电池模组和电池包制造技术

本申请公开了一种电池模组和电池包，其对电池模组尤其是电池模组的电池夹具和串联片进行巧妙的结构改造，而使得每只电池单体的端部位置均存在一定大小的排气间隙，各个排气间隙通过电池夹具自带的槽道相互导通，并在夹具侧部开设与排气间隙相通的通气孔，当模组中任一只电池单体发生热失控而释放危险气体时，该危险气体都能够通过排气间隙和通气孔排出模组外部，安全性大大提高。

Battery module and battery pack

【技术实现步骤摘要】
电池模组和电池包
本申请涉及电池领域，具体涉及一种电池模组和电池包。
技术介绍
现下随着补贴退坡及新国标的推出实行，新能源车企要求锂离子电池系统能量密度提升的同时，对系统安全性能要求越来越高。为了提高能量密度，电池系统核心目前使用较多的为三元锂电池，而三元电池里镍含量的增加可以提升能量密度，但对于电池安全性能有所下降。如果电池装配成组后使用不当，如遭遇短路、过热、外力冲击等，很可能会使电池热失控。电池内部物质在热失控过程中发生大量放热化学反应，通常这些反应会产生大量可燃气体，最终电池温度升高、内部压力增大。当电池内部压力增大到一定值时，布置在电池端部的防爆阀打开，释放可燃气体。由于电池包内电池排列密集，热失控电池释放的可燃气体充斥在其他正常电池周围，当气体浓度及温度达到燃烧阀值时，可燃气体就会发生燃烧甚至爆炸，燃烧释放的巨大热量又会使其他正常电池发生热失控，最终造成热失控扩散。实验表明，电池热失控防爆阀打开至发生起火爆炸具有一定的时间间隔。因此，如何在电池热失控时将易燃气体收集排出成为难题之一。
技术实现思路
本申请目的是：针对上述问题，提出一种新型结构的电池模组和电池包，其能够在电池发生热失控时，使热失控危险气体按照预设的通路排出。本申请的技术方案是：一种电池模组，包括：若干电池单体，用于支撑所述电池单体的电池夹具，以及与所述电池单体电连接的串联片和并联网；所述电池夹具竖向贯通设置有若干电池插装孔，所述电池插装孔的孔壁处一体设置有一圈径向向内凸出的环形内凸缘，所述环形内凸缘将所述电池插装孔分隔成位于其轴向两侧的上孔段和下孔段，任意相邻的两个所述电池插装孔的所述上孔段之间均开设有自所述电池夹具的上端面向下凹陷的、并将这两个上孔段径向连通的槽道，所述串联片包括带有下凸起的圆形底片以及一体连接于所述圆形底片外缘边处且环绕所述圆形底片间隔布置的若干个弹爪，所述串联片嵌于所述上孔段内部，并且所述串联片与所述环形内凸缘竖向抵接，所述下凸起向下穿过所述环形内凸缘的中心孔而伸入至所述下孔段内部，所述并联网嵌于所述槽道和所述上孔段内、并与所述圆形底片导电接触，所述电池夹具的上、下两侧均布置有所述电池单体，其中下侧电池单体的正极端插入所述下孔段、并与所述下凸起焊接固定，上侧电池单体的负极端插入所述上孔段、并被所述串联片上的所述若干个弹爪周向环抱，所述弹爪被径向夹紧于所述电池单体和所述上孔段的孔壁之间；所述上孔段的孔壁处设置有若干个径向向内凸出的、且沿圆周方向间隔布置的定位凸台，所述定位凸台的顶面高于所述槽道的槽底面，所述弹爪包括自所述圆形底片的外缘边径向向外延伸的径向爪段以及自所述径向爪段的端部一体向上延伸的轴向爪段，每个所述弹爪均嵌于对应的相邻两个所述定位凸台之间，并且所述径向爪段与所述环形内凸缘竖向抵接，所述上侧电池单体的负极端与所述定位凸台竖向抵接，从而将所述上侧电池单体和所述圆形底片竖向隔开而在二者之间形成与所述槽道相通的竖向空隙，所述电池夹具的表面制有向内延伸至所述轴向空隙的通气孔。本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：所述环形内凸缘的中心孔的孔径大于所述圆形底片的直径，从而在所述环形内凸缘与所述圆形底片之间形成有连通所述下侧电池单体正极端和所述竖向空隙的径向空隙。所述通气孔设于所述电池夹具在水平方向上的侧端面。所述通气孔设有至少两个，分别与不同所述电池插装孔中的所述竖向空隙相连通。所述定位凸台与所述槽道错位布置。所述槽道的槽底面与所述环形内凸缘的上端面平齐布置。所述定位凸台与所述环形内凸缘一体连接。所述上侧电池单体负极端与所述定位凸台之间竖向夹设有隔热垫。所述轴向爪段为多段折弯结构。一种电池包，包括：电池箱，收容于所述电池箱内的电池模组，以及设于所述电池箱箱壁上的防水透气阀；所述电池模组为采用上述结构形式，所述防水透气阀与所述通气孔通过排气管路相连通。本申请的优点是：1、本申请通过对电池模组尤其是模组的电池夹具和串联片进行巧妙的结构改造，而使得每只电池单体的端部位置均存在一定大小的排气间隙，各个排气间隙通过电池夹具自带的槽道相互导通，并在夹具侧部开设通气孔，当模组中任一只电池单体发生热失控而释放危险气体时，该危险气体都能够通过排气间隙和通气孔排出模组外部，安全性大大提高。2、该电池模组中的排气间隙和通气孔可流通散热气体，提升了模组的散热性能。3、电池单体与定位凸台夹设的隔热垫可减缓热失控电池单体的热量向相邻电池单体的传递速度。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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为本申请实施例中电池包的结构示意图；图2为本申请实施例中电池模组的爆炸图；图3为本申请实施例中并联网的结构示意图；图4为本申请实施例中串联片的结构示意图；图5为本申请实施例中电池夹具的立体结构示意图；图6为本申请实施例中电池夹具的平面结构示意图；图7为本申请实施例中电池模组立体剖面图；图8为图7中局部结构的平面剖视图；图9为本申请实施例中电池夹具、并联网和串联片的装配结构示意图；其中：1-电池单体，2-电池夹具，3-串联片，4-并联网，5-电池箱，6-防水透气阀，7-排气管路，8-隔热垫；201-电池插装孔，201a-上孔段，201b-下孔段，202-槽道，203-定位凸台，204-通气孔，205-环形内凸缘，301-圆形底片，301a-下凸起，302-弹爪，302a-径向爪段，302b-轴向爪段，401-圆形垫片，402-并联条，a-轴向空隙，b-径向空隙。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。然而，本领域的技术人员可能会意识到其中的一个或多个的具体细节描述可以被省略，或者还可以采用其他的方法、组件或材料。在一些例子中，一些实施方式并没有描述或没有详细的描述。此外，本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。因此，附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。图1至图9示出了本申请这种电池包的一个具体实施例，与传统电池包相同的是，该电池包也包括外部的电池箱1以及收容于该电池箱1内的电池模组，为保证电池箱1内外压力均衡，在该电池箱1的箱壁上安装了两个防水透气阀6——即只透气不透水的阀。与传统电池模组结构相同的是，该电池模组也包括众多圆柱形的锂离子电池单体1，用于支撑这些电池单体1的电池夹具2(或称电池支架)，与这些电池单体1导电连接的串联片3和并联网4。参本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池模组，包括：若干电池单体(1)，用于支撑所述电池单体(1)的电池夹具(2)，以及与所述电池单体(1)电连接的串联片(3)和并联网(4)；所述电池夹具(2)竖向贯通设置有若干电池插装孔(201)，所述电池插装孔(201)的孔壁处一体设置有一圈径向向内凸出的环形内凸缘(205)，所述环形内凸缘(205)将所述电池插装孔(201)分隔成位于其轴向两侧的上孔段(201a)和下孔段(201b)，任意相邻的两个所述电池插装孔的所述上孔段(201a)之间均开设有自所述电池夹具(2)的上端面向下凹陷的、并将这两个上孔段(201a)径向连通的槽道(202)，所述串联片(3)包括带有下凸起(301a)的圆形底片(301)以及一体连接于所述圆形底片(301)外缘边处且环绕所述圆形底片(301)间隔布置的若干个弹爪(302)，所述串联片(3)嵌于所述上孔段(201a)内部，并且所述串联片(3)与所述环形内凸缘(205)竖向抵接，所述下凸起(301a)向下穿过所述环形内凸缘(205)的中心孔而伸入至所述下孔段(201b)内部，所述并联网(4)嵌于所述槽道(202)和所述上孔段(201a)内、并与所述圆形底片(301)导电接触，所述电池夹具(2)的上、下两侧均布置有所述电池单体(1)，其中下侧电池单体(1)的正极端插入所述下孔段(201b)、并与所述下凸起(301a)焊接固定，上侧电池单体(1)的负极端插入所述上孔段(201a)、并被所述串联片(3)上的所述若干个弹爪(302)周向环抱，所述弹爪(302)被径向夹紧于所述电池单体(1)和所述上孔段(201a)的孔壁之间；其特征在于，所述上孔段(201a)的孔壁处设置有若干个径向向内凸出的、且沿圆周方向间隔布置的定位凸台(203)，所述定位凸台(203)的顶面高于所述槽道(202)的槽底面，所述弹爪(302)包括自所述圆形底片(301)的外缘边径向向外延伸的径向爪段(302a)以及自所述径向爪段(302a)的端部一体向上延伸的轴向爪段(302b)，每个所述弹爪(302)均嵌于对应的相邻两个所述定位凸台(203)之间，并且所述径向爪段(302a)与所述环形内凸缘(205)竖向抵接，所述上侧电池单体(1)的负极端与所述定位凸台(203)竖向抵接，从而将所述上侧电池单体(1)和所述圆形底片(301)竖向隔开而在二者之间形成与所述槽道(202)相通的竖向空隙(a)，所述电池夹具(2)的表面制有向内延伸至所述轴向空隙(a)的通气孔(204)。...

【技术特征摘要】
1.一种电池模组，包括：若干电池单体(1)，用于支撑所述电池单体(1)的电池夹具(2)，以及与所述电池单体(1)电连接的串联片(3)和并联网(4)；所述电池夹具(2)竖向贯通设置有若干电池插装孔(201)，所述电池插装孔(201)的孔壁处一体设置有一圈径向向内凸出的环形内凸缘(205)，所述环形内凸缘(205)将所述电池插装孔(201)分隔成位于其轴向两侧的上孔段(201a)和下孔段(201b)，任意相邻的两个所述电池插装孔的所述上孔段(201a)之间均开设有自所述电池夹具(2)的上端面向下凹陷的、并将这两个上孔段(201a)径向连通的槽道(202)，所述串联片(3)包括带有下凸起(301a)的圆形底片(301)以及一体连接于所述圆形底片(301)外缘边处且环绕所述圆形底片(301)间隔布置的若干个弹爪(302)，所述串联片(3)嵌于所述上孔段(201a)内部，并且所述串联片(3)与所述环形内凸缘(205)竖向抵接，所述下凸起(301a)向下穿过所述环形内凸缘(205)的中心孔而伸入至所述下孔段(201b)内部，所述并联网(4)嵌于所述槽道(202)和所述上孔段(201a)内、并与所述圆形底片(301)导电接触，所述电池夹具(2)的上、下两侧均布置有所述电池单体(1)，其中下侧电池单体(1)的正极端插入所述下孔段(201b)、并与所述下凸起(301a)焊接固定，上侧电池单体(1)的负极端插入所述上孔段(201a)、并被所述串联片(3)上的所述若干个弹爪(302)周向环抱，所述弹爪(302)被径向夹紧于所述电池单体(1)和所述上孔段(201a)的孔壁之间；其特征在于，所述上孔段(201a)的孔壁处设置有若干个径向向内凸出的、且沿圆周方向间隔布置的定位凸台(203)，所述定位凸台(203)的顶面高于所述槽道(202)的槽底面，所述弹爪(302)包括自所述圆形底片(301)的外缘边径向向外延伸的径向爪段(302a)以及自所述径向爪段(302a)的端部一体向上延伸的轴向...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏，顾江娜，李佳旭，娄豫皖，李相哲，许玉林，王爱淑，
申请(专利权)人：苏州安靠电源有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32