模组上盖、电池模组及电池包的制作方法

1.本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种模组上盖、电池模组及电池包。


背景技术：

2.电池模组通常包括一个模组外壳和多个单体电池，单体电池设置在模组外壳内部。对于电池模组来说，当电池模组高负荷运行时，单体电池会排出气体至模组外壳内部，若这些高温气体不能够及时排出，电池模组会受损，甚至会引起爆炸等安全事故。
3.为了保证高温气体能够及时排出电池模组外，同时为了避免电池模组外部的灰尘和水进入电池模组的内部，部分厂家的电池模组的上盖会设置有防爆阀。在电池模组低负荷运行时，防爆阀处于关闭状态，防爆阀可以阻挡灰尘和水进入模组内部；当模组外壳内部的气压增大至一定值时，防爆阀开启，高温气体可以通过防爆阀排出。
4.但是，防爆阀大多是一次性的，这种防爆阀在较高的气体压力的作用下，其阀片会破裂；模组内的气体会从阀片的裂缝中排出，这一裂缝形成后防爆阀便无法防水、防尘。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种模组上盖，该模组上盖能够防水、防尘以及供高温气体排出，且排气完成后，该模组上盖可以防水、防尘。
6.本发明还提出一种具有上述模组上盖的电池模组。
7.本发明还提出一种具有上述电池模组的电池包。
8.根据本发明的第一方面实施例的模组上盖，包括：盖板，用于覆盖电池的顶部，所述盖板具有至少一个第一排气孔；活动盖，与所述盖板活动连接，所述活动盖设置在所述盖板的上侧，每一所述活动盖覆盖并封闭至少一个所述第一排气孔，所述活动盖能够被所述活动盖下方的气体推动而向上运动，以解除所述活动盖对所述第一排气孔的封闭。
9.根据本发明实施例的模组上盖，至少具有如下有益效果：当模组上盖下方的气压较小时，活动盖可以保持对第一排气孔的封闭，在活动盖的阻挡作用下，位于模组外壳外部的水、灰尘难以从第一排气孔进入模组外壳的内部；当模组上盖下方的气压较大时，活动盖下方的气体可以推开活动盖，解除活动盖对第一排气孔的封闭，随后位于模组上盖下方的气体便可以通过第一排气孔排出。随着高温高压的气体排出模组上盖下方的气压减小，活动盖再次覆盖第一排气孔。本发明的模组上盖，其活动盖可以相对于盖板运动以开启第一排气孔，而且，活动盖还可以在气体排出之后复位从而再次封闭第一排气孔，保持模组上盖的防尘、防水作用。
10.根据本发明的一些实施例，所述盖板包括覆盖部和至少一个安装部，所述第一排气孔设置于所述覆盖部；所述安装部连接于所述覆盖部的顶部，且所述安装部相对于所述覆盖部的顶部凸出，所述安装部具有安装孔；所述活动盖包括挡板和连接体，所述挡板覆盖所述第一排气孔，所述挡板的一端与所述连接体的侧部连接，所述连接体的端部可转动地
设置于所述安装孔中。
11.根据本发明的一些实施例，所述挡板包括收缩部和主体部，所述主体部和所述连接体分别连接于所述收缩部的两侧；沿所述连接体的轴向，所述主体部的端部相对于所述收缩部凸出，且所述连接体的端部相对于所述收缩部凸出，以使所述连接体、所述主体部以及所述收缩部共同限定出第一容置槽，所述安装部的一部分容纳于所述第一容置槽中。
12.根据本发明的一些实施例，所述盖板包括覆盖部和至少一个安装部，所述第一排气孔设置于所述覆盖部；所述安装部连接于所述覆盖部的顶部，且所述安装部相对于所述覆盖部的顶部凸出，所述安装部具有滑动槽；所述活动盖包括挡板和连接体，所述挡板覆盖所述第一排气孔，所述挡板的一端与所述连接体的侧部连接，所述连接体可滑动地设置于所述滑动槽中，且所述连接体能够沿所述滑动槽上下滑动。
13.根据本发明的一些实施例，每一所述连接体与两个所述安装部连接；对于与同一所述连接体连接的两个所述安装部，任一所述安装部朝向另一所述安装部的一侧能够与所述挡板抵持，以阻碍所述挡板沿所述连接体的轴向移动。
14.根据本发明的一些实施例，所述活动盖设置有多个，所述活动盖用于与所述盖板连接的一端为连接端，所述活动盖远离所述连接端的一端为活动端；沿多个所述活动盖的排列方向，对于两个相邻的所述活动盖，其中一个所述活动盖的所述活动端与另一个所述活动盖的所述连接端相邻设置。
15.根据本发明的一些实施例，所述盖板和所述活动盖均由绝缘材料制成。
16.根据本发明的第二方面实施例的电池模组，包括：模组外壳，包括模组下壳，以及第一方面实施例所述的模组上盖，所述模组下壳具有第一容置腔，所述模组上盖连接于所述模组下壳以覆盖所述第一容置腔，所述第一排气孔与所述第一容置腔连通；电池，设置有多个，所述电池容纳于所述第一容置腔中，所述电池的顶部具有防爆阀，所述防爆阀与所述第一排气孔相对。
17.根据本发明的一些实施例，电池模组还包括：连接片，设置为导体，所述连接片设置有多个，所述连接片与所述电池电性连接，以使所述电池模组中的多个所述电池相互串联或并联；电气隔离板，所述电气隔离板绝缘，所述连接片安装于所述电气隔离板，所述电气隔离板设置于所述第一容置腔中，且所述电气隔离板覆盖于所述电池的顶部，所述电气隔离板具有第二排气孔，所述第二排气孔与所述防爆阀相对，且所述第一排气孔与所述第二排气孔相对。
18.根据本发明的第三方面实施例的电池模组，包括：箱体，内部具有第二容置腔，所述箱体还具有第三排气孔，所述第三排气孔与所述第二容置腔连通；第二方面实施例所述的电池模组，所述电池模组设置有多个，多个所述电池模组容纳于所述第二容置腔中。
19.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
20.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
21.图1为本发明实施例中模组上盖的立体示意图；
22.图2为图1所示的模组上盖的局部示意图；
23.图3为图2所示的模组上盖的挡板与安装部的分解示意图；
24.图4为本发明实施例中电池的立体示意图；
25.图5为本发明实施例中挡板覆盖第一排气孔时的简化示意图；
26.图6为图5所示的结构中挡板解除对第一排气孔的覆盖时的简化示意图；
27.图7为本发明实施例中相互滑动连接的挡板与安装部的分解示意图；
28.图8为本发明实施例中电池模组的分解示意图；
29.图9为本发明实施例中电池模组中电气隔离板与电池之间的装配图；
30.图10为防爆阀、第一排气孔和第二排气孔三者之间的相对位置示意图；
31.图11为电池模组中多个电池串联的原理示意图(俯视角度)；
32.图12为电池模组中多个电池并联的原理示意图(俯视角度)；
33.图13为本发明实施例中电池包的示意图；
34.图14为电池包的箱体阻碍活动盖向上转动的原理示意图。
35.附图标记：100-模组上盖，101-盖板，102-活动盖，103-第一排气孔，104-第二容置槽，201-安装部，202-覆盖部，301-安装孔，302-收缩部，303-连接体，304-主体部，305-第一容置槽，306-挡板，401-电池，402-壳体，403-顶盖，404-防爆阀，405-正极柱，406-负极柱，407-极柱，501-模组下壳，502-第一容置腔，503-模组外壳，701-滑动槽，800-电池模组，801-电气隔离板，901-定位孔，902-第二排气孔，1001-连接片，1301-电池包，1302-箱体，1303-第二容置腔，1304-第三排气孔，1401-顶板。
具体实施方式
36.下面详细描述本发明的实施例，所述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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
37.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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发明和简化描述，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发明的限制。
38.在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
39.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
40.本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
41.本发明提供了一种模组上盖100，参照图1，模组上盖100包括盖板101和活动盖102。
42.盖板101用于覆盖在电池401的顶部，参照图1和图2，盖板101具有至少一个第一排气孔103(第一排气孔103设置为通孔)，活动盖102亦设置有至少一个，一个活动盖102至少覆盖并封闭一个第一排气孔103。活动盖102与盖板101活动连接，且活动盖102设置在盖板101的上侧。
43.为方便说明模组上盖100的工作原理，此处先对电池模组800和电池模组800中的电池401作简单的介绍。参照图4和图5，电池模组800包括模组外壳503和多个电池401，参照图5，模组上盖100作为模组外壳503的一部分，电池401可以设置在模组外壳503的内部。参照图4，电池401包括壳体402、卷芯、电解液和顶盖403(卷芯和电解液未示出)；壳体402中空设置，顶盖403连接在壳体402的顶部，电解液和卷芯均设置在壳体402的内部，且卷芯浸泡在电解液中。顶盖403具有防爆阀404，卷芯与电解液发生反应后会产生一些气体，当壳体402内部的气体过多时，壳体402内部的气体便会通过防爆阀404排出至电池401的外部，随后这部分气体再排出至电池模组800的外部。
44.参照图5，活动盖102可以依靠自身的重力覆盖在第一排气孔103上，相应地，若模组外壳503内部的气体需要排出，则模组外壳503内部的气体需要克服模组外壳503外部的气压以及活动盖102的重力。当电池模组800处于低负荷运行状态时，电池401不排出气体，或者电池401仅排出少量的气体，此时模组外壳503内部的气压较小，不足以推开活动盖102。活动盖102保持对第一排气孔103的封闭，在活动盖102的阻挡作用下，位于模组外壳503外部的水、灰尘难以从第一排气孔103进入模组外壳503的内部。
45.当电池模组800处于高负荷运行状态时(例如，电池模组800中的电池401在快速充电或放电)，电池401排出较多的高温气体，模组外壳503内部的气压较高，模组外壳503内部的气体可以推开活动盖102，解除活动盖102对第一排气孔103的封闭，随后气体便可以通过第一排气孔103排出至模组外壳503的外部(如图6所示)。
46.随着高温高压的气体排出至模组外壳503的外部，模组外壳503内部的气压逐渐减小；当模组外壳503内部的气压减小至一定程度后，活动盖102再次覆盖第一排气孔103。
47.该模组上盖100的活动盖102可以相对于盖板101运动以开启第一排气孔103，而且，活动盖还可以在气体排出之后复位从而再次封闭第一排气孔103，保持模组上盖100的防尘、防水作用。此外，本发明的模组上盖100，通过一个可上下运动的活动盖102封闭第一排气孔103来实现密封和排气的功能，模组上盖100的结构简单、成本较低。
48.参照图1和图2，在一些实施例中，活动盖102与第一排气孔103均设置有多个，活动盖102与第一排气孔103的数量相等，每一活动盖102分别用于覆盖一个第一排气孔103。当然，活动盖102与第一排气孔103的数量不一定需要相等，活动盖102的数量可以少于第一排气孔103，每一个活动盖102可以覆盖多个第一排气孔103。例如，在一些实施例中，每一活动盖102用于覆盖两个第一排气孔103；又或者，在一些实施例中，活动盖102仅设置有一个，一个活动盖102可以同时覆盖所有第一排气孔103。此外，第一排气孔103也可以仅设置有一个，而活动盖102则设置有多个，多个活动盖102共同覆盖一个第一排气孔103；相应地，为了保证气密性，相邻的活动盖102的边缘需要贴合，以减小活动盖102之间的间隙。
49.活动盖102与盖板101之间的活动连接具体可以是转动连接，也可以是滑动连接。
50.例如，结合图2、图3、图5和图6，在一些实施例中，盖板101包括覆盖部202和安装部201，活动盖102包括挡板306和连接体303，连接体303与安装部201连接，活动盖102能够以连接体303的轴线为中心转动(连接体303可以设置成圆柱状)。参照图8，覆盖部202可以覆盖电池401的顶部；参照图2和图3，第一排气孔103设置在覆盖部202上，安装部201连接在覆盖部202的顶部，且安装部201相对于覆盖部202的顶部凸出，安装部201具有安装孔301。挡板306用于覆盖第一排气孔103，挡板306的其中一端与连接体303的侧部连接，连接体303可转动地穿设在安装孔301中。在这种设置方式下，待排放气体推开活动盖102，具体是指待排放气体推动挡板306，并使活动盖102向上转动。
51.在另一些实施例中，盖板101包括覆盖部202以及凸出设置于覆盖部202顶部的安装部201，活动盖102亦包括挡板306以及连接在挡板306的一端的连接体303，但连接体303则是可滑动地设置于安装部201中。参照图7，安装部201具有滑动槽701，连接体303可滑动地设置于滑动槽701中，且连接体303可以沿滑动槽701上下滑动。在这种设置方式下，待排放气体推开活动盖102，具体是指待排放气体推动挡板306并使活动盖102整体向上移动。
52.盖板101和活动盖102均可以由绝缘材料制成，以提高电池模组800的电气安全性。例如，用于制造盖板101和活动盖102的绝缘材料，具体可以是塑料、树脂、云母等。若盖板101和活动盖102均设置为塑料件，则挡板306和连接体303可以一同注塑成型，覆盖部202和安装部201也可以一同注塑成型。当然，连接体303和挡板306也可以是两个相互分离的部件，例如，挡板306的一端设置有供连接体303穿设的通孔，活动盖102与盖板101组装完成后，连接体303可以穿设挡板306，且穿入至安装孔301中。
53.在安装部201设置有安装孔301的情况下，为了方便连接体303插入安装孔301，安装孔301的底端壁面可以与覆盖部202的顶面间隔设置。相应地，此时连接体303与覆盖部202的顶面之间也是具有间隙的；在此基础上，挡板306靠近连接体303的一端朝远离覆盖部202的方向弯曲(或者说挡板306靠近连接体303的一端向上翘起)，这样可以保证挡板306的底面与覆盖部202的顶面较好地贴合，从而保证挡板306对第一排气孔103的密封效果。
54.在一些实施例中，一个活动盖102可以仅与一个安装部201连接，即，一个连接体303仅穿设在一个安装孔301中，或者，一个连接体303仅设置在一个滑动槽701中。这样设置方便连接体303和安装部201之间的拆卸或安装，需要拆出活动盖102时，使用者将连接体303沿连接体303的轴向抽离安装孔301即可，类似地，当需要安装活动盖102时，使用者将连接体303沿连接体303的轴向插入安装孔301即可。
55.在一些实施例中，一个活动盖102可以与两个安装部201连接，一个连接体303的两端分别穿设不同的安装孔301；或者，一个连接体303的两端分别设置在不同的滑动槽701中。
56.以图3为例，两个安装部201间隔设置，每一安装部201各具有一个安装孔301(图3中，靠前的那一个安装部201，其安装孔301设置在安装部201的后侧，未具体示出)，连接体303的两端分别穿设在不同的安装孔301中。对于与同一个连接体303连接的两个安装部201，任一安装部201朝向另一安装部201的一侧表面能够与挡板306抵持，以阻碍挡板306沿连接体303的轴向移动。例如，图3中，靠前的那一个安装部201，其后侧表面能够与挡板306抵持，从而阻碍挡板306向前运动；靠后的那一个安装部201，其前侧表面能够与挡板306抵持，从而阻碍挡板306向后运动。因此，若一个活动盖102与两个安装部201连接，则两个安装
部201可以共同约束活动盖102沿连接体303的轴向的运动；活动盖102多次向上转动并落下之后，在两个安装部201的约束下，活动盖102沿连接体303的轴向上的位置仍不会发生较大的变化，活动盖102仍能够准确地覆盖到第一排气孔103上并封闭第一排气孔103。而活动盖102沿连接体303的径向的移动，则可以通过连接体303与安装孔301的孔壁之间的抵持进行限位。
57.类似地，参照图7，每一安装部201各具有一个滑动槽701(图3中，靠前的那一个安装部201，其滑动槽701设置在安装部201的后侧，未具体示出)，连接体303的两端分别穿设在不同的滑动槽701中。图7中，靠前的那一个安装部201，其后侧表面能够与挡板306抵持，从而阻碍挡板306向前运动；靠后的那一个安装部201，其前侧表面能够与挡板306抵持，从而阻碍挡板306向后运动。活动盖102向上移动并落下之后，活动盖102仍能够准确地覆盖到第一排气孔103上。
58.在连接体303的两端分别与两个安装部201连接的情况下，为了方便连接体303与安装部201之间的组装，安装部201可以设置为具有一定的弹性，例如，安装部201由具有弹性的塑料制成。当需要将连接体303与安装部201进行组装时，使用者可以先用手将其中一个安装部201掰开以稍微增加两个安装部201之间的距离，然后再将连接体303塞入两个安装部201之间。
59.在一些实施例中，活动盖102具有第一容置槽305，第一容置槽305可以容纳安装部201的一部分。参照图3，挡板306包括收缩部302和主体部304，主体部304和连接体303均与收缩部302连接，沿连接体303的轴向(可对应图3中的前后方向)，主体部304的端部相对于收缩部302凸出，连接体303的端部相对于收缩部302凸出；连接体303、收缩部302和主体部304共同限定出第一容置槽305。结合图2和图3，当连接体303插入安装孔301之后，安装部201的一部分会容纳于第一容置槽305中。设置第一容置槽305可以减小活动盖102的体积，节省活动盖102所需要的材料，从而节省模组上盖100的成本。
60.上文提及的实施例中，活动盖102主要依靠自身的重力覆盖到第一排气孔103上。对于活动盖102与盖板101转动连接的模组上盖100，若不对活动盖102的转动范围进行约束，则活动盖102有可能被待排放气体推开至无法依靠活动盖102自身的重力复位的角度。为了保证活动盖102能够复位，可以对活动盖102的转动范围进行约束。例如，参照图13，在一些实施例中，电池包1301包括多个电池模组800，电池包1301包括箱体1302，多个电池模组800均容纳在箱体1302中；参照图14，电池包1301的箱体1302包括顶板1401(图13中省略了顶板1401)，顶板1401可以与活动盖102抵持，从而防止活动盖102向上转动过大的角度。
61.参照图1和图2，在一些实施例中，相邻的两个活动盖102的摆放方向可以相反，以便为活动盖102的安装留出较大的操作空间。具体来说，若将活动盖102用于与安装部201连接的一端记为连接端，并将活动盖102远离连接端的一端记为活动端，则对于两个相邻的活动盖102，任意一个活动盖102的连接端与另一个活动盖102的活动端相邻设置。例如，以图1或图2为例，对于某一个活动盖102，其左端用于与安装部201连接，活动盖102的左端为其连接端，活动盖102的右端为其活动端；相应地，与该活动盖102相邻的一个活动盖102，其左端为活动端，其右端为连接端。
62.在这种设置方式下，沿活动盖102的排列方向上，用于与不同的活动盖102连接的安装部201之间的距离较大，这样可以为使用者的手部留出较大的操作空间，方便使用者安
装或者拆卸活动盖102。
63.本发明还提供了一种电池模组800，电池模组800包括模组外壳503以及多个电池401，其中，模组外壳503包括模组下壳501以及上述任意实施例中的模组上盖100。参照图5或图6，模组下壳501具有第一容置腔502，模组上盖100与模组下壳501连接并覆盖第一容置腔502。具体地，模组上盖100与模组下壳501之间可以通过螺钉连接，模组上盖100与模组下壳501之间也可以通过胶体粘接，模组上盖100与模组下壳501之间还可以通过卡接的方式进行连接；此处不一一列举模组上盖100与模组下壳501之间的连接方式。电池401容纳于第一容置腔502中，且第一排气孔103与第一容置腔502连通。电池401内部的气体先通过电池401的防爆阀404排出至第一容置腔502中，当第一容置腔502中的气压足够大之后，第一容置腔502中的气体再通过第一排气孔103排出。
64.电池模组800还包括连接片1001和电气隔离板801，其中，连接片1001用于将电池模组800中的多个电池401串联或者并联，而电气隔离板801主要用于安装连接片1001。
65.参照图4，电池401的顶盖403还包括极柱407，极柱407包括正极柱405和负极柱406。参照图8和图9，电气隔离板801放置在电池401的顶部，且电池401的正极柱405和负极柱406自下而上穿过电气隔离板801。参照图9，电气隔离板801具有定位孔901，正极柱405和负极柱406设置在定位孔901中，连接片1001亦可以设置在定位孔901中。连接片1001设置为导体(例如，连接片1001设置为铝片)，正极柱405的顶面、负极柱406的顶面均可以与连接片1001焊接(或者通过导电胶粘接)。
66.连接片1001设置有多个，连接片1001可以使多个电池401串联。例如，结合图9和图11，部分连接片1001可以同时与一个正极柱405和一个负极柱406连接，而且，与同一连接片1001连接的正极柱405和负极柱406分别属于不同的电池401。相应地，相邻的两个电池401，其摆放方式是相反的。例如，参照图11，对于某一个电池401，其正极柱405在右侧，其负极柱406在左侧；而与之相邻的那一个电池401，其正极柱405在左侧，其负极柱406在右侧。而电池模组800的一端具有一个仅与正极柱405连接的连接片1001，电池模组800的另一端具有一个仅与负极柱406连接的连接片1001，这两个连接片1001可以与电池模组800外部的导电部件(线缆、铜排等)连接，从而将电池模组800的电能输出。
67.连接片1001还可以使多个电池401并联。例如，参照图12，连接片1001共设置有两个，所有电池401的负极柱406均与其中一个连接片1001连接，所有电池401的正极柱405均与另一个连接片1001连接。两个连接片1001均用于与电池模组800外部的导电部件连接，从而将电池模组800的电能输出。
68.参照图9和图10，电气隔离板801可以具有第二排气孔902，防爆阀404与第二排气孔902相对，第二排气孔902与第一排气孔103相对。在这种设置情况下，从防爆阀404流出的气体，可以自下而上依次通过第二排气孔902和第一排气孔103，从而流出至电池模组800的外部，气体的排出路径较短，路径的曲折程度也较低，这有利于降低电池模组800的排气阻力，使气体迅速排出至电池模组800外。
69.需要说明的是，参照图1，盖板101还具有第二容置槽104，第二容置槽104用于容纳电池模组800的输出极座或者连接器(未具体示出)，在电池模组800自身组装完成后，第二容置槽104会被输出极座或者连接器封堵，电池模组800内部的气体不会通过第二容置槽104排出。
70.本发明还提供了一种电池包1301，电池包1301包括多个上述任意实施例中的电池模组800，以及箱体1302。参照图13，箱体1302具有第二容置腔1303以及第三排气孔1304，第三排气孔1304与第二容置腔1303连通，电池模组800容纳在第二容置腔1303中。从电池模组800排出的气体会先排出至第二容置腔1303中，然后再从第三排气孔1304排出至电池包1301的外部，以免箱体1302内部高温气体积聚而造成电池包1301损坏或造成安全事故。
71.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。