CN220138406U - 单体电池及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种单体电池及电池包，其中，单体电池包括包括外壳、检测组件和设在外壳内的芯包，外壳包括壳体和设有极柱的端盖，极柱与芯包连接，端盖的内壁和芯包之间形成有容纳空间，检测组件包括检测片、采集线和接线器，检测片设置于芯包，接线器设在外壳的壳壁上，部分接线器延伸至外壳的外部，部分接线器延伸至容纳空间内，检测片通过采集线与接线器连接。本实用新型通过检测片采集芯包内部的膨胀参数，能更加准确地反映出芯包的工作状况，以避免出现安全预警滞后的情况，并通过采集线和接线器与外部监测组件通讯连接，从而实现电芯安全监控及预警，而且将接线器延伸到容纳空间内与采集线连接，有助于提高外壳的空间利用率。

Description

单体电池及电池包

技术领域

本实用新型涉及电池包技术领域，尤其涉及一种单体电池及电池包。

背景技术

动力电池包一般由多个单体电池连接组成。在使用过程中，单体电池会出现发热膨胀，容易出现热失控，导致单体电池的安全性能下降，存在安全隐患。因此，对单体电池在使用过程中进行安全监控预警是非常有必要的。

现有的动力电池包一般是通过采集单体电池外部温度进行温度监测及预警，例如采集外表面的温度或者单体电池极柱位置的温度，然而单体电池外部的温度易受外部环境的干扰，同时由于单体电池充放电发热在单体电池内部，单体电池内部的温度通常比单体电池外部的温度高很多，因此，通过采集单体电池外部温度进行监控预警，会导致温度预警滞后，还是会影响电池包的使用性能以及安全性能。

实用新型内容

本实用新型实施例的一个目的在于：提供一种单体电池，其结构简单，能够及时进行安全监控预警，提高安全性能。

本实用新型实施例的另一个目的在于：提供一种电池包，其结构简单，能够及时进行安全监控预警，安全可靠。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种单体电池，包括外壳、芯包和检测组件，所述外壳包括壳体和端盖，所述壳体和所述端盖围设形成密封的容纳腔，所述芯包设置在所述容纳腔内，所述端盖上设置有极柱，所述极柱与所述芯包连接，所述端盖的内壁和所述芯包之间形成有容纳空间，所述检测组件包括检测片、采集线和接线器，所述检测片设置在所述芯包内，所述接线器设置在所述外壳的壳壁上，部分所述接线器延伸至所述外壳的外部，所述接线器用于连接所述外壳外部的监测组件，部分所述接线器延伸至所述容纳空间内，所述检测片通过所述采集线与所述接线器连接。

作为单体电池的一种优选方案，所述外壳内对应所述接线器的位置设置有支撑座，所述支撑座位于所述容纳空间内，所述采集线远离所述检测片的一端延伸至所述支撑座上与所述接线器连接。

作为单体电池的一种优选方案，所述接线器设置在所述壳体上，所述端盖包括盖板本体和设置在所述盖板本体内壁上的绝缘件，所述支撑座与所述绝缘件夹角连接。

作为单体电池的一种优选方案，所述绝缘件和所述支撑座一体成型。

作为单体电池的一种优选方案，所述支撑座远离所述绝缘件的一端与所述芯包抵接。

作为单体电池的一种优选方案，所述支撑座与所述外壳内壁间隔设置，所述采集线夹设在所述支撑座与所述壳体内壁之间。

作为单体电池的一种优选方案，所述支撑座上对应所述接线器的位置设置有第一限位孔，所述采集线对应所述第一限位孔的位置设置有第二限位孔，所述接线器位于所述壳体内的一端穿过所述第二限位孔插设于所述第一限位孔内。

作为单体电池的一种优选方案，所述接线器延伸至所述容纳空间的部分沿周向设置有凸台，所述采集线设置所述凸台和所述支撑座之间。

作为单体电池的一种优选方案，所述接线器包括导电部和设置在所述导电部外侧的固定部，所述固定部与所述外壳密封连接，所述导电部的一端位于所述外壳外部，另一端伸入所述外壳内与所述采集线连接。

作为单体电池的一种优选方案，所述固定部和所述外壳密封焊接。

作为单体电池的一种优选方案，所述固定部包括绝缘部和金属连接部，所述金属连接部嵌在所述绝缘部内，所述金属连接部的一端伸至所述绝缘部的外部并与所述外壳焊接，所述绝缘部套设在所述导电部外侧。

作为单体电池的一种优选方案，所述绝缘部为塑胶部，所述接线器通过注塑形成连接所述导电部和所述金属连接部的所述绝缘部。

作为单体电池的一种优选方案，所述外壳上设置有定位槽和开孔，所述开孔贯穿所述定位槽的槽底，所述固定部设置在所述定位槽内，所述导电部的一端穿过所述开孔伸入所述外壳内。

作为单体电池的一种优选方案，所述定位槽的槽底和所述固定部之间还设置有密封件，所述密封件套设在所述导电部外。

第二方面，提供一种电池包，包括箱体、电池包管理系统和以上所述的单体电池，所述密封件对应所述开孔的位置设置有供所述导电部穿过的通孔，所述电池包管理系统和所述单体电池均设置在所述外壳内，所述单体电池上的接线器与所述电池包管理系统连接。

本实用新型的有益效果为：检测片设置在芯包内采集芯包内部的膨胀参数，并通过采集线和接线器与外部监测组件通讯连接，将采集到的膨胀参数传动给外部监测组件，从而实现电芯安全监控及预警。此设计检测片通过采集芯包的膨胀参数，能够更加准确地反映出芯包的工作状况，以避免出现安全预警滞后的情况，从而提高单体电池的安全性能，而且将部分接线器延伸到容纳空间内，无需额外增大外壳的内部空间来容纳接线器，能够提高外壳的空间利用率。

附图说明

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型实施例所述单体电池的立体视图。

图2为图1的A处放大图。

图3为本实用新型实施例所述单体电池的剖视图。

图4为图3的B处放大图。

图中：

1、外壳；11、壳体；12、端盖；121、盖板本体；13、定位槽；2、芯包；3、支撑座；31、第一限位孔；4、检测组件；41、检测片；42、接线器；421、导电部；4211、凸台；422、固定部；4221、绝缘部；4222、金属连接部；43、采集线；431、第二限位孔；5、密封件；6、极柱；7、容纳空间。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图4所示，本实用新型提供的一种单体电池，包括外壳1、芯包2和检测组件4，外壳1包括配合设置的壳体11和端盖12，壳体11和端盖12围设形成密封的容纳腔，芯包2设置在容纳腔内，端盖12上设置有极柱6，极柱6与芯包2连接，端盖12的内壁和芯包2之间形成有容纳空间7，检测组件4包括检测片41、采集线43和接线器42，检测片41设置在芯包2内，接线器42设置在外壳1的壳壁上，部分接线器42延伸至外壳1的外部，接线器42用于连接外壳1外部的监测组件，部分接线器42延伸至容纳空间7内，检测片41通过采集线43与接线器42连接。

检测片41能够采集芯包2内部的膨胀参数，并通过采集线43和接线器42与外部监测组件通讯连接，将采集到的膨胀参数传送给外部监测组件，从而实现电芯安全监控及预警。此设计将检测片41设置在芯包2内采集芯包2内的膨胀参数(其中膨胀参数包括膨胀力和温度等数据)，能够更加准确地反映出芯包2的工作状况，以避免出现安全预警滞后的情况，从而提高单体电池的安全性能，而且将部分接线器42延伸到容纳空间7内，无需额外增大外壳1的内部空间来容纳接线器42，能够提高外壳1的空间利用率，有助于提高单体电池的能量密度。

具体地，如图4所示，接线器42包括导电部421和设置在导电部421外侧的固定部422，固定部422与外壳1密封连接，以保证单体电池内部的密封性能，导电部421的一端位于外壳1外部，另一端伸入外壳1内与采集线43连接。

在一可选实施例中，参照图4，固定部422与外壳1的壳壁焊接，以将接线器42密封固定在壳体11上。

优选地，外壳1上设置有定位槽13和开孔，开孔贯穿定位槽13的槽底，固定部422设置在定位槽13内，导电部421的一端穿过开孔伸入壳体11内。定位槽13能够对接线器42进行定位和预固定，以使接线器42与采集线43精准连接，同时能够防止在焊接过程中接线器42发生移动。

具体地，外壳1由金属材料制成，导电部421为导电柱，固定部422包括绝缘部4221和金属连接部4222，金属连接部4222嵌在绝缘部4221内，且金属连接部4222的一端伸至绝缘部4221的外部并与外壳1的壳壁焊接，绝缘部4221套设在导电部421外侧。绝缘部4221能够起到绝缘隔离的作用，以避免导电柱与壳体11电导通而发生短路，而且由于绝缘部4221与金属的外壳1的熔点相差较大，无法焊接在一起，通过金属连接部4222与金属的壳体11焊接，有助于降低焊接难度和提高焊接效果。

示例的，外壳1和金属连接部4222均由铝金属制成。

示例的，绝缘部4221由塑胶制成，绝缘部4221为塑胶部，接线器42通过注塑形成连接导电部421和金属连接部4222的绝缘部4221。导电部421和金属连接部4222能够先固定在模具中，然后在模具中浇筑液态塑胶，凝固后形成绝缘部4221，并制得接线器42。

可选的，接线器42为插座或排针。

在另一可选实施例中，参照图4，定位槽13槽底和固定部422之间还设置有密封件5，密封件5对应开孔的位置设置有供导电部421穿过的通孔，当导电部421伸入容纳空间7内，密封件5套设在导电部421的外侧，以密封定位槽13槽底和固定部422之间的间隙，从而实现接线器42与壳体11的密封连接。

具体地，参照图4，密封件5为“T”型结构，密封件5包括主体部，主体部的一端外侧沿周向环绕设置有抵接凸部，通孔贯穿主体部和抵接凸部，主体部插设于开孔内，抵接凸部抵接在定位槽13槽底和固定部422之间。

示例的，密封件5为橡胶密封圈，橡胶密封圈具有绝缘性，能够避免接线器42和壳体11发生短路。

在本实施例中，如图4所示，为了保证外壳1的密封性能，接线器42的固定部422与外壳1的定位槽13槽壁密封焊接，同时定位槽13槽底和固定部422之间还设置有密封件5。

由于采集线43位于容纳空间7的部分悬空设置，在接线器42和采集线43连接过程中，采集线43会发生移动，因此会增大接线器42和采集线43的连接难度。

具体地，如图3和图4所示，外壳1内对应接线器42的位置设置有支撑座3，支撑座3位于容纳空间7内，采集线43远离检测片41的一端沿芯包2的外壁延伸至支撑座3上与接线器42连接。支撑座3能够支撑采集线43，在连接时，部分接线器42能够延伸到与支撑座3顶面的采集线43连接，以防止采集线43在连接时下垂移动，从而降低接线器42和采集线43的接线难度。

由于位于支撑座3上的采集线43也可能在支撑座3上发生移动，导致接线器42与采集线43连接不良或连接失效。

进一步地，如图4所示，支撑座3上对应接线器42的位置设置有第一限位孔31，采集线43对应第一限位孔31的位置设置有第二限位孔431，接线器42位于壳体11内的一端穿过第二限位孔431插设于第一限位孔31内。此设计能够根据接线器42是否插接到位来判断接线器42与采集线43是否完成连接，同时接线器42在连接完成后能够通过第一限位孔31和第二限位孔431能够限制采集线43在支撑座3上的移动，以保证采集线43和接线器42稳定连接。

具体地，接线器42伸入容纳空间7内的部分(在本实施例中，导电部421伸入容纳空间7的一端)沿周向设置有凸台4211，采集线43设置凸台4211和支撑座3之间，接线器42能够通过凸台4211与采集线43电连接。

进一步地，密封件5的通孔直径大于凸台4211的直径，以保证凸台4211能够穿过密封件5的通孔与采集线43连接。

具体地，接线器42与外壳1的内壁间隔设置，以形成有容纳采集线43的支撑空间。

优选地，采集线43夹设在支撑座3与壳体11内壁之间，以限制采集线43移动，从而保证接线器42与采集线43稳定连接。

优选地，支撑座3的顶面与芯包2设有采集线43的侧面平齐，采集线43能够从芯包2外壁平行延伸至支撑座3上。

具体地，支撑座3为绝缘材料制成。此设计能够避免采集线43与支撑座3电通道而发生短路。可选的，支撑座3为塑胶支撑座3。

进一步地，为了避免发生短路，检测片41、采集线43的外侧除与接线器42连接部分外均包裹有绝缘层。

示例的，绝缘层为硅胶或橡胶。

具体地，接线器42可设置在壳体11的壳壁上或者端盖12上。

在本实施例中，如图1至图4所示，接线器42设置在壳体11上，端盖12包括盖板本体121和设置在盖板本体121内壁上的绝缘件(图中未标出)，支撑座3与绝缘件夹角连接。示例的，绝缘件贴合在盖板本体121的内壁上，支撑座3与绝缘件垂直连接，以使支撑座3与壳体11设置有接线器42的壳壁平行。接线器42伸入到外壳1内的部分能够垂直抵接在支撑座3上的采集线43，从而实现连接。

当然，在其他实施例中，接线器42也可设置在端盖12上。

优选的，为了提高结构强度以及方便安装，绝缘件和支撑座3通过注塑一体成型。

可选的，绝缘件为塑胶件。示例的，绝缘件为盖板组件的下塑胶。

具体地，支撑座3远离绝缘件的一端与芯包2抵接。支撑座3能够对芯包2起到限位作用，以防止芯包2发生移动。

在本实施例中，检测片41上集成有温度传感器和压力传感器。温度传感器能够采集壳体11内部的温度，压力传感器能够采集壳体11内部的气压压力，从而采集壳体11内部的膨胀力。

当然，在其他实施例中，检测片41可根据实际检测需求集成其他传感器。

本实用新型还提供一种电池包，包括外壳1、电池包管理系统和多个以上任一实施例的单体电池，电池包管理系统和单体电池均设置在外壳1内，单体电池上的接线器42与电池包管理系统连接，以将单体电池内部的检测片41采集到的参数信息传送给电池包管理系统，从而进行安全监测及预警，防止出现预警滞后问题，安全性能好。

示例的，单体电池为刀片电池，外壳1为挤型铝材结构。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“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实用新型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一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种单体电池，包括外壳和芯包，其特征在于，所述外壳包括壳体和端盖，所述壳体和所述端盖围设形成密封的容纳腔，所述芯包设置在所述容纳腔内，所述端盖上设置有极柱，所述极柱与所述芯包连接，所述端盖的内壁和所述芯包之间形成有容纳空间，还包括检测组件，所述检测组件包括检测片、采集线和接线器，所述检测片设置于所述芯包，所述接线器设置在所述外壳的壳壁上，部分所述接线器延伸至所述外壳的外部以用于连接所述外壳外部的监测组件，部分所述接线器延伸至所述容纳空间内，所述检测片通过所述采集线与所述接线器连接。

2.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述外壳内对应所述接线器的位置设置有支撑座，所述支撑座位于所述容纳空间内，所述采集线远离所述检测片的一端延伸至所述支撑座上与所述接线器连接。

3.根据权利要求2所述的单体电池，其特征在于，所述接线器设置在所述壳体上，所述端盖包括盖板本体和设置在所述盖板本体内壁上的绝缘件，所述支撑座与所述绝缘件夹角连接。

4.根据权利要求3所述的单体电池，其特征在于，所述绝缘件和所述支撑座一体成型。

5.根据权利要求3所述的单体电池，其特征在于，所述支撑座远离所述绝缘件的一端与所述芯包抵接。

6.根据权利要求2所述的单体电池，其特征在于，所述支撑座与所述外壳内壁间隔设置，所述采集线夹设在所述支撑座与所述外壳内壁之间。

7.根据权利要求6所述的单体电池，其特征在于，所述支撑座上对应所述接线器的位置设置有第一限位孔，所述采集线对应所述第一限位孔的位置设置有第二限位孔，所述接线器位于所述壳体内的一端穿过所述第二限位孔插设于所述第一限位孔内。

8.根据权利要求2所述的单体电池，其特征在于，所述接线器延伸至所述容纳空间的部分沿周向设置有凸台，所述采集线设置所述凸台和所述支撑座之间。

9.根据权利要求1至8任一项所述的单体电池，其特征在于，所述接线器包括导电部和设置在所述导电部外侧的固定部，所述固定部与所述外壳密封连接，所述导电部的一端位于所述外壳外部，另一端伸入所述外壳内与所述采集线连接。

10.根据权利要求9所述的单体电池，其特征在于，所述固定部和所述外壳密封焊接。

11.根据权利要求10所述的单体电池，其特征在于，所述固定部包括绝缘部和金属连接部，所述金属连接部嵌在所述绝缘部内，所述金属连接部的一端伸至所述绝缘部的外部并与所述外壳焊接，所述绝缘部套设在所述导电部外侧。

12.根据权利要求11所述的单体电池，其特征在于，所述绝缘部为塑胶部，所述接线器通过注塑形成连接所述导电部和所述金属连接部的所述绝缘部。

13.根据权利要求9所述的单体电池，其特征在于，所述外壳上设置有定位槽和开孔，所述开孔贯穿所述定位槽的槽底，所述固定部设置在所述定位槽内，所述导电部的一端穿过所述开孔伸入所述外壳内。

14.根据权利要求13所述的单体电池，其特征在于，所述定位槽的槽底和所述固定部之间还设置有密封件，所述密封件对应所述开孔的位置设置有供所述导电部穿过的通孔，所述密封件套设在所述导电部外。

15.一种电池包，其特征在于，包括箱体和电池包管理系统，还包括权利要求1至14任一项所述的单体电池，所述电池包管理系统和所述单体电池均设置在所述箱体内，所述单体电池上的接线器与所述电池包管理系统连接。