电芯模组及电池包

摘要

本申请属于储能技术领域，尤其涉及一种电芯模组及电池包，包括隔离板、汇流排、弹性结构、熔断结构和电芯，隔离板为绝缘体，汇流排、弹性结构和熔断结构均为导电体，电芯包括极耳，弹性结构设于电芯上且与极耳对应设置，熔断结构将汇流排固定在隔离板上，隔离板位于电芯的上方且开设有与弹性结构相对应的避让孔；汇流排设有连接部，弹性结构包括弹性片，两个连接部的凸起部通过避让孔对弹性片施压以使弹性片受压发生弹性形变而与极耳抵接，进而汇流排导通相邻两个电芯的正极耳和负极耳；在熔断结构熔断时，弹性片弹性复位而与极耳分离。因此在本申请中，可以避免电池发生热失控、起火、爆炸等事故，提高电池包的安全性，降低成本费用。

权利要求

1.一种电芯模组，其特征在于：包括隔离板（1）、汇流排（2）、弹性结构（3）、熔断结构（4）和电芯（5），所述隔离板（1）为绝缘体，所述汇流排（2）、所述弹性结构（3）和所述熔断结构（4）均为导电体，所述电芯（5）包括极耳（51），所述弹性结构（3）设于所述电芯（5）上且与所述极耳（51）对应设置，所述熔断结构（4）将所述汇流排（2）固定在所述隔离板（1）上且当温度达到所述熔断结构（4）的自熔点时，所述熔断结构（4）熔断，所述隔离板（1）位于所述电芯（5）的上方且开设有与所述弹性结构（3）相对应的避让孔（10）；

所述弹性结构（3）包括安装座（31）、弹性片（32）和连杆（33），所述安装座（31）设于所述电芯（5）上且设置有两个，两个所述安装座（31）位于所述极耳（51）的两侧，所述连杆（33）设置有两个，两个所述连杆（33）分别连接于所述弹性片（32）相对的两侧上，所述安装座（31）开设有与所述连杆（33）滑接的腰型孔（311），当所述弹性片（32）与所述极耳（51）抵接时，每个所述连杆（33）位于所述腰型孔（311）远离所述极耳（51）的一端，所述弹性片（32）与所述极耳（51）抵接，在所述熔断结构（4）熔断时，每个所述连杆（33）位于所述腰型孔（311）靠近所述极耳（51）的一端，所述弹性片（32）与所述极耳（51）分离；

所述电芯（5）设置多个，每个所述电芯（5）的极耳（51）包括正极耳和负极耳，所述汇流排（2）包括沿自身长度方向相继分布的两个连接部（21），每个所述连接部（21）朝向所述弹性片（32）的面上设置有凸起部（22）；两个所述连接部（21）的凸起部（22）通过所述避让孔（10）对所述弹性片（32）施压以使所述弹性片（32）受压发生弹性形变而与所述极耳（51）抵接，进而所述汇流排（2）导通相邻两个所述电芯（5）的正极耳和负极耳；在所述熔断结构（4）熔断时，所述弹性片（32）弹性复位而与所述极耳（51）分离。

2.如权利要求1所述的电芯模组，其特征在于，所述连杆（33）的端部可拆卸地连接有限位件（34），所述限位件（34）的尺寸大于所述腰型孔（311）的尺寸，所述限位件（34）用于限制所述连杆（33）在其轴向方向上的位移。

3.如权利要求1所述的电芯模组，其特征在于，所述极耳（51）上用于与所述弹性片（32）相抵接的面为第一弧形面（511），所述弹性片（32）为弧形结构，当所述凸起部（22）施压将所述弹性片（32）与所述极耳（51）抵接时，所述第一弧形面（511）的弧度与所述弹性片（32）的弧度相适配。

4.如权利要求3所述的电芯模组，其特征在于，所述凸起部（22）朝向所述弹性片（32）的面为第二弧形面（221），当所述凸起部（22）施压将所述弹性片（32）与所述极耳（51）抵接时，所述第二弧形面（221）的弧度与所述弹性片（32）的弧度相适配。

5.如权利要求1所述的电芯模组，其特征在于，所述熔断结构（4）包括限位部（41）、插接部（42）和卡接部（43），所述插接部（42）设有两个且分别连接于所述限位部（41）相对的两侧上，所述卡接部（43）设于所述插接部（42）上，所述汇流排（2）上开设有第一通孔（23），所述隔离板（1）开设有与所述第一通孔（23）相适配的第二通孔（11），所述插接部（42）依次穿过所述第一通孔（23）和所述第二通孔（11）使得所述卡接部（43）与所述隔离板（1）卡接以及所述限位部（41）与所述汇流排（2）抵接。

6.如权利要求5所述的电芯模组，其特征在于，所述卡接部（43）为楔形凸块，所述楔形凸块包括导向斜面（431）和卡接面（432），所述导向斜面（431）用于在所述插接部（42）依次穿过所述第一通孔（23）和所述第二通孔（11）时对插接部（42）进行导向，所述卡接面（432）用于与所述隔离板（1）抵接。

7.一种电池包，包括如权利要求1‑6任一项所述的电芯模组，其特征在于，还包括壳体（6）和上盖板（7），所述电芯模组容置在所述壳体（6）内，所述隔离板（1）盖合于所述壳体（6）上，所述上盖板（7）盖合于隔离板（1）上。

说明书

电芯模组及电池包

技术领域

[0001] 本申请属于储能技术领域，尤其涉及一种电芯模组及电池包。

背景技术

[0002] 随着新能源领域的技术发展，电池的应用越来越广泛，单个电池可通过串并联形成具有更高的容量及电压等级的电池模组，以适用不同的电量需求。为了使电芯之间串联，现有技术通过电芯与汇流排焊接的方式实现，此技术容易存在虚焊、假焊等缺陷，在电芯使用时可能因电芯膨胀导致脱焊短路；电芯与汇流排无熔断保护，电流过大时会损坏电池，甚至起火等，最后导致电池发生爆炸，大大降低了电池包的安全性能。

发明内容

[0003] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电芯模组及电池包，其旨在解决现有技术中的电芯与汇流排焊接的方式导致容易脱焊短路以及无熔断保护降低电池包的安全性能的技术问题。

[0004] 本发明提供一种电芯模组，包括隔离板、汇流排、弹性结构、熔断结构和电芯，所述隔离板为绝缘体，所述汇流排、所述弹性结构和所述熔断结构均为导电体，所述电芯包括极耳，所述弹性结构设于所述电芯上且与所述极耳对应设置，所述熔断结构将所述汇流排固定在所述隔离板上且当温度达到所述熔断结构的自熔点时，所述熔断结构熔断，所述隔离板位于所述电芯的上方且开设有与所述弹性结构相对应的避让孔；

[0005] 所述弹性结构包括安装座、弹性片和连杆，所述安装座设于所述电芯上且设置有两个，两个所述安装座位于所述极耳的两侧，所述连杆设置有两个，两个所述连杆分别连接于所述弹性片相对的两侧上，所述安装座开设有与所述连杆滑接的腰型孔，当所述弹性片与所述极耳抵接时，每个所述连杆位于所述腰型孔远离所述极耳的一端，所述弹性片与所述极耳抵接，在所述熔断结构熔断时，每个所述连杆位于所述腰型孔靠近所述极耳的一端，所述弹性片与所述极耳分离；

[0006] 所述电芯设置多个，每个所述电芯的极耳包括正极耳和负极耳，所述汇流排包括沿自身长度方向相继分布的两个连接部，每个所述连接部朝向所述弹性片的面上设置有凸起部；两个所述连接部的凸起部通过所述避让孔对所述弹性片施压以使所述弹性片受压发生弹性形变而与所述极耳抵接，进而所述汇流排导通相邻两个所述电芯的正极耳和负极耳；在所述熔断结构熔断时，所述弹性片弹性复位而与所述极耳分离。

[0007] 可选地，所述连杆的端部可拆卸地连接有限位件，所述限位件的尺寸大于所述腰型孔的尺寸，所述限位件用于限制所述连杆在其轴向方向上的位移。

[0008] 可选地，所述极耳上用于与所述弹性片相抵接的面为第一弧形面，所述弹性片为弧形结构，当所述凸起部施压将所述弹性片与所述极耳抵接时，所述第一弧形面的弧度与所述弹性片的弧度相适配。

[0009] 可选地，所述凸起部朝向所述弹性片的面为第二弧形面，当所述凸起部施压将所述弹性片与所述极耳抵接时，所述第二弧形面的弧度与所述弹性片的弧度相适配。

[0010] 可选地，所述熔断结构包括限位部、插接部和卡接部，所述插接部设有两个且分别连接于所述限位部相对的两侧上，所述卡接部设于所述插接部上，所述汇流排上开设有第一通孔，所述隔离板开设有与所述第一通孔相适配的第二通孔，所述插接部依次穿过所述第一通孔和所述第二通孔使得所述卡接部与所述隔离板卡接以及所述限位部与所述汇流排抵接。

[0011] 可选地，所述卡接部为楔形凸块，所述楔形凸块包括导向斜面和卡接面，所述导向斜面用于在所述插接部依次穿过所述第一通孔和所述第二通孔时对插接部进行导向，所述卡接面用于与所述隔离板抵接。

[0012] 本发明还提供一种电池包，包括上述任一项的电芯模组，还包括壳体和上盖板，所述电芯模组容置在所述壳体内，所述隔离板盖合于所述壳体上，所述上盖板盖合于隔离板上。

[0013] 本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：本发明提供了一种电芯模组和电池包，包括隔离板、汇流排、弹性结构、熔断结构和电芯，隔离板为绝缘体，汇流排、弹性结构和熔断结构均为导电体，电芯包括极耳，弹性结构设于电芯上且与极耳对应设置，熔断结构将汇流排固定在隔离板上且当温度达到熔断结构的自熔点时，熔断结构熔断，隔离板位于电芯的上方且开设有与弹性结构相对应的避让孔；汇流排设有连接部，弹性结构包括弹性片，两个连接部的凸起部通过避让孔对弹性片施压以使弹性片受压发生弹性形变而与极耳抵接，进而汇流排导通相邻两个电芯的正极耳和负极耳；在熔断结构熔断时，弹性片弹性复位而与极耳分离。因此在本申请中，当电芯温度过高或短路、快发生热失控时，电芯发热传导至汇流排及熔断结构。当温度达到熔断结构的自熔点时，熔断结构发生自熔，此时熔断结构的连接作用失效，弹性片不受到向下的压力，恢复原有状态，与电芯断开接触，此时形成断路，避免电池发生热失控、起火、爆炸等事故，提高电池包的安全性，降低成本费用。

附图说明

[0014] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0015] 图1是本申请实施例提供电池包的分解结构示意图。

[0016] 图2是本申请实施例提供电池包的俯视图（不包括上盖板）。

[0017] 图3是图2中A‑A向的剖面示意图。

[0018] 图4是图3中A处放大图。

[0019] 图5是本申请实施例提供隔离板的结构示意图。

[0020] 图6是本申请实施例提供汇流排的结构示意图。

[0021] 图7是本申请实施例提供熔断结构的结构示意图。

[0022] 图8是本申请实施例提供弹性片受压时与极耳抵接时的结构示意图。

[0023] 图9是本申请实施例提供弹性片未受压时与极耳分离时的结构示意图。

[0024] 附图标号说明：1、隔离板；10、避让孔；11、第二通孔；12、放置槽；2、汇流排；21、连接部；22、凸起部；221、第二弧形面；23、第一通孔；24、倒角；25、拱形缓冲部；3、弹性结构；31、安装座；311、腰型孔；32、弹性片；33、连杆；34、限位件；4、熔断结构；41、限位部；42、插接部；43、卡接部；431、导向斜面；432、卡接面；5、电芯；51、极耳；511、第一弧形面；6、壳体；7、上盖板。

具体实施方式

[0025] 为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

[0026] 在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0027] 还需要说明的是，本申请实施例中的左、右、上和下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

[0028] 参照图1至图9，本发明提供一种电芯模组，包括隔离板1、汇流排2、弹性结构3、熔断结构4和电芯5，隔离板1为绝缘体，汇流排2、弹性结构3和熔断结构4均为导电体，电芯5包括极耳51，弹性结构3设于电芯5上且与极耳51对应设置，熔断结构4将汇流排2固定在隔离板1上且当温度达到熔断结构4的自熔点时，熔断结构4熔断，隔离板1位于电芯5的上方且开设有与弹性结构3相对应的避让孔10；

[0029] 弹性结构3包括安装座31、弹性片32和连杆33，安装座31设于电芯5上且设置有两个，两个安装座31位于极耳51的两侧，连杆33设置有两个，两个连杆33分别连接于弹性片32相对的两侧上，安装座31开设有与连杆33滑接的腰型孔311，当弹性片32与极耳51抵接时，每个连杆33位于腰型孔311远离极耳51的一端，弹性片32与极耳51抵接，在熔断结构4熔断时，每个连杆33位于腰型孔311靠近极耳51的一端，弹性片32与极耳51分离；

[0030] 电芯5设置多个，每个电芯5的极耳51包括正极耳和负极耳，汇流排2包括沿自身长度方向相继分布的两个连接部21，每个连接部21朝向弹性片32的面上设置有凸起部22；两个连接部21的凸起部22通过避让孔10对弹性片32施压以使弹性片32受压发生弹性形变而与极耳51抵接，进而汇流排2导通相邻两个电芯5的正极耳和负极耳；在熔断结构4熔断时，弹性片32弹性复位而与极耳51分离。

[0031] 现有设计中，通过电池热管理系统对电池模组进行温度监测。但由于电池管理系统的能力有限以及电池内出现的极化和热传导，电池管理系统通常无法实现早期热失控的预测，同时当电芯5温度升高，不能对电芯5进行温度控制或断开回路。电芯5的工作温度在‑30℃ 55℃左右，当一个电池发生短路、热失控时，很容易导致相邻的电芯5被波及，随之使~
得整个电池模组发生热失控，最后导致电池发生爆炸，大大降低了电池包的安全性能。当电芯5温度过高或短路、快发生热失控时，电芯5发热传导至汇流排2及熔断结构4。当温度达到熔断结构4的自熔点时，熔断结构4发生自熔，此时熔断结构4的连接作用失效，弹性片32不受到向下的压力，恢复原有状态，与电芯5断开接触，此时形成断路，避免电池发生热失控、起火、爆炸等事故，提高电池包的安全性，降低成本费用。

[0032] 现有设计中，熔断结构4在电路结构中作为直接将电流导通的部件，利用材料的熔点和电阻特性，可以在电路发生过载或短路时受热熔化，从而切断电路，而并不能作为在电路结构中受力的部件实现固定的作用。在本申请中，汇流排2作为直接将电流导通的部件，而熔断结构4虽然能够导电，但其主要作用是将隔离板1和汇流排2进行固定，并给弹性片32施加压力。只有在汇流排2温度过高时，熔断结构4才熔断。换言之，如果采用其他不能实现自熔但能够将隔离板1和汇流排2进行固定的部件例如螺钉，相邻两电芯5之间同样能够实现电连接。因此，在本申请中，熔断结构4不仅仅能够起到保护电路的作用，同时作为受力的部件起到固定和限位等作用。

[0033] 在本实施方式中，安装座31为绝缘体，腰型孔311的直径大小与连杆33相匹配；弹性片32为良好的导电体，呈片状结构且具有弹性。安装座31设置有两个，连杆33依次穿过两个腰型孔311。弹性片32的宽度与两个安装座31之间的距离相匹配。弹性片32的两端设置有钩型结构，即弹性片32的两端弯折形成可供连杆33穿过的圆孔。在弹性片32受压与极耳51抵接时，弹性片32具有恢复原状的弹性势能。当温度达到熔断结构4的自熔点时，熔断结构4失去对隔离板1和汇流排2固定作用，弹性片32不再受压，在弹性势能的作用下，拉动两端的连杆33从位于腰型孔311远离极耳51的一端移动到位于腰型孔311靠近极耳51的一端，弹性片32与极耳51分离。

[0034] 在一个可行的实施方式中，连杆33的端部可拆卸地连接有限位件34，限位件34的尺寸大于腰型孔311的尺寸，限位件34用于限制连杆33在其轴向方向上的位移。在本实施方式中，连杆33与限位件34连接后呈工型结构，连杆33的直径与腰型孔311直径相匹配。限位件34为圆形结构，限位件34的直径大于腰型孔311的直径，因此能够限制连杆33在其轴向方向上的位移，增加连杆33与腰型孔311连接的稳定性。为了便于进行安装，限位件34与连杆33之间为可拆卸结构。例如，连杆33上形成外螺纹，限位件34形成内螺纹，连杆33与限位件
34之间可拆卸连接方式为螺纹连接。此外，还可以连杆33与限位件34之间还通过卡接的方式进行可拆卸连接。为了提高安装效率，连杆33的一端与限位件34的连接为固定式，另一端为可拆卸式。

[0035] 在一个可选的实施方式中，弹性结构3包括一个导电片和两个弹簧。两个弹簧位于极耳51的两侧，导电片与两个弹簧连接。当导电片受到外部压力时，导电片与极耳51连接，导电片将两个弹簧压缩；当温度达到熔断结构4的自熔点时，熔断结构4失去对隔离板1和汇流排2固定作用，导电片不再受压，在弹簧的弹性势能的作用下，导电片与极耳51分离。

[0036] 参照图9，在一个可行的实施方式中，极耳51上用于与弹性片32相抵接的面为第一弧形面511，弹性片32为弧形结构，当凸起部22施压将弹性片32与极耳51抵接时，第一弧形面511的弧度与弹性片32的弧度相适配。根据电阻公式R=ρ×L/A，其中R为电阻，ρ为电阻率，L为长度，A为横截面积。因此，弹性片32和极耳51之间的抵接面积越大的，具有更低的电阻，可以更有效地传输电流，减少能量损耗。在高电流传输的情况下，弹性片32和极耳51可能会产生热量，较大的抵接面积可以提供更大的散热表面，有助于散热，降低温升，确保电芯模组稳定性。因此在本实施方式中，第一弧形面511相较于平面，其具有较大的表面积，可以确保良好的电气接触和导电性能，同时以便散热。

[0037] 参照图6，在一个可行的实施方式中，凸起部22朝向弹性片32的面为第二弧形面221，当凸起部22施压将弹性片32与极耳51抵接时，第二弧形面221的弧度与弹性片32的弧度相适配。同理，第二弧形面221相较于平面，其具有较大的表面积，可以确保良好的电气接触和导电性能，同时以便散热。

[0038] 参照图7，在一个可行的实施方式中，熔断结构4包括限位部41、插接部42和卡接部43，插接部42设有两个且分别连接于限位部41相对的两侧上，卡接部43设于插接部42上，汇流排2上开设有第一通孔23，隔离板1开设有与第一通孔23相适配的第二通孔11，插接部42依次穿过第一通孔23和第二通孔11使得卡接部43与隔离板1卡接以及限位部41与汇流排2抵接。具体地，熔断结构4呈C型结构。优选地，熔断结构4将隔离板1和汇流排2进行固定时，限位部41位于水平方向上与汇流排2的上表面抵接，插接部42则位于竖直方向上，依次穿过第一通孔23和第二通孔11。限位部41与卡接部43之间的相互配合可以限制隔离板1和汇流排2在竖直方向上的相对位置，插接部42与第一通孔23和第二通孔11的相互配合可以限制隔离板1和汇流排2在水平方向上的相对位置。限位部41和插接部42之间呈直角设计，便于熔断结构4整体加工制造和提高熔断结构4定位精准度。

[0039] 为了提高安装时的稳定性，每个连接部21均有两个熔断结构4进行固定。在其他的实施方式中，熔断结构4的数量可以根据实际的应用进行设定。

[0040] 进一步地，参照图7，卡接部43为楔形凸块，楔形凸块包括导向斜面431和卡接面432，导向斜面431用于在插接部42依次穿过第一通孔23和第二通孔11时对插接部42进行导向，卡接面432用于与隔离板1抵接。在本实施方式中，由于卡接部43为楔形凸块，限位部41和插接部42均具有一定的延展性，以便卡接部43顺利通过第一通孔23和第二通孔11。在卡接部43经过第一通孔23时，导向斜面431先与第一通孔23的内壁抵接，在导向斜面431的作用下，插接部42朝远离彼此的方向分开，直至楔形凸块完全穿过第一通孔23后，插接部42恢复原状；在卡接部43经过第二通孔11时，导向斜面431先与第二通孔11的内壁抵接，在导向斜面431的作用下，插接部42朝远离彼此的方向分开，直至楔形凸块完全穿过第二通孔11后，插接部42恢复原状，此时，卡接面432与隔离板1的下表面形成卡接。上述结构，安装简单，结构稳定性好。

[0041] 参照图6，在一个可行的实施方式中，汇流排2上设置有倒角24，隔离板1上形成有与汇流排2相对应的放置槽12，避让孔10形成于放置槽12的底部。在本实施方式中，倒角24可以使汇流排2的边缘变得圆滑或斜角，减少了尖锐的边缘，降低了意外受伤的风险，减少误操作。在使用汇流排2时，避免了因为尖锐的边缘而导致的误操作或划伤。倒角后的汇流排2的边缘更容易被注意到，这样可以提高人们对物体位置和形状的感知，提高可视性。但凡安装时，汇流排2放置的位置与放置槽12不对应，无法进行安装，起到防呆作用，电芯模组的安全性。放置槽12和汇流板的数量和位置可以根据实际的应用进行设定。

[0042] 参照图6，在一个可行的实施方式中，两个连接部21的中间形成拱形缓冲部25，拱形缓冲部25具有弹性变形量，用于调整汇流排2的长度。具有拱形缓冲部25的汇流排2在自身的长度方向上具有预定的弹性变形量。在汇流排2在受到沿自身长度方向上的作用力时（例如电池膨胀时），拱形缓冲部25能够吸收该作用力，以使汇流排2整体的长度可以伸长或缩短，从而提高了汇流排2的通用性和适应能力。

[0043] 本发明还提供一种电池包，包括上述任一项电芯模组，还包括壳体6和上盖板7，电芯模组容置在壳体6内，隔离板1盖合于壳体6上，上盖板7盖合于隔离板1上。壳体6为注塑一体成型或钣金折弯成型，起放置电芯5、固定电芯5的作用；上盖板7注塑一体成型或钣金折弯成型，起防护作用。

[0044] 以上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。