CN216648524U - 一种电池模组和电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池模组和电池包，该电池模组包括串联设置的第一体系电芯和第二体系电芯，第一体系电芯包括至少一个第一电芯，第一电芯为三元锂电芯，第二体系电芯包括至少一个第二电芯，第二电芯为钛酸锂电芯。该电池模组通过三元的第一电芯的设置，可保证整个电池模组的能量密度，通过钛酸锂的第二电芯的布置，可提高整个电池模组的安全性能，使得第一电芯热失控时，不易将热失控扩散至第二电芯，从而使得该电池模组的能量密度和安全性能均较高，能有效地保证充放电作业的安全性和可靠性。同时，由于第一电芯和第二电芯均具有较为优异的耐低温性能，还赋予了整个电池模组优异的耐低温性能。

Description

一种电池模组和电池包

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池模组和电池包。

背景技术

动力锂离子电池由于其高的能量密度和低碳的使用特性被广泛的应用于电动汽车电池包系统中，而整个电池包的能量巨大，实际的使用中时刻面临着安全的考验和挑战。例如，目前市面上的电池包主要为三元体系的方形铝壳电池，其有着高能量密度的优点，但安全性能较差，使得单体系电芯中的任一个电芯发生热失控时，热失控容易向其他电芯扩散，存在较大的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能量密度和安全性能均较高的电池模组和电池包，其能够有效地保证充放电作业的安全性和可靠性。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型提供一种电池模组，包括：

串联设置的第一体系电芯和第二体系电芯，第一体系电芯包括至少一个第一电芯，第一电芯为三元锂电芯，第二体系电芯包括至少一个第二电芯，第二电芯为钛酸锂电芯。

在可选的实施方式中，第一体系电芯包括多个第一电芯，第二体系电芯包括多个第二电芯，且多个第一电芯间隔设置，任意相邻两个第一电芯之间设置至少一个第二电芯。

在可选的实施方式中，多个第一电芯和多个第二电芯依次交替布置。

在可选的实施方式中，任意相邻两个第一电芯之间设置的第二电芯的数量相同。

在可选的实施方式中，电池模组的第一端的边缘电芯布置为第二电芯。

在可选的实施方式中，电池模组的第二端的边缘电芯布置为第二电芯。

在可选的实施方式中，电池模组的第一端和第二端的中间位置的中心电芯布置为第二电芯。

在可选的实施方式中，第一电芯和第二电芯的尺寸相同。

在可选的实施方式中，包含于第一电芯和第二电芯中的所有电芯依次串联设置。

第二方面，本实用新型提供一种电池包，包括前述实施方式中任一项的电池模组。

本实用新型的实施例至少具备以下优点或有益效果：

本实用新型的实施例提供了一种电池模组，其包括串联设置的第一体系电芯和第二体系电芯，第一体系电芯包括至少一个第一电芯，第一电芯为三元锂电芯，第二体系电芯包括至少一个第二电芯，第二电芯为钛酸锂电芯。该电池模组通过三元的第一电芯的设置，可保证整个电池模组的能量密度，通过钛酸锂的第二电芯的布置，可提高整个电池模组的安全性能，使得第一电芯热失控时，不易将热失控扩散至第二电芯，从而使得该电池模组的能量密度和安全性能均较高，能有效地保证充放电作业的安全性和可靠性。同时，由于第一电芯和第二电芯均具有较为优异的耐低温性能，还赋予了整个电池模组和电池包优异的耐低温性能。

本实用新型的实施例还提供了一种电池包，包括上述的电池模组。因此，该电池包也具有安全性能高的优点，能有效地保证充放电作业的安全性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型的实施例提供的电池模组的结构示意图一；

图2为本实用新型的实施例提供的电池模组的结构示意图二。

图标:100-电池模组；101-第一体系电芯；103-第二体系电芯；105-第一电芯；107-第二电芯；109-连接片；111-第一端；113-第二端。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

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

相关技术中，电池包主要为三元体系的方形铝壳电池，其有着高能量密度的优点，但安全性能较差，使得单体系电芯中的任一个电芯发生热失控时，热失控容易向其他电芯扩散，存在较大的安全隐患。

有鉴于此，本实施例提供了一种电池包，其包括的电池模组包括两个体系的电芯，一个体系具有安全性能高的优点，能阻止热失控扩散，另一个体系具有能量密度高的优点，能充分保证充放电作业的安全性和可靠性。下面对该电池包的结构进行详细地介绍。

图1为本实施例提供的电池模组100的结构示意图一。请参阅图1，本实施例提供的电池包具体包括壳体和设置于壳体内的至少一个电池模组100，电池模组100能进行充放电作业，以保证电池包工作效率和质量。

详细地，请再次参阅图1，在本实施例中，电池模组100包括串联设置的第一体系电芯101和第二体系电芯103。其中，第一体系电芯101包括至少一个第一电芯105，第一电芯105为三元锂电芯，第二体系电芯103包括至少一个第二电芯107，第二电芯107为钛酸锂电芯。

三元锂电芯具有能量密度高的优点，能将整个电池模组100的能量密度维持在较高水平。钛酸锂电芯可快速充电，具有循环寿命长，更换成本低，安全性能高的优点，且钛酸锂电池的电势高，不易产生锂晶枝，放电电压平稳，稳定性也相对较好，在针刺、挤压、短路等严苛测试下，不冒烟、不起火、不爆炸，使得其整体的安全稳定性能远高于其他锂电池，尤其是优于三元锂电芯和磷酸铁锂电芯，因而也使得在三元锂电芯热失控时，热失控的状态不易扩散至钛酸锂电芯处。同时，钛酸锂电池在-50℃到60℃均可正常充放电，耐宽温性能良好，耐用性强，相比较于一般的磷酸铁锂电池而言，其具有更优异的耐低温性能，三元锂电池也具有较为优异的耐低温性能，可充分保证整个电池模组100能在严寒天气下正常工作。

也即，该电池模组100通过三元锂的第一电芯105的设置，可保证整个电池模组100的能量密度，通过钛酸锂的第二电芯107的设置，可提高整个电池模组100的安全性能，使得第一电芯105热失控时，不易将热失控扩散至第二电芯107，从而使得该电池模组100的能量密度和安全性能均较高，能有效地保证充放电作业的安全性和可靠性。同时，由于第一电芯105和第二电芯107均具有较为优异的耐低温性能，还赋予了整个电池模组100和电池包优异的耐低温性能。

需要说明的是，第一体系电芯101和第二体系电芯103的串联设置可分为两个串联模式，一个串联模式为第一体系电芯101中的所有第一电芯105串联设置，第二体系电芯103中的所有第二电芯107串联设置，然后再将第一体系电芯101和第二体系电芯103串联设置，另一个串联模式为包含于第一电芯105和第二电芯107中的所有电芯依次串联设置，本实施例采用后者，以充分保证能通过第二电芯107阻止第一电芯105的热失控，以保证电池模组100的安全性和可靠性。

还需要说明的是，在本实施例中，包含于第一电芯105和第二电芯107中的所有电芯依次通过连接片109串联设置，且多个连接片109呈平行的两排布置。采用连接片109串联各个电芯，使得电池模组100的安装和拆卸作业便捷性得到保证，将连接片109设置为平行的两排，使得连接片109之间不易碰触或交叉，能降低短路的风险，以进一步地提高电池模组100和电池包的安全性和可靠性。

图2为本实施例提供的电池模组100的结构示意图二。请参阅图1与图2，在本实施例中，第一体系电芯101包括多个第一电芯105，第二体系电芯103包括多个第二电芯107，且多个第一电芯105间隔设置，任意相邻两个第一电芯105之间设置至少一个第二电芯107。也即，与第一电芯105相邻的电芯一定为第二电芯107，任意相邻两个第一电芯105之间即可以放置一个第二电芯107，也可以放置n个第二电芯107，n可为大于或等于2的正整数，例如2、3、4等。

将多个第一电芯105间隔设置，使得任意两个第一电芯105之间均设置有至少一个第二电芯107，因而当任一个第一电芯105发生热失控时，可通过其与另一个相邻第一电芯105之间的第二电芯107对热失控进行阻挡，以防止热失控扩散至另一个第一电芯105和第二电芯107，从而充分保证电池模组100和电池包的安全性和可靠性。

作为可选的方案，在本实施例中，任意相邻两个第一电芯105之间设置的第二电芯107的数量相同，例如图1中，每任意相邻两个第一电芯105之间设置有一个第二电芯107，使得多个第一电芯105和多个第二电芯107依次交替布置。又例如图2所示，每任意相邻两个第一电芯105之间设置有n第二电芯107，n可为大于或等于2的正整数，例如2、3、4等。将两个第一电芯105之间间隔的第二电芯107的数量设置为相同，能保证整个电池模组100的各个位置上能量密度的均匀性，同时能有效地保证整个电池模组100各个位置上安全和稳定性能的均匀性，从而充分保证电池包的安全性和稳定性。

请再次参阅图1与图2，在本实施例中，电池模组100的第一端111的边缘电芯布置为第二电芯107。由于电池模组100的端部的位置热失控的风险系数更高，因而将第一端111的边缘电芯设置为第二电芯107，能进一步地提高电池模组100的安全性，有效地阻止一个电池模组100的热失控向另一个相邻的电池模组100扩散，从而充分保证电池包的安全性能。

作为可选的方案，在本实施例中，电池模组100的第二端113的边缘电芯也布置为第二电芯107。与第一端111设置第二电芯107同理，将第二端113的边缘电芯设置为第二电芯107，能进一步地提高电池模组100的安全性，有效地阻止一个电池模组100的热失控向另一个相邻的电池模组100扩散，从而充分保证电池包的安全性能。

进一步可选地，在本实施例中，电池模组100的第一端111和第二端113的中间位置的中心电芯布置为第二电芯107。由于电池模组100的正中间的位置也具有较高的热失控的风险系数，因而将中间位置也设置为第二电芯107，能有效地阻止中部位置出现热失控，保证整个电池模组100的安全性，以充分提高电池包的安全性能。

需要说明的是，在本实施例中，第一电芯105和第二电芯107的尺寸可设置为相同，尺寸相同的定义为任意相邻两个电芯的尺寸参数完全相同，例如大面形状、面积尺寸相同。这样设置，一方面能充分保证整个电池模组100具有较高的能量密度和较高的安全性能，另一方面还便于加工、安装、拆卸以及维护等作业的进行，降低工艺难度，且充分保证作业过程的便捷性和可靠性。

下面对本实用新型的实施例提供的电池包的安装过程、工作原理及有益效果进行详细地介绍：

该电池包进行安装作业时，可将组装好的电池模组100串联或并联设置于电池包的壳体内即可。其中，在组装电池模组100时，可先将多个第一电芯105间隔设置，然后在第一电芯105之间放置至少一个第二电芯107，接着将多个电芯依次采用连接片109连接即可。该电池包组装完毕后即可进行充放电作业。

在进行充放电作业时，若第一电芯105出现热失控，可通过邻近的第二电芯107阻止其热失控扩散，从而能充分保证整个电池模组100和电池包的安全性。也即，本实施例提供的电池模组100通过三元的第一电芯105的设置，可保证整个电池模组100的能量密度，通过钛酸锂的第二电芯107的布置，可提高整个电池模组100的安全性能，使得第一电芯105热失控时，不易将热失控扩散至第二电芯107，从而使得该电池模组100的能量密度和安全性能均较高，能有效地保证充放电作业的安全性和可靠性。同时，由于第一电芯105和第二电芯107均具有较为优异的耐低温性能，还赋予了整个电池模组100和电池包优异的耐低温性能。

综上所述，本实用新型的实施例提供了一种能量密度和安全性能均较高的电池模组100和电池包，其能够有效地保证充放电作业的安全性和可靠性。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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)

1.一种电池模组，其特征在于，包括：

串联设置的第一体系电芯和第二体系电芯，所述第一体系电芯包括至少一个第一电芯，所述第一电芯为三元锂电芯，所述第二体系电芯包括至少一个第二电芯，所述第二电芯为钛酸锂电芯。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：

所述第一体系电芯包括多个所述第一电芯，所述第二体系电芯包括多个所述第二电芯，且多个所述第一电芯间隔设置，任意相邻两个所述第一电芯之间设置至少一个所述第二电芯。

3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于：

多个所述第一电芯和多个所述第二电芯依次交替布置。

4.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于：

任意相邻两个所述第一电芯之间设置的所述第二电芯的数量相同。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池模组，其特征在于：

所述电池模组的第一端的边缘电芯布置为所述第二电芯。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的电池模组，其特征在于：

所述电池模组的第二端的边缘电芯布置为所述第二电芯。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的电池模组，其特征在于：

所述电池模组的第一端和第二端的中间位置的中心电芯布置为所述第二电芯。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的电池模组，其特征在于：

所述第一电芯和所述第二电芯的尺寸相同。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的电池模组，其特征在于：

包含于所述第一电芯和所述第二电芯中的所有电芯依次串联设置。

10.一种电池包，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的电池模组。

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