[发明专利]具有锁紧机构的电池模组、阵列型大模组、电池包、电源

说明书

具有锁紧机构的电池模组、阵列型大模组、电池包、电源，所述电池模组具有的电池为同向排列的圆柱型电池。条状顶部极柱汇流排与所有电池顶部极柱之间通过导体及冷焊工艺实现无热并联。相邻电池顶部之间有锁紧机构。所述锁紧机构由顶部极柱汇流排在相邻电池顶部之间，通过向下折返，形成具有水滴状折弯孔的凸形结构。所述凸形结构卡在相邻电池壳体的颈部凹口之间，并通过对折弯孔胀开后填充固化物来收紧上方两侧汇流排且保持收紧力。本发明通过顶部锁紧机构，实现了顶部极柱汇流排对电池顶部极柱的持续压紧和电池间的持续挤紧，既提升了电池顶部极柱冷焊并联的电连接的可靠性，又稳定了并联模组的结构。

技术领域

本发明涉及电池模组热管理技术领域，尤其涉及具有锁紧机构的电池模组，阵列型大模组、电池包、电源。

背景技术

通过电池并联形成高电容量的电池模组，通过电池模组串联形成高电压的电池模块，是电动车储能单元封装的通常办法。车规级圆柱型电池的正极极柱并联通常采用超声波铝丝焊和点焊的热焊工艺。由于1、电池正极与负极壳体间是通过弹性绝缘材料压接实现结构一体化的，故超声波铝丝焊的振动特性往往造成正极热焊不可靠；2、正极点焊由于瞬间功率大，只能逐点点焊，模组的封装效率较低；3、点焊和超声波焊均属于金属熔接的热焊工艺，高热对电池内部质量产生伤害的隐患，且该隐患无法在线检出，是日后整车燃爆的主要起因之一；4、热焊在电池表面造成永久物理变化，模组拆解成单体的过程困难且对拆解后的单体质量影响较大，不利于单体的梯次利用；5、铝丝焊外加的铝丝属过流熔断器，设计了一定的电阻值，电池正常工作状态亦会产生一定的发热，不利于模组的整体热管理。这些都是是该细分行业的共性难题，急需改善。

发明内容

本发明的目的是通过提供一种采用低成本的通用标准条型汇流排，用该汇流排的形变来锁紧电池模组中的相邻电池以及产生压紧汇流排与电池极柱的下压力，使得1、可在该汇流排和顶部极柱之间采用无热胶粘冷焊接；2、所述下压力可降低冷焊焊点的接触电阻，达到热焊的效果；3、可避免热焊对电池的热伤害，优于热焊品质；4、可在汇流排与顶部极柱之间加装大功率低温温度熔断器，优于电熔断器的效果；5、解决了顶部极柱电连接的不可靠问题；6、顶部极柱并联可自动化同时操作，大幅提高生产效率；7、冷焊模组的结构可靠性不低于热焊模组。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

具有顶部锁紧机构的电池模组，其包括若干个同向排成一排的圆柱型电池、设于相邻电池顶部之间的锁紧机构。所述锁紧机构为设置在相邻电池顶部之间的条状顶部极柱汇流排。该顶部极柱汇流排通过向下折返形成胀口结构。所述电池顶部极柱之间通过顶部极柱汇流排及导体实现并联。所述导体为第三导电体或顶部极柱汇流排的本体延伸部分。所述胀口结构卡在相邻电池壳体的颈部凹口之间并通过胀开后填充固化物或可固化结构胶来收紧上方两侧的顶部极柱汇流排以保持收紧力防止回缩。

进一步地，所述胀口结构为水滴状、圆形、椭圆形、方形或三角形的弯折结构；所述电池的壳体的位于顶部的非顶部极柱区域的肩部壳体、壳体侧面及颈部凹口区域之间均设有绝缘层。

进一步地，所述锁紧机构两端的对外延伸部分为外接导线，所述外接导线为模组顶部极柱的对外极柱，所述对外极柱为锁紧机构本体的外延部分，或导体通过与锁紧机构两端可靠电连接后的外延部分。

进一步地，所述第三导电体的底部外侧涂有常温固化结构胶，或该第三导电体的内侧涂有导电胶，所述第三导电体为底部外侧涂有常温固化结构胶且内侧涂有导电胶的金属导体、非金属导体，导电复合体中的一种，通过常温固化结构胶或导电胶的常温固化锁附了顶部极柱汇流排与顶部极柱间的电连接状态，所述第三导电体通过焊接、铆接、压接或导电胶粘结的方式实现电连接，从而与顶部极柱汇流排实现可靠电性连接及结构连接；所述第三导电体的上表面高于电池的肩平面，所述顶部极柱汇流排在顶部极柱上方形成向下弯曲的弧状，两端的胀口结构被胀开后，使得顶部极柱汇流排压紧了第三导电体和顶部极柱以及相邻电池肩顶部，相邻电池的肩顶挤紧处被常温固化结构胶锁紧后，顶部极柱汇流排保持压紧力。