專利名稱：絕緣安全型電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種二次電源，特別是一種絕緣安全型電池模塊。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，面臨環(huán)境污染嚴(yán)重、石油資源枯竭、氣候變暖等諸多問(wèn)題，儲(chǔ)能技術(shù)的研究和發(fā)展越來(lái)越受到各國(guó)能源、交通、電力等部門的重視。電池作為儲(chǔ)能的關(guān)鍵部件，直接影響儲(chǔ)能系統(tǒng)的性能。由于儲(chǔ)能系統(tǒng)所需電池?cái)?shù)目較大，通常采用幾個(gè)單體電池組成電池模塊，再通過(guò)多個(gè)電池模塊的組合形成大型儲(chǔ)能系統(tǒng)。受到空間的限制，儲(chǔ)能系統(tǒng)中的電池均需緊密排列連接，其電極密集的排列在一起，因此在進(jìn)行電池安裝連接的時(shí)候，容易出現(xiàn)錯(cuò)接，且由于電池電極之間距離太近，操作時(shí)容易出現(xiàn)短接，在操作其中一個(gè)電極時(shí)，也容易碰觸到臨近的電池電極，造成人體觸電；另外，所有電極和電極之間的連接均裸露在夕卜，因此導(dǎo)致上述的電池模塊存在安全隱患問(wèn)題。另外，當(dāng)緊密排列的電池單體以不同倍率充放電時(shí)，電池會(huì)以不同生熱速率產(chǎn)生大量熱量，加上時(shí)間的積累以及空間的影響會(huì)產(chǎn)生不均勻熱量聚集，從而導(dǎo)致電池組運(yùn)行環(huán)境溫度的復(fù)雜多變。由于大量電池的密集布置，中間區(qū)域必然會(huì)聚集較多熱量，而邊緣較少，導(dǎo)致電池組間單體電池存在較大溫差，加劇電池間內(nèi)阻、容量等的不一致性。如果長(zhǎng)時(shí)間積累，會(huì)造成部分電池過(guò)充和過(guò)放，進(jìn)而影響電池的壽命和性能，并造成安全隱患。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而提出一種安全性高、散熱性能良好的絕緣安全型電池模塊。本實(shí)用新型是通過(guò)以下途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)的:絕緣安全型電池模塊,包括有復(fù)數(shù)個(gè)單體電池，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于，還包括有絕緣底座和絕緣頂蓋；絕緣底座上方設(shè)置有與單體電池?cái)?shù)量相同的縱向并排的凹槽，每個(gè)凹槽大小均與單體電池適配，復(fù)數(shù)個(gè)單體電池置放在該復(fù)數(shù)個(gè)凹槽中；絕緣頂蓋包括有絕緣框和絕緣蓋板，絕緣框上分布有與單體電池?cái)?shù)量相同的縱向并排的嵌槽，該嵌槽與絕緣底座上的凹槽對(duì)應(yīng)，使絕緣框能夠套嵌在該復(fù)數(shù)個(gè)單體電池上，并向上露出電極，絕緣蓋板蓋覆在絕緣框上，并與絕緣框連接。這樣，在原有的由復(fù)數(shù)個(gè)單體電池構(gòu)成的電池模塊中增加絕緣底座和絕緣頂蓋，使得電池模塊能夠成為一個(gè)整體構(gòu)造，這種完全模塊化的整體使得所述的電池模塊不再外露于空氣中，而是采用絕緣底座和絕緣頂蓋進(jìn)行包覆，不但在整體上，而且在模塊中的單體電池之間都進(jìn)行的絕緣隔離，因此消除了安全隱患，具有很好的安全性；另外整體化的電池模塊無(wú)論是在使用還是運(yùn)行維護(hù)方面都將更為方便，操作更為簡(jiǎn)單。由于絕緣底座和絕緣框上都設(shè)置著與單體電池截面尺寸相適配凹槽或者嵌槽，相鄰槽之間均具有絕緣隔板，絕緣框上的嵌槽之間的絕緣隔離板隔離開(kāi)了單體電池之間的電極，因此在操作時(shí)容易進(jìn)行區(qū)分，不易出錯(cuò)，且作為整體的電池模塊在多個(gè)模塊之間進(jìn)行接線操作時(shí)更為簡(jiǎn)易方便，安全性高。另外，每個(gè)單體電池的上部和下部均與相鄰的單體電池通過(guò)槽與槽之間的絕緣隔板進(jìn)行了絕緣隔離，同時(shí)在容易發(fā)熱的中部，相鄰兩電池之間留下通風(fēng)間隔，該通風(fēng)間隔可以作為風(fēng)冷通道，在運(yùn)行時(shí)帶走電池表面的熱量，有利于電池的散熱，減小了單體電池之間的溫差，延長(zhǎng)電池的使用壽命，確保了電池的使用性能，提高了電池模塊的使用安全性。本實(shí)用新型可以進(jìn)一步具體為:還包括有第一隔板，其立于絕緣框上方并與嵌槽的長(zhǎng)度方向垂直，位于單體電池的正極柱和負(fù)極柱之間。每個(gè)單體電池均具有正極和負(fù)極的電極柱，在電池模塊中，正負(fù)極柱之間距離很近，在操作中容易同時(shí)碰觸到正負(fù)極，使得電池短路，造成事故；因此，可以進(jìn)一步在電池模塊中通過(guò)第一隔板將電池的正負(fù)兩極隔離開(kāi)來(lái)，確保了電池正負(fù)兩極之間的絕緣安全隔離。還包括有第二隔板，其立于絕緣框的邊框上方，位于單體電池的正極柱或者負(fù)極柱的一側(cè)邊。由于在儲(chǔ)能系統(tǒng)中，電池模塊組合的單元，因此電池模塊與電池模塊之間需要組合連接，然而這種的連接經(jīng)常是串接，只能是正極柱或者負(fù)極柱一側(cè)邊的連接，另一側(cè)邊并無(wú)連接，但是在接線中由于電池之間連接非常多，無(wú)連接的一側(cè)往往容易被誤接造成連接錯(cuò)誤，電池短路，因此需要通過(guò)第二隔板將無(wú)連接的一側(cè)進(jìn)行絕緣隔斷，杜絕了誤接和事故，提高了電池模塊的安全性能。第一隔板和第二隔板端部連接形成一體，為“L”型隔板構(gòu)造。進(jìn)一步的，該“L”型隔板與絕緣框?yàn)橐惑w構(gòu)造，也可以是分體獨(dú)立，采用粘結(jié)劑或者緊固件進(jìn)行連接。本實(shí)用新型還可以進(jìn)一步具體為:絕緣蓋板的下方為“凸”字型構(gòu)造的開(kāi)槽，“凸”字型構(gòu)造開(kāi)槽的兩肩部各分布有復(fù)數(shù)個(gè)矩形通風(fēng)孔，“凸”字型構(gòu)造的兩側(cè)邊下端設(shè)有內(nèi)凸傾斜角，該內(nèi)凸傾斜角與所述的絕緣框配合連接。絕緣蓋板的下半部用于連接絕緣框，上半部用于為電池之間的連接件提供裝配空間和散熱空間，所述的矩形通風(fēng)孔能夠?yàn)殡姵剡B接件的發(fā)熱提供冷卻通道，從而為電池模塊提供更全面的散熱條件，進(jìn)一步提高其安全性和散熱性能。所述的“凸”字型構(gòu)造開(kāi)槽的兩肩部各分布的復(fù)數(shù)個(gè)矩形通風(fēng)孔為對(duì)稱分布結(jié)構(gòu)。左右對(duì)稱的矩形通風(fēng)孔經(jīng)由絕緣蓋板上半部的散熱空間形成左右貫通的散熱通道，帶走電池上的連接件的熱量。每個(gè)肩部上分布的矩形通風(fēng)孔數(shù)量同電池模塊所擁有的電池單體，也就是說(shuō)，每個(gè)電池單體都能夠?qū)?yīng)一對(duì)的矩形通風(fēng)孔作為其散熱通道。由于電池模塊還需要與其他電池模塊進(jìn)行連接，因此為了不影響電池模塊之間的連接，需要根據(jù)連接的位置減少一個(gè)矩形通風(fēng)孔，該位置成為絕緣蓋板的一個(gè)缺口，為了便于絕緣蓋板的生產(chǎn)和通用性，因此:所述的“凸”字型構(gòu)造開(kāi)槽的兩肩部中的其中一肩部的肩角為側(cè)向開(kāi)放式缺口，而其他部分則分布有矩形通風(fēng)孔。具體的，可以是有兩種通用形式:一種是在開(kāi)槽的左肩前角設(shè)置開(kāi)放式缺口，另一種則對(duì)應(yīng)與前一種方式，在右肩前角設(shè)置開(kāi)放式缺口，這兩種的結(jié)構(gòu)能夠通過(guò)旋轉(zhuǎn)可以使得絕緣蓋板在電池模塊的任何一個(gè)肩角提供一個(gè)開(kāi)放式缺口，便于電池模塊之間的連接。一個(gè)開(kāi)放式缺口的寬度與一個(gè)矩形通風(fēng)孔寬度一致，這樣，與該開(kāi)放式缺口對(duì)應(yīng)的另一肩角上的矩形通風(fēng)孔就可與其進(jìn)行對(duì)應(yīng)，形成散熱通道，而其他部分的矩形通風(fēng)孔仍可左肩與右肩的--對(duì)應(yīng)。本實(shí)用新型還可以進(jìn)一步具體為:所述的絕緣底座和絕緣頂蓋均采用ABS材料制成。ABS 材料是指 Acrylonitrile Butadiene Styrene,丙烯臆-苯乙烯-丁二烯共聚物。ABS材料既有良好的絕緣性又有一定的硬度，能夠滿足較重的電池單體的容納。絕緣底座的下底部具有復(fù)數(shù)根縱向、橫向以及斜向的加強(qiáng)筋。復(fù)數(shù)根縱向、橫向以及斜向的加強(qiáng)筋使得絕緣底座呈現(xiàn)一種多槽結(jié)構(gòu)，這樣在減輕重量的同時(shí)，使絕緣底座具有較高的強(qiáng)度，能夠使絕緣底座對(duì)電池有足夠的支撐作用。綜上所述，本實(shí)用新型提供了一種絕緣安全型電池模塊，其為復(fù)數(shù)個(gè)單體電池提供絕緣底座和絕緣頂蓋，使得電池模塊能夠成為一個(gè)整體構(gòu)造，這種完全模塊化的整體使得所述的電池模塊不再外露于空氣中，而且在模塊中的單體電池之間都進(jìn)行的絕緣隔離，因此具有很好的安全性；另外整體化的電池模塊無(wú)論是在使用還是運(yùn)行維護(hù)方面都將更為方便，操作更為簡(jiǎn)單。在凹槽或者嵌槽的相鄰槽之間均具有絕緣隔板，因此在操作時(shí)容易進(jìn)行區(qū)分，不易出錯(cuò)，且作為整體的電池模塊在多個(gè)模塊之間進(jìn)行接線操作時(shí)更為簡(jiǎn)易方便，安全性高。另外，上述的絕緣安全隔離構(gòu)造還帶來(lái)如下意料之外的技術(shù)效果:每個(gè)單體電池的上部和下部均與相鄰的單體電池通過(guò)槽與槽之間的絕緣隔板進(jìn)行了絕緣隔離，同時(shí)在容易發(fā)熱的中部，相鄰兩電池之間留下通風(fēng)間隔，該通風(fēng)間隔可以作為風(fēng)冷通道，在運(yùn)行時(shí)帶走電池表面的熱量，有利于電`池的散熱，減小了單體電池之間的溫差，延長(zhǎng)電池的使用壽命，確保了電池的使用性能。

圖1為本實(shí)用新型所述絕緣安全型電池模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型所述絕緣安全型電池模塊中絕緣底座俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型所述絕緣安全型電池模塊中絕緣底座仰視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型所述電池單體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型所述絕緣安全型電池模塊中絕緣框的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型所述絕緣安全型電池模塊中絕緣框的仰視結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實(shí)用新型所述L型隔板不同設(shè)置方向的絕緣框的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本實(shí)用新型所述絕緣安全型電池模塊中絕緣蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本實(shí)用新型所述絕緣蓋板一肩部設(shè)有開(kāi)放式缺口時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本實(shí)用新型所述由絕緣框和絕緣蓋板組成絕緣頂蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。
具體實(shí)施方式
最佳實(shí)施例:[0043]參照附圖1，絕緣安全型電池模塊，包括有三個(gè)單體電池I，一個(gè)絕緣底座2和一個(gè)絕緣頂蓋，絕緣頂蓋包括有絕緣框3和絕緣蓋板4。下面一一詳細(xì)描述絕緣底座2和絕緣頂蓋的具體結(jié)構(gòu)。在附圖1的基礎(chǔ)上參照附圖2和附圖3，絕緣底座2上設(shè)有3個(gè)并排的凹槽21(見(jiàn)附圖2)，槽的長(zhǎng)度和寬度與單體電池(單體電池的具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)附圖4)部分匹配，該凹槽21起到對(duì)單體電池I定位的作用，絕緣底座2的下部設(shè)有不同方向的加強(qiáng)筋22 (見(jiàn)圖3)，在減輕重量的同時(shí)，具有較高的強(qiáng)度，對(duì)電池起到足夠的支撐作用。在附圖1、4的基礎(chǔ)上參照附圖5和附圖6，絕緣框3設(shè)有縱向并排的3個(gè)嵌槽31，該嵌槽31與絕緣底座2上的凹槽相對(duì)應(yīng)，用于嵌放單體電池，長(zhǎng)度和寬度與單體電池I部分匹配，起到對(duì)單體電池I定位的作用，單體電池的極柱11外露到絕緣框3的上方。絕緣框3上面中間設(shè)有L型隔板32, L型隔板32的橫板與嵌槽31的長(zhǎng)度方向垂直,其上設(shè)有3個(gè)與嵌槽31相對(duì)應(yīng)的開(kāi)口槽，開(kāi)口端對(duì)應(yīng)嵌槽31方向，這樣單體電池的上端面就不會(huì)因?yàn)長(zhǎng)型隔板而受到阻礙；L型隔板32縱板置于絕緣框3左端面后方，如圖5所示；也可以根據(jù)需要將L型隔板32縱板置于絕緣框3左端面前方，如圖7所示?；蛘吒鶕?jù)需要置于絕緣框3右端面前方或者后方。參照附圖8，絕緣蓋板4的下方為“凸”字型構(gòu)造的開(kāi)槽41，“凸”字型構(gòu)造開(kāi)槽的兩肩部各分布有3個(gè)矩形通風(fēng)孔42，并左右對(duì)稱，一一對(duì)應(yīng)到3個(gè)單體電池上，這樣，左右對(duì)稱的矩形通風(fēng)孔42經(jīng)由絕緣蓋板上半部的散熱空間形成左右貫通的散熱通道，帶走電池上的連接件的熱量。左右兩側(cè)邊下端設(shè)有內(nèi)凸傾斜角43，內(nèi)側(cè)設(shè)有4個(gè)小突起(圖中未示出)，與絕緣框3配合時(shí)起到定位的作用?？紤]到電池模塊與其他模塊的配合連接，因此，絕緣蓋板4還可以如附圖9所示，在所述的“凸”字型構(gòu)造開(kāi)槽的兩肩部中的其中一肩部的肩角為側(cè)向開(kāi)放式缺口 44，而其他部分的矩形通風(fēng)孔不變。開(kāi)放式缺口的寬度與一個(gè)矩形通風(fēng)孔寬度一致，這樣，與該開(kāi)放式缺口對(duì)應(yīng)的另一肩角上的矩形通風(fēng)孔就可與其進(jìn)行對(duì)應(yīng)，形成散熱通道，而其他部分的矩形通風(fēng)孔仍可左肩與右肩的一一對(duì)應(yīng)。參照附圖10，將絕緣蓋板4蓋覆在絕緣框3上，并通過(guò)內(nèi)凸傾斜角43扣在絕緣框3的下側(cè)沿上，并與內(nèi)側(cè)的小突起配合實(shí)現(xiàn)二者的固定連接，從而組成絕緣頂蓋。如附圖1所示，所述的絕緣底座和絕緣頂蓋均采用ABS材料制成。ABS材料既有良好的絕緣性又有一定的硬度，能夠滿足較重的電池單體的容納。本實(shí)用新型未述部分與現(xiàn)有技術(shù)相同。
權(quán)利要求1.絕緣安全型電池模塊，其特征在于，還包括有絕緣底座和絕緣頂蓋；絕緣底座上方設(shè)置有與單體電池?cái)?shù)量相同的縱向并排的凹槽，每個(gè)凹槽大小均與單體電池適配，復(fù)數(shù)個(gè)單體電池置放在該復(fù)數(shù)個(gè)凹槽中；絕緣頂蓋包括有絕緣框和絕緣蓋板，絕緣框上分布有與單體電池?cái)?shù)量相同的縱向并排的嵌槽,該嵌槽與絕緣底座上的凹槽對(duì)應(yīng),使絕緣框能夠套嵌在該復(fù)數(shù)個(gè)單體電池上，并向上露出電極，絕緣蓋板蓋覆在絕緣框上，并與絕緣框連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣安全型電池模塊，其特征在于，還包括有第一隔板，其立于絕緣框上方并與嵌槽的長(zhǎng)度方向垂直，位于單體電池的正極柱和負(fù)極柱之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣安全型電池模塊，其特征在于，還包括有第二隔板，其立于絕緣框的邊框上方,位于單體電池的正極柱或者負(fù)極柱的一側(cè)邊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣安全型電池模塊，其特征在于，絕緣蓋板的下方為“凸”字型構(gòu)造的開(kāi)槽，“凸”字型構(gòu)造開(kāi)槽的兩肩部各分布有復(fù)數(shù)個(gè)矩形通風(fēng)孔，“凸”字型構(gòu)造的兩側(cè)邊下端設(shè)有內(nèi)凸傾斜角，該內(nèi)凸傾斜角與所述的絕緣框配合連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的絕緣安全型電池模塊，其特征在于，所述的“凸”字型構(gòu)造開(kāi)槽的兩肩部各分布的復(fù)數(shù)個(gè)矩形通風(fēng)孔為對(duì)稱分布結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的絕緣安全型電池模塊，其特征在于，所述的“凸”字型構(gòu)造開(kāi)槽的兩肩部中的其中一肩部的肩角為側(cè)向開(kāi)放式缺口，而其他部分則分布有矩形通風(fēng)孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣安全型電池模塊，其特征在于，所述的絕緣底座和絕緣頂蓋均采用ABS材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣安全型電池模塊，其特征在于，絕緣底座的下底部具有復(fù)數(shù)根縱向、橫向以及斜向的加強(qiáng)筋。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種二次電源，特別是一種絕緣安全型電池模塊，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于，還包括有絕緣底座和絕緣頂蓋；絕緣底座上方設(shè)置有與單體電池?cái)?shù)量相同的縱向并排的凹槽，絕緣頂蓋包括有絕緣框和絕緣蓋板，絕緣框上分布有縱向并排的嵌槽，使絕緣框能夠套嵌在該復(fù)數(shù)個(gè)單體電池上，并向上露出電極，絕緣蓋板蓋覆在絕緣框上，并與絕緣框連接。優(yōu)點(diǎn)在于，電池模塊中設(shè)置了絕緣底座和絕緣頂蓋而成為一個(gè)整體構(gòu)造，在使用和運(yùn)行維護(hù)方面方便，操作簡(jiǎn)單。在凹槽或者嵌槽的相鄰槽之間均具有絕緣隔板，安全性高。另外，上述的絕緣安全隔離構(gòu)造在相鄰兩電池之間留下通風(fēng)間隔，有利于電池的散熱，減小了單體電池之間的溫差，延長(zhǎng)電池的使用壽命，確保了使用性能。
文檔編號(hào)H01M2/10GK202917555SQ20122055233
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者林韓, 吳文宣, 鄭高, 吳涵, 陳彬, 楊凱, 劉皓, 王麗娜, 李大賀, 高飛, 惠東 申請(qǐng)人:福建省電力有限公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司, 福建省電力有限公司電力科學(xué)研究院, 中國(guó)電力科學(xué)研究院