[發明專利]易于組裝的帶有棱柱形電池單元的電池組

有效

• 申請號: 201110116694.1
• 申請日: 2011-05-06
• 公開（公告）號: CN102237547A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: Y-T.林;A.H.羅伊特霍伊澤
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: H01M10/04
• 分類號: H01M10/04;H01M2/30
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉楨

技術領域

本發明總體上涉及電池組，并且尤其涉及易于組裝和拆卸的電池組。

背景技術

用于混合動力或插入式電動車輛（EV）的電池組件可以包括多個電池單元10、冷卻肋片15、中繼框架20和泡沫板25，它們如圖1所示堆疊且連在一起形成模件或組件。雖然電池單元是電池的唯一能源和電源，但是這個組件需要其它部件來形成功能完整且可靠的系統。它們全體增加了電池組的重量和復雜性。例如，中繼框架的總重量可能有電池組總重量的10%那么多。

用于長駕駛路程EV的電池可能包括200多個電池單元。為了更好的空間能量密度和熱效率，這些單元優選為棱柱形形狀。冷卻肋片、中繼框架和泡沫板的個體數量可以是電池單元數量的一半。每個部件具有不同的材料性質和不同的幾何形狀。這些電池單元是半剛性的并且在袋子里分層。冷卻肋片例如可以由單片鋁或兩個焊在一起的內部有冷卻劑通道的鋁片制成，它們是棱柱形的并且是薄的，但是比電池單元更硬。泡沫板提供了熱膨脹和壓縮的空間，它們比較軟并且具有橡膠墊片邊緣。塑料的中繼框架是窄的并且是中空的，它們在框架的兩側具有復雜的互鎖零件和冷卻劑密封。不同部件的巨大數量對快速堆疊操作十分有挑戰性。外形和性質上的差異進一步增大了自動組裝的難度和復雜性，需要高成本的組裝設備或者導致更慢的組裝操作。

通常，在把這些電池部件堆疊和組裝成模件之后，每兩個或每三個相鄰的電池單元焊在一起以形成平行的電連接。由于這種焊接，每個單元具有至少兩個接頭片或電端子（一個為正、一個為負）。如果需要，互連板能加到且焊到這些單元上以完成電池組的串聯。這些焊接工作需要合適的焊接機和工具，并且它們是費錢和費時的工作。此外，由于接頭片的精確彎曲和高度控制的難度，焊接之后任何接頭片的突出會造成與連在電池組頂部的電池監控板的電短路。

最后，由于當前焊接技術例如點焊和超聲波焊接的不可撤銷的性質，從完全組裝好的電池組中去除壞了的單元需要切割模件中的所有接頭片連接。因此，好的電池單元不能進行補焊，這是個高價產品和制造難題。

因此，需要一種改善的電池組，其能夠易于組裝和拆卸。

發明內容

提供一種免焊、無框架電池設計。這個設計極大地減少了電池組的部件數量和重量、簡化了組裝操作并且用最小的勞力和成本使電池組可修理和可再造。此外，這個電池設計保持了電池單元的串聯/并聯連接的靈活性、熱膨脹的余量以及液體或空氣冷卻/加熱的自由性。

在一個實施例中，電池組包括至少兩個處于電接觸的電池單元，這些電池單元具有第一和第二面，這些電池單元具有在電池單元的邊上的正極接頭片和負極接頭片，該正極接頭片包括彎到電池單元的第一和第二面上的一對子接頭片，該負極接頭片包括彎到電池單元的第一和第二面上的一對子接頭片；正極端子，其電接觸這些電池單元中的一個的正極子接頭片中的一個；負極端子，其電接觸這些電池單元中的另一個的負極子接頭片中的一個；位于電池單元之間的至少一個冷卻肋片；和，圍繞第一和第二電池單元以及肋片的可拆限制件。

根據本發明，提供下列技術方案。

技術方案1：一種免焊電池組，包括：

至少兩個處于電接觸的電池單元，所述電池單元具有第一和第二面，所述電池單元具有在所述電池單元的邊緣上的正極接頭片和負極接頭片，所述正極接頭片包括彎到所述單元的所述第一和第二面上的一對子接頭片，所述負極接頭片包括彎到所述單元的所述第一和第二面上的一對子接頭片；

正極端子，其電接觸所述電池單元中的一個的所述正極子接頭片中的一個；

負極端子，其電接觸所述電池單元中的另一個的所述負極子接頭片中的一個；

位于電池單元之間的至少一個冷卻肋片；和

在所述電池單元以及所述肋片周圍的可拆限制件。

技術方案2：如技術方案1所述的電池組，其中，有至少三個電池組，并且其中，在所述電池單元之間有至少一個串聯連接和至少一個并聯連接。

技術方案3：如技術方案1所述的電池組，其中，所述正極接頭片和所述負極接頭片在所述電池單元的不同邊緣上。

技術方案4：如技術方案1所述的電池組，其中，所述電池單元還包括連在所述面中的一個上的至少一個泡沫條。

技術方案5：如技術方案4所述的電池組，其中，所述冷卻肋片具有至少一個狹槽，其定位成容納所述泡沫條。

技術方案6：如技術方案4所述的電池組，其中，所述泡沫條中的至少一個定位在所述電池單元中的一個的第一或第二面的邊緣上以支撐所述正極或負極子接頭片。