CN220692271U - Ccs组件及电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种CCS组件及电池模组。CCS组件包括：支撑结构；导流结构，连接于支撑结构，包括输入排、输出排以及连接排，输入排和输出排沿第二方向设于多列电芯的相对两端，并分别和一列电芯电性连接，连接排设于输入排和输出排之间，用于和电芯进行电连接；两块FPC,沿第一方向设于多列电芯的相对两侧，每一块FPC沿第二方向延伸，并分别和连接排电性连接；两个连接器，沿第一方向设于多列电芯的相对两侧，分别和一块FPC电性连接，且对应设于其中一列电芯具有缺口的一端。本实用新型中的连接器不需要沿第二方向Y凸出电芯，保证了电池模组内的电芯的安装空间，能够设置更多的电芯，提升了空间利用率。

Description

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CCS组件及电池模组。

背景技术

在动力电池中，通过CCS组件和电池电性连接，以实现和BMS的电信号传输，CCS组件在安装时，安装于电池的顶部，并列沿电池的排列方向设置。其中，CCS组件一般包括塑胶支架、FPC、温度采集件、电压采集件、连接排以及电连接器，通过电连接器实现和BMS的信息传递，以监控电池的使用状态。

现有的CCS组件中，由于CCS组件是沿多列电池的排列方向设置的，在安装连接器时，塑胶支架需要往外延伸一定的长度，以能够对连接器进行支撑安装，从而导致整个CCS组件的长度增加，占用了电池模组内的空间，降低了电池模组的能量密度和空间利用率。

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CCS组件，应用于电池模组，所述电池模组包括多列电芯，所述CCS组件设于多列所述电芯的顶部，所述电芯的排列方向沿第一方向布置，多列所述电芯沿第二方向相交错设置，所述CCS组件包括：支撑结构，设于多列所述电芯的顶部；导流结构，连接于所述支撑结构，包括输入排、输出排以及连接排，所述输入排和所述输出排沿所述第二方向设于多列所述电芯的相对两端，并分别和一列所述电芯电性连接，所述连接排设于所述输入排和所述输出排之间，用于和所述电芯进行电连接，以实现多列所述电芯的串联和并联；两块FPC,分别连接于所述支撑结构，沿第一方向设于多列所述电芯的相对两侧，每一块所述FPC沿所述第二方向延伸，并分别和所述连接排电性连接；两个连接器，沿第一方向设于多列所述电芯的相对两侧，分别和一块所述FPC电性连接，且对应设于其中一列所述电芯相对相邻的一列所述电芯具有缺口的一端。

这样，设置在电芯的顶部时，由于每一列电芯中的电芯是沿第一方向X排列的，多列电芯是沿第二方向Y相交错设置的，从而沿第一方向X的端部，每相邻的两列电芯中，一列电芯相对相邻的另一列电芯是存在缺口的，在设置CCS组件时，将连接器沿第一方向X设于电芯所在列的端部，能够将连接器安装于某一列电芯形成的缺口内，充分利用电芯的缺口的空间，因此，支撑架不需要沿多列电芯的排列方向上凸出，连接器也不需要沿多列电芯的排列方向上占用更多的空间，即不需要沿第二方向Y凸出电芯，从而保证了整个CCS组件的长度，在应用于电池模组时，不过多的占用电池模组内的空间，能够设置更多的电芯，提升了空间利用率，保证电池模组的能量密度。

在一些实施方式中，所述支撑结构包括热压膜和两个分隔设置的支撑架，两个所述支撑架沿第一方向设于多列所述电芯的相对两侧，所述热压膜连接于两个所述支撑架之间。

在一些实施方式中，所述支撑架朝向所述电芯的一侧设有多个第一避让口，所述第一避让口的形状和所述电芯的形状相适配，以使所述支撑架能够贴合于所述电芯的表面。

在一些实施方式中，所述热压膜包括上层膜和下层膜，所述FPC和所述导流结构设于所述上层膜和所述下层膜之间，且所述导流结构能够相对所述上层膜和所述下层膜露出。

在一些实施方式中，所述连接器连接于所述FPC朝向所述电池列的一侧，且对应于所述缺口设置。

在一些实施方式中，所述支撑架沿第一方向背离所述电芯的一侧设有安装口，所述安装口对应于所述缺口电芯设置，所述连接器设于所述安装口内。

在一些实施方式中，所述连接排包括沿第二方向依次并列设置的多个子排，每一个所述子排串联沿所述第二方向交错设置的每相邻的两个所述电芯，且并联每相邻的两列所述电芯。

在一些实施方式中，所述子排包括主连接筋和多个导电段，所述主连接筋往所述第一方向延伸，多个所述导电段沿所述第一方向并列连接于所述主连接筋，所述主连接筋和所述电芯的正极连接，所述导电段和所述电芯的负极连接。

在一些实施方式中，所述主连接筋沿所述第一方向的至少一端设有凸出段，所述凸出段用于和所述FPC连接。

在一些实施方式中，所述主连接筋沿所述第一方向的两端均设有所述凸出段，一个所述凸出段用于和一个所述FPC连接，另一个所述FPC对应于另一个所述凸出端设有第三避让口。

本实用新型的另一个方面，提供了一种电池模组，包括上述所述的CCS组件。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电池模组的结构示意图；

图2为图1中的电池模组的分解示意图；

图3为图1中的电池模组隐藏连接器后的结构示意图；

图4为图1中的电池模组的俯视图；

图5为图1中的热压膜、FPC以及连接器的分解示意图；

图6为图1中的支撑架的结构示意图；

图7为图1中的FPC、加强板以及连接器的分解示意图；

图8为图1中的电芯和子排的结构示意图；

图9为图7中的电芯和子排的俯视图；

图10为图7中的子排的结构示意图；

图11为本实用新型实施例的电芯的结构示意图。

其中，附图标记含义如下：

100-CCS组件，10-支撑结构，11-热压膜，111-上层膜，112-下层膜，113-仿形孔，12-支撑架，121-第一避让口，122-热铆柱，123-安装口，20-导流结构，21-输入排，211-输入极，22-输出排，221-输出极，23-连接排，231-子排，2311-主连接筋，2312-导电段，2313-限流孔，2314-第二避让口，2315-凸出段，30-FPC，31-第三避让口，40-连接器，50-补强板，200-电池模组，210-电芯列，220-第一电芯列，230-第二电芯列，231-缺口，300-电芯，310-正极，320-壳体。

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。

请参阅图1至图11，为本实用新型实施例提供的CCS组件100，包括支撑结构10、导流结构20、两块FPC30以及两个连接器40。CCS组件100应用于电池模组200时，电池模组200包括多列电芯300，CCS组件100设于多列电芯300的顶部，电芯300的排列方向沿第一方向X布置，多列电芯300沿第二方向Y相交错设置。具体地，本实施例的电芯为圆柱电芯。

其中，请参阅图1至图4，支撑结构10设于多列电芯300的顶部；导流结构20连接于支撑结构10，包括输入排21、输出排22以及连接排23，输入排21和输出排22沿第二方向Y设于多列电芯300的相对两端，分别用于和一列电芯300电性连接，连接排23设于输入排21和输出排22之间，用于和电芯300进行电连接，以实现多列电芯300的串联和并联；两块FPC30,分别连接于支撑结构10，沿第一方向X设于多列电芯300的相对两侧，每一块FPC30沿第二方向Y延伸，并和连接排23电性连接；两个连接器40，沿第一方向X设于多列电芯300的相对两侧，分别和一块FPC30电性连接，且设于其中一列电芯300相对相邻的一列电芯300具有缺口的一端。

上述CCS组件100，设置在电芯300的顶部时，由于每一列电芯300中的电芯300是沿第一方向X排列的，多列电芯300是沿第二方向Y相交错设置的，从而沿第一方向X的端部，每相邻的两列电芯300中，一列电芯300相对相邻的另一列电芯300是存在缺口231的，在设置CCS组件100时，将连接器40沿第一方向X设于电芯300所在列的端部，能够将连接器40安装于某一列电芯300形成的缺口231内，充分利用电芯300的缺口231的空间，因此，支撑架12不需要沿多列电芯300的排列方向上凸出，连接器40也不需要沿多列电芯300的排列方向上占用更多的空间，即不需要沿第二方向Y凸出电芯200，从而保证了整个CCS组件100的长度，在应用于电池模组200时，不过多的占用电池模组200内的空间，能够设置更多的电芯300，提升了空间利用率，保证电池模组200的能量密度。

请参阅图5和图6，在本实用新型的一个实施例中，为了便于支撑结构10的成型，支撑结构10包括热压膜11和两个分隔设置的支撑架12，两个支撑架12沿第一方向X设于多列电芯300的相对两侧，热压膜11连接于两个支撑架12之间，如此，通过将支撑结构10设置为包括分体的支撑架12和热压膜11的方式，具有如下有益效果：

(1)在设置支撑结构10时，两个支撑架12能够沿第一方向X夹紧于多列电芯300的相对两侧，方便和电芯300进行定位安装，避免了由于电芯300的堆叠具有公差和一个整体的塑胶支架的制造具有公差时，塑胶支架与电芯300的过度定位造成CCS组件100和电芯300的装配产生干涉的问题，提升了CCS组件100与电芯300的装配效率，以及提升了产品良率；

(2)电芯300在使用的过程中发生膨胀时，热压膜11由于具有一定的柔软度，能够吸收膨胀；

(3)设置两个分体的支撑架12，能够便于每一个支撑架12的出模成型，相对一个整体的塑胶架体的方式，降低了支撑架12的生产成本。

具体地，为了使得两个支撑架12能够对电芯300具有更好的夹紧效果，在设置支撑架12时，支撑架12朝向电芯300的一侧设有多个第一避让口121，第一避让口121的形状和电芯300的形状相适配，以使支撑架12能够贴合于电芯300的表面，如此，通过在支撑架12上设置第一避让口121，支撑架12沿第一方向X设置在电芯300的侧面时，支撑架12能够沿电芯300的轴向方向贴合在电芯300的侧面，两侧的支撑架12沿第一方向X将位于两侧的相交错的电芯300进行夹紧，以在整个CCS组件100安装在电芯300的顶部时，第一避让口121起到与电芯300定位的作用，方便CCS组件100和电芯300的安装。

可以理解地，由于电芯300沿第二方向Y是相互交错设置的，为了方便描述，选取相邻的两列电芯300进行描述，定义这相邻的两列电芯300为第一电芯列220和第二电芯列230，如图1至图3所示，沿第一方向X的一端，第一电芯列220凸出于第二电芯列230，第二电芯列230相对第一电芯列220具有缺口231，支撑架12沿第一方向X进行设置时，对应于凸出来的第一电芯列220具有第一避让口121，如此，能够和相交错设置的电芯300相安装适配，以能够夹紧在多个电芯300的相对两侧。

具体地，本实施例的支撑架12为PC+ABS的复合材料，PC+ABS的复合材料具有优良的耐热耐候性能、尺寸稳定性以及耐冲击性特点，因此能够使用于CCS组件100的支撑结构10中。

其中，请参阅图5，在设置热压膜11时，为了保证支撑结构10安装FPC30和导流结构20时对FPC30和导流结构20的绝缘防护效果以及保证整个支撑结构10的支撑强度，热压膜11包括上层膜111和下层膜112，FPC30设于上层膜111和下层膜112之间，且导流结构20能够相对上层膜111和下层膜112露出，以通过上层膜111和下层膜112对FPC30和导流结构20进行绝缘支撑和防护，保证整个热压膜11的结构强度。

具体地，本实施例的中的上层膜111和下层膜112均为PC膜，在其他实施例中上层膜111和下层膜112可以为PET膜。

其中，在将导流结构20从上层膜111和下层膜112之间露出时，上层膜111和下层膜112上对应设有仿形孔113，从而通过仿形孔113将导流结构20中需要电芯300进行焊接连接的部分进行露出。

进一步地，请参阅图6，在将支撑架12和热压膜11进行连接时，支撑架12上设有热铆柱122，支撑架12和热压膜11均通过热铆柱122和支撑架12连接，如此，在将热压膜11和支撑架12进行连接时，先通过热铆柱122进行了定位，再通过热铆柱122将支撑架12和热压膜11连接成为了一体，即支撑架12分别和上层膜111和下层膜112连接成为了一个整体，保证支撑架12分别和上层膜111、下层膜112的连接稳定性。

请参阅图1至图4以及图7，在FPC30上连接连接器40时，为了避免连接器40占用电芯300的顶部空间，连接器40连接于FPC30朝向电芯300的一侧，且对应于缺口231设置，如此，连接器40倒置于FPC30的一侧，充分利用电芯300沿第一方向X的端部的空间，能够和电芯300沿第一方向X相平行设置，避免设置于FPC30顶部时，占用沿电芯300的轴向方向上的空间而增加CCS组件100应用于电池模组200时的高度。

进一步地，为了增加连接器40安装在FPC30上的连接强度，连接器40和FPC30之间还设有补强板50，具体地，为FR-4级别的耐燃材料，粘接于FPC30上，以在和支撑架12进行连接时，能够通过补强板50与热铆柱122进行热压固定。

其中，本实施例的FPC30通过蚀刻工艺实现电路走线，FPC30与连接排23直接焊接，在FPC30和连接排23的焊接处进行局部镀镍，通过FPC30采集电压传输电信号通道连接低压连接器40，以通过连接器40输出电压信号。

进一步地，请参阅图1至图4以及图6，为了合理利用电芯300在排列时产生剩余空间，支撑架12沿第一方向X上背离电芯300的一侧设有安装口123，安装口123对应于电芯300所在的列所形成的缺口231设置，连接器40设于安装口123内，如此，充分利用了电芯300在排布时形成的交错剩余空间，避免连接器40沿第一方向X的安装凸出于支撑架12而占用空间。

具体地，本实施的CCS组件100在成型时，FPC30和导流结构20平行设置于上层膜111和下层膜112中间，通过上层膜111和下层膜112将FPC30和导流结构20热压成一个整体，在FPC30、上层膜111和下层膜112对应设有铆接柱122穿设的通孔，整体再和支撑架12进行铆接，从而安装成为了一个CCS组件100。

请参阅图1至图5以及图8和图9，在本实用新型的一个实施例中，对应于FPC30往第二方向Y延伸的方式，连接排23包括沿第二方向Y依次并列设置的多个子排231，每一个子排231串联沿第二方向Y交错设置的每相邻的两个电芯300，且并联每相邻的两列电芯300，如此，通过多个子排231实现了多个电芯300的串联和并联。

具体地，请参阅图8至图10，子排231包括主连接筋2311和多个导电段2312，多个导电段2312沿第一方向X并列连接于主连接筋2311，主连接筋2311往第一方向X延伸，并和电芯300的正极310连接，导电段2312和电芯300的负极连接，从而通过多个导电段2312，每一个导电段2312的远离主连接筋2311的一端和一个电芯300的负极电性连接，电流在串联方向上流动时，电流由导电段2312流向主连接筋2311，主连接筋2311和电芯300的正极310电性连接，电流能够由单个电芯300的正极310流向负极，如此，实现由第二方向Y的交错设置的多个电芯300的串联；由于主连接筋2311往第一方向X延伸，多个导电段2312并列连接于主连接筋2311上，从而实现多个电芯300的并联。

可以理解地，由于导电段2312需要串联相交错设置的两个电芯300的正极310，因此导电段2312和主连接筋2311具有一个锐角的夹角，以和串联的电芯300的排布方式相适配。

此外，由于每相邻的三个电芯300需要连接两个子排231，每相邻的两个子排231中，和负极连接的导电段2312的朝向是相反的，即一个子排231的导电段2312和主连接筋2311之间的开口朝向第一方向X的一端，另一个子排231的导电段2312和主连接筋2311之间的开口朝向第一方向X的另一端，从而避免了子排231和电芯300进行连接时的放置错误的情况，具有防呆的效果。

具体地，由于电芯300的正极极柱为正极310，主连接筋2311和电芯300的正极极柱连接，导电段2312和负极连接，具体地，请参阅图11，为电芯300的结构示意图，由于电芯300的壳体320带负电，因此，导电段2312和电芯300的壳体320电性连接。

其中，由于本实施中的导电段2312具有一定的长度和弹性性能，在将子排231和电芯300的壳体320进行焊接连接时，直接将导电段2312往壳体320的方向下压，即可进行导电段2312和壳体320的连接，避免了为适应于电芯300的正负极的高度差而对导电段2312进行折弯以形成高低差的工艺过程，提升了产品良率，降低了生产成本。

其中，由于导电段2312和电芯300的负极连接，需要对电芯300的正极310进行避让，为了使得导电段2312能和带负电的壳体220具有更大的连接面积，导电段2312上设有第二避让口2314，第二避让口2314设置呈弧形，以能够对对正极极柱进行避让，使得导电段2312能多的和带负电的壳体220进行接触焊接，保证导电段2312和负极的连接稳定性。

其中，本实施例的子排231为铝排，并采用AL1060 O态铝，该材料具有优良的导电性、延展性以及稳定性，因此能够稳定的和电芯300之间进行电流传导。

进一步地，为了对电池模组200在使用的过程中进行防护，导电段2312上设有熔断防护结构，其中，熔断防护结构包括至少一个开设在导电段2312上的限流孔2313，限流孔2313可以根据实际需要设置一个或多个，通过限流孔2313的设置，减小了导电段2312在电流流向上的导电面积，当电路中电流过大时，即电路过载时，使得导电段2312能够在高温下断开，以对电路起到保护的作用，提高了整个电池模组200的安全性能。

请参阅图4以及图8至图10，在本实用新型的一个实施例中，为了方便连接排23和FPC30的焊接连接，主连接筋2311沿第一方向X的至少一端设有凸出段2315，凸出段2315用于和FPC30连接，即对应在电芯300形成缺口231的该凸出段2315和FPC30进行连接，如此，在将FPC30和子排231进行连接时，直接在FPC30上镀镍，通过镀镍点和主连接筋2311的凸出段2315进行焊接连接，相对现有技术中，铝排上需要焊接镍片，镍片再和FPC30进行焊接的方式，提升了FPC30和子排231的连接效率，更便于FPC30和子排231的焊接操作。

此外，在进行电压采集时，由于主连接筋2311中只有一端需要和FPC30焊接连接，为了降低子排231的生产成本，主连接筋2311沿第一方向X的两端均设有凸出段2315，一个凸出段2315用于和一个FPC30连接，另一个FPC30对应于另一个段2315设有第三避让口31，如此，在生产子排231时，能够采用相同的模具以得到沿第一方向X延伸的相同长度的基材，再对基材进行成型出子排231的具体结构，以便于整个子排231的生产。如此，在进行电压采集时，通过在FPC30上设置第三缺口231对一个凸出段2315进行避让，以实现FPC30和子排231的连接，在采集电压时，通过和FPC30相连接的凸出段2315将电压信息传递至FPC30上。

可以理解地，FPC30上的第三缺口231对应于支撑架12上的第一避让口121设置。

其中，请参阅图1至图5，本实施例的输入排21具有输入极211，输出排22具有输出极221，输入极211和输出极221均用于连接外部电路，输入排21连接沿第二方向Y的排列的位于一端的一列电芯300，且该列中的一个电芯300为电流输入端，输出极221连接沿第二方向Y的排列的位于另一端的一列电芯300，且该列中与输入端的电芯300相对的且位于末端的一个电芯300为输出端，以实现电流的导通，并能够通过连接器40将电芯300的电压情况传递至BMS系统中。

可以理解地，当输入排21连接第二方向Y上的位于一端的一列电芯300的正极310时，输出排22连接于电芯300的壳体320。

本实用新型在第二实施例中还提供一种电池模组200，包括上述的CCS组件100和多个电芯300。

其中，CCS设置于多个电芯300的顶部，且和电芯300连接。电流在进行放电时的导通时，从输入极211输入，并传输至输入端的一个电芯300，由电芯300传导至子排231，再由子排231进行电芯300之间的传导，实现电芯300之间的串联，以及由输入排21和输出排22实现多个电芯300之间的并联，最终由输出端的电芯300传导至输出极221，实现电流的导通；充电时则以相反的方向进行流动。

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 (11)

1.CCS组件，应用于电池模组，所述电池模组包括多列电芯，所述CCS组件设于多列所述电芯的顶部，所述电芯的排列方向沿第一方向布置，多列所述电芯沿第二方向相交错设置，其特征在于，所述CCS组件包括：

支撑结构，设于多列所述电芯的顶部；

导流结构，连接于所述支撑结构，包括输入排、输出排以及连接排，所述输入排和所述输出排沿所述第二方向设于多列所述电芯的相对两端，并分别和一列所述电芯电性连接，所述连接排设于所述输入排和所述输出排之间，用于和所述电芯进行电连接，以实现多列所述电芯的串联和并联；

两块FPC,分别连接于所述支撑结构，沿第一方向设于多列所述电芯的相对两侧，每一块所述FPC沿所述第二方向延伸，并分别和所述连接排电性连接；

两个连接器，沿第一方向设于多列所述电芯的相对两侧，分别和一块所述FPC电性连接，且对应设于其中一列所述电芯相对相邻的一列所述电芯具有缺口的一端。

2.根据权利要求1所述的CCS组件，其特征在于，所述支撑结构包括热压膜和两个分隔设置的支撑架，两个所述支撑架沿第一方向设于多列所述电芯的相对两侧，所述热压膜连接于两个所述支撑架之间。

3.根据权利要求2所述的CCS组件，其特征在于，所述支撑架朝向所述电芯的一侧设有多个第一避让口，所述第一避让口的形状和所述电芯的形状相适配，以使所述支撑架能够贴合于所述电芯的表面。

4.根据权利要求2所述的CCS组件，其特征在于，所述热压膜包括上层膜和下层膜，所述FPC和所述导流结构设于所述上层膜和所述下层膜之间，且所述导流结构能够相对所述上层膜和所述下层膜露出。

5.根据权利要求2-4任一项所述的CCS组件，其特征在于，所述连接器连接于所述FPC朝向所述电池列的一侧，且对应于所述缺口设置。

6.根据权利要求5所述的CCS组件，其特征在于，所述支撑架沿第一方向背离所述电芯的一侧设有安装口，所述安装口对应于所述缺口设置，所述连接器设于所述安装口内。

7.根据权利要求1-4任一项所述的CCS组件，其特征在于，所述连接排包括沿第二方向依次并列设置的多个子排，每一个所述子排串联沿所述第二方向交错设置的每相邻的两个所述电芯，且并联每相邻的两列所述电芯。

8.根据权利要求7所述的CCS组件，其特征在于，所述子排包括主连接筋和多个导电段，所述主连接筋往所述第一方向延伸，多个所述导电段沿所述第一方向并列连接于所述主连接筋，所述主连接筋和所述电芯的正极连接，所述导电段和所述电芯的负极连接。

9.根据权利要求8所述的CCS组件，其特征在于，所述主连接筋沿所述第一方向的至少一端设有凸出段，所述凸出段用于和所述FPC连接。

10.根据权利要求9所述的CCS组件，其特征在于，所述主连接筋沿所述第一方向的两端均设有所述凸出段，一个所述凸出段用于和一个所述FPC连接，另一个所述FPC对应于另一个所述凸出段设有第三避让口。

11.电池模组，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的CCS组件。