CN112038521A - 一种电池同向排列并成排串联的电池模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池同向排列并成排串联的电池模块，包括：电池和壳体极柱汇流排，所述电池分数排进行垂直同向排列，所述壳体极柱汇流排侧向设置在两排电池之间并与前排电池侧面的壳体极柱贴合实现并联，所述壳体极柱汇流排顶部设置有向上超越后排电池顶部平面并弯折延伸而与其后排电池顶部极柱直接或者间接连接的导电连接片，所述导电连接片底面未与顶部极柱相对的区域或者电池顶部非顶部极柱且与导电连接片相对的区域涂覆或粘贴设置有第一绝缘层。通过上述方式，本发明所述的电池同向排列并成排串联的电池模块，通过导电连接片及壳体极柱汇流排，实现并联的单排电池与相邻排电池的串联，避免串联电池倒置所带来的问题，封装效率和可靠性高。

Description

一种电池同向排列并成排串联的电池模块

技术领域

本发明涉及电池模组领域，特别是涉及一种电池同向排列并成排串联的电池模块。

背景技术

为了提升电池模块的电压，小型的电池单体通常通过串联封装成电池模块，使得数节电池共同工作。现有的电池模块中，一般采用汇流排进行多电池或多排电池的串联，比如通过汇流排与前个或前排电池底部的负极接触，再与后个电池或后排电池的正极接触，实现两个或两排电池的串联。

由于圆柱型电池的负极并联多采用底部区域用汇流排连接的方式，而底部区域距离顶部极柱区域距离较远，故两排电池间的串联多采用后排电池倒置，使要串联的两个极柱接近，用汇流排连接另个极柱实现串联。由于圆柱型电池的内部结构，电池倒置使用有可能降低电池寿命和影响性能，且增加倒置动作可能降低模组封装节拍或带来封装风险，故高品质电池模组封装需求电池模块内部是同向串联，即汇流排仅在电池一端使用。

另外，圆柱形电池的顶部结构与底部结构存在结构形态差异，且电池长度有差异，多串模块若采用倒置串联方法，必然在模块顶底两端都要使用汇流排，不利于对每个电池在底部进行电绝缘的热监测装置的排布和两面均使用快速的激光焊接工艺，行业需要改进成同向串联。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种电池同向排列并成排串联的电池模块，实现电池的同向排列及相邻排的串联，简化电路结构，提升连接可靠性。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种电池同向排列并成排串联的电池模块，包括：电池和壳体极柱汇流排，所述电池分数排进行垂直同向排列，所述电池的两极为顶部极柱及壳体极柱，所述壳体极柱汇流排侧向设置在两排电池之间并与前排电池侧面的壳体极柱贴合以实现该排电池的并联，所述壳体极柱汇流排顶部设置有向上超越后排电池顶部平面并弯折延伸而与其后排电池顶部极柱直接或者间接连接的导电连接片，所述导电连接片底面未与顶部极柱相对的区域或者电池顶部非顶部极柱且与导电连接片相对的区域涂覆或粘贴设置有第一绝缘层。

在本发明一个较佳实施例中，所述壳体极柱汇流排上含有与两侧电池侧面贴合的波形结构。

在本发明一个较佳实施例中，所述壳体极柱汇流排与其后排电池接触面或者相邻两排电池之间设置有第二绝缘层，所述第一绝缘层和第二绝缘层采用绝缘涂层、绝缘膜、青稞纸或环氧板。

在本发明一个较佳实施例中，所述壳体极柱汇流排正面设置有延伸至前排电池中相邻两电池之间的导体。

在本发明一个较佳实施例中，所述导体为平面片状结构、波浪形弯曲结构或者R形弯曲结构。

在本发明一个较佳实施例中，所述导体和导电连接片分别焊接、铆接、压接或间接电连接在壳体极柱汇流排上。

在本发明一个较佳实施例中，所述导体、导电连接片及壳体极柱汇流排为一体化导电金属结构。

在本发明一个较佳实施例中，所述电池为圆柱型电池，所述电池外侧面的壳体极柱与壳体极柱汇流排正面可靠电连接而实现该排电池的壳体极柱并联。

在本发明一个较佳实施例中，还包括支架，所述支架上阵列设置有与电池一一对应的插槽，所述电池设置在插槽上。

所述壳体极柱汇流排顶部的导电连接片与其后排电池顶部极柱一一电性连接或者在后排电池顶部极柱上预设置有与导电连接片或壳体极柱汇流排统一连接的顶部极柱汇流排。

在本发明一个较佳实施例中，所述顶部极柱汇流排与对应的壳体极柱汇流排通过焊接、铆接、压接或可靠间接电连接实现串联。

在本发明一个较佳实施例中，所述导电连接片上设置有与对应电池的颈部凹槽处对应并插入前排电池颈部凹槽内的限位装置。

本发明的有益效果是：本发明指出的一种电池同向排列并成排串联的电池模块，在相邻排电池垂直同向排列的情况下，通过导体、导电连接片及壳体极柱汇流排的配合，实现单排并联的电池模组与相邻排并联的电池模组间的串联，避免了电池串联电池倒置所带来的一系列问题，简化了封装流程，提升了封装效率，确保了电池模块中顶部极柱整体平面性结构，有利于电池模块连接可靠性的提升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图，其中：

图1是本发明一种电池同向排列并成排串联的电池模块一较佳实施例的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图2中壳体极柱汇流排的结构示意图；

图4是本发明一种电池同向排列并成排串联的电池模块另一较佳实施例的结构示意图；

图5是本发明一种电池同向排列并成排串联的电池模块中限位装置的结构示意图；

图6是图5中A部分的局部放大图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1~图6，本发明实施例包括：

如图2和图4所示的电池同向排列并成排串联的电池模块，包括：电池1和壳体极柱汇流排2，电池2分数排进行排列，每排电池1垂直同向排列，需要先进行单排电池的并联以及相邻两排电池的串联。在本实施例中，电池采用圆柱型电池，电池的两极为顶部极柱及壳体极柱。

将壳体极柱汇流排2侧向设置在两排电池1之间并与前排电池侧面的壳体极柱贴合以实现该排电池的并联，壳体极柱汇流排2正面与电池外圆接触而进行这排电池的并联，壳体极柱汇流排2靠近电池顶部的区域，方便后续相邻两排电池的串联。壳体极柱汇流排2正面与前排电池外侧贴合并设置有延伸至前排电池中相邻两电池之间的导体22，增加这排电池并联的稳定性，电性接触面积大，接触电阻小，单排电池间相互压紧，并通过固封连接结构保持压紧状态，实现对导体22的夹紧，提升可靠性。

如图3所示，导体22为平面片状结构22a、波浪形弯曲结构22b或者R形弯曲结构22c，波浪形弯曲结构22b和R形弯曲结构22c可以被相邻两电池夹持而形变，增加接触面积和抗震效果，降低了接触电阻。为了确保电性连接，电池1外侧面的壳体极柱与导体22以及壳体极柱汇流排2正面接触的部位未覆绝缘层而进行电性连接，电池1外圆的电池负极极柱可以全部不覆绝缘层而裸露，增加负极的面积。

壳体极柱汇流排2顶部设置有向上超越后排电池顶部平面并弯折延伸而与其后排电池顶部极柱直接或者间接连接的导电连接片21，导电连接片21与后排电池顶部极柱电性连接方式有两种：

第一种，导电连接片21与后排电池顶部的顶部极柱可以采用焊接、导电胶连接或者压接，并一一对应，比较直接，确保连接稳定性，实现前后两排电池的串联；

第二种，可以在后排电池顶部极柱上设置有与导电连接片21统一连接的顶部极柱汇流排，增加了顶部极柱汇流排，与导电连接片21配合，也能实现前后排电池的串联。

导电连接片21上设置有与对应电池的颈部凹槽11处对应并插入前排电池颈部凹槽11内的限位装置211，在本实施例中，如图5和图6所示，限位装置211是从导电连接片21上冲压弯折得到的1或2个翅片结构，限位装置211紧密嵌入前排电池颈部凹槽11内，还可以加胶固定，加强了对导电连接片21的高度限位，化解外部震动对导电连接片21与电池顶部极柱或顶部极柱汇流排连接处（焊点）的不良影响，提升电性结构稳定性。

在本实施例中，壳体极柱汇流排2竖向布置，且顶部略高于电池顶面，导电连接片21在壳体极柱汇流排2顶部90度弯折后与电池顶部正极平行接触，减少了导电连接片21与电池顶部其他部分接触的风险。

导体22与壳体极柱汇流排2的结构有两种：

第一种，导体22和壳体极柱汇流排2焊接、铆接、压接或间接电连接在壳体极柱汇流排2上，成本低，但是生产效率低，适合小批量生产；

第二种，导体22、导电连接片21及壳体极柱汇流排2为一体化导电金属结构，通过模具冲压导电金属片得到立体结构，生产效率高。

在本实施例中，为了提升使用安全性，导电连接片21底面未与顶部极柱相对的区域或者电池顶部非顶部极柱且与导电连接片21相对的区域涂覆或粘贴设置有第一绝缘层，避免导电连接片21底面与后排电池负极接触的问题。另外，壳体极柱汇流排2与其后排电池接触面或者相邻两排电池之间设置有第二绝缘层4，第一绝缘层和第二绝缘层4采用绝缘涂层、绝缘膜、青稞纸或环氧板（比如青稞纸），避免壳体极柱汇流排2背面与后排电池外圆的电性接触。第二绝缘层4竖向布置在相邻两排电池之间时，第二绝缘层4的顶部略高于电池顶面，进一步降低了导电连接片21与电池顶部正极以外部分接触的风险。

实施例1：

如图1和图2所示，无需支架进行电池1的定位时，电池1采用错位排列可以更加紧密，而且在本实施例中，电池1采用圆柱形电池，壳体极柱汇流排2上含有与两侧电池1侧面贴合的波形结构，增加了壳体极柱汇流排2正面与前排电池的接触面积，降低接触电阻，结构紧凑。

实施例2：

如图4所示，通过支架3进行电池的定位，支架3上阵列设置有与电池一一对应的插槽31，电池1设置在插槽31上，安装便利，并使得两排电池之间保留一定间隙，导电连接片21固定在后排电池顶部正极后，再配合前排电池对导体22的夹持，即可保持壳体极柱汇流排2的稳定性，避免壳体极柱汇流排2与后方电池外圆的接触，确保使用安全性。

综上，本发明指出的一种电池同向排列并成排串联的电池模块，实现单排并联的电池模组与相邻排并联的电池模组间的串联，连接可靠，结构简洁，使用稳定性高，而且降低了接触电阻，封装便利，使用更加可靠。

以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种电池同向排列并成排串联的电池模块，其特征在于，包括：电池和壳体极柱汇流排，所述电池分数排进行垂直同向排列，所述电池的两极为顶部极柱及壳体极柱，所述壳体极柱汇流排侧向设置在两排电池之间并与前排电池侧面的壳体极柱贴合以实现并联，所述壳体极柱汇流排顶部设置有向上超越后排电池顶部平面并弯折延伸而与其后排电池顶部极柱直接或者间接连接的导电连接片，所述导电连接片底面未与顶部极柱相对的区域或者电池顶部非顶部极柱且与导电连接片相对的区域涂覆或粘贴设置有第一绝缘层。

2.根据权利要求1所述的电池同向排列并成排串联的电池模块，其特征在于，所述壳体极柱汇流排上含有与两侧电池侧面贴合的波形结构。

3.根据权利要求2所述的电池同向排列并成排串联的电池模块，其特征在于，所述壳体极柱汇流排与其后排电池接触面或者相邻两排电池之间设置有第二绝缘层，所述第一绝缘层和第二绝缘层采用绝缘涂层、绝缘膜、青稞纸或环氧板。

4.根据权利要求1所述的电池同向排列并成排串联的电池模块，其特征在于，所述壳体极柱汇流排正面设置有延伸至前排电池中相邻两电池之间的导体。

5.根据权利要求4所述的电池同向排列并成排串联的电池模块，其特征在于，所述导体为平面片状结构、波浪形弯曲结构或者R形弯曲结构。

6.根据权利要求4所述的电池同向排列并成排串联的电池模块，其特征在于，所述导体和导电连接片分别焊接、铆接、压接或间接电连接在壳体极柱汇流排上。

7.根据权利要求4所述的电池同向排列并成排串联的电池模块，其特征在于，所述导体、导电连接片及壳体极柱汇流排为一体化导电金属结构。

8.根据权利要求1所述的电池同向排列并成排串联的电池模块，其特征在于，所述电池为圆柱型电池，所述电池外侧面的壳体极柱与壳体极柱汇流排正面可靠电连接而实现该排电池的壳体极柱并联。

9.根据权利要求1所述的电池同向排列并成排串联的电池模块，其特征在于，还包括支架，所述支架上阵列设置有与电池一一对应的插槽，所述电池设置在插槽上。

10.根据权利要求1所述的电池同向排列并成排串联的电池模块，其特征在于，所述壳体极柱汇流排顶部的导电连接片与其后排电池顶部极柱一一电性连接或者在后排电池顶部极柱上预设置有与导电连接片或壳体极柱汇流排统一连接的顶部极柱汇流排。

11.根据权利要求10所述的电池同向排列并成排串联的电池模块，其特征在于，所述顶部极柱汇流排与对应的壳体极柱汇流排通过焊接、铆接、压接或可靠间接电连接实现串联。

12.根据权利要求1所述的电池同向排列并成排串联的电池模块，其特征在于，所述导电连接片上设置有与对应电池的颈部凹槽处对应并插入前排电池颈部凹槽内的限位装置。

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