易于组装的带有棱柱形电池单元的电池组制造技术

本发明专利技术涉及易于组装的带有棱柱形电池单元的电池组。提供一种免焊、无框架电池设计。这个设计减少了电池组的部件数量和重量、简化了组装操作并且用最小的劳力和成本使电池组可修理和可再造。该电池组包括一组电池单元和冷却肋片，并且在该组周围放置可拆限制件。电池单元的正极和负极接头片包括一堆子接头片，它们弯到单元的面上。一种类型的单元可以具有在处于单元的对立面上的正极和负极子接头片中的一个上的伸出部分。这些子接头片用于形成所需的串联和并联连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及电池组，并且尤其涉及易于组装和拆卸的电池组。
技术介绍
用于混合动力或插入式电动车辆(EV)的电池组件可以包括多个电池单元10、冷却肋片15、中继框架20和泡沫板25，它们如图1所示堆叠且连在一起形成模件或组件。虽然电池单元是电池的唯一能源和电源，但是这个组件需要其它部件来形成功能完整且可靠的系统。它们全体增加了电池组的重量和复杂性。例如，中继框架的总重量可能有电池组总重量的10%那么多。用于长驾驶路程EV的电池可能包括200多个电池单元。为了更好的空间能量密度和热效率，这些单元优选为棱柱形形状。冷却肋片、中继框架和泡沫板的个体数量可以是电池单元数量的一半。每个部件具有不同的材料性质和不同的几何形状。这些电池单元是半刚性的并且在袋子里分层。冷却肋片例如可以由单片铝或两个焊在一起的内部有冷却剂通道的铝片制成，它们是棱柱形的并且是薄的，但是比电池单元更硬。泡沫板提供了热膨胀和压缩的空间，它们比较软并且具有橡胶垫片边缘。塑料的中继框架是窄的并且是中空的， 它们在框架的两侧具有复杂的互锁零件和冷却剂密封。不同部件的巨大数量对快速堆叠操作十分有挑战性。外形和性质上的差异进一步增大了自动组装的难度和复杂性，需要高成本的组装设备或者导致更慢的组装操作。通常，在把这些电池部件堆叠和组装成模件之后，每两个或每三个相邻的电池单元焊在一起以形成平行的电连接。由于这种焊接，每个单元具有至少两个接头片或电端子 (一个为正、一个为负)。如果需要，互连板能加到且焊到这些单元上以完成电池组的串联。 这些焊接工作需要合适的焊接机和工具，并且它们是费钱和费时的工作。此外，由于接头片的精确弯曲和高度控制的难度，焊接之后任何接头片的突出会造成与连在电池组顶部的电池监控板的电短路。最后，由于当前焊接技术例如点焊和超声波焊接的不可撤销的性质，从完全组装好的电池组中去除坏了的单元需要切割模件中的所有接头片连接。因此，好的电池单元不能进行补焊，这是个高价产品和制造难题。因此，需要一种改善的电池组，其能够易于组装和拆卸。
技术实现思路
提供一种免焊、无框架电池设计。这个设计极大地减少了电池组的部件数量和重量、简化了组装操作并且用最小的劳力和成本使电池组可修理和可再造。此外，这个电池设计保持了电池单元的串联/并联连接的灵活性、热膨胀的余量以及液体或空气冷却/加热的自由性。在一个实施例中，电池组包括至少两个处于电接触的电池单元，这些电池单元具有第一和第二面，这些电池单元具有在电池单元的边上的正极接头片和负极接头片，该正4极接头片包括弯到电池单元的第一和第二面上的一对子接头片，该负极接头片包括弯到电池单元的第一和第二面上的一对子接头片；正极端子，其电接触这些电池单元中的一个的正极子接头片中的一个；负极端子，其电接触这些电池单元中的另一个的负极子接头片中的一个；位于电池单元之间的至少一个冷却肋片；和，围绕第一和第二电池单元以及肋片的可拆限制件。根据本专利技术，提供下列技术方案。技术方案1 一种免焊电池组，包括至少两个处于电接触的电池单元，所述电池单元具有第一和第二面，所述电池单元具有在所述电池单元的边缘上的正极接头片和负极接头片，所述正极接头片包括弯到所述单元的所述第一和第二面上的一对子接头片，所述负极接头片包括弯到所述单元的所述第一和第二面上的一对子接头片；正极端子，其电接触所述电池单元中的一个的所述正极子接头片中的一个； 负极端子，其电接触所述电池单元中的另一个的所述负极子接头片中的一个； 位于电池单元之间的至少一个冷却肋片；和在所述电池单元以及所述肋片周围的可拆限制件。技术方案2 如技术方案1所述的电池组，其中，有至少三个电池组，并且其中，在所述电池单元之间有至少一个串联连接和至少一个并联连接。技术方案3 如技术方案1所述的电池组，其中，所述正极接头片和所述负极接头片在所述电池单元的不同边缘上。技术方案4 如技术方案1所述的电池组，其中，所述电池单元还包括连在所述面中的一个上的至少一个泡沫条。技术方案5 如技术方案4所述的电池组，其中，所述冷却肋片具有至少一个狭槽， 其定位成容纳所述泡沫条。技术方案6 如技术方案4所述的电池组，其中，所述泡沫条中的至少一个定位在所述电池单元中的一个的第一或第二面的边缘上以支撑所述正极或负极子接头片。技术方案7 如技术方案1所述的电池组，其中，所述电池单元中的至少一个具有一个带有伸出部分的正极子接头片和一个带有伸出部分的负极子接头片，所述伸出部分在所述电池单元的相对面上。技术方案8 如技术方案7所述的电池组，其中，所述正极子接头片的所述伸出部分与一个电池单元的负极子接头片电接触，或者所述负极子接头片的所述伸出部分与一个电池单元的正极子接头片电接触，形成串联连接。技术方案9 如技术方案1所述的电池组，其中，所述可拆限制件包括金属带、螺栓、系杆或硬盒。技术方案10 如技术方案1所述的电池组，其中，所述冷却肋片包括冷却剂入口、 冷却剂出口和连接所述冷却剂入口与所述冷却剂出口的冷却剂通道。技术方案11 如技术方案1所述的电池组，其中，所述电池单元还包括在具有正极或负极接头片的所述边缘上的绝缘压杆。技术方案12:—种免焊电池组，包括至少一个第一电池单元，其具有第一和第二面，所述第一电池单元具有在所述电池单元的边缘上的正极接头片和负极接头片，所述正极接头片包括弯到所述单元的所述第一和第二面上的一对子接头片，所述正极接头片的一个子接头片具有伸出部分，并且，所述负极接头片包括弯到所述单元的所述第一和第二面上的一对子接头片，所述负极接头片的一个子接头片具有伸出部分，所述正极子接头片的所述伸出部分和所述负极子接头片的所述伸出部分在对立的面上；至少一个第二电池单元，其具有第一和第二面，所述第二电池单元具有在所述电池单元的边缘上的正极接头片和负极接头片，所述正极接头片包括弯到所述单元的所述第一和第二面上的一对子接头片，并且，所述负极接头片包括弯到所述单元的所述第一和第二面上的一对子接头片；其中，所述第一电池单元的所述正极子接头片的所述伸出部分与所述第二电池单元的所述负极子接头片电接触，或者，所述第一电池单元的所述负极子接头片的所述伸出部分与所述第二电池单元的所述正极子接头片电接触； 位于电池单元之间的至少一个冷却肋片；正极端子，其电接触所述第一或第二电池单元中的一个的所述正极子接头片中的一个；负极端子，其电接触所述第一或第二电池单元中的另一个的所述负极子接头片中的一个；和在所述第一和第二电池单元以及所述肋片周围的可拆带。技术方案13 如技术方案12所述的电池组，其中，有至少三个电池组，并且其中， 在所述电池单元之间有至少一个串联连接和至少一个并联连接。技术方案14 如技术方案12所述的电池组，其中，所述正极接头片和所述负极接头片在所述电池单元的不同边缘上。技术方案15 如技术方案12所述的电池组，其中，所述电池单元还包括连在所述面中的一个上的至少一个泡沫条。技术方案16 如技术方案15所述的电池组，其中，所述冷却肋片具有至少一个狭槽，其定位成容纳所述泡沫条。技术方案17 如技术方案12所述的电池组，其中，所述泡沫条中的至少一个定位在所述电池单元中的一个的第一或第二面的边缘上以支撑所述正极或负极子接头片。技术方案18 如本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种免焊电池组，包括：至少两个处于电接触的电池单元，所述电池单元具有第一和第二面，所述电池单元具有在所述电池单元的边缘上的正极接头片和负极接头片，所述正极接头片包括弯到所述单元的所述第一和第二面上的一对子接头片，所述负极接头片包括弯到所述单元的所述第一和第二面上的一对子接头片；正极端子，其电接触所述电池单元中的一个的所述正极子接头片中的一个；负极端子，其电接触所述电池单元中的另一个的所述负极子接头片中的一个；位于电池单元之间的至少一个冷却肋片；和在所述电池单元以及所述肋片周围的可拆限制件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：YT林，AH罗伊特霍伊泽，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US