CN107248564A - 一种电芯成组结构及动力电池模组 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种电芯成组结构及动力电池模组，属于动力电池成组技术领域。其中，电芯成组结构包括复合集流板、正极极耳、负极极耳及若干电芯。若干电芯的极性相同的电极同向布置。正极极耳的一端焊接于电芯的正极、另一端焊接于复合集流板，负极极耳的一端焊接于电芯的负极、另一端焊接于复合集流板。这种电芯成组结构通过使用复合集流板实现了电芯的单侧焊接成组，能够极大的降低电芯成组高度，提高电芯成组体积能量密度，简化生产流程，降低成组成本。

Description

一种电芯成组结构及动力电池模组
技术领域
本发明涉及动力电池成组技术领域，具体而言，涉及一种电芯成组结构及动力电池模组。
背景技术
目前，动力电池模组的电芯(尤其是圆柱电芯)的正、负极分布在电芯体的两端，故成组时极耳及集流板均为两侧分布，电芯正、负极分别与两侧集流板上的极耳通过焊接方式实现多电芯之间的串并联，具体可参见附图1。此种成组方式有较多缺点，例如焊接工艺流程较复杂、焊接时模组需要翻转，成组高度大、体积能量密度不高，以及成组零部件多、无成本优势等。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电芯成组结构及动力电池模组，以改善上述问题。
本发明较佳实施例提供一种电芯成组结构，包括：复合集流板；正极极耳；负极极耳；及若干电芯，所述若干电芯的极性相同的电极同向布置，其中：所述正极极耳的一端焊接于所述电芯的正极、另一端焊接于所述复合集流板，所述负极极耳的一端焊接于所述电芯的负极、另一端焊接于所述复合集流板。
可选地，所述复合集流板布置于所述若干电芯的正极一侧。
可选地，所述电芯包括金属壳体；所述负极极耳的一端焊接于所述金属壳体的与所述电芯的正极同侧的一端，所述负极极耳的另一端焊接于所述复合集流板。
可选地，所述复合集流板包括第一集流层、第二集流层以及位于所述第一集流层和第二集流层之间的绝缘夹层，其中：所述正极极耳焊接于所述第一集流层；所述负极极耳焊接于所述第二集流层。
可选地，所述第一集流层与所述第二集流层平行错位布置。
可选地，所述绝缘夹层注塑封装于所述第一集流层和第二集流层之间。
本发明另一较佳实施例提供一种动力电池模组，包括：复合集流板；正极极耳；负极极耳；第一支撑板；若干电芯，所述若干电芯的极性相同的电极同向布置；第二支撑板；以及，液冷扁管，其中：
所述第一支撑板和第二支撑板位于所述若干电芯的相对两侧，以用于夹持固定电芯；所述复合集流板位于所述第一支撑板的远离所述电芯的一侧；所述正极极耳的一端焊接于所述电芯的正极、另一端焊接于所述复合集流板，所述负极极耳的一端焊接于所述电芯的负极、另一端焊接于所述复合集流板；所述液冷扁管穿插于所述若干电芯之间以用于对电芯进行散热管理。
可选地，所述电芯包括金属壳体；所述负极极耳的一端焊接于所述金属壳体的与所述电芯的正极同侧的一端，所述负极极耳的另一端焊接于所述复合集流板。
可选地，所述复合集流板包括第一集流层、第二集流层以及位于所述第一集流层和第二集流层之间的绝缘夹层，其中：所述正极极耳焊接于所述第一集流层；所述负极极耳焊接于所述第二集流层。
可选地，所述第一集流层与所述第二集流层平行错位布置。
本发明实施例提供的电芯成组结构及动力电池模组，通过使用复合集流板实现了电芯的单侧焊接成组，能够极大的降低电芯成组高度，提高电芯成组体积能量密度，简化生产流程，降低成组成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明提供的背景技术中提及的现有技术中电芯双侧成组结构的原理示意图；
图2为本发明第一实施例提供的一种电芯单侧焊接成组的成组结构原理示意图；
图3为本发明第一实施例提供的一种复合集流板的爆炸结构示意图；
图4为本发明第二实施例提供的基于电芯单侧成组的动力电池模组的装配结构示意图；
图5为本发明第二实施例提供的图4中所示的动力电池模组的爆炸图；
图6为本发明第二实施例提供的另一种基于电芯单侧成组的动力电池模组的装配结构示意图；
图7为本发明第二实施例提供的图6中所示的动力电池模组的爆炸图。
图标：102-电芯；104-复合集流板；106-正极极耳；108-负极极耳；110-金属壳体；112-第一集流层；114-第二集流层；116-绝缘夹层；200-动力电池模组；202-第一支撑板；204-第二支撑板；201-支撑板；203-水冷板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
第一实施例
请参阅图2，是本发明第一实施例提供的一种电芯102单侧焊接成组的成组结构原理示意图。本实施例中，电芯102可以是圆柱电芯，但不限制于此。
如图2所示，本实施例提供的电芯102单侧成组结构包括复合集流板104、正极极耳106、负极极耳108以及若干电芯102。
其中，若干电芯102的极性相同的电极同向布置。即，各电芯102的正极同向布置，各电芯102的负极同向布置。复合集流板104布置于所述若干电芯102的正极一侧。
正极极耳106的一端焊接于电芯102的正极，正极极耳106的另一端焊接于复合集流板104。负极极耳108的一端焊接于电芯102的负极，负极极耳108的另一端焊接于复合集流板104。
进一步地，本实施例中，电芯102设有金属壳体110，该金属壳体110可以作为电芯102的负极。这样，负极极耳108的一端可以焊接于金属壳体110的与电芯102的正极同侧的一端，负极极耳108的另一端焊接于复合集流板104。
更进一步地，如图3所示，本实施例中，复合集流板104包括第一集流层112、第二集流层114以及位于所述第一集流层112和第二集流层114之间的绝缘夹层116。其中，绝缘夹层116可以通过注塑工艺封装于第一集流层112和第二集流层114之间。正极极耳106可以焊接于第一集流层112，负极极耳108可以焊接于第二集流层114。
本实施例中，第一集流层112与第二集流层114通常平行错位布置。
本实施例中，电芯102成组时所采用的焊接方式可以是激光焊接。
本实施例中提供的这种电芯102单侧焊接成组方式首先简化了焊接工艺流程，因为无需在焊接时翻转模组，直接在同侧焊接即可完成成组，其次降低了成组高度，因为只需要在一侧设置复合集流板104，而无需在电芯102的两侧分别设置传统的单层集流板，使得成组后的结构高度降低，再次减少了成组所需的零部件，降低了成组成本。
第二实施例
请参阅图4，是本发明第二实施例提供的基于电芯102单侧成组的动力电池模组200的装配结构示意图。更详细地，请参阅图5，是本发明第二实施例提供的图4中所示的动力电池模组200的爆炸图。
如图5所示，动力电池模组200包括若干电芯102、复合集流板104、正极极耳106(图中未标出)、负极极耳108(图中未标出)、第一支撑板202、第二支撑板204以及液冷扁管(图中未示出)。
其中，若干电芯102的极性相同的电极同向布置。即，各电芯102的正极同向布置，各电芯102的负极同向布置。
第一支撑板202和第二支撑板204位于若干电芯102的相对两侧(例如，正极一侧和负极一侧)，以通过板体上的电芯102安装槽夹持固定电芯102。
复合集流板104可以布置于第一支撑板202的远离电芯102的一侧。优选地，复合集流板104布置于所述若干电芯102的正极一侧。
正极极耳106的一端焊接于电芯102的正极，正极极耳106的另一端焊接于复合集流板104。负极极耳108的一端焊接于电芯102的负极，负极极耳108的另一端焊接于复合集流板104。
液冷扁管绕行于若干电芯102之间以用于对电芯102进行散热管理。
进一步地，本实施例中，电芯102设有金属壳体110，该金属壳体110可以作为电芯102的负极。这样，负极极耳108的一端可以焊接于金属壳体110的与电芯102的正极同侧的一端，负极极耳108的另一端焊接于复合集流板104。
更进一步地，本实施例中，复合集流板104包括第一集流层112、第二集流层114以及位于所述第一集流层112和第二集流层114之间的绝缘夹层116。其中，绝缘夹层116可以通过注塑工艺封装于第一集流层112和第二集流层114之间。正极极耳106可以焊接于第一集流层112，负极极耳108可以焊接于第二集流层114。
本实施例中，第一集流层112与第二集流层114通常平行错位布置。
本实施例中，电芯102成组时所采用的焊接方式可以是激光焊接。
本实施例中提供的这种动力电池模组，采用电芯102单侧焊接成组方式，简化了焊接工艺流程，因为无需在焊接时翻转模组，直接在同侧焊接即可完成成组，降低了成组高度，因为只需要在一侧设置复合集流板104，而无需在电芯102的两侧分别设置传统的单层集流板，使得成组后的结构高度降低，也减少了成组所需的零部件，降低了成组成本。
第三实施例
请参阅图6，是本发明第三实施例提供的另一种基于电芯102单侧成组的动力电池模组200的装配结构示意图。更详细地，请参阅图7，是本发明第三实施例提供的图6中所示的动力电池模组的爆炸图。
如图7所示，本实施例中，动力电池模组200包括若干电芯102、复合集流板104、正极极耳106(图中未标出)、负极极耳108(图中未标出)、支撑板201以及水冷板203。
其中，若干电芯102的极性相同的电极同向布置。即，各电芯102的正极同向布置，各电芯102的负极同向布置。
支撑板201和水冷板203位于若干电芯102的相对两侧(例如，正极一侧和负极一侧)，以通过板体上的电芯安装槽夹持固定电芯102。此外，所述水冷板203还用于对动力电池模组内的电芯102进行散热管理。
为了便于装配并节省占用空间，水冷板203的进水口和出水口可以与电芯102位于水冷板203的同一侧，而且进水口和出水口与电芯102平行设置。
复合集流板104可以布置于支撑板201的远离电芯102的一侧。优选地，复合集流板104布置于所述若干电芯102的正极一侧。
正极极耳106的一端焊接于电芯102的正极，正极极耳106的另一端焊接于复合集流板104。负极极耳108的一端焊接于电芯102的负极，负极极耳108的另一端焊接于复合集流板104。
进一步地，本实施例中，电芯102设有金属壳体110，该金属壳体110可以作为电芯102的负极。这样，负极极耳108的一端可以焊接于金属壳体110的与电芯102的正极同侧的一端，负极极耳108的另一端焊接于复合集流板104。
更进一步地，本实施例中，复合集流板104包括第一集流层112、第二集流层114以及位于所述第一集流层112和第二集流层114之间的绝缘夹层116。其中，绝缘夹层116可以通过注塑工艺封装于第一集流层112和第二集流层114之间。正极极耳106可以焊接于第一集流层112，负极极耳108可以焊接于第二集流层114。
本实施例中，第一集流层112与第二集流层114通常平行错位布置。
不难理解，现有技术中由于电芯102是双侧成组，所以无法直接在电芯102的底部采用水冷板203进行散热，而只能在模组内部绕设液冷扁管。而本实施例提供的动力电池模组中，由于电芯102采用的是单侧成组方式，所以可以采用水冷板203代替现有的两块支撑板201中的一个，以使水冷板203可以在配合固定电芯102的同时，对电芯102进行散热。
这种液冷方式较之于现有在电芯102间穿插液冷扁管的液冷方式更加方便装配，而且采用底部水冷板203的工艺简单，制造精度高，组装效率高。
本实施例中，电芯102成组时所采用的焊接方式可以是激光焊接。
本实施例中提供的这种动力电池模组，采用电芯102单侧焊接成组方式，简化了焊接工艺流程，因为无需在焊接时翻转模组，直接在同侧焊接即可完成成组，降低了成组高度，因为只需要在一侧设置复合集流板104，而无需在电芯102的两侧分别设置传统的单层集流板，使得成组后的结构高度降低，也减少了成组所需的零部件，降低了成组成本。
更进一步地，本实施例提供的动力电池模组中，在电芯102的底部设置水冷板203，既起到与支撑板201配合夹持电芯102的作用，又可以同时对电芯102进行散热管理。这样，不但节省了动力电池模组的装配零件，也简化了装配工艺，极大提升生产效率的同时还降低了生产成本。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (10)

1.一种电芯成组结构，其特征在于，包括：
复合集流板；
正极极耳；
负极极耳；及
若干电芯，所述若干电芯的极性相同的电极同向布置，其中：
所述正极极耳的一端焊接于所述电芯的正极、另一端焊接于所述复合集流板，所述负极极耳的一端焊接于所述电芯的负极、另一端焊接于所述复合集流板。
2.根据权利要求1所述的电芯成组结构，其特征在于，所述复合集流板布置于所述若干电芯的正极一侧。
3.根据权利要求1或2所述的电芯成组结构，其特征在于，所述电芯包括金属壳体；
所述负极极耳的一端焊接于所述金属壳体的与所述电芯的正极同侧的一端，所述负极极耳的另一端焊接于所述复合集流板。
4.根据权利要求1所述的电芯成组结构，其特征在于，所述复合集流板包括第一集流层、第二集流层以及位于所述第一集流层和第二集流层之间的绝缘夹层，其中：
所述正极极耳焊接于所述第一集流层；
所述负极极耳焊接于所述第二集流层。
5.根据权利要求4所述的电芯成组结构，其特征在于，所述第一集流层与所述第二集流层平行错位布置。
6.根据权利要求4所述的电芯成组结构，其特征在于，所述绝缘夹层注塑封装于所述第一集流层和第二集流层之间。
7.一种动力电池模组，其特征在于，包括：
复合集流板；
正极极耳；
负极极耳；
第一支撑板；
若干电芯，所述若干电芯的极性相同的电极同向布置；
第二支撑板；及
液冷扁管，其中：
所述第一支撑板和第二支撑板位于所述若干电芯的相对两侧，以用于夹持固定电芯；
所述复合集流板位于所述第一支撑板的远离所述电芯的一侧；
所述正极极耳的一端焊接于所述电芯的正极、另一端焊接于所述复合集流板，所述负极极耳的一端焊接于所述电芯的负极、另一端焊接于所述复合集流板；
所述液冷扁管穿插于所述若干电芯之间以用于对电芯进行散热管理。
8.根据权利要求7所述的动力电池模组，其特征在于，所述电芯包括金属壳体；
所述负极极耳的一端焊接于所述金属壳体的与所述电芯的正极同侧的一端，所述负极极耳的另一端焊接于所述复合集流板。
9.根据权利要求7或8所述的动力电池模组，其特征在于，所述复合集流板包括第一集流层、第二集流层以及位于所述第一集流层和第二集流层之间的绝缘夹层，其中：
所述正极极耳焊接于所述第一集流层；
所述负极极耳焊接于所述第二集流层。
10.根据权利要求9所述的动力电池模组，其特征在于，所述第一集流层与所述第二集流层平行错位布置。
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