汇流排支架、电池组件和车辆的制作方法

1.本公开涉及电池领域，尤其涉及汇流排支架、电池组件以及车辆。


背景技术：

2.随着能源的日益紧缺，车辆电池领域的发展受到越来越多的关注，车辆电池的相关技术也在不断更新和发展。电池成组技术是其中的一个重要方向，电池模组是电芯的集成体，通过汇流排将这些电芯连接起来。相关技术中的汇流排结构较为复杂，并且通常难以较为持久地保持电芯的连接。


技术实现要素：

3.本公开的任务在于，提供一种汇流排支架、电池组件以及车辆，其结构简单、安装便捷和/或可实现稳定的连接。
4.根据本公开的第一方面，提供一种汇流排支架，包括：支承部，用于支承汇流排结构；汇流排结构，所述汇流排结构能够与至少一个电池单元连接；以及弯折部，所述弯折部相对于所述支承部呈一夹角地与所述支承部连接，其中，所述夹角适配于所述至少一个电池单元的两个相邻的侧之间的夹角。
5.优选地，在所述弯折部与所述支承部之间的夹角在80
°
至100
°
的范围中，尤其优选为90
°
。
6.优选地，所述汇流排结构包括多个汇流排构件，用于与所述至少一个电池单元的端子电连接。
7.优选地，所述汇流排支架进一步包括对准结构，用于将所述汇流排结构与所述至少一个电池单元的端子对准。
8.优选地，所述对准结构布置为突出于所述支承部的下端，并且所述对准结构分别与所述至少一个电池单元中的一个电池单元对齐。
9.优选地，所述汇流排支架包括两个对准结构，所述两个对准结构与分别连接在所述汇流排结构的最外侧的两个电池单元对齐。
10.优选地，所述汇流排支架一体成型地构成，例如由塑料或金属一体成型地构成。
11.优选地，所述汇流排支架由金属一体成型时，对金属表面进行绝缘处理。
12.优选地，所述弯折部与所述支承部之间的夹角能够被调节，以适配于所述至少一个电池单元的端子所在的侧与相邻的侧之间的夹角。
13.优选地，所述汇流排结构通过粘结、焊接或螺纹连接与所述支承部固定连接。
14.优选地，所述弯折部与所述支承部具有不同的宽度或厚度。
15.根据本公开的汇流排支架可实现与电池单元的可靠连接，其在长期使用(例如在振动或受冲击的环境)中仍能保持各电池单元之间和/或电池单元与汇流排之间的牢固连接。此外，根据本公开的汇流排支架能够快速且牢固地被安装至电池单元和从其拆卸。由于在不需要焊接、并因此不存在焊缝的情况下实现与电池单元的连接，根据本公开的汇流排
支架不仅避免了在焊缝处的应力集中，还有利于提高电池组件的整体容量。
16.根据本公开的第二方面，提供一种电池组件，包括：根据本公开第一方面的汇流排支架，其中，所述汇流排支架的弯折部贴靠于至少一个电池单元的一侧；以及至少一个电池单元，所述至少一个电池单元彼此相邻地布置并且与所述汇流排结构过盈配合。
17.优选地，所述汇流排结构包括多个汇流排构件，所述汇流排构件分别与不同数量的电池单元的端子电连接。
18.根据本公开的电池组件可实现较简单的组装和维护，并且具有较好的抗冲击和抗振动性能。
19.根据本公开的第三方面，提供一种车辆，包括根据本公开第一方面的汇流排支架和/或根据本公开第二方面的电池组件。
20.根据本公开的车辆可具有较高稳定性和较大容量的电池组件，并且因此可为用户提供更优的驾驶性能和安全保障。
附图说明
21.附图示例性地示出了实施例并且构成说明书的一部分，与说明书的文字描述一起用于讲解实施例的示例性实施方式。所示出的实施例仅出于例示的目的，并不限制权利要求的范围。在所有附图中，相同的附图标记指代类似但不一定相同的要素。
22.图1是根据示例性实施例的汇流排支架的示意图；
23.图2是根据示例性实施例的汇流排支架的示意性侧视图；
24.图3是根据示例性实施例的汇流排支架的局部示意图；
25.图4是根据示例性实施例的电池单元的示意图；
26.图5是根据示例性实施例的电池组件的示意图。
具体实施方式
27.在本公开中，除非另有说明，否则使用术语“第一”、“第二”等来描述各种要素不意图限定这些要素的位置关系、时序关系或重要性关系，这种术语只是用于将一个元件与另一元件区分开。在一些示例中，第一要素和第二要素可以指向该要素的同一实例，而在某些情况下，基于上下文的描述，它们也可以指代不同实例。
28.在本公开中对各种所述示例的描述中所使用的术语只是为了描述特定示例的目的，而并非旨在进行限制。除非上下文另外明确地表明，如果不特意限定要素的数量，则该要素可以是一个也可以是多个。此外，本公开中所使用的术语“和/或”涵盖所列出的项目中的任何一个以及全部可能的组合方式。
29.存在通过焊接将汇流排连接在各电池单元之间的相关技术。该相关技术的缺点在于，在焊接位置处的热阻较大，并且通常具有0.3mm-0.5mm的焊缝使得电池的整体容量受限。此外，应力易于集中在焊接连接处，使得该焊接连接在振动或冲击环境中容易失效，这在车辆应用中可能是潜在的危险因素。
30.此外，还存在通过螺纹连接将汇流排连接在各电池单元之间的相关技术。该相关技术的缺点在于，螺纹连接在长期振动或冲击中易松动并因而不再可靠，例如在一定使用寿命之后(例如，在车辆应用的情况下为一定行驶里程之后)，该汇流排与电池单元之间的
螺纹拧紧力可能降低，并且在进一步冲击或振动的情况下甚至完全失效。
31.因此，通过根据本公开的汇流排支架能够实现连接可靠的电池组件，其在长期使用(例如在振动或受冲击的环境)中仍能保持各电池单元之间和/或电池单元与汇流排之间的牢固连接。有利地，根据本公开的汇流排支架能够快速且牢固地进行安装和拆卸，这提高了电池组件的整体安装效率并因此降低制造成本。还有利地，根据本公开的汇流排支架在不需要焊接、并因此不存在焊缝的情况下实现与电池单元的连接，这不仅避免了在焊缝处的应力集中，还有利于提高电池组件的整体容量。
32.在本公开中，“电池组件”可例如是、但不限于是电池模组，而是任何类型的电池单元的集合。在本公开中，“电池单元”可例如是、但不限于是电芯，而是任何能够提供电能的单元，这些单元可通过汇流排连接在一起以形成电池组件。在本公开中，“汇流排支架”是用于支撑汇流排并且能够与电池组件中的一个或多个电池单元连接的任意结构。
33.下面，参照图1至图3详细说明根据本公开的汇流排支架100的结构。
34.汇流排支架100可包括支承部110和弯折部130，在支承部110上设置有汇流排结构120，其中，支承部110在其一端与弯折部130连接在一起。
35.作为一种优选的实施方式，支承部110与弯折部130一体成型地构成，即支承部110在其一端处一体成型地过渡到弯折部130。这种一体成型的构造方式可使得汇流排支架100具有相对大的整体结构强度。在此，汇流排支架100例如由塑料或金属一体成型地构成。在使用金属(例如钢)成型汇流排支架100的情况下，可在其表面进行绝缘处理，例如进一步设置绝缘层，以在非电连接位置起到绝缘作用。
36.作为替代，支承部110和弯折部130也可以是分别制成并且随后被连接在一起的，例如通过焊接、粘结、铰接、螺纹连接等方式将它们连接在一起。
37.在此，虽然以汇流排支架100包括一个支承部110和一个弯折部130为例，然而也可设想包括多个支承部110或多个弯折部130的实施方案。作为示例，在支承部110的相对的两端都分别连接有弯折部130，由此可将汇流排支架更稳固地固定在电池组件的相对两侧上。作为另一示例，可在支承部110的各个侧上都设置有弯折部130，从而可实现在电池组件的一端的包封。
38.在图1和图2中可见，支承部110与弯折部130可具有大致相等的厚度和宽度，这使得汇流排支架100可低成本且更容易地制造。在此，也可考虑的是，支承部110与弯折部130可具有不同的厚度和/或宽度。例如，仅在需要与电池单元的端子210连接的宽度上设置支承部110，而在整个电池组件的宽度上设置弯折部130，其一方面节省了支承部110的不必要的宽度材料，从而节约了材料成本并更为环境友好，另一方面具有较宽的弯折部130可在电池组件上保持更稳定的贴靠连接。
39.汇流排结构120用于与一个或多个电池单元200过盈配合。在此，汇流排结构120可包括用于与电池单元200的端子210电连接的一个或多个汇流排构件121，这些汇流排构件121连接(例如焊接、粘结或螺纹连接)在支承部110的一侧。如图2所示，汇流排构件121连接在支承部110的面向电池单元的一侧，此时弯折部130位于汇流排构件121的上方。这种布置结构有利于在汇流排支架100尚未安装到电池单元的情况下，使弯折部130对汇流排构件121起到一定的保护作用，以防由于不经意地碰撞而损坏该汇流排构件121或以防污染物进入其中而影响连接有效性。
40.由图2可见，该汇流排结构120在侧面突出于支承部110，这种结构是相对简单的，并且由于这种突出结构，使得在将汇流排支架100安装到电池单元200上之后，在电池单元200与支承部110之间存在一定的间隙，从而有利于热量的散发，这进一步有利于汇流排构件121与端子210之间的持久而有效的连接。
41.当然也可设想汇流排结构120基本上不突出于支承部110的表面的结构(未示出)。例如，在支承部110的待安装有汇流排结构120的位置处预先设置有安装凹槽，并随后将汇流排结构120嵌入到该安装凹槽中，从而使得汇流排结构120的表面与支承部110的侧面基本齐平。这种表面齐平的结构有利于多个汇流排支架100的叠放式存储，此外，由于汇流排支架100与电池单元接触的该侧的表面积变得更大，该汇流排支架100以及整个电池组件1000在组装状态下的稳定性也有所提高。
42.为了确保与电池单元200的端子210的有效连接，这些汇流排构件121分别位于能够覆盖与之连接的端子210的位置。虽然在图1和图3中示出了包括四个汇流排构件121的汇流排结构120，然而该汇流排结构120可包括任意数量的汇流排构件121，例如一个、三个、五个或六个等，汇流排构件121的数量可例如取决于整个电池组件的容量和尺寸、电池单元或待连接的端子的数量和布置等。优选地，在其所连接的端子210是彼此对齐的情况下，这些汇流排结构120也是彼此对齐的，这可有利于降低制造成本并且易于安装。
43.此外，在图1和图2中可见，支承部110与弯折部130之间可存在夹角θ。
44.作为示例，夹角θ可在80
°
至100
°
的范围中，尤其优选为约90
°
。如图2所示，在支承部110与弯折部130之间的夹角θ使得整个汇流排支架100的侧面呈大致l型。这种l型结构可在组装时在汇流排结构120与电池单元的端子210之间提供预紧力。当夹角θ越小时，该预紧力越大，则更有利于连接的稳定性。此外，为了增加该预紧力，还可在汇流排结构120与电池单元200之间附加地设置螺纹连接件，由此可确保汇流排构件121与端子210之间的稳固的电连接以及较低的接触电阻。
45.夹角θ可适配于电池单元200的汇流排支架100待安装在其上的两个相邻的侧之间的夹角β(在图4中示出)。在本公开中，“适配于”表示相等或近似相等，亦或表示可随之改变其大小。作为示例，当夹角β为90
°
时，夹角θ可以是约90
°
，例如在80
°
至100
°
的范围中。优选地，夹角θ在夹角β
±
20
°
的范围内，尤其优选地，夹角θ在夹角β
±
10
°
的范围内，特别优选地，夹角θ在夹角β
±5°
的范围内。
46.该汇流排支架100的夹角θ与电池单元的夹角β的适配性使得汇流排支架100能够可靠且牢固地安装在电池单元200上。即使在相对不稳定的环境(例如在振动或受冲击的情况下)仍能保持各电池单元之间和/或电池单元与汇流排之间的牢固连接。
47.在此，作为一种优选的实施方式，夹角θ是可变化的，也就是说，夹角θ具有可调整性。该夹角θ的可调整性例如在支承部110和弯折部130是分别成型、然后相连接(例如，铰接或螺纹连接)的情况下是较容易实现的。当支承部110与弯折部130一体成型并且在它们的连接处具有一定的柔性时，也可实现夹角θ的可调整性。夹角θ的可调整性使得该汇流排支架100可更紧密地与电池单元相配合，从而可实现支承部110(例如借助汇流排结构120)和弯折部130完全或部分地贴合在电池单元200上。这进一步使得各电池单元之间和/或电池单元与汇流排之间的连接更为牢固和耐冲击/振动。
48.作为一种优选的实施方式，汇流排支架100还包括一个或多个对准结构140。
49.在此，对准结构140突出于支承部110的下端，并且在汇流排支架100安装至电池单元200的情况下与电池单元200对齐，从而实现汇流排结构120与电池单元的端子210的对准。
50.优先地，汇流排支架100可包括两个对准结构140，它们位于支承部110的两侧并且在汇流排支架100的安装状态下分别与待连接的最外侧的两个电池单元200对齐。由此可确保汇流排结构120被安装在正确的位置中，例如正确的待连接的多个电池单元200之间。
51.在此，对准结构140示意性地构成为两个竖直凸起。当然还可设想其他数量或形式的对准结构140，例如在支承部110的下边缘处的一个或多个点状凸起或凹槽，只要其能够实现汇流排结构120的标记或定位作用即可。
52.在此还可理解的是，对准结构140的布设位置也是不受限的，其不仅可被设置在支承部110的下边缘，还可例如直接设置在支承部的外侧面，甚至可设置在弯折部130上。在此，仅对准结构140与待标记的端子210(例如待连接的最外侧的两个端子)之间的对应关系是重要的，这将在汇流排支架100安装至电池单元200的过程中起到位置引导和调整作用，从而简单且准确地实现各电池单元200的不同的连接组合。
53.图4示出了示例的电池单元200的示意图。在此，电池单元200可以是、但不限于是板状或片状的。优选地，多个电池单元具有相同的形状，例如，所有电池单元都具有长方体形状，以有利于电池组件的组装以及整体尺寸设计。当然，也可设想具有彼此不同形状的电池单元，例如为了适应于其它相邻构件的空间安装需求而将具有互补形状的电池单元组合成电池组件。
54.在此，多个电池单元200彼此平行地排列在一起，并且在这些电池单元200的相同侧上设置有端子210。优选地，各端子210具有相同的尺寸并且彼此对齐，这使得与之配合的汇流排结构120可具有相对简单的结构，例如长条形。当然，还可设想具有彼此不对齐(例如在高度上彼此错开)的端子210的电池单元200，以满足各电池单元200之间的不同的并联需求，相应地，与这些端子210配合的汇流排结构120也将适应性改变其形状，例如具有之字形等曲形形状或非连续形状。
55.如图4可见，电池单元200的两个相邻侧面(即端子210所在的一侧以及与之相邻的一侧)之间的夹角β可以是大致90
°
。如上关于夹角θ所讨论的，夹角β还可以是非直角的，例如是与夹角θ彼此适配的任意角度，在此不再重复描述。
56.图5示出根据本公开的电池组件1000的示意图。该电池组件1000可包括汇流排支架100以及一个或多个电池单元200。
57.在此，多个电池单元200彼此相邻地并排布置，汇流排支架100的弯折部130可贴靠于这些电池单元200的上侧，并且汇流排支架100的支承部110可例如通过汇流排结构120连接到电池单元200的端子210上。
58.作为一种优选的实施方式，汇流排结构120的每个汇流排构件121分别与相同数量的端子210电连接，在此，每个汇流排构件121分别与两个端子210电连接。这种均匀的连接方式简化了汇流排结构120的设计和制造过程。然而，汇流排构件121也可分别与不同数量的端子210电连接。
59.下面，将参考图5详细描述电池组件1000的一种优选的实施方式。
60.如图5所示，大致呈l型(在此，夹角θ与夹角β分别为约90
°
)的汇流排支架100被安
装在九个彼此并排的电池单元200上，以形成电池组件1000。在此，汇流排支架100的弯折部130贴靠在这些电池单元200的顶侧，而支承部110通过汇流排结构120与电池单元200的前侧(即设置有端子210的侧)相连接。在该示例中，汇流排结构120包括四个汇流排构件121，并且每个汇流排构件121分别与两个相邻的端子210相连接。在支承部110的底部设置有两个对准结构140，它们构成为突出于支承部110的底侧的竖直凸起并且分别与第一(左起)电池单元以及第八电池单元对齐，由此来标记汇流排结构120连接在第一电池单元和第八电池单元之间。当需要调整这些电池单元200之间的连接关系，可利用对准结构140来辅助地引导和调节汇流排支架100的位置，例如，当将该汇流排支架100向右平移一定距离并且当这两个对准结构140分别与第二电池单元以及第九电池单元对齐时，最左侧的电池单元将不再被汇流排结构120连接，而是第二至第九电池单元被连接，从而准确且快速地实现了的电池单元连接组合的简单调整。
61.此外，本公开还涉及一种车辆(未示出)，其可以是电动车辆、混合动力车辆亦或传统车辆。该车辆可包括上述电池组件1000和/或上述汇流排支架100的任意组合或变型。
62.虽然已经参照附图描述了本公开的实施例或示例，但应理解，上述的方法、系统和设备仅仅是示例性的实施例或示例，本发明的范围并不由这些实施例或示例限制，而是仅由授权后的权利要求书及其等同范围来限定。实施例或示例中的各种要素可以被省略或者可由其等同要素替代。此外，可以通过不同于本公开中描述的次序来执行各步骤。进一步地，可以以各种方式组合实施例或示例中的各种要素。重要的是随着技术的演进，在此描述的很多要素可以由本公开之后出现的等同要素进行替换。