CN213366723U - 电芯组件、电池模组及电池系统 - Google Patents
电芯组件、电池模组及电池系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及电池领域,提供一种电芯组件、电池模组及电池系统。电芯组件包括两个电芯单元、支撑板和绝缘支架,两电芯单元沿其厚度方向阵列布置,电芯单元于其长度方向的两端均连接有封边;支撑板设于两电芯单元之间,且与两电芯单元固定连接;绝缘支架包括固定连接于支撑板的端部且设于两电芯单元的封边之间的主体,主体开设有固定孔,固定孔的延伸方向垂直于电芯单元的长度方向。基于上述结构,可通过固定孔直接实现电芯组件的端部的固定,且主体能在电芯组件的长度方向上与封边共用空间,而无需再额外增大电芯组件在长度方向上的尺寸,从而利于提高电芯单元的长度相对电芯组件的长度的占比,使得电芯组件在长度方向上的利用率大幅提高。
Description
技术领域
本实用新型属于电池技术领域,尤其涉及一种电芯组件、电池模组及电池系统。
背景技术
电池模组通常包括多个电芯单元以及用于固定各电芯单元的端板、侧板、底板和盖板等结构件。基于VDA标准(德国汽车工业质量标准),软包形态的电池模组的长度一般有355mm、390mm、590mm三种规格,由于固定结构件会在长度方向上占用较多的空间,电池模组的电芯单元的长度通常对应为308mm、354mm、545mm,即电池模组在长度方向的利用率对应为86.7%、90.7%、92.3%。因而,传统的电池模组至少在长度方向上的利用率较低,致使其体积利用率较低。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于提供一种电芯组件,以解决现有电池模组在长度方向上的利用率较低,致使其体积利用率较低的技术问题。
为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是:一种电芯组件,包括:
两个电芯单元,两电芯单元沿其厚度方向阵列布置,电芯单元于其长度方向的两端均连接有封边;
支撑板,设于两电芯单元之间,且与两电芯单元固定连接;
至少一个绝缘支架,包括固定连接于支撑板的端部且设于两电芯单元的封边之间的主体,主体开设有固定孔,固定孔的延伸方向垂直于电芯单元的长度方向。
通过采用上述方案,可通过主体的固定孔直接实现两并结构电芯组件的端部的固定,进而直接实现电芯组件的固定,且,主体能够在电芯组件的长度方向上与电芯单元既有的封边共用空间,而无需再额外增大电芯组件在长度方向上的尺寸、占用空间,从而利于保障并提高电芯单元的长度相对电芯组件的长度的占比,使得电芯组件在长度方向上的利用率大幅提高,从而可相应提高使用该电芯组件成组的电池模组的体积利用率和能量密度。
在一个实施例中,绝缘支架还包括连接于主体背离支撑板一侧的竖板,以及与竖板的两端分别垂直连接的两个横板,两横板抵压于电芯单元的两侧,固定孔贯通主体及两横板设置。
通过采用上述方案,可通过竖板抵接于支撑板和电芯单元的端部,并通过两横板抵接于支撑板和电芯单元的相对两侧,基于此,一方面,可在装配时,共同引导电芯单元的各侧面快速与支撑板的对应侧面对位、对齐,从而可便于电芯单元与支撑板快速实现连接,在一定程度上可提高电芯组件的装配效率;另一方面,在电芯组件成模块化结构后,可通过竖板和两横板分别对电芯单元的端部和相对两侧形成稳定、可靠的抵压力,从而利于稳定电芯单元的状态。
在一个实施例中,竖板包括依次连接的第一竖段、第二竖段和第三竖段,在平行于电芯单元的厚度方向,第二竖段的宽度小于第一竖段或第三竖段的宽度,用于为电芯单元之间的电连接提供避让区间。
通过采用上述方案,一方面,可基于第二竖段两侧的相对于第一竖段和第三竖段而形成的避让区间,便于电芯组件的两电芯单元的端部极耳对应建立相应的动力连接关系,从而可相应提高电芯组件的使用性能;另一方面,可使第一竖段和第三竖段之间形成限位段,发挥限位作用,从而可便于外部设备通过该限位段实现电芯组件或使用该电芯组件成组的电池模组的内涨、吊装作业,从而可进一步提高电芯组件的使用性能。
在一个实施例中,竖板背离支撑板的表面设有多个凸起,用于限位连接电芯转接件。
通过采用上述方案,可通过电芯转接件的多个转接限位孔与对应的电芯组件的多个凸起限位配合,以使电芯转接件相对电芯组件的绝缘支架相对位置固定,从而使得电芯转接件相对各电芯单元的位置固定,从而便于通过电芯转接件建立各电芯单元之间的动力连接关系,且利于保障并提高该动力连接关系的稳定性和可靠性,避免动力连接意外中断、连接不稳定的情况发生。
在一个实施例中,电芯组件还包括固定连接于竖板背离支撑板的一侧的电连件,以及设于横板上且与电连件的一端垂直连接的汇流件,汇流件开设有贯通设置且与固定孔对位设置的汇流孔。
通过采用上述方案,电芯组件的动力连接可设立于电芯组件的高度方向上的一侧,而不设立于电芯组件的长度方向上的一侧,基于此,可利于进一步提高各电芯组件的动力连接的建立便利性。
在一个实施例中,电芯单元背离支撑板的一侧连接有缓冲结构和/或隔热结构。
通过采用上述方案,可通过缓冲结构对电芯单元发挥一定的缓冲作用,以提高电芯组件的安全性能;还可通过隔热结构隔于电芯单元背离支撑板的一侧,以阻隔热量集中至后续与该电芯单元紧密接触的其他电芯单元上,从而可降低单一电芯单元失控后对其他电芯单元所会造成的负面影响,利于进一步提高电芯组件的安全性能。
在一个实施例中,其中一电芯单元背离支撑板的一侧连接有缓冲结构,另外一电芯单元背离支撑板的一侧连接有隔热结构。
通过采用上述方案,可使电芯组件兼具缓冲效用、隔热效用和散热效用,尤其在电芯组件的设有缓冲结构的一侧与其他电芯组件的设有隔热结构的一侧抵接时,还可通过缓冲结构和隔热结构一并在抵接的两电芯单元之间形成效果显著的缓冲、隔热和散热效用,基于此,可进一步保障并提高电芯组件的使用性能和安全性能。
本实用新型实施例的目的还在于提供一种电池模组,包括多个电芯组件,多个电芯组件沿其厚度方向依次层叠设置。
通过采用上述方案,可基于在长度方向上利用率较高的多个电芯组件成组形成在电芯组件的长度方向上的利用率较高的电池模组,从而可在一定程度上保障并提高电池模组的体积利用率和能量密度。
在一个实施例中,各电芯组件于其长度方向的一端顺次排列构成电池模组的一端,电池模组还包括至少一个刚性的抵压件、固定件,抵压件和固定件分设于电池模组的一端的相对两侧;
抵压件开设有多个压连孔,固定件开设有多个固连孔;
于电池模组的至少一端,固连孔和压连孔于电池模组的高度方向对位设置,与固定孔对位设置。
通过采用上述方案,可先通过抵压件和固定件共同对设于电池模组的一端的各绝缘支架进行固定,以使电池模组的一端在电芯组件的厚度方向上平整、平齐;基于此,便于将沿厚度方向依次层叠的各电芯组件固定,并成组形成形态稳定的电池模组,且抵压件和固定件所占用的空间也相对较小,电池模组也无需如常规模组一般再额外设置用于固定各电芯单元的端板、侧板、底板和盖板等全包覆结构件,从而可进一步提高使用该电芯组件成组的电池模组的体积利用率和质量成组率。
通过采用上述方案,固连孔和压连孔可通过外部紧固件及与其对位设置的固定孔连接,以轻松、便利地实现抵压件和固定件与电池模组的一端的连接;基于此,可相应提高各电芯组件的固定操作的便利性,从而可相应提高电池模组的装配成组便利性,且拆装维护较为方便,可有效降低电池模组的整体报废率,提高电池模组的整包良品率。
在一个实施例中,电芯组件的两端均设有绝缘支架,其中一端的绝缘支架上设有第一标识,为第一支架;另外一端的绝缘支架上设有异于第一标识的第二标识,为第二支架;
于电池模组的一端,第一支架和第二支架交替排列;
于电池模组的两端,第一支架的固定孔及与其对位的固连孔和压连孔均经一连接件相连,第二支架的固定孔及与其对位的固连孔和压连孔均经另一连接件连接于外部结构。
通过采用上述方案,不管各电芯组件的第一支架位于电池模组的哪一端,各电芯组件的第一支架的固定孔均对应与抵压件的压连孔和固定件的固连孔直接连接,不管各电芯组件的第二支架位于电池模组的哪一端,各电芯组件的第二支架的固定孔均对应与如箱体、箱盖等外部结构连接,基于此,一方面,可使各电芯组件相对固定,使电池模组的两端得到均衡的固定效果从而平整、平齐,使电池模组自身形成一个整体;一方面,可通过将电芯组件的一端与抵压件和固定件的连接,使得电池模组具有足够的吊装刚度;一方面,还可通过将电芯组件的另一端与外部结构的连接,使得电池模组最终获得可承受振动及冲击的刚性;一方面,还可在保障电池模组具有吊装刚度、可承受振动及冲击的刚性的基础上,相应压缩一电芯组件的主体上所需开设的固定孔的设置数量,避免需开设两固定孔的情况发生,从而利于进一步提高电池模组的体积利用率;一方面,由于电池模组在与外部结构连接后可最终获得可承受振动及冲击的刚性,因而,电池模组可不预先获得可承受振动及冲击的刚性,而仅需具有可吊装的刚度即可,从而可进一步避免需更多额外的结构件实现固定,从而可进一步提高电池模组的质量成组率。
本实用新型实施例的目的还在于提供一种电池模组,包括多个电芯组件,多个电芯组件沿其厚度方向依次层叠设置,电池模组还包括多个电芯转接件,电芯转接件与多个沿电芯组件的厚度方向连续设置的汇流件连接。
通过采用上述方案,可在各电芯组件相对固定后,于电芯组件的高度方向上的一侧,通过电芯转接件连接至少两个沿电芯组件的厚度方向连续设置的汇流件,从而可在各电芯组件之间建立起稳定、可靠的动力连接关系,且操作十分便利。
在一个实施例中,电芯转接件上开设有多个与汇流孔对位设置的电芯转接孔;
电芯转接孔及与其对位的汇流孔和固定孔经一连接件相连;
固定孔背离汇流孔的一端经另一连接件连接于外部结构。
通过采用上述方案,可先将固定孔背离汇流孔的一端通过紧固件与如箱体等外部结构连接,以使电芯组件相对外部结构固定,进而使各电芯组件相对固定;随后,再将电芯转接孔及与其对位的汇流孔和固定孔通过紧固件相连,即可在各电芯组件之间建立起稳定、可靠的动力连接关系,操作十分便利,且可进一步省略抵压件、固定件等固定结构,在一定程度上可进一步提高相应的电池系统的空间利用率和能量密度。
本实用新型实施例的目的还在于提供一种电池系统,包括箱体、箱盖,还包括至少一个电池模组,箱体于其面向箱盖的一侧开设有至少一个用于容置电池模组的容置槽,电池模组的外周侧与容置槽的槽壁绝缘接触或间隔设置;当电池模组和容置槽均设有至少两个时,箱体具有位于相邻两容置槽之间的横梁,电池系统还包括至少一个用于连接相邻两电池模组的模组转接件,模组转接件通过绝缘结构与横梁连接。
通过采用上述方案,可实现电池模组的限位容置,使得电池模组相对容置槽的槽底固定,从而可通过箱体、箱盖对电池模组实现密封、防护,且电池系统的空间利用率、体积利用率和能量密度均可相对较高。
通过采用上述方案,相邻两电池模组的相邻电芯组件可通过模组转接件建立动力连接关系,而模组转接件则通过绝缘结构与横梁连接,以由横梁对模组转接件进行支撑、固定,从而可在避免模组转接件与横梁之间存在电气传递的基础上,稳定模组转接件的状态,以利于保障并提高模组转接件所建立的动力连接关系的稳定性和可靠性。
在一个实施例中,电池系统还包括至少一个液冷组件,液冷组件设于电池模组面向容置槽的槽底或面向箱盖的一侧,且设于相对布置的绝缘支架之间。
通过采用上述方案,液冷组件将直接与电池模组的各电芯单元的侧面直接接触,从而可保障并提高液冷组件对电池模组的散热效果,提高散热性能。
且,通过采用上述方案,还可在保障液冷组件对各电芯单元的散热效果、散热性能的基础上,使液冷组件与各绝缘支架在电池模组的高度方向上共用空间,从而可提高电池系统在高度方向上的利用率。
在一个实施例中,液冷组件设于电池模组面向容置槽的槽底的一侧,箱盖面向电池模组的一侧设有加强筋,加强筋设于相对布置的绝缘支架之间。
通过采用上述方案,可在保障液冷组件对各电芯单元的散热效果、散热性能的基础上,使液冷组件、加强筋以及各绝缘支架在电池模组的高度方向上共用空间,从而可进一步提高电池系统在高度方向上的利用率。
在一个实施例中,箱体设有通向各容置槽的走线通道,各容置槽分布于走线通道的相对两侧,电池系统还包括多个设于走线通道内且延伸至各容置槽的线束,以及多个与线束电连接的柔性电路板,柔性电路板设于电池模组的外周侧与容置槽的槽壁之间,且与电池模组的各电芯单元电连接。
通过采用上述方案,可先通过走线通道集中布局延伸至各容置槽的线束,从而可实现防护线束以避免线束受到挤压等损伤的同时,集中化且规整化线束的布局,从而可在一定程度上优化、紧凑电池系统的布局;随后再通过厚度薄、柔软度高、可挠性佳的柔性电路板环绕于电池模组的外周侧,以与电池模组建立相应的电连接关系,并实现对电池模组的多点监控,从而可在保障其对电池模组的监控性能的基础上,最大程度地降低柔性电路板可能受到的挤压损伤风险,并相应压缩柔性电路板所占用的空间,从而可保障并提高柔性电路板的使用性能和使用寿命,并保障并提高电池系统的空间利用率和能量密度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例一提供的电芯组件的爆炸结构示意图;
图2为图1提供的支撑板和绝缘支架的示意图;
图3为本实用新型实施例一提供的电池模组的立体结构示意图;
图4为本实用新型实施例一提供的电池系统的立体结构示意图;
图5为图4提供的电池系统的爆炸结构示意图;
图6为图4提供的电池系统的部分结构示意图一;
图7为图6提供的电池系统的部分结构示意图二;
图8为图7提供的A区域的放大图;
图9为本实用新型实施例二提供的电芯组件的爆炸结构示意图;
图10为图9提供的绝缘支架、电连件和汇流件的结构示意图;
图11为本实用新型实施例二提供的电池模组的局部示意图。
其中,图中各附图标记:
100-电芯组件,110-电芯单元,111-封边,120-支撑板,130-绝缘支架,131-主体,1311-固定孔,132-竖板,1321-第一竖段,1322-第二竖段,1323-第三竖段,1324-凸起,133-横板,140-电连件,150-汇流件,151-汇流孔,160-缓冲结构,170-隔热结构;
200-抵压件,201-压连孔;300-固定件,301-固连孔;400-电芯转接件,401-转接限位孔;
10-电池模组,20-箱体,21-容置槽,22-横梁,23-走线通道,30-箱盖,40-模组转接件,50-绝缘结构,60-液冷组件,70-线束,80-柔性线路板。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型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实用新型,并不用于限定本实用新型。
以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行更加详细的描述:
实施例一
请参阅图1、图2,本实用新型实施例提供了一种电芯组件100,包括两个电芯单元110、两个电芯单元110和至少一个绝缘支架130。其中,两电芯单元110沿其厚度方向阵列布置,电芯单元110于其长度方向的两端均连接有封边111;支撑板120设于两电芯单元110之间,且与两电芯单元110固定连接;绝缘支架130包括固定连接于支撑板120的端部且设于两电芯单元110的封边111之间的主体131,主体131开设有固定孔1311,固定孔1311的延伸方向垂直于电芯单元110的长度方向。
在此需要说明的是,本实施例提供的电芯组件100将两电芯单元110的相向的侧面分别固定连接至支撑板120的相对两侧面,基于此,可通过支撑板120支撑两电芯单元110并稳定两电芯单元110的状态。支撑板120的一端或相对两端分别固定连接有呈柱状的主体131,且主体131的端面开设有贯通设置的固定孔1311,基于此,可便于后续通过固定孔1311直接实现电芯组件100的端部的固定,进而实现电芯组件100的固定。
可选地,电芯单元110的侧面可与支撑板120的侧面粘连,如此设置,可提高其装配效率,且还可最大幅度地降低对电芯单元110的损伤。
可选地,支撑板120采用铝制成,如此设置,可使得支撑板120具有足够的结构强度和刚度以连接、支撑两电芯单元110和绝缘支架130。
在此还需要说明的是,电芯单元110的两端通常均存在封边111,且封边111通常处于电芯单元110在厚度方向上的中间。例如,545mm的电芯单元110,其本体长度只有510mm左右,而两端均存在17mm左右的封边111。因而,在两电芯单元110的侧面固定连接至支撑板120的相对两侧面时,两电芯单元110的同一端侧的封边111之间会存在一定的间隙空间。基于此,通过将主体131设于对应端侧的两封边111之间的间隙空间内,可使电芯组件100的主要固定结构即主体131在电芯组件100的长度方向上,甚至在电芯组件100的厚度方向上,均能够与电芯单元110既有的封边111共用空间,而无需再额外增大电芯组件100在长度方向上的尺寸、占用空间。换言之,在电芯组件100的总长度不变的情况下,由于主体131不额外占用空间,电芯组件100在长度方向上的利用率可大幅提高,从而可相应提高使用该电芯组件100的电池模组10的体积利用率和能量密度。
综上所述,通过采用上述方案,可通过主体131的固定孔1311直接实现两并结构电芯组件100的端部的固定,进而直接实现电芯组件100的固定,且,主体131能够在电芯组件100的长度方向上与电芯单元110既有的封边111共用空间,而无需再额外增大电芯组件100在长度方向上的尺寸、占用空间,从而利于保障并提高电芯单元110的长度相对电芯组件100的长度的占比,使得电芯组件100在长度方向上的利用率大幅提高,从而可相应提高使用该电芯组件100成组的电池模组10的体积利用率和能量密度。
请参阅图1、图2,在本实施例中,绝缘支架130还包括连接于主体131背离支撑板120一侧的竖板132,以及与竖板132的两端分别垂直连接的两个横板133,两横板133抵压于电芯单元110的两侧,固定孔1311贯通主体131及两横板133设置。
在此需要说明的是,竖板132和两横板133均与支撑板120垂直设置且固定连接,以便于其稳定发挥效用。且,竖板132和两横板133均采用绝缘材料制成,以避免出现短路、漏电等安全风险。可选地,竖板132和两横板133可采用但不限于采用塑胶制成,如此设置,可使竖板132和两横板133绝缘,并利于减轻电芯组件100的重量,从而利于进一步提高电芯组件100的能量密度。
通过采用上述方案,可通过竖板132抵接于支撑板120和电芯单元110的端部,并通过两横板133抵接于支撑板120和电芯单元110的相对两侧,基于此,一方面,可在装配时,共同引导电芯单元110的各侧面快速与支撑板120的对应侧面对位、对齐,从而可便于电芯单元110与支撑板120快速实现连接,在一定程度上可提高电芯组件100的装配效率;另一方面,在电芯组件100成模块化结构后,可通过竖板132和两横板133分别对电芯单元110的端部和相对两侧形成稳定、可靠的抵压力,从而利于稳定电芯单元110的状态。
请参阅图1、图2,在本实施例中,竖板132包括依次连接的第一竖段1321、第二竖段1322和第三竖段1323,在平行于电芯单元110的厚度方向,第二竖段1322的宽度小于第一竖段1321或第三竖段1323的宽度,用于为电芯单元110之间的电连接提供避让区间。
通过采用上述方案,一方面,可基于第二竖段1322两侧的相对于第一竖段1321和第三竖段1323而形成的避让区间,便于电芯组件100的两电芯单元110的端部极耳对应建立相应的动力连接关系,从而可相应提高电芯组件100的使用性能;另一方面,可使第一竖段1321和第三竖段1323之间形成限位段,发挥限位作用,从而可便于外部设备通过该限位段实现电芯组件100或使用该电芯组件100成组的电池模组10的内涨、吊装作业,从而可进一步提高电芯组件100的使用性能。
请参阅图1、图2,在本实施例中,竖板132背离支撑板120的表面设有多个凸起1324,用于限位连接电芯转接件400。
在此需要说明的是,本实施例中,电芯转接件400可设于竖板132背离支撑板120的一侧,以连接多个电芯单元110的一端,实现在多个电芯单元110之间建立所需的动力连接关系。其中,电芯转接件400上开设有多个用于与凸起1324限位配合的转接限位孔401。
基于此,通过采用上述方案,可通过电芯转接件400的多个转接限位孔401与对应的电芯组件100的多个凸起1324限位配合,以使电芯转接件400相对电芯组件100的绝缘支架130相对位置固定,从而使得电芯转接件400相对各电芯单元110的位置固定,从而便于通过电芯转接件400建立各电芯单元110之间的动力连接关系,且利于保障并提高该动力连接关系的稳定性和可靠性,避免动力连接意外中断、连接不稳定的情况发生。
请参阅图1,在本实施例中,电芯单元110背离支撑板120的一侧连接有缓冲结构160和/或隔热结构170。
通过采用上述方案,可通过缓冲结构160对电芯单元110发挥一定的缓冲作用,以提高电芯组件100的安全性能;还可通过隔热结构170隔于电芯单元110背离支撑板120的一侧,以阻隔热量集中至后续与该电芯单元110紧密接触的其他电芯单元110上,从而可降低单一电芯单元110失控后对其他电芯单元110所会造成的负面影响,利于进一步提高电芯组件100的安全性能。
请参阅图1,在本实施例中,其中一电芯单元110背离支撑板120的一侧连接有缓冲结构160,另外一电芯单元110背离支撑板120的一侧连接有隔热结构170。
通过采用上述方案,可使电芯组件100兼具缓冲效用、隔热效用和散热效用,尤其在电芯组件100的设有缓冲结构160的一侧与其他电芯组件100的设有隔热结构170的一侧抵接时,还可通过缓冲结构160和隔热结构170一并在抵接的两电芯单元110之间形成效果显著的缓冲、隔热和散热效用,基于此,可进一步保障并提高电芯组件100的使用性能和安全性能。
请参阅图3,本实用新型实施例还提供了一种电池模组10,包括多个电芯组件100,多个电芯组件100沿其厚度方向a依次层叠设置。
通过采用上述方案,可基于在长度方向上利用率较高的多个电芯组件100成组形成在电芯组件100的长度方向上的利用率较高的电池模组10,从而可在一定程度上保障并提高电池模组10的体积利用率和能量密度。
请参阅图3,在本实施例中,各电芯组件100于其长度方向的一端顺次排列构成电池模组10的一端,电池模组10还包括至少一个刚性的抵压件200、固定件300,抵压件200和固定件300分设于电池模组10的一端的相对两侧。
在此需要说明的是,抵压件200和固定件300与设于电池模组10的一端的各绝缘支架130连接。其中,抵压件200和固定件300均呈扁平的条状。
可选地,上述固定连接方式可选用激光焊接方式。
通过采用上述方案,可先通过抵压件200和固定件300共同对设于电池模组10的一端的各绝缘支架130进行固定,以使电池模组10的一端在电芯组件100的厚度方向a上平整、平齐;基于此,便于将沿厚度方向a依次层叠的各电芯组件100固定,并成组形成形态稳定的电池模组10,且抵压件200和固定件300所占用的空间也相对较小,电池模组10也无需如常规模组一般再额外设置用于固定各电芯单元110的端板、侧板、底板和盖板等全包覆结构件,从而可进一步提高使用该电芯组件100成组的电池模组10的体积利用率和质量成组率。
补充说明的是,在本实施例成组形成形态稳定的电池模组10后,再将电芯转接件400设于竖板132背离支撑板120的一侧,以连接多个电芯单元110的一端,从而便于在多个电芯单元110之间建立稳定、可靠的动力连接关系。
本实施例中,抵压件200开设有多个压连孔201,固定件300开设有多个固连孔301;于电池模组10的至少一端,固连孔301和压连孔201于电池模组10的高度方向对位设置,与固定孔1311对位设置。
通过采用上述方案,固连孔301和压连孔201可通过外部紧固件及与其对位设置的固定孔1311连接,以轻松、便利地实现抵压件200和固定件300与电池模组10的一端的连接;基于此,可相应提高各电芯组件100的固定操作的便利性,从而可相应提高电池模组10的装配成组便利性,且拆装维护较为方便,可有效降低电池模组10的整体报废率,提高电池模组10的整包良品率。
请参阅图3,在本实施例中,电芯组件100的两端均设有绝缘支架130,其中一端的绝缘支架130上设有第一标识,为第一支架;另外一端的绝缘支架130上设有异于第一标识的第二标识,为第二支架;于电池模组10的一端,第一支架和第二支架交替排列;于电池模组10的两端,第一支架的固定孔1311及与其对位的固连孔301和压连孔201均经一连接件相连,第二支架的固定孔1311及与其对位的固连孔301和压连孔201均经另一连接件连接于外部结构。
在此需要说明的是,本实施例中,为了便于将电芯组件100更快且能够按照设计组装成所需电池模组10,可以将电芯组件100两端的两绝缘支架130进行差异化设计,同时保持其基本结构一致以便连续布置成组,例如,可以在绝缘支架130上设置标识(不同的图案、符号等)以示区分。示例地,图示中,第一支架所标的第一标识为“-”,第二支架所标的第二标识为“+”。
可选地,在电池模组10需装配至箱体20和箱盖30中时,上述外部结构可为箱体20和箱盖30;若电池模组10直接装配至车体内时,上述外部结构可为车体的相应结构。
通过采用上述方案,不管各电芯组件100的第一支架位于电池模组10的哪一端,各电芯组件100的第一支架的固定孔1311均对应与抵压件200的压连孔201和固定件300的固连孔301直接连接,不管各电芯组件100的第二支架位于电池模组10的哪一端,各电芯组件100的第二支架的固定孔1311均对应与如箱体20、箱盖30等外部结构连接,基于此,一方面,可使各电芯组件100相对固定,使电池模组10的两端得到均衡的固定效果从而平整、平齐,使电池模组10自身形成一个整体;一方面,可通过将电芯组件100的一端与抵压件200和固定件300的连接,使得电池模组10具有足够的吊装刚度;一方面,还可通过将电芯组件100的另一端与外部结构的连接,使得电池模组10最终获得可承受振动及冲击的刚性;一方面,还可在保障电池模组10具有吊装刚度、可承受振动及冲击的刚性的基础上,相应压缩一电芯组件100的主体131上所需开设的固定孔1311的设置数量,避免需开设两固定孔1311的情况发生,从而利于进一步提高电池模组10的体积利用率;一方面,由于电池模组10在与外部结构连接后可最终获得可承受振动及冲击的刚性,因而,电池模组10可不预先获得可承受振动及冲击的刚性,而仅需具有可吊装的刚度即可,从而可进一步避免需更多额外的结构件实现固定,从而可进一步提高电池模组10的质量成组率。
此外,基于本实施例的交替排布方式,还可在模块化的电芯组件100一侧设有缓冲结构160而另一侧设有隔热结构170时,使相邻两电芯组件100之间通过缓冲结构160和隔热结构170抵接,基于此,两支撑板120之间的两电芯单元110之间将共用一组缓冲结构160和隔热结构170,从而可在保障两电芯组件100之间兼具有缓冲、隔热和散热效用的基础上,相应压缩一电芯组件100所需开设的缓冲结构160和隔热结构170的设置数量,避免需设置两缓冲结构160和两隔热结构170的情况发生,从而可进一步提高电池模组10的体积利用率和质量成组率。
综上,本实施例在基于多个电芯组件100成组形成590mm规格的电池模组10时,电芯单元110的长度可以达到570mm,电池模组10在电芯组件100的长度方向上的利用率达到了96.6%,且电池模组10的成组率可达到88%~90%左右。
本实施例在基于多个电芯组件100成组形成108mm高的电池模组10时,电芯单元110的高度可以达到107mm,电池模组10在电芯组件100的高度方向上的利用率达到了99.1%。
请参阅图4、图5、图6,本实用新型实施例还提供了一种电池系统,包括箱体20、箱盖30,还包括至少一个电池模组10,箱体20于其面向箱盖30的一侧开设有至少一个用于容置电池模组10的容置槽21,电池模组10的外周侧与容置槽21的槽壁绝缘接触或间隔设置。
在此需要说明的是,各个容置槽21的截面尺寸可不尽相同,各个容置槽21的截面尺寸可根据容置于其的电池模组10的尺寸适配性调整。容置槽21的槽壁可与电池模组10的外周侧间隔设置,以避免实现电气传递。还可优选通过绝缘板间隔于容置槽21的槽壁与电池模组10的外周侧之间,以实现绝缘。且,电池模组10在置于容置槽21后,抵压件200的两端部还需与箱体20连接,以限制电池模组10从容置槽21的槽口脱离,从而可进一步保障电池模组10与容置槽21的相对固定。
可选地,箱体20、箱盖30采用铝、铁、碳纤维复合铝制成,如此设置,可保障并提高箱体20、箱盖30的机械强度,并使其轻量化,从而利于进一步提高电池系统的能量密度。其中,箱体20可采用蜂窝铝、泡沫铝等制成,以提升其能量密度和散热性能。
通过采用上述方案,可实现电池模组10的限位容置,使得电池模组10相对容置槽21的槽底固定,从而可通过箱体20、箱盖30对电池模组10实现密封、防护,且电池系统的空间利用率、体积利用率和能量密度均可相对较高。
此外,在车体本身具有防震、密封结构的基础上,也可省略箱体20、箱盖30而直接将电池模组10设于车体上,本实施例对此不做限制。
请参阅图7、图8,当电池模组10和容置槽21均设有至少两个时,箱体20具有位于相邻两容置槽21之间的横梁22,电池系统还包括至少一个用于连接相邻两电池模组10的模组转接件40,模组转接件40通过绝缘结构50与横梁22连接。
通过采用上述方案,相邻两电池模组10的相邻电芯组件100可通过模组转接件40建立动力连接关系,而模组转接件40则通过绝缘结构50与横梁22连接,以由横梁22对模组转接件40进行支撑、固定,从而可在避免模组转接件40与横梁22之间存在电气传递的基础上,稳定模组转接件40的状态,以利于保障并提高模组转接件40所建立的动力连接关系的稳定性和可靠性。
请参阅图4、图5,在本实施例中,电池系统还包括至少一个液冷组件60,液冷组件60设于电池模组10面向容置槽21的槽底或面向箱盖30的一侧。
通过采用上述方案,液冷组件60将直接与电池模组10的各电芯单元110的侧面直接接触,从而可保障并提高液冷组件60对电池模组10的散热效果,提高散热性能。
此外,在液冷组件60的结构强度足够的前提下,可用液冷组件60作为箱盖30;即使在液冷组件60本身的结构强度不足时,也可通过液冷组件60结合碳纤维层以加强其结构强度,再作为箱盖30使用。本实施例对此不做限制。
液冷组件60设于相对布置的绝缘支架130之间。
在此需要说明的是,各绝缘支架130甚至叠加于绝缘支架130相对两侧的抵压件200和固定件300,会使得电池模组10于电芯单元110长度方向上的两端相对其中间的电芯单元110在其高度方向上凸出设置,进而在对应的中间区域形成一凹槽。因而,通过采用上述方案,可在保障液冷组件60对各电芯单元110的散热效果、散热性能的基础上,使液冷组件60置入凹槽中,与各绝缘支架130在电池模组10的高度方向上共用空间,从而可提高电池系统在高度方向上的利用率。
请参阅图4、图5,在本实施例中,液冷组件60设于电池模组10面向容置槽21的槽底的一侧,箱盖30面向电池模组10的一侧设有加强筋(图中未示出),加强筋(图中未示出)设于相对布置的绝缘支架130之间。
在此需要说明的是,通过加强筋(图中未示出)可相应增强箱盖30的结构强度,使得箱盖30在较薄的情况下也能够具有足够的强度和刚度。
通过采用上述方案,可在保障液冷组件60对各电芯单元110的散热效果、散热性能的基础上,使液冷组件60、加强筋(图中未示出)以及各绝缘支架130在电池模组10的高度方向上共用空间,从而可进一步提高电池系统在高度方向上的利用率。
请参阅图5、图6,在本实施例中,箱体20设有通向各容置槽21的走线通道23,各容置槽21分布于走线通道23的相对两侧,电池系统还包括多个设于走线通道23内且延伸至各容置槽21的线束70,以及多个与线束70电连接的柔性电路板80,柔性电路板80设于电池模组10的外周侧与容置槽21的槽壁之间,且与电池模组10的各电芯单元110电连接。
通过采用上述方案,可先通过走线通道23集中布局延伸至各容置槽21的线束70,从而可实现防护线束70以避免线束70受到挤压等损伤的同时,集中化且规整化线束70的布局,从而可在一定程度上优化、紧凑电池系统的布局;随后再通过厚度薄、柔软度高、可挠性佳的柔性电路板80环绕于电池模组10的外周侧,以与电池模组10建立相应的电连接关系,并实现对电池模组10的多点监控,从而可在保障其对电池模组10的监控性能的基础上,最大程度地降低柔性电路板80可能受到的挤压损伤风险,并相应压缩柔性电路板80所占用的空间,从而可保障并提高柔性电路板80的使用性能和使用寿命,并保障并提高电池系统的空间利用率和能量密度。
上述电池系统可适用于电动汽车,在相同可用体积的前提下,电动汽车可通过电池系统装载更多的电量,从而可具有较佳的使用性能;而在相同电量的前提下,可使电池系统的体积和重量更小,以压缩电池系统所需占用的空间,从而可相应减少电动汽车的能耗。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于:
请参阅图9、图10,在本实施例中,电芯组件100还包括固定连接于竖板132背离支撑板120的一侧的电连件140,以及设于横板133上且与电连件140的一端垂直连接的汇流件150,汇流件150开设有贯通设置且与固定孔1311对位设置的汇流孔151。
在此需要说明的是,本实施例中,电芯组件100的两电芯单元110的一端在固定至支撑板120后,即可先将其该端部的极耳焊接至电连件140上,以实现两电芯单元110在该端部的动力连接。随后,两电芯单元110的电量可传导至与电连件140一体连接的汇流件150上。
因而,通过采用上述方案,电芯组件100的动力连接可设立于电芯组件100的高度方向上的一侧,而不设立于电芯组件100的长度方向上的一侧,基于此,可利于进一步提高各电芯组件100的动力连接的建立便利性。
请参阅图11,本实用新型实施例还提供了一种电池模组10,包括多个电芯组件100,多个电芯组件100沿其厚度方向a依次层叠设置,电池模组10还包括多个电芯转接件400,电芯转接件400与多个沿电芯组件100的厚度方向a连续设置的汇流件150连接。
通过采用上述方案,可在各电芯组件100相对固定后,于电芯组件100的高度方向上的一侧,通过电芯转接件400连接至少两个沿电芯组件100的厚度方向a连续设置的汇流件150,从而可在各电芯组件100之间建立起稳定、可靠的动力连接关系,且操作十分便利。
请参阅图11,在本实施例中,电芯转接件400上开设有多个与汇流孔151对位设置的电芯转接孔(图中未示出);电芯转接孔(图中未示出)及与其对位的汇流孔151和固定孔1311经一连接件相连;固定孔1311背离汇流孔151的一端经另一连接件连接于外部结构。
通过采用上述方案,可先将固定孔1311背离汇流孔151的一端通过紧固件与如箱体20等外部结构连接,以使电芯组件100相对外部结构固定,进而使各电芯组件100相对固定;随后,再将电芯转接孔(图中未示出)及与其对位的汇流孔151和固定孔1311通过紧固件相连,即可在各电芯组件100之间建立起稳定、可靠的动力连接关系,操作十分便利,且可进一步省略抵压件200、固定件300等固定结构,在一定程度上可进一步提高相应的电池系统的空间利用率和能量密度。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种电芯组件,其特征在于,包括:
两个电芯单元,两所述电芯单元沿其厚度方向阵列布置,所述电芯单元于其长度方向的两端均连接有封边;
支撑板,设于两所述电芯单元之间,且与两所述电芯单元固定连接;
至少一个绝缘支架,包括固定连接于所述支撑板的端部且设于两所述电芯单元的所述封边之间的主体,所述主体开设有固定孔,所述固定孔的延伸方向垂直于所述电芯单元的长度方向。
2.如权利要求1所述的电芯组件,其特征在于,所述绝缘支架还包括连接于所述主体背离所述支撑板一侧的竖板,以及与所述竖板的两端分别垂直连接的两个横板,两所述横板抵压于所述电芯单元的两侧,所述固定孔贯通所述主体及两所述横板设置。
3.如权利要求2所述的电芯组件,其特征在于,所述竖板包括依次连接的第一竖段、第二竖段和第三竖段,在平行于所述电芯单元的厚度方向,所述第二竖段的宽度小于所述第一竖段或所述第三竖段的宽度,用于为所述电芯单元之间的电连接提供避让区间。
4.如权利要求2或3所述的电芯组件,其特征在于,所述竖板背离所述支撑板的表面设有多个凸起,用于限位连接电芯转接件。
5.如权利要求2或3所述的电芯组件,其特征在于,所述电芯组件还包括固定连接于所述竖板背离所述支撑板的一侧的电连件,以及设于所述横板上且与所述电连件的一端垂直连接的汇流件,所述汇流件开设有贯通设置且与所述固定孔对位设置的汇流孔。
6.如权利要求1所述的电芯组件,其特征在于,所述电芯单元背离所述支撑板的一侧连接有缓冲结构和/或隔热结构。
7.一种电池模组,其特征在于,包括多个如权利要求1-4、6中任一项所述的电芯组件,多个所述电芯组件沿其厚度方向依次层叠设置。
8.如权利要求7所述的电池模组,其特征在于,各所述电芯组件于其长度方向的一端顺次排列构成所述电池模组的一端,所述电池模组还包括至少一个刚性的抵压件、固定件,所述抵压件和所述固定件分设于所述电池模组的一端的相对两侧;
所述抵压件开设有多个压连孔,所述固定件开设有多个固连孔;
于所述电池模组的至少一端,所述固连孔和所述压连孔于所述电池模组的高度方向对位设置,与所述固定孔对位设置。
9.一种电池模组,其特征在于,包括多个如权利要求5所述的电芯组件,多个所述电芯组件沿其厚度方向依次层叠设置,所述电池模组还包括多个电芯转接件,所述电芯转接件与多个沿所述电芯组件的厚度方向连续设置的所述汇流件连接。
10.如权利要求9所述的电池模组,其特征在于,所述电芯转接件上开设有多个与所述汇流孔对位设置的电芯转接孔;
所述电芯转接孔及与其对位的所述汇流孔和所述固定孔经一连接件相连;
所述固定孔背离所述汇流孔的一端经另一连接件连接于外部结构。
11.一种电池系统,包括箱体、箱盖,其特征在于,还包括至少一个如权利要求7-10中任一项所述的电池模组,所述箱体于其面向所述箱盖的一侧开设有至少一个用于容置所述电池模组的容置槽,所述电池模组的外周侧与所述容置槽的槽壁绝缘接触或间隔设置;当所述电池模组和所述容置槽均设有至少两个时,所述箱体具有位于相邻两所述容置槽之间的横梁,所述电池系统还包括至少一个用于连接相邻两所述电池模组的模组转接件,所述模组转接件通过绝缘结构与所述横梁连接。
12.如权利要求11所述的电池系统,其特征在于,所述电池系统还包括至少一个液冷组件,所述液冷组件设于所述电池模组面向所述容置槽的槽底或面向所述箱盖的一侧,且设于相对布置的所述绝缘支架之间。
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CN114243178A (zh) * | 2020-09-08 | 2022-03-25 | 恒大新能源技术(深圳)有限公司 | 电芯组件、电池模组及电池系统 |
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