基于18650锂电池的Pack成组技术模块化电池组制造技术

本实用新型专利技术属于新能源汽车行业pack电池包电池技术领域，具体公开一种基于18650锂电池的Pack成组技术模块化电池组，该电池组包括电池串并联组件、模块化单元固定组件、电池加热组件、电池散热组件和电池防火安全组件，电池串并联组件放置在电池防火安全组件内、且两者之间通过模块化单元固定组件连接，电池防火安全组件前后端外设有电池散热组件，电池防火安全组件下部设有电池加热组件。该电池组能够在低温条件下缩短预热时间，提高加热速率；减小由温度引起的电池化学反应差异性，减小电池压差；降低生产成本和装配操作难度，提高装配效率，从设计角度预防装配错误；降低电池包自然概率，提高电池模组安全性。

【技术实现步骤摘要】
基于18650锂电池的Pack成组技术模块化电池组
本技术属于新能源汽车行业pack电池包电池
，具体涉及一种基于18650锂电池的Pack成组技术模块化电池组。
技术介绍
国内低速物流车一般采用自然冷却或自然升温方式，没有加热管理，在北方冬季低温状态下，锂电池化学反应活性降低，锂离子迁移变慢，负极表面锂离子还没有嵌入到负极中已经先还原成金属锂并在负极表面沉淀析出形成锂枝晶，即所谓的“析锂”，锂结晶沉积会刺穿隔膜造成电池内短路进而引起电池鼓包，因此冬季充电极易引发电池着火。以空气为介质的热管理系统，热源为点热源，通过加热空气的方式给电池吹热风，热风传递过程中途热量散失，风道不合理，加热不均匀。以液体、相变材料为介质的热管理系统，适用于乘用车等生产售价成本较高的领域。无热管理系统，即自然散热，电池成组后外部与散热快，里面散热慢，导致电池内外活性差异性大，最终反映出来的外部特征电池容量、电池电压、放电速率等差异性大，最终影响电池的一致性。电池包在低温下充电预热过程中加热速率慢，锂电池在低温下强行充电会造成“析锂”，锂结晶沉积会刺穿隔膜造成电池内短路进而引起电池鼓包；电池加热过程中热量分配不均匀，由电池温度不均匀导致电池差异性大，压差大，电池故障报警率高，压差大于即定等级后VCU会缩减输出功率或切断主回路电流，影响车辆正常使用；不同项目的电池包在装配过程的核心环节(经常出现短路打火装错现象)需对操作人员重新培训，工艺控制难度大，耗费时间长，人力成本高，不适用于批量生产；电池包整体性能安全性差，易引发自燃，安全隐患大。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于18650锂电池的Pack成组技术模块化电池组，该电池组能够在低温条件下缩短预热时间，提高加热速率；减小由温度引起的电池化学反应差异性，减小电池压差；降低生产成本和装配操作难度，提高装配效率，从设计角度预防装配错误；降低电池包自然概率，提高电池模组安全性。实现本技术目的的技术方案：一种基于18650锂电池的Pack成组技术模块化电池组，该电池组包括电池串并联组件、模块化单元固定组件、电池加热组件、电池散热组件和电池防火安全组件，电池串并联组件放置在电池防火安全组件内、且两者之间通过模块化单元固定组件连接，电池防火安全组件前后端外设有电池散热组件，电池防火安全组件下部设有电池加热组件。所述的电池串并联组件为多个，每个电池串并联组件内设有电池模组，电池模组内设有多个电芯单组。所述的模块化单元固定组件包括第一固定螺杆、第二固定螺杆、第一模块化单元间串联铜排和第二模块化单元间串联铜排，上下堆叠的电池串并联组件之间通过第一固定螺杆、第二固定螺杆连接，左右相邻的电池串并联组件之间通过第一模块化单元间串联铜排和第二模块化单元间串联铜排压接。所述的电池加热组件包括底部加热板和底部绝缘垫板，电池模组压在电池加热组件的底部绝缘垫板上，底部绝缘垫板下方设有底部加热板。所述的电池防火安全组件包括电池模组上部绝缘板、模组上部压条、金属壳体、侧部挡板和模块化单元上部绝缘板，电池串并联组件的电池模组放置在金属壳体内，电池模组上部绝缘板通过模组上部压条压接固定在电池模组上部，模组上部压条上设有模块化单元上部绝缘板，侧部挡板位于金属壳体长度方向的两侧上。所述的电池防火安全组件还包括燃烧物热量散发窗口，燃烧物热量散发窗口位于侧部挡板外侧。所述的模块化单元上部绝缘板、侧部挡板、模组上部压条、燃烧物热量散发窗口均与金属壳体固定连接。所述的电池散热组件包括风道固定件、中部金属固定件、抽风风扇和入风口，电池散热组件的风道固定件固定在金属壳体的前端外，抽风风扇与风道固定件之间、中部金属固定件与风道固定件之间均连接。所述的电池散热组件还包括风道密封圈和风扇密封圈，风道密封圈位于金属壳体与风道固定件之间，风扇密封圈位于风道固定件与抽风风扇之间。所述的电池散热组件还包括入风口挡板，入风口挡板固定在金属壳体的后端外。本技术的有益技术效果在于：本技术的电池组在低温或高温的情况下，较短时间内提高或降低电池温度，保障电池在最佳温度范围内工作(20～50℃)，保证电池最佳充放电性能，延长电池寿命；电池温度差异性小(国外先进技术温差±2℃)，放电电压压差小于规定值，降低故障率，提升电池及整车性能，业界有利塑造良好企业声誉形象，提升竞争力；降低研发和生产成本；模块化具有独立功能和输入、输出，可独立使用，完成其它测试实验等科研项目；互换性与通用性强，可实现电池包成组方式多样化；兼容性强，可满足市场的不同需求；减少财产损失和人员伤亡，降低整个电池包燃烧概率，提高Pack成组技术模块化电池组的安全性。本技术选用铝材质面热源，18650锂电池平铺在面热源上部，增加接触面积，通过电池重力压接方式增加增大热源与电池接触压力，减小热源与电池接触热阻(Rt单位℃/W)，采用热导率(λ单位W/m·k)高的铝和钢材料进行热传导，加快热传导速率，进而缩短电池低温下充电的预热时间；本技术限定电池与热源的接触面积一致性、传递介质一致性和热源发热量的一致性，确保电池在加热过程中每一颗电池所受到传热的热量均一性，并保证电池吸收热量(Q单位W)与热量散失“收支平衡”；与此同时电池过热超过规定温度(t单位℃)后，则需对电池进行散热，采用强制风冷方式，每个基本单元配备一个风冷系统，所提供的风量为Qf(单位m3/h)，综上措施保证电池较小的温度差异性；本技术将固定数量的电池组成基本单元，即模块化，形成具有特定子功能的子系统，其内含有加热散热、防火、模块化装配、一至的输入输出等独立功能，简化结构，具备模块化首尾安装结构，减少零部件数量，以基本单元为单位向外部订货并做到模块间共用；本技术的机械结构隔挡，通过阻燃防火材料形成密封层，阻隔电解液回喷，当单体电池热失控后可燃流体喷出并燃烧，从结构上预留空间，让燃烧物在安全空间内燃烧殆尽，促使电解液按预定通道喷火，隔离火焰对电池本体燃烧进而造成连锁反应。附图说明图1为本技术所提供的一种基于18650锂电池的Pack成组技术模块化电池组的整体结构示意图；图2为本技术所提供的一种基于18650锂电池的Pack成组技术模块化电池组的装配结构示意图；图3为本技术所提供的电池模组的结构示意图；图4、5为本技术所提供的电芯单组的结构示意图；图6、7为本技术所提供的模块化电池组的组装结构示意图；图8、9为本技术所提供的电池加热组件的结构示意图；图10、11为本技术所提供的电池散热组件的结构示意图；图12、13为本技术所提供的电池防火安全组件的结构示意图。图中：1为模块化单元上部绝缘板，2为金属壳体；3为电池模组，301为电芯单组，302为模组间串联铜排，303为模组间并联铜排，304为电池模组总正连接点，305为电池模组总负连接点；3011为18650锂电池单体，3012为电芯单组并联铜排，3013为负极导电铜排，3014为负极导电铜排，3015为锂电池固定装置，3016为电芯单组正极连接点，3017为电芯单组负极连接点；4为入风口挡板；5为电池散热组件，501为风道密封圈，502风道固定件，503中部金属固定件，504为风扇密封圈，505为抽风风本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于18650锂电池的Pack成组技术模块化电池组，其特征在于：该电池组包括电池串并联组件、模块化单元固定组件、电池加热组件、电池散热组件(5)和电池防火安全组件，电池串并联组件放置在电池防火安全组件内、且两者之间通过模块化单元固定组件连接，电池防火安全组件前后端外设有电池散热组件(5)，电池防火安全组件下部设有电池加热组件。

【技术特征摘要】
1.一种基于18650锂电池的Pack成组技术模块化电池组，其特征在于：该电池组包括电池串并联组件、模块化单元固定组件、电池加热组件、电池散热组件(5)和电池防火安全组件，电池串并联组件放置在电池防火安全组件内、且两者之间通过模块化单元固定组件连接，电池防火安全组件前后端外设有电池散热组件(5)，电池防火安全组件下部设有电池加热组件。2.根据权利要求1所述的一种基于18650锂电池的Pack成组技术模块化电池组，其特征在于：所述的电池串并联组件(13)为多个，每个电池串并联组件(13)内设有电池模组(3)，电池模组(3)内设有多个电芯单组(301)。3.根据权利要求2所述的一种基于18650锂电池的Pack成组技术模块化电池组，其特征在于：所述的模块化单元固定组件包括第一固定螺杆(14)、第二固定螺杆(15)、第一模块化单元间串联铜排(16)和第二模块化单元间串联铜排(17)，上下堆叠的电池串并联组件(13)之间通过第一固定螺杆(14)、第二固定螺杆(15)连接，左右相邻的电池串并联组件(13)之间通过第一模块化单元间串联铜排(16)和第二模块化单元间串联铜排(17)压接。4.根据权利要求3所述的一种基于18650锂电池的Pack成组技术模块化电池组，其特征在于：所述的电池加热组件包括底部加热板(9)和底部绝缘垫板(8)，电池模组(3)压在电池加热组件的底部绝缘垫板(8)上，底部绝缘垫板(8)下方设有底部加热板(9)。5.根据权利要求4所述的一种基于18650锂电池的Pack成组技术模块化电池组，其特征在于：所述的电池防火安全组件包括电池模组上部绝缘板(11)、模组上部压条(7)、金属壳体(2)、侧部挡板(6)和模块化单元上部绝缘板(1)，电池串并联组件(13)的电池模...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑志鹏，田华，王言徐，史胜杰，张帆，
申请(专利权)人：北京精密机电控制设备研究所，
类型：新型
国别省市：北京,11