專利名稱：一種用于電池模塊之間的連接件及電池系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于連接件領(lǐng)域，尤其涉及一種用于電池模塊之間的連接件及電池系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在車載動力電池的實際應(yīng)用中，為了滿足動力輸出需求，通常需要將多個電池模塊通過連接件進行串、并聯(lián)使用，電池模塊由多個單體電池串、并聯(lián)形成。各電池模塊之間的可靠性連接直接影響著車載動力電池的可靠性和安全性。現(xiàn)有的電池模塊之間的連接，主要是通過銅線或者銅片等低電阻金屬作為中介，通過螺釘固定連接。但車輛在行駛過程中不同頻率的振動會導(dǎo)致螺釘松動，甚至脫落，導(dǎo)致電池無法給車輛供電。螺釘脫落后，銅線或銅片在電池內(nèi)隨意擺動，容易產(chǎn)生短路的風險。目前有的螺釘增加了防松結(jié)構(gòu)，雖然可以保證在一段時間內(nèi)螺釘不出現(xiàn)松動，但由于銅線或銅片自身重量較重且無固定結(jié)構(gòu)，在長期的振動下，銅線或銅片對螺釘產(chǎn)生向外的拉力，最終仍然會將螺釘拉扯松動或拉脫， 導(dǎo)致出現(xiàn)斷路。本發(fā)明的申請人申請的專利ZL200720196395. 2，公開了一種電池模塊連接件，包括兩側(cè)分別與相鄰電池模塊的電極端子相連接的金屬片，以及在所述兩側(cè)金屬片中間設(shè)有至少一層拱橋形金屬箔。申請人進一步研究發(fā)現(xiàn)，該專利所述的電池模塊連接件雖然設(shè)有至少一層拱橋形金屬箔來緩沖電池模塊連接處所受到的沖擊力，但也容易出現(xiàn)在遇到大的沖擊力時被震斷的危險。而且，該專利的相鄰電池模組共用一個連接件，連接件的兩側(cè)需分別與相鄰電池模塊的電極端子連接，降低了電池模組的可裝配性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有電池模塊之間連接可靠性低、可裝配性差的技術(shù)問題，提供一種連接牢固，可靠性高且易于裝配的用于電池模組之間的連接件。為達到上述目的，本發(fā)明提供一種用于電池模塊之間的連接件，包括分別與相鄰電池模塊的輸出端電連接的第一連接片和第二連接片、夾緊結(jié)構(gòu)、及支撐架；所述第一連接片和第二連接片電連接，所述電連接部分由所述夾緊結(jié)構(gòu)所夾持；所述夾緊結(jié)構(gòu)固定在所述支撐架上，用以支撐第一連接片和第二連接片的電連接部分。優(yōu)選地，所述夾緊結(jié)構(gòu)包括上夾板、下夾板、及螺釘，所述第一連接片和第二連接片的電連接部分夾持于上夾板和下夾板之間，并通過所述螺釘鎖緊。優(yōu)選地，所述第一連接片和第二連接片均包括分別位于兩端的輸出端連接段和夾持段，以及位于輸出端連接段和夾持段之間的拱形緩沖段；所述輸出端連接段與電池模塊的輸出端電連接，所述第一連接片的夾持段與第二連接片的夾持段電連接。優(yōu)選地，所述拱形緩沖段的截面形狀為圓弧拱形，所述圓弧拱形半徑為圓弧拱形高度的20-80%。優(yōu)選地，所述拱形緩沖段與輸出端連接段、夾持段的連接處為圓弧過渡。優(yōu)選地，所述第一連接片和/或第二連接片由多層金屬片疊加而成。
優(yōu)選地，在所述第一連接片和第二連接片的電連接部分罩設(shè)有絕緣罩。本發(fā)明還提供一種電池系統(tǒng)，包括多個電池模塊、及用于電池模塊之間的連接件，每個電池模塊包括多個單體電池，每個單體電池設(shè)有電極端子，各個單體電池之間通過電極端子相互串和/或并聯(lián)，所述電池模塊上設(shè)有輸出端；所述連接件為本發(fā)明提供的用于電池模塊之間的連接件。優(yōu)選地，還設(shè)有電池托盤，所述電托盤包括多個電池模塊安裝區(qū)和多個連接件區(qū)，電池模塊安裝區(qū)和連接件區(qū)間隔分布；電池模塊容置于電池模塊安裝區(qū)中，所述連接件容置于連接件區(qū)中。優(yōu)選地，所述支撐架包括夾板固定部、及與夾板固定部垂直的支撐部，所述夾板固定部與夾緊結(jié)構(gòu)固定連接，所述支承部固定在所述電池托盤上。優(yōu)選地，在所述第一連接片和第二連接片的電連接部分罩設(shè)有絕緣罩。
優(yōu)選地，在所述連接件區(qū)內(nèi)對應(yīng)相鄰的電池模塊安裝區(qū)分別設(shè)有拉板，所述絕緣罩的兩端分別固定在所述拉板上。本發(fā)明的有益效果是采用上夾板和下夾板將第一連接片和第二連接片的電連接部分夾持住，并通過螺釘鎖緊，提高了第一連接片和第二連接片之間的連接強度和電連接的可靠性；上夾板和/或下夾板固定在支撐架上，在電池模組受到震動或外力沖擊時，支撐架可以減小連接處所受到的沖擊力，避免電池模組之間的連接件震斷，提高抗沖擊性和連接可靠性；另外，本發(fā)明采用一個電池模組配合一個連接片的方式，模組間連接采用螺釘鎖緊，提高可裝配性。此外，本發(fā)明還在所述第一連接片和第二連接片的電連接部分罩設(shè)有絕緣罩，絕緣罩將第一連接片和第二連接片的電連接部分與外界環(huán)境隔離，避免電池短路的風險，提高電池安全性。


圖I是本發(fā)明提供的一種使用電池模塊之間的連接件的電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明提供的第一連接片具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2所示的第一連接片A-A方向的剖面示意圖。圖4是本發(fā)明提供的第一連接片和第二連接片相重疊時的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明提供的上夾板具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明提供的下夾板具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本發(fā)明提供的用于電池模組之間的連接件具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是圖7所示的用于電池模組之間的連接件的背面結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是本發(fā)明提供的螺栓具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10是本發(fā)明提供的支撐架具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖11是本發(fā)明提供的絕緣罩具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖12是本發(fā)明提供的用于電池模組之間的連接件另一具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標記
連接件I、第一連接片21、輸出端連接段211、夾持段212、孔2121、拱形緩沖段213、圓弧拱形半徑R，圓弧拱形高度H、圓弧過渡214、圓弧過渡半徑r、第二連接片22、夾持段222、孔2221、上夾板31、孔311、下夾板32、孔321、螺栓41、焊接孔411、螺母42、支撐架5、夾板固定部51、孔511、支撐部52、絕緣罩6、電池系統(tǒng)8、電池模塊81、單體電池811、電極端子812、輸出端813、電池托盤82、電池模塊安裝區(qū)821、連接件區(qū)822、拉板83、融合寬度m、輸出端長度η。
具體實施例方式為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。實施例I。
參閱圖1，本發(fā)明實施例I提供一種用于電池模塊之間的連接件1，包括分別與相鄰電池模塊的輸出端電連接的第一連接片21和第二連接片22、夾緊結(jié)構(gòu)、及支撐架5 ;所述第一連接片21和第二連接片22電連接，所述電連接部分由所述夾緊結(jié)構(gòu)所夾持；所述夾緊結(jié)構(gòu)固定在所述支撐架5上，用以支撐第一連接片21和第二連接片22的電連接部分。本實施例中第一連接片21和第二連接片22的結(jié)構(gòu)相同，為方便描述，以第一連接片21為例來進行介紹。參閱圖2，為第一連接片具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。第一連接片21包括分別位于兩端的大致平坦的輸出端連接段211和夾持段212，以及位于輸出端連接段211和夾持段212之間的拱形緩沖段213。輸出端連接段211用于和電池模塊的輸出端電連接，第一連接片21的夾持段212用于和第二連接片22的夾持段電連接。拱形緩沖段213位于第一連接片21的中部，用于在電池模塊受到外力沖擊而發(fā)生相對移動時起到緩沖作用，避免電池模塊之間的連接受到影響，提高電池模塊之間連接的抗震性能。拱形緩沖段213的截面形狀可以是任意形狀，優(yōu)選地，拱形緩沖段213的截面形狀為圓弧拱形。參閱圖3，為圖2所示的第一連接片A-A方向的剖面示意圖，圓弧拱形的半徑為R，高度為H，其中半徑R為高度H的20-80%，以利于吸收振動對電池帶來的沖擊。拱形緩沖段213可以是在第一連接片21的中部進行沖壓而成。拱形緩沖段213與輸出端連接段211、夾持段212的連接處為圓弧過渡214，該圓弧過渡214的半徑為r，其中圓弧過渡214的半徑r為圓弧拱形的半徑R的10_50%，這樣設(shè)置既能消除振動過程中夾緊結(jié)構(gòu)施加的垂直于第一連接片和第二連接片電連接部分的剪切力，又提高了第一連接片和第二連接片的緩沖能力；同時由于相對于直角過渡，圓弧過渡214處的電流密度較小，因而有利于大電流充放電時電流的導(dǎo)通。第一、第二連接片可以由各種金屬制成，例如可以為銀、高純銅、高純鋁等高導(dǎo)電率的材質(zhì)，優(yōu)選為柔韌性高的軟態(tài)高純銅或高純鋁。第一、第二連接片優(yōu)選由多層O. 01-0. 5mm厚的單層金屬片疊加而成,進一步優(yōu)選單層金屬片的厚度為O. 03-0. 2_，可以提高第一、第二連接片的強度和柔韌性。金屬片的疊加層數(shù)由電池模塊的輸出端的尺寸及充、放電電流所確定。多層金屬片可通過各種方式連接在一起，如通過表面鍍層、粘接、焊接、鉚接、熱壓。優(yōu)選通過熱壓的方式將多層導(dǎo)電金屬片連接在一起，熱壓時不包括拱形緩沖段213，以免影響拱形緩沖段213的彈性。更優(yōu)選在熱壓之前，在單層金屬片的兩端鍍上金屬鍍層，如錫、鉻、鎳或鋅鍍層，以起到防腐蝕的作用，而在拱形緩沖段213不鍍上金屬鍍層，這樣不會影響拱形緩沖段213的彈性。第一連接片21的輸出端連接段211可以通過現(xiàn)有的各種連接方式與電池模塊的輸出端電連接，例如熱壓焊、激光焊接、釬焊、摩擦焊中的一種，優(yōu)選激光焊接或釬焊。其中第一連接片21的輸出端連接段211與電池模塊的輸出端融合寬度為m(如圖I陰影部分)，融合寬度m為輸出端813長度η的30_80%，過小會影響第一連接片21與輸出端的連接強度，過大則不利于減震。參閱圖5和圖6，第一連接片21可以通過現(xiàn)有的各種連接方式與第二連接片22電連接，本發(fā)明是通過設(shè)置夾緊結(jié)構(gòu)，將第一連接片21的夾持段212和第二連接片22的夾持段222夾持住，從而實現(xiàn)第一連接片21與第二連接片22的電連接。具體地，夾緊結(jié)構(gòu)包括上夾板31、下夾板32、及螺釘，所述第一連接片21的夾持段212和第二連接片22的夾持段222夾持于上夾板31和下夾板32之間，并通過所述螺釘鎖緊。在第一連接片的夾持段212上設(shè)有孔2121，在第二連接片22的夾持段222上設(shè)有和孔2221，上夾板31和下夾板32 上分別設(shè)有孔311和孔321，將第一連接片21的夾持段212與第二連接片22的夾持段222重疊，并使孔2121和孔2221重疊。重疊后的夾持段212和夾持段222位于上夾板31和下夾板32之間，并使孔311和孔321與孔2121和孔2221重疊，再由螺釘從孔處鎖緊。上夾板31和下夾板32、以及用于鎖緊的螺釘起到夾持作用，使第一連接片21和第二連接片22之間的連接更加可靠。優(yōu)選在夾持上、下夾板之前，還將第一連接片21的夾持段212和第二連接片22的夾持段222通過電阻焊焊接在一起，以降低連接件的內(nèi)阻。上夾板31和下夾板32的材質(zhì)不受限制，可以是鋼、銅、鋁、鎂，或是以上的合金，優(yōu)選為招合金。螺釘優(yōu)選包括螺栓41和螺母42，通過螺栓41和螺母42的配合而鎖緊上夾板31和下夾板32，其中在下夾板32上預(yù)制有螺母42 (如圖6和圖8)。螺栓41和螺母42優(yōu)選與上夾板31和下夾板32使用同種金屬材質(zhì)，可以降低連接產(chǎn)生的電阻，有利于提高連接件的導(dǎo)電性。進一步，螺栓41的頭部預(yù)制有焊接孔411，如圖9。當鎖緊螺栓41和螺母42后，將螺栓41通過焊接固定在上夾板31上(如圖7)，采用焊接連接，可以降低內(nèi)阻和提高連接件的導(dǎo)電性。焊接方式可采用電阻焊、激光焊、釬焊中的一種，優(yōu)選電阻焊，相對于高頻焊，可以避免高頻焊產(chǎn)生的熱量造成電池漏液。參閱圖10，支撐架5大致呈L型，包括夾板固定部51、及與夾板固定部51垂直的支撐部52，在該夾板固定部51上設(shè)有孔511，本實施例中上夾板31固定在支撐架5上，具體地，是將上夾板31的孔311與夾板固定部51上的孔511重疊，并由螺栓41和螺母42固定，螺母42預(yù)制在支撐架5上。支撐架5優(yōu)選用輕質(zhì)材料，如鋁合金、鎂鋁合金、鈦合金等，優(yōu)選鋁合金，并且支撐架5表面做絕緣處理，以保證第一、第二連接片與外界絕緣。絕緣處理可采用陽極化、噴涂、包覆工藝中的一種或幾種，優(yōu)選陽極化工藝。參閱圖11，為保證電池模塊之間連接的絕緣可靠，在所述第一連接片21與第二連接片22的電連接部分罩設(shè)有絕緣罩6 (如圖12)，將第一連接片21和第二連接片22的電連接部分與外界隔離絕緣，避免電池短路的風險，提高電池安全性。絕緣罩6由絕緣性好、阻燃等級高、防腐性能優(yōu)越的材料，如TPE、EPDM、ΡΡ0、PPS,優(yōu)選TPE和EPDM。實施例2。參閱圖1，本發(fā)明實施例2提供一種電池系統(tǒng)8，包括多個電池模塊81 (圖中只顯示了兩個)、及用于電池模塊81之間的連接件1，每個電池模塊81包括多個單體電池811，每個單體電池811設(shè)有電極端子812，多個單體電池811之間通過電極端子812相互串和/或并聯(lián)，所述電池模塊81上設(shè)有輸出端813 ;所述連接件I為本發(fā)明所提供的用于電池模塊81之間的連接件I。所述電池模塊81中的單體電池811可以為現(xiàn)有的各種電池，如堿性二次電池和鋰離子二次電池。單體電池811的制作方法已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，在此不再贅述。電池模塊81中單體電池811的數(shù)量可以根據(jù)需要增加或減小。上述電池模塊81的輸出端813為單個電池模塊81位于最外側(cè)的單體電池811的電極端子812。本實施例的輸出端813呈L字型，具體是從單體電池811端面引出后，在單·體電池端面附近經(jīng)90度彎折而成，彎折后的輸出端末端與第一連接片21或第二連接片22的輸出端連接段電連接。本實施例的電池系統(tǒng)8還包括電池托盤82，電池托盤82包括多個電池模塊安裝區(qū)821和多個連接件區(qū)822，電池模塊安裝區(qū)821和連接件區(qū)822間隔分布。電池模塊安裝區(qū)821用于容放和固定各電池模塊81，連接件區(qū)822則用于容放連接件I。支撐架5的支撐部52固定在電池托盤82上，電池受到振動時，支撐架5能吸收連接件I的震動，并傳遞到電池托盤82上，避免第一連接片21與第二連接片22的電連接部分被震斷。在連接件I區(qū)內(nèi)對應(yīng)相鄰的電池模塊安裝區(qū)821分別還設(shè)有拉板83，絕緣罩6的兩端固定在拉板83上。這樣拉板同時也通過拉緊電池模塊81最外側(cè)的單體電池811而起到固定電池模塊81的作用，能防止電池模塊在顛簸中出現(xiàn)竄動。多個電池模塊81裝配成電池系統(tǒng)8時，其裝配方法是先將第一連接片21、第二連接片22分別與相鄰的電池模塊的輸出端813焊接。同時準備已固定好支撐架5和拉板83的電池托盤82，將電池模塊81置于電池托盤82的電池模塊安裝區(qū)821，再將第一連接片21的夾持段212與第二連接片22的夾持段222相重疊地置于電池托盤82的連接件區(qū)822，并將兩個連接片的夾持段焊接在一起，焊接后夾持于上、下夾板之間，然后用螺釘鎖緊并在螺釘處進行焊接，再固定上夾板31于支撐架5上。最后在第一連接片21與第二連接片22的電連接部分罩設(shè)絕緣罩6，絕緣罩6的兩端固定在拉板83上，以此完成電池系統(tǒng)8的裝配。本發(fā)明提供的使用電池模塊之間的連接件I的電池系統(tǒng)8，可以提高連接可靠性，當電池在電動車或者其他領(lǐng)域使用時，電池系統(tǒng)8中電池模塊81受到外力沖擊時，由于第一連接片21和第二連接片22均設(shè)有拱形緩沖段213及圓弧過渡214，緩沖能力增強，更加利于保護電池模塊81之間的連接可靠性。并且拱形緩沖段213使得裝配容差性增大，即拱形緩沖段213可以抵消掉由于電池厚度等其他結(jié)構(gòu)件自身公差的影響，確保電池能夠組裝。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于電池模塊之間的連接件，其特征在于包括分別與相鄰電池模塊的輸出端電連接的第一連接片(21)和第二連接片(22)、夾緊結(jié)構(gòu)、及支撐架(5)； 所述第一連接片(21)和第二連接片(22)電連接，所述電連接部分由所述夾緊結(jié)構(gòu)所夾持；所述夾緊結(jié)構(gòu)固定在所述支撐架(5)上，用以支撐第一連接片(21)和第二連接片(22)的電連接部分。
2.如權(quán)利要求I所述的用于電池模塊之間的連接件，其特征在于所述夾緊結(jié)構(gòu)包括上夾板(31)、下夾板(32)、及螺釘，所述第一連接片(21)和第二連接片(22)的電連接部分夾持于上夾板(31)和下夾板(32)之間，并通過所述螺釘鎖緊。
3.如權(quán)利要求I所述的用于電池模塊之間的連接件，其特征在于所述第一連接片(21)和第二連接片(22)均包括分別位于兩端的輸出端連接段(211)和夾持段(212)，以及位于輸出端連接段和夾持段之間的拱形緩沖段(213);所述輸出端連接段(211)與電池模塊的輸出端電連接，所述第一連接片(21)的夾持段(212)與第二連接片(22)的夾持段(222)電連接。
4.如權(quán)利要求3所述的用于電池模塊之間的連接件，其特征在于所述拱形緩沖段(213)的截面形狀為圓弧拱形，所述圓弧拱形半徑(R)為圓弧拱形高度(H)的20-80%。
5.如權(quán)利要求3所述的用于電池模塊之間的連接件，其特征在于所述拱形緩沖段(213)與輸出端連接段(211)、夾持段(212)的連接處為圓弧過渡(214)。
6.如權(quán)利要求I所述的用于電池模塊之間的連接件，其特征在于所述第一連接片(21)和/或第二連接片(22)由多層金屬片疊加而成。
7.如權(quán)利要求I所述的用于電池模塊之間的連接件，其特征在于在所述第一連接片(21)和第二連接片(22)的電連接部分罩設(shè)有絕緣罩(6 )。
8.—種電池系統(tǒng)，其特征在于包括多個電池模塊(81)、及用于電池模塊之間的連接件(1)，每個電池模塊包括多個單體電池(811)，每個單體電池設(shè)有電極端子(812)，各個單體電池之間通過電極端子相互串和/或并聯(lián)，所述電池模塊上設(shè)有輸出端(813)； 所述連接件(I)為權(quán)利要求1-7中的任意一項所述的用于電池模塊之間的連接件(I)。
9.如權(quán)利要求8所述的電池系統(tǒng)，其特征在于還設(shè)有電池托盤(82)，所述電池托盤包括多個電池模塊安裝區(qū)(821)和多個連接件區(qū)(822)，電池模塊安裝區(qū)(821)和連接件區(qū)(822 )間隔分布；電池模塊(81)容置于電池模塊安裝區(qū)(821)中，所述連接件(I)容置于連接件區(qū)(822)中。
10.如權(quán)利要求9所述的電池系統(tǒng)，其特征在于所述支撐架(5)包括夾板固定部(51)、及與夾板固定部垂直的支撐部(52)，所述夾板固定部與夾緊結(jié)構(gòu)固定連接，所述支承部固定在所述電池托盤(82)上。
11.如權(quán)利要求8所述的電池系統(tǒng)，其特征在于在所述第一連接片(21)和第二連接片(22)的電連接部分罩設(shè)有絕緣罩(6)。
12.如權(quán)利要求11所述的電池系統(tǒng)，其特征在于在所述連接件區(qū)(822)內(nèi)對應(yīng)相鄰的電池模塊安裝區(qū)(821)分別設(shè)有拉板(83)，所述絕緣罩(6)的兩端分別固定在所述拉板(83)上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于電池模塊之間的連接件，包括分別與相鄰電池模塊的輸出端電連接的第一連接片和第二連接片、夾緊結(jié)構(gòu)、及支撐架；所述第一連接片和第二連接片電連接，所述電連接部分由所述夾緊結(jié)構(gòu)所夾持；所述夾緊結(jié)構(gòu)固定在所述支撐架上，用以支撐第一連接片和第二連接片的電連接部分。支撐架可以減小連接處所受到的沖擊力，避免電池模組之間的連接件震斷，提高抗沖擊性和連接可靠性；另外，本發(fā)明還在所述第一連接片和第二連接片的電連接部分罩設(shè)有絕緣罩，絕緣罩將第一連接片和第二連接片的電連接部分與外界環(huán)境隔離，避免電池短路的風險，提高電池安全性。
文檔編號H01M10/00GK102903881SQ20111021406
公開日2013年1月30日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者仝志偉, 賴慶, 盧甲, 朱建華 申請人:比亞迪股份有限公司