CN209401701U - 电池模组和电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池模组和电池包。电池模组包括电池、安装块和扎带。电池为多个并沿第一方向依次排列，扎带环绕在所述多个电池的外周并夹紧所述多个电池，安装块设置于扎带和电池之间。各电池包括壳体、电极组件以及顶盖组件。壳体具有容纳腔室，容纳腔室沿第二方向的一端具有开口，且第二方向垂直于第一方向。顶盖组件连接于壳体且覆盖壳体的开口。电极组件为多个且收容于壳体内，所述多个电极组件沿第二方向层叠。电池包包括箱体、紧固件以及所述的电池模组。电池模组收容于箱体内，紧固件连接安装块和箱体。

Description

电池模组和电池包

技术领域

本实用新型涉及电池领域，尤其涉及一种电池模组和电池包。

背景技术

已知的电池模组通常包括多个依次排列的电池和固定多个电池的端板，由于电池在使用过程中会发生膨胀变形，并且膨胀变形在电池的排列方向尤为明显。因此，为了限制电池的膨胀，端板通常具有较大的体积，影响电池模组的能量密度；另外，端板的成型工艺复杂，且端板与电池的装配效率较低。

实用新型内容

鉴于背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种电池模组和电池包，其能减小电池模组的膨胀力，提高能量密度。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种电池模组和电池包。

电池模组包括电池、安装块和扎带。电池为多个并沿第一方向依次排列，扎带环绕在所述多个电池的外周并夹紧所述多个电池，安装块设置于扎带和电池之间。各电池包括壳体、电极组件以及顶盖组件。壳体具有容纳腔室，容纳腔室沿第二方向的一端具有开口，且第二方向垂直于第一方向。顶盖组件连接于壳体且覆盖壳体的开口。电极组件为多个且收容于壳体内，所述多个电极组件沿第二方向层叠。

在第二方向上，扎带的宽度与壳体的高度之比为0.1-0.5。

电池在第一方向上的厚度为t，电池在第二方向上的高度为h，t/h为0.5～2。

在第二方向上，扎带靠近壳体的中心设置。

安装块设置于所述多个电池沿第一方向的两端。

安装块固定于壳体的端面，安装块与端面之间的接触面积与端面的总面积之比为0.02-0.2。

电池模组沿第一方向的尺寸大于电池模组沿第二方向的尺寸。

安装块在远离电池的一侧具有凹槽，扎带从凹槽中穿过。

电池包包括箱体、紧固件以及所述的电池模组。电池模组收容于箱体内，紧固件连接安装块和箱体。

安装块设有沿第二方向延伸的通孔，紧固件穿过通孔并与箱体固定连接。

本实用新型的有益效果如下：在充放电过程中，各电极组件会出现膨胀。在本申请中，电池的多个电极组件沿第二方向布置，因此，所述多个电极组件的膨胀会在第二方向上叠加。而在第一方向上，所述多个电极组件的膨胀较小，所以电池整体在第一方向上的膨胀量也较小。在电池模组中，所述多个电池沿第一方向排列，而各电池在第一方向上的膨胀量较小，因此，与已知技术相比，所有电池在第一方向的膨胀量的总和较小，产生的膨胀力较低。而由于膨胀力较低，所以本申请可以采用强度较小的扎带来固定所有的电池，无需担心扎带在膨胀力的作用下断裂。与已知技术的端板相比，扎带具有较小的体积和重量，因此，本申请能够有效地提高电池模组及电池包的能量密度。

附图说明

图1为根据本实用新型的电池包的示意图。

图2为图1的电池包的分解图。

图3为图1的电池的分解图。

其中，附图标记说明如下：

1电池模组 12安装块

11电池 121凹槽

111壳体 122通孔

111a容纳腔室 13扎带

111b端面 2底板

111c侧面 3紧固件

112电极组件 X第一方向

113顶盖组件 Z第二方向

113a顶盖板 Y第三方向

113b电极端子

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个以上(包括两个)；除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

本申请的电池包可用作电动汽车的动力机构。参照图1，电池包包括电池模组1、箱体和紧固件3。

电池模组1可为一个或多个。为了提高容量，电池模组1优选为多个。箱体收容电池模组1，以从外侧保护电池模组1。箱体可包括底板2，底板2可设置于电池模组1的下侧并支撑电池模组1。紧固件3连接底板2和电池模组1，从而将电池模组1固定到箱体上。

参照图1和图2，电池模组1包括电池11、安装块12和扎带13。电池11为多个并沿第一方向X依次排列，扎带13环绕在所述多个电池11的外周并夹紧所述多个电池11，安装块12设置于扎带13和电池11之间。紧固件3连接安装块12和箱体。在电动汽车中，第一方向X大体平行于水平面。

电池11可为棱柱形的锂离子电池。参照图3，各电池11包括壳体111、电极组件112以及顶盖组件113。

壳体111内部形成有容纳腔室111a，电极组件112和电解液收容于容纳腔室111a内。容纳腔室111a沿第二方向Z的一端具有开口，电极组件112可经由所述开口放置到容纳腔室111a中。壳体111可由铝或铝合金等导电金属的材料制成。其中，第二方向Z大体垂直于第一方向X。在电动汽车中，第二方向Z大体垂直于水平面。

顶盖组件113包括顶盖板113a和电极端子113b，顶盖板113a连接于壳体111且覆盖壳体111的开口，从而将电极组件112密封在壳体111内。电极端子113b突出到顶盖板113a的上侧且电连接于电极组件112。

电极组件112包括正极极片、负极极片和隔膜，隔膜将正极极片和负极极片隔开。在电极组件112的成型过程中，可先将正极极片、负极极片和隔膜卷绕成中空的柱形结构，然后再将电极组件112压成扁平状。

电极组件112为多个，且所述多个电极组件112沿第二方向Z层叠。第二方向Z大体平行于电极组件112的厚度方向。在充放电的过程中，电极组件112在厚度方向上的膨胀量最大。

在已知的电池模组中，各电池的电极组件的厚度方向通常会平行于多个电池的排列方向，导致所有电池11的膨胀量之和偏大；为了限制电池的膨胀，端板通常具有较大的体积，以避免端板被膨胀力破坏；但是，较大的端板会降低电池模组的能量密度。

在充放电过程中，各电极组件112会出现膨胀。在本申请中，电池11的多个电极组件112沿第二方向Z布置，因此，所述多个电极组件112的膨胀会在第二方向Z上叠加。而在第一方向X上，所述多个电极组件112的膨胀较小，所以电池11整体在第一方向X上的膨胀量也较小。

在电池模组1中，所述多个电池11沿第一方向X排列，而各电池11在第一方向X上的膨胀量较小，因此，与已知技术相比，所有电池11在第一方向X的膨胀量的总和较小，产生的膨胀力较低。而由于膨胀力较低，所以本申请可以采用强度较小的扎带13来固定所有的电池11，无需担心扎带13在膨胀力的作用下断裂。与已知技术的端板相比，扎带13具有较小的体积和重量，因此，本申请能够有效地提高电池模组1及电池包的能量密度。

壳体111的外表面可包括两个端面111b和两个侧面111c，所述两个端面111b和两个侧面111c交替设置。端面111b大体垂直于第一方向X，侧面111c大体垂直于第三方向Y，第三方向Y同时垂直于第一方向X和第二方向Z。本申请的电池包还可包括换热板(未示出)，换热板可与壳体111的侧面111c相对；电池11的热量可经由侧面111c传递到换热板，以实现电池11的散热。

参照图2，在第二方向Z上，扎带13的宽度与壳体111的高度之比为0.1-0.5。所述比值越小，扎带13的强度也越小；虽然电池模组1的膨胀力较小，但是，如果扎带13的强度过低，扎带13仍然可能会断裂，导致电池模组失效。而如果所述比值过大，扎带13会占用过多的空间，导致壳体111的侧面111c被覆盖的区域过大，影响换热板与电池11之间的换热效率；另外，扎带13越宽，重量也就越大，而如果所述比值过大，会导致能量密度降低。

电池11在第一方向X上的厚度为t，电池11在第二方向Z上的高度为h。当电池11的体积和沿第三方向Y的宽度一定时，t与h成反比。h过大时，电池11在第二方向Z占用的空间过大，不满足电动汽车对电池包的高度要求。同时，而h的值越大，各电池11的多个电极组件112在第二方向Z上的厚度和也就越大，膨胀力也就是越大；当h偏大时，膨胀力作用在顶盖板113a上，容易造成顶盖板113a变形。t越大，电池11在第一方向X上的膨胀量也就越大；而如果t的值过大，会导致电池模组1的膨胀力过大，从而引发扎带13断裂的风险。因此，优选地，t/h为0.5～2。

在充放电时，电池11在第二方向Z的中心处的膨胀量最大；因此，优选地，在第二方向Z上，扎带13靠近壳体111的中心设置；此时，扎带13能够有效地限制电池11的膨胀，降低电池11的变形。

安装块12设置于所述多个电池11沿第一方向X的两端。此时，电池模组1沿第一方向X的两端均固定于底板2，从而有效地提高电池模组1的稳定性。进一步地，位于所述多个电池11沿第一方向X的一端的安装块12可为多个，位于所述多个电池11沿第一方向X的另一端的安装块12可为多个。

安装块12固定于壳体111的端面111b。例如，安装块12可通过结构胶粘贴在壳体111的端面111b。安装块12与端面111b之间的接触面积与端面111b的总面积之比为0.02-0.2。

当电池11膨胀时，扎带13经由安装块12对电池11的端面111b施加束缚力。如果所述比值小于0.02，那么作用在端面111b上的压强过大，导致壳体111被压坏，引发安全风险。在电动汽车中，电池包的箱体的温度容易受到外界的影响；而箱体可经由紧固件3和安装块12与电池11换热。如果所述比值大于0.2，那么安装块12与壳体111的换热速率较高，此时，电池11的温度容易受到箱体的影响，无法保证电池11在最优的温度范围内工作，影响电池11的寿命。

在电动汽车中，电池模组的第二方向Z大体平行于电动汽车的高度方向；而受到电动汽车的底盘高度的限制，电池模组沿第一方向X的尺寸大于电池模组沿第二方向Z的尺寸。

参照图2，安装块12在远离电池11的一侧具有凹槽121，扎带13从凹槽121中穿过。凹槽121可起到定位作用，便于扎带13的安装。同时，凹槽121还能避免扎带13在第二方向Z上偏移。

安装块12设有沿第二方向Z延伸的通孔122，紧固件3穿过通孔122并与箱体的底板2固定连接。紧固件3可为螺栓。

Claims (10)

1.一种电池模组(1)，包括电池(11)、安装块(12)和扎带(13)；

电池(11)为多个并沿第一方向(X)依次排列，扎带(13)环绕在所述多个电池(11)的外周并夹紧所述多个电池(11)，安装块(12)设置于扎带(13)和电池(11)之间；

各电池(11)包括壳体(111)、电极组件(112)以及顶盖组件(113)；

壳体(111)具有容纳腔室(111a)，容纳腔室(111a)沿第二方向(Z)的一端具有开口，且第二方向(Z)垂直于第一方向(X)；

顶盖组件(113)连接于壳体(111)且覆盖壳体(111)的开口；

电极组件(112)为多个且收容于壳体(111)内，所述多个电极组件(112)沿第二方向(Z)层叠。

2.根据权利要求1所述的电池模组(1)，其特征在于，在第二方向(Z)上，扎带(13)的宽度与壳体(111)的高度之比为0.1-0.5。

3.根据权利要求2所述的电池模组(1)，其特征在于，电池(11)在第一方向(X)上的厚度为t，电池(11)在第二方向(Z)上的高度为h，t/h为0.5～2。

4.根据权利要求2所述的电池模组(1)，其特征在于，在第二方向(Z)上，扎带(13)靠近壳体(111)的中心设置。

5.根据权利要求1所述的电池模组(1)，其特征在于，安装块(12)设置于所述多个电池(11)沿第一方向(X)的两端。

6.根据权利要求5所述的电池模组(1)，其特征在于，安装块(12)固定于壳体(111)的端面(111b)，安装块(12)与端面(111b)之间的接触面积与端面(111b)的总面积之比为0.02-0.2。

7.根据权利要求1所述的电池模组(1)，其特征在于，电池模组沿第一方向(X)的尺寸大于电池模组沿第二方向(Z)的尺寸。

8.根据权利要求1所述的电池模组(1)，其特征在于，安装块(12)在远离电池(11)的一侧具有凹槽(121)，扎带(13)从凹槽(121)中穿过。

9.一种电池包，包括箱体、紧固件(3)以及权利要求1-8中任一项所述的电池模组(1)；

电池模组(1)收容于箱体内，紧固件(3)连接安装块(12)和箱体。

10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于，安装块(12)设有沿第二方向(Z)延伸的通孔(122)，紧固件(3)穿过通孔(122)并与箱体固定连接。