一种电池模块论文和设计-游凯杰

全文摘要

本实用新型提供一种电池模块，包括第一电池单体排列结构、第二电池单体排列结构和汇流排阵列，第一电池单体排列结构与第二电池单体排列结构包括多个电池单体，电池单体包括第一电极端子、第二电极端子和电池壳体，汇流排阵列包括第一汇流排。第一电池单体排列结构与第二电池单体排列结通过电池单体沿着水平方向堆叠，同时其自身在竖直方向层叠，并使用汇流排阵列的第一汇流排将第一电池单体排列结构与第二电池单体排列结的电池单体进行依次连接。使得电池模块的总正极和总负极位于电池模块的两端，极大的降低了电池模块短路的可能，提高电池模块的安全性。

主设计要求

1.一种电池模块，其特征在于，包括：沿竖直方向上层叠的第一电池单体排列结构；沿竖直方向上层叠的第二电池单体排列结构，所述第一电池单体排列结构与所述第二电池单体排列结构包括沿水平方向排列的多个电池单体，所述电池单体包括第一电极端子、第二电极端子和电池壳体，所述第一电极端子和第二电极端子设置于所述电池壳体的表面；以及汇流排阵列，所述汇流排阵列将多个所述电池单体依次电连接，所述汇流排阵列包括第一汇流排，所述第一汇流排一端连接第一电池单体排列结构的所述第一电极端子，所述第一汇流排的另一端连接所述第二电池单体排列结构的所述第二电极端子，且所述第一汇流排沿第一方向延伸，所述第一方向与所述水平方向及高度方向相交。

设计方案

1.一种电池模块，其特征在于，包括：

沿竖直方向上层叠的第一电池单体排列结构；

沿竖直方向上层叠的第二电池单体排列结构，所述第一电池单体排列结构与所述第二电池单体排列结构包括沿水平方向排列的多个电池单体，所述电池单体包括第一电极端子、第二电极端子和电池壳体，所述第一电极端子和第二电极端子设置于所述电池壳体的表面；以及

汇流排阵列，所述汇流排阵列将多个所述电池单体依次电连接，所述汇流排阵列包括第一汇流排，所述第一汇流排一端连接第一电池单体排列结构的所述第一电极端子，所述第一汇流排的另一端连接所述第二电池单体排列结构的所述第二电极端子，且所述第一汇流排沿第一方向延伸，所述第一方向与所述水平方向及高度方向相交。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述第一电池单体排列结构与所述第二电池单体排列结构沿水平方向排列后的尺寸大于所述第一电池单体排列结构与所述第二电池单体排列结构在层叠后沿竖直方向上的尺寸。

3.根据权利要求2所述的电池模块，其特征在于，所述电池单体还包括：

电极组件，所述电极组件容纳于所述电池壳体内，所述电极组件包括第一极片、第二极片以及设置于所述第一极片和所述第二极片之间的隔膜，所述第一电极端子与第一极片电连接，所述第二电极端子与第二极片电连接；所述电极组件为卷绕式结构且为扁平状，所述电极组件的外表面包括两个扁平面，两个所述扁平面沿所述竖直方向相互面对；或，所述电极组件为叠片式结构，所述第一极片、所述隔膜和所述第二极片沿所述竖直方向层叠。

4.根据权利要求3所述的电池模块，其特征在于，所述第一汇流排包括第一端部、过渡部和第二端部，所述第一端部与所述第一电极端子连接，所述第二端部与所述第二电极端子连接，所述过渡部将所述第一端部和所述第二端部连接。

5.根据权利要求4所述的电池模块，其特征在于，所述电池壳体上设置有防爆阀，所述防爆阀设置于所述第一电极端子和所述第二电极端子之间，所述第一汇流排与所述防爆阀避让设置。

6.根据权利要求5所述的电池模块，其特征在于，所述过渡部设置于所述高度方向层叠的两个所述电池单体的所述防爆阀之间。

7.根据权利要求4所述的电池模块，其特征在于，所述过渡部上设置有用于容纳采样线束的安装开口。

8.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述第一汇流排的截面形状为“S”型结构。

9.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述汇流排阵列还包括：

第二汇流排，所述第二汇流排沿着所述水平方向延伸，所述第二汇流排的两端分别连接所述水平方向相邻的两个所述电池单体，所述第二汇流排为奇数。

10.根据权利要求9所述的电池模块，其特征在于，所述汇流排阵列还包括：

第三汇流排，所述第三汇流排沿着第二方向延伸，所述第二方向与所述第一方向沿着竖直平面对称，所述第二汇流排一端连接第一电池单体排列结构的所述电池单体的所述第一电极端子，所述第二汇流排的另一端连接所述第二电池单体排列结构的所述电池单体的所述第二电极端子。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池模块。

背景技术

电池单体进行成组时，为了便于电连接件连接各个电池单体上的正负电极，现有技术中都是将电池单体正负极朝向一致放置，进而避免电池单体正负极交错布置时，由于放错电池单体的方向，而导致电连接错误发生短路的情况。

然而，现有的电连接件的种类较少，且需要电连接件能够有效的避开电池单体的防爆阀，保证电池单体在热失控时不会发生爆炸，因此导致了现有的电池模组或电池模块的电连接方式单一。而现有的电池模组的电极连接件的总正极和总负极在电池模组的同一侧，因此容易造成电连接的空间不足操作困难，以及导致电池模组的安全性较低等问题。

发明内容

本实用新型提供一种电池模块，用以解决现有的电连接件结构单一的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种电池模块，包括沿竖直方向上层叠的第一电池单体排列结构；沿竖直方向上层叠的与第二电池单体排列结构，所述第一电池单体排列结构与所述第二电池单体排列结构包括沿水平方向排列的多个电池单体，所述电池单体包括第一电极端子、第二电极端子和电池壳体，所述第一电极端子和第二电极端子设置于所述电池壳体的表面；以及汇流排阵列，所述汇流排阵列将多个所述电池单体依次电连接，所述汇流排阵列包括第一汇流排，所述第一汇流排一端连接第一电池单体排列结构的所述第一电极端子，所述第一汇流排的另一端连接所述第二电池单体排列结构的所述第二电极端子，且所述第一汇流排沿第一方向延伸，所述第一方向与所述水平方向及高度方向相交。

作为本实用新型的一种优选结构，所述第一电池单体排列结构与所述第二电池单体排列结构沿水平方向排列后的尺寸大于所述第一电池单体排列结构与所述第二电池单体排列结构在层叠后沿竖直方向上的尺寸。

作为本实用新型的一种优选结构，所述电池单体还包括：电极组件，所述电极组件容纳于所述电池壳体内，所述电极组件包括第一极片、第二极片以及设置于所述第一极片和所述第二极片之间的隔膜，所述第一电极端子与第一极片电连接，所述第二电极端子与第二极片电连接；所述电极组件为卷绕式结构且为扁平状，所述电极组件的外表面包括两个扁平面，两个所述扁平面沿所述竖直方向相互面对；或，所述电极组件为叠片式结构，所述第一极片、所述隔膜和所述第二极片沿所述竖直方向层叠。

作为本实用新型的一种优选结构，所述第一汇流排包括第一端部、过渡部和第二端部，所述第一端部与所述第一电极端子连接，所述第二端部与所述第二电极端子连接，所述过渡部将所述第一端部和所述第二端部连接。

作为本实用新型的一种优选结构，所述电池壳体上设置有防爆阀，所述防爆阀设置于所述第一电极端子和所述第二电极端子之间，所述第一汇流排与所述防爆阀避让设置。

作为本实用新型的一种优选结构，所述过渡部设置于所述高度方向层叠的两个所述电池单体的所述防爆阀之间。

作为本实用新型的一种优选结构，所述过渡部上设置有用于容纳采样线束的安装开口。

作为本实用新型的一种优选结构，所述第一汇流排的截面形状为“S”型结构。

作为本实用新型的一种优选结构，所述汇流排阵列还包括第二汇流排，所述第二汇流排沿着所述水平方向延伸，所述第二汇流排的两端分别连接所述水平方向相邻的两个所述电池单体，所述第二汇流排为奇数。

作为本实用新型的一种优选结构，所述汇流排阵列还包括第三汇流排，所述第三汇流排沿着第二方向延伸，所述第二方向与所述第一方向沿着竖直平面对称，所述第二汇流排一端连接第一电池单体排列结构的所述电池单体的所述第一电极端子，所述第二汇流排的另一端连接所述第二电池单体排列结构的所述电池单体的所述第二电极端子。

区别于现有技术，上述技术方案的第一电池单体排列结构与第二电池单体排列结通过电池单体沿着水平方向堆叠，同时其自身在竖直方向层叠，并使用汇流排阵列的第一汇流排将第一电池单体排列结构与第二电池单体排列结的电池单体进行依次连接。使得电池模块的总正极和总负极位于电池模块的两端，极大的降低了电池模块短路的可能，提高电池模块的安全性。

附图说明

图1为本实用新型的电池模块的结构图；

图2为本实用新型的电池模块的示意图；

图3为本实用新型的电池模块的电池单体的爆炸图；

图4为本实用新型的电池模块的具有卷绕式结构的电池单体的剖视图；

图5为本实用新型的电池模块的具有叠片式结构的电池单体的剖视图；

图6为本实用新型的电池模块的第一汇流排的结构图。

附图标记说明：

1、第一电池单体排列结构；

11、电池单体；

11a、卷绕式结构电极组件；11b、叠片式结构电极组件；

111、电极组件；112、电池壳体；113、第一电极端子；

114、第二电极端子；115、防爆阀；

1110、扁平面；1111、第一极片；1112、第二极片；

1113、隔膜；1121、第一表面；1122、第二表面；

2、第二电池单体排列结构；

3、汇流排阵列；

31、第一汇流排；32、第二汇流排；33、第三汇流排；

311、第一端部；312、过渡部；313、第二端部；314、安装开口；

4、总正电极连接片；

5、总负电极连接片；

L为第一电池单体排列结构和第二电池单体排列结构的长度；

H为第一电池单体排列结构和第二电池单体排列结构层叠时的高度：

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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发明中的具体含义。

在本申请的描述中，所有附图中箭头X所指方向为长度方向，箭头Y所指方向为宽度方向，箭头Z所指方向为竖直方向。水平方向为平行于水平面的方向，既可以是上述长度方向也可以是上述宽度方向。另外，水平方向不仅包括绝对平行于水平面的方向，也包括了工程上常规认知的大致平行于水平面的方向。竖直方向为垂直于水平面的方向，竖直方向不仅包括绝对垂直于水平面的方向，也包括了工程上常规认知的大致垂直于水平面的方向。此外，本申请描述的“上”、“下”、“顶”、“底”等方位词均是相对于竖直方向来进行理解的。为了便于理解和说明，下文中会根据附图内的X、Y、Z坐标系进行方向的描述。

请参阅图1，本实用新型提供一种电池模块，包括第一电池单体排列结构 1、第二电池单体排列结构2和汇流排阵列3。第一电池单体排列结构1由多个电池单体11平行于垂直面(Z轴与Y轴所在面)邻接，并沿着水平方向(X 轴方向)单层排列；同理第二电池单体排列结构2中的所有电池单体11也平行于垂直面(Z轴与Y轴所在面)邻接，并沿着水平方向(X轴方向)单层排列。因此当第一电池单体排列结构1与第二电池单体排列结构2沿着竖直方向(Z轴方向)层叠后，电池模块为两层结构，再使用汇流排阵列3对第一电池单体排列结构1和第二电池单体排列结构2中的电池单体11进行依次连接。而且，第一电池单体排列结构1与第二电池单体排列结构2沿着水平方向(X 轴方向)排列后的尺寸在本实施例中相同，其长度尺寸会大于其层叠后竖直方向(Z轴方向)的尺寸。设第一电池单体排列结构和第二电池单体排列结构的长度为L，而第一电池单体排列结构和第二电池单体排列结构层叠时的高度为H，而L的尺寸会大于H的尺寸。使得在连接布置汇流排阵列3后，可以使得电池模块的总正电极连接片4和总负电极连接片5分别位于电池模块的两端上，极大的避免了电池模块短路的可能。

如图2所示，第二汇流排32串联在水平方向(X轴方向)相邻两个电池单体11，且第二汇流排32沿着水平方向(X轴方向)延伸，因此当第二汇流排32为奇数时，位于电池模块两端的总正电极连接片和总负电极连接片，会位于同一个电池单体排列结构上，本实施例中其会位于第一电池单体排列结构1的两端上。而当第二汇流排32为偶数时，则电池模块两端的总正电极连接片和总负电极连接片，会位于不同的电池单体排列结构上，即总正电极连接片和总负电极连接片会分别位于第一电池单体排列结构1与第二电池单体排列结构2上。因此，都可以达到将电池模组的总正电极连接片和总负电极连接片分开，极大的避免了电池模组短路的问题。

如图2所示，本实施例中第三汇流排33沿着第二方向延伸(沿着X轴箭头的反方向)，而第一汇流排31则沿着第一方向延伸(沿着X轴箭头的方向)。以第二汇流排32的数量为一个进行为例说明，先通过第一回流排沿着第一方向(X轴方向)依次连接第一电池单体排列结构1与第二电池单体排列结构2，并保留其最后上下层叠的两个电池单体11不连接。将该两个电池单体11旋转180度(绕着Y轴旋转)，使得两个相邻的异性电极端子位于同一电池单体排列结构上，再通过第二回流排进行连接，而最后两个电池单体11则通过第三汇流排33进行连接，使得电池模组的总正电极连接片和总负电极连接片位于同一电池单体排列结构上，便于对电池模组与电池模组之间的电连接。

如图3所示，电池单体11包括电极组件111、电池壳体112、第一电极端子113、第二电极端子114和防爆阀115，电极组件111包括第一极片1111、第二极片1112以及设置于第一极片1111和第二极片1112之间的隔膜1113。第一极片1111可以是正极片或负极片，第二极片1112与第一极片1111的极性相反，相应地，第二极片1112为负极片或正极片。示例性地以第一极片1111 为正极片，第二极片1112为负极片进行说明。同样地，在其他的实施例中，第一极片1111还可以为负极片，而第二极片1112为正极片。其中，隔膜1113 是介于第一极片1111和第二极片1112之间的绝缘体。

电池壳体112为六面体结构，电池壳体112包括两个第一表面1121和两个第二表面1122，第一表面1121的面积大于第二表面1122的面积。在电池单体11中，每个电池单体11的两个第二表面1122沿水平方向(例如，X轴方向)相互面对，每个电池单体11的两个第一表面1121沿竖直方向(Z轴方向)相互面对。电池壳体112可以由例如铝、铝合金或塑料等材料制造。

实施例中电池壳体112为矩形体(六面体)。电池壳体112具有容纳电极组件111和电解液的内部空间，并且电池壳体112具有开口。电极组件111 容纳在电池壳体112内，盖板115覆盖开口，并用于将电极组件111封闭在电池壳体112内。

如图4以及图5所示，电极组件111可以是卷绕式结构电极组件11a，也可以是叠片式结构电极组件11b。如图4所示，当电极组件111为卷绕式结构时，电极组件111为扁平状，并且电极组件111的外表面包括两个扁平面1110，两个扁平面1110沿竖直方向(Z轴方向)相互面对，即扁平面1110与第一表面1121相互面对。电极组件111大致为六面体结构，扁平面1110大致平行于卷绕轴线且为面积最大的外表面。扁平面1110可以只是相对平整的表面，并不要求是纯平面。如图5所示，当电极组件111为叠片式结构时，第一极片1111、隔膜1113和第二极片1112沿竖直方向(Z轴方向)层叠，即第一极片1111的表面与第一表面1121相互面对。

本实施例中第一电极端子113和第二电极端子114位于电池壳体112的同一表面，即第一电极端子113和第二电极端子114安装在电池单体11的盖板115上。且，第一电极端子113贯穿盖板115与第一极片电连接，第二电极端子114也贯穿盖板115与第二极片电连接。而且，本实施例中电池单体 11的第一电极端子113与第二电极端子114之间的间距等于同一电池单体排列结构中相邻电池单体11的相邻第一电极端子113与第二电极端子114之间的间距。

具体的，正极活性物质被涂覆在正极片的涂覆区上，而负极活性物质被涂覆到负极片的涂覆区上。从涂覆区延伸出的未涂覆区则作为极耳，电极组件111包括两个极耳，即正极耳和负极耳，正极耳从正极片的涂覆区延伸出；负极耳从负极片的涂覆区延伸出。正极耳与正电极端子之间通过正极端子连接件电连接，负极耳与负电极端子之间通过负极端子连接件电连接。

而对于防爆阀115则安装在第一电极端子113和第二电极端子114之间的电池单体11的盖板上，在进行安装连接汇流排时，汇流排需要对防爆阀115 进行避让设置，避免汇流排对防爆阀115造成遮挡，保证了电池单体11在热失控时防爆阀115可以脱开，不会造成爆炸的情况，具体的避让方式和结构由下文中的汇流排进行说明。

如图6所示，汇流排阵列3包括第一汇流排31、第二汇流排32和第三汇流排33，第一汇流排31为“S”型结构，第一汇流排31包括第一端部311、过渡部312和第二端部313，第一端部311与过渡部312的一端连接，第二端部313与过渡部312的另一端连接，使得第一汇流排31的形状类似“S”型结构，且第一端部311、过渡部312和第二端部313可以一体成型进行制造，提高第一汇流排31的结构稳固性。

本实施例中过渡部312设置于竖直方向(Z轴方向)层叠的两个电池单体 11的防爆阀115之间，且过渡部312为直条型的板片结构，使得第一汇流排 31通过过渡部312避让开上下层的电池单体11的防爆阀115。如图6所示，第一端部311向上(Z轴朝上的方向)拐角与上层的第一电极端子113连接，而第二端部313向下(Z轴朝下的方向)拐角与下层的第二电极端子114连接，而上下层的两个电池单体11可以是正对着层叠的关系，也可以是相邻叠放的关系，进而达到对层叠的两个电池单体11的防爆阀115避让的效果。如图6 所示，而且为了便于在电池单体11上安装采样部件，在第一汇流排31的过渡部312上开设一个安装开口314，安装开口314在水平方向(X轴方向)上贯通汇流排的两侧面，即在过渡部312的板面设置一个两侧导通的凹槽，因此采样部件可以穿过多个第一汇流排31的安装开口314布置，使得采样部件的局部容置在第一汇流排31的安装开口314，提高了其空间利用率。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型专利的保护范围之内。

设计图

一种电池模块论文和设计

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