[發明專利]一種基于方形電芯的電池大模組的設計方法及電池模組

在審

• 申請號: 202210747289.8
• 申請日: 2022-06-28
• 公開（公告）號: CN115000600A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 李師航;栗順;姜大威;王冬冬;張清揚;姜名勇;曲美玥;劉天舒;趙澤熙;劉泓成
• 申請（專利權）人: 一汽奔騰轎車有限公司
• 主分類號: H01M50/204
• 分類號: H01M50/204;H01M50/24;H01M50/242;H01M50/249;H01M50/289;H01M50/507;H01M10/48
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 朱世林;牟風平

本發明公開了一種基于方形電芯的電池大模組的設計方法及電池模組，屬于方形電芯設計技術領域，本發明提供了一種基于方形電芯的電池大模組的設計方法及電池模組，提高電池組能量密度，減輕整個模組重量，實現模組的輕量化設計；加強模組的安全及動力性能實現；提高電池模組的環境適應能力和可靠性；增加電池模組的通用性并改善電池系統的裝配工藝性。

技術領域

本發明公開了一種基于方形電芯的電池大模組的設計方法及電池模組，屬于方形電芯設計技術領域。

背景技術

隨著全球變暖，臭氧層破壞，水污染等環境問題對人類生存威脅的日趨加大，環境保護已經成為當今社會的重要議題。汽車作為現代社會人類出行非常普遍和不可或缺的交通工具，其運行方式對環境的影響已經引起越來越廣泛的關注。相比于傳統燃油汽車尾氣排放對環境造成的負面影響，純電動汽車以其零污染、零排放的優越節能減排特性得到市場廣泛認可，近年來，市場占有率逐年提高。動力電池目前已應用于非常廣泛的領域，由于其能量密度高、性能穩定、安全可靠，在電動車輛領域的應用已逐漸得到了市場的認可。

目前市場上的動力電池單體通常可以分為鋁殼方形電池、聚合物軟包裝電池和圓形電池等種類。動力電池模組作為鋰電純電動汽車的基本動力單元和動力電池電性能的物理載體，其結構設計直接影響整車的動力性能和安全性能。

但是,當前鋰離子動力電池模組設計存在以下問題:

1.為了避免電池內部的物理化學反應導致的部分電解液氣化，從而引起電池體積膨脹導致的電池外殼相互接觸，電池單體之間通常會保留一定間隙。間隙的存在必然導致電池模組的體積比能量密度的下降及電池系統的體積比能量密度下降，將減少電動車輛所能攜帶的最大能量，影響電動車輛的整體性能造成；

2.為確保電流導通，電池單體之間由匯流排連接。在滿足導電性能要求的情況下，當前技術中應用的匯流排的散熱性能不高；

3.當前匯流排與電池單體的連接方式通常為螺栓連接。優點在玉裝配方便、維修簡單，可快速、便利地更換電池單體。但螺栓、螺母等緊固件的存在會增加空間尺寸，導致電池模組體積增加，體積比能量密度下降，并引起電池模組的重量增加，重量比能量密度下降；

4.由于環境的差異性，電動車輛可能運行在較為寒冷的氣候中，這對于電池性能的發揮是非常不利的

5.現有電池模組的整體設計防振動、沖擊、溫濕度循環等性能尚有改善和提高的空間。

發明內容

本發明的目的在于解決現有當前鋰離子動力電池模組設計存在問題，提出一種基于方形電芯的電池大模組的設計方法及電池模組。

本發明所要解決的問題是由以下技術方案實現的：

一種基于方形電芯的電池大模組的設計方法，應用于鋁殼方形電池模組，包括：

在模組的電芯與電芯之間，尤其是每單串的電池組之間，電芯與模組的金屬部件之間，以及不同的串聯鋁排間設置有絕緣墊片,所述電池單體與所述絕緣墊片密封連接；

模組匯流排結構為若干塊串聯鋁排上下包裹兩層絕緣膜，通過熱壓工藝壓制成一個單一的部件，鋁排整體為鈑金折彎結構；

所述匯流排與電池單體的連接采用焊接方式；

利用電壓溫度采樣軟排結構對電池系統進行監控的需要，包括用來采集電池單體的電壓和溫度，用于判斷各個電池單體的實時狀態及健康狀況；

預設模組的防塵及安全防護結構包括電壓溫度采樣連接器保護罩和端子防塵罩設計，用于模組的防塵及安全防護。

優選的是，所述電壓溫度采樣軟排基體為折彎的FPC軟板，所述支腿采用“Z”字形結構。

優選的是，電池模組外框架將其所有電池單體緊緊地箍成一個整體。