CN215988945U - 一种圆柱模组及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池技术领域，公开了一种圆柱模组及电池包。该圆柱模组包括上支架、下支架、加热膜和若干圆柱电芯，上支架和下支架相对设置，每个圆柱电芯的一端与上支架相连，另一端与下支架相连，若干圆柱电芯依次排列形成若干排组，若干排组之间平行设置，加热膜包括发热芯、PI膜和连接端子，PI膜设置在发热芯的两侧，连接端子设置在加热膜的一端且与发热芯相连，加热膜为直条形，并以蛇形方式逐一缠绕在每相邻的两个排组之间。能够保证圆柱电芯加热均匀，提高加热效率，简化生产工序，降低生产成本。该电池包包括若干上述圆柱模组。

Description

一种圆柱模组及电池包

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种圆柱模组及电池包。

背景技术

随着社会对清洁能源需要的日益扩大，新能源汽车行业发展迅猛，新能源汽车的车型大多延续了传统燃油车的车型，由于受整车结构的限制，使得新能源汽车的电池包外形多为不规则形状，为了提高电池系统的能量密度，需要在不规则的电池包中装入更多的电池单体，圆柱电芯模组对不规则电池包具有很好地适用性，因此广泛应用于新能源汽车中。

电池的最佳工作温度在20℃-35℃之间，温度过高或者温度过低都会影响电池的使用寿命，为了保证电池的最佳工作温度，在使用时需要对电池进行加热。目前，圆柱电芯模组采用蛇形板加热膜，在每两层圆柱电芯之间设置蛇形支撑板，将PI加热膜固定在支撑板上，并在支撑板的两侧固定导热垫，通过电流对PI加热膜进行加热，导热垫将热量传递给圆柱电芯。

但是这种结构需要设计支撑板形状，将PI加热膜背胶粘在支撑板上，加工程序较多，成本较高，每层圆柱电芯之间的温度不同，导致受热不均匀。因此，如何简化圆柱模组的生产工序，降低成本，并使圆柱模组中的圆柱电芯受热均匀是当前要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的第一目的在于提供一种圆柱模组，能够均匀加热圆柱模组中的圆柱电芯，简化圆柱模组的生产工序，降低成本。

本实用新型的第二目的在于提供一种采用上述圆柱模组的电池包。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种圆柱模组，包括：

上支架和下支架，所述上支架和所述下支架相对设置；

若干圆柱电芯，每个所述圆柱电芯的一端与所述上支架相连，另一端与所述下支架相连，若干所述圆柱电芯依次排列形成若干排组，若干所述排组之间平行设置；

加热膜，所述加热膜为直条形，所述加热膜以蛇形方式逐一缠绕在每相邻的两个所述排组之间。

作为优选，所述加热膜包括发热芯、PI膜和连接端子，所述PI膜设置在所述发热芯的两侧，所述连接端子设置在所述加热膜的一端且与所述发热芯相连。

作为优选，所述加热膜上涂覆有导热硅胶。

作为优选，所述上支架开设有第一凹槽，所述下支架开设有第二凹槽，所述第一凹槽与所述第二凹槽相对而设，所述上支架与所述下支架扣合后，所述第一凹槽和所述第二凹槽形成固定若干所述圆柱电芯的腔室。

作为优选，所述第一凹槽的侧壁上或所述第二凹槽的侧壁上设有接线口，所述连接端子穿过所述接线口设置。

作为优选，所述上支架的底部与所述圆柱电芯的连接处以及所述下支架的底部与所述圆柱电芯的连接处均设有连接孔，所述连接孔的直径小于所述圆柱电芯的直径。

作为优选，所述上支架和所述下支架之间通过螺栓连接。

作为优选，所述上支架和/或所述下支架上设有散热孔。

本实用新型还提供一种电池包，包括若干上述的圆柱模组。

作为优选，相邻所述圆柱模组中的所述圆柱电芯之间通过焊接连接。

本实用新型的有益效果：

通过将直条形的加热膜以蛇形方式逐一缠绕在每个相邻的圆柱电芯排组之间，可以使每个圆柱电芯都与加热膜接触，从而保证每个圆柱电芯受热均匀，提高加热效率，且将加热膜缠绕在圆柱电芯排组之间，即使在使用中受到较大的撞击，加热膜也可以较为牢靠地贴紧圆柱电芯，避免因加热膜脱离圆柱电芯而处于干烧状态，提高了加热膜对圆柱模组加热的可靠性。

无需设计支撑板即可将加热膜很好地固定在圆柱模组之间，充分利用了圆柱电芯表面传热面积大的优点，同时，在加热膜处于未加热状态时，由于加热膜与各圆柱电芯之间紧密接触，因此能够在圆柱模组内部起到均温的作用，可以降低圆柱模组的温差，与传统的蛇形板加热膜相比，能够降低重量、减少生产工序以及降低成本。

附图说明

图1是本实用新型圆柱模组的结构示意图；

图2是本实用新型加热膜的结构示意图；

图3是本实用新型的装配图。

图中：

1、上支架；2、下支架；21、接线口；3、圆柱电芯；4、加热膜；5、连接端子。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。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结构。

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”、“左”、“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。

目前，由于圆柱电芯模组对不规则电池包具有良好的适用性，使得圆柱电芯模组在新能源汽车中的应用越来越广泛。由于电池本身技术的限制，电池的工作温度对电池的性能、寿命、以及安全性都有重要的影响。动力电池在温度过低时不允许充电或者需要限功率放电，而温度过高时不仅会影响电池的寿命，还有可能产生安全问题。因此，动力电池在低温条件下工作需要考虑电池的加热问题，以满足低温下电池正常工作的需求。

为了解决上述问题，目前的大部分电池系统厂商对圆柱电芯模组的加热大多采用树脂加热膜夹在模组之间或者使用PTC加热板放置在圆柱电芯模组的底部。由于每个圆柱电芯模组由多个圆柱电芯组成，而只将树脂加热膜放置在相邻的圆柱电芯模组之间会使同一个圆柱电芯模组中的圆柱电芯之间的温差较大，且随着圆柱电芯模组的增大或者加热功率的提升，温差会进一步增大。而且树脂加热膜无法通过热失控实验，有造成事故的风险。

将PTC加热板放置在整个圆柱电芯模组的底部，对圆柱电芯模组内的各个圆柱电芯的加热不均匀，而且圆柱电芯模组在经过几年的使用过程中可能会对PTC加热板进行冲撞，使PTC加热板不能很好地贴合在圆柱电芯上，从而使PTC加热板处于干烧状态，影响圆柱电芯模组的加热效果。还有一些电池系统厂商采用蛇形板加热膜，将设计好的蛇形支撑板放置在圆柱电芯模组中的圆柱电芯之间，将PI加热膜固定在支撑板上，并在支撑板的两侧固定导热垫，通过电流对PI加热膜进行加热，导热垫将热量传递给圆柱电芯。但是这种结构需要设计支撑板形状，将PI加热膜背胶粘在支撑板上，加工程序较多，成本较高，且在每两层圆柱电芯之间设置支撑板，使圆柱电芯之间加热不均匀。

在本实用新型提供的一个实施例中，提供了一种圆柱模组，将直条形的加热膜4以蛇形方式逐一缠绕在每个相邻的圆柱电芯3排组之间，可以使每个圆柱电芯3都与加热膜4接触，从而保证每个圆柱电芯3受热均匀，即使在使用中受到较大的撞击，加热膜4仍可以较为牢靠地贴紧圆柱电芯3，避免因加热膜4脱离圆柱电芯3而处于干烧状态，提高了加热膜4对圆柱模组加热的可靠性。无需设计支撑板即可将加热膜4很好地固定在圆柱模组之间，充分利用了圆柱电芯3表面传热面积大的优点，同时，在加热膜4处于未加热状态时，由于加热膜4与各圆柱电芯3之间紧密接触，因此能够在圆柱模组内部起到均温的作用，可以降低圆柱模组的温差，与传统的蛇形板加热膜4相比，圆柱电芯3的受热更加均匀，提高加热效率，能够降低重量、减少生产工序以及降低成本。

如图1所示，该圆柱模组包括上支架1、下支架2、加热膜4和若干圆柱电芯3，上支架1和下支架2相对设置，且能够扣合在一起形成容纳圆柱电芯3的腔室，加热膜4包括发热芯，包裹在发热芯两侧的PI膜和连接端子5，与树脂板加热膜相比，具有PI膜的加热膜4性能优良，能够通过热失控测验，可以避免因热失控而导致的风险；参见图2，连接端子5和发热芯相连接，连接端子5将电流传递给发热芯，发热芯在电流的作用下发热，从而为圆柱模组加热，如图3所示，将直条形的加热膜4以蛇形的方式逐一缠绕在每个相邻的圆柱电芯3形成的排组之间，能够保证每个圆柱电芯3都与发热膜接触，保证圆柱电芯3受热均匀，提高加热效率。

进一步地，加热膜4中的发热芯可以为加热丝，加热丝可以以蛇形的方式布置在两个PI膜之间，加热丝通过电流后可以均匀地加热发热膜4，然后发热膜4将热量传递给圆柱电芯3。

优选地，在一个实施例中，可以在加热膜4的两侧涂覆上导热硅胶，导热硅胶本身具有导热性，且具有良好的弹性，将涂覆有导热硅胶的加热膜4缠绕在圆柱电芯3之间，能够利用导热硅胶的导热性能将温度传递给圆柱电芯3，并利用导热硅胶的形变能力，使加热膜4紧贴在圆柱电芯3上，防止因外部冲击而使圆柱电芯3之间挤压碰撞，同时避免加热膜4脱离圆柱电芯3而导致干烧，提高了加热膜4加热圆柱电芯3的可靠性。

进一步地，继续参见图1，在一个实施例中，可以在上支架1上开设一个第一凹槽，相对应地在下支架2上开设第二凹槽，并将第一凹槽和第二凹槽相对设置，扣合在一起形成一个腔室，将圆柱电芯3放置在腔室中，第一凹槽和第二凹槽可以对若干圆柱电芯3起到很好的固定作用。在一个实施例中，可以使用螺栓将扣合后的上支架1和下支架2固定在一起，以确保圆柱模组的稳固性，防止外部环境对圆柱模组内部进行干扰，影响圆柱模组的工作性能。

优选地，如图1和3所示，在一个实施例中，可以在第一凹槽的侧壁上设置一个接线口21，加热膜4在圆柱模组内完成缠绕后，加热膜4上的连接端子5从接线口21处穿出，连接端子5用于与插座相连，工作时传递电流。

对于具有多个圆柱模组的电池包来说，多个圆柱模组之间的连接端子5先串联在一起，再与插座端相连，可以同时对电池包内的多个圆柱模组进行加热；在其他实施例中，还可以在第二凹槽的侧壁上开设接线口21，加热膜4完成缠绕后，加热膜4上的连接端子5从接线口21穿出。

作为优选的技术方案，在上支架1的底部与圆柱电芯3连接的地方开设有连接孔，在下支架2的底部与圆柱电芯3连接的地方也开设有连接孔，且连接孔的直径要小于圆柱电芯3的直经，防止圆柱电芯3从连接孔中脱离圆柱模组。在生产过程中，在上支架1和下支架2上开设好连接孔，然后在连接孔的周围打胶，将圆柱电芯3先固定在下支架2上的连接孔处，然后缠绕加热膜4，将打好胶的上支架1与下支架2相扣合，然后用螺栓将上支架1和下支架2固定。

进一步地，在一个实施例中，可以在上支架1上开设一些散热孔，避免圆柱模组的温度过高；在另一个实施例中，也可以在下支架2上开设一些散热孔，避免圆柱模组温度过高而产生安全风险；在其他实施例中，还可以在上支架1和下支架2上都开设散热孔。

本实施例还提供一种电池包，包括若干上述的圆柱模组，圆柱模组的适用性较强，采用圆柱模组的电池包形状可以不规则，能够广泛应用于新能源汽车中。进一步地，在本实施例所述的电池包中，相邻的圆柱模组之间通过上支架1和下支架2上的连接孔将裸露出的圆柱电芯3焊接在一起，从而实现圆柱模组之间电能的汇流。

本实用新型通过将直条形的加热膜4以蛇形的方式逐一缠绕在相邻的圆柱电芯3排组之间，可以保证每个圆柱电芯3都与加热膜4充分接触，使圆柱电芯3加热均匀，提高加热效率，避免圆柱模组中的圆柱电芯3之间产生温度差，从而影响圆柱模组的性能，还可以很好地贴合圆柱电芯3，防止因外部撞击而使加热膜4脱离圆柱电芯3，导致加热膜4干烧，从而影响圆柱电芯3的加热效果。而且上述圆柱模组组成部分较少，简化了生产工序，降低了生产成本。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种圆柱模组，其特征在于，包括：

上支架(1)和下支架(2)，所述上支架(1)和所述下支架(2)相对设置；

若干圆柱电芯(3)，每个所述圆柱电芯(3)的一端与所述上支架(1)相连，另一端与所述下支架(2)相连，若干所述圆柱电芯(3)依次排列形成若干排组，若干所述排组之间平行设置；

加热膜(4)，所述加热膜(4)为直条形，所述加热膜(4)以蛇形方式逐一缠绕在每相邻的两个所述排组之间。

2.根据权利要求1所述的圆柱模组，其特征在于，所述加热膜(4)包括发热芯、PI膜和连接端子(5)，所述PI膜设置在所述发热芯的两侧，所述连接端子(5)设置在所述加热膜(4)的一端且与所述发热芯相连。

3.根据权利要求1或2所述的圆柱模组，其特征在于，所述加热膜(4)上涂覆有导热硅胶。

4.根据权利要求1所述的圆柱模组，其特征在于，所述上支架(1)开设有第一凹槽，所述下支架(2)开设有第二凹槽，所述第一凹槽与所述第二凹槽相对而设，所述上支架(1)与所述下支架(2)扣合后，所述第一凹槽和所述第二凹槽形成固定若干所述圆柱电芯(3)的腔室。

5.根据权利要求4所述的圆柱模组，其特征在于，所述第一凹槽的侧壁上或所述第二凹槽的侧壁上设有接线口(21)，所述连接端子(5)穿过所述接线口(21)设置。

6.根据权利要求1所述的圆柱模组，其特征在于，所述上支架(1)的底部与所述圆柱电芯(3)的连接处以及所述下支架(2)的底部与所述圆柱电芯(3)的连接处均设有连接孔，所述连接孔的直径小于所述圆柱电芯(3)的直径。

7.根据权利要求1所述的圆柱模组，其特征在于，所述上支架(1)和所述下支架(2)之间通过螺栓连接。

8.根据权利要求1所述的圆柱模组，其特征在于，所述上支架(1)和/或所述下支架(2)上设有散热孔。

9.一种电池包，其特征在于，包括若干权利要求1-8任一项所述的圆柱模组。

10.根据权利要求9所述的一种电池包，其特征在于，相邻所述圆柱模组中的所述圆柱电芯(3)之间通过焊接连接。

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