一种基于电芯串的电池模组制造技术

本发明专利技术公开了一种基于电芯串的电池模组，包括囗形板框和电芯阵列。囗形板框是由四面长条形板体而围成的两端开口的板框。电芯阵列是由偶数个电芯串所组成的方形阵列。通过前端组件和后端组件，将电芯阵列封在囗形板框内。电芯串由若干个长条形结构的电极极柱分列于其两端的电芯串接而成。相邻电芯串的电极极性朝向相反设置，并通过端部电极的极柱相串接。两侧电芯串在前端分别连接输出电极极耳。每个电芯设置有单芯采集板和防爆阀，单芯采集板设有电压端子和温度端子。电压端子和温度端子通过采集汇集架汇集至后端的汇集接口。电芯底部设有热传导结构。本发明专利技术通过对电芯和电池模组整体的优化设计提升其装配成电池包的能量密度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电芯串的电池模组
本专利技术涉及电池模组。
技术介绍
现有技术下，用以组成电池包的方形电芯其正负极通常位于其顶面。电池包装配时，电芯与电芯连接需要相应的配件进行连接。这些连接的配件占用大量的空间导致整个电池包能量密度下降。为此，专利文献CN102104167A和CN110518174A都公开了内部串联式的电池。通过这种内部串联的电池提高单体电池电压减少外部连接件，从而提高电池包整体能量密度。这种内部串联式的电池本质上是多个电池串联。这种电池，无法对单个电芯监测，监测以串联后的电池为单位。另一方面，这种电池由于内部串联，电池装配复杂，装配后容易失效，比如因内部器件或装配原因，容易导致电芯之间电解液相互流通等。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题：通过对电芯和电池模组整体的优化设计，提高电池包空间利用效率，从而提升电池包能量密度。为解决上述问题，本专利技术采用的方案如下：一种基于电芯串的电池模组，包括囗形板框和电芯阵列；所述囗形板框是由四面长条形板体而围成的两端开口的板框；所述囗形板框的两端分别为前端和后端；所述电芯阵列是由偶数个电芯串所组成的方形阵列；通过前端开口设置的前端组件和后端开口设置的后端组件，将所述电芯阵列封在所述囗形板框内；所述前端组件包括输出电极极耳；所述电芯串包括若干个电芯；所述电芯呈长条方形结构，其两电极的极柱分别位于其两端；所述电芯串通过其中一个电芯正极的极柱与另一个电芯负极的极柱相焊接后串接而成；所述电芯串的两端分别位于前端和后端；相邻电芯串的电极极性朝向相反设置；相邻电芯串端部电极的极柱相串接；两侧最边的电芯串在前端分别连接所述输出电极极耳。进一步，所述前端组件还包括前端巴片架板、串接巴片、前端绝缘板和前端端板；所述前端端板上设有极耳支撑件，并与所述囗形板框固定相连；所述前端巴片架板紧贴所述电芯阵列的前端端面设置；所述串接巴片设置在所述前端巴片架板的巴片槽内，并连接电芯串端部电极的极柱；所述前端绝缘板设置于所述前端巴片架板和所述前端端板之间，并紧贴所述前端巴片架板；所述输出电极极耳的一端设置在所述前端巴片架板的极耳槽内并连接电芯串端部电极的极柱，另一端穿过所述前端绝缘板上的极耳孔后设置在所述极耳支撑件上。进一步，所述后端组件包括后端巴片架板、串接巴片、后端绝缘板和后端端板；所述后端端板与所述囗形板框固定相连；所述后端巴片架板紧贴所述电芯阵列的后端端面设置；所述串接巴片设置在所述后端巴片架板的巴片槽内，并连接电芯串端部电极的极柱；所述后端绝缘板设置于所述后端巴片架板和所述后端端板之间，并紧贴所述后端巴片架板。进一步，所述电芯负极端设置有单芯采集板；所述单芯采集板包括背板、电压检测端子、温度检测端子、温度传感器、电压极柱贴合板和导热极柱贴合板；所述背板紧贴所述电芯负极端的端面；所述电压检测端子、温度检测端子、温度传感器、电压极柱贴合板和导热极柱贴合板设置在所述背板上；所述电压极柱贴合板和导热极柱贴合板连接所述电芯负极端的极柱；所述电压检测端子和所述电压极柱贴合板电相连；所述温度检测端子和所述温度传感器电相连；所述导热极柱贴合板通过导热层连接所述温度传感器。进一步，还包括采集汇集架；所述采集汇集架包括汇集接口和若干个端子接头；所述端子接头与所述电芯上的单芯采集板的所述电压检测端子和温度检测端子相对应并相连；各个端子接头连接所述汇集接口。进一步，所述后端端板上设置有接口架；所述汇集接口设置在所述接口架上。进一步，所述电压检测端子和温度检测端子包括端子壳以及设置在所述端子壳内的接插针；其中，所述电压检测端子的端子壳内设置有一根接插针，所述温度检测端子的端子壳内设置有两根相分离的接插针；所述端子壳呈方形，并设有顶端开口的插头容纳腔；所述接插针收容于插头容纳腔内，并竖直设置；所述端子壳的侧板设置有搭扣口；所述端子接头包括插头主体和弹簧板；所述插头主体为方形结构；所述弹簧板有两个；两个弹簧板分别设置于所述插头主体两侧向背的侧面；所述弹簧板上设置有搭扣凸；当所述端子接头的插头主体插入所述插头容纳腔时，所述弹簧板向内收缩，并依赖所述弹簧板自身的弹性，使得所述弹簧板上的搭扣凸卡入所述搭扣口。进一步，所述采集汇集架还包括设置在所述电芯阵列顶面的横向支撑条和纵向支撑条；所述端子接头设置在所述横向支撑条和纵向支撑条上；所述纵向支撑条顺着所述电池模组前后端方向设置，连接并垂直于所述横向支撑条；所述汇集接口连接于所述横向支撑条。进一步，电芯串的电芯与相邻电芯串的电芯之间设置有缓冲垫；所述横向支撑条设置有缓冲凸桥。进一步，所述采集汇集架和所述囗形板框的顶板之间还设置有汇集支撑架。进一步，所述电芯表面设置有一层绝缘膜；所述电芯两端设置有电芯护架；所述电芯护架用于将所述电芯架空，使得所述电芯与所述囗形板框的四面板体之间绝缘隔离。进一步，所述电芯与所述囗形板框底板之间还设置有导热层。进一步，所述电芯的顶面上设置有防爆阀；所述囗形板框的顶板上设置有若干爆开孔；所述爆开孔的位置与各个电芯的所述防爆阀位置相对应。本专利技术的技术效果如下：本专利技术通过对电芯和电池模组整体的优化设计，使得电池模组结构紧凑，电池模组配件占用空间少，从而提升整体的能量密度，并且电池模组与外界不同功能的交互分别朝向不同方向，比如，高压接口和低压接口分别位于模组两端，热交换位于模组底面，防爆设计位于顶面，由此，便于电池包结构优化，从而提升电池包能量密度。附图说明图1是本专利技术电池模组实施例的整体结构分解图。图2是本专利技术电池模组实施例的整体结构示意图。图3是电芯串的分解示意图。图4是电芯串中电芯对接处的结构示意图。图5是本专利技术电池模组实施例的前端分解图。图6是本专利技术电池模组实施例的后端分解图。图7是电芯负极端的分解示意图。图8是采集汇集架的结构示意图。图9是图8中虚线方框部分的放大图。图10是前端巴片架板的正面结构示意图。图11是前端巴片架板的背面结构示意图。图12是电芯护架的结构示意图。图13是电压检测端子、温度检测端子和端子接头之间的分解示意图。图14是电芯极柱和串接巴片的连接示意图。其中，101是囗形板框，102是电芯阵列，103是前端组件，104是后端组件，105是采集汇集组件，108是前端，109是后端，1是L形板，11是顶板，12是侧板，121是侧板端部延长部，13是底板，14是爆开孔，15是导热层，151是导热绝缘结构胶，16是汇集支撑架，19是电芯容纳腔；200是电芯串，21是电芯，211是极柱，2111是极柱槽，212是防爆阀，213是绝缘膜，219是极柱焊接缝，21N是电芯负极端，21P是电芯正极端，22是单芯采集板，221是背板，222是电压检测端子，223是温度检测端子，224是温度传感器，225是电压极柱贴合板，226导热极柱贴合板，227是导热层，23是电芯护架，231是端面托板，232本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电芯串的电池模组，其特征在于，包括囗形板框和电芯阵列；所述囗形板框是由四面长条形板体而围成的两端开口的板框；所述囗形板框的两端分别为前端和后端；所述电芯阵列是由偶数个电芯串所组成的方形阵列；通过前端开口设置的前端组件和后端开口设置的后端组件，将所述电芯阵列封在所述囗形板框内；所述前端组件包括输出电极极耳；所述电芯串包括若干个电芯；所述电芯呈长条方形结构，其两电极的极柱分别位于其两端；所述电芯串通过其中一个电芯正极的极柱与另一个电芯负极的极柱相焊接后串接而成；所述电芯串的两端分别位于前端和后端；相邻电芯串的电极极性朝向相反设置；相邻电芯串端部电极的极柱相串接；两侧最边的电芯串在前端分别连接所述输出电极极耳。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于电芯串的电池模组，其特征在于，包括囗形板框和电芯阵列；所述囗形板框是由四面长条形板体而围成的两端开口的板框；所述囗形板框的两端分别为前端和后端；所述电芯阵列是由偶数个电芯串所组成的方形阵列；通过前端开口设置的前端组件和后端开口设置的后端组件，将所述电芯阵列封在所述囗形板框内；所述前端组件包括输出电极极耳；所述电芯串包括若干个电芯；所述电芯呈长条方形结构，其两电极的极柱分别位于其两端；所述电芯串通过其中一个电芯正极的极柱与另一个电芯负极的极柱相焊接后串接而成；所述电芯串的两端分别位于前端和后端；相邻电芯串的电极极性朝向相反设置；相邻电芯串端部电极的极柱相串接；两侧最边的电芯串在前端分别连接所述输出电极极耳。


2.如权利要求1所述的基于电芯串的电池模组，其特征在于，所述前端组件还包括前端巴片架板、串接巴片、前端绝缘板和前端端板；所述前端端板上设有极耳支撑件，并与所述囗形板框固定相连；所述前端巴片架板紧贴所述电芯阵列的前端端面设置；所述串接巴片设置在所述前端巴片架板的巴片槽内，并连接电芯串端部电极的极柱；所述前端绝缘板设置于所述前端巴片架板和所述前端端板之间，并紧贴所述前端巴片架板；所述输出电极极耳的一端设置在所述前端巴片架板的极耳槽内并连接电芯串端部电极的极柱，另一端穿过所述前端绝缘板上的极耳孔后设置在所述极耳支撑件上。


3.如权利要求2所述的基于电芯串的电池模组，其特征在于，所述后端组件包括后端巴片架板、串接巴片、后端绝缘板和后端端板；所述后端端板与所述囗形板框固定相连；所述后端巴片架板紧贴所述电芯阵列的后端端面设置；所述串接巴片设置在所述后端巴片架板的巴片槽内，并连接电芯串端部电极的极柱；所述后端绝缘板设置于所述后端巴片架板和所述后端端板之间，并紧贴所述后端巴片架板。


4.如权利要求3所述的基于电芯串的电池模组，其特征在于，所述电芯负极端设置有单芯采集板；所述单芯采集板包括背板、电压检测端子、温度检测端子、温度传感器、电压极柱贴合板和导热极柱贴合板；所述背板紧贴所述电芯负极端的端面；所述电压检测端子、温度检测端子、温度传感器、电压极柱贴合板和导热极柱贴合板设置在所述背板上；所述电压极柱贴合板和导热极柱贴合板连接所述电芯负极端的极柱；所述电压检测端子和所述电压极柱贴合板电相连；所述温度检测端子和所述温度传感器电相连；所述导热极柱贴合板通过导热层连接所述温度传感器。


5.如权利要求4所述的基于电芯串的电池模...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓江南，姜斌，刘晨南，杨秋立，
申请(专利权)人：江苏塔菲尔动力系统有限公司，江苏塔菲尔新能源科技股份有限公司，东莞塔菲尔新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32