一种转接桥的制作方法

1.本实用新型涉及新能源动力电池领域，尤其涉及一种转接桥。


背景技术：

2.纯电动汽车车载动力电池包的成组应用领域，正在向高能量密度、整体快速成组（包）的ctp（cell to pack）技术方向发展。行业标准的圆柱形动力电池的单体尺寸，正在从21700（直径21mm，高度70mm）向46800（直径46mm，高度80mm）扩展，单体电池的容量扩大了5倍，如何对如此大的电流进行汇流和输送是本领域亟待解决的技术问题。
3.行业内研究的难点在于，一是单体电池串并成组时，对电连接点的过流能力要求相应大幅提升；二是圆柱形电池的壳体极柱在侧面和底面壳体，如何仅在成组电池的顶部既实现顶部极柱的并联，又可简易、快速、自动化地实现排间串联电连接，是圆柱形电池的ctp技术的方向；三是排间错位排列的成组方式，在排间的两端形成半个电池空缺的不稳定结构状态，如何提升排间结构的稳定性，成为行业内亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.为解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型公开了一种厚度为半个电池，填充在成排电池的末端，且将侧面壳体极柱或底面壳体极柱转至成组电池顶部的转接桥，包括：本体部，具有位于端部的第一端面、位于条形侧部的第一侧面以及与第一侧面相对的第二侧面；电连接结构，包括位于第一侧面的第一接触导电部以及位于第一端面的第二接触导电部；第一接触导电部能够与单体圆柱形电池壳体极柱的至少部分侧面电连接；第一接触导电部与第二接触导电部电连接。
5.作为优选的技术方案，本体部为条形。
6.作为优选的技术方案，第二接触导电部用于与汇流排电连接。
7.作为优选的技术方案，本体部包括导电体，电连接结构为导电体的部分区域。
8.作为优选的技术方案，导电体的至少部分外表面被绝缘材料覆盖。
9.作为优选的技术方案，本体部包括绝缘体，电连接结构包括由导体制成的第一电桥，第一电桥包括第一接触导电部与第二接触导电部，第一电桥至少贴合于第一侧面及第一端面。优选地，该导体为金属。
10.作为优选的技术方案，第二侧面具有第三接触导电部，第三接触导电部与第一接触导电部和/或第二接触导电部电连接。
11.作为优选的技术方案，至少一个槽孔贯穿于第一侧面和第二侧面之间；第二电桥的一端位于第一侧面一侧，用于连接单体圆柱形电池的壳体极柱，第二电桥的另一端位于第二侧面一侧，用于连接其他转接桥或其他单体圆柱形电池的壳体极柱或作为负极引出端。
12.作为优选的技术方案，第二侧面具有至少一个凹槽部；位于第二侧面一侧的至少一个第二电桥从槽孔穿出的弯折部分设置于凹槽部内。
13.作为优选的技术方案，还包括与第一端面相对的第二端面；第二端面具有连接结构，用于与其他转接桥连接，用于扩展转接桥高度。
14.作为优选的技术方案，连接结构包括凸柱和/或凹孔。
15.作为优选的技术方案，连接结构包括粘接面。
16.作为优选的技术方案，第一侧面的至少部分区域能够与相邻单体圆柱形电池的壳体极柱面抵紧。
17.作为优选的技术方案，第一侧面为与相邻单体圆柱形的壳体极柱相匹配的内凹的圆柱面，或外凸的圆柱面，或平面。
18.作为优选的技术方案，本体部的高度等于单体圆柱形电池高度的一半。
19.作为优选的技术方案，本体部包括空心或实心导体。
20.本实用新型采用的技术方案能够达到以下有益效果：通过特殊的转接桥结构，既可实现排内电池顶部极柱快速、大电通量、可靠并联，适宜在箱内通过整体排间压接，同时通过特殊的转接桥结构和布置方式实现所有电池的排间串联，此外还提供了与电池箱侧部、底部的快速结构固定。本实用新型提供了全部同向设置的无支架结构的圆柱形电池ctp快速装车方案。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
22.图1为本实用新型实施例1公开的转接桥的结构示意图；
23.图2为本实用新型实施例2公开的转接桥的结构示意图；
24.图3为本实用新型实施例2公开的转接桥的结构示意图；
25.图4为本实用新型实施例2公开的转接桥的结构示意图；
26.图5为本实用新型实施例2公开的转接桥的结构示意图；
27.图6为本实用新型实施例2公开的转接桥的结构示意图；
28.图7为本实用新型实施例3公开的转接桥的结构示意图；
29.图8为本实用新型实施例1
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5中所使用单体圆柱形电池的结构示意图；
30.图9为本实用新型实施例1
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5中所使用单体圆柱形电池的结构示意图；
31.图10为本实用新型实施例4公开的电池组的结构示意图；
32.图11为本实用新型实施例4公开的电池组的结构示意图；
33.图12为本实用新型实施例5公开的电池模组的结构示意图；
34.图13为本实用新型实施例5公开的电池模组的结构示意图；
35.图14为本实用新型实施5公开的电池模组的结构示意图。
36.附图标记说明：
37.电池组100；
38.单体圆柱形电池1；顶部极柱11；壳体极柱12；窗口13；
39.汇流排2；主汇流部21；延伸汇流部22；汇流排电连接件23；
40.转接桥3；第一端面31；第二端面32；第一侧面33；第二侧面34；槽孔35；凹槽部36；
固定孔37；固定柱38；第一接触导电部311、311’；第二接触导电部312、312’；第三接触导电部313；第二电桥39；
41.第三电连接件53。
具体实施方式
42.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。
43.为解决现有技术中存在的问题，本具体实施方式部分提供了用于实现圆柱形电池的成排并联且排间串联的转接桥，以及电池组100结构。通过利用该转接桥，给出了应对大电流的排间串联的电池包的ctp技术解决方案。
44.实施例中单体圆柱形电池1为高能量密度的动力电池，可以选自于18650电池、21700电池、46800电池等，但不局限于此，本领域技术人员应理解，任何规格的单体圆柱形电池1均适用于本实施例的方案中，并且近似圆柱的柱形电池，如截面为圆角矩形、圆角三角形、圆角多边形的柱形电池同样适用于本实施例的技术方案中，均可被视为单体圆柱形电池1。
45.同时，裸电池和带有绝缘层的电池也均适用。本领域技术人员应理解，在采用带有绝缘层的单体圆柱形电池1时，绝缘层具有使壳体极柱12暴露的窗口13，如图8
‑
图9所示。
46.实施例1
47.根据图1，本实施例1提供了一种转接桥，用于将单体圆柱形电池1制备为排内并联且排间串联的ctp模组，特别适用于新能源车辆动力电池单元的制备过程。
48.转接桥3承担多种功能，包括但不限于将并联成排的单体圆柱形电池1壳体极柱12引至与顶部极柱11大致同平面的位置，填补电池排交错带来的排间排头电池的位置差，以便于在同平面内通过特殊的汇流排2设计高效实现排间串联；同时，转接桥3还能够为制备过程中的电池排提供排间的间隔控制，以及提供电池组100横向扩展时两个电池排之间的并联结构。以下对该转接桥3的结构进行解释。
49.一种转接桥，包括：本体部，具有位于端部的第一端面31、位于条形侧部的第一侧面33以及与第一侧面33相对的第二侧面34；电连接结构，包括位于第一侧面33的第一接触导电部311以及位于第一端面31的第二接触导电部312；第一接触导电部311能够与单体圆柱形电池1壳体极柱12的至少部分侧面电连接；第一接触导电部311与第二接触导电部312电连接。本体部优选为绝缘体，电连接结构包括由导体制成的第一电桥，第一电桥包括第一接触导电部311、第二接触导电部312。其中，该导体优选为金属导体。
50.优选地，还包括位于第一侧面33和第二侧面34之间的第三侧面和第四侧面。优选地，第一侧面33为内凹圆柱面，用于匹配所属电池排内与转接桥3相邻的单体圆柱形电池1壳体极柱12的形状；第二侧面34为平面；第三侧面和第四侧面为内凹的圆柱面，用于匹配相邻电池排的单体圆柱形电池1壳体极柱12的形状。在另一实施方式中，第一侧面33也可以为平面。
51.优选地，第一接触导电部311同样为圆柱面，以匹配第一侧面33以及相邻电池排的
单体圆柱形电池1壳体极柱12的形状。
52.优选地，第一侧面33的至少部分能够相邻单体圆柱形电池1的壳体极柱12表面抵紧。优选地，第一侧面33的至少有一位于中心的垂直线与相邻单体圆柱形电池1的壳体极柱12表面可抵紧。
53.优选地，本体部的高度等于单体圆柱形电池的高度，如图1所示。本领域技术人员应理解，本体部的高度也可以小于或等于单体圆柱形电池高度的一半。
54.转接桥3的本体部大致为条形。优选转接桥3的横截面为具有圆弧的大致梯形，也可以为矩形，或者半圆形。
55.在另一种优选的实施方式中（图中未示出），转接桥3为半圆柱，优选柱面（第一侧面33）用于连接电池排内单体圆柱形电池1壳体极柱12，而平面（第二侧面34）用于连接其他电池排的单体圆柱形电池1壳体极柱12或用于负极引出。
56.实施例2
57.根据图2
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图6，本实施例2提供了一种转接桥，本体部的高度小于等于单体圆柱形电池高度的一半。根据图2
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图3所示，转接桥3可以单独使用，也可以拼接后联用，如图4、图6所示。
58.单个转接桥3的高度优选为单体圆柱形电池1的一半高度，仅针对单体圆柱形电池1壳体极柱12的上部进行电连接和固接，能够在一定程度上减轻电池组100的重量，减少用料。
59.本体部包括绝缘体，电连接结构包括由金属导体制成的第一电桥，第一电桥至少贴合于第一侧面33及第一端面31，即第一电桥包括相互电连接的第一接触导电部311以及第二接触导电部312，即第一电桥与实施例1中相似，如图1所示。
60.在另一优选的实施方式中，第一电桥还包括位于第二侧面34的第三接触导电部313，第三接触导电部313与第一接触导电部311和/或第二接触导电部312电连接，优选该方案中第一电桥大致呈u型结构的扁平导体，如图6所示。
61.优选地，结合图2、图3、图5，电连接结构还可以为穿过转接桥3本体的结构。转接桥3本体具有至少一个槽孔35贯穿于第一侧面33和第二侧面34之间，优选为两个槽孔35；电连接结构包括第二电桥39；第二电桥39的一端位于第一侧面33一侧，用于连接单体圆柱形电池1的壳体极柱12，优选采用圆弧形的金属条部分环抱单体圆柱形电池1后与第一电连接件相连，或者圆弧形的金属条末端夹设于两个单体圆柱形电池1的壳体极柱12之间。第二电桥39的另一端位于第二侧面34一侧，用于连接其他转接桥3或其他单体圆柱形电池1的壳体极柱12或作为负极引出端，如图5所示。
62.优选地，第二侧面34具有至少一个凹槽部36；位于第二侧面34一侧的至少一个第二电桥39从槽孔35穿出的弯折部分设置于凹槽部36内。
63.优选地，还包括与第一端面31相对的第二端面32；第二端面32具有连接结构，用于与其他转接桥3连接，扩展转接桥3的高度。连接结构包括固定柱38和/或固定孔37，固定孔37为与固定柱38匹配的凹孔，二者优选能够过盈配合。
64.优选地，连接结构包括粘接面，使两个转接桥3牢固地粘接。
65.作为优选的实施方式，根据图6，在两个转接桥3在拼接联用的情况下，其拼接后高度大致等于单体圆柱形电池1的高度，第一接触导电部311可以延伸至单体圆柱形电池1壳
体极柱12的下半部分，这样使得负极可以承受更大的电流，应对单排电池数量较多、单体圆柱形电池1单体容量大电流大等情况具有更高的技术效果。同时，转接桥3联用后，合体的转接桥3的高度与单体圆柱形电池1高度相当，第三侧面和第四侧面能够支撑两侧相邻电池排的单体圆柱形电池1壳体极柱12的上半部分和下半部分，能够提供更好的支撑作用。
66.实施例3
67.本实施例3提供了一种本体部采用导体制备的技术方案。如图7所示，转接桥3本体部包括导电体，电连接结构为导电体的部分区域；优选地，转接桥3本体由空心或实心导体构成，优选为金属壳体结构或金属框架结构，在提供高结构强度的同时，由于本身即为导体，可以部分或全部作为电连接结构，能够省去额外设置的电连接结构。本领域技术人员应理解，该优选实施方式中，转接桥3本体外部可以不设置绝缘结构，也可以在其外部的部分区域设置绝缘层。
68.转接桥3本体部即为良导体，电连接结构利用其本体部本身的导电特性即可实现，即本实施例3中的电连接结构可不包含任何电桥。电连接结构包括第一接触导电部311’和第二接触导电部312’，其实际上均为本体部的一部分，或可理解为本体部的部分表面区域。
69.优选地，本体部的至少部分外表面被绝缘材料覆盖，可以在必要的位置，如第三侧面和第四侧面、底面等位置处，提供绝缘保护，而未覆盖绝缘材料而暴露的部分即为第一接触导电部311’和第二接触导电部312’。
70.实施例4
71.本实施例4中电池组为例，利用实施例1
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3中的转接桥，将单体圆柱形电池1制备为电池组100，由此说明转接桥在电池组中的作用。本实施例2结合图10
‑
图11，对电池组100结构就进行具体说明。
72.根据图10，本实施例的电池组100包括多个交错排列的电池排，每个电池排由多个单体圆柱形电池1排列构成；单体圆柱形电池1包括顶部极柱11和壳体极柱12，同一电池排内相邻单体圆柱形电池1的壳体极柱12电连接；多个阵列排列的电池排中的所有单体圆柱形电池1均同向设置。
73.单个电池排的电连接转接结构，其基本结构包括至少一个转接桥3以及至少一个汇流排2。转接桥3承担多种功能，包括但不限于将并联成排的单体圆柱形电池1壳体极柱12引至与顶部极柱11大致同平面的位置，填补电池排交错带来的排间排头电池的位置差，以便于在同平面内通过特殊的汇流排2设计高效实现排间串联；同时，转接桥3还能够为制备过程中的电池排提供排间的间隔控制，以及提供电池组100横向扩展时两个电池排之间的并联结构。
74.电池组100包括多个交错排列的电池排，每个电池排由多个单体圆柱形电池1排列构成；单体圆柱形电池1包括顶部极柱11和壳体极柱12，同一电池排内相邻单体圆柱形电池1的壳体极柱12电连接；多个阵列排列的电池排中的所有单体圆柱形电池1均同向设置。
75.根据图10
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图11，每个电池排的至少一端设置转接桥3；转接桥3包括本体部和电连接结构；本体部大致为条形，具有位于条形端部的第一端面31、位于条形侧部的第一侧面33以及与第一侧面33相对的第二侧面34；电连接结构，包括位于第一侧面33的第一接触导电部311以及位于第一端面31的第二接触导电部312；第一接触导电部311能够与单体圆柱形电池1壳体极柱12的至少部分侧面电连接；第一接触导电部311与第二接触导电部312电连
接。
76.还包括多个汇流排2，汇流排2包括主汇流部21和从主汇流部21的端部侧向延伸的延伸汇流部22；主汇流部21至少部分覆盖且电连接所对应电池排的多个单体圆柱形电池1的顶部极柱11；至少部分延伸汇流部22与转接桥3的第二接触导电部312电连接。
77.本领域技术人员应理解，每个电池排的所有单体圆柱形电池1均为并联结构，多个电池排之间为串联结构。
78.本实施例的电池组100优选为单体电池成组的基本单元，如图11所示，该电池组100为电池排内横向排列8个单体圆柱形电池1，纵向排列4个电池排，即8x4阵列。当然本领域技术人员应理解，电池组100也可以为6x4阵列、4x4阵列、10x4阵列、8x20阵列、8x40阵列等等。本实施例对电池组100的横向和纵向的扩展均不做限制。
79.优选地，每个电池排内单体圆柱形电池1的壳体极柱12之间具有第一电连接件，如图4所示。优选地，第一电连接件为弯折导体件或实心导体件，且优选配合冷焊胶进行电连接。
80.优选地，至少一个电池排的单体圆柱形电池1的壳体极柱12之间设置至少一个第二电连接件，第二电连接件一端夹设于相邻两个单体圆柱形电池1的壳体极柱12之间，另一端为负极引桥，如图10
‑
图11所示。优选地，只有在末排电池排（即图11中最靠下的电池排）设置第二电连接件，该末排电池排定义为负极引出的一排。
81.优选地，未与转接桥3的第二接触导电部312电连接的延伸汇流部22能够作为电池组100的正极引出端。如图11所示，首排电池排对应的汇流排2的延伸汇流部22会悬空而不与转接桥3的第二接触导电部312电连接，该悬空的延伸汇流部22优选作为正极引出端。当然本领域技术人员应理解，该首排电池排对应的汇流排2的任意位置事实上均可作为正极引出端。
82.优选地，根据图11，每个电池排的一端设置一个转接桥3，相邻电池排的转接桥3不同侧设置。优选地，转接桥3的第二侧面34，与位于同侧的单体圆柱形电池1的壳体极柱12最外侧大致位于同一平面。这样设计的优点在于，电池组100的横向扩展性较强。
83.优选地，主汇流部21与顶部极柱11之间，和/或排内单体圆柱形电池1的壳体极柱12之间，和/或延伸汇流部22与第二接触导电部312之间，和/或第一接触导电部311与单体圆柱形电池1的壳体极柱12之间，具有冷焊胶。
84.优选地，相邻单体圆柱形电池1之间具有至少一处结构胶，结构胶用于将相邻的单体圆柱形电池1固接。优选地，相邻单体圆柱形电池1之间均具有靠近顶部极柱11的第一结构胶，以及靠近底部的第二结构胶。第一结构胶和第二结构胶能够将相邻的单体圆柱形电池1牢固连接，同时支撑了单体圆柱形电池11之间的绝缘空间。第一结构胶和第二结构胶选为位于第一电连接件附近，以增加壳体极柱12之间电连接的稳定性。
85.本实施例中，通过设置转接桥3，且转接桥3的电连接结构使得单体圆柱形电池1的壳体极柱12全部顶置，从而使得单体圆柱形电池1的顶部极柱11和壳体极柱12均处于同一平面，进而使得平面化的排间串联方式成为可能，带来制造效率的极大提升。
86.实施例5
87.在实施例12
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14的电池组100的基础上，通过对电池组100的扩展得到一种电池模组。本领域技术人员应理解，该电池模组由更多的单体圆柱形电池1构成，其大容量及大电
流输出能力，能够适用于新能源车辆的动力单元。在该实施例中，将能够体现转接桥3的更多功能，尤其体现在横向扩展的便利性。
88.根据图12
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图14，本实施例3的电池模组包括多个实施例2中的电池组100，多个电池组100阵列排列；电池组100能够沿其电池排的排列方向横向扩展；横向相邻电池组100之间的转接桥3具有电连接结构；横向相邻的电池排之间，单体圆柱形电池1的壳体极柱12通过电连接结构连接。
89.优选地，在电池模组的不同位置的转接桥3的电连接结构可能存在差异。位于两个电池组100之间的转接桥3要承担将壳体极柱12定制的同时使两侧电池排的壳体极柱12相连接，因此该位置处的转接桥3的电连接结构包括第一电桥，第一电桥包括位于第一侧面33的第一接触导电部311、位于第一端面31的第二接触导电部312以及位于第二侧面34的第三接触导电部313，第一接触导电部311、第二接触导电部312及第三接触导电部313依次电连接。
90.当然，上述第一电桥也可以与不包括第三接触导电部313，即电池组100横向扩展的电连接结构由第二电桥39来完成，即第一电桥和第二电桥39同时存在的情况。
91.优选地，位于电池模组外周的转接桥3具有第二电桥39，经由转接桥3开设的槽孔35，贯穿于第一侧面33和第二侧面34之间；第二电桥39的一端位于第一侧面33一侧，用于连接单体圆柱形电池1的壳体极柱12，第二电桥39的另一端位于第二侧面34一侧，用于连接其他转接桥3或其他单体圆柱形电池1的壳体极柱12或作为负极引桥。
92.优选地，电池组100能够沿垂直于电池排的排列方向纵向扩展，扩展的最小单位为单排电池排，这使得电池模组在一个方向的尺寸适应能力很强，可以根据需求任意扩展。在横向方向上，电池模组扩展的单位为一个电池组100的宽度。如图13所示，该电池模组由图1
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图4所示的电池组100扩展而来，其在横向扩展了一个电池组100，而在纵向扩展而增加了2倍数量的电池排，得到16x12的阵列。
93.优选地，结合图14，该图为图13中a区域的放大图。转接桥3的电连接结构与其他电池组100的单体圆柱形电池1的壳体极柱12之间具有第三电连接件53。优选第三电连接件53为弯折导体件或实心导体件，且优选配合冷焊胶进行电连接。
94.优选地，根据图13
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图14，横向相邻的两个汇流排2之间相互隔离，以避免出现短路的情况。
95.上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本实用新型的保护之内。