电池模组及电动汽车

文档序号:832538 发布日期:2021-03-30 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 电池模组及电动汽车 (Battery module and electric automobile ) 是由 郑楚豪 郑卫鑫 曾而平 曾毅 王小龙 于 2019-09-30 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种电池模组及电动汽车,所述电池模组包括:电芯,所述电芯包括导电壳体和位于所述导电壳体内的电芯本体,沿所述电芯的长度方向、所述电芯本体的两端分别设有正极极柱和负极极柱;电压采集装置,所述电压采集装置位于所述电芯的长度方向上的一侧,所述电压采集装置分别与所述电芯本体的邻近所述电压采集装置的极柱和所述导电壳体电连接,远离所述电压采集装置的极柱与所述导电壳体电连接,所述导电壳体与邻近所述电压采集装置的极柱绝缘。根据本发明的电池模组,可在提高电池模组的能量密度的同时,简化电压采集装置的结构,提高电池模组的安全性。(The invention discloses a battery module and an electric automobile, wherein the battery module comprises: the battery comprises a battery cell and a battery cell body, wherein the battery cell comprises a conductive shell and the battery cell body is positioned in the conductive shell, and a positive pole column and a negative pole column are respectively arranged at two ends of the battery cell body along the length direction of the battery cell; the voltage acquisition device is positioned on one side of the battery cell in the length direction, the voltage acquisition device is respectively electrically connected with the pole of the battery cell body adjacent to the voltage acquisition device and the conductive shell, the pole far away from the voltage acquisition device is electrically connected with the conductive shell, and the conductive shell is insulated from the pole adjacent to the voltage acquisition device. According to the battery module, the energy density of the battery module is improved, the structure of the voltage acquisition device is simplified, and the safety of the battery module is improved.)

电池模组及电动汽车

技术领域

本发明涉及电池领域,尤其是涉及一种电池模组及电动汽车。

背景技术

随着电动汽车的发展,整个行业对电池模组的能量密度和安全性提出了更高的要求,而相关技术中的电池模组的结构复杂,能量密度低,并且电压采集装置的结构复杂,因此如何在提高电池模组的能量密度的同时、简化电压采集装置的结构是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明在于提出一种电池模组,可在提高电池模组的能量密度的同时,简化电压采集装置的结构。

本发明还提出了一种具有上述电池模组的动力汽车。

根据本发明第一方面的电池模组,包括:电芯,所述电芯包括导电壳体和位于所述导电壳体内的电芯本体,沿所述电芯的长度方向、所述电芯本体的两端分别设有正极极柱和负极极柱;电压采集装置,所述电压采集装置位于所述电芯的长度方向上的一侧,所述电压采集装置分别与所述电芯本体的邻近所述电压采集装置的极柱和所述导电壳体电连接,远离所述电压采集装置的极柱与所述导电壳体电连接,所述导电壳体与邻近所述电压采集装置的极柱绝缘。

根据本发明第一方面的电池模组,一方面通过将正极极柱和负极极柱分别设置在电芯的长度方向上的两端,可增大正极极柱和负极极柱之间的距离,从而相比传统的将正极极柱和负极极柱设置在同一端的电芯,可以节省的安装部件例如电芯的安装板等,可简化电池模组的结构,同时有利于提升电池模组的能量密度,另一方面,通过使得电压采集装置位于电芯的长度方向上的一侧,且使得电压采集装置分别与电芯本体的邻近电压采集装置的极柱和导电壳体电连接,从而不必将电压采集装置直接电连接到远离电压采集装置的极柱,可简化电压采集装置的结构,便于电压采集装置采集电芯本体的正负极柱的电压,安全性高。

在本发明的一些实施例中,所述电芯为多个,在与所述电芯的长度方向垂直的方向上、多个所述电芯间隔排布,相邻两个所述电芯同侧的极柱极性相反;所述电池模组还包括多个第一导电连接片和多个第二导电连接片,每个所述第一导电连接片连接相邻的两个所述电芯的邻近所述电压采集装置的极柱且每个所述第二导电连接片连接相邻的两个所述电芯的远离所述电压采集装置的极柱以使多个所述电芯串联,所述电池模组包括两个引出极柱,其中一个所述引出极柱由距离最远的两个所述电芯中的其中一个所述电芯的其中一个极柱限定出,另一个所述引出极柱由另一个所述电芯的其中一个所述极柱限定出,两个所述引出极柱均不与第一导电连接片和所述第二导电连接片相连,两个所述引出极柱的极性不同;所述电压采集装置包括多个第一接线端子和一个第二接线端子,多个所述第一接线端子与多个所述第一导电连接片一一对应相连,所述第二接线端子与其中一个邻近所述电压采集装置的引出极柱相连。

在本发明的一些实施例中,所述电压采集装置包括多个第三接线端子和一个第四接线端子,多个第三接线端子与多个所述第二导电连接片一一对应,每个所述第三接线端子与与所述第二导电连接片相连的两个所述电芯的导电壳体中的其中一个相连,所述第四接线端子与具有另一个所述引出极柱的所述电芯的导电壳体相连。

在本发明的一些实施例中,所述电池模组包括多个盖帽,多个所述盖帽与多个所述第二导电连接片对应,每个所述盖帽设在与所述第二导电连接片相连的两个所述电芯的所述导电壳体的其中一个上且邻近所述电压采集装置,所述第三接线端子与所述盖帽相连。

在本发明的一些实施例中,所述盖帽与相应的所述导电壳体之间焊接相连和/或铆接相连。

在本发明的一些实施例中,所述第一接线端子至所述第四接线端子分别为镍件。

在本发明的一些实施例中,任意相邻的两个所述电芯的导电壳体之间均设有绝缘层。

在本发明的一些实施例中,被所述第一导电连接片连接的两个极柱的中心连线与多个所述电芯的间隔方向的夹角为α,所述α满足:10°≤α≤80°。

在本发明的一些实施例中,被所述第一导电连接片连接的所述正极极柱和所述负极极柱在所述正极极柱和所述负极极柱的中心连线上的间隔为h,所述h满足:h大于等于7.8mm。

根据本发明第二方面的电动汽车,包括根据本发明第一方面的电池模组。

根据本发明第二方面的电动汽车,通过设置上述第一方面的电池模组,可减少不必要的车重,同时有利于提高电动汽车的安全性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的电池模组的局部结构的爆炸示意图;

图2是根据本发明一个实施例的电池模组的平面示意图;

图3是图2中A-A处的剖视示意图;

图4是图3中B出的放大图;

图5是图2中C处的放大图,其中电路板被去除;

图6是根据本发明一个实施例的电池模组的原理示意图。

附图标记:

电池模组100:

电芯1;电芯本体11;极柱12;正极极柱121;负极极柱122;导电壳体13;引出极柱14;

电压采集装置2;第一接线端子21;第二接线端子22;第三接线端子23;第四接线端子24;

第一导电连接片3;

第二导电连接片4;

盖帽5;

绝缘层6;

电路板7。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。

参照图1所示,根据本发明第一方面的电池模组100,可以包括电芯1和电压采集装置2。

参照图2和图3所示,电芯1包括导电壳体13和位于导电壳体13内的电芯本体11,沿电芯1的长度方向、电芯本体11的两端分别设有正极极柱121和负极极柱122,可以理解的是,通过将正极极柱121和负极极柱122分别设置在电芯1的长度方向上的两端(参照图6),可增大正极极柱121和负极极柱122之间的距离,从而相比传统的将正极极柱和负极极柱设置在电芯的长度方向上的同一端的电芯,可以节省的安装部件例如电芯的安装板等,可简化电池模组100的结构,降低电池模组100的重量,有利于提升电池模组100的能量密度。

参照图1所示,电压采集装置2位于电芯1的长度方向上的一侧,电压采集装置2分别与电芯本体11的邻近电压采集装置2的极柱12和导电壳体13电连接,远离电压采集装置2的极柱12与导电壳体13电连接,导电壳体13与邻近电压采集装置2的极柱12绝缘。例如,导电壳体13的长度方向上的两端分别设有缺口,正极极柱121和负极极柱122分别从缺口穿出,正极极柱121与导电壳体13电连接,负极极柱122与绝缘(参照图5)。

可以理解的是,电压采集装置2要分别与电芯1的正极极柱121和负极极柱122电连接以采集电压,而对于正极极柱121和负极极柱122位于电芯1长度方向上的两侧的电芯1,当电压采集装置2位于电芯1长度方向上的一侧时,电压采集装置2势必与电芯1长度方向另一侧的极柱12距离较大,按常规设计几乎无法有效采集电压,且结构复杂。

而根据本发明的电池模组100,创造性地提出了使得电芯1的壳体为导电壳体13,电压采集装置2分别与电芯本体11的邻近电压采集装置2的极柱12和导电壳体13电连接,且远离电压采集装置2的极柱12与导电壳体13电连接,从而不必将电压采集装置2直接电连接到远离电压采集装置2的极柱12,可简化电压采集装置2的结构,便于电压采集装置2采集电芯本体11的正负极柱12的电压,安全性高。

根据本发明第一方面的电池模组100,一方面通过将正极极柱121和负极极柱122分别设置在电芯1的长度方向上的两端,可增大正极极柱121和负极极柱122之间的距离,从而相比传统的将正极极柱121和负极极柱122设置在同一端的电芯1,可以节省的安装部件例如电芯1的安装板等,可简化电池模组100的结构,同时有利于提升电池模组100的能量密度,另一方面,通过使得电压采集装置2位于电芯1的长度方向上的一侧,且使得电压采集装置2分别与电芯本体11的邻近电压采集装置2的极柱12和导电壳体13电连接,从而不必将电压采集装置2直接电连接到远离电压采集装置2的极柱12,可简化电压采集装置2的结构,便于电压采集装置2采集正极极柱121和负极极柱122的电压,安全性高。

在本发明的一些实施例中,参照图6所示,电芯1为多个,在与电芯1的长度方向垂直的方向上(例如,如图1所示的左右方向)、多个电芯1间隔排布,相邻两个电芯1同侧的极柱12极性相反。

具体地,参照图6所示,电池模组100还包括多个第一导电连接片3和多个第二导电连接片4,多个第一导电连接片3和多个第二导电连接片4且分别位于电芯1的长度方向上的两侧,在电芯1的间隔方向上,多个第一导电连接片3和多个第二导电连接片4交替排布,每个第一导电连接片3连接相邻的两个电芯1的邻近电压采集装置2的极柱12且每个第二导电连接片4连接相邻的两个电芯1的远离电压采集装置2的极柱12以使多个电芯1串联,电池模组100包括两个引出极柱14,其中一个引出极柱14由距离最远的两个电芯1中的其中一个电芯1的其中一个极柱12限定出,另一个引出极柱14由另一个电芯1的其中一个极柱12限定出,两个引出极柱14均不与第一导电连接片3和第二导电连接片4相连,两个引出极柱14的极性不同。

例如,如图6所示,电芯1的数量为奇数时,最左端的电芯1的前端的极柱12限定出一个引出极柱14,最右端的电芯1的后端的极柱12限定出另一个引出极柱14,两个引出极柱14的极性相反;又如,当电芯1的数量为偶数时,电芯1的两个引出极柱14位于电芯1的长度方向上的同一端,且两个引出极柱14的极性相反。

具体的,参照图6所示,电压采集装置2包括多个第一接线端子21和一个第二接线端子22,多个第一接线端子21与多个第一导电连接片3一一对应相连,第二接线端子22与其中一个邻近电压采集装置2的引出极柱14相连。由此,通过多个第一接线端子21与多个第一导电连接片3一一对应相连,有利于减少电压采集点的数量。

进一步地,参照图6所示,电压采集装置2包括多个第三接线端子23和一个第四接线端子24,多个第三接线端子23与多个第二导电连接片4一一对应,每个第三接线端子23与与第二导电连接片4相连的两个电芯1的导电壳体13中的其中一个相连,第四接线端子24与具有另一个引出极柱14的电芯1的导电壳体13相连。由此,电压采集装置2可以通过采集获得每个电芯1的电压,有利于保证多个电芯1的可靠工作。

进一步地,参照图2和图6所示,电池模组100包括多个盖帽5,多个盖帽5与多个第二导电连接片4对应,每个盖帽5设在与第二导电连接片4相连的两个电芯1的导电壳体13的其中一个上且邻近电压采集装置2,第三接线端子23与盖帽5相连。需要说明的是,因为每个盖帽5设在与第二导电连接片4相连的两个电芯1的导电壳体13的其中一个上,所以每个盖帽5与与其相对应的第二导电连接片4的电位相同。

可以理解的是,由于电芯1本身比较薄弱,第三接线端子23与导电壳体13直接相连可能会导致导电壳体13失效,因此在电芯1的导电壳体13上设置盖帽5,并使得盖帽5带电,第三接线端子23与盖帽5相连,从而有利于避免导电壳体13失效,有利于电压采集装置2采集电压的可靠性。

在本发明的一些实施例中,参照图3和图4所示,盖帽5与相应的导电壳体13之间焊接相连和/或铆接相连。换言之,盖帽5与相应的导电壳体13之间焊接相连,或者,盖帽5与相应的导电壳体13之间铆接相连,或者,盖帽5与相应的导电壳体13之间铆接后再进行焊接。由此,可使得盖帽5与相应的导电壳体13之间的连接可靠。例如,在一些示例中,盖帽5与相应的导电壳体13之间铆接后再进行激光焊接,第三接线端子23与盖帽5焊接相连。

在一些示例中,如图6所示,电芯1模组包括十三个电芯1,十三个电芯1在左右方向上间隔开排布,电池模组100还包括六个第一导电连接片3和六个第二导电连接片4,每个第一导电连接片3连接相邻的两个电芯1的前端的极柱12且每个第二导电连接片4连接相邻的两个电芯1的后端的极柱12以使多个电芯1串联。可选地,第一导电连接片3和第二导电连接片4均为铝连接片。

进一步地,电池模组100包括两个引出极柱14,其中一个引出极柱14由最左边的电芯1的前端的负极极柱122限定出,另一个引出极柱14由最右边的电芯1的后端的正极极柱121限定出,则左边的引出极柱14引出的为电芯1模组的负极,右边的引出极柱14引出的为电芯1模组的正极。六个盖帽5与六个第二导电连接片4对应,每个盖帽5设在与第二导电连接片4相连的两个电芯1的导电壳体13的靠左侧的一个上且邻近电压采集装置2。

如图6所示,电压采集装置2包括一个第二接线端子22、六个第一接线端子21、六个第三接线端子23和一个第四接线端子24,第二接线端子22与最左侧的电芯1的前端的极柱12相连,六个第一接线端子21与六个第一导电连接片3一一对应相连,六个第三接线端子23与六个盖帽5一一对应相连,第四接线端子24与最右侧的电芯1的前端的极柱12相连。

例如,如图6所示,电压采集装置2通过第二接线端子22采集到的电位为V1,电压采集装置2通过左起第一个第三接线端子23采集到的电位为V2,压采集装置通过左起第一个第一接线端子21采集到的电位为V3,电压采集装置2通过左起第二个第三接线端子23采集到的电位为V4,压采集装置通过左起第二个第一接线端子21采集到的电位为V5,这样依次采集到V6、V7、V8、V9、V10、V11、V12、V13,电压采集装置2通过第四接线端子24采集到的电位为V14。

则左起第一个电芯1的采集电压为V2-V1,左起第二个电芯1的采集电压为V3-V2,左起第三个电芯1的采集电压为V4-V3,左起第四个电芯1的采集电压为V6-V5,左起第五个电芯1的采集电压为V7-V6,……,左起第十三个电芯1的采集电压为V14-V13,由此,可采集到每个电芯1的电压,从而有利于保证电芯1模组的可靠运行。

可选地,第一接线端子21至第四接线端子24分别为镍件。由此,可使得第一接线端子21至第四接线端子24的导电性能稳定,有利于保证电压采集装置2采集电压的可靠性。

在本发明的一些实施例中,参照图6所示,任意相邻的两个电芯1的导电壳体13之间均设有绝缘层6。可以理解的是,虽然导电壳体13与远离电压采集装置2的极柱12电连接,但通过设置绝缘层6,任意相邻的两个电芯1的导电壳体13之间互不导电,由此,可以避免多个电芯1之间发生短路。

在本发明的进一步实施例中,如图1所示,电池模组100还包括电路板7,其中,电路板7可为柔性电路板,电压采集装置2设在电路板7上,电路板7适于连接在电芯1与电池管理系统之间,电池管理系统可以通过电路板7获取多个电芯1的电压和/或温度等信号,以便于电池管理系统对多个电芯11进行监控,例如电池管理系统可以监控多个电芯1的充放电是否正常,保证多个电芯11正常可靠运行,有利于提升电池模组100的使用可靠性。

在本发明的一些实施例中,如图5所示,被第一导电连接片3连接的两个极柱12的中心连线与多个电芯1的间隔方向的夹角为α,α满足:10°≤α≤80°。例如,α可以为30°、或45°、或50°等,但不限于此。

可以理解的是,通过使得10°≤α≤80°,则被第一导电连接片3连接的两个极柱12在电芯1的排布方向上可以错开设置,可以增加被第一导电连接片3连接的两个极柱12之间的空气间隙,从而可以增大被第一导电连接片3连接的两个极柱12之间的爬电距离,使得电芯1之间的爬电距离(爬电距离指沿绝缘表面测得的两个导电零部件之间,在不同的使用情况下,由于导体周围的绝缘材料被电极化,导致绝缘材料呈现带电现象的带电区)可以满足设计要求例如国标要求,同时即使电芯1的外形尺寸较小,本发明的上述设置方式也可以有效增大电芯1之间的爬电距离,以提升电池模组100的安全性,使得电池模组100的电芯1具有一定的设计灵活性,避免电芯1的设置受到一定限制,有利于提升电池模组100的实用性和适用性。

在本发明的一些实施例中,如图5所示,被第一导电连接片3连接的正极极柱121和负极极柱122在正极极柱121和负极极柱122的中心轴线上的间隔为h,h满足:h大于等于7.8mm。由此,进一步确保了被连接电芯1之间的爬电距离满足国标要求。例如,h可以为7.8mm、或8.4mm、或9mm等,但不限于此。

根据本发明第二方面实施例的电动汽车,包括根据本发明第一方面实施例的电池模组100。

根据本发明第二方面实施例的电动汽车,通过设置上述第一方面实施例的电池模组100,可减少不必要的车重,同时有利于提高电动汽车的安全性。

根据本发明实施例的电动汽车的其他构成等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。

在本发明的描述中,需要理解的是,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发明和简化描述,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发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,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。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,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;可以是机械连接,也可以是电连接,还可以是通信;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发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

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