本發(fā)明涉及一種鋰離子電池組，特別是一種通過支架進(jìn)行緊固的鋰離子電池組，屬于電池組結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著動力電池使用越來越廣泛，高電壓和高容量的電池組成了現(xiàn)有主流要求，為了獲得高容量高電壓的電池組，需要將多個電池進(jìn)行串并連接，在串并連接過程中，不僅需要保證電連接的可靠性，防止電池組出現(xiàn)短路和絕緣問題，也要保證電池組的結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

目前采用成組結(jié)構(gòu)，存在以下這些缺點：

(1)電池組的電芯未完全固定，在長期震動過程中會電池組結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，從而影響電池組中電池之間的連接效果；

(2)電池組四周需貼環(huán)氧板進(jìn)行絕緣，使得電池組的組裝較為復(fù)雜；

(3)受到?jīng)_擊時，單個電芯的熱失控容易造成其周圍電芯的熱失控，增加了電池組的不穩(wěn)定性；

(4)散熱效果不好，容易導(dǎo)致電池組溫度過高，從而影響電池組和車輛的安全性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種鋰離子電池 組，該電池組采用了一種新的電池成組結(jié)構(gòu)，對電芯及電池組進(jìn)行了固定，保證了結(jié)構(gòu)的可靠性，支架的使用保證電池組電連接的可靠性，防止電池出現(xiàn)短路絕緣問題，增加電池成組后的抗沖擊和抗震性能，避免單個電芯熱失控造成其周圍電芯熱失控。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種鋰離子電池組，包括電芯和支架，每兩個支架形成一個支架對，多個電芯并聯(lián)安裝在一個支架對構(gòu)成一個鋰離子電池組件，多個鋰離子電池組件順序安裝實現(xiàn)電芯之間的串聯(lián)安裝。

所述支架包括電芯孔和卡扣，支架對裝配完成后，支架對內(nèi)的兩個支架對應(yīng)位置的電芯孔組成多個平行的圓柱形中空結(jié)構(gòu)，所述圓柱形中空結(jié)構(gòu)兩端開口，電芯位于所述圓柱形中空結(jié)構(gòu)內(nèi)，所述卡扣用于實現(xiàn)相鄰支架之間的裝配。

所述支架還包括定位柱，所述定位柱用于實現(xiàn)支架對中兩個支架之間的裝備定位。

所述鋰離子電池組還包括固定板，所述固定板固定安裝在鋰離子電池組的兩個端面。

所述鋰離子電池組還包括塑膠擋板，所述塑膠擋板位于鋰離子電池組的端面與固定板之間和/或相鄰兩個支架對之間。

所述鋰離子電池組還包括與電池組固定連接的電池組采樣板，用于對電池組的電壓和溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。

所述鋰離子電池組還包括保護(hù)蓋，所述保護(hù)蓋覆蓋在電池組采樣板頂部。

所述電池組采樣板包括采樣連接片、硬板pcb、插頭排線和插座；

所述采樣連接片固定安裝在硬板pcb的兩端，插頭排線和插座設(shè)置在硬板pcb上，電池組采樣板通過插頭排線和采樣連接片實現(xiàn)與電池組的連接，從而 完成電壓和溫度的采集。

所述采樣連接片與硬板pcb采用插孔焊接的方式連接。

所述采樣連接片靠近硬板pcb的一端設(shè)置有插孔焊接位，硬板pcb上設(shè)置有與插孔焊接位對應(yīng)的插孔。

所述采樣連接片遠(yuǎn)離硬板pcb的一端設(shè)置有通孔，用于實現(xiàn)對電池組的連接。

所述采樣連接片的中間部位設(shè)置有緩沖結(jié)構(gòu)，用于吸收震動帶來的位移。

所述緩沖結(jié)構(gòu)為設(shè)置有幾何彎折的結(jié)構(gòu)。

所述設(shè)置有幾何彎折的結(jié)構(gòu)為幾字型結(jié)構(gòu)或w型結(jié)構(gòu)。

所述不同的采樣板通過采用不同pin數(shù)的插座來防止差錯。

所述采樣板上設(shè)置有定位槽，支架上有對應(yīng)的定位機(jī)構(gòu)，從而將采樣板卡接在支架上。

所述相鄰兩個支架對中間設(shè)置有電池并聯(lián)pcb，支架上設(shè)置有pcb卡扣，用于實現(xiàn)支架與電池并聯(lián)pcb的連接。

所述鋰離子電池組還包括兩個復(fù)合pcba，所述復(fù)合pcba分別與電池組兩個端部的支架固定連接。

所述鋰離子電池組還包括緊固機(jī)構(gòu)，將鋰離子電池組進(jìn)行緊固。

所述緊固裝置為螺桿和螺帽，所述螺桿沿鋰離子電池組軸向穿過沿鋰離子電池組內(nèi)部的螺孔，并在鋰離子電池組的兩個端面通過螺帽進(jìn)行緊固。

所述緊固裝置為螺桿和螺帽，所述鋰離子電池組的側(cè)面開有凹槽，螺桿置于鋰離子電池組側(cè)面的凹槽內(nèi)，并在鋰離子電池組的兩個端面通過螺帽進(jìn)行緊固。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：

(1)本發(fā)明中的電池組采用了支架對對電芯進(jìn)行固定，保證了結(jié)構(gòu)的可靠性，支架的使用保證電池組電連接的可靠性，防止電池出現(xiàn)短路絕緣問題。

(2)本發(fā)明中的結(jié)構(gòu)無需再電池組四周貼環(huán)氧板進(jìn)行絕緣，使得電池組的組裝較為簡單。

(3)本發(fā)明中的電池組結(jié)構(gòu)增加了電池成組后的抗沖擊和抗震性能，避免了單個電芯熱失控造成其周圍電芯熱失控。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中電池組第一種實施方式中的支架主視圖；

圖2為本發(fā)明中電池組第一種實施方式中的支架后視圖；

圖3為本發(fā)明中電池組第二種實施方式的示意圖；

圖4為本發(fā)明中電池組采集板第一種實施例示意圖；

圖5為本發(fā)明中電池組采集板第一種實施例與電池組連接示意圖；

圖6為本發(fā)明中電池組采樣連接片501后上方的主視圖；

圖7為本發(fā)明中電池組采樣連接片501側(cè)面的主視圖；

圖8為電池組采樣連接片501俯視圖；

圖9為電池組采樣連接片501后視圖；

圖10為電池組采樣連接片501側(cè)視圖；

圖11為電池組采樣連接片501仰視圖；

圖12為本發(fā)明中硬板pcb502插孔示意圖；

圖13為本發(fā)明中采樣連接片501與pcb裝配俯視圖；

圖14為本發(fā)明中采樣連接片501與pcb裝配俯視圖；

圖15為本發(fā)明中電池組采樣裝置示意圖；

圖16為本發(fā)明中電池組第三種實施方式的示意圖。

其中，1-電芯，2-支架，3-固定板，4-塑膠擋板，5-電池組采樣板，6-保護(hù)蓋，7-并聯(lián)pcb，8-復(fù)合pcba，10-采樣盒，201-定位機(jī)構(gòu)，202-定位柱，203-電芯孔，204-卡扣，205-固定塊，206-pcb卡扣，501-采樣連接片、502-硬板pcb、503-插頭排線，504-插座，701-母座，5011-插孔焊接位，5012-緩沖結(jié)構(gòu)，5013-通孔，5021-插孔，5022-焊盤，301-凹包，302-吊裝機(jī)構(gòu)。

具體實施方式

以下通過實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的具體技術(shù)方案，應(yīng)當(dāng)說明的是，以下的實施例僅能用來解釋本發(fā)明而不能解釋為是對本發(fā)明的限制。

為了解決電池組的電芯未完全固定的問題，本發(fā)明提出了一種鋰離子電池組，包括電芯1和支架2，每兩個支架2形成一個支架對，多個電芯1并聯(lián)安裝在一個支架對構(gòu)成一個鋰離子電池組件，即一個支架對將多個電芯1夾在中間進(jìn)行固定，這樣構(gòu)成一個基本的鋰離子電池組件，多個鋰離子電池組件順序安裝實現(xiàn)電芯之間的串聯(lián)安裝，相鄰鋰離子電池組件中的電芯保持電連接。

本發(fā)明中支架的一種實施例如圖1和圖2所示，其中圖1為本發(fā)明中電池組第一種實施方式中的支架主視圖；圖2為本發(fā)明中電池組第一種實施方式中的支架后視圖；從圖1和圖2可知，本實施例中的支架2包括電芯孔203和卡扣204，支架對裝配完成后，支架對內(nèi)的兩個支架對應(yīng)位置的電芯孔203組成多個平行的圓柱形中空結(jié)構(gòu)，所述圓柱形中空結(jié)構(gòu)兩端開口， 電芯位于所述圓柱形中空結(jié)構(gòu)內(nèi)，所述卡扣204用于實現(xiàn)相鄰支架之間的裝配。為了滿足電芯裝配的需求，容易想到電芯的外徑要小于等于圓柱形中空結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑。

從圖5可知，卡扣204為支架側(cè)面垂直于支架平面的凸塊，相鄰支架與凸塊對應(yīng)的位置設(shè)有與凸塊相配合的凹槽，在裝配時，凸塊插入凹槽中，從而實現(xiàn)相鄰支架之間的裝配。進(jìn)一步地，為了達(dá)到更好的裝配效果，限制相鄰支架之間的位移，卡扣204最好設(shè)置在相對的兩條邊上，且最好為一上一下的設(shè)置，這樣的結(jié)構(gòu)可以最大限度減小相鄰支架之間的位移。

進(jìn)一步地，為了限制對應(yīng)位置的兩個電芯孔203在圓柱形中空結(jié)構(gòu)的徑向位移，電芯孔203采用臺階型設(shè)計，第一階為圓柱形中空結(jié)構(gòu)，第二階采用半圓形中空結(jié)構(gòu)，具體如圖1和圖2所示。用兩個臺階型設(shè)計的電芯孔203組合形成一個大的圓柱形中空結(jié)構(gòu)，第二階的半圓形中空結(jié)構(gòu)可以避免電芯孔203的徑向位移。當(dāng)然，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，容易想到可以采用其他形式的臺階型設(shè)計，主要兩個臺階型設(shè)計的電芯孔203能夠形成一個圓柱形中空結(jié)構(gòu)即可。

進(jìn)一步地，為了更快速、準(zhǔn)確地實現(xiàn)支架對的裝配，可以在支架上設(shè)置定位柱202，所述定位柱主要用于限制支架對中兩個支架的位置關(guān)系，常用的定位柱為圓柱形定位柱，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來講，可以想到用其他的對接定位裝置，例如桿狀結(jié)構(gòu)和與桿狀結(jié)構(gòu)對應(yīng)的套筒等來實現(xiàn)對接定位的功能。進(jìn)一步地，為了更好的實現(xiàn)定位，同時不影響支架的總體結(jié)構(gòu)，一般將定位柱設(shè)置在支架的邊緣，最好是設(shè)置在支架的四個角上。

進(jìn)一步地，為了更好地固定電池組，本發(fā)明提供了如圖3所示的第二種實 施例的示意圖，從圖3可知，為了更好的固定電池組，可以分別在鋰離子電池組的兩個端面，即最外側(cè)的兩個支架安裝一個固定板3，這樣可以進(jìn)一步提高電池組的抗震動性能。

進(jìn)一步地，為了緩沖震動過程中產(chǎn)生的位移，可以在電池組中加入塑膠擋板4，具體如圖3所示，根據(jù)實際減震需求，可以將塑膠擋板4置于鋰離子電池組的端面與固定板3之間、相鄰兩個支架對之間等位置，利用塑膠的減震特性來吸收震動過程中電池組產(chǎn)生的位移。

進(jìn)一步地，為了實現(xiàn)對電池組進(jìn)行信號采集的功能，可以在電池組中加入電池組采樣板5，用于對電池組的電壓和溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。

進(jìn)一步地，為了對電池組采樣板進(jìn)行保護(hù)，可以在電池組采樣板表面加蓋保護(hù)蓋，如圖3所示的保護(hù)蓋6，在保護(hù)蓋6的兩端留有供線纜通過的通孔。

如圖4所示為本發(fā)明中電池組采集板第一種實施例，從圖4可知，本發(fā)明中的電池組采樣板5包括采樣連接片501、硬板pcb502、插頭排線503和插座504；

所述采樣連接片501固定安裝在硬板pcb502的兩端，插頭排線503和插座504設(shè)置在硬板pcb502上，電池組采樣板通過插頭排線503和采樣連接片501實現(xiàn)與電池并聯(lián)pcb7的母座701連接，從而完成電壓和溫度的采集。所述電池并聯(lián)pcb7位于兩個鋰離子電池組件中間位置，并與支架連接。具體如圖5所示，從圖5可知，插頭排線503與電池并聯(lián)pcb7的母座701進(jìn)行連接，實現(xiàn)對電壓和溫度的采集。

如圖6所示為本發(fā)明中電池組采樣連接片501后上方的主視圖，如圖7所示為電池組采樣連接片501側(cè)面的主視圖；圖8為電池組采樣連接片501的俯 視圖，圖9為電池組采樣連接片501的后視圖，圖10為電池組采樣連接片501的側(cè)視圖，圖11為電池組采樣連接片501的仰視圖。從圖6-圖11可知，為了解決長期振動下采樣連接片501容易和硬板pcb502銅箔一起脫落的問題，本發(fā)明中的電池組采樣連接片501靠近硬板pcb502的一端設(shè)置有插孔焊接位5011，硬板pcb502上設(shè)置有與插孔焊接位5011對應(yīng)的插孔5021，具體如圖12所示，這樣就可以實現(xiàn)采樣連接片501與硬板pcb502采用插孔焊接的方式連接，具體如圖13和圖14所示，從而達(dá)到不易脫落的目的。

進(jìn)一步地，為了取得更好的焊接效果，硬板pcb502的插孔反面有焊盤5022，具體如圖14所示，這樣可以很好的將采樣連接片501固定在硬板pcb502上，且耐振動性強(qiáng)，無法脫落。

進(jìn)一步地，為了使得采樣連接片501的主體與硬板pcb502平行，從而保持采樣連接片501的主體與硬板pcb502之間連接的穩(wěn)定性，上述的插孔焊接位5011應(yīng)該為彎折狀態(tài)，垂直于采樣連接片501的主體。

進(jìn)一步地，為了解決目前常用的采樣連接片501上無緩沖結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致長時間在振動過程中容易拉扯，造成采樣連接片501的鎳片斷裂的問題，本發(fā)明中的采樣連接片501的中間部位設(shè)置有緩沖結(jié)構(gòu)5012，用于吸收震動帶來的位移。

所述柔性部件主要通過采樣連接片501的幾何結(jié)構(gòu)變形獲得，常用的幾何結(jié)構(gòu)變形為利用采樣連接片501獲得幾何彎折，獲取例如幾字型結(jié)構(gòu)或w型結(jié)構(gòu)的幾何彎折結(jié)構(gòu)，從而在震動時利用這些幾何彎折結(jié)構(gòu)來吸收動能，減小震動帶來的位移，完全杜絕了現(xiàn)有方案所帶來的采樣點斷電的問題。

進(jìn)一步地，為了實現(xiàn)對電池組電壓和溫度采樣，通常在采樣連接片501遠(yuǎn)離硬板pcb502的一端設(shè)置有通孔5013，用于實現(xiàn)與電池組的連接，電纜穿過 以上通孔實現(xiàn)與電池組的電連接。

進(jìn)一步地，為了最大程度上適應(yīng)電纜的形狀和尺寸，上述通孔5013采用長圓形腰孔，數(shù)量為2個，且呈對稱分布。

進(jìn)一步地，為了獲得穩(wěn)定的采樣結(jié)構(gòu)，可以通過螺釘連接的方式來進(jìn)行電壓或者溫度采樣。

本發(fā)明中的采樣連接片501可以采用常用的鎳片，但是對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可以容易想到用其他的具體特定強(qiáng)度材料來代替本發(fā)明中的鎳片。

如圖15所示為本發(fā)明提出的一種電池組采樣裝置，由圖15可知，電池組采集裝置包括支架2、采集盒10和采樣板5，所述采集板5與支架固定連接，所述采集盒10用于收集采集板采集到的數(shù)據(jù)，所述采樣板5為上述的任一種變形的電池組采樣板。

從圖1和圖4可知，采樣板5上設(shè)置有定位槽505，支架上有對應(yīng)的對位機(jī)構(gòu)201，從而將采樣板方便快速的固定在支架上，如圖3所示，電池組采樣板的中間部位卡接在支架頂部，兩端與電池組兩個端部的支架固定連接。

上述電池組采樣裝置采用采樣連接片501和插頭排線503的方式，將電壓和溫度采集集成在電池并聯(lián)pcb7的4pin母座701上，再通過采樣板上的插頭排線503對插傳輸?shù)讲杉猩?，實現(xiàn)信號的采樣，進(jìn)一步地，為了獲得穩(wěn)定的采集效果，采樣板和采集盒之間進(jìn)行信號傳輸時采用硅膠軟線線材和帶扣結(jié)構(gòu)，可以很好的吸收振動所帶來的位移，當(dāng)然，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，容易想到與其他柔性線材代替本發(fā)明中的硅膠軟線線材，只要能達(dá)到吸收振動所帶來的位移的效果即可。

采用以上的定位槽505固定和線材柔性的特性,完全杜絕了現(xiàn)有方案所帶 來的采樣點斷電的問題。

進(jìn)一步的，為了實現(xiàn)電池并聯(lián)pcb7更好的與支架連接，需要在支架2上設(shè)置pcb卡扣206，用于實現(xiàn)支架2與電池并聯(lián)pcb7的卡接結(jié)構(gòu)連接，實現(xiàn)電池并聯(lián)pcb7與支架2的固定。

進(jìn)一步地，為了保護(hù)電池組采樣板，可以采用緊固機(jī)構(gòu)對電池組的所有部件進(jìn)行緊固，本發(fā)明的兩種實施方式中都采用了螺桿和螺帽的緊固裝置，其中螺桿沿鋰離子電池組軸向穿過沿鋰離子電池組內(nèi)部的螺孔，并在鋰離子電池組的兩個端面通過螺帽進(jìn)行緊固。進(jìn)一步地，為了盡量少的較小對電池組結(jié)構(gòu)的影響，同時保證最好的緊固效果，螺孔的位置位于電池組各個組件的四個角上。

當(dāng)然，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，可以采用其他的緊固方式代替上述螺桿和螺帽的緊固裝置，例如在所述鋰離子電池組的側(cè)面開設(shè)凹槽，螺桿置于鋰離子電池組側(cè)面的凹槽內(nèi)，并在鋰離子電池組的兩個端面通過螺帽進(jìn)行緊固。當(dāng)然，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來講，可以采用其他方式的緊固機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)消除電池組各個組件之間因為車輛震動產(chǎn)生位移的目的。

圖16所示為本發(fā)明的第三種實施方式的示意圖，從圖16可知，本發(fā)明中的電池組還包括兩個復(fù)合pcba，所述復(fù)合pcba8分別與電池組兩個端部的支架2固定連接。從圖16可知，復(fù)合pcba8上端設(shè)有帶通孔的安裝塊，與復(fù)合pcba8連接的支架上端設(shè)有帶通孔的固定塊205，安裝塊上的通孔與固定塊205上的通孔位置一一對應(yīng)，這樣可以采用螺紋后者螺桿實現(xiàn)固定塊205和安裝塊的固定連接。

當(dāng)然，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來講，容易想到采用其他的連接來實現(xiàn)復(fù)合pcba分別與電池組兩個端部的支架固定連接，不局限于圖3所示的方式。

進(jìn)一步地，固定板上設(shè)置有凹包301作為電池組螺桿拉緊位置，這樣既可以用來作定位，也節(jié)省了安裝尺寸使得整個結(jié)構(gòu)更加緊湊。

進(jìn)一步地，固定板上設(shè)置有螺絲孔位，可以將模組固定到所安裝的箱體里面。

進(jìn)一步地，固定板上設(shè)置有吊裝機(jī)構(gòu)302，可以實現(xiàn)對電池組的吊裝操作。

本發(fā)明說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員的公知技術(shù)。

說明書中的實施方式僅用于對本發(fā)明進(jìn)行說明，其并不對本發(fā)明的保護(hù)范圍起到限定作用。本發(fā)明的保護(hù)范圍僅由權(quán)利要求限定，在本發(fā)明公開的實施方式的基礎(chǔ)上所做的任何省略、替換或修改將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。