电芯组件及电池包的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其提供一种电芯组件以及具有该电芯组件的电池包。


背景技术：

2.随着国家对新能源电动汽车、电动摩托车等的大力推广，动力电池领域呈现出高速发展趋势。在动力电池产业发展中，软包电池由于其安全性能好、重量轻、容量大、内阻小等优点，已经得到了广泛的应用。
3.目前，电池包是将软包电芯先组装成电池模组，再将电池模组装入电池包箱体内，整体过程工艺流程繁琐，工序较多，同时，也无法充分利用电池包的内部空间。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的提供一种电芯组件，旨在解决现有的电池包装配工艺繁琐且其内部空间无法充分利用的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种电芯组件，包括具有容置腔的外包壳以及层叠设置且置于容置腔内的多个软包电芯，软包电芯包括电芯本体以及设于电芯本体的端部的极耳，外包壳包括壳体、设于壳体的端部的且用于夹持极耳的夹持壳以及设于夹持壳处且用于将极耳引出的汇流体。
6.本实用新型的有益效果：本实用新型提供的电芯组件，将各软包电芯层叠后安置在外包壳内进行固定。具体地，软包电芯的电性本体安置于壳体内，而极耳则固定在夹持壳处，并且，通过汇流体将各软包电芯的极耳引出，方便进行串并连接。这样，在使用时，只需将多个电芯组件进行串并连接，然后组装至电池包箱体内即可，大大简化了电池包的制作流程，同时，电芯组件的整体体积更小，能够充分利用电池包的内部空间。
7.在一个实施例中，壳体包括相扣合形成容置腔的第一壳部和第二壳部，第一壳部的端部设有第一子夹持壳，第二壳部的端部设有与第一子夹持壳相对应的第二子夹持壳，第一子夹持壳与第二子夹持壳扣合形成夹持壳。
8.通过采用上述技术方案，壳体采用第一壳部和第二壳部的扣合连接，方便各软包电池的电芯本体的安装，同时，利用第一子夹持壳和第二子夹持壳相扣合连接对各软包电池的极耳进行限位。
9.在一个实施例中，第一壳部和第二壳部沿扣合方向的截面呈c字型，或者，第一壳部沿扣合方向的截面呈c字型，以及，第二壳部沿扣合方向的截面呈i 字型。
10.通过采用上述技术方案，利用截面均呈c字型的第一壳部和第二壳部进行扣合形成容置腔；或者，利用截面呈c字型的第一壳部和截面呈i字型的第二壳部相扣合形成容置腔。
11.在一个实施例中，第一壳部设有卡扣，第二壳部开设有与卡扣相适配的卡接槽，和/或，第一壳部开设有卡接槽，第二壳部设有与卡接槽相适配的卡扣。
12.通过采用上述技术方案，利用卡扣和卡接槽的相配合实现第一壳部和第二壳部的快速拆装。
13.在一个实施例中，壳体还包括定位结构，定位结构包括设于第一壳部上的定位柱以及开设于第二壳部上的定位孔。
14.通过采用上述技术方案，利用定位柱与定位孔相配，实现第一壳部和第二壳部快速对位，为装配工作做准备。
15.在一个实施例中，第一子夹持壳和/或第二子夹持壳开设有预留孔。
16.通过采用上述技术方案，通过预留孔将软包电池的极耳和汇流体进行连接。
17.在一个实施例中，相邻两个电芯本体之间设有隔热层。
18.通过采用上述技术方案，利用隔热层将电芯本体隔开，避免相邻的电芯本体之间发生热传导，而影响电芯本体正常工作。
19.本技术还提供一种电池包，包括箱体，还包括上述的电芯组件，多个电芯组件层叠地设置于箱体内。
20.本实用新型的有益效果：本实用新型提供的电池包，在具有上述电芯组件的基础上，该电池包的制造工序少，制造效率高，并且，在相同体积情况下，电池的能量密度更高。
21.在一个实施例中，箱体内设有用于抵靠电芯组件的端部的横梁以及用于抵靠电芯组件的侧部的侧板。
22.通过采用上述技术方案，利用横梁和侧板围合形成容置各电芯组件的容置空间，并且，进行有效地固定。
23.在一个实施例中，横梁内开设有第一烟道结构，并且，横梁的侧壁上开设有第一开孔，箱体上设有防爆阀。
24.通过采用上述技术方案，在电池包内部发生热失效时，烟雾从第一烟道结构流至防爆阀处，触发防爆阀后，排烟至箱体外部。
25.在一个实施例中，箱体内设有垂直连接于横梁的纵梁，纵梁内开设有与第一烟道结构相连通的第二烟道结构，并且，纵梁的侧壁上开设有第二开孔。
26.通过采用上述技术方案，利用纵梁来对应各电芯组件作进一步地限位，同时，在电池包内部发生热失效时，烟雾还可从第二烟道结构汇流至第一烟道结构处。
27.在一个实施例中，各电芯组件的极耳端具有流道空间，箱体上设有烟雾传感器和电性连接于烟雾传感器的灭火装置，烟雾传感器和灭火装置均靠近于流道空间。
28.通过采用上述技术方案，当电芯组件发生泄漏时，烟雾传感器能够检测到流道空间处的泄漏而被触发，并且，将触发信号传输至灭火装置，最终，通过灭火装置对流道空间进行灭火。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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。
30.图1为本实用新型实施例提供的电芯组件的结构示意图；
31.图2为本实用新型实施例提供的电芯组件的爆炸图；
32.图3为本实用新型实施例提供的多个电芯组件的装配图；
33.图4为本实用新型实施例提供的电池包的爆炸图；
34.图5为本实用新型实施例提供的电池包的集成水冷下箱体的结构示意图。
35.其中，图中各附图标记：
36.电芯组件100、外包壳101、软包电芯102、容置腔103、电芯本体104、极耳105、壳体106、夹持壳107、汇流体108、第一壳部109、第二壳部110、第一子夹持壳111、第二子夹持壳112、卡扣113、卡接槽114、定位结构115、定位柱116、定位孔117、预留孔118、隔热层119、箱体200、横梁201、侧板 202、集成水冷下箱体203、箱盖204、第一防火板205、第二防火板206、导热垫207、第一开孔208、防爆阀209、纵梁210、第二开孔211、流道空间212、烟雾传感器213、灭火装置214、第三防火板215、密封圈216。
具体实施方式
37.下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
38.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
39.此外，术语“第一”、“第二”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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
40.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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。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实用新型中的具体含义。
41.请参考图1和图2，本技术的电芯组件100，包括具有容置腔103的外包壳 101以及层叠设置且置于容置腔103内的多个软包电芯102，软包电芯102包括电芯本体104以及设于电芯本体104的端部的极耳105，外包壳101包括壳体 106、设于壳体106的端部的且用于夹持极耳105的夹持壳107以及设于夹持壳 107处且用于将极耳105引出的汇流体108。可以理解地，外包壳101可为一个整体，将各软包电芯102从开口处放入容置腔103内，当然，外包壳101也可为拼装结构，这样，方便各软包电芯102安装。以及，外包壳101的壳体106 的容置腔103与各软包电芯102的电芯本体104的外形轮廓相适配。
42.请参考图3，在使用时，将多个电芯组件100相层叠设置，即相邻的电芯组件100的
壳体106相抵靠，同时，夹持壳107也相对应设置，这样，使得各软包电芯102的极耳105朝向同侧，并且，通过汇流体108将各极耳105引出，再将各汇流体108进行串并连接，即将所有的电芯组件100电性连接起来，方便使用。同时，每个电芯组件100又是独立存在，出现问题，需要修改时，可单独的进行拆装，相较于传统的电池模组拆装性差，本技术的电芯组件100组合形成的电池组更具优势。
43.本实用新型提供的电芯组件100，将各软包电芯102层叠后安置在外包壳 101内进行固定，并且，可更具实际需求增减容置腔103内软包电芯102的数量。具体地，软包电芯102的电性本体安置于壳体106内，而极耳105则固定在夹持壳107处，并且，通过汇流体108将各软包电芯102的极耳105引出，方便进行串并连接。这样，在使用时，只需将多个电芯组件100进行串并连接，然后组装至电池包箱体内即可，大大简化了电池包的制作流程，同时，电芯组件100的整体体积更小，能够充分利用电池包的内部空间。
44.请参考图1和图2，在一个实施例中，壳体106包括相扣合形成容置腔103 的第一壳部109和第二壳部110，采用分壳的形式，更加便于各软包电芯102 置于容置腔103内，减少软包电池装配过程中的损伤。第一壳部109的端部设有第一子夹持壳111，第二壳部110的端部设有与第一子夹持壳111相对应的第二子夹持壳112，第一子夹持壳111与第二子夹持壳112扣合形成夹持壳107。可以理解地，第一子夹持壳111和第二子夹持壳112分别位于第一壳部109和第二壳部110的端部，并在，在第一壳部109和第二壳部110相扣合时，两个子夹持壳107形成限位各极耳105的夹持壳107。根据软包电池的极耳105的分布情况，可在第一壳部109的相对两端分别设置一个第一子夹持壳111，以及在第二壳部110的相对两端分别设置一个第二子夹持壳112，这样，电芯组件100的正极和负极是相对设置的；或者，可在第一壳部109的一端设置两个第一子夹持壳111，在第二壳部110的同一端也设置两个对应的第二子夹持壳 112，这样，电池组件的正极和负极位于同一侧。
45.请参考图1和图2，在一个实施例中，第一壳部109和第二壳部110沿扣合方向的截面呈c字型。这样，两个均呈c字型的壳部扣合形成容置腔103，并且，在安装时，软包电芯102的电芯本体104可先容置于第一壳部109和\ 或第二壳部110内。或者，第一壳部109沿扣合方向的截面呈c字型，以及，第二壳部106沿扣合方向的截面呈i字型。同理地，呈c字型的第一壳部109 与呈i字型的第二壳部110同样能够围合形成容置腔103，并且，在安装时，软包电池的电芯本体104可先容置与第一壳部109。当然，也可将第一壳部109 沿扣合方向的截面呈i字型，而第二壳部110沿扣合方向的截面呈c字型。
46.具体地，在一个实施例中，第一壳部109可拆卸地连接于第二壳部110。这样，第一壳部109与第二壳部110之间能够实现快速拆装，以及，方便对安装在容置腔103内的软包电池进行替换和日常维护。这里，可拆卸的结构形式可为卡扣连接、螺纹连接等。
47.请参考图2，在一个实施例中，第一壳部109设有卡扣113，第二壳部110 开设有与卡扣113相适配的卡接槽114，和/或，第一壳部109开设有卡接槽114，第二壳部110设有与卡接槽114相适配的卡扣113。这里，通过卡扣113与卡接槽114的卡扣113连接实现二者的可拆卸连接。具体地，卡扣113可单独设置在第一壳部109上，以及，在第二壳部110上开设对应的卡接槽114，或者，在第一壳部109和第二壳部110上均设有卡扣113，以及，在第一壳部109和第二壳部110对应的位置开设卡接槽114。
48.请参考图2，在一个实施例中，为了实现第一壳部109和第二壳部110在快速拆装过
程，实现良好的对位。壳体106还包括定位结构115，定位结构115 包括设于第一壳部109上的定位柱116以及开设于第二壳部110上的定位孔 117。可以理解地，利用定位柱116与定位孔117相配，实现第一壳部109和第二壳部110快速对位，这样，能够避免卡扣113与卡接槽114的错位连接，为装配工作做准备。当然，定位孔117和定位柱116的设置可根据实际需要进行调换。
49.请参考图2，在一个实施例中，第一子夹持壳111和/或第二子夹持壳112 开设有预留孔118。这里，通过预留孔118将软包电池的极耳105和汇流体108 进行连接。即在完成装配固定后，通过焊接设备等通过预留孔118对极耳105 和汇流体108进行焊接固定。
50.请参考图2，在一个实施例中，相邻两个电芯本体104之间设有隔热层119。由于软包电池在工作时均会产热，为了保证外包壳101内的各软包电芯102之间能够独立工作，因此，通过设置隔热层119来阻隔相邻软包电芯102的电芯本体104进行热交换。这里，隔热层119可为气凝胶、云母板以及气凝胶云母复合板中的任意一种或几种。
51.请参考图4，本技术还提供一种电池包，包括箱体200，还包括上述的电芯组件100，多个电芯组件100层叠地设置于箱体200内。这里，利用箱体200 的边框对各电芯组件100的外围进行空间限位，避免各电芯组件100发生偏位，即各电芯组件100是通过箱体200进行固定限位的，打开箱体200后对各电芯组件100的位置一目了然，也方便对各电芯组件100进行检修。
52.本实用新型提供的电池包，在具有上述电芯组件100的基础上，该电池包的制造工序少，制造效率高，并且，在相同体积情况下，电池的能量密度更高。
53.请参考图4和图5，在一个实施例中，箱体200内设有用于抵靠电芯组件 100的端部的横梁201以及用于抵靠电芯组件100的侧部的侧板202。可以理解地，由于电芯组件100的规格以及放置位置的要求的不同，利用额外在箱体200 内设置的横梁201和侧板202围合形成容置各电芯组件100的容置空间，并且，对其进行有效地固定。具体地，请参考图5，在与箱体200的两个长边侧壁处分别设置两个间隔设置的横梁201，以及在与箱体200的两个短边侧壁处分别设置两个间隔设置的侧板202，这里，横梁201的相对两端连接至箱体200的短边侧壁上，这样，两个侧板202则垂直设置在两个横梁201之间，并且，侧板202一端侧与箱体200的底部内侧连接，两个侧板202和两个横梁201重新围合形成容置空间，侧板202抵接电芯组件100的长度方向，横梁201抵接电芯组件100的宽度方向。可选地，两个侧板202之间间距还可进行调整，这样，以适应不同数量的电芯组件100。
54.请参考图4，在一个实施例中，该箱体200为集成水冷箱体，包括集成水冷下箱体203和盖设于集成水冷下箱体203上的箱盖204，集成水冷下箱体203 与箱盖204之间还设有密封圈216，从而保证容置空间内的密封性。
55.请参考图4，在一个实施例中，在侧板202朝向电芯组件100的一侧设有第一防火板205，在箱盖204朝向电芯组件100的一侧设有第二防火板206，在横梁朝向电芯组件100的一侧设有第三防火板215，以及，在集成水冷下箱体 203的底部内侧设有导热垫207。这里，第一防火板205、第二防火板206和第三防火板215起到安全防护的作用，降低电芯组件100发生热失控后对箱体200 的冲击，以及，导热垫207提高电芯组件100与集成水冷下箱体203之间的热传递效率。
56.请参考图4和图5，在一个实施例中，横梁201内开设有第一烟道结构，并且，横梁
201的侧壁上开设有第一开孔208，箱体200上设有防爆阀209。可以理解地，在电池包内部发生热失效时，烟雾可从第一开孔208处进入第一烟道结构，并流至防爆阀209处，触发防爆阀209后，排烟至箱体200外部。具体地，在横梁201的两个端部分别开设有第一开孔208，以及，侧板202与横梁201之间形成引流空间，该引流空间与第一开孔208相临近，这样，当电芯组件100发生热失控时，烟雾经引流空间以及第一开孔208进入第一烟道结构内。
57.请参考图5，在一个实施例中，箱体200内设有垂直连接于横梁201的纵梁210，纵梁210内开设有与第一烟道结构相连通的第二烟道结构，并且，纵梁210的侧壁上开设有第二开孔211。可以理解地，纵梁210将容置空间进行进一步划分形成若干个子空间，从而满足一定数量的电芯组件100分组安装。同时，纵梁210上开设的第二烟道结构与第一烟道结构连通，因此，热失控时的烟雾可从第二开孔211进入第二烟道结构，最终从防爆阀209处泄至外部。可选地，在纵梁210的相对两端均开设有第二开孔211。
58.请参考图2至图4，在一个实施例中，各电芯组件100的极耳105端具有流道空间212，箱体200上设有烟雾传感器213和电性连接于烟雾传感器213 的灭火装置214，烟雾传感器213和灭火装置214均靠近于流道空间212。这里，流动空间是指电芯组件100的壳体106与夹持壳107的连接处的预留空间。因此，当电芯组件100发生泄漏时，烟雾传感器213能够检测到流道空间212处的泄漏而被触发，并且，将触发信号传输至灭火装置214，最终，通过灭火装置214对流道空间212进行灭火。
59.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。