[发明专利]锂离子电池拼接式层单元框架及其构成的锂离子电池模块

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池模块，具体涉及一种锂离子电池拼接式层单元框架及其构成的锂离子电池模块。

背景技术

因为锂离子电池因为具有更高的能量密度，采用锂离子电池模块成为纯电动汽车和插电式混合动力汽车的首选技术。

目前锂离子电池模块是采用软包锂离子电池进行模块化拼装，因此软包锂离子电池用于电动汽车首先需要利用模块化技术，通过将电池单体组合成合适的模块，然后组装成为电池箱。但锂离子动力电池在电动汽车上模块化应用时，由于连接方式、一致性、环境温度差异等因素的影响，动力电池模块比能量、比功率等参数达不到单体水平，使用寿命较单体电池缩短，导致系统使用和维护成本增加，成为制约电动车辆产业化发展和应用的瓶颈问题之一。提高电动汽车动力电源的寿命除提高电池自身技术外，还要从锂离子软包电池集成方法或者模块结构展开研究。

例如，申请号为201410386683.9的中国专利文献公开了一种软包锂离子电池模块，包括软包锂离子电池层单元、底板、上盖、紧固螺栓；其中软包锂离子电池层单元包括软包锂离子电池、框架、散热板。框架为矩形结构，由至少一个矩形腔体构成，散热板设有形状及数量与所述框架的矩形腔体数量相同的凹坑，散热板卡装在框架中，散热板上的凹坑陷入框架的矩形腔体中；软包锂离子电池设置在散热板的凹坑中，整体构成软包锂离子电池层单元；至少两个软包锂离子电池层单元沿厚度方向叠置通过紧固螺栓固定安装在底板与上盖之间，构成软包锂离子电池模块。电池的一个表面与散热板实现贴合，便于散热，框架上布置的散热风道增强了散热功能。该电池模块具有结构紧凑，能量密度高的特点。

该方案的不足之处有以下两点：第一、层单元散热板是一个整体，层单元两个以上电池与散热板发生短路时，层单元内部即构成回路，影响电池安全能性。第二、模块的横向扩展缺乏灵活性，框架的矩形腔体数与散热板的凹坑数是相同的，同时也是模块层单元横向布置的电池个数，整个模块横向不具备灵活扩展的功能。

因此，市场急需一种结构更加优化并且可灵活扩展的的锂离子电池模块方案。

发明内容

本发明的目的就是要克服现有电池模块的不足，提供一种结构简单、易于扩展、结构更紧凑的锂离子电池拼接式层单元框架及其构成的锂离子电池模块，提高电动汽车锂离子电池组的能量密度，延长电池的使用寿命。

为解决以上技术问题，本发明具体采用如下技术方案：

一种锂离子电池拼接式层单元框架，包括端边框和侧边框；

所述端边框包括上端边框、下端边框；上端边框及下端边框均为长度相同的长杆，在长杆的一个侧面设有2个凸耳，两个凸耳分别设置在沿长杆长度方向的1/4及3/4位置，每一个凸耳上均设有通孔；

所述侧边框由侧边与两根连接杆构成，两根连接杆分别与侧边的两端固定连接且垂直于侧边轴线，两根连接杆与侧边处于同一平面内；两根连接杆的长度均为构成上端边框或下端边框长杆长度的一半，在两根连接杆长度方向的1/2处的外侧各设有一位置相向的凸耳，每一个凸耳上各设有一个通孔；

所述上端边框、下端边框错位叠置，通过销钉插装在设于其凸耳上的通孔中定位，重复将上端边框、下端边框错位叠置，通过销钉定位，构成端边框，将两个端边框的两端分别与侧边框的两根连接杆叠置，通过销钉插装在设于连接杆凸耳上的通孔与上端边框或下端边框凸耳上的通孔中定位，构成一个锂离子电池模块的层单元框架。

进一步的，重复将上端边框、下端边框错位叠置，通过销钉定位，实现锂离子电池模块的层单元框架沿构成上端边框、下端边框的长杆的轴线方向延伸。

进一步的，上端边框凸耳上的通孔与下端边框凸耳上的通孔通过卡扣连接。

进一步的，卡扣为中心设有通孔的锥状结构卡扣。

进一步的，卡扣设置在上端边框与下端边框叠置时的接合面上，卡扣上设置的中心通孔与上端边框或下端边框凸耳上设置的通孔同心。

本发明还包括一种上述拼接式层单元框架构成的锂离子电池模块，包括底板、顶板、多个层单元，所述层单元由拼接式层单元框架、软包锂离子电池、弹性调整垫、散热板组成，所述散热板冲有凹坑构成软包锂离子电池、弹性调整垫的容纳空间，所述散热板两端延设有凸耳，凸耳上设有通孔，在同一层单元中，软包锂离子电池、弹性调整垫、散热板数量相同，其特征在于：多个散热板平行布置在拼接式层单元框架中，每一个散热板上设置的凸耳均夹装在拼接式层单元框架中的上端边框与下端边框之间，构成一个层单元；在底板与底板之间叠置多个层单元，通过螺栓紧固定位。