CN217158386U - 一种电芯模组及电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池技术领域，公开了一种电芯模组及电池系统。该电芯模组包括多个电芯和多个端盖，每个所述电芯上均设置有一个所述端盖，相邻两个所述端盖可拆卸连接，以使多个所述电芯相对固定成组。通过每个电芯均设置一个端盖，并通过端盖与端盖可拆卸连接成组，有利于提高电芯与电芯之间的相对位置精度，从而提高电芯模组的组装精度。电芯成组后，因端盖与端盖之间连接成为整体，有利于提高电芯模组的结构强度和可靠性。电池系统采用上述电芯模组，加工精度高，成本低，且结构可靠。

Description

一种电芯模组及电池系统

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电芯模组及电池系统。

背景技术

近年来，新能源汽车有了飞跃式发展，尤其是以锂电池为动力的新能源汽车。锂电池中圆柱形电芯在动力系统中应用广泛，由于其单体容量小，会导致单串电池数量较多。

常见的圆柱形电芯模组中，电芯通过工装定位后再通过胶粘接在一起。这种导致电芯定位不准确，影响与其相邻电芯的定位精度，从而导致累积公差大。

此外，现有的电芯模组中，多个电芯之间排列不紧凑，整体尺寸较大；且为了避免汇流件与电芯的外壳接触，通常是将汇流件进行绝缘处理，导致电芯模组的成本非常高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电芯模组及电池系统，额能够解决电芯定位不准确的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电芯模组，包括多个电芯和多个端盖，每个所述电芯上均设置有一个所述端盖，相邻两个所述端盖可拆卸连接，以使多个所述电芯相对固定成组。

作为上述电芯模组的一种可选方案，所述端盖上设置有容纳槽，所述电芯的端部固定于所述容纳槽内。

作为上述电芯模组的一种可选方案，所述端盖包括盖板和侧板，所述盖板为多边形板，所述盖板的每个侧边均连接有所述侧板，相邻两个所述端盖的相对的两个所述侧板卡接。

作为上述电芯模组的一种可选方案，所述多边形板的边数为偶数，位于所述多边形板相对两侧的两个所述侧板中的一个上设置有卡块，另一个上设置有卡槽，相邻设置的两个所述端盖的所述卡块与所述卡槽卡接。

作为上述电芯模组的一种可选方案，所述卡块沿所述电芯径向的截面形状为梯形，所述卡槽的形状与所述卡块的形状相适配。

作为上述电芯模组的一种可选方案，所述盖板为正六边形板。

作为上述电芯模组的一种可选方案，所述电芯为圆柱型，所述侧板朝向所述电芯的侧面为与所述电芯的外侧壁相适配的弧形面，所述侧板背离所述电芯的侧面为平面。

作为上述电芯模组的一种可选方案，所述侧板的中部设置有开口向下的豁口。

作为上述电芯模组的一种可选方案，所述侧板与所述电芯粘接固定。

作为上述电芯模组的一种可选方案，所述侧板与所述电芯的粘接面积为所述侧板与所述电芯的接触面积的50％-80％。

作为上述电芯模组的一种可选方案，所述容纳槽与所述电芯间隙配合，且配合间隙为1-2mm。

作为上述电芯模组的一种可选方案，所述容纳槽的深度为5-20mm。

作为上述电芯模组的一种可选方案，所述端盖套设于所述电芯的电极柱端，所述端盖上设置有通孔，所述电芯的电极柱由所述通孔伸出所述端盖外。

作为上述电芯模组的一种可选方案，所述端盖由绝缘材料制成并能支撑连接所述电极柱的汇流件。

作为上述电芯模组的一种可选方案，所述端盖上环绕所述通孔凸设有凸缘，所述凸缘用于支撑与所述电极柱连接的汇流件。

作为上述电芯模组的一种可选方案，所述端盖上设置有与所述汇流件配合的定位柱。

一种电池系统，包括上述的电芯模组。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的电芯模组中，通过每个电芯单独设置端盖，并通过端盖与端盖拼接成组，使得电芯模组的装配方便，有利于提高电芯与电芯之间的相对位置精度，从而提高电芯模组的组装精度。电芯成组后，因端盖与端盖之间连接成为整体，有利于提高电芯模组的结构强度和可靠性。

端盖由绝缘材料支撑，能够将汇流件与电芯的外壳隔开，不需要对汇流件进行绝缘处理，有利于降低成本。

本实用新型提供的电池系统采用上述电芯模组，加工精度高，成本低，且结构可靠。

附图说明

图1是本实用新型提供的电芯模组的结构示意图；

图2是本实用新型提供的端盖的俯视图；

图3是本实用新型提供的两个电芯通过端盖拼接后的俯视图；

图4是本实用新型提供的端盖的结构示意图；

图5是本实用新型提供的电芯与端盖固定后的结构示意图；

图6是本实用新型提供的通过汇流件连接电芯时的俯视图；

图7是图6所示结构的剖视图；

图8是图7中A处的局部放大图。

图中：

1、电芯；11、电极柱；2、端盖；21、盖板；211、通孔；22、侧板；221、卡块；222、卡槽；223、豁口；23、凸缘；3、汇流件。

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”、“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。

如图1所示，本实施例提供了一种电池系统，包括电芯模组。电芯模组包括多个电芯1和端盖2，每个电芯1上均设置有一个端盖2，每个端盖2能够与其旁侧的端盖2可拆卸连接，以使多个电芯1相对固定成组。在组装电芯模组时，首先将电芯1与其对应的端盖2连接，之后通过端盖2与端盖2之间的拼接，使多个电芯1的相对固定成组。

相比现有技术中电芯模组的组装方法，本实施例中的电芯模组在组装过程中不需要使用定位工装，每个电芯1均单独设置有端盖2，使得成组更方便；且通过端盖2与端盖2之间的可拆卸连接，有利于提高电芯1与电芯1之间的相对位置精度，从而提高电芯模组的组装精度，且可根据具体电芯模组的容量大小、箱体的大小形状去适应性的调整电芯1组装的数量，成组方式更加的灵活。电芯1成组后，因端盖2与端盖2之间连接成为整体，有利于提高电芯模组的结构强度和可靠性。

进一步地，端盖2设置于电芯1的轴向端部，以使端盖2对电芯1的轴向端部施加约束，有利于提高电芯1的定位精度。

进一步地，端盖2套设在电芯1的轴向端部。具体地，端盖2上设置有容纳槽，电芯1的端部固定于容纳槽内，以通过容纳槽的侧壁限制电芯1的延伸方向，有利于在电芯1成组后保证多个电芯1平行设置，从而进一步提高电芯1的定位精度。

为提高容纳槽对电芯1的定位效果，容纳槽需要与电芯1具有一定的配合深度。可选地，容纳槽的深度为5-20mm，例如10mm、12mm、15mm或18mm。

本实施例中，端盖2套设在电芯1的正极端。一些实施例中，端盖2可以设置在电芯1的负极端，或在电芯1的正极端和负极端均设置端盖2。

结合图1-图3所示，端盖2包括盖板21和多个侧板22。盖板21为多边形板，盖板21的每个侧边均连接有侧板22，盖板21和多个侧板22围成容纳槽。本实施例中，通过将盖板21设置为多边形板，能够使端盖2整体大致呈棱柱型，有利于使多个端盖2拼接时结构更紧凑，提高空间利用率，从而减小电芯模组的尺寸。可以理解的是，端盖2沿电芯1的径向尺寸不变的基础上，盖板21为多边形时的面积小于圆形的面积，从而能够节省空间以及加工端盖2所需材料，有利于降低成本。

进一步地，盖板21每侧边缘连接的侧板22均能与相邻端盖2拼接，以增加每个端盖2能够拼接的端盖2数量，从而使多个电芯1成组后结构更紧凑。

为使多个端盖2拼接更方便，盖板21为矩形板或正六边形板。矩形板和正六边形板能够拼接为较完整的矩形区域，拼接成的区域形状为标准形状，方便在电池系统中规划电芯模组的安装位置，且有利于提高空间利用率。

本实施例中，电芯1为圆柱型，为进一步提高电芯模组的空间利用率，盖板21为正六边形。可以理解的是，在保证端盖2能够套设在电芯1外的基础上，正六边形板的面积相比圆形板的面积小，通过将盖板21设置为正六边形板，有利于减小拼接后电芯模组的尺寸，减少端盖2使用材料，从而降低成本。

为实现相邻端盖2之间的拼接，如图2和图3所示，侧板22上设置有卡块221或卡槽222。当相邻两个端盖2拼接时，两个端盖2相对的两个侧板22中的一个上设置有卡块221，另一个设置有卡槽222，通过卡块221和卡槽222的配合，能够使两个端盖2拼接固定。拼接后，卡块221容纳在卡槽222内，能够使两个端盖2上正对的侧板22的外轮廓重合，以减小拼接缝隙，拼接更紧凑。

可选地，卡槽222沿端盖2的轴向贯穿端盖2的两端，使得卡槽222为通槽。这样设置使得卡块221能够沿端盖2的轴向正反两方向移动，以与卡槽222卡接或脱离，安装更方便。

此外，通过将卡槽222设置为通槽，还可以兼容卡块221和卡槽222的尺寸误差。例如当卡块221沿端盖2轴向尺寸大于卡槽222时，可以通过调整卡块221沿轴向与卡槽222的配合位置，使得相邻端盖2的顶面平齐，保证成组后的多个电芯1的相对位置精度。

本实施例中，如图2所示，卡槽222的宽度沿电芯1径向向容纳槽内部逐渐增大，卡块221的形状与卡槽222的形状相适配，以使卡块221与卡槽222配合后，卡槽222的内壁能阻止卡块221沿电芯1径向向外脱出卡槽222，有利于提高卡块221和卡槽222的卡接效果。

示例性地，卡槽222为梯形槽，卡块221沿电芯1径向的截面形状为梯形。

进一步地，位于多边形板相对两侧的两个侧板22中的一个上设置有卡块221，另一个上设置有卡槽222，相邻设置的两个端盖2的卡块221与卡槽222卡接，使得多个拼接的端盖2相同，即电芯模组中仅需制作一种型号的端盖2即可，有利于降低加工成本，且方便拼接。

本实施例中，盖板21相邻三侧边缘连接的侧板22上设置有卡块221，另外相邻三侧边缘连接的侧板22上设置有卡槽222。

结合图3和图4所示，因电芯1为圆柱型，为了提高容纳槽对电芯1的固定和定位效果，侧板22朝向电芯1的侧面为与电芯1的外侧壁相适配的弧形面。为了方便在侧板22上加工卡块221和卡槽222，侧板22背向电芯1的侧面为平面，以降低加工难度，有利于提高卡块221和卡槽222的加工精度。

侧板22背离电芯1的侧面为平面，朝向电芯1的侧面为弧形面，使得侧板22的厚度不均匀。具体地，两个侧板22的连接位置处厚度大，侧板22中间位置厚度小。为减小电芯模组拼接后的尺寸以及加工成本，侧板22与端盖2轴线之间的距离设计的尽量小，导致侧板22的中部厚度较薄，从而使侧板22的中部不易加工成本，且强度较差，容易变形或断裂。

为解决上述问题，本实施例中侧板22的中部设置有开口向下的豁口223。通过设置豁口223，能够去除侧板22厚度较薄部分，保留侧板22中厚度较厚且强度较好的部分，从而降低了端盖2的加工难度，提高了端盖2的强度，且节省了材料，有利于降低成本。

本实施例中，豁口223延伸至盖板21的底面，使得每个侧板22包括两个间隔设置的延伸臂，相邻两个侧板22的延伸臂连接且位于盖板21的拐角处。

进一步地，端盖2由绝缘材料制成，能够隔开电芯1外壳与其他结构，有利于提高电芯模组的可靠性。

可选地，端盖2可以采用塑胶材料，成本低，质量轻。可选地，端盖2通过注塑工艺一体成型，以简化加工步骤。

具体地，如图6所示，电芯1的一端设置有电极柱11，电极柱11需要与汇流件3连接，以便通过汇流件3将多个电芯1电连接。为了保证电芯模组能够正常工作，汇流件3需要与电芯1的外壳绝缘。现有技术中一般通过对汇流件3做绝缘处理实现汇流件3和电芯1外壳的绝缘，极大地增加了电芯模组的成本。

为解决上述问题，结合图4和图6所示，盖板21上设置有通孔211，电芯1的电极柱11由通孔211伸出端盖2外，以便电芯1与汇流件3连接。端盖2还用于支撑汇流件3，从而将回流条与电芯1的外壳隔开，避免汇流件3与电芯1的外壳接触。本实施例中的汇流件3不需要进行绝缘处理，有利于降低加工成本。通过端盖2隔开汇流件3和电芯1的外壳，汇流件3与电芯1的外壳的绝缘效果好。

进一步地，结合图7和图8所示，盖板21的外壁上环绕通孔211设置有凸缘23，凸缘23用于支撑汇流件3，能够进一步增大汇流件3与电芯1外壳之间的距离，从而使汇流件3与电芯1的外壳的绝缘效果好。

可选地，盖板21或凸缘23上设置有与汇流件3配合的定位柱，汇流件3上设置有定位孔。当安装汇流件3时，定位柱伸入定位孔内，以通过定位柱和定位孔的配合限制汇流件3的位置，提高汇流件3的定位效果，避免汇流件3因外力移位而与电极柱11脱离或与电芯1的外壳接触，定位柱与定位孔之间的连接可以为卡接也可以为铆接。

可选地，端盖2与电芯1通过胶粘结固定，以在实现端盖2和电芯1固定的基础上，避免破坏电芯1的结构，减小端盖2与电芯1固定后的尺寸。

因端盖2中盖板21上设置有通孔211，且通孔211与电极柱11配合，若粘接过程中胶溢出覆盖盖板21的外壁或电极柱11，将会影响电极柱11与汇流件3的导通效果，进而需要在粘结工序后增加除胶工序，不仅增加了加工工序和成本，而且在除胶过程中容易损坏电芯1。

为避免出现上述问题，本实施例中端盖2的侧板22与电芯1粘接固定。一方面能够增加施胶位置与盖板21之间的距离，避免溢胶覆盖盖板21或电极柱11；另一方面，施胶位置设置在侧板22上，能够利用容纳槽的开口和豁口223进行施胶操作，操作更方便。

为提高端盖2与电芯1的固定效果，侧板22与电芯1的粘接面积为侧板22与电芯1的接触面积的50％-80％，例如60％、65％、70％或75％。

进一步地，为了方便电芯1的一端伸入容纳槽内，容纳槽与电芯1间隙配合，方便电芯1与端盖2装配。

为保证侧板22与电芯1之间有一定的接触压力进而提高粘接效果，可选地，容纳槽与电芯1的配合间隙为1-2mm，例如1.2mm、1.4mm、1.5mm、1.7mm或1.9mm。

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 (17)

1.一种电芯模组，其特征在于，包括多个电芯(1)和多个端盖(2)，每个所述电芯(1)上均设置有一个所述端盖(2)，相邻两个所述端盖(2)可拆卸连接，以使多个所述电芯(1)相对固定成组。

2.根据权利要求1所述的电芯模组，其特征在于，所述端盖(2)上设置有容纳槽，所述电芯(1)的端部固定于所述容纳槽内。

3.根据权利要求2所述的电芯模组，其特征在于，所述端盖(2)包括盖板(21)和侧板(22)，所述盖板(21)为多边形板，所述盖板(21)的每个侧边均连接有所述侧板(22)，相邻两个所述端盖(2)的相对的两个所述侧板(22)卡接。

4.根据权利要求3所述的电芯模组，其特征在于，所述多边形板的边数为偶数，位于所述多边形板相对两侧的两个所述侧板(22)中的一个上设置有卡块(221)，另一个上设置有卡槽(222)，相邻设置的两个所述端盖(2)的所述卡块(221)与所述卡槽(222)卡接。

5.根据权利要求4所述的电芯模组，其特征在于，所述卡槽(222)的宽度沿所述电芯(1)径向向所述容纳槽内部逐渐增大，所述卡块(221)的形状与所述卡槽(222)的形状相适配。

6.根据权利要求3所述的电芯模组，其特征在于，所述盖板(21)为正六边形板。

7.根据权利要求3所述的电芯模组，其特征在于，所述电芯(1)为圆柱型，所述侧板(22)朝向所述电芯(1)的侧面为与所述电芯(1)的外侧壁相适配的弧形面，所述侧板(22)背离所述电芯(1)的侧面为平面。

8.根据权利要求7所述的电芯模组，其特征在于，所述侧板(22)的中部设置有开口向下的豁口(223)。

9.根据权利要求3所述的电芯模组，其特征在于，所述侧板(22)与所述电芯(1)粘接固定。

10.根据权利要求9所述的电芯模组，其特征在于，所述侧板(22)与所述电芯(1)的粘接面积为所述侧板(22)与所述电芯(1)的接触面积的50％-80％。

11.根据权利要求2所述的电芯模组，其特征在于，所述容纳槽与所述电芯(1)间隙配合，且配合间隙为1-2mm。

12.根据权利要求2所述的电芯模组，其特征在于，所述容纳槽的深度为5-20mm。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的电芯模组，其特征在于，所述端盖(2)套设于所述电芯(1)的一端，所述端盖(2)上设置有通孔(211)，所述电芯(1)的电极柱(11)由所述通孔(211)伸出所述端盖(2)外。

14.根据权利要求13所述的电芯模组，其特征在于，所述端盖(2)由绝缘材料制成并能支撑连接所述电极柱(11)的汇流件(3)。

15.根据权利要求14所述的电芯模组，其特征在于，所述端盖(2)上环绕所述通孔(211)凸设有凸缘(23)，所述凸缘(23)用于支撑与所述电极柱(11)连接的汇流件(3)。

16.根据权利要求15所述的电芯模组，其特征在于，所述端盖(2)上设置有与所述汇流件(3)配合的定位柱。

17.一种电池系统，其特征在于，包括如权利要求1-16中任一项所述的电芯模组。

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