一种圆环体动力电池组制造技术

本发明专利技术提供一种动力电池组，包括电池箱、电池模块和隔离加强板；电池箱为空心圆环体形状，电池模块围绕圆环体状电池箱的主轴向心排列。其中，圆环体形状的电池箱与外界的接触面为曲面形状，可以在很大程度上降低外界应力的冲击破坏风险；电池模块的向心排列方式能够有效降低电池模块的电极表面直接受力的风险，提高了电池组的应用安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种圆环体动力电池组
本专利技术涉及动力锂离子电池组及其应用领域，尤其涉及一种可为电动汽车提供能量的动力电池组。
技术介绍
电动汽车作为一种清洁、高效和可持续的交通工具，代表着未来汽车的重要发展方向。在电动汽车中，最为核心的就是为车辆提供动力来源的动力电池组。锂离子电池由于其能量密度和功率密度高成为电动车辆的首选电源。目前，无论动力电池单体的形状如何(例如：方形或圆柱形)，由电池单体串并联后的电池组一般均呈长方体形状，如中国专利CN101719567A专利技术的一种动力电池，多个方形动力电池单体相互层叠排列成为长方体动力电池组的主体；或者，中国专利号CN102208573A专利技术的一种动力电池组排列连接组装结构，多个圆柱形动力电池单体采用交错互补的方式排列形成长方体状的动力电池组。长方体形状的动力电池组与外界接触的面基本都是平面，在结构外形上存在直角形夹角，这种结构受到外力冲撞后容易破坏变形；另外，当电池组受到外力强烈冲击时，电池单体的层叠平行排列方式也容易让多个电池单体遭受同向冲击，导致电池单体之间相互挤压，增加了电池组的事故风险。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种电池箱为空心圆环体形状以及电池模块向心排列的动力电池组，这种特殊的圆环体结构设计及向心排列方式能有效降低外界应力对动力电池组的冲击破坏，提高动力电池组的应用安全性。本专利技术采用以下技术方案：本专利技术涉及一种圆环体动力电池组。在几何体定义上，圆环体可以看作是由圆P绕主轴Z旋转一周得到，如图1所示。其中，圆P称为圆环体的小圆，圆P圆心的运动轨迹圆Q称为圆环体的大圆，小圆和大圆的半径分别为r(副半径)和R(主半径)，并且R>r＞0。在本专利技术中，我们进一步定义：圆P上距离主轴Z最近一点的运动轨迹圆M称为圆环体的内环圆，圆P上距离主轴Z最远一点的运动轨迹圆N称为圆环体的外环圆，圆Q的圆心即为主轴Z的轴心O；定义内环圆的直径为圆环体的内径d＝2×(R-r)，定义外环圆的直径为圆环体的外径D＝2×(R+r)，定义小圆P的直径为圆环体的高度H＝2×r。本专利技术提供一种动力电池组，特别的，本专利技术动力电池组呈圆环体状，其中圆环体的内径d为10～80cm，优选30～60cm，外径D为60～200cm，优选100～150cm，高度H为30～80cm，优选35～55cm。该动力电池组包括：电池箱、电池模块和隔离加强板，其中若干个电池模块位于电池箱内，相邻两个电池模块之间设有一个隔离加强板，其特征在于：所述电池箱呈空心圆环体形状，包括上箱体、下箱体、外环加强筋和内环加强筋；其中，外环加强筋位于圆环体状电池箱的外环圆位置，内环加强筋位于圆环体状电池箱的内环圆位置，上箱体和下箱体通过螺栓固定连接在外环加强筋和内环加强筋上，构成具有空心圆环体形状的电池箱结构；所述上箱体、下箱体材料为高强铝合金、高强钢合金或高强聚合物材料中的一种或几种，壁厚为0.5～5mm；所述外环加强筋和内环加强筋材料为高强钢合金、高强镍合金或高强钛合金材料中的一种；所述若干个电池模块围绕圆环体状电池箱的主轴向心排列；电池模块包括圆形的电池单体和包裹在圆形电池单体边缘的绝缘卡套，电池模块的轴向方向与电池单体的轴向方向一致，并垂直于所述电池单体的圆形表面，所述电池模块的轴向方向与圆环体电池箱的主轴方向垂直。根据本专利技术，上述圆环体电池箱的上箱体和下箱体呈空心结构的半圆环体形状，边缘有翻边，上箱体和下箱体组合在一起构成空心结构圆环壳体；上述圆环体电池箱的外环加强筋和内环加强筋为圆环状，分别位于所述空心结构圆环壳体的外环圆和内环圆位置。外环加强筋和内环加强筋的内侧和外侧的径向方向均设置有水平凸台，上、下箱体通过其翻边分别固定在外环加强筋的内侧凸台和内环加强筋的外侧凸台上，形成具有空心结构的圆环体状电池箱。所述上、下箱体与外环加强筋和内环加强筋的连接方式包括：卡接、超声波焊接、热熔焊接或者螺栓密封圈等。进一步，电池箱外环加强筋的外侧凸台和内环加强筋的内侧凸台分别与电动车辆放置动力电池组的机械结构固定连接，固定连接方式采用焊接、卡接或者螺栓连接等方式。所述上箱体、下箱体材料为高强铝合金、高强钢合金或高强聚合物材料中的一种或几种，壁厚为0.5～5mm；外环加强筋和内环加强筋为高强钢合金、高强镍合金或高强钛合金材料中的一种。进一步地，电池箱的上、下箱体设有导线穿出用通孔、低压线束连接端口和注液孔。其中，两个导线穿出用通孔分别为动力电池组的正、负极引出端口，低压线束连接端口为动力电池组与电池管理系统电气连接口，注液孔为向电池箱内注入绝缘液的端口。与立方体状、T形状、平板状、圆柱体状或空心圆柱体形状的动力电池组相比，这种圆环体形状的电池箱结构，与外界接触面为曲面形状，因此可以在很大程度上降低外界应力对于动力电池组的冲击破坏。进一步地，在上述空心圆环体状的电池箱内，放置有若干个电池模块。所述电池模块包括圆形的电池单体和包裹在电池单体边缘的绝缘卡套。所述电池单体的直径与厚度比大于1，比值优选为5～20，并且电池直径8～75cm，优选为10～50cm，电池厚度0.5～16cm，优选为1～8cm。所述电池单体的两个圆形表面分别为电池的正极表面和负极表面，并分别有正、负极端子引出。所述电池模块的轴向方向与电池单体的轴向方向一致，并垂直于所述电池单体的圆形表面。进一步，所述电池单体优选为中国专利201310512781.8中所描述的高电压动力电池，该动力电池包括：电芯、弹性垫片、电池凹座、电池盖、绝缘壳和柔性集流线。其中，电芯由两个或两个以上的电池单元叠加组成，优选叠加数量为8～160个，每个电池单元由两个圆形双极性电极片上下叠加组成，且在相邻的两个双极性电极片之间设有至少一层的隔离层，防止电池单元内部短路。电池凹座与电池盖配套组成电池壳，电芯的上下表面分别粘接有弹性垫片，且电芯与弹性垫片置于电池壳内部，绝缘壳将整个电池壳外部密封，正、负极柔性集流线分别固定连接在电池壳的上、下表面，并穿过绝缘壳引出，引出的动力电池正、负极端子与外界相连。进一步地，上述电池单体引出的正、负极端子分别与电池箱内的正、负极汇流线电连接，正、负极汇流线分别通过电池箱上的导线穿出用通孔引出，形成该动力电池组的正极和负极。所述正、负极汇流线为铜线、镀镍铜线或者镀银铜线，绝缘特性好，耐高温。所述绝缘卡套的截面形状呈“U”字形，绝缘卡套将圆形电池单体的边缘部位包裹，绝缘卡套内衬的形状与电池单体边缘部位外形匹配，并与电池直接接触，内衬材料为聚丙烯、聚乙烯、热固性树脂或绝缘橡胶中的一种或几种，厚度为0.5～3mm，具有绝缘减震的作用；绝缘卡套的外衬材料为高强度合金钢，厚度为1～5mm，用于固定和保护电池单体。上述电池模块通过绝缘卡套机械锁紧固定连接在外环加强筋的内侧凸台和内环加强筋的外侧凸台上，并且，电池模块与外环加强筋和内环加强筋之间设有减震垫片。外环加强筋和内环加强筋对电池模块具有一定的防护作用，同时，各个电池模块相互独立固定，不会因某个电池模块出现松动、脱落而影响其它电池模块的状态。进一步地，所述电池模块绕圆环体电池箱的主轴向心排列，并且电池模块的轴向方向与圆环体电池箱的主轴方向垂直。电池模块的向心排列方式能够有效降低电池模块的圆形电极表面直接受力的风本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种圆环体动力电池组，该动力电池组包括：电池箱、电池模块和隔离加强板，其中若干个电池模块位于电池箱内，相邻两个电池模块之间设有一个隔离加强板，其特征在于：所述电池箱呈空心圆环体形状，包括上箱体、下箱体、外环加强筋和内环加强筋；其中，外环加强筋位于圆环体状电池箱的外环圆位置，内环加强筋位于圆环体状电池箱的内环圆位置，上箱体和下箱体通过螺栓固定连接在外环加强筋和内环加强筋上，构成具有空心圆环体形状的电池箱结构；所述上箱体、下箱体材料为高强铝合金、高强钢合金或高强聚合物材料中的一种或几种，壁厚为0.5～5mm；所述加强筋材料为高强钢合金、高强镍合金或高强钛合金材料中的一种；所述若干个电池模块置于上述电池箱内，并围绕圆环体状电池箱的主轴向心排列；电池模块包括圆形的电池单体和包裹在电池单体边缘的绝缘卡套，电池模块的轴向方向与电池单体的轴向方向一致，并垂直于所述电池单体的圆形表面，所述电池模块的轴向方向与圆环体电池箱的主轴方向垂直。

【技术特征摘要】
1.一种圆环体动力电池组，该动力电池组包括：电池箱、电池模块和隔离加强板，其中若干个电池模块位于电池箱内，相邻两个电池模块之间设有一个隔离加强板，其特征在于：所述电池箱呈空心圆环体形状，包括上箱体、下箱体、外环加强筋和内环加强筋；其中，外环加强筋位于圆环体状电池箱的外环圆位置，内环加强筋位于圆环体状电池箱的内环圆位置，上箱体和下箱体通过螺栓固定连接在外环加强筋和内环加强筋上，构成具有空心圆环体形状的电池箱结构；所述上箱体、下箱体材料为高强铝合金、高强钢合金或高强聚合物材料中的一种或几种，壁厚为0.5～5mm；所述外环加强筋和内环加强筋材料为高强钢合金、高强镍合金或高强钛合金材料中的一种；所述若干个电池模块置于上述电池箱内，并围绕圆环体状电池箱的主轴向心排列；电池模块包括圆形的电池单体和包裹在电池单体边缘的绝缘卡套，电池模块的轴向方向与电池单体的轴向方向一致，并垂直于所述电池单体的圆形表面，所述电池模块的轴向方向与圆环体电池箱的主轴方向垂直。2.如权利要求1所述的圆环体动力电池组，其特征在于：所述圆环体电池箱内环圆直径d为10～80cm，外环圆直径D为60～200cm，高度H为30～80cm。3.如权利要求2所述的圆环体动力电池组，其特征在于：所述圆环体电池箱内环圆直径d为30～60cm。4.如权利要求2所述的圆环体动力电池组，其特征在于：所述圆环体电池箱外环圆直径D为100～150cm。5.如权利要求2所述的圆环体动力电池组，其特征在于：所述圆环体电池箱高度H为35～55cm。6.如权利要求1所述的圆环体动力电池组，其特征在于：所述圆形电池单体的直径与厚度比大于1，且电池直径8～75cm，电池厚度0.5～16cm。7.如权利要求6所述的圆环体动力电池组，其特征在于：所述圆形电池单体的直径与厚度比的比值为5～20。8.如权利要求6所述的圆环体动力电池组，其特征在于：所述圆形电池单体直径为10～50cm。9.如权利要求6所述的圆环体动力电池组，其特征在于：所述圆形电池单体厚度为1～8cm。10.如权利要求1所述的圆环体动力电池组，其特征在于：所述电池单体包括：电芯、弹性垫片、电池凹座、电池盖、绝缘壳和柔性集流线，其中，电芯由两...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永翀，张晓虎，张艳萍，张萍，王秋平，
申请(专利权)人：北京好风光储能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11