电池组及电连接装置

文档序号:140503 发布日期:2021-10-22 浏览:37次 >En<

阅读说明:本技术 电池组及电连接装置 (Battery pack and electrical connection device ) 是由 肖冠男 于 2021-07-15 设计创作,主要内容包括:一种电池组,用于连接电连接装置,包括设有第一空间壳体、第一电连接部、电芯组件、第一结构件和第二结构件。壳体包括第一壁和设于第一壁的开口,开口和第一空间连通。第一电连接部至少部分设于开口,第一电连接部和电连接装置的第二电连接部对插连接。电芯组件设于第一空间。第一结构件设于第一壁和电芯组件间,第一结构件配置为电芯组件膨胀时被压缩。第二结构件设于第一结构件和电芯组件间。第二结构件包括第一部分,第二结构件配置为电芯组件膨胀时推动第二结构件,使第一部分推动第二电连接部并占据至少部分开口,限制第一电连接部和第二电连接部电连接。上述电池组及电连接装置可切断电池组与外部的连接,降低电池组失控的概率和危害。(A battery pack for connecting an electrical connection device includes a first space case, a first electrical connection portion, a battery cell assembly, a first structural member and a second structural member. The shell comprises a first wall and an opening arranged on the first wall, and the opening is communicated with the first space. The first electric connection part is at least partially arranged in the opening, and the first electric connection part is in plug-in connection with the second electric connection part of the electric connection device. The electric core assembly is arranged in the first space. The first structural member is disposed between the first wall and the electric core assembly, the first structural member being configured to be compressed when the electric core assembly expands. The second structural member is arranged between the first structural member and the electric core component. The second structural member includes a first portion configured to push the second structural member when the core assembly expands, causing the first portion to push the second electrical connection and occupy at least a portion of the opening, restricting the first electrical connection from electrically connecting with the second electrical connection. The battery pack and the electric connecting device can cut off the connection between the battery pack and the outside, and reduce the probability and harm of the battery pack out of control.)

电池组及电连接装置

技术领域

本申请涉及储能技术领域,尤其涉及一种电池组及电连接装置。

背景技术

多个电芯经过串并联形成电池包后,在正常使用、误用、滥用时,可能因为外力挤压、外力刺破、高温循环、高温存储、过充、短路等原因,导致电芯出现异常膨胀,进而产生应力变形、漏液,甚至热失控的风险,但目前的电池无法在电芯异常膨胀后,自主切断电路,降低电芯失控的概率和危害。

发明内容

有鉴于此,有必要提供一种电池组及电连接装置,可切断外部能量输入,降低失控的概率和危害。

本申请的实施例提供了一种电池组,用于连接于电连接装置,包括壳体、第一电连接部、电芯组件、第一结构件和第二结构件。壳体设有第一空间,壳体包括第一壁和设于第一壁的开口,开口和第一空间连通。第一电连接部至少部分设于开口,第一电连接部可用于和电连接装置的第二电连接部对插连接。电芯组件设于第一空间内。第一结构件设于第一壁和电芯组件之间,第一结构件配置为电芯组件膨胀时可被压缩。第二结构件设于第一结构件和电芯组件之间。第二结构件包括第一部分,第二结构件配置为电芯组件膨胀时推动第二结构件,以使第一部分推动第二电连接部并占据至少部分开口,以限制第一电连接部和第二电连接部的电连接。

上述的实施例当第一电连接部和第二电连接部电连接时,通过在壳体内设置第一结构件和第二结构件,电芯在膨胀时推动第二结构件,使第二结构件的第一部分推动第二电连接部,并断开第一电连接部和第二电连接部的电连接,当第一电连接部和第二电连接部未电连接时,电芯在膨胀时推动第二结构件,使第二结构件的第一部分占据开口的位置,限制第二电连接部与第一电连接部电连接,限制外部能量继续输入电芯组件或电芯组件向外部输出能量,及时切断电池组与外部能量的连接,并占据开口的位置,限制第二电连接部与第一电连接部实现电连接,降低电芯组件失控的概率和危害。

进一步地,在本申请的一些实施例中,电芯组件包括多个沿第一方向堆叠设置的电芯。每个电芯包括容纳部,容纳部用于收容电芯的电极组件。第二结构件包括连接第一部分的第二部分。第二部分包括第一区段,沿第一方向,第一区段设于容纳部和第一结构件之间。

进一步地,在本申请的一些实施例中,第二结构件还包括连接第一部分和第一区段的第二区段,沿第二部分的延伸方向,第二区段延伸出容纳部。

上述的实施例用于使第二结构件的表面在第二方向Y上全面覆盖容纳部的表面,能够承接电芯任意位置膨胀所产生的膨胀力,提升电池组100在电芯膨胀时的响应力,及时切断外部能量输入。

进一步地,在本申请的一些实施例中,开口包括第一开口和第二开口,第一电连接部至少部分设于第一开口,第二开口可用于收容至少部分第二电连接部,第二开口配置为电芯组件膨胀时推动第一部分进入第二开口,以使第一部分推动第二电连接部,并断开第一电连接部和第二电连接部的电连接。

进一步地,在本申请的一些实施例中,第二结构件还包括沿第一方向设置的第三部分,第三部分连接于第二部分背离第一部分的一端,沿所述第一方向,第三部分与第一壁之间的距离大于第一部分和第一壁之间的距离。

上述的实施例用于使第一部分能够进入第二开口内,以推动第二电连接部。

进一步地,在本申请的一些实施例中,第一结构件包括第一组成件和第二组成件。第二结构件设于第一组成件和第二组成件之间。第一组成件设于电芯组件和第二结构件之间。第二组成件设于第一壁和第二结构件之间,第二结构件转动连接于壳体。电芯膨胀时压持第一组成件并使第二结构件转动压持第二组成件,以使第一部分推动第二电连接部,并断开第一电连接部和第二电连接部的电连接。

进一步地,在本申请的一些实施例中,第一电连接部包括第一端子,第二电连接部包括第二端子,沿第一方向,第一电连接部和第二电连接部对插时,第一端子和第二端子的对插连接距离为L1,第三部分与第一壁之间的距离为L2,L2大于L1

上述的实施例用于使第二电连接部脱离第一电连接部。

进一步地,在本申请的一些实施例中,第一电连接部在第一方向上的距离为L3,L3大于L1,L2大于L3

上述的实施例用于使第二电连接部完全脱离壳体,降低第二电连接部脱离第一电连接部后重新电连接的可能,提升电池组的安全性。

进一步地,在本申请的一些实施例中,第二结构件一端转动连接壳体,另一端设有第一部分,第一部分的长度大于第一电连接部沿第一方向的可插入距离。

进一步地,在本申请的一些实施例中,第二部分的一端设有连接壳体的活动轮,另一端转动连接第一部分,用以调整第一部分的位置。

上述的实施例便于调整第一部分相对第二部分的角度,使第一部分准确的进入第二开口中。

进一步地,在本申请的一些实施例中,第一结构件包括泡棉。

本申请一实施例还提供了一种电连接装置,包括上述的电池组。

上述的电池组及电连接装置当第一电连接部和第二电连接部电连接时,通过在壳体内设置第一结构件和第二结构件,电芯在膨胀时推动第二结构件,使第二结构件的第一部分推动第二电连接部,并断开第一电连接部和第二电连接部的电连接,当第一电连接部和第二电连接部未电连接时,电芯在膨胀时推动第二结构件,使第二结构件的第一部分占据开口的位置,限制第二电连接部与第一电连接部电连接,限制外部能量继续输入电芯组件或电芯组件向外部输出能量,及时切断电池组与外部能量的连接,并占据开口的位置,限制使第二电连接部与第一电连接部实现电连接,降低电芯组件失控的概率和危害。

附图说明

图1示出了一些实施例中电池组的结构示意图。

图2示出了一些实施例中电池组的剖面结构示意图。

图3示出了一些实施例中第二电连接部脱离电池组的结构示意图。

图4示出了一些实施例中电芯的结构示意图。

图5示出了一些实施例中第二结构件的结构示意图。

图6示出了一些实施例中第二结构件另一视角的结构示意图。

图7示出了另一些实施例中第二结构件的结构示意图。

图8示出了另一些实施例中电池组的剖面示意图。

图9示出了另一些实施例中第二电连接部脱离电池组的结构示意图。

图10示出了一实施例中电连接装置的结构示意图。

主要元件符号说明:

电池组 100

壳体 10

第一空间 10a

第一壁 11

开口 12

第一开口 121

第二开口 122

第一电连接部 20

第一端子 21

电芯组件 30

电芯 31

泡棉 32

电极组件 311

电芯壳体 313

电极端子 315

容纳部 313a

封边部 313b

第一区域 313c

第二区域 313d

第二空间 3131

第一结构件 40

第三侧边 40a

第四侧边 40b

第一组成件 41

第二组成件 42

第二结构件 50

转动部 50a

第一部分 51

第二部分 52

活动轮 52a

第一区段 521

第一侧边 521a

第二侧边 521b

第二区段 522

第三部分 53

第二电连接部 200

第二端子 201

第一方向 X

第二方向 Y

电连接装置 300

如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本申请。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。

需要说明的是,当一个组件被称为“装设于”另一个组件,它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件,它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

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。本文中在本申请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,不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

可以理解,当两元件平行/垂直设置时沿同一方向设置,两元件之间可存在一定的夹角,两元件之间的允许存在0-±5%的公差,两元件大于、等于或小于允许存在0-±10%的公差。

下面结合附图,对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

请参阅图1和图2,本申请一实施例提供了一种电池组100,电池组100包括壳体10、第一电连接部20、电芯组件30、第一结构件40和第二结构件50。电芯组件30设于壳体10内,第一电连接部20设于壳体10上并电连接于电芯组件30,第一电连接部20用于和外部电连接装置的第二电连接部200对插连接,以使外部电连接装置对电芯组件30进行能量输入或电芯组件30对外部电连接装置进行能量输出。第一结构件40设于壳体10内,第二结构件50设于第一结构件40和电芯组件30之间,第一结构件40配置为电芯组件30膨胀时可被压缩,第二结构件50配置为在电芯组件30膨胀时推动第二结构件50,以使第二结构件50推动第二电连接部200,当第一电连接部20和第二电连接部200电连接时,断开第一电连接部20和第二电连接部200的电连接,限制外部能量继续输入电芯组件30或电芯组件30对外部电连接装置继续能量输出,及时切断电池组100与外部能量的连接,当第一电连接部20和第二电连接部200未电连接时,电芯组件30在膨胀时推动第二结构件50,使第二结构件50占据第一电连接部20和第二电连接部200对插的位置,限制第二电连接部200与第一电连接部20电连接,降低电芯组件30失控的概率和危害。壳体10具有第一空间10a,用于容纳电芯组件30。壳体10包括第一壁11和开口12,开口12设于第一壁11上并与第一空间10a连通,第一电连接部20至少部分设于开口12,对插连接时,第二电连接部200至少部分设于开口12。在一实施例中,第二电连接部200包括外部电连接装置的充电和放电接头。

请参阅图1和图2,在一实施例中,开口12包括第一开口121和第二开口122,其中第一开口121第一电连接部20至少部分设于第一开口121内,第一电连接部20至少部分设于第一开口121内。可以理解的是,第一电连接部20可以整体设于第一开口121内,或一部分设于第一开口121内,另一部分设于第二开口122内。在一实施例中,第一电连接部20可以是嵌设于壳体10的第一壁11上,也可以部分凸出第一壁11设置。第二开口122可用于收容至少部分第二电连接部200。可以理解的是,当第二电连接部200连接第一电连接部20时,第二电连接部200一部分设于第一开口121内,另一部分设于第二开口122内。当电芯组件30膨胀时,电芯组件30通过膨胀力推动第二结构件50移动并进入第二开口122,以使第二结构件50推动第二电连接部200,使第二电连接部200脱离第一电连接部20,以断开第一电连接部20和第二电连接部200的电连接。当第一电连接部20和第二电连接部200未电连接,电芯组件30在膨胀时推动第二结构件50,使第二结构件50移动并占据第二开口122,限制第二电连接部200与第一电连接部20电连接。

第一电连接部20包括第一端子21,第二电连接部200包括第二端子201,第一电连接部20和第二电连接部200对插时,第一端子21和第二端子201对插并实现电连接。沿第一方向X,第一端子21和第二端子201的对插距离为L1,第一电连接部20的长度为L3,其中L3大于L1,用于使第一端子21位于第一电连接部20内,保护第一端子21,减少第一端子21受到外力的冲击可能,降低第一端子21受到损坏的几率。

在一实施例中,第一电连接部20可以是嵌设于壳体10的第一壁11上,也可以部分凸出第一壁11设置。

请参阅图3和图4,电芯组件30包括多个沿第一方向X堆叠设置的电芯31,相邻的电芯31之间设有泡棉32。电芯31包括电极组件311、电芯壳体313以及电极端子315,其中电极端子315连接电极组件311并从电芯壳体313伸出。电极组件311包括由正极片、负极片以及隔离膜卷绕形成的卷绕式结构。电芯壳体313包括用于容纳电极组件311的容纳部313a和从容纳部313a向外延伸的封边部313b,电极端子315从封边部313b延伸出电芯壳体313。可以理解的是,电芯组件30也可以设置为单个电芯31。

在一实施例中,电芯壳体313包括第一区域313c和第二区域313d,第一区域313c设有第二空间3131,电极组件311设于第二空间3131内,第一区域313c和第二区域313d连接,第一区域313c的侧边和第二区域313d侧边连接形成多个封边部313b,电极端子315从其中一个封边部313b延伸出电芯壳体313。

请参阅图3、图5和图6,第二结构件50包括第一部分51和连接第一部分51的第二部分52。第一部分51用于当电芯组件30膨胀时,电芯组件30通过膨胀力推动第二部分52移动并使第一部分51沿第一方向X进入第二开口122,以使第一部分51推动第二电连接部200,使第二电连接部200脱离第一电连接部20,以断开第一电连接部20和第二电连接部200的电连接。

第二部分52沿垂直于第一方向X的第二方向Y设置,第二部分52包括第一区段521,沿第一方向X,第一区段521设于容纳部313a和第一结构件40之间。在一实施例中,第一区段521包括沿第一方向X的第一侧边521a和第二侧边521b,第一结构件40包括沿第一方向X的第三侧边40a和第四侧边40b,第一侧边521a抵持于容纳部313a,即第一侧边521a与容纳部313a沿第一方向X的表面相接触,第一侧边521a通过粘结等方式连接在容纳部313a上,第二侧边521b连接于第三侧边40a,第四侧边40b与第一壁11间隔或抵持设置。

在另一实施例中,第一侧边521a连接在容纳部313a上,第四侧边40b连接于第一壁11上,第二侧边521b与第三侧边40a间隔设置。

在又一实施例中,第一侧边521a与容纳部313a间隔设置,第二侧边521b连接于第三侧边40a,第四侧边40b连接于第一壁11。

在一实施例中,第二部分52还包括第二区段522,第二区段522沿第二方向Y设于第一区段521的两端,其中一端的第二区段522连接第一部分51和第一区段521。第二区段522沿第二部分52的延伸方向延伸出容纳部313a,在第二方向Y上,第二部分52沿第一方向X在第一壁11上的投影的长度大于容纳部313a沿第一方向X在第一壁11上的投影的长度,有利于第二结构件50的表面在第二方向Y上全面覆盖容纳部313a的表面,可承接电芯31任意位置膨胀所产生的膨胀力,提升电池组100在电芯31膨胀时的响应力,及时切断外部能量输入。

请参阅图3,在一实施例中,第二结构件50还包括第三部分53,第三部分53沿第一方向X设置且连接于第二部分52背离第一部分51的一端,第二区段522连接第三部分53和第一区段521。第三部分53沿第一方向X与第一壁11间隔设置,可限制第一部分51的沿第一方向X移动的距离。沿第一方向X,第三部分53与第一壁11之间的距离大于第一部分51和第一壁11之间的距离,可用于使第一部分51能够进入第二开口122内,以推动第二电连接部200。沿第一方向X,第三部分53与第一壁11之间的距离为L2,L2大于第一端子21和第二端子201的对插距离L1,可用于使第二电连接部200脱离第一电连接部20。

在一实施例中,第三部分53与第一壁11之间的距离L2还大于第一端子21和第二端子201的对插距离L1,可用于使第二电连接部200完全脱离壳体10,降低第二电连接部200脱离第一电连接部20后重新电连接的可能,提升电池组100的安全性。可以理解的是,当第一部分51推动第二电连接部200后,第一部分51置于第二开口122内,占据了第二电连接部200的插入位置,限制第二电连接部200再次插入第一电连接部20,降低电池组100在风险情况下继续使用的可能。

在一实施例中,第一结构件40沿第二方向Y设于第一部分51和第三部分53之间。

请参阅图7、图8和图9,在另一实施例中,第一结构件40包括第一组成件41和第二组成件42。第二结构件50设于第一组成件41和第二组成件42之间,第二结构件50转动连接于壳体10。沿第一方向X,第一组成件41设于容纳部313a和第二结构件50之间,第二组成件42设于第二结构件50和第一壁11之间。当电芯31膨胀时,电芯31产生的膨胀力压持第一组成件41,通过第一组成件41使第二结构件50转动并压持第二组成件42,在第二结构件50转动过程中,第一部分51推动第二电连接部200,并断开第一电连接部20和第二电连接部200的电连接。

在一实施例中,第一结构件40包括泡棉。在一实施例中,当壳体10内设有灌封胶时,第一结构件40还可以是灌封胶。当电芯31膨胀时,通过灌封胶将电芯31产生的膨胀力传递至第二结构件50上。可以理解的是,第一结构件40具有压缩力,减少震动以及跌落等工况误推动第二结构件50的几率。

在一实施例中,沿第一方向X,第一组成件41抵持于容纳部313a,第二组成件42连接于第一壁11,第二结构件50的第二部分52置于第一组成件41和第二组成件42之间且分别连接于第一组成件41和第二组成件42。

在一实施例中,沿第一方向X,第二组成件42连接于第一壁11,第一组成件41与容纳部313a间隔设置,第二结构件50的第二部分52置于第一组成件41和第二组成件42之间且分别连接于第一组成件41和第二组成件42。可选的,第二结构件50与第一组成件41接触连接,第二结构件50与第二组成件42接触连接。

在一实施例中,沿第一方向X,第一组成件41连接于容纳部313a,第二组成件42与第一壁11间隔设置,第二结构件50的第二部分52置于第一组成件41和第二组成件42之间且分别连接于第一组成件41和第二组成件42。可选的,第二结构件50与第一组成件41接触连接,第二结构件50与第二组成件42接触连接。

在第二方向Y上,第一组成件41沿第一方向X在第一壁11上的投影的长度大于容纳部313a沿第一方向X在第一壁11上的投影的长度,用于使第一组成件41的表面在第二方向Y上全面覆盖容纳部313a的表面,可使第一组成件41能够承接容纳部313a的表面任意位置膨胀所产生的膨胀力,提升电池组100在电芯31膨胀时的响应力,及时切断外部能量输入。

第二结构件50的第一部分51与第二部分52通过转动部50a连接,转动部50a便于调整第一部分51相对第二部分52的角度,使第一部分51进入第二开口122中。第二部分52背离第一部分51的一端设有活动轮52a,活动轮52a固定于壳体10内部,第二结构件50通过活动轮52a进行转动。第一部分51的长度至少大于第一端子21和第二端子201的对插距离为L1。在一实施例中,第一部分51的长度大于第一电连接部20沿第一方向X的可插入距离L3,用于使第一部分51将第一电连接部20和第二电连接部200进行分离并将第二电连接部200推离壳体10。

下面将通过具体的实施例对本申请作进一步说明。

实施例1

采用第二结构件50沿第一方向X平移的方式,在无灌封胶电池组100中验证,整个电池组100不做任何处理,通过对整个电池组100在去除保护装置情况下1.6倍电压过充引发该电池膨胀。

实施例2

采用第二结构件50沿第一方向X平移的方式,在灌封胶电池组100中验证,其中,电池组100内填充灌封胶,整个电池组100不做任何处理,通过对整个电池组100在去除保护装置情况下1.6倍电压过充引发该电池膨胀。

实施例3

采用第二结构件50转动的方式,在无灌封胶电池组100中验证,整个电池组100不做任何处理,通过对整个电池组100在去除保护装置情况下1.6倍电压过充引发该电池膨胀。

实施例4

采用第二结构件50转动的方式,在灌封胶电池组100中验证,其中,电池组100内填充灌封胶,整个电池组100不做任何处理,通过对整个电池组100在去除保护装置情况下1.6倍电压过充引发该电池膨胀。

对比例1

在无灌封胶电池组中验证,整个电池组不做任何处理,通过对整个电池组在去除保护装置情况下1.6倍电压过充引发该电池膨胀。

对比例2

在灌封胶电池组中验证,其中,电池组内填充灌封胶,整个电池组不做任何处理,通过对整个电池组在去除保护装置情况下1.6倍电压过充引发该电池膨胀。

上述实施例1-4和对比例1-2,每个实施方式进行10次试验,验证标准为:过充途中充电接头被顶出,充电回路被打断即通过了测试,试验结果如下表:

实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1 对比例2
通过次数 10 6 10 10 0 0

可以看出,实施例1、实施例3和实施例4的十次试验均通过,对比例1和对比例2的十次试验均未通过。本申请的电池组100可以及时切断电池组100与外部能量的连接,降低电芯组件30失控的概率和危害。其中实施例2通过次数为6,实施例4通过次数为10。在灌封胶电池组100中,采用第二结构件50转动的方式,进一步提升了阻断充电回路的效果。

请参阅图10,本申请还提供一种采用上述电池组100的电连接装置300,通过线路连接第一电连接部20即可使用。在一实施方式中,本申请的电连接装置300可以是,但不限于便携式传真机、便携式复印机、便携式打印机、录像机、液晶电视、手提式清洁器、收发机、备用电源、电机、电动汽车、电动摩托车、电动助力自行车、电动工具、家庭用大型蓄电池、充电器、充电枪等。

本申请的电池组100及电连接装置300通过在壳体10内设置第一结构件40和第二结构件50,使得电芯31在膨胀时,利用电芯31产生的膨胀力推动第二结构件50,使第二结构件50的第一部分51推动第二电连接部200,并断开第一电连接部20和第二电连接部200的电连接,限制外部能量继续输入电芯组件30或电芯组件30继续输出外部设备,及时切断电池组100与外部能量的连接,第一电连接部20和第二电连接部200未电连接时,第二结构件50的第一部分51占据第二电连接部200的插入位置,限制第一电连接部20和第二电连接部200的电连接,降低电芯组件30失控的概率和危害。

本技术领域的普通技术人员应当认识到,以上的实施例仅是用来说明本申请,而并非用作为对本申请的限定,只要在本申请的实质精神范围内,对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本申请公开的范围内。

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