CN214957123U - 一种软包电芯模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种软包电芯模组，包括侧板、隔热片、电芯单元、水冷板、汇流排和导热胶结构，两个侧板之间设置若干电芯单元形成电芯组，相邻的两个电芯单元之间、电芯单元和侧板之间均设有隔热片，相邻的两个电芯单元的不同电极使用汇流排串联，电芯组底部安装水冷板。本实用新型所述的软包电芯模组，使用多个电芯灵活组装而成，并与水冷板集成，电池成组灵活，兼容性增加。

Description

一种软包电芯模组

技术领域

本实用新型属于新能源汽车领域，尤其是涉及一种软包电芯模组。

背景技术

近年来，新能源汽车进入蓬勃发展时代，销量逐渐增加，与传统燃油车竞争越来越激烈，这对新能源汽车成本要求越来越低，续航要求越来越高，要求整车轻量化水平不断进步，而电池系统在整车质量中占据30％左右比重，成本占比超过20％。行业中针对电池推出一系类轻量化及降本方案，相继推出355标准模组，590标准模组，CTP等方案；但上述方案基本都是电池系统与整车相互独立，双方有部分功能结构重叠。且软包电芯模组能量密度低，热失控不易于控制，只能在厚度方形进行叠加且电芯无结构强度，电池系统成组受模组尺寸影响大。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种软包电芯模组，以提供一种能够与车身集成为一体结构的软包电池模组。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种软包电芯模组，包括侧板、隔热片、电芯单元、水冷板、汇流排和导热胶结构，两个侧板之间设置若干电芯单元形成电芯组，相邻的两个电芯单元之间、电芯单元和侧板之间均设有隔热片，相邻的两个电芯单元的不同电极使用汇流排串联，电芯组底部安装水冷板。

进一步的，所述电芯组通过导热胶结构与水冷板粘接。

进一步的，所述电芯组和水冷板之间设有限位片，限位片限制电芯组与水冷板之间间隙。

进一步的，所述水冷板为矩形板，水冷板两侧分别设有进水口、出水口，进水口、出水口均为快插接头。

进一步的，所述水冷板的材质为铝型材。

进一步的，所述水冷板两侧还设有避让结构。

进一步的，所述电芯单元包括U型壳及其内部设置的第一输出排组件、第二输出排组件、隔片、电芯、采样组件、二号端盖、四号端盖和胶，相邻的两个电芯之间设有隔片，电芯的正极耳与正极耳同侧堆叠后形成电芯堆叠组，电芯堆叠组的一端与第一输出排组件固接，另一端与第二输出排组件固接，每个电芯底部通过采样组件信号连接至外界BMS，电芯与U型壳之间设有胶。

进一步的，所述侧板为矩形板结构，侧板顶部设有若干侧板安装孔。

进一步的，所述侧板内部设有若干侧板减重槽。

进一步的，所述汇流排为串联铜排。

相对于现有技术，本实用新型所述的软包电芯模组具有以下优势：

(1)本实用新型所述的软包电芯模组，使用多个电芯灵活组装而成，并与水冷板集成，电池成组灵活，兼容性增加。

(2)本实用新型所述的软包电芯模组，侧板顶部设有若干侧板安装孔，便于模组与外界系统连接。

(3)本实用新型所述的软包电芯模组，水冷板上设有快插接头和避让结构，方便水冷板与外界系统固定。

(4)本实用新型所述的软包电芯模组，电芯单元设有若干卡扣结构、限位结构和插件卡扣，方便与外界进行组装和固定。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的模组结构爆炸图；

图2为本实用新型实施例所述的侧板结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的电芯单元爆炸图；

图4为本实用新型实施例所述的采样组件示意图；

图5为图4的A部放大图；

图6为图4的B部放大图；

图7为本实用新型实施例所述的水冷板示意图。

附图标记说明：

1-侧板；11-侧板安装孔；12-侧板减重槽；32-隔热片；3-电芯单元；31-二号输出排；32-隔片；33-电芯；34-二号端盖35-一号输出排；36-一号端盖；37-U型壳；38-采样组件；381-采样插接件；382-采样端子；39-三号端盖；310-四号端盖；4-水冷板；41-进水口、42-避让结构；43-出水口；5-汇流排；6-导热胶结构；7-限位片；8-胶；81-电芯导热胶结构；82-低导热胶结构；83-无结构粘接胶。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

名词解释：

热失控：电池在充电/短路/内部极片破损等情况下，电流和温度均升高且互相促进的现象；该现象会导致电池膨胀，甚至发生爆炸现象，着火，产生大量高温气液体。

软包电池：软包电池是在液态锂离子电池套上一层聚合物外壳。在结构上采用铝塑膜包装。

极耳：电池是分正负极的，极耳就是从电芯中将正负极引出来的金属导电体，通俗的说电池正负两极的耳朵是在进行充放电时的接触点。这个接触点并不是我们看到的电池外表的那个铜片，而是电池内部的一种连接。极耳分为三种材料，电池的正极使用铝(Al)材料，负极使用镍(Ni)材料，负极也有铜镀镍(Ni—Cu)材料，它们都是由胶片和金属带两部分复合而成。

FPC：柔性电路板(Flexible Printed Circuit简称FPC)是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路板。具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点。

模组：多个电池通过结构部件进行串并联组合后，拥有对外交换电能功能，且有保护电路，能对外输出电池电压温度等信号的组合体。

一种软包电芯模组，如图1至图7所示，包括侧板1、隔热片2、电芯单元3、水冷板4、汇流排5、导热胶结构6和限位片37，两个侧板1之间设置若干电芯单元3形成电芯组，相邻的两个电芯单元3之间、电芯单元3和侧板1之间均设有隔热片2，相邻的两个电芯单元3的不同电极使用汇流排5串联，电芯组底部安装水冷板4。

在一个或多个实施例中，电芯组通过导热胶结构6与水冷板4粘接。在一个或多个实施例中，电芯组和水冷板4之间设有限位片37，限位片37限制电芯组与水冷板4之间间隙，控制导热胶结构6的厚度。

侧板1为矩形板结构，侧板1顶部设有若干侧板安装孔11，便于模组3与外界系统连接；内部设有若干侧板减重槽12，便于轻量化；侧板3为铸铝或者铝型材结构。隔热片2为气凝胶或云母片。汇流排5为串联铜排。

水冷板4为矩形板，水冷板4两侧分别设有进水口41、出水口43，进出水口341和避让结构42，进水口41、出水口43均为快插接头，水冷板4两侧还设有避让结构42，避让结构42方便水冷板4与外界系统固定。优选的，避让结构42为避让孔。水冷板4的材质为铝型材，铝板冲压钎焊，铝板吹胀等工艺均可。

电芯单元3包括U型壳37及其内部设置的第一输出排组件、第二输出排组件、隔片32、电芯33、采样组件38、二号端盖34、四号端盖310和胶8，相邻的两个电芯33之间设有隔片32，电芯33的正极耳与正极耳同侧堆叠后形成电芯堆叠组，电芯堆叠组的一端与第一输出排组件固接，另一端与第二输出排组件固接，第一输出排组件与二号端盖34插接，第二输出排组件与四号端盖310插接，每个电芯33底部通过采样组件38信号连接至外界BMS，电芯33与U型壳37之间设有胶8。本方案提高了软包电芯无法受力现状，增加了软包电芯成组方式灵活度，解决软包热扩散不可控。成组更加灵活，更有利于标准化、轻量化、集成化。

电芯33的数量根据并联需求增加，也可多个电芯33叠放。

在一个或多个实施例中，电芯33的叠放数量为2个，两个电芯33的正极耳与正极耳同侧堆叠，电芯33与电芯33之间贴有隔片32，隔片32为泡棉或气凝胶，泡棉或气凝胶用于吸收电芯33膨胀以及隔热作用。在另一个实施例中，电芯33的数量为3串，叠放好的电芯极耳一侧与第一输出排组件进行组装，另外一侧与下一个叠放好的电芯组合，极耳与极耳部分重合叠放，根据串联需求增加，最后一串电芯33的一侧极耳与第二输出排组件进行组合，组合后使用激光焊接，或者超声焊接方式进行固定组合。

第一输出排组件包括一号输出排35和一号端盖36，一号输出排35和一号端盖36的组合方式为一体注塑或卡扣固定或直接放入限位中的任一种或多种组合；第二输出排组件包括三号端盖39和二号输出排31，三号端盖39和二号输出排31的组合方式为一体注塑或卡扣固定或直接放入限位中的任一种或多种组合；一号输出排35和二号输出排31的材质均为铜、铝或铜铝复合等材质，用于单元体与外部进行电能交换；一号端盖36和三号端盖39的结构左右对称，材质均为PP+30％GF，一号端盖36和三号端盖39上均设有限位结构、安装结构、接插件卡扣结构以及减重和工艺结构。

二号端盖34和四号端盖310的目的为保护第一输出排组件、第二输出排组件及电芯33的极耳，支撑第一输出排组件、第二输出排组件，内部镶嵌螺母，便于电芯单元3向外输出时连接固定。二号端盖34和四号端盖310设有限位的限位结构、安装卡扣结构、接插件卡扣结构以及减重结构，设计多个卡扣，分别与一号端盖36、三号端盖39进行配合固定。

不同部位采用不同作用胶，根据外界条件进行设计；胶分层设计，在电芯33大面使用低导热的胶或者高温可碳化的胶，胶有无结构粘接根据需求增加；单元热交换窗口位于电池上部或底部面，根据外界热交换形式可选择，

采样组件38为线束或FPC，采样组件38用于进行电压温度采样，线束或FPC采样端子使用镍片或铝片设计，使用激光焊或者超声焊进行连接，电压和温度个数根据不同需求可增减；线束或FPC布置在所有电芯33底部(厚度侧)，使用双面胶固定，线束或FPC另一端通过接插件与外界BMS连接，通过电流进行采样数据交换，接插件与一号端盖或三号端盖设计快插结构进行配合固定。在一个或多个实施例中，采样组件38包括采样插接件381和采样端子382，采样端子382焊接在每个电芯33的极耳上，并通过线束连接，线束的端部设有采样插接件381，采样插接件381与外界BMS信号连接，同时与一号端盖或三号端盖的插接件卡扣368插接进行固定。保证采样组件38的稳定性。

本方案所述的软包电芯模组中的部分部件可以代替车身部分零件，与车身结合安装时，可以大大减少整车的重叠区域，从而降低整车的重量和成本；且本方案的软包电芯模组，解决了软包热扩散不可控的问题。成组更加灵活，更有利于标准化、轻量化、集成化。

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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种软包电芯模组，其特征在于：包括侧板、隔热片、电芯单元、水冷板、汇流排和导热胶结构，两个侧板之间设置若干电芯单元形成电芯组，相邻的两个电芯单元之间、电芯单元和侧板之间均设有隔热片，相邻的两个电芯单元的不同电极使用汇流排串联，电芯组底部安装水冷板。

2.根据权利要求1所述的一种软包电芯模组，其特征在于：电芯组通过导热胶结构与水冷板粘接。

3.根据权利要求1或2所述的一种软包电芯模组，其特征在于：电芯组和水冷板之间设有限位片，限位片限制电芯组与水冷板之间间隙。

4.根据权利要求1所述的一种软包电芯模组，其特征在于：水冷板为矩形板，水冷板两侧分别设有进水口、出水口，进水口、出水口均为快插接头。

5.根据权利要求4所述的一种软包电芯模组，其特征在于：水冷板的材质为铝型材。

6.根据权利要求4所述的一种软包电芯模组，其特征在于：水冷板两侧还设有避让结构。

7.根据权利要求4所述的一种软包电芯模组，其特征在于：电芯单元包括U型壳及其内部设置的第一输出排组件、第二输出排组件、隔片、电芯、采样组件、二号端盖、四号端盖和胶，相邻的两个电芯之间设有隔片，电芯的正极耳与正极耳同侧堆叠后形成电芯堆叠组，电芯堆叠组的一端与第一输出排组件固接，另一端与第二输出排组件固接，每个电芯底部通过采样组件信号连接至外界BMS，电芯与U型壳之间设有胶。

8.根据权利要求1所述的一种软包电芯模组，其特征在于：侧板为矩形板结构，侧板顶部设有若干侧板安装孔。

9.根据权利要求1所述的一种软包电芯模组，其特征在于：侧板内部设有若干侧板减重槽。

10.根据权利要求1所述的一种软包电芯模组，其特征在于：汇流排为串联铜排。

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