CN220984644U - 电池和用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池和用电装置。电池包括电池箱、至少两排电池组和连接结构，至少两排电池组位于电池箱的内部，每一排电池组包括多个电池单体，其中两排电池组分别设置有输出极汇流排；连接结构位于电池箱的内部，连接结构分别与两排电池组的输出极汇流排电连接，连接结构的至少部分与电池箱接触。连接结构包括连接本体和导热层，连接本体分别与相邻的两排电池组的输出极汇流排电连接；导热层设置在连接本体上，导热层的至少部分与电池箱接触。通过连接两排电池组的输出极汇流排的连接结构与电池箱接触，可以将过流温度最高的输出极汇流排的热量传递至电池箱，实现电池组的散热，从而提高电池的可靠性。

Description

电池和用电装置

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池和用电装置。

背景技术

电池单体广泛用于电子设备，例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等等。电池单体可以包括镉镍电池单体、氢镍电池单体、锂离子电池单体和二次碱性锌锰电池单体等。

在电池技术的发展中，如何提高电池的可靠性，是电池技术中一个重要的研究方向。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种电池和用电装置，其能提高电池的可靠性。

第一方面，本申请实施例提供了一种电池，电池包括电池箱、至少两排电池组和连接结构，至少两排电池组位于电池箱的内部，每一排电池组包括多个电池单体，其中两排电池组分别设置有输出极汇流排；连接结构位于电池箱的内部，连接结构分别与两排电池组的输出极汇流排电连接，连接结构的至少部分与电池箱接触。连接结构包括连接本体和导热层，连接本体分别与相邻的两排电池组的输出极汇流排电连接；导热层设置在连接本体上，导热层的至少部分与电池箱接触。

上述方案中，通过连接两排电池组的输出极汇流排的连接结构与电池箱接触，可以将过流温度最高的输出极汇流排的热量传递至电池箱，实现电池组的散热，从而提高电池的可靠性。导热层可以加速热量的传递，使得输出极汇流排的热量能快速传递至电池箱，提高了电池组的散热效率。

在一些实施例中，导热层包裹在连接本体的至少部分的外周。

上述方案中，通过增大导热层的面积，进一步提高电池组的散热效率。

在一些实施例中，导热层为导热绝缘层，导热层具有绝缘性能，在一定程度上防止电池漏电，进一步提高了电池的可靠性。

在一些实施例中，连接本体的外表面包裹有绝缘层。

上述方案中，通过在连接本体的整个外表面均包裹绝缘层，进一步提高了连接结构的绝缘性能，提高了电池的可靠性。

在一些实施例中，连接结构包括连接部和弯折部，连接部用于与电池箱接触；两个弯折部分别自连接部向电池组的方向弯折，弯折部与输出极汇流排一一对应地连接。

上述方案中，弯折部便于与电池组上方的输出极汇流排连接，连接部可以与电池箱的侧部或者与横梁连接，连接部无需占用电池箱靠近上盖的空间，从而能够为线束等部件提供更多的设置空间。

在一些实施例中，电池箱包括箱体以及位于箱体的内部且与箱体连接的横梁，横梁位于电池组的一侧，连接部与横梁接触。

上述方案中，横梁能够支撑电池组，通过将连接结构的连接部连接至电池箱的横梁上，不仅能加强连接结构与电池箱之间的连接稳固性，而且能为横梁与电池箱的侧部之间提高更多的空间，可以节省电池箱内部的空间。

在一些实施例中，连接部向横梁的方向***形成有***部，***部与横梁接触。

上述方案中，通过将连接部向横梁的方向***凸出，减少了热传递的距离，实现减少热阻的目的。

在一些实施例中，***部朝向横梁的一侧至少设置有导热层，可以加速热量的传递，使得输出极汇流排的热量能快速传递至电池箱，提高了电池组的散热效率。

在一些实施例中，横梁上设置有垫块，垫块与弯折部可拆卸连接。垫块便于横梁与连接结构的连接，而且可拆卸连接能够便于维修和更换。

第二方面，本申请实施例提供了一种用电装置，包括上述任一实施方式的电池，电池用于提供电能。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述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为本申请一些实施例的车辆的示意图；

图2为本申请一些实施例的电池的结构示意图；

图3为图2所示的电池组的结构示意图；

图4为本申请一些实施例的电池的部分结构示意图；

图5为本申请一些实施例的连接结构的结构示意图；

图6为图5的A-A方向的剖面图；

图7为本申请另一些实施例的电池的部分结构示意图；

图8为本申请一些实施例的电池的局部示意图。

附图标记说明：

车辆1000；电池100；控制器200；马达300；上盖10；电池单体20；箱体30；电池箱400；横梁41；垫块42；电池组500；输出极汇流排50；连接结构600；连接本体61；导热层70；绝缘层80；连接部62；***部621；弯折部63；第一方向X；第二方向Y。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指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，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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，也可以通过中间媒介间接相连。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申请中的具体含义。

本申请中，电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、方体方形电池单体和软包电池单体，本申请实施例对此也不限定。

本申请的实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如，本申请中所提到的电池可以包括电池组或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。

电池单体包括电极组件和电解液，电极组件由正极片、负极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质层的集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的集流体，未涂敷正极活性物质层的集流体层叠后作为正极极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质层的集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的集流体，未涂敷负极活性物质层的集流体层叠后作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。隔离膜的材质可以为PP（polypropylene，聚丙烯）或PE（polyethylene，聚乙烯）等。此外，电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例并不限于此。

本申请实施例公开的电池单体可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本申请公开的电池单体、电池等组成该用电装置的电源***，这样，有利于提升电池性能的稳定性和电池寿命。

本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电装置，用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。

以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的一种用电装置为车辆1000为例进行说明。

请参照图1，图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1000的内部设置有电池100，电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电，例如，电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300，控制器200用来控制电池100为马达300供电，例如，用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。

在本申请一些实施例中，电池100不仅可以作为车辆1000的操作电源，还可以作为车辆1000的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。

请参照图2，图2为本申请一些实施例提供的电池100的***图。电池100包括电池箱和电池单体20。在一些实施例中，电池箱可以包括上盖10和箱体30，上盖10与箱体30相互盖合，上盖10和箱体30共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。箱体30可以为一端开口的空心结构，上盖10可以为板状结构，上盖10盖合于箱体30的开口侧，以使上盖10与箱体30共同限定出容纳空间；上盖10和箱体30也可以是均为一侧开口的空心结构，上盖10的开口侧盖合于箱体30的开口侧。当然，上盖10和箱体30形成的箱体可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。

图3为图2所示的电池组的结构示意图。在电池100中，电池单体20可以是多个，多个电池单体20之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体内；当然，电池100也可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池组形式，多个电池组再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体内。电池100还可以包括其他结构，例如，该电池100还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体20之间的电连接。

每个电池单体20可以为二次电池或一次电池；还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池，但不局限于此。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。

多个电池单体组成电池组，电池包括多排电池组，每一排电池组的电池单体通过汇流排实现串联或并联。电池通过设置在输出极处的汇流排与高压盒的电连接。可在电池箱的箱体内设置高压盒，输出极汇流排与高压盒连接，然后外部负载通过高压盒实现与电池的电连接。由于输出极汇流排的过流温度最高，因此在此位置容易发生温度失控等事故，降低了电池的可靠性。

鉴于此，本申请提供了一种技术方案，在该技术方案中，电池包括电池箱、至少两排电池组和连接结构，至少两排电池组位于电池箱的内部，每一排电池组包括多个电池单体，其中两排电池组分别设置有输出极汇流排；连接结构位于电池箱的内部，连接结构分别与两排电池组的输出极汇流排电连接，连接结构的至少部分与电池箱接触。

上述方案中，通过连接两排电池组的输出极汇流排的连接结构与电池箱接触，可以将过流温度最高的输出极汇流排的热量传递至电池箱，实现电池组的散热，从而提高电池的可靠性。

图4为本申请一些实施例的电池的部分结构示意图。

如图4所示，第一方面，本申请实施例提供了一种电池100，电池100包括电池箱400、至少两排电池组500和连接结构600，至少两排电池组500位于电池箱400的内部，每一排电池组500包括多个电池单体20，其中两排电池组500分别设置有输出极汇流排50；连接结构600位于电池箱400的内部，连接结构600分别与两排电池组500的输出极汇流排50电连接，连接结构600的至少部分与电池箱400接触。

至少两排电池组500可以沿第一方向X依次设置，每一排电池组500的多个电池单体20可以沿第二方向Y依次设置，第一方向X与第二方向Y呈相交设置。每一排电池组500的电池单体20通过汇流排实现串联或并联，其中有两排电池组500上设置有输出极汇流排50，这两排电池组500的输出极汇流排50通过连接结构600连接。示例性的，电池箱400内设置有两排电池组500，在第一排电池组500和第二排电池组500的两端均设置有输出极汇流排50。第一排电池组500的左端的输出极汇流排50若为负极，用于与高压盒等连接；则第一排电池组500的右端的输出极汇流排50则为正极，第二排电池组500的右端的输出极汇流排50为负极，第一排电池组500的右端的输出极汇流排50与第二排电池组500的右端的输出极汇流排50电连接；则第二排电池组500的左端的输出极汇流排50为正极，用于与高压盒连接。

连接结构600可以由金属等导电材料制成，以实现电池组500之间的电连接。连接结构600与输出极汇流排50可以通过螺栓、卡扣、焊接等方式连接。连接结构600可以与电池箱400的箱体30的侧壁接触，或者与电池箱400内部的横梁41接触，以实现热量的传递。

上述方案中，通过连接相邻的两排电池组500的输出极汇流排50的连接结构600与电池箱400接触，可以将过流温度最高的输出极汇流排50的热量传递至电池箱400，实现电池组500的散热，从而提高电池100的可靠性。

图4为本申请一些实施例的电池的部分结构示意图；图5为本申请一些实施例的连接结构的结构示意图。

请结合参阅图4和图5，在一些实施例中，连接结构600包括连接本体61和导热层70，连接本体61分别与相邻的两个电池组500的输出极汇流排50电连接；导热层70设置在连接本体61上，导热层70的至少部分与电池箱400接触。

导热层70选用具有导热性能的胶体，例如硅橡胶导热胶、聚氨酯导热胶、环氧树脂导热胶、丙烯酸导热胶等。导热层70可以仅设置在连接本体61与电池箱400接触的部分，也可以将连接本体61的部分段的外周包裹。

上述方案中，导热层70可以加速热量的传递，使得输出极汇流排50的热量能快速传递至电池箱400，提高了电池组500的散热效率，而且导热层70还具有防磨损的效果。

在一些实施例中，导热层70包裹在连接本体61的至少部分的外周。

可以仅仅在连接本体61用于与电池箱400接触的这一部分的外周设置导热层70，也可以在用于与电池箱400接触的一部分的外周以及其它部位的外周均设置导热层70。

上述方案中，通过在连接本体61的至少部分的外周设置导热层70，增大了导热层70的面积，进一步提高电池组500的散热效率。

在一些实施例中，导热层70为导热绝缘层80。

导热绝缘层80的材料可以为硅胶、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、橡胶和陶瓷等。导热层70具有绝缘性能，在一定程度上防止电池100漏电，进一步提高了电池100的可靠性。

图6为图5的A-A方向的剖面图。

如图6所示，在一些实施例中，连接本体61的外表面包裹有绝缘层80。

可以在连接本体61的整个外表面先包裹一层绝缘层80，然后再在绝缘层80的外侧设置导热层70。通过在连接本体61的整个外表面均包裹绝缘层80，进一步提高了连接结构600的绝缘性能，提高了电池100的可靠性。

图7为本申请另一些实施例的电池的部分结构示意图。

如图7所示，在一些实施例中，连接结构600包括连接部62和弯折部63，连接部62用于与电池箱400接触；两个弯折部63分别自连接部62向电池组500的方向弯折，弯折部63与输出极汇流排50一一对应地连接。

连接部62与电池箱400的箱体30的侧壁接触，或者与电池箱400的横梁41的侧部接触。弯折部63可自连接部62的上端向旁侧弯折设置，例如弯折部63自连接部62的上端向左侧或右侧弯折，以与上方的输出极汇流排50电连接。弯折部63与输出极汇流排50可以通过螺栓、卡扣、焊接等方式连接。

上述方案中，弯折部63便于与电池组500上方的输出极汇流排50连接，连接部62可以与电池箱400的侧部或者与横梁41连接，连接部62无需占用电池箱400靠近上盖的空间，从而能够为线束等部件提供更多的设置空间。

在一些实施例中，电池箱400包括箱体30以及位于箱体30的内部且与箱体30连接的横梁41，横梁41位于电池组500的一侧，连接部62与横梁41接触。

可以在电池组500的两端均设置横梁41，两个横梁41将电池组500夹在中间，以固定支撑电池组500。连接部62可与横梁41的侧部接触，弯折部63位于横梁41的上端。输出极汇流排50的端部向下弯折搭接在横梁41的上端，弯折部63搭接在输出极汇流排50的端部的上侧。也可以先将弯折部63搭接在横梁41的上端，然后将输出极汇流排50的端部搭接在弯折部63的上方。

横梁41与电池箱400的箱体30的侧壁具有一定间隔距离，连接部62位于该间隙中。由于连接部62与横梁41接触，因此连接部62与箱体30的侧壁仍有一定间隙空间，可以容纳电池箱400中的线束等其它零部件。

上述方案中，横梁41能够支撑电池组500，通过将连接结构600的连接部62连接至电池箱400的横梁41上，不仅能加强连接结构600与电池箱400之间的连接稳固性，而且能为横梁41与电池箱400的侧部之间提高更多的空间，可以节省电池箱400内部的空间。

图8为本申请一些实施例的电池的局部示意图。

如图8所示，在一些实施例中，连接部62向横梁41的方向***形成有***部621，***部621与横梁41接触。

连接部62的中间区域可以向横梁41的侧部弯折，以形成***部621，使得***部621更能贴近横梁41。

上述方案中，通过将连接部62向横梁41的方向***凸出，减少了热传递的距离，实现减少热阻的目的。

在一些实施例中，***部621朝向横梁41的一侧至少设置有导热层70。

可以在***部621的整个外周包裹一层导热层70，也可以仅在***部621朝向横梁41的一侧设置导热层70，能够加速热量的传递，使得输出极汇流排50的热量能快速传递至电池箱400，提高了电池组500的散热效率。

在一些实施例中，横梁41上设置有垫块42，垫块42与弯折部63可拆卸连接。

垫块42可以为L型，垫块42的一个侧面与横梁41的上端贴合，另一侧面与横梁41的侧部贴合。垫块42还可以为平板状，仅与横梁41的上端贴合。

垫块42可通过焊接、粘接等方式与横梁41固定。可以在垫块42、输出极汇流排50和弯折部63上分别设置螺纹孔，通过螺栓将弯折部63、输出极汇流排50锁附至横梁41。或者垫块42上设置卡扣或卡勾等结构，输出极汇流片与弯折部63与垫块42卡接。

本申请实施例的垫块42便于横梁41与连接结构600的连接，而且可拆卸连接能够便于维修和更换。

第二方面，本申请实施例提供了一种用电装置，包括上述任一实施方式的电池100，电池100用于提供电能。

根据本申请的一些实施例，本申请提供了一种电池100，电池100包括电池箱400、至少两排电池组500和连接结构600，至少两排电池组500位于电池箱400的内部，每一排电池组500包括多个电池单体20，其中两排电池组500分别设置有输出极汇流排50；连接结构600位于电池箱400的内部，连接结构600分别与两排电池组500的输出极汇流排50电连接，连接结构600的至少部分与电池箱400接触。连接结构600包括连接本体61和导热层70，连接本体61分别与相邻的两个电池组500的输出极汇流排50电连接；导热层70设置在连接本体61上，导热层70的至少部分与电池箱400接触。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。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。本申请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，其特征在于，包括：

电池箱；

至少两排电池组，位于所述电池箱的内部，每一排所述电池组包括多个电池单体，其中两排所述电池组分别设置有输出极汇流排；

连接结构，位于所述电池箱的内部，所述连接结构分别与两排所述电池组的输出极汇流排电连接，所述连接结构的至少部分与所述电池箱接触；

所述连接结构包括：

连接本体，分别与相邻的两排所述电池组的输出极汇流排电连接；

导热层，设置在所述连接本体上，所述导热层的至少部分与所述电池箱接触。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述导热层包裹在所述连接本体的至少部分的外周。

3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述导热层为导热绝缘层。

4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述连接本体的外表面包裹有绝缘层。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电池，其特征在于，所述连接结构包括：

连接部，用于与所述电池箱接触；

弯折部，两个所述弯折部分别自所述连接部向所述电池组的方向弯折，所述弯折部与所述输出极汇流排一一对应地连接。

6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述电池箱包括箱体以及位于所述箱体的内部且与所述箱体连接的横梁，所述横梁位于所述电池组的一侧，所述连接部与所述横梁接触。

7.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，所述连接部向所述横梁的方向***形成有***部，所述***部与所述横梁接触。

8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述***部朝向所述横梁的一侧至少设置有导热层。

9.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，所述横梁上设置有垫块，所述垫块与所述弯折部可拆卸连接。

10.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电池，所述电池用于提供电能。