一种电池模组的制作方法

本申请涉及电池领域，具体涉及一种电池模组。

背景技术：

电动汽车的发展是提高我国汽车产业竞争力、保障能源安全和发展低碳经济的重要途径，更是促使我国汽车制造业转型升级、从中国制造过渡为中国创造的核心手段。近年来，随着电动汽车的快速发展，动力锂离子电池市场的需求不断扩大。纵观电动汽车的发展动向，为了提高电动汽车续航能力，动力电池的容量、能量密度需要不断提高，同时还要保证电池的安全性能。

由于单个电池的容量有限，因此通常使用时都是将多个电池单体通过串联和并联的方式组成电池模组来使用。在大容量的电池模组中，一旦某个电池(单体)过流或过热导致电池燃烧，若未采取相应的断电保护措施，很有可能会导致异常电池周围其他电池温度急剧增加，最终导致整个模组发生热失控而燃烧，甚至发生爆炸事故，造成重大的经济损失，严重时可能还会引起人员的伤亡。

为了防止出现上述安全隐患，现有技术中通常在电池串联连接处或并联连接处采用低熔点金属，当电池发生过流时电池及电池周围温度急剧升高，当温度达到金属熔点时，切断电池之间的连接电路，起到断流保护作用。但是上述技术方案只能在电池通电过电流的前提下起断电保护作用，无法在电池通电工作前起到有效的预防保护作用。

针对上述方案的不足，人们开始采用ptc代替传统的低熔点金属材料作为过流或过热保护元件。通常在电池单体内部正极柱和正极盖帽之间串联ptc(positivetemperaturecoefficient，正温度系数热敏材料)过流保护元件，一旦某个电池发生过流，ptc元件便自动断开而起到过流保护作用。现有技术中也有采用外置ptc过流保护元件，将ptc设置在单体电池的一端，当电池发生过流时，切断两个模组在串联方向的连接电路。但上述两种方案都只能切断电池模组中部分电池与周围电池的固定方向的电路连接。

技术实现要素：

本申请目的是：针对上述问题，提出一种能够将高温故障电池单体在串联和并联方向上同时切断的电池模组。

本申请的技术方案是：

一种电池模组，包括：

绝缘材质的电池支架，所述电池支架设置有若干个上下贯通的、且相互平行的电池插装孔，所述电池插装孔的孔壁处一体设置有一圈径向向内凸出的环形内凸缘，所述环形内凸缘将所述电池插装孔分隔成位于其轴向两侧的上孔段和下孔段，任意相邻的两个所述电池插装孔的所述上孔段之间均开设有自所述电池支架的上端面向下凹陷的、并将这两个上孔段径向连通的槽道；

若干个串联片，所述串联片包括带有下凸起的圆形底片以及一体连接于所述圆形底片外缘边处且环绕所述圆形底片间隔布置的若干个弹爪，所述串联片嵌于所述上孔段内部，所述圆形底片与所述环形内凸缘竖向抵接，所述下凸起向下穿过所述环形内凸缘的中心孔而伸入至所述下孔段内部；以及

并联网，所述并联网由若干个间隔布置的导电垫以及一体连接于这些导电片之间的若干导电条构成，所述导电垫和所述导电条分别嵌于所述上孔段和所述槽道内，并且所述导电垫与所述圆形底片导电接触；

所述电池支架的上、下两侧均布置有若干只电池单体，其中下侧电池单体的正极端插入所述下孔段、并与所述下凸起焊接固定，上侧电池单体的负极端插入所述上孔段、并被所述串联片上的所述若干个弹爪周向环抱，所述弹爪被径向夹紧于所述电池单体和所述上孔段的孔壁之间；

所述串联片为ptc材料，所述导电垫为夹设于所述圆形底片和所述环形内凸缘之间的空心圆环结构，所述下凸起向下依次穿过所述导电垫的中心孔和所述环形内凸缘的中心孔后与下侧电池单体的正极端焊接固定。

本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述电池支架为整体注塑结构。

所述电池插装孔在所述电池支架上呈矩阵状分布。

所述串联片为pptc材质。

所述并联网为ptc材质。

所述并联网为pptc材质。

所述串联片的内表面和外表面均分别复合有一层金属导电层，而且所述串联片内表面的金属导电层与所述串联片外表面的金属导电层相互隔离。

本申请的优点是：

1、本申请这种电池模组的串联片采用ptc材质，当模组某只电池单体因故障而导致其温度过高，与之接触的串联片温度随之升高且阻值急剧增大，从而同时切断该故障电池单体与相邻电池单体的串联和并联连接，使该故障电池单体从电池模组中完全的电性隔离，起到过热保护的作用。若电池单体的故障排除温度恢复正常，串联片的温度随之降低恢复导电能力，电池单体从新接入电池模组。

2、并联网的导电垫采用空心圆环结构，并且被竖向夹紧于串联片的圆形底片和环形内凸缘之间，由于圆串联片的圆形底片与下侧电池单体的正极端焊接固定，故并联网位置被紧紧固定，无需对并联网和串联片焊接，简化了模组的装配。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中电池模组的总装图；

图2为本申请实施例中电池模组的分解图；

图3为本申请实施例中串联片的立体图；

图4为本申请实施例中串联片的剖视图；

图5为本申请实施例中并联网的立体图；

其中：1-电池支架，2-电池单体，3-串联片，4-并联网；

101-电池插装孔，101a-上孔段，101b-下孔段，102-环形内凸缘，103-槽道，301-圆形底片，301a-下凸起，302-弹爪，401-导电垫，402-导电条。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

然而，本领域的技术人员可能会意识到其中的一个或多个的具体细节描述可以被省略，或者还可以采用其他的方法、组件或材料。在一些例子中，一些实施方式并没有描述或没有详细的描述。

此外，本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。因此，附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

图1至图5示出了本申请这种电池模组的一个具体实施例，与一些传统电池模组相同的是，该电池模组也包括电池支架1、电池单体2、串联片3和并联网4。其中：

电池支架1(或称电池夹具)整体注塑而成，为不导电的绝缘材质。电池支架1上贯通设置有多个上下贯通的电池插装孔101。电池插装孔101的孔壁处一体设置有一圈径向向内凸出的环形内凸缘102。环形内凸缘102将电池插装孔101分隔成位于其轴向两侧(也即上下两侧)的上孔段101a和下孔段101b，任意相邻的两个电池插装孔的上孔段101a之间均开设有自电池支架1的上端面向下凹陷的、并将这两个上孔段101a径向连通的槽道103。

串联片3设有多个，每个串联片3均包括带有下凸起301a的圆形底片301以及一体连接于圆形底片301外缘边处的数个弹爪302，这些弹爪302环绕圆形底片301周围间隔布置。串联片3嵌于上孔段101a内部，圆形底片301与环形内凸缘102竖向抵接，下凸起301a向下穿过环形内凸缘102的中心孔而伸入至下孔段201b内部。

并联网4由多个间隔布置的导电垫401以及一体连接于这些导电片之间的多个导电条402构成，导电垫401和导电条402分别嵌于前述上孔段101a和槽道103内——导电垫401嵌于上孔段101a内，导电条402嵌于槽道103内。并且导电垫401与圆形底片301导电接触。传统结构中，导电垫401还需与圆形底片301焊接固定，而本实施例无需将二者焊接，具体在下文有详细介绍。

电池支架1的上、下两侧均布置有多只电池单体2，为方便示图，图1和图2仅画出了下侧的电池单体而省去了上侧的电池单体。其中，下侧电池单体2的正极端(上端)插入下孔段101b、并与下凸起301a焊接固定，如此实现下侧电池单体2正极端与串联片3的导电连接。上侧电池单体的负极端插入上孔段101a、并被串联片3上的数个弹爪302周向环抱，弹爪302被径向夹紧于电池单体2和上孔段101a的孔壁之间，如此实现上侧电池单体负极端与串联片3的导电连接。

由上可知，上侧电池单体负极端以及下侧电池单体正极端均与串联片3导电连接，如此通过串联片3实现了上下电池单体的串联连接，而并联网4与各个串联片导电接触，从而通过并联网4实现了上侧各电池单体负极端的并联连接以及下侧各电池单体正极端的并联连接。

本实施例的关键改进在于，上述的串联片3为ptc材质(正温度系数热敏材料)，并联网4的导电垫401为夹设于圆形底片301和环形内凸缘102之间的空心圆环结构(非传统的实心片结构)，下凸起301a向下依次穿过导电垫401的中心孔和环形内凸缘102的中心孔后与下侧电池单体1的正极端焊接固定。

不难看出，并联网4的导电垫401采用空心圆环结构，并且被竖向夹紧于串联片3的圆形底片301和环形内凸缘102之间，由于圆串联片3的圆形底片301与下侧电池单体2的正极端焊接固定，故并联网4位置被紧紧固定，无需对并联网4和串联片3焊接。

在实际应用中，若某只电池单体2因故障而导致其温度过高时，与之接触的ptc材质的串联片3温度随之升高，高温的串联片3阻值急剧增大，从而切断该故障电池单体2与相邻电池单体的串联及并联连接，使该故障电池单体从电池模组中电性隔离，起到过热保护的作用。若前述电池单体2的故障排除温度恢复正常，串联片3的温度随之降低恢复导电能力，电池单体2从新接入电池模组。

上述的各个电池插装孔101在电池支架1上呈矩阵状分布，受电池插装孔101的限位，电池支架1上侧和下侧各只电池单体2也分别呈矩阵状排布。

更优选地，上述串联片3最好为pptc材质(polymericpositivetemperaturecoefficient，高分子聚合物正温度系数材料)。

为了提升串联片3的弹性变形能力，可在串联片3内表面和外表面分别复合一定厚度的金属导电层——如铜、镍、银、金等，并保证内表面的金属导电层与外表面的金属导电层相互隔离。

当然，我们也可以将并联网4同样采用ptc优选pptc材质。

上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。