CN212542626U - 动力电池模组及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于动力电池领域，公开了一种动力电池模组及电池包，其中，所述动力电池模组包括壳体，所述壳体内容纳有多个电芯，各所述电芯沿其长度或宽度方向堆叠，各所述电芯之间分别通过汇流排电气连接以形成具有预设容量和预设电压的电芯组件；首电芯的正极通过正极柱汇流排引出所述壳体形成所述电芯组件的正极，尾电芯的负极通过负极柱汇流排引出所述壳体形成所述电芯组件的负极，所述正极柱汇流排和负极柱汇流排均位于所述壳体的第一侧。本实用新型通过电芯的排布将整个模组用于对外连接的正负极设于壳体的同一侧，多层模组组合成电池包时，相邻层模组之间的电气连接仅需较短的汇流排即可，可有效避免长汇流排带来的各种安全隐患。

Description

动力电池模组及电池包

技术领域

本实用新型属于动力电池领域，具体地，涉及一种动力电池模组及电池包。

背景技术

目前，电动车辆的车身搭载的动力电池包内包括的模组数量越来越多，各模组的正负极柱一般都分别位于模组的两侧，不便于模组在电池包内的布置。同时，总有模组之间的连接铜排距离电池包的侧梁距离近的问题，在电池包受到侧面碰撞时容易使汇流排与金属壳体发生接触而形成短路，从而引发起火等安全事故。另外，汇流排从模组一侧跨接到另一侧会使汇流排的长度较长，电阻性损耗较大，导致温升较高，并且汇流排位于电芯防爆阀的上方，可能会阻碍防爆阀所释放物质向外泄露，不利于电芯的安全运行。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种动力电池模组，通过电芯的排布将整个模组用于对外连接的正负极设于壳体的同一侧，多层模组组合成电池包时，只要将每层模组的正负极置于同一侧，相邻层模组之间的电气连接仅需较短的汇流排即可，可有效避免长汇流排带来的各种安全隐患。

为了实现上述目的，第一方面，本实用新型提供一种动力电池模组，包括壳体，所述壳体内容纳有多个电芯，各所述电芯沿其长度或宽度方向堆叠，各所述电芯之间分别通过汇流排电气连接以形成具有预设容量和预设电压的电芯组件；首电芯的正极通过正极柱汇流排引出所述壳体形成所述电芯组件的正极，尾电芯的负极通过负极柱汇流排引出所述壳体形成所述电芯组件的负极，所述正极柱汇流排和负极柱汇流排均位于所述壳体的第一侧。

进一步地，所述电芯组件由所述汇流排将相邻的所述电芯依次首尾相接串联而成。

进一步地，所述电芯具有2N行，N≥1。

进一步地，所述电芯组件的首电芯的正极毗邻所述壳体的第一侧，电芯组件的尾电芯的负极毗邻所述壳体的第一侧。

进一步地，各行所述电芯沿所述壳体的长度方向排列，每行具有M个电芯，M≥1。

进一步地，N＝2，M＝6。

进一步地，所述电芯组件由所述汇流排将上下相邻的X层所述电芯并联后再依次首尾相接串联而成，X≥2；所述电芯具有2XY行，Y≥1。

进一步地，所述正极柱汇流排连接至第一并联汇流排，所述第一并联汇流排将首X层的所述电芯的正极相并联；所述负极柱汇流排连接至第二并联汇流排，所述第二并联汇流排将尾X层的所述电芯的负极相并联。

进一步地，X＝2，Y＝1。

第二方面，本实用新型提供一种动力电池包，包括多层第一方面任一技术方案所述的动力电池模组，各层所述动力电池模组的极柱位于同一侧并由汇流排连接。

本实用新型通过电芯的排布将整个模组用于对外连接的正负极设于壳体的同一侧，多层模组组合成电池包时，只要将每层模组的正负极置于同一侧，相邻层模组之间的电气连接仅需较短的汇流排即可，可有效避免长汇流排带来的各种安全隐患。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是本实用新型动力电池模组一个实施例的结构示意图；

图2是是本实用新型动力电池模组另一个实施例的结构示意图。

图中，壳体1；电芯2；汇流排3；正极柱汇流排4；负极柱汇流排5；第一并联汇流排6；第二并联汇流排7。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

首先需要说明的是，在本实用新型下述技术方案的描述中，采用的方位词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。

如图1-图2所示，本实用新型动力电池模组的一个实施例，包括壳体 1，所述壳体1内容纳有多个电芯2，各所述电芯2沿其长度或宽度方向堆叠，各所述电芯2之间分别通过汇流排3电气连接以形成具有预设容量和预设电压的电芯组件；首电芯的正极通过正极柱汇流排4引出所述壳体1形成所述电芯组件的正极，尾电芯的负极通过负极柱汇流排5引出所述壳体1形成所述电芯组件的负极，所述正极柱汇流排4和负极柱汇流排5均位于所述壳体1的第一侧。本实施例中，通过电芯2的排布，将整个模组用于对外连接的正负极设于壳体1的同一侧，这样，多层模组组合成电池包时，只要将每层模组的正负极柱置于同一侧，相邻层模组之间的电气连接仅需较短的汇流排即可，不再需要异侧极柱模组从一侧到另一侧跨接的长汇流排，也就有效避免了长汇流排带来的各种安全隐患，包括避免车辆发生碰撞事故时汇流排与壳体接触短路引发火灾，避免汇流排设于防爆阀上方阻碍阀内释放物质向外顺利泄露，避免汇流排温升过高等，从而提高电芯、模组和电池包运行的安全性。另外，汇流排的长度大为缩短，意味着电池包整体的重量也会有一定幅度的下降，便于电池包的轻量化，可以将汇流排上减轻的重量用于增加电芯的容量，从而提升模组的能量密度。

如图1所示，在本实用新型动力电池模组的一个实施例中，所述电芯组件由所述汇流排3将相邻的所述电芯2依次首尾相接串联而成。具体地，从壳体1左侧的第一层的首电芯开始，假设首电芯的左侧为正极，右侧为负极，从首电芯的负极开始，相邻电芯之间分别通过一个汇流排3进行连接，前一电芯的负极通过汇流排3连接至后一电芯的正极，如此首尾相接，各汇流排 3形成蛇形排布。电芯2的数量或者行列数取决于模组的设计容量和电压，可以任意调整。这种通过将各电芯2串联形成具有同侧正负极柱模组的装配工艺简便快捷，生产效率高，扩展方便灵活，可实现较高的模组输出电压。

在本实用新型动力电池模组的一个实施例中，所述电芯组件的首电芯的正极毗邻所述壳体1的第一侧，电芯组件的尾电芯的负极毗邻所述壳体1 的第一侧。具体地，如图1所示，首电芯为壳体1左上角的电芯，该电芯左侧为正极，靠近壳体1的左侧内壁；尾电芯为壳体1左下角的电芯，该电芯左侧为负极，也靠近壳体1的左侧内壁。如此，只需很短的正极柱汇流排4 就可将首电芯的正极引出壳体1形成电芯组件的正极，只需很短的负极柱汇流排5就可将尾电芯的负极引出壳体1形成电芯组件的负极，使模组整体的结构比较紧凑，汇流排的总长度较短，降低模组运行时的阻性损耗，提高模组的电能利用率。

在本实用新型动力电池模组的一个实施例中，所述电芯2具有2N行， N≥1，即电芯2的行数是偶数，这样才能通过汇流排3的蛇形排布实现尾电芯与首电芯位于壳体1的同一侧，从而实现在壳体1的同一侧引出整个模组的正负极柱；各行所述电芯2沿所述壳体1的长度方向排列，每行具有M 个电芯2，M≥1，即每行电芯的数量或电芯的列数是可以任意变化的，具体数量取决于模组的设计容量和电压；优选地，N＝2，M＝6，如图1所示，电芯2具有4行6列。

在本实用新型动力电池模组的一个实施例中，所述电芯组件由所述汇流排3将上下相邻的X层所述电芯2并联后再依次首尾相接串联而成，X≥ 2；所述电芯2具有2XY行，Y≥1，电芯2的行数为偶数，这样便于首尾连接折返后，首部电芯和尾部电芯位于同侧。本实施例采用先并联后串联的电芯排布连接结构，具体地，先将分别处于不同层的X个电芯的负极并联和正极并联，形成有X个电芯组成的电芯组，再将相邻的电芯组进行串联，有利于提高模组的功率密度。优选地，所述正极柱汇流排4连接至第一并联汇流排6，所述第一并联汇流排6将首X层的所述电芯2的正极相并联；所述负极柱汇流排5连接至第二并联汇流排7，所述第二并联汇流排7将尾X层的所述电芯2的负极相并联。优选地，如图2所示，X＝2，Y＝1，电芯2具有 4行，列数可选，图2中为6列，分别处于上、下两层的两个电芯先并联形成电芯组，再将各电芯组相串联。处于首部的左上角上、下两层的两个电芯的正极通过第一并联汇流排6并联，正极柱汇流排4通过连接第一并联汇流排6引出壳体1，处于尾部的左下角上、下两层的两个电芯的负极通过第二并联汇流排7并联，负极柱汇流排5通过连接第二并联汇流排7引出壳体1。

需要说明的是，图1和图2示出了电芯2沿其长度方向堆叠的排布形式，电芯2的长度方向是从其正极至负极的轴线方向。具体地，如图1所示，每行堆叠有6个电芯2，共堆叠了4行，形成的电芯组件含有24个电芯2。第一行各电芯2是从左往右堆叠，其极性是左正右负，从第一行过渡到第二行时，为了保持电气上的串联，第二行各电芯2是从右往左堆叠，其极性是左负右正。以此类推，第三行各电芯2的堆叠方向和极性位置与第一行相同，第四行与第二行相同，即具有奇数行相同，偶数行相同的规律。

当然，电芯也可以沿其宽度方向进行堆叠来形成电芯组件，电芯的宽度方向是指图1上从前往后的方向，面向读者的方向为前，背向读者的方向为后，即与电芯的长度方向相垂直且在同一水平面内的方向。具体地，对于各电芯之间仅串联的实施方式，沿电芯的宽度方向堆叠时，相邻电芯的极性位置相反，举例来说，如第一行有6个电芯，从前往后排列，第一个电芯的极性是左正右负，则第二个电芯的极性是左负右正，以此类推，这样相邻电芯串联时汇流排只需连接两个电芯同侧的极柱，比较方便。从第一行过渡到第二行时，第二行电芯是从后往前堆叠，由于第一行最后一个电芯的极性是左负右正，则第二行的第一个电芯的极性是左正右负，以此类推，直至堆叠成具有预设容量和电压的电芯组件。

对于先并联后串联的实施方式，如图2所示，共有4行6列电芯2，各电芯2沿其长度方向堆叠，其中第一行和第二行每组上下相邻的两个电芯之间是先并联再串联，从左向右堆叠，电芯的极性均为左正右负，第三行和第四行每组上下相邻的两个电芯之间也是先并联再串联，从右向左堆叠，电芯的极性均为左负右正。当然也可以沿电芯的宽度方向堆叠来形成电芯组件，还是以4行6列电芯的堆叠为例，其中第一行和第二行每组上下相邻的两个电芯之间是先并联再串联，从前向后堆叠，第一行和第二行的第一个电芯的极性均为左正右负，第一行和第二行的第二个电芯的极性均为左负右正，以此类推；第三行和第四行每组上下相邻的两个电芯之间也是先并联再串联，从后向前堆叠，第三行和第四行的第一个电芯的极性均为左正右负，第三行和第四行的第二个电芯的极性均为均为左负右正，以此类推，直至堆叠成具有预设容量和电压的电芯组件。

本实用新型动力电池包的实施例，包括多层上述动力电池模组任一实施例所提供的动力电池模组，各层所述动力电池模组的极柱位于同一侧并由汇流排连接，必然具有上述动力电池模组任一实施例所具有的技术效果。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种动力电池模组，其特征在于，包括壳体(1)，所述壳体(1)内容纳有多个电芯(2)，各所述电芯(2)沿其长度或宽度方向堆叠，各所述电芯(2)之间分别通过汇流排(3)电气连接以形成具有预设容量和预设电压的电芯组件；首电芯的正极通过正极柱汇流排(4)引出所述壳体(1)形成所述电芯组件的正极，尾电芯的负极通过负极柱汇流排(5)引出所述壳体(1)形成所述电芯组件的负极，所述正极柱汇流排(4)和负极柱汇流排(5)均位于所述壳体(1)的第一侧。

2.根据权利要求1所述的动力电池模组，其特征在于，所述电芯组件由所述汇流排(3)将相邻的所述电芯(2)依次首尾相接串联而成。

3.根据权利要求2所述的动力电池模组，其特征在于，所述电芯(2)具有2N行，N≥1。

4.根据权利要求3所述的动力电池模组，其特征在于，所述电芯组件的首电芯的正极毗邻所述壳体(1)的第一侧，电芯组件的尾电芯的负极毗邻所述壳体(1)的第一侧。

5.根据权利要求3或4所述的动力电池模组，其特征在于，各行所述电芯(2)沿所述壳体(1)的长度方向排列，每行具有M个电芯(2)，M≥1。

6.根据权利要求5所述的动力电池模组，其特征在于，N＝2，M＝6。

7.根据权利要求1所述的动力电池模组，其特征在于，所述电芯组件由所述汇流排(3)将上下相邻的X层所述电芯(2)并联后再依次首尾相接串联而成，X≥2；所述电芯(2)具有2XY行，Y≥1。

8.根据权利要求7所述的动力电池模组，其特征在于，所述正极柱汇流排(4)连接至第一并联汇流排(6)，所述第一并联汇流排(6)将首X层的所述电芯(2)的正极相并联；所述负极柱汇流排(5)连接至第二并联汇流排(7)，所述第二并联汇流排(7)将尾X层的所述电芯(2)的负极相并联。

9.根据权利要求7或8所述的动力电池模组，其特征在于，X＝2，Y＝1。

10.一种动力电池包，其特征在于，包括多层如权利要求1-9任一项所述的动力电池模组，各层所述动力电池模组的极柱位于同一侧并由汇流排连接。

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