CN113921997B - 汇流排结构、串并联模块、电池包、电池系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种汇流排结构、串并联模块、电池包、电池系统及方法,该结构包括沿第一方向叠置的多个绝缘支撑件,绝缘支撑件上具有高度不同的三个承载面,在绝缘支撑件上设置有导电部件,其极耳连接部与电芯的极耳电接触;第一方向上任意相邻的三个绝缘支撑件中,中间的极耳连接部与上方的极耳连接部通过中间的和/或上方的绝缘支撑件电绝缘,与下方的极耳连接部通过中间的和/或下方的绝缘支撑件电绝缘;中间的第一串并联连接部与上方的第一或第二串并联连接部相对设置,且电绝缘或者电导通;中间的第二串并联连接部与下方的第二或第一串并联连接部相对设置,且电绝缘或者电导通。本发明的技术方案可以实现直接在底盘堆叠的多个电芯的电性连接。
Description
技术领域
本发明涉及电池领域,具体地,涉及一种汇流排结构、串并联模块、电池包及其制作方法以及电池系统及其制作方法。
背景技术
动力电池成本占整车成本的40%,甚至还要更多,降低动力电池成本一直是电池供应商和主机厂的重要任务之一。现有的电池包结构,通常由“电芯-模组-整包”三级结构组成,其中,模组由电芯组合、电气件组合、模组壳体组合等几个部分组成,模组制作完成后再安装电池管理系统等其他电气控制元件以及装配电池防护箱体,在现有的电池包设计方案中,模组的零件数量和制作周期占整个电池包的零件数量比例和制作周期比例较大,导致电池包的制作工艺复杂,需要大量工装治具,且制作周期长,制作成本高。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提出了一种汇流排结构、串并联模块、电池包、电池系统及方法,其可以实现直接在底盘堆叠的多个电芯的电性连接。
为实现本发明的目的而提供一种汇流排结构,用于与电池模块中多个电芯的极耳连接,多个所述电芯沿第一方向堆叠形成电芯组,其特征在于,所述汇流排结构包括沿所述第一方向叠置的多个绝缘支撑件,每个所述绝缘支撑件上具有高度不同的三个承载面,且在所述绝缘支撑件上设置有导电部件,所述导电部件包括分别位于三个所述承载面上,且相互电导通的极耳连接部、第一串并联连接部和第二串并联连接部;其中,所述极耳连接部用于与所述电芯的极耳电接触;
所述第一方向上任意相邻的三个所述绝缘支撑件中,中间的所述极耳连接部与上方的所述极耳连接部通过中间的和/或上方的所述绝缘支撑件电绝缘;中间的所述极耳连接部与下方的所述极耳连接部通过中间的和/或下方的所述绝缘支撑件电绝缘;中间的所述第一串并联连接部与上方的所述第一串并联连接部或者所述第二串并联连接部相对设置,且通过中间的和/或上方的所述绝缘支撑件电绝缘,或者通过导电连接件电导通;中间的所述第二串并联连接部与下方的所述第二串并联连接部或者所述第一串并联连接部相对设置,且通过中间的和/或下方的所述绝缘支撑件电绝缘,或者通过所述导电连接件电导通。
可选的,所述绝缘支撑件的结构包括第一绝缘支撑件和第二绝缘支撑件中的至少一种;
所述第一绝缘支撑件上的所述极耳连接部用于与所述电芯的极耳电接触;
所述第二绝缘支撑件上的所述极耳连接部用于与垂直于所述第一方向的安装平面内的第二方向上相邻的两组所述电芯组中,相邻的两个所述电芯的极耳电接触。
可选的,在中间的所述第一串并联连接部与上方的所述第一串并联连接部或者所述第二串并联连接部通过所述导电连接件电导通,和/或,中间的所述第二串并联连接部与下方的所述第二串并联连接部或者所述第一串并联连接部通过所述导电连接件电导通的情况下,所述第一串并联连接部和与之相对设置的所述第一串并联连接部或者所述第二串并联连接部各自所在的所述绝缘支撑件上对应设置有至少一个沿所述第一方向延伸设置的第一安装孔;
所述导电连接件的一端与所述第一串并联连接部电连接,另一端穿过所述第一安装孔与对应的所述第二串并联连接部电连接。
可选的,在所述第一串并联连接部和与之相对设置的所述第一串并联连接部或者所述第二串并联连接部上设置有至少一个沿所述第一方向延伸设置的第二安装孔,所述第二安装孔与所述第一安装孔同轴设置;
所述导电连接件为导电螺钉,所述第一安装孔为螺纹孔,所述导电螺钉穿过所述第一安装孔和所述第二安装孔,并与所述第二安装孔螺纹连接,以实现将所述第一串并联连接部和与之相对设置的所述第一串并联连接部或者所述第二串并联连接部电导通。
可选的,每个所述绝缘支撑件包括支撑本体,所述支撑本体上具有所述三个承载面,并且在所述支撑本体上设置有凸部结构,所述凸部结构用于支撑定位上方的所述绝缘支撑件。
可选的,所述第一绝缘支撑件上的所述凸部结构包括多个第一支撑柱,所述多个第一支撑柱间隔设置在所述支撑本体的边缘处;
所述第二绝缘支撑件上的所述凸部结构包括凸台和多个第二支撑柱,其中,所述凸台位于所述极耳连接部与两个所述电芯极耳电接触的区域之间;所述多个第二支撑柱间隔设置在所述支撑本体的边缘处。
可选的,对于所述第一方向上任意相邻的两个所述绝缘支撑件,二者相互叠置的两个表面上分别设置有至少一个限位凸部和至少一个限位凹部,所述限位凸部的数量和所述限位凹部的数量相同,且一一对应地配合。
可选的,所述电芯组为至少一组,且所述电芯组为多组时在垂直于所述第一方向的安装平面内的第二方向和第三方向上呈阵列排布;所述电芯的极耳所在方向与所述第三方向相互平行;
所述汇流排结构还包括至少一个串并联连接件,所述串并联连接件分别与所述第二方向上相邻的两个所述绝缘支撑件上的第一串并联连接部或者第二串并联连接部电导通,以实现所述第二方向上相邻的两个电芯极耳之间的电导通。
作为另一个技术方案,本发明实施例还提供一种串并联模块,包括本发明实施例提供的上述汇流排结构。
可选的,每个所述电芯的正极极耳和负极极耳分别位于所述电芯的两侧;所述电芯组为至少一组,且所述电芯组为多组时在垂直于所述第一方向的安装平面内的第二方向和第三方向上呈阵列排布;所述电芯的极耳所在方向与所述第三方向相互平行;
所述第三方向上任意相邻的两组所述电芯组中,各相邻的两个所述电芯的极耳电导通;
由多组所述电芯组排布构成的阵列在所述第三方向上的两侧均设置有所述汇流排结构,用以实现所述阵列中与所述汇流排结构相邻的所述电芯组之间的电性连接。
可选的,所述第三方向上任意相邻的两排所述电芯组之间均设置有所述汇流排结构,该汇流排结构中,所述绝缘支撑件上的所述极耳连接部与各相邻的两个所述电芯的极耳电接触。
可选的,所述第三方向上任意相邻的两组所述电芯组之间均设置有沿所述第一方向叠置的多个极耳支撑件,所述极耳支撑件用于支撑相邻的两个所述电芯的极耳相互电接触的电接触区域。
可选的,每个所述电芯的正极极耳和负极极耳均位于所述电芯的一侧;所述电芯组为至少一组,且所述电芯组为多组时在垂直于所述第一方向的安装平面内的第二方向和第三方向上呈阵列排布;所述电芯的极耳所在方向与所述第三方向相互平行;
所述第二方向上排列的同一排所述电芯组组成一电芯单元;每个所述电芯单元的所述电芯极耳所在一侧均设置有所述汇流排结构,用以实现该电芯单元中的所述电芯组之间的电性连接。
可选的,相邻的两个所述电芯单元对应的所述汇流排结构并排设置。
作为另一个技术方案,本发明实施例还提供一种电池包,包括底盘结构和安装在所述底盘结构上的电池模块和串并联模块,其中,所述串并联模块采用本发明实施例提供的上述串并联模块。
可选的,所述底盘结构包括底盘,所述底盘具有垂直于所述第一方向的安装平面,且在所述底盘位于所述安装平面的四周设置有边框,所述边框与所述底盘在所述边框的内侧构成用于容置所述电芯组的安装空间。
可选的,所述串并联模块采用本发明实施例提供的上述串并联模块;
所述底盘结构包括底盘和盖体,其中,所述底盘采用平板结构,且具有所述安装平面;所述盖体包括顶盘,所述顶盘的与所述安装平面相对的表面四周设置有边框,所述边框、所述顶盘和所述底盘在所述边框的内侧构成用于容置所述电芯组的安装空间。
可选的,在所述底盘的所述安装平面上,或者在所述顶盘的与所述安装平面相对的表面上还设置有沿所述第二方向间隔排布的多个温控板,且任意相邻的两个所述温控板之间的间隔用于容置沿所述第一方向排列的至少一列所述电芯组。
可选的,所述串并联模块采用本发明实施例提供的上述串并联模块;
在所述底盘的所述安装平面上,且对应于每个所述电芯单元设置有沿所述第二方向间隔排布的多个隔板,所述第二方向上任意相邻的两个所述隔板之间的间隔用于容置所述电芯单元中的所述电芯组。
可选的,在所述底盘的所述安装平面上还设置有至少一个边梁,所述边梁与所述第二方向相互平行,且位于所述电芯单元对应的所述汇流排结构的对侧;
所述隔板和所述边梁中的至少一者用作所述温控板。
作为另一个技术方案,本发明实施例还提供一种电池系统,包括电池包和用于对所述电池包进行调控的电池管理模块,其特征在于,所述电池包采用本发明实施例提供的上述电池包。
作为另一个技术方案,本发明实施例还提供一种电池包的制作方法,其特征在于,应用于本发明实施例提供的上述电池包的制作;所述制作方法包括以下步骤:
S101、在所述底盘结构的垂直于所述第一方向的安装平面上安装一层绝缘支撑件;
S102、在所述安装平面上安装一层所述电芯层,所述电芯层包括同层设置的至少一个所述电芯,且所述电芯层中的所述电芯的极耳与同层对应的所述绝缘支撑件中的所述极耳连接部电接触;
S103、对当前一层所述电芯层中的所述电芯的极耳与所述极耳连接部的电接触区域进行连接工艺;
循环执行所述步骤S101至步骤S103,直至完成所述电芯组中所有的所述电芯的安装。
作为另一个技术方案,本发明实施例还提供一种电池包的制作方法,其特征在于,应用于本发明实施例提供的上述电池包的制作;所述第三方向上任意相邻且同层的两个所述电芯的极耳相互电接触,且电接触区域是悬空的;
所述制作方法包括以下步骤:
S201、安装工装治具;
S202、在所述底盘结构的垂直于所述第一方向的安装平面上安装一层绝缘支撑件;
S203、在所述安装平面上安装一层所述电芯层,所述电芯层包括同层设置的至少一个所述电芯,且所述电芯层中的所述电芯的极耳与同层对应的所述绝缘支撑件中的所述极耳连接部电接触;并且,已安装的所述工装治具用于支撑当前一层所述电芯层中的相邻的两个所述电芯极耳的电接触区域;
S204、对当前一层所述电芯层中的所述电芯极耳与所述极耳连接部的电接触区域以及相邻的两个所述电芯极耳的电接触区域进行连接工艺;
S205、拆除所述工装治具;
循环执行所述步骤S201至步骤S205,直至完成所述电芯组中所有的所述电芯的安装。
作为另一个技术方案,本发明实施例还提供一种电池系统的制作方法,其特征在于,应用于本发明实施例提供的上述电池系统;所述制作方法包括本发明实施例提供的上述电池包的制作方法。
本发明具有以下有益效果:
本发明提供的汇流排结构、串并联模块、电池包、电池系统及方法的技术方案,汇流排结构包括沿第一方向堆叠设置的多个绝缘支撑件,每个绝缘支撑件上具有高度不同的三个承载面,且在绝缘支撑件上设置有导电部件,该导电部件包括分别位于三个承载面上,且相互电导通的极耳连接部、第一串并联连接部和第二串并联连接部。由于三个承载面的高度不同,导电部件的上述三个连接部的高度也不同,以满足各自的连接功能,即,第一方向上任意相邻的三个绝缘支撑件中,中间的极耳连接部能够实现与相应电芯极耳电接触,且与上方的极耳连接部通过中间的和/或上方的绝缘支撑件电绝缘;中间的第一串并联连接部与上方的第二串并联连接部相对设置,且通过中间的和/或上方的绝缘支撑件电绝缘,或者通过导电连接件电导通;中间的第二串并联连接部与下方的第一串并联连接部相对设置,且通过中间的和/或下方的绝缘支撑件电绝缘,或者通过导电连接件电导通。此外,上述绝缘支撑件可以起到对极耳连接部与相应电芯极耳的电接触区域进行支撑的作用。
在将多个电芯逐层安装在底盘上的过程中,可以逐层安装绝缘支撑件,并在完成每一层绝缘支撑件的安装之后,安装一层电芯,并将该层电芯的极耳与同层的绝缘支撑件上的极耳连接部电接触,从而可以对二者进行连接工艺,也就是说,可以交替安装一层绝缘支撑件和一层电芯;在逐层安装绝缘支撑件的过程中,还可以完成不同绝缘支撑件之间的第一、第二串并联连接部的电连接,以实现多个电芯之间的串并联。由此,本发明提供的上述汇流排结构可以实现直接在底盘堆叠的多个电芯的电性连接,从而可以实现将电芯直接组装成电池包,省去传统的“模组”制作流程,减少了零部件的数量和种类,简化了制作工序,进而减少了装配工艺和生产制造成本。
本发明提供的汇流排结构、串并联模块、电池包、电池系统及方法的技术方案,具有以下优势:
1、降低了材料成本,电芯组和汇流排结构均集成在底盘上,可以实现将多个零部件集成在一个部件上,从而有效降低了零部件的生产制造成本及材料成本;
2、降低了管理成本,各零部件的集成程度大大提升,使得零部件种类及数量大量减少,有效减少了研发、品质、仓储、生产等部门管理物料的各项费用;
3、简化了工艺,降低了电池系统的生产制造成本,电芯在底盘上边成组边连接减去了模块装配等一系列工艺,各零部件的集成化提升也使得零部件之间的装配连接工艺变得简单且工序减少,直接降低了工艺生产制造成本;
4、适用于全自动化生产模式,提升了生产效率,先从电芯极耳到电芯直接叠放至底盘上,与汇流排结构进行连接,后从外壳组装,乃至填充导热胶与灌封胶,整个过程不需要人工参与,全程机械手运转即可达到设计要求;
5、提升了生产车间空间利用率,将裁好极耳的电芯直接叠放在底盘上,后面的各种工序都是在底盘上操作,使得生产工艺流转场地要求降低,大大提升了生产车间空间利用率;
6、电芯排布更加灵活,面对狭小空间或者不规整空间也能进行充分利用,以电芯为小单位在底盘进行排布,使得排布方式灵活多样,有效提升了电池系统内部空间利用率,能很好适应电池系统在整车端空间安装位置狭小等情况。
附图说明
图1为本发明第一实施例采用的第一绝缘支撑件和其上的导电部件的一种结构图;
图2A为本发明第一实施例采用的第一绝缘支撑件的一种结构图;
图2B为本发明第一实施例采用的导电部件的一种结构图;
图3为本发明第一实施例中多个第一绝缘支撑件的一种连接结构图;
图4为本发明第一实施例采用的第一绝缘支撑件和其上的导电部件的另一种结构图;
图5A为本发明第一实施例采用的第一绝缘支撑件的另一种结构图;
图5B为本发明第一实施例采用的导电部件的另一种结构图;
图6为本发明第一实施例中多个第一绝缘支撑件的另一种连接结构图;
图7为本发明第一实施例中相邻两个第一绝缘支撑件的连接结构图;
图8为本发明第一实施例采用的第二绝缘支撑件和其上的导电部件的结构图;
图9A为本发明第一实施例采用的第二绝缘支撑件的结构图;
图9B为本发明第一实施例采用的导电部件的又一种结构图;
图10为本发明第一实施例中多个第二绝缘支撑件和多个第一绝缘支撑件的连接结构图;
图11为本发明第二实施例采用的汇流排结构与双头电芯的连接结构图;
图12为本发明第二实施例采用的绝缘支撑件与相邻的两个电芯的连接结构图;
图13为图11为本发明第二实施例采用的汇流排结构与单头电芯的连接结构图;
图14为本发明第二实施例采用的汇流排结构与双头电芯的连接结构图;
图15为图14中A-A线的剖面图;
图16为本发明第三实施例采用的双头电芯对应的底盘的结构图;
图17为本发明第三实施例采用的双头电芯对应的底盘结构的分解结构图;
图18A为本发明第三实施例采用的双头电芯对应的底盘的内部结构的分解结构图;
图18B为本发明第三实施例采用的底板的局部结构图;
图19A为本发明第三实施例采用的应用于双头电芯的另一种电池包的分解结构图;
图19B为本发明第三实施例采用的另一种底盘的结构图;
图19C为本发明第三实施例采用的另一种底盘在平行于第三方向的垂直截面上的剖面图;
图19D为图19C中I区域的放大图;
图20A为本发明第三实施例采用的又一种顶盘的结构图;
图20B为本发明第三实施例采用的又一种底盘在平行于第二方向的垂直截面上的剖面图;
图21为本发明第三实施例采用的单头电芯对应的底盘的结构图;
图22为本发明第三实施例采用的单头电芯对应的底盘的内部结构图;
图23为本发明第四实施例提供的一种电池包的制作方法的流程框图;
图24为本发明第四实施例提供的另一种电池包的制作方法的流程框图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图来对本发明提供的汇流排结构、串并联模块、电池包、电池系统及方法进行详细描述。
第一实施例
电池模块包括多个电芯,多个电芯沿第一方向堆叠形成电芯组。该电芯通常分为单头电芯和双头电芯,其中,所谓双头电芯,是指电芯的正极极耳和负极极耳分别位于电芯的两侧;所谓单头电芯,是指电芯的正极极耳和负极极耳均位于电芯的同一侧。
本发明实施例提供的汇流排结构,用于与电池模块中多个电芯的极耳连接,以实现电芯的电性连接,例如串联、并联或者包含串联和并联的混联。
借助上述汇流排结构,可以将上述电池模块直接组装成电池包,安装在底盘的安装平面上,这样可以省去传统的“模组”制作流程,减少了零部件的数量和种类,简化了制作工序,进而减少了装配工艺和生产制造成本。
本发明实施例提供的汇流排结构包括沿第一方向(即,电芯的堆叠方向)叠置的多个绝缘支撑件,该绝缘支撑件可以有多种不同的结构,汇流排结构可以包括多种不同结构的绝缘支撑件中的至少一种,每种结构的绝缘支撑件的数量可以为至少一个。通过将多种不同结构的绝缘支撑件排列组合在一起,可以实现电芯之间的多种不同的电性连接方式。绝缘支撑件例如采用塑胶等的绝缘材料制作。
在一个可选的实施例中,绝缘支撑件可以包括第一绝缘支撑件1(如图1所示)和第二绝缘支撑件1”(如图8所示)中的至少一种。其中,如图2A所示,每个第一绝缘支撑件1上具有高度不同的三个承载面(111a,111b,111c),例如,承载面111c低于承载面111a;承载面111b高于承载面111a。当然,在实际应用中,根据具体需要,三个承载面(111a,111b,111c)可以各自设定在任意高度处,只要能够满足各自的连接功能即可。
并且,如图1所示,在第一绝缘支撑件1上设置有导电部件2,该导电部件2例如采用金属材料制作,例如铝、铜或者铜和铝的复合材料。如图2B所示,该导电部件2包括分别位于三个承载面(111a,111b,111c)上,且相互电导通的极耳连接部21a、第一串并联连接部21b和第二串并联连接部21c。
在一些可选的实施例中,上述导电部件2弯折形成上述极耳连接部21a、第一串并联连接部21b和第二串并联连接部21c,即,三者一体成型,且能够分别与三个承载面(111a,111b,111c)相贴合。当然,在实际应用中,上述极耳连接部21a、第一串并联连接部21b和第二串并联连接部21c也可以为相互独立的分体结构,并采用焊接或者螺栓连接等方式实现彼此的电导通。
需要说明的是,在本发明实施例中,上述极耳连接部21a、第一串并联连接部21b和第二串并联连接部21c分别与三个承载面(111a,111b,111c)相贴合,但是,本发明并不局限于此,例如,上述极耳连接部21a、第一串并联连接部21b和第二串并联连接部21c也可以一部分内嵌在第一绝缘支撑件中,而另一部分自相应的承载面暴露在第一绝缘支撑件之外,具体地,可以在第一绝缘支撑件上设置有能够容置第一串并联连接部的一部分的凹槽,以及容置第二串并联连接部的一部分的凹槽,上述承载面即为该凹槽的底面,上述极耳连接部21a、第一串并联连接部21b和第二串并联连接部21c可以采用粘贴等方式固定在该凹槽中;或者,也可以采用注塑成型的方式制作第一绝缘支撑件,并在制作过程中使第一绝缘支撑件将上述极耳连接部21a、第一串并联连接部21b和第二串并联连接部21c包覆在其中,而仅暴露出需要电接触的区域。又如,上述极耳连接部21a、第一串并联连接部21b和第二串并联连接部21c也可以为在第一绝缘支撑件上涂覆的导电涂层。
如图3所示,其示出在X方向上任意相邻的三个第一绝缘支撑件(1a,1b,1c),三者的结构相同,且在X方向上依次叠置,并且中间的绝缘支撑件1b在垂直于X方向上的首尾两端的朝向与其余两个绝缘支撑件(1a,1c)的首尾两端的朝向相反。具体来说,三个第一绝缘支撑件(1a,1b,1c)上的极耳连接部21a用于分别与X方向上堆叠的三个电芯的极耳电接触,电接触区域即为图3中对应极耳连接部21a位置处的椭圆形虚线区域,三个第一绝缘支撑件(1a,1b,1c)各自位于该电接触区域的部分可以起到支撑作用。并且,中间的极耳连接部21a与上方的极耳连接部21a通过上方的第一绝缘支撑件1a电绝缘。中间的极耳连接部21a与下方的极耳连接部21a通过下方的第一绝缘支撑件1c电绝缘。当然,在实际应用中,中间的极耳连接部21a与上方的极耳连接部21a也可以通过中间的第一绝缘支撑件1b电绝缘,或者还可以通过中间的第一绝缘支撑件1b和上方的第一绝缘支撑件1a电绝缘。同理,中间的极耳连接部21a与下方的极耳连接部21a也可以通过中间的第一绝缘支撑件1b电绝缘,或者还可以通过中间的第一绝缘支撑件1b和下方的第一绝缘支撑件1c电绝缘。
需要说明的是,图3中示出的每个极耳连接部21a与上方的第一绝缘支撑件1a之间均具有间隔,这样可以进一步保证每个极耳连接部21a与上方的极耳连接部21a电绝缘。在此基础上,也可以在该间隔中设置绝缘填充材料,以提高支撑上方的绝缘支撑件的稳定性,同时可以加强对极耳连接部21a与电芯极耳的电接触区域进行支撑的作用。但是,本发明并不局限于此,在实际应用中,极耳连接部21a与上方的第一绝缘支撑件1a之间也可以没有间隔,即,极耳连接部21a或者中间的第一绝缘支撑件1b与上方的第一绝缘支撑件1a相接触,以提高支撑上方的第一绝缘支撑件1a的稳定性,同时还可以实现极耳连接部21a与上方的极耳连接部21a通过上方的第一绝缘支撑件1a电绝缘。
还需要说明的是,在本实施例中,三个第一绝缘支撑件(1a,1b,1c)在第一方向上叠置,但是,本发明并不局限于此,在实际应用中,也可以是第一绝缘支撑件1(如图1所示)与第二绝缘支撑件1”(如图8所示)自由组合叠置。
如前述,由于中间的第一绝缘支撑件1b在垂直于X方向上的首尾两端的朝向与其余两个第一绝缘支撑件(1a,1c)的首尾两端的朝向相反,这可以实现中间的第一串并联连接部21b与上方的第二串并联连接部21c相对设置,且二者之间的间距较小,以便于实现电连接;以及,中间的第二串并联连接部21c与下方的第一串并联连接部21b相对设置,且二者之间的间距较小,以便于实现电连接。当然,虽然中间的第一串并联连接部21b与上方的第二串并联连接部21c之间的间距较小,但仍然可以选择通过中间的第一绝缘支撑件1b或者上方的第一绝缘支撑件1a实现电绝缘。虽然中间的第二串并联连接部21c与下方的第一串并联连接部21b之间的间距较小,但仍然可以选择通过中间的第一绝缘支撑件1b或者下方的第一绝缘支撑件1c实现电绝缘。
需要说明的是,图3中示出的每个第一串并联连接部21b与上方的绝缘支撑件之间均没有间隔,这样可以最大程度地使第一串并联连接部21b与相对的第二串并联连接部21c相互靠近,以便于在需要电导通时通过导电连接件对二者进行电连接;同时,还可以起到支撑上方的绝缘支撑件的作用,以便于提高绝缘支撑件的支撑稳定性。但是,本发明并不局限于此,在实际应用中,每个第一串并联连接部21b与上方的绝缘支撑件之间也可以具有间隔。可选的,可以在该间隔中设置绝缘填充材料,以提高支撑上方的绝缘支撑件的稳定性。
当然,在实际应用中,根据具体需要,也可以是中间的第一绝缘支撑件1b在垂直于X方向上的首尾两端的朝向与其余两个第一绝缘支撑件(1a,1c)的首尾两端的朝向相同,在这种情况下,中间的第一串并联连接部21b与上方的第一串并联连接部21b相对设置,且二者之间的间距较大,以便于实现电绝缘;中间的第二串并联连接部21c与下方的第二串并联连接部21c相对设置,且二者之间的间距较大,以便于实现电绝缘。当然,虽然中间的第一串并联连接部21b与上方的第一串并联连接部21b之间的间距较大,但仍然可以通过导电连接件实现电导通。虽然中间的第二串并联连接部21c与下方的第二串并联连接部21c之间的间距较大,但仍然可以通过导电连接件实现电导通。
由上可知,由于三个承载面(111a,111b,111c)的高度不同,导电部件2的上述三个连接部(即,极耳连接部21a、第一串并联连接部21b和第二串并联连接部21c)的高度也不同,以满足各自的连接功能。此外,上述第一绝缘支撑件1可以起到对极耳连接部21a与电芯极耳的电接触区域进行支撑的作用。
在将多个电芯逐层安装在底盘上的过程中,可以逐层安装第一绝缘支撑件1,并在完成每一层第一绝缘支撑件的安装之后,安装一层电芯,并将该层电芯的极耳与同层的第一绝缘支撑件1上的极耳连接部21a电接触,从而可以对二者进行连接工艺(例如为焊接、铆接、栓接、胶接等等),也就是说,可以交替安装一层第一绝缘支撑件和一层电芯,由此,本发明提供的上述汇流排结构可以实现直接在底盘堆叠的多个电芯的电性连接,从而可以实现将电芯直接组装成电池包,省去传统的“模组”制作流程,减少了零部件的数量和种类,简化了制作工序,进而减少了装配工艺和生产制造成本。
需要说明的是,如图3所示,在X方向上任意相邻的三个第一绝缘支撑件(1a,1b,1c)中,中间的第一串并联连接部21b与上方的第二串并联连接部21c相对设置,且通过上方的第一绝缘支撑件1a或者中间的第一绝缘支撑件1b电绝缘;中间的第二串并联连接部21c与下方的第一串并联连接部21b相对设置,且通过下方的第一绝缘支撑件1c或者中间的第一绝缘支撑件1b电绝缘。但是,本发明并不局限于此,在实际应用中,中间的第一串并联连接部21b也可以与上方的第二串并联连接部21c通过导电连接件电导通;和/或,中间的第二串并联连接部21c与下方的第一串并联连接部21b通过导电连接件电导通。
或者,中间的第一串并联连接部21b也可以与上方的第一串并联连接部21b相对设置,且通过上方的第一绝缘支撑件1a或者中间的第一绝缘支撑件1b电绝缘,或者通过导电连接件电导通;中间的第二串并联连接部21c与下方的第二串并联连接部21c相对设置,且通过下方的第一绝缘支撑件1c或者中间的第一绝缘支撑件1b电绝缘,或者通过导电连接件电导通。
由此,可以与不同的绝缘支撑件上的导电部件电导通的多个电芯之间的电性连接,例如串联、并联或者混联。
在中间的第一串并联连接部21b与上方的第一串并联连接部21b或者第二串并联连接部21c通过导电连接件电导通,和/或,中间的第二串并联连接部21c与下方的第二串并联连接部21c或者第一串并联连接部21b通过导电连接件电导通的情况下,绝缘支撑件可以包括第一绝缘支撑件1’和设置在其上的导电部件2’(如图4所示),其中,该第一绝缘支撑件1’与上述第一绝缘支撑件1的区别仅在于:如图5A所示,在第一绝缘支撑件1’上设置有至少一个沿第一方向延伸设置的第一安装孔112,例如,图5A中示出了四个第一安装孔112,其中两个第一安装孔112分布在第一串并联连接部21b所在的承载面上,其余两个分布在第二串并联连接部21c所在的承载面上。
以中间的第一串并联连接部21b与上方的第二串并联连接部21c通过导电连接件电导通为例,在X方向上,上述导电连接件的下端与中间的第一串并联连接部21b电连接,上端穿过上方的第一绝缘支撑件1’的第一安装孔112与上方的第二串并联连接部21c电连接。以中间的第二串并联连接部21c与下方的第一串并联连接部21b通过导电连接件电导通为例,在X方向上,上述导电连接件的上端与中间的第二串并联连接部21c电连接,下端穿过中间的第一绝缘支撑件1’的第一安装孔112与下方的第二串并联连接部21c电连接。
当然,在实际应用中,上述导电连接件也可以采用除设置安装孔之外的其他任意方式实现中间的第一串并联连接部21b与上方的第一串并联连接部21b或者第二串并联连接部21c电导通,和/或,中间的第二串并联连接部21c与下方的第二串并联连接部21c或者第一串并联连接部21b电导通。
如图5B所示,导电部件2’与图2B中示出的导电部件2的区别仅在于:在第一串并联连接部21b与第二串并联连接部21c上设置有至少一个沿第一方向延伸设置的第二安装孔22,该第二安装孔22与上述第一安装孔112同轴设置(即,轴线重合)。
上述导电连接件的结构可以有多种,例如,如图6所示,该导电连接件为导电螺钉3,且上述第二安装孔22为螺纹孔,导电螺钉3通过与第二安装孔22螺纹连接来实现与该第二安装孔22所在的第一串并联连接部21b或者第二串并联连接部21c电导通。具体来说,如图6所示,当第一方向(即,X方向)上相邻的三个第一绝缘支撑件(1a’,1b’,1c’)叠置在一起时,对于相邻两个第一绝缘支撑件(1a’,1b’),中间的第一串并联连接部21b与上方的第二串并联连接部21c通过导电螺钉3来实现电导通;对于相邻两个第一绝缘支撑件(1b’,1c’),中间的第二串并联连接部21c与下方的第一串并联连接部21b通过导电螺钉3来实现电导通,从而可以实现在第一方向上的相邻三个电芯极耳之间的电导通。同时,该导电螺钉3还可以将相邻两个第一绝缘支撑件(1a’,1b’)固定连接在一起,以及将相邻两个第一绝缘支撑件(1b’,1c’)固定连接在一起,从而可以保证支撑的稳定性。
需要说明的是,第一绝缘支撑件1’上所有的第一安装孔112可以是沿X方向贯通的通孔,或者也可以仅分布在第二串并联连接部21c所在的承载面上的第一安装孔112是通孔,而分布在第一串并联连接部21b所在的承载面上的第一安装孔112是沿X方向延伸设置的盲孔。并且,第一安装孔112可以不是螺纹孔。
上述第一绝缘支撑件1’和导电部件2’的其他结构和功能与上述第一绝缘支撑件1和导电部件2相同,在此不再赘述。
需要说明的是,在实际应用中,可以根据具体需要选择是否安装上述导电螺钉3,在没有安装导电螺钉3的相邻两个第一绝缘支撑件1’,第一串并联连接部21b和对应的第二串并联连接部21c之间电绝缘。
还需要说明的是,在实际应用中,根据多个电芯之间的电性连接方式的具体需要,汇流排结构中可以只包括至少一个第一绝缘支撑件1(和其上的导电部件2),或者只包括至少一个第一绝缘支撑件1’(和其上的导电部件2’),或者同时包括至少一个第一绝缘支撑件1(和其上的导电部件2)和至少一个第一绝缘支撑件1’(和其上的导电部件2’)。
在一些可选的实施例中,上述电芯组可以为一组或多组,且电芯组为多组时,在垂直于第一方向(即,X方向)的安装平面内的第二方向(即,图7中示出的Y方向)和第三方向(即,图7中示出的Z方向)上呈阵列排布;电芯的极耳所在方向与上述第三方向相互平行。
对于在上述第二方向上排布有多组电芯组的情况,如图7所示,汇流排结构还包括至少一个串并联连接件4,该串并联连接件4分别与在第二方向上相邻的两个绝缘支撑件(二者中的至少一者为第一绝缘支撑件1或者第一绝缘支撑件1’)上的第一串并联连接部21b电导通,这样可以实现在第二方向上相邻的两个电芯极耳之间的电导通,若这两个电芯极耳的极性相反,则实现二者的串联;若这两个电芯极耳的极性相同,则实现二者的并联。
或者,上述串并联连接件4还可以分别与在上述第二方向上相邻且同层的两个绝缘支撑件(二者中的至少一者为第一绝缘支撑件1或者第一绝缘支撑件1’)上的第二串并联连接部21c电导通,这同样可以实现在第二方向上的相邻两个电芯极耳之间的电导通。
具体地,对于在第二方向上相邻的两个第一绝缘支撑件1(如图1所示),串并联连接件4可以采用焊接等方式与第一绝缘支撑件1上的导电部件2(第一串并联连接部21b或者第二串并联连接部21c)实现电导通;对于在第二方向上相邻的两个第一绝缘支撑件1’(如图7所示),串并联连接件4上设置有螺纹孔41,并可以采用导电螺钉3安装在该螺纹孔41和导电部件2’(第一串并联连接部21b或者第二串并联连接部21c)上的第二安装孔22以及第一绝缘支撑件1’上的第一安装孔122,以实现串并联连接件4与导电部件2’(第一串并联连接部21b或者第二串并联连接部21c)的电导通。
当然,在实际应用中,上述串并联连接件4也可以分别与第一绝缘支撑件1上的导电部件2(第一串并联连接部21b或者第二串并联连接部21c)和第一绝缘支撑件1’上的导电部件2’(第一串并联连接部21b或者第二串并联连接部21c)电导通。
在一些可选的实施例中,对于第一绝缘支撑件1和第一绝缘支撑件1’,二者均包括支撑本体11,以图2A和图5A中示出的支撑本体11为例,在该支撑本体11上具有上述三个承载面(111a,111b,111c),并且在支撑本体11上设置有凸部结构,该凸部结构用于支撑定位第一方向上位于该支撑本体11上方的绝缘支撑件,从而实现第一方向上多个绝缘支撑件能够叠置在一起。例如,第一绝缘支撑件1和第一绝缘支撑件1’上的凸部结构包括多个第一支撑柱12,多个第一支撑柱12间隔设置在支撑本体11的边缘处,例如,图2A和图5A中示出了两个第一支撑柱12,且二者均位于承载面111c的边角处,如图3所示,位于承载面111b上的第一串并联连接部21b和两个第一支撑柱12的顶部用于共同支撑该支撑本体11上方的第一绝缘支撑件(第一绝缘支撑件1或者第一绝缘支撑件1’),可选的,位于承载面111b上的第一串并联连接部21b和两个第一支撑柱12的顶部相平齐,以能够使上方的第一绝缘支撑件与安装平面相互平行。此外,由于两个承载面111a和111c均低于承载面111b,在两个第一支撑柱12的支撑作用下,两个承载面111a和111c可以与上方的第一绝缘支撑件(第一绝缘支撑件1或者第一绝缘支撑件1’)之间形成间隔。
在一些可选的实施例中,如图2A和图5A所示,在第一方向上任意相邻的两个绝缘支撑件(第一绝缘支撑件1或者第一绝缘支撑件1’)相互叠置的两个表面上,分别设置有至少一个限位凸部13和至少一个限位凹部(图中未示出),限位凸部13的数量和限位凹部的数量相同,且一一对应地配合,用以限定在第一方向上相邻的两个绝缘支撑件的相对位置,从而可以提高结构稳定性和安装便捷性。
请参阅图8至图10,对于在第二方向上排布有多组电芯组的情况,汇流排结构还可以包括至少一个第二绝缘支撑件1”和设置在每个第二绝缘支撑件1”上的导电部件2”,其中,第二绝缘支撑件1”(和设置在其上的导电部件2”)与上述第一绝缘支撑件1(和设置在其上的导电部件2)或者第一绝缘支撑件1’(和设置在其上的导电部件2’)相比,区别仅在于:第二绝缘支撑件1”上的极耳连接部21a用于与上述第二方向上相邻的两组电芯组中,相邻的两个电芯的极耳电接触,从而实现第二方向上相邻的两个电芯极耳之间的电导通,若这两个电芯极耳的极性相反,则实现二者的串联;若这两个电芯极耳的极性相同,则实现二者的并联。
如图9A和图9B所示,第二绝缘支撑件1”上的承载面111a分为两个区域,极耳连接部21a在这两个区域上的部分分别用于与在第二方向上相邻的两个电芯极耳电接触,从而实现这两个电芯极耳的电导通。容易理解,第二绝缘支撑件1”上的极耳连接部21a相对于上述第一绝缘支撑件1或者第一绝缘支撑件1’上的极耳连接部21a在第二方向上的长度更长,以能够同时与两个电芯极耳电接触。可选的,第二绝缘支撑件1”上的承载面111a的上述两个区域位于同一高度,在这种情况下,极耳连接部21a在这两个区域上的部分可以分别用于与在第二方向上相邻且同层的两个电芯极耳电接触。或者,第二绝缘支撑件1”上的承载面111a的上述两个区域位于不同高度,在这种情况下,极耳连接部21a在这两个区域上的部分可以分别用于与在第二方向上相邻且不同层的两个电芯极耳电接触。
与第一绝缘支撑件1和导电部件2相类似的,第一方向上任意相邻的三个第二绝缘支撑件1”,三者的结构相同,且在第一方向上依次叠置,并且中间的第二绝缘支撑件1”在垂直于第一方向上的首尾两端的朝向与其余两个第二绝缘支撑件1”的首尾两端的朝向可以相反,或者也可以相同。中间的第二绝缘支撑件1”上的导电部件2”(第一串并联连接部21b或者第二串并联连接部21c)分别与上方和下方的导电部件2”(第一串并联连接部21b或者第二串并联连接部21c)之间可以电绝缘,或者通过导电连接件电导通,由于电绝缘和电导通的方式与上述第一绝缘支撑件1和导电部件2相类似,在此不再赘述。
当然,在实际应用中,第二绝缘支撑件1”也可以与第一绝缘支撑件1和/或第一绝缘支撑件1’在第一方向上相互叠置,且一个第二绝缘支撑件1”可以同时与两个第一绝缘支撑件(第一绝缘支撑件1和/或第一绝缘支撑件1’)在第一方向上相互叠置。例如,如图10所示,有四个绝缘支撑件,其中两个绝缘支撑件为第二绝缘支撑件1”,另外两个绝缘支撑件为第一绝缘支撑件1’,且两个第一绝缘支撑件1’叠置在两个第二绝缘支撑件1”上。
当然,在实际应用中,根据多个电芯之间的电性连接方式的具体需要,汇流排结构中可以包括至少一个第一绝缘支撑件1(和其上的导电部件2)、至少一个第一绝缘支撑件1’(和其上的导电部件2’)和至少一个第二绝缘支撑件1”(和其上的导电部件2”)中的任意排列组合。
需要说明的是,与上述第一绝缘支撑件1’相类似的,图8至图10仅示出了一种带有第一安装孔112的第二绝缘支撑件1”,带有第二安装孔22的导电部件2”,以能够通过导电螺钉3实现第二绝缘支撑件1”上的第一串并联连接部21b和第一方向上位于该第一串并联连接部21b上方的第一串并联连接部21b或者第二串并联连接部21c的电导通;以及,实现第二绝缘支撑件1”上的第二串并联连接部21c和第一方向上位于该第二串并联连接部21c下方的第一串并联连接部21b或者第二串并联连接部21c的电导通。但是,本发明并不局限于此,在实际应用中,第二绝缘支撑件1”和导电部件2”上也可以采用与上述第一绝缘支撑件1和导电部件2相类似的结构,即,均不设置上述第一安装孔112和第二安装孔22。
在一些可选的实施例中,如图9A所示,对于第二绝缘支撑件1”,其包括支撑本体11’,在该支撑本体11’上具有上述三个承载面(111a,111b,111c),并且在支撑本体11’上设置有凸部结构,该凸部结构用于支撑和定位第一方向上位于该支撑本体11’上方的绝缘支撑件,从而实现该支撑本体11’上能够与第一方向上的多个绝缘支撑件叠置在一起。第二绝缘支撑件1”的凸部结构包括凸台14和多个第二支撑柱12’,其中,凸台14位于极耳连接部21a与两个电芯极耳电接触的区域之间;多个第二支撑柱12’间隔设置在支撑本体11’的边缘处。借助上述凸台14,如图10所示,可以使第二绝缘支撑件1”能够与第一绝缘支撑件1或第一绝缘支撑件1’叠置在一起。
图9A中示出了两个第二支撑柱12’,且二者均位于承载面111c的边角处,如图10所示,支撑本体11’的位于承载面111b上的第一串并联连接部21b和凸台14的顶部可以用于共同支撑上方的第一绝缘支撑件,并且多个第二支撑柱12’的顶部和凸台14的顶部也可以用于共同支撑上方的第一绝缘支撑件。可选的,位于承载面111b上的第一串并联连接部21b、凸台14的顶部和两个第一支撑柱12的顶部相平齐,以能够使上方的第一绝缘支撑件或者第二绝缘支撑件与安装平面相互平行。此外,由于两个承载面111a和111c均低于承载面111b,在两个第二支撑柱12’和凸台14的支撑作用下,两个承载面111a和111c可以与上方的第一绝缘支撑件或者第二绝缘支撑件之间形成间隔。
需要说明的是,如图8和图9B所示,第二绝缘支撑件1”上的极耳连接部21a为一体式结构,其沿第二方向贯通凸台14设置。
在一些可选的实施例中,如9A所示,第一方向上任意相邻的两个第二绝缘支撑件1”相互叠置的两个表面上分别设置有至少一个限位凸部13和至少一个限位凹部(图中未示出),限位凸部13的数量和限位凹部的数量相同,且一一对应地配合,用以限定第二绝缘支撑件1”和与之相叠置的绝缘支撑件的相对位置,从而可以提高结构稳定性和安装便捷性。
在一些可选的实施例中,汇流排结构可以包括多种不同结构的绝缘支撑件,通过将多种不同结构的绝缘支撑件排列组合在一起,可以实现由多组电芯组构成的阵列的多种不同的电性连接方式。例如,可以适应性地选择上述第一绝缘支撑件1、第一绝缘支撑件1’和第二绝缘支撑件1”中的至少一种进行排列组合,或者增加其他结构的绝缘支撑件,本发明发明实施例对此没有特别的限制。
第二实施例
作为另一个技术方案,本发明实施例提供一种串并联模块,其包括上述第一实施例提供的汇流排结构。本发明实施例提供的串并联模块用于实现电池模块中多个电芯的电性连接,从而可以实现将电芯直接组装成电池包。
以电芯为上述双头电芯为例,电池模块包括至少一组电芯组,如图11所示,电芯组为多组时,在垂直于第一方向(如图3中示出的X方向)的安装平面内的第二方向(即,Y方向)和第三方向(即,Z方向)上呈阵列排布;电芯6的极耳所在方向与第三方向相互平行。其中,由多组电芯组排布构成的阵列在第三方向(即,Z方向)上的两侧均设置有上述汇流排结构,用以实现该阵列中与汇流排结构相邻的电芯组之间的电性连接。例如,图11中在Z方向上,由多组电芯组排布构成的阵列的两侧区域A均设置有上述汇流排结构。在每个区域A中的汇流排结构例如采用上述第一实施例中的至少一个第一绝缘支撑件1、至少一个第一绝缘支撑件1’和/或至少一个第二绝缘支撑件1”,并且可以选择性地安装至少一个导电螺钉3和/或至少一个串并联连接件4。
而且,第三方向(即,Z方向)上任意相邻的两组电芯组中,各相邻且同层的两个电芯6的极耳电导通。电导通的方式可以有多种,例如,第三方向(即,Z方向)上任意相邻的两排电芯组之间的区域B中均设置有上述汇流排结构,该汇流排结构中,绝缘支撑件上的极耳连接部21a与各相邻的两个电芯的极耳电接触。通过该极耳连接件21a将相邻的两个电芯的极耳电导通。例如,如图12所示,第三方向上相邻且同层的两个电芯6的极耳61均与同一极耳连接件21a相接触。上述绝缘支撑件例如采用上述第一实施例中的第一绝缘支撑件1或者第一绝缘支撑件1’。
或者,也可以采用极耳支撑件代替上述区域B中的汇流排结构,具体来说,第三方向(即,Z方向)上任意相邻的两组电芯组之间(如图11中的区域B中相邻的两组电芯组之间的位置)中均设置有沿第一方向叠置的多个极耳支撑件,该极耳支撑件用于支撑各相邻且同层的两个电芯的极耳,且各相邻且同层的两个电芯的极耳相互电接触。也就是说,上述极耳支撑件仅用于在进行连接工艺时支撑两个电芯的极耳的电接触区域。上述极耳支撑件例如采用与没有设置导电部件的上述第一绝缘支撑件1相类似的结构,如图2A所示,两个电芯的极耳的电接触区域可以由第一绝缘支撑件1的承载面111a支撑。当然,在实际应用中,极耳支撑件还可以采用其他任意结构,只要能够支撑两个电芯的极耳的电接触区域即可。
可选的,该极耳支撑件可以直接安装在底盘上,或者也可以使用工装治具仅在进行连接工艺时安装在底盘上,而在连接工艺完成之后再拆下来。也就是说,第三方向上任意相邻的两组电芯组之间不设置极耳支撑结构,这使得各相邻且同层的两个电芯6的极耳的电接触区域在组装完成之后处于悬空状态。在将各相邻且同层的两个电芯6的极耳进行焊接之前,需要利用工装治具对二者进行支撑,并在焊接完成之后,将上述工装治具拆除。优选的,为了便于工装治具的安装,用于安装电芯组的底盘例如采用平板结构,以使工装治具能够从底盘的安装平面一侧沿第二方向伸入电接触区域下方。
需要说明的是,在本实施例中,可以在任意两个绝缘支撑件上分别设置总正连接端子和总负连接端子,用以作为电池模块的输出端,例如,图10中示出了一种连接件5,其与所在的绝缘支撑件上的导电部件电导通,用作总正连接端子或总负连接端子。
由上可知,本发明实施例提供的串并联模块,其通过采用上述第一实施例中的汇流排结构,既可以通过绝缘支撑件上的导电部件实现多个电芯的串并联连接,又可以通过绝缘支撑件在连接工艺时对极耳的电接触区域进行支撑,还可以省去汇流排的集成结构,从而可以简化串并联模块的结构,提高结构紧凑性,提高排布方式的灵活多样性。
以电芯为上述单头电芯为例,如图13所示,电芯组为至少一组,且电芯组为多组时在垂直于第一方向(即,X方向)的安装平面内的第二方向(即,Y方向)和第三方向(即,Z方向)上呈阵列排布;电芯7的极耳所在方向与第三方向(即,Z方向)相互平行。
并且,第二方向(即,Y方向)上排列的同一排电芯组组成一电芯单元,例如图13中示出了四个电芯单元(7a,7b,7c,7d),每个电芯单元的电芯7的极耳所在一侧均设置有上述汇流排结构,用以实现该电芯单元中的电芯组之间的电性连接。与上述双头电芯相类似的,每个电芯单元对应的汇流排结构例如采用上述第一实施例中的至少一个第一绝缘支撑件1、至少一个第一绝缘支撑件1’和/或至少一个第二绝缘支撑件1”,并且可以选择性地安装至少一个导电螺钉3和/或至少一个串并联连接件4。
在一些可选的实施例中,如图13所示,相邻的两个电芯单元对应的汇流排结构并排设置。这样可以将相邻的两个电芯单元对应的汇流排结构集中设置在一个区域,从而有助于诸如温控板和防护集成板等的部件的排列布局,节省底盘的安装空间。
每个电芯单元对应的汇流排结构用于和该电芯单元中的电芯组的电芯的极耳电连接。例如,如图14所示,汇流排结构中的各个第一绝缘支撑件1’上的极耳连接件21a用于与对应的电芯单元中电芯7的极耳71相接触;第二绝缘支撑件1”上的极耳连接件21a用于与对应的电芯单元中,第二方向上相邻的两组电芯组中的同层且相邻的两个电芯7的极耳71相接触,以实现同层且相邻的两个电芯7的串联或并联。
如图15所示,相邻的两个第一绝缘支撑件1’上安装有导电螺钉3,且相邻的两个第二绝缘支撑件1”上安装有导电螺钉3,以实现在第一方向上相邻的两个电芯的串联或并联。容易理解,若电导通的两个电芯极耳的极性相反,则二者串联;若电导通的两个电芯极耳的极性相同,则二者并联。需要说明的是,图14和图15仅示意性地示出了一种汇流排结构与电芯单元之间的连接方式,但是本发明并不局限于此,在实际应用中,汇流排结构可以包括多种不同结构的绝缘支撑件,通过将多种不同结构的绝缘支撑件排列组合在一起,可以实现由多组电芯组构成的阵列的多种不同的电性连接方式。例如,可以适应性地选择上述第一绝缘支撑件1、第一绝缘支撑件1’和第二绝缘支撑件1”中的至少一种进行排列组合,或者增加其他结构的绝缘支撑件,本发明实施例对此没有特别的限制。
第三实施例
作为另一个技术方案,本发明实施例还提供一种电池包,如图16所示,其应用于双头电芯。具体地,该电池包包括底盘结构和安装在该底盘结构上的电池模块和串并联模块,其中,电池模块包括由多个电芯堆叠而成电芯组(例如图11中示出的电芯组,每组电芯组包括多个电芯6);串并联模块采用应用于双头电芯的上述各个发明实施例提供的串并联模块,用以实现多个电芯的电性连接。
具体地,如图16所示,底盘结构包括底盘101,该底盘101采用平板结构,且具有安装平面(垂直于方向X)。优选地,底盘101为铝型材或钣金材。并且,底盘101位于安装平面的四周设置有边框102,边框102和底盘101在边框102的内侧构成用于容置上述电芯组的安装空间。
在一些可选的实施例中,底盘101的安装平面上设置有保温缓冲垫(图中未示出),用于起到隔热和缓冲作用。该保温缓冲垫可以在制作底盘101的过程中直接安装在底盘101上,从而可以节省安装步骤,提高安装效率。
在一些可选的实施例中,如图16所示,在底盘101的上述安装平面上还设置有沿第二方向(即,Y方向)间隔排布的多个温控板103,且任意相邻的两个温控板103之间的间隔用于容置沿第三方向排列的至少一列电芯组。该温控板103例如包括液冷/液热板或者PTC加热装置。
此外,如图17所示,上述电池包还包括密封圈106、液冷管105和盖板107,其中,边框102与盖板107通过密封圈106密封连接,以密封用于容置上述电芯组的安装空间。液冷管105与相应的液冷板中的液冷通道连通,用以实现冷却媒介的循环流动。可选的,在电池模块的上层和下层还可以设置保温棉(图中未示出)。
在一些可选的实施例中,如图18A所示,在第二方向(即,Y方向)上,每相邻的两列电芯组的两侧分别设置有温控板103,即,任意相邻的两个温控板103之间的间隔用于容置沿第三方向(即,Z方向)排列的两列电芯组。并且,在这两列电芯组第三方向上的两端分别设置有两个端板111,且在这两列电芯组第一方向(即,X方向)上的两侧分别设置有顶板106和底板110,上述两个温控板103、两个端板111、顶板106和底板110共同构成了容置沿第三方向排列的两列电芯组的空间。可选的,在底板110上还设置有多个保温隔热板109,各个保温隔热板109与最底层的各个电芯6对应设置。保温隔热板109包括泡棉或气凝胶毡,用于对叠放在底板110上的电芯进行保护。
在一些可选的实施例中,如图18A所示,在相邻的两个保温隔热板109之间,以及在两列电芯组第三方向上的两端均设置有绝缘支撑件安装板108,并且,如图18B所示,在该绝缘支撑件安装板108上设置有定位柱108a,且对应地在相应的绝缘支撑件上设置有定位凹部(图中未示出),其与定位柱108a相配合,以限定绝缘支撑件在底板110上的位置。
上述底盘结构能够起到电芯防护、温度调控、绝缘保温以及为内部多种零部件提供固定点及支撑点的作用。
在一些可选的实施例中,上述电芯组中每相邻的两层电芯6之间设置有电芯防护材料,包括泡棉、双面胶和防火板中的一种或多种。
本发明实施例提供的电池包,其通过采用本发明实施例提供的上述串并联模块,可以实现将上述电池模块中的电芯直接组装成电池包,安装在上述安装平面上,这样可以省去传统的“模组”制作流程,减少了零部件的数量和种类,简化了制作工序,进而减少了装配工艺和生产制造成本。
本发明实施例还提供另一种电池包,请参阅图19A,与图17示出的电池包相比,本电池包同样包括底盘结构和安装在该底盘结构上的电池模块和串并联模块,其中,电池模块和串并联模块例如采用图17示出的电池模块和串并联模块,本电池包与图17示出的电池包相比,区别仅在于:底盘结构不同。
具体地,以双头电芯为例,如图19A所示,底盘结构包括底盘301和盖体305,其中,底盘301采用平板结构,且具有安装平面301a,并且可选的,在该安装平面301a上铺设有隔热缓冲垫(图中未示出),用于起到隔热和缓冲作用。该保温缓冲垫可以在制作底盘301的过程中直接安装在底盘301上,从而可以节省安装步骤,提高安装效率。
盖体305包括顶盘,该顶盘的与安装平面301a相对的表面四周设置有边框,边框、顶盘和底盘301在边框的内侧构成用于容置电池模块的安装空间。优选地,底盘301为铝型材或钣金材。
在本实施例中,电池模块包括多组电芯组,多组电芯组在安装平面301a内的第三方向和第二方向(垂直于第三方向)上呈阵列排布(例如矩形阵列),且每组电芯组均由多个电芯在垂直于上述安装平面的第一方向上堆叠而成。并且,电芯的正极极耳和负极极耳所在方向与第三方向相互平行。
在本实施例中,第三方向(即,Z方向)上任意相邻的两组电芯组之间(如图11中的区域B中相邻的两组电芯组之间的位置)中没有设置极耳支撑件,这样,在进行连接工艺时,需要使用工装治具支撑第三方向上相邻的两个电芯极耳的电接触区域,在连接工艺完成之后再将工装治具拆下来。也就是说,第三方向上相邻的两个电芯的极耳在组装完成之后处于悬空状态。在这种情况下,为了便于工装治具的安装,本实施例中的底盘301采用图19B中示出的平板结构,以使工装治具能够从底盘301一侧沿第二方向伸入安装空间,以能够支撑第三方向上相邻且同层的两个电芯极耳的电接触区域,从而可以保证连接工艺的顺利进行。
在一些可选的实施例中,如图19B所示,在底盘301的上述安装平面301a上还设置有一个或沿第二方向间隔排布的多个温控板302,且任意相邻的两个温控板302之间的间隔用于容置沿第三方向排列的一列电芯组。该温控板302例如包括液冷/液热板。具体地,如图19C和图19D所示,上述第三方向为Z方向;上述第一方向为X方向。在每个温控板302中设置有多个避让通道302a,其沿温控板302的厚度方向(即,第二方向)贯通温控板302,用以供上述工装治具(图中未示出)穿过,并且在每个温控板302中排布有液冷通道302b,该液冷通道302b在温控板302中均匀分布,且具有进液口和出液口(302c,302d),二者分别与设置在底盘301中的进液通道和出液通道(301b,301c)连通,冷却液体依次经由底盘301中的进液通道301b和液冷通道302b的进液口302c流入液冷通道302b,然后再依次经由液冷通道302b的出液口302d和出液通道301c排出液冷通道302b,由此可以实现冷却液体的循环流动。
需要说明的是,在本实施例中,温控板302设置在底盘301上,但是,本发明并不局限于此,如图20A所示,盖体305’包括顶盘和设置在该顶盘的与安装平面301a相对的表面上的一个或多个温控板302’其中,该顶盘的与安装平面301a相对的表面四周设置有边框,边框、顶盘和底盘301在边框的内侧构成用于容置电芯组的安装空间。任意相邻的两个温控板302’之间的间隔用于容置沿第三方向排列的一列电芯组。类似的,如图20B所示,在盖体305’中设置有进液通道和出液通道(305b,305c),且在温控板302’中设置有液冷通道302a,该液冷通道302a在温控板302’中均匀分布,且具有进液口和出液口(302c,302d),二者分别经由盖体端口305d与设置在盖体305’中的进液通道和出液通道(305b,305c)相连通,由此可以实现冷却液体的循环流动。
此外,如图19A所示,上述电池包还包括密封圈304,其中,盖体305的边框与底盘301通过密封圈304密封连接,以密封用于容置电池模块的安装空间。
上述底盘结构能够起到电芯防护、温度调控、绝缘保温以及为内部多种电气元件提供固定点及支撑点的作用。
请参阅图21,对于应用于单头电芯的电池包,其同样包括底盘结构、电池模块和串并联模块。具体地,底盘结构包括底盘201,该底盘201具有安装平面,且在底盘201位于上述安装平面的四周设置有边框202,该边框202与底盘201在边框202的内侧构成用于容置上述电芯组的安装空间。优选地,底盘201为铝型材或钣金材。
在一些可选的实施例中,如图22所示,在底盘201的安装平面上且对应于每个电芯单元(例如图13中示出的电芯单元)设置有沿第二方向(即,Y方向)间隔排布的多个隔板207,该第二方向上任意相邻的两个隔板207之间的间隔用于容置电芯单元中的电芯组。以图13示出的四个电芯单元(7a,7b,7c,7d)为例,图20中在Z方向上与各个电芯单元对应设置有四排隔板。隔板207可以起到加强底盘201强度的作用,还能够阻止热蔓延。
以图13所示的电池模块为例,如图22所示,在底盘201的安装平面上还设置有至少一个边梁208,该边梁208与第二方向(即,Y方向)相互平行,且位于电芯单元对应的汇流排结构的对侧,即,边梁208与汇流排结构分别位于电芯单元在Z方向上的两侧;并且,隔板207和边梁208中的至少一者用作温控板,优选的,隔板207和边梁208均用作温控板的温控效果最佳。该温控板例如包括液冷/液热板或者PTC加热装置。可选的,如图20所示,相邻两个电芯单元可以共用一个边梁208。
在一些可选的实施例中,如图21所示,在底盘201上还设置有至少一个边梁固定件203,边梁固定件203用于将边梁208固定在底盘201上。
在一些可选的实施例中,如图21所示,在底盘201上还设置有多个保温隔热板204,各个保温隔热板204与最底层的各个电芯7对应设置。保温隔热板204包括泡棉或气凝胶毡,用于对叠放在底盘201上的电芯进行保护。
在一些可选的实施例中,如图21所示,对于二者之间设置汇流排结构的相邻两个电芯单元,在底盘201上且位于二者之间设置有两个绝缘支撑件安装板205,在该绝缘支撑件安装板205上设置有定位柱,其结构与上述定位柱108a的结构相类似,且对应地在相应的绝缘支撑件上设置有定位凹部,其与定位柱相配合,以限定绝缘支撑件在底盘201上的位置。
应用于单头电芯的电池包的其他结构和功能与上述应用于双头电芯的电池包相类似,在此不再赘述。
在一些可选的实施例中,底盘201与上述边梁208和多个隔板207中的至少一者一体成型。例如,通过挤压成型工艺将底盘201与上述边梁208和多个隔板207中的至少一者一体成型,从而减少连接工艺,降低生产成本。
上述底盘结构能够起到电芯防护、温度调控、绝缘保温以及为内部多种零部件提供固定点及支撑点的作用。
在一些可选的实施例中,上述电芯组中每相邻的两层电芯7之间设置有电芯防护材料,包括泡棉、双面胶和防火板中的至少一者。
作为另一个技术方案,本发明实施例还提供一种电池系统,其包括电池包和用于对该电池包进行调控的电池管理模块,其中,电池包采用本发明实施例提供的上述电池包。
上述电池管理模块例如为电池管理系统BMS。
作为另一个技术方案,本发明实施例还提供一种电池包的制作方法,如图23所示,该制作方法包括以下步骤:
S101、在底盘结构的垂直于第一方向的安装平面上安装一层绝缘支撑件;
一层绝缘支撑件是指同层设置的至少一个绝缘支撑件。
在一些可选的实施例中,在上述底盘结构的安装平面上铺设有隔热缓冲垫,用于起到隔热和缓冲作用。该保温缓冲垫可以在制作底盘的过程中直接安装在底盘上,即,底盘上自带保温缓冲垫,从而可以节省安装步骤,提高安装效率。同理,底盘上也可以自带边梁和/或隔板。当然,在实际应用中,也可以在进行步骤S101之前在上述底盘结构的安装平面上铺设隔热缓冲垫、边梁和/或隔板。
S102、在底盘结构的安装平面上安装一层电芯层,该电芯层包括同层设置的至少一个电芯,且电芯层中的电芯的极耳与同层对应的绝缘支撑件中的极耳连接部电接触;
S103、对当前一层电芯层中的电芯的极耳与极耳连接部的电接触区域进行连接工艺。
循环执行上述步骤S101至步骤S103,直至完成所有电芯(即,在第一方向上的多层电芯)的安装,实现电芯组的堆叠和电性连接。
作为另一个技术方案,本发明实施例还提供另一种电池包的制作方法,该电池包中,第三方向上任意相邻且同层的两个电芯的极耳相互电接触,且电接触区域是悬空的。在这种情况下,如图24所示,该制作方法包括以下步骤:
S201、安装工装治具;
S202、在底盘结构的垂直于第一方向的安装平面上安装一层绝缘支撑件;
S203、在安装平面上安装一层电芯层,该电芯层包括同层设置的至少一个电芯,且电芯层中的电芯的极耳与同层对应的绝缘支撑件中的极耳连接部电接触;并且,已安装的上述工装治具用于支撑当前一层电芯层中的相邻的两个电芯极耳的电接触区域;
为了便于工装治具的安装,用于安装电芯组的底盘例如采用图19B示出的平板结构,以使工装治具能够从底盘一侧伸入相邻的两个电芯极耳的电接触区域下方。
S204、对当前一层电芯层中的电芯极耳与极耳连接部的电接触区域以及相邻的两个电芯极耳的电接触区域进行连接工艺;
S205、拆除上述工装治具;
循环执行上述步骤S201至步骤S205,直至完成电芯组中所有的所述电芯的安装。
需要说明的是,第一层电芯层可能无需使用工装治具支撑,在这种情况下,可以省去上述步骤S201和S205,而在安装下一层绝缘支撑件和电芯层时,循环执行上述步骤S201至步骤S205。
在上述步骤S201至步骤S205中,可选的,可以采用机械手安装和拆除工装治具。
作为另一个技术方案,本发明发明实施例还提供一种电池系统的制作方法,其应用于本发明发明实施例提供的上述电池系统的制作;该制作方法包括本发明发明实施例提供的上述电池包的制作方法。
在一些可选的实施例中,在实现电芯组的堆叠和电性连接之后,电池系统的制作方法还包括:
在电芯组的外侧安装外壳,并在外壳与电芯组之间填充导热胶和灌封胶;
对各个电芯组进行串联连接,例如,可用铜排或者高压线缆连接;
将电池包中的信息采集部件上的接线端子与电池管理系统BMS连接以实现BMS调控,集成在底盘上的液冷/液热板利用液冷管与外部液冷设备连接,PTC发热装置与电池管理系统BMS连接,以进行调控。
综上所述,本发明上述各个实施例提供的串并联模块、电池包、电池系统及制作方法的技术方案,具有以下优点:
1、降低了材料成本,电芯组和汇流排结构均集成在底盘上,可以实现将多个零部件集成在一个部件上,从而有效降低了零部件的生产制造成本及材料成本;
2、降低了管理成本,各零部件的集成程度大大提升,使得零部件种类及数量大量减少,有效减少了研发、品质、仓储、生产等部门管理物料的各项费用;
3、简化了工艺,降低了电池系统的生产制造成本,电芯在底盘上边成组边连接减去了模块装配等一系列工艺,各零部件的集成化提升也使得零部件之间的装配连接工艺变得简单且工序减少,直接降低了工艺生产制造成本;
4、适用于全自动化生产模式,提升了生产效率,先从电芯极耳到电芯直接叠放至底盘上,与汇流排结构进行连接,后从外壳组装,乃至填充导热胶与灌封胶,整个过程不需要人工参与,全程机械手运转即可达到设计要求;
5、提升了生产车间空间利用率,将裁好极耳的电芯直接叠放在底盘上,后面的各种工序都是在底盘上操作,使得生产工艺流转场地要求降低,大大提升了生产车间空间利用率;
6、电芯排布更加灵活,面对狭小空间或者不规整空间也能进行充分利用,以电芯为小单位在底盘进行排布,使得排布方式灵活多样,有效提升了电池系统内部空间利用率,能很好适应电池系统在整车端空间安装位置狭小等情况。
本发明的技术方案,实现了各零部件有效集成,通过将多个零部件集成在同一模块上,把七八十种物料减少至一二十种,零部件数量也大大减少,使得材料成本大幅降低且电池系统的生产工艺变得简单,降低了生产及管理成本,同时,该电池系统的生产工艺可全面推行全自动化,直接降低了材料成本及生产制造成本,提升了生产效率,并且,由于该电池系统的设计方案使得电芯可灵活排布,非常适用于空间狭小且大容量密度要求的情况,提高了生产车间的空间利用率,使得在相同的空间范围内为整车提供更高能量的电池,大大增加新能源汽车续航里程。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (24)
1.一种汇流排结构,用于与电池模块中多个电芯的极耳连接,多个所述电芯沿第一方向堆叠形成电芯组,其特征在于,所述汇流排结构包括沿所述第一方向叠置的多个绝缘支撑件,每个所述绝缘支撑件上具有高度不同的三个承载面,且在所述绝缘支撑件上设置有导电部件,所述导电部件包括分别位于三个所述承载面上,且相互电导通的极耳连接部、第一串并联连接部和第二串并联连接部;其中,所述极耳连接部用于与所述电芯的极耳电接触;
所述第一方向上任意相邻的三个所述绝缘支撑件中,中间的所述极耳连接部与上方的所述极耳连接部通过中间的和/或上方的所述绝缘支撑件电绝缘;中间的所述极耳连接部与下方的所述极耳连接部通过中间的和/或下方的所述绝缘支撑件电绝缘;中间的所述第一串并联连接部与上方的所述第一串并联连接部或者所述第二串并联连接部相对设置,且通过中间的和/或上方的所述绝缘支撑件电绝缘,或者通过导电连接件电导通;中间的所述第二串并联连接部与下方的所述第二串并联连接部或者所述第一串并联连接部相对设置,且通过中间的和/或下方的所述绝缘支撑件电绝缘,或者通过所述导电连接件电导通。
2.根据权利要求1所述的汇流排结构,其特征在于,所述绝缘支撑件的结构包括第一绝缘支撑件和第二绝缘支撑件中的至少一种;
所述第一绝缘支撑件上的所述极耳连接部用于与所述电芯的极耳电接触;
所述第二绝缘支撑件上的所述极耳连接部用于与垂直于所述第一方向的安装平面内的第二方向上相邻的两组所述电芯组中,相邻的两个所述电芯的极耳电接触。
3.根据权利要求1或2所述的汇流排结构,其特征在于,在中间的所述第一串并联连接部与上方的所述第一串并联连接部或者所述第二串并联连接部通过所述导电连接件电导通,和/或,中间的所述第二串并联连接部与下方的所述第二串并联连接部或者所述第一串并联连接部通过所述导电连接件电导通的情况下,所述第一串并联连接部和与之相对设置的所述第一串并联连接部或者所述第二串并联连接部各自所在的所述绝缘支撑件上对应设置有至少一个沿所述第一方向延伸设置的第一安装孔;
所述导电连接件的一端与所述第一串并联连接部电连接,另一端穿过所述第一安装孔与对应的所述第二串并联连接部电连接。
4.根据权利要求3所述的汇流排结构,其特征在于,在所述第一串并联连接部和与之相对设置的所述第一串并联连接部或者所述第二串并联连接部上设置有至少一个沿所述第一方向延伸设置的第二安装孔,所述第二安装孔与所述第一安装孔同轴设置;
所述导电连接件为导电螺钉,所述第一安装孔为螺纹孔,所述导电螺钉穿过所述第一安装孔和所述第二安装孔,并与所述第二安装孔螺纹连接,以实现将所述第一串并联连接部和与之相对设置的所述第一串并联连接部或者所述第二串并联连接部电导通。
5.根据权利要求2所述的汇流排结构,其特征在于,每个所述绝缘支撑件包括支撑本体,所述支撑本体上具有所述三个承载面,并且在所述支撑本体上设置有凸部结构,所述凸部结构用于支撑定位上方的所述绝缘支撑件。
6.根据权利要求5所述的汇流排结构,其特征在于,所述第一绝缘支撑件上的所述凸部结构包括多个第一支撑柱,所述多个第一支撑柱间隔设置在所述支撑本体的边缘处;
所述第二绝缘支撑件上的所述凸部结构包括凸台和多个第二支撑柱,其中,所述凸台位于所述极耳连接部与两个所述电芯极耳电接触的区域之间;所述多个第二支撑柱间隔设置在所述支撑本体的边缘处。
7.根据权利要求1或2所述的汇流排结构,其特征在于,对于所述第一方向上任意相邻的两个所述绝缘支撑件,二者相互叠置的两个表面上分别设置有至少一个限位凸部和至少一个限位凹部,所述限位凸部的数量和所述限位凹部的数量相同,且一一对应地配合。
8.根据权利要求1或2所述的汇流排结构,其特征在于,所述电芯组为至少一组,且所述电芯组为多组时在垂直于所述第一方向的安装平面内的第二方向和第三方向上呈阵列排布;所述电芯的极耳所在方向与所述第三方向相互平行;
所述汇流排结构还包括至少一个串并联连接件,所述串并联连接件分别与所述第二方向上相邻的两个所述绝缘支撑件上的第一串并联连接部或者第二串并联连接部电导通,以实现所述第二方向上相邻的两个电芯极耳之间的电导通。
9.一种串并联模块,其特征在于,包括权利要求1-8任意一项所述的汇流排结构。
10.根据权利要求9所述的串并联模块,其特征在于,每个所述电芯的正极极耳和负极极耳分别位于所述电芯的两侧;所述电芯组为至少一组,且所述电芯组为多组时在垂直于所述第一方向的安装平面内的第二方向和第三方向上呈阵列排布;所述电芯的极耳所在方向与所述第三方向相互平行;
所述第三方向上任意相邻的两组所述电芯组中,各相邻的两个所述电芯的极耳电导通;
由多组所述电芯组排布构成的阵列在所述第三方向上的两侧均设置有所述汇流排结构,用以实现所述阵列中与所述汇流排结构相邻的所述电芯组之间的电性连接。
11.根据权利要求10所述的串并联模块,其特征在于,所述第三方向上任意相邻的两排所述电芯组之间均设置有所述汇流排结构,该汇流排结构中,所述绝缘支撑件上的所述极耳连接部与各相邻的两个所述电芯的极耳电接触。
12.根据权利要求10所述的串并联模块,其特征在于,所述第三方向上任意相邻的两组所述电芯组之间均设置有沿所述第一方向叠置的多个极耳支撑件,所述极耳支撑件用于支撑相邻的两个所述电芯的极耳相互电接触的电接触区域。
13.根据权利要求9所述的串并联模块,其特征在于,每个所述电芯的正极极耳和负极极耳均位于所述电芯的一侧;所述电芯组为至少一组,且所述电芯组为多组时在垂直于所述第一方向的安装平面内的第二方向和第三方向上呈阵列排布;所述电芯的极耳所在方向与所述第三方向相互平行;
所述第二方向上排列的同一排所述电芯组组成一电芯单元;每个所述电芯单元的所述电芯极耳所在一侧均设置有所述汇流排结构,用以实现该电芯单元中的所述电芯组之间的电性连接。
14.根据权利要求13所述的串并联模块,其特征在于,相邻的两个所述电芯单元对应的所述汇流排结构并排设置。
15.一种电池包,其特征在于,包括底盘结构和安装在所述底盘结构上的电池模块和串并联模块,其中,所述串并联模块采用权利要求9-14任意一项所述的串并联模块。
16.根据权利要求15所述的电池包,其特征在于,所述底盘结构包括底盘,所述底盘具有垂直于所述第一方向的安装平面,且在所述底盘位于所述安装平面的四周设置有边框,所述边框与所述底盘在所述边框的内侧构成用于容置所述电芯组的安装空间。
17.根据权利要求15所述的电池包,其特征在于,所述串并联模块采用权利要求10-12任意一项所述的串并联模块;
所述底盘结构包括底盘和盖体,其中,所述底盘采用平板结构,且具有垂直于所述第一方向的安装平面;所述盖体包括顶盘,所述顶盘的与所述安装平面相对的表面四周设置有边框,所述边框、所述顶盘和所述底盘在所述边框的内侧构成用于容置所述电芯组的安装空间。
18.根据权利要求17所述的电池包,其特征在于,在所述底盘的所述安装平面上,或者在所述顶盘的与所述安装平面相对的表面上还设置有沿所述第二方向间隔排布的多个温控板,且任意相邻的两个所述温控板之间的间隔用于容置沿所述第一方向排列的至少一列所述电芯组。
19.根据权利要求16所述的电池包,其特征在于,所述串并联模块采用权利要求13或14所述的串并联模块;
在所述底盘的所述安装平面上,且对应于每个所述电芯单元设置有沿所述第二方向间隔排布的多个隔板,所述第二方向上任意相邻的两个所述隔板之间的间隔用于容置所述电芯单元中的所述电芯组。
20.根据权利要求19所述的电池包,其特征在于,在所述底盘的所述安装平面上还设置有至少一个边梁,所述边梁与所述第二方向相互平行,且位于所述电芯单元对应的所述汇流排结构的对侧;
所述隔板和所述边梁中的至少一者用作温控板。
21.一种电池系统,包括电池包和用于对所述电池包进行调控的电池管理模块,其特征在于,所述电池包采用权利要求15-20任意一项所述的电池包。
22.一种电池包的制作方法,其特征在于,应用于权利要求15-20任意一项所述的电池包的制作;所述制作方法包括以下步骤:
S101、在所述底盘结构的垂直于所述第一方向的安装平面上安装一层绝缘支撑件;
S102、在所述安装平面上安装一层所述电芯层,所述电芯层包括同层设置的至少一个所述电芯,且所述电芯层中的所述电芯的极耳与同层对应的所述绝缘支撑件中的所述极耳连接部电接触;
S103、对当前一层所述电芯层中的所述电芯的极耳与所述极耳连接部的电接触区域进行连接工艺;
循环执行所述步骤S101至步骤S103,直至完成所述电芯组中所有的所述电芯的安装。
23.一种电池包的制作方法,其特征在于,应用于权利要求17-18任意一项所述的电池包的制作;所述第三方向上任意相邻且同层的两个所述电芯的极耳相互电接触,且电接触区域是悬空的;
所述制作方法包括以下步骤:
S201、安装工装治具;
S202、在所述底盘结构的垂直于所述第一方向的安装平面上安装一层绝缘支撑件;
S203、在所述安装平面上安装一层所述电芯层,所述电芯层包括同层设置的至少一个所述电芯,且所述电芯层中的所述电芯的极耳与同层对应的所述绝缘支撑件中的所述极耳连接部电接触;并且,已安装的所述工装治具用于支撑当前一层所述电芯层中的相邻的两个所述电芯极耳的电接触区域;
S204、对当前一层所述电芯层中的所述电芯极耳与所述极耳连接部的电接触区域以及相邻的两个所述电芯极耳的电接触区域进行连接工艺;
S205、拆除所述工装治具;
循环执行所述步骤S201至步骤S205,直至完成所述电芯组中所有的所述电芯的安装。
24.一种电池系统的制作方法,其特征在于,应用于权利要求21所述的电池系统;所述制作方法包括权利要求22或23所述的电池包的制作方法。
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CN211879486U (zh) * | 2020-06-04 | 2020-11-06 | 河南绿动能源科技有限公司 | 一种软包电芯的极耳固定结构 |
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