电池模组以及用电装置

文档序号:636822 发布日期:2021-05-11 浏览:28次 >En<

阅读说明:本技术 电池模组以及用电装置 (Battery module and electric device ) 是由 喻童 周盼盼 林长涌 殷炳龙 于 2021-01-29 设计创作,主要内容包括:本公开提供一种电池模组以及一种用电装置。所述电池模组包括多个电芯、电路板、导电件以及绝缘件,各电芯均包括极性相反的极耳,绝缘件包括第一片体,导电件包括固持部以及极耳连接部,固持部埋设于第一片体内,多个电芯串联形成串联路径,其中处于串联路径两端的两个极耳连接于电路板,串联路径中相邻且位于不同电芯的两个极耳连接于极耳连接部。所述用电装置包括前述的电池模组。在多个电芯串联形成串联路径的情况下,与不采用导电件的情况相比,能够减少在形成电流流通路径时多个电芯的极耳直接与电路板电连接的部位的数量,降低电路板的发热,减少极耳直接与电路板电连接所占用的电路板上的空间,进而使电路板上的电子元器件的布件空间充足。(The present disclosure provides a battery module and a power consumption device. The battery module comprises a plurality of battery cells, a circuit board, conductive pieces and insulating pieces, wherein each battery cell comprises lugs with opposite polarities, each insulating piece comprises a first sheet body, each conductive piece comprises a fixing portion and a lug connecting portion, the fixing portions are embedded in the first sheet bodies, the plurality of battery cells are connected in series to form a series connection path, two lugs at two ends of the series connection path are connected to the circuit board, and two lugs adjacent to and located in different battery cells in the series connection path are connected to the lug connecting portions. The electric device comprises the battery module. Under the condition that a plurality of electric cores establish ties and form the series connection route, compare with the condition that does not adopt electrically conductive, can reduce the quantity at the position that the utmost point ear of a plurality of electric cores is direct to be connected with the circuit board electricity when forming current circulation route, reduce generating heat of circuit board, reduce the space on the outstanding direct and circuit board electricity shared circuit board of utmost point ear, and then make electronic components&#39;s on the circuit board cloth spare space sufficient.)

电池模组以及用电装置

技术领域

本公开涉及电池领域,具体涉及一种电池模组以及一种用电装置。

背景技术

在采用软包电芯的串联的电池模组中,每个电芯的极耳分别焊接在PCB板上,以使多个电芯的极耳通过PCB板实现电流流通路径,这导致PCB板承受经过的电流部位多,发热现象严重,使PCB板上的电子元器件的布件空间不足。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题,本公开的目的在于提供一种电池模组以及一种用电装置,其能至少在多个电芯形成电流流通路径时PCB板与极耳的焊接部位多而导致PCB板的承受经过的电流部位多和空间不足的问题。

为了实现上述目的,在一些实施例中,本公开提供一种电池模组,电池模组包括多个电芯、电路板、导电件以及绝缘件,各电芯均包括极性相反的极耳,绝缘件包括第一片体,导电件包括固持部以及极耳连接部,固持部埋设于第一片体内,多个电芯串联形成串联路径,其中处于串联路径两端的两个极耳连接于电路板,串联路径中相邻且位于不同电芯的两个极耳连接于极耳连接部。

在一些实施例中,导电件的极耳连接部埋入于第一片体内,与极耳连接部电连接的极耳埋入于第一片体内;或者导电件的极耳连接部露出于绝缘件的第一片体,与极耳连接部电连接的极耳从第一片体外电连接于导电件的极耳连接部。

在一些实施例中,串联的多个电芯中的与电路板电连接的极耳从绝缘件的第一片体外电连接于电路板。

在一些实施例中,绝缘件的第一片体具有定位凹部,串联的多个电芯中的与电路板电连接的极耳环绕第一片体并穿过定位凹部。

在一些实施例中,串联的多个电芯中的与电路板电连接的极耳部分埋设于绝缘件的第一片体且部分露出于绝缘件的第一片体并电连接于电路板。

在一些实施例中,导电件具有定位缺口,串联的多个电芯中的与电路板电连接的极耳与导电件间隔开地环绕导电件并穿过定位缺口。

在一些实施例中,各电芯具有主体部,主体部具有相反的第一端面和第二端面以及相反的两侧面,各极耳具有纵向和与纵向垂直的横向,各极耳包括位于横向的相反两侧的侧表面,多个极耳以侧表面对侧表面并排,各极耳从主体部的第一端面沿纵向向外延伸,两个侧面分别与并排的多个极耳中的两个侧表面相邻并面对;多个电芯以侧面对侧面并排,且多个电池的全部极耳位于多个电芯的同一侧;绝缘件的第一片体立设在对应电芯的第一端面上。

在一些实施例中,绝缘件还包括第二片体,第二片体与第一片体相交且贴靠在对应电芯的第一端面上,电路板与第一片体并行地立在第二片体上。

在一些实施例中,各电芯在第一端面处形成有从第一端面向外延伸的封装部,各极耳从封装部延伸出;相邻电芯的封装部在第一端面处的拐角折叠在第一端面上;第二片体与电芯的第一端面相对的底部设有避让凹部,避让凹部收容相邻电芯的封装部的折叠在第一端面的部分。

在一些实施例中,本公开提供一种用电装置,其包括前述的电池模组。

本公开的有益效果如下:在多个电芯串联形成串联路径的情况下,通过处于串联路径两端的两个极耳连接于电路板,串联路径中相邻且位于不同电芯的两个极耳连接于极耳连接部,由此实现电流流通路径,与不采用导电件的情况相比,能够减少在形成电流流通路径时多个电芯的极耳直接与电路板电连接的部位的数量,能够降低电路板的发热,能够减少极耳直接与电路板电连接所占用的电路板上的空间,进而使电路板上的电子元器件的布件空间充足。

附图说明

图1是根据本公开的一实施例的电池模组的组装立体图。

图2是图1的从另一角度观察的立体图。

图3是图1的部分分解立体图。

图4是图3的从另一角度观察的部分分解立体图。

图5是基于图3的进一步分解的分解立体图。

图6是图5的从另一角度观察的分解立体图。

图7是基于图5的进一步分解的分解立体图。

图8是图7的从另一角度观察的分解立体图。

图9是图1的多个电芯的分解图。

图10是图1的电池模组的导电件的立体图。

图11是根据另一实施例的导电件和绝缘件的组装立体图,其中采用图10的导电件。

图12是图11的导电件和绝缘件与电芯的组装立体图,其中为了清楚起见,示出了焊盘但电路板未示出。

图13是图12的从电芯的第一端面观察的平面图。

图14是根据再一实施例的导电件和绝缘件的组装立体图,其中电路板连接部未弯折到绝缘件上。

图15是图14的从另一角度观察的立体图。

图16是图14的分解立体图。

图17是根据本公开的又一实施例的导电件和绝缘件的组装立体图。

图18是采用根据本公开的电池模组的用电装置的一示例的示意图。

其中,附图标记说明如下:

100电池模组 3导电件

1电芯 31固持部

11极耳 32极耳连接部

111侧表面 33电路板连接部

L纵向 34定位缺口

T横向 4绝缘件

12主体部 41第一片体

121第一端面 411定位凹部

122第二端面 412开窗

123第一表面 42第二片体

124第二表面 421避让凹部

125侧面 5焊盘

13封装部 200用电装置

2电路板

具体实施方式

附图示出本公开的实施例,且将理解的是,所公开的实施例仅仅是示例,本公开可以以各种形式实施,因此,本文公开的具体细节不应被解释为限制,而是仅作为权利要求的基础且作为表示性的基础用于教导本领域普通技术人员以各种方式实施本公开。

在本公开的说明中,除非另有说明,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于说明和部件标识目的,而不能理解为相对重要性且相互存在关系。

在本公开中,用于说明电池模组的各构件的构造和动作的指示诸如上、下、左、右、前、后等方向的表述不是绝对的而是相对的,当电池模组的各构件的各部件处于图中所示的姿势时,这些表述是合适的,然而当电池模组的各构件的各构件的姿势变化时,这些表述应根据姿势的变化来变化地解释。

参照图1至图17,在一些实施例中,电池模组100包括多个电芯1、电路板2、导电件3以及绝缘件4。

各电芯1均包括极性相反的极耳11。绝缘件4包括第一片体41。导电件3包括固持部31以及极耳连接部32固持部31埋设于第一片体41内,多个电芯1串联形成串联路径,其中处于串联路径两端的两个极耳11连接于电路板2,串联路径中相邻且位于不同电芯1的两个极耳11连接于极耳连接部32。

在多个电芯1串联形成串联路径的情况下,通过处于串联路径两端的两个极耳11连接于电路板2(即电路板2的内部电路(未示出)),串联路径中相邻且位于不同电芯1的两个极耳11连接于极耳连接部32,由此实现电流流通路径,与不采用导电件的情况相比,能够减少在形成电流流通路径时多个电芯1的极耳11直接与电路板2电连接的部位的数量,能够降低电路板2的发热,能够减少极耳11直接与电路板2电连接所占用的电路板2上的空间,进而使电路板2上的电子元器件的布件空间充足,在电路板2的电子元器件保持相同的情况下,能够减小电路板2的尺寸,提高电池模组100的能量密度;通过导电件3的固持部31埋设于第一片体41内,利用绝缘件4(通常采用塑料材质)相比导电的导电件3(通常采用金属材质,例如铜或铝)在材质上轻,在保证过大电流的情况下尽量减薄导电件3,进而使得导电件3和绝缘件4的整体重量和体积相比单纯使用导电件的情况变小,从而提高电池模组100的能量密度;通过绝缘件4的设置,提高了导电件3的结构强度,从而在受到外部振动时,保持多个电芯1电连接形成的路径的稳定性,进而确保电池模组100的工作稳定性。

在图1、图2和图12中,示出两个电芯11,其中,两个电芯1的相邻的两个极耳11极性相反且电连接于电路板。当然电芯1的数量不限于此,可以依据实际的容量要求,布置任意数量。通过绝缘件4的设置,能够适用于多个导电件3(例如比图中的两个电芯1更多数量的电芯1实现串联,相邻两个电芯采用一个导电件3)设置在同一绝缘件4中,提高了多个导电件3的整体结构强度和集成度。在一些实施例中,参照图1至图8,导电件3的极耳连接部32埋入于第一片体41内,与极耳连接部32电连接的极耳11埋入于第一片体41内。在这种情况下,首先将导电件3和相关的极耳11电连接(例如焊接),之后采用注塑成型方式成型绝缘件4,从而使得导电件3的极耳连接部32和相关的电连接的极耳11均埋入于第一片体41内。采用这种方式,使得第一片体41的材料包围并固持导电件3的极耳连接部32和相关的极耳11的电连接部位,提高了电连接部位抗外部冲击的能力。

在一些实施例中,参照图10至图17,导电件3的极耳连接部32露出于绝缘件4的第一片体41,与极耳连接部32电连接的极耳11从第一片体41外电连接于导电件3的极耳连接部32。在这种情况下,首先将导电件3和绝缘件4组装或一体成型(例如采用注塑成型),使得导电件3的极耳连接部32露出于绝缘件4的第一片体41,然后再将相关电芯1的极耳11电连接于导电件3的极耳连接部32。采用这种方式,能够目视监控相关电芯1的极耳11与导电件3的极耳连接部32的电连接的质量,提高了作业质量,与前述的极耳11先与导电件3的极耳连接部32电连接再注塑成型绝缘件4相比,避免了绝缘件4注塑成型过程中例如注塑压力、注塑温度对极耳11与导电件3的极耳连接部32电连接的部位的影响。

在一些实施例中,参照图11、图14和图16,导电件3的极耳连接部32通过第一片体41的开窗412露出于绝缘件4的第一片体41。在另一些实施例中,参照图17,第一片体41无需设置开窗,导电件3的极耳连接部32直接从绝缘件4的第一片体41延伸出,从而导电件3的极耳连接部32露出于绝缘件4的第一片体41。

在多个电芯1串联的情况下,在一些实施例中,参照图1至图4,串联的多个电芯1中的与电路板2电连接的极耳11部分埋设于绝缘件4的第一片体41且部分露出于绝缘件4的第一片体41并电连接于电路板2。在这种情况下,将导电件3和电路板2电连接的极耳11间隔开布置,之后采用注塑成型方式成型绝缘件4,从而使得与电路板2电连接的极耳11部分埋设于绝缘件4的第一片体41且部分露出于绝缘件4的第一片体41,而与电路板2电连接的极耳11的露出于绝缘件4的第一片体41的部分用于与电路板2电连接。采用这种方式,使得第一片体41的材料包围并固持与电路板2电连接的极耳11的一部分,提高了与电路板2电连接的极耳11抗外部冲击的能力。为了提高定位准确性和操作效率,在一些实施例中,参照图7和图8,导电件3具有定位缺口34,串联的多个电芯1中的与电路板2电连接的极耳11与导电件3间隔开地环绕导电件3并穿过定位缺口34。

在多个电芯1串联的情况下,在一些实施例中,参照图12,串联的多个电芯1中的与电路板2电连接的极耳11从绝缘件4的第一片体41外电连接于电路板2。这同样适用于图14至图17所示的绝缘件4和导电件3的构造。采用这种方式,能够目视监控相关电芯1的极耳11与电路板2电连接的质量,提高了作业质量,与前述的极耳11先与导电件3的间隔开布置再注塑成型绝缘件4相比,避免了绝缘件4注塑成型过程中例如注塑压力、注塑温度对与电路板2电连接的极耳11与导电件3的间隔的相对位置的影响,降低与电路板2电连接的极耳11与导电件3在绝缘件4注塑成型过程中意外连接的风险。为了提高定位准确性和操作效率,在一些实施例中,参照图11、图12、图14至图17,绝缘件4的第一片体41具有定位凹部411,串联的多个电芯1中的与电路板2电连接的极耳11环绕第一片体41并穿过定位凹部411。

在一些实施例中,导电件3还包括电路板连接部33,电路板连接部33露出于第一片体41并电连接(例如通过焊盘5,参照图12和图13)于电路板2的内部电路(未示出)。电路板连接部33用于电压采集。当然,电压采集也可以无需采用电路板连接部33(即省略电路板连接部33),而代用单独的采集线路来进行。

电路板连接部33的尺寸小于极耳11的与电路板2的连接的部分的尺寸,从而节省材料使用和空间占用。

为了使电池模组100适用于大容量和薄型化,在一些实施例中,参照图1至图9、图12和图13,多个电芯1采用肩并肩的排列方式。具体地,各电芯1具有主体部12,主体部12具有相反的第一端面121和第二端面122以及相反的两侧面125,各极耳11具有纵向L、以及纵向L垂直的横向T(参照图9)。各极耳11包括位于横向T的相反两侧的侧表面111,多个极耳11以侧表面111对侧表面111并排。各极耳11从主体部12的第一端面121沿纵向L向外延伸(即各极耳的纵向L即为极耳11的延伸方向),两个侧面125分别与并排的多个极耳11中的两个侧表面111相邻并面对;多个电芯1以侧面125对侧面125并排,且多个电池的全部极耳11位于多个电芯1的同一侧;绝缘件4的第一片体41立设在对应电芯1的第一端面121上。

通过多个电芯1以侧面125对侧面125并排、多个电池的全部极耳11位于多个电芯1的同一侧以及绝缘件4的第一片体41立设在对应电芯1的第一端面121上,不仅使电池模组100适用于大容量和薄型化,而且能够充分利用多个电芯1的同一侧的第一端面121处的空间,提高了空间使用率,进而提高了电池模组100的能量密度。应注意的是,尽管在图中,多个电芯1采用肩并肩的排列方式成一排,为了提高容量,可以使这样的排沿与单排排列方向垂直的方向的两列排列,两列可以共用绝缘件4。相反的第一表面123和第二表面124被第一端面121和第二端面122和两侧面125从四侧包围,从而电芯1的这六个面构成六面体形状。

多个极耳11以侧表面111对侧表面111并排,不仅有效地利用各电芯1的第一端面121的在一维尺寸范围,而且在将极耳11与电路板2或导电件3电连接的过程中,避免各电芯1的极耳11彼此干涉,提高操作的便利性和工作效率。此外,尽管在图中,各电芯1的极耳11的数量各为一个,但是不限于于此,依据实际情况需要增加正极极耳和/或负极极耳的数量并对多个正极极耳和多个负极极耳进行处理,例如叠加成一个正极集合体和负极集合体,再进行对应的电连接。此外,电芯1可以为锂离子电池的电芯,当然也适用于任何其他的二次电池的电芯,例如钠离子电池的电芯、钾离子电池的电芯。

为了提高结构稳定性,在一些实施例中,参照图1至图8、图11至图12以及图13至图17,绝缘件4还包括第二片体42,第二片体42与第一片体41相交且贴靠在对应电芯1的第一端面121上,电路板2与第一片体41并行地立在第二片体42上。第二片体42与第一片体41垂直而呈L型。如前所述,通过导电件3的极耳连接部32与相关的极耳11电连接且导电件3的电路板连接部33电连接于电路板2的内部电路,与不采用导电件的情况相比,能够减小电路板2的尺寸,电路板2与第一片体41并行地立在第二片体42上,不仅充分利用了第一端面121处的空间,而且为电路板2提供了结构支撑,进而使电路板2提高抗从电芯1的主体部12的传递的外部冲击力(例如振动),提高电路板2的工作稳定性。

在极耳11与电路板2电连接的情况下,电芯1属于软包电芯(或袋型电芯),其通常采用金属塑膜(例如铝塑膜、钢塑膜、铜塑膜等)构成封装壳。如图6、图8、图9和图12所示,各电芯1在第一端面121处形成有从第一端面121向外延伸的封装部13,各极耳11从封装部13延伸出。为了便于将绝缘件4放置在肩并肩布置的多个电芯1的第一端面121处,相邻电芯1的封装部13在第一端面121处的拐角折叠在第一端面121上。相应地,如图11、图14至图17所示,第二片体42与电芯1的第一端面121相对的底部设有避让凹部421,避让凹部421收容相邻电芯1的封装部13的折叠在第一端面121的部分。此外,避让凹部421的采用使得绝缘件4的外形形成曲线部分,这增加了绝缘件4的结构强度,提高了绝缘件4的抗外部冲击的强度,进而提高了在绝缘件4处设置的极耳11的抗外部冲击的能力,提高了极耳11的电连接部位的稳定性。

在一些实施例中,电路板2为柔性电路板,利用柔性电路板的柔性,能够提高电路板2与相关的极耳11的电连接部位抗外部冲击的缓冲能力,保护电连接部位的工作稳定性。

在一些实施例中,绝缘件4的材料兼顾绝缘性和良好的导热性,从而提高对经由导电件3传递的热的散热能力。材料可以选择于2020年10月20日公布的CN111793471A的复合相变材料,当然也可以选择散热塑料。

图18给出了应用本公开的电池模组100的用电装置200的一示例。用电装置200适用于各种使用电池的终端设备,例如电子设备或电气设备或储能装置。电子设备或电气设备可以为海、路、空环境下使用的设备,例如手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。同样地,储能装置也可以为海、路、空环境下使用的储能装置。由于前述的大容量和薄型化的优势,本公开的电池模组100尤其适用于手机、平板电脑。

上面详细的说明描述多个示范性实施例,但本文不意欲限制到明确公开的组合。因此,除非另有说明,本文所公开的各种特征可以组合在一起而形成出于简明目的而未示出的多个另外组合。

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