一种同侧出线的电池串联结构及其电池模组和电池包的制作方法

本实用新型涉及电池模组和电池包内的电池串联结构。

背景技术：

专利文献cn110931694a公开了一种同侧电极输出的电池模组。该同侧电极输出的电池模组优点在于，1、组成模组包时，低压线路和高压线路可以分开，从而减少高压线路对低压线路的电磁干扰；2、电池模组内连接电池和电池间的连接排长度相差不大，因此每个连接排电压压降相差不多，并且发热量也相差不大，有利于整体延长电池模组的寿命；3、电池模组组成电池包时，连接电池模组和电池模组之间的连接排长度较短，连接电池模组和电池模组的连接排连接较为有序，并且串接电池模组的各连接排的电压压降和发热量也相差无几，从而有利于整体延长电池包的寿命。

另一方面，现有流行无电池模组结构的电池包。此种电池包直接将电池固定在电池箱内。而电池包的输出电极通常设置于电池箱某箱壁的高压接口上。若不考虑电池间串联结构，势必存在正极或者负极中的一个距离高压接口较远，而导致连接排长短相差太大的问题。

严格来说，电池的串接结构是经过电池电极的一笔画问题。如何在一笔画时避免交错，并且尽可能地使得经过电池电极之间的连接排长度最短，并且使得各连接排长度相差无几是电池串联结构的关键。

此外，无论直接将电池组成电池包，还是先由电池组成电池模组再由电池模组组成电池包，电池包还需要考虑电池箱的尺寸限制和电池自身尺寸之间的关系。在限定的电池箱尺寸的前提下，通过改变电池的排列方向可能使得电池箱能够容纳更多的电池，使得电池包容量达到设计要求，而无需更改电池的尺寸，从而能够提高电池的复用率。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的问题：同侧电极输出的电池串联结构，使得各连接排长度最短，并且各连接排长度相差无几。

为解决上述问题，本实用新型采用的方案如下：

根据本实用新型的一种同侧出线的电池串联结构，包括由2n列×m行电池排列而成的电池阵列；其中m大于1，n大于等于1；同一列内的电池依次串联；最边缘的两列电池在同侧端分别连接输出电极；相邻列与列之间在同侧端串联。

进一步，根据本实用新型的同侧出线的电池串联结构，所述电池为方形电池，其电池电极位于其顶端面上。

进一步，根据本实用新型的同侧出线的电池串联结构，同一列内的电池顺着电池的电极布局方向排列；同一列内电池的电极正负极朝向相同；相邻列间电池的电极正负极朝向相反。

进一步，根据本实用新型的同侧出线的电池串联结构，同一列内的电池排列方向与电池的电极布局方向正交；列末端的相邻列间的电池的电极正负极朝向相同；最边缘的两列电池在同侧端末端的电池外侧的电极分别连接输出电极。

进一步，根据本实用新型的同侧出线的电池串联结构，m为奇数；同一列内的相邻电池的电极正负极朝向相反。

进一步，根据本实用新型的同侧出线的电池串联结构，m为偶数；同一列内，存在一组相邻的两个电池的电极正负极朝向相同，其他相邻的电池的电池正负极朝向相反。

进一步，根据本实用新型的同侧出线的电池串联结构，同一列内的电池排列方向与电池的电极布局方向正交；列末端的相邻列间的电池的电极正负极朝向相同；最边缘的两列电池在同侧端末端的电池内侧的电极分别连接输出电极。

进一步，根据本实用新型的同侧出线的电池串联结构，m为奇数；最边缘两列的列内，存在一组相邻的两个电池的电极正负极朝向相同，其他相邻电池正负极朝向相反；最边缘两列之间的列内的相邻电池的电极正负极朝向相反。

根据本实用新型的一种电池模组，包括上述的同侧出线的电池串联结构和收容所述同侧出线的电池串联结构的模组框架。

根据本实用新型的一种电池包，其特征在于，包括上述的同侧出线的电池串联结构和收容所述同侧出线的电池串联结构的电池箱。

本实用新型的技术效果如下：

1、根据本实用新型的同侧出线的电池串联结构，连接电池之间的连接排长度最短，并且各连接排长度相差无几。

2、本实用新型考虑了考虑了两种电池排列方向，在限定的电池箱尺寸的前提下，可以选择其一排列电池，从而使得电池包能够容纳更多的电池，并且实现同侧出线，并且连接电池之间的连接长度最短，且各连接排长度相差无几。

附图说明

图1是本实用新型电池模组实施例的电池排列和连接的俯视示意图。

图2是本实用新型无模组电池包实施例的电池排列和连接的俯视示意图。

图3、图4、图5、图6分别是本实用新型不同实施方式下的同侧出线的电池串联结构的结构示意图。

其中，

100是同侧出线的电池串联结构；

2是电池，21是电池电极；

31是输出电极，32是列内连接排，33是列端连接排，34是跨列中轴线连接排；

41是模组框架，42是电池箱；

a为奇数列，b为偶数列，r为电极正负极布局方向，l是列内电池排列方向。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

实施例1

图1示例了一种电池模组，包括同侧出线的电池串联结构100和收容同侧出线的电池串联结构100的模组框架41。图1示例的同侧出线的电池串接结构100包括由2n列×m行电池2排列而成的电池阵列。其中，n等于2，m等于3。电池2为方形电池，其电池电极21位于其顶端面上。列内的电池2顺着电池2的电极正负极布局方向r排列。也就是列内电池排列方向l和电池2的电极正负极布局方向r相同。

同一列内电池2的电极正负极朝向相同，并依次串联。具体来说，列内所有电池2的电极正负极朝向沿着电极正负极布局方向r的箭头所指都按照正极→负极方向设置或者按照负极→正极方向设置，从而使得列内的电池2的电极按正极→负极、正极→负极、正极→负极、……排列或者按负极→正极、负极→正极、负极→正极、……排列，由此使得列内电池2的正极负极前后相接，并以此通过列内连接排32串联。

相邻列间电池2的电极正负极朝向相反。具体来说，本实用新型的同侧出线的电池串联结构100中电池的列数为偶数。由此这些电池的列可以分成奇数列a和偶数列b。其中奇数列a的列数和偶数列b的列数相同。具体到图1示例中，奇数列a有两列，偶数列b有两列。其中，奇数列a的电池2的电极正负极朝向和偶数列b的电池2的电极正负极朝向相反。也就是假设奇数列a的电池2按照正极→负极、正极→负极、正极→负极、……排列，则偶数列b的电池2按照极→正极、负极→正极、负极→正极、……排列。由此，奇数列a和与之相邻的偶数列b能够在列的末端通过列端连接排33串联，从而实现相邻列与列之间在同侧端串联，进而将电池阵列内的所有电池2串联。由此串联后，电池阵列最边缘的两列电池在同侧端形成该电池阵列的正负极，该电池阵列的正负极分别连接输出电极31。这里的同侧端是指列的末端，或者也可以是说电池阵列沿着列内电池排列方向l的两端。

图2示例了一种电池包，该电池包为无模组电池包，包括同侧出线的电池串联结构100和收容同侧出线的电池串联结构100的电池箱42。由图2示例可以看出，该电池包中的同侧出线的电池串联结构100和图1示例的同侧出线的电池串联结构100结构基本相同，所不同的地方仅在于，图2示例中的电池数量与图1示例的电池数量不相同。图2示例中，电池阵列的列数为8，行数为5，也就是n等于4，m等于5。

实施例2

图3、图4、图5和图6示例的同侧出线的电池串接结构100，包括由2n列×m行电池2排列而成的电池阵列。电池2为方形电池，其电池电极21位于其顶端面上。同一列内的列内电池排列方向l和电池2的电极布局方向r相正交，也就是，列内电池排列方向l和电极布局方向r相垂直。具体来说，沿着列内电池排列方向l，每一列电池对应有列中轴线，电池的正负两极分别位于列中轴线的两侧，而在实施例1中，电池的正极两极位于列中轴线上。由于列内排列方向l与电池阵列的行排列方向相垂直。因此，列内电池排列方向l和电极布局方向r正交，亦等价于，行排列方向和电极布局方向r相同。

图3、图4、图5和图6示例的同侧出线的电池串接结构100中，均为最边缘的两列电池在同侧端分别连接输出电极31。具体到图3和图4的示例中，最边缘的两列电池在同侧端末端的电池外侧的电极分别连接输出电极31，而在图5和图6示例中，最边缘的两列电池在同侧端末端的电池内侧的电极分别连接输出电极31。

图3、图4、图5和图6示例的同侧出线的电池串接结构100中，相邻列与列之间在同侧端通过列端连接排33串联。为满足相邻列与列之间在同侧端串联时列端连接排33长度最短，图3、图4、图5和图6示例中满足：列末端的相邻列间的电池的电极正负极朝向相同，也就是第一行内各电池2的电极正负极朝向相同，并且最后一行内各电池2的电极正负极朝向相同。

图3示例的同侧出线的电池串接结构100中，电池阵列的行数m为奇数，同一列内的相邻电池的电极正负极朝向相反。也就是，沿着列内电池排列方向l，列内的电池2的正负两极交错分列于列中轴线两侧。也就是，某列某行中，电池2的正极位于列中轴线左侧，负极位于列中轴线右侧；则该列中，与该行相邻的电池2的正极位于列中轴线右侧，正极位于列中轴线左侧。由此形成正极和负极在列中轴线两侧呈交错布局。列内的电池依次通过列内连接排32串联。列内连接排32呈交错地布置与列中轴线的两侧。

需要指出的是，图3示例中，结合前述的“列末端的相邻列间的电池的电极正负极朝向相同”的限定，意味着所有列的电极正负极朝向均相同，也就是第一列的电池正负极沿着中轴线怎样布局的，其他列也是怎样布局的。或者也可以说，同一行内电池2的电极正负极朝向相同。具体来说，行内所有电池2的电极正负极朝向沿着电极正负极布局方向r的箭头所指都按照正极→负极方向设置或者按照负极→正极方向设置，从而使得行内的电池2的电极按正极→负极、正极→负极、正极→负极、……排列或者按负极→正极、负极→正极、负极→正极、……排列。

相比于图3的示例，图4所示例的同侧出线的电池串接结构100中，电池阵列的行数m为偶数。为满足相邻列与列之间在同侧端串联时列端连接排33长度最短，需满足：同一列内，存在一组相邻的两个电池的电极正负极朝向相同，其他相邻的电池的电极正负极朝向相反。显而易见地，该相邻的电极正负极朝向相同的两个电池中，由于正极均位于列中轴线的同侧，因此，相邻的电极正负极朝向相同的两个电池之间的串联需要连接排跨越列中轴线。参照图4中的跨列中轴线连接排34，跨列中轴线连接排34跨越了列中轴线。图4示例的同侧出线的电池串接结构100中，每一列均需要存在一个跨列中轴线连接排34，并且，通过跨列中轴线连接排34串联的两个相邻电池的电极电极正负极朝向相同。

图4所示例的同侧出线的电池串接结构100中，之所以要求满足“同一列内，存在一组相邻的两个电池的电极正负极朝向相同”，参照图3所示的电池阵列排列结构，就会存在相邻两列电池在同侧端末端的电池外侧的电极相串接的情形，而这要求长度相当于跨越两个电池长度的连接排。并且图4示例中，电池阵列的列数为2，若更多列的电池阵列中，则存在列端连接排33相互交错的情形。

需要指出的是，虽然图3和图4所示例的同侧出线的电池串接结构100中，电池的列数为2，本领域技术人员理解，依据图3和图4的示例，电池的列数也可以为4，或者6，乃至更多，但无论哪一点要求电池的列数保持偶数。

与图3和图4示例相比较，图5和图6示例的同侧出线的电池串接结构100，其中最为主要的不同之处在于，最边缘的两列电池在同侧端末端的电池内侧的电极分别连接输出电极31。

图5示例中，电池阵列的行数m为偶数。最边缘两列的列内的相邻电池的电极正负极朝向相反。虽然图5示例中电池阵列的列数仅示例为2列。参照图4，通过将图4中的电池阵列结构嵌入图5所示例的两列电池之间就可以得到4列的电池阵列所组成的同侧出线的电池串接结构100。显而易见地，由此，参照图4，在该最边缘两列之间的列内，存在一组相邻的两个电池的电极正负极朝向相同，其他相邻的电池正负极朝向相反。

图6示例中，电池阵列的行数m为奇数。最边缘两列的列内，存在一组相邻的两个电池的电极正负极朝向相同，其他相邻的电池正负极朝向相反。对比参照图4中列内的相邻的两个电池2的电极正负极朝向相同的结构，该两个电极正负极朝向相同的电池2，通过跨列中轴线连接排34跨越列内中轴线进行串联。此外，虽然图6示例中电池阵列的列数仅示例为2列。参照图3，通过将图3中的电池阵列结构嵌入图6所示例的两列电池之间就可以得到4列的电池阵列所组成的同侧出线的电池串接结构100。显而易见地，由此，参照图3，在该最边缘两列之间的列内，列内的相邻电池的电极正负极朝向相反。