一種極耳連接裝置、動力電池模組和汽車的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種極耳連接裝置，用于與動力電池的極耳連接，包括：基座，所述基座鄰近所述極耳；極耳連接片，所述極耳連接片包覆在所述基座的兩側，所述極耳分別貼合與所述極耳相鄰的兩個所述極耳連接片的外側面；和螺桿，所述螺桿穿過所述基座的兩側，通過與螺母的螺紋配合將所述極耳連接片和所述極耳壓緊在一起；其中，所述螺桿的長度大于等于與所述螺桿連接的所述動力電池中的最外側的兩個所述動力電池的極耳之間的距離，所述螺桿與所述螺母的螺紋配合使所述極耳連接片發生彈性形變，并產生朝向與該極耳連接片貼合的所述極耳的彈力，以與所述極耳緊密貼合。
【專利說明】
一種極耳連接裝置、動力電池模組和汽車
技術領域
[0001]本發明涉及動力電池技術領域，特別涉及一種極耳連接裝置、一種動力電池模組和使用該動力電池模組的汽車。
【背景技術】
[0002]電動汽車領域里，動力電池極耳連接方法中主要有兩大類:
[0003]第一種是焊接方法:包括激光焊接，超聲波焊接，電阻焊焊接等多種焊接方法。
[0004]第二種是機械連接方法:包括螺栓連接，壓接及鉚接等結構非焊接形式的連接方法。
[0005]在當前電動汽車技術領域的具體應用里，動力電池極耳連接以焊接形式為主，主要原因是:焊接結構形式相對簡單，投放設備后可實現焊接自動化生產，而且焊接過流量大，相對電阻較小。
[0006]但是極耳焊接也存在很多問題。第一，極耳焊接需要設備投入，并且需要制作大量的工裝卡具；在產品樣件階段及小批量生產階段并不是很經濟。第二，焊接之后屬于不可逆焊接，焊接后不可拆裝，因此當鋰電池組投入使用后，即使發現其中的某個鋰電芯存在性能差異或是不能正常使用，也無法對問題鋰電芯進行更換，只能任其影響電池組內其它鋰電芯的正常使用，直至導致整個電池組報廢，這無疑會造成資源的浪費，同時也增加了使用成本。
[0007]另一類動力電池極耳機械連接方法主要是螺栓連接，通過使用螺栓螺母來連接極耳與母排的方法在樣件階段與焊接工藝不成熟的階段被廣泛采用。雖然螺栓連接設計簡單，便于操作，不需要設備投入，在產品開發階段即產品小批量生產階段有無可比擬的優勢。但是，每個動力電池極耳與匯流母排連接都需要2-3顆螺釘；而一個動力電池模組中往往由數十個動力電池串并聯形成，這就需要上百顆螺釘連接。因此使用螺栓連接需要較多的人工工時，且可靠性不易保證。
[0008]如果能夠使用一根長螺桿將多個動力電池的極耳統一地串聯在一起的話，這種連接方式無設備投入要求，且連接過程快速，能夠節約大量工時，能實現極耳的快速連接。但是在車載系統中，長期振動會引起螺桿應力松弛，而現有的長螺桿連接結構無法為極耳與匯流排之間提供足夠的持續壓緊力。極耳與匯流排間壓緊力不足時，界面電阻會增大，從而降低電氣連接的安全性。

【發明內容】

[0009]有鑒于此，本發明的目的是提供一種使用長螺桿連接方式的極耳連接裝置，其通過能夠發生彈性形變的極耳連接片與長螺桿的配合，不僅能夠實現動力電池極耳的快速連接，而且為極耳與匯流排之間提供足夠的持續壓緊力。
[0010]本發明的實施例提供了一種極耳連接裝置，用于與動力電池的極耳連接，包括:
[0011]基座，所述基座鄰近所述極耳；
[0012]極耳連接片，所述極耳連接片包覆在所述基座的兩側，所述極耳分別貼合與所述極耳相鄰的兩個所述極耳連接片的外側面；和
[0013]螺桿，所述螺桿穿過所述基座的兩側，通過與螺母的螺紋配合將所述極耳連接片和所述極耳壓緊在一起；
[0014]其中，所述螺桿的長度大于等于與所述螺桿連接的所述動力電池中的最外側的兩個所述動力電池的極耳之間的距離，所述螺桿與所述螺母的螺紋配合使所述極耳連接片發生彈性形變，并產生朝向與該極耳連接片貼合的所述極耳的彈力，以與所述極耳緊密貼合。
[0015]優選地，所述極耳連接片包括:
[0016]匯流排支撐簧片，所述匯流排支撐簧片包覆在所述基座的兩側；和
[0017]匯流排，所述匯流排包覆在所述匯流排支撐簧片的外側，并通過鉚釘與所述匯流排支撐簧片固定在一起；
[0018]所述極耳貼合所述匯流排的外側面和/或所述鉚釘。
[0019]優選地，所述匯流排支撐簧片包括:
[0020]與所述基座的底面或頂面貼合的水平部；和
[0021]分別與所述水平部的一側連接、包覆在所述基座的兩側的兩個彈性變形部，每個所述彈性變形部與所述水平部之間的夾角大于90°。
[0022]優選地，進一步包括兩個端面壓板，所述兩個端面壓板分別貼合所述最外側的兩個所述動力電池的極耳，所述螺桿穿過所述兩個端面壓板，通過與所述螺母的螺紋配合將所述兩個端面壓板之間的所述極耳連接片和所述極耳壓緊在一起。
[0023]優選地，所述動力電池包括:
[0024]電池框；
[0025]電芯單元，所述電芯單元固定在所述電池框中；和
[0026]極耳，所述極耳與所述電芯單元連接，且自所述電池框的一端伸出至所述電池框以外；
[0027]所述基座進一步包括卡腿，所述卡腿與所述電池框的一端卡接。
[0028]本發明的另一個實施例還提供了一種動力電池模組，包括:
[0029]動力電池，所述動力電池具有極耳；和
[0030]以上所述的極耳連接裝置，用于與所述極耳連接。
[0031]本發明的又一個實施例還提供了一種汽車，所述汽車包括以上所述的動力電池模組。
【附圖說明】
[0032]以下附圖僅對本發明做示意性說明和解釋，并不限定本發明的范圍。
[0033]圖1為本發明的動力電池模組的側視圖。
[0034]圖2為本發明的極耳連接裝置的一部分的結構示意圖。
[0035]圖3為本發明中的極耳連接片的結構示意圖。
[0036]圖4為本發明中的匯流排支撐簧片的側視圖。
[0037]圖5為本發明中的基座的結構不意圖。
[0038]圖6為本發明的動力電池模組的結構示意圖。
[0039]標號說明:
[0040]I極耳連接裝置[0041 ]10 基座
[0042]11 卡腿
[0043]12電路板卡槽
[0044]13 過孔
[0045]20極耳連接片
[0046]21匯流排支撐簧片
[0047]21a水平部
[0048]21b彈性變形部
[0049]22匯流排
[0050]23 鉚釘
[0051]30 螺桿
[0052]40 螺母
[0053]50端面壓板
[0054]2動力電池
[0055]2a電池框
[0056]2b電芯單元
[0057]3 極耳
[0058]100動力電池模組
【具體實施方式】
[0059]為了對發明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照【附圖說明】本發明的【具體實施方式】，在各圖中相同的標號表不相同的部分。
[0060]在本文中，“示意性”表示“充當實例、例子或說明”，不應將在本文中被描述為“示意性”的任何圖示、實施方式解釋為一種更優選的或更具優點的技術方案。
[0061]為使圖面簡潔，各圖中的只示意性地表示出了與本發明相關部分，而并不代表其作為產品的實際結構。另外，以使圖面簡潔便于理解，在有些圖中具有相同結構或功能的部件，僅示意性地繪示了其中的一個，或僅標出了其中的一個。
[0062]為了解決現有技術中長螺桿極耳連接結構無法提供足夠的持續壓緊力的技術問題，本發明的目的是提供一種使用長螺桿連接方式的極耳連接裝置，其通過能夠發生彈性形變的極耳連接片與長螺桿的配合，不僅能夠實現動力電池極耳的快速連接，而且為極耳與匯流排之間提供足夠的持續壓緊力。
[0063]圖1為本發明中的動力電池模組的側視圖，圖2為本發明的極耳連接裝置的結構示意圖。如圖1和圖2所示，在一個實施例中，提供了一種極耳連接裝置I，用于與動力電池2的極耳3連接。其中，極耳連接裝置I包括:
[0064]基座10，基座10固定在鄰近極耳3的位置；
[0065]極耳連接片20，極耳連接片20包覆在基座10的兩側，極耳3分別貼合與其相鄰的兩個極耳連接片20的外側面；和
[0066]螺桿30，螺桿30穿過基座10的兩側，通過與螺母40的螺紋配合將極耳連接片20和所述極耳3壓緊在一起；
[0067]其中，螺桿30的長度大于等于與該螺桿30連接的所有動力電池2中的最外側的兩個動力電池2的極耳3之間的距離，且螺桿30與螺母40的螺紋配合使極耳連接片20發生彈性形變，并產生朝向與極耳連接片20貼合的極耳3的彈力，以與極耳3緊密貼合。
[0068]在本實施例中，雖然極耳連接裝置I可僅與一個動力電池的一個極耳連接，但通常情況下，極耳連接裝置I的作用是將多個動力電池的極耳連接在一起，以通過多個動力電池的串并聯連接而形成動力電池模組。在圖1所示的動力電池模組100中，示出了通過本發明的極耳連接裝置I將8個動力電池2連接在一起而形成動力電池模組100的示例。本領域技術人員可以理解的是，動力電池模組100中可包括任意數量的動力電池2。
[0069]在本實施例中，如圖1所示，螺桿30的長度大于等于與其相連的最外側的兩個動力電池2的極耳3之間的距離，這里所指的最外側的兩個動力電池2是指圖中最左側的動力電池2以及最右側的動力電池2，螺桿30的長度滿足能夠穿過其所要連接的所有動力電池2的極耳3，即僅通過一個螺桿30即可與所有動力電池2的極耳3連接。當一個動力電池模組100中采用不同數量或類型的動力電池2時，可通過提供不同長度的螺桿30來實現極耳的連接。
[0070]結合圖2所示，極耳連接片20包覆基座10的兩側，基座10為極耳連接片20提供支撐，極耳連接片20在基座10的兩個側面均能夠提供與極耳3的連接。一個極耳連接裝置I可對應一個動力電池2使用，每個動力電池2的極耳3可與一個極耳連接裝置I中的極耳連接片20的其中一側連接。而在動力電池模組100中，一個動力電池2的極耳3和與其相鄰的兩個極耳連接裝置I的極耳連接片20的外側面均貼合，這樣，相鄰的兩個極耳連接片20通過其之間的極耳3實現連接，對應地，相鄰的兩個極耳3通過與位于基座10的兩個側面的同一個極耳連接片20貼合而實現連接，因此，相鄰的極耳連接裝置I通過連接在其間的極耳3形成了匯流母排，從而實現了多個動力電池2的極耳3的連接。而這一匯流母排僅通過一個螺桿30固定連接。
[0071]螺桿30穿過所有的極耳連接裝置I的基座10的兩側，通過與螺母40的螺紋配合將連接在其上的所有的極耳3與極耳連接片20壓緊在一起。同時，本實施例中的極耳連接片在外力的作用下，能夠發生彈性形變，產生朝向與其貼合的極耳3的彈力，該彈力以及螺桿30與螺母40的配合提供的壓緊力一起，使得極耳3與極耳連接片20之間始終保持持續的壓緊力，從而在長期的使用過程中保證極耳3與極耳連接片20的穩定連接，從而保證了其所形成的匯流排的連接穩定性。
[0072]進一步地，如圖3所示，極耳連接片20包括:
[0073]匯流排支撐簧片21，匯流排支撐簧片21包覆在基座10的兩側；和
[0074]匯流排22，匯流排22包覆在匯流排支撐簧片21的外側，并通過鉚釘23與匯流排支撐簧片21固定在一起；極耳3貼合匯流排22的外側面和/或鉚釘23。
[0075]在極耳連接片20中，匯流排支撐簧片21位于內側，其通過彈性形變的能力為極耳連接片20提供彈力，以為極耳3與極耳連接片20之間提供持續的壓緊力。優選地，匯流排支撐簧片21為彈性鋼板，厚度為0.6-2mm。
[0076]匯流排22包覆在匯流排支撐簧片21的外側，用于與極耳3貼合，以提供電流通路。匯流排22與匯流排支撐簧片21通過鉚釘23固定在一起，鉚釘23既作為連接元件也是電連接觸點，極耳3也可與鉚釘23貼合。為了增大電流通過能力，鉚釘23采用銅鉚釘，其外表面光滑，粗糙度小于3.2。進一步地，鉚釘23的外表面可通過鍍金、鍍銀等表面處理來增大電流通過能力。
[0077]進一步地，結合圖2和圖4所示，匯流排支撐簧片21包括:
[0078]與基座10的底面或頂面貼合的水平部21a ;和
[0079]分別與水平部21a的一側連接、包覆在基座10的兩側的兩個彈性變形部21b，每個彈性變形部21b與水平部21a之間的夾角α大于90°，即彈性變形部21b的自由狀態是自基座10的兩側朝向極耳3傾斜的。當通過螺母40與螺桿30的螺紋配合將極耳3與極耳連接片20壓緊時，每個彈性變形部21b與水平部21a之間的夾角α減小，每個彈性變形部21b被壓緊，其產生朝向其自由狀態位置的彈力，即產生朝向極耳3的彈力，因此能夠為極耳連接片20提供朝向極耳3的彈力，使其之間保持持續壓緊力。
[0080]如圖1所示，本實施例中的極耳連接裝置I進一步包括兩個端面壓板50，兩個端面壓板50分別貼合最外側的兩個動力電池2的極耳3外側，螺桿30穿過兩個端面壓板50，通過與螺母40的螺紋配合將兩個端面壓板50之間所有的極耳連接片20和極耳3壓緊在一起。
[0081]圖5示出了極耳連接裝置I的基座10的結構示意圖，圖6示出了本發明的動力電池模組的結構示意圖，結合圖5和圖6所示，動力電池模組100包括多個動力電池2，每個動力電池2包括:
[0082]電池框2a ；
[0083]電芯單元2b，電芯單元2b固定在電池框2a中；和
[0084]極耳3，極耳3與電芯單元2b連接，且自電池框2a的一端伸出至電池框2a以外。
[0085]如圖5所示，基座10進一步包括卡腿11，卡腿11與電池框2a的一端卡接，以固定在電池框2a上鄰近極耳3的位置。另外，基座10可進一步包括電池管理單元(BMU)電路板卡槽12，可以定向安裝電路板、電壓傳感器、溫度傳感器等。基座10上具有貫穿其兩個側面的過孔13，供長螺桿30穿過。基座10的材料為工程所料，例如尼龍、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等，其具有一定的結構強度，同時絕緣性能與防火等級等能夠達到法規等相關要求。
[0086]在圖1和圖6所示的本實施例中，僅示出了用于將自動力電池2的一側伸出的極耳連接在一起的極耳連接裝置1，圖中雖然未示出用于自動力電池2的另一側伸出的極耳的連接裝置，但并不表示該極耳不需要連接。在實際應用中，動力電池兩側的極耳可采用相同的連接裝置和連接方式，或者采用不同的連接裝置和連接方式。
[0087]在另一個實施例中，可以將上述實施例中的動力電池模組100應用在汽車中。當然，該動力電池模組100如何實現在汽車中的安裝不是本發明的重點，本領域技術人員可以按照任意方式實施該動力電池模組100在汽車中的安裝，本文不再贅述。
[0088]在本文中，“一個”并不表示將本發明相關部分的數量限制為“僅此一個”，并且“一個”不表示排除本發明相關部分的數量“多于一個”的情形。
[0089]除非另有說明，本文中的數值范圍不僅包括其兩個端點內的整個范圍，也包括含于其中的若干子范圍。
[0090]上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發明的可行性實施方式的具體說明，而并非用以限制本發明的保護范圍，凡未脫離本發明技藝精神所作的等效實施方案或變更，如特征的組合、分割或重復，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種極耳連接裝置(I)，用于與動力電池(2)的極耳(3)連接，其特征在于，包括: 基座(10)，所述基座(10)鄰近所述極耳(3); 極耳連接片(20)，所述極耳連接片(20)包覆在所述基座(10)的兩側，所述極耳(3)分別貼合與所述極耳(3)相鄰的兩個所述極耳連接片(20)的外側面；和 螺桿(30)，所述螺桿(30)穿過所述基座(10)的兩側，通過與螺母(40)的螺紋配合將所述極耳連接片(20)和所述極耳(3)壓緊在一起； 其中，所述螺桿(30)的長度大于等于與所述螺桿(30)連接的所述動力電池(2)中的最外側的兩個所述動力電池(2)的極耳(3)之間的距離，所述螺桿(30)與所述螺母(40)的螺紋配合使所述極耳連接片(20)發生彈性形變，并產生朝向與該極耳連接片(20)貼合的所述極耳⑶的彈力，以與所述極耳⑶緊密貼合。2.如權利要求1所述的極耳連接裝置(I)，其特征在于，所述極耳連接片(20)包括: 匯流排支撐簧片(21)，所述匯流排支撐簧片(21)包覆在所述基座(10)的兩側；和 匯流排(22)，所述匯流排(22)包覆在所述匯流排支撐簧片(21)的外側，并通過鉚釘(23)與所述匯流排支撐簧片(21)固定在一起； 所述極耳(3)貼合所述匯流排(22)的外側面和/或所述鉚釘(23)。3.如權利要求2所述的極耳連接裝置(I)，其特征在于，所述匯流排支撐簧片(21)包括: 與所述基座(10)的底面或頂面貼合的水平部(21a);和 分別與所述水平部(21a)的一側連接、包覆在所述基座(10)的兩側的兩個彈性變形部(21b)，每個所述彈性變形部(21b)與所述水平部(21a)之間的夾角大于90°。4.如權利要求1至3中任一權利要求所述的極耳連接裝置(I)，其特征在于，進一步包括兩個端面壓板(50)，所述兩個端面壓板(50)分別貼合所述最外側的兩個所述動力電池(2)的極耳(3)，所述螺桿(30)穿過所述兩個端面壓板(50)，通過與所述螺母(40)的螺紋配合將所述兩個端面壓板(50)之間的所述極耳連接片(20)和所述極耳(3)壓緊在一起。5.如權利要求1至3中任一權利要求所述的極耳連接裝置(I)，其特征在于，所述動力電池⑵包括: 電池框(2a)； 電芯單元(2b)，所述電芯單元固定在所述電池框(2a)中；和 極耳(3)，所述極耳(3)與所述電芯單元(2b)連接，且自所述電池框(2a)的一端伸出至所述電池框(2a)以外； 所述基座(10)進一步包括卡腿(11)，所述卡腿(11)與所述電池框(2a)的一端卡接。6.一種動力電池模組(100)，其特征在于，包括: 動力電池⑵，所述動力電池⑵具有極耳(3);和 如權利要求1至5中任一權利要求所述的極耳連接裝置(I)，用于與所述極耳(3)連接。7.一種汽車，其特征在于，所述汽車包括如權利要求6所述的動力電池模組(100)。
【文檔編號】H01M2/26GK105895847SQ201510631656
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年9月29日
【發明人】王克堅, 高長新
【申請人】北京長城華冠汽車科技股份有限公司