車載動力電池的制作方法

車載動力電池的制作方法
【專利摘要】本實用新型適用于電動汽車動力電池領域，提供了一種車載動力電池，包括保護罩和安裝于所述保護罩中的電池組，所述電池組包括經串聯或并聯連接的若干電池單體，所述電池組還包括用于將若干所述電池單體進行串聯或并聯連接的金屬導電板，若干所述電池單體安裝于所述金屬導電板上；所述保護罩包括絕緣陶瓷內板和設于所述絕緣陶瓷內板的相對外側的散熱板；所述金屬導電板貼于所述絕緣陶瓷內板的相對內側。通過金屬導電板來連接電池組中的各電池單體，并使用絕緣陶瓷內板和散熱板，從而有效防止電池單體電連接老化，增加保護罩的強度，提高防撞擊能力和散熱性能，以提高防爆性能；另外，使用絕緣陶瓷內板也可以提高絕緣性能。
【專利說明】車載動力電池

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電動汽車動力電池領域，尤其涉及一種車載動力電池。

【背景技術】
[0002]隨著近年來新能源汽車發展熱潮的興起，車載動力電池作為電動汽車上主要的儲能元件，是電動汽車的關鍵零部件，直接影響到電動汽車續航性能。然而車輛的裝載空間有限，為增加車載動力電池的容量，請參閱圖1，現有技術一般是將多個高密度電池單體21丨緊密排列，并通過導線串并聯連接以形成電池組2'，然后將電池組2'固定在塑料電池框I ;中，制成動力電池，以增加單位空間中的電池容量。車載動力電池的電壓通常在300V以上，而車輛使用時經歷的環境復雜，現有動力電池，隨著使用時間增加，動力電池自身或電池組2'中各電池單體21'之間的連接線老化等多種原因，會導致動力電池絕緣出現問題，而影響人員的人身安全。當車輛在高速、低速、加速、減速等交替變換的不同行駛狀況下運行時，動力電池會以不同倍率放電，會產生大量的熱量，加上時間累積和空間影響會產生不均勻熱量堆積，從而導致電池組2 '運行環境溫度復雜多變。由于發熱電池單體21'的密集擺放，電池組2'中間區域必然熱量聚集較多，邊緣區域較少，增加了電池組2 '中各單體之間的溫度不均衡，加劇各電池模塊、單體內阻和容量的不一致。而現有動力電池的塑料電池框P散熱性能差，如果長時間累積，會造成部分電池單體21 '過充電和過放電，進而影響動力電池的性能和壽命，并造成安全隱患。而動力電池在高溫下得不到及時散熱，將會導致電池組2 '溫度過高或溫度分布不均勻，最終將降低動力電池充放電循環效率，影響動力電池的功率和能量發揮，嚴重時還將導致熱失控，影響動力電池的安全性和可靠性。另外，電池為易燃易爆物，電動汽車在行駛時，其動力電池的電池單體21丨中電解液溫度上升，會導致現有動力電池的電池框I丨的強度降低，當汽車受強烈碰撞時，其動力電池會受到強烈的碰撞或會被硬物刺穿，導致電解液泄漏，容易發生燃燒、爆炸，影響動力電池的安全性和可靠性。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在于提供一種車載動力電池，旨在解決現有車載動力電池散熱差、易發生絕緣問題且易發生爆炸的問題。
[0004]本實用新型是這樣實現的一種車載動力電池，包括保護罩和安裝于所述保護罩中的電池組，所述電池組包括經串聯或/和并聯連接的若干電池單體，所述電池組還包括用于將若干所述電池單體進行串聯或/和并聯連接的金屬導電板，若干所述電池單體安裝于所述金屬導電板上；所述保護罩包括絕緣陶瓷內板和設于所述絕緣陶瓷內板的相對外側的散熱板；所述金屬導電板貼于所述絕緣陶瓷內板的相對內側。
[0005]進一步地，所述散熱板為金屬散熱板，所述散熱板粘結或焊接于所述絕緣陶瓷內板上。
[0006]進一步地，所述絕緣陶瓷內板是一體成型。
[0007]進一步地，所述電池組還包括用于支撐若干所述電池單體的固定板，所述固定板上開對應所述電池單體的位置設有開孔，所述電池單體插裝入相應的所述開孔中。
[0008]進一步地，所述固定板為陶瓷板，所述固定板是一體成型。
[0009]進一步地，若干所述電池單體并排排列設置，且所述電池單體焊接于所述金屬導電板上。
[0010]進一步地，所述金屬導電板呈網狀結構。
[0011 ] 進一步地，所述金屬導電板上對應所述電池單體的位置開設有方便將該電池單體與該金屬導電板焊接的通孔。
[0012]進一步地，所述金屬導電板上設有用于與相應的所述電池單體進行焊接連接的連接梁，所述連接梁橫穿所述通孔。
[0013]進一步地，所述金屬導電板上設有用于與相應的所述電池單體進行焊接連接的連接梁，所述連接梁由所述通孔的內壁凸設而出。
[0014]本實用新型通過使用金屬導電板來將電池組的電池單體進行串聯或/和并聯連接，可以提高電池組的熱傳導效率，提高散熱性能，同時還可以減少電池單體之間的導線連接，提高抗老化能力，并能更好地實現絕緣。
[0015]保護罩使用絕緣陶瓷內板和散熱板，陶瓷材料具有良好的電絕緣性，且具有耐高溫、耐腐蝕、高強度和良好的導熱性，從而可以提高動力電池的絕緣性能，提高散熱性能。而絕緣陶瓷內板的高硬度特點，在車輛受到碰撞時，硬物不易刺穿絕緣陶瓷內板，并且散熱板還可以起到對絕緣陶瓷內板的保護作用，從而有效提高動力電池的防爆性能。同時，電池單體發出的熱量會快速傳遞到金屬導電板上，經絕緣陶瓷內板傳至散熱板上，并散出，從而有效提高該車載動力電池的散熱性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是現有技術提供的一種車載動力電池的結構示意圖。
[0017]圖2是本實用新型實施例提供的一種車載動力電池的剖視結構示意圖；
[0018]圖3是圖2的車載動力電池中電池組的立體示意圖；
[0019]圖4是圖3中A部分的放大結構示意圖。

【具體實施方式】
[0020]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0021]請參閱圖2和圖3，本實用新型實施例提供的一種車載動力電池，包括保護罩I和電池組2，電池組2包括經串聯、并聯或串并聯(即串聯或/和并聯)連接的若干電池單體21。電池組2安裝在保護罩I中，通過保護罩I來保護電池組2。電池組2還包括金屬導電板22，金屬導電板22用于將若干電池單體21進行串聯或/和并聯連接，當若干電池單體21安裝在金屬導電板22上，通過金屬導電板22實現若干電池單體21的電連接，以形成電池組2。保護罩I包括絕緣陶瓷內板11的散熱板12，散熱板12設在絕緣陶瓷內板11的相對外側，而金屬導電板22帖于絕緣陶瓷內板11的相對內側，以方便散熱。
[0022]通過使用金屬導電板22來將電池組2的電池單體21進行串聯或/和并聯連接，可以提高電池組2的熱傳導效率，提高散熱性能，同時還可以減少電池單體21之間的導線連接，提高抗老化能力，并能更好地實現絕緣。使用金屬導電板22來連接電池單體21，也可以更方便地布線。使用金屬導電板22相對于導線來說，面積更大，可以減小電阻，在通過電流時，可以減少發熱并且能夠更好地帶走電池單體21充放電時產生的部分熱量。
[0023]保護罩I使用絕緣陶瓷內板11和散熱板12，陶瓷材料具有良好的電絕緣性，且具有耐高溫、耐腐蝕、高強度和良好的導熱性，從而可以提高動力電池的絕緣性能，提高散熱性能。而絕緣陶瓷內板11的高硬度特點，并且散熱板12還可以起到對絕緣陶瓷內板11的保護作用，而散熱板12可以提高絕緣陶瓷內板11的抗沖擊強度，防止絕緣陶瓷內板11碎裂，從而在車輛受到碰撞時，硬物不易刺穿絕緣陶瓷內板11，防止車載動力電池中的電解液泄漏而發生燃燒或爆炸，從而有效提高動力電池的防爆性能。同時，電池單體21的熱量經絕緣陶瓷內板11可以快速傳遞至散熱板12上，提高車載動力電池的散熱性能。
[0024]另外，金屬導電板22與電池單體21相連，且金屬導電板22貼于絕緣陶瓷內板11的相對內側，電池單體21發出的熱量會快速傳遞到金屬導電板22上，經絕緣陶瓷內板11傳至散熱板12上散出，從而有效提高該車載動力電池的散熱性能。
[0025]本實施例中，絕緣陶瓷內板11可以在高達1600°C的溫度下長期使用，從而可以提交提高車載動力電池對溫度的適應能力，提高其抗高溫的性能。而絕緣陶瓷內板11在0-110KV之間有良好地絕緣性能，從而可以確保車載動力電池的絕緣性能。
[0026]散熱板12可以是金屬散熱板12，散熱板12粘結在絕緣陶瓷內板11上。使用金屬制作散熱板12可以提高散熱效率，方便制作加工，還可以更好的保護絕緣陶瓷內板11。將散熱板12粘結在絕緣陶瓷內板11上，可以使絕緣陶瓷內板11上的熱量更好的通過散熱板12散出，提高車載動力電池的散熱效率。散熱板12的材料可以是鋼、合金鋼、氧化鋁、鋁合金、銅、銅合金等金屬。在其它一些實施例中，散熱板12也可以焊接在絕緣陶瓷內板11上，使散熱板12與絕緣陶瓷內板11更緊密的結合，以便更好的散熱。
[0027]如使用金屬氧化鋁制作散熱板12，可以有很強的耐磨性、耐蝕性和導熱性，散熱板12的耐磨性和高硬度可以保護絕緣陶瓷內板11和電池組2在碰撞的過程當中不被硬物刺穿。氧化鋁散熱板12還具有良好的導熱性能，可以快速將絕緣陶瓷內板11上的熱量帶走散發。當然還可以在散熱板12的外側安裝水冷管道或在散熱板12上加工出水冷管路，從而可以通過水冷來提高車載動力電池的散熱效率。
[0028]絕緣陶瓷內板11可以是一體成型。提高制作效率和提高絕緣陶瓷內板11的強度和絕緣性能。其它一些實施例中絕緣陶瓷內板11也可以由多段陶瓷板組合而成。絕緣陶瓷內板11的材料可以是氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷，精細陶瓷等等，如氧化鋁、氮化硅、碳化硅等制成的陶瓷。
[0029]絕緣陶瓷內板11的各部分厚度相同，這樣方便將散熱板12焊接在絕緣陶瓷內板11上。當然在其它一些實施例中，絕緣陶瓷內板11也可以將各部分厚度設置不同，以對電池組2中不同的位置進行重點保護，如電池組2的接頭部位電壓電流相對較大，可以將絕緣陶瓷內板11設置的相對較厚，以更好的進行絕緣防護。另外，絕緣陶瓷內板11以上還可以設置一些紋路，提高絕緣陶瓷內板11與散熱板12的接觸面積，提高散熱效率和絕緣陶瓷內板11與散熱板12之間的連接強度。
[0030]同樣的，散熱板12各部分的厚度相同，方便加工。也可以將散熱板12各部分厚度設置不同，以便有針對性對絕緣陶瓷內板11進行保護，如邊角位置散熱板12的厚度可以設置相對較厚，從而更好的保護絕緣陶瓷內板11。散熱板12可以一體成型，提高加工效率，也可以由多塊板體組合而成。
[0031]絕緣陶瓷內板11的形狀可以為方形、圓形、三角形、多邊形等形狀，以例將車載動力電池制成不同的形狀，適合不同的車內安裝空間。同理，散熱板12也可以為方形、圓形、三角形、多邊形等形狀。
[0032]進一步地，請參閱圖3和圖4，該電池組2包括固定板23，固定板23上設有若干開孔231，電池單體21插裝入相應的開孔231中，以便固定電池單體21。固定板23用來地質學電池單體21，以方便電池單體21的組裝、連接，提高車載動力電池的制作效率。開孔231的形狀和大小與電池單體21的形狀和大小相配合，如電池單體21為圓柱狀，開孔231則為圓形，若電池單體21為長方體狀，開孔231則為長方形。
[0033]固定板23為陶瓷板，固定板23是一體成型。使用陶瓷板可以提高固定板23的耐熱性能，從而可以提高車載動力電池的耐熱性能。
[0034]請一并參閱圖2，電池組2中的若干電池單體21并排排列設置，且電池單體21焊接于金屬導電板22上。將電池單體21并排排列設置可以將電池單體21排布更為密集，增加車載動力電池的容量；另外，也可以方便對電池單體21進行布局，方便車載動力電池的設計、組裝。而將電池單體21焊接在金屬導電板22上，可以使電池單體21與金屬導電板22連接更牢固，提高抗老化能力，也可以使電池單體21發出的熱量能更好的被金屬導電板22帶走，還可以減小電池單體21與金屬導電板22之間的阻抗，減少發熱量。
[0035]金屬導電板22呈網狀結構。本實施例中，金屬導電板22上可以開設方便焊接電池單體21的通孔221，從而使金屬導電板22呈網狀結構。在其它一些實施例中，也可以在電池單體21之間的空隙部位開設開口，以使金屬導電板22呈網狀結構。將金屬導電板22設置呈網狀結構可以方便電池單體21之間空隙部分的散熱的散發，提高散熱性能；還可以減少材料使用，降低成本，減輕車載動力電池的重量。其它實施例中，金屬導電板22也可以為其它不規則形狀。
[0036]而在金屬導電板22上對應電池單體21的位置開設有通孔221，可以方便將該電池單體21與該金屬導電板22進行焊接連接。
[0037]金屬導電板22上設有連接梁222，以方便將電池單體21與金屬導電板22進行電連接。本實施例中，連接梁222橫穿通孔221。當將電池單體21與金屬導電板22的連接梁222進行焊接時，可以將焊接頭經通孔221伸入連接梁222與電池單體21之間，將電函單體與連接梁222焊接連接。當然，在其它實施例中，連接梁222也可以由通孔221的內壁凸設而出。還有一些實施例中，也可以直接將電池單體21焊接在通孔221的邊緣上。
[0038]金屬導電板22可以一體成型，以提高強度、降低阻抗。當然也可以使用多段板體組合連接成金屬導電板22，以方便制作較大的車載動力電池。金屬導電板22可以使用無氧銅、銅合金、鎳、鎳合金等材料制作，如使用無氧銅，可以降低金屬導電板22的阻抗，減少金屬導電板22的發熱，提高散熱效率。
[0039]請參閱圖2至圖4，本實用新型的車載動力電池制作方法如下:
[0040]將若干電池單體21以串聯、并聯或串并聯的方式進行排列，并統一插入固定板23的開孔231 口，然后將各電池單體21焊接在金屬導電板22上，組成電池組2，再用保護罩I將電池組2包裹起來形成車載動力電池。電池單體21可以是鋰離子電池，也可以是其它電池。本實用新型的車載動力電池不限電池單體21的數量，可根據需要選擇電池單體21的數量，也可以根據需要制作相應的形狀。
[0041]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種車載動力電池，包括保護罩和安裝于所述保護罩中的電池組，所述電池組包括經串聯或/和并聯連接的若干電池單體，其特征在于，所述電池組還包括用于將若干所述電池單體進行串聯或/和并聯連接的金屬導電板，若干所述電池單體安裝于所述金屬導電板上；所述保護罩包括絕緣陶瓷內板和設于所述絕緣陶瓷內板的相對外側的散熱板；所述金屬導電板貼于所述絕緣陶瓷內板的相對內側。
2.如權利要求1所述的車載動力電池，其特征在于，所述散熱板為金屬散熱板，所述散熱板粘結或焊接于所述絕緣陶瓷內板上。
3.如權利要求1所述的車載動力電池，其特征在于，所述絕緣陶瓷內板是一體成型。
4.如權利要求1-3任一項所述的車載動力電池，其特征在于，所述電池組還包括用于支撐若干所述電池單體的固定板，所述固定板上開對應所述電池單體的位置設有開孔，所述電池單體插裝入相應的所述開孔中。
5.如權利要求4所述的車載動力電池，其特征在于，所述固定板為陶瓷板，所述固定板是一體成型。
6.如權利要求1-3任一項所述的車載動力電池，其特征在于，若干所述電池單體并排排列設置，且所述電池單體焊接于所述金屬導電板上。
7.如權利要求6所述的車載動力電池，其特征在于，所述金屬導電板呈網狀結構。
8.如權利要求6所述的車載動力電池，其特征在于，所述金屬導電板上對應所述電池單體的位置開設有方便將該電池單體與該金屬導電板焊接的通孔。
9.如權利要求8所述的車載動力電池，其特征在于，所述金屬導電板上設有用于與相應的所述電池單體進行焊接連接的連接梁，所述連接梁橫穿所述通孔。
10.如權利要求8所述的車載動力電池，其特征在于，所述金屬導電板上設有用于與相應的所述電池單體進行焊接連接的連接梁，所述連接梁由所述通孔的內壁凸設而出。
【文檔編號】H01M2/20GK203967152SQ201420347528
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年6月25日 優先權日:2014年6月25日
【發明者】梁華敬, 李榮芬, 程建良 申請人:東莞市創明電池技術有限公司