CN114725624B - 电池模组及工程车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及能源机械技术领域，提供一种电池模组及工程车辆，电池模组包括多个电芯组和多个第一汇流排，每一电芯组包括至少两个单体电芯，第一汇流排用于并联相邻的电芯组，第一汇流排的相对两侧分别包括至少两个第一连接端子，第一连接端子分别用于串联电芯组中的单体电芯。第一汇流排可以将多个单体电芯并联形成电芯组，相邻的电芯组又可以通过第一汇流排进行串联，在电池模组的横向并联，使得汇流排的载流截面随并联的单体电芯的数量等比例增加，使得电芯模组的成组不受并联数量的限制，满足多组并联高载流热的安全要求，而且采用先并后串的连接方式，减少了电压采集点一半以上的数量，从而降低了电池模组的整体成本。

Description

电池模组及工程车辆

技术领域

本发明涉及能源机械技术领域，尤其涉及一种电池模组及工程车辆。

背景技术

随着纯电动汽车的推广，工程车辆的电动化也逐步推广应用，相比于乘用车，工程车对电池的容量要求更大，进而对汇流排载流量的要求更高，而现有的电池模组无法满足工程车辆的容量要求。

发明内容

本发明实施例提供一种电池模组及工程车辆，用以解决现有技术中电池模组无法满足工程车辆容量要求的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种电池模组，包括：多个电芯组，每一所述电芯组包括至少两个单体电芯；

多个第一汇流排，所述第一汇流排用于并联相邻的所述电芯组，所述第一汇流排的相对两侧分别包括至少两个第一连接端子，所述第一连接端子分别用于串联所述电芯组中的所述单体电芯。

根据本发明一个实施例的电池模组，还包括液冷板，所述液冷板设于所述电芯组的下方并与所述电芯组相连接。

根据本发明一个实施例的电池模组，还包括相对设置的两个端板、与所述端板相连接且相对设置的两个侧挤塑板；

所述液冷板分别与所述端板和所述侧挤塑板相连接，并与所述端板和所述侧挤塑板围合形成容置腔体，所述电芯组位于所述容置腔体内。

根据本发明一个实施例的电池模组，两个所述端板的底部设有凸出部；

所述液冷板相对两侧分别设有配合槽，所述端板通过所述凸出部嵌设于所述配合槽以与所述液冷板相连接。

根据本发明一个实施例的电池模组，所述容置腔室内还设有至少一个中挤塑板，所述中挤塑板的两端分别连接所述侧挤塑板且将所述容置腔室分为多个子腔室。

根据本发明一个实施例的电池模组，所述端板上还开设有多个第一配合孔，所述侧挤塑板和所述中挤塑板上分别开设有多个与所述第一配合孔相对应的第二配合孔，所述端板通过螺杆依次穿过所述第一配合孔和所述第二配合孔以与所述侧挤塑板和所述中挤塑板可拆卸连接。

根据本发明一个实施例的电池模组，所述第一配合孔沿所述端板的高度方向间隔排布，所述第二配合孔沿所述侧挤塑板和所述中挤塑板的高度方向间隔排布。

根据本发明一个实施例的电池模组，所述电芯组呈矩阵排布，所述侧挤塑板中的一者的相对两端分别设有第一极柱和第二极柱；

还包括两个第二汇流排，所述第二汇流排中的一者与所述第一极柱相连接，另一者与所述第二极柱相连接；

所述第二汇流排一侧设有至少两个第二连接端子，所述第二连接端子与靠近所述侧挤塑板放置的所述电芯组中的所述单体电芯相连接。

根据本发明一个实施例的电池模组，两个所述侧挤塑板上设有至少一个第三汇流排，所述第三汇流排包括两组连接部，任一个所述连接部上设有至少两个第三连接端子，所述连接部用于将沿侧挤塑板宽度方向上相邻的所述电芯组进行串联。

本发明实施例提供的电池模组，通过第一汇流排的设置，第一汇流排可以将多个单体电芯并联形成电芯组，相邻的电芯组又可以通过第一汇流排进行串联，在电池模组的横向并联，使得汇流排的载流截面随并联的单体电芯的数量等比例增加，使得电芯模组的成组不受并联数量的限制，满足多组并联高载流热的安全要求，而且采用先并后串的连接方式，减少了电压采集点一半以上的数量，从而降低了电池模组的整体成本。

第二方面，本发明实施例提供一种工程车辆，包括车体和上述的电池模组，电池模组装配于车体上。

需要说明的是，车体包括电池模组，由此具备电池模组所具有的所有有益效果，在此不做限定。

进一步地，将液冷板设于电芯组的下方，既可以起到支撑电芯排放的作用，又可以同时作为热管理部件。

进一步地，汇流排的截面宽度可以随着电芯的并数呈正比例扩展，从而满足大载流要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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他的附图。

图1为本发明实施例的电池模组的结构示意图；

图2为图1的爆炸视图；

图3为图1所示的端板、侧挤塑板以及中挤塑板的结构示意图；

图4为图1所示的第一汇流排的结构示意图；

图5为图1所示的电芯组的组合结构示意图；

图6为图5所示的A处的放大结构示意图；

图7为本发明实施例液冷板的结构示意图；

图8为本发明实施例端板的结构示意图；

图9为本发明实施例的第二汇流排的结构示意图；

图10为本发明实施例的第三汇流排的结构示意图；

图11为图1所示的俯视图；

图12为电芯组的串联排布示意图；

附图标记：

10、电芯组；110、单体电芯；120、第一极柱；130、第二极柱；140、采集线束；

20、第一汇流排；210、第一连接端子；

30、端板；310、凸出部；320、第一配合孔；

40、侧挤塑板；410、第二配合孔；

50、液冷板；510、导热硅胶垫；520、螺杆；530、配合槽；

60、容置腔体；610、中挤塑板；620、子腔室；

70、第二汇流排；710、第二连接端子；

80、第三汇流排；810、连接部；820、第三连接端子。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“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。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实施例中的具体含义。

本发明实施例提出保护一种工程车辆，工程车辆可以但不限于挖掘机、起重机、装载机或者履带机等，在此不做限定。工程车辆包括车体，车体上设置有电池模组，电池模组用于给车体提供电能。

下面结合图1至图4，本发明实施例提出保护一种电池模组，包括多个电芯组10和多个第一汇流排20，每一电芯组10包括至少两个单体电芯110，第一汇流排20用于并联相邻的电芯组10，第一汇流排20的相对两侧分别包括至少两个第一连接端子210，第一连接端子210分别用于串联电芯组10中的单体电芯110。

需要说明的是，可以使得两个单体电芯110组成电芯组10，也可以使得三个单体电芯110组成电芯组10，或者更多数量的单体电芯110组成电芯组10，电芯组10中包括的单体电芯110的数量在此不做限定。

具体可以参照图4，此处先以三个单体电芯110组成电芯组10为例进行说明，那么第一汇流排20的单侧分别设置有三个第一连接端子210以并联三个单体电芯110。三个第一连接端子210可以连接三个单体电芯110，使得三个单体电芯110并联。同时，另一端的三个第一连接端子210连接相邻的电芯组10中的三个单体电芯110，如此使得相邻的电芯组10通过第一汇流排20形成串联。

也即，一个第一汇流排20可以串联两个电芯组10，且可以并联电芯组10中的多个单体电芯110。对于大容量电芯，采用先并后串的连接方式，比纵向串联的连接方式可以增加汇流排的截面宽度，从而增加载流。而且，三个单体电芯110并联，电压采集点的数量可以减少三分之二，从而减低了电池模组的整体成本。

在本发明的一些实施例中，还包括液冷板50，液冷板50设于电芯组10的下方并与电芯组10相连接。相较于传统地将液冷板50集成于电芯组10中间，本发明实施例将液冷板50放置于电芯组10下方，在满足其作为热管理部件的同时，还可以起到支撑电芯组10的作用，能够起到提高电池模组整体刚度的作用。

为便于电芯组10与液冷板50之间导热，还在电芯组10和液冷板50之间设置导热件，导热件可以但不限于导热硅胶垫510，导热硅胶垫510可以将液冷板50侧的低温向电芯组10侧快速传输，起到降温的作用，能够及时导出电池模组工作过程中产生的多余热量，避免过量温升的发生。导热硅胶垫510与液冷板50以及电芯组10的连接方式可以采用胶水粘接。

可参照图3，在本发明的一些实施例中，电池模组还包括相对设置的两个端板30、与端板30相连接且相对设置的两个侧挤塑板40；液冷板50分别与端板30和侧挤塑板40相连接，且液冷板50、端板30以及侧挤塑板40围合形成容置腔体60，电芯组10位于容置腔体60内。

需要说明的是，将液冷板50放置在电芯组10下方，也即位于容置腔体60底部的设计，相较于传统的电池模组另设底板的设置方式，本发明实施例中以液冷板50充当底板，可以满足电池模组轻量化的要求，且使得电池模组结构更加简单。

进一步地，容置腔室内还设有至少一个中挤塑板610，中挤塑板610的两端分别连接侧挤塑板40且将容置腔室分为多个子腔室620。子腔室620的设置更便于电芯组10的排布，方便安装。

请参照图2和图7，对于液冷板50的安装，在本发明实施例中，两个端板30的底部分别设有凸出部310；液冷板50相对两侧分别设有配合槽530，端板30通过凸出部310嵌设于配合槽530以与液冷板50相连接。

对于端板30和侧挤塑板40与中挤塑板610的连接，本发明实施例中，在端板30上开设多个第一配合孔320，侧挤塑板40和中挤塑板610上分别开设有多个与第一配合孔320相对应的第二配合孔410，端板30通过螺杆520依次穿过第一配合孔320和第二配合孔410以与侧挤塑板40和中挤塑板610相连接。

为提高端板30和侧挤塑板40以及中挤塑板610的连接强度，使得第一配合孔320沿端板30的高度方向间隔排布，第二配合孔410沿侧挤塑板40和中挤塑板610的高度方向间隔排布。沿侧挤塑板40的高度方向上，第二配合孔410的数量可以为两个、三个、四个或者更多，可以根据侧挤塑板40的高度进行对应调整，在此不做限定。

电池模组在装配过程中，可以先对液冷板50和端板30进行连接。也即，将端板30上的凸出部310嵌设于液冷板50的配合槽530内，形成U型腔，然后将侧挤塑板40与端板30之间通过螺杆520进行装配，螺杆520的端部可以设置螺母以对侧挤塑板40的位置进行限定。当侧挤塑板40安装完成后，可以将中挤塑板610放置在指定位置，并进一步通过螺杆520对端板30与中挤塑板610进行连接，进一步在容置腔体60内放置导热硅胶垫510与液冷板50粘接，完成后在容置腔体60内依次电芯组10，即可完成装配。

对于两侧的端板30，也可以采用捆扎等其他连接方式连接，在此不做限定。而对于两侧的侧挤塑板40之间还可以采用竖向与液冷板50接，在此也不做限定。

请参照图5、图6和图10，在本发明的一些实施例中，电芯组10呈矩阵排布，任一侧的侧挤塑板40的相对两端分别设有第一极柱120和第二极柱130；还包括两个第二汇流排70，第二汇流排70中的一者与第一极柱120相连接，另一者与第二极柱130相连接；第二汇流排70一端设有至少两个第二连接端子710，第二连接端子710与靠近侧挤塑板40放置的电芯组10中的单体电芯110相连接。

具体地，第一极柱120和第二极柱130中的一者为阳极，另一者为阴极，第二汇流排70用于对第一极柱120和第二极柱130与电芯组10形成连接，使得电芯组10中的正负极分别汇集在第一极柱120和第二极柱130处。而且第二连接端子710的数量与每个电芯组10中包括的单体电芯110的数量相对应。例如当每个电芯组10中包括三个单体电芯110，则第二连接端子710的数量也为三个。

请参照图9，进一步地，侧挤塑板40上设有至少一个第三汇流排80，第三汇流排80包括两组连接部810，任一个连接部810上设有至少两个第三连接端子820，连接部810用于将沿侧挤塑板40宽度方向上相邻的电芯组10进行串联。

第三汇流排80的设置可以在侧挤塑板40的长度方向上并联多个电芯组10，以满足大容量载流的要求。第三连接端子820的数量与每个电芯组10中的单体电芯110的数量相对应。例如，当每个电芯组10中的单体电芯110的数量为三个时，第三连接端子820的数量也为三个，以并联沿侧挤塑板40长度方向上的电芯组10.

需要说明的是，第一汇流排20、第二汇流排70以及第三汇流排80的材质可以为铝，也可以为铜排或者镍片，在此不做限定。

而且，第一汇流排20中的第一连接端子210之间、第二汇流排70中的第二连接端子710之间以及第三汇流排80的第三连接端子820之间均间隔设置，形成避让空间，如此在第一汇流排20、第二汇流排70以及第三汇流排80与电芯组10焊接时可以更加平整，外观更加美观，焊接效果以及质量更好。

请参照图11和图12，电池模组的两个侧挤塑板40分别为第一端和第二端。第一端设置有第一极柱120和第二极柱130，第一端和第二端分别设置有第三汇流排80。

此时，侧挤塑板40的长度方向串联多个电芯组10，侧挤塑板40的长度方向设置多排电芯组10。以第一极柱120作为起始端，多个电芯组10沿端板30的长度方向串联至第二端，第二端的第三汇流排80将相邻排的电芯组10串联，并朝向第一端串联多个电芯组10，第一端也可以设置第三汇流排80对侧挤塑板40长度方向的电芯组10串联，并继续朝向第二端串联电芯组10，呈S型串联电芯组10直至到达第二极柱130。具体可以参照图12，串联的简图如图12所示为例进行说明，形成三并二十四串的连接方式。也即，从第一极柱120起始端，呈S型串联至第二极柱130。

可以根据电芯组10的排数在第一端设置或者不设置第三汇流排80。当只有两排电芯组10时，则第一端不用设置第三汇流排80，而当有两排以上的电芯组10时，则需要设置第三汇流排80。也即，第三汇流排80的作用是将沿侧挤塑板40长度方向上相邻的电芯组10进行串联，使得相邻排的电芯组10串联连接。

进一步地，电芯组10上方还设有至少两根采集线束140，用于收集电芯组10的温度和电压。因为本实施例中电芯组10的排数四排，则只需要在相邻排中间设置采集线束140即可，也即采集线束140的数量为两根，但实际情况，需要根据电芯组10的排数进行对应调整，在此不做赘述。

在本发明实施例中，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实施例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。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种电池模组，其特征在于，包括：

多个电芯组，每一所述电芯组包括至少两个单体电芯；

两个端板，相对设置；

两个侧挤塑板，相对设置，且所述侧挤塑板的两端分别与两个所述端板相连接，两个所述端板和两个所述侧挤塑板围合形成容置腔体，所述容置腔体内设有至少两排所述电芯组，每排包括至少两个所述电芯组，每个所述电芯组中的各个所述单体电芯沿所述侧挤塑板的长度方向并联设置；

多个第一汇流排，在每排所述电芯组中，所述第一汇流排用于串联相邻的所述电芯组，所述第一汇流排的相对两侧分别包括至少两个第一连接端子，位于同一侧的各个所述第一连接端子沿所述侧挤塑板的长度方向间隔分布，所述第一连接端子分别用于并联所述电芯组中的所述单体电芯；

至少一个第三汇流排，设置在所述侧挤塑板上，所述第三汇流排包括两组连接部，任一个所述连接部上设有至少两个第三连接端子，各个所述第三连接端子沿所述侧挤塑板的长度方向间隔分布，在相邻两排所述电芯组之间，所述连接部用于将沿所述侧挤塑板长度方向上相邻的所述电芯组进行串联。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，还包括液冷板，所述液冷板设于所述电芯组的下方并与所述电芯组相连接。

3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述液冷板位于所述容置腔体的底部，且所述液冷板分别与所述端板和所述侧挤塑板相连接。

4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，两个所述端板的底部设有凸出部；

所述液冷板相对两侧分别设有配合槽，所述端板通过所述凸出部嵌设于所述配合槽以与所述液冷板相连接。

5.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述容置腔体内还设有至少一个中挤塑板，所述中挤塑板的两端分别连接所述端板且将所述容置腔体分为多个子腔室。

6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述端板上还开设有多个第一配合孔，所述侧挤塑板和所述中挤塑板上分别开设有多个与所述第一配合孔相对应的第二配合孔，所述端板通过螺杆依次穿过所述第一配合孔和所述第二配合孔以与所述侧挤塑板和所述中挤塑板可拆卸连接。

7.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，所述第一配合孔沿所述端板的高度方向间隔排布，所述第二配合孔沿所述侧挤塑板和所述中挤塑板的高度方向间隔排布。

8.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述电芯组呈矩阵排布，所述侧挤塑板中的一者的相对两端分别设有第一极柱和第二极柱；

还包括两个第二汇流排，所述第二汇流排中的一者与所述第一极柱相连接，另一者与所述第二极柱相连接；

所述第二汇流排一侧设有至少两个第二连接端子，所述第二连接端子与靠近所述侧挤塑板放置的所述电芯组中的所述单体电芯相连接。

9.一种工程车辆，其特征在于，包括车体和权利要求1-8任一项所述的电池模组，所述电池模组装配于所述车体上。