电池模组的制作方法

1.本发明涉及动力电池领域，具体来说，涉及一种电池模组。


背景技术：

2.近年来电动新能源汽车高速发展，但自燃事故一直困扰着电动新能源汽车。电池模组自燃是车辆发生自燃事故的众多因素中很重要的一个因素。
3.具体来说，电池模组/电池包是电动汽车的动力之源，为了提供足够的动力，需要将多个电芯(电芯指的是单个电池)通过串、并联的方式来组合成更大的动力单元(电池模组)。电芯壳体上设置有极柱(正、负极柱)，极柱一端与电芯壳体内部的极耳相连，另一端与电芯壳体外部的汇流排相连(汇流排将各个电芯进行串、并联连接)。目前，极柱与极耳/汇流排之间的连接普遍采用焊接或普通螺栓连接的方式。无论焊接还是普通螺栓连接，在震动大的复杂工况下均难免会出现连接松脱的缺陷。如果连接直接断开，一般只会导致动力供应不足，不会发生自燃。如果连接只是变松/部分断裂，则相关电芯的动力不会中断，此时连接部位的电阻会显著变大，导致电流流过时发热严重并且热量会迅速聚集，导致电池模组发生自燃，进而导致车辆自燃。


技术实现要素：

4.本发明的目的是克服现有技术中的上述缺陷。
5.根据本发明的电池模组包括多个电芯，每个电芯具有极柱，极柱一端与电芯内部的极耳相连，另一端与电芯外部的汇流排相连，通过主螺栓和副螺栓采用螺纹连接方式将极柱的至少一端与汇流排和/或极耳相连，其中极柱的至少一端依次设置有圆柱形的第一段内螺纹孔和径向尺寸逐渐变大的截头圆锥形第二段内孔；主螺栓具有头部和螺杆，螺杆至少与极柱的第一段内螺纹孔通过螺纹配合从而将汇流排或极耳紧固在主螺栓头部和极柱之间，主螺栓还具有用于容纳副螺栓的轴向通孔，该轴向通孔至少包括靠近主螺栓头部的圆柱形第一段通孔和靠近主螺栓螺杆自由端的径向尺寸逐渐缩小的第二段通孔，第一段通孔中形成有与副螺栓相配合的螺纹，主螺栓的螺杆形成有至少两条自螺杆自由端朝向主螺栓头部延伸的沟槽，当副螺栓装配到主螺栓的轴向通孔中时，副螺栓径向向外挤压主螺栓第二段通孔的孔壁，使得主螺栓与第二段通孔相对应的螺杆部分径向向外扩张，从而与极柱的第二段内孔构成形状锁合，进而防止紧固在主螺栓头部与极柱之间的汇流排或极耳松脱。
6.这里，主螺栓的第二段通孔优选为圆锥形通孔或截头圆锥形通孔。
7.根据本发明一优选实施方式，所述至少两条沟槽与主螺栓的轴线平行，并且所述至少两条沟槽在主螺栓螺杆的周向上将螺杆均分。
8.根据本发明一优选实施方式，主螺栓的螺杆上形成有四条沟槽，从而将螺杆在周向上均分成四瓣。
9.这里，沟槽的长度优选设置成与第二段通孔在主螺栓轴向上的长度相对应。
10.优选地，极柱的第二段内孔中也形成有与主螺栓相配合的螺纹。
11.优选地，主螺栓的第二段通孔内也形成有与副螺栓相配合的螺纹。
12.根据本发明一优选实施方式，主螺栓的头部具有用于容纳副螺栓的头部的凹坑，使得装配状态下副螺栓的头部完全容纳在主螺栓的头部凹坑内。
13.根据本发明一优选实施方式，还设置有防脱插销，在主螺栓的头部设有径向通孔，用于容纳防脱插销；在装配状态下，防脱插销的位置在副螺栓的头部之上。
14.本发明采用主、副双螺栓实现螺纹连接和形状锁合连接，能有效防止汇流排和/或极耳松脱，使得电池模组内部电气连接更加稳固可靠，能有效防止由于热量快速聚集而导致的自燃，从而提高电动新能源车辆的安全性。
15.此外，本发明中副螺栓拆卸之后，主螺栓螺杆外扩部分能很大程度地弹性复位，进而能从极柱上无损拆卸，从而便于对电池模组进行维护、修理、回收再利用。可见，本发明的技术方案还能降低成本、利于环境保护。
附图说明
16.图1示意性示出了根据本发明的电池模组中电芯的极柱与汇流排/极耳的连接；
17.图2示意性示出了根据本发明一实施例的电池模组中电芯极柱与主、副螺栓的装配关系；
18.图3是图2中主螺栓的轴向截面图；
19.图4是图2中的极柱与主、副螺栓在装配状态下的轴向截面图；
20.图5示意性示出了根据本发明另一实施例的电池模组中电芯极柱与主、副螺栓的装配关系；以及
21.图6是图5中的极柱与主、副螺栓在装配状态下的轴向截面图。
具体实施方式
22.下面结合附图详细描述本发明。本领域技术人员应当理解，下面描述的实施例仅是对本发明的示例性说明，而非用于对其作出任何限制。
23.图1示意性示出了根据本发明的电池模组中电芯的极柱与汇流排/极耳的连接。为了突出重点，图中未示出电池模组中多个电芯的极柱连接情况，仅选择一个电芯极柱的一个连接端作为代表来进行描述。参看图1，通过主、副螺栓(图中仅可见主螺栓10，副螺栓由于装配到主螺栓10的轴向通孔中而不可见，后面将详述)将待连接部件80(汇流排或极耳)紧固连接在主螺栓10的头部和极柱20之间。极柱20的外部轮廓可以根据具体应用场合来选择合适的形状，例如圆柱形、方柱形和椭圆柱形等。
24.接着，进一步描述主、副螺栓与极柱的详细构造。为了更加清晰起见，图2以及图3至图6中没有示出汇流排或极耳，仅示出与本发明改进之处紧密相关的主、副螺栓和极柱等。
25.图2示意性示出了根据本发明一实施例的电池模组中电芯极柱与主、副螺栓的装配关系。参看图2，根据本发明一实施例的电池模组包括主螺栓10、极柱20和副螺栓30，其中主螺栓10具有头部11和螺杆12。主螺栓10具有用于容纳副螺栓30的轴向通孔(该通孔在图2中不可见，下文将进一步描述)。螺杆12形成有四条自螺杆自由端13(与头部11相反的另一
端部)朝向头部11延伸的沟槽14。四条沟槽14在螺杆周向上将螺杆12均等地分成四瓣。虽然图2中仅可见一条沟槽14，但本领域普通技术人员能够理解，图2中螺杆12的背面沟槽与正面沟槽重叠，左侧沟槽和右侧沟槽在此视角下分别与两侧边缘重合。极柱20一端依次设置有圆柱形的第一段内螺纹孔21和径向尺寸逐渐变大的截头圆锥形第二段内螺纹孔22。
26.现在参照图3描述主螺栓10的轴向通孔结构。如图3所示，主螺栓10的轴向通孔自上而下依次包括位于最上端的凹陷部或凹坑15、圆柱形第一段通孔16和靠近螺杆自由端13的径向尺寸逐渐缩小的第二段通孔17。凹坑15用于在装配状态下容纳副螺栓30的头部。第一段通孔16中形成有与副螺栓30相配合的螺纹，第二段通孔17中优选也形成有与副螺栓30相配合的螺纹。第二段通孔17具有截头圆锥形形状。这里，主螺栓10的轴向通孔也可以不包括位于最上端的凹陷部或凹坑15，也就是说，主螺栓10的头部11可以不设置凹坑15。装配状态下，副螺栓30的头部11可以突出在通孔之外。
27.如图4所示，当副螺栓30装配到主螺栓10的轴向通孔中时，副螺栓30径向向外挤压第二段通孔17的孔壁，使得主螺栓10与第二段通孔17相对应的螺杆部分径向向外扩张。极柱20的第一段内螺纹孔21与主螺栓10的未扩张的螺杆部分相配合，极柱20的第二段内螺纹孔22与主螺栓10的径向向外扩张的螺杆部分相配合(构成形状锁合)。主螺栓10与极柱20之间除了螺纹配合之外，还存在形状锁合，能有效防止松脱。
28.这里，沟槽14的长度可以设置成与第二段通孔17在主螺栓10轴向上的长度相对应(即大致相等)。
29.有必要指出的是，虽然这个具体实施例中设置了四条沟槽，但本领域普通技术人员应该理解：可以根据具体应用场合设置更多或更少的沟槽，例如可以设置三条、五条、六条等。另外，虽然这个具体实施例中极柱具有两段构造不同的内螺纹孔，但第二段内螺纹孔22也可以设置成不带螺纹的孔，总体效果没有上述具体实施例中的好。
30.图5示出了根据本发明另一实施例的电池模组中电芯极柱与主、副螺栓的装配关系，图6是图5中的极柱与主、副螺栓在装配状态下的轴向截面图。
31.参照图5和图6，这个实施例与图2至图4中示出的实施例的区别之处仅在于：图5和图6中的电池模组还包括防脱插销40，在主螺栓10的头部11设有径向通孔18，用于容纳防脱插销40。在装配状态下，防脱插销40的位置在副螺栓30的头部之上。防脱插销40可以防止误操作。
32.最后，本领域普通技术人员应该理解，上述具体构造只是示例性的，根据本发明的教导，无需付出创造性劳动便能实现各种等价变型，本发明的保护范围以权利要求所限定的范围为准。

技术特征：
1.一种电池模组，包括多个电芯，每个电芯具有极柱，极柱一端与电芯内部的极耳相连，另一端与电芯外部的汇流排相连，其特征在于，通过主螺栓和副螺栓采用螺纹连接方式将极柱的至少一端与汇流排和/或极耳相连，其中极柱的至少一端依次设置有圆柱形的第一段内螺纹孔和径向尺寸逐渐变大的截头圆锥形第二段内孔；主螺栓具有头部和螺杆，螺杆至少与极柱的第一段内螺纹孔通过螺纹配合从而将汇流排或极耳紧固在主螺栓头部和极柱之间，主螺栓还具有用于容纳副螺栓的轴向通孔，该轴向通孔至少包括靠近主螺栓头部的圆柱形第一段通孔和靠近主螺栓螺杆自由端的径向尺寸逐渐缩小的第二段通孔，第一段通孔中形成有与副螺栓相配合的螺纹，主螺栓的螺杆形成有至少两条自螺杆自由端朝向主螺栓头部延伸的沟槽，当副螺栓装配到主螺栓的轴向通孔中时，副螺栓径向向外挤压主螺栓第二段通孔的孔壁，使得主螺栓与第二段通孔相对应的螺杆部分径向向外扩张，从而与极柱的第二段内孔构成形状锁合，进而防止紧固在主螺栓头部与极柱之间的汇流排或极耳松脱。2.根据权利要求1的电池模组，其特征在于，主螺栓的第二段通孔为圆锥形通孔或截头圆锥形通孔。3.根据权利要求1的电池模组，其特征在于，所述至少两条沟槽与主螺栓的轴线平行，并且所述至少两条沟槽在主螺栓螺杆的周向上将螺杆均分。4.根据权利要求3的电池模组，其特征在于，主螺栓的螺杆上形成有四条沟槽。5.根据权利要求3的电池模组，其特征在于，沟槽的长度与主螺栓的第二段通孔在主螺栓轴向上的长度相对应。6.根据权利要求1的电池模组，其特征在于，极柱的第二段内孔中也形成有与主螺栓相配合的螺纹。7.根据权利要求1的电池模组，其特征在于，主螺栓的第二段通孔内也形成有与副螺栓相配合的螺纹。8.根据权利要求1-7中任一项的电池模组，其特征在于，主螺栓的头部具有用于容纳副螺栓的头部的凹坑，使得装配状态下副螺栓的头部完全容纳在主螺栓的头部凹坑内。9.根据权利要求8的电池模组，其特征在于，还包括防脱插销，在主螺栓的头部设有径向通孔，用于容纳所述防脱插销；在装配状态下，所述防脱插销的位置在副螺栓的头部之上。

技术总结
一种电池模组，包括多个电芯，通过主、副螺栓将电芯极柱的至少一端与汇流排和/或极耳相连，极柱至少一端依次设有圆柱形第一段内螺纹孔和截头圆锥形第二段内孔；主螺栓螺杆至少与第一段内螺纹孔配合从而将汇流排或极耳紧固在主螺栓头部和极柱之间，主螺栓设有轴向通孔，其至少包括圆柱形第一段通孔和径向尺寸渐缩的第二段通孔，主螺栓螺杆设有至少两条从自由端向头部延伸的沟槽，当副螺栓装到主螺栓轴向通孔中时，副螺栓径向向外挤压主螺栓第二段通孔孔壁，使得相应孔壁径向向外扩张，从而与极柱第二段内孔构成形状锁合。本发明采用能有效防止松脱的双螺栓连接，使得电池模组内部电气连接更加稳固可靠，能有效防止由于热量快速聚集而导致的自燃。聚集而导致的自燃。聚集而导致的自燃。


技术研发人员：林岸鸿
受保护的技术使用者：弘力重工科技（深圳）有限公司
技术研发日：2023.03.22
技术公布日：2023/8/14