CN211265549U - 电池模块、电池组及装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型实施例提供一种电池模块、电池组及装置，电池模块包括外壳、在外壳内沿第一方向交替且并排分布的第一电池单体和第二电池单体；其中，第一电池单体包括第一金属壳体及第一绝缘膜，第一金属壳体具有沿第一方向相对设置的两个第一侧面，第一绝缘膜至少覆盖两个第一侧面；第二电池单体包括第二金属壳体，第二金属壳体裸露于外壳内。在本实用新型实施例的电池模块中，即使第二电池单体的第二金属壳体外不设置绝缘膜，第二金属壳体裸露于外壳内，也能够保证各电池单体之间的相互绝缘，还能够节省外壳内的空间，提高电池模块的能量密度。

Description

电池模块、电池组及装置
技术领域
本实用新型涉及储能设备技术领域，尤其涉及一种电池模块、电池组及装置。
背景技术
锂电池作为一种重要的储能设备，因其能量密度高、容量大、功率高、寿命长等优点，在汽车、储能、消费电子等行业得到了广泛的应用。随着应用端对锂电池性能要求的不断提高，制造端采取了多种方法来提高电池的空间利用率和能量密度。但是目前的电池模块内多个单体电池成组的方式依然不能够满足能量密度的要求。
因此，亟需一种新的电池模块、电池组及装置。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种电池模块、电池组及装置，旨在提高电池模块的能量密度。
一方面，本实用新型实施例提供了一种电池模块，包括外壳、在外壳内沿第一方向交替且并排分部的第一电池单体和第二电池单体；其中，第一电池单体包括第一金属壳体及第一绝缘膜，第一金属壳体具有沿第一方向相对设置的两个第一侧面，第一绝缘膜至少覆盖两个第一侧面；第二电池单体包括第二金属壳体，且第二金属壳体裸露于外壳内。
根据本实用新型的一个方面，第一金属壳体还包括沿第二方向相对设置的两个第二侧面，两个第二侧面连接于两个第一侧面之间，第一绝缘膜覆盖至少部分两个第二侧面。
实用新型根据本实用新型的一个方面，第一金属壳体还包括连接于两个第一侧面之间的底面，第一绝缘膜覆盖至少部分底面。
实用新型根据本实用新型的一个方面，第一绝缘膜的制造材料选自低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、多芳基化合物中的至少一种。
根据本实用新型的一个方面，第二金属壳体和第一绝缘膜利用胶体相互粘接。
根据本实用新型的一个方面，还包括隔热垫，隔热垫设置于相邻的第一电池单体和第二电池单体之间；
隔热垫和第二金属壳体利用胶体相互粘接；
或者，隔热垫和第二金属壳体直接接触连接。
根据本实用新型的一个方面，外壳包括沿第二方向相对设置的两个侧板，第二方向和第一方向相交，第一电池单体和第二电池单体设置于两个侧板之间，侧板朝向外壳的内表面设置有第二绝缘膜，第二绝缘膜为贴附于侧板内表面的绝缘膜层，或者第二绝缘膜为涂覆于侧板内表面的胶层；
第二金属壳体和第二绝缘膜直接连接。
根据本实用新型的一个方面，外壳包括底板，底板朝向外壳的内表面设置有第三绝缘膜，第三绝缘膜为贴附于底板内表面的绝缘膜层，或者第三绝缘膜为涂覆于底板内表面的胶层；
第二金属壳体和第三绝缘膜直接连接。
另一方面，本实用新型实施例提供了一种电池组，包括上述的电池模块。
又一方面，本实用新型实施例提供了一种使用电池模块作为电源的装置，电池模块为上述的电池模块。
实用新型本实用新型实施例的电池模块包括外壳和在外壳内并列且交替分布的第一电池单体和第二电池单体。第一电池单体的第一金属壳体外设置有第一绝缘膜，第一绝缘膜覆盖两个第一侧面。第二电池单体具有第二金属壳体，且第二金属壳体裸露于外壳内。由于第一绝缘膜覆盖第一侧面，因此能够保证第一电池单体和第二电池单体之间相互绝缘。第一电池单体和第二电池单体沿第一方向并列且交替排布，能够保证电池模块中所有电池单体之间的相互绝缘。因此在本实用新型实施例的电池模块中，即使第二电池单体的第二金属壳体外不设置绝缘膜，第二金属壳体裸露于外壳内，也能够保证各电池单体之间的相互绝缘，还能够节省外壳内的空间，提高电池模块的能量密度。
附图说明
通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。
图1是本实用新型实施例提供的一种车辆的结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的一种电池组的爆炸结构示意图；
图3是本实用新型实施例提供的一种电池模块的结构示意图；
图4是本实用新型另一实施例提供的一种电池模块的结构示意图；
图5是图4的爆炸结构示意图；
图6是本实用新型实施例提供的一种第一电池单体的结构示意图；
图7是图6的爆炸结构示意图；
图8是本实用新型实施例提供的一种第二电池单体的爆炸结构示意图；
图9是本实用新型实施例提供的一种电池模块的成型方法的流程图。
附图标记说明：
1、电池组；2、车辆主体；
11、电池模块；12、箱体；121、上箱体；122、下箱体；
100、第一电池单体；110、第一金属壳体；111、第一侧面；112、第二侧面；113、底面；120、第一绝缘膜；121、主体部；122、第一包裹部；123、第二包裹部；130、第一电极单元；140、第一顶盖组件；
200、第二电池单体；210、第二金属壳体；220、第二电极单元；230、第二顶盖组件；
300、外壳；310、端板；320、侧板；321、第二绝缘膜；330、箍带；340、底板；341、第三绝缘膜；350、绝缘板；
400、隔热垫；
X、第一方向；
Y、第二方向。
具体实施方式
下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本实用新型的实施例的具体结构进行限定。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
为了更好地理解本实用新型，下面结合图1至图9对本实用新型实施例的电池模块、电池组及装置进行详细描述。
如图1所示，本实用新型实施例首先提供一种车辆，车辆包括车辆主体2和电池组1，电池组1设置于车辆主体2。
其中，车辆为新能源汽车，其可以为纯电动汽车，也可以混合动力汽车或增程式汽车。车辆主体2设置有驱动电机，驱动电机与电池组1电连接，由电池组1提供电能，驱动电机通过传动机构与车辆主体2上的车轮连接，从而驱动汽车行进。优选地，电池组1可水平设置于车辆主体2的底部。
请一并参阅图2，电池组1的设置方式有多种，在一些可选的实施例中，电池组1包括箱体12和设置于箱体12内的电池模块11。
电池模块11的数量为一个或多个，多个电池模块11排列布置于箱体12内。箱体12的类型不受限制，箱体12可为框状箱体、盘状箱体或盒状箱体等。具体地，箱体12可包括用于容纳电池模块的下箱体122和与下箱体122盖合的上箱体121。
可以理解的是，电池模块11不仅可以应用于车辆，还可以用于其他装置。本实用新型实施例还提供一种使用电池模块11作为电源的装置，装置可以但不仅限于为车辆、船舶或飞行器等。
请一并参阅图3至图8，图3为本实用新型实施例提供的一种电池模块的结构示意图，图4为本实用新型另一实施例提供的一种电池模块的结构示意图，图5为图4的爆炸结构示意图，图6为本实用新型实施例提供的一种第一电池单体的结构示意图，图7为图6的爆炸结构示意图，图8为本实用新型实施例提供的一种第二电池单体的结构示意图。
电池模块11的设置方式有多种，在一些可选的实施例中，电池模块11包括外壳300、在外壳300内沿第一方向(图3中的X方向)交替且并排分布的第一电池单体100和第二电池单体200；其中，第一电池单体100包括第一金属壳体110及第一绝缘膜120，第一金属壳体110具有沿第一方向相对设置的两个第一侧面111，第一绝缘膜120至少覆盖两个第一侧面111；第二电池单体200包括第二金属壳体210，第二金属壳体210裸露于外壳300内。
其中，电池模块11中第一电池单体100和第二电池单体200并排设置的方向为第一方向。
第一电池单体100和第二电池单体200交替且并排排布是指单个的第一电池单体100和单个的第二电池单体200沿第一方向交替且并排排布。即一个第一电池单体100和一个第二电池单体200组成电池单体组，两个以上的电池单体组沿第一方向并排排布。
第二金属壳体210裸露于外壳300内是指第二金属壳体210外未包覆绝缘膜，第二电池单体200直接通过第二金属壳体210和电池模块11的其他零部件相互接触或连接。
本实用新型实施例的电池模块11包括外壳300和在外壳300内并列且交替分布的第一电池单体100和第二电池单体200。第一电池单体100的第一金属壳体110外设置有第一绝缘膜120，第一绝缘膜120覆盖第一侧面111。第二电池单体200具有第二金属壳体210，且第二金属壳体210裸露于外壳300内。由于第一绝缘膜120覆盖两个第一侧面111，因此能够保证第一电池单体100和第二电池单体200之间相互绝缘。第一电池单体100和第二电池单体200沿第一方向并列且交替排布，能够保证电池模块11中所有电池单体之间的相互绝缘。因此在本实用新型实施例的电池模块11中，即使第二电池单体200的第二金属壳体210外不设置绝缘膜，第二金属壳体210裸露于外壳300内，也能够保证各电池单体之间的相互绝缘，还能够节省外壳300内的空间，提高电池模块11的能量密度；同时也可以降低成本。
外壳300的设置方式有多种，在一些可选的实施例中，外壳300包括沿第一方向相对设置的两个端板310，第一电池单体100和第二电池单体200设置于两个端板310之间，端板310朝向外壳内表面的一侧设置有绝缘板350。
在这些实施例中，通过在端板310朝向外壳内表面的一侧设置绝缘板350，能够保证端板310和第一电池单体100之间相互绝缘，和/或，端板310和第二电池单体200之间相互绝缘。
当第二电池单体200位于多个并排设置的第一电池单体100和第二电池单体200的一端时，第二金属壳体210和绝缘板350直接接触连接，或者第二金属壳体210通过胶体和绝缘板350直接粘接。
在一些可选的实施例中，外壳300还包括环绕于两个端板310、第一电池单体100和第二电池单体200外周侧的箍带330，箍带330外包覆有绝缘层。
在这些实施例中，通过在箍带330外包裹绝缘层，能够保证箍带330和第一电池单体100、第二电池单体200之间相互绝缘，进而保证第一电池单体100、第二电池单体200和外壳300之间相互绝缘。
在另一些可选的实施例中，外壳300还包括沿第二方向(图3中的Y方向)相对设置的两个侧板320，第一电池单体100和第二电池单体200设置于两个侧板320之间。侧板320朝向容纳腔的内表面设置有第二绝缘膜321，第二金属壳体210和第二绝缘膜321直接连接。
在这些实施例中，侧板320朝向外壳的内表面设置有第二绝缘膜321，保证侧板320和第一电池单体100、第二电池单体200之间相互绝缘，进而保证第一电池单体100、第二电池单体200和外壳300之间相互绝缘。
两个侧板320分别连接于两个端板310之间，从而令两个端板310和两个侧板320共同围合形成用于容纳第一电池单体100和第二电池单体200的容纳腔。
第二绝缘膜321的设置方式有多种，例如第二绝缘膜321可以为贴附于侧板320内表面的绝缘膜层，或者第二绝缘膜321为涂覆于侧板320内表面的胶层。只要第二绝缘膜321能够满足侧板320和第一电池单体100、第二电池单体200之间相互绝缘即可。
当第二绝缘膜321为胶层时，第二金属壳体210可以直接粘接于第二绝缘膜321。当第二绝缘膜321为绝缘膜层时，第二金属壳体210可以直接和第二绝缘膜321接触连接，或者第二金属壳体210通过胶体和第二绝缘膜321直接粘接。
在又一些可选的实施例中，外壳300还包括底板340，底板340朝向外壳的内表面设置有第三绝缘膜341，第二金属壳体210和第三绝缘膜341直接连接。
在这些实施例中，通过在底板340朝向外壳的内表面设置第三绝缘膜341，能够保证底板340和第一电池单体100、第二电池单体200之间相互绝缘，进而保证第一电池单体100、第二电池单体200和外壳300之间相互绝缘。
第三绝缘膜341的设置方式有多种，例如第三绝缘膜341可以为贴附于底板340内表面的绝缘膜层，或者第三绝缘膜341为涂覆于底板340内表面的胶层。只要第三绝缘膜341能够满足底板340和第一电池单体100、第二电池单体200之间相互绝缘即可。
当第三绝缘膜341为胶层时，第二金属壳体210可以直接粘接于第三绝缘膜341。当第三绝缘膜341为绝缘膜层时，第二金属壳体210可以直接和第三绝缘膜341接触连接，或者第二金属壳体210通过胶体和第三绝缘膜341直接粘接。
第一电池单体100的设置方式有多种，在一些可选的实施例中，第一电池单体100还包括位于第一金属壳体110内的第一电极单元130和盖设于第一金属壳体110开口处的第一顶盖组件140。
第二电池单体200的设置方式有多种，在一些可选的实施例中，第二电池单体200还包括位于第二金属壳体210内的第二电极单元220和盖设于第二金属壳体210开口处的第二顶盖组件230。
第一电极单元130和第二电极单元220可通过将第一极片、第二极片以及位于第一极片和第二极片之间的隔膜一同堆叠或卷绕形成，其中，隔膜是介于第一极片和第二极片之间的绝缘体。
在一些可选的实施例中，第一金属壳体110还包括沿第二方向相对设置的两个第二侧面112，两个第二侧面112连接于两个第一侧面111之间。第一金属壳体110还包括和其开口相对设置的底面113，底面113连接于两个第一侧面111之间。
第一绝缘膜120的设置方式有多种，在一些可选的实施例中，第一绝缘膜120覆盖至少部分第二侧面112。
第一绝缘膜120覆盖第二侧面112的方式有多种，在一些可选的实施例中，第一绝缘膜120还包括覆盖至少部分第二侧面112的第一包裹部122。第一包裹部122可以覆盖第二侧面112上任意合适的部位。优选的，第一绝缘膜120包括覆盖第一侧面111的主体部121，第一包裹部122由主体部121延伸至第二侧面112，即第一包裹部122由第一侧面111延伸至第二侧面112，且第一包裹部122在第一方向上的延伸宽度为5mm～10mm。
在这些实施例中，第一包裹部122的宽度为5mm～10mm，能够满足安全爬电距离的要求。
第一包裹部122的个数可以为1个、2个或更多个。在一些可选的实施例中，第一包裹部122为4个，两个第一包裹部122分别在同一个第二侧面112上沿第一方向间隔分布。
在另一些可选的实施例中，第一绝缘膜120还覆盖至少部分底面113。
第一绝缘膜120覆盖底面113的方式有多种，在一些可选的实施例中，第一绝缘膜120还包括覆盖至少部分底面113的第二包裹部123。第二包裹部123可以覆盖于底面113上任意合适的位置。优选的，第二包裹部123由主体部121延伸至底面113，即第二包裹部123由第一侧面111延伸至底面113，且第二包裹部123在第一方向上的延伸宽度为5mm～10mm。从而令第一绝缘膜120能够在底面113侧满足爬电距离的要求。
第二包裹部123的数量可以为一个或两个，优选的，第二包裹部123为两个，两个第二包裹部123在底面113沿第一方向间隔分布。
第一绝缘膜120可以选用任何合适的材料制成，优选的，第一绝缘膜120的制造材料选自低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、多芳基化合物中的至少一种。进一步优选的，第一绝缘膜120的制造材料选择PET，使得第一绝缘膜120具有良好的柔韧性，能够包裹于第一金属壳体110外。
第一绝缘膜120和第一金属壳体110之间的连接方式有多种，例如第一绝缘膜120利用热变形的方式包裹于第一金属壳体110外。或者，第一绝缘膜120朝向第一金属壳体110的表面具有粘性，令第一绝缘膜120可以粘接于第一金属壳体110外。
第一绝缘膜120和第二金属壳体210之间的连接方式有多种，例如第一绝缘膜120和第二金属壳体210之间设置有胶体，令第一绝缘膜120可以利用胶体粘接于第二金属壳体210外，从而保证第一电池单体100和第二电池单体200之间相对位置的稳定性。胶体可以选用任何合适的材料制成，例如胶体选用聚乙烯胶水、环氧树脂、热熔胶中的至少一者。
为了保证第一电池单体100和第二电池单体200之间不会发生热量传递，在一些可选的实施例中，电池模块11还包括隔热垫400，隔热垫400设置于相邻的第一电池单体100和第二电池单体200之间。
隔热垫400和第一电池单体100和/或第二电池单体200的连接方式有多种，优选的，隔热垫400选用胶体粘贴于第一电池单体100和/或第二电池单体200。即隔热垫400和第一绝缘膜120利用胶体相互粘接，和/或，隔热垫400和第二金属壳体210利用胶体直接粘接。
在另一些可选的实施例中，隔热垫400和第一绝缘膜120接触连接，和/或，隔热垫400和第二金属壳体210直接接触连接。
隔热垫400可以选用任何合适的材料制成，在一些可选的实施例中，隔热垫400的制造材料选自泡棉、石棉中的至少一者，既能够满足隔热要求，还具有一定的缓冲作用。
请一并参阅图9，图9为本实用新型实施例提供的一种电池模块成型方法的流程图。电池模块11为上述任一实施例所述的电池模块11。电池模块11的成型方法包括：
步骤S101：利用金属壳体和顶盖组件封装电极单元以形成电池单体。
步骤S102：制作第一电池单体和第二电池单体。
步骤S102的实施方式有多种，例如，将多个电池单体分为两组，在其中一组电池单体的金属壳体外周包覆第一绝缘膜120以形成第一电池单体100，且第一绝缘膜120至少覆盖金属壳体在第一方向上相对设置的两个第一侧面111，另一组电池单体作为第二电池单体200。
第一绝缘膜120的设置方式有多种，例如第一绝缘膜120还覆盖至少部分金属壳体在第二方向上对设置的第二侧面112，或者第一绝缘膜120还覆盖至少部分金属壳体的底面113。
步骤S103：将第一电池单体和第二电池单体沿第一方向交替且并排设置于外壳内以形成电池模块。
在本实用新型实施例的电池模块11的成型方法中，首先利用步骤S101形成多个电池单体。然后利用步骤S102将多个电池单体分为两组，并在其中一组的电池单体的金属壳体外包裹第一绝缘膜120以形成第一电池单体100，将另一组电池单体作为第二电池单体200。步骤S102中，无需在第二电池单体200外包裹绝缘膜，从而能够简化生产工艺，提高生产效率。且第一绝缘膜120至少覆盖第一侧面111，当第一电池单体100和第二电池单体200利用步骤S103形成电池模块11时，能够保证各电池单体之间的相互绝缘，还能够节省外壳300内的空间，提高电池模块11的能量密度。
本实用新型可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而系统体系结构并不脱离本实用新型的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本实用新型的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本实用新型的范围之中。

Claims (9)

1.一种电池模块，其特征在于，包括：外壳、在所述外壳内沿第一方向交替且并排分布的第一电池单体和第二电池单体；
其中，所述第一电池单体包括第一金属壳体及第一绝缘膜，所述第一金属壳体具有沿所述第一方向相对设置的两个第一侧面，所述第一绝缘膜至少覆盖所述两个第一侧面；
所述第二电池单体包括第二金属壳体，且所述第二金属壳体裸露于所述外壳内。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述第一金属壳体还包括沿第二方向相对设置的两个第二侧面，所述两个第二侧面连接于所述两个第一侧面之间，所述第一绝缘膜覆盖至少部分所述两个第二侧面。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述第一金属壳体还包括连接于两个所述第一侧面之间的底面，所述第一绝缘膜覆盖至少部分所述底面。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电池模块，其特征在于，所述第二金属壳体和所述第一绝缘膜利用胶体直接粘接。
5.根据权利要求1-3任一项所述的电池模块，其特征在于，还包括隔热垫，所述隔热垫设置于相邻的所述第一电池单体和所述第二电池单体之间；
所述隔热垫和所述第二金属壳体利用胶体直接粘接；
或者，所述隔热垫和所述第二金属壳体直接接触连接。
6.根据权利要求1-3任一项所述的电池模块，其特征在于，所述外壳包括沿第二方向相对设置的两个侧板，所述第二方向和所述第一方向相交，所述第一电池单体和所述第二电池单体设置于两个所述侧板之间，所述侧板朝向所述外壳的内表面设置有第二绝缘膜，所述第二绝缘膜为贴附于所述侧板内表面的绝缘膜层，或者所述第二绝缘膜为涂覆于所述侧板内表面的胶层；
所述第二金属壳体和所述第二绝缘膜直接连接。
7.根据权利要求1-3任一项所述的电池模块，其特征在于，所述外壳包括底板，所述底板朝向所述外壳的内表面设置有第三绝缘膜，所述第三绝缘膜为贴附于所述底板内表面的绝缘膜层，或者所述第三绝缘膜为涂覆于所述底板内表面的胶层；
所述第二金属壳体和所述第三绝缘膜直接连接。
8.一种电池组，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的电池模块。
9.一种使用电池模块作为电源的装置，其特征在于，所述电池模块为权利要求1-7任一项所述的电池模块。
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