動力電池系統(tǒng)之新型電連接模塊結(jié)構(gòu)

侯 要，趙改敬，左威威，鮑飛虎，徐柏興

（鄭州比克新能源汽車有限公司，河南 鄭州 451450）

1 概述

動力電池模塊是指電池單體經(jīng)由串并聯(lián)方式組合，并通過導電片（鎳片、鋁片等）進行電連接的動力電池系統(tǒng)基本單元，目前，將多個電池單體組合并進行電連接的操作，大多采用傳統(tǒng)的導電片與電池焊接連接方式（圖1），這種連接方式帶來多種弊端，比如電池單體極難更換、梯次利用率低。本文將闡述一種非焊接連接方式的新型模塊結(jié)構(gòu)，即是一種通過導電彈片將多個電池單體彈性電連接在一起，再通過特定的支架結(jié)構(gòu)保障彈性連接的可靠性的模塊結(jié)構(gòu)。

圖1 導電片與電池焊接連接方式

2 方案說明

方案結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，本結(jié)構(gòu)方案通過特定的支架結(jié)構(gòu)，不僅實現(xiàn)了單體電芯與導電彈片的限位、固定，而且在支架與電芯之間形成一個空腔，可將具有彈性變形功能的導電彈片（圖3）放置空腔內(nèi)。

導電彈片在自由狀態(tài)下，彈性變形部分高出支架的限位凸臺，在電芯與支架裝配過程中，導電彈片彈性變形部分被單體電芯擠壓發(fā)生變形，當單體電芯與支架限位凸臺接觸后，導電彈片彈性變形部分變形過程結(jié)束，從而實現(xiàn)導電彈片與電芯連接。

圖2 方案結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 導電彈片結(jié)構(gòu)

本結(jié)構(gòu)通過支架限位凸臺，可準確控制導電彈片的壓縮量，確保導電彈片彈性變形部分不會出現(xiàn)壓潰，進入塑性變形狀態(tài)，防止導電彈片彈性失效情況的發(fā)生，從而保證了導電彈片與電芯的連接可靠。

3 實例闡述

以18V 20Ah電池模塊為例，該模塊的成組方式為9并5串，先并后串，實例的結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 實例爆炸圖

實例的物料構(gòu)成如圖5所示，其中上、下支架分別有45個可放置單體電芯的槽孔，以5行9列形式排列，單個導電彈片具有18個彈性變形部分，以2行9列形式排列。

圖5 實例物料構(gòu)成表

圖6 實例生產(chǎn)流程圖

根據(jù)實例生產(chǎn)流程（圖6），在上支架裝配工位，由45個單體電芯組成的電池組兩端分別安裝有上支架、下支架，上、下支架與電池組之間又分別安裝有導電彈片，此刻導電彈片的彈性變形部分未發(fā)生變形，在進入螺釘緊固工位后，通過螺釘?shù)拇蚓o，帶動上、下支架與電池組擠壓導電彈片，從而使彈性變形部分發(fā)生變形。螺釘打緊后，變形過程結(jié)束。

此實例通過螺接方式實現(xiàn)了電池單體與導電片的連接，既能保證連接可靠，又能實現(xiàn)當需進行電池維修時，拆卸螺釘，進行電芯單體更換，大大降低了維修成本。而且替換掉的單體電芯可進行分選，降維安裝在電視遙控器、玩具車等物品上，變廢為寶。