CN209071484U - 电芯串联结构及使用该电芯串联结构的电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池零部件领域，具体涉及一种电芯串联结构及使用该电芯串联结构的电池模组。该电芯串联结构包括用于将各个电芯串联的连接件，连接件包括至少两个间隔布置的导电连接段，各个导电连接段具有两个分别用于与相邻电芯的对应极柱连接的连接结构，电芯串联结构还包括连接在相邻两个导电连接段之间以保证该相邻两个导电连接段的相对位置，以在使用时使连接结构与对应极柱对准的绝缘过渡段。这样，在电芯组成电池模组的过程中，不需要使用大量的连接件来实现电芯之间的焊接，解决了现有技术中在对电池模组的各个电芯串联的过程中出现的由于连接件过多而导致焊接复杂、装配效率低的问题。

Description

电芯串联结构及使用该电芯串联结构的电池模组

技术领域

本实用新型涉及电池零部件领域，具体涉及一种电芯串联结构及使用该电芯串联结构的电池模组。

背景技术

在客车、乘用车等新能源车辆领域，锂电池有着广泛的应用，一般来说，电池包由多个电池模组组成，每个电池模组又是由多个电芯组成。例如，申请公布号为CN107369788A的中国发明专利申请文件公开了一种动力电池顶盖组件、动力电池及电池模组，包括顶盖片、第一电极端子、第二电极端子，第一电极端子包括第一极柱和第一端子板，第一端子板包括第一连接板以及第一导电板，第一导电板露出第一连接板的远离顶盖片的一侧，第一导电板连接第一极柱和第一连接板，第二电极端子设置在顶盖片沿长度方向的另一端且与第一电极端子绝缘设置。在该申请中，单一材质的连接片与第一电极端子、第二电极端子之间进行良好的焊接。

可以发现，上述电池模组在将各个电芯串联在电路中时，需要在相邻的两个电芯之间的对应极柱上焊接一个独立的连接片，通过连接片实现对应的两个电芯之间的串联，这样的话，一个电池模组需要有若干个连接片分别独立焊接才能实现整个电池模组的回路导通。各个连接片在焊接之前均需要被单独定位在设定的焊接位置，采用人工操作对连接片逐个焊接，由于人工操作存在一定误差，导致在对不同位置的连接片定位焊接时，定位精度无法保证，最终使各个连接片与对应极柱的焊接结果参差不齐，后期还需要返修，定位一致性较差；而且这种定位方式需要对每个连接件都逐个定位，会使整个定位焊接过程比较费时费力、操作复杂，导致了整体的装配效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电芯串联结构，用来解决现有技术中在对电芯串联的过程中出现的由于连接件过多而导致定位一致性差、焊接复杂以及装配效率低的问题；本实用新型的目的还在于提供一种使用该电芯串联结构的电池模组，用来解决现有技术中在对电池模组的各个电芯串联的过程中出现的由于连接件过多而导致定位一致性差、焊接复杂以及装配效率低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型电芯串联结构采用如下的技术方案：

电芯串联结构，包括用于将各个电芯串联的连接件，连接件包括至少两个间隔布置的导电连接段，各个导电连接段具有两个分别用于与相邻电芯的对应极柱连接的连接结构，电芯串联结构还包括连接在相邻两个导电连接段之间以保证该相邻两个导电连接段的相对位置，以在使用时使连接结构与对应极柱对准的绝缘过渡段。

上述技术方案的有益效果是：通过导电连接段的两个连接结构与相邻两个电芯的极柱连接，将两个电芯固定在相邻两个连接件的导电连接段上，实现了相邻两个电芯的串联，同理，可将多个电芯依次固定在连接件的导电连接段上，进而实现多个电芯的串联，绝缘过渡段保证了两个导电连接段的相对位置，这样，在电芯串联过程中，仅需将第一个电芯的正负极与导电连接段的连接结构相连，其余电芯的安装位置便得到确定，而不需要在进行焊接时一一定位每一个电芯的位置，提高了电芯串联的装配效率，保证了电芯串联的质量。

进一步地，所述连接件为柔性电路板，柔性电路板上间隔设有绝缘部分，相邻两个绝缘部分之间具有导电线路，所述绝缘部分构成所述绝缘过渡段，导电线路所在的部分构成所述导电连接段，所述连接结构为导电线路两端的导电点位。柔性电路板通过直接蚀刻的方法形成包括绝缘部分和导电线路的连接件，加工工艺简单，且柔性电路板比较薄，占用空间小。

进一步地，所述连接件包括绝缘板，绝缘板上间隔布置有至少两个导电片，导电片构成所述导电连接段，绝缘板上位于相邻的两个导电片之间的间隔的部分构成所述绝缘过渡段，连接结构由设置在导电片上的两个用于与电芯的极柱连接的连接位构成。绝缘板为刚性结构，不易变形，便于定位间隔布置导电片。

进一步地，所述连接件包括至少两个导电片和连接在两个导电片之间的绝缘带，绝缘带构成所述绝缘过渡段，导电片构成所述的导电连接段，连接结构由设置在导电片上的两个用于与电芯的极柱连接的连接位构成。通过在至少两个导电片之间设置绝缘带形成所述连接件，节省材料，且加工工艺简单。

进一步地，多个导电连接段成排设置，连接件为分体结构，各排导电连接段分别处于连接件的不同分体部位上。连接件为分体结构，这样，当电芯在某个分体结构上加工出错时，连接件的其他分体结构不受影响，仅对出错的分体结构进行更换即可。

进一步地，连接件为整体式结构。整体式的结构使得所有与电芯相连的导电连接段的位置固定，仅需将一个电芯的正负极与任意一个导电连接段的导电点位或连接位相连，其余电芯的安装位置便得以确定，也进一步提高了电芯串联的装配效率。

为了实现上述目的，本实用新型电池模组采用如下的技术方案：

电池模组，包括多个电芯和电芯串联结构，所述电芯串联结构包括用于将各个电芯串联的连接件，连接件包括至少两个间隔布置的导电连接段，各个导电连接段具有两个分别用于与相邻电芯的对应极柱连接的连接结构，电芯串联结构还包括连接在相邻两个导电连接段之间以保证该相邻两个导电连接段的相对位置，以在使用时使连接结构与对应极柱对准的绝缘过渡段。

上述技术方案的有益效果是：通过导电连接段的两个连接结构与相邻两个电芯的极柱连接，将两个电芯固定在相邻两个连接件的导电连接段上，实现了相邻两个电芯的串联，同理，可将多个电芯依次固定在连接件的导电连接段上，进而实现多个电芯的串联，绝缘过渡段保证了两个导电连接段的相对位置，这样，在电芯串联过程中，仅需将第一个电芯的正负极与导电连接段的连接结构相连，其余电芯的安装位置便得到确定，而不需要在进行焊接时一一定位每一个电芯的位置，提高了电芯串联的装配效率，保证了电芯串联的质量。

进一步地，所述连接件为柔性电路板，柔性电路板上间隔设有绝缘部分，相邻两个绝缘部分之间具有导电线路，所述绝缘部分构成所述绝缘过渡段，导电线路所在的部分构成所述导电连接段，所述连接结构为导电线路两端的导电点位。柔性电路板通过直接蚀刻的方法形成包括绝缘部分和导电线路的连接件，加工工艺简单，且柔性电路板比较薄，占用空间小。

进一步地，所述连接件包括绝缘板，绝缘板上间隔布置有至少两个导电片，导电片构成所述导电连接段，绝缘板上位于相邻的两个导电片之间的间隔的部分构成所述绝缘过渡段，连接结构由设置在导电片上的两个用于与电芯的极柱连接的连接位构成。绝缘板为刚性结构，不易变形，便于定位间隔布置导电片。

进一步地，所述连接件包括至少两个导电片和连接在两个导电片之间的绝缘带，绝缘带构成所述绝缘过渡段，导电片构成所述的导电连接段，连接结构由设置在导电片上的两个用于与电芯的极柱连接的连接位构成。通过在至少两个导电片之间设置绝缘带形成所述连接件，节省材料，且加工工艺简单。

进一步地，多个导电连接段成排设置，连接件为分体结构，各排导电连接段分别处于连接件的不同分体部位上。连接件为分体结构，这样，当电芯在某个分体结构上加工出错时，连接件的其他分体结构不受影响，仅对出错的分体结构进行更换即可。

进一步地，连接件为整体式结构。整体式的结构使得所有与电芯相连的导电连接段的位置固定，仅需将一个电芯的正负极与任意一个导电连接段的导电点位或连接位相连，其余电芯的安装位置便得以确定，也进一步提高了电芯串联的装配效率。

附图说明

图1为本实用新型电芯串联结构的第一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型的电池模组的实施例的示意图；

附图标记说明：1-柔性电路板，2-导电点位，3-绝缘过渡段，4-导电连接段，5-箱体，6-电池模组，7-输出极到高压连接器钢巴，8-总负高压连接器，9-输出极到MSD钢巴，10-MSD手动维护开关，11-总正高压连接器，12-MSD到高压连接器钢巴。

具体实施方式

下面结合对附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型电芯串联结构的第一实施例：

如图1所示，电芯串联结构包括四条柔性电路板1，分体布置的四条柔性电路板1构成连接件，每条柔性电路板1通过蚀刻的方法形成相互间隔布置的多段绝缘部分，绝缘部分构成绝缘过渡段3，且任意相邻的两段绝缘过渡段3之间的间隔形成了导电线路，导电线路构成导电连接段4，每条柔性电路板1上的多段绝缘过渡段3和导电连接段4相互交错布置，导电连接段4上成对布置有导电点位2，导电点位2构成连接结构，与相应的电芯极柱对应的是，两个导电点位2的位置位于靠近导电连接段4的相背两端部处而用于与两个电芯的极柱连接，这样，通过蚀刻方法获得的具有绝缘过渡段3和导电连接段4的柔性电路板1便形成了所述的连接件。

此外，根据导电连接段4和绝缘过渡段3的布置方式，针对具有三排电芯组的电池模组来说，根据该电池模组上的对应的电芯串联回路的方向，其上可焊接的连接件的类型有三种。具体的说，类型Ⅰ中，导电连接段4的长度方向平行于柔性电路板1长度方向并依次间隔布置，类型Ⅱ中，导电连接段4的长度方向平行于柔性电路板1宽度方向并依次间隔布置，类型Ⅲ中，导电连接段4成两列并排平行布置，且各个导电连接段4的长度方向均平行于柔性电路板1长度方向并依次间隔布置，此外，在实际的连接过程中，上述的类型I有两条，分别布置在相应电池模组的相背两侧位置处，类型II和类型Ⅲ则布置在中间位置。其中类型III的一端构成用于对应电池模组的电芯串联回路的正极进线和负极出线的接线端，因此类型III对应的柔性电路板1的接线端设置有沿该柔性电路板1的宽度方向间隔布置的两个导电连接段4，两个导电连接段4中的一个用于外接正极，另一个用于外接负极，且每一个导电连接段4中的一个导电点位2与电芯连接，另一个导电点位2与外部电路连接；对应的在该柔性电路板1的背向接线端的一端布置有一段长度方向平行于宽度方向的导电连接段4。通过设置三种类型的连接件，丰富了连接件的种类，在实际工作中，可根据电池模组中各个电芯的布置方向和布置位置来选择不同类型的连接件进行合适的搭配以实现各个电芯的串联连接，具有较好的通用性。在工作时，每个导电连接段4的两个导电点位2分别与不同电芯的相应极柱相连，形成如图1所示的箭头指向的回路，在多处导电连接段4上顺次连接不同的电芯的极柱，最终形成电芯串联结构。

本实用新型电芯串联结构的第二实施例：

对比第一实施例，用绝缘板代替柔性电路板，在绝缘板上间隔粘接多个导电片，导电片即构成了导电连接段，导电片将绝缘板分割成多段，两个导电片之间的间隔形成了所述的绝缘过渡段，在导电片上成对布置有导电点位，与对应的电芯极柱对应的是，两个导电点位的位置位于靠近导电连接段的相背两端部处而用于与两个电芯的极柱连接，这样，通过在绝缘板上间隔粘接多处的导电片便形成了所述的连接件。

同样的，根据导电片和绝缘板的布置方式，针对具有三排电芯组的电池模组来说，根据该电池模组上的对应的电芯串联回路的方向，其上可焊接的连接件的类型有三种。具体的说，类型Ⅰ中，导电片的长度方向平行于绝缘板长度方向并依次间隔布置，类型Ⅱ中，导电片的长度方向平行于绝缘板宽度方向并依次间隔布置，类型Ⅲ中，导电片成两列并排平行布置，且各个导电片的长度方向均平行于绝缘板长度方向并依次间隔布置，此外，在实际的连接过程中，上述的类型I有两条，分别布置在相应电池模组的相背两侧位置处，类型Ⅱ和类型Ⅲ则布置在中间位置。其中，类型Ⅲ的一端构成用于对应电池模组的电芯串联回路的正极进线和负极出现的接线端，因此，类型Ⅲ对应的绝缘板的接线端设置有沿该绝缘板的宽度方向间隔布置的两个导电片，两个导电片中的一个用于外接正极，另一个用于外接负极，且每一个导电片中的一个导电点位与电芯连接，另一个导电点位与外部电路连接；对应的在该绝缘板的背向接线端的一端布置有一段长度方向平行于宽度方向的导电片。通过设置三种类型的连接件，丰富了连接件的种类，在实际工作中，可根据电池模组中各个电芯的布置方向和布置位置来选择不同类型的连接件进行合适的搭配以实现各个电芯的串联连接，具有较好的通用性。在工作时，每个导电片的两个导电点位分别与不同电芯的相应极柱相连，形成如第一实施例图1中所示的箭头指向的回路，在多处导电片上顺次连接不同的电芯的极柱，最终形成电芯串联结构。

本实用新型电芯串联结构的第三实施例：

对比第二实施例，可不设置整个绝缘板，而是仅在多个导电片之间依次粘接绝缘带，绝缘带构成所述绝缘过渡段，导电片即构成所述导电连接段，导电片与绝缘带相互交错布置，在导电片上成对布置有可与电芯的极柱相连的连接位，成对布置的连接位即构成了所述导电点位，与相应的电芯极柱对应的是，两个导电点位的位置位于靠近导电片的相背两端部处而用于与两个电芯的极柱连接。这样，通过在多个导电片之间依次粘接绝缘带便形成了所述的连接件。

同样的，根据导电片与绝缘带的布置方式，针对具有三排电芯组的电池模组来说，根据该电池模组上的对应的电芯串联回路的方向，其上可焊接的连接件的类型有三种。具体的说，类型Ⅰ中，导电片沿长度方向依次延伸并间隔布置，相邻导电片之间通过绝缘带粘接实现连接，类型Ⅱ中，导电片沿宽度方向依次延伸并间隔布置，相邻导电片之间通过绝缘带粘接实现连接，类型Ⅲ中，导电片成两列并排平行布置，且每个导电片均沿长度方向依次延伸并间隔布置，此外，在实际的连接过程中，上述的类型Ⅰ有两条，分别布置在相应电池模组的相背两侧位置处，类型Ⅱ和类型Ⅲ则布置在中间位置。其中类型Ⅲ的一端构成用于对应电池模组的电芯串联回路的正极进线和负极出现的接线端，因此类型Ⅲ对应的两列导电片的接线端设置有沿该列导电片的宽度方向间隔布置的两个导电片，两个导电片中的一个用于外接正极，另一个用于外接负极，且每一个导电片中的一个导电点位与电芯连接，另一个导电点位与外部电路连接；对应的在两列导电片的背向接线端的一端布置有一段长度方向平行于宽度方向的导电片。通过设置三种类型的连接件，丰富了连接件的种类，在实际工作中，可根据电池模组中各个电芯的布置方向和布置位置来选择不同类型的连接件进行合适的搭配以实现各个电芯的串联连接，具有较好的通用性。在工作时，每个导电片的两个导电点位分别与不同电芯的极柱相连，形成如第一实施例图1所示的箭头指向的回路，在多处导电片上顺次连接不同的电芯的极柱，最终形成电芯串联结构。

在实施例二中，导电片在绝缘板上的布置方式为粘接，在其他实施例中，导电片的布置方式也可为焊接、卡接等。

在实施例三中，导电片与绝缘带的连接方式为粘接，在其他实施例中，导电片与绝缘带的连接方式也可以为焊接。

在上述三个实施例中，连接件均为四条，在其他实施例中，连接件的条数也可为一条串联整个电池模组回路的形式，也可以根据电池模组中的电芯组的数量任意设计，如在仅有一排电芯组时，连接件可以设置为两条、电芯组的数量更多时，可以设计为三条或者更多。

在上述二、三实施例中，导电片的个数为多个，在其他实施例中，导电片的个数也可为两个、三个或者根据实际需要选择其他满足需要的个数。

在上述三个实施例中，连接件为四个分体结构，如图1中的四条柔性电路板，在其他实施例中，连接件也可以是整体结构，即四个分体结构连接为一个整体结构。

在其他实施例中，单个连接件上的导电连接段和绝缘过渡段的布置方式不限于实施例1中的三种类型，本领域技术人员可以根据实际的电路走向需要任意设计。

本实用新型电池模组的具体实施例：

如图2所示，电池模组6，包括多个电芯和电芯串联结构，并放置在箱体5内，所述电芯串联结构与上述实施例中电芯串联结构相同，此处不再赘述。

当电池模组6工作时，以电芯串联结构中的导电连接段4为过流区，绝缘过渡段3为相邻过流区连接区，导电点位2为电芯极柱中心对齐孔，电流从过流区流过，相邻过流区连接区是一个桥梁，把不同位置的过流区连接起来，电芯极柱中心对齐孔是焊接功能区，焊接前把连接件放置在焊接工装内，电芯极柱中心对齐孔与电芯极柱中心对齐，进行焊接。

充电时，电流由总正高压连接器11经MSD到高压连接器钢巴12、MSD手动维护开关10、输出极到MSD钢巴9、连接件、输出极到高压连接器钢巴7至总负高压连接器8；而放电时，高压回路方向与充电时相反。

Claims (7)

1.电芯串联结构，其特征在于：包括用于将各个电芯串联的连接件，连接件包括至少两个间隔布置的导电连接段，各个导电连接段具有两个分别用于与相邻电芯的对应极柱连接的连接结构，电芯串联结构还包括连接在相邻两个导电连接段之间以保证该相邻两个导电连接段的相对位置，以在使用时使连接结构与对应极柱对准的绝缘过渡段。

2.根据权利要求1所述的电芯串联结构，其特征在于：所述连接件为柔性电路板，柔性电路板上间隔设有绝缘部分，相邻两个绝缘部分之间具有导电线路，所述绝缘部分构成所述绝缘过渡段，导电线路所在的部分构成所述导电连接段，所述连接结构为导电线路两端的导电点位。

3.根据权利要求1所述的电芯串联结构，其特征在于：所述连接件包括绝缘板，绝缘板上间隔布置有至少两个导电片，导电片构成所述导电连接段，绝缘板上位于相邻的两个导电片之间的间隔的部分构成所述绝缘过渡段，连接结构由设置在导电片上的两个用于与电芯的极柱连接的连接位构成。

4.根据权利要求1所述的电芯串联结构，其特征在于：所述连接件包括至少两个导电片和连接在两个导电片之间的绝缘带，绝缘带构成所述绝缘过渡段，导电片构成所述导电连接段，连接结构由设置在导电片上的两个用于与电芯的极柱连接的连接位构成。

5.根据权利要求1至4任一项所述的电芯串联结构，其特征在于：多个导电连接段成排设置，连接件为分体结构，各排导电连接段分别处于连接件的不同分体部位上。

6.根据权利要求1至4任一项所述的电芯串联结构，其特征在于：连接件为整体式结构。

7.电池模组，包括多个电芯和电芯串联结构，其特征在于：所述电芯串联结构为上述权利要求1~6任一项所述的电芯串联结构。