CN220856739U - 圆柱电芯模组和电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种圆柱电芯模组和电池包，包括壳体，盖体，多个圆柱电芯和液冷板，所述壳体设有多个插槽，多个所述圆柱电芯一一对应地插接装配于多个所述插槽内，所述盖体可拆卸地安装于所述壳体并用于将多个所述圆柱电芯封堵于多个所述插槽内，至少部分所述液冷板装配于所述壳体内，所述壳体内设有填充物，所述填充物可导热以使每个所述圆柱电芯产生的热量可经由所述填充物传导至所述液冷板处。本实用新型的圆柱电芯模组方便了标准化设计，降低了研发成本和制作成本，提升了使用的通用性，且散热性能好，模组不易发生热失控，提升了使用的安全性。

Description

圆柱电芯模组和电池包

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体地，涉及一种圆柱电芯模组和一种包括该圆柱电芯模组的电池包。

背景技术

近年来，新能源汽车行业发展迅速，作为新能源汽车的动力源，汽车电池行业也得以快速发展。方壳电芯是汽车电池的主要类型之一，但是方壳电芯在使用中存在以下问题：①传统的方壳电芯能量密度低，在材料价格持续高涨的环境下，方壳电芯的竞争力越来越小；②方壳电芯不适合做平台项目，不同的项目，模组的结构都大不相同，导致模组无法公用，增加了项目成本和开发成本；③方壳电芯堆叠需要工装，设备成本高，入箱步骤繁琐，且需要大量时间调试设备，耗时耗力。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型实施例提出一种圆柱电芯模组，该圆柱电芯模组方便了标准化设计，降低了研发成本和制作成本，提升了使用的通用性，且散热性能好，模组不易发生热失控，提升了使用的安全性。

本实用新型实施例还提出一种包括上述圆柱电芯模组的电池包。

本实用新型实施例的圆柱电芯模组包括：

壳体，所述壳体设有多个插槽；

盖体和多个圆柱电芯，多个所述圆柱电芯一一对应地插接装配于多个所述插槽内，所述盖体可拆卸地安装于所述壳体并用于将多个所述圆柱电芯封堵于多个所述插槽内；

液冷板，至少部分所述液冷板装配于所述壳体内，所述壳体内设有填充物，所述填充物可导热以使每个所述圆柱电芯产生的热量可经由所述填充物传导至所述液冷板处。

本实用新型实施例的圆柱电芯模组方便了标准化设计，降低了研发成本和制作成本，提升了使用的通用性，且散热性能好，模组不易发生热失控，提升了使用的安全性。

在一些实施例中，每个所述圆柱电芯的至少部分表面与所述液冷板贴合接触。

在一些实施例中，所述液冷板的一侧设有多个第一槽，所述液冷板的另一侧设有多个第二槽，位于所述液冷板一侧的多个所述圆柱电芯一一对应的配合于多个所述第一槽内，位于所述液冷板另一侧的多个所述圆柱电芯一一对应的配合于多个所述第二槽内。

在一些实施例中，所述壳体设有第一开槽和第二开槽，所述液冷板的一端从所述第一开槽处伸出所述壳体并设有进液口，所述液冷板的另一端从所述第二开槽处伸出所述壳体并设有出液口。

在一些实施例中，所述盖体通过紧固件可拆卸地装配于所述壳体，所述盖体设有安装孔，所述安装孔内设有套体，所述紧固件配合在所述套体内。

在一些实施例中，所述盖体设有多个定位槽，多个所述定位槽与多个所述插槽一一相对布置，多个所述圆柱电芯一一对应的插接配合于多个所述定位槽内；

和/或，所述盖体的壁厚为2mm至3mm。

在一些实施例中，圆柱电芯模组包括：

多个芯间连接件，多个所述芯间连接件一一对应的连接于两个所述圆柱电芯之间以实现多个所述圆柱电芯的串并联；

两个输出连接件，串并联的多个所述圆柱电芯连接于两个所述输出连接件之间，且所述输出连接件用于供串并联的多个所述圆柱电芯的电能输出。

在一些实施例中，所述芯间连接件上设有定位孔，所述定位孔用于将所述芯间连接件与所述圆柱电芯焊接固定。

在一些实施例中，所述盖体和所述壳体的至少一者设有装配孔，所述装配孔用于将圆柱电芯模组与箱体安装固定。

本实用新型实施例的电池包包括多个所述圆柱电芯模组和组件连接件，所述圆柱电芯模组为如上述任一实施例中所述的圆柱电芯模组，所述组件连接件连接在两个所述圆柱电芯模组之间以实现两个所述圆柱电芯模组的串并联。

附图说明

图1是本实用新型实施例的圆柱电芯模组的立体示意图。

图2是图1中壳体的立体示意图。

图3是图1中多个圆柱电芯和壳体的插接装配示意图。

图4是图1中圆柱电芯模组的底部立体示意图。

图5是图1中盖体的顶侧立体示意图。

图6是图1中盖体的底侧立体示意图。

附图标记：

壳体1；插槽11；第一开槽12；第二开槽13；螺纹孔14；

盖体2；安装孔21；贯通孔22；定位槽23；

液冷板3；进液口31；出液口32；

芯间连接件4；定位孔41；

输出连接件5；

装配孔6；

圆柱电芯7；

紧固件8。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型实施例的圆柱电芯模组包括壳体1，盖体2，多个圆柱电芯7和液冷板3。

如图1和图2所示，壳体1大体可以为长方体状并可以沿着前后方向延伸，壳体1设有多个插槽11，如图2所示，多个插槽11可以呈两排分布，两排插槽11可以在左右方向上间隔布置，且每一排均包括多个沿着前后方向间隔排布的插槽11。每个插槽11的均可以沿着上下方向延伸，且每个插槽11的槽口均可以朝向壳体1的上侧。每个插槽11的均可以为圆形槽，从而可以与圆柱电芯7的外型适配。

需要说明的是，壳体1内可以一体成型有一些分隔板等，多个分隔板可以将壳体1的内腔分隔为多个独立的插槽11，从而方便了插槽11的形成。

圆柱电芯7可以为锂电芯，安装时，多个圆柱电芯7可以一一对应地插接装配于多个插槽11内，从而方便了圆柱电芯7的安装，也实现了每个圆柱电芯7的相对独立布置。

如图1、图5和图6所示，盖体2可以为平板状，当多个圆柱电芯7分别插入对应的插槽11内后，盖体2可以与壳体1安装固定，固定的方式可以为紧固件8固定、卡接固定等。盖体2可以将多个插槽11的槽口进行遮挡，从而起到封堵多个圆柱电芯7的作用，进而可以起到防护效果，也保证了装配的结构稳定性。

如图1和图3所示，液冷板3大体可以为板状结构，液冷板3可以插接装配于壳体1内，上述一排圆柱电芯7可以位于液冷板3的左侧，另一排圆柱电芯7可以位于液冷板3的右侧。使用时，液冷板3内可以供液冷介质流过，圆柱电芯7在运行时产生的热量则可以在液冷板3处与液冷介质进行热交换，从而可以实现对圆柱电芯7的冷却散热。

壳体1内设有填充物(未示出)，填充物可导热以使每个圆柱电芯7产生的热量可经由填充物传导至液冷板3处。例如，填充物可以为导热结构胶，当圆柱电芯7和液冷板3均安装在壳体1内后，可以将填充物灌入壳体1内，然后待填充物凝固硬化即可。

本实用新型实施例的圆柱电芯模组采用的是圆柱电芯7，满足了绝大多数的电池包的尺寸设计，且更方便开发标准化电池包，降低了研发成本。相比方壳电芯的模组，圆柱电芯7的标准尺寸方便定制各类异形尺寸电池，且不同项目都可以公用同一种模组，极大的降低了研发成本。

本发明的模组制作工艺简单，自动化效率高，节约制作成本。模组壳体1是抽屉式结构，即通过设置插槽11的方式实现多个圆柱电芯7的插接装配，安装时不需要工装辅助，直接插入即可，无论是制作样件还是采用自动化设备，都比较的方便。因此该发明的模组，制作非常简单，自动化效率也非常高。

其次，液冷板3和灌注填充物的方式保证了模组具有较好的散热性能，其中填充物填充在液冷板3和每个圆柱电芯7之间，每个圆柱电芯7产生的热量可以经由填充物传导至液冷板3处，从而使得液冷板3能够带走绝大部分热量，使得模组不易发生热失控，从而大大提升了模组使用的安全性。

另外，填充物的设置还具有增强模组的整体的结构强度的作用，即使得壳体1内各个部件可以连接为一体，提升了装配的结构紧凑性和稳定性。当填充物为结构胶时，填充物还具有缓冲减震的效果，从可以减低外部的撞击对模组的内部结构的影响。

在一些实施例中，每个圆柱电芯7的至少部分表面与液冷板3贴合接触。例如，如图3所示，多个圆柱电芯7可以设置成两排，液冷板3可以设于两排圆柱电芯7之间，每一排的多个圆柱电芯7均可以与液冷板3贴合接触，从而使得每个圆柱电芯7所产生的热量可以直接热传导至液冷板3处，从而保证了热传导的高效性，进一步提升了模组散热效果。

在一些实施例中，液冷板3的一侧设有多个第一槽，液冷板3的另一侧设有多个第二槽，位于液冷板3一侧的多个圆柱电芯7一一对应的配合于多个第一槽内，位于液冷板3另一侧的多个圆柱电芯7一一对应的配合于多个第二槽内。

例如，如图3所示，液冷板3的横截面可以为蛇形、波浪形等，多个第一槽可以位于液冷板3的左侧，多个第二槽可以位于液冷板3的右侧，多个第一槽和多个第二槽可以沿着前后方向一一交替排布，且每个第一槽和每个第二槽均可以为C型槽。

液冷板3左侧的多个圆柱电芯7可以分别嵌入对应的第一槽内并可以与第一槽的槽壁贴合接触，液冷板3右侧的多个圆柱电芯7可以分别嵌入对应的第二槽内并可以与第二槽的槽壁贴合接触。

由此，一方面可以增加圆柱电芯7和液冷板3的贴合接触面积，从而可以保证热传导效果，另一方面可以实现圆柱电芯7和液冷板3之间的限位约束，从而可以提升圆柱电芯7和液冷板3装配的结构稳定性。

在一些实施例中，壳体1设有第一开槽12和第二开槽13，液冷板3的一端从第一开槽12处伸出壳体1并设有进液口31，液冷板3的另一端从第二开槽13处伸出壳体1并设有出液口32。

例如，如图2所示，第一开槽12可以设于壳体1的后侧，第二开槽13可以设于壳体1的前侧，第一开槽12和第二开槽13均与壳体1的内腔连通，且第一开槽12和第二开槽13均与壳体1的上方敞口连通。安装液冷板3时，液冷板3可以从壳体1的上方敞口插入壳体1内，且液冷板3的后侧可以嵌入第一开槽12内，液冷板3的前侧可以嵌入第二开槽13内，从而方便了液冷板3的装配。

如图1所示，液冷板3的后端从壳体1的第一开槽12伸出，且液冷板3的进液口31可以设于液冷板3的后端的端面上，如图4所示，液冷板3的前端从壳体1的第二开槽13伸出，且液冷板3的出液口32可以设于液冷板3的前端的端面上。使用时，液冷介质可以从进液口31流入液冷板3，然后可以从出液口32排出液冷板3。液冷板3的前端和后端的外置则方便了液冷板3与相应管路的连通。

在一些实施例中，盖体2通过紧固件8可拆卸地装配于壳体1，盖体2设有安装孔21，安装孔21内设有套体，紧固件8配合在套体内。

例如，如图5和图6所示，盖体2上可以设有多个安装孔21，多个安装孔21均可以设于盖体2的边缘位置并可以沿着盖体2的周向间隔排布。每个安装孔21内均可以嵌入有一个套体，套体具体可以为钢套，套体可以通过注塑等方式固定在安装孔21内。

盖体2的材质可以为塑料，套体的材质要硬于盖体2的材质，当盖体2通过紧固件8(螺钉、螺栓等)与壳体1安装固定时，紧固件8可以配合在套体内，从而使得紧固件8所施加的作用力可以作用套体上而不直接作用于盖体2上，避免了盖体2被压溃的情况，进而避免了盖体2安装不牢固的情况，保证了盖体2的安装品质。

可选地，壳体1上与盖体2相对的顶面上可以设有多个螺纹孔14，多个螺纹孔14可以与多个安装孔21一一正对布置，紧固件8可以螺纹配合在相应的螺纹孔14内，从而方便了紧固件8与壳体1的安装固定。

可选地，壳体1上可以镶嵌有多个螺母，螺纹孔14可以形成在螺母内，安装盖体2和壳体1时，紧固件8可以螺纹配合在螺母内。

在一些实施例中，如图6所示，盖体2设有多个定位槽23，多个定位槽23与多个插槽11一一相对布置，例如，当多个插槽11布置成两排时，多个定位槽23也可以布置成两排，每一排的多个定位槽23可以与对应一排的多个插槽11一一正对布置，当盖体2与壳体1安装固定后，多个圆柱电芯7的顶端可以一一对应的插接配合于多个定位槽23内，从而可以实现每个圆柱电芯7与盖体2的限位约束，进一步保证了装配的结构紧凑性和稳固性。

在一些实施例中，盖体2的壁厚为2mm至3mm。例如，盖体2的材质可以为塑料，盖体2每一处的壁厚都可以为2mm至3mm。从而可以避免盖体2缩水的情况(缩水时零件表面凹凸不平，会往内凹陷)，保证了盖体2的结构强度和平整性。

在一些实施例中，圆柱电芯模组包括多个芯间连接件4和两个输出连接件5，多个芯间连接件4一一对应的连接于两个圆柱电芯7之间以实现多个圆柱电芯7的串并联，例如，如图1和图3所示，芯间连接件4可以为铝巴，如图5所示，端盖上可以设有多个贯通孔22，多个贯通孔22可以贯穿端盖并可以与每个定位槽23连通。圆柱电芯7的一部分可以从对应的贯通孔22内穿出，芯间连接件4的一端可以与一个圆柱电芯7的外露部分激光焊接固定，芯间连接件4的另一端可以与另一个圆柱电芯7的外露部分激光焊接固定，从而可以实现两个圆柱电芯7的串并联并形成闭合回路。

串并联的多个圆柱电芯7连接于两个输出连接件5之间，例如，如图4所示，一个输出连接件5可以设于壳体1的前端，另一个输出连接件5可以设于壳体1的后端，输出连接件5用于供串并联的多个圆柱电芯7的电能输出。

可选地，如图1和图4所示，圆柱电芯模组的顶侧的多个圆柱电芯7的外露部分可以通过多个芯间连接件4电连接，圆柱电芯模组的底侧的多个圆柱电芯7的外露部分也可以通过多个芯间连接件4电连接。

在一些实施例中，芯间连接件4上设有定位孔41，定位孔41用于将芯间连接件4与圆柱电芯7焊接固定。例如，如图1所示，定位孔41可以为圆孔，且定位孔41的直径可以为3mm。每个芯间连接件4上可以设有两个定位孔41，其中一个定位孔41可以位于芯间连接件4的一端，另一个定位孔41可以位于芯间连接件4的另一端。定位孔41的设置方便了找到铝巴的焊接位置，方便了焊接定位。

可选地，芯间连接件4上也可以设有三个、四个等数量的定位孔41。

在一些实施例中，盖体2和壳体1的至少一者设有装配孔6，装配孔6用于将圆柱电芯模组与箱体安装固定。例如，如图1所示，壳体1的底部的前后两侧均可以设有凸块，凸块上可以设有装配孔6，装配孔6可以供螺栓穿过，从而方便了将模组安装固定在电池包的箱体内。如图5和图6所示，盖体2的前后两侧也均可以设有凸块，该凸块上也可以设有装配孔6，从而也方便了盖体2与箱体的安装固定。

下面描述本实用新型实施例的电池包。

本实用新型实施例的电池包包括多个圆柱电芯模组和组件连接件，圆柱电芯模组为如上述任一实施例中描述的圆柱电芯模组，组件连接件连接在两个圆柱电芯模组之间以实现两个圆柱电芯模组的串并联。

组件连接件具体可以为铜排，铜排的一端可以与一个圆柱电芯模组的一个输出连接件5相连，铜排的另一端可以与另一个圆柱电芯模组的一个输出连接件5相连，从而可以实现两个圆柱电芯模组的串并联。可选地，铜排和输出连接件5之间可以通过螺栓等连接固定。

在一些实施例中，一个圆柱电芯模组的液冷板3的进液口31或出液口32也可以与另一个圆柱电芯模组的液冷板3的进液口31或出液口32相连，从而可以实现两个圆柱电芯模组的液冷介质的串并联并形成闭合的液冷回路。

尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种圆柱电芯模组，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体设有多个插槽；

盖体和多个圆柱电芯，多个所述圆柱电芯一一对应地插接装配于多个所述插槽内，所述盖体可拆卸地安装于所述壳体并用于将多个所述圆柱电芯封堵于多个所述插槽内；

液冷板，至少部分所述液冷板装配于所述壳体内，所述壳体内设有填充物，所述填充物可导热以使每个所述圆柱电芯产生的热量可经由所述填充物传导至所述液冷板处。

2.根据权利要求1所述的圆柱电芯模组，其特征在于，每个所述圆柱电芯的至少部分表面与所述液冷板贴合接触。

3.根据权利要求2所述的圆柱电芯模组，其特征在于，所述液冷板的一侧设有多个第一槽，所述液冷板的另一侧设有多个第二槽，位于所述液冷板一侧的多个所述圆柱电芯一一对应的配合于多个所述第一槽内，位于所述液冷板另一侧的多个所述圆柱电芯一一对应的配合于多个所述第二槽内。

4.根据权利要求1所述的圆柱电芯模组，其特征在于，所述壳体设有第一开槽和第二开槽，所述液冷板的一端从所述第一开槽处伸出所述壳体并设有进液口，所述液冷板的另一端从所述第二开槽处伸出所述壳体并设有出液口。

5.根据权利要求1所述的圆柱电芯模组，其特征在于，所述盖体通过紧固件可拆卸地装配于所述壳体，所述盖体设有安装孔，所述安装孔内设有套体，所述紧固件配合在所述套体内。

6.根据权利要求1所述的圆柱电芯模组，其特征在于，所述盖体设有多个定位槽，多个所述定位槽与多个所述插槽一一相对布置，多个所述圆柱电芯一一对应的插接配合于多个所述定位槽内；

和/或，所述盖体的壁厚为2mm至3mm。

7.根据权利要求1所述的圆柱电芯模组，其特征在于，包括：

多个芯间连接件，多个所述芯间连接件一一对应的连接于两个所述圆柱电芯之间以实现多个所述圆柱电芯的串并联；

两个输出连接件，串并联的多个所述圆柱电芯连接于两个所述输出连接件之间，且所述输出连接件用于供串并联的多个所述圆柱电芯的电能输出。

8.根据权利要求7所述的圆柱电芯模组，其特征在于，所述芯间连接件上设有定位孔，所述定位孔用于将所述芯间连接件与所述圆柱电芯焊接固定。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的圆柱电芯模组，其特征在于，所述盖体和所述壳体的至少一者设有装配孔，所述装配孔用于将圆柱电芯模组与箱体安装固定。

10.一种电池包，其特征在于，包括多个所述圆柱电芯模组和组件连接件，所述圆柱电芯模组为如上述权利要求1-9中任一项所述的圆柱电芯模组，所述组件连接件连接在两个所述圆柱电芯模组之间以实现两个所述圆柱电芯模组的串并联。