CN216872135U - 电池及电池模组、电能设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池及电池模组、电能设备。所述电池包括：壳体，设置于所述壳体内的梁结构和至少一组电芯，所述梁结构固定于所述壳体上，所述梁结构上开设有容置空间；所述至少一组电芯的外部连接线设置于所述容置空间中。本申请将电芯的外部连接线设置于容置空间中，可以使电芯的外部连接线与电芯隔离开来，避免了在电芯失控后直喷的情况下，导致外部连接线出现绝缘风险。

Description

电池及电池模组、电能设备

技术领域

本申请涉及电池结构，具体涉及一种电池及电池模组、电能设备。

背景技术

现有电池结构中，电芯排布于电池壳体中。为减少电池体积，电池壳体内的排布空间比较紧凑，电芯的外部连接线一般置于电池壳体内电芯与壳体之间的空隙中。这会导致电芯的外部连接线来回与壳体之间来回摩擦，导致外部连接线绝缘线破损而导致漏电。且当电芯喷出电解质时，容易导致外部连接线与电芯之间的电连接失效等。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请提供一种电池及电池模组、电能设备，能够解决电芯连接线的走线问题。

第一方面，本申请提供了一种电池，包括：壳体，设置于所述壳体内的梁结构和至少一组电芯，所述梁结构固定于所述壳体上，所述梁结构上开设有容置空间；所述至少一组电芯的外部连接线设置于所述容置空间中。

本申请实施例的技术方案中，在电池壳体内部的梁结构中，开设有能够容置电芯的外部连接线的容置空间。而将电芯的外部连接线设置于容置空间中，这样，可以使电芯的外部连接线与电芯隔离开来，避免了在电芯失控后直喷的情况下，导致外部连接线出现绝缘风险。

在一些实施例中，所述电池还包括：

卡扣，设置于所述容置空间，将所述外部连接线卡置于所述容置空间中并固定，使所述外部连接线与所述至少一组电芯隔离。

本申请实施例中，为了使所述外部连接线更稳固地置于所述容置空间中，在所述容置空间中设置卡扣结构，将所述外部连接线通过卡扣固定于所述容置空间内。即使电池被安装于行驶的车辆中，也不至于在振动中与梁结构之间产生磨擦，导致所述外部连接线的绝缘包装破损而导致漏电，且能使所述外部连接线装配得更稳固。

在一些实施例中，所述卡扣由绝缘材质制成。

本申请实施例的卡扣由绝缘材质制成，避免所述外部连接线与所述梁结构直接接触，以进一步避免所述外部连接线的绝缘包装破损后与所述梁结构接触而导致电芯漏电。

在一些实施例中，所述电池还包括：

导热部件，设置于所述容置空间中，至少一部分与所述外部连接线贴置，至少另一部分贴置于所述梁结构内壁上。

本申请实施例在容置空间中还设置有导热部件，该导热部件能够将外部连接线因过流产生热量迅速导热至所述梁结构上，帮助外部连接线更佳地散热，避免外部连接线局部温升过高。

在一些实施例中，所述导热部件由热的良导体材质制成。

本申请实施例为了保证导热部件的散热效果，导热部件采用热的良导体如金属材质等制成，以保证更佳的散热效果。

在一些实施例中，所述容置空间开设于所述梁结构一端的侧面，所述侧面靠近电芯的外部连接线的连接端。

本申请实施例中，梁结构上的容置空间，开设于距离外部连接线的较近的位置，方便了外部连接线的放置。

在一些实施例中，所述外部连接线包括高压线束、低压线束和电芯连接铜排中的至少之一。

本申请实施例中，电芯上的所有外部连接线均可设置于容置空间，使电芯的整个外部连接线尽量与电芯之间物理隔离，避免电芯喷出的电解液等使外部连接线如铜排等与电芯连接阻断。

在一些实施例中，所述至少一组电芯的粘接固定于所述外壳内壁上。

本申请实施例中，为了使电池的结构更稳定，使电芯的粘接固定于外壳上，即使安装于车辆中，电池中电芯结构也很稳定，这样，电芯之间的连接线的连接也更稳定。

在一些实施例中，所述梁结构为箱体式结构。

本申请实施例的梁结构采用箱体结构，可以使电芯更稳定地搁置于梁结构的表面上。

第二方面，本申请提供了一种电池模组，所述电池模组由多组所述的电池排列连接而形成。

第三方面，本申请提供了一种电能设备，包括设备本体和电源，所述电源使用所述的电池或所述的电池模组。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图；

图2示出了本申请一实施例的电池的结构示意图；

图3示出了本申请一实施例的电池模块的结构示意图；

图4为本申请一些实施例提供的电池单体的分解结构示意图；

图5为本申请一些实施例的电池结构示意图；

图6为本申请一些实施例的电池结构示意图；

图7为本申请一些实施例的电池结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，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、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

在本申请实施例的描述中，技术术语“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”“轴向”“径向”“周向”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申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。

本发明人注意到，电池中电芯之间的高压及低压连接线在电池盒内的走线等，在电池运动过程中会与电池壳体之间来回摩擦而导致连接线破损而漏电。且电芯的连接线由于并未与电芯之间隔离，电芯喷出电解质时也会损污电芯的高压及低压连接线，导致电连接效果下降。

为了解决电池中电芯中的走线较乱的问题，申请人研究发现，可以利用电池壳体内设置的梁结构来置放电芯的高压及低压连接线，这样，不仅节约了电池壳体内的空间，还能使电芯的连接线更好地收置于梁结构内，能够更好地保护电芯的连接线，避免其与电池壳体之间的相互摩擦，也避免了电芯喷出电解质时不至影响连接线的电连接性能。

本申请实施例公开的电池充电方法可以对锂电池、磷酸铁锂电池等进行充电，不仅能保证电池的使用寿命，且能保证电池的充电效率。利用本申请实施例充电方法的电池可以用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。

本申请实施例提供一种电池作为电源的用电装置，用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。

请参照图1，图1为本申请一些实施例提供的车辆100的结构示意图。车辆100可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆100的内部设置有电池10，电池10可以设置在车辆100的底部或头部或尾部。电池10可以用于车辆100的供电，例如，电池10可以作为车辆100的操作电源。车辆100还可以包括控制器110和马达120，控制器110用来控制电池10为马达120供电，例如，用于车辆100的启动、导航和行驶时的工作用电需求。

在本申请一些实施例中，电池10不仅可以作为车辆100的操作电源，还可以作为车辆100的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆100提供驱动动力。

为了满足不同的使用电力需求，电池10可以包括多个电池单体210，电池单体210是指组成电池模块或电池包的最小单元。多个电池单体210可经由电极端子而被串联和/或并联在一起以应用于各种应用场合。本申请中所提到的电池包括电池模块或电池包。其中，多个电池单体210之间可以串联或并联或混联，混联是指串联和并联的混合。电池10也可以称为电池包。本申请的实施例中多个电池单体210可以直接组成电池包，也可以先组成电池模块20，电池模块20再组成电池包。

图2示出了本申请一实施例的电池10的结构示意图。图2中，电池10可以包括多个电池模块20和箱体30，多个电池模块20容纳于箱体30内部。箱体30用于容纳电池单体210或电池模块20，以避免液体或其他异物影响电池单体210的充电或放电。箱体30可以是单独的长方体或者圆柱体或球体等简单立体结构，也可以是由长方体或者圆柱体或球体等简单立体结构组合而成的复杂立体结构，本申请实施例对此并不限定。箱体30的材质可以是如铝合金、铁合金等合金材料，也可以是如聚碳酸酯、聚异氰脲酸酯泡沫塑料等高分子材料，或者是如玻璃纤维加环氧树脂的复合材料，本申请实施例对此也并不限定。

在一些实施例中，箱体30可以包括第一部分301和第二部分302，第一部分301与第二部分302相互盖合，第一部分301和第二部分302共同限定出用于容纳电池单体210的空间。第二部分302可以为一端开口的空心结构，第一部分301可以为板状结构，第一部分301盖合于第二部分302的开口侧，以使第一部分301与第二部分302共同限定出容纳电池单体210的空间；第一部分301和第二部分302也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分301的开口侧盖合于第二部分302的开口侧。

图3示出了本申请一实施例的电池模块20的结构示意图。图3中，电池模块20可以包括多个电池单体210，多个电池单体210可以先串联或并联或混联组成电池模块20，多个电池模块20再串联或并联或混联组成电池10。本申请中，电池单体210可以包括锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本申请实施例对此并不限定。电池单体210可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。电池单体210一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体210、方体方形电池单体210和软包电池单体210，本申请实施例对此也不限定。但为描述简洁，下述实施例均以方体方形电池单体210为例进行说明。

图4为本申请一些实施例提供的电池单体210的分解结构示意图。电池单体210是指组成电池的最小单元。如图4，电池单体210包括有端盖211、壳体212和电芯组件213。

端盖211是指盖合于壳体212的开口处以将电池单体210的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖211的形状可以与壳体212的形状相适应以配合壳体212。可选地，端盖211可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成，这样，端盖211在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体210能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端盖211上可以设置有如电极端子211a等的功能性部件。电极端子211a可以用于与电芯组件213电连接，以用于输出或输入电池单体210的电能。在一些实施例中，端盖211上还可以设置有用于在电池单体210的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。端盖211的材质也可以是多种的，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中，在端盖211的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离壳体212内的电连接部件与端盖211，以降低短路的风险。示例性的，绝缘件可以是塑料、橡胶等。

壳体212是用于配合端盖211以形成电池单体210的内部环境的组件，其中，形成的内部环境可以用于容纳电芯组件213、电解液(在图中未示出)以及其他部件。壳体212和端盖211可以是独立的部件，可以于壳体212上设置开口，通过在开口处使端盖211盖合开口以形成电池单体210的内部环境。不限地，也可以使端盖211和壳体212一体化，具体地，端盖211和壳体212可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装壳体212的内部时，再使端盖211盖合壳体212。壳体212可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地，壳体212的形状可以根据电芯组件213的具体形状和尺寸大小来确定。壳体212的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。

电芯组件213是电池单体210中发生电化学反应的部件。壳体212内可以包含一个或更多个电芯组件213。电芯组件213主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成，并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电芯组件的主体部，正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳(在图中未示出)。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，极耳连接电极端子以形成电流回路。

请参照图5，图5为本申请一些实施例的电池结构示意图，本申请实施例电池包括：壳体101，设置于所述壳体101内的梁结构102和至少一组电芯103，所述梁结构102固定于所述壳体101上，所述梁结构102上开设有容置空间104；所述至少一组电芯103的外部连接线105设置于所述容置空间104中。

图5示出了电池壳体101的部分结构，本领域技术人员应当理解，其可以设置为箱体形，圆柱形等结构，本申请不限电池壳体的具体形状。

本申请实施例中，电芯103可以为多个，其根据电能设备所需的电压或电流等进行串联或并联等连接。电芯的排列方式根据需要而设置，电芯的排列尽量紧凑且占用体积较小。如图5所示，梁结构102置于两组电芯103之间，电芯的连接线105的连接端靠近所述梁结构102的容置空间104。容置空间设置于梁结构102的两侧，以方便电芯103的外部连接线105置放于容置空间104内。

梁结构102是置于电池壳体101内用于支撑电池壳体101的加强结构，使电池的整体结构更坚固，使本申请实施例的电池可以应用于各种电能设备如电能汽车中。

本申请实施例的技术方案中，在电池壳体101内部的梁结构102中，开设有能够容置电芯103的外部连接线105的容置空间104。而将电芯103的外部连接线105设置于容置空间104中，这样，可以使电芯103的外部连接线105与电芯103隔离开来，避免了在电芯103失控后直喷的情况下，导致外部连接线105出现绝缘风险。

请参照图6，图6为本申请一些实施例的电池结构示意图，本申请实施例的电池还包括：

卡扣106，设置于所述容置空间104，将所述外部连接线105卡置于所述容置空间104中并固定，使所述外部连接线105与所述至少一组电芯102隔离。为了使电池的外部连接线105更稳固地装配于梁结构102中，使用卡扣106将电池的外部连接线105卡置于容置空间104中。如图6所示，卡扣106结构为倒L型，通过卡扣106结构，可以将外部连接线105包设于容置空间104，使外部连接线105与电芯102完全隔离。

本申请实施例中，为了使所述外部连接线105更稳固地置于所述容置空间104中，在所述容置空间104中设置卡扣106结构，将所述外部连接线105通过卡扣106固定于所述容置空间104内。即使电池被安装于行驶的车辆中，也不至于在振动中与梁结构102之间产生磨擦，导致所述外部连接线105的绝缘包装破损而导致漏电，且能使所述外部连接线105装配得更稳固。

本申请实施例中，所述卡扣106由绝缘材质制成。作为一种示例，卡扣106由塑料、树脂、橡胶等制成。

本申请实施例的卡扣106由绝缘材质制成，避免所述外部连接线105与所述梁结构102直接接触，以进一步避免所述外部连接线105的绝缘包装破损后与所述梁结构102接触而导致电芯漏电。

请参照图7，图7为本申请一些实施例的电池结构示意图，本申请实施例的电池还包括：

导热部件107，设置于所述容置空间104中，至少一部分与所述外部连接线105贴置，至少另一部分贴置于所述梁结构102内壁上。

如图7所示，在外部连接线105与梁结构102之间还贴设有导热部件107，这样，当外部连接线105上产生热量后，能够通过导热部件107将热量迅速导热至梁结构102上而迅速散热，避免外部连接线105因过热导致电芯起火等。

本申请实施例在容置空间104中还设置有导热部件107，该导热部件107能够将外部连接线105因过流产生热量迅速导热至所述梁结构102上，帮助外部连接线105更佳地散热，避免外部连接线105局部温升过高。

本申请实施例中，所述导热部件107由热的良导体材质制成。

作为一种示例，本申请实施例的导热部件107可以由金属材质如铝、铜、铁等制成，或由金属合制成。为了保证本申请实施例的导热效果，梁结构102最好也采用热的良导体材质制成，如由金属材质如铝、铜、铁等制成，或由金属合制成。

本申请实施例为了保证导热部件107的散热效果，导热部件107采用热的良导体如金属材质等制成，以保证更佳的散热效果。

本申请实施例中，所述容置空间104开设于所述梁结构102一端的侧面，所述侧面靠近电芯103的外部连接线105的连接端。

本申请实施例中，梁结构102上的容置空间104，开设于距离外部连接线105的较近的位置，方便了外部连接线105的放置。

本申请实施例中，所述外部连接线105包括高压线束、低压线束和电芯连接铜排中的至少之一。

本申请实施例中，电芯103上的所有外部连接线105均可设置于容置空间，使电芯103的整个外部连接线105尽量与电芯103之间物理隔离，避免电芯103喷出的电解液等使外部连接线105如铜排等与电芯连接阻断。

本申请实施例中，所述至少一组电芯103的粘接固定于所述外壳101内壁上。

本申请实施例中，为了使电池的结构更稳定，使电芯103的粘接固定于外壳101上，即使安装于车辆中，电池中电芯103结构也很稳定，这样，电芯103之间的连接线105的连接也更稳定。

本申请实施例中，如图5、图6及图7所示，本申请实施例的梁结构102为箱体式结构。

本申请实施例的梁结构102采用箱体结构，可以使电芯更稳定地搁置于梁结构的表面上。梁结构102也可以采用其他形状结构，如也可以为圆柱形、多变形柱状结构等。

根据本申请的一些实施例，本申请提供了一种电池模组，所述电池模组由多组前述实施例的电池排列连接而形成。

根据本申请的一些实施例，本申请还记载了一种电能设备，包括设备本体和电源，所述电源使用所述的电池或所述的电池模组。

本申请实施例的电能设备可以是前述任一应用电池或电池模组的设备或系统。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (11)

1.一种电池，其特征在于，所述电池包括：壳体，设置于所述壳体内的梁结构和至少一组电芯，所述梁结构固定于所述壳体上，所述梁结构上开设有容置空间；所述至少一组电芯的外部连接线设置于所述容置空间中。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池还包括：

卡扣，设置于所述容置空间，将所述外部连接线卡置于所述容置空间中并固定，使所述外部连接线与所述至少一组电芯隔离。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述卡扣由绝缘材质制成。

4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池还包括：

导热部件，设置于所述容置空间中，至少一部分与所述外部连接线贴置，至少另一部分贴置于所述梁结构内壁上。

5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述导热部件由热的良导体材质制成。

6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述容置空间开设于所述梁结构一端的侧面，所述侧面靠近电芯的外部连接线的连接端。

7.根据权利要求1至6任一项所述的电池，其特征在于，所述外部连接线包括高压线束、低压线束和电芯连接铜排中的至少之一。

8.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述至少一组电芯的粘接固定于所述外壳内壁上。

9.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述梁结构为箱体式结构。

10.一种电池模组，其特征在于，所述电池模组由多组权利要求1～9中任一项所述的电池排列连接而形成。

11.一种电能设备，其特征在于，包括设备本体和电源，所述电源使用权利要求1～9中任一项所述的电池或权利要求10所述的电池模组。

Images