CN218334106U - 一种电池模组、电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及提供一种电池模组、电池及用电设备，电池模组包括：电芯组，电芯组包括多个依次堆叠排列的电芯单元，各电芯单元的宽度方向的两侧端面上分别设有极柱和顶盖；端板，设于电芯组的长度方向的两端面外；线束隔离板，设于电芯组的宽度方向的两侧端面上；汇流排，设于线束隔离板上；输出极组件，设于端板上，输出极组件上设有连接件。对于极柱设置在电芯单元的两侧端面上的电池模组来说，采用本申请的电池模组的装配方式，使电池模组的装配更简易，电池模组的结构更紧凑。

Description

一种电池模组、电池及用电设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池模组、电池及用电设备。

背景技术

动力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。动力电池系统由多个模组串并联而成，并通过机械结构和各级电池管理机构组成完整的供电系统。而电池模组则由各种形态电芯串并联组合而成，再设置外部框架、固定装置、电连接装置、绝缘装置和常见的冷却装置，形成整个电池模组。

电芯作为构成电池模组的最小单元，实现电能和化学能转换，它是提供能量的来源。电芯上设有正负极柱、顶盖、防爆阀等，正负极柱一般设置在电芯顶部，而对于极柱设置在电芯侧端面的电芯来说，在进行串并联组装成电池模组时，往往导致装配过程繁琐，降低了电池模组装配的工作效率。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种电池模组、电池及用电设备，用于简化电池模组的装配过程，提高电池包装的工作效率。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请提供一种电池模组，包括：

电芯组，所述电芯组包括多个依次堆叠排列的电芯单元，各所述电芯单元的宽度方向的两侧端面上分别设有极柱和顶盖；

端板，设于所述电芯组的长度方向的两端面外；

线束隔离板，设于所述电芯组的宽度方向的两侧端面上；

汇流排，设于所述线束隔离板上；以及

输出极组件，设于所述端板上，所述输出极组件上设有连接件。

于一实施例中，所述端板的宽度方向的两侧端面上均设有与所述输出极组件配合连接的第一避让槽，所述端板上设有用于所述线束隔离板连接的配合卡槽。

于一实施例中，所述线束隔离板上设有多个用于避让所述极柱的第二避让槽；

位于所述第二避让槽处，且与每个所述极柱的其中一个边缘贴合的所述线束隔离板上均设有向所述极柱的其中一个延伸边缘弯折的折边，所述折边用于限制和抵紧所述极柱；

位于相邻两个所述第二避让槽之间的所述线束隔离板向下延伸形成支架，用于支撑所述汇流排；

所述线束隔离板两端面上均设有端板配合面板，所述端板配合面板上设有与所述配合卡槽配合接入的接入件。

于一实施例中，所述输出极组件包括：

输出极片，所述输出极片弯折形成第一缓冲部，所述输出极片端部弯折形成第二缓冲部；以及

紧固件，设于所述输出极片上，且位于所述第一缓冲部和所述第二缓冲部之间。

于一实施例中，所述紧固件上设有与所述第一避让槽配合连接的第三缓冲部，用于限位及固定所述输出极组件。

于一实施例中，所述第二缓冲部向内对称折弯，形成抵触通道，所述连接件一端设于所述第二缓冲部内，并由所述抵触通道进行夹紧固定，另一端伸出所述第二缓冲部并向外折弯。

于一实施例中，所述汇流排中部弯折形成凸起部，用于嵌入相邻所述极柱之间。

于一实施例中，还包括：多个缓冲垫，设于相邻堆叠排列的所述电芯单元之间。

第二方面，本申请提供一种电池，包括本申请第一方面任一项实施例所述的电池模组。

第三方面，本申请提供一种用电设备，包括本申请第二方面所述的电池。

本申请与现有技术相比的有益效果是：对于极柱设置在电芯单元的两侧端面上的电池模组来说，采用本申请的电池模组的装配方式，使电池模组的装配更简易，电池模组的结构更紧凑。

本申请的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的某些实施例，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为本申请一实施例提供的电池模组的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的电芯单元的结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的缓冲垫的结构示意图；

图4为本申请一实施例提供的端板的结构示意图；

图5为本申请一实施例提供的端板的俯视图；

图6为图5中A-A向剖视图；

图7为本申请一实施例提供的电芯组与缓冲垫、端板的连接结构示意图；

图8为本申请一实施例提供的线束隔离板的结构示意图；

图9为本申请一实施例提供的线束隔离板的正视图；

图10为本申请一实施例提供的线束隔离板的俯视图；

图11为本申请一实施例提供的线束隔离板与电芯组、端板的连接结构示意图；

图12为图11中的俯视图；

图13为图12中B-B向剖视图；

图14为图13中A处放大示意图；

图15为本申请一实施例提供的汇流排的结构示意图；

图16为本申请一实施例提供的输出极组件的结构示意图；

图17为图16的正视图；

图18为图17中C-C向剖视图；

图19为本申请一实施例提供的输出极片的结构示意图；

图20为本申请一实施例提供的输出极片的正视图；

图21为图20中D-D向剖视图；

图22为本申请一实施例提供的紧固件的结构示意图；

图23为本申请一实施例提供的紧固件的俯视图；

图24为图23中E-E向剖视图；

图25为本申请一实施例提供的电池模组的正视图；

图26为图25中F-F向剖视图；

图27为图26中B处放大示意图；

图28为图25中G-G向剖视图；

图29为图25中的H-H向剖视图；

图30为图29中C处放大示意图。

图标：

1-电池模组；100-电芯组；110-电芯单元；1101-极柱；1102-顶盖；120-端板；121-第一避让槽；122-配合卡槽；130-线束隔离板；131-第二避让槽；132-折边；133-支架；1331-支撑底板；134-端板配合面板；1341-接入件；140-汇流排；141-凸起部；150-输出极组件；151-输出极片；1511-第一缓冲部；1512-第二缓冲部；1513-抵触通道；152-紧固件；1521-第三缓冲部；153-绝缘材料层；160-连接件；170-缓冲垫。

具体实施方式

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，并不表示排列序号，也不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”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。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“左”、“右”、“上”、“下”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，或者是该申请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申请和简化描述，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的限制。

在本申请的描述中，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。

请参照图1-图7，本申请提供一种电池模组1，包括：电芯组100、端板120、线束隔离板130、汇流排140、输出极组件150。其中，电芯组100包括多个依次堆叠排列的电芯单元110，各电芯单元110的宽度方向的两侧端面上分别设有极柱1101和顶盖1102，极柱1101凸出于顶盖1102设置(请参照图2)。端板120设于电芯组100的长度方向的两端面外，线束隔离板130设于电芯组100的宽度方向的两侧端面上，汇流排140设于线束隔离板130上，输出极组件150设于端板120上，输出极组件150上设有连接件160。

需要说明的是，当电芯单元110的一侧端面上的极柱1101为正极柱时，则电芯单元110的另一侧端面上的极柱1101为负极柱。

请参照图1、图3以及图7，在相邻堆叠排列的电芯单元110之间设有缓冲垫170。缓冲垫170沿着电芯单元110的长度或宽度方向间隔排布。缓冲垫170的长度和宽度与电芯单元110的长度和宽度一致。

于一实施例中，缓冲垫170可以是具有较大弹性模量的硅胶层，硅胶层反弹效果好，不受温度的影响。通过选择弹性模量较大的缓冲垫170可以保证各电芯单元110之间的预紧力满足要求，进而降低装配件的厚度精度要求，当电池模组1在使用过程中受到冲击力或自身膨胀力时，缓冲垫170就可以发生较大的变形，进而吸收电池模组1受到的冲击力或膨胀力。

请参照图4-图6，在端板120的宽度方向的两侧端面上均设有与输出极组件150配合连接的第一避让槽121(请参照图4、图6)，在端板120顶部两端上均设有用于线束隔离板130连接的配合卡槽122(请参照图5)。

请参照图8-图10，线束隔离板130上设有多个用于避让极柱1101的第二避让槽131，位于第二避让槽131处，且与每个极柱1101的其中一个边缘贴合的线束隔离板130上均设有向极柱1101的其中一个延伸边缘弯折的折边132，折边132用于限制和抵紧极柱1101。位于相邻两个第二避让槽131之间的线束隔离板130向下延伸形成支架133，在支架133底部设有向外延伸的支撑底板1331，用于抵紧和支撑汇流排140。

请参照图9、图10，在线束隔离板130两端面上均设有端板配合面板134，在端板配合面板134上设有与配合卡槽122配合接入的接入件1341。

于一实施例中，接入件1341与配合卡槽122为卡扣连接。具体地，接入件1341可以为卡扣、插槽、挂钩、卡盘等多种对接模式。请参照图14，接入件1341为挂钩结构。端板配合面板134上的配合卡槽122为卡孔，使挂钩卡接在卡孔内，以使线束隔离板130和端板120连接后保证安装的牢靠性，且方便拆卸，节省操作时间。

请参照图11-图14，当将线束隔离板130安装到电芯组100的宽度方向的两侧端面上时，使每个电芯单元110上的极柱1101穿过线束隔离板130上的第二避让槽131，从而使极柱1101被限制和卡紧在线束隔离板130上的折边132内，使支架133夹紧在相邻的两个极柱1101之间。同时，将端板配合面板134上的接入件1341插入到端板120顶部的配合卡槽122内进行锁定，从而完成线束隔离板130与端板120的连接(请参照图13、图14)。

请参照图15，汇流排140中部弯折形成凸起部141，用于嵌入相邻极柱1101之间。请参照图11，在完成线束隔离板130与端板120的连接之后，将汇流排140中部弯折的凸起部141对准相邻两个极柱1101夹紧的支架133表面，汇流排140表面与极柱1101贴紧。汇流排140底部支撑在支撑底板1331时，汇流排140两侧端面限位在折边132内，从而使线束隔离板130将汇流排140与极柱1101抵紧，并固定在极柱1101上。

请参照图16-图24，输出极组件150包括：输出极片151、紧固件152(请参照图16)。其中，输出极片151弯折形成第一缓冲部1511，输出极片151端部弯折形成第二缓冲部1512(请参照图19)；紧固件152设于输出极片151上，且位于第一缓冲部1511和第二缓冲部1512之间(请参照图16、与18)。第一缓冲部1511和第二缓冲部1512能够吸收振动冲击产生的力。于一实施例中，紧固件152可以是具有弹性性能的卡簧。

于一实施例中，请参照图16、图18，在输出极片151的第一缓冲部1511、第二缓冲部1512的外部包裹有一层绝缘材料层153，例如聚氯乙烯，聚乙烯等。紧固件152可以焊接在绝缘材料上。

于一实施例中，请参照图19-图21，第二缓冲部1512向内对称折弯，形成抵触通道1513，连接件160一端设于第二缓冲部1512内，并由抵触通道1513进行夹紧固定(请参照图1)，另一端伸出第二缓冲部1512并向外折弯。本实施例中，连接件160可以是铜排，通过焊接的方式将铜排连接在第二缓冲部1512内的抵触通道1513处。

请参照图22-图24，紧固件152上设有与第一避让槽121配合连接的第三缓冲部1521(请参照图22)，用于限位及固定输出极组件150。

请参照图1、图25-图30，本申请的电池模组1安装过程如下：

步骤一：安装电芯组100；具体地，请参照图7，将多个电芯单元110依次排列堆叠，在相邻两个电芯单元110之间设置缓冲垫170，使电芯单元110、缓冲垫170依次堆叠排列，形成电芯组100。

步骤二：将两个端板120分别设置在电芯组100长度方向的两侧外，将两个线束隔离板130分别设置在电芯组100宽度方向的两外侧，使每个电芯单元110上的极柱1101穿过线束隔离板130上的第二避让槽131，使极柱1101被限制和卡紧在线束隔离板130上的折边132内，使支架133夹紧在相邻的两个极柱1101之间。同时，将端板配合面板134上的接入件1341插入到端板120顶部的配合卡槽122内进行锁定，从而完成线束隔离板130与端板120的连接(请参照图11-图14)。

步骤三：安装汇流排140；将汇流排140中部弯折的凸起部141对准相邻两个极柱1101夹紧的支架133表面，汇流排140表面与极柱1101贴紧。汇流排140底部支撑在支撑底板1331，汇流排140两侧端面限位在折边132内(请参照图25、图30)，将汇流排140与极柱1101抵紧，并固定在极柱1101上(请参照图1、图29、图30)。

步骤四：安装输出极组件150；将输出极组件150上的紧固件152插入到端板120上的第一避让槽121内，利用紧固件152上的第三缓冲部1521与第一避让槽121内侧面的摩擦力，使紧固件152卡紧在端板120上。输出极片151上的第一缓冲部1511则刚好插入到相邻的线束隔离板130上的折边和极柱1101之间形成的凹槽内，输出极片151与相邻的极柱1101贴紧，输出极片151上的第二缓冲部1512则紧贴端板120外侧面，从而使输出极组件150牢牢地卡紧并固定在端板120上。连接件160一端设于第二缓冲部1512内，并由抵触通道1513进行夹紧固定(请参照图1、图27)，另一端伸出第二缓冲部1512并向外折弯，从而使连接件160与输出极组件150配合更紧密，不会松脱，保证连接可靠。

步骤五：激光焊接；在完成以上电池模组1的安装后，为保证连接的稳固性，可采用激光焊接的方式，通过激光焊接实现汇流排140与极柱1101之间的连接，将输出极片151的端部与其相邻的极柱1101进行焊接，从而实现电池模组1的电性连接，请参照图1所示。

因此，对于极柱1101设置在电芯单元的两侧端面上的电池模组1来说，采用本申请提供的电池模组1的装配方式，使电池模组1的装配更简易，电池模组1的结构更紧凑。

在具体场景中，电池模组1包括但不限于所有种类的原电池、二次电池、燃料电池、太阳能电池和电容器电池。电池模组1可优选为锂二次电池，包括但不限于锂金属二次电池、锂离子二次电池、锂聚合物二次电池和锂离子聚合物二次电池。本申请实施例的电池模组1可以以单个电池或者多个电池的形式存在。

于一实施例中，本申请提供一种电池，包括以上所述的电池模组1。当电池模组1装配完成后，可在电池模组1外安装壳体，用于保护电池模组1，形成电池。

于一实施例中，本申请还提供一种用电设备，该用电设备包括本申请实施例所述的电池。用电设备可以以各种具体形式来实施，例如，在实际应用场景中，该用电设备包括但不限于为电动工具、无人机、电动车、电动清洁工具、储能产品、电动汽车、电动自行车、电动导航工具等电子产品。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互结合。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池模组，其特征在于，包括：

电芯组，所述电芯组包括多个依次堆叠排列的电芯单元，各所述电芯单元的宽度方向的两侧端面上分别设有极柱和顶盖；

端板，设于所述电芯组的长度方向的两端面外；

线束隔离板，设于所述电芯组的宽度方向的两侧端面上；

汇流排，设于所述线束隔离板上；以及

输出极组件，设于所述端板上，所述输出极组件上设有连接件。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述端板的宽度方向的两侧端面上均设有与所述输出极组件配合连接的第一避让槽，所述端板上设有用于所述线束隔离板连接的配合卡槽。

3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述线束隔离板上设有多个用于避让所述极柱的第二避让槽；

位于所述第二避让槽处，且与每个所述极柱的其中一个边缘贴合的所述线束隔离板上均设有向所述极柱的其中一个延伸边缘弯折的折边，所述折边用于限制和抵紧所述极柱；

位于相邻两个所述第二避让槽之间的所述线束隔离板向下延伸形成支架，用于支撑所述汇流排；

所述线束隔离板两端面上均设有端板配合面板，所述端板配合面板上设有与所述配合卡槽配合接入的接入件。

4.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述输出极组件包括：

输出极片，所述输出极片弯折形成第一缓冲部，所述输出极片端部弯折形成第二缓冲部；以及

紧固件，设于所述输出极片上，且位于所述第一缓冲部和所述第二缓冲部之间。

5.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于，所述紧固件上设有与所述第一避让槽配合连接的第三缓冲部，用于限位及固定所述输出极组件。

6.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于，所述第二缓冲部向内对称折弯，形成抵触通道，所述连接件一端设于所述第二缓冲部内，并由所述抵触通道进行夹紧固定，另一端伸出所述第二缓冲部并向外折弯。

7.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述汇流排中部弯折形成凸起部，用于嵌入相邻所述极柱之间。

8.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，还包括：

多个缓冲垫，设于相邻堆叠排列的所述电芯单元之间。

9.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的电池模组。

10.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池。

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