一种电动汽车模块化快换动力电池单元制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电动汽车模块化快换动力电池单元，其主体为若干相同的电芯；每块电芯相对的两边中部向外延伸突起形成正极极耳和负极极耳。电芯的两端通过正极极耳和负极极耳固定在两竖向的支撑板上。所有电芯串联在一起并与支撑板一起形成电池模组，电池模组置于矩形电池盒内，在电池盒与电池模组之间的间隙中填充有导热材料。电池模组正极和电池模组负极共同从电池盒其中一个面引出并设置为正极插接头和负极插接头。本动力电池单元为模块化设计，可配置在不同车型上，通用性好；配置时，根据消费者实际情况可以有不同的配置形式。通过换电方式，解决了充电时间长、充电要求高的问题。

Modular quick changing power battery unit for electric automobile

The utility model discloses a modular electric vehicle battery quick change unit, its subject is the same number of batteries on both sides; middle part of each electric core relative outwardly extending protrusions formed a positive pole and a negative pole ear ear. Both ends of the electric core are fixed on the two vertical supporting plate through the positive pole ear and the negative pole ear. All the cores are connected in series and form a battery module together with the supporting plate, and the battery module is arranged in the rectangular battery box. The positive electrode of the battery module and the negative electrode of the battery module are led out from one side of the battery box and are arranged as a positive electrode plug joint and a negative electrode plug joint. The utility model has the advantages of modularization design, the utility model can be arranged on different models, and has good versatility, and can be configured according to the actual situation of consumers. By changing the power mode, the charging time is long and the charging is high.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电动汽车电池技术改进，尤其涉及一种电动汽车模块化快换动力电池单元，属于电动汽车

技术介绍
随着世界能源形式的不断严峻，不使用传统燃料的新能源车越来越多地被大家所倡导和鼓励。其中电动汽车成为企业研发的重点方向，并随着技术的发展也实现了商业应用，逐渐进入人们的生活。虽然电动汽车早已实现上路行驶，但其面对的问题还很多，这也是导致其发展缓慢的重要原因，其中主重要的制约因素就是动力电池。目前动力电池主要存在以下缺陷：1、成本居高不下，占整车成本的一半以上；2、续航能力弱，普通电池即使充满电也只能行驶200-300公里，而且随着充电次数的增加，续航里程还会不断减少；3、电池充电不方便，远远不及目前加油站的布设密度，而且对充电环境温度有一定的要求，否则会影响电池寿命；4、寿命短，动力电池的寿命通常为5-6年，报废后需要购买新的动力电池，而其价格昂贵，消费者难以承受；5、充电时间长，即使快充也需要大半个小时，跟传统的加油站加油还是显得很慢，且快充续航里程更短；6、不同车企、车型配置的电池规格不同，往往不能互换，对电池生产厂家和整车生产厂家都提出了更高的要求，同时也提高了整车开发成本；同一款车电池配置相同，消费者不能根据自身实际驾驶情况个性化地调整。7、为了对电池工作状况进行监测，现有电动汽车给动力电池配置了BMS管理系统，BMS管理系统用于监测电池的电压、电流和温度等重要信息，这些信息储存在BMS管理系统中，需要专门的设备才能读取，用户没有配备这样的设备故无法了解。因此现有的电动汽车需要定期维护或者异常状况下进行电池的检测，其中一个重要检测项就是读取BMS管理系统数据，通过该检测来提高车载电池运营可靠性及安全性；但由于目前的BMS管理系统只能定期维护或者出现异常状况时才去读取其中数据，及时性较差，很多情况下还没有到定期维护时间，就因为电池问题而影响整车的使用，或者电池带病工作影响其寿命。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本技术的目的在于提供一种电动汽车模块化快换动力电池单元，本动力电池单元解决了充电时间长、充电要求高的问题，且可配置在不同车型上，通用性好；配置时，根据消费者实际情况可以有不同的配置形式。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种电动汽车模块化快换动力电池单元，其主体为若干相同的电芯；所有电芯电连接后封装在电池盒内；所述电芯为矩形块状，每块电芯相对的两边中部向外延伸突起形成该电芯的正极极耳和负极极耳；所有电芯平行设置且正极极耳和负极极耳位于横向方向上，电芯的两端通过正极极耳和负极极耳固定在两竖向的支撑板上，支撑板与电芯相互垂直；所有电芯串联在一起并与支撑板一起形成电池模组；电池模组置于矩形电池盒内，在电池盒与电池模组之间的间隙中填充有导热材料；电池模组正极和电池模组负极共同从电池盒其中一个面引出并设置为正极插接头和负极插接头。在每块电芯上设有用于采集该电芯电压大小的电压传感器、采集该电芯电流大小的电流传感器和采集该电芯温度的温度传感器，所有电芯的电压传感器、电流传感器和温度传感器分别通过信号线接入同一套电池管理系统；所述电池管理系统通过蓝牙连接方式与车载蓝牙模块连接，车载蓝牙模块的输出接车载控制器和车联网模块，车联网模块通过无线传输方式与车辆运营监控后台连接。所述电池管理系统作为电池模组的一部分水平放置在并排设置的电芯共同构成的上表面上，并封装于电池盒内；或者固定于电池盒外表面上。在电池盒上设有诊断接口，所有电芯的电压传感器、电流传感器和温度传感器分别通过信号线与诊断接口连接；诊断接口可与匹配的检测模块插接以通过诊断接口读取每个电芯的电压、电流和温度信息。在电池盒两端设置有绝缘阻燃提手绳，以方便通过提手绳人工移动电池单元；所述电池盒为高强度绝缘阻燃材质，该材质为聚双环戊二烯。电池模组正极和电池模组负极分别通过熔断器与正极插接头和负极插接头对应连接。在电池盒的一块侧壁上安装有可拆卸的插接模块，所述正极插接头和负极插接头位于插接模块下表面并朝向正下方；所述诊断接口位于插接模块上表面一端；在插接模块内设有两组导线，每组为两根，每组中的两根导线通过所述熔断器连接为整根导线，由此形成两整根导线，其中一整根导线分别连接正极插接头和电池模组正极，另一整根导线接负极插接头和电池模组负极。电芯串联时，任意一块电芯的正极极耳和相邻的另一块电芯的负极极耳直接通过激光焊接连接。相比现有技术，本技术具有如下有益效果：1、本模块化电池单元体积小，标准化统一，适用于不同车型电池组配置要求，既可直接充电，也可快速换电；换电时，既可实现机器自动化高效换电，也可人工手动快速换电，提高了电动汽车维护性能。2、使用灵活，根据不同的车型和使用情况可以进行各种配置。如可通过串联数个模块来满足电动汽车行业低压到高压不同车型电压需求；也可通过并联数组电池单元来满足不同车型续驶里程需求。3、每个电池单元与车身采用浮动快换连接器，连接可靠、换电轻松快捷，确保行车过程中电池全面接触。4、电池模组电芯串联，正负极极耳直接激光焊接，减小电池内阻，降低能量损耗。5、电池模组内配置一个电池管理系统（BMS）模块，时刻对每个电芯的工作状态进行检测，同时采用无线传输方式，实现BMS与汽车仪表以及后台的数据传输。6、模组单体电芯间直接堆叠成组，可以有效减少电池组重量、电池组尺寸，提高能量密度。7、电池盒采用新型的聚双环戊二烯材质，取代金属电池箱，减轻壳体重量，增强防撞击防冲击能力，提高安全性。8、电池盒与电池模组间填充导热材料（如灌封硅胶），有效地将内部的热量传导到电池盒壳体外部，对电池组也有效地起到了固定作用，防止长期振动后的松动。9、某块电池单元出现故障，可以单独对故障模块进行更换，而不用将整个电池更换，从而降低使用和维护成本。附图说明图1-本技术电池单元外部结构示意图。图2-本技术电池模组结构示意图。图3-本技术单个电芯外形图。图4-本技术熔断器外部拆换示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步详细说明。参见图1、图2，从图上可以看出，本技术电动汽车模块化快换动力电池单元，其主体为若干相同的电芯1，所有电芯1电连接后封装在电池盒2内。具体地，所述电芯1为矩形片状，见图3，每块电芯相对的两边中部向外延伸突起形成该电芯的正极极耳3和负极极耳4。所有电芯平行设置且正极极耳和负极极耳位于横向方向上，电芯的两端通过正极极耳3和负极极耳4固定在两竖向的支撑板5上，支撑板5与电芯1相互垂直，支撑板5为环氧树脂板。理论上，电芯既可以水平布置，也可以竖向布置，竖向布置时，两极耳既可以朝向左右方向，也可以位于上下两端。实施例中电芯1竖向并排设置，两极耳朝向左右方向，这样结构更紧凑，更利于减小电池单元的体积，实现小型化。所有电芯1串联在一起并与支撑板5一起形成电池模组，图2为本技术电池模组结构示意图。电芯串联时，任意一块电芯的正极极耳3和相邻的另一块电芯的负极极耳4直接采用激光焊接连接，可以减小电池内阻，降低能量损耗。电池模组置于矩形电池盒2内，在电池盒与电池模组之间的间隙中填充有导热材料，如硅胶，硅胶一方面把电芯工作时的热量传导出来，通过电池盒散发，另一方面，硅胶进入电芯与电芯之间，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车模块化快换动力电池单元，其主体为若干相同的电芯；所有电芯电连接后封装在电池盒内；其特征在于：所述电芯为矩形块状，每块电芯相对的两边中部向外延伸突起形成该电芯的正极极耳和负极极耳；所有电芯平行设置且正极极耳和负极极耳位于横向方向上，电芯的两端通过正极极耳和负极极耳固定在两竖向的支撑板上，支撑板与电芯相互垂直；所有电芯串联在一起并与支撑板一起形成电池模组；电池模组置于矩形电池盒内，在电池盒与电池模组之间的间隙中填充有导热材料；电池模组正极和电池模组负极共同从电池盒其中一个面引出并设置为正极插接头和负极插接头。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车模块化快换动力电池单元，其主体为若干相同的电芯；所有电芯电连接后封装在电池盒内；其特征在于：所述电芯为矩形块状，每块电芯相对的两边中部向外延伸突起形成该电芯的正极极耳和负极极耳；所有电芯平行设置且正极极耳和负极极耳位于横向方向上，电芯的两端通过正极极耳和负极极耳固定在两竖向的支撑板上，支撑板与电芯相互垂直；所有电芯串联在一起并与支撑板一起形成电池模组；电池模组置于矩形电池盒内，在电池盒与电池模组之间的间隙中填充有导热材料；电池模组正极和电池模组负极共同从电池盒其中一个面引出并设置为正极插接头和负极插接头。2.根据权利要求1所述的电动汽车模块化快换动力电池单元，其特征在于：在每块电芯上设有用于采集该电芯电压大小的电压传感器、采集该电芯电流大小的电流传感器和采集该电芯温度的温度传感器，所有电芯的电压传感器、电流传感器和温度传感器分别通过信号线接入同一套电池管理系统；所述电池管理系统通过蓝牙连接方式与车载蓝牙模块连接，车载蓝牙模块的输出接车载控制器和车联网模块，车联网模块通过无线传输方式与车辆运营监控后台连接。3.根据权利要求2所述的电动汽车模块化快换动力电池单元，其特征在于：所述电池管理系统作为电池模组的一部分水平放置在并排设置的电芯共同构成的上表面上，并封装于电池盒内；或者固定于电池盒外表面上。...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾小华，刘迎春，唐军，梁雄林，黄静婷，
申请(专利权)人：重庆无线绿洲通信技术有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆;50