CN114566764A - 一种汇流排组件及大圆柱动力电池模组 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电池技术领域，具体公开一种汇流排组件及大圆柱动力电池模组，该汇流排组件用于大圆柱动力电池模组的电路连接，包括输入铜排、输出铜排以及与次模组对应数量的CCS组件，输入铜排与大圆柱动力电池模组的输入端的电芯单元连接，输出铜排与大圆柱动力电池模组的输出端的电芯单元连接，CCS组件串联和并联次模组的电芯单元，电芯单元之间连接的可靠性高，节约空间利用率高。本发明提供一种大圆柱动力电池模组，该大圆柱动力电池模组包括上述的汇流排组件，多个电芯单元之间的电路连接可靠，空间利用率高，能量密度大。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种汇流排组件及大圆柱动力电池模组。
背景技术
目前大圆柱动力电池模组大多通过线束来连接柔性电路板(Flexible PrintedCircuit，FPC)、负温度系数热敏电阻(Negative Temperature Coefficient Thermistor，NTC热敏电阻)和电池管理系统BMS(Battery Management System)，以此来完成对大圆柱动力电池模组的电压和温度信号进行采集，然而通过使用线束采集电压和温度信号的方式，线束数量较多，占用空间大，且温度传感器通常需要与线束进行压接，大圆柱动力电池模组的组装工序较为复杂，人工成本相对增加，不利于产业化高效生产，并且当大圆柱动力电池模组需要进行高倍率快充时，对于大圆柱动力电池模组内汇流排的过流能力要求较高，为了满足过流能力的要求，现有的汇流排的厚度设置的较大，导致占用空间较大。
因此，亟需一种汇流排组件及大圆柱动力电池模组，该汇流排组件的占用空间较小，且能够对大圆柱动力电池模组内的多个电芯单元进行有效地连接，大圆柱动力电池模组的可靠性较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汇流排组件及大圆柱动力电池模组，以解决现有技术中大圆柱动力电池模组内汇流排的占用空间较大，汇流排连接多个电芯单元的可靠性低的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供一种汇流排组件，用于大圆柱动力电池模组的电路连接，所述大圆柱动力电池模组包括至少一个次模组，所述次模组包括多个电芯单元，所述汇流排组件包括：
输入铜排，所述输入铜排与所述大圆柱动力电池模组的输入端的所述电芯单元连接；
输出铜排，所述输出铜排与所述大圆柱动力电池模组的输出端的所述电芯单元连接；及
与所述次模组对应数量的CCS组件；一个所述次模组对应连接一个所述CCS组件形成电单元组；所述CCS组件包括至少一个连接片，所述连接片包括多个导电单元和连接部，沿第一方向相邻间隔设置的所述导电单元通过所述连接部连接，多个所述导电单元并联沿所述第一方向相邻设置的所述电芯单元，所述导电单元串联沿第二方向相邻设置的所述电芯单元。
可选地，所述导电单元设有凸部，所述凸部形成第一缓冲部。
可选地，所述第一缓冲部上设置有第一熔断结构。
可选地，所述导电单元上设置有第一熔断结构；或
所述导电单元的所述第一缓冲部设置有第一熔断结构。
可选地，所述连接片的厚度为0.2mm～0.4mm。
可选地，所述连接片包括第一绝缘层，所述第一绝缘层设置在所述连接片上靠近所述电芯单元的一侧。
可选地，所述电芯单元包括正极和负极，所述负极设置在所述电芯单元的端面上，所述正极与所述负极设置在同侧，所述正极包括圆柱形凸起，所述导电单元设置有第一避让槽，所述第一避让槽能够避让所述圆柱形凸起。
可选地，所述连接部为平面结构；或
所述连接部为凸起结构，所述连接部包括第二缓冲部。
可选地，所述连接部上设置有第二熔断结构；或
所述第二缓冲部设置有第二熔断结构。
可选地，所述导电单元包括第一连接区和第二连接区，所述第一连接区和所述第二连接区分别与沿所述第一方向相邻设置的两个所述电芯单元连接。
可选地，所述第一连接区和所述第二连接区在第三方向上的高度不同。
可选地，所述第一连接区包括第二绝缘层，所述第二连接区包括第三绝缘层，所述第二绝缘层用于隔离所述第一连接区与所述电芯单元连接以外的部分，所述第三绝缘层用于隔离所述第二连接区与所述电芯单元连接以外的部分。
可选地，所述输入铜排和/或所述输出铜排为变截面铜排，所述输入铜排和所述输出铜排均包括第一端和第二端，所述输入铜排的第一端与所述大圆柱动力电池模组的输入端的所述电芯单元连接，所述输出铜排的第一端与所述大圆柱动力电池模组的输出端的所述电芯单元连接。
可选地，所述第一端的厚度小于所述第二端的厚度，所述第一端的厚度为0.2mm～0.4mm，所述第二端的厚度为3mm～5mm。
可选地，所述第一端包括与同个所述连接片上的所述导电单元对应个数的输入连接部。
可选地，所述第一端为平面结构；或
所述第一端为凸起结构，所述第一端包括第三缓冲部。
可选地，所述输出铜排的第一端设有第三熔断结构；或
所述第三缓冲部上设置有第三熔断结构。
可选地，当所述次模组为一个时，所述大圆柱动力电池模组的输入端为所述次模组一端的所述电芯单元，所述大圆柱动力电池模组的输出端为所述次模组另一端的所述电芯单元。
可选地，当所述次模组为多个时，所述CCS组件还包括连接铜排，除所述大圆柱动力电池模组的输入端和所述大圆柱动力电池模组的输出端外，所述连接铜排连接相邻的所述次模组。
可选地，多个所述次模组沿所述第一方向间隔设置，所述大圆柱动力电池模组的输入端为沿所述第一方向首个次模组一端的电芯单元，所述大圆柱动力电池模组的输出端为沿所述第一方向末个次模组一端的电芯单元。
可选地，多个所述次模组沿所述第二方向间隔设置，所述大圆柱动力电池模组的输入端为沿所述第二方向首个次模组一端的电芯单元，所述大圆柱动力电池模组的输出端为沿所述第二方向末个次模组一端的电芯单元。
可选地，多个所述次模组沿第三方向间隔设置，所述大圆柱动力电池模组的输入端为沿所述第三方向首个次模组一端的电芯单元，所述大圆柱动力电池模组的输出端为沿所述第三方向末个次模组一端的电芯单元。
可选地，所述连接铜排包括铜排本体、与所述铜排本体相连的第三端和第四端，所述第三端和所述第四端分别与相邻设置的所述次模组的所述电芯单元连接。
可选地，所述第三端和所述第四端的厚度均小于所述铜排本体的厚度。
可选地，所述第三端和所述第四端的厚度均为0.2mm～0.4mm，所述铜排本体的厚度为3mm～5mm。
可选地，所述第三端包括与同个所述连接片上的所述导电单元对应个数的第三端连接部，所述第四端包括与同个所述连接片上的所述导电单元对应个数的第四端连接部。
可选地，所述第三端和/或所述第四端为平面结构；或
所述第三端和/或所述第四端为凸起结构，所述第三端和/或所述第四端包括第四缓冲部。
可选地，所述第三端上设置有第四熔断结构；或
所述第四缓冲部设置有第四熔断结构。
另一方面，本发明还提供一种大圆柱动力电池模组，包括上述任一方案中的汇流排组件以及一个或多个次模组，所述次模组包括多个电芯单元，所述汇流排组件用于连接所述电芯单元。
可选地，所述大圆柱动力电池模组包括FPC和BMS，所述FPC与所述CCS组件连接，所述FPC设有输出插件，所述输出插件插设在所述BMS上。
可选地，所述大圆柱动力电池模组还包括NTC,所述NTC设置于所述电芯单元上，且所述NTC与所述FPC连接。
可选地，所述大圆柱动力电池模组还包括塑胶支架,所述塑胶支架设置于所述CCS组件与所述电芯单元之间，所述塑胶支架用于固定输入铜排、输出铜排以及所述CCS组件。
本发明的有益效果为：
本发明提供一种汇流排组件，用于大圆柱动力电池模组的电路连接，大圆柱动力电池模组包括一个或多个次模组，次模组包括多个电芯单元，该汇流排组件包括输入铜排、输出铜排以及与次模组对应数量的CCS组件，输入铜排与大圆柱动力电池模组的输入端的电芯单元连接，输出铜排与大圆柱动力电池模组的输出端的电芯单元连接，且一个次模组对应连接一个CCS组件形成电单元组，CCS组件包括至少一个连接片，连接片包括多个导电单元和连接部，沿第一方向相邻间隔设置的导电单元通过连接部连接，导电单元并联沿第一方向相邻设置的电芯单元，导电单元串联沿第二方向相邻设置的电芯单元。
通过连接片将一个次模组内沿第一方向相邻设置的电芯单元并联，从而将通过沿第一方向相邻设置的电芯单元的电流均衡分配，减小了每个电芯单元内通过的电流值，进而保证大圆柱动力电池模组在进行高倍率快充时，CCS组件能够满足过流的要求，保证电芯单元之间连接的可靠性，同时，由于通过每个电芯单元的电流值较小，可以减小连接片的厚度，以节约空间，进而提升大圆柱动力电池模组的能量密度，并能够降低连接片的制造成本。
本发明还提供一种大圆柱动力电池模组，包括上述方案中的汇流排组件以及一个或多个次模组，次模组包括多个电芯单元，汇流排组件用于连接电芯单元。
该大圆柱动力电池模组通过的内部结构简洁，通过输入铜排、输出铜排以及与次模组对应数量的CCS组件即可完成大圆柱动力电池模组内多个电芯单元之间的电路连接，CCS组件连接的可靠性较高，且空间利用率高，大圆柱动力电池模组的能量密度较高。
附图说明
图1是本发明实施例中提供的汇流排组件与电芯单元连接的结构示意图；
图2是本发明实施例中提供的汇流排组件与电芯单元连接的俯视图；
图3是本发明实施例中提供的连接片的结构示意图；
图4是图1中A处的局部放大图；
图5是图1中B处的局部放大图；
图6是图1中C处的局部放大图；
图7是本发明实施例中提供的大圆柱动力电池模组的结构示意图；
图8是本发明实施例中提供的电芯单元的结构示意图。
图中：
100、电芯单元；110、正极；120、负极；200、输入铜排；201、输入铜排的第一端；202、输入铜排的第二端；300、输出铜排；301、输出铜排的第一端；302、输出铜排的第二端；303、第三缓冲部；400、连接片；410、导电单元；411、第一缓冲部；412、第一连接区；413、第二连接区；414、第一避让槽；420、连接部；500、连接铜排；501、铜排本体；502、A端；503、B端；504、第四缓冲部；600、FPC；601、输出插件；602、镍片；700、NTC采集点；800、塑胶支架。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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；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。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。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
如图1和图2所示，本实施例提供一种汇流排组件，用于大圆柱动力电池模组的电路连接，该大圆柱动力电池模组包括至少一个次模组，每个次模组包括多个相邻设置的电芯单元100，多个电芯单元100沿第一方向和第二方向阵列排布，且多个电芯单元100之间存在间隔，具体的，第一方向为图1中X轴方向，第二方向为图1中Y轴方向。
在一些实施例中，次模组设置为一个，大圆柱动力电池模组的输入端为该次模组一端的电芯单元100，大圆柱动力电池模组的输出端为该次模组另一端的电芯单元100。该大圆柱动力电池模组中设置的汇流排组件包括输入铜排200、输出铜排300，以及与次模组对应数量的CCS组件，输入铜排200与大圆柱动力电池模组的输入端的电芯单元100连接，需说明的是，当输入铜排200与次模组的输入端的电芯单元100的正极110相连时，输出铜排300与次模组的输出端的电芯单元100的负极120相连；当输入铜排200与次模组的输入端的电芯单元100的负极120相连时，输出铜排300与次模组的输出端的电芯单元100的正极110相连；本发明不做具体限制，以下为描述方便，下述方案统一为输入铜排200与输入端的电芯单元100的负极120相连，输出铜排300与输出端的电芯单元的正极110相连。输出铜排300与大圆柱动力电池模组的输出端的电芯单元100连接。每个CCS组件包括至少一个连接片400，连接片400包括多个导电单元410和连接部420，沿第一方向相邻间隔设置的导电单元410通过连接部420连接，导电单元410并联沿第一方向相邻设置的电芯单元100，同时导电单元410串联沿第二方向相邻设置的电芯单元100。
由此，通过连接片400可以将次模组中沿第二方向相邻设置的电芯单元100由沿第二方向相邻设置的导电单元410串联成同一排，同时通过连接片400可以将次模组内沿第一方向相邻设置的电芯单元100并联，从而将沿第一方向并联的若干电芯单元100的电流均衡分配，减小了每个电芯单元100内通过的电流值，进而保证大圆柱动力电池模组在进行高倍率快充时，CCS组件能够满足过流的要求，保证电芯单元100之间连接的可靠性，同时，由于通过每个电芯单元100的电流值较小，可以减小连接片400的厚度，以节约空间，提升了大圆柱动力电池模组的能量密度。
在一个可选实施例中，ccs组件中连接片400的个数，以及每个连接片中导电单元的个数与次模组中电芯单元100的个数相适应。
可选地，如图3所示，本实施例中的导电单元410包括第一连接区412和第二连接区413，第一连接区412和第二连接区413分别与沿第一方向相邻设置的两个电芯单元100连接，为方便叙述，此处相邻的两个电芯单元100定义为第一电芯和第二电芯，第一电芯和第二电芯的正极110和负极120均设置在同一侧。示例性地，第一连接区412与第一电芯的正极110连接，第二连接区413与第二电芯的负极120连接，如此完成多个沿第二方向设置的电芯单元100之间的串联。
优选地，参见图8，电芯单元100包括正极110和负极120，负极120设置在电芯单元100的端面上，位于端面的中心位置设置有圆柱形凸起，该圆柱形凸起为正极110的一部分，由于电芯单元100的正极110的高度高于电芯单元100的负极120的高度，本实施例中第一连接区412和第二连接区413在第三方向上设置的高度不同，第三方向为图1中的Z轴方向，沿Z轴方向，第一连接区412的高度高于第二连接区413的高度，以适配正极110与负极120之间的高度差，从而避免大圆柱动力电池模组在使用过程中电芯单元100产生晃动，进而导致连接片400长期受到拉力或压力出现褶皱甚至断裂的情况，大圆柱动力电池模组的电芯单元100之间连接的可靠性降低。
优选地，为了避让电芯单元100的正极110，本实施例中的导电单元410还设置有第一避让槽414，第一避让槽414为与正极110的圆柱形凸起相匹配的圆弧型缺口，通过第一避让槽414的设置，一方面，增大了第二连接区413与负极120的连接面积，提高第二连接区413与负极120之间连接的可靠性，不容易出现虚连的情况，另一方面，第一避让槽414还能够起到限位的作用，防止连接片400出现脱落、移位的情况。
进一步地，在一些实施例中，导电单元410可以设置为平面结构，通过裁剪制成预设形状的连接片400，此种加工方法容易，制作效率高，同时成本较低，导电单元410也可以通过模具浇筑成型，成型方法不做具体限制，只需能够达到预设形状即可。导电单元410上设置有第一熔断结构，第一熔断结构设置在第一连接区412和第二连接区413之间的连接处。第一熔断结构包括开设在第一连接区412和第二连接区413之间连接处的第一限流孔，第一限流孔可以根据实际需要设置一个或多个，第一限流孔的设置减小了导电单元410上第一连接区412和第二连接区413之间连接处的横截面积，从而在电路过载时使第一连接区412和第二连接区413断开，以对电路起到保护的作用，提高了大圆柱动力电池的安全性能。
进一步地，第一熔断结构还包括涂覆在第一连接区412和第二连接区413之间连接处的低熔点金属，如锡等，当电路发生短路等极端情况时，电路中的电流迅速增大，电流增大会导致电路温度升高，温度升高到引起低熔点金属熔化，低熔点金属融化后能够使得导电单元410的基材变脆，容易断裂，从而使第一连接区412和第二连接区413迅速断开，响应速度较快，沿第二方向的电路被快速切断，避免了沿第二方向相邻设置的电芯单元100受到损坏。
当然，在其他实施例中，导电单元410设置有凸部，导电单元410的凸部形成第一缓冲部411，第一缓冲部411的两端分别连接第一连接区412和第二连接区413，通过第一缓冲部411的设置，对沿第二方向相邻设置电芯单元100之间的膨胀力、公差以及位移具有一定的缓冲作用，避免了导电单元410断裂，提高导电单元410的韧性，连接的可靠性高。可选地，导电单元410的凸部呈“几”字型设置，导电单元410的凸部可以通过冲压的方式制作而成，加工方法简单，且缓冲效果良好。
进一步地，第一熔断结构可以设置在第一缓冲部411处，当电路出现短路等极端情况使电路温度过高时，第一熔断结构通过自身发热发生熔断，迅速断开沿第二方向相邻设置的电芯单元100之间的电路连接，从而起到保护电芯单元100的作用。第一熔断结构包括开设在第一缓冲部411处的第一限流孔，第一限流孔可以根据实际需要设置一个或多个，第一限流孔的设置减小了导电单元410上第一缓冲部411处的横截面积，从而在电路过载时使导电单元410断开，对电路起到保护的作用，提高了大圆柱动力电池的安全性能。可选地，第一缓冲部411处也可以涂覆低熔点金属，如锡等，以保证第一连接区412和第二连接区413迅速断开，响应速度较快，避免了沿第二方向相邻设置的电芯单元100受到损坏。
可选地，在一些实施例中，连接部420为平面结构，连接部420的尺寸远小于导电单元410的尺寸，从而在相邻的导电单元410之间形成狭颈，狭颈本身即可作为第二熔断结构，当电路出现短路等极端情况时，狭颈会由于热应力集中而熔断，进而切断电路中的电流，以保护电路，避免沿第一方向相邻设置的电芯单元100被损坏，进而降低损失，节约成本，同时能够迅速找出有问题的大圆柱电池，有利于后期的维护和更换。当然，在其他实施例中，第二熔断结构还包括涂覆在狭颈上的低熔点金属，如锡等，此处不再一一赘述。
作为一种实施方案，连接部420也可以设置凸起结构，连接部420的凸起结构为第二缓冲部。通过第二缓冲部的设置，对沿第一方向相邻设置的电芯单元100之间的膨胀力、公差以及位移具有一定的缓冲作用，避免了连接部420断裂，提高连接部420的韧性，连接的可靠性高。可选地，连接部420的凸起结构呈“几”字型设置，连接部420的凸起结构可以通过冲压的方式制作而成，加工方法简单，且缓冲效果良好。
进一步地，第二熔断结构可以设置在第二缓冲部处，第二熔断结构包括在连接部420处开设的第二限流孔，第二限流孔可以根据实际需要设置一个或多个，第二限流孔的设置减小了连接部420处的横截面积，从而在电路过载时使连接部420断开，对电路起到保护的作用，提高了大圆柱动力电池的安全性能。优选地，第二熔断结构还包括涂覆在连接部420处的低熔点金属，比如锡等，当电路发生短路等极端情况时，电路中的电流迅速增大，温度升高至引起低熔点金属熔化，低熔点金属融化后能够使得连接部420的基材变脆，容易断开，从而迅速切断沿第一方向的电路连接，避免了沿第一方向相邻设置的电芯单元100受到损坏。
可选地，连接片400的导电单元410与连接部420一体成型，导电单元410与连接部420的厚度相同，连接片400的厚度设置为0.2mm～0.4mm。示例性地，连接片400的厚度设置为0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm或0.4mm等等，此处不再一一赘述。当然，在其他实施例中，连接片400的厚度也可以设置为此范围内的其他尺寸，本实施例对此不作具体限定。
优选地，连接片400包括第一绝缘层、第二绝缘层和第三绝缘层，第一绝缘层设置在第一缓冲部411和/第二缓冲部靠近电芯单元100的一侧，第二绝缘层设置在第一连接区412，第二绝缘层用于隔离所述第一连接区412与电芯单元100连接以外的部分，第三绝缘层设置在第二连接区413，第三绝缘层用于隔离第二连接区413与电芯单元100连接以外的部分。通过第一绝缘层、第二绝缘层和第三绝缘层的设置，避免了电芯单元100被短路，电路连接的安全性较高。
如图4所示，输入铜排200为变截面铜排，包括输入铜排的第一端201和输入铜排的第二端202，输入铜排的第一端201与大圆柱动力电池模组的输入端的电芯单元100连接，输入铜排的第一端201的厚度小于输入铜排的第二端202的厚度。可选地，输入铜排的第一端201的厚度为0.2mm～0.4mm，输入铜排的第二端202的厚度为3mm～5mm。示例性地，输入铜排的第一端201的厚度可以设置为0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm或0.4mm等等，此处不再一一赘述。当然，在其他实施例中，输入铜排的第一端201的厚度也可以设置为此范围内的其他尺寸，本实施例对此不作限定。输入铜排的第二端202的厚度为3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm等等，此处不再一一赘述。当然，在其他实施例中，输入铜排的第二端202的厚度也可以设置为此范围内的其他尺寸，本实施例对此不作限定。
可选地，输入铜排的第一端201包括与同个连接片400上的导电单元410对应个数的输入连接部。本实施例中以四个导电单元410为例进行说明，四个输入连接部分别与该次模组的输入端的四个电芯单元100连接，从而实现电流在输入铜排200处的分散，需强调的是，由于输入铜排的第一端201与电芯单元100的负极连接，为使保持整体的平整性，则可以根据电芯单元100的正极110与负极120的高度差适配设计输入铜排的第一端201与输入铜排的第二端202具备同样的高度差。
可选地，输入铜排的第一端201为平面结构，输入铜排的第一端201设有第二避让槽，第二避让槽为与电芯单元100的正极110的圆柱形凸起相匹配的圆弧型缺口，第二避让槽能够避让与所述输入铜排的第一端201连接的电芯单元100的正极110，并起到限位的作用，防止输入铜排出现脱落、移位的情况，另外，此种设置增大了输入铜排的第一端201与电芯单元100的负极120的连接面积，提高连接的可靠性，不容易出现虚连的情况。
如图5所示，输出铜排300为变截面铜排，包括输出铜排的第一端301和输出铜排的第二端302，输出铜排的第一端301与大圆柱动力电池模组的输出端的电芯单元100连接，输出铜排的第一端301的厚度小于输出铜排的第二端302的厚度。输出铜排的第一端301的厚度为0.2mm～0.4mm，输出铜排的第二端302的厚度为3mm～5mm。示例性地，输出铜排的第一端301的厚度可以设置为0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm或0.4mm等等，此处不再一一赘述。当然，在其他实施例中，输出铜排的第一端301的厚度也可以设置为此范围内的其他尺寸，本实施例对此不作限定。输出铜排的第二端302的厚度为3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm等等，此处不再一一赘述。当然，在其他实施例中，输出铜排的第二端302的厚度也可以设置为此范围内的其他尺寸，本实施例对此不作限定。
可选地，输出铜排的第一端301也包括与同个连接片400上的导电单元410对应个数的输入连接部。本实施例中以四个导电单元410为例进行说明，四个输入连接部分别与该次模组的输出端的四个电芯单元100连接，从而实现电流在输出铜排300处的汇流，需强调的是，由于输出铜排的第一端301与电芯单元100的正极连接，为使保持整体的平整性，则可以根据电芯单元100的正极110与负极120的高度差适配设计输处铜排的第一端301与输出铜排的第二端302具备同样的高度差。
在一些实施例中，输出铜排的第一端301为平面结构，第三熔断结构包括开设在输出铜排的第一端301上的第三限流孔，第三限流孔可以根据实际需要设置一个或多个，第三限流孔的设置减小了输出铜排的第一端301的横截面积，从而在电路过载时使输入连接部由于热应力集中而熔断，进而切断电路中的电流，对电路起到保护的作用，提高了大圆柱动力电池的安全性能。可选地，第三熔断结构还包括涂覆在输出铜排的第一端301上的低熔点金属，如锡等，此处不再一一赘述，在电路出现短路等极端情况时，低熔点金属融化使得输出铜排的第一端301的基材变脆，使得输出铜排的第一端301能够迅速断开，响应速度更快，从而起到快速切断电路的作用，以保护电芯单元100。
在其他实施例中，输出铜排的第一端301也可以设置为凸起结构，输出铜排的第一端301的凸起结构为第三缓冲部303。通过第三缓冲部303的设置，对输出铜排300与电芯单元100之间的膨胀力、公差以及位移具有一定的缓冲作用，连接的可靠性较高。可选地，输出铜排的第一端301的凸起结构呈“几”字型设置，可以通过冲压的方式制作而成，加工方法简单，且缓冲效果良好。进一步地，第三熔断结构可以设置在第三缓冲部303处，当电路出现短路等极端情况使电路温度过高时，第三熔断结构通过自身发热发生熔断，迅速断开输出铜排300与电芯单元100之间的电路连接，从而起到保护电芯单元100的作用。
进一步地，在一些实施例中，次模组可以为多个，此时CCS组件还包括连接铜排500，每个次模组对应连接一个CCS组件形成电单元组，除大圆柱动力电池模组的输入端和大圆柱动力电池模组的输出端外，连接铜排500连接相邻的电单元组，从而形成多个次模组组件，放电时，电流的流动方向从大圆柱动力电池模组的输入端开始，依次流经大圆柱动力电池模组的输入端所在的次模组、连接铜排500、与输入端所在的次模组相邻的次模组、连接铜排500、大圆柱动力电池模组的输出端所在的次模组，最后经由大圆柱动力电池模组的输出端流出，充电时则相反，此处不再描述，为方便说明，此处以三个次模组为例进行说明，如图1所示，三个次模组沿第一方向间隔设置，大圆柱动力电池模组的输入端为沿第一方向首个次模组一端的电芯单元100，大圆柱动力电池模组的输入端与输入铜排200相连，大圆柱动力电池模组的输出端为沿第一方向末个次模组一端的电芯单元100，大圆柱动力电池模组的输出端与输出铜排300相连。
可选地，三个次模组之间通过连接铜排500连接，为方便说明，此处三个次模组定义为第一模组、第二模组以及第三模组，如图1和图6所示，以放电为例，大圆柱动力电池模组的输入端为第一模组的首端，大圆柱动力电池模组的输出端为第三模组的末端，本实施例中的连接铜排500包括两个，两个连接铜排500均包括铜排本体501、与铜排本体501相连的第三端502和第四端503，为方便说明，两个连接铜排500定义为第一铜排和第二铜排，其中，第一铜排的第三端502与第一模组输出端的电芯单元100的正极110连接，第一铜排的第四端503与第二模组输入端的电芯单元100的负极120连接，第二铜排的第三端502与第二模组输出端的电芯单元100的正极110连接，第二铜排的第四端503与第三模组输入端的电芯单元100的负极120连接，从而通过连接铜排的设置方式，将三个次模组串联在一起，实现大圆柱动力电池模组的稳定充放电。
可选地，第三端502包括与同个连接片400上的导电单元410对应个数的第三端连接部，第四端包括与同个连接片400上的导电单元410对应个数的第四端连接部。本实施例中以四个导电单元410为例进行说明，四个第三端连接部分别与第一模组的输出端的四个电芯单元100连接，四个第四端连接部分别与第二模组的输入端的四个电芯单元100连接，从而完成第一模组与第二模组之间的串联。
优选地，为了保持整体平整性，连接铜排500的第三端502和第四端503与连接铜排本体501之间具有与电芯单元100的正极110与负极120的高度差相适配的高度差。
可选地，第三端502和第四端503的厚度均小于铜排本体501的厚度。第三端502和第四端503的厚度均为0.2mm～0.4mm，铜排本体501的厚度为3mm～5mm。示例性地，第三端502和第四端503的厚度可以设置为0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm或0.4mm等等，此处不再一一赘述。当然，在其他实施例中，第三端502和第四端503的厚度也可以设置为此范围内的其他尺寸，本实施例对此不作限定。铜排本体501的厚度为3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm等等，此处不再一一赘述。当然，在其他实施例中，铜排本体501的厚度也可以设置为此范围内的其他尺寸，本实施例对此不作限定。
可选地，在一些实施例中，第三端502设置为平面结构，第三端502设置有第四熔断结构。示例性地，第四熔断结构包括开设在第三端502上的第四限流孔，第四限流孔可以根据实际需要设置一个或多个，第四限流孔的设置减小了第三端502的横截面积，从而在电路过载时使第三端502由于热应力集中而熔断，进而切断电路中的电流，对电路起到保护的作用，提高了大圆柱动力电池的安全性能。可选地，第四熔断结构还包括涂覆在第三端502上的低熔点金属，如锡等，此处不再一一赘述，在电路出现短路等极端情况时，低熔点金属融化使得第三端502的基材变脆，第三端502能够迅速断开，响应速度更快，从而起到快速切断电路的作用，以保护电芯单元100。
在其他实施例中，第三端502设置凸起结构，第三端502的凸起结构为第四缓冲部504。通过第四缓冲部504的设置，对连接铜排500与电芯单元100之间的膨胀力、公差以及位移具有一定的缓冲作用，连接的可靠性较高。可选地，第三端502的凸起结构呈“几”字型设置，可以通过冲压的方式制作而成，加工方法简单，且缓冲效果良好。进一步地，第四熔断结构可以设置在第四缓冲部504处，当电路出现短路等极端情况使电路温度过高时，第四熔断结构通过自身发热发生熔断，迅速断开连接铜排500与电芯单元100的正极110之间的电路连接，从而起到保护电芯单元100的作用。
在一些实施例中，第四端503为平面结构，为了避让电芯单元100的正极110，连接铜排500的第四端503设置有第三避让槽，第三避让槽为与正极110的圆柱形凸起相匹配的圆弧型缺口，通过第三避让槽的设置，一方面，增大了连接铜排500的第四端503与负极120的连接面积，提高连接铜排500的第四端503与负极120之间连接的可靠性，不容易出现虚连的情况，另一方面，第三避让槽还能够起到限位的作用，防止连接铜排500出现脱落、移位的情况。
当然，在其他实施例中，次模组为多个时，多个电单元组也可以沿第二方向间隔设置，以满足不同的大圆柱动力电池模组的设置需要，大圆柱动力电池模组的输入端为沿第二方向首个次模组一端的电芯单元100，大圆柱动力电池模组的输出端为沿第二方向末个次模组一端的电芯单元100。
在一些实施例中，多个电单元组也可以沿第三方向间隔设置，大圆柱动力电池模组的输入端为沿第三方向首个次模组一端的电芯单元100，大圆柱动力电池模组的输出端为沿第三方向末个次模组一端的电芯单元100，适应性的，当多个次模组沿第三方向间隔设置时，所述连接铜排500的第三端502和第四端503沿第三方向间隔设置，从而可以适应性地连接沿第三方向间隔设置的两个次模组。
本发明还提供一种大圆柱动力电池模组，包括上述方案中的汇流排组件以及一个或多个次模组，次模组包括多个电芯单元100，汇流排组件用于连接电芯单元100。该大圆柱动力电池模组通过的内部结构简洁，通过输入铜排200、输出铜排300以及与次模组对应数量的CCS组件即可完成大圆柱动力电池模组内多个电芯单元100之间的电路连接，CCS组件连接的可靠性较高，且空间利用率高，大圆柱动力电池模组的能量密度较高。
可选地，参见图1和图7，大圆柱动力电池模组包括FPC600和BMS，FPC600上设有镍片602和输出插件601，镍片602设置有多个，多个镍片602的两端分别与FPC600和连接片400连接，根据实际情况可以选择镍片602设置的数量，输出插件601插设在BMS上，通过FPC600和BMS能够完成每个次模组的电芯单元100的电压采集工作。通过将输出插件601直接插设在BMS上，减少了中间转接线束的使用，占用空间较小，安装工序简单，人工成本低，有利于产业化高效生产。
参见图1和图8，大圆柱动力电池模组包括NTC,NTC通过镍片602与FPC600焊接连接，为了实现对温度的精确采集，本实施例中位于第一模组的首端的电芯单元100的负极120顶盖处设有NTC采集点700，NTC贴设于该NTC采集点700上，解决了大圆柱动力电池模组温度采集困难的问题，实现了对电芯单元100的温度的精确采集。当然，在其他实施例中，NTC采集点700也可以设置在电芯单元100的正极110极柱或电芯单元100的中间位置，从而保证采集的电芯单元100的温度较为准确。
继续参见图7，大圆柱动力电池模组还包括塑胶支架800,塑胶支架800设置于CCS组件与电芯单元100之间，塑胶支架800上设有仿形孔，通过仿形孔输入铜排200、输出铜排300以及CCS组件能够与多个电芯单元100进行定位装配，塑胶支架800能够承载输入铜排200、输出铜排300以及CCS组件，并起到固定的作用，同时将电芯单元100和输入铜排200、输出铜排300以及CCS组件集成，减少了PACK零部件的数量，工艺流程简单，成本较低，同时还能够降低电芯单元100与输入铜排200、输出铜排300以及CCS组件间的短路风险，从而保证了大圆柱动力电池模组的电气安全。
可选地，塑胶支架800一体成型，加工工艺简单，且成本较低。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (31)
1.一种汇流排组件，用于大圆柱动力电池模组的电路连接，所述大圆柱动力电池模组包括至少一个次模组，所述次模组包括多个电芯单元(100)，其特征在于，所述汇流排组件包括：
输入铜排(200)，所述输入铜排(200)与所述大圆柱动力电池模组的输入端的所述电芯单元(100)连接；
输出铜排(300)，所述输出铜排(300)与所述大圆柱动力电池模组的输出端的所述电芯单元(100)连接；及
与所述次模组对应数量的CCS组件；一个所述次模组对应连接一个所述CCS组件形成电单元组；所述CCS组件包括至少一个连接片(400)，所述连接片(400)包括多个导电单元(410)和连接部(420)，沿第一方向相邻间隔设置的所述导电单元(410)通过所述连接部(420)连接，多个所述导电单元(410)并联沿所述第一方向相邻设置的所述电芯单元(100)，所述导电单元(410)串联沿第二方向相邻设置的所述电芯单元(100)。
2.根据权利要求1所述的汇流排组件，其特征在于，所述导电单元(410)设有凸部，所述凸部形成第一缓冲部(411)。
3.根据权利要求2所述的汇流排组件，其特征在于，所述第一缓冲部(411)上设置有第一熔断结构。
4.根据权利要求1所述的汇流排组件，其特征在于，所述连接片(400)的厚度为0.2mm～0.4mm。
5.根据权利要求1所述的汇流排组件，其特征在于，所述连接片(400)包括第一绝缘层，所述第一绝缘层设置在所述连接片(400)上靠近所述电芯单元(100)的一侧。
6.根据权利要求1所述的汇流排组件，其特征在于，所述电芯单元(100)包括正极(110)和负极(120)，所述负极(120)设置在所述电芯单元(100)的端面上，所述正极(110)与所述负极(120)设置在同侧，所述正极(110)包括圆柱形凸起，所述导电单元(410)设置有第一避让槽(414)，所述第一避让槽(414)能够避让所述圆柱形凸起。
7.根据权利要求1所述的汇流排组件，其特征在于，所述连接部(420)为平面结构；或
所述连接部(420)为凸起结构，所述连接部(420)包括第二缓冲部。
8.根据权利要求7所述的汇流排组件，其特征在于，所述连接部(420)上设置有第二熔断结构；或
所述第二缓冲部设置有第二熔断结构。
9.根据权利要求1所述的汇流排组件，其特征在于，所述导电单元(410)包括第一连接区(412)和第二连接区(413)，所述第一连接区(412)和所述第二连接区(413)分别与沿所述第一方向相邻设置的两个所述电芯单元(100)连接。
10.根据权利要求9所述的汇流排组件，其特征在于，所述第一连接区(412)和所述第二连接区(413)在第三方向上的高度不同。
11.根据权利要求9所述的汇流排组件，其特征在于，所述第一连接区(412)包括第二绝缘层，所述第二连接区(413)包括第三绝缘层，所述第二绝缘层用于隔离所述第一连接区(412)与所述电芯单元(100)连接以外的部分，所述第三绝缘层用于隔离所述第二连接区(413)与所述电芯单元(100)连接以外的部分。
12.根据权利要求1所述的汇流排组件，其特征在于，所述输入铜排(200)和/或所述输出铜排(300)为变截面铜排，所述输入铜排(200)和所述输出铜排(300)均包括第一端和第二端，所述输入铜排的第一端(201)与所述大圆柱动力电池模组的输入端的所述电芯单元(100)连接，所述输出铜排的第一端(301)与所述大圆柱动力电池模组的输出端的所述电芯单元(100)连接。
13.根据权利要求12所述的汇流排组件，其特征在于，所述第一端的厚度小于所述第二端的厚度，所述第一端的厚度为0.2mm～0.4mm，所述第二端的厚度为3mm～5mm。
14.根据权利要求12所述的汇流排组件，其特征在于，所述第一端包括与同个所述连接片(400)上的所述导电单元(410)对应个数的输入连接部。
15.根据权利要求12所述的汇流排组件，其特征在于，所述第一端为平面结构；或
所述第一端为凸起结构，所述第一端包括第三缓冲部(303)。
16.根据权利要求15所述的汇流排组件，其特征在于，所述第一端设有第三熔断结构；或
所述第三缓冲部(303)上设置有第三熔断结构。
17.根据权利要求1-16任一所述的汇流排组件，其特征在于，当所述次模组为一个时，所述大圆柱动力电池模组的输入端为所述次模组一端的所述电芯单元(100)，所述大圆柱动力电池模组的输出端为所述次模组另一端的所述电芯单元(100)。
18.根据权利要求1-16任一所述的汇流排组件，其特征在于，当所述次模组为多个时，所述CCS组件还包括连接铜排(500)，除所述大圆柱动力电池模组的输入端和所述大圆柱动力电池模组的输出端外，所述连接铜排(500)连接相邻的所述次模组。
19.根据权利要求18所述的汇流排组件，其特征在于，多个所述次模组沿所述第一方向间隔设置，所述大圆柱动力电池模组的输入端为沿所述第一方向首个次模组一端的电芯单元(100)，所述大圆柱动力电池模组的输出端为沿所述第一方向末个次模组一端的电芯单元(100)。
20.根据权利要求18所述的汇流排组件，其特征在于，多个所述次模组沿所述第二方向间隔设置，所述大圆柱动力电池模组的输入端为沿所述第二方向首个次模组一端的电芯单元(100)，所述大圆柱动力电池模组的输出端为沿所述第二方向末个次模组一端的电芯单元(100)。
21.根据权利要求18所述的汇流排组件，其特征在于，多个所述次模组沿第三方向间隔设置，所述大圆柱动力电池模组的输入端为沿所述第三方向首个次模组一端的电芯单元(100)，所述大圆柱动力电池模组的输出端为沿所述第三方向末个次模组一端的电芯单元(100)。
22.根据权利要求18所述的汇流排组件，其特征在于，所述连接铜排(500)包括铜排本体(501)、与所述铜排本体(501)相连的第三端(502)和第四端(503)，所述第三端(502)和所述第四端(503)分别与相邻设置的所述次模组的所述电芯单元(100)连接。
23.根据权利要求22所述的汇流排组件，其特征在于，所述第三端(502)和所述第四端(503)的厚度均小于所述铜排本体(501)的厚度。
24.根据权利要求23所述的汇流排组件，其特征在于，所述第三端(502)和所述第四端(503)的厚度均为0.2mm～0.4mm，所述铜排本体(501)的厚度为3mm～5mm。
25.根据权利要求22所述的汇流排组件，其特征在于，所述第三端(502)包括与同个所述连接片(400)上的所述导电单元(410)对应个数的第三端连接部，所述第四端(503)包括与同个所述连接片(400)上的所述导电单元(410)对应个数的第四端连接部。
26.根据权利要求25所述的汇流排组件，其特征在于，所述第三端(502)和/或所述第四端(503)为平面结构；或
所述第三端(502)和/或所述第四端(503)为凸起结构，所述第三端(502)和/或所述第四端(503)包括第四缓冲部(504)。
27.根据权利要求26所述的汇流排组件，其特征在于，所述第三端(502)上设置有第四熔断结构；或
所述第四缓冲部(504)设置有第四熔断结构。
28.一种大圆柱动力电池模组，其特征在于，包括上述权利要求1-27任一所述的汇流排组件以及一个或多个次模组，所述次模组包括多个电芯单元(100)，所述汇流排组件用于连接所述电芯单元(100)。
29.根据权利要求28所述的大圆柱动力电池模组，其特征在于，所述大圆柱动力电池模组包括FPC(600)和BMS，所述FPC(600)与所述CCS组件连接，所述FPC(600)设有输出插件(601)，所述输出插件(601)插设在所述BMS上。
30.根据权利要求29所述的大圆柱动力电池模组，其特征在于，所述大圆柱动力电池模组包括NTC,所述NTC设置于所述电芯单元(100)上，且所述NTC与所述FPC(600)连接。
31.根据权利要求28所述的大圆柱动力电池模组，其特征在于，所述大圆柱动力电池模组还包括塑胶支架(800),所述塑胶支架(800)设置于所述CCS组件与所述电芯单元(100)之间，所述塑胶支架(800)用于固定输入铜排(200)、输出铜排(300)以及所述CCS组件。
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