CN219937311U - 一种电池包以及电动工具 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池包以及电动工具。其中，电池包包括多个电池单元，各电池单元包括多个电芯模组，每个电芯模组包括两个并排设置且电极朝向相同的电芯，电芯模组进一步分为第一电芯模组和第二电芯模组，第一电芯模组和第二电芯模组沿电池包的长度方向交替排列，各第一电芯模组的正极朝和第二电芯模组的正极朝向相反，各电芯模组通过第一电连接件电连接形成串联回路，多个电池单元沿电池包的宽度方向依次排布并通过第二电连接件电连接形成串联回路，并且所述电池单元内的所述第一电芯模组与另一相邻所述电池单元内的所述第二电芯模组并排设置。本申请通过优化电芯的排布方式，实现降低电连接件内阻和减少电连接件的发热。

Description

一种电池包以及电动工具

技术领域

本申请涉及电能储存装置领域，具体涉及一种电池包以及电动工具。

背景技术

随着电池技术的发展，电池包的应用领域变得越来越广泛，利用可再充电电芯的手持电动工具及器械广泛应用于工厂、农场和家用。作为电动工具的核心部件，电池包的性能将直接影响到电动工具的性能，为使电动工具具有比较长的续航时间，要求电池包有较大的容量，因此需要将多个小容量圆柱形锂离子电芯进行串并联，组成大容量的电池包。

但是，现有的电池包的电芯通常呈S性排布，各个电芯之间需要通过电连接件串并联，大量的电连接件导致连接结构混乱，电连接件长度较长，内阻消耗较大，发热严重。

发明内容

本申请的一个目的在于提供一种电池包，优化电芯的排布方式，缩短相邻电芯间的距离，以缩短电连接件的长度和减少电连接件的数量，实现降低电连接件内阻和减少电连接件的发热。

本申请的另一个目的在于提供一种电动工具。

为达到以上目的，本申请采用的技术方案为：一种电池包，包括壳体和设置在所述壳体内的多个电池单元，各所述电池单元包括多个电芯模组，每个所述电芯模组包括两个电芯，同一所述电芯模组内的两个所述电芯沿所述电池包的宽度方向并排设置且二者的电极朝向相同，多个所述电芯模组进一步分为多个第一电芯模组和多个第二电芯模组，多个所述第一电芯模组和多个所述第二电芯模组沿所述电池包的长度方向交替排列，各所述第一电芯模组的正极朝向所述电池单元的第一端面，各所述第二电芯模组的正极朝向所述电池单元的第二端面，所述电池单元的两个端面上均设置有多个第一电连接件，所述第一电连接件的两端分别与同一所述电池单元内的相邻两个所述第一电芯模组和所述第二电芯模组的正极、负极电连接，从而同一所述电池单元内的多个所述电芯模组形成串联回路，多个所述电池单元沿所述电池包的宽度方向依次排布，相邻两个所述电池单元之间通过第二电连接件电连接形成串联回路，所述电池单元内的所述第一电芯模组与另一相邻所述电池单元内的所述第二电芯模组并排设置。。

作为一种优选，同一所述电池单元内的多个所述第一电芯模组和多个所述第二电芯模组沿电池包的长度方向错位设置。

作为另一种优选，每两个相邻所述电池单元之间设置有多个监测组件，各所述监测组件分别位于所述电池单元的两个端面，所述监测组件沿所述电池包的长度方向延伸，所述监测组件通过各所述第一电连接件与各所述电芯模组电连接。

进一步优选，所述第一电连接件包括两个第一连接部和一个第一主体部，两个所述第一连接部的两端均设置有连接端子，同一所述第一连接部内的两个所述连接端子分别与同一所述电芯模组内的两个所述电芯的极柱电连接，所述第一主体部斜向设置在两个所述第一连接部之间，且所述第一主体部的两端分别与两个所述第一连接部电连接，所述第一电连接件呈Z字型。

进一步地，所述第一电连接件中的任意一个所述第一连接部的一侧设置有第一拓展端子，所述第一拓展端子与所述监测组件电连接。

进一步地，所述第一主体部上还设置有散热孔。

进一步地，所述第二电连接件包括两个第二连接部和一个第二主体部，两个所述第二连接部的两端均设置有连接端子，同一所述第二连接部内的两个所述连接端子分别与同一所述电芯模组内的两个所述电芯的极柱电连接，两个所述第二连接部沿所述电池包的宽度方向并排设置，所述第二主体部设置在两个所述第二连接部之间，并且所述第二主体部的两端分别与两个所述第二连接部电连接，进而所述第二电连接件呈一字型。

进一步地，所述第二主体部上设置有第二拓展端子，所述第二拓展端子与所述监测组件电连接。

进一步地，所述第一电连接件和所述第二电连接件均为镀镍钢片。

本申请的另一方面在于提供一种电动工具，包括上述电池包。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于：

本申请提供的电池包的电池单元，通过设置电极朝向不同的第一电芯模组和第二电芯模组，使得第一电芯模组的正极和第二电芯模组的负极位于同一端面，第一电芯模组的负极和第二电芯模组的正极位于同一端面，同时第一电芯模组和第二电芯模组沿电池包的长度方向交替排布，第一电连接件只需连接位于同一端面相邻两个第一电芯模组和第二电芯模组的正、负极，此外，第一电芯模组和第二电芯模组沿电池包的长度方向错位设置，进一步缩小了相邻两个电芯之间的距离，从而缩小了第一电连接件的长度，降低了第一电连接件的内阻；

多个电池单元则沿电池包的宽度方向依次排布并通过第二电连接件形成串联回路，相邻两个所述电池单元内所述第一电芯模组和所述第二电芯模组的交替排列顺序相反，使得电池单元的正极与另一相邻电池单元的负极位于同一排且朝向同一端面，电池单元的负极与另一相邻电池单元的正极位于同一排且朝向同一端面，从而缩小了相邻两个电池单元正极和负极之间的距离，减小了第二电连接件的长度，通过优化电芯排布方式，减少了电池包在第一电连接件和第二电连接件上的通电路径，减少第一电连接件和第二电连接件的发热量，有效降低了电池包中相邻电芯间的压差。

附图说明

图1为本申请电池包的示意图；

图2为本申请电池包另一视角的示意图；

图3为本申请电池包中电芯的排布方式；

图4为本申请电池包中电池单元第一端面的示意图；

图5为本申请电池包中电池单元第二端面的示意图；

图6为本申请电池包中第一电连接件的示意图；

图7为本申请电池包中第二电连接件的示意图；

图8为本申请电池包中第一电连接件的散热孔和固定支架的透气孔的位置关系示意图；

图9为本申请电池包中监测组件的示意图。

图中：1、壳体；11、进风格栅；2、电池单元；21、第一电池单元；22、第二电池单元；23、第一端面；24、第二端面；3、电芯模组；31、第一电芯模组；32、第二电芯模组；4、电芯；5、第一电连接件；51、第一连接部；52、第一主体部；521、散热孔；53、第一拓展端子；6、第二电连接件；61、第二连接部；62、第二主体部；63、第二拓展端子；7、连接端子；8、固定支架；81、卡孔；82、透气孔；83、安装块；9、监测组件；91、连接孔。

具体实施方式

下面，结合具体实施方式，对本申请做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、“横向”、“纵向”、“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”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本申请的具体保护范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1-5所示，本实施例提供一种电池包，包括壳体1和设置在壳体1内的多个电池单元2，各电池单元2包括多个电芯模组3，每个电芯模组3包括两个电芯4，同一电芯模组3内的两个电芯4沿电池包的宽度方向并排设置，并且同一电芯模组3内的两个电芯4的电极朝向相同，多个电芯模组3可进一步分为第一电芯模组31和第二电芯模组32，第一电芯模组31和第二电芯模组32沿电池包的长度方向交替排列，电池单元2具有相对设置的第一端面23和第二端面24，第一电芯模组31的正极朝向电池单元2的第一端面23，第二电芯模组32的正极朝向电池单元2的第二端面24，也就是说，第一电芯模组31的正极和第二电芯模组32的负极位于电池单元2的第一端面23内，第一电芯模组31的负极和第二电芯模组32的正极位于电池单元2的第二端面24内，第一端面23和第二端面24上均设置有多个第一电连接件5，第一电连接件5的两端分别与同一电池单元2内的相邻两个电芯模组3电连接，第一电连接件5的一端与第一电芯模组31的正极连接，第一电连接件5的另一端与第二电芯模组32的负极连接，或者第一电连接件5的一端与第一电芯模组31的负极连接，第一电连接件5的另一端与第二电芯模组32的正极连接，从而同一电池单元2内的多个电芯模组3形成串联回路。第一电芯模组31和第二电芯模组32的交替设置以及二者电极朝向不同的端面使得需要被连接的第一电芯模组31和第二电芯模组32的正极、负极位于同一端面内，使得第一电连接件5无需穿过电池单元2将两个位于不同端面的第一电芯模组31和第二电芯模组32的正极、负极连接起来，缩短了第一电连接件5的长度。

多个电池单元2则沿电池包的宽度方向依次排布，多个电池单元2通过第二电连接件6电连接件形成串联回路，相邻两个所述电池单元2内所述第一电芯模组31和所述第二电芯模组32的交替排列顺序相反，电池单元2的正极与另一相邻电池单元2的负极位于同一排且朝向同一端面，电池单元2的负极与另一相邻电池单元2的正极位于同一排且朝向同一端面，从而缩小了相邻的两个电池单元2正极和负极之间的距离，减小了第二电连接件6的长度。具体地，本实施例包括两个电池单元2，每个电池单元2包括七个电芯模组3，七个电芯模组3又可进一步分为四个第一电芯模组31和三个第二电芯模组32，第一电芯模组31和第二电芯模组32沿电池包的长度方向交替排列，同一电池单元2内的七个电芯模组3通过第一电连接件5形成串联回路，两个电池单元2则沿着电池包的宽度方向依次排布，两个电池单元2可分为第一电池单元21和第二电池单元22，第一电池单元21和第二电池单元22内部的第一电芯模组31和第二电芯模组32交替排列的顺序不同，即第一电池单元21内的排布顺序为“第一电芯模组31，第二电芯模组32，第一电芯模组31，……”，第二电池单元22内的排布顺序则是“第二电芯模组32，第一电芯模组31，第二电芯模组32，……”，使得第一电池单元21需要被连接的负极和第二电池单元22需要被连接的正极并排设置且位于同一端面，从而连接二者的第二电连接件6的长度也相应缩短。本实施例通过优化电芯4排布方式，缩短了电芯模组3之间的距离和电池单元2之间的距离，减少了第一电连接件5和第二电连接件6的长度，减少了第一电连接件5和第二电连接件6上的通电路径，同时降低了第一电连接件5和第二电连接件6的内阻，减少电池包工作时被内阻损耗的那部分电能，进而有效降低第一电连接件5和第二电连接件6的发热量和电池包中相邻电芯4之间的压差。

如图3所示，本实施例中，同一电池单元2内的第一电芯模组31和第二电芯模组32沿电池包的长度方向错位排布，第一电芯模组31内的一个电芯4对准相邻第二电芯模组32内的两个电芯4之间的间隔，第一电芯模组31内的另一电芯4则对准相邻第二电芯模组32和与之并排设置的第一电芯模组31之间的间隔。第一电芯模组31和第二电芯模组32错位设置使得电池单元2在电池包的长度方向上排布更加紧凑，相同体积空间可以容纳更多的电芯模组3，同时也可使相邻电芯4之间的间距更小，从而缩小第一电连接件5的长度。

具体地，如图5-6所示，第一电连接件5包括两个第一连接部51和一个第一主体部52，两个第一连接部51的两端均设置有连接端子7，同一第一连接部51内的两个连接端子7分别与同一电芯模组3内的两个电芯4的极柱电连接，从而将同一电芯模组3内的两个电芯4并联在一起，以在减少并联走线的基础上提高单个电芯模组3的电容量，第一主体部52则斜向设置在两个第一连接部51之间，且第一主体部52的两端分别与两个第一连接部51电连接，使得第一电连接件5呈Z字型，同一第一电连接件5内的两个第一连接部51分别适于与第一电芯模组31的正极和第二电芯模组32的负极电连接，或者与第一电芯模组31的负极和第二电芯模组32的正极电连接，以将同一电池单元2内的多个电芯模组3连接形成串联回路。

如图5和图7所示，第二电连接件6则包括两个第二连接部61和一个第二主体部62，两个第二连接部61的两端也同样地设置有连接端子7，同一第二连接部61内的两个连接端子7分别与同一电芯模组3内的两个电芯4的极柱电连接，从而将同一电芯模组3内的两个电芯4并联在一起，以在减少并联走线的基础上提高单个电芯模组3的电容量，第二主体部62设置在两个第二连接部61之间，并沿电池包的宽度方向延伸，使得第二电连接件6呈一字型，同一第二电连接件6内的两个第二连接部61分别适于与第一电池单元21的负极和第二电池单元22的正极连接，以将第一电池单元21和第二电池单元22串联在一起。

如图4、图5和图8所示，本实施例中，电池包还包括固定支架8，固定支架8上均设置有用于固定电芯4的卡孔81，卡孔81的数量和电芯4的数量一一对应，固定支架8的两个端面上分别设置有安装块83，第一电连接件5和第二电连接件6上设置有与安装块83配合的安装孔，进而当第一电连接件5和第二电连接件6设置在固定支架8内时，安装孔与安装块83卡合，进而将第一电连接件5和第二电连接件6固定在固定支架8的两个端面上，使第一电连接件5和第二电连接件6上的连接端子7与电芯4的极柱接触。除此之外，固定支架8上还设置有透气孔82，由壳体1上的进风格栅11流入的气流可穿过固定支架8一个端面上的透气孔82流入电芯4之间，对电芯4进行散热，再从另一端面的透气孔82流出，第一电连接件5的第一主体部52上设置有散热孔521，散热孔521的位置与固定支架8上的透气孔82的位置对应，散热孔521的设置可避免第一电连接件5遮挡固定支架上8的透气孔82，气流可穿过散热孔521后再由透气孔82进入各电芯4之间，若第一主体部52上没有设置散热孔521，气流则需要绕过第一电连接件5的第一主体部52后再由透气孔82进入各电芯4之间，从而降低了进气效率和电池包的散热性能。

如图4、图5和图9所示，第一电池单元21和第二电池单元22之间还设置有两个监测组件9，两个监测组件9与电池包的控制器连接，两个监测组件9分别设置在第一电池单元21和第二电池单元22的两个端面，监测组件9沿电池包的长度方向延伸，并通过各第一电连接件5和第二电连接件6与各电芯模组3电连接，进而控制器可通过监测组件9监测各电芯模组3的电压，当控制器检测到电芯模组3的电压不在正常工作范围内时，控制器发出警报，提示用户对相应的电芯模组3进检修。具体地，监测组件9上设置有连接孔91，第一电连接件5中的任意一个第一连接部51的一侧设置有第一拓展端子53，第二电连接件6的第二主体部62上设置有第二拓展端子63，第一拓展端子53和第二拓展端子63均与监测组件9上的连接孔91电连接，进而无需使用额外的导线将各电芯模组3与监测组件9连接。

第一电连接件5和第二电连接件6均为镀镍钢片，镀镍钢片是一种含镍成分比较高的、具有一定磁性和耐腐蚀性的不锈钢片，其具有抗氧化性，耐腐蚀性和可塑性，由于其含镍成分较高，电阻比较小，适合用作连接电芯4的电连接件。除此之外，第一电连接件5和第二电连接件6还可以用铜片，且铜的导电性能由于镍，但铜在空气中容易氧化，因此选择铜作为电连接件时，需要对铜进行表面处理，防止铜片氧化。

本申请还提供一种电动工具，包括上述电池包。

以上描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本申请的范围内。本申请要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种电池包，包括壳体和设置在所述壳体内的多个电池单元，其特征在于，各所述电池单元包括多个电芯模组，每个所述电芯模组包括两个电芯，同一所述电芯模组内的两个所述电芯沿所述电池包的宽度方向并排设置且二者的电极朝向相同，多个所述电芯模组进一步分为多个第一电芯模组和多个第二电芯模组，多个所述第一电芯模组和多个所述第二电芯模组沿所述电池包的长度方向交替排列，各所述第一电芯模组的正极朝向所述电池单元的第一端面，各所述第二电芯模组的正极朝向所述电池单元的第二端面，所述电池单元的两个端面上均设置有多个第一电连接件，所述第一电连接件的两端分别与同一所述电池单元内的相邻两个所述第一电芯模组和所述第二电芯模组的正极、负极电连接，从而同一所述电池单元内的多个所述电芯模组形成串联回路，多个所述电池单元沿所述电池包的宽度方向依次排布，相邻两个所述电池单元之间通过第二电连接件电连接形成串联回路，所述电池单元内的所述第一电芯模组与另一相邻所述电池单元内的所述第二电芯模组并排设置。

2.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，同一所述电池单元内的多个所述第一电芯模组和多个所述第二电芯模组沿电池包的长度方向错位设置。

3.如权利要求1-2任一所述的电池包，其特征在于，每两个相邻所述电池单元之间设置有多个监测组件，各所述监测组件分别位于所述电池单元的两个端面，所述监测组件沿所述电池包的长度方向延伸，所述监测组件通过各所述第一电连接件与各所述电芯模组电连接。

4.如权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述第一电连接件包括两个第一连接部和一个第一主体部，两个所述第一连接部的两端均设置有连接端子，同一所述第一连接部内的两个所述连接端子分别与同一所述电芯模组内的两个所述电芯的极柱电连接，所述第一主体部斜向设置在两个所述第一连接部之间，且所述第一主体部的两端分别与两个所述第一连接部电连接，所述第一电连接件呈Z字型。

5.如权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述第一电连接件中的任意一个所述第一连接部的一侧设置有第一拓展端子，所述第一拓展端子与所述监测组件电连接。

6.如权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述第一主体部上还设置有散热孔。

7.如权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述第二电连接件包括两个第二连接部和一个第二主体部，两个所述第二连接部的两端均设置有连接端子，同一所述第二连接部内的两个所述连接端子分别与同一所述电芯模组内的两个所述电芯的极柱电连接，两个所述第二连接部沿所述电池包的宽度方向并排设置，所述第二主体部设置在两个所述第二连接部之间，并且所述第二主体部的两端分别与两个所述第二连接部电连接，进而所述第二电连接件呈一字型。

8.如权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述第二主体部上设置有第二拓展端子，所述第二拓展端子与所述监测组件电连接。

9.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述第一电连接件和所述第二电连接件均为镀镍钢片。

10.一种电动工具，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的电池包。