圆柱电池模组的制作方法

1.本实用新型涉及电池模组技术领域，具体而言，涉及一种圆柱电池模组。


背景技术：

2.目前，随着锂电池成组成本趋使和技术成熟度演化，圆柱电芯的直径由小直径过渡到大直径，容量也由小变大，如由小容量的18650电芯和21700电芯过渡至46800电芯和46950电芯。其中，上述过渡不仅是直径和容量的增加(单颗电芯的容量扩大了近10倍)，充放电倍率和功率特性也会随之大幅度增加。
3.然而，现有技术中圆柱电芯的成组结构相较其他类型封装的电芯(如方形或软包电池)的结构较为复杂，导致电芯成组的成本较高。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种圆柱电池模组，以解决现有技术中圆柱电池模组的结构较为复杂且成本较高的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种圆柱电池模组，包括：电芯组件，包括多组圆柱电芯；汇流排组件，设置在电芯组件的正极侧上，汇流排组件包括多组第一汇流排、第二汇流排及第三汇流排，各组第一汇流排串联相邻的两组圆柱电芯；第二汇流排和第三汇流排分别位于多个第一汇流排的两侧，第二汇流排与一组圆柱电芯的正极均连接，第三汇流排与一组圆柱电芯的负极均连接；灌封胶，灌封胶的至少部分位于相邻的两组圆柱电芯之间，灌封胶的至少部分设置在汇流排组件远离电芯组件的一侧；和/或，灌封胶的至少部分设置在电芯组件远离汇流排组件的一侧。
6.进一步地，多组圆柱电芯沿第二预设方向s2排布，各组圆柱电芯包括多个沿第一预设方向s1排布的电芯，各组第一汇流排包括：汇流排体，包括相互连接的第一排体和第二排体，第一排体与一组圆柱电芯的电芯的正极电连接，第二排体与另一组圆柱电芯的电芯的负极电连接；汇流排体为多个，多个汇流排体沿第一预设方向s1间隔设置，第一预设方向s1与第二预设方向s2之间呈夹角设置；多个连接部，各连接部用于连接相邻的两个汇流排体；其中，第一排体和第二排体的宽度m一致，宽度m与连接部的最小宽度n之间满足以下关系：3n≤m≤20n。
7.进一步地，负极围绕正极设置；圆柱电池模组还包括：绝缘结构，具有第一避让部和第二避让部，第一避让部用于避让正极，一组第一汇流排的第一排体的至少部分设置在第一避让部内且与正极电连接；第二避让部用于避让负极的至少部分，另一组第一汇流排的第二排体的至少部分设置在第二避让部内且与负极电连接。
8.进一步地，绝缘结构为多个，多个绝缘结构与多个电芯一一对应地设置；和/或，绝缘结构为pi膜、或青稞纸、或环氧板。
9.进一步地，第一避让部为通孔，绝缘结构包括：板状本体，具有通孔和第一开口，第一开口与通孔连通；环形板，设置在板状本体上且与板状本体之间围绕形成安装腔，电芯的
一端设置在安装腔内；环形板具有与第一开口连通的第二开口，第一开口和第二开口形成第二避让部。
10.进一步地，连接部包括多个依次连接的条形板段，至少一个条形板段的延伸方向呈弧线形，至少一个条形板段的延伸方向呈直线形。
11.进一步地，连接部包括依次连接的第一板段、第二板段及第三板段，第二板段的宽度为最小宽度n，第二板段的宽度小于或等于第一板段的宽度；和/或，第二板段的宽度小于或等于第三板段的宽度。
12.进一步地，沿第一板段至第三板段的方向上，第一板段的宽度一致；和/或，第三板段的宽度一致。
13.进一步地，沿第一板段至第三板段的方向上，第一板段的宽度逐渐减小，第三板段的宽度逐渐增大。
14.进一步地，各连接部上设置有狭位熔断丝结构，在流经连接部的电流大于预设电流值时，狭位熔断丝结构发热以熔断连接部。
15.应用本实用新型的技术方案，各组第一汇流排用于串联相邻的两组圆柱电芯，第二汇流排与一组圆柱电芯的正极均连接，第三汇流排与一组圆柱电芯的负极均连接。汇流排组件设置在电芯组件的正极侧上，灌封胶的至少部分位于相邻的两组圆柱电芯之间，灌封胶的至少部分设置在汇流排组件远离电芯组件的一侧；和/或，灌封胶的至少部分设置在电芯组件远离汇流排组件的一侧，以通过灌封胶对电芯组件和汇流排组件进行封装。这样，圆柱电池模组由汇流排组件和电芯组件完成装配后通过灌封胶封装制成，以使圆柱电池模组的结构更加简单，容易加工，进而解决了现有技术中圆柱电池模组的结构较为复杂且成本较高的问题，降低了圆柱电池模组的加工成本。
附图说明
16.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
17.图1示出了根据本实用新型的圆柱电池模组的实施例一的立体结构示意图；
18.图2示出了图1中的圆柱电池模组的爆炸图；
19.图3示出了图1中的圆柱电池模组拆除灌封胶后的立体结构示意图；
20.图4示出了图3中的圆柱电池模组的a处放大示意图；
21.图5示出了图2中的圆柱电池模组的汇流排组件的俯视图；
22.图6示出了图2中的圆柱电池模组的绝缘结构与电芯装配后的立体结构示意图；
23.图7示出了图6中的绝缘结构的立体结构示意图；
24.图8示出了图2中的圆柱电池模组的第一汇流排的部分结构示意图；
25.图9示出了根据本实用新型的圆柱电池模组的实施例二的第一汇流排的部分结构示意图；以及
26.图10示出了根据本实用新型的圆柱电池模组的实施例三的第一汇流排的部分结构示意图。
27.其中，上述附图包括以下附图标记：
28.10、第一汇流排；11、汇流排体；111、第一排体；112、第二排体；12、连接部；121、条形板段；122、第一板段；123、第二板段；124、第三板段；20、电芯组件；21、电芯；211、正极；212、负极；30、第二汇流排；40、第三汇流排；50、灌封胶；60、绝缘结构；61、第一避让部；62、第二避让部；63、板状本体；631、第一开口；64、环形板；641、第二开口；65、安装腔。
具体实施方式
29.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
30.需要指出的是，除非另有指明，本技术使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
31.在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“左、右”通常是针对附图所示的左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。
32.为了解决现有技术中圆柱电池模组的结构较为复杂且成本较高的问题，本技术提供了一种圆柱电池模组。
33.实施例一
34.如图1至图8所示，圆柱电池模组包括电芯组件20、汇流排组件及灌封胶50。其中，电芯组件20包括多组圆柱电芯。汇流排组件设置在电芯组件20的正极侧上，汇流排组件包括多组第一汇流排10、第二汇流排30及第三汇流排40，各组第一汇流排10串联相邻的两组圆柱电芯；第二汇流排30和第三汇流排40分别位于多组第一汇流排10的两侧，第二汇流排30与一组圆柱电芯的正极211均连接，第三汇流排40与另一组圆柱电芯的负极212均连接。灌封胶50的至少部分位于相邻的两组圆柱电芯之间，灌封胶50的至少部分设置在汇流排组件远离电芯组件20的一侧。
35.应用本实施例的技术方案，各组第一汇流排10用于串联相邻的两组圆柱电芯，第二汇流排30与一组圆柱电芯的正极211均连接，第三汇流排40与一组圆柱电芯的负极212均连接。汇流排组件设置在电芯组件20的正极侧上，灌封胶50的至少部分位于相邻的两组圆柱电芯之间，灌封胶50的至少部分设置在汇流排组件远离电芯组件20的一侧，以通过灌封胶50对电芯组件20和汇流排组件进行封装。这样，圆柱电池模组由汇流排组件和电芯组件20完成装配后通过灌封胶50封装制成，以使圆柱电池模组的结构更加简单，容易加工，进而解决了现有技术中圆柱电池模组的结构较为复杂且成本较高的问题，降低了圆柱电池模组的加工成本。
36.在本实施例中，灌封胶50灌封在相邻的两组圆柱电芯之间以及汇流排组件远离电芯组件20的一侧，以通过灌封胶50对电芯组件20和汇流排组件进行封装，以使电芯组件20被封装为电芯支架，汇流排组件作为灌封胶50的骨架，进而能够避免电芯组件20的失效(如连接失效和腐蚀失效等)。
37.可选地，灌封胶50为环氧胶、或聚氨酯结构胶、或丙烯酸结构胶。
38.在附图中未示出的其他实施方式中，灌封胶50的至少部分位于相邻的两组圆柱电芯之间，灌封胶50的至少部分设置在电芯组件20远离汇流排组件的一侧。具体地，灌封胶50
的至少部分位于相邻的两组圆柱电芯之间，灌封胶50的至少部分设置在电芯组件20远离汇流排组件的一侧，以通过灌封胶50对电芯组件20和汇流排组件进行封装。这样，圆柱电池模组由汇流排组件和电芯组件20完成装配后通过灌封胶50封装制成，以使圆柱电池模组的结构更加简单，容易加工，进而解决了现有技术中圆柱电池模组的结构较为复杂且成本较高的问题，降低了圆柱电池模组的加工成本。
39.在附图中未示出的其他实施方式中，灌封胶50的至少部分位于相邻的两组圆柱电芯之间，灌封胶50的至少部分设置在汇流排组件远离电芯组件20的一侧，且灌封胶50的至少部分设置在电芯组件20远离汇流排组件的一侧。这样，灌封胶50灌封全部汇流排组件和电芯组件20，灌封胶50的至少部分位于相邻的两组圆柱电芯之间，灌封胶50的至少部分设置在汇流排组件远离电芯组件20的一侧，且灌封胶50的至少部分设置在电芯组件20远离汇流排组件的一侧，以通过灌封胶50对电芯组件20和汇流排组件进行封装。这样，圆柱电池模组由汇流排组件和电芯组件20完成装配后通过灌封胶50封装制成，以使圆柱电池模组的结构更加简单，容易加工，进而解决了现有技术中圆柱电池模组的结构较为复杂且成本较高的问题，降低了圆柱电池模组的加工成本。
40.如图3和图8所示，多组圆柱电芯沿第二预设方向s2排布，各组圆柱电芯包括多个沿第一预设方向s1排布的电芯21，各组第一汇流排10包括汇流排体11和多个连接部12。汇流排体11包括相互连接的第一排体111和第二排体112，第一排体111与一组圆柱电芯的电芯21的正极211电连接，第二排体112与另一组圆柱电芯的电芯21的负极212电连接。汇流排体11为多个，多个汇流排体11沿第一预设方向s1间隔设置，第一预设方向s1与第二预设方向s2之间呈夹角设置，各连接部12用于连接相邻的两个汇流排体11。其中，第一排体111和第二排体112的宽度m一致，宽度m与连接部12的最小宽度n之间满足以下关系：3n≤m≤20n。具体地，第一排体111的宽度m与连接部12的宽度n的上述关系能够增大第一排体111与正极211之间的接触面积，提升了第一排体111与正极211之间的连接强度和连接稳定性，以确保第一汇流排10能够电连接大直径、大容量电芯21，避免第一汇流排10与电芯21之间发生相互脱离而影响第一汇流排10对相邻的两个电芯21之间的电连接有效性，进而了提升了汇流排组件对电芯21间的电连接有效性。
41.在本实施例中，第一预设方向s1为圆柱电池模组的宽度方向，同时也是圆柱电池模组电流的方向。第二预设方向s2沿圆柱电池模组的长度方向，同时也是圆柱电池模组汇流排的电芯并联间的整体方向。
42.在本实施例中，由于第一排体111的宽度m远远大于连接部12的宽度n，使得圆柱电池模组中电芯21串联间载流截面远远大于电芯21并联间载流截面。同时，上述设置使得单颗电芯21间的电流路径被固化，使各电芯21分支电流路径不交叉。第二汇流排30(总正汇流排)和第三汇流排40(总负汇流排)布置在第一预设方向s1上且具有大截面设计，在同等载流截面的条件下，本实施例中的汇流排组件的整体设计厚度最薄，成本更优。
43.在本实施例中，汇流排组件设置在电芯组件20的正极侧，即汇流排组件与电芯组件20之间采用单面焊接的方式，进而便于在电芯组件20的负极侧设置冷却装置或者以电芯组件20的负极侧作为粘接面，进而便于电芯ctp(cell to pack)和ctc(cell to chassis)的成组设计。
44.可选地，第一汇流排10由1系铝、或紫铜、或铜铝复合材质制成，以使第一汇流排10
的材料选取更加灵活，以满足不同的使用需求和工况，也提升了工作人员的加工灵活性。
45.可选地，汇流排体11的板厚大于等于0.5mm且小于等于2.0mm。这样，上述设置不仅确保第一汇流排10能够正常载流，以使全部电芯21均能够正常运行，也使得汇流排体11的结构更加简单，容易加工、实现。同时，上述设置实现了汇流排组件的小型化设计，进而减小了电池模组的整体占用空间。
46.在本实施例中，汇流排体11的板厚为1.0mm。需要说明的是，汇流排体11的板厚的取值不限于此，可根据工况和使用需求进行调整。可选地，汇流排体11的板厚为0.8mm、或1.2mm、或1.5mm、或1.6mm、或1.8mm。
47.可选地，各连接部12呈板状，连接部12的板厚大于等于0.5mm且小于等于2.0mm。这样，上述设置不仅确保相邻的两个汇流排体11能够电连接，以便fpc板对多个电芯21进行采样，也使得汇流排体11的结构更加简单，容易加工、实现。同时，上述设置实现了汇流排组件的小型化设计，进而减小了电池模组的整体占用空间。
48.在本实施例中，连接部12的板厚与汇流排体11的板厚一致。
49.如图4和图6所示，负极212围绕正极211设置。圆柱电池模组还包括绝缘结构60。其中，绝缘结构60具有第一避让部61和第二避让部62，第一避让部61用于避让正极211，一组第一汇流排10的第一排体111的至少部分设置在第一避让部61内且与正极211电连接。第二避让部62用于避让负极212的至少部分，另一组第一汇流排10的第二排体112的至少部分设置在第二避让部62内且与负极212电连接。这样，绝缘结构60用于将电芯组件20正极端的正、负极隔离，降低第一汇流排10和电芯21焊接时的失效风险。
50.具体地，在绝缘结构60与电芯21完成装配后，一组第一汇流排10的第一排体111设置在第一避让部61内并与正极211电连接，与上述第一汇流排10相邻的另一组第一汇流排10的第二排体112设置在第二避让部62内并与负极212电连接，以实现第一汇流排10与电芯21的电连接。同时，绝缘结构60的上述设置实现了第一排体111与负极212的绝缘，进而实现了多个电芯21之间的串联。
51.可选地，电芯21的正极211呈柱状或环形，电芯21的负极212呈环形。
52.可选地，绝缘结构60为多个，多个绝缘结构60与多个电芯21一一对应地设置。这样，上述设置确保绝缘结构60能够对全部电芯21进行绝缘处理，进而提升了绝缘结构60的绝缘可靠性，进一步降低第一汇流排10和电芯21焊接时的失效风险。
53.可选地，绝缘结构60为pi膜、或青稞纸、或环氧板。这样，上述设置使得绝缘结构60的结构选取更加灵活，以满足不同的使用需求和工况。
54.如图6和图7所示，第一避让部61为通孔，绝缘结构60包括板状本体63和环形板64。其中，板状本体63具有通孔和第一开口631，第一开口631与通孔连通。环形板64设置在板状本体63上且与板状本体63之间围绕形成安装腔65，电芯21的一端设置在安装腔65内。环形板64具有与第一开口631连通的第二开口641，第一开口631和第二开口641形成第二避让部62。这样，上述设置使得绝缘结构60的结构更加简单，进而降低了绝缘结构60的加工成本。
55.具体地，环形板64与板状本体63之间呈夹角设置，环形板64设置在板状本体63的板面上，以与板状本体63之间围绕形成安装腔65，进而使得绝缘结构60为盖体结构，进而使得绝缘结构60与电芯21的拆装更加容易、简便，降低了拆装难度。
56.如图8所示，连接部12包括多个依次连接的条形板段121，至少一个条形板段121的
延伸方向呈弧线形，至少一个条形板段121的延伸方向呈直线形。其中，各条形板段121的宽度均一致，且均为宽度n。
57.在本实施例中，各连接部12上设置有狭位熔断丝结构，在流经连接部12的电流大于预设电流值时，狭位熔断丝结构发热以熔断连接部12。这样，若某个电芯21存在漏液或过放等其他异常因素而造成单个电芯21失效时，该电芯21反向充电造成过载均衡，则连接部12熔断，避免引起次级灾害或热失控。
58.具体地，狭位熔断丝结构与各连接部12的延伸方向之间呈夹角设置，以确保狭位熔断丝结构能够熔断连接部12，提升了狭位熔断丝结构的熔断可靠性。
59.在本实施例中，第一汇流排10为一体成型结构。这样，上述设置不仅提升了第一汇流排10的结构强度，延长了第一汇流排10的使用寿命，也使得第一汇流排10的加工更加容易、简便，降低了汇流排组件的加工成本和加工难度。
60.在本实施例中，连接部12的板厚与汇流排体11的一致。
61.在本实施例中，沿第二预设方向s2，电芯组件20的一侧设置有采样区，以用于电芯21的电压采样。
62.可选地，灌封胶50的厚度大于或等于5mm且小于或等于20mm。
63.实施例二
64.实施例二中的圆柱电池模组与实施例一的区别在于：连接部12的结构不同。
65.如图9所示，连接部12包括依次连接的第一板段122、第二板段123及第三板段124，第二板段123的宽度为最小宽度n，第二板段123的宽度小于或等于第一板段122的宽度；和/或，第二板段123的宽度小于或等于第三板段124的宽度。这样，上述设置使得连接部12的结构选取更加灵活，以满足不同的使用需求和工况，也提升了工作人员的加工灵活性。
66.在本实施例中，第一板段122和第三板段124的宽度一致，第二板段123的宽度小于第一板段122的宽度，以使第二板段123处形成狭径，以使得圆柱电池模组中电芯21串联间载流截面远远大于电芯21并联间载流截面。
67.可选地，第一板段122的延伸方向呈弧线形。
68.可选地，第三板段124的延伸方向呈弧线形。
69.可选地，沿第一板段122至第三板段124的方向上，第一板段122的宽度一致；和/或，第三板段124的宽度一致。这样，连接部12的最小宽度n为第二板段123的宽度。
70.实施例三
71.实施例三中的圆柱电池模组与实施例二的区别在于：连接部12的结构不同。
72.如图10所示，沿第一板段122至第三板段124的方向上，第一板段122的宽度逐渐减小，第三板段124的宽度逐渐增大。这样，上述设置使得第一板段122和第三板段124的设置更加灵活，以满足不同的使用需求和工况，也提升了工作人员的加工灵活性。
73.在本实施例中，第二板段123的宽度为最小宽度n，第一板段122的最小宽度与第二板段123的宽度一致，第三板段124的最小宽度与第二板段123的宽度一致。
74.可选地，连接部12还包括多个过渡连接部，第一板段122通过一个过渡连接部与汇流排体11连接，第三板段124通过一个过渡连接部与汇流排体11连接，过渡连接部具有功能孔，功能孔位于相邻的电芯21之间，以用于定位和注胶使用。
75.可选地，功能孔为通孔。
76.可选地，功能孔呈圆形或多边形。
77.从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：
78.各组第一汇流排用于串联相邻的两组圆柱电芯，第二汇流排与一组圆柱电芯的正极均连接，第三汇流排与一组圆柱电芯的负极均连接。汇流排组件设置在电芯组件的正极侧上，灌封胶的至少部分位于相邻的两组圆柱电芯之间，灌封胶的至少部分设置在汇流排组件远离电芯组件的一侧；和/或，灌封胶的至少部分设置在电芯组件远离汇流排组件的一侧，以通过灌封胶对电芯组件和汇流排组件进行封装。这样，圆柱电池模组由汇流排组件和电芯组件完成装配后通过灌封胶封装制成，以使圆柱电池模组的结构更加简单，容易加工，进而解决了现有技术中圆柱电池模组的结构较为复杂且成本较高的问题，降低了圆柱电池模组的加工成本。
79.显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
80.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
81.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
82.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。