CN115241612B - 一种电池模组及电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电池模组及电池包，所述电池模组包括电芯模块、侧板、第一端板、第二端板、BMU从板、引出铜排与FPC采集板；侧板位于电芯模块的两侧，第一端板与第二端板分别位于电芯模块的两端；BMU从板集成在第一端板远离电芯模块的一侧表面；引出铜排包括分别设置于电芯模块两端的正极引出铜排与负极引出铜排；电芯模块与第一端板之间设置第一绝缘组件，电芯模块与第二端板之间设有第二绝缘组件；FPC采集板包括弯折部与连接部，连接部在电芯模块与侧板之间延伸，弯折部穿过第一绝缘组件，并弯折延伸至第一端板的外侧连接BMU从板。本发明将FPC采集板进行电池模组内部转接，减小模组串联线束的空间，有利于提高模组串并联的效率。

Description

一种电池模组及电池包
技术领域
本发明属于新能源汽车行业技术领域，涉及一种电池模组及电池包。
背景技术
近年来，国内外的车企们纷纷推出以混合动力或纯电动为主的新能源汽车，为新能源汽车的发展开通绿色通道。电池包作为新能源汽车的储能元件，直接影响着新能源汽车的性能。
目前，新能源汽车通常要求大容量、高功率电池，当车辆处于不同运行状态时，电池以不同的倍率放电，产生大量的热量，如无法有效散热，则会影响电池的使用寿命和性能，造成安全隐患。但现有汽车内电池单元内部排布复杂，空间有限，容易发生短路、过放电，且散热效率低，降低了电池的性能，进而发生热失控。
因此，对电池包结构进行优化，以提高电池包内部的成组率，强化电池的散热效率是非常重要的。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种电池模组及电池包，将FPC采集板进行电池模组内部转接，减小模组串联线束的空间，有利于提高模组串并联的效率。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种电池模组，所述的电池模组包括电芯模块、侧板、第一端板、第二端板、BMU从板、引出铜排与FPC采集板；
所述侧板位于所述电芯模块的两侧，所述第一端板与所述第二端板分别位于所述电芯模块的两端；
所述BMU从板集成在所述第一端板远离所述电芯模块的一侧表面；
所述引出铜排包括分别设置于所述电芯模块两端的正极引出铜排与负极引出铜排；
所述电芯模块与所述第一端板之间设置第一绝缘组件，以对所述电芯模块与所述负极引出铜排进行绝缘；
所述电芯模块与所述第二端板之间设有第二绝缘组件，以对所述电芯模块与所述正极引出铜排进行绝缘；
所述的FPC采集板包括弯折部与连接部，所述连接部在所述电芯模块与所述侧板之间延伸，所述弯折部穿过所述第一绝缘组件，并弯折延伸至所述第一端板的外侧连接所述BMU从板。
作为本发明一个优选技术方案，所述的电芯模块包括依次排列设置的至少两个电芯，沿所述电芯长度方向的两侧分别设置有极柱；
所述电芯靠近所述侧板的一侧分别设置有排气阀。
作为本发明一个优选技术方案，沿所述侧板的外缘设置有向靠近所述电芯模块的一侧弯折的固定部；所述的固定部用于分别与所述第一端板和所述第二端板焊接固定。
作为本发明一个优选技术方案，所述的第一绝缘组件包括第一绝缘板与第二绝缘板，所述的第一绝缘板与第二绝缘板分别设置于所述的FPC采集板的所述弯折部的两侧表面。
所述弯折部伸出所述第一端板的外表面还设置有保护盖。
作为本发明一个优选技术方案，所述的第二绝缘组件包括第三绝缘板与第四绝缘板；
所述的第三绝缘板设置于所述正极引出铜排与所述第二端板之间，所述的第四绝缘板设置于所述正极引出铜排与所述电芯模块之间。
作为本发明一个优选技术方案，所述的电池模组还包括位于所述电芯模块两侧的铝排组件。
所述的铝排组件包括铝排支撑架与至少两个汇流铝排，所述的铝排支撑架用于支撑所述汇流铝排。
所述的至少两个汇流铝排依次串联设置，所述的汇流铝排分别连接所述电芯的极柱。
所述的铝排支撑架设置于所述侧板与所述电芯模块之间，所述汇流铝排分别固定于所述铝排支撑架远离所述电芯模块的一侧表面。
所述的汇流铝排通过热熔柱固定在所述铝排支撑架上。
作为本发明一个优选技术方案，所述的电池模组还包括FPC支撑架，所述的FPC支撑架用于支撑所述FPC采集板。
所述的FPC支撑架设置于所述FPC采集板与所述汇流铝排之间。
作为本发明一个优选技术方案，所述铝排支撑架与所述侧板之间还设置有隔热板。
所述侧板的表面并排开设至少两个第一排气孔。
所述隔热板的表面并排开设至少两个第二排气孔。
所述铝排支撑架的表面并排开设至少两个第三排气孔。
所述第一排气孔、所述第二排气孔与所述第三排气孔与所述排气阀一一对应。
所述侧板靠近所述隔热板一侧的表面还设置有绝缘膜层。
所述的隔热板为云母片。
第二方面，本发明提供了一种电池包，所述的电池包包括第一方面所述的电池模组。
作为本发明一个优选技术方案，所述的电池包还包括第一液冷板与第二液冷板，所述的第一液冷板与第二液冷板分别胶黏连接所述电芯模块的相对的两侧表面。
所述第一液冷板与所述电芯模块之间设置第一导热胶层。
所述第二液冷板与所述电芯模块之间设置第二导热胶层。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的一种电池模组及电池包，电池模组中的电芯两侧出极柱，温度和电压的采集分布在两侧，不影响电芯与液冷板的接触，将FPC采集板进行电池模组内部转接，提高了模组串并联的效率，电池模组自带BMU从板，减小模组串联线束的空间，FPC采集板直接与BMU从板连接，有利于提升效率；
(2)本发明提供的电池包，无底壳和上盖，电池模组直接通过导热胶与液冷板接触，实现双层冷却，优化了导热路径，提升了成组率。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的电池模组的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的电芯模块、第一端板与第二端板的配合示意图；
图3为本发明实施例1提供的FPC采集板的结构示意图；
图4为本发明实施例1提供的正极引出铜排的结构示意图；
图5为本发明实施例1提供的侧板、第一端板与第二端板的配合示意图；
图6为本发明实施例1提供的铝排组件的结构示意图；
图7为本发明实施例1提供的排气阀处的结构示意图。
其中，1-电芯模块；2-侧板；3-第一端板；4-第二端板；5-FPC采集板；6-FPC支撑架；7-连接部；8-弯折部；9-汇流铝排；10-铝排支撑架；11-第一绝缘组件；12-第二绝缘组件；13-正极引出铜排；14-隔热板；15-排气阀；16-绝缘膜层；17-热熔柱；18-BMU从板；19-负极引出铜排。
具体实施方式
需要理解的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“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”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在一个具体实施方式中，本发明提供了一种电池模组，包括电芯模块1、侧板2、第一端板3、第二端板4、BMU从板18、引出铜排与FPC采集板5。
侧板2位于电芯模块1的两侧，第一端板3与第二端板4分别位于电芯模块1的两端。BMU从板18集成在第一端板3远离电芯模块1的一侧表面。
引出铜排包括正极引出铜排13与负极引出铜排19，正极引出铜排13与负极引出铜排19分别设置于电芯模块1的两端。电芯模块1与第一端板3之间设置第一绝缘组件11，以对电芯模块1与负极引出铜排19进行绝缘。电芯模块1与第二端板4之间设置第二绝缘组件12，以对电芯模块1与正极引出铜排13进行绝缘。
FPC采集板5包括弯折部8与连接部7，连接部7在电芯模块1与侧板2之间延伸，弯折部8穿过第一绝缘组件11，并弯折延伸至第一端板3的外侧连接BMU从板18。
本发明中FPC采集板5由电池模组的内部进行转接，第一绝缘组件11能够避免FPC采集板5与第一端板3接触。本发明中正极引出铜排13设置于第二绝缘组件12内，当电芯模块1内的电芯为奇数串时，电芯模块1的正负极引出在对角位置，为方便PACK连接，将引出铜排在电池模组内部进行转接，能够使正负极引出在同一侧，便于电池模组的串并联。
本发明中将BMU从板18集成在电池模组上，在PACK里面串联时，能够节省线束的空间，主要是由于带有BMU从板18的电池模组，在低压连接时，只需两根较细的线，同时，电池模组的电压采样和温度采集直接通过FPC采集板5与电池模组上的BMU从板18连接，便于PACK内部的连接。
在一些实施方式中，电芯模块1包括依次排列设置的至少两个电芯，沿电芯长度方向的两侧分别独立地设置有极柱。
本发明中的电芯均为两侧出极柱，电池模组的温度采集和电压采集分布在两侧，通过在电池模组的内部进行FPC采集板5的转接，并利用绝缘件进行防护，能够避免影响电芯与液冷板的接触，提高电池模组的冷却效率。
在一些实施方式中，电芯靠近侧板2的一侧分别设置有排气阀15。
在一些实施方式中，沿侧板2的外缘设置有向靠近电芯模块1的一侧弯折的固定部。固定部用于分别与第一端板3和第二端板4焊接固定。
本发明中侧板2的外缘均为弯折的固定部，侧板2的横截面呈“C”字结构。侧板2的上端与下端的固定部分别靠近电芯模块1，进行粘结固定，在电芯膨胀方向上，能够提供一定的挤压力，并增加模组的强度和模态。侧板2的左端的固定部与第一端板3通过激光焊接固定，侧板2的右端的固定部与第二端板4通过激光焊接固定，无需底壳或上盖，有利于实现双层液冷。
在一些实施方式中，第一绝缘组件11包括第一绝缘板与第二绝缘板，第一绝缘板与第二绝缘板分别设置于FPC采集板5的弯折部8的两侧表面。弯折部8伸出第一端板3的外表面还设置有保护盖。
本发明中的FPC采集板5直接通过插接件与BMU从板18进行插接，最后通过保护盖进行绝缘防护，防止在安装过程中，对FPC采集板5造成损坏，且能够预防凝露对绝缘的影响。
在一些实施方式中，第二绝缘组件12包括第三绝缘板与第四绝缘板。第三绝缘板设置于正极引出铜排13与第二端板4之间，第四绝缘板设置于正极引出铜排13与电芯模块1之间。
本发明中的正极引出铜排13设置于第三绝缘板与第四绝缘板之间，形成“三明治”结构，避免正极引出铜排13与电芯模块1接触，第三绝缘板与第二端板4进行粘接固定，第四绝缘板将正极引出铜排13全覆盖，保证电气间隙和爬电距离。
在一些实施方式中，电池模组还包括位于电芯模块1两侧的铝排组件。铝排组件包括铝排支撑架10与至少两个汇流铝排9，铝排支撑架10用于支撑汇流铝排9。汇流铝排9之间依次串联设置，汇流铝排9分别连接电芯的极柱。
铝排支撑架10设置于侧板2与电芯模块1之间，汇流铝排9分别固定于铝排支撑架10远离电芯模块1的一侧表面。汇流铝排9通过热熔柱17固定在铝排支撑架10上。
本发明由于电芯的极柱设置在电芯的两侧，在焊接汇流铝排9时，需要对汇流铝排9进行定位，将汇流铝排9热熔在铝排支撑架10上，铝排支撑架10再与电芯进行胶接固定，铝排支撑架10起到绝缘的作用。
在一些实施方式中，电池模组还包括FPC支撑架6，FPC支撑架6用于支撑FPC采集板5。FPC支撑架6设置于FPC采集板5与汇流铝排9之间。本发明中的FPC支撑架6起到绝缘作用，防止与汇流铝排9接触。
在一些实施方式中，铝排支撑架10与侧板2之间还设置有隔热板14。侧板2的表面并排开设至少两个第一排气孔。隔热板14的表面并排开设至少两个第二排气孔。铝排支撑架10的表面并排开设至少两个第三排气孔。第一排气孔、第二排气孔与第三排气孔与排气阀15一一对应。侧板2靠近隔热板14一侧的表面还设置有绝缘膜层16。
本发明中通过设置第一排气孔、第二排气孔与第三排气孔，并依次与电芯的排气阀15相对应，解决了电池模组的热失控，同时侧板2上贴有绝缘膜层16，该绝缘膜层16在热失控触发时能够快速熔化，以便气体快速排出，在正常工作状态下，绝缘膜层16可以起到密封的作用，防止异物进入电池模组，引起短路。
在一些实施方式中，隔热板14为云母片。本发明中的隔热板14采用云母片，能够起到隔热的作用，当电芯模块1中的一个电芯热失控喷发时，防止热气回流影响其他相邻的电芯，同时，能够保证组侧板2的完整性。
在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种电池包，包括一个具体实施方式中的电池模组。
在一些实施方式中，电池包还包括第一液冷板与第二液冷板，第一液冷板与第二液冷板分别胶黏连接电芯模块1的相对的两侧表面。第一液冷板与电芯模块1之间设置第一导热胶层。第二液冷板与电芯模块1之间设置第二导热胶层。
本发明提供的电池包中，电池模组的电芯为两侧出极柱，无底壳和上盖，电芯模块1的上下两端分别通过导热胶层与液冷板接触，提升了成组率，优化了导热路径，提高了冷却效率，实现双层冷却，有效降低电池模组的温差，利于电芯的寿命。
实施例1
本实施例提供了一种电池模组，如图1和图2所示，电池模组包括电芯模块1、侧板2、第一端板3、第二端板4、BMU从板18、引出铜排、FPC采集板5、FPC支撑架6、铝排组件与隔热板14。电芯模块1的两侧由内至外依次设置铝排组件、FPC采集板5、隔热板14与侧板2，第一端板3与第二端板4分别位于电芯模块1的两端。如图2所示，BMU从板18集成在第一端板3远离电芯模块1的一侧表面。
引出铜排包括分别设置于电芯模块1两端的正极引出铜排13与负极引出铜排19。电芯模块1与第一端板3之间设置第一绝缘组件11，以对电芯模块1与负极引出铜排19进行绝缘。电芯模块1与第二端板4之间设置第二绝缘组件12，以对电芯模块1与正极引出铜排13进行绝缘。
如图3所示，FPC采集板5包括弯折部8与连接部7，连接部7在电芯模块1与侧板2之间延伸，弯折部8穿过第一绝缘组件11，并弯折延伸至第一端板3的外侧，并通过插接件与BMU从板18进行插接。
第一绝缘组件11包括第一绝缘板与第二绝缘板，第一绝缘板与第二绝缘板分别设置于FPC采集板5的弯折部8的两侧表面。弯折部8伸出第一端板3的外表面还设置有保护盖。如图4所示，第二绝缘组件12包括第三绝缘板与第四绝缘板，第三绝缘板设置于正极引出铜排13与第二端板4之间，第四绝缘板设置于正极引出铜排13与电芯模块1之间，第四绝缘板将正极引出铜排13全覆盖，保证电气间隙和爬电距离。
电芯模块1包括依次排列设置的电芯，电芯为两侧出极柱，电池模组的温度采集和电压采集分布在两侧，通过在电池模组的内部进行FPC采集板5的转接。电芯靠近侧板2的一侧分别设置有排气阀15。
如图5所示，沿侧板2的外缘设置有向靠近电芯模块1的一侧弯折的固定部，侧板2的上端与下端的固定部分别靠近电芯模块1，进行粘结固定，在电芯膨胀方向上，能够提供一定的挤压力，并增加模组的强度和模态。侧板2的左端的固定部与第一端板3通过激光焊接固定，侧板2的右端的固定部与第二端板4通过激光焊接固定。
如图6所示，铝排组件包括铝排支撑架10，以及与电芯对应的多个汇流铝排9，铝排支撑架10设置于侧板2与电芯模块1之间，汇流铝排9分别通过热熔柱17固定于铝排支撑架10远离电芯模块1的一侧表面。汇流铝排9之间依次串联设置，汇流铝排9分别连接电芯的极柱。
FPC支撑架6用于支撑FPC采集板5，设置于FPC采集板5与汇流铝排9之间，起到绝缘作用，防止与汇流铝排9接触。
如图7所示，侧板2的表面并排开设第一排气孔，隔热板14的表面并排开设第二排气孔，铝排支撑架10的表面并排开设第三排气孔。第一排气孔、第二排气孔与第三排气孔与电芯的排气阀15一一对应，能够有效解决电池模组的热失控。
隔热板14为云母片，侧板2靠近隔热板14一侧的表面还设置有绝缘膜层16。绝缘膜层16在热失控触发时能够快速熔化，以便气体快速排出，在正常工作状态下，绝缘膜层16可以起到密封的作用，防止引起短路。
实施例2
本实施例提供了一种电池包，包括第一液冷板、第二液冷板与电池模组，电池模组的结构与工作原理与实施例1相同，在此不再赘述。
第一液冷板与第二液冷板分别胶黏连接电芯模块1的上下两侧的表面，第一液冷板与电芯模块1之间设置第一导热胶层。第二液冷板与电芯模块1之间设置第二导热胶层。
本实施例提供的电池包中，电池模组的电芯为两侧出极柱，电池模组的温度采集和电压采集分布在两侧，通过在电池模组的内部进行FPC采集板5的转接，并利用绝缘件进行防护，有利于电芯与液冷板的接触，提高电池模组的冷却效率。
另外，电池模组侧板2的外缘均为弯折的固定部，与电芯模块1进行粘结固定，同时与电芯模块1两端的第一端板3与第二端板4焊接固定，在电芯膨胀方向上，能够提供一定的挤压力，并增加模组的强度和模态，无需底壳和上盖，电芯模块1的上下两端分别通过导热胶层与液冷板接触，提升了成组率，优化了导热路径，实现双层冷却，有效降低电池模组的温差，利于电芯的寿命。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (9)

1.一种电池模组，其特征在于，所述的电池模组包括电芯模块、侧板、第一端板、第二端板、BMU从板、引出铜排与FPC采集板；
所述侧板位于所述电芯模块的两侧，所述第一端板与所述第二端板分别位于所述电芯模块的两端；
所述BMU从板集成在所述第一端板远离所述电芯模块的一侧表面；
所述引出铜排包括分别设置于所述电芯模块两端的正极引出铜排与负极引出铜排；
所述电芯模块与所述第一端板之间设置第一绝缘组件，以对所述电芯模块与所述负极引出铜排进行绝缘；
所述电芯模块与所述第二端板之间设有第二绝缘组件，以对所述电芯模块与所述正极引出铜排进行绝缘；
所述的FPC采集板包括弯折部与连接部，所述连接部在所述电芯模块与所述侧板之间延伸，所述弯折部穿过所述第一绝缘组件，并弯折延伸至所述第一端板的外侧连接所述BMU从板；
所述的电芯模块包括依次排列设置的至少两个电芯，沿所述电芯长度方向的两侧分别设置有极柱；
所述电芯靠近所述侧板的一侧分别设置有排气阀；
所述电芯正负极柱两侧均设有所述FPC采集板。
2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，沿所述侧板的外缘设置有向靠近所述电芯模块的一侧弯折的固定部；
所述的固定部用于分别与所述第一端板和所述第二端板焊接固定。
3.根据权利要求1-2任一项所述的电池模组，其特征在于，所述的第一绝缘组件包括第一绝缘板与第二绝缘板，所述的第一绝缘板与第二绝缘板分别设置于所述的FPC采集板的所述弯折部的两侧表面；
所述弯折部伸出所述第一端板的外表面还设置有保护盖。
4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述的第二绝缘组件包括第三绝缘板与第四绝缘板；
所述的第三绝缘板设置于所述正极引出铜排与所述第二端板之间，所述的第四绝缘板设置于所述正极引出铜排与所述电芯模块之间。
5.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于，所述的电池模组还包括位于所述电芯模块两侧的铝排组件；
所述的铝排组件包括铝排支撑架与至少两个汇流铝排，所述的铝排支撑架用于支撑所述汇流铝排；
所述的至少两个汇流铝排依次串联设置，所述的汇流铝排分别连接所述电芯的极柱；
所述的铝排支撑架设置于所述侧板与所述电芯模块之间，所述汇流铝排分别固定于所述铝排支撑架远离所述电芯模块的一侧表面；
所述的汇流铝排通过热熔柱固定在所述铝排支撑架上。
6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述的电池模组还包括FPC支撑架，所述的FPC支撑架用于支撑所述FPC采集板；
所述的FPC支撑架设置于所述FPC采集板与所述汇流铝排之间。
7.根据权利要求5或6所述的电池模组，其特征在于，所述铝排支撑架与所述侧板之间还设置有隔热板；
所述侧板的表面并排开设至少两个第一排气孔；
所述隔热板的表面并排开设至少两个第二排气孔；
所述铝排支撑架的表面并排开设至少两个第三排气孔；
所述第一排气孔、所述第二排气孔与所述第三排气孔与所述排气阀一一对应；
所述侧板靠近所述隔热板一侧的表面还设置有绝缘膜层；
所述的隔热板为云母片。
8.一种电池包，其特征在于，所述的电池包包括权利要求1-7任一项所述的电池模组。
9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述的电池包还包括第一液冷板与第二液冷板，所述的第一液冷板与第二液冷板分别胶黏连接所述电芯模块的相对的两侧表面；
所述第一液冷板与所述电芯模块之间设置第一导热胶层；
所述第二液冷板与所述电芯模块之间设置第二导热胶层。
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