CN219873943U - 输出极复合结构、ccs组件及电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种输出极复合结构、CCS组件及电池模组。输出极复合结构设于电池组的输入端或输出端，包括：输出排，用于和外部结构电导通；保护排，连接于输出排和电池组的输入端之间，或连接于输出排和电池组输出端之间，用于实现电池组和输出排之间的电导通，保护排上设有熔断保护结构。本实用新型中的输出极复合结构应用于CCS组件时，能够保证CCS组件的结构强度，不仅能够对电池组进行保护，同时还具有足够的抗震强度。

Description

输出极复合结构、CCS组件及电池模组

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种输出极复合结构、CCS组件及电池模组。

背景技术

在圆柱动力电池中，通过CCS组件和电池电性连接，以实现和BMS以及外部结构的电信号传输。其中,CCS组件包括绝缘支架、输出排、汇流排以及信号采集结构。当CCS组件安装在电池组上时，汇流排设置位于电池组的顶部，以实现单列电池内的串联以及多列电池之间的并联，输出排设置位于电池组的端部，并和电池组的输入端或输出端电连接，用于导通整个电池组的电流。

其中，由于电池组内各个电池之间的间距较狭小，剩余空间有限，为了适应于电池组内部的空间，因此汇流排的结构宽度以及厚度设置有限。但是在现有技术中，对圆柱动力电池模组进行熔断保护时，通常通过在串并联汇流排上设置熔断结构的方式以实现，由于串并联汇流排自身结构强度的限制，在串并联汇流排上形成熔断结构后，导致串并联汇流排的强度进一步变低，如此，降低了整个CCS组件的抗震性能。

实用新型内容

为解决上述现有技术中所存在的至少一个问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种输出极复合结构，应用于CCS组件，所述输出极复合结构连接于电池组的输入端或输出端，包括：输出排，用于和外部结构电导通；保护排，连接于所述输出排和所述电池组的输入端之间，或连接于所述输出排和所述电池组输出端之间，用于实现所述电池组和所述输出排之间的电导通，所述保护排上设有熔断保护结构。

这样，输出极复合结构设置电池组的输入端或输出端，且在输出极复合结构中的保护排上设置熔断保护结构，相对于在设置于电池组顶部的汇流排上设置熔断结构的方式，由于汇流排的串并联的结构复杂，且自身的结强度较低，从而导致整个汇流排的制备复杂，对汇流排的制程需要更高的精度，导致汇流排的成本较高以及降低了成品良率，以及降低了汇流排的结构强度，如此导致整个CCS的结构强度和抗震性能较低；通过在保护排上设置熔断保护结构的方式，由于整个输出极复合结构设置于电池组的端部，用于导通整个电池组内的电流，为强度较大的结构，具有更大的操作空间，使得在保护排上成型出熔断保护结构的方式更简单，提升了生产效率和成品良率，同时，成型后的整个输出极复合结构的结构仍然能够保持一定的强度，在应用至CCS组件时，保证了整个CCS组件的结构强度，以及保证了CCS组件应用于新能源汽车时的抗震性能，具有更好的抗震效果。

在一些实施方式中，所述熔断保护结构包括多个导电条，每相邻的两个所述导电条之间具有间隔。

在一些实施方式中，所述输出排的厚度大于所述保护排的厚度。

在一些实施方式中，所述输出排的厚度介于3.0mm-5.0mm之间；所述保护排的厚度介于0.3mm-0.8mm之间。

在一些实施方式中，所述输出排和所述保护排焊接连接。

在一些实施方式中，所述保护排包括主排和连接于所述主排上的多个支排，所述主排和所述输出排连接，一个所述支排电连接于一个所述电池组，且每一个所述支排上均设有所述熔断保护结构。

在一些实施方式中，当所述支排用于和所述电池组的单体电池的正极连接时，所述支排上设有穿设孔；当所述支排和所述电池组的单体电池的负极连接时，所述支排上设有弯折部，沿所述电池组的高度方向，所述支排连接于所述单体电池的负极一端低于所述主排。

在一些实施方式中，所述保护排上设有用于连接镍片的连接耳。

本实用新型的另一个方面，提供了一种CCS组件，包括：支撑架；汇流排，安装于所述支撑架；两个上述所述输出极复合结构，两个所述输出极复合结构沿所述汇流排的长度方向设于所述汇流排的相对两端，且分别连接至所述支撑架。

本实用新型的再一个方面，提供了一种电池模组，包括：电池组；上述所述的CCS组件，所述CCS组件设于所述电池组顶部，并和所述电池组电性连接。

附图说明

图1为本实用新型实施例的单体电池的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的CCS组件的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的一种输出极复合结构的结构示意图；

图4为图3中的输出极复合结构的分解示意图；

图5为本实用新型实施例的另一种输出极复合结构的结构示意图；

图6为图5中的输出极复合结构的分解示意图。

其中，附图标记含义如下：

100-输出极复合结构，10-输出排，20-保护排，21-熔断保护结构，211-导电条，212-限流孔，22-主排，23-支排，231-穿设孔，232-弯折部，24-连接耳，200-单体电池，51-正极，52-负极，300-CCS组件，30-汇流排，31-子排，311-连接点，40-支撑架。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

本实施例中的输出极复合结构100应用于圆柱动力电池模组中，具体地，输出极复合结构100为CCS组件300的一部分，圆柱动力电池模组在实现和外部结构的电流导通时，采用CCS组件300进行实现。其中，圆柱形的单体电池200的结构如图1所示。

其中，请参阅图2，CCS组件300包括汇流排30和位于汇流排30的长度方向两端的两个输入极和输出极，汇流排30设置于电池组的顶部，输入极和输出极设于汇流排30的长度方向的两端，也即位于电池组的两端，用于分别和电池组的输入端以及输出端的200单体电池电性连接。其中，当输入极用于连接单体电池200的正极51时，输出极则对应用于连接单体电池200的负极52；或者输入极用于连接单体电池200的负极52时，则输出极对应用于连接单体电池200正极51。

具体地，每一个圆柱动力电池模组中的电池组包括多个沿Y方向排列设置的子电池组，每一个子电池组包括多个沿X方向阵列的单体电池200，每一个子电池组中的相邻的两个单体电池200之间需要进行串联，多排子电池组之间需要进行并联。

需要说明的是，本实施例的汇流排30的长度方向即为一个子电池组中的各个单体电池200的排列方向，即为X方向。

因此，在设置汇流排30时，汇流排30包括多个子排31，每一个子排31连接于多排子电池组中的多个单体电池200，用于实现相邻子电池组的并联，多个沿X方向并列设置的子排31，实现每一个子电池组内的单体电池200之间的串联，由于电池组的结构紧凑，排列有序，对应于电池组内部的狭小空间，以及单体电池100之间的交错设置的方式，导致每一个子排31的结构强度设置有限，并且结构较复杂，如此，在适配于电池组内仅有的狭小空间时，因此每一个子排31的宽度较小，厚度较薄，结构强度较低，即整个汇流排30的结构强度较低，导致整个CCS组件300的结构强度较低,从而当圆柱动力电池模组应用于新能源汽车上时，在新能源汽车的使用过程中，整个汇流排30的抗震能力也较弱，整个CCS组件300的抗震能力也较弱。同时，现有技术中在通过汇流排30的各个子排31上设置熔断结构以对电池组进行保护的方式，进一步降低了子排31的结构强度，使得整个汇流排30的结构强度进一步降低，安全性较低。

然而，相对于汇流排30中的每一个子排31连接多个单体电池200的结构，由于输入极和输出极设置于电池组的端部，需要同时连接多个子电池组，流经各个子电池组的电流，即汇集整个电池组的电流，同时也具有较大的设置空间，因此输入极和输出极能够设置有更高的结构强度，例如，相对汇流排30，输出极沿单体电池100的高度方向，能够具有更大的厚度，以及沿电池组的长度方向X，可以具有更大的宽度。

因此，根据输出极和输入极自身的结构特点，本实用新型实施例中提供一种输出极复合结构100，在输出极复合结构100上设置熔断保护结构21，不仅能够实现对电池组的防护效果，还能够提升整个CCS组件300的结构强度，以提升整个CCS组件300的抗震性能，同时便于提升输出极复合结构100的成型效率和提升产品良率。

请参阅图2至图6，为本实用新型实施例提供的输出极复合结构100，输出极复合结构100连接于电池组的输入端或输出端，包括输出排10和保护排20。

其中，输出排10用于和外部结构电导通；保护排20连接于输出排10和电池组的输入端之间，或者连接于输出排10和电池组的输出端之间，用于实现电池组和输出排10之间的电导通，保护排20上设有熔断保护结构21。

上述输出极复合结构100，设置位于电池组的输入端或输出端，且在输出极复合结构100中的保护排20上设置熔断保护结构21，相对于在设置于电池组顶部的汇流排30上设置熔断结构的方式，由于汇流排30的串并联的结构复杂，且自身的结强度较低，从而导致整个汇流排30的制备复杂，对汇流排30的制程需要更高的精度，导致汇流排30的成本较高以及降低了成品良率，以及降低了汇流排30的结构强度，如此导致整个CCS的结构强度和抗震性能较低；通过在保护排20上设置熔断保护结构21的方式，由于整个输出极复合结构100设置于电池组的端部，用于导通整个电池组内的电流，为强度较大的结构，具有更大的操作空间，使得在保护排20上成型出熔断保护结构21的方式更简单，提升了生产效率和成品良率，同时，成型后的整个输出极复合结构100的结构仍然能够保持一定的强度，在应用至CCS组件300时，保证了整个CCS组件300的结构强度，以及保证了CCS组件300应用于新能源汽车时的抗震性能，具有更好的抗震效果。

请参阅图3至图6，在本实用新型的一个实施例中，在保护排20上具体形成熔断保护结构21时，熔断保护结构21包括多个导电条211，每相邻的两个211导电条之间具有间隔212，即通过间隔212将导电条211分隔开，因此，通过在保护排20上设置导电条211的方式，减小了保护排20设置导电条211位置的过流横截面积，使得保护排20设置导电条211位置的阻值增加，根据焦耳热公式，Q＝I²R_t，当一个电池组中某个单体电池100发生热失控时，通入的电流过大时，保护排20上设置熔断保护结构21的该位置的热量增加较快，当达到导电条211的熔断值时，保护排20发生熔断，大电流不会从该电池组传递至其他的电池组中，从而达到对整个电池模组的保护效果，提升了整个电池模组的安全性能。

具体地，由于一个圆柱动力电池模组中包括多个沿Y方向排列的子电池组，每一个输出极复合结构100流通多个沿Y方向排列的子电池组的电流，对应于多个子电池组的结构，保护排20包括主排22和连接于主排22上的多个支排23，主排22和输出排10连接，每一个支排23电连接于一个子电池组，且每一个支排23上均设有熔断保护结构21，从而当一个子电池组内的某个单体电池100发生热失控产生大电流时，对应该子电池组的支排23上的熔断保护结构21发生熔断，大电流不能该子电池组传导至其他的子电池组中；当某个电池模组有大电流流过时，该电池模组中的熔断保护结构21发生熔断，大电流无法流动至其他的电池模组中，从而达到对整个电池包的保护效果。

其中，当保护排20和输出排10相连接时，本实施例的保护排20和输出排10通过焊接连接，即主排22和输出排10通过焊接连接，从而通过焊接连接，即实现了输出排10和保护排20之间的固定，也实现了输出排10和保护排20的电流导通，同时保证了整个输出极复合结构100的结构强度，也便于整个输出极复合结构100的成型。

进一步地，由于整个输出极复合结构100需要有较大的厚度，同时又需要和单体电池200进行连接，且保护排20连接于电池组，对应于和电池组安装时的空间位置，输出排10的厚度设置大于保护排20的厚度，以使厚度较薄的保护排20能够和电池组的安装空间相匹配，即便于保护排20和电池组的正极51或者负极52进行连接，同时在厚度较薄的保护排20上开设的熔断保护结构21在发生短路时能够较快的发生熔断；同时设置厚度较厚的输出排10能够具有足够的流通大电流的能力。

具体地，为了保证整个输出极复合结构100的过流强度和结构强度，输出排10的厚度介于3.0mm-5.0mm之间，保护排20的厚度介于0.3mm-0.8mm之间，从而使得输出排10具有足够的结构强度，保护排20上的熔断保护结构21在大电流时能够发生快速的熔断，同时又和电池组的结构相匹配，以便于保护排20连接于单体电池200的正极51或者负极52，而不占用单体电池200的高度方向上的较多空间。

例如，在一些实施例中，输出排10的厚度为3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm或者5.0mm等数值，此处不再一一赘述；当然，在其他实施例中，输出排10的厚度也可以设置为此范围内的其他尺寸，本实施例对此不作具体限定。在一些实施例中，保护排20的厚度可以为0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm或者0.8mm等数值，此处不再一一赘述；当然，在其他实施例中，保护排20的厚度也可以设置为此范围内的其他尺寸，本实施例对此不作具体限定。

在本实用新型的一个具体的实施例中，输出排10的厚度为4.0mm，保护排20的厚度0.5mm，从而保证了输出排10的过流强度和结构强度，同时便于保护排20的熔断保护结构21的熔断效果，以及该厚度的保护排20和单体电池200的高度相适配。

此外，请参阅图3至图6，由于电池模组在使用的过程需要通过BMS(BatteryManagement System，动力电池管理系统)进行监控电池的使用状态，例如监控电池模组的输出电压或者实时的使用温度，在实现和BMS之间的信号传输时，通过CCS组件300进行实现，因此，CCS组件300需要采集电池组的电压信号和温度信号。通常，在对各个子电池组的电压进行采集时，通过镍片进行实现，镍片和单体电池100进行电性连接。在本实施例中，为了便于安装镍片，本实施例的保护排20上设有连接镍片的连接耳24，从而通过设置连接耳24，便于和镍片的连接，以通过镍片采集各子电池组的电压。

请参阅图2，本实用新型在第二实施例中还提供一种CCS组件300，包括支撑架40、汇流排30以及两个上述的输出极复合结构100。

其中，两个输出极复合结构100沿汇流排30的长度方向设于汇流排30的相对两端，且分别连接至支撑架40。其中，汇流排30的长度方向为各子电池组中的单体电池的排列方向，即为X方向。

从而，一个输出极复合结构100用于输入电流，即和电池组的输入端的单体电池200进行连接，另一个输出极复合结构100用于输出电流，即和电池组的输出端的单体电池200进行连接，汇流排30设置电池组的顶部，实现电池组的串联和并联，从而实现整个电池组的电流导通。

具体地，汇流排30包括多个沿单体电池200的阵列方向阵列设置的子排31，即沿X方向并列设置的子排31，每一个子排31包括5个连接点311，从而能够实现5个子电池组的并联连接。在其他实施例中，可以根据需要设置其他数量的子排31的连接点311。

其中，本实施例中的每一个子电池组包括18个沿X方向阵列设置的单体电池200，即一个CCS组件300用于串联和并联5组18并单体电池100，以组成一个电池模组，电池模组和电池模组的之间通过高压铜排进行连接。

可以理解地，对应于5排子电池组的结构，保护排20包括5个支排23，每一个支排23与每一个子电池组的端部的一个单体电池200进行电性连接。

需要说明的是，由于两个输出极复合结构100分别连接于电池组的输入端或输出端的单体电池200，即分别连接于单体电池200的正极51或者负极52，对应于圆柱电池的正极51和负极52的不同结构，保护排20做相应的连接结构。例如，当一个保护排20连接于电池组的单体电池200的正极51时，该保护排20的支排23上对应设置了穿设孔231，以供正极51进行穿设；当另一个保护排20连接于电池组的单体电池200的负极52时，该保护排20的支排23对应设置了弯折部232，以沿电池组的高度方向，支排23连接于单体电池200的负极52一端低于主排22，能够和单体电池200的负极52进行连接，即由于单体电池200的壳体为负极，便于支排23的该端和壳体连接。

本实用新型在第三实施例中还提供一种电池模组，包括电池组和上述的CCS组件300，CCS组件300设置于电池组的顶部，并和电池组电性连接。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.输出极复合结构，应用于CCS组件，其特征在于，所述输出极复合结构设于电池组的输入端或输出端，包括：

输出排，用于和外部结构电导通；

保护排，连接于所述输出排和所述电池组的输入端之间，或连接于所述输出排和所述电池组输出端之间，用于实现所述电池组和所述输出排之间的电导通，所述保护排上设有熔断保护结构。

2.根据权利要求1所述的输出极复合结构，其特征在于，所述熔断保护结构包括多个导电条，每相邻的两个所述导电条之间具有间隔。

3.根据权利要求1或2所述的输出极复合结构，其特征在于，所述输出排的厚度大于所述保护排的厚度。

4.根据权利要求3所述的输出极复合结构，其特征在于，所述输出排的厚度介于3.0mm-5.0mm之间；所述保护排的厚度介于0.3mm-0.8mm之间。

5.根据权利要求1或2所述的输出极复合结构，其特征在于，所述输出排和所述保护排焊接连接。

6.根据权利要求1或2所述的输出极复合结构，其特征在于，所述保护排包括主排和连接于所述主排上的多个支排，所述主排和所述输出排连接，一个所述支排电连接于一个所述电池组，且每一个所述支排上均设有所述熔断保护结构。

7.根据权利要求6所述的输出极复合结构，其特征在于，

当所述支排用于和所述电池组的单体电池的正极连接时，所述支排上设有穿设孔；

当所述支排和所述电池组的单体电池的负极连接时，所述支排上设有弯折部，沿所述电池组的高度方向，所述支排连接于所述单体电池的负极的一端低于所述主排。

8.根据权利要求1或2所述的输出极复合结构，其特征在于，所述保护排上设有用于连接镍片的连接耳。

9.CCS组件，其特征在于，包括：

支撑架；

汇流排，安装于所述支撑架；

两个如权利要求1-8任一项所述输出极复合结构，两个所述输出极复合结构沿所述汇流排的长度方向设于所述汇流排的相对两端，且分别连接至所述支撑架。

10.电池模组，其特征在于，包括：

电池组；

如权利要求9所述的CCS组件，所述CCS组件设于所述电池组顶部，并和所述电池组电性连接。