CN214099803U - 锂电池及电芯模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂电池及电芯模组,电芯模组包括相互拼接的至少两个模组单元、将相邻设置的两个所述模组单元导电连接的导电连接件、以及可拆卸连接相邻设置的两个所述模组单元的连接结构；每个所述模组单元包括电芯、设置于所述电芯一端的第一支架、设置于所述电芯另一端并与所述第一支架相对设置且相互配合的第二支架；相邻设置的两个模组单元的电芯通过所述导电连接件导电连接；相邻设置的两个所述模组单元的第一支架通过所述连接结构可拆卸连接和/或相邻设置的两个所述模组单元的第二支架通过所述连接结构可拆卸连接。该电芯模组具有成组效率高、制造成本低、能量密度高、模块化程度高以及结构安全可靠性高的优点。

Description

锂电池及电芯模组

技术领域

本实用新型涉及锂电池储能技术领域，更具体地说，涉及一种锂电池及电芯模组。

背景技术

目前随着锂电池逐步应用在储能领域，方形铝壳电芯模组技术也在储能领域不断发展进步，并朝着能量密度高、组装成组简便、安全性高、制造成本低、以及具备灵活的通用性等特点发展。由于传统的电芯模组成组方式，成组效率低、能量密度低、组装成本高、模块化程度低等缺点，无法体现方形铝壳电芯的相对优势。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种改进的电芯模组，进一步提供一种改进的锂电池。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电芯模组，包括相互拼接的至少两个模组单元、将相邻设置的两个所述模组单元导电连接的导电连接件、以及可拆卸连接相邻设置的两个所述模组单元的连接结构；

每个所述模组单元包括电芯、设置于所述电芯一端的第一支架、设置于所述电芯另一端并与所述第一支架相对设置且相互配合的第二支架；

相邻设置的两个模组单元的电芯通过所述导电连接件导电连接；

相邻设置的两个所述模组单元的第一支架通过所述连接结构可拆卸连接和/或相邻设置的两个所述模组单元的第二支架通过所述连接结构可拆卸连接。

优选地，所述连接结构包括设置于相邻设置的两个所述模组单元的第一支架上的第一卡扣结构，和/或，设置于相邻设置的两个所述模组单元的第二支架上的第二卡扣结构。

优选地，所述第一卡扣结构包括设置于其中一所述第一支架上的第一卡扣、以及设置于另一所述第一支架上且与所述第一卡扣对应设置的第一卡槽；

所述第二卡扣结构包括设置于其中以所述第二支架上的第二卡扣、以及设置于另一所述第二支架上且与所述第二卡扣对应设置的第二卡槽。

优选地，所述第一支架上设有供所述导电连接件定位安装的定位柱。

优选地，所述电芯模组还包括采集电压的电压采集线束；

所述第一支架上设有整理所述电压采集线束的第一线束整理卡槽。

优选地，所述电芯模组还包括采集温度的温度采集线束；

所述第一支架上设有整理所述温度采集线束的第二线束整理卡槽。

优选地，所述第一支架的顶壁的两相对侧凸出设置有绝缘边。

优选地，每个所述模组单元中所述电芯为多个，多个所述电芯并排设置并通过设置所述导电连接件导电连接；

相邻设置的所述电芯之间留设有间隔。

优选地，每个所述模组单元还包括与所述第一支架配合的上盖；

所述上盖与所述第一支架上设有将所述上盖和所述第一支架连接的连接组件。

本实用新型还构造一种锂电池，包括箱体、设置于所述箱体中本实用新型所述的电芯模组、与所述箱体配合的箱盖、与所述电芯模组连接的电池管理系统。

实施本实用新型的锂电池及电芯模组，具有以下有益效果：该电芯模组通过至少两个模组单元相互拼接，并通过连接结构件相连设置的两个模组单元的第一支架和/或第二支架可拆卸连接，且通过导电连接件间相连设置的两个模组单元的电芯导电连接，从而使得形成的模组结构具有成组效率高、制造成本低、能量密度高、模块化程度高以及结构安全可靠性高的优点。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一些实施例中锂电池的结构示意图；

图2是图1所示锂电池的局部结构分解示意图；

图3是图1所示锂电池的电芯模组的结构示意图；

图4是图3所示电芯模组的拼接状态示意图；

图5是图3所示电芯模组的局部结构分解示意图；

图6是图5所示电芯模组的局部结构示意图；

图7是图6所示电芯模组的第一支架的结构示意图；

图8是图7所示电芯模组的第一支架另一角度的结构示意图；

图9是图6所示电芯模组的第二支架的结构示意图；

图10是图9所示电芯模组的上盖的结构示意图；

图11是图10所示电芯模组的上盖另一角度的结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

图1及图2示出了本实用新型锂电池的一些优选实施例。该锂电池可用于给外置设备供电。该锂电池解决现有技术中成组效率低、能量密度低、组装成本高、模块化程度低等不足之处，提高储能模组能量密度、结构安全可靠性、模块化程度以及成组效率，并降低制造成本。

如图1及图2所示，在一些实施例中，该锂电池可大致呈长方体状，该锂电池可以为方形铝壳电芯模组，在一些实施例中，该锂电池可包括箱体 100、电芯模组、电池管理系统以及盖体200。该箱体100可以为铝制箱体，且该箱体可呈长方体状。该箱体100中可设置第一容置腔101以及第二容置腔 102，该第一容置腔101和该第二容置腔102可并排设置。在一些实施例中，该第一容置腔101可用于容置电芯模组，该第二容置腔102可用于收容电池管理系统。在一些实施例中该电芯模组和该电芯管理系统均可设置于该箱体100中，并可相互连接，具体地，在一些实施例中，该电芯模组和该电芯管理系统可机械地且电性地连接。在一些实施例中，该电芯管理系统可以为 BMS电池管理系统。该箱盖200可与该箱体100配合，该箱盖200可用于盖合该第一容置腔101和该第二容置腔102。在一些实施例中，该箱盖200可包括第一盖合部201以及第二盖合部202，该第一盖合部201和该第二盖合部 202可以为分体结构。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该第一盖合部201和该第二盖合部202也可以一体成型。在一些实施例中，该第一盖合部201和该第二盖合部202可并排设置，且分别盖合该第一容置腔101和第二容置腔102。

如图3及图4所示，进一步地，在一些实施例中，该电芯模组可侧着放置或者竖起放置于该箱体100中，该电芯模组可包括至少两个模组单元10，具体地，该电芯模组可包括两个模组单元10，当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该电芯模组可不限于包括两个模组单元10。该两个模组单元10可相互拼接设置，该两个模组单元10可通过相互拼接形成能量密度更高的模组。在一些实施例中，该两个模组单元10可拆卸连接。该电芯模组还可包括导电连接件14，该导电连接件14可用于将相邻设置的两个模组单元10导电连接。该电芯模组还可包括连接结构，该连接结构可用于将相邻设置的两个模组单元10可拆卸连接。通过将至少两个模组单元10拼接可组成电芯模组。

进一步地，在一些实施例中，每个模组单元10可包括电芯11、第一支架 12、第二支架13。该电芯11可以为锂离子电芯，该第一支架12可设置于该电芯11的一端，该第二支架13可设置于该电芯11的另一端。该第一支架12 和该第二支架13可用于固定该电芯11。

进一步地，在一些实施例中，该电芯11可以为多个，该多个电芯11可并排设置，相邻设置的两个电芯11之间可留设有间隙，从而可保证模组中电芯的散热功能，使电芯产生的热量可以通过间隙散出去，在一些实施例中也可在间隙添加加热片对电芯进行加热，保证电芯在一个安全的温度范围内，提高电芯的循环使用寿命。在一些实施例中，该电芯11可以为四个。可以理解地，在其他一些实施例中，该电芯11可不限于多个，在其他一些实施例中，该电芯11可以为一个。

如图5至图8所示，进一步地，在一些实施例中，该第一支架12可大致呈长方体状，该第一支架12上可设置多个第一放置槽121，该第一放置槽121 可供该电芯11放入，该多个第一放置槽121可并排设置，且可与该电芯11一一对应设置。进一步地，在一些实施例中，该第一放置槽121的侧壁上可设置第一限位凸台1211，该第一限位凸台1211可用于限制该电芯11，避免该电芯11晃动。在一些实施例中，该第一限位凸台1211可以为多个，该多个第一限位凸台1211可间隔设置。

在一些实施例中，该第一支架12上可设置定位柱122，该定位柱122可位于该第一支架12的顶壁，且可凸出该第一支架12设置。在一些实施例中，该定位柱122可以为多个。该定位柱122可用于给该导电连接件14定位安装，既可以有效的保证导电连接件14焊接的定位精度，同时可起到防呆的作用，防止生产安装的误操作。

进一步地，在一些实施例中，该第一支架12的顶壁可设置绝缘边123，该绝缘边123可位于该第一支架12的两相对侧，且可凸出设置，该绝缘边 123可沿该第一支架12的长度方向延伸设置。该绝缘边可用于对该导电连接件14和电极柱起到绝缘防护作用。

进一步地，在一些实施例中，该第一支架12上可设置第一线束整理卡槽 124，该第一线束整理卡槽124可以为多个，该多个第一线束整理卡槽124可沿该第一支架12的宽度方向并排且间隔设置，该第一线束整理卡槽可用于供电压采集线束卡入，进而可用于整理该电压采集线束，从而可避免电压采集线束放置混乱。

进一步地，在一些实施例中，该第一支架12上可设置第二线束整理卡槽 125，该第二线束整理卡槽125可以为多个，该多个第二线束整理卡槽125可沿该第一支架12上的长度方向并排且间隔设置，该第二线束整理卡槽可用于供温度采集线束卡入，进而可用于整理温度采集线束，从而可避免温度采集线束放置混乱。

进一步地，在一些实施例中，相邻设置的两个模组单元10的第一支架12 可通过连接结构可拆卸连接。具体地，在一些实施例中，该连接结构可包括第一卡扣结构，该第一卡扣结构可设置于该两个模组单元10的第一支架12 上。在一些实施例中，该连接结构可不限于包括该第一卡扣结构。通过该第一卡扣结构可将相邻设置的两个模组单元10可拆卸拼接。在一些实施例中，该第一卡扣结构可包括第一卡扣127以及第一卡槽128，该第一卡扣127可设置于其中以第一支架12上，该第一卡槽128可设置于另一第一支架12上且与该第一卡扣127对应设置。具体地，在一些实施例中，该第一支架12的一侧壁上可设置该第一卡扣127，另一侧壁上可设置该第一卡槽128，相互拼接的两个模组单元10可通过将其中一个第一支架12上的第一卡扣127卡入另一第一支架12的第一卡槽128中，进而可将该两个模组单元10可拆卸拼接，从而可使得多个模组单元组装呈一个方形电芯模组，且组合形成的方形电芯模组可采用4并2串、3并2串、2并4串、1并8串的电芯串并方式，通过第一支架12的第一卡扣结构相互拼接，相对于单个电芯的拼接，提高了生产效率和模组能量密度、并降低电芯支架成本。

如图9所示，进一步地，在一些实施例中，该第二支架13可大致呈长方体状，该第二支架13的形状以及尺寸可与该第一支架12的形状以及尺寸相适配。该第二支架13上可设置第二放置槽131，该第二放置槽131可以为多个，该多个第二放置槽131可并排设置，该多个第二放置槽131可与该多个电芯11一一对应设置。进一步地，在一些实施例中，该第二放置槽131中的侧壁上可设置第二限位凸台1311，该第二限位凸台1311可对该电芯11进行限位，避免该电芯11晃动，在一些实施例中，该第二限位凸台1311可以为多个，该多个第二限位凸台1311可间隔设置。

进一步地，在一些实施例中，相邻设置的两个模组单元10的第二支架13 可通过连接结构可拆卸连接。具体地，在一些实施例中，该连接结构可包括第二卡扣结构，该第二卡扣结构可设置于该两个模组单元10的第二支架13 上。在一些实施例中，该连接结构可不限于包括该第二卡扣结构。通过该第二卡扣结构可将相邻设置的两个模组单元10可拆卸拼接。在一些实施例中，该第二卡扣结构可包括第二卡扣132以及第二卡槽，该第二卡扣132可设置于其中以第二支架13上，该第二卡槽可设置于另一第二支架13上且与该第二卡扣132对应设置。具体地，在一些实施例中，该第二支架13的一侧壁上可设置该第二卡扣132，另一侧壁上可设置该第二卡槽，相互拼接的两个模组单元10可通过将其中一个第二支架13上的第二卡扣132卡入另一第二支架13 的第二卡槽中，进而可将该两个模组单元10可拆卸拼接，从而可使得多个模组单元组装呈一个方形电芯模组，且组合形成的方形电芯模组可采用4并2 串、3并2串、2并4串、1并8串的电芯串并方式，通过第二支架13的第二卡扣结构相互拼接，相对于单个电芯的拼接，提高了生产效率和模组能量密度、并降低电芯支架成本。

再如图5及图6所示，在一些实施例中，该导电连接件14可以为导电金属片，该导电金属片可对应放置于相邻设置的两个电芯的电芯极柱上面，该导电连接件14上可焊接定位孔141，该定位孔141可用于与该第一支架12的定位柱122配合限位压紧。当该定位柱122穿设于导电连接件14的定位孔141 时，可将该电芯模组吊装至激光焊接机，进行焊接。通过该导电连接件14上的定位孔141与该定位柱122配合定位，可提高焊接精度和生产效率，并可起到防呆作用。在一些实施例中，该导电连接件14上还可设置焊接定位孔，该焊接定位孔的孔径可以为4mm，用于激光焊接机对模组焊接时的Mark点，以提供焊接定位，提高焊接精度。

在一些实施例中，该导电连接件14上还可设置支撑柱142，该支撑柱142 上可设置绝缘板，从而可对该导电连接件14起到绝缘防护作用，当然，可以理解地，也可通过设置上盖15起到绝缘防护作用。

如图10及图11所示，进一步地，在一些实施例中，每个模组单元10还可包括上盖15，该上盖15可设置于该第一支架12上，且可与该第一支架12 配合，该上盖15可用于盖合该第一支架12，从而也可起到绝缘防护作用。在一些实施例中，该上盖15可包括盖体151，该盖体151的形状可以呈长方形，其尺寸可与该第一支架12的尺寸相适配。在一些实施例中，该上盖15 与该第一支架12上可设置连接组件，该连接组件可用于可拆卸连接上盖15 和该第一支架12。在一些实施例中，该连接组件可包括卡勾126以及卡接槽153，该卡接槽153可设置于该盖体151的两相对侧，具体地，在一些实施例中，该卡接槽153可设置于该盖体151的两侧边，每一侧边上的卡接槽153 可以为多个，该多个卡接槽153可沿该盖体151的长度方向间隔设置。该卡勾 126可设置于该第一支架12上，且位于该第一支架12的两相对侧，且该卡勾 126可与该卡接槽153一一对应设置，可卡入该卡接槽153中。在一些实施例中，该上盖15与该第一支架12上可设置定位组件，该定位组件可包括定位槽 152以及定位凸台1231，该定位槽152可设置于该盖体151上，且可靠近该盖体151的四个顶角设置。该定位凸台1231可凸出设置于该绝缘边123上，且可与该定位槽152一一对应设置，该定位凸台1231可对应卡入该定位槽152 中，进而可将该上盖15与该第一支架12定位。

进一步地，在一些实施例中，该电芯模组还可包括电压采集线束和温度采集线束。该电压采集线束可安装于该第一线束整理卡槽124中，该温度采集线束可安装于该第二线束整理卡槽125中。该电芯模组焊接完毕，可将该电压采集线束和温度采集线束与连接片压铆螺钉紧固，电压采集线束和温度采集线束被整理于该第一线束整理卡槽124和该第二线束整理卡槽125中，可使得线束整洁美观。

当该电芯模组组装和接线完毕，可通过一定工具将其搬运至箱体100 中，与该BMS电池管理系统进行接线，接线完毕，锁紧压条，结合钣金箱体，固定电芯模组，最后锁紧箱盖200，完成锂电池系统安装。

可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种电芯模组，其特征在于，包括相互拼接的至少两个模组单元(10)、将相邻设置的两个所述模组单元(10)导电连接的导电连接件(14)、以及可拆卸连接相邻设置的两个所述模组单元(10)的连接结构；

每个所述模组单元(10)包括电芯(11)、设置于所述电芯(11)一端的第一支架(12)、设置于所述电芯(11)另一端并与所述第一支架(12)相对设置且相互配合的第二支架(13)；

相邻设置的两个模组单元(10)的电芯(11)通过所述导电连接件(14)导电连接；

相邻设置的两个所述模组单元(10)的第一支架(12)通过所述连接结构可拆卸连接和/或相邻设置的两个所述模组单元(10)的第二支架(13)通过所述连接结构可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的电芯模组，其特征在于，所述连接结构包括设置于相邻设置的两个所述模组单元(10)的第一支架(12)上的第一卡扣结构，和/或，设置于相邻设置的两个所述模组单元(10)的第二支架(13)上的第二卡扣结构。

3.根据权利要求2所述的电芯模组，其特征在于，所述第一卡扣结构包括设置于其中一所述第一支架(12)上的第一卡扣(127)、以及设置于另一所述第一支架(12)上且与所述第一卡扣(127)对应设置的第一卡槽(128)；

所述第二卡扣结构包括设置于其中以所述第二支架(13)上的第二卡扣(132)、以及设置于另一所述第二支架(13)上且与所述第二卡扣(132)对应设置的第二卡槽。

4.根据权利要求3所述的电芯模组，其特征在于，所述第一支架(12)上设有供所述导电连接件(14)定位安装的定位柱(122)。

5.根据权利要求1所述的电芯模组，其特征在于，所述电芯模组还包括采集电压的电压采集线束；

所述第一支架(12)上设有整理所述电压采集线束的第一线束整理卡槽(124)。

6.根据权利要求1所述的电芯模组，其特征在于，所述电芯模组还包括采集温度的温度采集线束；

所述第一支架(12)上设有整理所述温度采集线束的第二线束整理卡槽(125)。

7.根据权利要求1所述的电芯模组，其特征在于，所述第一支架(12)的顶壁的两相对侧凸出设置有绝缘边(123)。

8.根据权利要求1所述的电芯模组，其特征在于，每个所述模组单元(10)中所述电芯(11)为多个，多个所述电芯(11)并排设置并通过设置所述导电连接件(14)导电连接；

相邻设置的所述电芯(11)之间留设有间隔。

9.根据权利要求1所述的电芯模组，其特征在于，每个所述模组单元(10)还包括与所述第一支架(12)配合的上盖(15)；

所述上盖(15)与所述第一支架(12)上设有将所述上盖(15)和所述第一支架(12)连接的连接组件。

10.一种锂电池，其特征在于，包括箱体(100)、设置于所述箱体(100)中权利要求1至9任一项所述的电芯模组、与所述箱体(100)配合的箱盖(200)、与所述电芯模组连接的电池管理系统。

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