CN212011122U - 电池模块及电池包和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了电池模块及电池包和车辆。其中，该电池模块包括多个长度不低于600mm的软包电芯，每个所述软包电芯分别独立地包括多个串联连接的极芯组，每个所述极芯组分别独立地包括正极耳、负极耳和至少一个极芯，所述极芯组的正极耳/负极耳和与其串联连接的另一个所述极芯组的负极耳/正极耳焊接或铆接。与现有电池模块相比，采用该电池模块组装电池包时所需的电池模块数量、模块成组附件及模块安装结构均较少，由此不仅能降低电池包的整体重量及成本，同时还能提高电池包的空间利用率及电池容量。

Description

电池模块及电池包和车辆

技术领域

本实用新型属于电池领域，具体而言，涉及电池模块及电池包和车辆。

背景技术

随着新能源汽车的不断普及，对新能源汽车中动力电池的使用要求变得越来越高。特别是随着用户对新能源汽车续时里程要求的不断提高，新能源汽车动力电池包无论在长度还是宽度方向都超过1米。而目前市面上，电芯的长度一般在0.3米左右，所以在动力电池包中需要设置至少3个甚至更多电池模块。而设置多个电池模块，对每个电池模块均需要添加固定结构，组装复杂，同时相邻两个电池模块之间需要通过外设的动力连接件进行动力连接，从而导致电池模块安装结构较多，不仅成本提高，而且导致电池包整体重量上升；同时，由于短电芯组装附件多，安装结构占用了较多的内部空间，造成动力电池模块和电池包整体容量降低，并且电池包内电池模块设置越多，空间浪费就越多。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出电池模块及电池包和车辆。与现有电池模块相比，采用该电池模块组装电池包时所需的电池模块数量、模块成组附件及模块安装结构均较少，由此不仅能降低电池包的整体重量及成本，同时还能提高电池包的空间利用率及电池容量。

根据本实用新型的第一个方面，本实用新型提出了一种电池模块。根据本实用新型的实施例，该电池模块包括多个长度不低于600mm的软包电芯，每个所述软包电芯分别独立地包括多个串联连接的极芯组，每个所述极芯组分别独立地包括正极耳、负极耳和至少一个极芯，所述极芯组的正极耳/负极耳和与其串联连接的另一个所述极芯组的负极耳/正极耳焊接或铆接。

根据本实用新型上述实施例的电池模块，通过将相邻两个极芯组的正负极耳焊接或铆接，可以实现多个极芯组之间的串联与固定，从而得到长度不低于600mm的软包电芯。与长度在0.3m左右的短电芯相比，该电池模块中电芯长度较长，电芯组装附件较少且电池模块体积相对较大，模块空间利用率较高，组装单位体积的电池包时所需的电池模块数量减少，进而显著减少了模块成组附件及电池模块安装结构，由此不仅能降低电池包的整体重量及成本，同时还能显著提高电池包的空间利用率及电池包容量，可以广泛应用与新能源汽车中。

另外，根据本实用新型上述实施例的电池模块还可以具有如下附加的技术特征：

任选地，每个所述软包电芯的厚度分别独立地为10～15mm，优选11～14mm。

任选地，每个所述软包电芯分别独立地包括2～4个串联连接的所述极芯组。

任选地，每个所述软包电芯分别独立地设有至少一个容纳空间，每个所述容纳空间容纳至少一个所述极芯组。

任选地，每个所述软包电芯中的所有极芯组共用一个所述容纳空间；或者，每个所述软包电芯中分别独立地设有多个相对独立地所述容纳空间，每个所述容纳空间容纳一个所述极芯组。

任选地，所述软包电芯进一步包括铝塑膜壳体，所述铝塑膜壳体容纳并封装所述极芯组，每个所述软包电芯中至少有一个正极耳和一个负极耳穿出所述铝塑膜壳体，所述电池模块中多个所述软包电芯的所有正极耳相连、所有负极耳相连。

任选地，穿出所述铝塑膜壳体的正极耳和负极耳上分别独立地环绕有极耳胶，所述极耳胶位于所述铝塑膜壳体的封边区域内并与所述铝塑膜壳体粘连。

任选地，相互焊接或铆接的所述正极耳和所述负极耳上分别独立的设有至少一条垂直于所述软包电芯长度方向的定位线，基于所述定位线的长度以及所述定位线与串联连接的两个所述极芯组之间的距离确定正负极耳的焊接区或铆接区。

根据本实用新型的第二个方面，本实用新型提出了一种电池包。根据本实用新型的实施例，该电池包包括上述电池模块。该电池包中电池模块成组附件及电池模块安装结构相对较少，且空间利用率高，具有整体重量小、成本低以及电池容量大的优点，将其作为动力电池应用于新能源汽车中能大大提高续行里程。

根据本实用新型的第三个方面，本实用新型提出了一种车辆。根据本实用新型的实施例，该车辆包括上述电池包或上述电池模块。与现有车辆相比，该车辆的续航里程更长。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的电池模块的结构示意图。

图2是根据本实用新型一个实施例的软包电芯的结构示意图。

图3是根据本实用新型一个实施例的极芯组串联结构示意图。

图4是根据本实用新型一个实施例的相互焊接或铆接的正负极耳示意图。

图5是根据本实用新型再一个实施例的相互焊接或铆接的正负极耳示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

根据本实用新型的第一个方面，本实用新型提出了一种电池模块。根据本实用新型的实施例，如图1～3所示，该电池模块A包括多个长度不低于600mm的软包电芯100，每个软包电芯100分别独立地包括多个串联连接的极芯组110，每个极芯组110分别独立地包括正极耳111、负极耳112和至少一个极芯(未标记)，极芯组110的正极耳111/负极耳112和与其串联连接的另一个极芯组110的负极耳112/正极耳111焊接或铆接，其中焊接可以为可以为激光焊接或超声波焊接等。采用该电池模块组装电池包时所需的电池模块数量、模块成组附件及模块安装结构均较少，由此不仅能降低电池包的整体重量及成本，同时还能提高电池包的空间利用率及电池容量。

下面参考图1～5对本实用新型上述实施例的电池模块进行详细描述。

根据本实用新型的实施例，发明人基于现有的电芯结构及组装电池包时因电池模块多，电芯及电池模块组装附件和安装结构较多，进而导致电池包成本高、重量大且空间利用率低、容量密度小的问题，设想可以通过极芯组串联的方式来提高电芯的长度，从而提高电池模块及电池包的空间利用率及容量，优选通过极芯组串联获得长度不低于600mm的软包电芯来组装电池模块及电池包。

根据本实用新型的一个具体实施例，软包电芯100的长度可以更优选为600～1300mm，发明人发现，若要得到长度更长的软包电芯，则需要延长单个极芯组110的长度或增加串联连接的极芯组100个数，而由于每个极芯组包括至少一个电芯，每个电芯又由多个极片形成，极片越长其成品率越低且单位厚度下的极芯组越软，并且增加极片长度后还会显著提高极片叠放的工艺难度；同时，由于极芯组之间通过极耳焊接或铆接实现极芯组的串联及固定，因此单个极芯组100的长度过长或串联连接的极芯组110个数过多均会导致整个软包电芯100过软，不利于电池模块的组装，本实用新型中通过控制软包电芯为上述长度范围，可以在延长软包电芯长度的基础上进一步使其具有较好的强度，从而既能提高电池模块和电池包的空间利用率及容量，并降低电池模块和电池包的成本及整体重量，还有利于电池模块和电池包的组装。

根据本实用新型的再一个具体实施例，每个软包电芯100可以分别独立地包括2～4个串联连接的极芯组110，例如可以分别独立地包括2个、3个或4个串联连接的极芯组110，由此可以在延长软包电芯长度的基础上进一步使其具有较好的强度，从而更有利于电池模块及电池包的组装。进一步地，每个极芯组110的长度可以分别独立地为200～500mm，例如可以为200mm、300mm、400mm或500mm等，由此可以进一步确保软包电芯具有较好的强度，从而更有利于电池模块及电池包的组装。根据本实用新型的一个具体示例，每个软包电芯100可以分别独立地包括3个串联连接的极芯组110，每个极芯组110的长度可以分别独立地为200～500mm。

根据本实用新型的又一个具体实施例，每个软包电芯的厚度可以分别独立地为10～15mm，例如可以为10mm、11mm、12mm、13mm、14mm或15mm等，发明人发现，软包电芯厚度越薄，软包电芯越软，电池模块的组装难度也越大，增加软包电芯的厚度可以在一定程度上提高电芯强度，但若软包电芯厚度过大，对铝塑膜进行冲坑制备封装外壳时需要的冲坑深度也较大，极易导致铝塑膜外壳开裂，本实用新型中通过控制软包电芯为上述厚度范围，不仅更有利于组装电池模块，还能有效避免铝塑膜在冲压过程中开裂，从而提高软包电芯的成品率。优选地，每个软包电芯的厚度可以分别独立地为11～14mm，更优选为13mm或14mm等，由此可以进一步提高软包电芯的成品率，并降低电池模块的组装难度。

根据本实用新型的又一个具体实施例，每个软包电芯100可以分别独立地设有至少一个容纳极芯组110的容纳空间(未示出)，每个容纳空间可以容纳一个或多个极芯组110。例如，每个软包电芯100中可以仅设一个容纳空间，此时每个软包电芯中的所有极芯组110共用一个容纳空间；再例如，每个软包电芯100中可以分别独立地设有多个相对独立地容纳空间，每个独立的容纳空间容纳一个极芯组110，由此可以有效避免过多串联的极芯组共用电解液时，电解液因软包电芯内电位差过大而分解进而使电池失效的问题。

根据本实用新型的又一个具体实施例，如图3所示，软包电芯100可以进一步包括铝塑膜壳体120，铝塑膜壳体120容纳并封装极芯组110，每个软包电芯中至少有一个正极耳111和一个负极耳112穿出铝塑膜壳体，电池模块中多个软包电芯的所有正极耳相连、所有负极耳相连。

根据本实用新型的又一个具体实施例，如图3所示，穿出铝塑膜壳体120的正极耳111和负极耳112上可以分别独立地环绕有极耳胶113，极耳胶113可以位于铝塑膜壳体120的封边区域内并与铝塑膜壳体120粘连，由此可以进一步提高软包电芯的封装效果，并且封装后极耳胶位于铝塑膜壳体的封边内。

根据本实用新型的又一个具体实施例，如图4所示，相互焊接或铆接的正极耳111和负极耳112上可以分别独立地设有至少一条垂直于软包电芯长度方向的定位线114，基于定位线114的长度以及定位线114与串联连接的两个极芯组110之间的距离确定正负极耳的焊接区或铆接区115，由此可以更有利于极芯组之间的串联与固定，同时提高焊接或铆接的稳定性。优选地，位于正极耳111和负极耳112上的定位线114可以分别设在正极耳111和负极耳112不相互重叠的表面上。进一步地，如图5所示，相互焊接或铆接的正极耳111和负极耳112上还可以分别独立的设有至少一条平行于软包电芯长度方向的第二定位线116，由此可以更有利于限定正负极耳之间的焊接区或铆接区，从而更有利于提高串联极芯组的稳定性。

根据本实用新型的又一个具体实施例，任意相邻两个极芯组110之间的正负极耳焊接区或铆接区115可以分别独立地设有结构胶(未示出)，封装时结构胶与铝塑膜壳体粘合并将容纳空间分隔为多个相对独立的容纳空间，由此可以使每个独立的容纳空间容纳一个极芯组。

综上所述，根据本实用新型上述实施例的电池模块，通过将相邻两个极芯组的正负极耳焊接或铆接，可以实现多个极芯组之间的串联与固定，从而得到长度不低于600mm的软包电芯。与长度在0.3m左右的短电芯相比，该电池模块中电芯长度较长，电芯组装附件较少且电池模块体积相对较大，模块空间利用率较高，组装单位体积的电池包时所需的电池模块数量减少，进而显著减少了模块成组附件及电池模块安装结构，由此不仅能降低电池包的整体重量及成本，同时还能显著提高电池包的空间利用率及电池包容量，可以广泛应用与新能源汽车中。

根据本实用新型的第二个方面，本实用新型提出了一种电池包。根据本实用新型的实施例，该电池包包括上述电池模块。该电池包中电池模块成组附件及电池模块安装结构相对较少，且空间利用率高，具有整体重量小、成本低以及电池容量大的优点，将其作为动力电池应用于新能源汽车中能大大提高续行里程。需要说明的是，该电池包中电池模块的数量及连接方式并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如电池包中可以包括多个电池模块，多个电池模块的连接方式可以为串联和/或并联。此外，还需要说明的是，针对上述电池模块所描述的特征及效果同样适用于该电池包，此处不再一一赘述。

根据本实用新型的第三个方面，本实用新型提出了一种车辆。根据本实用新型的实施例，该车辆包括上述电池包或上述电池模块。与现有车辆相比，该车辆的续航里程更长。需要说明的是，该车辆的类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如，该车辆可以为新能源汽车等。此外，还需要说明的是，针对上述电池包或上述电池模块所描述的特征及效果同样适用于该车辆，此处不再一一赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种电池模块，其特征在于，所述电池模块包括多个长度不低于600mm的软包电芯，每个所述软包电芯分别独立地包括多个串联连接的极芯组，每个所述极芯组分别独立地包括正极耳、负极耳和至少一个极芯，所述极芯组的正极耳/负极耳和与其串联连接的另一个所述极芯组的负极耳/正极耳焊接或铆接。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，每个所述软包电芯的厚度分别独立地为10～15mm。

3.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，每个所述软包电芯的厚度分别独立地为11～14mm。

4.根据权利要求1～3任一项所述的电池模块，其特征在于，每个所述软包电芯分别独立地包括2～4个串联连接的所述极芯组。

5.根据权利要求4所述的电池模块，其特征在于，每个所述软包电芯分别独立地设有至少一个容纳空间，每个所述容纳空间容纳至少一个所述极芯组。

6.根据权利要求5所述的电池模块，其特征在于，每个所述软包电芯中的所有极芯组共用一个所述容纳空间；或者，

每个所述软包电芯中分别独立地设有多个相对独立地所述容纳空间，每个所述容纳空间容纳一个所述极芯组。

7.根据权利要求1或6所述的电池模块，其特征在于，所述软包电芯进一步包括铝塑膜壳体，所述铝塑膜壳体容纳并封装所述极芯组，每个所述软包电芯中至少有一个正极耳和一个负极耳穿出所述铝塑膜壳体，所述电池模块中多个所述软包电芯的所有正极耳相连、所有负极耳相连。

8.根据权利要求7所述的电池模块，其特征在于，穿出所述铝塑膜壳体的正极耳和负极耳上分别独立地环绕有极耳胶，所述极耳胶位于所述铝塑膜壳体的封边区域内并与所述铝塑膜壳体粘连。

9.根据权利要求1或8所述的电池模块，其特征在于，相互焊接或铆接的所述正极耳和所述负极耳上分别独立的设有至少一条垂直于所述软包电芯长度方向的定位线，基于所述定位线的长度以及所述定位线与串联连接的两个所述极芯组之间的距离确定正负极耳的焊接区或铆接区。

10.一种电池包，其特征在于，包括权利要求1～9中任一项所述的电池模块。

11.一种车辆，其特征在于，包括权利要求10所述的电池包或权利要求1～9中任一项所述的电池模块。

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