CN215816281U - 一种模块单元及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，具体公开了一种模块单元及电池。该模块单元包括电芯模块和汇流排。电芯模块包括中框和多个电芯，多个电芯堆叠设置于中框的框架内，并使电芯模块沿第一方向的两侧分别具有多个相同极性的极耳。相邻两个中框沿第一方向的同一侧的侧壁围成容纳腔。汇流排卡接于容纳腔内，电芯模块上同一侧的两个极耳搭接相连，并共同与对应侧的汇流排经过一次激光焊接，以使多个电芯模块串联。模块单元的汇流排卡接于中框内的容纳腔，无需使用连接铝块与汇流排支架，提高了模块单元的空间利用率，从而提高了能量密度。简化了焊接工艺，降低了焊接难度，提高了模块单元的生产效率，有利于实现自动化生产。

Description

一种模块单元及电池

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种模块单元及电池。

背景技术

在电芯生产过程中，现在的电芯极耳与汇流排的激光焊接方式需要使用铝块或汇流排支架，减少了电池内部的可用空间。而且，整体焊接流程较为繁琐，安装精度较高，不利于实现电池的自动化生产。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种模块单元，以简化电芯极耳与汇流排之间的连接结构和焊接工艺，从而提高模块单元的能量密度，实现模块单元的自动化生产。

为达此目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种模块单元，包括：

电芯模块，所述电芯模块包括中框和多个电芯，多个所述电芯堆叠设置于所述中框的框架内，并使所述电芯模块沿第一方向的两侧分别具有多个相同极性的极耳；相邻两个所述中框沿所述第一方向的同一侧的侧壁围成容纳腔；

汇流排，所述汇流排卡接于所述容纳腔内，所述电芯模块上同一侧的两个所述极耳搭接相连，并共同与对应侧的所述汇流排经过一次激光焊接，以使多个所述电芯模块串联。

进一步地，所述电芯的数量为两个，两个所述电芯并排设置，所述汇流排上开设有四个避让孔，两个所述电芯模块在同一侧的四个所述极耳分别穿设于同一侧的所述汇流排上对应的所述避让孔。

进一步地，所述电芯的数量为两个，两个所述电芯并排设置，所述汇流排上开设有两个避让孔，位于所述模块单元内侧的两个所述电芯的在同一侧的所述极耳分别穿设于同一侧的所述汇流排上对应的所述避让孔。

进一步地，所述中框沿所述第一方向的侧壁包括依次相连的上段、中段和下段，以使所述侧壁呈工字型，所述侧壁沿其宽度方向的两侧分别具有相背设置的让位槽，所述让位槽用于向对应的所述极耳让位。

进一步地，所述中段的部分外表面向内凹陷形成限位槽，所述限位槽与其中一个所述让位槽连通；两个所述中框在同一侧的两个所述限位槽的开口相对设置，以围成所述容纳腔。

进一步地，所述中段朝向所述容纳腔延伸设置有挡块，所述汇流排的边缘对应设置有卡槽，所述挡块与所述卡槽卡接配合。

进一步地，所述挡块具有自外向内倾斜设置的阻挡面，所述卡槽具有与所述阻挡面相适配的底面，所述汇流排被配置为能够沿所述阻挡面滑动地装入所述容纳腔内，并使所述阻挡面抵压于所述卡槽的底面。

进一步地，所述汇流排的外表面与所述中框围成所述容纳腔的对应侧的侧壁的外表面平齐。

进一步地，所述中框沿所述电芯模块的排列方向的两个端面均设置有第一定位柱与定位孔，所述模块单元中的一个所述中框的第一定位柱与另一个所述中框上对应位置的定位孔配合安装，一个所述中框的定位孔与另一个所述中框上对应位置的第一定位柱配合安装。

本实用新型的另一个目的在于提供一种电池，以简化电芯极耳与汇流排之间的连接结构和焊接工艺，从而提高模块单元的能量密度，实现电池的自动化生产。

为达此目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种电池，包括上述的模块单元。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提出的一种模块单元，该模块单元由电芯模块组成，相邻两个电池模块的中框在同一侧的侧壁共同围成容纳腔，汇流排卡接安装于容纳腔内。由于汇流排卡接于中框内的容纳腔，且无需使用连接铝块与汇流排支架，提高了模块单元的空间利用率，从而提高了能量密度，有利于实现模块单元的轻量化。同时，同一个电芯模块内的多个电芯的相同极性的极耳搭接相连，并共同与汇流排进行一次激光焊接，使得电芯模块内的多个电芯并联，然后多个电芯模块通过汇流排串联，形成模块单元。简化了模块单元的焊接工艺，降低了焊接难度，提高了模块单元的生产效率，有利于实现自动化生产。

本实施例提出的一种电池包括上述的模块单元，该电池无需使用连接铝块与汇流排支架，提高了电池内部的空间利用率，从而提高了电池的能量密度，有利于实现电池的轻量化。同时简化了焊接工艺，有利于实现自动化生产。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的模块单元的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的两个中框的装配结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的中框的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的汇流排的结构示意图；

图5是图3中A处的局部放大图。

图中部件名称和标号如下：

1、电芯模块；11、中框；111、上段；112、中段；113、下段；114、挡块；1141、阻挡面；115、第一定位柱；116、定位孔；117、第二定位柱；110、限位槽；120、让位槽；130、容纳腔；1301、底壁开口；12、电芯；121、极耳；2、汇流排；21、避让孔；22、卡槽。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实施例公开了一种电池，该电池包括壳体(图中未显示)和安装于壳体内的模块单元，多个模块单元安装于壳体内。模块单元的数量可以根据电池设定的电流值与电压值进行增减，灵活性较高。

如图1-图4所示，具体包括电芯模块1和汇流排2。其中，电芯模块1包括中框11和多个电芯12，多个电芯12堆叠设置于中框11的框架内，并使电芯模块1沿第一方向(中框11的长度方向)的两侧分别具有多个相同极性的极耳121。相邻两个中框11沿第一方向的同一侧的侧壁围成容纳腔130。汇流排2卡接于容纳腔130内，电芯模块1上同一侧的多个极耳121搭接相连，并共同与对应侧的汇流排2经过一次激光焊接，以使多个电芯模块1串联。

本实施例公开的模块单元为两并两串的电芯组。电芯模块1的数量为两个，两个电芯模块1并排设置。电芯模块1包括两个电芯12，两个电芯12堆叠设置于中框11的框架内，两个中框11沿第一方向的同一侧的侧壁围成容纳腔130。汇流排2卡接于容纳腔130内，电芯模块1上同一侧的两个极耳121搭接相连，并共同与对应侧的汇流排2经过一次激光焊接，以使两个电芯模块1串联。

本实施例的汇流排2卡接于中框11内的容纳腔130，且无需使用连接铝块与汇流排支架，提高了模块单元的空间利用率，从而提高了其能量密度，有利于实现模块单元的轻量化。同时，同一个电芯模块1内的两个相同极性的极耳121搭接相连，并共同与汇流排2进行一次激光焊接，使得电芯模块1内的两个电芯12并联，然后两个电芯模块1通过汇流排2串联，形成两并两串的模块单元。该模块单元简化了焊接工艺，降低了焊接难度，提高了模块单元的生产效率，有利于实现自动化生产。

如图4所示，本实施例的汇流排2上开设有两个避让孔21，位于模块单元内侧的两个电芯12的在同一侧的极耳121分别穿设于同一侧的汇流排2上对应的避让孔21。本实例的避让孔21为条形孔，条形孔的长度与宽度分别略大于极耳121的横截面的长度与宽度，以便极耳121快速穿过避让孔21，降低装配难度。电芯模块1中同一侧的两个极耳121的的一个穿过避让孔21后进行折弯，另一个极耳121朝向容纳腔130进行折弯，以使两个极性相同的极耳121搭接到一起，使得同一个电芯模块1内的两个电芯12并联。两个折弯后的极耳121位于汇流排2的上方或贴置于汇流排2上，经过一次激光焊接，将三者焊接到一起，使得两个电芯模块1串联。

在其他可替代的实施例中，汇流排2上还可以开设有四个避让孔21，两个电芯模块1在同一侧的四个极耳121分别穿设于同一侧的汇流排2上对应的避让孔21。

需要说明的是，每个电芯模块1中两个电芯12的本体位于中框11内，两个电芯12的极耳121穿出中框11沿其长度方向的侧壁，位于电芯模块1同一侧的极耳121的极性相同。

为了便于极耳121从对应的侧壁穿出中框11，如图1-图3所示，电芯模块1的中框11为U型框，U型框沿第一方向具有两个侧壁，侧壁包括依次相连的上段111、中段112和下段113，以使侧壁呈工字型。侧壁沿其宽度方向的两侧分别具有相背设置的让位槽120，让位槽120用于向对应的极耳121让位，使得极耳121能通与让位槽120一一对应穿过。

如图2和图3所示，中段112的部分外表面向内凹陷形成限位槽110，限位槽110与其中一个让位槽120连通。两个中框11在同一侧的两个限位槽110的开口相对设置，以围成容纳腔130。

本实施例的汇流排2为矩形，容纳腔130为与汇流排2相适配的矩形腔，以使汇流排2卡接于容纳腔130内，实现了汇流排2与中框11的稳固安装，以节省汇流排支架等安装结构，实现了模块单元的轻量化和高效组装。同时能够减少模块单元占用的体积，提高了电池壳体内部的空间利用率，从而提高了电池的能量密度。

如图2所示，在容纳腔130内，两个让位槽120围成容纳腔130的底壁开口1301，容纳腔130通过该底壁开口1301与中框11的内部连通。汇流排2上的两个避让孔21与底壁开口1301正对设置，以使位于模块单元中间的两个电芯12的极耳121穿过底壁开口1301后，再分别从对应的避让孔21穿出。

优选地，汇流排2的外表面与中框11围成容纳腔130的对应侧的侧壁的外表面平齐，避免汇流排2凸出中框11的侧壁，有利于降低模块单元的体积。

为了避免汇流排2从容纳腔130内脱出，本实施例的中段112朝向容纳腔130延伸设置有挡块114，汇流排2的边缘对应设置有卡槽22，挡块114与卡槽22卡接配合，提高了中框11与汇流排2的安装稳定性。

具体地，如图2、图3和图5所示，挡块114具有自外向内倾斜设置的阻挡面1141，卡槽22具有与阻挡面1141相适配的底面。挡块114的横截面为三角形，三角形中一个直角边所在的平面与中段112的外表面连接为一体，三角形中斜边所在的面为阻挡面1141，能够对汇流排2进行导向与限位。当安装汇流排2时，汇流排2能够沿阻挡面1141滑动地装入容纳腔130内，并使阻挡面1141抵压于卡槽22的底面。

在本实施例中，模块单元在同一侧的两个中段112具有阻挡面1141，实现了对汇流排2的对称限位，进一步提高汇流排2的稳固安装。当然，中段112上的挡块114的数量还可以为两个、三个或四个以上。挡块114的分布位置也可以根据需要进行调整。

在其他可替代的实施例中，挡块114还可以为矩形块或其它形状，只需能够对汇流排2进行限位即可。汇流排2上的卡槽22的形状可以根据挡块114的具体形状进行适应性地调整。

本实施例模块单元中两个中框11通过插接配合组装到一起。如图2和图3所示，中框11沿电芯模块1的排列方向(中框11的宽度方向)的两个端面均设置有第一定位柱115与定位孔116，模块单元中的一个中框11的第一定位柱115与另一个中框11上对应位置的定位孔116配合安装，一个中框11的定位孔116与另一个中框11上对应位置的第一定位柱115配合安装。

具体地，中框11沿其宽度方向的两端面均具有两个第一定位柱115和两个定位孔116。两个第一定位柱115与两个第一定位孔116分别位于同一端面的四个边角位置。在同一端面上，两个第一定位柱115与两个定位孔116分别关于所在端面的中心对称分布。相对于中框11上的同一端面上只具有定位孔116或第一定位柱115两者中的一种，本实施例的中框11有利于提高模块单元的连接强度和稳定性。

优选地，第一定位柱115和定位孔116在同一中框11上的两个端面的分布不同。例如，其中一个端面的一个边角位置上设置有第一定位柱115，另一个端面与该边角位置正对的边角位置上开设有定位孔116，以便于实现两个中框11插接配合。

本实施例的多个模块单元与壳体组装成电池时，模块单元的中框11与壳体插接配合。具体地，中框11的上下两端分别凸设有第二定位柱117，模块单元通过第一定位柱115与壳体固定安装。

本实施例的第一定位柱115与第二定位柱117均为圆形主体，定位孔116为圆形孔。在其他可替代的实施例中，第一定位柱115与第二定位柱117还可以为菱形柱、矩形柱或其他多边形主体，定位孔116根据第一定位柱115的形状进行适应性地调整。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种模块单元，其特征在于，包括：

电芯模块，所述电芯模块包括中框和多个电芯，多个所述电芯堆叠设置于所述中框的框架内，并使所述电芯模块沿第一方向的两侧分别具有多个相同极性的极耳；相邻两个所述中框沿所述第一方向的同一侧的侧壁围成容纳腔；

汇流排，所述汇流排卡接于所述容纳腔内，所述电芯模块上同一侧的两个所述极耳搭接相连，并共同与对应侧的所述汇流排经过一次激光焊接，以使多个所述电芯模块串联。

2.根据权利要求1所述的模块单元，其特征在于，所述电芯的数量为两个，两个所述电芯并排设置，所述汇流排上开设有四个避让孔，两个所述电芯模块在同一侧的四个所述极耳分别穿设于同一侧的所述汇流排上对应的所述避让孔。

3.根据权利要求1所述的模块单元，其特征在于，所述电芯的数量为两个，两个所述电芯并排设置，所述汇流排上开设有两个避让孔，位于所述模块单元内侧的两个所述电芯的在同一侧的所述极耳分别穿设于同一侧的所述汇流排上对应的所述避让孔。

4.根据权利要求1所述的模块单元，其特征在于，所述中框沿所述第一方向的侧壁包括依次相连的上段、中段和下段，以使所述侧壁呈工字型，所述侧壁沿其宽度方向的两侧分别具有相背设置的让位槽，所述让位槽用于向对应的所述极耳让位。

5.根据权利要求4所述的模块单元，其特征在于，所述中段的部分外表面向内凹陷形成限位槽，所述限位槽与其中一个所述让位槽连通；两个所述中框在同一侧的两个所述限位槽的开口相对设置，以围成所述容纳腔。

6.根据权利要求4所述的模块单元，其特征在于，所述中段朝向所述容纳腔延伸设置有挡块，所述汇流排的边缘对应设置有卡槽，所述挡块与所述卡槽卡接配合。

7.根据权利要求6所述的模块单元，其特征在于，所述挡块具有自外向内倾斜设置的阻挡面，所述卡槽具有与所述阻挡面相适配的底面，所述汇流排被配置为能够沿所述阻挡面滑动地装入所述容纳腔内，并使所述阻挡面抵压于所述卡槽的底面。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的模块单元，其特征在于，所述汇流排的外表面与所述中框围成所述容纳腔的对应侧的侧壁的外表面平齐。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的模块单元，其特征在于，所述中框沿所述电芯模块的排列方向的两个端面均设置有第一定位柱与定位孔，所述模块单元中的一个所述中框的第一定位柱与另一个所述中框上对应位置的定位孔配合安装，一个所述中框的定位孔与另一个所述中框上对应位置的第一定位柱配合安装。

10.一种电池，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的模块单元。

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