CN110492278B - 汇流排和具有该汇流排的电池模组、电池系统和电动车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汇流排以及具有该汇流排的电池模组、电池系统和电动车辆。所述汇流排包括：金属板，所述金属板上设有沿第一方向贯通所述金属板的多个第一通槽；和塑料板，所述塑料板通过注塑形成在所述金属板上，所述塑料板上设有沿所述第一方向贯通所述塑料板的多个第二通槽，多个所述第二通槽与多个所述第一通槽在所述第一方向上一一相对，所述塑料板的厚度方向与所述第一方向一致，所述金属板的厚度方向与所述第一方向一致。根据本发明实施例的汇流排具有厚度小、结构稳定、不易失效等优点，通过利用根据本发明实施例的汇流排，从而可以提高电池模组和电池系统的电量和能量密度，延长电动车辆的续航里程。

Description

汇流排和具有该汇流排的电池模组、电池系统和电动车辆
技术领域
本发明涉及电池领域，具体地，涉及汇流排，还涉及具有该汇流排的电池模组、电池系统和电动车辆。
背景技术
动力电池作为电动汽车的核心部件。动力电池的电芯通过汇流排实现并联，汇流排关系到电池模组的安全性能。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供汇流排以及具有该汇流排的电池模组、电池系统和电动车辆。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种汇流排，所述汇流排包括：金属板，所述金属板上设有沿第一方向贯通所述金属板的多个第一通槽；和塑料板，所述塑料板通过注塑形成在所述金属板上，所述塑料板上设有沿所述第一方向贯通所述塑料板的多个第二通槽，多个所述第二通槽与多个所述第一通槽在所述第一方向上一一相对，其中所述塑料板的厚度方向与所述第一方向一致，所述金属板的厚度方向与所述第一方向一致。
根据本发明的汇流排具有厚度小、结构稳定、不易失效的优点，通过利用根据本发明的汇流排，从而可以提高电池模组和电池系统的电量和能量密度，延长电动车辆的续航里程。
优选地，所述塑料板和所述金属板中的一者设有凸块，所述塑料板和所述金属板中的另一者设有凹槽，所述凸块配合在所述凹槽内。
优选地，所述金属板包括：本体；和多个臂，多个所述臂间隔开地设置，多个所述臂彼此平行，相邻两个所述臂之间限定出所述第一通槽，其中每个所述臂的第一端部与所述本体的第一侧部相连，每个所述臂从所述第一侧部向远离所述本体的第二侧部的方向延伸，所述第一侧部和所述第二侧部相对设置。
优选地，所述第二侧部上设有多个第一凹槽，所述塑料板上设有多个第一凸块，多个所述第一凸块一一对应地配合在多个所述第一凹槽内；每个所述臂的第二端部设有第二凹槽，所述塑料板上设有多个第二凸块，多个所述第二凸块一一对应地配合在多个所述第二凹槽内，其中所述第一端部和所述第二端部在所述臂的长度方向上相对。
优选地，所述塑料板包括：板体，所述板体上设有多个所述第二通槽，所述金属板设在所述板体上；第一围板，所述第一围板设在所述板体上，所述第一围板围绕所述本体设置，其中多个所述第一凸块设在所述第一围板上；和多个第二围板，多个所述第二围板设在所述板体上，多个所述第二围板一一对应地围绕多个所述臂的第二端部设置，其中多个所述第二凸块一一对应地设在多个所述第二围板上。
优选地，所述塑料板包括：板体，所述板体上设有多个所述第二通槽，所述板体具有在所述第一方向上相对的第一表面和第二表面，所述金属板设在所述第一表面上；和多个导向部，每个所述导向部设在所述第二表面上，每个所述第二通槽位于相邻两个所述导向部之间，其中所述导向部的第一截面的面积沿远离所述板体的方向减小，所述第一截面垂直于所述第一方向。
优选地，所述导向部上设有间断性设计槽。
本发明第二方面提供电池模组，所述电池模组包括：多个电芯模块，每个所述电芯模块包括多个电芯；和汇流排，所述汇流排为根据本发明第一方面所述的汇流排，其中所述汇流排与所述电芯的极耳电连接。
根据本发明的电池模组具有电量大、能量密度高的优点。
优选地，相邻两个所述电芯模块中的一者的每个所述电芯的正极耳以及相邻两个所述电芯模块中的另一者的每个所述电芯的负极耳与同一个所述汇流排相连。
本发明第三方面提供电池系统，所述电池系统包括根据本发明第二方面所述的电池模组。
根据本发明的电池系统具有电量大、能量密度高的优点。
本发明第四方面提供电动车辆，所述电动车辆包括根据本发明第三方面所述的电池系统。
根据本发明的电动车辆具有续航里程长的优点。
附图说明
图1是根据本发明实施例的汇流排的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的汇流排的剖视图；
图3是根据本发明实施例的汇流排的塑料板的结构示意图；
图4是根据本发明实施例的汇流排的塑料板的结构示意图；
图5是根据本发明实施例的汇流排的金属板的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述根据本发明实施例的汇流排1。如图1-图5所示，根据本发明实施例的汇流排1包括金属板20和塑料板10，塑料板10通过注塑形成在金属板20上。
金属板20上设有沿第一方向贯通金属板20的多个第一通槽210，塑料板10上设有沿该第一方向贯通塑料板10的多个第二通槽110，多个第二通槽110与多个第一通槽210在第一方向上一一相对。换言之，第一通槽210的数量可以等于第二通槽110的数量，每个第一通槽210在该第一方向上与一个第二通槽110相对，每个第二通槽110在该第一方向上与一个第一通槽210相对。其中，塑料板10的厚度方向与该第一方向一致，金属板20的厚度方向与该第一方向一致，即塑料板10的厚度方向与金属板20的厚度方向一致。该第一方向如图2中的箭头A所示。
对于现有的汇流排来说，金属板和塑料板是组装在一起的，例如金属板和塑料板通过螺钉组装在一起。现有的汇流排的塑料板的厚度至少为1.5毫米，而且厚度为1.5毫米的塑料板存在容易变形的缺陷。也就是说，现有的汇流排的塑料板的厚度往往大于1.5毫米。
根据本发明实施例的汇流排1通过将塑料板10注塑形成在金属板20上，从而可以将塑料板10的厚度减小至0.5毫米。因此，与现有的汇流排相比，根据本发明实施例的汇流排1的厚度可以至少减小1毫米。
在电池模组的内部空间一定的情况下，即在不改变电池模组的大小的情况下，通过减小汇流排1的厚度，从而可以增加电芯的尺寸，即有更大的空间来容纳电芯。由此可以提高电池模组和电池系统的电量和能量密度，延长电动车辆的续航里程。
而且，通过将塑料板10注塑形成在金属板20上，从而可以使金属板20和塑料板10结合成一体，由此不会因振动等原因而导致金属板20和塑料板10分开，因此汇流排1结构稳定、不易失效，可以提高电池模组的强度。
此外，无需再利用螺丝等将金属板20和塑料板10安装在一起，从而可以减少组装时间、降低组装成本。
因此，根据本发明实施例的汇流排1具有厚度小、结构稳定、不易失效等优点，通过利用根据本发明实施例的汇流排1，从而可以提高电池模组和电池系统的电量和能量密度，延长电动车辆的续航里程。
如图1-图5所示，在本发明的一些实施例中，汇流排1包括金属板20和塑料板10。塑料板10可以通过注塑工艺包裹在金属板20上。具体而言，金属板20具有侧面以及在该第一方向上相对的第三表面和第四表面，塑料板10可以覆盖金属板20的该第四表面和该侧面的一部分，金属板20的该第三表面露出以便与电芯的极耳相连。
金属板20上设有沿该第一方向贯通金属板20的多个第一通槽210，塑料板10上设有沿该第一方向贯通塑料板10的多个第二通槽110，多个第二通槽110与多个第一通槽210在第一方向上一一相对。由此汇流排1具有沿该第一方向贯通汇流排1的多个通槽。
由此一些电芯的正极耳和另一些电芯的负极耳都可以穿过汇流排1上的通槽，从而可以使相邻两个电芯模块中的一者的每个电芯的正极耳以及相邻两个该电芯模块中的另一者的每个电芯的负极耳与同一个汇流排1相连，以便使相邻两个电芯模块串联。
现有的汇流排只能与电芯的正极耳相连或者与电芯的负极耳相连，即现有的汇流排只能实现电芯的并联，还需要设置单独的部件实现不同电芯模块的串联，即该部件与两个现有的汇流排电连接。而根据本发明实施例的汇流排1通过设置相对的多个第一通槽210和多个第二通槽110，从而不仅可以实现多个电芯的并联，而且可以实现相邻两个电芯模块串联。
由此可以省去用于使相邻两个电芯模块串联的部件，从而可以进一步减小汇流排1的厚度，以便可以增加电芯的尺寸，进而可以进一步提高电池模组和电池系统的电量和能量密度，进一步延长电动车辆的续航里程。
如图1、图3和图5所示，塑料板10和金属板20中的一者设有凸块，塑料板10和金属板20中的另一者设有凹槽，该凸块配合在该凹槽内。由此可以使金属板20和塑料板10更加牢固地结合在一起，从而可以使汇流排1的结构更加稳定，进一步提高电池模组的强度。
在本发明的一个实施例中，如图5所示，金属板20包括本体220和多个臂230。多个臂230间隔开地设置，多个臂230彼此平行，相邻两个臂230之间限定出第一通槽210。其中，每个臂230的第一端部231与本体220的第一侧部221相连，每个臂230从第一侧部221向远离本体220的第二侧部222的方向延伸，第一侧部221和第二侧部222相对设置。由此可以使金属板20的结构更加合理。其中，第一侧部221和第二侧部222在臂230的长度方向上相对。
如图1、图3和图5所示，第二侧部222上设有多个第一凹槽223，塑料板10上设有多个第一凸块120，多个第一凸块120一一对应地配合在多个第一凹槽223内。也就是说，第一凸块120的数量可以等于第一凹槽223的数量，每个第一凸块120配合在一个第一凹槽223内，每个第一凹槽223内配合有一个第一凸块120。
每个臂230的第二端部232设有第二凹槽233，塑料板10上设有多个第二凸块130，多个第二凸块130一一对应地配合在多个第二凹槽233内。换言之，第二凸块130的数量可以等于第二凹槽233的数量，每个第二凸块130配合在一个第二凹槽233内，每个第二凹槽233内配合有一个第二凸块130。其中，第一端部231和第二端部232在臂230的长度方向上相对。
由此可以使汇流排1的结构更加合理，而且可以使金属板20和塑料板10更加牢固地结合在一起，从而可以使汇流排1的结构更加稳定，进一步提高电池模组的强度。
优选地，一个臂230与相邻两个电芯模块中的一者的正极耳以及相邻两个该电芯模块中的另一者的负极耳相连。由此电流直接通过该臂230进行流通，电流不需要通该臂230汇入本体220，从而可以减小本体220的尺寸，降低汇流排1的体积和重量，提升电池模组的能量密度。
如图1和图3所示，塑料板10可以包括板体140、第一围板150和多个第二围板160。板体140上设有多个第二通槽110，金属板20设在板体140上。具体而言，板体140具有在该第一方向上相对的第一表面和第二表面，金属板20设在该第一表面上。由此板体140覆盖金属板20的该第四表面。
第一围板150设在板体140上，多个第二围板160设在板体140上。具体而言，第一围板150和多个第二围板160都设在板体140上。第一围板150围绕本体220设置，以便覆盖本体220的侧面。多个第二围板160一一对应地围绕多个臂230的第二端部232设置，以便覆盖多个臂230的第二端部232的侧面。
其中，多个第一凸块120设在第一围板150上，多个第二凸块130一一对应地设在多个第二围板160上。换言之，第二凸块130的数量可以等于第二围板160的数量，每个第二凸块130设在一个第二围板160上，每个第二围板160上设有一个第二凸块130。由此可以使塑料板10和汇流排1的结构更加合理。
如图2和图4所示，在本发明的一些示例中，塑料板10进一步包括多个导向部170，每个导向部170设在该第二表面上，每个第二通槽110位于相邻两个导向部170之间。其中，导向部170的第一截面的面积沿远离板体140的方向减小，该第一截面垂直于该第一方向，即相邻两个导向部170之间的空间沿邻近板体140的方向减小。由此导向部170可以引导电芯的极耳穿过第一通槽210和第二通槽110，从而不仅可以使电芯的极耳更加方便地、更加容易地安装到汇流排1上，而且可以避免安装极耳时汇流排1刮擦极耳的封胶边，以便防止电芯损坏。
而且，通过在板体140的该第二表面上设置多个导向部170，从而可以提高板体140和塑料板10的结构强度。
优选地，导向部170的横截面为等腰梯形。
如图4所示，在本发明的一个示例中，导向部170上设有多个应力槽180，多个应力槽180沿导向部170的延伸方向(导向部170的长度方向)间隔开地设置，每个应力槽180的延伸方向(应力槽180的长度方向)垂直于导向部170的延伸方向。
通过在导向部170上设置多个应力槽180，从而不仅可以在垂直于导向部170的延伸方向上间断性地减少应力点，而且可以防止导向部170的两端向其中间拉扯(收缩)，以便避免导向部170失去其自身的强度，由此应力槽180具有加强作用。其中，导向部170的两端向其中间拉扯将导致导向部170形成弓型。
本发明还提供了电池模组。根据本发明实施例的电池模组包括多个电芯模块和根据本发明上述实施例的汇流排1。每个该电芯模块包括多个电芯，汇流排1与该电芯的极耳电连接。通过利用根据本发明实施例的汇流排1，从而可以提高根据本发明实施例的电池模组的电量和能量密度。
因此，根据本发明实施例的电池模组具有电量大、能量密度高等优点。
优选地，相邻两个该电芯模块中的一者的每个该电芯的正极耳以及相邻两个该电芯模块中的另一者的每个该电芯的负极耳与同一个汇流排1相连。由此可以省去用于使相邻两个该电芯模块串联的部件，从而可以进一步提高该电池模组的电量和能量密度。
本发明还提供了电池系统。根据本发明实施例的电池系统包括根据本发明上述实施例的电池模组。根据本发明实施例的电池系统具有电量大、能量密度高等优点。
本发明还提供了电动车辆。根据本发明实施例的电动车辆包括根据本发明上述实施例的电池系统。根据本发明实施例的电动车辆具有续航里程长等优点。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种汇流排(1)，其特征在于，包括：
金属板(20)，所述金属板(20)上设有沿第一方向贯通所述金属板(20)的多个第一通槽(210)；和
塑料板(10)，所述塑料板(10)通过注塑形成在所述金属板(20)上，所述塑料板(10)上设有沿所述第一方向贯通所述塑料板(10)的多个第二通槽(110)，多个所述第二通槽(110)与多个所述第一通槽(210)在所述第一方向上一一相对，其中所述塑料板(10)的厚度方向与所述第一方向一致，所述金属板(20)的厚度方向与所述第一方向一致，所述塑料板(10)注塑包裹在所述金属板(20)上，所述金属板(20)包括本体(220)和多个臂(230)，多个所述臂(230)间隔开地设置，多个所述臂(230)彼此平行，相邻两个所述臂(230)之间限定出所述第一通槽(210)，所述塑料板(10)包括板体(140)、第一围板(150)和多个第二围板(160)，所述第一围板(150)设在所述板体(140)上，所述第一围板(150)围绕所述本体(220)设置，多个所述第二围板(160)设在所述板体(140)上，多个所述第二围板(160)一一对应地围绕多个所述臂(230)的第二端部(232)设置，一个所述臂(230)设置为可与相邻两个电芯模块中的一者的正极耳以及相邻两个该电芯模块中的另一者的负极耳相连。
2.根据权利要求1所述的汇流排(1)，其特征在于，所述塑料板(10)和所述金属板(20)中的一者设有凸块，所述塑料板(10)和所述金属板(20)中的另一者设有凹槽，所述凸块配合在所述凹槽内。
3.根据权利要求1所述的汇流排(1)，其特征在于，每个所述臂(230)的第一端部(231)与所述本体(220)的第一侧部(221)相连，每个所述臂(230)从所述第一侧部(221)向远离所述本体(220)的第二侧部(222)的方向延伸，所述第一侧部(221)和所述第二侧部(222)相对设置。
4.根据权利要求3所述的汇流排(1)，其特征在于，
所述第二侧部(222)上设有多个第一凹槽(223)，所述塑料板(10)上设有多个第一凸块(120)，多个所述第一凸块(120)一一对应地配合在多个所述第一凹槽(223)内；
每个所述臂(230)的第二端部(232)设有第二凹槽(233)，所述塑料板(10)上设有多个第二凸块(130)，多个所述第二凸块(130)一一对应地配合在多个所述第二凹槽(233)内，其中所述第一端部(231)和所述第二端部(232)在所述臂(230)的长度方向上相对。
5.根据权利要求4所述的汇流排(1)，其特征在于，所述板体(140)上设有多个所述第二通槽(110)，所述金属板(20)设在所述板体(140)上；
多个所述第一凸块(120)设在所述第一围板(150)上；多个所述第二凸块(130)一一对应地设在多个所述第二围板(160)上。
6.根据权利要求1所述的汇流排(1)，其特征在于，所述塑料板(10)包括：
板体(140)，所述板体(140)上设有多个所述第二通槽(110)，所述板体(140)具有在所述第一方向上相对的第一表面和第二表面，所述金属板(20)设在所述第一表面上；和
多个导向部(170)，每个所述导向部(170)设在所述第二表面上，每个所述第二通槽(110)位于相邻两个所述导向部(170)之间，其中所述导向部(170)的第一截面的面积沿远离所述板体(140)的方向减小，所述第一截面垂直于所述第一方向。
7.根据权利要求6所述的汇流排(1)，其特征在于，所述导向部(170)上设有多个应力槽(180)，多个所述应力槽(180)沿所述导向部(170)的延伸方向间隔开地设置，每个所述应力槽(180)的延伸方向垂直于所述导向部(170)的延伸方向。
8.一种电池模组，其特征在于，包括：
多个电芯模块，每个所述电芯模块包括多个电芯；和
汇流排(1)，所述汇流排(1)为根据权利要求1-7中任一项所述的汇流排(1)，其中所述汇流排(1)与所述电芯的极耳电连接。
9.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于，相邻两个所述电芯模块中的一者的每个所述电芯的正极耳以及相邻两个所述电芯模块中的另一者的每个所述电芯的负极耳与同一个所述汇流排(1)相连。
10.一种电池系统，其特征在于，包括根据权利要求8或9所述的电池模组。
11.一种电动车辆，其特征在于，包括根据权利要求10所述的电池系统。
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