无模组电池包论文和设计-韩方宇

全文摘要

本实用新型涉及一种无模组电池包，具有电池包钣金箱和置于电池包钣金箱内部的若干串联的电芯；所述电芯矩形阵列排布在电池包钣金箱的内腔，且四周与电池包钣金箱的内壁接触，同一列排布的电芯的顶端通过电芯压条压紧；所述电芯压条与电芯顶部的电芯支架中间的凹槽相配合，电芯压条通过固定螺钉与压条固定座固定；所述压条固定座与电池包钣金箱之间通过安装螺钉固定。本实用新型采用盲孔螺母加密封垫的形式来起到防水的效果，无需使用密封胶，方便拆卸；并且固定方式移到了箱外，为电池包的电芯争取了更多的空间来放置电芯。

主设计要求

1.一种无模组电池包，具有电池包钣金箱(001)和置于电池包钣金箱(001)内部的若干串联的电芯(008)；其特征在于：所述电芯(008)矩形阵列排布在电池包钣金箱(001)的内腔，且四周与电池包钣金箱(001)的内壁接触，同一列排布的电芯(008)的顶端通过电芯压条(002)压紧；所述电芯压条(002)与电芯(008)顶部的电芯支架(100)中间的凹槽相配合，电芯压条(002)通过固定螺钉(003)与压条固定座(004)固定；所述压条固定座(004)与电池包钣金箱(001)之间通过安装螺钉(006)固定。

设计方案

2.根据权利要求1所述的无模组电池包，其特征在于：所述压条固定座(004)与电池包钣金箱(001)内壁之间贴有防水垫(005)。

3.根据权利要求1或2所述的无模组电池包，其特征在于：所述电芯(008)的顶部依次放置了电芯支架(100)、插拔式连接器公头(101)和连接片(009)；所述插拔式连接器公头(101)预埋在电芯支架(100)内；所述连接片(009)的一端穿过插拔式连接器公头(101)，且与插拔式连接器公头(101)底部平面焊接，另一端与电芯极柱焊接；所述电芯(008)之间的串联通过插拔式连接器(007)与插拔式连接器公头(101)进行软连接。

4.根据权利要求3所述的无模组电池包，其特征在于：所述压条固定座(004)上开设有两个盲螺纹孔，电池包钣金箱(001)的箱体壁上开有对应的通孔；所述安装螺钉(006)依次穿过电池包钣金箱(001)箱体壁、防水垫(005)将压条固定座(004)固定。

5.根据权利要求3所述的无模组电池包，其特征在于：所述电芯支架(100)上的两个圆孔与电芯(008)的圆形电芯极柱相配合。

6.根据权利要求3所述的无模组电池包，其特征在于：所述插拔式连接器公头(101)底部平面高于注塑件平面0.5mm。

7.根据权利要求2所述的无模组电池包，其特征在于：所述压条固定座(004)与防水垫(005)接触的面上开设有与防水垫(005)相匹配的凹槽。

8.根据权利要求5所述的无模组电池包，其特征在于：所述压条固定座(004)为侧面呈直角梯形的壳体；所述电芯压条(002)的两端分别置于压条固定座(004)的内部。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及电池制造技术领域，特别涉及一种无模组电池包。

背景技术

众所周知，动力电池从生产到应用于新能源汽车，有个核心的环节——PACK成组。无论哪种类型的动力电池单体，都必须经过PACK成组、检验合格之后，最终才能使用于新能源汽车上。关于电池能量密度，现在我们都知道了它俨然是目前电池行业，甚至是电动汽车行业向前大跨步的最明显的突破口。2018年的补贴政策要求，纯电动乘用车动力电池系统能量密度在120(含)-140Wh\/kg的车型按1倍补贴，140(含)-160Wh\/kg的车型按1.1倍补贴，160Wh\/kg及以上的车型按1.2倍补贴。2019年乘用车动力电池系统能量密度的门槛将会更高。我们在一味要求电芯能量密度不断提升的同时，我更需要探索新型的电池包PACK方案。

目前对电池包能量密度要求越来越高，在电池包所有的PACK方案中，无模组方案相比于其他PACK方案无疑是最有效的可以提升能量密度的手段。无模组方案是以电芯为基本单位直接装进电池包，跳过模组这一中间环节。现有的无模组方案存在以下缺陷：

1.目前市场上虽然已经有无模组形式的电池包，但必须使用结构胶来固定电芯；

2.结构胶将电芯与电池包粘接成了一个整体，想要单独拆出一颗电芯十分困难，尤其在需要返修其中某些电芯时，因为难以拆卸造成整箱电池包报废；

3.现有电池之间的连接片一般采用焊接形式或者采用螺丝紧固，拆卸极为不便。

4.现有的PACK方案为了满足IP67防水要求，极少在电池包外部采用螺栓固定箱内零件，因为螺纹间隙可能会造成无法满足IP67防水，一般会采用密封胶将螺纹间隙封闭，但密封胶使拆卸便的十分困难。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种不仅可以快速实现批量生产,而且可以降低生产成本的无模组电池包。

实现本实用新型目的的技术方案是：一种无模组电池包，具有电池包钣金箱和置于电池包钣金箱内部的若干串联的电芯；所述电芯矩形阵列排布在电池包钣金箱的内腔，且四周与电池包钣金箱的内壁接触，同一列排布的电芯的顶端通过电芯压条压紧；所述电芯压条与电芯顶部的电芯支架中间的凹槽相配合，电芯压条通过固定螺钉与压条固定座固定；所述压条固定座与电池包钣金箱之间通过安装螺钉固定。

上述技术方案所述压条固定座与电池包钣金箱内壁之间贴有防水垫。

上述技术方案所述电芯的顶部依次放置了电芯支架、插拔式连接器公头和连接片；所述插拔式连接器公头预埋在电芯支架内；所述连接片的一端穿过插拔式连接器公头，且与插拔式连接器公头底部平面焊接，另一端与电芯极柱焊接；所述电芯之间的串联通过插拔式连接器与插拔式连接器公头进行软连接。

上述技术方案所述压条固定座上开设有两个盲螺纹孔，电池包钣金箱的箱体壁上开有对应的通孔；所述安装螺钉依次穿过电池包钣金箱箱体壁、防水垫将压条固定座固定。

上述技术方案所述电芯支架上的两个圆孔与电芯的圆形电芯极柱相配合。

上述技术方案所述插拔式连接器公头底部平面高于注塑件平面0.5mm。

上述技术方案所述压条固定座与防水垫接触的面上开设有与防水垫相匹配的凹槽。

上述技术方案所述压条固定座为侧面呈直角梯形的壳体；所述电芯压条的两端分别置于压条固定座的内部。

采用上述技术方案后，本实用新型具有以下积极的效果：

(1)本实用新型采用盲孔螺母加密封垫的形式来起到防水的效果，无需使用密封胶，方便拆卸；并且固定方式移到了箱外，为电池包的电芯争取了更多的空间来放置电芯；

(2)本实用新型的电池之间不再采用传统的连接片，而是采用一种可以快速插拔的连接器，无需再消耗大量的人力物力去清除电芯上的焊点或者拧掉电芯上螺丝才能把单颗电芯取出来；

(3)本实用新型省去了结构胶，直接采用压条的形式将电芯固定。电芯之间不再使用结构胶，直接拆除压条便可更换电芯不仅方便电芯的安装与维护，并且可以降低返修成本，不会再出现因为1颗电芯有问题而报废整个电池包。也便于后期电芯的拆解以及阶梯利用；

(4)本实用新型的电芯压条的固定采用箱外锁螺丝固定的方式，并且该结构可以实现IP67防水要求；

(5)本实用新型的电芯之间的串联不在使用传统的螺丝紧固形式，而是采用插拔式连接器进行连接，连接器中间为柔软的线，可以有效地消除电芯之间的应力，保证连接更加可靠；不仅可以实现快速生产，而且便于后期产品维护；

(6)本实用新型的电芯压条合压条固定座均采用铝材，生产可以通过挤压或者铸造来批量生产，不仅可以节约生产成本，更可以降低电池包重量。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的压条固定座的结构示意图；

图3为本实用新型的插拔式连接器的结构示意图；

图4为本实用新型的电芯排布示意图；

图5为本实用新型的电芯顶部示意图；

附图中标号为：001、电池包钣金箱，002、电芯压条，003、M6螺钉，004、压条固定座，005、防水垫，006、M5螺钉，007、插拔式连接器，008、电芯，009、连接片，100、电芯支架，101、插拔式连接器公头。

具体实施方式

(实施例1)

见图1至图5，本实用新型具有电池包钣金箱001和置于电池包钣金箱001内部的若干串联的电芯008；电芯008矩形阵列排布在电池包钣金箱001的内腔，且四周与电池包钣金箱001的内壁接触，限制住了电芯008水平方向的自由度，同一列排布的电芯008的顶端通过电芯压条002压紧；电芯压条002与电芯008顶部的电芯支架100中间的凹槽相配合，从而完全限制了电芯6个方向的自由度，达到不使用结构胶也可以固定电芯008的效果；电芯压条002通过固定螺钉003与压条固定座004固定；电芯008竖直方向的自由度，主要靠电芯压条002限制；压条固定座004与电池包钣金箱001之间通过安装螺钉006固定。为电芯压条的固定提供固定的基础。

压条固定座004与电池包钣金箱001内壁之间贴有防水垫005。

电芯008的顶部依次放置了电芯支架100、插拔式连接器公头101和连接片009；插拔式连接器公头101预埋在电芯支架100内；连接片009的一端穿过插拔式连接器公头101，且与插拔式连接器公头101底部平面焊接，另一端与电芯极柱焊接，从而将电芯的电流引到插拔式连接器公头上，实现直接通过插拔式连接器，就可将电芯串联起来；电芯008之间的串联通过插拔式连接器007与插拔式连接器公头101进行软连接，可以有效的消除电芯008连接的应力，保证连接更加可靠。拆除电芯压条后，电芯可以直接从电池包钣金箱箱内提出，如图4所示。插拔式连接器公头101，在电芯支架100注塑加工时，直接预埋到电芯支架100内，插拔式连接器公头101底部平面高于注塑件平面0.5mm。即电芯支架100在实际使用时，上面已经固定了插拔式连接器公头101。

压条固定座004上开设有两个盲螺纹孔，电池包钣金箱001的箱体壁上开有对应的通孔；安装螺钉006依次穿过电池包钣金箱001箱体壁、防水垫005将压条固定座004固定。

电芯支架100上的两个圆孔与电芯008的圆形电芯极柱相配合，从而限制电芯之间水平方向的自由度。

插拔式连接器公头101底部平面高于注塑件平面0.5mm。

压条固定座004与防水垫005接触的面上开设有与防水垫005相匹配的凹槽。

压条固定座004为侧面呈直角梯形的壳体；电芯压条002的两端分别置于压条固定座004的内部。

电芯压条002和压条固定座004的材质皆为铝材，铝材密度更小，可以更有效的提高电池包的能量密度。目前电池包的规格越来越统一，因此电芯压条002和压条固定座004的规格也可以缩减至1到2种规格。电芯压条002和压条固定座004可以通过挤压成型或者铸造成型，不仅可以快速实现批量生产而且可以降低生产成本。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

无模组电池包论文和设计

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主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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