CN218632352U - 一种电芯机构、电芯组件及电动车辆 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种电芯机构、电芯组件及电动车辆，涉及电池技术领域。该电芯机构所述电芯机构包括极柱、电芯外壳、导电片、电芯极片、电芯外壳和电芯盖板；所述电芯极片设置有极耳，所述导电片与所述电芯极片的极耳焊接安装，所述电芯极片安装在所述电芯外壳；所述电芯盖板设置有法兰边，所述电芯外壳和所述电芯盖板沿着所述法兰边焊接密封成型，通过所述电芯外壳和所述电芯盖板将所述电芯极片封装；所述电芯外壳的两侧设置有凹槽，所述极柱包括正极柱和负极柱，所述正极柱、所述负极柱分别设置在所述电芯外壳两侧的凹槽内，且所述极柱在凹槽内不超出所述电芯外壳的端面。该电芯机构可以实现提高带法兰边的电芯的热管理效果。

Description

一种电芯机构、电芯组件及电动车辆

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电芯机构、电芯组件及电动车辆。

背景技术

现有技术中的一种电芯，其结构形式为：电芯为长方形，电芯一面的两侧有两个凹槽、另一面有正负极柱，且电芯设置有法兰边。然而，电芯四周的法兰边造成了电芯集成为模组、或者集成pack时候带来困难；因为法兰边的存在，电芯与液冷板接触时候先接触到法兰边，液冷板无法与电芯大面接触，从而，热传导的面积极大减小。造成热管理效果差，热管理效果很难通过设计目标。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种电芯机构、电芯组件及电动车辆，可以实现提高带法兰边的电芯的热管理效果。

第一方面，本申请实施例提供了一种电芯机构，所述电芯机构包括极柱、电芯外壳、导电片、电芯极片、电芯外壳和电芯盖板；

所述电芯极片设置有极耳，所述导电片与所述电芯极片的极耳焊接安装，所述电芯极片安装在所述电芯外壳；

所述电芯盖板设置有法兰边，所述电芯外壳和所述电芯盖板沿着所述法兰边焊接密封成型，通过所述电芯外壳和所述电芯盖板将所述电芯极片封装；

所述电芯外壳的两侧设置有凹槽，所述极柱包括正极柱和负极柱，所述正极柱、所述负极柱分别设置在所述电芯外壳两侧的凹槽内，且所述极柱在凹槽内不超出所述电芯外壳的端面。

在上述实现过程中，该电芯机构通过设置法兰边，可方便地将电芯焊接成一体，但是法兰边本身会影响电芯的热管理效果；通过将电芯的极柱(正、负极柱)设置位于电芯外壳的凹槽内，从而可以使电芯机构的整体更加规则，方便液冷板的布置，可以实现提高带法兰边的电芯的热管理效果。

进一步地，所述电芯机构还包括外壳绝缘片，所述外壳绝缘片设置在所述电芯极片和所述电芯外壳之间。

在上述实现过程中，通过外壳绝缘片实现绝缘作用，从而防止电芯极片的极耳、导电片等与电芯外壳接触、并导致电路导通的情况发生。

进一步地，所述电芯机构还包括绝缘片，所述绝缘片设置于所述极柱和所述电芯外壳之间。

在上述实现过程中，绝缘片设置于极柱和电芯外壳之间，起到绝缘作用，避免漏电的情况发生，可以使电芯外壳不带电。

进一步地，所述电芯机构还包括密封垫，所述导电片通过所述密封垫、再穿过所述外壳绝缘片与所述极柱焊接安装。

在上述实现过程中，通过导电片将电流从电芯极片传输导极柱上，再通过密封垫防止电芯极片内部的电解液沿着电芯外壳的圆孔泄漏。

进一步地，所述电芯外壳或电芯盖板上设置有注液孔和防爆阀。

在上述实现过程中，电芯外壳或电芯盖板上设有注液孔，在电芯外壳和电芯盖板焊接成型后，通过注液孔将电解液注入电芯机构的内部，然后再将注液孔封堵；成型后的电芯机构上有防爆阀，防爆阀可以设置于电芯外壳或电芯盖板上，当电芯机构的内部发生热失控，烟雾和热量可以沿着防爆阀泄出。

第二方面，本申请实施例提供了一种电芯组件，包括液冷板和多个第一方面所述的电芯机构；

两个相邻的所述电芯机构，记为第一电芯机构和第二电芯机构，所述第一电芯机构的电芯外壳和所述第二电芯机构的电芯外壳贴合安装、或所述第一电芯机构的电芯盖板和所述第二电芯机构的电芯盖板贴合安装，以此排列方式成型；

所述液冷板包括凸出的多条流道，两个相邻的所述流道之间设置有一个凹槽，所述流道凸出的表面与所述电芯机构的侧面表面贴合，所述电芯机构的法兰边卡在所述液冷板的凹槽之间。

在上述实现过程中，液冷板通过设置凸出的流道，一个流道与两个电芯机构的侧面相对设置，可以保证液冷板最大限度地与电芯机构的侧面靠近或者接触，从而起到冷却效果，此外液冷板的两个流道之间形成的凹槽，可以为电芯机构的法兰边提供布置空间，并且可以起到对电芯装配过程中限位的作用；从而，该电芯组件可以实现提高带法兰边的电芯的热管理效果。

进一步地，所述电芯组件还包括上盖机构和下框机构；

所述液冷板与所述下框机构密封安装，所述上盖机构与所述下框机构匹配安装。

进一步地，所述液冷板和所述电芯机构之间设置有导热结构胶。

在上述实现过程中，通过设置导热结构胶，一是可以固定电芯机构，二是可以使电芯机构与液冷板之间有较好的热传递性能。

进一步地，所述电芯组件还包括缓冲垫，所述缓冲垫设置在相邻的两个所述电芯机构之间。

在上述实现过程中，电芯机构与电芯机构之间有缓冲垫，可以吸收电芯机构的膨胀力和膨胀量，有利于提高电芯机构的寿命。

第三方面，本申请实施例提供了一种电动车辆，包括第二方面任一项所述的电芯组件。

本申请公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本申请公开的上述技术即可得知。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请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为本申请实施例提供的电芯机构的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的电芯机构的结构第一侧视图；

图3为本申请实施例提供的电芯机构的结构第二侧视图；

图4为本申请实施例提供的电芯机构的爆炸结构示意图；

图5为本申请实施例提供的多个电芯机构的装配示意图；

图6为本申请实施例提供的液冷板和多个电芯机构的装配示意图；

图7为本申请实施例提供的电芯组件的结构示意图。

图标：电芯机构100；极柱110；密封垫120；导电片130；电芯极片140；极耳141；电芯外壳150；外壳绝缘片151；电芯盖板160；法兰边161；绝缘片170；液冷板200；流道210；凹槽220；上盖机构300；下框机构400。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或点连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的联通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

本申请实施例提供了一种电芯机构、电芯组件及电动车辆，可以应用于新能源汽车、动力电池；该电芯机构通过设置法兰边，可方便地将电芯焊接成一体，但是法兰边本身会影响电芯的热管理效果；通过将电芯的极柱(正、负极柱)设置位于电芯外壳的凹槽内，从而可以使电芯机构的整体更加规则，方便液冷板的布置，可以实现提高带法兰边的电芯的热管理效果。

请参见图1至图4，图1为本申请实施例提供的电芯机构的结构示意图，图2为本申请实施例提供的电芯机构的结构第一侧视图，图3为本申请实施例提供的电芯机构的结构第二侧视图，图4为本申请实施例提供的电芯机构的爆炸结构示意图；该电芯机构100包括极柱110、导电片130、电芯极片140、电芯外壳150和电芯盖板160。

示例性地，电芯极片140设置有极耳141，导电片130与电芯极片140的极耳141焊接安装，电芯极片140安装在电芯外壳150。

示例性地，电芯盖板160设置有法兰边161，电芯外壳150和电芯盖板160沿着法兰边161焊接密封成型，通过电芯外壳150和电芯盖板160将电芯极片140封装。

示例性地，电芯外壳150的两侧设置有凹槽，极柱110包括正极柱和负极柱，正极柱、负极柱分别设置在电芯外壳150两侧的凹槽内，且极柱110在凹槽内不超出电芯外壳150的端面。

示例性地，本申请实施例提供的电芯机构100，其中的一个特点在于电芯的极柱110(输出极)在电芯机构100的电芯外壳150侧面的凹槽一面。极柱110在凹槽内不超出电芯的侧面、大面、上、下面；这样做的目的是尽量将电芯机构100设计成一个规则的结构形状，方便后续集成为模组和pack时工艺可行性和性能提升；其中，与电芯机构100的凹槽面背着的是一个光面。

在一些实施方式中，该电芯机构通过设置法兰边161，可方便地将电芯焊接成一体，但是法兰边161本身会影响电芯的热管理效果；通过将电芯的极柱110(正、负极柱)设置位于电芯外壳150的凹槽内，从而可以使电芯机构100的整体更加规则，方便液冷板的布置，可以实现提高带法兰边的电芯的热管理效果。

示例性地，电芯机构100还包括外壳绝缘片151，外壳绝缘片151设置在电芯极片140和电芯外壳150之间。

示例性地，通过外壳绝缘片151实现绝缘作用，从而防止电芯极片140的极耳141、导电片130等与电芯外壳150接触、并导致电路导通的情况发生。

在一些实施方式中，外壳绝缘片151的形状和电芯外壳150的形状相互匹配。

示例性地，电芯机构100还包括绝缘片170，绝缘片170设置于极柱110和电芯外壳150之间。

示例性地，绝缘片170设置于极柱110和电芯外壳150之间，起到绝缘作用，避免漏电的情况发生，可以使电芯外壳150不带电。

示例性地，电芯机构100还包括密封垫120，导电片130通过密封垫120、再穿过外壳绝缘片151与极柱110焊接安装，这样可以将电流传输到正负极柱1上。

示例性地，通过导电片130将电流从电芯极片140传输导极柱110上，再通过密封垫120防止电芯极片140内部的电解液沿着电芯外壳150的圆孔泄漏。

示例性地，电芯外壳150或电芯盖板160上设置有注液孔和防爆阀。

示例性地，电芯外壳150或电芯盖板160上设有注液孔，在电芯外壳150和电芯盖板160焊接成型后，通过注液孔将电解液注入电芯机构100的内部，然后再将注液孔封堵；成型后的电芯机构100上有防爆阀，防爆阀可以设置于电芯外壳150或电芯盖板160上，当电芯机构100的内部发生热失控，烟雾和热量可以沿着防爆阀泄出。

请参见图5至图7，图5为本申请实施例提供的多个电芯机构的装配示意图，图6为本申请实施例提供的液冷板和多个电芯机构的装配示意图，图7为本申请实施例提供的电芯组件的结构示意图；该电芯组件包括液冷板200和多个电芯机构100。

示例性地，两个相邻的电芯机构100，记为第一电芯机构101和第二电芯机构102，第一电芯机构101的电芯外壳和第二电芯机构102的电芯外壳贴合安装、或第一电芯机构101的电芯盖板和第二电芯机构102的电芯盖板贴合安装，以此排列方式成型。

示例性地，第一电芯机构101的电芯外壳和第二电芯机构102的电芯外壳采用凹槽面对凹槽面，为“面对面”安装；或第一电芯机构101的电芯盖板和第二电芯机构102的电芯盖板，为“背靠背”安装。

示例性地，单个电芯太薄，例如，本电芯的宽度只有20mm，并且电芯有法兰边，难以和液冷板配合；通过上述方式排列成型，将两个相邻的电芯机构100这样排列，可以利用两个电芯机构100的侧面，也就是一个电芯机构100的法兰边与另一个电芯机构100的法兰边之间的面积，为一个平面，这样平面的宽度可以达到35—40mm，有利于液冷板200流道的设计。

示例性地，液冷板200包括凸出的多条流道210，两个相邻的流道210之间设置有一个凹槽220，流道210凸出的表面与电芯机构100的侧面表面贴合，电芯机构100的法兰边卡在液冷板200的凹槽220之间。

示例性地，液冷板200的流道210是凸出的，凸出的表面对应两个电芯机构100法兰面的侧面表面；电芯机构100的两个法兰边卡在液冷板200的凹槽220之间。

示例性地，液冷板200通过设置凸出的流道210，一个流道210与两个电芯机构100的侧面相对设置，可以保证液冷板200最大限度地与电芯机构100的侧面靠近或者接触，从而起到冷却效果，此外液冷板200的两个流道210之间形成的凹槽220，可以为电芯机构100的法兰边提供布置空间，并且可以起到对电芯装配过程中限位的作用；从而，该电芯组件可以实现提高带法兰边的电芯的热管理效果。

示例性地，电芯组件还包括上盖机构300和下框机构400；液冷板与下框机构密封安装，上盖机构与下框机构匹配安装。

在一些实施方式中，液冷板200与下框机构400焊接在一起，或者螺接在一起。需要保证密封性；液冷板200和下框机构400通过螺接安装时，液冷板200与下框机构400之间需要有密封垫，以保证密封性。

示例性地，上盖机构300与下框机构400通过螺接合盖在一起，合盖后，上盖机构300与下框机构400满足IP67等级要求。

示例性地，将多个电芯机构100放在液冷板200上，让电芯机构100的法兰边正对液冷板200的凹槽220，让电芯机构100法兰之间的电芯平面，正对液冷板200的流道210；可选地，电芯机构100平面与流道210之间间隙为0.5mm～3mm。

示例性地，液冷板200和电芯机构100之间设置有导热结构胶。

示例性地，通过设置导热结构胶，一是可以固定电芯机构100，二是可以使电芯机构100与液冷板200之间有较好的热传递性能。

示例性地，电芯组件还包括缓冲垫，缓冲垫设置在相邻的两个电芯机构100之间。

示例性地，电芯机构100与电芯机构100之间有缓冲垫，可以吸收电芯机构100的膨胀力和膨胀量，有利于提高电芯机构100的寿命。

在一些实施方式中，相邻的电芯机构100与电芯机构100之间通过铜或者铝串联一起；传输高压电流给电流控制器，通过电流控制器进行充电，或者放电。为了保证满足国标要求盘点间隙和电气间隙，电芯机构100和电芯机构100的极柱要有绝缘阻隔装置。

示例性地，电芯机构100通过低压线束采集电芯的电压和电流，传递给电池管理系统(BMS，Battery Management System)，通过BMS的控制策略对电电池的充放电和安全进行控制。

示例性地，本申请实施例还提供了一种电动车辆，包括图5至图7所示的电芯组件。

示例性地，本申请实施例提供的电芯组件，相邻的电芯机构100采用“面对面”、“背靠背”的排列组合方式，可以让两个电芯机构100的法兰靠在一起，让法兰与法兰之间的平面成为一个更大的平面，有利于液冷板200流道的布置和制造良品率。

在本申请所有实施例中，“大”、“小”是相对而言的，“多”、“少”是相对而言的，“上”、“下”是相对而言的，对此类相对用语的表述方式，本申请实施例不再多加赘述。

应理解，说明书通篇中提到的“在本实施例中”、“本申请实施例中”或“作为一种可选的实施方式”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在本实施例中”、“本申请实施例中”或“作为一种可选的实施方式”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定特征、结构或特性可以以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

在本申请的各种实施例中，应理解，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的必然先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应与权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电芯机构，其特征在于，所述电芯机构包括极柱、电芯外壳、导电片、电芯极片、电芯外壳和电芯盖板；

所述电芯极片设置有极耳，所述导电片与所述电芯极片的极耳焊接安装，所述电芯极片安装在所述电芯外壳；

所述电芯盖板设置有法兰边，所述电芯外壳和所述电芯盖板沿着所述法兰边焊接密封成型，通过所述电芯外壳和所述电芯盖板将所述电芯极片封装；

所述电芯外壳的两侧设置有凹槽，所述极柱包括正极柱和负极柱，所述正极柱、所述负极柱分别设置在所述电芯外壳两侧的凹槽内，且所述极柱在凹槽内不超出所述电芯外壳的端面。

2.根据权利要求1所述的电芯机构，其特征在于，所述电芯机构还包括外壳绝缘片，所述外壳绝缘片设置在所述电芯极片和所述电芯外壳之间。

3.根据权利要求1或2所述的电芯机构，其特征在于，所述电芯机构还包括绝缘片，所述绝缘片设置于所述极柱和所述电芯外壳之间。

4.根据权利要求2所述的电芯机构，其特征在于，所述电芯机构还包括密封垫，所述导电片通过所述密封垫、再穿过所述外壳绝缘片与所述极柱焊接安装。

5.根据权利要求1所述的电芯机构，其特征在于，所述电芯外壳或电芯盖板上设置有注液孔和防爆阀。

6.一种电芯组件，其特征在于，包括液冷板和多个如权利要求1至5任一项所述的电芯机构；

两个相邻的所述电芯机构，记为第一电芯机构和第二电芯机构，所述第一电芯机构的电芯外壳和所述第二电芯机构的电芯外壳贴合安装、或所述第一电芯机构的电芯盖板和所述第二电芯机构的电芯盖板贴合安装，以此排列方式成型；

所述液冷板包括凸出的多条流道，两个相邻的所述流道之间设置有一个凹槽，所述流道凸出的表面与所述电芯机构的侧面表面贴合，所述电芯机构的法兰边卡在所述液冷板的凹槽之间。

7.根据权利要求6所述的电芯组件，其特征在于，所述电芯组件还包括上盖机构和下框机构；

所述液冷板与所述下框机构密封安装，所述上盖机构与所述下框机构匹配安装。

8.根据权利要求6所述的电芯组件，其特征在于，所述液冷板和所述电芯机构之间设置有导热结构胶。

9.根据权利要求6所述的电芯组件，其特征在于，所述电芯组件还包括缓冲垫，所述缓冲垫设置在相邻的两个所述电芯机构之间。

10.一种电动车辆，其特征在于，包括如权利要求6至9任一项所述的电芯组件。

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