CN220556618U - 电池组、电池包及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电池组、电池包及用电设备。电池组包括：沿第一方向堆叠的第一电池单元和第二电池单元，第一电池单元包括第一电池单体，第二电池单元包括第二电池单体；第一电池单体包括第一极耳，第二电池单体包第二极耳；电连接件，设置于第一极耳和第二极耳之间，且包括本体部以及分别设置于本体部两侧的第一连接部和第二连接部；第一连接部的连接面与第一极耳电连接，第二连接部的连接面与第二极耳电连接；其中，第一极耳所在的平面与第一电池单体的第一侧面之间的夹角为0°‑5°，第二极耳所在的平面与第二电池单体的第一侧面之间的夹角为0°‑5°，第一侧面为电池单体中表面积最大的面。从而减小了对极耳的拉扯，提高了电池单体的循环次数。

Description

电池组、电池包及用电设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池组、电池包及用电设备。

背景技术

电池作为主要的动力源，在新能源汽车中扮演着重要角色。目前，常用的一种电池包的电芯形式为软包电芯，其极耳从电芯的端面伸出。当对多个软包电芯的极耳进行串并联时，通常采用电连接件将多个极耳进行电连接。但目前，电连接件在对多个极耳电连接时，对于电连接件的形式和与极耳的连接角度并没有深入研究，在连接后极耳相对于电芯侧面发生角度偏转，造成极耳受力拉扯，从而影响电芯的性能和循环寿命。此外，电连接件缺少足够的支撑，使极耳与电连接件连接后稳定性差，也容易在装配或使用过程中发生拉扯。另一方面，目前软包电芯在电池包内的组装形式通常为带有壳体的电池模组形式，将几个软包电芯安装于一个壳体内，再将模组安装于电池包内。这种小单元的电池模组形式对于极耳的电连接和极耳的固定并没有提出太高的要求，但模组壳体会占用电池包的内部空间，无法满足高能量密度的电池包的设计要求。

发明内容

基于此，本申请提供一种电池组、电池包及用电设备，以解决或至少改善上述背景技术中提及的问题。

一方面，本申请提供一种电池组，包括：沿第一方向堆叠的第一电池单元和第二电池单元，所述第一电池单元包括第一电池单体，所述第二电池单元包括第二电池单体，所述第一电池单体和第二电池单体均包括两个相对设置的端面、两个相对设置的第一侧面以及两个相对设置的第二侧面；其中所述第一侧面的面积大于所述端面的面积，且大于所述第二侧面的面积；所述第一电池单体包括从其端面延伸出的第一极耳，所述第二电池单体包括从其端面延伸出的第二极耳；电连接件，所述电连接件设置于所述第一极耳和所述第二极耳之间；所述电连接件包括本体部以及分别设置于所述本体部两侧的第一连接部和第二连接部；其中，所述第一连接部的连接面与所述第一极耳电连接，所述第二连接部的连接面与所述第二极耳电连接；所述第一极耳所在的平面与所述第一电池单体的第一侧面之间的夹角为0°-5°，所述第二极耳所在的平面与所述第二电池单体的第一侧面之间的夹角为0°-5°。

上述设计使得电池单体的极耳在与电连接件连接后，极耳的所在的平面与第一侧面平行或具有很小的角度，当夹角为0°-5°时，极耳受力很小甚至不受力，因此改善了极耳受力拉扯的现象，提高了电池单体的性能和循环寿命，能够满足设计和实际使用要求。

进一步地，所述第一连接部、所述第二连接部、所述第一极耳以及所述第二极耳均沿第二方向延伸，且所述第一连接部的连接面和所述第二连接部的连接面之间的距离与所述第一极耳和所述第二极耳之间的距离相等。

进一步地，所述电池组还包括支撑件，所述支撑件设置于所述电连接件与所述第一电池单体和第二电池单体之间，所述电连接件与所述支撑件固定连接。

进一步地，所述支撑件包括支撑本体和引导部，所述引导部设置于所述支撑本体上方，且所述引导部包括周壁和底壁，所述周壁在面向所述第一电池单体和所述第二电池单体的方向上具有开口。

进一步地，在第二方向上，所述底壁向靠近所述开口的方向向下倾斜，所述底壁与水平面的夹角为3°-15°。

进一步地，所述支撑本体上设置有凸起，所述第一连接部和所述第二连接部上均设置有缺口，所述缺口和所述凸起卡接。

进一步地，所述第一电池单元包括多个沿第二方向排列的电池单体，所述第一电池单***于所述第一电池单元的端部，和/或，所述第二电池单元包括多个沿第二方向排列的电池单体，所述第二电池单***于所述第二电池单元的端部。

进一步地，其特征在于，所述电连接件与所述第一极耳和所述第二极耳焊接；所述电连接件上还设置有定位部；和/或，所述支撑件上设置有承载部。

另一方面，本申请提供一种电池包，所述电池包包括多个沿第一方向排列的电池组；所述电池组为如上任一技术方案所述的电池组；以及冷板，所述冷板设置于相邻的两个所述电池组之间。

进一步地，所述电池包还包括汇流排，所述汇流排与多个所述电池组的所述电连接件连接。

最后，本申请还提供一种用电设备，所述用电设备包括如上所述的电池包。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的电池组的结构示意图。

图2为本申请实施例的电池组端部的结构示意图。

图3为本申请实施例的电连接件的结构示意图。

图4为本申请实施例的支撑件的结构示意图。

图5为本申请实施例的支撑件的其中一个截面图。

图6为本申请的实施例的电池包的部分结构示意图。

图7为图6中A处的局部放大图且展示了***图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“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，这些术语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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，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至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。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；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，除非另有明确的限定。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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义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。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参见附图1，图2，本申请一实施例展示的一种电池组100，电池组100包括：沿第一方向X堆叠的第一电池单元110和第二电池单元120，第一电池单元110包括第一电池单体111，第二电池单元120包括第二电池单体121，第一电池单体111包括从其端面延伸出的第一极耳111a，第二电池单体121包括从其端面延伸出的第二极耳121a。当然，可以理解的是，本申请中所涉及的电池单体的正负极耳分别从电池单体相对的两个端面伸出，因此第一极耳111a和第二极耳121a可以均为正极耳或均为负极耳，或者，其中一个为正极耳，另一个为负极耳。在本实施例中，具体的，第一极耳111a和第二极耳121a均为正极耳或均为负极耳。

另外，需要说明的是，继续参见图1和图2，第一电池单体111和第二电池单体121均包括在第二方向Y上相对设置的两个端面，在第一方向X上相对设置的两个第一侧面，以及在第三方向Z上相对设置的两个第二侧面，其中第一侧面为各个面中表面积最大的面。上述电池单体在未和电连接件或其他电池包结构装配情况下，极耳从电池单体的端面伸出，且极耳所在的平面与第一侧面重合或平行。

可选地，第一电池单元110和第二电池单元120均可设置为具有一个电池单体或沿第二方向Y排列的多个电池单体。当第一电池单元110和第二电池单元120均仅具有一个电池单体时，即为上述的第一电池单体111和第二电池单体121。当第一电池单元110和第二电池单元120均具有沿第二方向Y排列的多个电池单体时，如图1、图2所示，在本实施例中，第一电池单体111指第一电池单元110中位于端部的电池单体，第二电池单体121指第二电池单元120中位于端部的电池单体。当然，在其他的一些实施中，例如第一电池单元110和第二电池单元120沿第二方向Y均具有大于两个电池单体时，第一电池单体和第二电池单体也可以指位于电池单元中部的电池单体。

继续参阅图1、图2，为实现电池组的电池单体之间的电连接，通过电连接件300将第一电池单体111的第一极耳111a和第二电池单体121的第二极耳121a进行电连接。在本实施例中，第一极耳111a、第二极耳121a和电连接件300均位于电池组100的端部。可以理解的是，一个电池组100包括两个电连接件300，分别设置于电池组100的两端。在其他的一些实施例中，当电池单元具有多个电池单体时，第一电池单元110和第二电池单元120的电池单体的其他极耳之间也通过电连接件进行电连接，因此上述电连接件300也可以用于电连接电池组100中非端部处的极耳，进而将这些电池单体串并联而构成一个电池组100。当然，可以理解的是，根据极耳电连接的要求，可适应性地调整电连接件的结构形式。

在本实施例中，参见图2、图3，电连接件300位于第一极耳111a和第二极耳121a之间；电连接件300包括本体部301以及从本体部301的两侧延伸的第一连接部310和第二连接部320；可选的，第一连接部310和第二连接部320以及本体部301一体成型。其中，第一连接部310的连接面与第一极耳111a连接，第二连接部320的连接面与第二极耳121a连接；并且在连接状态下，第一极耳111a所在的平面与第一电池单体111的第一侧面之间的夹角为0°-5°，第二极耳121a所在的平面与第二电池单体121的第一侧面之间的夹角为0°-5°。

上述设计使得电池单体的极耳在与电连接件连接后，极耳的所在的平面与第一侧面平行或具有很小的角度，当夹角为0°-5°时，极耳受力很小甚至不受力，因此改善了极耳受力拉扯的现象，提高了电池单体的性能和循环寿命，能够满足设计和实际使用要求。申请人在研究中发现，当极耳与电连接件连接后，若极耳所在的平面与电池单体的第一侧面之间的角度过大，当大于5°时，电池单体的极耳受力拉扯，在应力作用下造成电池单体内的极片析锂，会严重影响电池单体的循环次数，无法满足设计和使用要求。本申请通过上述电连接件的设计，同时控制极耳与电连接件连接后偏转的角度，满足了电池单体和电池包的性能和循环次数要求。示例性的，上述夹角为0°，1°，2°，3°，4°，5°等。

进一步地，第一连接部310、第二连接部320、第一极耳111a以及第二极耳121a均沿第二方向延伸，且第一连接部310的连接面和第二连接部320的连接面之间的距离为L1，第一极耳111a和第二极耳121a之间的距离为L2，其中L1＝L2，即第一连接部310的连接面和第二连接部320的连接面之间的距离与第一极耳111a和第二极耳121a之间的距离相等，以使在极耳与电连接件连接的状态下，第一极耳111a所在的平面与第一电池单体111的第一侧面平行，第二极耳121a所在的平面与第二电池单体121的第一侧面之间平行，也即两者间的夹角为0°。这种情况下，极耳受力最小，具有更佳的循环次数。

继续参见附图1、图2、图4、图5，电池组100还包括支撑件200，支撑件200设置于电连接件300与所述第一电池单体111和第二电池单体121之间，电连接件300与所述支撑件200固定连接。从而当第一极耳111a和第二极耳121a连接于电连接件300后，支撑件200能够对电连接件300进行支撑，进而对与电连接件300连接的第一极耳111a和第二极耳121a进行支撑并使其位置固定，从而能够防止极耳在连接和使用过程中过度拉扯，提高了其连接的稳定性，保证了电池单体的性能和寿命。

具体的，支撑本体210的形状与电连接件300的形状相适配，从而利于电连接件300固定安装于支撑本体210上。可选地，支撑本体210上设置有凸起211，电连接件300的第一连接部310和第二连接部320上均设置有缺口302，缺口302和凸起211卡接，从而将两者固定。其中，凸起211设置为圆柱结构，缺口302设置为C型结构，通过过盈配合实现卡接。进一步地，凸起211设置为多个，分布在支撑本体210上；相应地，缺口302也设置有多个，进一步提高了卡接的稳定性。

本实施例的电池组不再安装于模组壳体内，而是直接安装在电池包的箱体内，因此对极耳的电连接稳定性及极耳处的机械强度均提出了更高的要求。基于此，本实施例中，在极耳处，即两个极耳之间和其周边的空间内填充发泡胶和/或灌封胶，使其充满未被电池包部件占用的空间，从而提高机械强度并提供优异的电气绝缘性，同时将极耳的位置相对于电池包固定，提高了电连接的稳定性。

具体地，支撑件200包括支撑本体210和引导部220，引导部220设置于支撑本体210上方，且引导部220包括周壁221和底壁222，周壁221在面向第一电池单体111和所述第二电池单体121的方向上具有开口。继续参见图5，在第二方向Y上，底壁222向靠近所述开口的方向向下倾斜，底壁222与水平面的夹角为3°-15°。因此，在进行灌胶时，灌胶设备的灌胶嘴对准引导部220，周壁221对胶水进行阻挡防止其外溢，在胶水到达底壁222时，由于底壁222具有一定的向下倾斜角度，因此能够引导胶水从周壁222的开口往下流，进而流入第一极耳111a和第二极耳121a之间。上述引导部220设置在支撑本体210上方，因而也位于第一极耳111a和第二极耳121a的上方，因此在填充胶水时，能够避免灌胶嘴触及极耳而对其造成损伤。

可选地，第一极耳111a和第二极耳121a与电连接件300焊接。为提高焊接精度，本实施例中，在电连接件300上还设置有定位部303，定位部303用于在焊接时被视觉设备捕捉。例如在焊接时，焊接设备的CCD相机能够捕捉到该定位部303，从而对电连接件300定位，避免焊接偏位。

可选地，支撑件200上设置有承载部212，承载部212用于承载焊接时焊接夹具的作用力。例如在对第一极耳111a、第二极耳121a和电连接件300进行焊接时，焊接夹具抵靠在电连接件300上，其作用力通过电连接件300传递给支撑件200，在支撑件200上设置有承载部212，因此可通过承载部212施加反作用力到电连接件300，防止焊接的作用力通过电连接件300直接传递到极耳而损伤电池单体。

参见图6，图7，本实施例中的电池包包括多个沿第一方向排列的电池组100；以及冷板400，冷板400沿第二方向延伸，且设置于相邻的两个电池组100之间。从而冷板400与电池组100接触并传热，以对电池组100进行温度控制。

具体的，冷板400与第一电池单体111的第一侧面和第二电池单体121的第一侧面传热接触，其中，第一侧面为第一电池单体111和第二电池单体121的各个面中表面积最大的面，也即冷板400与电池单体中面积最大的侧面接触，从而增大了换热面积，提高了换热效率。

进一步地，参见图1和图2，电池组100中，第一电池单元110的电芯和第二电池单元120的电芯之间还设置有缓冲件130，也即第一电池单体111和第二电池单体121之间设置有缓冲件130。如此，缓冲件130用于吸收电芯的膨胀，特别是当电芯选用软包电芯时。可选地，缓冲件130为泡棉，泡棉除了起到吸收电芯膨胀的作用外，还具有隔热性能，可抑制热失控的扩散。

继续参见图6，图7，电池包还包括汇流排500，汇流排500设置于电池组100的一端，且与多个电池组100的电连接件300连接。具体地，可采用焊接的方式进行连接。在本实施例中，示出了四个电池组100，定义依次排列的四个电池组100分别为第一电池组、第二电池组、第三电池组和第四电池组，其中第一电池组和第二电池组中的电芯与电连接件300连接的极耳的极性相同；第三电池组和第四电池组中的电芯与电连接件300连接的极耳的极性相同，且与第一电池组和第二电池组中的电芯与电连接件300连接的极耳的极性相反。例如，第一电池组和第二电池组中的电芯与电连接件300连接的极耳均为正极耳，而第三电池组和第四电池组中的电芯与电连接件300连接的极耳均为负极耳；或者，第一电池组和第二电池组中的电芯与电连接件300连接的极耳均为负极耳，而第三电池组和第四电池组中的电芯与电连接件300连接的极耳均为正极耳。如此，通过汇流排500的连接，将第一电池组和第二电池组进行并联，将第三电池组和第四电池组进行并联，再将两者进行串接，从而实现了电池包内多个电池组100的电连接。当然，在其他的一些实施例中，第一电池组、第二电池组、第三电池组、第四电池组中的电芯与电连接件300连接的极耳的极性均相同，这样通过汇流排500的连接实现了多个电池组100的并联。

另一方面，本申请还提供一种用电设备，其包括如上的电池组100。例如用电设备为电动汽车或储能设备等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种电池组，其特征在于，包括：

沿第一方向堆叠的第一电池单元和第二电池单元，所述第一电池单元包括第一电池单体，所述第二电池单元包括第二电池单体，所述第一电池单体和第二电池单体均包括两个相对设置的端面、两个相对设置的第一侧面以及两个相对设置的第二侧面；其中所述第一侧面的面积大于所述端面的面积，且大于所述第二侧面的面积；

所述第一电池单体包括从其端面延伸出的第一极耳，所述第二电池单体包括从其端面延伸出的第二极耳；

电连接件，所述电连接件设置于所述第一极耳和所述第二极耳之间；所述电连接件包括本体部以及分别设置于所述本体部两侧的第一连接部和第二连接部；

其中，所述第一连接部的连接面与所述第一极耳电连接，所述第二连接部的连接面与所述第二极耳电连接；所述第一极耳所在的平面与所述第一电池单体的第一侧面之间的夹角为0°-5°，所述第二极耳所在的平面与所述第二电池单体的第一侧面之间的夹角为0°-5°。

2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述第一连接部、所述第二连接部、所述第一极耳以及所述第二极耳均沿第二方向延伸，且所述第一连接部的连接面和所述第二连接部的连接面之间的距离与所述第一极耳和所述第二极耳之间的距离相等。

3.根据权利要求1或2所述的电池组，其特征在于，所述电池组还包括支撑件，所述支撑件设置于所述电连接件与所述第一电池单体和第二电池单体之间，所述电连接件与所述支撑件固定连接。

4.根据权利要求3所述的电池组，其特征在于，所述支撑件包括支撑本体和引导部，所述引导部设置于所述支撑本体上方，且所述引导部包括周壁和底壁，所述周壁在面向所述第一电池单体和所述第二电池单体的方向上具有开口。

5.根据权利要求4所述的电池组，其特征在于，在第二方向上，所述底壁向靠近所述开口的方向向下倾斜，所述底壁与水平面的夹角为3°-15°。

6.根据权利要求4所述的电池组，其特征在于，所述支撑本体上设置有凸起，所述第一连接部和所述第二连接部上均设置有缺口，所述缺口和所述凸起卡接。

7.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述第一电池单元包括多个沿第二方向排列的电池单体，所述第一电池单***于所述第一电池单元的端部，和/或，

所述第二电池单元包括多个沿第二方向排列的电池单体，所述第二电池单***于所述第二电池单元的端部。

8.根据权利要求3所述的电池组，其特征在于，所述电连接件与所述第一极耳和所述第二极耳焊接；

所述电连接件上还设置有定位部；和/或，所述支撑件上设置有承载部。

9.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括多个沿第一方向排列的电池组；所述电池组为如权利要求1-8中任一项所述的电池组；

以及冷板，所述冷板设置于相邻的两个所述电池组之间。

10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括汇流排，所述汇流排与多个所述电池组的所述电连接件连接。

11.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备包括如权利要求9或10所述的电池包。