CN116053713A - 一种可自由串并联的电池结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可自由串并联的电池结构，两个汇流支架的一侧均安装有汇流排，两个汇流排分别与电芯组的电池正极极耳和电池负极极耳相连接；导热电芯底壳上设置有电芯组安装槽，电芯组安装于导热电芯底壳的电芯组安装槽内，电芯组的散热面与导热电芯底壳相抵接，导热电芯底壳与液冷水板相抵接；顶盖安装于电芯组安装槽外的导热电芯底壳上，顶盖与电芯组相抵接，绝缘顶盖贴片安装于顶盖背离电芯组的一面；电芯组包括两个相连的电芯。本发明降低了整个电池的膨胀率，有利于控制整个电池的膨胀，达到了更好的散热效果，有利于大模组或者CTP设计布局，有利于降低模组或者PACK端的Bom成本。

Description

一种可自由串并联的电池结构
技术领域
本发明属于新能源电池模组技术领域，具体涉及一种可自由串并联的电池结构。
背景技术
在新能源电池领域，电池外形通常分为圆柱、方形和软包三种。其中，由于软包电芯结构特殊性，在安全方面不会出现爆炸等问题，所以，其应用型仍较为广泛。但软包电芯在成组过程中，又由于其结构特性，其往往在进行模组或PACK成组设计时，无法通过大模组或者CTP的方式实现模组或者PACK成组；
同时，在软包模组或PACK成组设计时，通常是以单电池进行一定的串并联组合，以达到电量及电压需求，对整个模组或PACK的成本需求更高，不利于整体的成本控制；
再者，软包电池成组后，为更好的进行热传导及预防电池膨胀，需要在成组后的电池组外部加装外壳设计。此时，因为成组后的软包电池更多，对散热要求更高，要求外壳更薄，才能达到更好的散热效果。而又由于成组后的电池增多，导致整个电池组的膨胀更大，就需要外壳拥有更高的强度，要求外壳更厚。此时，预防膨胀与更好的导热效果之间存在矛盾。
发明内容
本发明的目的是提供一种可自由串并联的电池结构，用以解决现有技术中存在的上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种可自由串并联的电池结构，包括电芯组、导热电芯底壳、顶盖、绝缘顶盖贴片以及分别安装于电芯组两端的汇流支架，两个汇流支架的一侧均安装有汇流排，两个汇流排分别与电芯组的电池正极极耳和电池负极极耳相连接；所述导热电芯底壳上设置有电芯组安装槽，电芯组安装于导热电芯底壳的电芯组安装槽内，且电芯组的散热面与导热电芯底壳相抵接，导热电芯底壳与液冷水板相抵接；所述顶盖安装于电芯组安装槽外的导热电芯底壳上，且顶盖与电芯组相抵接，绝缘顶盖贴片安装于顶盖背离电芯组的一面；所述电芯组包括两个相连的电芯。
作为本发明中一种优选的技术方案，所述导热电芯底壳的两端均外凸地设置有U型限位滑轨，两个汇流支架分别滑动连接于导热电芯底壳的两端，且两个汇流支架的另一侧均设置有U型滑槽，U型滑槽与对应的U型限位滑轨滑动连接；两个汇流支架上均设置有第一通孔，电芯组的电池正极极耳和电池负极极耳各自穿过第一通孔并与汇流排相连接。
作为本发明中一种优选的技术方案，所述汇流支架的另一侧设置有两个第一长条凸台，两个第一长条凸台之间设置有极耳限位槽，极耳限位槽与第一通孔相连通。
作为本发明中一种优选的技术方案，所述汇流支架的一侧设置有第一安装槽，汇流排安装于第一安装槽内。
作为本发明中一种优选的技术方案，所述电芯组的两个电芯通过各自的一个电池极耳串联，相连接的两个电池极耳分别为电池正极极耳和电池负极极耳，且相连接的两个电池极耳外设置有极耳保护盖。
作为本发明中一种优选的技术方案，所述电芯组的两个电芯通过各自的一个电池极耳并联，相连接的两个电池极耳均为电池正极极耳或电池负极极耳，且相连接的两个电池极耳外设置有极耳保护盖。
作为本发明中一种优选的技术方案，所述极耳保护盖包括第一极耳保护盖和第二极耳保护盖，第一极耳保护盖的两端各设置有一个卡扣，第二极耳保护盖的两端各设置有一个卡槽，每个卡扣均与一个卡槽配合卡接。
作为本发明中一种优选的技术方案，所述第一极耳保护盖的中部设置有限位柱，第二极耳保护盖的中部设置有限位孔，限位柱匹配的插接于限位孔内。
作为本发明中一种优选的技术方案，所述顶盖朝向导热电芯底壳的一面设置有扣接槽，顶盖通过扣接槽扣合于导热电芯底壳上。
作为本发明中一种优选的技术方案，所述顶盖的两端和中部均设置有第二通孔，每个第二通孔均与电芯组的电池极耳对应设置，且每个第二通孔内均装配有防爆阀；所述绝缘顶盖贴片的两端和中部均设置有第三通孔，每个第二通孔均与一个第三通孔相对应。
有益效果：本发明在电芯组两端均安装汇流支架，在汇流支架上安装汇流排，两个汇流排分别与电芯组的电池正极极耳和电池负极极耳相连接，以快速形成由电芯组制成的电池结构，将电芯组安装于导热电芯底壳的电芯组安装槽内，使得导热电芯底壳可以参与到电芯的膨胀过程中，降低了整个电池的膨胀率，从而有利于控制整个电池的膨胀，而且电芯组不仅可以通过电芯底壳将热量传递给液冷水板，以进行散热，而且导热电芯底壳具有两个大面积的侧面，也可以加速散热过程，从而达到更好的散热效果；顶盖、导热电芯底壳和汇流支架共同配合，可以进一步加强电芯组的稳定性，也就是提高软包电池结构的稳定性，从而有利于大模组或者CTP设计布局，然后将绝缘顶盖贴片安装于顶盖背离电芯组的一面，以进行绝缘保护；电芯组包括两个相连的电芯，在电芯之间进行相应的并联或串联组合，减少了模组或者PACK端在此结构的基础上继续进行串并联的结构设计，有利于降低模组或者PACK端的Bom成本，而且上述电池结构设计，可适用于任何尺寸的软包电池，有利于减少工艺、设备、人员等投入，能更好的控制成本。
附图说明
图1为本发明的爆炸示意图；
图2为本发明中导热电芯底壳的局部示意图；
图3为本发明中汇流支架与汇流排配合连接前的结构示意图；
图4为本发明中汇流支架第一视角下的结构示意图；
图5为本发明中汇流支架第二视角下的结构示意图；
图6为本发明中汇流支架第三视角下的结构示意图；
图7为本发明中第一极耳保护盖的结构示意图；
图8为本发明中第二极耳保护盖的结构示意图。
图中：1-电芯组；101-电芯；2-导热电芯底壳；201-U型限位滑轨；3-顶盖；301-第二通孔；4-绝缘顶盖贴片；401-第三通孔；5-汇流支架；501-U型滑槽；502-第一通孔；503-第一长条凸台；504-极耳限位槽；505-第一安装槽；6-汇流排；7-第一极耳保护盖；701-卡扣；702-限位柱；8-第二极耳保护盖；801-卡槽；802-限位孔；
具体实施方式
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，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述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他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
实施例：
如图1-图8所示，本实施例提供了一种可自由串并联的电池结构，包括电芯组1、导热电芯底壳2(由金属制成，比如铝，硬度更大，可以吸收电芯组1一部分的膨胀率)、顶盖3、绝缘顶盖贴片4以及分别安装于电芯组1两端的汇流支架5，以保证汇流支架5与电芯组1之间位置的相对稳定，当然，此处的安装不代表直接的连接关系，首先代表的是位置关系，而两个汇流支架5可以直接连接于电芯组1的两端，也可以是连接于其他部件上(比如导热电芯底壳2)后再利用汇流排6与电芯组1连接，不做具体的限制，两个汇流支架5的一侧均安装有汇流排6，两个汇流排6用于本电池结构的汇流连接，两个汇流排6分别与电芯组1的电池正极极耳和电池负极极耳相连接，以快速形成由电芯组1制成的电池结构。
所述导热电芯底壳2上设置有电芯组安装槽，电芯组1安装于导热电芯底壳2的电芯组安装槽内，通过导热电芯底壳2可以提高电芯组1的稳定性，也就是提高软包电池结构的稳定性，从而有利于大模组或者CTP设计布局，而导热电芯底壳2可以参与到电芯的膨胀过程中，降低了整个电池的膨胀率，从而有利于控制整个电池的膨胀，且电芯组1的散热面与导热电芯底壳2相抵接，导热电芯底壳2与液冷水板相抵接，现有技术中，电芯组1的散热面是直接与液冷水板相抵接的，比如电芯组1与导热电芯底壳2相接触的一端即为散热面，电芯组1的散热面比较小，而在安装导热电芯底壳2后，电芯组1不仅可以通过电芯底壳2将热量传递给液冷水板，以进行散热，而且导热电芯底壳2具有两个大面积的侧面，也可以加速散热过程，从而达到更好的散热效果；所述顶盖3安装于电芯组安装槽外的导热电芯底壳2上，且顶盖3与电芯组1相抵接，顶盖3、导热电芯底壳2和汇流支架5共同配合，可以进一步加强电芯组1的稳定性，绝缘顶盖贴片4安装于顶盖3背离电芯组1的一面，以进行绝缘保护；所述电芯组1包括两个相连的电芯101，此处的连接可以是串联，也可以是并联，不做限制，而在电芯101之间进行相应的并联或串联组合，减少了模组或者PACK端在此结构的基础上继续进行串并联的结构设计，有利于降低模组或者PACK端的Bom成本，而且上述电池结构设计，可适用于任何尺寸的软包电池，有利于减少工艺、设备、人员等投入，能更好的控制成本。
本发明在电芯组1两端均安装汇流支架5，在汇流支架5上安装汇流排6，两个汇流排6分别与电芯组1的电池正极极耳和电池负极极耳相连接，以快速形成由电芯组1制成的电池结构，将电芯组1安装于导热电芯底壳2的电芯组安装槽内，使得导热电芯底壳2可以参与到电芯的膨胀过程中，降低了整个电池的膨胀率，从而有利于控制整个电池的膨胀，而且电芯组1不仅可以通过电芯底壳2将热量传递给液冷水板，以进行散热，而且导热电芯底壳2具有两个大面积的侧面，也可以加速散热过程，从而达到更好的散热效果；顶盖3、导热电芯底壳2和汇流支架5共同配合，可以进一步加强电芯组1的稳定性，也就是提高软包电池结构的稳定性，从而有利于大模组或者CTP设计布局，然后将绝缘顶盖贴片4安装于顶盖3背离电芯组1的一面，以进行绝缘保护；电芯组1包括两个相连的电芯101，在电芯101之间进行相应的并联或串联组合，减少了模组或者PACK端在此结构的基础上继续进行串并联的结构设计，有利于降低模组或者PACK端的Bom成本，而且上述电池结构设计，可适用于任何尺寸的软包电池，有利于减少工艺、设备、人员等投入，能更好的控制成本。
作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述导热电芯底壳2的两端均外凸地设置有U型限位滑轨201，两个汇流支架5分别滑动连接于导热电芯底壳2的两端，且两个汇流支架5的另一侧均设置有U型滑槽501，U型滑槽501与对应的U型限位滑轨201滑动连接，U型限位滑轨201与U型限位滑轨相互配合，也可以保证汇流支架5的基本稳定，然后可以通过顶盖3对汇流支架5进行进一步的限位，保证汇流支架5的稳定性，从而保证电芯组1与汇流排6的稳定连接；两个汇流支架5上均设置有第一通孔502，电芯组1的电池正极极耳和电池负极极耳各自穿过第一通孔502并与汇流排6相连接，在保证结构连接稳定的同时保证电芯组1与汇流排6的稳定连接。
作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述汇流支架5的另一侧设置有两个第一长条凸台503，两个第一长条凸台503之间设置有极耳限位槽504，极耳限位槽504与第一通孔502相连通，电芯组1的电池正极极耳和电池负极极耳刚好限制在极耳限位槽504内，然后穿过第一通孔502并与汇流排6相连接，为电芯组1的电池正极极耳和电池负极极耳保留足够的空间，进而保证结构的稳定性。需要说明的是，在实际中，第一长条凸台503也可以在电芯组1的两端对电芯组1形成限位，进一步加强电芯组1的稳定性。
作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述汇流支架5的一侧设置有第一安装槽505，汇流排6安装于第一安装槽505内，对汇流排6形成卡接限位作用，通过简单的方式加强汇流排6的稳定性。
作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述电芯组1的两个电芯101通过各自的一个电池极耳串联，相连接的两个电池极耳分别为电池正极极耳和电池负极极耳，使得电芯组1形成的是基本的电芯101串联结构，从而在此结构的基础上，可以是进行进一步的串联和/或并联，减少了模组或者PACK端在此结构的基础上继续进行串并联的结构设计，有利于降低模组或者PACK端的Bom成本，且相连接的两个电池极耳外设置有极耳保护盖，对连接位置形成基本的保护作用，加强连接位置的稳定性。
作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述电芯组1的两个电芯101通过各自的一个电池极耳并联，相连接的两个电池极耳均为电池正极极耳或电池负极极耳，使得电芯组1形成的是基本的电芯101并联结构，从而在此结构的基础上，可以是进行进一步的串联和/或并联，减少了模组或者PACK端在此结构的基础上继续进行串并联的结构设计，有利于降低模组或者PACK端的Bom成本，且相连接的两个电池极耳外设置有极耳保护盖，对连接位置形成基本的保护作用，加强连接位置的稳定性。
作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述极耳保护盖包括第一极耳保护盖7和第二极耳保护盖8，第一极耳保护盖7的两端各设置有一个卡扣701，第二极耳保护盖8的两端各设置有一个卡槽801，每个卡扣701均与一个卡槽801配合卡接，扣接方式简单而方便，而两个卡扣701刚好位于电池极耳的上端和下端，并且优选两个卡扣701在，第一极耳保护盖7上对称设置，两个卡槽801在第二极耳保护盖8上对称设置，这样可以使得第一极耳保护盖7与第二极耳保护盖8的配合更加简单而方便。
作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述第一极耳保护盖7的中部设置有限位柱702，第二极耳保护盖8的中部设置有限位孔802，限位柱702匹配的插接于限位孔802内，本实施例中的技术为优选方案，有些电池极耳上是设置有孔的，如图1所示，此时设置限位柱702，可以穿过电池极耳上的孔，然后与限位孔802配合对接，可以进一步加强保护效果。
作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述顶盖3朝向导热电芯底壳2的一面设置有扣接槽，顶盖3通过扣接槽扣合于导热电芯底壳2上，通过简单的限位可以使得顶盖3的安装更加轻松方便。需要说明的是，扣接槽的设计仅仅是一种设计方式，实际中也可以增加螺钉连接等，不做具体的限制。
作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述顶盖3的两端和中部均设置有第二通孔301，每个第二通孔301均与电芯组1的电池极耳对应设置，且每个第二通孔301内均装配有防爆阀9；所述绝缘顶盖贴片4的两端和中部均设置有第三通孔401，每个第二通孔301均与一个第三通孔401相对应，以保证本电池结构能够更加方便与外部设备相连接，进而组合成更加完整的结构。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可自由串并联的电池结构，其特征在于，包括电芯组(1)、导热电芯底壳(2)、顶盖(3)、绝缘顶盖贴片(4)以及分别安装于电芯组(1)两端的汇流支架(5)，两个汇流支架(5)的一侧均安装有汇流排(6)，两个汇流排(6)分别与电芯组(1)的电池正极极耳和电池负极极耳相连接；所述导热电芯底壳(2)上设置有电芯组安装槽，电芯组(1)安装于导热电芯底壳(2)的电芯组安装槽内，且电芯组(1)的散热面与导热电芯底壳(2)相抵接，导热电芯底壳(2)与液冷水板相抵接；所述顶盖(3)安装于电芯组安装槽外的导热电芯底壳(2)上，且顶盖(3)与电芯组(1)相抵接，绝缘顶盖贴片(4)安装于顶盖(3)背离电芯组(1)的一面；所述电芯组(1)包括两个相连的电芯(101)。
2.根据权利要求1所述的一种可自由串并联的电池结构，其特征在于，所述导热电芯底壳(2)的两端均外凸地设置有U型限位滑轨(201)，两个汇流支架(5)分别滑动连接于导热电芯底壳(2)的两端，且两个汇流支架(5)的另一侧均设置有U型滑槽(501)，U型滑槽(501)与对应的U型限位滑轨(201)滑动连接；两个汇流支架(5)上均设置有第一通孔(502)，电芯组(1)的电池正极极耳和电池负极极耳各自穿过第一通孔(502)并与汇流排(6)相连接。
3.根据权利要求2所述的一种可自由串并联的电池结构，其特征在于，所述汇流支架(5)的另一侧设置有两个第一长条凸台(503)，两个第一长条凸台(503)之间设置有极耳限位槽(504)，极耳限位槽(504)与第一通孔(502)相连通。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种可自由串并联的电池结构，其特征在于，所述汇流支架(5)的一侧设置有第一安装槽(505)，汇流排(6)安装于第一安装槽(505)内。
5.根据权利要求1所述的一种可自由串并联的电池结构，其特征在于，所述电芯组(1)的两个电芯(101)通过各自的一个电池极耳串联，相连接的两个电池极耳分别为电池正极极耳和电池负极极耳，且相连接的两个电池极耳外设置有极耳保护盖。
6.根据权利要求1所述的一种可自由串并联的电池结构，其特征在于，所述电芯组(1)的两个电芯(101)通过各自的一个电池极耳并联，相连接的两个电池极耳均为电池正极极耳或电池负极极耳，且相连接的两个电池极耳外设置有极耳保护盖。
7.根据权利要求5或6所述的一种可自由串并联的电池结构，其特征在于，所述极耳保护盖包括第一极耳保护盖(7)和第二极耳保护盖(8)，第一极耳保护盖(7)的两端各设置有一个卡扣(701)，第二极耳保护盖(8)的两端各设置有一个卡槽(801)，每个卡扣(701)均与一个卡槽(801)配合卡接。
8.根据权利要求7所述的一种可自由串并联的电池结构，其特征在于，所述第一极耳保护盖(7)的中部设置有限位柱(702)，第二极耳保护盖(8)的中部设置有限位孔(802)，限位柱(702)匹配的插接于限位孔(802)内。
9.根据权利要求1所述的一种可自由串并联的电池结构，其特征在于，所述顶盖(3)朝向导热电芯底壳(2)的一面设置有扣接槽，顶盖(3)通过扣接槽扣合于导热电芯底壳(2)上。
10.根据权利要求1所述的一种可自由串并联的电池结构，其特征在于，所述顶盖(3)的两端和中部均设置有第二通孔(301)，每个第二通孔(301)均与电芯组(1)的电池极耳对应设置，且每个第二通孔(301)内均装配有防爆阀(9)；所述绝缘顶盖贴片(4)的两端和中部均设置有第三通孔(401)，每个第二通孔(301)均与一个第三通孔(401)相对应。
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