CN223858382U - 电池装置及储能装置 - Google Patents

电池装置及储能装置

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CN223858382U CN202423276271.8U CN202423276271U CN223858382U CN 223858382 U CN223858382 U CN 223858382U CN 202423276271 U CN202423276271 U CN 202423276271U CN 223858382 U CN223858382 U CN 223858382U
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孔令欢
樊林强
朱舟
安亚涛
张欣
彭浩然
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Contemporary Amperex Technology Co Ltd
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Abstract

本申请提供了一种电池装置及储能装置,电池装置包括多个电池单体、绝缘件和汇流部件,电池单体沿第一方向的一侧设有电极端子;绝缘件包括绝缘主体、第一限位部和第二限位部,绝缘主体位于多个电池单体沿第一方向的一侧,第一限位部和第二限位部凸出于绝缘主体沿第一方向远离电池单体的一侧;第二限位部与汇流部件沿第二方向布置,以限制汇流部件绕第一限位部转动的幅度,一方面能提高汇流部件的稳定性,提升汇流部件与电极端子的连接可靠性,另一方面第二限位部及对应的绝缘主体对汇流部件沿第一方向靠近电极端子一侧的空间占用较小,甚至无需占用对应空间,因而有助于增大电极端子与汇流部件的连接面积,进一步提升二者的连接可靠性。

Description

电池装置及储能装置
技术领域
本申请涉及电池技术领域,尤其涉及一种电池装置及储能装置。
背景技术
近年来,动力电池取得了极大的发展,动力电池可广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,以及电动车、电动工具、军事装备和航空航天等多个领域。
但是,目前动力电池的可靠性仍有待提升。
实用新型内容
鉴于上述问题,本申请提供了一种电池装置及储能装置,能够提高电池装置的可靠性。
第一方面,本申请实施例提供了一种电池装置,包括电池箱体、多个电池单体、绝缘件和汇流部件,电池箱体形成有容纳腔,多个电池单体设置于容纳腔中,电池单体沿第一方向的一侧设有电极端子;绝缘件设置于容纳腔中,绝缘件包括绝缘主体、第一限位部和第二限位部,绝缘主体位于多个电池单体沿第一方向的一侧,第一限位部和第二限位部凸出于绝缘主体沿第一方向远离电池单体的一侧,第一限位部包括第一部分和第二部分,第二部分设置于第一部分沿第一方向远离绝缘主体的一侧;汇流部件连接于电极端子,汇流部件的至少部分位于绝缘主体沿第一方向远离电池单体的一侧,汇流部件设有通孔,第一限位部的第一部分容纳于通孔,在第一方向上,汇流部件的一部分位于第一限位部的第二部分和绝缘主体之间,第二限位部与汇流部件沿第二方向布置,第一方向与第二方向彼此相交。
上述方案中,第一限位部凸出于绝缘主体沿第一方向远离电池单体的一侧,且其包括第一部分和设置于第一部分沿第一方向远离绝缘主体一侧的第二部分,汇流部件的至少部分位于绝缘主体沿第一方向远离电池单体的一侧,第一限位部的第一部分容纳于汇流部件的通孔内,且在第一方向上,汇流部件的一部分位于第一限位部的第二部分和绝缘主体之间,因此,通过第一限位部可以沿第一方向将汇流部件压紧于绝缘主体,能够沿第一方向以及垂直于第一方向的其他方向对汇流部件进行限位。在此基础上,通过设置第二限位部凸出于绝缘主体沿第一方向远离电池单体的一侧,且第二限位部与汇流部件沿第二方向布置,以限制汇流部件绕第一限位部转动的幅度,一方面能够提高汇流部件的稳定性,提升汇流部件与电极端子的连接可靠性,另一方面,第二限位部及用于支撑第二限位部的部分绝缘主体对汇流部件沿第一方向靠近电极端子一侧的空间占用较小,甚至无需占用对应空间,因而有助于增大电极端子与汇流部件的连接面积,进一步提升汇流部件与电极端子的连接可靠性,进而提升电池装置的可靠性。
在一些实施例中,第二限位部包括限位板和卡扣,限位板与绝缘主体连接,并与汇流部件沿第二方向布置,卡扣设置于限位板,且与绝缘主体沿第一方向间隔设置;电池装置还包括线束,线束设置于绝缘主体,至少部分线束沿第一方向位于绝缘主体和卡扣之间。
上述方案中,限位板与汇流部件沿第二方向布置,从而通过限位板能够对汇流部件限位,降低汇流部件绕着容纳于通孔内的部分第一限位部转动的风险。在此基础上,通过在限位板上设置卡扣,使得卡扣与绝缘主体沿第一方向间隔设置,因此,通过卡扣能够在第一方向上对设置于绝缘主体的至少部分线束进行限位,能够提高线束的稳定性和可靠性。
在一些实施例中,绝缘主体包括沿第二方向布置的主体部和支撑板,汇流部件位于支撑板沿第一方向的一侧,第二限位部位于主体部和支撑板之间。
上述方案中,设置绝缘主体的主体部和支撑板沿第二方向布置,并将第二限位部设置在主体部和支撑板之间,能够在通过第二限位部对汇流部件进行限位的前提下,使得绝缘主体与第二限位部的结构更为紧凑,降低第二限位部与电池装置中的其他结构发生位置干涉的风险。
在一些实施例中,多个电池单体沿第三方向排列设置,支撑板及汇流部件均为多个,多个支撑板及多个汇流部件均沿第三方向间隔设置,在第三方向上,汇流部件的两端超出支撑板,且分别与两个电池单体的电极端子连接,第三方向分别相交于第一方向和第二方向。
上述方案中,多个支撑板沿第三方向间隔设置,此时,多个支撑板能够对多个汇流部件进行支撑,提升各汇流部件的稳定性,同时,相邻两个支撑板之间的间隔区域可以用于设置电池装置的其他结构,使得电池装置的结构更为紧凑。在此基础上,设置汇流部件沿第三方向的两端沿第三方向超出支撑板,该超出支撑板的两部分可以分别与两个电池单体的电极端子连接,从而实现该两个电池单体的串联或并联。
在一些实施例中,在第三方向上,至少部分支撑板位于相邻两个电池单体的电极端子之间。
上述方案中,将至少部分支撑板沿第三方向设置于相邻两个电池单体的电极端子之间的间隔空间中,能够对该间隔空间进行合理利用,使得绝缘件与电池单体的结构更为紧凑。并且,此时汇流部件相对于支撑板凸出的两部分可以分别与对应的电极端子沿第一方向贴合,有助于实现汇流部件与对应的电极端子的连接。
在一些实施例中,第二限位部设有过线通道,过线通道连通第二限位部沿第二方向的两侧,过线通道用于供线束穿过。
上述方案中,在将第二限位部设置在主体部和支撑板之间的基础上,进一步设置第二限位部形成有过线通道,使得过线通道连通第二限位部沿第二方向的两侧,在电池装置的装配过程中,线束可以自主体部通过该过线通道直接延伸至支撑板沿第一方向的一侧,与位于支撑板上的汇流部件连接,而无需饶过第二限位部,一方面能够降低线束的装配难度,提高装配效率,另一方面能够缩短线束的长度,节约成本。
在一些实施例中,在第一方向上,通孔在绝缘主体上的投影位于相邻两个电池单体的电极端子在绝缘主体上的投影之间。
上述方案中,通孔沿第一方向在绝缘主体上的投影位于相邻两个电池单体的电极端子沿第一方向在绝缘主体上的投影之间,也即通孔与相邻两个电极端子之间的间隔区域对应设置,通孔与电极端子错位设置,相比于设置通孔沿第一方向在绝缘主体上的投影与电极端子沿第一方向在绝缘主体上的投影交叠而言,一方面能够降低通孔占用汇流部件中用于与电极端子连接的空间的可能性,增大汇流部件与电极端子的连接面积,减小汇流部件与电极端子之间的连接电阻,有利于提高电极端子与汇流部件之间的电流传输能力,降低二者之间的能量损失,另一方面可以降低与通孔配合的第一限位部与电极端子发生干涉的风险。
在一些实施例中,多个电池单体沿第三方向排列设置,通孔沿第三方向至相邻两个电池单体的电极端子的距离相同。
上述方案中,设置通孔沿第三方向至相邻两个电池单体的电极端子的距离相同,此时通孔近似位于相邻两个电池单体的电极端子之间的中心位置,也即近似位于汇流部件沿第三方向的中心位置,有助于提高汇流部件上应力分布的均匀性。并且,通孔近似位于相邻两个电池单体的电极端子之间的中心位置时,用于与通孔配合的第一限位部也近似位于相邻两个电池单体的电极端子之间的中心位置,也即绝缘件与汇流部件的连接点位近似位于相邻两个电池单体的电极端子之间的中心位置,能够提高绝缘件对汇流部件的支撑稳定性。
在一些实施例中,汇流部件设有多个通孔,在第一方向上,多个通孔在绝缘主体上的投影均位于相邻两个电池单体的电极端子在绝缘主体上的投影之间,且多个通孔沿第二方向间隔设置。
上述方案中,通过在汇流部件对应相邻两个电池单体的电极端子之间的区域设置多个通孔,使得多个通孔沿第二方向间隔分布,能够在不占用汇流部件中用于与电极端子连接的空间的基础上,通过该多个通孔与第一限位部配合以进一步锁紧汇流部件,进一步提高汇流部件的稳定性。
在一些实施例中,第一限位部和第二限位部中的至少一者与绝缘主体为一体成型结构。
上述方案中,通过设置第一限位部和第二限位部中的至少一者与绝缘主体为一体成型结构,能够提高第一限位部和第二限位部中的至少一者与绝缘主体的连接可靠性,提升汇流部件的稳定性,同时还能节约第一限位部和第二限位部中的至少一者与绝缘主体的装配时间,提高电池装置的装配效率。
在一些实施例中,汇流部件包括第一汇流部、第二汇流部和缓冲部,第一汇流部和第二汇流部分别与两个电池单体的电极端子电连接,缓冲部设置于第一汇流部和第二汇流部之间,通孔设置于第一汇流部。
上述方案中,第一汇流部和第二汇流部分别与两个电池单体的电极端子电连接,实现两个电池单体的串联或并联。缓冲部设置于第一汇流部和第二汇流部之间,其能够在电池单体膨胀鼓包时吸收对应的膨胀力并发生变形,以缓冲两个电池单体的电极端子之间的相对位置变化,降低汇流部件在电池单体膨胀过程中与电极端子分离而导致连接失效的风险,提高汇流部件与电极端子的连接可靠性。此外,将通孔设置于第一汇流部上,相比于将通孔设置在缓冲部上而言,能够降低缓冲部发生形变时对第一限位部与通孔的连接效果的影响,提高第一限位部与汇流部件的连接可靠性。
在一些实施例中,沿绝缘件在其自身宽度方向上的中心线,绝缘件呈对称设置。
上述方案中,设置绝缘件沿其自身宽度方向上的中心线呈对称设置,有助于提高绝缘件的通用性,降低绝缘件的开模成本。
在一些实施例中,绝缘主体与汇流部件通过第一限位部铆接。
上述方案中,绝缘主体与汇流部件通过第一限位部实现铆接,能够提高连接的可靠性,同时降低连接难度。
本申请实施例第二方面提供一种储能装置,包括以上任一项的电池装置。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一些实施例提供的一种车辆的结构示意图;
图2是本申请一些实施例提供的电池装置的爆炸图;
图3是本申请一些实施例提供的电池装置中电池单体与汇流部件连接的结构示意图;
图4是本申请一些实施例提供的电池装置中绝缘件与汇流部件的结构示意图;
图5为图4中的AA局部放大图;
图6是本申请一些实施例提供的电池装置中绝缘件与汇流部件的侧视图;
图7是图6中的BB局部放大图;
图8是本申请一些实施例提供的电池装置中绝缘件与汇流部件的俯视图;
图9是本申请一些实施例提供的电池装置中绝缘件与汇流部件的局部放大图;
图10是本申请一些实施例提供的电池装置中汇流部件的结构示意图。
标记名称:
车辆1000;电池装置100;控制器200;马达300;
电池单体110;电极端子111;第一箱体120;第二箱体130;
绝缘件140;绝缘主体141;主体部1411;支撑板1412;第一限位部142;第二限位部143;限位板1431;卡扣1432;过线通道1433;过线孔1434;缺口1435;汇流部件150;通孔151;第一汇流部152;第二汇流部153;缓冲部154;线束160;第一方向X;第二方向Y;第三方向Z。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
如果没有特别的说明,本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别的说明,本申请的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别的说明,本申请的所有步骤可以顺序进行,也可以随机进行,优选是顺序进行的。例如,所述方法包括步骤(a)和(b),表示所述方法可包括顺序进行的步骤(a)和(b),也可以包括顺序进行的步骤(b)和(a)。例如,提到所述方法还可包括步骤(c),表示步骤(c)可以任意顺序加入到所述方法,例如,所述方法可以包括步骤(a)、(b)和(c),也可包括步骤(a)、(c)和(b),也可以包括步骤(c)、(a)和(b)等。
在本申请实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中,术语“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请实施例的描述中,技术术语“中心”“纵向”“横向”“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”“轴向”“径向”“周向”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申请实施例和简化描述,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申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;也可以是机械连接,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,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
本申请的实施例所提到的电池装置可包括一个或多个电池单体组件,用于提供电压和容量。电池单体组件可包括多个电池单体,多个电池单体通过汇流部件串联、并联或混联连接。
在一些实施例中,电池单体一般包括电极组件。电极组件包括正极、负极以及隔离件,隔离件设于负极和正极之间。在电池单体充放电过程中,活性离子(例如锂离子)在正极和负极之间往返嵌入和脱出。隔离件设置在正极和负极之间,可以起到防止正负极短路的作用,同时可以使活性离子通过。
在一些实施方式中,电池单体可以包括外壳。外壳可以为钢壳、铝壳、塑料壳(如聚丙烯)、复合金属壳(如铜铝复合外壳)或铝塑膜等。在一些实施例中,外壳可以是密封结构,也可以是非密封结构。
作为示例,外壳为非密封结构时,外壳起到保护电极组件的作用,外壳与电极组件之间还包括密封袋,密封袋用于封装电极组件及电解质。具体地,密封袋可以为袋状的绝缘件或铝塑膜。外壳为密封结构时,用于封装电极组件及电解质等部件。
作为示例,电池单体可以为圆柱形电池单体、棱柱电池单体、软包电池单体或其它形状的电池单体,棱柱电池单体包括方壳电池单体、刀片形电池单体、多棱柱电池,多棱柱电池例如为六棱柱电池等,本申请没有特别的限制。
电池单体的外壳上通常设有电极端子,用于实现其电流的输入或输出。电池装置中通常设有用于与电极端子连接的汇流部件,通过汇流部件来实现多个电池单体的串联、并联或混联连接。并且,为了提高汇流部件的稳定性和可靠性,电池装置中通常还设有绝缘件,至少部分绝缘件设置在电池单体和汇流部件之间,用于支撑和固定汇流部件。
汇流部件与绝缘件通常采用热铆固定连接,示例性地,可以在绝缘件的绝缘主体上设置热铆柱,热铆柱的一部分穿过汇流部件,随后通过热铆机或热铆枪等设备对热铆柱施加压力,使得热铆柱发生塑性变形,实现汇流部件与绝缘件的连接。前述连接方式通常需要绕电极端子的周向设置多个热铆柱,通过该多个热铆柱分别与汇流部件连接,否则汇流部件可能在后续使用过程中绕着热铆柱发生转动,影响汇流部件的稳定性,进而影响汇流部件与电极端子的连接可靠性。但数量较多的热铆柱以及用于支撑热铆柱的部分绝缘主体通常需要占用汇流部件靠近电极端子一侧的较大空间,导致汇流部件与电极端子的连接面积受到限制,影响汇流部件与电极端子的连接可靠性。
鉴于此,本申请实施例提供一种电池装置,包括电池箱体、多个电池单体、绝缘件和汇流部件,电池箱体形成有容纳腔,多个电池单体设置于容纳腔中,电池单体沿第一方向的一侧设有电极端子;绝缘件设置于容纳腔中,绝缘件包括绝缘主体、第一限位部和第二限位部,绝缘主体位于多个电池单体沿第一方向的一侧,第一限位部和第二限位部凸出于绝缘主体沿第一方向远离电池单体的一侧,第一限位部包括第一部分和第二部分,第二部分设置于第一部分沿第一方向远离绝缘主体的一侧;汇流部件连接于电极端子,汇流部件的至少部分位于绝缘主体沿第一方向远离电池单体的一侧,汇流部件设有通孔,第一限位部的第一部分容纳于通孔,在第一方向上,汇流部件的一部分位于第一限位部的第二部分和绝缘主体之间,第二限位部与汇流部件沿第二方向布置,第一方向与第二方向彼此相交。本申请通过第一限位部沿第一方向将汇流部件压紧于绝缘主体,能够沿第一方向以及垂直于第一方向的其他方向对汇流部件进行限位。在此基础上,设置第二限位部与汇流部件沿第二方向布置,以限制汇流部件绕第一限位部转动的幅度,一方面能够提高汇流部件的稳定性,提升汇流部件与电极端子的连接可靠性,另一方面,第二限位部及用于支撑第二限位部的部分绝缘主体对汇流部件沿第一方向靠近电极端子一侧的空间占用较小,甚至无需占用对应空间,因而有助于增大电极端子与汇流部件的连接面积,进一步提升汇流部件与电极端子的连接可靠性,进而提升电池装置的可靠性。
本申请实施例描述的技术方案均适用于各种使用电池装置的储能装置,储能装置包括一个或多个电池簇以提升储能装置的电压和容量。电池簇可包括多个电池装置,多个电池装置通过汇流部件串联连接以提高储能装置的电压。当储能装置包括多个电池簇时,多个电池簇之间并联以提高储能装置的容量。
储能装置可以用于储能电站、风力发电系统、太阳能发电系统、移动电力系统或者临时供电系统等。储能装置可以根据需要将电能存储起来并在适当的时候输出电能。例如,储能装置可以在用电低谷时将电能储存起来,而在用电高峰时,为相关用户或者用电设备提供电能。本申请实施例提供的储能系统可以是任意需要用到储能装置的电力系统。
在一些实施例中,储能装置为储能集装箱或储能电柜。
在一些实施例中,储能装置可以包括柜体和一个或多个电池簇,电池簇容纳于柜体中。
在一些实施例中,储能装置可以包括热管理模块、主控模块、总控模块、配电模块和消防模块等模块。
作为示例,热管理模块可以包括液冷机组,液冷机组通过管路向各电池装置提供用于调节电池单体温度的冷却液。
作为示例,主控模块可以作为电池簇的电池管理单元,用于对电池簇进行监控和管理。主控模块可以监控电池簇的电流、电压、功率或温度等信息。例如,可以控制电池簇的充放电电流、电压等。主控模块包括辅助电池管理单元,融合开关等模块。
作为示例,总控模块可以作为储能装置的电池管理单元,用于对储能装置进行监控和管理。总控模块可以监控储能装置的电流、电压、功率、荷电状态或温度等信息。例如,可以控制储能装置的充放电电流、电压等。作为示例,总控模块包括绝缘监控模块,主电池管理单元和光纤转换模块等模块。
作为示例,消防系统包括控制面板、探测器、报警装置等,用于对储能系统进行探测、报警或者灭火。
作为示例,配电装置可以用于给储能装置用电模块进行配电。
本申请实施例描述的技术方案还适用于各种使用电池装置的用电装置,例如,手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动玩具、电动工具、车辆、船舶和航天器等,例如,航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等。
本申请实施例描述的电池装置不仅仅局限适用于上述所描述的用电装置,但为描述简洁,下述实施例均以电动汽车为例进行说明。
请参阅图1,图1为本申请实施例提供的一种车辆1000的简易示意图。车辆1000可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1000的内部可以设置电池装置100,具体例如,在车辆1000的底部或车头或车尾可以设置电池装置100。电池装置100可以用于车辆1000的供电,例如,电池装置100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300,控制器200例如用来控制电池为马达300的供电。电池装置100可以用于车辆1000的启动、导航等,当然,电池装置100也可以用于驱动车辆1000行驶,替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1000提供驱动。
在本申请一些实施例中,电池装置100不仅可以作为车辆1000的操作电源,还可以作为车辆1000的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
请参照图2,图2为本申请一些实施例提供的电池装置100的爆炸图。电池装置100包括电池箱体和电池单体110。在一些实施例中,电池箱体可以包括第一箱体120和第二箱体130,第一箱体120与第二箱体130相互盖合,第一箱体120和第二箱体130共同限定出用于容纳电池单体110的容纳腔。第二箱体130可以为一端开口的空心结构,第一箱体120可以为板状结构,第一箱体120盖合于第二箱体130的开口侧,以使第一箱体120与第二箱体130共同限定出容纳腔;第一箱体120和第二箱体130也可以是均为一侧开口的空心结构,第一箱体120的开口侧盖合于第二箱体130的开口侧。当然,第一箱体120和第二箱体130形成的电池箱体可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
本申请实施例中,电池单体110可以为二次电池,二次电池是指在电池单体110放电后可通过充电的方式使活性材料激活而继续使用的电池单体110。
电池单体110可以为锂离子电池、钠离子电池、钠锂离子电池、锂金属电池、钠金属电池、锂硫电池、镁离子电池、镍氢电池、镍镉电池、铅蓄电池等,本申请实施例对此并不限定。
在一些实施例中,电池单体110组件通常由多个电池单体110排列形成。
作为示例,电池单体110组件可以为电池模组,电池模组由多个电池单体110排列并固定形成一个独立模块。作为示例,电池模组可以通过扎带捆绑多个电池单体110形成。
在一些实施例中,电池装置100可以为电池包,电池包包括电池箱体和一个或多个电池单体110组件,电池单体110组件容纳于电池箱体中。
作为示例,电池单体110组件可以为电池模组,电池单体110组件可通过将电池模组固定于电池箱体中的方式容纳于电池箱体中。
作为示例,电池单体110组件也可通过将多个电池单体110直接固定于电池箱体的方式容纳于电池箱体中。
作为示例,电池箱体可包括第一箱体120和第二箱体130。第一箱体120和第二箱体130扣合,使得电池箱体内部形成封闭空间,以收纳电池单体110组件。这里的封闭指盖住或关闭,可以是密封,也可以是非密封。第一箱体120可为顶盖或者底板。
作为示例,电池箱体可包括顶盖、框架和底板。顶盖和底板分别与框架连接,使得电池箱体内部形成封闭空间,以收纳电池单体110组件。
在一些实施例中,电池箱体可以作为车辆1000的底盘结构的一部分。例如,电池箱体的部分可以成为车辆1000的地板的至少一部分,或者,电池箱体的部分可以成为车辆1000的横梁和纵梁的至少一部分。
图3为本申请一些实施例提供的电池单体110的结构示意图。在电池装置100中,电池单体110可以是多个,多个电池单体110之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体110中既有串联又有并联。多个电池单体110之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体110构成的整体容纳于箱体内;当然,电池装置100也可以是多个电池单体110先串联或并联或混联组成电池模块形式,多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体内。
其中,每个电池单体110可以为二次电池单体110或一次电池单体110;还可以是锂硫电池单体110、钠离子电池单体110或镁离子电池单体110,但不局限于此。电池单体110可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
在一些实施例中,外壳包括壳体和端盖,壳体具有开口,端盖连接于壳体并盖合开口;壳体是用于配合端盖以形成电池单体110的内部空腔的部件,形成的内部空腔可以用于容纳电极组件、电解质以及其他部件。壳体可设有一个或多个开口。端盖也可设置一个或者多个。壳体和端盖可以是独立的部件。
示例性的,可以于壳体上设置开口,通过在开口处使端盖盖合开口,以形成电池单体110的内部空腔。壳体可以是多种形状和多种尺寸的,例如长方体形。具体地,壳体的形状可以根据电极组件的具体形状和尺寸大小来确定。壳体的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等。端盖的形状可以与壳体的形状相适应以配合壳体。端盖12的材质与壳体的材质可以相同,也可以不同。可选地,端盖可以由具有一定硬度和强度的材质(比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等)制成,这样,端盖在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体110能够具备更高的结构强度,可靠性能也可以有所提高。端盖通过焊接、粘接、卡接或其它方式连接于壳体。壳体可以一端开口,也可以两端开口。在一些示例中,壳体可为一侧开口的结构,端盖设置为一个并盖合于壳体。在另一些示例中,壳体也可为两侧开口的结构,端盖设置为两个,两个端盖分别盖合于壳体的两个开口。电极组件是电池单体110中发生电化学反应的部件。壳体内可以包含一个或更多个电极组件。
在一些实施方式中,外壳上设置有至少一个电极端子111,电极端子111与极耳电连接。电极端子111可以与极耳直接连接,也可以通过集流构件与极耳间接连接。电极端子111可以设置于端盖上,也可以设置在壳体上。
接下来本申请实施例将结合附图对电池装置100的结构进行具体描述。
请参阅图3至图6,第一方面,本申请实施例提供了一种电池装置100,包括电池箱体、多个电池单体110、绝缘件140和汇流部件150,电池箱体形成有容纳腔,多个电池单体110设置于容纳腔中,电池单体110沿第一方向X的一侧设有电极端子111;绝缘件140设置于容纳腔中,绝缘件140包括绝缘主体141、第一限位部142和第二限位部143,绝缘主体141位于多个电池单体110沿第一方向X的一侧,第一限位部142和第二限位部143凸出于绝缘主体141沿第一方向X远离电池单体110的一侧,第一限位部142包括第一部分和第二部分,第二部分设置于第一部分沿第一方向X远离绝缘主体141的一侧;汇流部件150连接于电极端子111,汇流部件150的至少部分位于绝缘主体141沿第一方向X远离电池单体110的一侧,汇流部件150设有通孔151,第一限位部142的第一部分容纳于通孔151,在第一方向X上,汇流部件150的一部分位于第一限位部142的第二部分和绝缘主体141之间,第二限位部143与汇流部件150沿第二方向Y布置,以限制汇流部件150绕第一限位部142转动的幅度,第一方向X与第二方向Y彼此相交。
电池装置100中,电池单体110的数量可以为两个或两个以上,其中,每个电池单体110沿第一方向X的一侧均设有电极端子111,用于实现电流的输入或输出。电池单体110在电池箱体内的排布方式有多种,例如多个电池单体110可以沿第二方向Y排布,也可以沿第三方向Z排布。其中,第一方向X可以为电池单体110的长度方向,也可以为汇流部件150的厚度方向,第二方向Y和第三方向Z可以为相交或者垂直于第一方向X的平面内的任意两个相交的方向,例如,当第一方向X为电池单体110的长度方向时,第二方向Y可以为电池单体110的宽度方向和高度方向中的一者,第三方向Z可以为其中另一者。
绝缘件140是用于对汇流部件150进行绝缘支撑的部件,绝缘件140的材料包括绝缘材料。绝缘件140中,绝缘主体141是起到绝缘支撑作用的主体部件,绝缘主体141位于多个电池单体110沿第一方向X的一侧,其可以与多个电池单体110相接触,以在电池单体110和汇流部件150之间支撑汇流部件150。此外,绝缘主体141还可以用于支撑电池装置100中的其他结构,例如可以用于支撑汇流部件150的采样线束。
绝缘件140还包括设置于绝缘主体141的第一限位部142,第一限位部142是用于沿第一方向X将汇流部件150连接于绝缘主体141的部件。第一限位部142凸出于绝缘主体141沿第一方向X远离电池单体110的一侧,第一限位部142包括第一部分和第二部分,第一部分能够容纳于汇流部件150的通孔151中,在第一方向X上,第一部分的一端能够与绝缘主体141连接,而另一端与第二部分连接,也即第二部分通过第一部分连接于绝缘主体141。第二部分能够相对于第一部分在垂直于第一方向X的平面内凸出,部分第二部分可以与绝缘主体141在第一方向X相对间隔设置,因此,在第一方向X上,汇流部件150的一部分可以位于绝缘主体141和第二部分之间,而另一部分可以位于第二部分之外,此时该位于绝缘主体141和第二部分之间的部分汇流部件150相当于被第二部分沿第一方向X压紧于绝缘主体141。第一限位部142的结构可以为多种,例如第一限位部142可以为热铆柱,或者第一限位部142也可以为螺栓和螺母配合的紧固结构等。第一限位部142与绝缘主体141的连接方式有多种,例如第一限位部142与绝缘主体141可以为一体成型结构,或者第一限位部142可以采用粘接等方式连接于绝缘主体141。
绝缘件140还包括设置于绝缘主体141的第二限位部143,第二限位部143是用于限制汇流部件150绕容纳于通孔151内的部分第一限位部142转动,以减小汇流部件150转动幅度的部件。第二限位部143凸出于绝缘主体141沿第一方向X远离电池单体110的一侧,其可以与第一限位部142间隔设置,并位于汇流部件150沿第二方向Y的一侧,此时,在第二方向Y上,第二限位部143和汇流部件150在电池箱体上的投影可以相互交叠。在电池装置100的使用过程中,第二限位部143沿第二方向Y靠近汇流部件150的一侧表面可以与汇流部件150抵接,以限制汇流部件150绕容纳于通孔151内的部分第一限位部142转动。
需要说明的是,第二限位部143位于汇流部件150沿第二方向Y的一侧时,第二限位部143可以与汇流部件150相互接触,也可以与汇流部件150间隔设置。第二方向Y可以为相交或垂直于第一方向X的平面内的任意一个方向,也就是说,第二限位部143可以位于汇流部件150在前述平面内的任意一侧。第二限位部143的形状可以为多种,例如,第二限位部143可以为板状结构,或者第二限位部143也可以为杆状或者其他规则或不规则形状。第二限位部143与绝缘主体141的连接方式有多种,例如第二限位部143与绝缘主体141可以为一体成型结构,或者第二限位部143可以采用粘接等方式连接于绝缘主体141。
汇流部件150是用于实现两个电池单体110的串联、并联或混联连接的部件。汇流部件150的至少部分位于绝缘主体141沿第一方向X远离电池单体110的一侧可以指汇流部件150的全部位于绝缘主体141沿第一方向X远离电池单体110的一侧,也可以指汇流部件150的一部分设置在绝缘主体141沿第一方向X的一侧,而另一部分可以在垂直于第一方向X的平面内超出绝缘主体141,此时,在第一方向X上,位于绝缘主体141沿第一方向X一侧的部分汇流部件150在电池箱体上的投影位于绝缘主体141在电池箱体的投影之内,该部分汇流部件150被绝缘主体141遮挡,而超出绝缘主体141的部分汇流部件150在电池箱体上的投影位于绝缘主体141在电池箱体的投影之外,其可以用于与电池单体110的电极端子111连接。汇流部件150沿第一方向X开设有通孔151,通孔151的数量可以为一个,也可以为多个,通孔151用于容纳部分第一限位部142,使得第一限位部142能够沿第一方向X穿过汇流部件150。其中,汇流部件150的一部分沿第一方向X位于部分第一限位部142和绝缘主体141之间,该部分汇流部件150相当于被第一限位部142沿第一方向X压紧于绝缘主体141。
上述方案中,第一限位部142凸出于绝缘主体141沿第一方向X远离电池单体110的一侧,汇流部件150的至少部分位于绝缘主体141沿第一方向X远离电池单体110的一侧,第一限位部142的第一部分容纳于汇流部件150的通孔151内,且在第一方向X上,汇流部件150的一部分位于第一限位部142的第二部分和绝缘主体141之间,因此,通过第一限位部142可以沿第一方向X将汇流部件150压紧于绝缘主体141,能够沿第一方向X以及垂直于第一方向X的其他方向对汇流部件150进行限位。在此基础上,通过设置第二限位部143凸出于绝缘主体141沿第一方向X远离电池单体110的一侧,且第二限位部143与汇流部件150沿第二方向Y布置,以限制汇流部件150绕第一限位部142转动的幅度,一方面能够提高汇流部件150的稳定性,提升汇流部件150与电极端子111的连接可靠性,另一方面,第二限位部143及用于支撑第二限位部143的部分绝缘主体141对汇流部件150沿第一方向X靠近电极端子111一侧的空间占用较小,甚至无需占用对应空间,因而有助于增大电极端子111与汇流部件150的连接面积,进一步提升汇流部件150与电极端子111的连接可靠性,进而提升电池装置100的可靠性。
需要说明的是,本申请实施例通过第二限位部143对汇流部件150进行限位,以减少对汇流部件150沿第一方向X靠近电极端子111一侧的空间占用,甚至无需占用汇流部件150沿第一方向X靠近电极端子111一侧的空间,使得汇流部件150沿第一方向X靠近电极端子111的一侧具有充分的空间用于设置电极端子111,有助于增大电极端子111在垂直于第一方向X的平面内的尺寸,进而增大电极端子111与汇流部件150的连接面积,此时不仅汇流部件150与电极端子111之间的连接可靠性得以提升,还有助于提升汇流部件150与电极端子111之间的电流传输能力。
请参阅图5至图7,在一些实施例中,第二限位部143包括限位板1431和卡扣1432,限位板1431与绝缘主体141连接,并与汇流部件150沿第二方向Y布置,卡扣1432部设置于限位板1431,且与绝缘主体141沿第一方向X间隔设置;电池装置100还包括线束160,线束160设置于绝缘主体141,至少部分线束160沿第一方向X位于绝缘主体141和卡扣1432之间。
限位板1431是第二限位部143中用于限制汇流部件150绕着容纳于通孔151内的部分第一限位部142转动的部件。限位板1431与绝缘主体141连接,其凸出于绝缘主体141沿第一方向X远离电池单体110的一侧,并与汇流部件150沿第二方向Y布置,因而限位板1431沿第二方向Y靠近汇流部件150的一侧表面能够用于抵接汇流部件150,以在一定程度上限制汇流部件150绕前述部分第一限位部142转动。需要说明的是,限位板1431与绝缘主体141的连接方式有多种,例如限位板1431可以与绝缘主体141为一体成型结构,或者限位板1431也可以采用粘接等其他方式连接于绝缘主体141。
卡扣1432是第二限位部143中用于对线束160进行限位的部件。卡扣1432设置在限位板1431上,其与绝缘主体141沿第一方向X间隔设置,二者之间具有一定的间隔区域,该间隔区域可以用于设置线束160。
线束160是用于实现汇流部件150的电气连接、电压和温度采用等功能的部件,线束160可以设置于绝缘主体141,并自绝缘主体141延伸至与汇流部件150电连接。线束160的数量可以为多个,多个线束160可以通过扎带捆束为一个整体。至少部分线束160位于上述间隔区域内,也即该至少部分线束160可以沿第一方向X位于卡扣1432和绝缘主体141之间,因此,通过卡扣1432能够沿第一方向X对该至少部分线束160进行限位。需要说明的是,至少部分线束160沿第一方向X位于绝缘主体141和卡扣1432之间可以为绝缘主体141上的全部线束160均沿第一方向X位于卡扣1432与绝缘主体141之间,或者也可以为绝缘主体141上的部分线束160沿第一方向X位于卡扣1432与绝缘主体141之间,而其余线束160位于卡扣1432与绝缘主体141之外。
上述方案中,限位板1431与汇流部件150沿第二方向Y布置,从而通过限位板1431能够对汇流部件150限位,降低汇流部件150绕着容纳于通孔151内的部分第一限位部142转动的风险。在此基础上,通过在限位板1431上设置卡扣1432,使得卡扣1432与绝缘主体141沿第一方向X间隔设置,因此,通过卡扣1432能够在第一方向X上对设置于绝缘主体141的至少部分线束160进行限位,能够提高线束160的稳定性和可靠性。
请继续参阅图6和图7,在一些实施例中,绝缘主体141包括沿第二方向Y布置的主体部1411和支撑板1412,汇流部件150位于支撑板1412沿第一方向X的一侧,第二限位部143位于主体部1411和支撑板1412之间。
主体部1411是绝缘主体141中用于对电池装置100中的线束160等结构进行绝缘支撑的部件。主体部1411设置在多个电池单体110沿第一方向X的一侧,其沿第一方向X在电池箱体上的投影可以位于电池单体110的两个电极端子111之间。可选地,在第一方向X上,主体部1411在箱体上的投影可以与电池单体110的泄压机构在箱体上的投影交叠,因此,可以在主体部1411上沿第一方向X开设泄压口,以通过泄压口进行泄压。可选的,主体部1411的一部分可以与电池单体110接触,另一部分可以与电池单体110沿第一方向X间隔设置,以减小电池单体110对主体部1411的影响。
支撑板1412是绝缘主体141中用于支撑汇流部件150的部件。支撑板1412设置在主体部1411的一侧,支撑板1412沿第一方向X靠近电池单体110的一侧可以与电池单体110相接触,其远离电池单体110的一侧可以与汇流部件150的一部分相接触,以在电池单体110和汇流部件150之间对汇流部件150进行支撑。
支撑板1412与主体部1411沿第二方向Y布置,第二限位部143位于主体部1411和支撑板1412之间,也即第二限位部143设置在支撑板1412沿第二方向Y靠近主体部1411的一侧,相比于将第二限位部143设置于支撑板1412的其余侧面而言,能够使得第二限位部143与支撑板1412及主体部1411的结构更为紧凑,并且能够降低第二限位部143与电池装置100中的其他结构发生干涉的风险。
此外,第二限位部143位于主体部1411和支撑板1412之间时,其能够相对于支撑板1412沿第一方向X远离电池单体110的一侧凸出,当汇流部件150设置于支撑板1412沿第一方向X远离电池单体110的一侧时,第二限位部143沿第二方向Y靠近汇流部件150的一侧可以与汇流部件150相抵接,对汇流部件150进行限位,降低汇流部件150绕前述部分第一限位部142转动的风险。
请参阅图8,在一些实施例中,多个电池单体110沿第三方向Z排列设置,支撑板1412及汇流部件150均为多个,多个支撑板1412及多个汇流部件150均沿第三方向Z间隔设置,在第三方向Z上,汇流部件150的两端超出支撑板1412,且分别与两个电池单体110的电极端子111连接,第三方向Z分别相交于第一方向X和第二方向Y。
具体地,多个支撑板1412可以与多个汇流部件150一一对应设置,也即一个汇流部件150设置在一个支撑板1412沿第一方向X远离电池单体110的一侧。支撑板1412的数量可以与汇流部件150的数量相同,也可以不同。可选的,支撑板1412的数量可以多于汇流部件150的数量,当多个汇流部件150一对一地设置在多个支撑板1412上时,相邻两个汇流部件150之间还可以设置有其他空余的支撑板1412,该空余的支撑板1412可以作为备用支撑板1412,用于在其他使用场景下支撑汇流部件150,以提高汇流部件150安装的灵活性,提升绝缘件140的应用范围。
汇流部件150设置在支撑板1412沿第一方向X远离电池单体110的一侧时,其沿第三方向Z的两端在第三方向Z上超出支撑板1412,该超出支撑板1412的两部分汇流部件150沿第一方向X在电池箱体上的投影位于支撑板1412沿第一方向X在电池箱体上的投影之外,该两部分汇流部件150可以分别与两个电池单体110的电极端子111连接,从而实现两个电池单体110的串联或并联。
上述方案中,多个支撑板1412沿第三方向Z间隔设置,此时,多个支撑板1412能够对多个汇流部件150进行支撑,提升各汇流部件150的稳定性,同时,相邻两个支撑板1412之间的间隔区域可以用于设置电池装置100的其他结构,使得电池装置100的结构更为紧凑。在此基础上,设置汇流部件150沿第三方向Z的两端沿第三方向Z超出支撑板1412,该超出支撑板1412的两部分可以分别与两个电池单体110的电极端子111连接,从而实现该两个电池单体110的串联或并联。
在一些实施例中,在第三方向Z上,至少部分支撑板1412位于相邻两个电池单体110的电极端子111之间。
在第三方向Z上,至少部分支撑板1412位于相邻两个电池单体110的电极端子111之间可以指支撑板1412的全部均沿第三方向Z位于相邻两个电池单体110的电极端子111之间,也可以为支撑板1412的一部分沿第三方向Z位于相邻两个电池单体110的电极端子111之间,而另一部分位于相邻两个电池单体110的电极端子111之外。需要说明的是,至少部分支撑板1412位于相邻两个电池单体110的电极端子111之间可以指至少部分支撑板1412设置在相邻两个电池单体110的电极端子111之间的间隔空间内,该至少部分支撑板1412沿第一方向X在电池箱体上的投影位于相邻两个电池单体110的电极端子111沿第一方向X在电池箱体上的投影之间,该至少部分支撑板1412沿第三方向Z在电池箱体上的投影与相邻两个电池单体110的电极端子111沿第三方向Z在电池箱体上的投影相交叠。
上述方案中,将至少部分支撑板1412沿第三方向Z设置于相邻两个电池单体110的电极端子111之间的间隔空间中,能够对该间隔空间进行合理利用,使得绝缘件140与电池单体110的结构更为紧凑。并且,此时汇流部件150相对于支撑板1412凸出的两部分可以分别与对应的电极端子111沿第一方向X贴合,有助于实现汇流部件150与对应的电极端子111的连接。
请继续参阅图5,在一些实施例中,第二限位部143设有过线通道1433,过线通道1433连通第二限位部143沿第二方向Y的两侧,过线通道1433用于供线束160穿过。
过线通道1433是第二限位部143上用于供线束160穿过的开口结构,其由第二限位部143沿第二方向Y开设形成,过线通道1433分别连通第二限位部143沿第二方向Y的两侧,由于主体部1411和支撑板1412沿第二方向Y布置,且第二限位部143位于主体部1411和支撑板1412之间,因此,线束160可以自主体部1411沿第一方向X的一侧经由过线通道1433延伸至支撑板1412沿第一方向X的一侧,以与支撑板1412上的汇流部件150相连接。
需要说明的是,当第二限位部143包括限位板1431和卡扣1432时,过线通道1433可以形成于限位板1431上,使得线束160可以通过过线通道1433穿过限位板1431,延伸至与汇流部件150连接。
过线通道1433的形状有多种,例如过线通道1433的形状可以为圆孔状等规则形状,或者,过线通道1433也可以为不规则形状。示例性地,过线通道1433可以包括过线孔1434以及连通过线孔1434的缺口1435,过线孔1434可以由第二限位部143沿第二方向Y开设形成,其形状有多种,例如过线孔1434可以为方形孔,也可以为圆形状,或者过线孔1434还可以为其他不规则形状。缺口1435位于过线孔1434沿第一方向X的一侧,其自过线孔1434向第二限位部143沿第一方向X的边缘延伸,因此,在线束160的装配过程中,线束160可以通过缺口1435进入过线孔1434中,并且,在需要对过线孔1434中的线束160进行拆卸时,该线束160也可以通过缺口1435移出过线孔1434。
上述方案中,在将第二限位部143设置在主体部1411和支撑板1412之间的基础上,进一步设置第二限位部143形成有过线通道1433,使得过线通道1433连通第二限位部143沿第二方向Y的两侧,在电池装置100的装配过程中,线束160可以自主体部1411通过过线通道1433直接延伸至支撑板1412沿第一方向X的一侧,与位于支撑板1412上的汇流部件150连接,而无需饶过第二限位部143,一方面能够降低线束160的装配难度,提高装配效率,另一方面能够缩短线束160的长度,节约成本。
在一些实施例中,在第一方向X上,通孔151在绝缘主体141上的投影位于相邻两个电池单体110的电极端子111在绝缘主体141上的投影之间。
上述方案中,通孔151沿第一方向X在绝缘主体141上的投影位于相邻两个电池单体110的电极端子111沿第一方向X在绝缘主体141上的投影之间,也即通孔151与相邻两个电极端子111之间的间隔区域对应设置,通孔151与电极端子111错位设置,相比于设置通孔151沿第一方向X在绝缘主体141上的投影与电极端子111沿第一方向X在绝缘主体141上的投影交叠而言,一方面能够降低通孔151占用汇流部件150中用于与电极端子111连接的空间的可能性,增大汇流部件150与电极端子111的连接面积,减小汇流部件150与电极端子111之间的连接电阻,有利于提高电极端子111与汇流部件150之间的电流传输能力,降低二者之间的能量损失,另一方面可以降低与通孔151配合的第一限位部142与电极端子111发生干涉的风险。
在一些实施例中,多个电池单体110沿第三方向Z排列设置,通孔151沿第三方向Z至相邻两个电池单体110的电极端子111的距离相同。
具体地,通孔151沿第三方向Z至相邻两个电池单体110的电极端子111的距离可以为通孔151沿第三方向Z至相邻两个电池单体110的电极端子111的最小距离,也即通孔151的边缘沿第三方向Z至相邻两个电池单体110的电极端子111的边缘的最小距离。或者,该距离也可以为通孔151沿第三方向Z的中心至电极端子111沿第三方向Z的中心的距离。需要说明的是,本申请实施例中的“相同”可以为近似相同,而不限于完全相同,例如通孔151沿第三方向Z至相邻两个电池单体110的电极端子111的距离相同时,两个距离值可以具有微小差距。
上述方案中,设置通孔151沿第三方向Z至相邻两个电池单体110的电极端子111的距离相同,此时通孔151近似位于相邻两个电池单体110的电极端子111之间的中心位置,也即近似位于汇流部件150沿第三方向Z的中心位置,有助于提高汇流部件150上应力分布的均匀性。并且,通孔151近似位于相邻两个电池单体110的电极端子111之间的中心位置时,用于与通孔151配合的第一限位部142也近似位于相邻两个电池单体110的电极端子111之间的中心位置,也即绝缘件140与汇流部件150的连接点位近似位于相邻两个电池单体110的电极端子111之间的中心位置,能够提高绝缘件140对汇流部件150的支撑稳定性。
请参阅图9,在一些实施例中,汇流部件150设有多个通孔151,在第一方向X上,多个通孔151在绝缘主体141上的投影均位于相邻两个电池单体110的电极端子111在绝缘主体141上的投影之间,且多个通孔151沿第二方向Y间隔设置。
具体地,绝缘件140中,第一限位部142的数量可以为一个,也可以为多个。当第一限位部142的数量为一个时,该第一限位部142的一部分可以同时容纳汇流部件150的多个通孔151中,当第一限位部142的数量为多个时,多个第一限位部142可以一对一地与多个通孔151配合设置。
汇流部件150中,多个通孔151在相邻两个电池单体110的电极端子111之间沿第二方向Y间隔布置,多个通孔151中的任意一者沿第三方向Z至相邻两个电池单体110的电极端子111的距离可以相同,也可以不同。并且,不同的通孔151沿第三方向Z至相邻两个电池单体110的电极端子111的距离不同。
上述方案中,通过在汇流部件150对应相邻两个电池单体110的电极端子111之间的区域设置多个通孔151,使得多个通孔151沿第二方向Y间隔分布,能够在不占用汇流部件150中用于与电极端子111连接的空间的基础上,通过该多个通孔151与第一限位部142配合以进一步锁紧汇流部件150,进一步提高汇流部件150的稳定性。
在一些实施例中,第一限位部142和第二限位部143中的至少一者与绝缘主体141为一体成型结构。
具体地,绝缘主体141可以与第一限位部142为一体成型结构,而与第二限位部143为分体结构。或者绝缘主体141也可以与第二限位部143为一体成型结构,而与第一限位部142为分体结构。或者绝缘主体141、第一限位部142及第二限位部143三者均为一体成型结构。
第一限位部142和第二限位部143中的至少一者与绝缘主体141为一体成型结构是指第一限位部142和第二限位部143中的至少一者与绝缘主体141采用同一道工艺制备成为一个整体,后续无需通过额外的工艺进行连接。示例性地,第一限位部142和第二限位部143中的至少一者与绝缘主体141可以采用注塑工艺制备形成,在注塑过程中,第一限位部142和第二限位部143中的至少一者即与绝缘主体141连接为一个整体。
上述方案中,通过设置第一限位部142和第二限位部143中的至少一者与绝缘主体141为一体成型结构,能够提高第一限位部142和第二限位部143中的至少一者与绝缘主体141的连接可靠性,提升汇流部件150的稳定性,同时还能节约第一限位部142和第二限位部143中的至少一者与绝缘主体141的装配时间,提高电池装置100的装配效率。
请参阅图10,在一些实施例中,汇流部件150包括第一汇流部152、第二汇流部153和缓冲部154,第一汇流部152和第二汇流部153分别与两个电池单体110的电极端子111电连接,缓冲部154设置于第一汇流部152和第二汇流部153之间,通孔151设置于第一汇流部152。
第一汇流部152和第二汇流部153是汇流部件150中用于与两个电池单体110的电极端子111连接的部件,其中,第一汇流部152与一个电池单体110的电极端子111连接,第二汇流部153与另一个电池单体110的电极端子111连接,第一汇流部152和第二汇流部153通过缓冲部154连接,从而实现两个电池单体110的串联或并联。
缓冲部154是汇流部件150中用于吸收电池单体110膨胀鼓包时所产生的膨胀力,并在该膨胀力的作用下发生形变的部件,缓冲部154在膨胀力的作用下发生形变时,其形变的方向及程度均与两个电池单体110的电极端子111的相对位置变化相适应。
可以理解的是,在电池装置100的使用过程中,若电池单体110膨胀鼓包,则对应电极端子111的位置通常会随着电池单体110的鼓起而变化,导致两个电池单体110的电极端子111的相对位置发生变化,使得连接于对应电极端子111的汇流部件150受到拉扯,容易与电极端子111分离而影响连接可靠性。
因此,上述方案通过在第一汇流部152和第二汇流部153之间设置缓冲部154,缓冲部154能够在电池单体110膨胀鼓包时吸收对应的膨胀力并发生变形,以缓冲两个电池单体110的电极端子111之间的相对位置变化,降低汇流部件150在电池单体110膨胀过程中与电极端子111分离而导致连接失效的风险,提高汇流部件150与电极端子111的连接可靠性。
可选地,在第三方向Z上,缓冲部154可以呈弯曲延伸趋势,因此,当电池单体110膨胀鼓包时,缓冲部154可以吸收对应的膨胀力并沿第三方向Z发生形变,以缓冲两个电池单体110的电极端子111之间的相对位置变化。进一步地,缓冲部154可以呈拱形设置,以提高其对两个电池单体110的电极端子111之间的相对位置变化的缓冲效果。
通孔151设置于第一汇流部152,也即第一限位部142在第一汇流部152处通过通孔151将汇流部件150压紧于绝缘主体141,相比于将通孔151设置在缓冲部154上而言,能够降低缓冲部154发生形变时对第一限位部142与通孔151的连接效果的影响,提高第一限位部142与汇流部件150的连接可靠性。
在一些实施例中,沿绝缘件140在其自身宽度方向上的中心线,绝缘件140呈对称设置。
绝缘件140的宽度方向可以为本申请的第二方向Y,绝缘件140沿第三方向Z的各个部位在第二方向Y上的中点的连线可以形成上述中心线,该中心线沿第三方向Z延伸。沿前述中心线,绝缘件140呈对称设置,此时该中心线为绝缘件140的对称轴。需要说明的是,当绝缘件140沿中心线呈对称设置,且绝缘主体141包括主体部1411和多个支撑板1412时,主体部1411沿第二方向Y的两侧均设有多个支撑板1412,位于两侧的支撑板1412的位置、形状、尺寸等均沿中心线对称。
上述方案中,设置绝缘件140沿其自身宽度方向上的中心线呈对称设置,有助于提高绝缘件140的通用性,降低绝缘件140的开模成本。
在一些实施例中,绝缘主体141与汇流部件150通过第一限位部142铆接。
具体地,绝缘主体141和汇流部件150通过第一限位部142铆接的方式有多种,例如可以通过第一限位部142对绝缘主体141和汇流部件150进行热铆,也可以为冷铆等其他铆接方式连接绝缘主体141和汇流部件150。为了便于说明,本申请实施例以通过第一限位部142对绝缘主体141和汇流部件150进行热铆为例,对以下方案进行解释。
在绝缘件140与汇流部件150的连接过程中,可以先将第一限位部142的材料穿过汇流部件150的通孔151,随后通过热铆机或热铆枪等设备对第一限位部142的材料施加压力,使得该材料发生塑性变形,从而形成位于通孔151内的第一部分以及位于第一部分和汇流部件150沿第一方向X远离绝缘主体141一侧的第二部分,此时该第二部分可以相对于第一部分在垂直于第一方向X的平面内凸出,通过第二部分和第一部分的配合将汇流部件150锁紧于绝缘主体141。
上述方案中,绝缘主体141与汇流部件150通过第一限位部142实现铆接,能够提高连接的可靠性,同时降低连接难度。
本申请实施例第二方面提供一种储能装置,包括以上任一项的电池装置100。
本申请实施例提供的储能装置具有上述任一实施例中的电池装置100的技术方案所具有的技术效果,与上述实施例相同或相应的结构以及术语的解释在此不再赘述。
根据本申请的一些实施方式,电池装置100包括电池箱体、多个电池单体110、绝缘件140和汇流部件150,电池箱体形成有容纳腔,多个电池单体110设置于容纳腔中,电池单体110沿第一方向X的一侧设有电极端子111;绝缘件140设置于容纳腔中,绝缘件140包括绝缘主体141、第一限位部142和第二限位部143,绝缘主体141位于多个电池单体110沿第一方向X的一侧,第一限位部142和第二限位部143凸出于绝缘主体141沿第一方向X远离电池单体110的一侧,第一限位部142包括第一部分和第二部分,第二部分设置于第一部分沿第一方向X远离绝缘主体141的一侧;汇流部件150连接于电极端子111,汇流部件150的至少部分位于绝缘主体141沿第一方向X远离电池单体110的一侧,汇流部件150设有通孔151,第一限位部142的第一部分容纳于通孔151,在第一方向X上,汇流部件150的一部分位于第一限位部142的第二部分和绝缘主体141之间,第二限位部143与汇流部件150沿第二方向Y布置,以限制汇流部件150绕第一限位部142转动的幅度,第一方向X与第二方向Y彼此相交。其中,第二限位部143包括限位板1431和卡扣1432,限位板1431与绝缘主体141连接,并与汇流部件150沿第二方向Y布置,卡扣1432部设置于限位板1431,且与绝缘主体141沿第一方向X间隔设置;电池装置100还包括线束160,线束160设置于绝缘主体141,至少部分线束160沿第一方向X位于绝缘主体141和卡扣1432之间。绝缘主体141包括沿第二方向Y布置的主体部1411和支撑板1412,汇流部件150位于支撑板1412沿第一方向X的一侧,第二限位部143位于主体部1411和支撑板1412之间。多个电池单体110沿第三方向Z排列设置,支撑板1412及汇流部件150均为多个,多个支撑板1412及多个汇流部件150均沿第三方向Z间隔设置,在第三方向Z上,汇流部件150的两端超出支撑板1412,与两个电池单体110的电极端子111连接,第三方向Z分别相交于第一方向X和第二方向Y。第二限位部143设有过线通道1433,过线通道1433连通第二限位部143沿第二方向Y的两侧,过线通道1433用于供线束160穿过。汇流部件150包括第一汇流部152、第二汇流部153和缓冲部154,第一汇流部152和第二汇流部153分别与两个电池单体110的电极端子111电连接,缓冲部154设置于第一汇流部152和第二汇流部153之间,通孔151设置于第一汇流部152。沿绝缘件140在其自身宽度方向上的中心线,绝缘件140呈对称设置。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (14)

1.一种电池装置,其特征在于,包括:
电池箱体,形成有容纳腔,
多个电池单体,设置于所述容纳腔中,所述电池单体沿第一方向的一侧设有电极端子;
绝缘件,设置于所述容纳腔中,所述绝缘件包括绝缘主体、第一限位部和第二限位部,所述绝缘主体位于所述多个电池单体沿所述第一方向的一侧,所述第一限位部和所述第二限位部凸出于所述绝缘主体沿所述第一方向远离所述电池单体的一侧,所述第一限位部包括第一部分和第二部分,所述第二部分设置于所述第一部分沿所述第一方向远离所述绝缘主体的一侧;
汇流部件,连接于所述电极端子,所述汇流部件的至少部分位于所述绝缘主体沿所述第一方向远离所述电池单体的一侧,所述汇流部件设有通孔,所述第一限位部的所述第一部分容纳于所述通孔,在所述第一方向上,所述汇流部件的一部分位于所述第一限位部的所述第二部分和所述绝缘主体之间,所述第二限位部与所述汇流部件沿第二方向布置,所述第一方向与所述第二方向彼此相交。
2.根据权利要求1所述的电池装置,其特征在于,所述第二限位部包括限位板和卡扣,所述限位板与所述绝缘主体连接,并与所述汇流部件沿所述第二方向布置,所述卡扣设置于所述限位板,且与所述绝缘主体沿所述第一方向间隔设置;
所述电池装置还包括线束,所述线束设置于所述绝缘主体,至少部分所述线束沿所述第一方向位于所述绝缘主体和所述卡扣之间。
3.根据权利要求1所述的电池装置,其特征在于,所述绝缘主体包括沿所述第二方向布置的主体部和支撑板,所述汇流部件位于所述支撑板沿所述第一方向的一侧,所述第二限位部位于所述主体部和所述支撑板之间。
4.根据权利要求3所述的电池装置,其特征在于,多个所述电池单体沿第三方向排列设置,所述支撑板及所述汇流部件均为多个,多个所述支撑板及多个所述汇流部件均沿所述第三方向间隔设置,
在所述第三方向上,所述汇流部件的两端超出所述支撑板,且分别与两个电池单体的电极端子连接,所述第三方向分别相交于所述第一方向和所述第二方向。
5.根据权利要求3所述的电池装置,其特征在于,在第三方向上,至少部分所述支撑板位于相邻两个电池单体的电极端子之间。
6.根据权利要求3所述的电池装置,其特征在于,所述第二限位部设有过线通道,所述过线通道连通所述第二限位部沿所述第二方向的两侧,所述过线通道用于供线束穿过。
7.根据权利要求1所述的电池装置,其特征在于,在所述第一方向上,所述通孔在所述绝缘主体上的投影位于相邻两个所述电池单体的电极端子在所述绝缘主体上的投影之间。
8.根据权利要求7所述的电池装置,其特征在于,多个所述电池单体沿第三方向排列设置,所述通孔沿所述第三方向至相邻两个所述电池单体的电极端子的距离相同。
9.根据权利要求7所述的电池装置,其特征在于,所述汇流部件设有多个所述通孔,在所述第一方向上,多个所述通孔在所述绝缘主体上的投影均位于相邻两个所述电池单体的电极端子在所述绝缘主体上的投影之间,且多个所述通孔沿所述第二方向间隔设置。
10.根据权利要求1-9任一项所述的电池装置,其特征在于,所述第一限位部和所述第二限位部中的至少一者与所述绝缘主体为一体成型结构。
11.根据权利要求1-9任一项所述的电池装置,其特征在于,所述汇流部件包括第一汇流部、第二汇流部和缓冲部,所述第一汇流部和所述第二汇流部分别与两个所述电池单体的电极端子电连接,
所述缓冲部设置于所述第一汇流部和所述第二汇流部之间,所述通孔设置于所述第一汇流部。
12.根据权利要求1-9任一项所述的电池装置,其特征在于,沿所述绝缘件在其自身宽度方向上的中心线,所述绝缘件呈对称设置。
13.根据权利要求1-9任一项所述的电池装置,其特征在于,所述绝缘主体与所述汇流部件通过所述第一限位部铆接。
14.一种储能装置,其特征在于,包括权利要求1-13任一项所述的电池装置。
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