WO2024146154A1 - 电池模组及电池包 - Google Patents

Abstract

一种电池模组及电池包。电池模组包括多个电池、隔离板以及至少两块端板；多个电池排列形成电池组，端板设置在电池组的排列方向的两侧；隔离板设置在端板和电池组之间；隔离板设置有凹槽，凹槽设置于隔离板朝向电池组的一侧。隔离板设置有凹槽，凹槽设置于隔离板朝向电池的一侧，凹槽内部的空气形成空气隔热层，空气具有较低的热传导系数，降低了与端板近邻的电池通过端板将热量传递到箱体的热传导效果，提高了电池模组中各电池之间温度的一致性，有利于保证电池模组循环的性能。

Description

电池模组及电池包

本申请要求于2023年1月6日提交中国国家知识产权局的申请号为202320072927.0、名称为“电池模组及电池包”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池模组及电池包。

背景技术

行业内的电池模组包括端板和多个电池，多个电池排列设置，端板设置在多个排列设置的电池的端部以对组装的多个电池进行定位。当电池模组在使用过程中，与端板相邻的电池产生的热量会通过端板传递到箱体导致该电池的温度降低较快，与内侧的其它电池形成较大的温度差，导致电池模组内不同电池之间的电池循环性能差异较大，大大降低了电池模组的循环寿命。

发明内容

本申请提供了一种电池模组及电池包，至少解决了相关技术中与端板近邻的电池的热量容易通过端板传到箱体，使得温度下降明显，导致电池模组中不同的电池之间温度的一致性差，对电池模组的循环寿命造成影响的技术问题。

在一些实施方式中，本申请提供了一种电池模组，包括多个电池、隔离板以及至少两块端板；所述多个电池排列形成电池组，所述端板设置在所述电池组的排列方向的两侧；所述隔离板设置在所述端板和所述电池组之间；所述隔离板设置有凹槽，所述凹槽设置于所述隔离板朝向所述电池组的一侧。

在一些实施方式中，可选地，每个所述电池具有宽度方向和沿着所述宽度方向相对设置的两个主表面，相邻的两个所述电池之间的主表面相对设置，所述凹槽由所述隔离板朝向所述电池的主表面的一面向靠近所述端板的一侧凹陷形成。

在一些实施方式中，可选地，相邻的两个所述电池的所述主表面贴合。

在一些实施方式中，可选地，所述隔离板朝向所述主表面的表面至少部分区域与所述电池的所述主表面连接，所述隔离板朝向所述主表面的至少部分区域与所述端板连接。

在一些实施方式中，可选地，所述端板设置有两块，在所述电池组的排列方向的两侧分别设置有一块端板。

在一些实施方式中，可选地，所述隔离板采用绝缘材质制成。

在一些实施方式中，可选地，所述隔离板包括凹陷部和环绕所述凹陷部设置的平板部，所述凹槽设置于所述凹陷部，所述平板部面向所述电池的表面和所述电池的主表面连接， 所述平板部背离所述主表面的表面和所述端板的表面之间具有间隙。

在一些实施方式中，可选地，所述凹陷部包括底板和侧板，所述侧板设置在所述底板和所述平板部之间并分别连接所述底板和所述侧板，所述底板和所述侧板围合形成所述凹槽，所述底板为平板状，所述底板远离所述电池的表面和所述端板的表面为平面连接。

在一些实施方式中，可选地，所述底板和所述侧板连接形成夹角b，所述夹角b的角度范围为：80°≤b＜180°。

在一些实施方式中，可选地，所述凹槽在所述电池主表面上的正投影面积与所述电池的主表面的面积之间的比值不小于1/2；和/或，所述凹槽的深度为0.3-2mm。

在一些实施方式中，可选地，所述电池模组还包括隔热垫，所述隔热垫设置于所述端板的底部，所述隔热垫构造成用于和电池包箱体的底部接触。

在一些实施方式中，可选地，所述隔热垫的材质的导热系数不大于0.5W/m·k。

在一些实施方式中，可选地，所述隔热垫的厚度为1-3mm。

在一些实施方式中，可选地，所述隔热垫为环氧树脂板。

在另一实施方式中，本申请还提供了一种电池包，包括根据前述实施方式中的任一实施方式所述的电池模组。

在一些实施方式中，可选地，所述电池包还包括箱体，所述电池模组设置于所述箱体内，所述端板的底部设置有缺口部以减小所述端板和所述箱体的底部的接触面积。

在一些实施方式中，可选地，所述缺口部的数量为多个，并且多个所述缺口部间隔设置。

与相关技术相比，本申请提供的电池模组和电池包的有益效果至少为：

本申请提供的电池模组包括多个电池、隔离板以及至少两块端板；多个电池排列形成电池组，端板设置在电池组的排列方向的两侧；隔离板设置在端板和电池组之间；隔离板设置有凹槽，凹槽设置于隔离板朝向电池组的一侧；隔离板设置有凹槽，凹槽设置于隔离板朝向电池的一侧，凹槽内部的空气形成空气隔热层，空气具有较低的热传导系数，从而降低了与端板近邻的电池通过端板将热量传递到箱体的热传导效果，提高了电池模组中各电池之间温度的一致性，有利于保证电池模组循环的性能。

本申请提供的电池包，包括上述所述的电池模组，因而至少能够实现该电池模组的所有有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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为本申请的一些实施例提供的电池模组的结构示意图；

图2为本申请的一些实施例提供的电池模组的隔离板的结构示意图；

图3为本申请的一些实施例提供的电池模组的隔离板的第二结构示意图；

图4为本申请的一些实施例提供的电池模组的隔离板的第三结构示意图；

图5为本申请的一些实施例提供的电池模组的隔离板的第四结构示意图；

图6为本申请的一些实施例提供的电池模组的端板的结构示意图；

图7为本申请的一些实施例提供的电池模组的使用状态示意图。

附图标记：

1-端板；2-隔离板；20-平板部；21-凹槽；22-凹陷部；211-侧板；212-底板；3-隔热垫；4-缺口部；5-电池组；50-电池；501-主表面。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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申请和简化描述，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的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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申请中的具体含义。

以下将参照附图对本申请的一些实施例进行描述。

参见图1至图7所示，本申请的一些实施例提供了一种电池模组，用于组装成电池包，一般而言，电池包包括箱体以及设置于箱体内的电池模组，电池模组例如为锂离子电池模组。

本实施例提供的电池模组包括多个电池50、隔离板2以及至少两块端板1。多个电池 50排列形成电池组5，端板1设置在电池组5的排列方向的两侧；隔离板2设置在端板1和电池组5之间；隔离板2设置有凹槽21，凹槽21设置于隔离板2朝向电池组5的一侧。

在一些具体的实施例中，每个电池50具有宽度方向Y和沿着宽度方向Y上的两个相对的主表面501，多个电池50沿着宽度方向依次排列形成电池组5，相邻设置的两个电池50的主表面501相对设置。可选地，相邻设置的两个电池50的主表面501之间直接贴合或者设置有分隔板将两者隔开，以更好的散热。

隔离板2设置在排列于最外侧的电池50朝向外侧的主表面501的一侧。隔离板2朝向主表面501的表面至少部分区域和电池50主表面501连接，相对的另一表面的至少部分区域和端板1连接，以实现端板1和隔离板2对排列的多个电池50进行定位以及隔离板2对电池50和端板1之间进行隔热。

端板1与电池50的主表面501相对设置，从而通过端板1对电池组5进行限位。具体而言，电池组5沿排列方向的两端外侧的电池的主表面501均对应设置有一块端板1，以通过相对夹持的两块端板1对多个电池50进行限位。

隔离板2设置于端板1和与端板1临近的一电池50的主表面501之间，其中，隔离板2采用绝缘材质制成，例如PC(Polycarbonate，聚碳酸酯)或者PP(polypropylene，聚丙烯)。

为了保证电池模组中各个电池50温度的一致性，缩小不同电池50之间的温差，隔离板2设置有凹槽21，凹槽21设置于隔离板2朝向电池50的主表面501的一侧，也就是说，凹槽21的槽口面向主表面501。凹槽21内的空气起到隔热作用，换句话说，凹槽21内的空气形成空气隔热层，空气隔热层将隔离板2与电池50的主表面501隔开，空气隔热层具有较低的热传导系数，从而很好地降低热量从电池模组的端板1处散失，降低与端板1近邻的电池50的热量通过端板1传递到箱体的能力，保证了不同电池50之间温度的一致性。

其中，凹槽21可以是在具有一定厚度的平板状的隔离板2的一侧开槽得到，也可以是对平板状的隔离板2进行冲压凹陷得到。在隔离板2的厚度较厚的情况下，适用于采用开槽的方式成型该凹槽21，而在隔离板2的厚度较薄的情况下，适用于采用冲压的方式成型该凹槽21。

本实施例的可选方案中，凹槽21由隔离板2朝向主表面501的一侧向靠近端板1的一侧凹陷形成，也即可以通过对隔离板2进行冲压得到凹槽21。

本实施例的可选方案中，为了减小该凹槽21与外界大气之间的连通通道，从而减少主表面501处的电池50的热量经由这些连通通道向外界大气散失量，凹槽21形成在隔离板2的中部。

请参阅图2、图3、图4和图7，隔离板2包括凹陷部22和环绕凹陷部22设置的平板 部20，凹槽21设置于凹陷部22，平板部20面向电池50的表面和电池50的主表面501连接，平板部20背离主表面501的表面和端板1的表面之间具有间隙。平板部20朝向端板1的表面和端板1的表面具有间隙，而平板部20面向主表面501的表面和电池50的主表面501贴合，同时，凹陷部22远离主表面501的一侧和端板1连接以实现隔离板2顺利组装在主表面501和端板1之间。平板部20和端板1的表面之间具有间隙，可以很好的减小隔离板2和端板1的接触面积，进一步降低热传导性能。

可以理解的是，可以通过对平板状的隔离板2的中部进行冲压成型凹槽21，未冲压部分形成平板部20。这种通过对平板状的隔离板2进行冲压以得到凹槽21以及环绕凹槽21设置的平板部20的方案，无需对隔离板2进行增厚处理，有利于节约成本，且冲压成型更加简单易行，有利于节约加工成本，并提高加工效率。

本实施例中，隔离板2面向电池50的主表面501的表面与其相邻的电池50的主表面501相粘接，隔离板2面向端板1的表面与端板1相粘接，其中，相粘接的二者的粘接点的位置可以根据需求确定。例如粘接点可以以连续或间断的方式设置在平板部20面向主表面501的表面上。

请参阅图3和图4，凹陷部22包括相连的底板212和侧板211，侧板211设置在底板212和平板部20之间并分别连接底板212和平板部20，底板212和侧板211围合形成凹槽21。底板212为平板状，底板212远离电池50的表面和端板1的表面为平面连接。平板状的底板212能使得凹槽21形成的空间最大化，以容纳更多的空气，起到较优的隔热效果。再者，底板呈平面状时，使得底板212和端板1连接的表面也呈平面状，能很好的和端板1进行连接，提高端板1和隔离板2对电池50的定位能力。

其中，当底板212呈平面状时，便于底板212与端板1相平行地设置，粘接点则可以以连续或间断的方式设置在底板212朝向端板1的表面上，平面状的底板212使得隔离板2和端板1的连接面积增大，提高二者连接的稳定性。

请继续参阅图3和图4，底板212和侧板211连接形成夹角b，夹角b的角度范围为：80°≤b＜180°。

侧板211将夹角b设置在该范围内，使得隔离板2在受到挤压时，能很好的分散挤压力，提高电池模组的结构的稳定性。

可选地，夹角b的角度范围还可以是：90°≤b＜160°、100°≤b＜140°或者120°≤b＜130°。

可选地，根据不同的产品需求，如图3所示，侧板211分别与平板部20和平面状的底板212呈直角连接。如图4所示，侧板211分别与平板部20和平面状的底板212呈钝角连接。

本实施例的可选方案中，凹槽21的深度a为0.3-2mm，例如，0.3mm、0.4mm、0.5mm、1mm、1.5mm或2mm。其中，将凹槽21的深度a限定为不小于0.3mm是为了确保凹槽21内具有一定量的空气，提高隔热效果，从而在隔离板2与电池组5之间可靠隔热。将凹槽21的深度a限定为不大于2mm，从而避免凹陷过深导致隔离板2的强度受损。

本实施例中，为了确保凹槽21内的空气对于主表面501的作用面积足够，从而确保能够有效阻止排列方向最外侧处的电池50的热量散失，凹槽21在电池50的主表面501上的正投影面积与主表面501的面积之间的比值不小于1/2，也即凹槽21内的空气至少对主表面501的一半进行隔热保护。

例如，凹槽21在电池50的主表面501上的正投影面积与主表面501的面积之间的比值为1/2、2/3、3/4、3/5或4/5等。

可选地，对于一个电池模组而言，电池组5的数量可以为单个，参见图7所示；也可以为多个。

在电池组5的数量为多个的时候，相应地，对于电池模组的单侧而言，电池组5的外侧的电池50的主表面501数量也为多个，多个主表面501可以共用一个隔离板2(图中未示出)。或者，如图1所示，每个最外侧的电池50的主表面501单独使用一个隔离板2。其中，对于电池模组的单侧而言，当多个主表面501共用一个隔离板2的时候，可以将凹槽21的数量设置为多个，多个凹槽21与多个主表面501一一对应地设置。

本实施例的可选方案中，为了加强端板1的强度，通常端板1采用金属材料制成，且电池模组通过端板1放置在箱体内，且箱体通常也采用金属材料制成，因而，如果端板1与箱体直接接触，与端板1临近的电池50将通过端板1向箱体传热。为了减少与端板1临近的电池50通过端板1向箱体传递的热量，在端板1的底部设置隔热垫3，值得解释的是，所谓“端板1的底部”是指端板1与箱体相接触的端部。

隔热垫3的材质为隔热材料，从而通过隔热垫3切断端板1向箱体的热量传递路径，进一步提高对于与端板1临近的电池50的保温效果，进而进一步提高电池组5内的电池50温度一致性，利于保证电池模组的循环寿命。

本实施例中，为了确保隔热垫3具有足够的隔热性能，隔热垫3应采用导热系数不大于0.5W/m·k的隔热材料制成，例如，隔热材料的导热系数可以为0.5W/m·k、0.4W/m·k、0.3W/m·k或0.2W/m·k等。

可选地，隔热垫3的材质可以采用环氧树脂，也即隔热垫3为环氧树脂板，由于环氧树脂板具有较高的硬度，所以能够确保压缩后不变形，不会影响端板1与箱体之间的刚性连接。此外，还可以采用其他硬度足够大且导热系数足够小的隔热材料，例如MPP(Microcellular Polypropylene foam，聚丙烯微孔发泡新材料)等。

可选地，隔热垫3与端板1的底部可以粘接固定，此外，隔热垫3与箱体也可以粘接固定。

本实施例中，隔热垫3的厚度为1-3mm，例如1mm、1.5mm、2.5mm或3mm等。其中，将隔热垫3配置为不大于3mm，有利于节约隔热材料花费的成本，将隔热垫3配置为不小于1mm，有利于确保隔热垫3具有足够的抗变形能力，以及足够的隔热能力。

本实施例的可选方案中，为了减小端板1与箱体之间的接触面积，从而降低通过端板1向箱体传递的热量，进而提高电池模组内不同电池50之间温度的一致性，在端板1的底部设置缺口部4，缺口部4不与箱体接触，以减少端板1和箱体的接触面积，进一步减小热量传递。

可选地，缺口部4的数量可以为多个，多个缺口部4间隔设置。

可以理解的是，隔热垫3设置于端板1的底部未设置缺口部4的部分，也就是说，缺口部4可以不设置隔热垫3，从而有利于减少隔热垫3的用量，有利于控制成本。

请参阅图5，作为一种变形实施例，隔离板2的结构和上述实施例的隔离板2的结构存在区别，区别主要在于：凹陷部22为一块具有弧度的板状结构。具有弧度的凹陷部22具有一定的变形缓冲能力，用户可以根据产品需求选择具有平板状的隔离板2或者具有弧度结构的隔离板2。

本申请的另一些实施例提供了一种电池包，包括如上实施例的电池模组和箱体，电池模组设置于箱体内，端板1的底部设置有缺口部4以减小端板1和箱体的底部的接触面积。

本实施例中的电池包具有根据先前描述的实施例所描述的电池模组的优点，先前描述的实施例所公开的电池模组的优点在此不再重复描述。

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。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (17)

1. 一种电池模组，其中，所述电池模组包括多个电池(50)、隔离板(2)以及至少两块端板(1)；

   所述多个电池(50)排列形成电池组(5)，所述端板(1)设置在所述电池组(5)的排列方向的两侧；

   所述隔离板(2)设置在所述端板(1)和所述电池组(5)之间；

   所述隔离板(2)设置有凹槽(21)，所述凹槽(21)设置于所述隔离板(2)朝向所述电池组(5)的一侧。
2. 根据权利要求1所述的电池模组，其中，每个所述电池(50)具有宽度方向(Y)和沿着所述宽度方向(Y)相对设置的两个主表面(501)，相邻的两个所述电池(50)之间的主表面(501)相对设置，所述凹槽(21)由所述隔离板(2)朝向所述电池(50)的主表面(501)的一面向靠近所述端板(1)的一侧凹陷形成。
3. 根据权利要求2所述的电池模组，其中，相邻的两个所述电池(50)的所述主表面(501)贴合。
4. 根据权利要求2所述的电池模组，其中，所述隔离板(2)朝向所述主表面(501)的表面至少部分区域与所述电池(50)的所述主表面(501)连接，所述隔离板(2)朝向所述主表面(501)的至少部分区域与所述端板(1)连接。
5. 根据权利要求1所述的电池模组，其中，所述端板(1)设置有两块，在所述电池组(5)的排列方向的两侧分别设置有一块端板(1)。
6. 根据权利要求1所述的电池模组，其中，所述隔离板(2)采用绝缘材质制成。
7. 根据权利要求2所述的电池模组，其中，所述隔离板(2)包括凹陷部(22)和环绕所述凹陷部(22)设置的平板部(20)，所述凹槽(21)设置于所述凹陷部(22)，所述平板部(20)面向所述电池(50)的表面和所述电池(50)的主表面(501)连接，所述平板部(20)背离所述主表面(501)的表面和所述端板(1)的表面之间具有间隙。
8. 根据权利要求7所述的电池模组，其中，所述凹陷部(22)包括底板(212)和侧板(211)，所述侧板(211)设置在所述底板(212)和所述平板部(20)之间并分别连接所述底板(212)和所述平板部(20)，所述底板(212)和所述侧板(211)围合形成所述凹槽(21)，所述底板(212)为平板状，所述底板(212)远离所述电池(50)的表面和所述端板(1)的表面为平面连接。
9. 根据权利要求8所述的电池模组，其中，所述底板(212)和所述侧板(211)连接形成夹角b，所述夹角b的角度范围为：80°≤b＜180°。
10. 根据权利要求2所述的电池模组，其中，所述凹槽(21)在所述主表面(501)上的正投影面积与所述主表面(501)的面积之间的比值不小于1/2；

    和/或，所述凹槽(21)的深度为0.3-2mm。
11. 根据权利要求1所述的电池模组，其中，所述电池模组还包括隔热垫(3)，所述隔热垫(3)设置于所述端板(1)的底部，所述隔热垫(3)用于和电池包箱体的底部接触。
12. 根据权利要求11中所述的电池模组，其中，所述隔热垫(3)的导热系数不大于0.5W/m·k。
13. 根据权利要求11中所述的电池模组，其中，所述隔热垫(3)的厚度为1-3mm。
14. 根据权利要求11所述的电池模组，其中，所述隔热垫(3)为环氧树脂板。
15. 一种电池包，其中，所述电池包包括如权利要求1所述的电池模组。
16. 根据权利要求15所述的电池包，其中，所述电池包还包括箱体，所述电池模组设置于所述箱体内，所述端板(1)的底部设置有缺口部(4)以减小所述端板(1)和所述箱体的底部的接触面积。
17. 根据权利要求16所述的电池包，其中，所述缺口部(4)的数量为多个，并且多个所述缺口部(4)间隔设置。