CN105489821A - 电池模组 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种电池模组，所述电池模组包括：多个依次串联连接的电芯组、设置于每个电芯组上方的第一导电片和第一焊接片、设置于每个电芯组下方的第二导电片和第二焊接片；每个电芯组包括多个并联连接的电芯，第一导电片设置于第一焊接片的上方，第一导电片上开设多个第一通孔，多个第一通孔用于放置并定位电芯组中电芯，第一焊接片上开设多个第一开孔，第一开孔中设置第一限流部，第二导电片设置于第二焊接片的下方，第二导电片上开设多个第二通孔，多个第二通孔用于放置并定位电芯组中电芯，第二焊接片上开设多个第二开孔，第二开孔中设置第二限流部。本发明的电池模组性能好、安全性高、成本也较低。

Description

电池模组
技术领域
本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种电池模组。
背景技术
动力电池组是指提供机械动力的电池设备，目前，动力电池组在各行业中有着广泛的应用，例如纯电动汽车、混合动力装置、插电式混合动力汽车、船舶、轨道交通、太阳能、风力发电系统等。尤其随着各行业的发展，对电池组性能的要求越来越高。
目前由于工艺材料等技术的限制，现有的动力电池容量不足、电动势不够，通常是由若干个电芯以复杂的串并联方式组建成电池组，各个电芯之间通过点焊连接在一起，再由若干个电池组通过一定的串并联方式组建成电池包结构的整个电池模组，电池包内部存在非常复杂的串并联关系。
现有的由复杂串并联组建成的电池包结构的电池模组至少存在以下问题：首先，现有电池模组中存在单个电芯失效时的链式反应，即单个电芯失效时可能引起整个电池模组的多米诺骨牌效应，也就是单个电芯短路时会引发全体并联电芯一并短路，这样会引爆整个电池模组，从而导致电池模组的安全性低。再者，上述电池模组存在多个电芯工作时电流负载不一致性的问题，即上述电池模组工作时总会有个别的电芯负载比其他电芯高，长久的使用之下这个部分的电芯温度会比电池模组其他部分的温度变化更为剧烈，同时由于这些电芯的充放电深度一直比较大，这些电芯的寿命会劣化，而电池模组中决定整个电池包性能的恰恰是其最差的电芯，从而导致电池模组的性能较差。另外，上述电池模组的电气连接设计也很复杂，加工难度也较大。
发明内容
本发明提供一种电池模组，性能好、安全性高、成本也较低。
所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种电池模组，其包括多个依次串联连接的电芯组、设置于每个电芯组上方的第一导电片和第一焊接片、设置于每个电芯组下方的第二导电片和第二焊接片；每个电芯组包括多个并联连接的电芯，所述第一导电片设置于所述第一焊接片的上方，所述第一导电片上开设多个第一通孔，所述多个第一通孔用于放置并定位所述电芯组中电芯，所述第一焊接片上开设多个第一开孔，所述多个第一开孔与对应所述多个第一通孔一一对应，所述第一开孔中设置第一限流部，所述第二导电片设置于所述第二焊接片的下方，所述第二导电片上开设多个第二通孔，所述多个第二通孔用于放置并定位所述电芯组中电芯，所述第二焊接片上开设多个第二开孔，所述多个第二开孔与对应所述多个第二通孔一一对应，所述第二开孔中设置第二限流部。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过设置多个依次串联连接的电芯组，并且每个电芯组中电芯并联连接，且每个电芯组上方和下方各设置相同结构的一片导电片和焊接片，从而使整个电池模组的整体结构对称，能够实现构成电池模组的每个电芯电流均衡的能力，使得电池模组的性能好。并且通过上述电芯电气连接方式和设置于导电片上的通孔能保证使用当前的焊接设备实现成熟快捷的全自动化焊接，生产成本较低，其设置的导电片和焊接片组成的双导电层还能保证整体的电气连接电阻较低，扩展了电池模组的功率范围，降低了整体发热。并且焊接片上因设置有基于安全考虑的限流部能在某个电芯出现短路时，断开这个电芯与其他电芯的连接，从而保护电池模组，安全性高。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明实施例提供的电池模组的结构示意图；
图2是导电片的立体示意图；
图3是焊接片的立体示意图；
图4是图1的电池模组的局部放大示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的电池模组其具体实施方式、结构、特征及功效，详细说明如后。
有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
图1是本发明实施例提供的电池模组的结构示意图。图2是导电片的立体示意图。图3是焊接片的立体示意图。图4是图1的电池模组的局部放大示意图。请参阅图1至图4，所述电池模组包括多个依次串联连接的电芯组20、设置于每个电芯组20上方的第一导电片10和第一焊接片40、设置于每个电芯组20上方的第二导电片11、和第二焊接片41。
图1中示出3个电芯组20及相对应的3片第一导电片10、3片第二导电片11、3片第一焊接片40、3片第二焊接片41仅为举例说明，实际中还可以根据需要而包括更多的电芯组20和相对应的更多的导电片和更多的焊接片。
优选地，电池模组还可以包括：信号线50和信号插接件30。
其中，每个电芯组20包括多个并联连接的电芯22，相邻电芯组20之间串联且对齐排列焊接在第一焊接片40和第二焊接片41之间，如图1所示，3个电芯组20之间串联且对齐排列焊接在第一焊接片40和第二焊接片41上，且位于第一焊接片40和第二焊接片41之间，从而使所有电芯22形成一个中心对称的电芯组20。每个电芯组20中的电芯22可以为各种类型的电芯，例如锂离子电芯、铁电芯等。电芯22包括两个电极，正电极和负电极。
优选地，第一导电片10和第二导电片11均为具有一定厚度的导电性能优良的金属片，第一导电片10设置于第一焊接片40和电芯组20的上方，且与第一焊接片40相焊接，第一导电片10和第二导电片11的结构相同，第一导电片10上开设多个按顺序排列的第一通孔101，第一通孔101之间的间距可以等于预设值，此预设值可以等于相邻电芯22之间排列距离的最佳值，即相邻电芯22之间的排列距离等于预设值，则能够更好的使电芯组20中电芯22产生的热量散发出去，第一通孔101还用于放置并定位电芯组20中的电芯22，即每个电芯22可以卡置在第一通孔101位置处，另外，第一导电片10上的第一通孔101还可以为焊接设备(图中未示出)焊接电芯组20中电芯22提供对应的空间，即焊接设备可通过第一通孔101将电芯组20中电芯22焊接到第一焊接片40上。
优选地，第一导电片10上还设置有与信号线50电性相连的第一凸起103，信号线50还与信号插接件30相连，信号插接件30与外部的监视设备(未示出)相连，以使信号插接件30将电池模组的电压、温度等信息传输给外部的监视设备。优选地，位于电池模组一侧的电芯组20上方的第一导电片10的一端还开设第一连接孔105，第一连接孔105的内壁电性连接将电池模组产生的电能传递给外部设备的铜排(图中未示出)，以通过铜排将电池模组产生的电能传递给外部设备，以给外部设备进行供电。优选地，第一导电片10的外侧还设置有便于其它元件通过的第一凹口107和第一穿设孔108。
第二导电片11和第一导电片10的结构完全相同，第二导电片11设置于第二焊接片41和电芯组20的下方，且与第二焊接片41相焊接，第二导电片11上开设多个按顺序排列的第二通孔，第二通孔之间的间距可以等于预设值，此预设值可以等于相邻电芯22之间排列距离的最佳值，即相邻电芯22之间的排列距离等于预设值，则能够更好的使电芯组20中电芯22产生的热量散发出去，第二通孔还用于放置并定位电芯组20中的电芯22，即每个电芯22可以卡置在第二通孔位置处，另外，第二导电片11上的第二通孔还可以为焊接设备(图中未示出)焊接电芯组20中电芯22提供对应的空间，即焊接设备可通过第二通孔将电芯组20中电芯22焊接到第二焊接片41上。
优选地，第二导电片11上还设置有与信号线50电性相连的第二凸起，信号线50还与信号插接件30相连，信号插接件30与外部的监视设备(未示出)相连，以使信号插接件30将电池模组的电压、温度等信息传输给外部的监视设备。优选地，位于电池模组一侧的电芯组20下方的第二导电片11的一端还开设第二连接孔，第二连接孔的内壁电性连接将电池模组产生的电能传递给外部设备的铜排(图中未示出)，以通过铜排将电池模组产生的电能传递给外部设备，以给外部设备进行供电。优选地，第二导电片11的外侧还设置有便于其它元件通过的第二凹口和第二穿设孔。
第一焊接片40、第二焊接片41均为一系列具有电芯极帽金属焊接亲和力的金属片，第一焊接片40、第二焊接片41的结构相同，第一焊接片40上对应第一通孔101开设多个大致呈C型的第一开孔401，多个第一开孔401与对应多个第一通孔101一一对应，第一开孔401中设置第一限流部403，所述第一限流部403包括第一延伸部405和与第一延伸部405相连的第一连接片407，第一连接片407上开设便于焊接第一焊接片40和电芯组20中电芯22电极的第一缺口409，以使焊接设备可通过第一通孔101和第一缺口409将电芯22的电极焊接到第一焊接片40上。
第二焊接片41和第一焊接片40的结构相同，第二焊接片41上对应第二通孔开设多个大致呈C型的第二开孔，多个第二开孔与对应多个第二通孔一一对应，第二开孔中设置第二限流部，所述第二限流部包括第二延伸部和与第二延伸部相连的第二连接片，第二连接片上开设便于焊接第二焊接片41和电芯组20中电芯22电极的第二缺口，以使焊接设备可通过第二通孔和第二缺口将电芯22的电极焊接到第二焊接片41上。
本发明实施例克服了构成电池模组的某一个电芯短路时会造成整个电池并联体一并短路的问题。在本发明实施例的焊接片40、41上因分别设置有基于安全考虑的第一限流部403和第二限流部。当电芯组20中并联连接的某一个电芯22短路时，电芯组20中并联的所有电芯22都会通过第一限流部403和第二限流部403对这个电芯进行放电，瞬间造成第一限流部403和第二限流部处烧断，断开出现故障的电芯，从而保护整个电池模组。另外，本发明实施例还克服了现有多电芯串并联组成电池模组时由于电气连接电阻不等带来的每个电芯22电流不一致的问题，在本发明实施例中，电芯22的形状对于整个电池模组而言是中心对称的，而所有的电气连接件例如导电片10、11和焊接片40、41等都是中心对称的。并且引出铜排的第一连接孔105和第二连接孔的位置也是中心对称的。因此电池模组是中心对称的，从而会使得每一个电芯回路的电阻率绝对一致。这样，当电池模组工作时，流经的电流会全部均衡分配到电芯组20中的每一个电芯20，达到负载完全均衡的目的。
在实际安装上述电池模组时，先将每个电芯组20中电芯22排列好然后进行并联后形成多个电芯组20，多个电芯组20并排分布在XY平面上，电芯22的轴向为Z，并按照串联极性，相邻的电芯组20需要上下颠倒，以将相邻的电芯组20进行串联，这样所有电芯22形成一个中心对称的模组。然后将第一导电片10与第一焊接片40对齐放置并利用焊接设备通过第一通孔101将第一导电片10与第一焊接片40相焊接，再利用焊接设备通过第一导电片10上的第一通孔101和第一焊接片40上的第一缺口409将每个电芯组20中电芯22的电极焊接到第一焊接片40上。还将第二导电片11与第二焊接片41对齐放置并利用焊接设备通过第二通孔将第二导电片11与第二焊接片41相焊接，再利用焊接设备通过第二导电片11上的第二通孔和第二焊接片41上的第二缺口将每个电芯组20中电芯22的电极焊接到第二焊接片41上。然后将连接有信号插接件30的信号线50与第一导电片10上的第一凸起103、第二导电片11上的第二凸起相连接，以通过第一导电片10和第二导电片11上的第一凸起103和第二凸起将相关电信号引出到电池模组外的监视设备。最后，通过设置在位于电池模组外侧的电芯组20上方的第一导电片10的第一连接孔105位置处和电芯组20下方的第二导电片11的第二连接孔位置处连接铜排，形成整个电池模组的正负极，以将电池模组的电能通过铜排引出。
综上所述，本实施例提供的电池模组，通过设置多个依次串联连接的电芯组20，并且每个电芯组20中电芯并联连接，且每个电芯组20上方和下方各设置相同结构的一片导电片和焊接片，从而使整个电池模组的整体结构对称，能够实现构成电池模组的每个电芯电流均衡的能力，使得电池模组的性能好。并且通过上述电芯电气连接方式和设置于导电片上的通孔能保证使用当前的焊接设备实现成熟快捷的全自动化焊接，生产成本较低，其设置的导电片和焊接片组成的双导电层还能保证整体的电气连接电阻较低，扩展了电池模组的功率范围，降低了整体发热。并且焊接片40、41上因设置有基于安全考虑的限流部能在某个电芯出现短路时，断开这个电芯与其他电芯的连接，从而保护电池模组，安全性高。
还通过限流部上设置的缺口，可以使焊接设备可通过通孔和缺口将电芯22的电极焊接到第一焊接片和第二焊接片上，方便焊接，极大地提高了效率。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种电池模组，其特征在于，其包括多个依次串联连接的电芯组、设置于每个电芯组上方的第一导电片和第一焊接片、设置于每个电芯组下方的第二导电片和第二焊接片；每个电芯组包括多个并联连接的电芯，所述第一导电片设置于所述第一焊接片的上方，所述第一导电片上开设多个第一通孔，所述多个第一通孔用于放置并定位所述电芯组中电芯，所述第一焊接片上开设多个第一开孔，所述多个第一开孔与对应所述多个第一通孔一一对应，所述第一开孔中设置第一限流部，所述第二导电片设置于所述第二焊接片的下方，所述第二导电片上开设多个第二通孔，所述多个第二通孔用于放置并定位所述电芯组中电芯，所述第二焊接片上开设多个第二开孔，所述多个第二开孔与对应所述多个第二通孔一一对应，所述第二开孔中设置第二限流部。
2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述第一导电片上还设置有与信号线电性相连的第一凸起，所述信号线还与信号插接件相连，所述第二导电片上还设置有与所述信号线电性相连的第二凸起。
3.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述第一导电片与所述第一焊接片相焊接，所述第二导电片与所述第二焊接片相焊接。
4.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，位于所述电池模组一侧的电芯组上方的第一导电片的一端还开设第一连接孔，所述第一连接孔的内壁电性连接将所述电池模组产生的电能传递给外部设备的铜排，位于所述电池模组一侧的电芯组下方的第二导电片的一端还开设第二连接孔，所述第二连接孔的内壁电性连接将所述电池模组产生的电能传递给所述外部设备的铜排。
5.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述第一限流部包括第一延伸部和与所述第一延伸部相连的第一连接片，所述第二限流部包括第二延伸部和与所述第二延伸部相连的第二连接片。
6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述第一连接片上开设便于焊接所述第一焊接片和所述电芯组中电芯电极的第一缺口，所述第二连接片上开设便于焊接所述第二焊接片和所述电芯组中电芯电极的第二缺口。
7.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述第一焊接片、所述第二焊接片均为具有电芯极帽金属焊接亲和力的金属片。
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