CN215451646U - 电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池模组，所述电池模组包括多个电芯和两个端板，所述电芯并列分布于两个端板之间，所述电芯的极柱朝向同一侧，所述端板通过束缚件将端板间的电芯压紧，相邻所述电芯的极柱通过连接片连接；其中，位于两个端板之间的中部区域的各电芯的初始容量，均大于中部区域两侧的各电芯的初始容量；该电池模组提高了电池模组的循环使用寿命。

Description

电池模组

技术领域

本实用新型涉及储能装置技术领域，特别是涉及到一种电池模组。

背景技术

因日益增长的节能环保方面的需求，电动交通工具例如电动自行车、电动汽车等得到越来越广泛的使用。对于这类电动交通工具而言，电池作为动力源具有举足轻重的作用和意义，其直接关系这类电动交通的制造成本、使用寿命等等。而现有技术中，与单体电芯相比，电池模组存在寿命不够长、容量随着充电次数的增加而急剧下降等问题。一般情况下，随着模组充放电的进行，模组中位于中间位置的电芯的容量衰减速度远远大于两端的电芯，且中间位置的电芯的厚度远大于两端电芯，而模组的容量受限于模组中容量最小的电芯，如：当充电的时候，容量最小的电芯最先到达充电上限电压后需停止充电，否则，容量最小的电芯会过充，而此时，其它容量的电芯还没充满；当放电时，容量最小的电芯最先达到放电下限电压，此时必须要停止放电，否则，容量最小的电芯会过放；而此时，其它容量的电芯还没放完。

实用新型内容

本实用新型提供了一种电池模组，旨在解决电池寿命不够长、容量随着充电次数的增加而急剧下降的问题。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种电池模组，所述电池模组包括多个电芯和两个端板，所述电芯并列分布于两个端板之间，所述电芯的极柱朝向同一侧，所述端板通过束缚件将端板间的电芯压紧，相邻所述电芯的极柱通过连接片连接；

其中，位于两个端板之间的中部区域的各电芯的初始容量，均大于中部区域两侧的各电芯的初始容量。

进一步地，当各电芯间的初始容量差小于1.5％时，位于两个所述端板之间的中部区域的各电芯厚度，均小于中部区域两侧的各电芯的厚度，其中，各所述电芯的长度和宽度相均相等。

进一步地，所述电芯的个数n为奇数时，由一端的端板到另一端的端板对电芯依次编号，所述电芯的初始容量分别为C1、C2、C3，…,Cn，所述电芯的初始电容的大小排列为：C((n+1)/2)≥C(((n+1)/2)-1)＝C(((n+1)/2)+1)≥…≥C1＝Cn。

进一步地，所述电芯的个数n为偶数时，由一端的端板到另一端的端板对电芯依次编号，所述电芯的初始容量分别为C1、C2、C3，…,Cn，所述电芯的初始电容的大小排列为：C(n/2)＝C(n/2+1)≥C(n/2-1)＝C((n/2)+2)≥…≥C1＝Cn。

进一步地，所述电芯的个数n为奇数时，由一端的端板到另一端的端板对电芯依次编号，所述电芯的初始厚度分别为T1、T2、T3，…,Tn，所述电芯的初始厚度的大小排列为：T((n+1)/2)≥T(((n+1)/2)-1)＝T(((n+1)/2)+1)≥…≥T1＝Tn。

进一步地，所述电芯的个数n为偶数时，由一端的端板到另一端的端板对电芯依次编号，所述电芯的初始厚度分别为T1、T2、T3，…,Tn，所述电芯的初始厚度的大小排列为：T(n/2)＝T(n/2+1)≥T(n/2-1)＝T(((n/2)+2)≥…≥T1＝Tn。

进一步地，所述连接片上设置有两个与电芯极柱连接的定位孔。

进一步地，所述连接片位于两个定位孔之间设置有朝厚度方向折弯的凸起结构。

进一步地，所述端板设置有导电连接扣，与所述端板相邻的电芯上用于与外部连接的极柱上连接有端部连接片，所述导电连接扣连接于所述端部连接片。

进一步地，相邻每两个所述电芯之间设置有垫片。

上述技术方案可以具有以下优点或有益效果：本实用新型提出的电池模组的电芯排布依据电芯初始容量的大小由中间向端板两端逐渐减小，有效应对了模组中位于中间位置的电芯的容量衰减速度远远大于两端的电芯的问题，从而改善短板效应，提高电池模组的循环使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的电池模组的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例的连接片的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例的连接片的侧视图；

其中：1—电芯，2—端板，3—束缚件，4—连接片，41—定位孔，5—导电连接扣；

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体地限定。

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，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或两个元件的相互作用关系。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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本实用新型。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路及其方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

参照图1-3，本实用新型一实施例提供的一种电池模组，所述电池模组包括多个电芯1和两个端板2，所述电芯1并列分布于两个端板2之间，所述电芯1的极柱朝向同一侧，所述端板2通过束缚件3将端板2间的电芯1压紧，相邻所述电芯1的极柱通过连接片4连接；

其中，位于两个端板2之间的中部区域的各电芯1的初始容量，均大于中部区域两侧的各电芯1的初始容量。如，中间电芯1的初始容量最大，两端电芯1的初始容量逐渐减小；或中间电芯的初始容量大于两端电芯的初始容量，越接近中间位置的电芯1的初始容量越大，且相邻电芯1的初始容量可以为相等的初始容量。

具体地，所述束缚件3为两个侧板或扎带，当束缚件3为两个侧板时，两个所述端板2与侧板焊接组装，从而将电芯1压紧；当束缚件3为扎带时，通过扎带将两个所述端板2扎紧，从而将电芯1压紧。

本实施例中，当所述电芯1的个数n为奇数时，由一端的端板2到另一端的端板2对电芯1依次编号，所述电芯1的初始容量分别为C1、C2、C3，…,Cn，所述电芯1的初始电容的大小排列为：C((n+1)/2)≥C(((n+1)/2)-1)＝C(((n+1)/2)+1)≥…≥C1＝Cn。

当所述电芯的个数n为偶数时，由一端的端板2到另一端的端板2对电芯1依次编号，所述电芯1的初始容量分别为C1、C2、C3，…,Cn，所述电芯1的初始电容的大小排列为：C(n/2)＝C(n/2+1)≥C(n/2-1)＝C((n/2)+2)≥…≥C1＝Cn。

具体实施例中，将5个电芯1按照初始容量的大小进行排列，排列规则为：中间位置电芯1的初始容量最高，中间位置向两端板方向，电芯1初始容量逐渐减小，将上述排列好的电芯1并列分布于两个端板2之间，在两个端2板施加一定压力，使其达到设计长度，再通过束缚件3约束模组的尺寸，通过连接片4将该5个电芯1串联连接形成电池模组实施例。

电池模组对比例中的电芯1随机排列，且为了与电池模组实施例有所区别，中间位置电芯1的初始容量不是最高，将上述排列好的电芯1并列分布于两个端板2之间，在两个端2板施加一定压力，使其达到设计长度，再通过束缚件3约束模组的尺寸，通过连接片4将该5个电芯1串联连接形成电池模组对比例。

分别对电池模组实施例和电池模组对比例按如下步骤进行测试；

在室温下，对电池模组进行充电，直至其中一个电芯的充电到上限电压4.3V，静置5min后在以1C恒流放电至其中一个电芯到下限电压2.8V，此为一个循环充放电过程，按照上述步骤进行1500次循环充放电测试，记录每一次循环的放电容量。

电池模组循环1500次后的容量保持率(％)＝第1500次循环的放电容量/第1次循环的放电容量×100％

电池模组实施例和电池模组对比例的测试数据如下表1

表1

由表1可知，实施例的循环1500次后的容量保持率大于对比例的的循环1500次后的容量保持率，因此电池模组的电芯排布依据电芯初始容量的大小由中间向端板两端减小，能有效提高电池模组的循环使用寿命。

另一实施例中，当各电芯间的初始容量差小于1.5％时，位于两个所述端板之间的中部区域的各电芯厚度，均小于中部区域两侧的各电芯的厚度，其中，各所述电芯的长度和宽度相均相等。如，中间电芯1的初始厚度最小，两端电芯1的初始初始厚度逐渐增大；或中间电芯1的初始厚度小于两端电芯1的初始厚度，越接近中间位置的电芯1的初始厚度越小，且相邻电芯1的初始厚度可以为相等的初始厚度。在一些其他实施中，当各电芯间的初始容量差大于1.5％时，以电芯的最大初始容量为基准，将各个电芯按1.5％的容量差间隔分组，即按0-1.5％、1.5％-3％、3％-4.5％分组，0-1.5％分组的电芯位于位于两个所述端板之间的中部区域，1.5-3％分组的电芯位于0-1.5％分组的两侧，3-4.5％分组的电芯位于1.5％-3％分组的两侧，以此向两侧依次排列；其中，各个分组中，位于两个所述端板之间的中部区域的各电芯厚度，均小于中部区域两侧的各电芯的厚度。

在本实施例中，所述电芯的个数n为奇数时，由一端的端板到另一端的端板对电芯依次编号，所述电芯的初始厚度分别为T1、T2、T3，…,Tn，所述电芯的初始厚度的大小排列为：T((n+1)/2)≥T(((n+1)/2)-1)＝T(((n+1)/2)+1)≥…≥T1＝Tn。

在本实施例中，所述电芯的个数n为偶数时，由一端的端板到另一端的端板对电芯依次编号，所述电芯的初始厚度分别为T1、T2、T3，…,Tn，所述电芯的初始厚度的大小排列为：T(n/2)＝T(n/2+1)≥T(n/2-1)＝T(((n/2)+2)≥…≥T1＝Tn。

具体实施例中，取5个初始容量相同的电芯1，将5个电芯1按照电芯1初始厚度的大小进行排列，排列规则为：中间位置电芯1的初始厚度最小，中间位置向两端板方向，电芯1初始厚度逐渐增大，将上述排列好的电芯1并列分布于两个端板2之间，在两个端板2施加一定压力，使其达到设计长度，再通过束缚件3约束模组的尺寸，通过连接片4将该5个电芯1串联连接形成电池模组实施例。

取5个初始容量相同的电芯1，电池模组对比例中的电芯1随机排列，且为了与电池模组实施例有所区别，中间位置电芯1的初始厚度不是最小，将上述排列好的电芯1并列分布于两个端板2之间，在两个端2板施加一定压力，使其达到设计长度，再通过束缚件3约束模组的尺寸，通过连接片4将该5个电芯1串联连接形成电池模组对比例。

分别对电池模组实施例和电池模组对比例按如下步骤进行测试；

在室温下，对电池模组进行充电，直至其中一个电芯的充电到上限电压4.3V，静置5min后在以1C恒流放电至其中一个电芯到下限电压2.8V，此为一个循环充放电过程，按照上述步骤进行1500次循环充放电测试，记录每一次循环的放电容量。

电池模组循环1500次后的容量保持率(％)＝第1500次循环的放电容量/第1次循环的放电容量×100％

电池模组实施例和电池模组对比例的测试数据如下表2

表2

由表2可知，实施例的循环1500次后的容量保持率大于对比例的的循环1500次后的容量保持率，因此电池模组的电芯初始厚度的大小由中间向端板两端增大的排布，能有效提高电池模组的循环使用寿命。

在实施例中，所述连接片4上设置有两个定位孔41。所述定位孔用于与电芯1的极柱进行连接，起到快速定位作用，方便连接片4与电芯1的极柱进行焊接。

进一步地，所述连接片4位于两个定位孔孔之间设置有朝厚度方向折弯的凸起结构。此连接片4的结构设计起到缓冲的作用，当电芯1的厚度发生变化时，相邻电芯1之间的极柱距离会发生变化，所述连接片4能根据极柱距离进行伸长调整，保证连接片4与电芯1的极柱能保持紧密连接。

进一步地，所述端板2设置有导电连接扣5，与所述端板2相邻的电芯上用于与外部连接的极柱上连接有端部连接片，所述导电连接扣5连接于所述端部连接片，所述端部连接片为半个上述连接片4。所述导电连接扣5用于电连接电池模组，方便电池模组与其他设备进行电连接。

进一步地，相邻每两个所述电芯之间设置有垫片。所述垫片具有可压缩性，所述垫片为电芯提供压力和缓冲空间。

以上所述仅为本实用新型的部分实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池模组，其特征在于，所述电池模组包括多个电芯和两个端板，所述电芯并列分布于两个端板之间，所述电芯的极柱朝向同一侧，所述端板通过束缚件将端板间的电芯压紧，相邻所述电芯的极柱通过连接片连接；

其中，位于两个端板之间的中部区域的各电芯的初始容量，均大于中部区域两侧的各电芯的初始容量。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，当各电芯间的初始容量差小于1.5％时，位于两个所述端板之间的中部区域的各电芯厚度，均小于中部区域两侧的各电芯的厚度，其中，各所述电芯的长度和宽度相均相等。

3.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电芯的个数n为奇数时，由一端的端板到另一端的端板对电芯依次编号，所述电芯的初始容量分别为C1、C2、C3，…,Cn，所述电芯的初始电容的大小排列为：C((n+1)/2)≥C(((n+1)/2)-1)＝C(((n+1)/2)+1)≥…≥C1＝Cn。

4.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电芯的个数n为偶数时，由一端的端板到另一端的端板对电芯依次编号，所述电芯的初始容量分别为C1、C2、C3，…,Cn，所述电芯的初始电容的大小排列为：C(n/2)＝C(n/2+1)≥C(n/2-1)＝C((n/2)+2)≥…≥C1＝Cn。

5.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述电芯的个数n为奇数时，由一端的端板到另一端的端板对电芯依次编号，所述电芯的初始厚度分别为T1、T2、T3，…,Tn，所述电芯的初始厚度的大小排列为：T((n+1)/2)≥T(((n+1)/2)-1)＝T(((n+1)/2)+1)≥…≥T1＝Tn。

6.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述电芯的个数n为偶数时，由一端的端板到另一端的端板对电芯依次编号，所述电芯的初始厚度分别为T1、T2、T3，…,Tn，所述电芯的初始厚度的大小排列为：T(n/2)＝T(n/2+1)≥T(n/2-1)＝T(((n/2)+2)≥…≥T1＝Tn。

7.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述连接片上设置有两个与电芯极柱连接的定位孔。

8.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，所述连接片位于两个定位孔之间设置有朝厚度方向折弯的凸起结构。

9.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述端板设置有导电连接扣，与所述端板相邻的电芯上用于与外部连接的极柱上连接有端部连接片，所述导电连接扣连接于所述端部连接片。

10.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，相邻每两个所述电芯之间设置有垫片。

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