[發(fā)明專利]一種電源模塊結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210109034.5
• 申請日: 2012-04-13
• 公開（公告）號: CN103378374A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高司利;何亞飛
• 申請（專利權(quán)）人: 萬向電動汽車有限公司;萬向集團公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電池結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種采用模塊化設(shè)計的電源模塊結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

電源模塊化設(shè)計已經(jīng)成為動力電源系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢，但目前的電源模塊結(jié)構(gòu)存在著以下幾個問題：

1）一般是將很多的單體電池以不同的形成串聯(lián)或者并聯(lián)組裝在一起形成一個電池包或者電池盒，再將幾個電池包或者電池盒進(jìn)行串聯(lián)或者并聯(lián)以提供所需要的電壓和容量。這種結(jié)構(gòu)，由于單體電池高密度組合會造成溫度過高，并且從里到外溫差較大，將會影響到電池的最佳性能和使用壽命；

?2）對于先并后串（先將電芯并聯(lián)構(gòu)成單體電池，再將單體電池進(jìn)行串聯(lián)構(gòu)成電源模塊）的電源模塊結(jié)構(gòu)，當(dāng)并聯(lián)連接的電芯數(shù)量是奇數(shù)時，存在連接內(nèi)阻不一致或者連接內(nèi)阻差異較大的問題，這樣會造成電芯極耳處發(fā)熱量增加，也會影響電芯使用的最佳性能和使用壽命；

3）動力電池對使用環(huán)境的要求比較高，粉塵、濕度等環(huán)境因素都會影響電池的電氣性能，從而出現(xiàn)安全性問題；

4）電池之間的連接復(fù)雜，整體較笨重，不僅裝配維護(hù)困難，不易于實現(xiàn)自動化批量生產(chǎn)，而且也增加了額外的電源系統(tǒng)的重量，從而也增加了電動汽車車身的重量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要解決原有電源模塊結(jié)構(gòu)存在內(nèi)部溫度不一致、連接內(nèi)阻差異較大，從而影響電池的最佳性能和使用壽命的技術(shù)問題；提供一種電源模塊結(jié)構(gòu)，其能確保內(nèi)部溫度一致及連接內(nèi)阻一致，從而確保電池處于最佳性能，延長電池使用壽命。

本發(fā)明同時解決原有電源模塊結(jié)構(gòu)連接復(fù)雜，裝配維護(hù)困難，不易于實現(xiàn)自動化批量生產(chǎn)的技術(shù)問題；提供一種電源模塊結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單，裝配及維護(hù)方便，電氣連接安全可靠，易于實現(xiàn)自動化批量生產(chǎn)。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：本發(fā)明包括兩塊壓板及層疊設(shè)置在兩塊壓板間的若干個第一電源單體和第二電源單體，第一電源單體和第二電源單體間隔排列并且層疊設(shè)置，且第一電源單體的正極、負(fù)極分別和第二電源單體的負(fù)極、正極相鄰，層疊起來的第一電源單體和第二電源單體依次相串聯(lián)，所述的第一電源單體和第二電源單體均有2N個并聯(lián)連接的電芯。第一電源單體和第二電源單體均有偶數(shù)個電芯并聯(lián)而成，且包含的電芯數(shù)相同，兩塊壓板間按第一電源單體、第二電源單體、第一電源單體、第二電源單體……這樣的順序排列，第二電源單體的正、負(fù)極放置位置和第一電源單體的正、負(fù)極放置位置正好相反，所有電源單體從頭到尾依次串聯(lián)連接。本發(fā)明先將偶數(shù)個電芯并聯(lián)構(gòu)成電源單體，再將電源單體進(jìn)行串聯(lián)構(gòu)成電源模塊結(jié)構(gòu)，減小電源模塊內(nèi)外溫差及連接內(nèi)阻的差異，使得電源模塊溫度保持一致及連接內(nèi)阻保持一致，從而確保電源模塊處于最佳性能，延長使用壽命。?

作為優(yōu)選，所述的第一電源單體包括若干個層疊設(shè)置且并聯(lián)連接的第一子單體，第一子單體的一側(cè)設(shè)有一層泡沫棉，所述的第一子單體有兩層電芯、四層支架及一層散熱鋁片，每層電芯夾裝在所述的兩層支架之間，所述的散熱鋁片設(shè)于兩層電芯之間，兩層電芯的正極、負(fù)極設(shè)置位置相同，兩層電芯并聯(lián)連接；所述的第一子單體中和散熱鋁片相鄰的兩個支架為第一支架，位于所述的第一電源單體的最前面及最后面的兩個支架為第二支架，其余支架為第三支架。當(dāng)?shù)谝浑娫磫误w由一個第一子單體構(gòu)成時，則第一子單體兩頭的支架為第二支架。當(dāng)?shù)谝浑娫磫误w由兩個第一子單體構(gòu)成時，前一個第一子單體的最前側(cè)的支架為第二支架，后一個第一子單體的最后側(cè)的支架為第二支架，兩個第一子單體相鄰處的支架為第三支架，依次類推。通過兩層支架夾裝電芯，安裝方便且牢固。散熱鋁片采用導(dǎo)熱性能好的鋁片，材質(zhì)是鋁合金，表面做絕緣處理，電芯的熱量通過散熱鋁片可以很均勻地被釋放出來，整個電源模塊各處電芯散熱均勻，從而可以保持溫度場的一致性。泡沫棉既起到絕緣作用又起到緩沖減震作用，以保護(hù)電芯。第一支架、第二支架及第三支架均采用強度高、韌性好并且具有阻燃性能的工程塑料制成，以達(dá)到絕緣性能好、質(zhì)輕、安全性高的目的。

作為優(yōu)選，所述的第二電源單體包括若干個層疊設(shè)置且并聯(lián)連接的第二子單體，第二子單體的一側(cè)設(shè)有一層泡沫棉，所述的第二子單體有兩層電芯、四層支架及一層散熱鋁片，每層電芯夾裝在所述的兩層支架之間，所述的散熱鋁片設(shè)于兩層電芯之間，兩層電芯的正極、負(fù)極設(shè)置位置相同，兩層電芯并聯(lián)連接；所述的第二子單體中和散熱鋁片相鄰的兩個支架為第一支架，其余支架為第三支架。通過兩層支架夾裝電芯，安裝方便且牢固。散熱鋁片采用導(dǎo)熱性能好的鋁片，材質(zhì)是鋁合金，表面做絕緣處理，電芯的熱量通過散熱鋁片可以很均勻地被釋放出來。泡沫棉既起到絕緣作用又起到緩沖減震作用，以保護(hù)電芯。