一種軟包電池模塊連接結構的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種軟包電池模塊連接結構，包括多塊堆疊的電芯、與電芯的極耳連接的匯流排以及限定電芯的極耳與匯流排之間位置的匯流排支撐組件，電芯的正負極耳均采用銅鋁復合材料制作而成，對應正負極耳的正負匯流排均采用相同的單一導電材料制作而成。與現有技術相比，本發明改進極耳與匯流排的連接結構，大幅改善極耳與匯流排間激光焊接質量，提高連接可靠性。
【專利說明】
一種軟包電池模塊連接結構
技術領域
[0001]本發明涉及電池生產技術領域，尤其是涉及一種軟包電池模塊連接結構。
【背景技術】
[0002]電芯成組生成模塊，主要是完成電芯間的機械連接和電連接，其中因電連接直接影響模塊的性能，因此更為重要，模塊上電芯間的電連接即極耳連接，完成電連接的結構件一般稱作匯流排(bus bar)。對于軟包電池來說，目前模塊上匯流排與極耳的連接主要通過焊接完成，如激光焊接和超聲波焊接，以激光焊接居多。與正負極極耳連接的匯流排材料是不同的，一般正極極耳匯流排為鋁材質，負極極耳匯流排為銅材質。匯流排的兩種不同材料需要通過超聲波、釬焊等工藝連接在一起，增加了不同材料連接工序及該工序帶來的連接可靠性風險。且該種匯流排(連接部位為弧形)與極耳連接(連接部位為極耳頂部)的激光焊接工藝，對尺寸的敏感性較高，對整個焊接尺寸鏈要求較嚴，極易造成匯流排激光焊接不良。

【發明內容】

[0003]本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種軟包電池模塊連接結構，通過改進極耳與匯流排的連接結構，大幅改善極耳與匯流排間激光焊接質量，提高連接可靠性。
[0004]本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0005]—種軟包電池模塊連接結構，包括多塊堆疊的電芯、與電芯的極耳連接的匯流排以及限定電芯的極耳與匯流排之間位置的匯流排支撐組件，電芯的正負極耳均采用銅鋁復合材料制作而成，對應正負極耳的正負匯流排均采用相同的單一導電材料制作而成。
[0006]所述匯流排為平面匯流排，該平面匯流排上設有多個極耳過孔，所述電芯的極耳穿過極耳過孔后折彎。
[0007]相鄰的極耳折彎后通過激光焊接與匯流排焊接連接。
[0008]所述相鄰的極耳折彎后部分重疊。
[0009]所述匯流排支撐組件為多個，每個匯流排支撐組件包括依次并列平行設置的一個半凹形支撐部、一個凹形支撐部和一個半凹形支撐部，凹形支撐部與兩個半凹形支撐部之間分別留有與電芯的極耳厚度和相鄰的極耳之間距離相匹配的孔隙。
[0010]所述凹形支撐部與兩個半凹形支撐部之間的孔隙寬度可調。
[0011]所述每個匯流排支撐組件的兩端部分別設有一固定柱體，所述固定柱體上設有帶多個卡槽的滑軌，凹形支撐部和兩個半凹形支撐部的端部均分別與滑軌滑動連接，并分別卡入卡槽中。
[0012]所述單一導電材料采用銅材料或鋁材料。
[0013]所述匯流排上設有限位缺口，所述匯流排支撐組件上設有與限位缺口配合的限位塊。
[0014]所述限位缺口為多個，多個限位缺口對稱設于匯流排的兩側邊邊緣處。
[0015]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
[0016]I)為了取消匯流排上不同材料間的連接工藝過程，本發明更改電芯極耳為銅鋁復合材料，更改匯流排為單一同種材料(銅或者鋁或者其它導電材料)，減少了原匯流排銅材鋁材不同材料間的焊接工序和因焊接工序造成的匯流排連接可靠性風險。
[0017]2)拓寬匯流排材料選擇范圍，可以選擇符合導電性、強度等要求的低成本材料，降低系統成本。
[0018]3)并不改變電芯制作工藝，減少物料種類，極耳與極片間的連接工藝也可以減少為一種，更容易控制和管理工藝，提尚廣品質量。
[0019]4)相比現有弧形匯流排的焊接技術，改進后的連接結構采用激光焊接連接極耳側面與平面匯流排，整個連接結構更容易實現，連接部位更可靠。
[0020]5)相鄰的極耳折彎后，其折彎部重疊在匯流排上，通過激光焊接將需要連接的極耳、匯流排連接在一起，對零件尺寸精度依賴性小。
[0021]6)設置匯流排支撐組件的結構，形成與電芯的極耳厚度和相鄰的極耳之間距離相匹配的孔隙，適用于兩并或多并電芯結構。
[0022]7)匯流排支撐組件同時具有限位、放置匯流排的作用，設置限位缺口與限位塊，保證匯流排支撐組件與匯流排之間的位置穩定。
[0023]8)匯流排支撐組件配合帶多個卡槽的滑軌，實現凹形支撐部與兩個半凹形支撐部之間的孔隙寬度可調，適用于不同型號電芯的焊接組裝，可擴展性好。
【附圖說明】
[0024]圖1為軟包電池模塊連接結構的示意圖；
[0025]圖2為折彎前的軟包電池模塊連接結構剖面示意圖；
[0026]圖3為折彎后的軟包電池模塊連接結構剖面示意圖；
[0027]圖4為匯流排的結構示意圖。
[0028]圖中:1、電芯，2、極耳，3、匯流排，4、匯流排支撐組件，5、極耳過孔，6、半凹形支撐部，7、凹形支撐部，8、固定柱體，9、限位缺口，10、限位塊。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。本實施例以本發明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。
[0030]如圖1、圖2和圖3所示，一種軟包電池模塊連接結構，包括多塊堆疊的電芯1、與電芯I的極耳2連接的匯流排3以及限定電芯I的極耳2與匯流排3之間位置的匯流排支撐組件4，電芯I的正負極耳2均采用銅鋁復合材料制作而成，對應正負極耳2的正負匯流排3均采用相同的單一導電材料制作而成，單一導電材料采用銅材料或鋁材料，匯流排3為平面匯流排，該平面匯流排上設有多個極耳過孔5，電芯I的極耳2穿過匯流排3上的極耳過孔5后折彎，相鄰的極耳2折彎后通過激光焊接與匯流排3焊接連接，且相鄰的極耳2折彎后部分重疊，如圖3中的A所示的激光焊接區域。
[0031]銅鋁復合材料的極耳2可以與銅、鋁、或者其他導電材料連接，因此采用單一材料的匯流排3可以與極耳2復合材料連接，省去了原匯流排3不同材料間的連接，提高了匯流排 3的可靠性。
[0032]從整個模組極耳2連接結構而言，為了取消匯流排3上不同材料間的連接工藝過程，有兩個方向可選:a.匯流排3采用同種材料如銅鋁復合材料;b.正負極極耳2采用同一種復合材料，正負極匯流排3采用同種材料即可(如銅、鋁或其他滿足導電性能要求的導電材料)。本發明極耳2采用銅鋁復合材料，優點如下:
[0033]1、拓寬匯流排3材料選擇范圍，可以選擇符合導電性、強度等要求的低成本材料， 相比方向a和現有技術，可以更多地降低系統成本；
[0034]2、并不改變電芯1制作工藝，相比方向a和現有技術，減少物料種類，極耳2與極片間的連接工藝也可以減少為一種，更容易控制和管理工藝，提高產品質量，且導電性能上并不受影響。
[0035]現有激光焊接工藝有兩類，一類如【背景技術】中所述的弧形匯流排3,保持極耳2形狀為直的，激光焊接連接極耳2頂部與弧形匯流排3;要么極耳2折彎，激光焊接連接極耳2的側面與匯流排3,本發明采用的焊接方式，本發明改進后的結構采用激光焊接連接極耳2側面與匯流排3,整個連接結構更容易實現，連接部位更可靠。
[0036]其中，匯流排支撐組件4為多個，采用絕緣性能良好的塑料制作而成，每個匯流排支撐組件4包括依次并列平行設置的一個半凹形支撐部6、一個凹形支撐部7和一個半凹形支撐部6,凹形支撐部7與兩個半凹形支撐部6之間分別留有與電芯1的極耳2厚度和相鄰的極耳2之間距離相匹配的孔隙，適用于兩并或多并電芯模塊結構。
[0037]每個匯流排支撐組件4的兩端部分別設有一固定柱體8,固定柱體8上設有帶多個卡槽的滑軌，凹形支撐部7和兩個半凹形支撐部6的端部均分別與滑軌滑動連接，并分別卡入卡槽中，使得凹形支撐部7與兩個半凹形支撐部6之間的孔隙寬度可調，可適應不同厚度的電芯1和不同串并聯的模組。
[0038]匯流排支撐組件4還設有與用于承載堆疊軟包電芯的電芯承載零件連接的連接件，電芯承載零件具有導熱功能，可將電芯1上熱量傳導至模組熱管理結構上。
[0039]匯流排3上設有限位缺口 9，匯流排支撐組件4上設有與限位缺口 9配合的限位塊 10。限位缺口9為多個，多個限位缺口9對稱設于匯流排3的兩側邊邊緣處。圖1和圖4中，每個匯流排3上設置四列極耳過孔5，四個限位缺口 9，每個匯流排3配合兩個匯流排支撐組件4使用。匯流排3的作用是完成電芯1間的串并聯，除了模塊輸出的正負極匯流排3外，其余的匯流排3連接的是相鄰串聯電芯1的正負極，即一組并聯的N個電芯1正極極耳2在通過匯流排3 與相鄰的下一組并聯的電芯1負極極耳2連接在一起，該組并聯的N個電芯1負極極耳2亦通過匯流排3與相鄰的上一組并聯的電芯1正極連接在一起，形成模組的串并聯。
[0040]匯流排支撐組件4與匯流排3可通過裝配連接在一起，匯流排3也可以作為匯流排支撐組件4的嵌件通過注塑等工藝連接在一起。
[0041]工作過程:
[0042]1、軟包電芯1與電芯承載零件連接，并堆疊形成符合要求的串并聯結構；
[0043]2、安裝匯流排支撐組件4和匯流排3,或者匯流排支撐組件4和匯流排3配合形成一體化零件；
[0044]3、工裝將電芯1的極耳2折彎(此工序也可在電芯1堆疊前完成)，并壓緊極耳2與匯流排3,使需連接的極耳2折彎部分與匯流排3貼合良好，激光焊接，連接極耳2及匯流排3。
【主權項】
1.一種軟包電池模塊連接結構，包括多塊堆疊的電芯、與電芯的極耳連接的匯流排以及限定電芯的極耳與匯流排之間位置的匯流排支撐組件，其特征在于，電芯的正負極耳均采用銅鋁復合材料制作而成，對應正負極耳的正負匯流排均采用相同的單一導電材料制作ntjD2.根據權利要求1所述的一種軟包電池模塊連接結構，其特征在于，所述匯流排為平面匯流排，該平面匯流排上設有多個極耳過孔，所述電芯的極耳穿過極耳過孔后折彎。3.根據權利要求2所述的一種軟包電池模塊連接結構，其特征在于，相鄰的極耳折彎后通過激光焊接與匯流排焊接連接。4.根據權利要求3所述的一種軟包電池模塊連接結構，其特征在于，所述相鄰的極耳折彎后部分重疊。5.根據權利要求3所述的一種軟包電池模塊連接結構，其特征在于，所述匯流排支撐組件為多個，每個匯流排支撐組件包括依次并列平行設置的一個半凹形支撐部、一個凹形支撐部和一個半凹形支撐部，凹形支撐部與兩個半凹形支撐部之間分別留有與電芯的極耳厚度和相鄰的極耳之間距離相匹配的孔隙。6.根據權利要求5所述的一種軟包電池模塊連接結構，其特征在于，所述凹形支撐部與兩個半凹形支撐部之間的孔隙寬度可調。7.根據權利要求5所述的一種軟包電池模塊連接結構，其特征在于，所述每個匯流排支撐組件的兩端部分別設有一固定柱體，所述固定柱體上設有帶多個卡槽的滑軌，凹形支撐部和兩個半凹形支撐部的端部均分別與滑軌滑動連接，并分別卡入卡槽中。8.根據權利要求1所述的一種軟包電池模塊連接結構，其特征在于，所述單一導電材料采用銅材料或鋁材料。9.根據權利要求1所述的一種軟包電池模塊連接結構，其特征在于，所述匯流排上設有限位缺口，所述匯流排支撐組件上設有與限位缺口配合的限位塊。10.根據權利要求9所述的一種軟包電池模塊連接結構，其特征在于，所述限位缺口為多個，多個限位缺口對稱設于匯流排的兩側邊邊緣處。
【文檔編號】H01M2/22GK106025162SQ201610510322
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月30日
【發明人】趙群坡, 樊曉松, 祁涇平, 呂勇, 王兵
【申請人】上海捷新動力電池系統有限公司