CN220233377U - 一种电池模组和电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池模组和电池包，其中电池模组包括至少一排电芯组，多排电芯组沿第一方向间隔设置，每组电芯组均包括沿第二方向间隔设置的多个电芯组本体，多个电芯组本体依次串联。其中每个电芯组本体均包括壳体壳体内设置有沿第三方向堆叠的多个电芯，电芯并联且同向设置。壳体沿第二方向的两侧分别设置有至少一个连接部一和与连接部一对应的连接部二，连接部一和位于同一排相邻的电芯组本体的连接部二插接。电池模组结构紧凑，在满足电量的同时，减少占用的空间，做到真正的超薄。

Description

一种电池模组和电池包

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电池模组和电池包。

背景技术

随着经济的不断发展，使得各方面对电力的需求日益增高。供电的可靠性越来越得到重视。备用电源是一种经济方便，效果显著的电力装置。传统酸蓄电池对环境温度和承重要求较高且高倍率放电性能差还会对环境造成污染。锂电池由于具有体积小、重量轻，高温性能突出，循环性能优异，可高倍率充、放电，绿色环保等众多优点，更适合用于家庭备用电源。

家用电池包若在想要大的电量需求，往往需要增大电池包的体积，而电池包的体积增大，又不便于电池包的使用和存储。因此如何合理的布置电芯，在保证电池包电量的同时减小电池包尺寸，成为有待解决的问题。

实用新型内容

为克服上述缺点，本实用新型的目的在于提供一种电池模组，结构紧凑，在满足电量的同时，减少占用的空间。

为了达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种电池模组，包括至少一排电芯组，多排电芯组沿第一方向间隔设置，每组电芯组均包括沿第二方向间隔设置的多个电芯组本体，多个所述电芯组本体依次串联。

其中每个电芯组本体均包括壳体，壳体内设置有沿第三方向堆叠的多个电芯，所述电芯并联且同向设置，所述第一方向、第二方向和第三方向两两垂直，所述壳体沿第二方向的两侧分别设置有至少一个连接部一和与连接部一对应的连接部二，所述连接部一和位于同一排相邻的电芯组本体的连接部二插接，所述连接部一和连接部二插接后，在所述第一方向、第二方向和第三方向上限定电芯组本体的位置。

本实用新型的有益效果在于：

一、通过连接部一和连接部二连接相邻的电芯组本体，让电芯组本体的结构更加紧凑，同时位置也相对固定，便于后续将组装形成的电池模组固定在外壳内；

二、电芯组本体包括沿第三方向堆叠且并联的电芯，再将不同的电芯组本体在串联，并在第二方向间隔设置形成一排电芯组，多排电芯组再沿第一方向间隔分布，这样的分布形式，合理利用了空间，实现了电芯之间的串联和并联。

进一步来说，所述连接部一包括沿壳体朝向第二方向延伸的第一横板和第二横板，所述第一横板和第二横板相互平行且沿第三方向间隔设置，所述第一横板、第二横板和壳体之间限定形成一个插接腔。所述连接部二包括一个沿壳体朝向第二方向延伸的插接部，所述插接部能插入插接腔中。

当插接部插入插接腔中后，第一横板和第二横板对插接部在第三方向上进行限位，也就是限定电芯组本体在第三方向的位置。

进一步来说，所述插接部、第一横板和第二横板在第三方向上的长度相同。这样插接部的端部能与相邻壳体抵靠，也就是插入插接腔的腔底，同时第一横板和第二横板也可以与相邻的壳体抵靠，在第二方向上限定电芯组本体的位置。

进一步来说，所述连接部一还包括至少一对竖板，每对所述竖板包括两个平行且沿第一方向间隔设置的第一竖板和第二竖板。所述连接部二包括两个平行沿第一方向间隔设置的第一限位板和第二限位板，所述第一竖板和第二竖板均位于第一限位板和第二限位板之间，且所述第一竖板和第二竖板的相背的外侧面分别与第一限位板和第二限位板相对的内侧面抵靠。

第一限位板和第二限位板对第一竖板和第二竖板在第一方向上进行限位，也就是限定电芯组本体第一方向上的位置。

通过连接部一和连接部二连接相邻的电芯组本体，让电芯组本体的结构更加紧凑，同时位置也相对固定，便于将组装形成的电池模组固定在外壳内。

进一步来说，所述第一横板和第二横板上分别开设有同轴设置的通孔一，所述插接部上设置有通孔二，当所述连接部一和对应的连接部二插接时，所述通孔一和通孔二同轴。此时通孔一和通孔二中插接有锁紧螺栓，锁紧螺栓穿过通孔一个通孔二将电池模组固定在外壳上，便于将电池模固定到指定位置。

进一步来说，相邻的所述电芯组之间在第一方向上留有间距，所述电芯组本体在第一方向上的一端设置有安全阀，所述安全阀朝向间距设置，壳体上开设有与安全阀对应的第一缺口。间距为安全阀的泄气提供空间，提高电池模组的安全性。

进一步来说，所述壳体靠近安全阀的端面上还设置有固定座，所述固定座与壳体固定连接，且所述固定座上开设有第三通孔。固定座通过穿过第三通过的固定螺栓与指定部件(外壳)固定，进一步提高电芯模组与指定部件连接的稳定性。

进一步来说，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体卡接。上壳上沿第二方向的两侧设置有卡槽，下壳沿第二方向的两侧设置有卡块，卡块可卡入卡槽内，此时上壳和下壳固定，形成一个整体结构的电芯组本体。

进一步来说，所述电芯包括盖板，所盖板包括正极连接部和穿过盖板的负极柱，壳体上开设有与正极连接部和负极柱对应的第二缺口。所述电池模组还包括汇流排，所述汇流排的一端与一个电芯组本体的两个电芯的正极连接部焊接，再与相邻的所述电芯组本体的两个电芯的负极柱焊接。

汇流排让同一个电芯组本体两个电芯并联，再将不同的电芯组本体串联。同时就电芯而言，取消了正极柱，而采用将盖板的部分当做正极柱使用，增大了与汇流排的焊接面积，便于焊接组装，实现强正电。

本实用新型还公开一种电池包，包括外壳，所述外壳内设置有上述电池模组，所述电池模组通过锁紧螺栓与外壳固定，所述锁紧螺栓穿过插接的连接部一和连接部二。

电池包通过电芯组本体的结构和布置，大大减小了电池包的尺寸，真正做到的电池包的轻薄。

附图说明

图1为本实用新型实施例中电池模组的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例中电池模组的俯视图；

图3为本实用新型实施例中一个电池组本体的立体结构示意图；

图4为图3中A处放大图；

图5为本实用新型实施例中一个电池组本体的另一角度立体结构示意图；

图6为图5中B处放大图；

图7为本实用新型实施例中汇流排与电芯组本体连接状态示意图；

图8为本实用新型实施例中连接部一与连接部二插接状态剖视图；

图9为本实用新型实施例中电池包的结构示意图。

图中：

100、电池模组；

200、电芯组本体；

300、汇流排；

400、连接排；

1、壳体；11、上壳；111、卡槽；12、下壳；121、卡块；1a、第一缺口；1b、第二缺口；13、限位块；

21、第一电芯；22、第二电芯；211、安全阀；212、正极连接部；213、负极柱；

3、连接部一；31、第一横板；32、第二横板；33、插接腔；34、第一竖板；35、第二竖板；36、通孔一；

4、连接部二；41、插接部；42、第一限位板；421、第一上限位部；422、第一下限位部；43、第二限位板；431、第二上限位部；432、第二下限位部；44、通孔二；

5、固定座；51、第三通孔；52、下固定部；53、上固定部；

61、正极焊接部；62、负极焊接部；

7、外壳；71、BMS控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

在本实用新型的实施方式中，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的实施方式的不同结构。为了简化本实用新型的实施方式的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。本实用新型的实施方式可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型的实施方式提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

参见附图1和附图2所示，本实施例中的本实用新型的一种电池模组100，包括沿第一方向间隔设置的2排电芯组，一排电芯组包括沿第二方向间隔设置的8个电芯组本体200，另一排电芯组包括沿第二方向间隔设置的7个电芯组本体200。电芯组本体200依次串联，形成一个电池模组100。

电芯组的排数不限，在一些实施例中，也可设置1排电芯组、3排电芯组等。每排电芯组中的电芯组本体200的数量不限，可为2个、3个、9个等，不同排电芯组内的电芯组本体200的数量也可以相同，此时电芯组本体200阵列分布。

参见附图3所示，为本实用新型的一种电芯组本体200的结构，电芯组本体200包括沿第三方向堆叠的两个电芯，其中第一方向、第二方向和第三方向两两垂直。电芯为长方体，第一方向为长度方向，第二方向为宽度方向，第三方向为高度方向。两个电芯并联，这样一个电芯组本体200中，即使一个电芯损坏，电池模组100依然可以使用。

参见附图3和附图5所示，每个电芯沿第一方向的一端设置有极性不同的极耳，另一端设置有安全阀211。一个电芯组本体200内的两个电芯同向设置，也就是两个电芯的极性不同的极耳位于同一侧，且安全阀211也位于同一侧。当然，一个电芯组本体200内的电芯也不限定在两个，也可设置有三个或者更多。

两个电芯固定在一个壳体1内，壳体1上开设有与安全阀211对应的第一缺口1a，安全阀211可在第一缺口1a处泄气，保证安全性。两排电芯组之间在第一方向上留有间距，安全阀211朝向间距设置，第一缺口1a和间距导通，也就是说间距为安全阀211的泄气提供空间，提高电池模组100的安全性。

在一个实施例中，两个电芯分别为第一电芯21和第二电芯22，为了提高一个电芯组本体200的稳定性，使之成为一个整体，便于组装，第一电芯21和第二电芯22共同设置在一个壳体1内，壳体1将第一电芯21和第二电芯22限定在其内，形成一个整体结构的电芯组本体200。

参见附图3和附图5所示，壳体1包括可拆卸连接的上壳11和下壳12，上壳11和下壳12之间限定形成一个容置腔，电芯堆叠在容置腔内。为了便于上壳11和下壳12组装，上壳11上沿第二方向的两侧设置有卡槽111，下壳12沿第二方向的两侧设置有卡块121，卡块121可卡入卡槽111内，此时上壳11和下壳12固定，形成一个整体结构的电芯组本体200。当然也可将卡块121设置在上壳11上，卡槽111设置在下壳12上，只要能实现上壳11和下壳12的可拆卸即可。

参见附图4所示，卡槽111开设在一个卡接块上，卡接块上端与上壳11固定，下端为自由端且向下延伸到卡块121所在位置，卡槽111开设在卡接块的自由端。卡接块的自由端可相对上壳11产生相对摆动，以使卡槽111卡入卡块121或脱离卡块121。

在一个实施例中，壳体1沿第二方向的两侧分别设置有至少一个连接部一3和与连接部一3对应的连接部二4，连接部一3和位于同一排相邻的电芯组本体200的连接部二4插接。插接部一3和连接部二4插接后，能在第一方向、第二方向和第三方向的三维空间内，限定电芯组本体200的位置，提高形成的电池模组100的稳定性。

参见附图6所示，连接部一3包括沿壳体1朝向第二方向延伸的第一横板31和第二横板32，第一横板31和第二横板32相互平行且沿第三方向间隔设置，第一横板31、第二横板32与壳体1固定，第一横板31、第二横板32和壳体1之间限定形成一个插接腔33。参见附图4所示，连接部二4包括一个沿壳体1朝向第二方向延伸的插接部41，插接部41能插入插接腔33中。当插接部41插入插接腔33中后，第一横板31和第二横板32对插接部41在第三方向上进行限位，也就是限定电芯组本体200在第三方向的位置。

插接部41、第一横板31和第二横板32在第三方向上的长度相同，这样插接部41的端部能与相邻壳体1抵靠，也就是插入插接腔33的腔底，同时第一横板31和第二横板32也可以与相邻的壳体1抵靠，在第二方向上限定电芯组本体200的位置。

参见附图8所示，连接部一3还包括至少一对竖板，每对竖板包括两个平行且沿第一方向间隔设置的第一竖板34和第二竖板35。连接部二4包括两个平行沿第一方向间隔设置的第一限位板42和第二限位板43，第一竖板34和第二竖板35均位于第一限位板42和第二限位板43之间，且第一竖板34和第二竖板35的相背的外侧面分别与第一限位板42和第二限位板43相对的内侧面抵靠。第一限位板42和第二限位板43对第一竖板34和第二竖板35在第一方向上进行限位，也就是限定电芯组本体200第一方向上的位置。

本实施例中，通过连接部一3和连接部二4连接相邻的电芯组本体200，让电芯组本体200的结构更加紧凑，同时位置也相对固定，便于将组装形成的电池模组100固定在外壳7内。

在一个实施例中，参见附图6所示，第一横板31和第二横板32分别固定在上壳11和下壳12上，竖板设置于两对，一对竖板与上壳11固定，沿着第一横板31的两端在第三方向上向上延伸，另一对竖板与下壳12固定，沿着第二横板32的两端在第三方向上向下延伸。第一横板31和其两侧的一对竖板形成一个第一U型结构，第二横板32和其两侧的另一对竖板形成一个与第一U型结构对称的第二U型结构。

参见附图6所示，插接部41包括固定在上壳11上的插接板一和固定在下壳12上的插接板二，插接板一和插接板二抵靠且在第三方向上的投影重合。第一限位板42包括沿插接板一的一个端部在第三方向上向上延伸第一上限位部421，和沿插接板二的一个端部在第三方向上向上延伸第一下限位部422，第二限位板43包括沿插接板一的另一个端部在第三方向上向上延伸第二上限位部431，和沿插接板二的一个端部在第三方向上向上延伸第二下限位部432。

连接部一3和连接部二4均有部分位于上壳11上且有部分位于下壳12上，使连接部一3和连接部二4在第三方向上居中，提高连接的稳定性。

当然在一些实施例中，连接件一可设置在上壳11或下壳12中的一个上，此时连接部二4也设置在对应的上壳11或下壳12上。

参见附图4所示，第一横板31和第二横板32上分别开设有同轴设置的通孔一36，插接部41上设置有通孔二44，当连接部一3和对应的连接部二4插接时，通孔一36和通孔二44对齐，也就是通孔一36和通孔二44同轴。此时通孔一36和通孔二44中插接有锁紧螺栓，锁紧螺栓穿过通孔一36个通孔二44将电池模组100固定在外壳7上。

参见附图6所示，所述壳体1在开设有第一缺口1a的端部上还设置有固定座5，固定座5与壳体1固定连接，且固定座5上开设有供固定螺栓穿过的第三通孔51。固定座5通过穿过第三通孔51的固定螺栓与外壳7固定，进一步提高电池模组与外壳7连接的稳定性。

固定座5包括固定在上壳11上的上固定部53和固定在下壳12上的下固定部52，上固定部53和下固定部52抵靠，第三通孔51开设在上固定部53和下固定部52相互抵靠的抵靠面上。这样穿过固定座5的固定螺栓，不仅起到固定壳体1和外壳7的作用，同时起到固定上壳11和下壳12的作用。

参见附图6所示，下固定部52的下端面与下壳12的下端面位于同于水平面，也就是说下壳12体1在与外壳7抵靠时，下固定部52能能与外壳7抵靠，提高了电芯组本体200的稳定性。

当然在一些实施例中，固定座5也可以为一个整体，固定在上壳11或下壳12上，只要能让固定螺栓穿过，以固定壳体1和外壳7即可。

参见附图3所示，电芯在第一方向上具有一个盖板，盖板上固定有正极连接部212，正极连接部212与电芯的正极耳焊接，盖板上还穿设有一个负极柱213，负极柱213与电芯的负极耳焊接。壳体1上开设有与正极连接部212和负极柱213对应的第二缺口1b，第二缺口1b让正极连接部212和负极柱213可以露出壳体1。

参见附图1所示，电池模组100还包括连接相邻电芯组本体200的汇流排300，汇流排300穿过第二缺口1b和电芯连接，汇流排300的一端与一个电芯组本体200的两个电芯的正极连接部212焊接，再与相邻的电芯组本体200的两个电芯的负极柱213焊接。汇流排300让同一个电芯组本体200两个电芯并联，再将不同的电芯组本体200串联，整个电池模组100形成一个2并15串的结构，能提供稳定电压。

就电芯而言，取消了正极柱，而采用将盖板的部分当做正极柱使用，增大了与汇流排300的焊接面积，便于焊接组装，实现强正电。

参见附图7所示，汇流排300包括正极焊接部61和负极焊接部62，正极焊接部61与正极连接部212焊接固定，负极焊接部62与相邻的电芯组本体200的负极柱213焊接。第二缺口1b包括与正极焊接部61对应的正极缺口部和与负极柱213对应的负极缺口部，壳体1在正极缺口部处设置有多个限位块13，限位块13用于将正极焊接部61限定在正极连接部212表面，此时正极焊接部61与正极连接部212抵靠，由于限位块13和正极连接部212之间限定成了一个限位腔，正极焊接部61位于限位腔内不会产品偏移，方便汇流排300的焊接。

参见附图1和附图7所示，同一排电芯组内的所有电芯组本体200的正极连接部212和负极柱213的布置方向相同，但第一排电芯组内的电芯组本体200的正极连接部212和负极柱213的布置方向与第二排电芯组内的电芯组本体200的正极连接部212和负极柱213的布置方向相反。同一排的电芯组本体200通过汇流排300串联后，两排电芯组同一个端部的两个电芯组本体200再通过连接排400桥接以实现串联，便于将两排电芯组串联。

参见附图9所示，电池包包括外壳7，外壳7包括外壳一和外壳二，外壳一和外壳二之间限定形成腔体，腔体内设置有上述电池模组100。

外壳一和外壳二可为焊接固定，也可通过螺栓、卡接等固定方式实现可拆卸连接。

外壳一上还固定有与固定螺栓和锁紧螺栓螺纹连接的定位柱，定位柱与第二横板32或固定座5抵靠，当锁紧螺栓穿过插接部一和第二连接部与对应的定位柱连接，或固定螺栓穿过固定座5与对应的定位柱连接时，实现电池模组100在腔体内的固定。

腔体内还设置有BMS控制器71，电池模组100通过线缆与BMS控制器71连接。

电池包在组装过程中，先将两个电芯堆叠并放置到壳体1内形成一个电芯组本体200，在第二方向上间隔设置的电芯组本体200通过壳体1上的连接部一3和连接部二4依次插接，固定位于同一排的电芯组本体200形成一个电芯组，一个电芯组内的电芯组本体200通过汇流排300串联。插接形成两个电芯组，两个电芯组再通过连接排400连接，形成一个电池模组100。将电池模组100放置到下壳12上，通过穿过连接部一3、连接部二4的锁紧螺栓和穿过固定座5的固定螺栓，将电池模组100锁紧固定在外壳一上，将外壳二盖合在壳体一上并与外壳一固定，实现电池包的组装。此电池包通过电芯组本体200的结构和布置，大大减小了电池包的尺寸，真正做到的电池包的轻薄。

以上实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池模组，其特征在于：包括至少一排电芯组，多排所述电芯组沿第一方向间隔设置，每组所述电芯组均包括沿第二方向间隔设置的多个电芯组本体，多个所述电芯组本体依次串联；

其中每个所述电芯组本体均包括壳体，所述壳体内设置有沿第三方向堆叠的多个电芯，所述电芯并联且同向设置，所述第一方向、第二方向和第三方向两两垂直；

所述壳体沿第二方向的两侧分别设置有至少一个连接部一和与连接部一对应的连接部二，所述连接部一和位于同一排相邻的电芯组本体的连接部二插接，所述连接部一和连接部二插接后，在所述第一方向、第二方向和第三方向上限定电芯组本体的位置。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述连接部一包括沿壳体朝向第二方向延伸的第一横板和第二横板，所述第一横板和第二横板相互平行且沿第三方向间隔设置，所述第一横板、第二横板和壳体之间限定形成一个插接腔；

所述连接部二包括一个沿壳体朝向第二方向延伸的插接部，所述插接部能插入插接腔中。

3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于：所述插接部、第一横板和第二横板在第三方向上的长度相同。

4.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述连接部一还包括至少一对竖板，每对所述竖板包括两个平行且沿第一方向间隔设置的第一竖板和第二竖板；

所述连接部二包括两个平行沿第一方向间隔设置的第一限位板和第二限位板，所述第一竖板和第二竖板均位于第一限位板和第二限位板之间，且所述第一竖板和第二竖板的相背的外侧面分别与第一限位板和第二限位板相对的内侧面抵靠。

5.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于：所述第一横板和第二横板上分别开设有同轴设置的通孔一，所述插接部上设置有通孔二，当所述连接部一和对应的连接部二插接时，所述通孔一和通孔二同轴。

6.根据权利要求1-5任一所述的电池模组，其特征在于：相邻的所述电芯组之间在第一方向上留有间距，所述电芯组本体在第一方向上的一端设置有安全阀，所述安全阀朝向间距设置。

7.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于：所述壳体靠近安全阀的端面上还设置有固定座，所述固定座与壳体固定连接，且所述固定座上开设有第三通孔。

8.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体卡接。

9.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述电芯包括盖板，所盖板包括正极连接部和穿过盖板的负极柱；

所述电池模组还包括汇流排，所述汇流排的一端与一个电芯组本体的两个电芯的正极连接部焊接，再与相邻的所述电芯组本体的两个电芯的负极柱焊接。

10.一种电池包，其特征在于：包括外壳，所述外壳内设置有权利要求1-9任一所述电池模组，所述电池模组通过锁紧螺栓与外壳固定，所述锁紧螺栓穿过插接的连接部一和连接部二。