一种双侧出极耳的新型软包模组结构的制作方法

1.本实用新型涉及锂离子动力电池系统技术领域，特别是涉及一种双侧出极耳的新型软包模组结构。


背景技术：

2.锂离子电池具有比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点，不仅在便携式电子设备(如移动电话、数码摄像机和手提电脑)上得到广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面，因此对锂离子电池的性能要求越来越高。
3.随着锂电行业发展，锂离子动力电池系统对能量密度的要求越来越高。目前，常规的方形铝壳电芯的成组性能提升空间有限。而目前的软包电芯,因结构限制，在模组组装焊接过程中的效率难以提升。特别是厚度较薄的软包电芯在成组过程中的串并联组装难度更大，使得软包电芯模组的成组效率低下，不仅影响了软包电芯模组的整体生产效率，而且显著增加了软包电芯模组的生产成本。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种双侧出极耳的新型软包模组结构。
5.为此，本实用新型提供了一种双侧出极耳的新型软包模组结构，包括电池模组主体；
6.电池模组主体包括多个电池模块；
7.每个电池模块包括一个模组框架、两个电芯、一个缓冲泡棉以及一个散热翅片；
8.每个电芯的上下两端分别具有一个极耳；
9.每个电池模块中的两个电芯在同一侧的极耳是同性极耳；
10.每个模组框架内分别放置有两个垂直分布的电芯，该两个电芯通过一个缓冲泡棉相互间隔，并且每个模组框架的左侧设置有垂直分布的散热翅片；
11.每个模组框架的上下两端中部分别设置有一个嵌件铝排；
12.每个模组框架内两个电芯的极耳，通过激光焊与相邻的嵌件铝排相焊接固定；
13.对于任意相邻的两个电池模块，两者在同一侧的极耳是异性极耳；
14.多个电池模块通过多个模组串联铝排相串联；
15.电池模组主体的左右两侧，分别设置有一个垂直分布的模组端板；
16.每个模组端板朝向电池模组主体的一侧，粘贴有绝缘分隔片；
17.每个模组端板的顶部中间位置，分别设置有一个模组输出支座；
18.每个模组输出支座分别通过螺栓与一个模组输出排固定连接；
19.每个模组输出排与相邻的模组框架上方的铝排导向支架通过激光焊接连接。
20.优选地，每个模组框架在每个嵌件铝排上分别设置有一个铝排导向支架，铝排导
向支架与嵌件铝排相接触；
21.任意相邻的两个电池模块的模组框架中同一侧的两个铝排导向支架，分别通过一个模组串联铝排相连接。
22.优选地，电池模组主体的上部前后两侧以及下部前后两侧，分别设置有一个横向分布的侧板压条；
23.侧板压条的两端，分别与相邻的模组端板固定连接。
24.优选地，任意相邻的两个模组框架相卡接。
25.优选地，每个模组端板的顶部中间位置，具有下凹的导向槽；
26.模组输出支座朝向模组端板的一侧中间位置，具有定位插入台；
27.模组输出支座的定位插入台，插入到导向槽中。
28.优选地，模组串联铝排与铝排导向支架通过激光焊接固定。
29.优选地，散热翅片朝向模组框架的一侧刷涂有一层导热胶。
30.优选地，每个模组框架的左侧边框上设置有多个定位凸块；
31.散热翅片在与模组框架上的每个定位凸块相对应位置，分别设置有一个定位孔；
32.散热翅片通过定位孔和定位凸块安装在模组框架上，并且散热翅片通过超声焊与模组框架固定连接。
33.优选地，散热翅片的前后两端具有向模组框架方向弯折的弯折部分；
34.弯折部分，其外侧用于与现有的散热设备相接触。
35.优选地，电池模组主体的上下两端，均设置有两个第一模组防护盖和一个第二模组防护盖；
36.第一模组防护盖和第二模组防护盖，分别与相邻的模组框架的一端相卡接固定。
37.由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种双侧出极耳的新型软包模组结构，其结构设计科学，结构可靠，能够显著提升软包电芯模组的成组效率，保证软包电芯模组的整体生产效率，降低软包电芯模组的生产成本，具有重大的实践意义。
38.通过应用本实用新型的新型软包模组结构，能够更好地满足目前自动化生产的需求。
39.通过应用本实用新型的新型软包模组结构，有利于进一步提升软包电芯的抗震性能，并且对软包电芯进行有效的安全防护，有效避免由于外力碰撞和冲击带来的安全隐患。
附图说明
40.图1为本实用新型提供的一种双侧出极耳的新型软包模组结构的立体爆炸分解结构示意图；
41.图2为本实用新型提供的一种双侧出极耳的新型软包模组结构中，包括模块框架、两个电芯以及缓冲泡棉、散热翅片在内的任意一个电池模块的立体爆炸分解结构示意图；
42.图3为本实用新型提供的一种双侧出极耳的新型软包模组结构中，模组输出支座和绝缘分隔片的安装状态示意图；
43.图4为本实用新型提供的一种双侧出极耳的新型软包模组结构中，模组串联铝排、模组输出排以及铝排导向支架的安装状态示意图；
44.图5为本实用新型提供的一种双侧出极耳的新型软包模组结构的组装状态示意图；
45.图中，1为模组输出支座，2为模组输出排，3为模组端板，4为绝缘分隔片，5散热翅片；
46.6为电芯，7为缓冲泡棉，8为模组框架，9为侧板压条，10为模组串联铝排；
47.11为第一模组防护盖，12为第二模组防护盖，13为铝排导向支架。
具体实施方式
48.下面将结合本实用新型的实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
49.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
50.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
51.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
52.参见图1至图5，本实用新型提供了一种双侧出极耳的新型软包模组结构，包括电池模组主体；
53.电池模组主体包括多个电池模块100；
54.每个电池模块100包括一个模组框架8、两个电芯6、一个缓冲泡棉7以及一个散热翅片5；
55.每个电芯6的上下两端分别具有一个极耳，具体包括正极耳和负极耳；
56.每个电池模块100中的两个电芯6在同一侧的极耳是同性极耳，例如，两个电芯6上端的两个极耳都是正极耳，下端的两个极耳都是负极耳；
57.每个模组框架8内分别放置有两个垂直分布的电芯6，该两个电芯6通过一个缓冲泡棉7相互间隔，并且每个模组框架8的左侧设置有垂直分布的散热翅片5；
58.每个模组框架8的上下两端中部分别设置有一个嵌件铝排80；
59.每个模组框架8内两个电芯6的极耳，通过激光焊与相邻的嵌件铝排80相焊接固定；
60.需要说明的是，基于以上结构设计，每个电池模块是一个两并(2p)模组，即是具有两个并联电芯6的模块。
61.对于任意相邻的两个电池模块100，两者在同一侧的极耳是异性极耳，即一个是正极极耳，则另一个是负极极耳；
62.多个电池模块100通过多个模组串联铝排10相串联；具体采用的串联方式，为现有常规的方式，例如，对于位于中间的一个电池模块100，其顶部的正极耳所连接的嵌件铝排80和铝排导向支架13，与左侧的相邻电池模块100顶部的负极耳所连接的嵌件铝排80和铝排导向支架13，相互之间通过一个模组串联铝排10相导电连接；电池模块100底部的负极耳所连接的嵌件铝排80和铝排导向支架13，与右侧的相邻电池模块100底部的正极耳所连接的嵌件铝排80和铝排导向支架13，相互之间通过一个模组串联铝排10相导电连接，这样即实现三个电池模块的串联效果；
63.具体实现上，每个模组框架8在每个嵌件铝排80上分别设置有一个铝排导向支架13，铝排导向支架13与嵌件铝排80相接触(即实现导电连接)；
64.任意相邻的两个电池模块100的模组框架8中同一侧的两个铝排导向支架13，分别通过一个模组串联铝排10相连接；
65.电池模组主体的左右两侧，分别设置有一个垂直分布的模组端板3；
66.每个模组端板3朝向电池模组主体的一侧(即内侧)，粘贴有绝缘分隔片4；
67.每个模组端板3的顶部中间位置，分别设置有一个模组输出支座1；
68.每个模组输出支座1分别通过螺栓与一个模组输出排2固定连接；
69.每个模组输出排2与相邻的模组框架8(即最左侧或最右侧的模组框架8)上方的铝排导向支架13通过激光焊接连接，因此，模组输出排2通过激光焊接与模组框架8实现串联功能。
70.电池模组主体的上部前后两侧以及下部前后两侧，分别设置有一个横向分布的侧板压条9；
71.侧板压条9的两端，分别与相邻的模组端板3固定连接。
72.在本实用新型中，具体实现上，侧板压条9通过cmt(冷金属过渡技术)焊接技术与模组端板3固定连接。
73.在本实用新型中，具体实现上，模组框架8通过自身导向定位结构实现多个模块组装；任意相邻的两个模组框架8相卡接。
74.在本实用新型中，具体实现上，每个模组端板3的顶部中间位置，具有下凹的导向槽30；
75.模组输出支座1朝向模组端板3的一侧中间位置，具有定位插入台101；
76.模组输出支座1的定位插入台101，插入到导向槽30中。
77.在本实用新型中，具体实现上，模组串联铝排10与铝排导向支架13通过激光焊接固定。
78.在本实用新型中，具体实现上，铝排导向支架13通过模组框架8上的定位结构预固定；具体为：模组框架8的上下两端分别设置有前后分布的两个定位卡槽；铝排导向支架13的两端与两个定位卡槽相对应卡接。
79.在本实用新型中，具体实现上，散热翅片5朝向模组框架8的一侧(即内侧)刷涂有
一层导热胶。
80.在本实用新型中，具体实现上，每个模组框架8的左侧边框上设置有多个定位凸块；
81.散热翅片5在与模组框架8上的每个定位凸块相对应位置，分别设置有一个定位孔50；
82.散热翅片5通过定位孔50和定位凸块安装在模组框架8上，并且散热翅片5通过超声焊与模组框架8固定连接。
83.具体实现上，散热翅片5的前后两端具有向模组框架8方向弯折的弯折部分51；
84.弯折部分51，其外侧用于与现有的散热设备相接触，实现热量传递。
85.在本实用新型中，具体实现上，绝缘分隔片4，具体是聚碳酸酯(pc)片。
86.在本实用新型中，具体实现上，电池模组主体的上下两端，均设置有两个第一模组防护盖11和一个第二模组防护盖12；
87.第一模组防护盖11和第二模组防护盖12，分别通过卡扣结构(即现有常规的卡扣结构)与相邻的模组框架8的一端相卡接固定。
88.具体实现上，第一模组防护盖11，是三并(3p)模组保护盖，即用于对应保护三个电池模块；
89.第二模组防护盖12，是四并(4p)模组保护盖，即用于对应保护四个电池模块。
90.需要说明的是，在本实用新型中，模组输出支座1：与模组端板3配合，起到绝缘及对串联排(即模组输出排2)的固定作用；
91.模组输出排2，通过焊接实现模组的高压引出功能；
92.散热翅片5，用于将充放电过程中电芯的热量从模组内导出，以便其他的外部冷却结构将热量带走，实现温度控制；
93.模组串联铝排10，用于通过激光焊接与模组框架8固定，实现电池模块100间的电压电流串联功能；
94.铝排导向支架13，其发挥定位作用，通过自身结构确保模组串联铝排10在正确的位置，保证焊接位置的精度；
95.在本实用新型中，具体实现上，根据需求，多个本实用新型设计的软包模组间，可通过串联汇流排以及螺栓固定，实现多个模组组合，然后再通过航插(即现有的航空插头)与外部用电设备连接；需要说明的是，本实用新型设计的是软包模组，多个本实用新型的模组组成电池系统(电池包，即电池pack)，电池系统再与外部用电设备连接。
96.在本实用新型中，具体实现上，散热翅片5具体采用材质为5020al-o态的铝板；铝的导热系数比空气高很多，为确保散热翅片5与电芯6的接触面积而增加导热胶(导热胶的导热系数也比空气导热系数高)，可实现大面积的接触导热功能，最终通过散热翅片5裸露在软包模组外部的折弯部分51与其他现有的散热设备相接触，从而实现热量传递
97.在本实用新型中，如图2所示，模组框架8为开模塑料件，以保证尺寸及结构稳定性，模组框架8的上下两端中部带有嵌件铝排80。电芯6按需求排列在模组框架8中，两个电芯6通过缓冲泡棉7隔开。将导热胶14刷在散热翅片5内部，将散热翅片5按模组框架8定位孔安装并用超声焊接固定。
98.在完成以上步骤后，将电芯6的极耳通过激光焊接与模组框架8固定，实现2p小模
块(即一个电池模块)的组装。
99.如图3所示，模组输出支座1和绝缘分隔片4安装在模组端板3上；
100.将图2所示电池模块，按需求数量堆叠；通过工装限位将多个电池模块堆叠完成后(形成一个电池模组主体)，继续将四个侧板压条9与模组端板3通过cmt焊接技术实现模组的成组固定。
101.如图4所示，将模组串联铝排10放置在铝排导向支架13上，形成组合后的汇流排，将模组输出排2和组合后的汇流排放置在上述图2所示的电池模块上，通过激光焊接实现汇流排固定；
102.具体实现上，现有电芯的采样线束可通过模组框架8上预留的线槽走线；
103.如图5所示，在多个电池模块焊接完成后，根据实际需求使用第一模组防护盖11和第二模组防护盖12通过卡扣结构与模组框架8进行固定，从而将电池模组主体上下两面的汇流排及采样线束进行防护。
104.基于以上技术方案可知，对于本实用新型，通过上述安装固定，可实现对较薄的双侧出极耳的软包电芯进行多次并联以及串联的模组结构。通过以上的模组结构，能够显著提升软包电芯模组的成组效率，能较大提升自动化程度、模组尺寸匹配性高，能满足散热及加热的基本功能需求。
105.综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种双侧出极耳的新型软包模组结构，其结构设计科学，结构可靠，能够显著提升软包电芯模组的成组效率，保证软包电芯模组的整体生产效率，降低软包电芯模组的生产成本，具有重大的实践意义。
106.通过应用本实用新型的新型软包模组结构，能够更好地满足目前自动化生产的需求。
107.通过应用本实用新型的新型软包模组结构，有利于进一步提升软包电芯的抗震性能，并且对软包电芯进行有效的安全防护，有效避免由于外力碰撞和冲击带来的安全隐患。
108.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。