一种汇流排组件、电池模组及电池包的制作方法

1.本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种汇流排组件、电池模组及电池包。


背景技术：

2.电池模组由若干个电芯组成，这些电池之间通过汇流排按照一定方式串、并联。现有技术中，如公开号为cn217788723u的中国专利公开了一种汇流排组件及圆柱动力电池模组，该汇流排组件用于圆柱动力电池模组的电路连接，包括输入铜排、输出铜排以及与次模组对应数量的ccs组件，输入铜排与圆柱动力电池模组的输入端的电芯单元连接，输出铜排与圆柱动力电池模组的输出端的电芯单元连接，ccs组件串联和并联次模组的电芯单元，电芯单元之间连接的可靠性高，节约空间利用率高。
3.但是，电池模组或者电池包在充放电时，电芯在朝向汇流排组件方向会存在一定程度的膨胀现象，尤其在电池模组或者电池包长时间使用后这种现象更加明显。这种膨胀现象会导致汇流排的与电芯负极连接处受到一个剥离力；并且在随机振动工况测试中，汇流排的与电芯负极连接处在受到与前述膨胀现象类似的剥离力的同时还会受到一个剪切力，上述的剥离力和剪切力都增大了汇流排与电芯负极连接结构失效的风险，影响电池模组或者电池包的寿命和安全性。


技术实现要素：

4.针对现有技术之不足，本发明的目的在于提供一种汇流排组件，当电芯膨胀或者振动时，其能够吸收电芯的负极端与负极部之间的连接处所受到的剥离力和剪切力，可有效降低负极部与电芯的负极端连接结构失效的风险。
5.本发明的第二个目的在于提供一种电池模组，其安全性高。
6.本发明的第三个目的在于提供一种电池包，其安全性高，使用寿命长。
7.本发明的实施例通过以下技术方案实现：
8.一种汇流排组件，应用于圆柱动力电池模组，所述圆柱动力电池模组包括若干个电芯，所述汇流排组件包括正极排、负极排、串联排和连接排，其中：所述连接排设置于一个所述圆柱动力电池模组上，用于在第一方向上串联相邻设置的两个电芯，以及用于在第二方向上并联相邻设置的两个所述电芯；所述串联排用于串联相邻设置的两个所述圆柱动力电池模组构成电池组；所述正极排连接于所述电池组的正极输出端的所述电芯的正极端；所述负极排连接于所述电池组的负极输出端的所述电芯的负极端；定义所述连接排、所述串联排和所述负极排分别与其各自对应的所述电芯的所述负极端连接的部位为负极部，所述负极部上开设有至少一个隔断槽，所述隔断槽用于在所述第二方向上将所述负极部分隔为至少两个分体部，各所述分体部分别连接于所述电芯的所述负极端。
9.根据一种优选实施方式，所述隔断槽的延伸方向与所述第一方向之间的夹角范围为
±
45
°
。
10.根据一种优选实施方式，所述隔断槽的顶角处配置有圆角。
11.根据一种优选实施方式，所述隔断槽的宽度为0.5mm-5mm。
12.根据一种优选实施方式，所述隔断槽的宽度为1mm-3mm。
13.根据一种优选实施方式，所述连接排包括沿所述第二方向排列的至少两个单片，相邻两个所述单片通过第一温度熔断器连接。
14.根据一种优选实施方式，定义所述单片和与其对应的所述电芯的所述正极端连接的部位为第一正极部，所述单片和与其对应的所述电芯的所述负极端连接的部位为第一负极部，所述第一温度熔断器的端部连接于所述第一正极部。
15.根据一种优选实施方式，在所述第二方向上排列的相邻两个单片的彼此靠近侧均设置有第一延伸部，所述第一延伸部设置于所述第一正极部；所述第一延伸部上配置有用于容置所述第一温度熔断器的第一凹槽。
16.根据一种优选实施方式，所述第一负极部设置有凸拱，所述凸拱沿远离所述电芯侧凸设；设置于所述连接排上的所述隔断槽延伸至所述凸拱。
17.根据一种优选实施方式，所述凸拱的顶面与所述第一负极部所在的平面平行，二者之间的最短距离为1mm-2mm。
18.根据一种优选实施方式，所述第一正极部贯穿设置有溢胶孔。
19.根据一种优选实施方式，所述串联排包括相互连接的正极模块和负极模块，其中，所述负极模块连接于其中一个所述圆柱动力电池模组输出端所述电芯的所述负极端，所述正极模块连接于另一个所述圆柱动力电池模组输入端所述电芯的所述正极端；所述正极模块和所述负极模块通过第二温度熔断器连接。
20.一种电池模组，包括上述的汇流排组件。
21.一种电池包，包括上述的电池模组。
22.本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
23.本发明的各分体部分别和与其各自对应的电芯的负极端连接，相较于负极部作为一个整体焊接至电芯的负极端的结构，如此设置能够有效减小焊接应力，当电芯膨胀或者振动时，分体部形变以吸收电芯的负极端与负极部之间的连接处所受到的剥离力和剪切力，能够有效降低负极部与电芯的负极端连接结构失效的风险，提高圆柱动力电池模组或者电池包的寿命和安全性。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
25.图1为本发明实施例提供的电池组的立体结构示意图；
26.图2为本发明实施例提供的电池组的俯视结构示意图；
27.图3为本发明实施例提供的电池组的爆炸结构示意图；
28.图4为图3中a处结构的局部放大示意图；
29.图5为图3中b处结构的局部放大示意图；
30.图6为本发明实施例提供的连接排的俯视结构示意图。
31.图标：10、圆柱动力电池模组；100、电芯；210、正极排；220、连接排；221、单片；221a、第一正极部；221b、第一负极部；222、第一分体部；223、溢胶孔；230、串联排；230a、负极模块；230b、正极模块；231、第二负极部；2311、第二分体部；232、并联负极主体；233、第二凹槽；240、负极排；241、第三负极部；2411、第三分体部；242、排主体；250、第二温度熔断器；260、第一温度熔断器；270、隔断槽；271、第一圆角；272、第二圆角；280、凸拱；290、第一延伸部；291、第一凹槽。
具体实施方式
32.为了更好地理解和实施，下面将结合发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
33.在本发明的描述中，需要说明的是，若涉及术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
34.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/所述”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。
35.除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本发明中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
36.进一步地，本发明的描述中，需要理解的是，所提及的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对具体实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件(一个或多个)“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”。
37.请参照图1至图6，一种汇流排组件，应用于圆柱动力电池模组10，圆柱动力电池模组10包括若干个电芯100，汇流排组件包括正极排210、负极排240、串联排230和连接排220，其中：连接排220设置于一个圆柱动力电池模组10上，用于在第一方向上串联相邻设置的两个电芯100，以及用于在第二方向上并联相邻设置的两个电芯100；串联排230用于串联相邻设置的两个圆柱动力电池模组10构成电池组；正极排210连接于电池组的正极输出端的电芯100的正极端；负极排240连接于电池组的负极输出端的电芯100的负极端；定义连接排220、串联排230和负极排240分别与其各自对应的电芯100的负极端连接的部位为负极部，负极部上开设有至少一个隔断槽270，隔断槽270用于在第二方向上将负极部分隔为至少两个分体部，各分体部均分别连接于电芯100的负极端。
38.本实施例中，优选地，负极部上开设有一个隔断槽270，这个隔断槽270沿第一方向延伸设置，且在第二方向上将负极部二等分为两个相同的分体部。在使用时，各分体部分别和与其各自对应的电芯100的负极端连接，将负极部分隔为两个分体部的结构能够提高负
极部的形变能力，相较于负极部作为一个整体焊接至电芯100的负极端的结构，如此设置能够有效减小焊接应力，当电芯100膨胀或者振动时，分体部形变以吸收电芯100的负极端与负极部之间的连接处所受到的剥离力和剪切力，能够有效降低负极部与电芯100的负极端连接结构失效的风险，提高圆柱动力电池模组10或者电池包的寿命和安全性。
39.这里通过将负极部等分为两个相同的分体部的方式使得两个分体部具有相同的过流面积，一方面可使得各分体部具备近似的形变能力，也即使得负极部各区域具备均匀地吸收剥离力和剪切力的能力；同时，隔断槽270沿第一方向延伸的结构设置方便对隔断槽270进行加工。
40.在另外的实施例中，隔断槽270的延伸方向与第一方向平行，隔断槽270的数量可以为两个，或者三个等。相应地，两个隔断槽270将负极部在第二方向上分隔为三个分体部；三个隔断槽270将负极部在第二方向上分隔为四个分体部。需要说明的是，隔断槽270的数量可根据需要设置，在此不做具体限制。
41.在其他实施例中，可选地，隔断槽270的延伸方向与第一方向之间的夹角范围为
±
45
°
。其中，当隔断槽270的延伸方向与第一方向之间的夹角为0
°
时，为如图2和图6所示的优选实施方式，在此不再赘述。该实施例中，相邻两个隔断槽270之间可以平行设置，也可不平行设置，以能够将负极部分隔为若干个分体部即可。需要说明的是，当相邻两个隔断槽270的延伸方向不平行时，各分体部的外形可以不同。
42.本实施例中，可选地，隔断槽270的宽度为0.5mm-5mm。进一步地，隔断槽270的宽度为1mm-3mm。
43.如图6所示，优选地，隔断槽270的宽度为d1，d1＝2mm。在其他实施例中，d1可以为2.2mm、2.4mm或者2.6mm。如此设置，隔断槽270能够在起到前述的减小负极部的焊接应力，吸收电芯100的负极端与负极部之间的连接处所受到的剥离力和剪切力的同时，还能够满足汇流排组件的过流和温升的要求。
44.本实施例中，隔断槽270的顶角处配置有圆角。
45.具体地，隔断槽270的内顶角处配置有第一圆角271，第一圆角271的半径为0.5mm。第一圆角271用于减小隔断槽270的内顶角处的应力集中，防止分体部形变过程中隔断槽270在内顶角处发生撕裂。隔断槽270的外顶角处配置有第二圆角272。第二圆角272的半径为2mm。第二圆角272用于防止分体部在装配时刮伤电芯100的负极端。
46.本实施例中，示例性地，如图2所示，两个圆柱动力电池模组10通过串联排230串联为一个电池组。具体地，第一方向为如图2和图3所示的x方向，第二方向为如图2和图3所示的y方向。为了方便描述，在同一个圆柱动力电池模组10中，定义沿第一方向排列的一列电芯100为一个电池列，那么本实施例中提供的圆柱动力电池模组10包括沿第二方向排列的两个电池列。定义连接排220与电芯100的负极端连接的部位为第一负极部221b，连接排220与电芯100的正极端连接的部位为第一正极部221a；串联排230与电芯100的负极端连接的部位为第二负极部231，串联排230与电芯100的正极端连接的部位为第二正极部；负极排240与电芯100的负极端连接的部位为第三负极部241。本实施例中，至少一个隔断槽270在将第一负极部221b分隔为至少两个第一分体部222；至少一个隔断槽270在将第二负极部231分隔为至少两个第二分体部2311；至少一个隔断槽270在将第三负极部241分隔为至少两个第三分体部2411。
47.具体地，连接排220包括沿第二方向排列的至少两个单片221，相邻两个单片221通过第一温度熔断器260连接。本实施例中，连接排220包括沿第二方向排列的两个单片221，对应圆柱动力电池模组10的沿第二方向排列的两个电池列。这里的第一温度熔断器260能够在圆柱动力电池模组10内部或者外部出现短路时精准快速地熔断回路，提高了圆柱动力电池模组10或者电池包的安全性。
48.如图4和图6所示，本实施例中，单片221和与其对应的电芯100的正极端连接的部位为前述的第一正极部221a，单片221和与其对应的电芯100的负极端连接的部位为前述的第一负极部221b，第一温度熔断器260的端部连接于第一正极部221a。进一步地，在第二方向上排列的相邻两个单片221的彼此靠近侧均设置有第一延伸部290，第一延伸部290设置于第一正极部221a；第一延伸部290上配置有用于容置第一温度熔断器260的第一凹槽291。这里的第一凹槽291一方面方便第一温度熔断器260与第一延伸部290装配和焊接，另一方面，第一温度熔断器260嵌设于第一凹槽291的装配方式可降低第一温度熔断器260在纵向也即如图3所示的z向的结构厚度，以防止汇流排组件上侧装配的例如液冷板等零部件对第一温度熔断器260造成压迫和损伤。
49.本实施例中，如图4和图6所示，第一负极部221b设置有凸拱280，凸拱280沿远离电芯100侧凸设；设置于连接排220上的隔断槽270延伸至凸拱280。这里的第一负极部221b和第一正极部221a以及第一延伸部290一体成型。具体地，单片221为冲压成型。实际生产过程中，各电芯100的外形尺寸之间存在误差，因此在电芯100装配至箱体(图中未示出)后，各电芯100的负极端在如图3所示的z向上具有一定的高度差。这里的凸拱280能够为第一负极部221b或者说各第一分体部222在z向上提供一定的形变余量，配合隔断槽270使得各第一分体部222的形变余量也即凸拱280更容易被展开以弥补电芯100在z向上的尺寸误差。
50.本实施例中，凸拱280的顶面与第一负极部221b所在平面平行，二者之间的最短距离为1mm-2mm。优选地，凸拱280的顶面与第一负极部221b所在平面之间的最短距离为1mm。在其他实施例中，凸拱280的顶面与第一负极部221b所在平面之间的最短距离可以是1.1mm，1.2mm或者1.3mm。如此设置，一方面能够满足连接排220在z向的形变余量需求，另一方面可防止连接排220在z向尺寸过大。
51.本实施例中，如图3和图5所示，串联排230包括相互连接的正极模块230b和负极模块230a，其中，负极模块230a连接于其中一个圆柱动力电池模组10输出端电芯100的负极端，正极模块230b连接于另一个圆柱动力电池模组10输入端电芯100的正极端。具体地，正极模块230b和负极模块230a通过第二温度熔断器250连接。当电池组内或者外短路时，第二温度熔断器250熔断以断开回路，保证了电池组或者电池包的安全。
52.进一步地，负极模块230a包括并联负极主体232，并联负极主体232上设置有前述的第二负极部231。负极模块230a和正极模块230b上均设置有第二凹槽233，用于容置第二温度熔断器250。
53.如图3所示，负极排240包括排主体242，排主体242上设置有前述的第三负极部241。本实施例中，排主体242沿第二方向延伸，两个第三负极部241设置于排主体242靠近电芯100的一侧，用于与电池组的负极输出端的两个电芯100的负极端分别连接。这里的排主体242充当电池组的负极输出端。
54.本实施例中，第一正极部221a贯穿设置有溢胶孔223。本实施例中，溢胶孔223连通
至第一正极部221a和与其连接的电芯100的负极端之间的间隙。在使用时，当给电芯100之间填充发泡胶时，过量的发泡胶沿z向膨胀并通过溢胶孔223溢出，以减小发泡胶对串联排230施加的脱离电芯100的剥离力，安全性高。
55.本实施例还提供了一种电池模组，具体为如图2所示的圆柱动力电池模组10，包括前述的汇流排组件。该电池模组安全性高。
56.本实施例还提供了一种电池包，包括前述的电池模组，或者由前述电池模组通过串联排230连接而成的电池组。该电池包安全性高，使用寿命长。
57.本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种汇流排组件，应用于圆柱动力电池模组(10)，所述圆柱动力电池模组(10)包括若干个电芯(100)，其特征在于，所述汇流排组件包括正极排(210)、负极排(240)、串联排(230)和连接排(220)，其中：所述连接排(220)设置于一个所述圆柱动力电池模组(10)上，用于在第一方向上串联相邻设置的两个电芯(100)，以及用于在第二方向上并联相邻设置的两个所述电芯(100)；所述串联排(230)用于串联相邻设置的两个所述圆柱动力电池模组(10)构成电池组；所述正极排(210)连接于所述电池组的正极输出端的所述电芯(100)的正极端；所述负极排(240)连接于所述电池组的负极输出端的所述电芯(100)的负极端；定义所述连接排(220)、所述串联排(230)和所述负极排(240)分别与其各自对应的所述电芯(100)的所述负极端连接的部位为负极部，所述负极部上开设有至少一个隔断槽(270)，所述隔断槽(270)用于在所述第二方向上将所述负极部分隔为至少两个分体部，各所述分体部分别连接于所述电芯(100)的所述负极端。2.根据权利要求1所述的汇流排组件，其特征在于，所述隔断槽(270)的延伸方向与所述第一方向之间的夹角范围为
±
45
°
。3.根据权利要求1所述的汇流排组件，其特征在于，所述隔断槽(270)的顶角处配置有圆角。4.根据权利要求1-3任一项所述的汇流排组件，其特征在于，所述隔断槽(270)的宽度为0.5mm-5mm。5.根据权利要求4所述的汇流排组件，其特征在于，所述隔断槽(270)的宽度为1mm-3mm。6.根据权利要求1-3任一项所述的汇流排组件，其特征在于，所述连接排(220)包括沿所述第二方向排列的至少两个单片(221)，相邻两个所述单片(221)通过第一温度熔断器(260)连接。7.根据权利要求6所述的汇流排组件，其特征在于，定义所述单片(221)和与其对应的所述电芯(100)的所述正极端连接的部位为第一正极部(221a)，所述单片(221)和与其对应的所述电芯(100)的所述负极端连接的部位为第一负极部(221b)，所述第一温度熔断器(260)的端部连接于所述第一正极部(221a)。8.根据权利要求7所述的汇流排组件，其特征在于，在所述第二方向上排列的相邻两个单片(221)的彼此靠近侧均设置有第一延伸部(290)，所述第一延伸部(290)设置于所述第一正极部(221a)；所述第一延伸部(290)上配置有用于容置所述第一温度熔断器(260)的第一凹槽(291)。9.根据权利要求7所述的汇流排组件，其特征在于，所述第一负极部(221b)设置有凸拱(280)，所述凸拱(280)沿远离所述电芯(100)侧凸设；设置于所述连接排(220)上的所述隔断槽(270)延伸至所述凸拱(280)。10.根据权利要求9所述的汇流排组件，其特征在于，所述凸拱(280)的顶面与所述第一负极部(221b)所在的平面平行，二者之间的最短距离为1mm-2mm。11.根据权利要求7所述的汇流排组件，其特征在于，所述第一正极部(221a)贯穿设置有溢胶孔(223)。
12.根据权利要求1所述的汇流排组件，其特征在于，所述串联排(230)包括相互连接的正极模块(230b)和负极模块(230a)，其中，所述负极模块(230a)连接于其中一个所述圆柱动力电池模组(10)输出端所述电芯(100)的所述负极端，所述正极模块(230b)连接于另一个所述圆柱动力电池模组(10)输入端所述电芯(100)的所述正极端；所述正极模块(230b)和所述负极模块(230a)通过第二温度熔断器(250)连接。13.一种电池模组，其特征在于，包括如权利要求1-12中任一项所述的汇流排组件。14.一种电池包，其特征在于，包括如权利要求13所述的电池模组。

技术总结
本发明提供了一种汇流排组件、电池模组及电池包，汇流排组件包括正极排、负极排、串联排和连接排，定义连接排、串联排和负极排分别与其各自对应的电芯的负极端连接的部位为负极部，负极部上开设有至少一个隔断槽，用于将负极部在第二方向上分隔为至少两个分体部，分体部均连接于电芯的负极端。本发明的各分体部分别和与其各自对应的电芯的负极端连接，当电芯膨胀或者振动时，分体部形变以吸收电芯的负极端与负极部之间的连接处所受到的剥离力和剪切力，能够有效降低负极部与电芯的负极端连接结构失效的风险，提高圆柱动力电池模组或者电池包的寿命和安全性。池包的寿命和安全性。池包的寿命和安全性。


技术研发人员：兰韩
受保护的技术使用者：惠州亿纬锂能股份有限公司
技术研发日：2023.06.08
技术公布日：2023/9/6