导电片、动力电池模块及动力电池箱的制作方法

导电片、动力电池模块及动力电池箱
1.本技术是申请日为2016年11月16日、申请号为201611032443.4、发明创造名称为“动力电池模块及具有动力电池模块的动力电池箱”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及动力电池领域，尤其是涉及一种导电片、动力电池模块及动力电池箱。


背景技术：

3.随着人们的环保意识的越来越强，电动车作为交通工具开始逐渐普及。而随着电动汽车的增长，传统用铅酸电池的方案已经不适用，不仅无法保证动力电池组的安全性、安装一致性和拆装便捷性，后期回收处理污染严重，且不便于组织生产及后期维护。
4.动力电池组通常包括若干电芯。在电动汽车行驶过程中，动力电池组需承受较为严重的颠簸，该颠簸易造成动力电池组内的零部件的电连接失效，动力电池组的电连接不可靠。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是为了克服现有动力电池组内的电连接不可靠的缺陷，提供一种导电片、动力电池模块及动力电池箱。
6.本发明提供一种导电片，所述导电片包括基体；所述基体上开设有若干通孔，所述基体上形成有位于通孔内用于电连接的条状凸缘；所述基体上设置有导电的导电套；所述导电套用于与导电芯形成电连接。
7.较佳地，所述基体由铜排和镍片组合在一起形成，所述条状凸缘由所述镍片延伸而成。
8.较佳地，所述条状凸缘的端部设有凸起的凸点。
9.较佳地，所述条状凸缘上开设有沿所述条状凸缘长度方向延伸的长条孔，每个所述条状凸缘的端部设有两个凸点且分别位于长条孔两侧。
10.较佳地，所述长条孔具有直段，所述条状凸缘形成两段平行的直臂。
11.较佳地，所述凸点被设置成位于通孔的中心位置，所述凸点的凸起高度为0.2
‑
0.4mm，其直径为1
‑
1.5mm。
12.较佳地，所述条状凸缘与所述基体的连接处形成有圆弧槽。
13.较佳地，所述导电套与导电芯形成动力电池连接结构；所述导电套内设有一个或多个弹性导电件；所述导电芯包含一芯筒和芯筒内的一导电的芯体；所述芯体与导电套可分离地套接，且套接时所述芯体与所述弹性导电件相接触。
14.较佳地，所述芯体与导电套套接时所述弹性导电件被芯体外壁和导电套内壁夹紧。
15.较佳地，所述导电套的内壁设有一个或多个导电环槽，所述弹性导电件设于所述的导电环槽内，且所述弹性导电件与所述导电环槽过盈配合。
16.较佳地，所述弹性导电件为环形导电簧。
17.较佳地，所述导电套包括一套筒，所述套筒包含一套管，所述套管的两端内壁分别设有一个或多个所述弹性导电件。
18.较佳地，所述导电套的内壁设有至少一个第一密封环槽，所述第一密封环槽被设于所述弹性导电件与所述导电套套接芯体的开口之间，所述第一密封环槽内设有第一密封圈。
19.较佳地，所述套管中间位置的外壁还设有一环形的限位环。
20.较佳地，所述芯体包括第一芯体及其两端的第二芯体，所述第二芯体的直径小于第一芯体，所述第一芯体的直径与所述芯筒的内径相适应，所述第二芯体与导电套的套管套接连接。
21.较佳地，所述芯筒包括筒体，所述筒体的两端内壁并于第二芯体外壁分别设有至少一个第二密封圈。
22.较佳地，所述第一芯体与第二芯体的交界处的筒体内壁设有第二密封环槽，所述第二密封环槽的两端均有筒体内壁的凸起，所述第二密封圈限位于所述第二密封环槽内。
23.本发明还提供一种动力电池模块，包括电芯，所述动力电池模块还包括如上所述的导电片，所述导电片用于电连接所述电芯。
24.本发明还提供一种动力电池箱，所述电池模组置于所述箱体内，其特征在于，多个并排固定设置的如上所述的电池模块构成电池模组。
25.较佳地，所述导电套通过导电芯与另一所述电池模块上的导电套电连接，实现多个所述电池模块之间的导电。
26.在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
27.本发明的积极进步效果在于：
28.本发明提供的导电片的条状凸缘能够为动力电池内的电芯提供可靠的电连接，导电片的导电套也能够与导电芯形成可靠的电连接。
附图说明
29.图1是本发明动力电池箱一个实施例的结构示意图。
30.图2是图1所示动力电池箱的内部结构示意图。
31.图3是本发明模块盒一个实施例的结构示意图。
32.图4是图3所示模块盒的倒置结构示意图。
33.图5是本发明铜镍导电片一个实施例的结构示意图。
34.图6是图5中区域a的局部放大示意图。
35.图7是本发明带有导电套的铜镍导电片一个实施例的结构示意图。
36.图8是本发明带有母插的铜镍导电片一个实施例的结构示意图。
37.图9是本发明导电套一个实施例的立体结构示意图。
38.图10是图9所示导电套的立体结构分解示意图。
39.图11是图9所示导电套的平面示意图。
40.图12是图11所示导电套沿a
‑
a线的剖视图。
41.图13是图10所示导电套的套筒的结构示意图。
42.图14是图13所示套筒沿b
‑
b线的剖视图。
43.图15是本发明导电芯一个实施例的立体结构示意图。
44.图16是图15所示导电芯的立体结构分解示意图。
45.图17是图15所示导电芯的平面示意图。
46.图18是图17所示导电芯沿a
‑
a线的剖视图。
47.图19是图16所示导电芯的芯筒的平面示意图。
48.图20是图19所示芯筒沿b
‑
b线的剖视图。
49.图21是本发明动力电池模块的连接结构一个实施例的立体结构示意图。
50.图22是图21所示动力电池模块的连接结构的立体结构分解示意图。
51.图23是图21所示动力电池模块的连接结构的平面示意图。
52.图24是图23所示动力电池模块的连接结构沿a
‑
a线的剖视图。
具体实施方式
53.下文将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
54.本发明的实施例以车载动力电池箱为例，包括箱体和位于箱体内的电池模组，电池模组包括多个叠置的模块盒，模块盒中装有多个电芯(即电池单体)以及至少一个导电电芯(即动力电池模块连接结构，用于与相邻动力电池模块电连接)。模块盒包括上盖和下盖，上盖和下盖外侧分别卡扣连接导电片及绝缘板。模块盒的左右两侧各有两个槽，用于在成组时卡入卡条，槽内相应设置有与卡条相配合的凸杆。模块盒的顶边也各有两个槽用于在成组时卡入卡条，并在卡条上固定信号采集板。铜镍导电片预先固定有塔簧，折入顶边槽内，信号采集板随卡条卡入槽后与塔簧接触，实现电连接。
55.如图1和2所示，本发明一个实施例的动力电池箱，一般性地包括：箱体1、电池模组和卡条3。
56.多个并排固定设置的动力电池模块2构成电池模组，动力电池模块2安装有多个电芯，电池模组并排设置在箱体1内；卡条3将动力电池模块2卡止固定成一体。动力电池模块2是至少包含了模块盒、电芯、导电电芯、导电片、绝缘片的整体结构。
57.如图3和图4所示，本发明的一种动力电池模块2的模块盒，包括：上盖21和下盖22；上盖21形成有一个以上安装电芯106的上槽体211；下盖22形成有与上槽体211对应的用于安装电芯的下槽体221；上盖21和下盖22卡合在一起。其中，槽体内可以安装一个或多个导电电芯。
58.上盖21上形成有凸起的卡扣231，在下盖22上形成有卡舌232，卡舌232上开设有与卡扣231相适配的卡槽233。通过卡扣231和卡舌232上的卡槽233将上盖21和下盖22卡合在一起。其中，卡扣和卡舌的位置可以互换；卡合的方式不限于本实施例的卡扣、卡舌及卡槽；上下盖之间也可以是卡合之外的可拆卸式固定方式。
59.上盖21的外侧(即上盖的上表面)设置有连接电芯106一侧电极的上导电片241，下盖22的外侧(即下盖的下表面)设置有连接电芯106另一侧电极的下导电片242。上导电片241外侧(即上导电片的上表面)盖设有上绝缘片251，下导电片242外侧(即下导电片的下表
面)盖设有下绝缘片252。其中，导电片用于实现多个电芯之间的串并联，绝缘片用于在多个模块层叠设置后避免导电片相互接触，因此被设置成至少可以完全覆盖导电片的大小，图中由于导电片被绝缘片覆盖，只示出其边缘。
60.本实施例中，导电片通过上盖和下盖外侧面边缘的多个卡扣件限位在上盖和下盖上，并与模块盒内电芯的正极或负极焊接固定连接，绝缘片也通过上盖和下盖外侧面边缘的多个卡扣件限位在上盖和下盖上。
61.为了实现电池模组中各个模块的串联，导电片及绝缘片上还开设有多个位置对应的供导电电芯穿过的通孔(本实施例为6个，如图3、4所示)，导电电芯可以被设置成电芯的外形，被设置在上槽体和下槽体中，与相邻模块内的导电电芯通过导电件电连接，从而实现模块与模块之间的通路。
62.下盖22的内部或四周向上还形成有支撑上盖21的支柱26，对上盖21起均匀支撑作用，同时这些支柱为空心，其所在空间还可以有助于防止电池区域过热。其中，支柱可以有多个，包括但不限于仅抵靠上盖起支撑作用的支柱、顶端设置卡合件并与上盖相应部位卡合的起可拆卸固定作用的支柱等等。
63.上盖21和下盖22的四周侧面形成有多个凹槽27，包括用于多个动力电池模块2叠放时上下对齐定位的定位凹槽以及用于多个动力电池模块2叠放后卡入固定卡条的卡条凹槽，其中，卡条凹槽内形成有凸杆271，以便与具有卡孔的卡条卡合连接。
64.图5
‑
8示出了本发明导电片的实施例。
65.如图5所示，导电片包括基体41，所述基体41由铜排和镍片通过焊接，例如激光焊接组合而成。基体41上开设有多个通孔42(如图6所示)，所述通孔42与排列在模块盒中的电芯(未示出)一一对应。
66.图6是图5中区域a的局部放大示意图，示出了一个通孔42的结构。所述基体41上形成有位于通孔42内的条状凸缘43，条状凸缘43由镍片延伸而成，较佳地向通孔中心位置延伸，条状凸缘43在通孔42内对称布置，与所述基体41的连接处分别形成有圆弧槽。所述条状凸缘43用于通过焊接等方式与电芯的正负极形成电连接，每个条状凸缘43的端部都具有两个凸点44(如图6所示)，通孔中心位置的4个凸点44被设置成朝向电芯正负极表面凸起，成为焊接至电芯正负极的电连接点。
67.所述条状凸缘43上还可以开设有沿所述条状凸缘43的长度方向延伸的长条孔45，以减少条状凸缘的强度，使条状凸缘的端部凸点更容易被压紧贴合在电芯正负极表面；同时，如果出现电流过载，开有长条孔的条状凸缘更容易熔断，提高安全性；此外，由于开有长条孔，焊接电流被分散的面积小，更容易集中在4个凸点44上。
68.其中，凸点可通过冲压而成，其凸起的高度较佳地为0.2
‑
0.4mm，直径较佳地为1
‑
1.5mm，以便于加工以及保证焊接后的电连接。长条孔可具有一个直段，以使条状凸缘形成两段平行的直臂，直臂两侧均为直线形状，以确保电流过载时直臂处更容易熔断。
69.为了适应铜镍导电片之间的电连接或者与信号采集板的电连接，铜镍导电片可包括多种不同的形式，例如，有的铜排上装有导电套，和导电芯进行连接，完成模块之间的导电；有的铜排上装有导电柱，有的铜排上装有导电柱套，两者装于相邻模块实现模块之间的导电；有的铜排上装有母插，和线束头进行连接，有的铜排上预先固定有塔簧，实现与信号采集板的电连接。
70.图7是本发明带有导电套的铜镍导电片一个实施例的结构示意图。其中，附图标记7表示塔簧，附图标记5表示导电套。
71.塔簧7安装在由基体41向外延伸并向垂直于基体41的方向弯折的弯折片47上。所述弯折片47折入模块盒的顶边槽内，与预置于信号采集板上的接触点，例如塔簧、导电圆片等接触，实现铜镍导电片与信号采集板的电连接，用于动力电池的温度信号、电压信号等的采集。
72.导电套5安装在基体41向外延伸出的伸长片46上，包括导电套筒和内置于导电套筒中的导电簧，并通过导电芯实现与另一模块上的导电套的电连接，进而实现模块之间的导电。该导电簧可以是由导电线圈绕成的环形结构，有弹性，可以在颠簸时保持电连接。其中，该导电芯可以被设置在动力电池模块2中某一个电芯的位置，其一端可以被设置成与导电套相连，另一端可以被设置成与一个单独的导电套相连，该单独的导电套另一端还与另一个动力电池模块2上的导电芯相连，并通过另一个动力电池模块2上的导电套实现两个模块之间的电连接。
73.图8是本发明带有母插的铜镍导电片一个实施例的结构示意图。其中，附图标记7表示塔簧，附图标记9表示母插。
74.塔簧7的相关结构与作用如上所述。母插9设于基体41的伸出片上，一个动力电池模块2具有一对正负极的母插9。母插9用于插入线束头，实现两个动力电池模块2之间的电连接，或动力电池模块2与高压模块之间的电连接。所述线束头(未示出)，包括外壳、插头、插头座、压紧弹簧和导电簧，插入到母插9实现电连接。
75.在另一个实施例中，一个动力电池模块2的底面导电片上装有向下而设的导电柱，其相邻下方动力电池模块2的顶面导电片上装有向下而设的导电柱套，两者套接实现模块之间的导电。其中，导电柱套内包括导电套筒及其内的导电簧。
76.图9
‑
14示出本发明导电套的实施例，导电套作为导电电芯的一个组件，两个相邻的动力电池模块2的导电芯分别与一个导电套套接，实现这两个动力电池模块2的电连接。
77.如图9
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14所示，导电套5包含一套筒52，该套筒52包含一管状的套管521，该套管521的外壁中部设有一环形的限位环522，该套管521的内壁两端分别设有一由环形的导电环槽523组成的导电环槽阵列和一由环形的第一密封环槽524组成的密封环槽阵列，该导电环槽523内分别设有一可分离的环形的导电簧53，该第一密封环槽524内分别设有一可分离的环形的第一密封圈54。其中，导电簧与导电环槽较佳地过盈配合，第一密封圈与第一密封环槽较佳地过盈配合。
78.该套筒52为铜制成，该第一密封圈54为橡胶制成，该导电簧53为镀银弹簧。
79.使用时，两端可套接两个导电芯，导电芯包含一芯筒和芯筒内的一导电的芯体，套接时芯体与导电套内的导电簧相接触。套管外壁的限位环用于限位两端套接的导电芯端沿。
80.使用时，如图14所示，套管521的内壁两端分别设有一对导电环槽523和一密封环槽524，当然，导电环槽523和第一密封环槽524的数量可以根据需要增减。在进行电池连接时，由于导电簧53本身的弹性，较佳地被设置成由导电线圈绕成的环形结构(导电线圈沿环形路径缠绕)，导电线圈形成环形中空通道，因此在受到外力时可被压缩、形变，使得即使在颠簸的环境下，导电芯的芯体与导电簧发生相对滑动，也不会影响两者的电连接，提高了两
者的轴向和径向的随动性，也不会发生断电、打火等现象，连接可靠，实用性强。
81.图15
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20示出本发明导电芯的实施例，导电芯作为导电电芯的一个组件，两个相邻的动力电池模块2的导电芯分别与一个导电套套接，实现这两个动力电池模块2的电连接。
82.如图15至图20所示，导电芯6包含一芯筒62和一芯体63。该芯筒62包含一圆筒状的筒体621，该筒体621的内壁两端分别设有一由环形的第二密封环槽622组成的密封环槽阵列，该第二密封环槽622内分别设有一可分离的第二密封圈64，该芯体63包含一圆柱状的第一芯体631，该第一芯体631的两端分别设有一圆柱状的第二芯体632，该第二芯体632的直径小于该第一芯体631，该第一芯体631的直径与该筒体621的内径相适应，该第二芯体632的直径与该第二密封圈64的内径相适应，其中，第二密封圈与第二密封环槽较佳地过盈配合，并与第二芯体较佳地过盈配合。
83.该筒体621的两端分别设有一喇叭状的卡接口623，方便芯体63和导电套套管521的插接操作。密封圈与密封环槽较佳地过盈配合，并与第二芯体较佳地过盈配合。
84.该芯体63为铜制成，该第二密封圈64为橡胶制成。
85.使用时，导电芯的任一端可套接一个导电套，导电套内壁具有导电簧，套接时第二芯体632与导电套内的导电簧相接触。
86.使用时，该导电芯当做一颗电池，装在盖盒中，起到导电通路作用。如图18所示，使用者直接将两个第二密封圈64分别卡入到对应的密封环槽622中，第二密封圈64的内壁紧贴芯体63的第二芯体632的外壁，实现对芯体63的内部的密封，防止外界水汽的侵蚀，效果明显，实用性强。
87.当然，密封环槽622的数量可以根据需要进行增减，以适应不同的工作环境。
88.图21
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24示出本发明动力电池模块2连接结构(即导电电芯)的实施例。
89.如图21至图24所示，该连接结构包含导电套5和导电芯6，导电芯6与导电套5插接连接。
90.下面介绍如何使用该连接结构。
91.如图23和图24所示，将一导电套5置于两相连的导电芯6之间，直接将芯体63插入到对应的套管内，使得芯体63的第二芯体632与一对导电簧53紧密接触，第一密封圈54和第二密封圈64构成双重密封结构。其中，导电簧53的内外径分别与套管521内壁、第二芯体632外壁过盈配合，使得装配后的导电簧53被夹紧；第一密封圈54的内外径分别与套管521内壁、第二芯体632外壁过盈配合，使得装配后的第一密封圈54被夹紧；第二密封圈64的内外径分别与第二芯体632外壁、筒体621内壁过盈配合，使得装配后的第二密封圈64被夹紧。装配后，限位环两端分别被两个芯筒的端部抵贴。
92.另一方面，如图18和图20所示，密封环槽622的两端均有筒体621内壁的凸起，使密封圈64的前后两端均被限位在密封环槽622内，所带来的好处包括：由于外端被限位，从而抵住第一芯体宽于第二芯体所形成的端沿凸环，将芯体轴向限位在芯筒内，但又具有一定的轴向缓冲位移量；第一芯体与筒体较佳地为间隙配合，利用密封圈就可以实现芯体在芯筒内一定的径向缓冲位移量，在导电套和导电芯装配的过程中，可以在两者没有完全对准的情况下也能实现套接，当然导电套和导电芯较佳地可以在相套接的接口处设置斜面卡接口，如图20中的卡接口623。在其他实施例中，第一芯体也可与芯筒过盈配合以限位。
93.本实施例的导电套、芯体、导电簧为导电材料，通过导电套两端的导电簧，两个导
电芯的芯体可以实现电连接。本实施例的导电簧53被设置成具有弹性，较佳地被设置成由导电线圈绕成的环形结构(导电线圈沿环形路径缠绕)，导电线圈形成环形中空通道，因此在受到外力时可被压缩、形变，使得即使在颠簸的环境下，芯体63与导电簧53发生相对滑动，也不会影响两相邻的导电芯n的电连接，提高了两者的轴向和径向的随动性，不会发生断电、打火等现象，连接可靠。
94.需要说的是，第一密封圈54、第二密封圈64和导电簧53的数量可以根据需要进行增减，本实施例所述阵列是指由两个以上相关部件平行排列而成。导电套和导电芯的整体结构及内部细节结构也不限于圆形，也可以是方形等结构，此时，导电簧等细节结构可以为方环状。导电簧53也不局限于环形的弹簧结构，也可以采用其他的弹性的导电元件，比如在套管521的内壁上设置长条状的簧片，或者在套管521的内壁上设置多组弹性的导电球等。总之，只要该导电元件能与芯体63保持弹性的紧密接触即可。
95.本实施例中的套筒和芯体可以为铜制成，第一密封圈和第二密封圈可以为橡胶制成，导电簧可以为镀银弹簧。
96.本实施例的连接结构可以被制成电池单体的外形并被安装到模块盒的槽体中，用于两个由电池单体组成的动力电池模块2盒之间的电连接，也可以用于电池箱里其他结构的电连接。
97.本发明的动力电池模块2的电连接方式可以为但不限于：预先将模块盒中的电池槽体划分为多个区域，每个区域的电池单体正负极朝向一致，由两片导电片分别与这个区域内的所有电池单体的正极和负极焊接连接，形成这些电池单体的并联结构，再通过将同侧相邻
98.两片导电片设置为一体(如图5的导电片，左半区域连通多个电池的正极，右半区域连通多个电池的负极)或导通，形成多个并联结构之间的串联，从而将真个动力电池模块2中的电池单体电连接起来。整个动力电池模块2会引出一个正极端和一个负极端，可以通过导电片伸出的导电柱、导电柱套、导电套、母插等作为正极端或负极端，如两个相邻动力电池模块2的正负极端在相邻位置，可以通过一对导电柱和导电柱套实现串联；如不在相邻位置(分别位于模块盒的上下两侧)，可以通过导电套和导电芯的连接结构实现串联。
99.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。