CN216389649U - 一种电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池模组，包括：电池列、降温组件以及汇流排；电池列为若干电池在水平方向上呈叠片结构设置，电池包括：电芯以及包覆该电芯的壳体；在该壳体上设有凹陷结构，该凹陷结构上分别设有极柱，该极柱包括正极极柱和负极极柱，正极极柱和负极极柱的最高点均不高于壳体的外表面；在该电池列中，相邻设置的电池的凹陷结构彼此对应设置；各电池列纵向堆叠组成电池模组，相邻电池列之间设有降温组件，并且降温组件与上下相邻电池列的电池壳体直接连接，在凹陷结构中对应不同极性的正极极柱和负极极柱通过单独设置的汇流排连通。本实用新型解决了现有技术中电池模组体积成组效率和体积能量密度低的问题。

Description

一种电池模组

技术领域

本实用新型涉及电池领域，具体涉及一种电池模组。

背景技术

随着新能源汽车、储能产业迅速发展，新能源市场对锂离子电池的需求量和使用量快速增长。因新能源汽车与储能应用场景对锂离子电池系统具有高能量高功率输出的要求，业内通常通过串并联多个锂离子单体电池形成锂离子电池模组、电池包或者电池簇，以实现大能量大功率的能源输出来满足使用场景需求。同时，因新能源汽车与部分储能实际应用场景空间有限，因此对锂离子电池系统提出物理空间的限制，对应用在新能源汽车和中小储能系统等应用场景的锂离子电池系统提出了更小的体积要求。

目前方壳电芯主流成组技术为方壳电芯上端有固定端板，用来固定汇流排等结构件，这些结构件占用很大的垂直空间，当遇到空间紧张，电芯需要垂直方向堆叠的状况往往需要制作支架，如申请号为：202010055781.x所公开的一种电芯单体串并组合的电池PACK，，包括箱体、设在所述箱体内的电芯层和电控组件，所述电芯层与所述电控组件连接，所述电芯层包括多个串联的电芯列，所述电芯列包括多个串联的电芯组，所述电芯组包括多个并联在一起的电芯；所述电芯上设有正极极柱和负极极柱。该现有技术通过设置桥接板来连接相邻电池模组之间的极柱并结合固定套将其固定，既增加了重量，也占用本身就紧张的空间。

实用新型内容

为此，本实用新型实施例提供一种电池模组，包括：电池列、设置在电池列之间的降温组件以及用于连接电池的汇流排，该电池列至少为两组；

电池列为若干电池在水平方向上呈叠片结构设置，电池包括：电芯以及包覆该电芯的壳体；在该壳体上设有凹陷结构，该凹陷结构上分别设有极柱，该极柱包括正极极柱和负极极柱，正极极柱和负极极柱的最高点均不高于壳体的外表面；在该电池列中，相邻设置的电池的凹陷结构彼此对应设置；

各电池列纵向堆叠组成电池模组，相邻电池列之间设有降温组件，并且降温组件与上下相邻电池列的电池壳体直接连接，在凹陷结构中对应不同极性的正极极柱和负极极柱单独设置的汇流排连通。

在其中一个实施例中，降温组件包括：设置在电池列之间的液冷板和设置在液冷板侧面的液冷管；液冷板通过导热结构胶与电池列固定连接。

在其中一个实施例中，液冷板上还设有快插接口，液冷管通过该快插接口与液冷板连通。

在其中一个实施例中，液冷管的入口与出口、所述汇流排的电连接端，都设置在所述电池模组的上表面。

在其中一个实施例中，在快插结构与液冷管连接处还设有密封件，该密封件为橡胶圈。

在其中一个实施例中，电池在壳体上设置有凹陷结构一面还设有防爆阀。

在其中一个实施例中，降温组件与防爆阀对应位置设置有泄压通道。

在其中一个实施例中，电池在壳体上设置有凹陷结构的一面还设有凹槽，在该凹槽内设置防爆阀。

在其中一个实施例中，在电池列中，相邻设置的电池的凹陷结构彼此对应设置，相邻设置的电池的凹槽彼此对应设置，各电池列设置凹陷结构和凹槽的一面与相邻电池列远离设置凹陷结构和凹槽一面首尾相连纵向堆叠组成电池模组，电池上的凹槽在组成电池列后自动形成泄压通道。

在其中一个实施例中，壳体包括壳体主体和设置在壳体主体上的上盖，上盖两端分别设有呈L形或U形设置的凹陷结构，设置在凹陷结构上的正极极柱和负极极柱同样呈L形设置。

在其中一个实施例中，壳体包括壳体主体和设置在壳体主体上的上盖，上盖两端分别设有呈L或U形形设置的凹陷结构；设置在凹陷结构上的正极极柱和负极极柱均呈柱状设置，其伸出方向为向壳体的外表面伸出。

本实用新型实施例具有如下优点：

本实用新型提供的电池在纵向堆叠组成电池模组时，电池单体串并联使用的汇流排可布置在极柱最高点与壳体上表面或者侧表面之间设计预留的空间内，经过这样成组后，壳体上表面或侧表面能够与电池系统上盖或者侧表面贴得更近一些；同时，由于降温组件与上下相邻电池列的电池壳体直接连接，即电池壳体的上下表面均可与降温组件直接接触并连接，所以可以直接通过电池壳体承重，因而无需采用现有技术中的桥接板或其他结构强化组件，对比现有的极柱凸出于壳体表面的电池串并联时极柱之间的空间被浪费，电池组成的电池系统空间利用效率显著提升。相比现有技术，空间利用率显著提高，带来电池系统的体积能量效率显著提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容的能涵盖的范围内。

图1为本实用新型的电池模组整体结构示意图；

图2为本实用新型降温组件设置示意图；

图3为本实用新型实施例1的电池整体结构示意图；

图4为本实用新型的快插接口设置示意图；

图5为本实用新型实施例2的电池整体结构示意图；

图6为本实用新型实施例4的电池整体结构示意图；

图7为本实用新型实施例4的电池模组整体结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1～图4所示，一种电池模组10，包括：至少两组电池列101，设置在相邻电池列101之间的降温组件20以及用于连接相邻电池列101不同极性的极柱的汇流排30；

其中，电池列101为若干电池102在水平方向上呈叠片结构设置，所述叠片结构为各个电池102彼此朝向相同，相邻电池侧面彼此贴合设置，电池102包括：电芯以及包覆该电芯的壳体1；在该壳体1上设有凹陷结构21，该凹陷结构21上分别设有极柱，该极柱包括正极极柱和负极极柱，正极极柱和负极极柱的最高点均不高于壳体1的外表面；在该电池列101中，相邻设置的电池102的凹陷结构21彼此对应设置。

优选地，凹陷结构21设置在壳体1的两侧，进一步优选地，凹陷结构21对称设置在壳体1的两侧。优选地，凹陷结构21呈L形或U形设置。优选地，正极极柱和负极极柱的最高点均低于壳体1的外表面。

各电池列101设置有凹陷结构21的一面与相邻电池列远离设置有凹陷结构21的一面首尾相连纵向堆叠组成电池模组10。

相邻电池列101之间均设有降温组件20，并且降温组件20与上下相邻电池列101的电池壳体1直接连接，在凹陷结构21中对应不同极性的正极极柱和负极极柱通过单独设置的汇流排30连通。通过在壳体1上设置最高点不高于壳体1外表面的凹陷结构21，在该凹陷结构21中设置极柱与汇流排30连接，使多个电池列101之间集成的时候能够大大提高在垂直方向上的空间利用率。

优选地，电池102的壳体1上设置有的凹陷结构21中部还设有防爆阀23。

优选地，降温组件20包括：设置在电池列101之间的液冷板201和设置在液冷板201侧面的液冷管202，优选液冷管202垂直设置在液冷板201侧面。液冷板201通过导热结构胶与电池列101固定连接，设置导热结构胶可以保证液冷板和电池列101之间的热传导效果，使其具有良好的降温效果。

进一步优选地，液冷板201与防爆阀23对应位置设置有泄压通道203。在电池列101工作过程中电池模组10的温度升高会使电池模组10内部气压升高，而通过设置防爆阀23结合对应防爆阀23设置的泄压通道203则能够将气体排出，保证电池模组10不会因为壳体1形变发生泄漏或者爆炸，在提高容积率的同时还大大提高了安全性。

其中，液冷管202的入口、出口、汇流排30的电连接端，都设置在所述电池模组的上表面，提高了实际使用过程中通入冷却液以及与外部电路连接的便利性。

优选地，所述液冷板201上、下两面均可以设置快插接口200，所述液冷管202通过该快插接口200与液冷板201连通，其中，该快插接口200与液冷管202连接处为螺纹连接或卡扣连接。

进一步优选地，该快插接口200与液冷管202连接处还设有密封圈，该密封圈优选为橡胶材质。

优选地，电芯由若干组极片以叠片形式组成，每组极片由正极极片、负极极片和设置在正极极片和负极极片之间的隔膜以叠片形式组成，相邻的每组极片之间同样设置有隔膜，正极极片和负极极片上均设有凸出的极耳。

优选地，正极极片包括正极活性材料层和设置在正极材料活性材料层侧表面的正极极片箔层，正极极片箔层为铝箔层，该正极极片箔层相对正极活性材料层设置有正极极耳，该正极极耳用于正极极片之间的连接以及正极极片与导柄之间的连接。

优选地，负极极片包括负极活性材料层和设置在负极材料活性材料层侧表面的负极极片箔层，负极极片箔层为铜箔层，该负极极片箔层相对负极活性材料层设置有负极极耳，该负极极耳用于负极极片之间的连接以及负极极片与导柄之间的连接。

优选地，壳体1包括壳体主体3和设置在壳体主体3上的上盖2，上盖2两端分别设有呈L形或U形设置的凹陷结构21，设置在凹陷结构21上的正极极柱和负极极柱同样呈L形设置。优选地，凹陷结构21呈L形设置。

进一步优选地，该凹陷结构21包括：设置在上盖2其中一端的第一凹陷结构和设置在上盖2另一端的第二凹陷结构，正极极柱设置在第一凹陷结构中，负极极柱设置在第二凹陷结构中。

导柄和极片箔层通过激光或者超声焊接，完成结构与电气连接。焊接完成的上盖与正负极片以及隔膜，整体装入电芯下壳体3，上盖2与下壳体3通过在结合面激光焊接，进行密封。

本实施例成组方式如下：

本实施例将若干电池102并列设置成每列电池102设置数量相同以及极柱的极性方向也相同的电池列101，电池列101顶端和底端均通过导热结构胶将液冷板201固定在该电池列的端部，将电池列101通过液冷板201互相堆叠起来，在液冷板201上通过设置快插接口200，能够快速设置液冷管202，便于成组装配；再将相邻电池列之间相同极性的极柱通过单独设置的汇流排30连通则组成了电池模组10。

极柱的L形结构中，垂直于电池上表面的部分与导柄焊接，平行于电池上表面的部分用于电池成组过程中与汇流排30焊接，焊接完成后汇流排30的上表面不高于电池的上表面；通过以上设计，一方面可以实现最大化利用电池内部空间设计面积更大的电池正负极极片，从而实现电池模组10更大的容量设计，另一方面，也可实现电池在集成为电池模组过程中实现对电池模组空间的更优利用，提高电池模组集成的体积效率。

实施例2

参照图5与上述实施例的不同之处在于，该电池102的壳体1包括壳体主体3和设置在壳体主体3上的上盖2，上盖2两端分别设有呈L形或U形设置的凹陷结构21；但设置在凹陷结构21底部的极柱呈柱状设置，其伸出方向为向上盖2的外表面伸出。其中，呈柱状的极柱包括方形柱、圆形柱和其他异形柱状结构，优选地，凹陷结构21呈L形设置。

本实施例将极柱设置在凹陷结构21的底部，呈柱状结构设置，该种设置的电池组成电池模组之后，与上述实施例的区别在于，在电池成组过程中，同一电池列的极柱平行于电池上表面的部分的其中靠近电池上表面一端焊接汇流排，另一端与导柄中的短边焊接。在该电池列焊接完成后的汇流排从侧边延伸至上下相邻电池列的同极性的极柱处焊接。

实施例3

参照图6，与上述实施例的不同之处在于，所述电池在所述壳体1上设置有凹陷结构21的一面还设有凹槽113，在该凹槽113内设置防爆阀23。

优选地，在电池列中，相邻设置的电池的凹陷结构21彼此对应设置的同时，相邻设置的电池的凹槽113彼此同样对应设置，各电池列设置凹陷结构21和凹槽113的一面与相邻电池列远离设置凹陷结构21和凹槽113的一面首尾相连纵向堆叠组成电池模组。

进一步优选地，相邻所述电池列之间设有降温组件，所述降温组件包括：设置在所述电池列之间的液冷板201和设置在所述液冷板201侧面的液冷管202，优选液冷管202垂直设置在液冷板201侧面；所述液冷板201通过导热结构胶与所述电池列固定连接。电池上的凹槽113在组成电池列后，电池与凹槽113相同一侧的外表面与液冷板201通过导热结构胶固定连接，电池列上的凹槽113与液冷板201之间自动形成泄压通道203。

本实用新型提供的电池在串并联纵向堆叠组成电池组电池模组时，电池单体串并联使用的汇流排可布置在极柱最高点与壳体上表面或者侧表面之间设计预留的空间内，经过这样成组后，壳体上表面或侧表面能够与电池系统上盖或者侧表面贴得更近一些；同时，由于降温组件与上下相邻电池列的电池壳体直接连接，即电池壳体的上下表面均可与降温组件直接接触并连接，所以可以直接通过电池壳体称承重，因而无需采用现有技术中的桥接板或其他结构强化组件，对比现有的极柱凸出与于壳体表面的电池串并联时极柱之间的空间被浪费，电池组成的电池系统空间利用效率显著提升。相比现有技术，空间利用率显著提高，带来电池系统的体积能量效率显著提高。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种电池模组，包括：电池列、降温组件以及用于连接电池的汇流排，所述电池列至少为两组，其特征在于：

所述电池列为若干电池在水平方向上呈叠片结构设置，所述电池包括：电芯以及包覆该电芯的壳体；在该壳体上设有凹陷结构，该凹陷结构上分别设有极柱，该极柱包括正极极柱和负极极柱，所述正极极柱和所述负极极柱的最高点均不高于壳体的外表面；在该电池列中，相邻设置的电池的凹陷结构彼此对应设置；

其中，各电池列纵向堆叠组成电池模组，相邻所述电池列之间设有降温组件，并且所述降温组件与上下相邻电池列的电池壳体直接连接，在所述凹陷结构中对应不同极性的所述正极极柱和所述负极极柱通过单独设置的汇流排连通。

2.根据权利要求1所述的一种电池模组，其特征在于：所述降温组件包括：设置在所述电池列之间的液冷板和设置在所述液冷板侧面的液冷管；所述液冷板通过导热结构胶与所述电池列固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种电池模组，其特征在于：所述液冷板上还设有快插接口，所述液冷管通过该快插接口与液冷板连通。

4.根据权利要求2所述的一种电池模组，其特征在于：所述液冷管的入口与出口、所述汇流排的电连接端，都设置在所述电池模组的上表面。

5.根据权利要求1所述的一种电池模组，其特征在于：所述电池在所述壳体上设置有凹陷结构一面还设有防爆阀。

6.根据权利要求5所述的一种电池模组，其特征在于：所述降温组件与所述防爆阀对应位置设置有泄压通道。

7.根据权利要求1所述的一种电池模组，其特征在于：所述电池在所述壳体上设置有凹陷结构的一面还设有凹槽，在该凹槽内设置防爆阀。

8.根据权利要求7所述的一种电池模组，其特征在于：在所述电池列中，相邻设置的电池的凹陷结构彼此对应设置，相邻设置的电池的凹槽彼此对应设置，各电池列设置凹陷结构和凹槽的一面与相邻电池列远离设置凹陷结构和凹槽一面首尾相连纵向堆叠组成电池模组。

9.根据权利要求1所述的一种电池模组，其特征在于：所述壳体包括壳体主体和设置在所述壳体主体上的上盖，所述上盖两端分别设有呈L形或U形设置的凹陷结构，设置在所述凹陷结构上的正极极柱和负极极柱呈L形设置。

10.根据权利要求1所述的一种电池模组，其特征在于：所述壳体包括壳体主体和设置在所述壳体主体上的上盖，所述上盖两端分别设有呈L形或U形设置的凹陷结构；设置在所述凹陷结构上的正极极柱和负极极柱均呈柱状设置。

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