CN219759844U - 电池模组及储能装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池模组及储能装置，涉及储能器件技术领域。电池模组包括至少两个电池单元和至少两个第一连接柱，各所述电池单元叠设，每个所述电池单元包括至少一个电芯组件和水冷板，所述电芯组件包括本体部及延伸部，所述延伸部上沿所述第一方向贯穿开设有至少一个第一连接孔；每个所述第一连接柱设置于相邻两个所述电池单元之间，所述第一连接柱的一端与其中一个所述电池模组的所述第一连接孔卡接，另一端与另一个所述电池模组的所述第一连接孔卡接，所述水冷板夹设于相邻两个所述电芯组件之间。本申请提供的电池模组可减少电芯组装成电池模组时电芯外围预留的空间，提高了电池模组的能量密度，简化安装工艺，提高电池模组安装效率。

Description

电池模组及储能装置

技术领域

本申请涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种电池模组及储能装置。

背景技术

目前，电池能量密度的要求越来越高，在提高电池能量密度的同时，也需要减少结构本身及其外围操作所占用的空间从而进一步提高电池能量密度。

相关技术中，电芯本体的两侧缺乏延伸部，将电芯装入固定结构时，需保留电芯外围的空间以调整电芯的位置，这提高了电池模组的组装难度同时也不利于提高电池模组的能量密度。

另外，相关技术中将电芯本体的极耳与固定结构连接，在运输过程中由于颠簸容易使电芯本体的位置发生移动，从而破坏极耳或对电芯本体造成一定的伤害，影响电池储能系统的可靠性。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的是为了克服现有技术中的不足，本申请提供了一种电池模组及储能装置，以解决现有技术中电池模组组装难度大、连接不牢靠的技术问题。

本申请提供了：

一种电池模组，包括：

至少两个电池单元，各所述电池单元沿第一方向叠设，每个所述电池单元包括至少一个电芯组件和水冷板，每个所述电芯组件设置于所述水冷板上，所述电芯组件包括本体部及延伸部，所述延伸部与所述本体部的侧面连接，所述延伸部上沿所述第一方向贯穿开设有至少一个第一连接孔；

至少两个第一连接柱，每个所述第一连接柱设置于相邻两个所述电池单元之间，所述第一连接柱的一端与其中一个所述电池单元的所述第一连接孔卡接，另一端与另一个所述电池单元的所述第一连接孔卡接，所述水冷板夹设于相邻两个所述电芯组件之间。

另外，根据本申请的电池模组，还可具有如下附加的技术特征：

在本申请的一些实施方式中，所述本体部包括设有极柱的工作面、与所述工作面相对间隔设置的第一侧面及连接于所述第一侧面和所述工作面之间的两个第二侧面，所述延伸部包括第一子延伸部和第二子延伸部，所述第一子延伸部与所述第一侧面连接，所述第二子延伸部与所述第二侧面连接。

在本申请的一些实施方式中，所述第一子延伸部沿第二方向开设有第一通腔，所述第二子延部伸沿第三方向开设有第二通腔，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两相互垂直；

所述第一通腔的数量为至少两个，各所述第一通腔沿所述第一方向间隔设置，所述第二通腔的数量为至少两个，各所述第二通腔沿所述第一方向间隔设置。

在本申请的一些实施方式中，所述电池模组还包括第一限位钉，所述第一限位钉设置于相邻两个所述电池单元之间，所述第一限位钉连接相邻两个所述第一通腔，或所述第一限位钉连接相邻两个所述第二通腔。

在本申请的一些实施方式中，当所述电芯组件的数量不少于两个时，所述电池模组还包括第二限位钉，所述第二限位钉设置于相邻两个所述电池单元之间，且所述第二限位钉位于每个所述电池单元的相邻两个所述电芯组件之间，所述第二限位钉连接相邻四个所述第二通腔。

在本申请的一些实施方式中，所述第一连接柱包括第一部分、第二部分和分隔片，所述分隔片夹设于第一部分和第二部分之间；

在所述第一方向上，所述第一部分和所述第二部分分别与相邻两个所述第一连接孔卡接，所述分隔片夹设于相邻两个所述电池单元的所述电芯组件和所述水冷板之间。

在本申请的一些实施方式中，所述第二子延伸部的数量为两个，两所述第二子延伸部分别与两所述第二侧面连接，且两所述第二子延伸部对称设置。

在本申请的一些实施方式中，在所述第二方向上，每个所述电芯组件的两所述分隔片相向延伸并连接形成连接分隔板；

在所述第三方向上，所述分隔板的长度是所述本体部在所述第三方向上的长度的10％-50％。

在本申请的一些实施方式中，所述水冷板设有第二连接孔，所述分隔板与所述第二连接孔卡接。

本申请还提供了一种储能装置，包括如前述的电池模组。

相对于现有技术，本申请的有益效果是：本申请提出一种电池模组，通过所述本体部设置延伸部，并在该延伸部上设置第一连接孔，第一连接柱的卡接相邻两个电池单元的第一连接孔，从而将个电池单元连接成一个紧密结合的整体，这样的连接结构简单且可靠性好，还减少了电芯组装成电池模组时其外围预留的空间，有利于提高电池模组的能量密度。

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示出了本申请一些实施例中电芯组件的结构示意图；

图2示出了本申请一些实施例中电池模组的分解结构示意图；

图3示出了本申请一些实施例中具有一个电芯组件的电池模组结构示意图；

图4示出了本申请一些实施例中具有两个电芯组件的电池模组结构示意图；

图5示出了本申请一些实施例中电池模组的结构示意图；

图6示出了图5中A-A处的剖面结构示意图；

图7示出了本申请一些实施例中第一限位钉的安装结构示意图；

图8示出了本申请一些实施例中第二限位钉的安装结构示意图。

主要元件符号说明：100-电池模组；110-电池单元；111-电芯组件；1111-本体部；11111-工作面；11112-第一侧面；11113-第二侧面；1112-壳体部；11121-第二子延伸部；11122-第一连接孔；11123-第二通腔；11124-上盖板；112-水冷板；1121-第二连接孔；120-第一连接柱；121-第一部分；122-第二部分；123-分隔片；124-分隔板；130-第二连接柱；140-第一限位钉；141-第一连接钉；142-第一连接片；150-第二限位钉；151-第二连接钉；152-第二连接片；Z-第一方向；Y-第二方向；X-第三方向。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，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；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中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

随着电化学储能技术的成熟，对电池模组及储能装置的能量密度要求越来越高。目前，普遍通过缩小固定电芯的结构及减少电芯外围操作所占用的空间来提高电池模组及储能装置的能量密度。

如图1至图4所示，本申请的实施例提供了一种电池模组100，主要用于组装固定电芯组件111。电池模组100包括至少两个电池单元110、至少两个第一连接柱120、第二连接柱130、第一限位钉140和第二限位钉150。其中，第一连接柱120、第二连接柱130、第一限位钉140和第二限位钉150均用于固定连接相邻两个电池单元110。

各电池单元110沿第一方向Z叠设，每个电池单元110包括至少一个电芯组件111和水冷板112，每个电芯组件111设置于水冷板112上。具体的，当电芯组件111的数量不少于两个时，各电芯组件111沿第二方向Y间隔设置。

需要说明的是，第一方向Z、第二方向Y和第三方向X两两相互垂直，其中，第一方向Z为电芯组件111的高度方向，第二方向Y为电芯组件111的宽度方向，第三方向X为电芯组件111的长度方向。

相关技术中的电芯组件的两侧缺乏延伸部，将电芯组件装入固定结构时，需保留电芯组件外围的空间以调整电芯组件的位置，这提高了电池模组的组装难度同时也不利于提高电池模组的能量密度。

电芯组件111的数量为至少一个。当电芯的数量不少于两个时，各电芯沿第二方向Y并排间隔设置。

电芯组件111包括本体部1111及延伸部(未标注)，延伸部与本体部1111的侧面连接。其中，本体部1111包括设有极柱的工作面11111、与工作面11111相对间隔设置的第一侧面11112及连接于第一侧面11112和工作面11111之间的两个第二侧面11113，延伸部包括第一子延伸部(图未示)和第二子延伸部11121，第一子延伸部与第一侧面11112连接，第二子延伸部11121与第二侧面11113连接。通过设置延伸部减少电芯组件111组装成电池模组100时本体部1111外围所预留的空间，提高电池模组100的能量密度。

进一步的，延伸部上沿第一方向Z贯穿开设有至少一个第一连接孔11122。可以理解第一子延伸部和第二子延伸部11121上均开设有至少一个第一连接孔11122，该第一连接孔11122用于与第一连接柱120连接，从而将各电池单元110连接成一个整体。

更进一步的，第一子延伸部沿第二方向Y开设有第一通腔，第二子延伸沿第三方向X开设有第二通腔11123。其中，第一通腔的数量为至少两个，各第一通腔沿第一方向Z间隔设置，第二通腔11123的数量为至少两个，各第二通腔11123沿第一方向Z间隔设置。该第一通腔均用于连接第一限位钉140，该第二通腔11123用于连接第一限位钉140或第二限位钉150，从而限制各电池单元110在第一方向Z、第二方向Y和第三方向X上的自由度。

在本实施方式中，仅设置第二子延伸部11121，该第二子延伸部11121的数量为两个，两个第二子延伸部11121分别与两个第二侧面11113连接。这样既能够保证每个电池单元110之间的连接强度和每个电芯组件111的支撑强度，又能够简化结构，缩小电芯组件111的体积。

两个第二子延伸部11121对称设置于本体部1111的相对两侧，每个第二子延伸部11121上沿第一方向Z贯穿开设有至少一个第一连接孔11122。进一步的，第二子延伸沿第三方向X开设有第二通腔11123。

本体部1111与第二子延伸部11121的结合方式有三种：

延伸部与本体部1111一体成型。其中，延伸部采用金属，比如铁、铝、铜。

或，电芯组件111包括本体部1111和壳体部1112，本体部1111套设固定于壳体部1112内，壳体部1112包括沿第一方向Z相对间隔设置的两个第二子延伸部11121及连接于两个第二子延伸部11121之间的上盖板11124和下盖板(图未示)，两个第二子延伸部11121均呈长条状。

其中，壳体部1112采用金属材料制成，比如铁、铝、铜等，优选采用铝，降低壳体部1112的重量，每个第二子延伸部11121分别与上盖板11124和下盖板焊接制成，或者，壳体部1112通过注塑一体成型制成。

或，壳体部1112还可以仅包括两个相对间隔设置的第二子延伸部11121，两个第二子延伸部11121均呈长条状，并分别与本体部1111的两相对侧连接。第二子延伸部11121可通过注塑一体成型设置。这样可以省去加工第一连接孔11122的步骤，同时还可以降低壳体部1112的重量。

第二子延伸部11121与本体部1111表面粘接或者焊接，防止破坏本体部1111表面。

每个第一连接柱120设置于相邻两个电池单元110之间，第一连接柱120的一端与其中一个电池单元110的第一连接孔11122卡接，另一端与另一个电池单元110的第一连接孔11122卡接。第一连接柱120连接于相邻两个电池单元110的两个第二子延伸部11121之间，从而限制本体部1111在第一方向Z、第二方向Y和第三方向X的自由度。

请结合参阅图5和图6，具体的，第一连接柱120包括第一部分121、第二部分122和分隔片123，分隔片123夹设于第一部分121和第二部分122之间。当第一连接柱120连接相邻两个电池单元110时，各水冷板112夹设于相邻两个电芯组件111之间。

第二连接柱130的数量为至少两个，第二连接柱130与第一连接柱120的不同之处在于第二连接柱130仅包括第一部分121和分隔片123，且该两个第二连接柱130分别连接于电池模组100沿第一方向Z的相对两侧，其他方面均与第一连接柱120相同。可以理解，设置这样的第二连接柱130可以使电池模组100的外观更加平整，容易放置于各储能装置中。

在第一方向Z上，第一部分121和第二部分122分别与相邻两个第一连接孔11122卡接，具体的，第一部分121和第二部分122分别与两个第一连接孔11122过盈配合，这样的连接结构降低了电池模组100的组装难度。

可以理解，在本实施方式中，第一连接孔11122为沿第一方向Z贯穿延伸部的通孔，这样的通孔形状便于加工。在其他实施方式中，第一连接孔11122为沿第一方向Z设置于延伸部上的两个同轴设置的盲孔，且该两个盲孔的开口方向相反，并分别与两个第一连接柱120卡接，可以防止在一个第一连接孔11122中的两个第一连接柱120相互推挤，第一连接柱120在第一连通孔中产生移动，使第一连接柱120与延伸部的连接不牢靠。

分隔片123夹设于相邻两个电池模组100的电池组件和水冷板112之间，从而隔开相邻两个电池单元110，防止电芯组件111被挤压。进一步的，在第二方向Y上，每个电芯组件111的两分隔片123相向延伸并连接形成连接分隔板124。同时，在第三方向X上，分隔板124的长度是本体部1111在第三方向X上的长度的10％-50％，这样可以覆盖每个电池单元110的表面，减少电池表面局部受力，隔开相邻两个电池单元110的同时更好的保护电芯组件111的表面。

水冷板112内设有水冷管道(图未示)，该水冷管道与外部水源连接，水冷板112用于转移电芯组件111工作时产生的热量。

水冷板112设有第二连接孔1121，分隔板124与第二连接孔1121卡接。具体的，第二连接孔1121的横截面形状与分隔板124的横截面形状相同，分隔板124与第二连接孔1121的孔壁卡接，以使电芯组件111与水冷板112连接。更进一步的，分隔板124与第二连接孔1121过盈配合，这样简化了电池模组100的组装工艺，提高组装效率。

如图7所示，第一限位钉140设置于相邻两个电池单元110之间，第一限位钉140连接相邻两个第一通腔，或第一限位钉140连接相邻两个第二通腔11123。

第一限位钉140用于连接相邻两电池单元110并限制相邻两个电芯组件111在第一方向Z和第二方向Y的自由度。

具体的，第一限位钉140包括两个第一连接钉141及第一连接片142，该两个第一连接钉141间隔的设置在第一连接片142上，一个第一连接钉141对应卡接于一个第一通腔或第二通腔11123。

如图8所示，当电芯组件111的数量不少于两个时，电池模组100还包括第二限位钉150，第二限位钉150设置于相邻两个电池单元110之间，且第二限位钉150位于每个电池单元110的相邻两个电芯组件111之间，第二限位钉150连接相邻四个第二通腔11123。

具体的，第二限位钉150包括四个第二连接钉151及第二连接片152，四个第二连接钉151间隔的设置在第二连接片152上，一个第二连接钉151对应卡接于一个第二通腔11123。第二限位钉150用于限制电芯组件111在第一方向Z和第二方向Y上的自由度。

通过设置第一限位钉140和第二限位钉150连接相邻两电池单元110，一方面降低了电池模组100的组装难度，方便组装和拆卸，另一方面限制每个电芯组件111的自由度，防止电芯组件111在运输过程中移动，同时也使电池模组100的结构更加牢固紧凑。

在本实施方式中，如前述仅设置了第二子延伸部11121，相应的，第一限位钉140和第二限位钉150仅与第二通腔11123配合连接。第二通腔11123的横截面呈三角形、矩形、梯形、半圆形、圆形中的一种，连接钉的横截面与第二通腔11123的横截面形状相同。

本申请还提供了一种储能装置，包括如前述的电池模组100，具有上述任一实施例中的电池模组100的全部有益效果，在此就不再一一赘述了。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电池模组，其特征在于，包括，

至少两个电池单元，各所述电池单元沿第一方向叠设，每个所述电池单元包括至少一个电芯组件和水冷板，每个所述电芯组件设置于所述水冷板上，所述电芯组件包括本体部及延伸部，所述延伸部与所述本体部的侧面连接，所述延伸部上沿所述第一方向贯穿开设有至少一个第一连接孔；

至少两个第一连接柱，每个所述第一连接柱设置于相邻两个所述电池单元之间，所述第一连接柱的一端与其中一个所述电池单元的所述第一连接孔卡接，另一端与另一个所述电池单元的所述第一连接孔卡接，所述水冷板夹设于相邻两个所述电芯组件之间。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述本体部包括设有极柱的工作面、与所述工作面相对间隔设置的第一侧面及连接于所述第一侧面和所述工作面之间的两个第二侧面，所述延伸部包括第一子延伸部和第二子延伸部，所述第一子延伸部与所述第一侧面连接，所述第二子延伸部与所述第二侧面连接。

3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述第一子延伸部沿第二方向开设有第一通腔，所述第二子延伸部沿第三方向开设有第二通腔，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两相互垂直；

所述第一通腔的数量为至少两个，各所述第一通腔沿所述第一方向间隔设置，所述第二通腔的数量为至少两个，各所述第二通腔沿所述第一方向间隔设置。

4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括第一限位钉，所述第一限位钉设置于相邻两个所述电池单元之间，所述第一限位钉连接相邻两个所述第一通腔，或所述第一限位钉连接相邻两个所述第二通腔。

5.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，当所述电芯组件的数量不少于两个时，所述电池模组还包括第二限位钉，所述第二限位钉设置于相邻两个所述电池单元之间，且所述第二限位钉位于每个所述电池单元的相邻两个所述电芯组件之间，所述第二限位钉连接相邻四个所述第二通腔。

6.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述第一连接柱包括第一部分、第二部分和分隔片，所述分隔片夹设于第一部分和第二部分之间；

在所述第一方向上，所述第一部分和所述第二部分分别与相邻两个所述第一连接孔卡接，所述分隔片夹设于相邻两个所述电池单元的所述电芯组件和所述水冷板之间。

7.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，所述第二子延伸部的数量为两个，两所述第二子延伸部分别与两所述第二侧面连接，且两所述第二子延伸部对称设置。

8.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，在所述第二方向上，每个所述电芯组件的两所述分隔片相向延伸并连接形成连接分隔板；

在所述第三方向上，所述分隔板的长度是所述本体部在所述第三方向上的长度的10％-50％。

9.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于，所述水冷板设有第二连接孔，所述分隔板与所述第二连接孔卡接。

10.一种储能装置，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的电池模组。