CN218101621U - 电池组及电池装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及电池技术领域，公开了一种电池组及电池装置；该电池组包括汇流排、电子元器件以及多个单体电池；流排设于多个单体电池的同一侧，且电连接于多个单体电池；电子元器件设于汇流排背离单体电池的一侧；其中，汇流排上设置有熔断结构，熔断结构在基准平面上的正投影与电子元器件在基准平面上的正投影至少部分交叠，基准平面与汇流排靠近电子元器件的一面平行。该电池组空间利用率较高，且不容易过热因而不容易产生安全风险。

Description

电池组及电池装置

技术领域

本公开涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池组及包括该电池组的电池装置。

背景技术

随着现代工业的高速发展，随之带来的环境污染、能源短缺、资源枯竭等方面的问题越来越突出。为了保持经济的可持续发展，保护人类居住的环境和能源供给，电池装置的零排放作为新能源是首当其冲的选择。

但是，目前电池装置内的单体电池容易由于过热而产生安全风险。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

本公开的目的在于克服上述相关技术的容易由于过热而产生安全风险不足，提供一种不容易过热因而不容易产生安全风险的电池组及包括该电池组的电池装置。

根据本公开的一个方面，提供了一种电池组，包括：

多个单体电池；

汇流排，设于多个所述单体电池的同一侧，且电连接于多个所述单体电池；

电子元器件，设于所述汇流排背离所述单体电池的一侧；

其中，所述汇流排上设置有熔断结构，所述熔断结构在基准平面上的正投影与所述电子元器件在所述基准平面上的正投影至少部分交叠，所述基准平面与所述汇流排靠近所述电子元器件的一面平行。

本公开的电池组，在汇流排上设置有熔断结构，熔断结构在基准平面上的正投影与电子元器件在基准平面上的正投影至少部分交叠，使得即使电子元器件在工作过程中发热，且将热量传递至与其相邻的单体电池和汇流排，而导致单体电池和汇流排过热时，汇流排上的熔断结构在过热时可以熔断，以切断电路，避免过热的单体电池产生安全风险，避免影响电池组内其他的单体电池，从而避免引发电池组内部产生安全风险；另外，将电子元器件设于汇流排背离单体电池的一侧，可以降低电池组对空间的占用。

根据本公开的另一个方面，提供了一种电池装置，包括上述所述的电池组。

本公开的电池装置，在汇流排上设置有熔断结构，熔断结构在基准平面上的正投影与电子元器件在基准平面上的正投影至少部分交叠，使得即使电子元器件在工作过程中发热，且将热量传递至与其相邻的单体电池和汇流排，而导致单体电池和汇流排过热时，汇流排上的熔断结构在过热时可以熔断，以切断电路，避免过热的单体电池产生安全风险，避免影响电池组内其他的单体电池，从而避免引发电池组内部产生安全风险，进而避免电池装置发生安全风险；另外，将电子元器件设于汇流排背离单体电池的一侧，可以提高电池组对电池箱内的空间的利用率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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的附图。

图1为本公开电池装置一示例实施方式的结构示意图。

图2为图1中的电池装置拆除保护盖后的局部俯视示意图。

图3为在图2的基础上拆除托架后的局部俯视示意图。

附图标记说明：

1、电池箱；11、底护板；12、保护盖；13、侧板；

2、单体电池；21、第一电极；22、第二电极；

3、固定柱；4、托架；5、虚设电池；

6、汇流排；61、第一排体；611、第一连接端；612、第二连接端；62、第二排体；621、第三连接端；622、第四连接端；63、第三排体；64、第四排体；65、第五排体；66、总排体；67、熔断结构；68、连接部；

7、电子元器件；

81、第一电池行；82、第二电池行；

X、第一方向；Y、第二方向。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。“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。

电池装置内的单体电池2容易由于过热而产生安全风险。但是，过热原因多种多样，而且不容易被发现。经过无数次的试验以及对电池装置的分析，发现一部分单体电池2的过热是由于电子元器件7发热量较大，将电子元器件7设置在汇流排6背离单体电池2的一侧时，电子元器件7会将热量传递至汇流排6和单体电池2，从而导致汇流排6和单体电池2过热而产生安全风险。

本公开示例实施方式提供了一种电池组，参照图1-图3所示，该电池组可以包括汇流排6、电子元器件7以及多个单体电池2；汇流排6设于多个单体电池2的同一侧，且电连接于多个单体电池2；电子元器件7设于汇流排6背离单体电池2的一侧；其中，汇流排6上设置有熔断结构67，熔断结构67在基准平面上的正投影与电子元器件7在基准平面上的正投影至少部分交叠，基准平面与汇流排6靠近电子元器件7的一面平行。

基于同一发明构思，本公开示例实施方式提供了一种电池装置，该电池装置可以包括下述任意一项所述的电池组。

本公开的电池组和电池装置，在汇流排6上设置有熔断结构67，熔断结构67在基准平面上的正投影与电子元器件7在基准平面上的正投影至少部分交叠，使得即使电子元器件7在工作过程中发热，且将热量传递至与其相邻的单体电池2和汇流排6，而导致单体电池2和汇流排6过热时，汇流排6上的熔断结构67在过热时可以熔断，以切断电路，避免过热的单体电池2产生安全风险，避免影响电池组内其他的单体电池2，从而避免引发电池组内部产生安全风险，进而避免电池装置发生安全风险；另外，将电子元器件7设于汇流排6背离单体电池2的一侧，可以降低电池组对空间的占用，进而可以提高电池组对电池箱1内的空间的利用率。

下面对电池组和电池装置进行举例说明。

参照图1所示，电池装置可以包括电池箱1，电池箱1可以包括底护板11、保护盖12和四个侧板13，底护板11和保护盖12可以设置为矩形，在底护板11的四周设置有四个侧板13，四个侧板13首尾连接形成矩形圈，在四个侧板13的另一侧设置有保护盖12，保护盖12与底护板11相对设置。底护板11、保护盖12和四个侧板13围绕形成容纳空间。

当然，在本公开的其他示例实施方式中，底护板11和保护盖12可以设置为圆形、椭圆形、梯形等等，侧板13可以设置为一个或多个，且围绕形成圆形、椭圆形、梯形等等，使得电池箱1体形成为圆柱状、椭圆柱状、棱柱状等等。电池箱1体还可以时其他形状，在此不一一赘述。

在电池箱1内设置有多个单体电池2，多个单体电池2的第二面可以与电池箱1的底护板11通过粘接胶粘接，从而将多个单体电池2固定在电池箱1内。这种固定方法简便，而且固定较为牢固。

该单体电池2可以为圆柱体。单体电池2可以包括电池壳体和电芯。电池壳体可以设置为圆柱形，即电池壳体可以包括相对设置的第一面和第二面，第一面和第二面均设置为圆形，在第一面和第二面之间连接有第三面，第三面设置为圆柱面。在第一面上设置有通孔。

在本示例实施方式中，在电池壳体的容纳部内设置有电芯，电芯设置为与电池壳体相适配的圆柱体。在电芯外设置有电芯保护膜，电芯保护膜设置为与电芯相适配的圆筒状，在电芯的底部设置有电芯托板，电芯托板与电芯保护膜使得电芯与电池壳体之间绝缘。电芯可以包括多个正极片和多个负极片。

在电芯的靠近第一表面的一侧设置有一个电池极柱，多个正极片均连接至电池极柱；电池极柱通过第一面上的通孔伸出电池壳体形成单体电池2的正极。而多个负极片均连接至第一面，第一面形成单体电池2的负极。如此设置的单体电池2的正极和负极从同侧引出。当然，电池极柱可以是单体电池2的负极，第一面可以是单体电池2的正极。电池极柱可以是单体电池2的第一电极21，第一面可以是单体电池2的第二电极22。

参照图2和图3所示，图3中的虚线表示托架4和电子元器件7。多个单体电池2沿第一方向X排列形成第一电池行81，第一电池行81内的相邻两个单体电池2之间设置有第一间隙；多个单体电池2沿第一方向X排列形成第二电池行82，第二电池行82内的相邻两个单体电池2之间设置有第二间隙；第一电池行81与第二电池行82在第二方向Y上交替排布，即使得相邻两个第一电池行81之间设置有一个第二电池行82，相邻两个第二电池行82之间设置有一个第一电池行81。第一方向X与第二方向Y相交，例如，第一方向X与第二方向Y垂直。

而且，第二电池行82内的单体电池2与第一电池行81的第一间隙相对设置，第一电池行81内的单体电池2与第二电池行82的第二间隙相对设置；由于单体电池2为圆柱体，因此，相邻两个单体电池2之间形成有类似三角形状的容纳空间，如此设置，使得相邻的第二电池行82内的单体电池2将该容纳空间的一部分占据，提高电池箱1内空间的占用率，从而提高电池装置的能量密度。

在单体电池2之间还设置有六个固定柱3，固定设置为圆柱形，且固定柱3的直径与单体电池2的直径相同。为了方便固定柱3与多个单体电池2的排列和固定，固定柱3可以设置在第一电池行81内，在设置固定柱3的位置无法设置单体电池2，而且由于定柱的直径与单体电池2的直径相同，因此，固定柱3可以取代一个单体电池2，但是固定柱3不需要进行电连接。

六个固定柱3可以设置在两个第一电池行81内，具体地，三个固定柱3可以设置在一个第一电池行81内，另外三个固定柱3可以设置在另一个第一电池行81内，且六个固定柱3之间是两两对称设置的。

固定柱3具有相对设置的第一端和第二端，第一端靠近保护盖12设置，且第一端突出于单体电池2，第二端靠近底护板11设置。

在固定柱3的背离底护板11的一侧设置有托架4，具体地，托架4连接于固定柱3的第一端。托架4可以设置为圆角长方体的板状，固定柱3用于支撑托架4，因此，六个固定柱3的中心点连接形成一个长方形，以与圆角长方体板状的托架4相适配，使得六个固定柱3能够均匀地支撑托架4。

当然，在本公开的另外一些示例实施方式中，固定柱3的数量可以根据需要设置；而且固定柱3的排布方式也可以根据需要设置，例如，多个固定柱3可以均设置在第二电池行82内，或者，多个固定柱3中的一部分可以均设置在第一电池行81内，另一部分可以均设置在第二电池行82内。另外，多个固定柱3排列形成的形状也可以根据托架4的形状设置。

固定柱3设置为绝缘导热圆柱体，即固定柱3的材料为绝缘导热材料。通过固定柱3可以使得固定柱3相对两侧的两组单体电池2之间绝缘，而且，可以使得单体电池2的热量进行传导散热，避免单体电池2产生的热量无法传递出去，而导致过热产生安全隐患。

另外，在本公开的其他一些示例实施方式中，可以将固定柱3的直径设置的较大，使得固定柱3与其相对两侧的两个单体电池2均接触。而且，固定柱3也可以设置为截面为矩形或各种多边形的棱柱状。

在固定柱3内设置有通孔，吊装螺钉通过固定柱3上的通孔，可以将电池装置吊装在用电设备上。

由于一个固定柱3占据了一个单体电池2的位置，导致设置固定柱3的电池行内的单体电池2的数量比，没有设置固定柱3的电池行内的单体电池2的数量要少，两者的单体电池2的数量差值为一个电池行内设置的固定柱3的数量。从而导致各个电池行内包含的单体电池2的数量不一致，不方便多个单体电池2之间的规律性的电连接。

进一步地，参照图3所示，为了使得多个单体电池2之间能够规律性的电连接，电池组还可以包括虚设电池5。虚设电池5设置为圆柱形，且虚设电池5的直径与单体电池2的直径相同，虚设电池5内没有设置电芯，虚设电池5不需要进行电连接。

虚设电池5与固定柱3位于不同的电池行，即虚设电池5设置在没有设置固定柱3的第一电池行81和第二电池行82内，而且虚设电池5在第一电池行81和第二电池行82内的排序与固定柱3在第一电池行81和第二电池行82内的排序相同，例如，固定柱3设置在第一电池行81内的第四个，虚设电池5也设置在第一电池行81和第二电池行82内的第四个。

虚设电池5的高度可以等于单体电池2的高度，使得虚设电池5可以支撑设置在其上方的汇流排6。

虚设电池5设置为绝缘和/或导热圆柱壳体，即虚设电池5的材料可以为绝缘导热材料，也可以是绝缘材料，还可以是导热材料。通过虚设电池5可以使得虚设电池5相对两侧的两组单体电池2之间绝缘，而且，可以使得单体电池2的热量进行传导散热，避免单体电池2产生的热量无法传递出去，而导致过热产生安全隐患。

另外，在本公开的其他一些示例实施方式中，可以将虚设电池5的直径设置的较大，使得虚设电池5与其相对两侧的两个单体电池2均接触。而且，虚设电池5也可以设置为截面为矩形或各种多边形的棱柱状。

参照图2和图3所示，在多个单体电池2的背离底护板11的一侧设置有汇流排6。

汇流排6可以包括总排体66、第一排体61、第二排体62、第三排体63、第四排体64、第五排体65以及连接部68等等，总排体66设置为长方形的板状。在总排体66的长边一侧连接六个第三排体63的一端，第三排体63设置为长条形，六个第三排体63的另一端连接六个单体电池2的电池极柱，使得这六个单体电池2并联连接于总排体66，以增加电池组的电流；第四排体64的一端连接于这六个单体电池2的负极，第四排体64的另一端连接于相邻六个单体电池2的电池极柱；后续的单体电池2通过第四排体64依次连接。

连接部68连接在相邻的第四排体64之间，连接部68的宽度小于第四排体64的宽度。通过连接部68使得相邻的两列单体电池2串联，以增加电池组的电压。

由于电池组为多个单体电池2并联形成多个电池单元然后多个电池单元串联的结构，多个单体电池2并联后电流会增加，因此，连接串联连接单体电池2的汇流排6上的电流会增加，导致串联连接单体电池2的汇流排6容易过热，在串联连接单体电池2的汇流排6上设置有熔断结构67，在汇流排6过热时，汇流排6上的熔断结构67在过热时可以熔断，以切断电路，避免过热的单体电池2产生安全风险，避免影响电池组内其他的单体电池2，从而避免引发电池组内部产生安全风险，进而避免电池装置发生安全风险。

进一步地，参照图3所示，在设置虚设电池5的位置，由于虚设电池5不需要进行电连接，因此，第五排体65直接连接与虚设电池5位于同一电池行，且位于虚设电池5两侧的两个单体电池2，具体地，第五排体65的一端连接于虚设电池5一侧的单体电池2的电池极柱，第五排体65的另一端连接于虚设电池5另一侧的单体电池2的负极；导致连接虚设电池5两侧的两个单体电池2的第五排体65的长度较长，使得该第五排体65的电阻较大，在本示例实施方式中，将该第五排体65的宽度设置的较宽，即第五排体65的宽度大于第四排体64的宽度，从而降低第五排体65的电阻，使得第五排体65的电阻与第四排体64的电阻基本保持一致。另外，由于虚设电池5的高度与单体电池2的高度相同，虚设电池5可以起到对第五排体65的支撑作用。

在设置固定柱3的位置，由于固定柱3不需要进行电连接，而且固定柱3第一端需要与托架4连接，因此，在固定柱3背离底护板11的一端不能设置汇流排6，即汇流排6需要避让固定柱3。

固定柱3两侧的单体电池2通过两个第一排体61和第二排体62连接，具体地，第一排体61可以包括相互连接的第一连接端611和第二连接端612，两个第一连接端611对应连接于两个单体电池2的第一电极21，这两个单体电池2为固定柱3一侧的单体电池2和虚设电池5一侧的单体电池2，且这两个单体电池2位于固定柱3和虚设电池5的同一侧；两个第二连接端612连接为一体；且两个第二连接端612位于虚设电池5背离底护板11的一侧，由于虚设电池5的高度与单体电池2的高度相同，通过虚设电池5可以对两个第一排体61进行支撑。通过两个第一排体61将两个单体电池2并联连接。

第二排体62可以包括相互连接的第三连接端621和第四连接端622，第三连接端621连接于两个第一排体61的第二连接端612，且第三连接端621位于虚设电池5背离底护板11的一侧，通过虚设电池5可以对第三连接端621进行支撑。第四连接端622连接于另一个单体电池2的第二电极22，第四连接端622连接于虚设电池5另一侧的单体电池2的第二电极22。通过第二排体62将并联的两个单体电池2与另一个单体电池2串联。

由于电池并联后电流会增加，因此，第二排体62上的电流是两个第一排体61上的电流之和。电流增大，发热量也会增加，因此，第二排体62发热量较大，容易引发电池装置内部安全风险；将熔断结构67设于第二排体62，熔断结构67可以在第二排体62发热量较大温度升高的情况下熔断，切断电路，从而避免引发电池装置内部安全风险。

熔断结构67的厚度小于第二排体62的厚度，或者，熔断结构67的宽度小于第二排体62的最小宽度。当然，也可以是熔断结构67的厚度小于第二排体62的厚度，且熔断结构67的宽度小于第二排体62的最小宽度。

另外，在本示例实施方式中，可以是第二排体62与与其同行的第一排体61连接形成上述第五排体65，另一个第一排体61连接于第五排体65的一侧。

需要说明的是，上述单体电池2的数量只是举例说明，并不构成对本公开的限定，单体电池2的数量可以根据实际的电压以及电流的要求进行设定。

在本示例实施方式中，托架4设置在汇流排6背离单体电池2的一侧。

为了提高电池装置内部空间的利用率，在托架4背离单体电池2的一侧设置有多个电子元器件7，电子元器件7可以包括继电器和/或熔断器和/或预充电阻，即电子元器件7包括继电器、熔断器、预充电阻中的一种、两种或多种。但是电子元器件7发热较多，电子元器件7的热量会通过托架4传递至与其相邻的单体电池2和汇流排6，容易导致单体电池2和汇流排6过热而引发电池装置内部安全风险。

将熔断结构67设置为在基准平面上的正投影与电子元器件7在基准平面上的正投影至少部分交叠，基准平面与汇流排6靠近电子元器件7的一面平行，使得在电子元器件7在工作过程中发热，且将热量传递至与其相邻的单体电池2和汇流排6，而导致单体电池2和汇流排6过热时，汇流排6上的熔断结构67在过热时可以熔断，切断电路，从而避免引发电池装置内部安全风险。

需要说明的是，上述提及的“平行”、“垂直”，并不是完全平行、垂直，而是有一定的误差的；例如，两者之间的夹角大于等于0°且小于等于5°，即认为这两者相互平行；两者之间的夹角大于等于85°且小于等于95°，即认为这两者相互垂直。

另外，在保护盖12上设置有凹陷部，凹陷部可以通过从保护盖12的靠近单体电池2的一侧冲压形成，凹陷部用于容纳托架4、电子元器件7等等。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (11)

1.一种电池组，其特征在于，包括：

多个单体电池；

汇流排，设于多个所述单体电池的同一侧，且电连接于多个所述单体电池；

电子元器件，设于所述汇流排背离所述单体电池的一侧；

其中，所述汇流排上设置有熔断结构，所述熔断结构在基准平面上的正投影与所述电子元器件在所述基准平面上的正投影至少部分交叠，所述基准平面与所述汇流排靠近所述电子元器件的一面平行。

2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述熔断结构位于串联连接所述单体电池的汇流排上。

3.根据权利要求2所述的电池组，其特征在于，所述汇流排包括：

至少两个第一排体，所述第一排体包括相互连接的第一连接端和第二连接端，至少两个所述第一连接端对应连接于至少两个所述单体电池的第一电极，至少两个所述第二连接端连接为一体；

第二排体，包括相互连接的第三连接端和第四连接端，所述第三连接端连接于至少两个所述第一排体的所述第二连接端，所述第四连接端连接于另一所述单体电池的第二电极，所述熔断结构设于所述第二排体。

4.根据权利要求3所述的电池组，其特征在于，所述熔断结构的厚度小于所述第二排体的厚度，和/或，所述熔断结构的宽度小于所述第二排体的最小宽度。

5.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述电池组还包括：

固定柱，设于所述单体电池之间，所述固定柱具有相对设置的第一端和第二端，所述第一端突出于所述单体电池；

托架，连接于所述固定柱的所述第一端，所述电子元器件设于所述托架背离所述单体电池的一侧。

6.根据权利要求5所述的电池组，其特征在于，所述熔断结构与所述固定柱相邻设置。

7.根据权利要求5所述的电池组，其特征在于，所述电池组还包括：

虚设电池，与所述固定柱以及多个所述单体电池排列形成多个电池行，所述虚设电池与所述固定柱相邻设置，且与所述固定柱位于不同的电池行。

8.根据权利要求7所述的电池组，其特征在于，所述固定柱在所述电池行的排序与所述虚设电池所述电池行的排序相同。

9.根据权利要求7所述的电池组，其特征在于，所述虚设电池设置为绝缘和/或导热圆柱壳体，所述虚设电池的直径与所述单体电池的直径相同。

10.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述电子元器件包括继电器和/或熔断器和/或预充电阻。

11.一种电池装置，其特征在于，包括权利要求1～10任意一项所述的电池组。

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