是采用緊固件連接方式或者是焊接的連接方式。但是,使用緊固件連接方式,操作流程復(fù)雜且可靠性差進(jìn)而影響導(dǎo)電性能。而采用焊接的連接方式,工藝要求水平高且控制難度大。動力電池包采用緊固件連接方式和焊接的連接方式皆安裝和拆卸困難,不利于后期拆卸維修。
鑒于此,實有必要提供一種新型的動力電池包以克服以上缺陷。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的是提供一種可方便拆卸和快速組裝的動力電池包。
為了實現(xiàn)上述目的,本實用新型提供一種動力電池包,包括多個電池模組及多個用于連接每兩個電池模組的快插式軟連接結(jié)構(gòu);
每個電池模組包括多個串聯(lián)的電池模塊、分別位于每個電池模塊兩端的匯流板及多個扎帶,即每兩個電池模塊之間共用一個匯流板;所述每個電池模塊包括多個并排放置的單體電池及分別位于所述多個并排放置的單體電池兩端的正極固定支架和負(fù)極固定支架;每個單體電池一端設(shè)有正極柱、遠(yuǎn)離所述正極柱的一端設(shè)有負(fù)極柱;所述每個單體電池還包括周壁,所述周壁靠近所述正極柱的一端開設(shè)有一個限位凹槽;
所述正極固定支架包括第一表面、與所述第一表面相背的第二表面及四面圍繞所述第一表面和所述第二表面的第一側(cè)壁;所述第一表面開設(shè)有多個與所述單體電池一一對應(yīng)的第一固定槽,每個第一固定槽包括內(nèi)壁,所述內(nèi)壁上設(shè)有多個限位塊;所述第二表面開設(shè)有多個與所述第一固定槽一一對應(yīng)并連通的第一通孔;每面第一側(cè)壁開設(shè)有兩個間隔設(shè)置的第一扎帶槽;
所述負(fù)極固定支架包括第三表面、與所述第三表面相背的第四表面及四面圍繞所述第三表面和所述第四表面的第二側(cè)壁;所述第三表面開設(shè)有多個與所述單體電池一一對應(yīng)的第二固定槽,每個第二固定槽底部設(shè)有一個負(fù)極集流體;每面第二側(cè)壁開設(shè)有兩個間隔設(shè)置的第二扎帶槽;
所述匯流板包括相背的第五表面和第六表面,所述第五表面設(shè)有多個與所述正極固定支架上的第一通孔一一對應(yīng)的正極集流體;
分別位于所述每個電池模組的兩端的所述正極固定支架的一面第一側(cè)壁和所述負(fù)極固定支架的一面第二側(cè)壁上還均各設(shè)有一個連接部;
每個快插式軟連接結(jié)構(gòu)包括連接主體及分別位于所述連接主體兩端的接插部;
所述單體電池帶有正極柱的一端收容到一一對應(yīng)的第一固定槽內(nèi),且所述第一固定槽內(nèi)的所述多個限位塊插入到所述單體電池的限位凹槽內(nèi);所述單體電池帶有負(fù)極柱的一端收容到一一對應(yīng)的第二固定槽內(nèi),且所述負(fù)極柱插入到所述負(fù)極集流體內(nèi)進(jìn)行電性連接;
一個電池模塊的所述負(fù)極固定支架的負(fù)極集流體與所述匯流板的第六表面電性連接;所述匯流板的第五表面上的正極集流體插入到相鄰的電池模塊的所述正極固定支架上與之一一對應(yīng)的第一通孔內(nèi),所述單體電池的正極柱插入到與之一一對應(yīng)的正極集流體內(nèi)進(jìn)行電性連接;再用所述多個扎帶穿過所述多個串聯(lián)的電池模塊的正極固定支架的四面第一側(cè)壁上的第一扎帶槽和所述負(fù)極固定支架的四面第二側(cè)壁上的第二扎帶槽扎緊固定;
所述快插式軟連接結(jié)構(gòu)兩端的接插部分別插入到所述兩個電池模組其中一端的連接部內(nèi)進(jìn)行電性連接。
在一個優(yōu)選實施方式中,所述負(fù)極集流體包括第一主體、第一卡環(huán)、第一彈簧環(huán)及保險絲;所述第一主體呈圓形片狀且開設(shè)有第二通孔,所述第二通孔的邊緣向遠(yuǎn)離所述第一主體的方向延伸形成中空圓柱狀的第一凸起;所述第一主體的一部分邊緣還延伸出凸部,所述第一彈簧環(huán)置于所述第一卡環(huán)內(nèi)固定后再置于所述第一凸起內(nèi);所述保險絲的一端固定連接并電性連接于所述凸部上;所述負(fù)極固定支架的第四表面開設(shè)有多個與所述第二固定槽一一對應(yīng)并連通的方孔;所述保險絲遠(yuǎn)離所述第一主體的一端穿過所述方孔與所述匯流板的第六表面電性連接。
在一個優(yōu)選實施方式中,所述第一卡環(huán)呈中空圓柱狀且外徑對應(yīng)于所述第一凸起的內(nèi)徑;所述第一彈簧環(huán)為圓環(huán)狀且間隔設(shè)置有鏤空孔形成向所述第一彈簧環(huán)的中心線凹陷的彈性結(jié)構(gòu),所述第一彈簧環(huán)的兩端邊緣均延伸出多個間隔設(shè)置的L型爪片,位于所述第一彈簧環(huán)兩端邊緣的爪片一一對應(yīng)且相對放置;所述爪片位于所述第一彈簧環(huán)的外側(cè),所述第一彈簧環(huán)的外徑對應(yīng)于所述第一卡環(huán)的內(nèi)徑,所述第一彈簧環(huán)置于所述第一卡環(huán)內(nèi)并且所述爪片卡扣在所述第一卡環(huán)的外側(cè)。
在一個優(yōu)選實施方式中,所述正極集流體包括第二主體、與所述第一卡環(huán)相同的第二卡環(huán)及與所述第一彈簧環(huán)相同的第二彈簧環(huán);所述第二主體呈圓形片狀且開設(shè)有與所述第二通孔相同的第三通孔,所述第三通孔的邊緣向遠(yuǎn)離所述第二主體的方向延伸形成與所述第一凸起相同的第二凸起;所述第二彈簧環(huán)置于所述第二卡環(huán)內(nèi)再置于所述第二凸起內(nèi);所述正極集流體固定連接并電性連接于所述匯流板的第五表面。
在一個優(yōu)選實施方式中,所述第一固定槽和所述第二固定槽均呈圓形且內(nèi)徑均對應(yīng)于所述單體電池的外徑,所述第一彈簧環(huán)和所述第二彈簧環(huán)的內(nèi)徑均分別對應(yīng)于所述單體電池的負(fù)極柱和正極柱的外徑;所述單體電池的正極柱穿過對應(yīng)的第一通孔插入到所述匯流板的正極集流體內(nèi)的第二彈簧環(huán)內(nèi)進(jìn)行過盈配合并電性連接、負(fù)極柱插入到所述第二固定槽內(nèi)的負(fù)極集流體內(nèi)的第一彈簧環(huán)內(nèi)進(jìn)行過盈配合并電性連接。
在一個優(yōu)選實施方式中,每個連接部為長方體且開設(shè)有一個收容槽;分別位于所述每個電池模組兩端的匯流板的一端邊緣還自延伸并彎曲折疊形成一個卡部,所述卡部圍成一個卡槽;所述卡槽內(nèi)卡有一個簧片,所述簧片由一個矩形金屬片彎曲折疊形成且包括一個頭部和與所述頭部相連的一對平行間隔卡持片;所述一對卡持片的末端向遠(yuǎn)離對方的方向翹起,所述簧片固定連接并電性連接于所述卡槽內(nèi);位于所述每個電池模組兩端的匯流板的所述卡部分別收容在與所述匯流板相同端的所述連接部的收容槽內(nèi)。
在一個優(yōu)選實施方式中,所述連接部還包括兩個間隔相對的第三側(cè)壁,每個第三側(cè)壁上設(shè)有一個卡扣;所述連接主體呈長方體桿狀且內(nèi)部收容有導(dǎo)線,每個接插部呈長方體狀且兩端各設(shè)有一個卡持耳,每個卡持耳呈矩形并開設(shè)有一個卡孔;所述每個接插部內(nèi)部還設(shè)有導(dǎo)電片,所述導(dǎo)電片呈矩形且與所述連接主體內(nèi)的導(dǎo)線電性連接;所述快插式軟連接結(jié)構(gòu)兩端的接插部的導(dǎo)電片分別插入到所述每兩個電池模組一端的所述收容槽內(nèi)的所述簧片的卡持片內(nèi)進(jìn)行電性連接,所述每個連接部的每個第三側(cè)壁的卡扣插入到與之對應(yīng)的所述接插部的卡持耳的卡孔內(nèi)卡緊固定。
本實用新型提供的動力電池包,設(shè)置的正極集流體內(nèi)的第二彈簧環(huán)和負(fù)極集流體內(nèi)的第一彈簧環(huán)具有很好的彈性結(jié)構(gòu),且分別與單體電池上的正極柱和負(fù)極柱產(chǎn)生過盈配合并電性連接,安裝和拆卸方便。在正極固定支架的第一固定槽內(nèi)設(shè)置多個限位塊與單體電池的限位凹槽形成限位配合,對單體電池起到了很好的預(yù)固定作用。負(fù)極固定支架上的負(fù)極集流體通過保險絲與匯流板電性連接,保險絲可以起到過電流保護(hù)作用。通過扎帶對多個串聯(lián)的電池模塊扎緊固定,更自動化和輕量化。設(shè)置快插式軟連接結(jié)構(gòu)連接兩個電池模組,安裝和拆卸便捷,且簡化了操作流程。
【附圖說明】
圖1為本實用新型提供的動力電池包的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型提供的動力電池包的正極固定支架與匯流板的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實用新型提供的動力電池包的正極固定支架的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實用新型提供的動力電池包的負(fù)極集流體的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本實用新型提供的動力電池包的正極集流體的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本實用新型提供的動力電池包的一部分的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為圖1提供的動力電池包的區(qū)域A的局部放大圖。
圖8為本實用新型提供的動力電池包的一部分的截面示意圖。
圖9為本實用新型提供的動力電池包的簧片的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益技術(shù)效果更加清晰明白,以下結(jié)合附圖和具體實施方式,對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是,本說明書中描述的具體實施方式僅僅是為了解釋本實用新型,并不是為了限定本實用新型。
請參考圖1及圖2,為本實用新型提供的動力電池包100,包括多個電池模組10及多個用于連接每兩個電池模組10的快插式軟連接結(jié)構(gòu)20。
每個電池模組10包括多個串聯(lián)的電池模塊11及分別位于每個電池模塊11兩端的匯流板12,即每兩個電池模塊11之間共用一個匯流板12,即所述匯流板12的數(shù)量比所述電池模塊11的數(shù)量多一個。所述每個電池模組10還包括多個用于連接固定所述多個串聯(lián)的電池模塊11的扎帶13。
請同時參考圖6,所述每個電池模塊11包括多個并排放置的單體電池14及分別位于所述多個并排放置的單體電池14兩端的正極固定支架15和負(fù)極固定支架16。每個單體電池14為圓柱體且一端設(shè)有正極柱141、遠(yuǎn)離所述正極柱141的一端設(shè)有負(fù)極柱142。所述每個單體電池14還包括周壁143,所述周壁143靠近所述正極柱141的一端開設(shè)有一個限位凹槽144。
請參考圖2,所述正極固定支架15大致呈長方體狀且包括第一表面151、與所述第一表面151相背的第二表面152及四面圍繞所述第一表面151及所述第二表面152的第一側(cè)壁153。所述第一表面151開設(shè)有多個與所述單體電池14一一對應(yīng)的第一固定槽154,每個第一固定槽154包括內(nèi)壁155,所述內(nèi)壁155上設(shè)有多個限位塊156。具體地,所述第一固定槽154呈圓形,每個限位塊156大致為長方體。所述第二表面152開設(shè)有多個與所述第一固定槽154一一對應(yīng)并連通的第一通孔157。每面第一側(cè)壁153開設(shè)有兩個間隔設(shè)置的第一扎帶槽158,每個第一扎帶槽158呈矩形。
請參考圖3至圖6,所述負(fù)極固定支架16也呈長方體狀并包括第三表面161、與所述第三表面161相背的第四表面162及四面圍繞所述第三表面161和所述第二表面162的第二側(cè)壁163。所述第三表面161開設(shè)有多個與所述單體電池14一一對應(yīng)的第二固定槽164,每個第二固定槽164呈圓形且底部設(shè)有一個負(fù)極集流體165。具體地,所述負(fù)極集流體165包括第一主體166、第一卡環(huán)167、第一彈簧環(huán)168及保險絲169。
進(jìn)一步地,所述第一主體166呈圓形片狀且開設(shè)有第二通孔1661,所述第二通孔1661的邊緣向遠(yuǎn)離所述第一主體166的方向延伸形成第一凸起1662,所述第一凸起1662呈中空圓柱狀。所述第一主體166的一部分邊緣還延伸出凸部1663。具體地,所述第一主體166與所述負(fù)極固定支架16通過嵌入注塑成型。所述第一卡環(huán)167呈中空圓柱狀且外徑對應(yīng)于所述第一凸起1662的內(nèi)徑。所述第一彈簧環(huán)168為圓環(huán)狀且間隔設(shè)置有鏤空孔形成向所述第一彈簧環(huán)168的中心線凹陷的彈性結(jié)構(gòu),所述第一彈簧環(huán)168的兩端邊緣均延伸出多個間隔設(shè)置的L型爪片1681,位于所述第一彈簧環(huán)168兩端邊緣的爪片1681一一對應(yīng)且相對放置。具體地,所述爪片1681位于所述第一彈簧環(huán)168的外側(cè),所述第一彈簧環(huán)168的外徑對應(yīng)于所述第一卡環(huán)167的內(nèi)徑。所述第一彈簧環(huán)168置于所述第一卡環(huán)167內(nèi)并且所述爪片1681卡扣在所述第一卡環(huán)167的外側(cè),固定后再置于所述第一凸起1662內(nèi)。所述保險絲169的一端固定連接并電性連接于所述凸部1663上。
所述第四表面162開設(shè)有多個與所述第二固定槽164一一對應(yīng)并連通的方孔1621。每面第二側(cè)壁163開設(shè)有兩個間隔設(shè)置且與所述第一扎帶槽158相同的第二扎帶槽1631。
具體地,所述正極固定支架15的每個第一固定槽154的內(nèi)徑和所述負(fù)極固定支架16的每個第二固定槽164的內(nèi)徑均對應(yīng)于所述單體電池14的外徑。所述正極固定支架15和所述負(fù)極固定支架16均采用絕緣材料制成。在本實施方式中,所述正極固定支架15和所述負(fù)極固定支架16均采用耐電解液和防火的塑料材料制成。
請參考圖2及圖5,所述匯流板12包括相背的第五表面121和第六表面122,所述第五表面121設(shè)有多個與所述正極固定支架15上的第一通孔157一一對應(yīng)的正極集流體123。所述正極集流體123包括第二主體124、與所述第一卡環(huán)167相同的第二卡環(huán)125及與所述第一彈簧環(huán)168相同的第二彈簧環(huán)126。所述第二主體124呈圓形片狀且開設(shè)有與所述第二通孔1661相同的第三通孔127,所述第三通孔127的邊緣向遠(yuǎn)離所述第二主體124的方向延伸形成與所述第一凸起1662相同的第二凸起128。所述第二彈簧環(huán)126置于所述第二卡環(huán)125內(nèi),固定后再置于所述第二凸起128內(nèi)。具體地,所述正極集流體123固定連接并電性連接于所述匯流板12的第五表面121上。在本實施方式中,所述正極集流體123與所述第五表面121通過激光焊接的方式連接固定。
具體地,所述第一彈簧環(huán)168和所述第二彈簧環(huán)126的內(nèi)徑均分別對應(yīng)于所述單體電池14的負(fù)極柱142和正極柱141的外徑。在本實施方式中,所述第一彈簧環(huán)168和所述第二彈簧環(huán)126均表面鍍銀處理,以增強(qiáng)導(dǎo)電性。
請參考圖1、圖7及圖8,分別位于所述每個電池模組10的兩端的所述正極固定支架15的一面第一側(cè)壁153和所述負(fù)極固定支架16的一面第二側(cè)壁163上還均各設(shè)有一個連接部30,每個連接部30為長方體且開設(shè)有一個收容槽31。所述連接部30還包括兩個間隔相對的第三側(cè)壁32,每個第三側(cè)壁32上設(shè)有一個卡扣33,所述卡扣33呈梯形體狀。
請同時參考圖9,分別位于所述每個電池模組10兩端的匯流板12的一端邊緣還自延伸并彎曲折疊形成一個卡部40,所述卡部40圍成一個矩形的卡槽41,所述卡槽41內(nèi)卡有一個簧片42。所述簧片42為由一個矩形金屬片彎曲折疊形成的彈性結(jié)構(gòu)且包括一個頭部43和與所述頭部43相連的一對卡持片44,所述頭部43大致呈中空的棱柱體狀,所述一對卡持片44為平行間隔設(shè)置的金屬片結(jié)構(gòu)。所述一對卡持片44的末端向遠(yuǎn)離對方的方向翹起。具體地,所述簧片42固定連接并電性連接于所述卡槽41內(nèi)。在本實施方式中,所述簧片42用機(jī)械壓緊的方式固定于所述卡槽41內(nèi)。
每個扎帶13呈長條形。
具體地,位于所述每個電池模組10兩端的匯流板12的所述卡部40分別收容在與之相同端的所述連接部30的收容槽31內(nèi)。
請參考圖1、圖7及圖8,每個快插式軟連接結(jié)構(gòu)20包括連接主體21及分別位于所述連接主體21兩端的接插部22,所述連接主體21及分別位于所述連接主體21兩端的接插部22均由絕緣材料制成且由嵌入注塑工藝成型。所述連接主體21呈長方體桿狀且內(nèi)部收容有導(dǎo)線(圖未示),每個接插部22呈長方體狀且兩端各設(shè)有一個卡持耳23,每個卡持耳23呈矩形且開設(shè)有一個卡孔24。所述每個接插部22內(nèi)部還設(shè)有導(dǎo)電片25,所述導(dǎo)電片25呈矩形且與所述連接主體內(nèi)的導(dǎo)線電性連接。在本實施方式中,所述導(dǎo)電片25由銅制成且表面鍍銀處理,以增強(qiáng)導(dǎo)電性。
請參考圖1至圖3,組裝時,所述單體電池14帶有正極柱141的一端收容到一一對應(yīng)的所述正極固定支架15的第一固定槽154內(nèi),且所述第一固定槽154內(nèi)的所述多個限位塊156插入到所述單體電池14的限位凹槽144內(nèi),以此固定住所述單體電池14。所述單體電池14帶有負(fù)極柱142的一端收容到一一對應(yīng)的所述負(fù)極固定支架16的第二固定槽164內(nèi),且所述負(fù)極柱142插入到所述第二固定槽164內(nèi)的負(fù)極集流體165內(nèi)的第一彈簧環(huán)168內(nèi)進(jìn)行過盈配合并電性連接組裝成所述電池模塊11。
請同時參考圖6,每兩個電池模塊11之間設(shè)有一個匯流板12,其中一個電池模塊11的負(fù)極固定支架16的第四表面162與所述匯流板12的第六表面122相接觸,并且所述負(fù)極固定支架16的負(fù)極集流體165上的保險絲169遠(yuǎn)離所述第一主體166的一端穿過所述方孔1621與所述匯流板12的第六表面122固定連接并電性連接,所述保險絲169不僅可以過電流也可以對過電流起到保護(hù)作用。所述匯流板12的第五表面121與相鄰的一個電池模塊11的正極固定支架15的第二表面152相接觸,并且所述匯流板12的第五表面121上的正極集流體123插入到所述正極固定支架15上與之一一對應(yīng)的第一通孔157內(nèi),與此同時,所述單體電池14的正極柱141插入到與之一一對應(yīng)的正極集流體123的第二彈簧環(huán)126內(nèi)進(jìn)行過盈配合并電性連接,如此實現(xiàn)相鄰兩個電池模塊11之間的串聯(lián),如此反復(fù)循環(huán)操作,可完成所述多個電池模塊11的串聯(lián)。再用所述多個扎帶穿過所述多個串聯(lián)的電池模塊11的正極固定支架15的四面第一側(cè)壁153上的第一扎帶槽158和所述負(fù)極固定支架16的四面第二側(cè)壁163上的第二扎帶槽1631扎緊固定,完成所述電池模組10的組裝。
每兩個電池模組10相鄰放置,所述快插式軟連接結(jié)構(gòu)20兩端的接插部22的導(dǎo)電片25分別插入到所述每兩個電池模組10一端的所述收容槽31內(nèi)的所述簧片42的卡持片44內(nèi)進(jìn)行電性連接,所述每個連接部30的每個第三側(cè)壁32的卡扣33插入到與之對應(yīng)的所述接插部22的卡持耳23的卡孔24內(nèi)卡緊固定以此實現(xiàn)所述兩個電池模組10之間的串聯(lián)固定連接。所述每兩個電池模組10另一端的連接部30分別通過另兩個所述快插式軟連接結(jié)構(gòu)20連接至另兩個所述電池模組10,以此實現(xiàn)所述多個電池模組10的串聯(lián)。
請參考圖1,在本應(yīng)用實例中,所述動力電池包100還包括電池箱50,多個串聯(lián)的電池模組10用多個金屬壓條60固定連接于所述電池箱50(圖未示)內(nèi)。
本實用新型提供的動力電池包,設(shè)置的正極集流體內(nèi)的第二彈簧環(huán)和負(fù)極集流體內(nèi)的第一彈簧環(huán)具有很好的彈性結(jié)構(gòu),且分別與單體電池上的正極柱和負(fù)極柱產(chǎn)生過盈配合并電性連接,安裝和拆卸方便。在正極固定支架的第一固定槽內(nèi)設(shè)置多個限位塊與單體電池的限位凹槽形成限位配合,對單體電池起到了很好的預(yù)固定作用。負(fù)極固定支架上的負(fù)極集流體通過保險絲與匯流板電性連接,保險絲可以起到過電流保護(hù)作用。通過扎帶對多個串聯(lián)的電池模塊扎緊固定,更自動化和輕量化。設(shè)置快插式軟連接結(jié)構(gòu)連接兩個電池模組,安裝和拆卸便捷,且簡化了操作流程。
本實用新型并不僅僅限于說明書和實施方式中所描述的,因此對于熟悉領(lǐng)域的人員而言可容易實現(xiàn)另外的優(yōu)點和修改,故在不背離權(quán)利要求及同等范圍所限定的一般概念的精神和范圍的前提下,本實用新型并不限定于特定的細(xì)節(jié)、代表性的設(shè)備和這里示出與描述的圖示示例。