[发明专利]一种模块化组装和承载式锂电池结构

说明书

本发明公开了一种模块化组装和承载式锂电池结构，包括壳体、顶盖和电芯单元，所述壳体为矩形中空铝合金管，所述壳体的两端设置为开口并分别对应设置有顶盖，任一所述顶盖上对应设置有一对正负极柱，所述电芯单元至少设置有1个并对应设置于壳体内，所述电芯单元的两端分别与两顶盖的正负极柱对应连接。本发明可以简化当前模组和电池包的结构，提升强度，增加体积密度和质量密度；可适配不同长度的电芯单元的需求；减少电芯污染风险和增加生产效率；卷绕电芯可以得到很好的保护；不会有激光打到电芯单元上的风险；电芯单元在入壳之前即可进行烘干操作；可以实现快充和大功率放电；改善模组的热传导效果，产品价格可以显著降低。

技术领域

本发明涉及汽车动力锂电池结构领域，尤其涉及一种模块化组装和承载式锂电池结构。

背景技术

汽车动力锂电池电芯结构根据加工工艺不同，分为圆柱电芯、方壳电芯和软包电芯。但在应用过程中，各自有各自的劣势：圆柱电池系统的圆柱单体数量都很大，这就使得电池系统复杂度大增，无论机构还是管理系统，相关于其他两类电池，系统级别的成本圆柱电池偏高；方壳电芯可以根据产品的尺寸进行定制化生产，所以市场上有成千上万种型号，而正因为型号太多，工艺很难统一；软包电芯采用叠片工艺，加工效率低下，软包加工工艺复杂，也是型号太多，工艺难以统一。当前的方壳电芯和软包电芯，必须在入壳之后才能烘烤，烘烤效率低下，烘干效果不好。

这三种电池还有3个共同的缺点：

1、在和汽车整合过程中，由于电芯本身没有承载能力，需要高强度的电池包或者模组结构作为电池的包裹和支撑，导致电池包的重量密度和体积密度的下降；

2、裸电芯在加工过程中，都会用到激光焊接，形成电池污染；

3、电池在工作中需要额外的冷却回路来对电芯做温度调节，占用很大空间，并导致机构复杂。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种模块化组装和承载式锂电池结构，可以大大简化当前模组和电池包的结构，提升强度，增加体积密度和质量密度；采用标准化电芯单元尺寸，通过不同数量的配置，可以实现大规模的电芯单元生产，只需要更改壳体的尺寸，便可适配不同长度的电芯单元的需求，而无需经过复杂的换型和产线的适配；连接采用插接方式，大大减少电芯污染风险和增加生产效率；卷绕电芯由于四周有边框，两侧有mylar片包裹，可以得到很好的保护，减少搬运中破损的风险；在顶盖和壳体焊接接过程中，不会有激光打到电芯单元上的风险；电芯单元在入壳之前即可进行烘干操作，使烘干过程缩短，能耗减少，水含量更少；采用双倍电极柱引出技术，获得更可靠的大容量电流通过能力，进一步降低电池内阻，可以实现快充和大功率放电；壳体可集成电绝缘散热管路，大大改善模组热管理系统的热传导效果，同时由于壳体的加工方式采用铝型材挤出，产品价格可以显著降低，电绝缘散热管路同时起到支撑作用，使整个pack结构更加紧凑，增加体积和质量能量密度。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种模块化组装和承载式锂电池结构，包括壳体、顶盖和电芯单元，所述壳体为矩形中空铝合金管，所述壳体的两端设置为开口并分别对应设置有顶盖，任一所述顶盖上对应设置有一对正负极柱，所述电芯单元至少设置有1个并对应设置于壳体内，所述电芯单元的两端分别与两顶盖的正负极柱对应连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述顶盖为铝端盖包括第一铝端盖和第二铝端盖，所述第一铝端盖的外侧面设置有第一正极柱和第一负极柱，所述第一正极柱和第一负极柱在第一铝端盖的内侧面分别通过第一定位保护盖对应连接设置有第一正极插孔和第一负极插孔，所述第二铝端盖的外侧面设置有第二正极柱和第二负极柱，所述第二正极柱和第二负极柱在第二铝端盖的内侧面分别通过第二定位保护盖对应连接设置有第一正极插头和第一负极插头，所述正极插孔和正极插头同侧齐平对应，所述负极插孔和负极插头同侧齐平对应。

在本发明一个较佳实施例中，所述第一正极插孔和第一负极插孔之间的第一铝端盖上设置有泄放阀，所述第一正极插头和第一负极插头之间的第二铝端盖上设置有注液孔。