CN213150963U - 一种动力电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种动力电池模组，包括：壳体，包括底板以及设置于底板上的若干绝缘框，若干所述绝缘框依次套设，相邻两个所述绝缘框之间留有间隙；电芯组，包括第一电芯和第二电芯，所述第一电芯设置于最内圈的所述绝缘框内，所述第二电芯套设于所述绝缘框且位于所述间隙，所述第一电芯与所述第二电芯串联，所述电芯组形成有电性不同的第一电极和第二电极；盖板，盖设于所述壳体；第一极柱，设置于所述盖板上，与所述第一电极电连接；第二极柱，设置于所述盖板上，与所述第二电极电连接。相比于现有技术，本发明节约了动力电池模组的制作成本，提高了动力电池模组的安全性和可靠性。

Description

一种动力电池模组

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种动力电池模组。

背景技术

近年来，随着电动工具、电动玩具、电动自行车、混合动力汽车等的快速发展，对蓄电池的高功率放电能力和能量密度提出了越来越高的要求。动力型锂离子蓄电池由于具有较好的高功率工作性能以及高能量密度和轻便等优点，因而正被逐步的推广应用到以上领域。

目前，为了达到工作负荷和时间的要求，通常是将多个单体的方形锂离子动力电池经过串联、并联等方式，组成电池组，达到提高容量和电压的目的。其中，并联可以增加电池组的容量，串联可以提高电池组的电压。具体的，目前市场上的方形铝壳动力电池单电芯的电压范围通常为2～5V，需要串联装成模组后搭配高压(500～800V)或低压(300～500V)电机装包使用。其中，每个单电芯都需要独立铝壳封装，独立生产；做成成品后，再对每个单电芯做包膜绝缘处理，之后才能装成模组使用，如常见的VDA尺寸的355模组，590模组等。由此可见，现有的高电压动力电池模组的生产工艺繁琐、人工成本高，生产效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种动力电池模组，节约制作成本，提高安全性和可靠性。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种动力电池模组，包括：

壳体，包括底板以及设置于底板上的若干绝缘框，若干所述绝缘框依次套设，相邻两个所述绝缘框之间留有间隙；

电芯组，包括第一电芯和第二电芯，所述第一电芯设置于最内圈的所述绝缘框内，所述第二电芯套设于所述绝缘框且位于所述间隙，所述第一电芯与所述第二电芯串联，所述电芯组形成有电性不同的第一电极和第二电极；

盖板，盖设于所述壳体；

第一极柱，设置于所述盖板上，与所述第一电极电连接；

第二极柱，设置于所述盖板上，与所述第二电极电连接。

作为本实用新型所述的动力电池模组的一种改进，所述第一电芯为卷绕式或叠片式电芯。

作为本实用新型所述的动力电池模组的一种改进，所述第二电芯呈中空的方形结构，所述第二电芯的边角呈倒角结构。

作为本实用新型所述的动力电池模组的一种改进，所述第一电芯设置有2N个，所述第二电芯设置有N个，N≥1。

作为本实用新型所述的动力电池模组的一种改进，若干所述第一电芯均设置有电性不同的第一极耳和第二极耳。

作为本实用新型所述的动力电池模组的一种改进，若干所述第二电芯均设置有两对极耳，每对所述极耳包括电性不同的第三极耳和第四极耳，所述第三极耳与所述第一极耳电性相同，所述第四极耳与所述第二极耳电性相同。

作为本实用新型所述的动力电池模组的一种改进，若干所述第一电芯并联时，若干所述第一极耳连接在一起形成所述第一电极，若干所述第二极耳连接形成两个分支极耳。

作为本实用新型所述的动力电池模组的一种改进，若干所述第二电芯与所述第一电芯串联时，以最靠近所述第一电芯的第二电芯作为第一个第二电芯，第一个所述第二电芯其所述第三极耳与所述分支极耳连接，第a个所述第二电芯其所述第三极耳与所述第a-1个所述第二电芯其所述第四极耳连接，a≥2。

作为本实用新型所述的动力电池模组的一种改进，还包括转接片，第N个所述第二电芯的两个所述第四极耳作为所述第二电极通过所述转接片与所述第二极柱电连接。

作为本实用新型所述的动力电池模组的一种改进，所述底板与若干所述绝缘框通过胶接或者焊接固定连接；或者所述底板和若干所述绝缘框一体化成型为一体。

相比于现有技术，本发明的有益效果包括但不限于：

1)在本实用新型中，第二电芯无需封装直接进行内部串联，节约了常规电池组生产中所带来的小单体的封装、绝缘、串联成本。

2)在本实用新型中，第二电芯套设于绝缘框外侧，相当于是沿着绝缘框卷绕，在电芯容量相同的情况下，极片每一圈的周长变大，即面积增大，需要卷绕的层数减少，因此，针刺时短路点和短路面积占整个电池模组的面积比例低，从而降低因外部异物穿刺等情况而造成的短路引发热失控的风险低。

3)在本实用新型中，若干个绝缘框依次套设，而且第二电芯相当于是沿着绝缘框卷绕，使得电池模组形成对称结构，从而使得动力电池模组强度的一致性更好，降低了常规电池组采用多串小单体串联时所导致的粘结、固定等结构相关的可靠性风险。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型中壳体的结构示意图。

图3是本实用新型中电池组与壳体之间的安装结构示意图之一。

图4是本实用新型中电池组与壳体之间的安装结构示意图之二。

图5是本实用新型中第一电芯的结构示意图。

图6是本实用新型中第二电芯的结构示意图。

其中：1-壳体，2-电芯组，3-盖板，4-第一极柱，5-第二极柱，11-底板，12-绝缘框，21-第一电芯，22-第二电芯，210-折弯拐角，211-第一极耳，212-第二极耳，220-倒角结构，221-第三极耳，222-第四极耳。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，“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，或一体地连接；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。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。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

参考图1～6，本实用新型的一种动力电池模组，包括：壳体1、电芯组2、盖板3、第一极柱4和第二极柱5；壳体1包括底板11以及设置于底板11上的若干绝缘框12，若干绝缘框12依次套设，相邻两个绝缘框12之间留有间隙；电芯组2包括第一电芯21和第二电芯22，第一电芯21设置于最内圈的绝缘框12内，第二电芯22套设于绝缘框12且位于间隙，第一电芯21与第二电芯22串联，电芯组2形成有电性不同的第一电极和第二电极；盖板3盖设于壳体1；第一极柱4设置于盖板3上且与第一电极电连接；第二极柱5设置于盖板3上且与第二电极电连接。其中，第一电芯21采用常规的卷绕工艺制得，第二电芯22的制备与常规的不同，具体的，卷绕后的电芯不从方形卷芯上退出，而是直接进行冷/热压定型处理；定型后的电芯从方形卷芯上退出，入到对应尺寸的绝缘框12中。

发明人发现，在本实用新型中，其一，第二电芯22无需封装直接进行内部串联，节约了小单体的封装、绝缘、串联成本；其二，第二电芯22相当于是沿着绝缘框12卷绕，在电芯容量相同的情况下，极片每一圈的周长变大，即面积增大，需要卷绕的层数减少，因此，针刺时短路点和短路面积占整个电池模组的面积比例低，从而降低因外部异物穿刺等情况而造成的短路引发热失控的风险低；其三，若干个绝缘框12依次套设，而且第二电芯22相当于是沿着绝缘框12卷绕，使得电池模组形成对称结构，进而使得动力电池模组强度的一致性更好，降低了采用多串小单体串联时所导致的粘结、固定等结构相关的可靠性风险。

具体的，在一些实施例中，第一电芯21为卷绕式电芯，第一电芯21形成有2个180°的折弯拐角210；在另一些实施例中，第一电芯21为叠片式电芯。

具体的，第二电芯22呈中空的方形结构，第二电芯22的边角呈倒角结构220。倒角结构220优选为90°倒圆角。裸电芯由2×180°折弯拐角优化为4×90°倒角结构220，减小正负极片的层间间距，即缩短锂离子迁移路径，提高锂离子迁移速度，降低了拐角析锂的风险。

具体的，第一电芯21设置有2N个，第二电芯22设置有N个，N≥1。第一电芯21的数量设置为偶数，确保动力电池模组能形成更为规整的对称结构，提高动力电池模组强度的一致性。除此之外，第一电芯21也可设置为1个。

具体的，参考图3和图5，若干第一电芯21均设置有电性不同的第一极耳211和第二极耳212。在一些实施例中，第一电芯21设置有1个，第一电芯21具有至少一个第一极耳211和至少两个第二极耳212，第一极耳211作为第一电极，第二极耳212与第二电芯22进行串联。在一些实施例中，第一电芯21设置有2个或4个，每个第一电芯21均设置有一个第一极耳211和一个第二极耳212。

具体的，参考图3和图6，若干第二电芯22均设置有两对极耳，每对极耳包括电性不同的第三极耳221和第四极耳222，第三极耳221与第一极耳211电性相同，第四极耳222与第二极耳212电性相同。

具体的，参考图4，若干第一电芯21并联时，若干第一极耳211连接在一起形成第一电极，若干第二极耳212连接形成两个分支极耳。若干第一极耳211采用铜铝复合片以焊接的形式连接在一起，第一电极与第一极柱4之间的电连接连接采用本领域常规的连接方式。

具体的，参考图4，若干第二电芯22与第一电芯21串联时，以最靠近第一电芯21的第二电芯22作为第一个第二电芯22，第一个第二电芯22其第三极耳221与分支极耳连接，第a个第二电芯22其第三极耳221与第a-1个第二电芯22其第四极耳222连接，a≥2。将第三极耳221与分支极耳用铜铝复合片焊接完成串联，同样的，用铜铝复合片将第三极耳221与第四极耳222焊接完成串联。

本实用新型的动力电池模组还包括转接片，第N个第二电芯22的两个第四极耳222作为第二电极通过转接片与第二极柱5电连接。转接片的两端分别与两个第四极耳222一一焊接，转接片再通过本领域常规的连接方式与第二极柱5电连接。

具体的，在一些实施例中，底板11与若干绝缘框12通过胶接或者焊接固定连接；在另一些实施例中，底板11和若干绝缘框12一体化成型为一体。

上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施方式，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种动力电池模组，其特征在于，包括：

壳体，包括底板以及设置于底板上的若干绝缘框，若干所述绝缘框依次套设，相邻两个所述绝缘框之间留有间隙；

电芯组，包括第一电芯和第二电芯，所述第一电芯设置于最内圈的所述绝缘框内，所述第二电芯套设于所述绝缘框且位于所述间隙，所述第一电芯与所述第二电芯串联，所述电芯组形成有电性不同的第一电极和第二电极；

盖板，盖设于所述壳体；

第一极柱，设置于所述盖板上，与所述第一电极电连接；

第二极柱，设置于所述盖板上，与所述第二电极电连接。

2.根据权利要求1所述的动力电池模组，其特征在于，所述第一电芯为卷绕式或叠片式电芯。

3.根据权利要求1所述的动力电池模组，其特征在于，所述第二电芯呈中空的方形结构，所述第二电芯的边角呈倒角结构。

4.根据权利要求1所述的动力电池模组，其特征在于，所述第一电芯设置有2N个，所述第二电芯设置有N个，N≥1。

5.根据权利要求4所述的动力电池模组，其特征在于，若干所述第一电芯均设置有电性不同的第一极耳和第二极耳。

6.根据权利要求5所述的动力电池模组，其特征在于，若干所述第二电芯均设置有两对极耳，每对所述极耳包括电性不同的第三极耳和第四极耳，所述第三极耳与所述第一极耳电性相同，所述第四极耳与所述第二极耳电性相同。

7.根据权利要求6所述的动力电池模组，其特征在于，若干所述第一电芯并联时，若干所述第一极耳连接在一起形成所述第一电极，若干所述第二极耳连接形成两个分支极耳。

8.根据权利要求7所述的动力电池模组，其特征在于，若干所述第二电芯与所述第一电芯串联时，以最靠近所述第一电芯的第二电芯作为第一个第二电芯，第一个所述第二电芯其所述第三极耳与所述分支极耳连接，第a个所述第二电芯其所述第三极耳与所述第a-1个所述第二电芯其所述第四极耳连接，a≥2。

9.根据权利要求8所述的动力电池模组，其特征在于，还包括转接片，第N个所述第二电芯的两个所述第四极耳作为所述第二电极通过所述转接片与所述第二极柱电连接。

10.根据权利要求1所述的动力电池模组，其特征在于，所述底板与若干所述绝缘框通过胶接或者焊接固定连接；或者所述底板和若干所述绝缘框一体化成型为一体。

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