CN117477185A - 一种电池组 - Google Patents

Abstract

本发明属于电池领域，具体为一种电池组，克服现有电池组因各个单体电池性能具有差异性而导致电池组容量上限及循环次数受限以及安全性能较低的问题。包括由若干并联的单体电池形成的电池组主体、共享管、储液仓以及气体连通管；共享管固定在电池组主体底部，用于将若干单体电池的内腔全部连通；储液仓用于存储电解液，通过共享管与若干单体电池的内腔连通；气体连通管包括主管路以及设置在主管路上的若干第一支管和至少一根第二支管，主管路位于电池组主体底部，第一支管的端口分别伸入各个单体电池内腔，第二支管的端口伸入储液仓内腔；通过换气管道，电池内部气体与储液仓交换，实现电解液自动补液，并保持各个单体电池内电解液液面高度一致。

Description

一种电池组

技术领域

本发明涉及电池领域，具体为一种电池组。

背景技术

现有的电池组(也称为电池模组或大容量电池)通常是将多个单体电池进行并联或串联后制作而成，如中国专利CN106531913B公开一种方形电池模组，包括多个方形电池单体和模组架，模组架为上端敞口的壳体，多个方形电池单体按设计需求排布成任一串并联组合的电池模块后固定在模组架内。这种直接通过串并联方式制作出的电池组由于木桶效应的存在，往往会受到性能最差的一块单体电池影响，导致整个电池组的容量上限及循环次数极大受限。

另外，由于各个单体电池性能无法保证一致，在系统同一工作条件下，单体电池的差异会随着循环次数的增加而被不断放大，如某个单体电池内产生的气体较多，那么，这个单体电池的内压就会升高，从而极易导致该单体电池发生热失控，降低整个电池组的安全性。

发明内容

本发明的目的是提供一种电池组，克服现有电池组因各个单体电池性能具有差异性而导致电池组容量上限及循环次数受限以及安全性能较低的问题。

本发明的技术方案是提供一种电池组，包括由若干并联的单体电池形成的电池组主体，其特殊之处在于：还包括共享管、储液仓以及气体连通管；

上述共享管固定在电池组主体底部，用于将若干单体电池的内腔全部连通；

上述储液仓用于存储电解液，通过共享管与若干单体电池的内腔连通；其中储液仓容纳电解液的空间大于各个单体电池容纳电解液的空间；

上述气体连通管包括主管路以及设置在主管路上的若干第一支管和至少一根第二支管，上述主管路位于电池组主体底部，上述若干第一支管的端口分别伸入各个单体电池内腔，上述第二支管的端口伸入储液仓内腔；

共享管与各个单体电池连通口的端面与电池组主体底部之间的垂直距离相等且均为h1，所有第一支管的端口端面与电池组主体底部之间的垂直距离相等且均为h2，第二支管的端口端面与电池组主体底部之间的垂直距离为h3，其中0≤h1＜h2＜h3。

进一步地，为了减小电池组体积，提高能量密度，上述气体连通管的主管路套设在共享管内，且主管路的外壁与共享管的内壁之间具有供电解液流通的间隙；上述气体连通管各个第一支管的端口穿过单体电池壳体伸入各个单体电池内腔，上述气体连通管第二支管的端口穿过储液仓壳体伸入储液仓内腔。

进一步地，为了防止电解液中的固体杂质堵塞第一支管，上述气体连通管各个第一支管伸入各个单体电池内腔的部分折弯，使得各个第一支管的端口朝向电池组主体底部。

进一步地，为了进一步提高了电池组的循环性能，同时提高电池组的安全性，上述储液仓顶部开设注液口，上述储液仓顶部还安装有泄压阀。

进一步地，上述气体连通管还可以位于共享管外，固定在电池组主体底部，电池组主体底部开设与各个第一支管一一对应的第五通孔，储液仓底部开设与第二支管对应的第六通孔；上述气体连通管各个第一支管的端口穿过电池组主体底部的第五通孔，伸入各个单体电池内腔，上述气体连通管第二支管的端口穿过储液仓底部的第六通孔，伸入储液仓内腔。

进一步地，为了防止电解液中的固体杂质等堵塞各个第一支管的端口，上述气体连通管各个第一支管伸入各个单体电池内腔的部分折弯，使得各个第一支管的端口朝向电池组主体底部。

进一步地，各个单体电池内腔内设有隔板，沿单体电池的宽度方向将单体电池内腔分割为第一腔室和第二腔室；上述隔板上开设连通槽，将第一腔室和第二腔室连通；上述第五通孔位于第一腔室底部，气体连通管各个第一支管的端口穿过第五通孔位于第一腔室内；第二腔室用于放置电芯。通过隔板将电芯与第一支管隔开，以免第一支管被挤压，或者电芯残渣堵塞第一支管。

进一步地，上述连通槽位于隔板底部。

进一步地，上述储液仓顶部开设注液口，上述储液仓顶部还安装有泄压阀。

进一步地，为了便于安装气体连通管，上述气体连通管的主管路包括若干三通管和若干换气子管路，两两换气子管路通过一个三通管连接形成主管路；上述第一支管与第二支管的外壁上设有定位凸台，且第一支管伸出单体电池下盖板的外壁设有外螺纹；第二支管伸出储液仓下盖板的外壁设有外螺纹；各个第一支管与第二支管的螺纹段与三通管的竖向端口连接。

本发明的有益效果是：

1、本发明提供的电池组，通过增设共享管以及气体连通管，使得各单体电池电解液共享来保障各单体电池的一致性，即，将各单体电池的电解液腔连通，使所有单体电池的电解液处于同一体系下，减少了各单体电池初始容量之间的差异，一定程度上提升了各单体电池之间的一致性，从而一定程度上提升了大容量电池的循环寿命。同时还通过气体连通管能够实现各个单体电池内部气体与储液仓交换，实现电解液自动补液，在工作过程中保持各个单体电池内电解液的液面高度一致，减少了各单体电池工作过程中容量之间的差异，进一步提升了各单体电池之间的一致性，进而更进一步地提升大容量电池的循环寿命。

2、本发明电池组设置有储液仓，该储液仓能够给电池组的共享电解液系统中加注电解液，使电池组的电解液始终保持在合适的范围内，进一步提升了电池组的性能，避免电解液量过少影响大容量电池的性能。

3、本发明将气体连通管设置在共享管内，相对于将排气管或共享管分别设置在电池组主体顶部和底部的电池组，本发明电池组体积较小，具有较高的能量密度，且本发明将气体连通管和储液仓连通，可以基于电池内部排出的气体将储液仓内的电解液压回各个单体电池内腔，实现自动注液以及保持各个单体电池内电解液液面高度一致的功能。

4、本发明在储液仓设置注液孔，通过该注液孔一是可在制作电池组时向电池组内注入电解液形成共享电解液系统，二是可在电池组运行一定循环次数后，定时对共享电解液系统的电解液进行更换，从而进一步提高了电池组的循环性能。

5、本发明提供的电池组还可在使用过程中通过储液仓的泄压阀进行排气，从而避免了因气体无法排出造成电池壳体鼓胀等一系列影响电池组综合性能问题的产生。

6、本发明还可以将气体连通管设置在共享管外，相对于将气体连通管设置在共享管内部的方案，安装较为简单方便。

附图说明

图1为实施例1电池组的结构示意图；

图2为实施例1单体电池的结构示意图；

图3为实施例1储液仓的结构示意图；

图4为实施例1气体连通管的结构示意图；

图5为实施例1电池组的截面(沿电池组宽度方向)结构示意图；

图6为实施例1电池组截面(沿电池组宽度方向)的局部放大图；

图7为实施例1电池组的截面(沿电池组长度方向)结构示意图；

图8为实施例1电池组截面(沿电池组长度方向)的局部放大图；

图9为实施例1电池组的一种结构简图；

图10为实施例1电池组的另一种结构简图；

图11为实施例1电池组的初始状态图；

图12为实施例1电池组的平衡状态图；

图13为实施例1电池组的电解液损耗状态图；

图14为实施例1电池组的自动补充电解液后的状态图；

图15为实施例2电池组的结构示意图；

图16为实施例2单体电池下盖板的结构示意图；

图17为实施例2电池组的截面(沿电池组宽度方向)结构示意图；

图18为实施例2筒体结构示意图；

图19为实施例2筒体另一视角结构示意图；

图20为实施例2电池组的截面(沿电池组长度方向)结构示意图；

图21为实施例2气体连通管的结构示意图；

图中附图标记为：

1、单体电池；11、下盖板；12、第一通孔；13、第五通孔；14、隔板；141、通槽；2、储液仓；21、注液口；22、泄压阀；23、第二通孔；24、第六通孔；3、共享管；31、泄爆机构；32、堵头；4、气体连通管；41、主管路；411、三通管；412、换气子管路；413、定位凸台；414、锁固螺母；415、活接头；42、第一支管；43、第二支管。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。

在本说明书中不同地方出现的“在其他实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“顶、底”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“第一或第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

现有一种电池组(也可称之为电池模组或大容量电池)，包括由若干单体电池并联形成的电池组主体、位于电池组主体底部的共享管路组件；共享管路组件，用于将若干单体电池的内腔全部贯通，以使电池组中所有单体电池均处于一个电解液体系下。该电池组通过共享管路组件虽然能够加强电池组内各个单体电池电解液的均一性，提高循环寿命，但是该电池组在使用过程中依然存在因产生的气体无法及时排出，导致的电池组综合性能降低的问题，同时因各单体电池依然存在一些差异性，各个单体电池的产气量不同或电解液消耗不同而导致各个单体电池内液面高度不同，可能会使得电池组由于木桶效应的存在，会受到性能最差的一块单体电池影响，导致整个大容量电池的容量上限及循环次数极大受限。

另外，目前还具有一种电池组(也可称之为电池模组或大容量电池)，包括由若干单体电池并联形成的电池组主体、位于电池组主体顶部的共享管路组件；共享管路组件，用于将若干单体电池的内腔全部贯通，以使电池组中所有单体电池的气路连通，多余气体可以通过共享管路组件排出。该电池组通过共享管路组件虽然能够排气，但是各个单体电池的产气量不同或电解液消耗不同而导致各个单体电池内液面高度不同，可能会使得电池组由于木桶效应的存在，会受到性能最差的一块单体电池影响，导致整个大容量电池的容量上限及循环次数极大受限。

为了克服上述问题，本发明提供一种电池组，包括由若干并联的单体电池形成的电池组主体，还包括共享管、储液仓以及气体连通管；共享管固定在电池组主体底部，用于将若干单体电池的内腔全部连通；储液仓用于存储电解液，通过共享管与若干单体电池的内腔连通；其中储液仓容纳电解液的空间大于各个单体电池容纳电解液的空间；气体连通管包括主管路以及设置在主管路上的若干第一支管和至少一根第二支管，主管路位于电池组主体底部，若干第一支管的端口分别伸入各个单体电池内腔，第二支管的端口伸入储液仓内腔；

共享管与各个单体电池连通口的端面与电池组主体底部之间的垂直距离相等且均为h1，所有第一支管的端口端面与电池组主体底部之间的垂直距离相等且均为h2，第二支管的端口端面与电池组主体底部之间的垂直距离为h3，其中0≤h1＜h2＜h3。此处需要注意的是，形成电池组主体底部的各个单体电池的下盖板均位于同一水平面。本发明通过增设共享管以及气体连通管，使得各单体电池电解液共享来保障各单体电池的一致性，即，将各单体电池的电解液腔连通，使所有单体电池的电解液处于同一体系下，减少了各单体电池初始容量之间的差异，一定程度上提升了各单体电池之间的一致性，从而一定程度上提升了大容量电池的循环寿命。同时还通过气体连通管能够实现各个单体电池内部气体与储液仓交换，实现电解液自动补液，在工作过程中保持各个单体电池内电解液的液面高度一致，减少了各单体电池工作过程中容量之间的差异，进一步提升了各单体电池之间的一致性，进而更进一步地提升大容量电池的循环寿命。

以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步地说明。

实施例1

如图1至图5所示，本实施例电池组包括9个单体电池1、共享管3、1个储液仓2以及气体连通管4；9个单体电池1并联形成电池组主体。其中单体电池1可为单体方壳电池，包括上盖板、下盖板11、筒体和电芯；此处所述电芯也可以称之为电极组件，由正极、隔膜、负极顺序排列，采用叠片或卷绕工艺装配而成。如图2所示，上盖板、筒体和下盖板11组成电池壳体，电芯设置在电池壳体内，电池壳体内还注入有电解液。其中，各电池壳体的下盖板11上设置有第一通孔12，各第一通孔12均与共享管3密封连通，使得各个单体电池1的电解液实现共享。共享管3的一端安装泄爆机构31，另一端通过堵头32封堵。

如图3所示，储液仓2为由上盖板、筒体和下盖板11组成的密封腔体，用于存储电解液，在储液仓2的下盖板11上设置有第二通孔23，该第二通孔23与共享管3密封连通，具体连通方式可采用单体电池1与共享管3连通的方式，使得储液仓2内腔与各个单体电池1的内腔连通，进而可以确保在不同压差下储液仓2内的电解液可以流入各个单体电池1壳体内，也可以使得各个单体电池1壳体内的电解液可以流入储液仓2，实现注液及换液。在储液仓2的上盖板上设有注液口21，基于注液口21可以向储液仓2内注入电解液。另外，为了防止储液仓2压力过大，在储液仓2的上盖板上还设有泄压阀22，该泄压阀22优选为单向阀，当储液仓2内的气体压力超过P1时，单向阀开启，将储液仓2内的高压气体排出。单向阀的设置，可以使得储液仓2的内腔压力始终处于P1以下，确保的储液仓2及整个电池组的安全。以上P1根据储液仓2壳体的材质和厚度决定。

本实施例还包括气体连通管4，如图4至图8所示，该气体连通管4包括主管路41以及设置在主管路41上的9个第一支管42和1个第二支管43，从图中可以看出，主管路41为直管，套设在共享管3内部，且主管路41的外壁与共享管3的内壁之间具有供电解液流通的间隙；各个第一支管42和第二支管43与主管路41相互垂直设置，且各个第一支管42的高度相同，第二支管43的高度高于各个第一支管42的高度。各个第一支管42的端口分别伸入各个单体电池1内腔，第二支管43的端口伸入储液仓2内腔。

另外，为了防止杂质等堵塞各个第一支管42的端口，可将各个第一支管折弯使其端口向下，(杂质因重力而落于底部)。

其中共享管3、气体连通管4的结构以及共享管3、气体连通管4与单体电池1及储液仓2的装配方式可包括以下几种：

(1)共享管3结构为：包括一整根共享主管以及设置在共享主管上的10个第三支管；

气体连通管4可采用如下结构形式：

气体连通管4的主管路41为一整根管路，在主管路41上开设9个与第一支管42和1个第二支管43一一对应的第三通孔。

装配时，首先将气体连通管4的主管路41套设并固定在共享管3的共享主管内，此时需要确保气体连通管4主管路41上的各个第三通孔与共享主管上的10个第三支管一一对应并同轴；之后将气体连通管4的各个第一支管42和第二支管43套设在共享主管上的各个第三支管内，并通过焊接、螺纹连接或过盈配合的方式将气体连通管4的第一支管42和第二支管43与对应第三通孔一一连接，采用螺纹连接或过盈配合的连接方式时，为了确保第一支管42、第二支管43和第三通孔连接部位的密封性，主管路41可采用方管，第一支管42、第二支管43为圆管，对应第三通孔也为圆孔。另外，采用螺纹连接时，可在螺纹连接部位增设密封垫。之后将共享主管上的9个第三支管与下盖板11的第一通孔12一一连接，另一个第三支管与储液仓2下盖板的第二通孔23连接，具体可采用焊接、螺纹连接或直接挤压过盈配合的方式连接。

第一支管42、第二支管43和第三通孔通过焊接方式连接时，可保证连接部位的高可靠性，但整个焊接过程及焊接工艺较为复杂，相对成本较高。

第一支管42、第二支管43和第三通孔通过螺纹连接时，在连接部位可增设密封垫，该方式的优势在于连接成本较低，螺纹连接是一种最为常见的密封连接方式，但由于气体连通管4长时间侵泡在电解液中，在使用较长时间后，螺纹连接的气密可靠性存疑。

第一支管42、第二支管43和第三通孔通过过盈配合方式连接时，由于采用了挤压的方式来实现密封连接，相对于焊接，成本较低，相对于螺纹连接，其长期使用后气密性较好。

共享主管上的第三支管与单体电池1下盖板11第一通孔12或储液仓2下盖板第二通孔23通过焊接方式连接时，可保证连接部位的高可靠性，但整个焊接过程及焊接工艺较为复杂，相对成本较高。

共享主管上的第三支管与单体电池1下盖板11第一通孔12或储液仓2下盖板第二通孔23通过螺纹连接时，在连接部位可增设密封垫，该方式的优势在于连接成本较低，螺纹连接是一种最为常见的密封连接方式，但在使用较长时间后，螺纹连接的气密可靠性存疑。

共享主管上的第三支管与单体电池1下盖板11第一通孔12或储液仓2下盖板第二通孔23通过过盈配合方式连接时，虽然相对于焊接，成本较低，相对于螺纹连接，其长期使用后气密性较好。但是，该连接方式对各个单体电池1的装配及下盖板11第一通孔12的加工精度要求较高，当某一单体电池1的第一通孔12与其他单体电池1的第一通孔12无法保障共线和共面，则挤压连接时，可能会导致第三支管与该第一通孔12无法连接的问题。

(2)共享管3结构为一整根管，在其上开设与下盖板11第一通孔12一一对应的第四通孔；此时，在各单体电池1下盖板11上的第一通孔12位置处一体设置第四支管；

气体连通管4可采用如下结构形式：

气体连通管4的主管路41为一整根管路，在主管路41上开设9个与第一支管42和1个第二支管43一一对应的第三通孔；

装配时，首先将气体连通管4的主管路41套设并固定在共享管3内，此时需要确保气体连通管4主管路41上的各个第三通孔与共享主管上的10个第四通孔一一对应并同轴；之后将气体连通管4的各个第一支管42和第二支管43的一端穿过共享管3上相应第四通孔后通过焊接、螺纹或过盈配合连接的方式，固定在主管路41第三通孔位置处；采用螺纹连接或过盈配合的连接方式时，为了确保第一支管42、第二支管43和第三通孔连接部位的密封性，主管路41可采用方管，第一支管42、第二支管43为圆管，对应第三通孔也为圆孔。另外，采用螺纹连接时，可在螺纹连接部位增设密封垫。之后将各电池壳体下盖板11上第一通孔12位置处的第四支管采用过盈配合的方式挤压装入共享管3各第四通孔；为了确保连接部位的密封性，共享管3可采用方管，第四支管为圆管，对应第四通孔也为圆孔。此时，9个第一支管42和1个第二支管43均套设在第四支管内。

第一支管42、第二支管43和第三通孔通过焊接方式连接时，可保证连接部位的高可靠性，但整个焊接过程及焊接工艺较为复杂，相对成本较高。

第一支管42、第二支管43和第三通孔通过螺纹连接时，在连接部位可增设密封垫，该方式的优势在于连接成本较低，螺纹连接是一种最为常见的密封连接方式，但由于气体连通管4长时间侵泡在电解液中，在使用较长时间后，螺纹连接的气密可靠性存疑。

第一支管42、第二支管43和第三通孔通过过盈配合方式连接时，由于采用了挤压的方式来实现密封连接，相对于焊接，成本较低，相对于螺纹连接，其长期使用后气密性较好。

下盖板11上的第四支管与共享管3各第四通孔通过焊接方式连接时，可保证连接部位的高可靠性，但整个焊接过程及焊接工艺较为复杂，相对成本较高。

下盖板11上的第四支管与共享管3各第四通孔通过螺纹连接时，在连接部位可增设密封垫，该方式的优势在于连接成本较低，螺纹连接是一种最为常见的密封连接方式，但在使用较长时间后，螺纹连接的气密可靠性存疑。

下盖板11上的第四支管与共享管3各第四通孔通过过盈配合方式连接时，虽然相对于焊接，成本较低，相对于螺纹连接，其长期使用后气密性较好。但是，该连接方式对各个单体电池1的装配及下盖板11第四支管的加工精度要求较高，当某一单体电池1的第四支管与其他单体电池1的第四支管无法保障共线和共面，则挤压连接时，可能会导致第四通孔与该第四支管无法连接的问题。

(3)共享管3结构为：由多段子管路相互间过盈配合直接进行密封插接形成；此时多段子管路一一设置在单体电池1的下盖板11上，且与下盖板11一体挤压成型，并与下盖板11第一通孔12相通。

气体连通管4可采用如下结构形式：

气体连通管4的主管路41为一整根管路，在主管路41上开设9个与第一支管42和1个第二支管43一一对应的第三通孔。

装配时，首先挤压共享管3，将子管路的两端作为与另一子管路的连接端，两个单体电池1挤压连接时，一个单体电池1上的子管路一端挤入另一个单体电池1子管路中，二者之间为过盈配合，确保挤压完成后的密封性。在共享管3挤压连接完成后，注意，此时电芯还未装入电池壳体内，且电池壳体的上盖板还未完成焊接，为了便于后续安装，此时筒体与下盖板也可以未完成焊接，将气体连通管4的主管路41套入共享管3内部之后将各个第一支管42及第二支管43分别从第一通孔12和第二通孔23一一对应直接插入气体连通管4主管路41的各个第三通孔处，第一支管42、第二支管43与第三通孔的连接方式为过盈配合，也可以采用焊接或者螺纹连接的方式。采用螺纹连接或过盈配合的连接方式时，为了确保第一支管42、第二支管43和第三通孔连接部位的密封性，主管路41可采用方管，第一支管42、第二支管43为圆管，对应第三通孔也为圆孔。另外，采用螺纹连接时，可在螺纹连接部位增设密封垫。之后完成筒体与下盖板焊接，装入电芯后，将上盖板焊接在筒体上端。

挤压共享管3时，由于共享管3的子管路直接设置在单体电池1的下盖板11上且挤压连接，因此对于加工精度要求极高，若相邻两个单体电池1的子管路无法保障共线和共面，则挤压连接时，可能会导致子管路相对于下盖板11发生位移，或导致下盖板11相对于壳体发生位移，进而导致电池损坏；因此，该方式工序相对简化但精度要求较高。

(4)共享管3结构为：由多段子管路以及中间连接管相互间过盈配合直接进行密封插接形成；此时多段子管路一一设置在单体电池1的下盖板11上，且与下盖板11一体挤压成型，并与下盖板11第一通孔12相通；相邻子管路通过中间连接管连接；中间连接管与各个子管路之间采用过盈配合方式连接。

气体连通管4可采用如下结构形式：

气体连通管4的主管路41为一整根管路，在主管路41上开设9个与第一支管42和1个第二支管43一一对应的第三通孔；此时为了后续装配时，各个第一支管42、第二支管43与第三通孔连接部位的密封性，主管路可选用方管，第一支管42、第二支管43选用圆管，相应第三通孔为圆孔。

装配时，首先挤压共享管3，将子管路的两端作为与中间连接管的连接端，两个单体电池1挤压连接时，一个单体电池1上的子管路一端挤入一个中间连接管的一端，另一单体电池1上的子管路一端挤入该中间连接管的另一端。

在共享管3挤压连接完成后，注意，此时电芯还未装入电池壳体内，且电池壳体的上盖板还未完成焊接，为了便于后续第一支管42、第二支管43与第三通孔的连接，筒体和下盖板也可以先不焊接，将气体连通管4的主管路41套入共享管3内部之后，将各个第一支管42及第二支管43分别从第一通孔12和第二通孔23一一对应直接插入气体连通管4主管路41的各个第三通孔处，二者采用过盈配合方式连接，也可以采用焊接或者螺纹连接的方式连接。之后完成筒体与下盖板焊接，装入电芯后，将上盖板焊接在筒体上端。

通过该结构，在挤压共享管3时，可以将加工导致的误差分摊至中间连接管上，降低了对于加工精度的要求。

基于上述分析，本实施例优选共享管3、气体连通管4的结构以及共享管3、气体连通管4与单体电池1及储液仓2的装配方式如下：

共享管3结构为：由多段子管路以及中间连接管相互间过盈配合直接进行密封插接形成；多段子管路一一设置在单体电池1的下盖板11上，且与下盖板11一体挤压成型，并与下盖板11第一通孔12相通；相邻子管路通过中间连接管连接；中间连接管与各个子管路之间采用过盈配合方式连接。

气体连通管4结构为：气体连通管4的主管路41为一整根管路，在主管路41上开设9个与第一支管42和1个第二支管43一一对应的第三通孔；主管路为方管，第一支管42、第二支管43选用圆管，相应第三通孔为圆孔。

装配时，首先挤压共享管3，将子管路的两端作为与中间连接管的连接端，两个单体电池1挤压连接时，一个单体电池1上的子管路一端挤入一个中间连接管的一端，另一单体电池1上的子管路一端挤入该中间连接管的另一端。在共享管3挤压连接完成后，将气体连通管4的主管路41套入共享管3内部之后，将各个第一支管42及第二支管43从下盖板11第一通孔12一一对应直接插入气体连通管4主管路41的各个第三通孔处，二者采用过盈配合方式连接。最后再将筒体与下盖板焊接，之后将电芯置于各个单体电池1内部后焊接上盖板，完成组装。

为了实现电解液自动补液的同时维持各个单体电池1内部电解液液面的一致性，各个第一支管42伸入单体电池1内腔的高度、第二支管43伸入储液仓2的高度需满足以下关系：

为了便于描述，可以定义共享管3与各个单体电池1连通口的端面与电池组主体底部(可理解为单体电池1下盖板11)之间的垂直距离相等且均为h1，所有第一支管42的端口端面与电池组主体底部之间的垂直距离相等且均为h2，第二支管43的端口端面与电池组主体底部之间的垂直距离为h3，h1、h2、h3需满足：0≤h1＜h2＜h3。其中图9为h1等于0的结构，图10为h1大于0的结构。

电池组组装完成后，对电池组及储液仓2抽真空，并通过储液仓2的注液口21向电池组及储液仓2加注电解液，如图11所示。当各个单体电池1中电解液的加注高度超过单体电池1内的气体连通管4各个第一支管42的端口时，电解液会对单体电池1的气体连通管4形成液封，当电解液加注到距离储液仓2中第二支管43端口以下约5CM时，停止加注电解液，如图12所示。由于储液仓2和各个单体电池1内的电解液是连通的，所以此时虽然储液仓2的液面与单体电池1内腔的液面可能不等高，但储液仓2和单体电池1内腔的压力是平衡的，而且是稳定的。

随着电池组的长时间工作，可能会出现以下两种情况：

其一、在电池组长期工作时，由于电化学作用，各个单体电池1内会产生气体，若某个单体电池1产生的较多气体，那么，这个单体电池1的内压就会升高，这时，单体电池1的内压就会将其内的电解液向外挤压，被挤压出的电解液会通过共享管3流向其它单体电池1内腔及储液仓2内腔，如图13所示。因为储液仓2内的气体空间远远大于各个单体电池的气体空间，所以大部分被挤出的电解液流入储液仓2，若该单体电池1内压持续升高，该单体电池气体连通管4中的第一支管42端口以上的电解液全部压出，进而使得第一支管42端口露出，此时该单体电池1内多余的气体通过第一支管42进入气体连通管4主管路41，之后，这些气体会流向其它压力较小的区域。由于其它单体电池1的内气压是高于储液仓2的内气压的。所以这时多余的气体会将气体连通管4中的电解液冲入储液仓2，将多余气体排向储液仓2上方的气室内。这时由于储液仓2的液面高于各单体电池1，尤其是高于刚才处于异常状态的单体电池1。这时，储液仓2及其它单体电池1内的液面及压力会重新进行流动及相互匹配。当然主要是储液仓2中的电解液会流向该异常的单体电池1。于是像初次加注电解液那样，气液进行相互交换，重新形成平衡，如图14所示。异常单体电池1内再次被加注电解液，并形成稳定且平衡的液封。这一过程实际是异常单体电池1的多余气体被排到了储液仓2。但整个系统的内压却增加了。当整个电池组的内压增加到上限P1时，那么泄压阀22就会打开，将多余气体排出，从而为整个电池组降压。

其二、在电池组长期工作时，由于种种原因，某个单体电池1内的电解液可能会被过多的消耗或吸附，这时，这个单体电池1的内压就会降低，而其它单体电池1及储液仓2的内压降低较慢，此时，其他单体电池1和储液仓2内的电解液在压力作用下会进入该单体电池1内腔，直至压力达到平衡。

实施例2

与实施例1不同的是，本实施例气体连通管4位于共享管3外，如图15所示，该气体连通管4固定在电池组主体底部，各个单体电池1的下盖板11上还开设与各个第一支管42一一对应的第五通孔13，见图16，储液仓2下盖板上开设与第二支管43对应的第六通孔24；气体连通管4各个第一支管42的端口穿过各个单体电池1的下盖板11上的第五通孔13，伸入各个单体电池1内腔，气体连通管4第二支管43的端口穿过储液仓2底部的第六通孔24，伸入储液仓2内腔。

如图17至图19所示，本实施例还在每个单体电池1的内腔内，设置隔板14，沿单体电池1的宽度方向将单体电池1内腔分割为第一腔室和第二腔室；隔板14上开设连通槽141，将第一腔室和第二腔室连通，这样方便电解液在两个内腔之间进行流动。第五通孔13位于第一腔室底部，气体连通管4各个第一支管42的端口穿过第五通孔13位于第一腔室内。另外各第一支管42开口向下，防止杂质等堵塞连通管入口(杂质因重力而落于底部)。

本实施例共享管3的结构以及共享管3与单体电池1及储液仓2的装配方式和实施例1相同，气体连通管4的结构以及与单体电池1及储液仓2的装配方式如下：

气体连通管4可采用如下几种结构形式：

(1)气体连通管4的主管路41为一整根管路，在主管路41上开设与第一支管42和第二支管43一一对应的第三通孔；

装配时，先完成共享管3的装配，之后将气体连通管4的各个第一支管42和第二支管43分别插入各个单体电池1下盖板11的第五通孔13以及储液仓2下盖板的第六通孔24并连接固定，可采用焊接、螺纹连接或过盈配合的方式，之后将各个第一支管42和第二支管43分别与主管路41第三通孔连接，可采用焊接或过盈配合的方式。

也可以先将气体连通管4的各个第一支管42和第二支管43分别连接在主管路41的第三通孔，此时，也可以理解为先装配气体连通管4，之后使得第一支管42和第二支管43分别插入各个单体电池1下盖板11的第五通孔13以及储液仓2的第六通孔24，第一支管42和第五通孔13、第二支管43和第六通孔24可通过过盈配合的方式连接，实现密封，二者也可以通过焊接或者螺纹连接的方式实现密封连接。

第一支管42、第二支管43和第五通孔13及第六通孔24通过焊接方式连接时，可保证连接部位的高可靠性。

第一支管42、第二支管43和第五通孔13及第六通孔24通过螺纹连接时，在连接部位可增设密封垫，该方式的优势在于连接成本较低，螺纹连接是一种最为常见的密封连接方式，但由于气体连通管4长时间侵泡在电解液中，在使用较长时间后，螺纹连接的气密可靠性存疑。

第一支管42、第二支管43和第五通孔13及第六通孔24通过过盈配合方式连接时，由于采用了挤压的方式来实现密封连接，相对于焊接，成本较低，相对于螺纹连接，其长期使用后气密性较好。但是挤压连接时，可能会导致下盖板变形，甚至会导致下盖板焊缝漏液，引发安全事故。

(2)气体连通管4的结构还可以如图20至图21所示，包括若干竖向端口带有活接头的三通管411、若干换气子管路412、若干第一支管42与一个第二支管43，三通管411的竖向端口作为第一支管42或第二支管43的连接端口，另外两个横向端口作为和换气子管路412的连接端，第一支管42与第二支管43上设有定位凸台413，且第一支管42伸出单体电池1下盖板11的外壁设有外螺纹，第二支管43伸出储液仓2下盖板的外壁设有外螺纹。

装配时，先完成共享管3的装配，之后从筒体内将第一支管42和第二支管43分别插入对应的第五通孔13和第六通孔24，通过定位凸台413实现轴向定位，在下盖板11的内面与外面可以密封垫进行密封。之后将锁固螺母414拧紧在伸出下盖板11的第一支管42和第二支管43的螺纹段，将每根第一支管42和第二支管43分别确切及密封可靠地锁固于单体电池1以及储液仓2的下盖板上。之后利用多个三通管411将若干换气子管路412进行可靠的连接，具体连接时，每根换气子管路412的两端分别与不同三通的其中一个横向端口连接，具体可采用焊接、过盈配合或螺纹连接的方式，形成气体连通管4的主管路41；再将带有活接头的三通竖向端口基于活接头(可以理解为螺母)锁固到每根第一支管42和第二支管43的螺纹段。这样所有的气路就连通了。也可以直接采用带有多个支管的一整根直管作为主管路，将各个第一支管和第二支管锁固于单体电池1以及储液仓2的下盖板上后，将主管路的各个支管与第一支管及第二支管密封连通即可。该结构，装配简单，易于实现，但对于主管路的各个支管的加工精度要求较高。

Claims (10)

1.一种电池组，包括由若干并联的单体电池(1)形成的电池组主体，其特征在于：还包括共享管(3)、储液仓(2)以及气体连通管(4)；

所述共享管(3)固定在电池组主体底部，用于将若干单体电池(1)的内腔全部连通；

所述储液仓(2)用于存储电解液，通过共享管(3)与若干单体电池(1)的内腔连通；其中储液仓容纳电解液的空间大于各个单体电池容纳电解液的空间；

所述气体连通管(4)包括主管路(41)以及设置在主管路(41)上的若干第一支管(42)和至少一根第二支管(43)，所述主管路(41)位于电池组主体底部，所述若干第一支管(42)的端口分别伸入各个单体电池(1)内腔，所述第二支管(43)的端口伸入储液仓(2)内腔；

共享管(3)与各个单体电池(1)连通口的端面与电池组主体底部之间的垂直距离相等且均为h1，所有第一支管(42)的端口端面与电池组主体底部之间的垂直距离相等且均为h2，第二支管(43)的端口端面与电池组主体底部之间的垂直距离为h3，其中0≤h1＜h2＜h3。

2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于：所述气体连通管(4)的主管路(41)套设在共享管(3)内，且主管路(41)的外壁与共享管(3)的内壁之间具有供电解液流通的间隙；所述气体连通管(4)各个第一支管(42)的端口穿过单体电池(1)壳体伸入各个单体电池(1)内腔，所述气体连通管(4)第二支管(43)的端口穿过储液仓(2)壳体伸入储液仓(2)内腔。

3.根据权利要求2所述的电池组，其特征在于：所述气体连通管(4)各个第一支管(42)伸入各个单体电池(1)内腔的部分折弯，使得各个第一支管(42)的端口朝向电池组主体底部。

4.根据权利要求3所述的电池组，其特征在于：所述储液仓(2)顶部开设注液口(21)，所述储液仓(2)顶部还安装有泄压阀(22)。

5.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于：所述气体连通管(4)位于共享管(3)外，固定在电池组主体底部，电池组主体底部开设与各个第一支管(42)一一对应的第五通孔(13)，储液仓(2)底部开设与第二支管(43)对应的第六通孔(24)；所述气体连通管(4)各个第一支管(42)的端口穿过电池组主体底部的第五通孔(13)，伸入各个单体电池(1)内腔，所述气体连通管(4)第二支管(43)的端口穿过储液仓(2)底部的第六通孔(24)，伸入储液仓(2)内腔。

6.根据权利要求5所述的电池组，其特征在于：所述气体连通管(4)各个第一支管(42)伸入各个单体电池(1)内腔的部分折弯，使得各个第一支管(42)的端口朝向电池组主体底部。

7.根据权利要求5或6所述的电池组，其特征在于：各个单体电池(1)内腔内设有隔板(14)，沿单体电池(1)的宽度方向将单体电池(1)内腔分割为第一腔室和第二腔室；所述隔板(14)上开设连通槽(141)，将第一腔室和第二腔室连通；所述第五通孔(13)位于第一腔室底部，气体连通管(4)各个第一支管(42)的端口穿过第五通孔(13)位于第一腔室内；第二腔室用于放置电芯。

8.根据权利要求7所述的电池组，其特征在于：所述连通槽(141)位于隔板(14)底部。

9.根据权利要求8所述的电池组，其特征在于：所述储液仓(2)顶部开设注液口(21)，所述储液仓(2)顶部还安装有泄压阀(22)。

10.根据权利要求7所述的电池组，其特征在于：所述气体连通管(4)的主管路(41)包括若干三通管(411)和若干换气子管路(412)，两两换气子管路(412)通过一个三通管(411)连接形成主管路(41)；所述第一支管(42)与第二支管(43)的外壁上设有定位凸台(413)，且第一支管(42)伸出单体电池(1)下盖板(11)的外壁设有外螺纹；第二支管(43)伸出储液仓(2)下盖板的外壁设有外螺纹；各个第一支管(42)与第二支管(43)的螺纹段与三通管(411)的竖向端口连接。