CN207800740U - 电池模组 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种电池模组，包括：壳体，在第一方向上具有两个相对设置的开口及连通两个开口的中空腔室；单体电池组，设置于中空腔室，包括两个以上单体电池，每个单体电池在第一方向上具有相对设置的第一防爆阀及第二防爆阀；第一端板，对应其中一个开口且与壳体连接，第一端板上设置有与单体电池组电连接的模组输出极以及与模组输出极相对设置的翻转片，翻转片面向第一防爆阀；第二端板，对应另一个开口并与壳体连接；阻挡部件设置于第二端板与单体电池组之间，以使第二防爆阀***时所需***力大于第一防爆阀***时所需***力。本实用新型提供的电池模组，在满足供电要求的基础上，还能够保证各单体电池在电池模组过充状态下的安全性能。

Description

电池模组
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池模组。
背景技术
目前为提高电池模组的安全性能，通常在组成电池模组的单体电池的顶盖上设置防爆阀，通过防爆阀释放相应单体电池失效瞬间产生的大量高温高压气体。
尤其针对将单体电池的两个输出极设在彼此的相对侧，即两个输出极不在同一个面上的单体电池结构，其每个输出极所在顶盖上均设置有防爆阀，即单体电池的两个顶盖上均设置有防爆阀，防爆阀的设置能够在一定程度上提高单体电池的安全性能。但这种单体电池在应用至电池模组时，尤其是应用至模组输出极在同一侧的电池模组，并对于电池模组在发生过充现象时，很难实现电池模组的外短路，以熔断电池模组的充电回路，从而防止电池模组的过充。因此，存在安全隐患，不能保证电池模组的安全使用要求，容易导致其中部分或者全部单体电池损坏或***。
实用新型内容
本实用新型实施例提供的一种电池模组，该电池模组在满足供电要求的基础上，还能够保证各单体电池在电池模组过充状态下的安全性能。
根据本实用新型实施例提出了一种电池模组，包括：壳体，在第一方向上具有两个相对设置的开口及连通两个开口的中空腔室；单体电池组，设置于中空腔室，包括两个以上沿第二方向层叠设置并相互电连接的单体电池，每个单体电池在第一方向上具有相对设置的第一防爆阀及第二防爆阀；第一端板，对应其中一个开口且与壳体连接设置，第一端板上设置有与单体电池组电连接的模组输出极以及与模组输出极相对设置的翻转片，翻转片面向第一防爆阀，以使第一防爆阀***时能够使得翻转片翻转并与模组输出极电连接；第二端板，对应另一个开口并与壳体连接设置；阻挡部件，设置于第二端板与单体电池组之间，以使第二防爆阀***时所需***力大于第一防爆阀***时所需***力。
根据本实用新型实施例的一个方面，阻挡部件包括相互连接的抵压部与转接部，抵压部与每个单体电池的第二防爆阀相对设置，转接部与第二端板连接。
根据本实用新型实施例的一个方面，抵压部包括沿第二方向延伸的板状结构，板状结构在其自身厚度方向具有相对设置的第一表面及第二表面，第一表面面向第二端板，第二表面面向第二防爆阀，其中，第一方向与第二方向相垂直。
根据本实用新型实施例的一个方面，第二表面与第二防爆阀之间预留有间隙，间隙值为0mm～2mm。
根据本实用新型实施例的一个方面，板状结构在厚度方向的厚度值为0.5mm-4mm。
根据本实用新型实施例的一个方面，板状结构上设置有避让缺口，避让缺口在厚度方向上贯穿板状结构。
根据本实用新型实施例的一个方面，转接部包括沿第一方向延伸的柱状结构，柱状结构通过其中一个端部与抵压部连接，通过另一个端部与第二端板连接。
根据本实用新型实施例的一个方面，柱状结构沿其自身的轴线方向上设置有凹部。
根据本实用新型实施例的一个方面，转接部的数量为一个，一个转接部连接于抵压部的中心位置或者靠近中心的位置；或者，转接部的数量为两个以上，两个以上转接部在第一方向上相互间隔设置，每个转接部位于相邻两个单体电池的第二防爆阀之间。
根据本实用新型实施例的一个方面，第一端板及第二端板与壳体密封连接，第一端板和/或第二端板上设置有模组防爆阀。
根据本实用新型实施例提供的电池模组，其包括壳体、单体电池组、第一端板、第二端板及阻挡部件，单体电池组包括两个以上层叠设置且相互连接的单体电池，单体电池具有相对设置的第一防爆阀及第二防爆阀，第一端板设置于壳体的其中一个开口，在第一端板上设置有与单体电池组电连接的模组输出极以及与模组输出极相对设置的翻转片，翻转片能够在第一防爆阀***时翻转并与模组输出极电连接，以使电池模组发生过充现象时实现对各单体电池的保护。由于在第二端板与单体电池组之间设置有阻挡部件，通过阻挡部件能够使得第二防爆阀***时所需***力大于所述第一防爆阀***时所需***力。当电池模组发生过充现象时，能够保证第一防爆阀预先***，进而保证翻转片能够顺利翻转，使得电池模组在满足供电要求的基础上，还能够保证其各单体电池在电池模组过充状态下的安全性能。
附图说明
下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施例的特征、优点和技术效果。
图1是本实用新型实施例的电池模组的整体结构示意图；
图2是本实用新型实施例的电池模组一个视角下的分解示意图；
图3是本实用新型实施例的电池模组另一个视角下的分解示意图；
图4是图2中单体电池的结构示意图；
图5是图2中所示第一端板的结构示意图；
图6是图2中所示阻挡部件的结构示意图；
图7是本实用新型另一个实施例的阻挡部件的结构示意图；
图8是本实用新型又一个实施例的阻挡部件的结构示意图。
其中：
X-第一方向；Y-第二方向；
10-壳体；11-开口；
20-单体电池组；21-单体电池；211-第一防爆阀；212-第二防爆阀；
30-第一端板；31-模组输出极；32-翻转片；33-主体部；34-连接部；
40-第二端板；
50-阻挡部件；51-抵压部；511-第一表面；512-第二表面；513-避让缺口；52-转接部；521-端部；522-凹部；
60-连接片；
70-模组防爆阀。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本实用新型的电池模组的具体结构进行限定。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
为了更好地理解本实用新型，下面结合图1至图8根据本实用新型实施例的电池模组进行详细描述。
请一并参阅图1、图2及图3，图1示出了本实用新型实施例的电池模组的整体结构示意图，图2示出了本实用新型实施例的电池模组一个视角下的分解示意图，图3示出了本实用新型实施例的电池模组另一个视角下的分解示意图。
本实用新型实施例提供的一种电池模组，包括壳体10、单体电池组20、第一端板30及第二端板40及阻挡部件50。壳体10在第一方向X上具有两个相对设置的开口11及连通两个开口11的中空腔室。单体电池组20设置于壳体10的中空腔室，单体电池组20包括两个以上沿第二方向Y层叠设置并相互电连接的单体电池21，每个单体电池21在第一方向X上具有相对设置的第一防爆阀211及第二防爆阀212。第一端板30对应两个开口11中的一个开口11且与壳体10连接设置，第一端板30上设置有与单体电池组20电连接的模组输出极31以及与模组输出极31相对设置的翻转片32，翻转片32面向第一防爆阀211，以使第一防爆阀211***时能够使得翻转片32翻转并与模组输出极31电连接。第二端板40对应两个开口11中的另一个开口11并与壳体10连接设置。阻挡部件50设置于第二端板40与单体电池组20之间，以使第二防爆阀212***时所需***力大于第一防爆阀211***时所需***力。
具体的，本实施例中，壳体10整体优选为中空的矩形桶状结构，沿着其两个开口11排布方向为壳体10自身的长度方向，壳体10优选在其自身长度方向上的尺寸大于在其宽度及高度方向上的尺寸。所说的第一方向X为沿着两个开口11相互间隔排布的方向。
请一并参阅图4，图4示出了图2中单体电池21的结构示意图。本实施例中，单体电池组20包括六个单体电池21，六个单体电池21通过连接片60相互串联和/或并联。如图4所示，每个单体电池21的输出极位于单体电池21的两侧。本实施例中，单体电池21的两个输出极分别位于单体电池21在第一方向X上的两侧，为了保证单体电池21在电池模组过充等状态下的安全，因而在单体电池21上与其自身的两个输出极相应的位置设置了第一防爆阀211及第二防爆阀212。在具体实施时，单体电池21的外壳、第一防爆阀211及第二防爆阀212优选采用塑料的材质制成。
所说的第二方向Y优选与第一方向X相互垂直，六个单体电池21在第二方向Y上相互层叠设置，使得每个单体电池21的两个输出极分别朝向壳体10的两个开口11。
请一并参阅图5，图5示出了图2中第一端板30的结构示意图。第一端板30及第二端板40均包括板状形式的主体部33以及在第二方向Y上位于主体部33两端且与主体部33连接的连接部34，通过连接部34能够使得电池模组与外界连接，如与电池箱的箱体底部连接等。第一端板30及第二端板40各自的主体部33分别设置于壳体10的两个开口11并与壳体10连接，所说的连接优选为密封连接，如采用焊接、粘接等形式连接。
用于满足电池模组充放电要求的模组输出极31设置于第一端板30的主体部33上，所说的模组输出极31包括正输出极及负输出极，即电池模组的正、负输出极均位于电池模组的第一端板30上，其与第一端板30的连接方式可以采用可拆卸的卡接或紧固件紧固的连接方式连接，当然，也可以采用焊接等固定连接方式连接，只要能够满足电池模组的充放电要求均可。
由于电池模组在充电时，会出现过充等现象。因此，为了保证电池模组在过充条件下的安全，在第一端板30上与模组输出极31相对的位置设置了翻转片32。本实施例中，翻转片32的数量为两个，分别与电池模组的正输出极以及负输出极相对应，翻转片32在自由状态下，即不受外力的状态下与模组输出极分离设置，不相互接触，以保证电池模组充、放电过程的正常运行。
单体电池21的顶盖上相应设置的第一防爆阀211及第二防爆阀212，能够用于释放相应单体电池21失效瞬间产生的大量高温高压气体，使得第一防爆阀211及第二防爆阀212被冲开。当第一防爆阀211被冲开时，释放的气体压力能够使得翻转片32翻转，与相应的模组输出极31电连接，从而实现电池模组的外短路，以使电池模组的充电回路断开。
而为了使得电池模组的充电回路能够更好的被断开，作为一种优选的实施例，在电池模组的充电回路上进一步设置有熔断器，熔断器优选位于电连接六个单体电池21的连接片60上。使得当电池模组发生过充现象且翻转片32翻转时，能够使得电池模组的充电回路上的熔断器快速断开，以保证电池模组的安全。
由于相应设置的阻挡部件50能够使得第二防爆阀212***时所需***力大于第一防爆阀211***时所需***力，当电池模组发生过充现象时，能够保证第一防爆阀211预先***，进而保证翻转片32能够顺利翻转，以最快的速度断开电池模组的充电回路。
请一并参阅图6，图6示出了图2中阻挡部件50的结构示意图。作为一种可选的实施方式，阻挡部件50包括相互连接的抵压部51与转接部52，抵压部51与每个单体电池21的第二防爆阀212相对设置，转接部52与第二端板40连接。阻挡部件50采用上述结构便于加工，且成本较低。
同时，阻挡部件50通过与第二防爆阀212相对设置的抵压部51，能够提高第二防爆阀212在单体电池21过充产气的过程中由膨胀至***所需的力，使得相应单体电池21在电池模组过充情况下产气时，气体压力的作用下首先使得第一防爆阀211破裂，进而使得电池模组的充电回路能够在最短的时间内被断开。避免出现因第二防爆阀212预先破裂而导致翻转片32无法翻转或者延迟翻转，进而导致电池模组的充电回路无法断开或者延迟断开现象的发生，以更好的保证电池模组的安全。由于第二端板40与单体电池组20之间会存在一定的距离，在保证避免第二防爆阀212提前第一防爆阀211破裂要求的基础上，阻挡部件50通过转接部52能够更方便的与第二端板40连接。
作为一种可选的实施方式，本实施例中，抵压部51包括沿第二方向Y延伸的板状结构，板状结构在其自身厚度方向具有相对设置的第一表面511及第二表面512，第一表面511面向第二端板40，第二表面512面向第二防爆阀212。抵压部51采用上述结构，能够保证同时满足对单体电池组20中各单体电池21的第二防爆阀212的抵压，防止各第二防爆阀212先于与其对应的第一防爆阀211变形并***，且能够节约阻挡部件50在电池模组中内部的占用空间。第一表面511及第二表面512均优选为平面，当然，也允许因一定加工误差等原因造成第一表面511及第二表面512上存在的凹凸不平区域。
根据本实用新型实施例的一个方面，第二表面512与每个单体电池21的第二防爆阀212之间预留有间隙，间隙值为0mm～2mm之间的任意数值，包括0mm及2mm这个端值，优选为0.5mm-1.5mm。通过使得板状结构的第二表面512与各第二防爆阀212之间预留间隙，在保证第二防爆阀212晚于第一防爆阀211***的情况下，能够给电池模组各部件的加工及装配等预留一定的加工误差或装配误差余量，便于电池模组整体的加工与装配。同时，当间隙值为0mm时，即第二表面512与第二防爆阀212贴合时，使得阻挡部件50在具有上述优点的基础上，还能够使得阻挡部件50与第二端板40之间采用贴合并相互抵靠的方式连接，操作方便，且能够简化阻挡部件50的装配步骤。而当间隙值大于0mm时，还能够给第二防爆阀212预留一定的变形量，从而进一步起到缓解单体电池21内部气压的作用，以更好的保证相应单体电池21的安全。
可选的，板状结构在其自身厚度方向的厚度值为0.5mm-4mm之间的任意数值，包括0.5mm及4mm两个端值，优选为1mm～2mm。板状结构采用上述的厚度范围值，能够使其保证第二防爆阀212***时所需***力大于第一防爆阀211***时所需***力的情况下，使得单体电池21在第一防爆阀211***尚不足以缓解其内部压力时，第二防爆阀212能够进一步被***，以给相应的单体电池21提供进一步的安全保障。
由于单体电池组20上设置第二防爆阀212的顶盖上除了要与抵压部51有相对设置关系，同时还需要设置一些其他的电池模组用结构，如将单体电池组20的各单体电池21电连接的连接片60。因此，作为一种可选的实施方式，抵压部51的板状结构上进一步设置有避让缺口513，避让缺口513在厚度方向上贯穿板状结构。以减少对电池模组其他部件如连接片60等的安装产生干涉。所说的避让缺口513的形状、尺寸大小及在板状结构上的位置不做具体的限定，只要能够满足电池模组的安装要求，同时不影响对第二防爆阀212变形时的抵抗变形要求均可。
作为一种可选的实施方式，转接部52包括沿第一方向X延伸的柱状结构，柱状结构通过其中一个端部521与抵压部51连接，具体可以采用焊接或一体成型的方式连接。通过另一个端部521与第二端板40连接，具体可以采用焊接或粘接等方式连接。转接部52的设置，能够给电池模组各部件的加工及装配等预留一定的加工误差或装配误差余量，便于电池模组整体的加工与装配。且便于阻挡部件50在单体电池组20与第二端板40之间相对位置的固定，避免阻挡部件50与各单体电池21的第二防爆阀212的相对位置发生改变，以更好的保证阻挡部件50的阻挡效果。
本实施例中，转接部52包括两个，两个转接部52在第一方向X上相互间隔设置。在安装至电池模组时，每个转接部52优选位于相邻两个单体电池21的第二防爆阀212之间，使得当单体电池21内部气压过大时，能够保证第二防爆阀212不会被转接部52影响，也能够正常***，进而保证各单体电池21的安全。本实施例中，转接部52在抵压部51的板状结构上的正投影为方形。
可选的，转接部52的柱状结构沿自身的轴线方向上设置有凹部522。在保证与第二端板40连接要求的基础上，能够减轻阻挡部件50整体的重量。所说的凹部522可以为贯穿转接部52及抵压部51的第二表面512的贯通孔。当然，也可为只沿柱状结构的轴线方向延伸的凹槽，凹槽的延伸长度可以与柱状结构的轴向长度相等，当然也可以小于柱状结构的轴向长度，使得凹部522在具有减重要求的基础上，还具有溢胶的作用。
由于自第一防爆阀211被***至翻转片32翻转而使得电池模组的充电回路被断开的整个过程需要一定的时间，而为了保证在电池模组在不同时间的安全，作为一种可选的实施方式，第一端板30和/或第二端板40上设置有模组防爆阀70，通过模组防爆阀70为电池模组提供双重保护。
上述各实施例的单体电池组20均以包括六个单体电池21为例进行说明，可以理解的是，单体电池21的数量并不限于六个，可以根据电池模组的需求设定，可以多于六个，当然，也可以少于六个。
以上所说的第一方向X及第二方向Y优选相互垂直，此为优选的实施方式，但不限于相互垂直，允许壳体10有一定的加工误差或者单体电池组20有一定的装配误差，即第一方向X及第二方向Y之间的夹角可以为90°或者接近90°。
请一并参阅图7，图7示出了本实用新型另一个实施例的阻挡部件50的结构示意图，上述各实施例的阻挡部件50的转接部52在板状结构上的正投影不限于方形，如图7所示，在一个示例中，转接部52的在板状结构上的正投影也可为圆形，当然，也可为椭圆形、腰圆形或者其他不规则的形状等。只要能够满足与第二端板40及板状结构的连接要求均可，避让缺口513的设置位置及尺寸也可以根据安装需要进行调整。
请一并参阅图8，图8示出了本实用新型又一个实施例的阻挡部件50的结构示意图。上述各实施例的阻挡部件50均包括两个转接部52，可以理解的是，此为一种可选的实施方式，但不限于上述形式。如图8所示，阻挡部件50可以只包括一个转接部52，一个转接部52优选连接于抵压部51的中心位置或者靠近中心位置的区域，为了保证与第二端板40的连接强度，该实施例中的转接部52在第一方向X上的延伸长度可以更长一些。当然，在一些实施例中，转接部52的数量可以根据需要设定为多个，如三个或者更多个，多个转接部52在抵压部51上沿着第一方向X相互间隔，根据电池模组的尺寸等情况设定即可，在此就不一一赘述。
由此，本实用新型实施例提供的电池模组，因其包括壳体10、单体电池组20、第一端板30、第二端板40及阻挡部件50，而单体电池21具有相对设置的第一防爆阀211及第二防爆阀212，第一端板30设置于壳体10的其中一个开口11，在第一端板30上设置有与单体电池组20电连接的模组输出极31以及与模组输出极31相对设置的翻转片32，翻转片32能够在第一防爆阀211***时翻转并与模组输出极31电连接，以使电池模组发生过充现象时实现对各单体电池21的保护。由于在第二端板40与单体电池组20之间设置有阻挡部件50，通过阻挡部件50能够使得第二防爆阀212***时所需***力大于所述第一防爆阀211***时所需***力，当电池模组发生过充现象时，能够保证第一防爆阀211预先***，进而保证翻转片32能够顺利翻转，使得电池模组在满足供电要求的基础上，还能够保证其各单体电池21在电池模组过充状态下的安全性能，故易于推广使用。
虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种电池模组，其特征在于，包括：
壳体，在第一方向上具有两个相对设置的开口及连通两个所述开口的中空腔室；
单体电池组，设置于所述中空腔室，包括两个以上沿第二方向层叠设置并相互电连接的单体电池，每个所述单体电池在所述第一方向上具有相对设置的第一防爆阀及第二防爆阀；
第一端板，对应其中一个所述开口且与所述壳体连接设置，所述第一端板上设置有与所述单体电池组电连接的模组输出极以及与所述模组输出极相对设置的翻转片，所述翻转片面向所述第一防爆阀，以使所述第一防爆阀***时能够使得所述翻转片翻转并与所述模组输出极电连接；
第二端板，对应另一个所述开口并与所述壳体连接设置；
阻挡部件，设置于所述第二端板与所述单体电池组之间，以使所述第二防爆阀***时所需***力大于所述第一防爆阀***时所需***力。
2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述阻挡部件包括相互连接的抵压部与转接部，所述抵压部与每个所述单体电池的所述第二防爆阀相对设置，所述转接部与所述第二端板连接。
3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述抵压部包括沿所述第二方向延伸的板状结构，所述板状结构在其自身厚度方向具有相对设置的第一表面及第二表面，所述第一表面面向所述第二端板，所述第二表面面向所述第二防爆阀，其中，所述第一方向与所述第二方向相垂直。
4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述第二表面与所述第二防爆阀之间预留有间隙，所述间隙值为0mm～2mm。
5.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述板状结构在所述厚度方向的厚度值为0.5mm-4mm。
6.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述板状结构上设置有避让缺口，所述避让缺口在所述厚度方向上贯穿所述板状结构。
7.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述转接部包括沿所述第一方向延伸的柱状结构，所述柱状结构通过其中一个端部与所述抵压部连接，通过另一个端部与所述第二端板连接。
8.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，所述柱状结构沿其自身的轴线方向上设置有凹部。
9.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，所述转接部的数量为一个，一个所述转接部连接于所述抵压部的中心位置或者靠近中心的位置；
或者，所述转接部的数量为两个以上，两个以上所述转接部在所述第一方向上相互间隔设置，每个所述转接部位于相邻两个所述单体电池的所述第二防爆阀之间。
10.根据权利要求1至9任意一项所述电池模组，其特征在于，所述第一端板及所述第二端板与所述壳体密封连接，所述第一端板和/或所述第二端板上设置有模组防爆阀。
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