电芯模块和电池包的制作方法

1.本发明涉及锂离子电池技术领域，具体而言，涉及一种电芯模块和电池包。


背景技术：

2.锂离子电池自上世纪90年代以来发展迅速，已经成为现代社会必不可少的储能设备之一。近年来，随着电动汽车的发展，人们对电动汽车的思想转变巨大，电动汽车行业开始火热起来，锂电子电池的应用也随之变得更加广泛。
3.锂电子电池一般采用软包电池模组，软包电池模组结构一般包括电池组、塑料支架、汇流排、采样线束和外壳。在电池模组中，使用汇流排实现多个电池的并联，然后将多个并联的电池组通过汇流排进行串联。同时，为了使电池模组的结构更加轻量化，需要提高电池模组的能量比。目前主流集成方案采用电芯成组为模组，一定数量的模组集成到电池包，但是，现有电芯模组的集成度不够高，导致续航里程受到制约。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种电芯模块和电池包，能够解决采用现有电芯成组方式的电芯模组集成度不够高，导致电池续航里程受到制约的问题。
5.为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种电芯模块，包括：连接结构；至少一个电池单元，每个电池单元包括至少两个电芯组，同一电池单元中的各电芯组沿第一方向依次排布，且相邻两个电芯组之间通过一个连接结构电连接，每个电芯组均包括两个沿电池单元的长度延伸方向连接的电芯。
6.进一步地，每个电芯组在两个电芯的连接端具有极耳连接区，连接结构包括连接片，连接片的一端与相邻两个电芯组中的一个极耳连接区相连接，连接片的另一端与相邻两个电芯组中的另一个极耳连接区相连接。
7.进一步地，相邻两个电芯组的极耳连接区之间具有间隙，连接结构还包括安装支架，安装支架包括底座和卡板，卡板安装在底座上，底座位于间隙内，底座的外壁面上设置有第一插槽，卡板上设置有第二插槽，连接片穿过第二插槽后卡设在第一插槽内。
8.进一步地，卡板包括u型板和两个搭接板，u型板包括一个底板和设置在底板两侧的两个侧板，两个搭接板中的一个与其中一个侧板连接，两个搭接板中的另一个与另一个侧板连接，且两个搭接板均从u型板的开口端向u型板的外侧侧向延伸。
9.进一步地，两个第二插槽间隔设置在底板上，连接片包括依次连接的第一板段、第二板段和第三板段，第二板段相对于第一板段折弯，第三板段相对于第二板段折弯，第一板段从两个第二插槽中的一个穿入，第三板段从两个第二插槽中的另一个穿入。
10.进一步地，电芯模块还包括安装壳，每个电池单元均安装在一个安装壳内，安装壳包括安装腔和与安装腔相连通的安装开口，安装开口包括第一安装开口、第二安装开口和第三安装开口，电池单元可通过第一安装开口装入安装腔内，第二安装开口位于安装壳的一端，第三安装开口位于安装壳的另一端。
11.进一步地，电池单元还包括多个连接支架，第二安装开口和第三安装开口处均设置有一个连接支架，电芯组远离极耳连接区的极耳与连接支架相连接。
12.进一步地，连接支架包括第一汇流件，电芯组远离极耳连接区的极耳与第一汇流件相连接，电芯模块还包括两个集成托盘，两个集成托盘中的一个安装在电芯模块的一端，两个集成托盘中的另一个安装在电芯模块的另一端，两个集成托盘均包括多个第二汇流件，各第二汇流件与其所在侧的各第一汇流件一一对应连接。
13.进一步地，安装壳包括依次连接的第一连接板、第二连接板和第三连接板，第二连接板相对于第一连接板折弯，第三连接板相对于第二连接板折弯，第一连接板和第三连接板的对应位置处均设置有一个凹槽，连接结构卡设在两个凹槽上。
14.进一步地，电芯模块还包括多个隔片，相邻两个安装壳之间均设置有一个隔片。
15.进一步地，电芯模块还包括第一低压采样组件，各电池单元的连接片均与第一低压采样组件电连接。
16.进一步地，第一低压采样组件包括第一线路集成板、第一采集件以及多个镍片，第一线路集成板包括第一集成板段和第二集成板段，第一集成板段和第二集成板段的一端通过第一采集件相连接，第一集成板段和第二集成板段之间间隔设置，第一集成板段和第二集成板段靠近彼此的一侧沿长度方向交错设置有多个镍片，且各镍片之间沿排布方向间隔设置，各电池单元的连接片与各镍片一一对应连接。
17.进一步地，电芯模块还包括两个第二低压采样组件，两个集成托盘上均设置有一个第二低压采样组件，每个第二低压采样组件均包括第二采集件、第二线路集成板以及多个镍片。
18.根据本发明的一方面，提供了一种电池包，包括：上述的电芯模块；箱体，各电芯模块安装在箱体中；多个液冷板，多个液冷板设置在各电芯模块的顶部。
19.应用本发明的技术方案，通过设置电池单元，且每个电池单元包括至少两个电芯组，每个电芯组均包括两个沿电池单元的长度延伸方向连接的电芯，相邻两个电芯组之间通过连接结构进行电连接，这样，一个电池单元中就包含两列沿第一方向排布的电芯，且两列电芯之间通过连接结构即可实现电连接，通过上述设置能够增大单个电芯模块的能量密度，相较于现有的单排电芯成组方式，上述技术方案的电芯模块的集成化程度更高，单个电芯模块所具有的能量密度更大，能够大幅度提升电池的续航里程，同时由于集成化程度较高还能够提高装配效率，节约装配时间和装配成本。
附图说明
20.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
21.图1示出了本发明的实施例的电芯模块的整体结构示意图；
22.图2示出了本发明的实施例的电池单元的整体结构示意图；
23.图3示出了本发明的实施例的连接结构的整体结构示意图；
24.图4示出了本发明的实施例的连接片的整体结构示意图；
25.图5示出了本发明的实施例的第一低压采样组件的整体结构示意图；
26.图6示出了本发明的实施例的第二低压采样组件的整体结构示意图；
27.图7示出了本发明的实施例的集成托盘的结构示意图；
28.图8示出了本发明的实施例的温度采集件整体结构示意图；
29.图9示出了本发明的实施例的电芯模块中间位置处的电压及温度采集结构示意图；以及
30.图10示出了本发明的实施例的电池包的爆炸图。
31.其中，上述附图包括以下附图标记：
32.10、连接结构；11、连接片；111、第一板段；112、第二板段；113、第三板段；12、安装支架；13、底座；131、第一插槽；14、卡板；141、第二插槽；142、u型板；1421、底板； 1422、侧板；143、搭接板；20、电池单元；21、电芯组；22、极耳连接区；23、连接支架； 231、第一汇流件；30、安装壳；31、安装腔；32、第一安装开口；33、第二安装开口；34、第三安装开口；35、第一连接板；351、凹槽；36、第二连接板；37、第三连接板；40、集成托盘；41、第二汇流件；50、液冷板；60、隔片；70、第一低压采样组件；71、第一线路集成板；711、第一集成板段；712、第二集成板段；72、第一采集件；80、镍片；90、第二低压采样组件；91、第二采集件；92、第二线路集成板；93、绝缘罩；94、温度采集件；95、引出极片；100、箱体；101、箱盖；102、下箱体；103、导热结构胶。
具体实施方式
33.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明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发明。
34.结合参见图1至图8所示，本发明提供了一种电芯模块，包括：连接结构10；至少一个电池单元20，每个电池单元20包括至少两个电芯组21，同一电池单元20中的各电芯组21 沿第一方向依次排布，且相邻两个电芯组21之间通过一个连接结构10电连接，每个电芯组 21均包括两个沿电池单元20的长度延伸方向连接的电芯。
35.在本实施例中，每个电池单元20包括至少两个电芯组21，并且每个电芯组21均包括两个沿电池单元20的长度延伸方向连接的电芯，两个电芯之间串连，相邻两个电芯组21之间通过连接结构10进行电连接，这样，一个电池单元20中就包含两列沿第一方向排布的电芯，且两列电芯之间通过连接结构10即可实现电连接。当电芯模块只包含一个电池单元20时，电芯模块具有两列沿第一方向排布的电芯，当电芯模块包括多个电池单元20时，多个电池单元20沿第一方向依次排布并固定连接在一起，此时电芯模块同样具有两列沿第一方向排布的电芯，能够增大单个电芯模块的能量密度，相较于现有的单排电芯成组方式，上述技术方案的电芯模块的集成化程度更高，单个电芯模块所具有的能量密度更大，能够大幅度提升电池的续航里程，同时由于集成化程度较高，还能够提高装配效率，节约装配时间和装配成本。
36.结合参见图1和图2所示，本发明的一个实施例中，每个电芯组21在两个电芯的连接端具有极耳连接区22，连接结构10包括连接片11，连接片11的一端与相邻两个电芯组21中的一个极耳连接区22相连接，连接片11的另一端与相邻两个电芯组21中的另一个极耳连接区 22相连接。
37.在本实施例中，连接片11的一端与相邻两个电芯组21中的一个极耳连接区22相连接，连接片11的另一端与相邻两个电芯组21中的另一个极耳连接区22相连接，这样能够实
现相邻两个电芯组21之间的并联。另外，各电芯组21中，两个电芯在极耳连接区22位置的极耳是直接连接的，不需要其他连接结构或连接件，结构较为简单，因此，能够减少零部件的数量，降低成本。
38.结合参见图1至图4所示，本发明的一个实施例中，相邻两个电芯组21的极耳连接区22 之间具有间隙，连接结构10还包括安装支架12，安装支架12包括底座13和卡板14，卡板 14安装在底座13上，底座13位于间隙内，底座13的外壁面上设置有第一插槽131，卡板14 上设置有第二插槽141，连接片11穿过第二插槽141后卡设在第一插槽131内。
39.在本实施例中，相邻两个电芯组21的极耳连接区22之间具有间隙，底座13位于间隙内，连接片11穿过卡板14上的第二插槽141后卡设在底座13外壁面上的第一插槽131内，这样，底座13既能够为连接片11提供安装位置，还能够对连接片11的两侧进行支撑限位，保证电池单元20内部的结构稳定性。
40.结合参见图1至图4所示，本发明的一个实施例中，卡板14包括u型板142和两个搭接板143，u型板142包括一个底板1421和设置在底板1421两侧的两个侧板1422，两个搭接板143中的一个与其中一个侧板1422连接，两个搭接板143中的另一个与另一个侧板1422 连接，且两个搭接板143均从u型板142的开口端向u型板142的外侧侧向延伸；安装壳30 包括依次连接的第一连接板35、第二连接板36和第三连接板37，第二连接板36相对于第一连接板35折弯，第三连接板37相对于第二连接板36折弯，第一连接板35和第三连接板37 的对应位置处均设置有一个凹槽351，连接结构10卡设在两个凹槽351上。
41.在本实施例中，两个搭接板143分别与u型板142的两个侧板1422相连接，并向u型板 142的外侧侧向延伸，此时，两个搭接板143与u型板142的两端能够形成l型卡设结构，安装支架12可通过l型卡设结构卡设在两个凹槽351上，此时，安装支架12固定安装在安装壳30上，安装支架12处于稳定状态，以使卡设在安装支架12上的连接片11保持稳定，从而能够保证相邻两个电芯组21之间的连接更加稳定。
42.结合参见图3和图4所示，本发明的一个实施例中，两个第二插槽141间隔设置在底板 1421上，连接片11包括依次连接的第一板段111、第二板段112和第三板段113，第二板段 112相对于第一板段111折弯，第三板段113相对于第二板段112折弯，第一板段111从两个第二插槽141中的一个穿入，第三板段113从两个第二插槽141中的另一个穿入。
43.在本实施例中，第二板段112相对于第一板段111折弯，第三板段113相对于第二板段 112折弯，即连接片11为u型结构，第一板段111从两个第二插槽141中的一个穿入，第三板段113从两个第二插槽141中的另一个穿入，此时连接片11卡设在底座13的外壁面上，并且第一板段111和第三板段113分别位于底座13外壁面的第二插槽141内，连接片11通过卡设的方式安装在安装支架12上，既方便安装和拆卸，同时能够节约安装空间，并且当连接片 11或者安装支架12发生损坏时，可方便进行更换，且只需更坏损坏的连接片11或者安装支架12，无需整体替换，能够节约成本。
44.结合参见图1和图2所示，本发明的一个实施例中，电芯模块还包括安装壳30，每个电池单元20均安装在一个安装壳30内，安装壳30包括安装腔31和与安装腔31相连通的安装开口，安装开口包括第一安装开口32、第二安装开口33和第三安装开口34，电池单元20可通过第一安装开口32装入安装腔31内，第二安装开口33位于安装壳30的一端，第三安装开口34位于安装壳30的另一端；电池单元20还包括多个连接支架23，第二安装开口33和第三安
装开口34处均设置有一个连接支架23，电芯组21远离极耳连接区22的极耳与连接支架23相连接。
45.在本实施例中，电芯模块的每个电池单元20均安装在一个安装壳30内，电池单元20从第一安装开口32装入安装壳30的安装腔31后，再在第二安装开口33和第三安装开口34处分别装上一个连接支架23，再将电芯组21远离极耳连接区22的极耳焊接在连接支架23上，实现相邻两个电芯组21之间的并联。另外，安装壳30包括具有多个安装开口，方便电池单元20和连接支架23的安装和替换。
46.在本发明的一个实施例中，安装在同一个安装壳30内的相邻两个电芯组21之间设置有一个隔片60。
47.结合参见图1至图7所示，本发明的一个实施例中，连接支架23包括第一汇流件231，电芯组21远离极耳连接区22的极耳与第一汇流件231相连接，电芯模块还包括两个集成托盘40，两个集成托盘40中的一个安装在电芯模块的一端，两个集成托盘40中的另一个安装在电芯模块的另一端，两个集成托盘40均包括多个第二汇流件41，各第二汇流件41与其所在侧的各第一汇流件231一一对应连接。
48.在本实施例中，连接支架23上设置有第一汇流件231，电芯组21远离极耳连接区22的极耳与第一汇流件231激光焊接在一起，两个集成托盘40分别安装在电芯模块的两端，集成托盘40上设置有多个第二汇流件41，当集成托盘40安装在电芯模块上时，集成托盘40上的多个第二汇流件41与各连接支架23上的第一汇流件231一一对应，并且，第二汇流件41和第一汇流件231激光焊接在一起。
49.在本发明的一个实施例中，第一汇流件231和第二汇流件41可以为汇流铝片。电芯模块还包括绝缘罩93，两个集成托盘40上均安装有一个绝缘罩93，绝缘罩93起到绝缘防护的作用。
50.结合参见图1所示，本发明的一个实施例中，电芯模块还包括多个隔片60，相邻两个安装壳30之间均设置有一个隔片60。
51.在本实施例中，电芯模块包括多个电池单元20，且每个电池单元20均安装在一个安装壳 30内，相邻两个安装壳30之间均设置有一个隔片60，相邻两个安装壳30分别粘接在隔片60 的两侧，并通过隔片60固定连接在一起，从而实现相邻两个电池单元20的连接。
52.在本发明的一个实施例中，电芯模块包括多个电池单元20，且所有电池单元20均安装在一个安装壳30内，且相邻两个电芯组21分别粘接在隔片60的两侧，并通过隔片60固定连接在一起。
53.结合参见图1至图9所示，本发明的一个实施例中，电芯模块还包括第一低压采样组件 70，各电池单元20的连接片11均与第一低压采样组件70电连接。
54.通过上述设置，第一低压采样组件70采集各电芯组21的电压值，方便工作人员掌握电芯模块的工作状态，及时发现异常情况。
55.结合参见图1至图9所示，本发明的一个实施例中，第一低压采样组件70包括第一线路集成板71、第一采集件72以及多个镍片80，第一线路集成板71包括第一集成板段711和第二集成板段712，第一集成板段711和第二集成板段712的一端通过第一采集件72相连接，第一集成板段711和第二集成板段712之间间隔设置，第一集成板段711和第二集成板段712 靠近彼此的一侧沿长度方向交错设置有多个镍片80，且各镍片80之间沿排布方向间隔设
置，各电池单元20的连接片11与各镍片80一一对应连接。
56.在本实施例中，第一集成板段711和第二集成板段712的一端通过第一采集件72相连接，即第一采集件72的一端与第一集成板段711相连接，第一采集件72的另一端与第二集成板 712相连接，第一采集件72可以设置在第一集成板段711和第二集成板段712的一端的端部，也可以设置在第一集成板段711和第二集成板段712的中部。第一集成板段711和第二集成板段712之间间隔设置，且两者之间的间隔距离大于镍片80的长度，保证镍片80的安装空间。第一集成板段711和第二集成板段712靠近彼此的一侧沿长度方向交错设置有多个镍片80，且各镍片80之间沿排布方向间隔设置，相邻两个镍片80之间的间隔距离应该与相邻两个电芯组21的连接片11之间的距离相匹配，以保证第一低压采样组件70安装后，各个镍片80 所在位置与各连接片11所在位置一一对应，从而保证采集数据的准确性和全面性。
57.结合参见图1至图9所示，本发明的一个实施例中，电芯模块还包括两个第二低压采样组件90，两个集成托盘40上均设置有一个第二低压采样组件90，每个第二低压采样组件90 均包括第二采集件91、第二线路集成板92以及多个镍片80。
58.在本实施例中，第二低压采样组件90安装在集成托盘40上，第二采集件91用于采集电芯模块远离极耳连接区22位置处的电压值，方便实施检测电芯模块的运行状态。
59.在本发明的一个实施例中，第一采集件72和第二采集件91可以为插接件。电芯模块还包括温度采集件94，温度采集件94穿过并折弯贴合在第二线路集成板92上后，通过焊接的方式将温度采集件94固定安装在第二低压采样组件90上。温度采集件94穿过并折弯贴合在第一线路集成板71上后，通过焊接的方式将温度采集件94固定安装在第一低压采样组件70 上。另外，温度采集件94的数量和放置位置，可根据热管理需求进行合理设置，且温度采集件94需要粘接在相邻两个电池单元20之间。
60.在本发明的一个实施例中，集成托盘40上还设置有引出极片95。使用时，电流从1个引出极片95流入，通过第二汇流件41，依次流经每个电池单元20，最终从另一个引出极片95 流出。当电池单元20的数量为偶数时，设置有2个引出极片95，且两个引出极片95位于电芯模块的同侧，当电池单元20的数量为奇数时，设置有2个引出极片95，此时，两个引出极限片95位于电芯模块的异侧。
61.如图10所示，根据本发明的另一方面，提供了一种电池包，包括：上述的电芯模块；箱体100，各电芯模块安装在箱体100中；多个液冷板50，多个液冷板50设置在各电芯模块的顶部。
62.在本实施例中，箱体100包括箱盖101和下箱体100，多个电芯模块通过导热结构胶103 固定安装在下箱体100中，多个液冷板50通过导热结构胶103粘接在电芯模块的顶部，箱盖 101和下箱体100之间通过螺栓可拆卸地连接在一起。
63.从以上的描述中，可以看出，本发明的上述的实施例实现了如下技术效果：通过设置电池单元，且每个电池单元包括至少两个电芯组，每个电芯组均包括两个沿电池单元的长度延伸方向连接的电芯，相邻两个电芯组之间通过连接结构进行电连接，这样，一个电池单元中就包含两列沿第一方向排布的电芯，且两列电芯之间通过连接结构即可实现电连接，通过上述设置能够增大单个电芯模块的能量密度，相较于现有的单排电芯成组方式，上述技术方案的电芯模块的集成化程度更高，单个电芯模块所具有的能量密度更大，能够大幅度提升电池的续航里程，同时由于集成化程度较高还能够提高装配效率，节约装配时间
和装配成本。
64.显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
65.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。
66.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。