專利名稱：容量和電壓可調(diào)的動(dòng)力電池殼體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種封裝多個(gè)動(dòng)力電池用的殼體，本發(fā)明可應(yīng)用于電 動(dòng)汽車技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
汽車工業(yè)的發(fā)展帶來的石油危機(jī)和環(huán)境污染等問題日益突出，使 得電動(dòng)汽車越來越引起社會(huì)的重視，電動(dòng)汽車成了未來汽車的發(fā)展方 向。電動(dòng)汽車上的核心技術(shù)是能源儲(chǔ)備和供給系統(tǒng)，解決好蓄電池的 使用技術(shù)便成了電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的技術(shù)關(guān)鍵。
現(xiàn)有的電動(dòng)汽車(如電動(dòng)大客車)的電池單體是經(jīng)過導(dǎo)線串聯(lián)， 裸裝在金屬箱內(nèi)。除單體用導(dǎo)線連接外，每個(gè)電池箱之間也用動(dòng)力連 線連接，每臺(tái)車近十多箱，放在客車兩側(cè)；這樣就帶來電池連線太長， 回路電壓降大，電量輸出小，電力損失多。此外，單體電池裸裝在金 屬箱內(nèi)，不能防水，防塵，防震，極易產(chǎn)生由灰塵和水氣引起的自放 電，致使車身帶電影響絕緣和安全；也易產(chǎn)生松動(dòng)和接觸電阻，影響 電池的一致性和功率輸出；而且，整箱螺栓固定，不能實(shí)現(xiàn)整體快裝 和快卸，不能用快換電池的方式擴(kuò)大續(xù)使里程，特別是鋰電池及其他 有機(jī)物電池，在誤用時(shí)易燃的特點(diǎn)，其推廣使用必須具備與汽車快速 分離的安全條件。如此，解決高能量密度電池的推廣使用技術(shù)，是急 待解決的技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)電池的積木式組裝、隨意 串聯(lián)與并聯(lián)并且能夠?qū)崿F(xiàn)電池組的容量和電壓可調(diào)的封裝多個(gè)動(dòng)力 電池用的殼體。
為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明對(duì)技術(shù)方案采用了下列思路
1、 為保證安全性要求，本發(fā)明的設(shè)計(jì)采用了不飽和聚酯玻璃纖
維增強(qiáng)模塑料(DMC)。保證抗240度高溫、防火阻燃、耐壓10千 伏、安全防爆、通風(fēng)密封、導(dǎo)熱絕緣、并單體之間連接可靠，具有合 理強(qiáng)度為特征的安全殼體。絕緣防水確保電池與車輛車身的絕緣等級(jí) 要求。并設(shè)計(jì)了防爆排泄結(jié)構(gòu)和通風(fēng)口滿足熱量和煙霧的排放。
2、 采用折90度最近的串并聯(lián)方法為減少接觸電阻及松動(dòng)和散 熱，采用鍍銀或錫的銅版，用前后蓋和多個(gè)中蓋形成多個(gè)盒體，將軟 包裝單體電池裝在中間，電池極耳伸出盒外，再根據(jù)串聯(lián)和并聯(lián)的要 求折90度迭壓在一起，下面用不銹鋼或銅版，上面用螺栓通過銅壓 板將極耳壓緊在殼體框上；銅版由防護(hù)罩密封和防護(hù)，銅版上的采集 線由線槽防護(hù)。
3、 積木式組裝本發(fā)明完成了積木式組裝、隨意串聯(lián)與并聯(lián)， 使容量和電壓可調(diào)。 一個(gè)前蓋加多個(gè)中蓋再加一個(gè)后蓋組成一個(gè)單體 小組，多個(gè)單體小組再串并聯(lián)在一起就組成了大電池組。其串并聯(lián)在 單體小組和大電池組里，可根據(jù)容量和電壓要求調(diào)整，如此，實(shí)現(xiàn)容 量和電壓可調(diào)，單體殼體適宜標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，同時(shí)，方便 成組，利于組成大塊電池組進(jìn)行快裝和快卸，并維護(hù)方便；能滿足各 種電動(dòng)汽車對(duì)動(dòng)力電池規(guī)格及布置的要求。
4、 滿足通風(fēng)密封的要求。單體電池盒的兩側(cè)及上面設(shè)計(jì)了通風(fēng) 道保證通風(fēng)。單體之間用硅膠隔片隔開，保證各單體電池之間被夾緊，防止軟包裝鋁塑膜的震動(dòng)，保證真空度和電池性能。本殼體設(shè)計(jì)合理 解決了軟包裝鋰電池類動(dòng)力電池對(duì)殼體的要求，將各單體電池之間進(jìn) 行夾緊，保證真空度，減少鋁塑膜震動(dòng)及刮碰破損，確保電池穩(wěn)定的 電器性能和一致性。
按照如上所述的思路，本發(fā)明給出了一種封裝多個(gè)動(dòng)力電池用的 殼體，所述多個(gè)動(dòng)力電池各自具有立方體形狀，并且各個(gè)動(dòng)力電池包 括兩個(gè)端面和四個(gè)側(cè)面，在由所述殼體封裝時(shí)，所述多個(gè)動(dòng)力電池的 端面保持平行并且所述多個(gè)動(dòng)力電池是沿著側(cè)面方向疊摞在一起的， 所述殼體包括上端蓋，所述上端蓋具有與所述動(dòng)力電池的端面的外 形輪廓相應(yīng)的上端蓋凹槽，該上端蓋凹槽用于沿著所述側(cè)面的方向至 少部分地蓋住所述多個(gè)動(dòng)力電池中位于一端的動(dòng)力電池；至少一個(gè)中 間框體，所述中間框體具有與所述動(dòng)力電池的外形輪廓相應(yīng)的中空結(jié) 構(gòu)，所述中間框體用于沿著所述側(cè)面的方向至少部分地套住所述多個(gè) 動(dòng)力電池中的至少一個(gè)動(dòng)力電池；下端蓋，所述下端蓋具有與所述動(dòng) 力電池的端面的外形輪廓相應(yīng)的下端蓋凹槽，該下端蓋凹槽用于沿著 所述側(cè)面的方向至少部分地蓋住所述多個(gè)動(dòng)力電池中位于另一端的 動(dòng)力電池。
最好，所述封裝多個(gè)動(dòng)力電池用的殼體此外還包括用于固定上 端蓋、中間框體和下端蓋的固定螺栓，其中，所述上端蓋、中間框體 和下端蓋上的對(duì)應(yīng)位置上設(shè)置有固定通孔，所述固定螺栓穿過所述固 定通孔以將所述上端蓋、中間框體和下端蓋緊固在一起。
最好，所述上端蓋、中間框體和下端蓋的外形輪廓均為矩形，并 且在矩形的兩條長邊的兩端分別設(shè)置有前凸起和后凸起，所述固定通 孔形成在所述前凸起和后凸起上。
最好，所述上端蓋凹槽和/或所述下端蓋凹槽中形成有用于通風(fēng)的通孔。
最好，所述上端蓋、中間框體和下端蓋上相應(yīng)地形成有定位突起 和定位凹槽，在由所述上端蓋、中間框體和下端蓋封裝所述多個(gè)動(dòng)力 電池時(shí)，各個(gè)定位突起分別插入相應(yīng)的定位凹槽內(nèi)，以防止所述上端 蓋、中間框體和下端蓋之間發(fā)生橫向相對(duì)移動(dòng)。
最好，所述固定螺栓包括固定螺栓主體和固定螺栓緊固件，所述 固定螺栓主體一端為螺帽而另一端具有螺紋孔，所述固定螺栓緊固件 一端為螺帽而另一端為螺紋桿，在固定所述上端蓋、中間框體和下端 蓋時(shí)，所述固定螺栓緊固件的螺紋桿旋擰在所述固定螺栓主體的螺紋 孔內(nèi)。
最好，所述上端蓋凹槽、中間框體和下端蓋的幾何結(jié)構(gòu)能夠確保 所述動(dòng)力電池的電極板伸出于所述殼體之外。
最好，所述上端蓋凹槽和所述下端蓋凹槽的深度等于動(dòng)力電池厚 度的一半，和所述中間框體沿所述側(cè)面的高度等于或略大于動(dòng)力電池 厚度的一半。
最好，所述封裝多個(gè)動(dòng)力電池用的殼體此外還包括電極蓋，該 電極蓋用于蓋住各個(gè)動(dòng)力電池的電極板，所述電極蓋包括主體部分和 封閉部分，在所述電極蓋的主體部分的中間部分設(shè)置有豎直凹槽，在 所述豎直凹槽的中央部分形成有導(dǎo)線弓I出孔和繞線脊，并且所述繞線 脊包括多個(gè)繞線凹槽。
最好，所述動(dòng)力電池的電極板伸出所述殼體之外的部分與所述動(dòng) 力電池的端面垂直，所述多個(gè)動(dòng)力電池中的至少一部分動(dòng)力電池之間 的電連接是通過所述電極板的與所述動(dòng)力電池的端面垂直的部分之 間直接重疊接觸來實(shí)現(xiàn)的。
具體地說，為保證安全性要求，按照本發(fā)明的封裝多個(gè)動(dòng)力電池用的殼體采用了不飽和聚酯玻璃纖維增強(qiáng)(DMC)模塑料。從而保 證240度高溫、防火阻燃、耐壓10千伏、絕緣防水確保電池與車輛 車身的絕緣等級(jí)要求。并設(shè)計(jì)了防爆排泄結(jié)構(gòu)和通風(fēng)口滿足熱量和煙 霧的排放。
此外，按照本發(fā)明的封裝多個(gè)動(dòng)力電池用的殼體中封裝的電池之 間采用折卯度最近的串并聯(lián)方法為減少接觸電阻及松動(dòng)和散熱， 采用鍍銀或錫的銅板，采用上端蓋、多個(gè)中間框體和下端蓋，將軟包 裝單體電池裝在中間，電池電極板伸殼體外，再根據(jù)串聯(lián)和并聯(lián)的要 求將電極板折90度迭壓在一起，下面用不銹鋼或銅版，上面用螺栓 通過銅壓板將電極板壓緊在殼體框上；銅板由電極蓋密封和防護(hù)，銅 板上的采集線由繞線脊防護(hù)。
再有，按照本發(fā)明的封裝多個(gè)動(dòng)力電池用的殼體實(shí)現(xiàn)了積木式組 裝，即， 一個(gè)上端蓋加多個(gè)中間框體和一個(gè)下端蓋組成一個(gè)電池組單 體小組，多個(gè)單體小組再串并聯(lián)在一起就組成了大電池組。其串并聯(lián) 在單體小組和大電池組里，可根據(jù)容量和電壓要求調(diào)整，如此，實(shí)現(xiàn)
容量和電壓可調(diào)，電池組單體殼體容易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，滿足電池組整體 進(jìn)行快裝和快卸。
還有，按照本發(fā)明的封裝多個(gè)動(dòng)力電池用的殼體能夠滿足通風(fēng)密 封的要求。電池組單體殼體的兩側(cè)及上面設(shè)計(jì)了通風(fēng)道保證通風(fēng)。電 池單體之間可以采用諸如硅膠墊片之類的墊片隔開，保證各單體電池
之間被夾緊，防止軟包裝鋁塑膜的震動(dòng)，保證真空度和電池性能，確 保電池工作穩(wěn)定和電器性能的一致性。
本發(fā)明的有益效果是；采用以上殼體技術(shù)方案設(shè)計(jì)的電池成組技 術(shù)，能滿足各種電動(dòng)汽車的要求，容易實(shí)現(xiàn)電池組的基礎(chǔ)件標(biāo)準(zhǔn)化， 降低成本，提高產(chǎn)量，方便使用和維護(hù)，促進(jìn)電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化具有重要的意義和作用。
因此，按照本發(fā)明的封裝多個(gè)動(dòng)力電池用的殼體能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn) 化，系列化，通用化，同時(shí)，便于電池的成組，并且利于組成大塊電 池組進(jìn)行快裝和快卸，且維護(hù)方便。按照本發(fā)明的封裝多個(gè)動(dòng)力電池 用的殼體能夠滿足各種電動(dòng)汽車對(duì)動(dòng)力電池規(guī)格及布置的要求。
本發(fā)明的封裝多個(gè)動(dòng)力電池用的殼體體合理解決了軟包裝鋰電 池類動(dòng)力電池對(duì)殼體的要求，將各單體電池之間進(jìn)行夾緊，保證真空 度，減少鋁塑膜震動(dòng)及刮碰破損，確保電池穩(wěn)定的電器性能和一致性。
圖l表示由按照本發(fā)明的動(dòng)力電池殼體封裝著電池組構(gòu)成的動(dòng)力 電池殼體的立體圖2表示中間框體的詳細(xì)立體圖3a和3b分別表示上端蓋和下端蓋的詳細(xì)立體圖4表示電池殼體固定螺栓的詳細(xì)立體圖5表示使用三個(gè)中間框體、上端蓋、下端蓋和四條固定螺栓封 裝了四塊電池并且電池之間構(gòu)成串聯(lián)連接的情況；
圖6和7表示在構(gòu)成串聯(lián)連接時(shí)單體電池的電極板之間的結(jié)構(gòu)； 圖8表示電極蓋的主體部分；
圖9表示包括10塊電池的電池箱，這些電池之間采用了串聯(lián)方 式；和
圖10表示兩組圖9中的電池箱的并列組合方式，這兩個(gè)電池箱 之間可以通過各種連接方式連接起來。
具體實(shí)施方式
圖1表示由按照本發(fā)明的動(dòng)力電池殼體封裝著電池組構(gòu)成的動(dòng)
力電池殼體(也稱為電池箱)10的立體圖。如圖1所示，動(dòng)力電池 殼體100包括多個(gè)中間框體101、上端蓋102a和下端蓋102b。此外， 如圖1所示，電池箱10還包括電極連接導(dǎo)電板201和電極蓋體202。 在圖1中，在動(dòng)力電池殼體100中封裝著四塊電池。如圖1所示，具 體來說，封裝著四塊電池的動(dòng)力電池殼體100包括三個(gè)中間框體101、 上端蓋102a和下端蓋102a，而且此外還包括四個(gè)電池殼體固定螺栓 (圖中未示出)。
如圖1所示，電池各自具有立方體形狀，并且各個(gè)電池包括兩個(gè) 端面和四個(gè)側(cè)面，在由殼體封裝時(shí)，這些電池的端面保持平行并且是 沿著側(cè)面方向疊摞在一起的。而且上端蓋102a具有與電池的端面的 外形輪廓相應(yīng)的上端蓋凹槽，該上端蓋凹槽用于沿著電池側(cè)面的方向 至少部分地蓋住這些電池中位于一端的電池。中間框體具有與電池的 外形輪廓相應(yīng)的中空結(jié)構(gòu)，中間框體用于沿著電池側(cè)面的方向至少部 分地套住這些電池中的至少一個(gè)電池。下端蓋具有與電池的端面的外 形輪廓相應(yīng)的下端蓋凹槽，該下端蓋凹槽用于沿著電池側(cè)面的方向至 少部分地蓋住這些電池中位于另一端的電池。
下面，將參照?qǐng)D2~4具體介紹動(dòng)力電池殼體100的各個(gè)組成部分。 圖2是中間框體101的詳細(xì)立體圖；圖3a和3b分別是上端蓋 102a和下端蓋102b的詳細(xì)立體圖；圖4是電池殼體固定螺栓103的 詳細(xì)立體圖。
如圖2所示，中間框體IOI為基本上為由四條邊組成的矩形的框 體，它的內(nèi)部尺寸與所要封裝的電池相應(yīng)。就是說，中間框體101所 圍繞形成矩形空間的長、寬、高都與所要封裝的電池的外部尺寸相適 應(yīng)，所述長、寬等于或略大于所要封裝的電池的長、寬，而中間框體101的高度要等于或略大于所要封裝的電池的高度(厚度)的一半。
這是因?yàn)?，在封裝電池的時(shí)候，要在各電池之間加裝諸如硅膠墊片之 類的墊片，以確保電池的散熱和避免電池之間的擠壓碰撞，因此中間
框體101的高度(厚度)要略大于所要封裝的電池的高度，大體上等
于一塊電池的高度(厚度)加上電池之間安置的墊片的厚度。但是，
也可以不加裝墊片，此時(shí)中間框體101的高度等于一塊電池的高度。 如圖2所示，在中間框體101的一條長邊上設(shè)置有兩個(gè)中間框體前凸 起1011，并且在另一條長邊上設(shè)置有兩個(gè)中間框體后凸起1010。后 凸起1010和前凸起1011上都設(shè)置有沿中間框體101厚度方向的縱向 部分開放的固定通孔1012，并且后凸起1010比前凸起1011在沿著 中間框體101的長邊的方向上的寬度要寬，并且分別在兩個(gè)后凸起 1010內(nèi)側(cè)(也就是這兩個(gè)后凸起1010朝向彼此的一側(cè))上形成有通 孔1014。
此外，如圖2所示，在中間框體前凸起1011和中間框體后凸起 1010朝向下的側(cè)面上圍繞著固定通孔1012的外周，還形成有環(huán)形的 定位凸臺(tái)1013。并且在中間框體前凸起1011和中間框體后凸起1010 朝向上的一側(cè)上(也就是在與定位凸臺(tái)1013相反的一側(cè)上)，圍繞著 固定通孔1012的外周形成有環(huán)形的定位凹槽(圖中未示出)。定位凸 臺(tái)1013與定位凹槽的形狀與大小相互匹配，以致在將兩個(gè)中間框體 IOI朝向同一方向地、四邊對(duì)齊地疊摞在一起時(shí)，位于處于上方的中 間框體101上的定位凸臺(tái)1013會(huì)插入到位于下方的中間框體101上 的定位凹槽中并且二者緊密配合，使得兩個(gè)中間框體之間不會(huì)發(fā)生相 對(duì)運(yùn)動(dòng)。此外，按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，中間框體101的側(cè)面上 還可以設(shè)置通風(fēng)用的開口或通孔。
圖3a是從上端蓋102a的內(nèi)側(cè)看去的立體圖，也就是從電池上看去的上端蓋102a的立體圖。如圖3a所示，上端蓋102a的外部輪廓 與中間框體101相同，同樣為矩形的外部框，并且在一個(gè)長邊上也具 有兩個(gè)上端蓋前凸起1021，在另一條長邊上具有兩個(gè)上端蓋后凸起 1020，同樣在各個(gè)前凸起1021和后凸起1020中沿端蓋厚度方向的縱 向部分開放的固定通孔1022。與中間框體101相同，上端蓋后凸起 1020比上端蓋前凸起1021在沿著上端蓋102a的長邊的方向上的寬 度要寬，并且分別在兩個(gè)后凸起1020內(nèi)側(cè)(也就是這兩個(gè)后凸起1020 朝向彼此的一側(cè))上形成有通孔1024。
此外，如圖3a所示，在上端蓋前凸起1021和上端蓋后凸起1020 朝向下的側(cè)面上圍繞著固定通孔1022的外周，還形成有環(huán)形的定位 凸臺(tái)1023。上端蓋102a的定位凸臺(tái)1023與中間框體101的定位凹 槽的形狀與大小相互匹配，以致在將上端蓋102a與中間框體101朝 向同一方向地、四邊對(duì)齊地疊摞在一起時(shí)，位于處于上方的上端蓋 102a上的定位凸臺(tái)1023會(huì)插入到位于下方的中間框體101上的定位 凹槽中并且二者緊密配合，使得上端蓋與中間框體101之間不會(huì)發(fā)生 相對(duì)運(yùn)動(dòng)。與中間框體ioi不同，上端蓋102a不是中空的框體，而 是中部包括底板1025且在底板1025上形成有多個(gè)散熱通孔1026的 蓋子形半殼體。底板1025與上端蓋102a朝向電池那一側(cè)的側(cè)邊形成 了具有一定深度的凹槽，這個(gè)深度等于所要封裝的電池的厚度的一 半。
圖3b是從下端蓋102b的外側(cè)看去的立體圖，也就是從電池箱 IO底部看去的下端蓋102b的立體圖。下端蓋102b與上端蓋102a的 結(jié)構(gòu)基本相同，并且同樣在下端蓋102b朝向電池的那一側(cè)，由底板 1025與下端蓋102b朝向電池那一側(cè)的側(cè)邊形成了具有一定深度的凹 槽，這個(gè)深度等于所要封裝的電池的厚度的一半。并且同樣形成有與上端蓋102a相同的前、后凸起。下端蓋102b與上端蓋102a的不同 之處在于，在下端蓋102b的下端蓋前凸起1021和下端蓋后凸起1020 朝向電池的那一側(cè)的側(cè)面上、圍繞著固定通孔1022的外周形成有環(huán) 形的定位凹槽(圖中未示出)。定位凹槽與中間框體101上的定位凸 起1013的形狀與大小相互匹配，以致在將中間框體101與下端蓋102b 朝向同一方向地、四邊對(duì)齊地疊摞在一起時(shí)，位于處于上方的中間框 體101上的定位凸臺(tái)1013會(huì)插入到位于下方的下端蓋102b上的定位 凹槽中并且二者緊密配合，使得中間框體101與下端蓋102b之間不 會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
此外，如圖3b所示，在下端蓋102b的底板1025朝向外側(cè)(裝 配完成之后的電池箱10的外側(cè))的表面上，圍繞著中央的散熱通孔 1026形成有支撐凸臺(tái)1027，該支撐凸臺(tái)1027的頂面與下端蓋102b 側(cè)邊朝向外側(cè)的頂面處于同一平面內(nèi)，起到支撐底板1025中部的作 用。
如圖4所示，固定螺栓103包括兩個(gè)部分， 一個(gè)部分為固定螺栓 主體103a，另一個(gè)部分為固定螺栓緊固件103b。固定螺栓主體103a 的一個(gè)頂端具有螺帽，而相反的另一端沒有螺帽，而是在這一端的中 心形成有螺紋孔1031。固定螺栓緊固件103b的一個(gè)頂端具有螺帽， 而其與螺帽相連的桿體部分為螺紋桿1032。在使用固定螺栓103緊 固封裝好的電池箱10時(shí)，將國定螺栓主體103a穿入上端蓋102a、下 端蓋102b和各中間框體101上的各前后凸起的各個(gè)固定通孔1022 中，然后從與插入固定螺栓主體103a的一側(cè)相反的另一側(cè)、穿過下 端蓋102b上相應(yīng)的固定通孔1022，將國定螺栓緊固件103b旋擰到 固定螺栓主體103a的螺紋孔1031中，并且將其擰緊，使得上端蓋 102a、多個(gè)中間框體101、下端蓋103b緊密接觸，從而將動(dòng)力電池殼體100形成為一個(gè)整體，將電池組穩(wěn)固地封裝在其中。當(dāng)然，固定 螺栓103的連接方式也可以是反過來使用的，就是說，從下端蓋102b 插入固定螺栓主體103a，并且從上端蓋102a處旋擰固定螺栓緊固件 103b。
再返回來看圖1，圖1表示的是使用三個(gè)中間框體101、上端蓋 102a、下端蓋102b和四條固定螺栓103封裝了四塊電池的情況。
在封裝電池的過程中，首先，將下端蓋102b置于最下方，使其 定位凹槽朝上。然后將一塊電池放置到下端蓋102b的底板1025與側(cè) 邊形成的凹槽內(nèi)，然后在將一個(gè)中間框體101按照各個(gè)前凸起和后凸 起與下端蓋的各個(gè)前凸起和后凸起對(duì)應(yīng)的方式套裝到電池上并且最 終使中間框體101的定位凸起與下端蓋的定位凹槽相配合，如此重 復(fù)，直到安裝完最后一塊電池時(shí)，將上端蓋102a按照各個(gè)前凸起和 后凸起與中間框體101的各個(gè)前凸起和后凸起對(duì)應(yīng)的方式蓋在電池 上并且最終使上端蓋102a的定位凸起與中間框體101的定位凹槽相 配合。最后使用固定螺栓103將上端蓋、各中間框體和下端蓋緊固在 一起，從而將電池緊密封裝在按照本發(fā)明的動(dòng)力電池殼體100之內(nèi)。 而且，由于上端蓋102a、中間框體101和下端蓋102b具有如前所述 的高度，因此保證了封裝好的電池組的各個(gè)電池的電極板所處的豎直 位置正好位于上端蓋102a、中間框體101和下端蓋102b之間，從而 保證了各個(gè)電極板能夠從上端蓋102a、中間框體101和下端蓋102b 之間伸出。
箱10之外，比如在上端蓋102a、下端蓋102b和中間框體101上設(shè) 置供電池的電極板伸出的開口或淺槽。這樣， 一個(gè)中間框體101可以 套裝不止一塊電^k，因此，本發(fā)明并不局限于使用N—1個(gè)中間框體101以及一個(gè)上端蓋102a和一個(gè)下端蓋102b封裝N個(gè)動(dòng)力電池的情 況。
圖5表示使用三個(gè)中間框體101、上端蓋102a、下端蓋102b.和 四條固定螺栓103封裝了四塊電池并且電池之間構(gòu)成串聯(lián)連接的情 況。如圖6和7所示，表示的是在構(gòu)成串聯(lián)連接時(shí)單體電池200的電 極板201a和201b的結(jié)構(gòu)。如圖6所示，單體電池200的電極板201a 為負(fù)極，而電極板201b為正極，電極板201a朝向上彎折，而電極板 201b朝向下彎折。如圖7所示，另一塊單體電池200的電極板201a 為負(fù)極，而電極板201b為正極，其中，電極板201b朝向下彎折，而 電極板201a朝向上彎折。這樣，當(dāng)將這兩塊電池疊摞在一起時(shí)，圖 6的電池200的電極板201a將會(huì)與圖7的電池200的電極板201b重 疊接合在一起，而圖6的電池200的電極板201b與圖7的電池200 的電極板201a彼此朝向相反方向地分離。這樣，這兩塊電池之間就 形成了串聯(lián)連接。依次類推，在采用四塊電池200構(gòu)成串聯(lián)電池組時(shí)， 就得出了如圖5所示的電池箱10。電池200的電極板201之間的這 種彎折連接，有利于電極板之間的穩(wěn)定接觸，
并且能夠進(jìn)一步保證在車輛行駛期間電池之間不發(fā)生相對(duì)移動(dòng)。
在采用按照本發(fā)明的殼體組裝多個(gè)動(dòng)力電池時(shí)，可以根據(jù)需要按 照串連、并聯(lián)、串并聯(lián)組合的方式組裝電池。
在按照串聯(lián)方式組合多個(gè)動(dòng)力電池時(shí)，將第一塊電池安裝在下端 蓋102b內(nèi)，然后在的一塊電池上套裝第一個(gè)中間框體101，然后在 的一塊電池上方按照電池電極板朝向方向相同的再加方式疊加第二 塊電池，再套裝第二個(gè)中間框體IOI，如此組裝下去。在組裝電池的 同時(shí)，將電池的正負(fù)兩個(gè)電極板分別彎折成朝向上方和朝向下方與電 池的端面(電池水平放置時(shí)的上下兩個(gè)端面)垂直，并且使位于下方的電池的正極或負(fù)極與位于上方的電池的負(fù)極或正極相接合。當(dāng)組裝到
最后一塊電池時(shí)，不再繼續(xù)套裝中間框體ioi，而是在最后一塊電池
上加蓋上端蓋101a。然后將彎折接合在一起的各個(gè)單體電池的正負(fù) 電極板的下面墊上鍍銀銅板，上面再壓上鍍銀銅板，使其可靠連接， 這樣就構(gòu)成了串聯(lián)電池組單體小組。
在按照并聯(lián)方式組合多個(gè)動(dòng)力電池時(shí)，將第一塊電池安裝在下端 蓋102b內(nèi)，然后在的一塊電池上套裝第一個(gè)中間框體101，然后在 的一塊電池上方按照電池電極板朝向方向相同的再加方式疊加第二 塊電池，再套裝第二個(gè)中間框體IOI，如此組裝下去，在組裝的過程 中，要使位于下方和位于上方的電池的正極和負(fù)極以正極對(duì)正極、負(fù) 極對(duì)負(fù)極的方式一一對(duì)齊，并同時(shí)將電池的正負(fù)兩個(gè)電極板朝向同一 方向彎折成朝向上方或朝向下方與電池的端面(電池水平放置時(shí)的上 下兩個(gè)端面)垂直，然后將正極和負(fù)極分別用鍍銀銅墊板和壓板連接 起來，就組成了并聯(lián)電池組單體小組。
當(dāng)然，在一個(gè)單體里也可以將兩個(gè)并聯(lián)的單體再串聯(lián)，形成所謂 兩并一串、兩并兩串、兩并三串等等連接方式；或者所謂四并一串、 四并兩串等等連接方式。
組裝完成后，使用固定螺栓將電池組單體小組緊固在一起。
圖1所示的是四塊電池的并聯(lián)形式。這四塊電池的同極性的電極 板都朝向一個(gè)方向彎折，并且采用電極連接導(dǎo)電板202結(jié)合起來，并 且在電極連接導(dǎo)電板202上設(shè)置有絕緣的電極蓋203。電極蓋203包 括主體部分203b和封閉部分203a。
圖8為電極蓋203的主體部分203b?？梢钥闯觯陔姌O蓋主體 部分203b的中間部分為豎直凹槽，在這個(gè)豎直凹槽的中央部分形成 有導(dǎo)線引出孔2031和繞線脊2032，繞線脊2032包括多個(gè)繞線凹槽。在電池箱10組裝完成之后，可以通過導(dǎo)線引出孔2031引出與各個(gè)單 體電池的電極板相連的采集線，以便分別測量各單體電池或單體電池 的任意組合的電流或電壓。并且可以將通過導(dǎo)線引出孔2031引出的 采集線曲折盤繞在繞線脊2032的繞線凹槽中，以避免采集線與單體 電池之間發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，從而防止了采集線與單體電池之間因相對(duì)移 動(dòng)發(fā)生斷開或接觸不良。然后利用封閉部分203a蓋住電極蓋主體部 分203b中間部分的豎直凹槽，將采集線封閉在由封閉部分203a和電 極蓋主體部分203b中間部分的豎直凹槽構(gòu)成的空間內(nèi)，以避免采集 線受到來自外界的擾動(dòng)。
圖9表示包括10塊電池的電池箱10，這些電池之間采用了串聯(lián) 方式。為了圖示方便，圖中除去了一側(cè)的電極蓋203。
圖10是兩組圖9中的電池箱的并列組合方式，這兩個(gè)電池箱之 間可以通過各種連接方式連接起來。
當(dāng)然，單體電池之間的電連接方式也可以是多種多樣的，比如直 接通過電極連接導(dǎo)電板直接連接、通過導(dǎo)電連接等等。
前面所述的各個(gè)組成部分，動(dòng)力電池殼體、電極蓋等絕緣組件可 以采用不飽和聚酯玻璃纖維增強(qiáng)(DMC)模塑料之類的材料形成， 而電極板和電極連接導(dǎo)電板等導(dǎo)電組件可以采用銅等導(dǎo)電良好的金 屬形成。
本發(fā)明通過以上的實(shí)施例的說明，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于所 描述的實(shí)施例和方案；這里所包含的這些實(shí)施和方案的目的在于，幫 助本領(lǐng)域的技術(shù)人員實(shí)踐本發(fā)明；本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易在不脫離 本發(fā)明構(gòu)思的情況下，進(jìn)一步改進(jìn)和完善。因此，本發(fā)明只受本申請(qǐng) 權(quán)利要求書的限定，凡與本發(fā)明構(gòu)思相同的各種技術(shù)方案，都在本權(quán) 利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種用于封裝多個(gè)動(dòng)力電池的殼體，所述多個(gè)動(dòng)力電池各自具有立方體形狀，并且各個(gè)動(dòng)力電池包括兩個(gè)端面和四個(gè)側(cè)面，在由所述殼體封裝時(shí)，所述多個(gè)動(dòng)力電池的端面保持平行并且所述多個(gè)動(dòng)力電池是沿著側(cè)面方向疊摞在一起的，其特征在于，所述殼體包括上端蓋，所述上端蓋具有與所述動(dòng)力電池的端面的外形輪廓相應(yīng)的上端蓋凹槽，該上端蓋凹槽用于沿著所述側(cè)面的方向至少部分地蓋住所述多個(gè)動(dòng)力電池中位于一端的動(dòng)力電池；至少一個(gè)中間框體，所述中間框體具有與所述動(dòng)力電池的外形輪廓相應(yīng)的中空結(jié)構(gòu)，所述中間框體用于沿著所述側(cè)面的方向至少部分地套住所述多個(gè)動(dòng)力電池中的至少一個(gè)動(dòng)力電池；下端蓋，所述下端蓋具有與所述動(dòng)力電池的端面的外形輪廓相應(yīng)的下端蓋凹槽，該下端蓋凹槽用于沿著所述側(cè)面的方向至少部分地蓋住所述多個(gè)動(dòng)力電池中位于另一端的動(dòng)力電池。
2、 按照權(quán)利要求1所述的殼體，其特征在于，此外還包括用 于固定上端蓋、中間框體和下端蓋的固定螺栓，其中，所述上端蓋、 中間框體和下端蓋上的對(duì)應(yīng)位置上設(shè)置有固定通孔，所述固定螺栓穿過所述固定通孔以將所述上端蓋、中間框體和下端蓋緊固在一起。
3、 按照權(quán)利要求2所述的殼體，其特征在于，所述上端蓋、中 間框體和下端蓋的外形輪廓均為矩形，并且在矩形的兩條長邊的兩端 分別設(shè)置有前凸起和后凸起，所述固定通孔形成在所述前凸起和后凸 起上。
4、 按照權(quán)利要求1所述的殼體，其特征在于，所述上端蓋凹槽 和/或所述下端蓋凹槽中形成有用于通風(fēng)的通孔。
5、 按照權(quán)利要求1所述的殼體，其特征在于，所述上端蓋、中 間框體和下端蓋上相應(yīng)地形成有定位突起和定位凹槽，在由所述上端蓋、中間框體和下端蓋封裝所述多個(gè)動(dòng)力電池時(shí)，各個(gè)定位突起分別 插入相應(yīng)的定位凹槽內(nèi)，以防止所述上端蓋、中間框體和下端蓋之間 發(fā)生橫向相對(duì)移動(dòng)。
6、 按照權(quán)利要求2所述的殼體，其特征在于，所述固定螺栓包 括固定螺栓主體和固定螺栓緊固件，所述固定螺栓主體一端為螺帽而 另一端具有螺紋孔，所述固定螺栓緊固件一端為螺帽而另一端為螺紋 桿，在固定所述上端蓋、中間框體和下端蓋時(shí)，所述固定螺栓緊固件 的螺紋桿旋擰在所述固定螺栓主體的螺紋孔內(nèi)。
7、 按照權(quán)利要求1所述的殼體，其特征在于，所述上端蓋凹槽、 中間框體和下端蓋的幾何結(jié)構(gòu)能夠確保所述動(dòng)力電池的電極板伸出 于所述殼體之外。
8、 按照權(quán)利要求7所述的殼體，其特征在于，所述上端蓋凹槽 和所述下端蓋凹槽的深度等于動(dòng)力電池厚度的一半，以及所述中間框 體沿所述側(cè)面的高度等于或略大于動(dòng)力電池厚度的一半。
9、 按照權(quán)利要求1所述的殼體，其特征在于，此外還包括，電 極蓋，該電極蓋用于蓋住各個(gè)動(dòng)力電池的電極板，所述電極蓋包括主 體部分和封閉部分，在所述電極蓋的主體部分的中間部分設(shè)置有豎直 凹槽，在所述豎直凹槽的中央部分形成有導(dǎo)線引出孔和繞線脊，并且 所述繞線脊包括多個(gè)繞線凹槽。
10、 按照權(quán)利要求7所述的殼體，其特征在于，所述動(dòng)力電池的 電極板伸出所述殼體之外的部分與所述動(dòng)力電池的端面垂直，所述多 個(gè)動(dòng)力電池中的至少一部分動(dòng)力電池之間的電連接是通過所述電極 板的與所述動(dòng)方電池的端面垂直的部分之間直接重疊接觸來實(shí)現(xiàn)的。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于封裝多個(gè)動(dòng)力電池的殼體，所述殼體包括上端蓋，所述上端蓋具有與所述動(dòng)力電池的端面的外形輪廓相應(yīng)的上端蓋凹槽；至少一個(gè)中間框體，所述中間框體具有與所述動(dòng)力電池的外形輪廓相應(yīng)的中空結(jié)構(gòu)；下端蓋，所述下端蓋具有與所述動(dòng)力電池的端面的外形輪廓相應(yīng)的下端蓋凹槽。本發(fā)明合理解決了軟包裝鋰電池類動(dòng)力電池對(duì)殼體的要求，可實(shí)現(xiàn)電壓和容量的任意調(diào)整。將各單體電池之間進(jìn)行夾緊，保證真空度，減少鋁塑膜震動(dòng)及刮碰破損，方便用銅壓板連接正負(fù)極板方便可靠，確保電池穩(wěn)定的電器性能和一致性。
文檔編號(hào)H01M2/02GK101290978SQ20071014580
公開日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2007年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月24日
發(fā)明者孫逢春, 程 林, 王震坡, 軍 馬 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)