本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電池模塊、電池組及電動(dòng)車(chē)輛。

背景技術(shù)：

二次電池又稱(chēng)為充電電池或蓄電池，是指在電池放電后可通過(guò)充電的方式使活性物質(zhì)激活而繼續(xù)使用的電池。隨著能源危機(jī)背景下電動(dòng)汽車(chē)的飛速發(fā)展，二次電池廣泛地被用作汽車(chē)中的動(dòng)力電池。用作汽車(chē)動(dòng)力電池需要具備巨大的能量?jī)?chǔ)存量和大功率下的大電流充放電能力，而由于材料、工藝的限制，二次電池的單體不能設(shè)計(jì)的太大，因而電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池所需要單體電池?cái)?shù)量眾多。目前電池模塊的結(jié)構(gòu)中，一種是采用螺栓等固定件對(duì)單體電池進(jìn)行固定，但在安裝和拆卸時(shí)通常需要花費(fèi)較多人力和時(shí)間才能將單體電池分別安裝在固定位置上或者從固定位置上拆下來(lái)，操作十分繁瑣；一種是采用插銷(xiāo)等較易安裝和拆卸的方式固定單體電池，但這種方式固定性能不夠，較易松動(dòng)。可見(jiàn)，現(xiàn)有的電池模塊在安裝和拆卸單體電池時(shí)便捷性以及固定單體電池的穩(wěn)固性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種電池模塊、電池組及電動(dòng)車(chē)輛，以解決電池模塊在安裝和拆卸單體電池時(shí)便捷性以及固定單體電池的穩(wěn)固性較差的問(wèn)題。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電池模塊，包括多個(gè)單體電池和外殼，所述外殼包括平行的第一端面和第二端面，所述第一端面設(shè)有多個(gè)第一開(kāi)孔，所述第二端面設(shè)有多個(gè)第二開(kāi)孔，所述多個(gè)第一開(kāi)孔與所述多個(gè)第二開(kāi)孔一一對(duì)應(yīng)，所述第一端面上每個(gè)所述第一開(kāi)孔處分別設(shè)有對(duì)應(yīng)的第一安裝座，所述第二端面上每個(gè)所述第二開(kāi)孔處分別設(shè)有對(duì)應(yīng)的第二安裝座，所述單體電池分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的所述第一安裝座和所述第二安裝座之間的配合固定于所述第一端面和所述第二端面之間，且所述單體電池的第一電極和第二電極分別透過(guò)所述第一開(kāi)孔和所述第二開(kāi)孔暴露出來(lái)。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種電池組，包括多個(gè)上述電池模塊，所述多個(gè)電池模塊呈橫向和/或縱向堆疊，相鄰的所述電池模塊之間可拆卸連接。

第三方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種電動(dòng)車(chē)輛，所述電動(dòng)車(chē)輛包括上述的電池組。

這樣，本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種電池模塊、電池組及電動(dòng)車(chē)輛，所述電池模塊包括多個(gè)單體電池和外殼，所述外殼包括平行的第一端面和第二端面，所述第一端面設(shè)有多個(gè)第一開(kāi)孔，所述第二端面設(shè)有多個(gè)第二開(kāi)孔，所述多個(gè)第一開(kāi)孔與所述多個(gè)第二開(kāi)孔一一對(duì)應(yīng)，所述第一端面上每個(gè)所述第一開(kāi)孔處分別設(shè)有對(duì)應(yīng)的第一安裝座，所述第二端面上每個(gè)所述第二開(kāi)孔處分別設(shè)有對(duì)應(yīng)的第二安裝座，所述單體電池分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的所述第一安裝座和所述第二安裝座之間的配合固定于所述第一端面和所述第二端面之間，且所述單體電池的第一電極和第二電極分別透過(guò)所述第一開(kāi)孔和所述第二開(kāi)孔暴露出來(lái)。這種設(shè)計(jì)通過(guò)第一安裝座與第二安裝座的配合作用即可實(shí)現(xiàn)將單體電池安裝于外殼內(nèi)部，在提高保證穩(wěn)固性的同時(shí)，減少了安裝和拆卸過(guò)程的繁瑣操作，提高了便捷性。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電池模塊中的主視圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電池模塊的俯視圖/仰視圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電池模塊的剖視示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種電池模塊的俯視圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種電池模塊的仰視圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電池組的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明中，在未作相反說(shuō)明的情況下，使用的方位詞如“上、下、左、右”通常是指參考附圖所示的上、下、左、右；“內(nèi)、外”是指相對(duì)于各部件本身的輪廓的內(nèi)、外。

參見(jiàn)圖1至圖3，本發(fā)明實(shí)施例提供的電池模塊10，包括多個(gè)單體電池11和外殼12，多個(gè)單體電池11安裝于外殼12內(nèi)?？梢岳斫獾?，單體電池11可以為圓柱形的，也可以是方形的，或者其他形狀。

所述外殼12可以為由金屬片彎折而成或沖壓成型的金屬外殼，也可以由塑膠或橡膠制成，此處對(duì)外殼12的材質(zhì)不做限定。所述外殼12包括平行的第一端面121和第二端面122，第一端面121和第二端面122由側(cè)壁123圍繞以形成一個(gè)封閉的立體幾何形狀。具體的，外殼12的形成可以為模具沖壓一體成型，也可是以固定的方式將外殼的不同面進(jìn)行連接成一個(gè)整體。第一端面121和第二端面122可以為任何平面形狀。為了充分利用空間以及便于生產(chǎn)，在本實(shí)施例中，第一端面121和第二端面122優(yōu)選為長(zhǎng)方形或正方形，側(cè)壁123由四個(gè)側(cè)面組成，與第一端面121、第二端面122共同構(gòu)成長(zhǎng)方體或正方體的外殼12。

所述第一端面121設(shè)有多個(gè)第一開(kāi)孔13，所述第二端面122設(shè)有多個(gè)第二開(kāi)孔14，所述多個(gè)第一開(kāi)孔13與所述多個(gè)第二開(kāi)孔14一一對(duì)應(yīng)。第一開(kāi)孔13和第二開(kāi)孔14可以為任何形狀，在本發(fā)明實(shí)施例中第一開(kāi)孔13和第二開(kāi)孔14采用與單體電池截面形狀一致的圓形孔，以方便圓柱形單體電池的第一電極111和第二電極112分別透過(guò)對(duì)應(yīng)的所述第一開(kāi)孔13和所述第二開(kāi)孔14暴露出來(lái)進(jìn)行電連接。

所述第一端面121上每個(gè)所述第一開(kāi)孔13處分別設(shè)有對(duì)應(yīng)的第一安裝座，所述第二端面122上每個(gè)所述第二開(kāi)孔14處分別設(shè)有對(duì)應(yīng)的第二安裝座，所述單體電池11分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的所述第一安裝座和所述第二安裝座之間的配合固定于所述第一端面121和所述第二端面122之間。當(dāng)單體電池11在所述第一安裝座和所述第二安裝座之間的配合下安裝固定時(shí)，所述單體電池的第一電極111和第二電極112正好分別透過(guò)對(duì)應(yīng)的所述第一開(kāi)孔13和所述第二開(kāi)孔14暴露出來(lái)?？梢岳斫獾模瑔误w電池的第一電極透過(guò)第一開(kāi)孔暴露且單體電池的第二電極透過(guò)第二開(kāi)孔暴露，或單體電池的第一電極透過(guò)第二開(kāi)孔暴露且單體電池的第二電極透過(guò)第一開(kāi)孔暴露，這兩種位置關(guān)系都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。此時(shí)無(wú)需采用螺栓或插銷(xiāo)等固定件，通過(guò)對(duì)應(yīng)的第一安裝座與第二安裝座的配合作用即可實(shí)現(xiàn)將單體電池安裝于外殼內(nèi)部，減少了安裝和拆卸過(guò)程的繁瑣操作，提高了便捷性。

可選的，所述第一安裝座包括所述第一端面121的內(nèi)壁上與所述第一開(kāi)孔13連通的第一凹槽15，所述第二安裝座包括所述第二端面122的內(nèi)壁上與所述第二開(kāi)孔14連通的第二凹槽16，所述單體電池的第一電極111和第二電極112分別套接于對(duì)應(yīng)的所述第一凹槽15和第二凹槽16，并分別從對(duì)應(yīng)的所述第一開(kāi)孔13和所述第二開(kāi)孔14暴露出來(lái)?？梢岳斫獾?，單體電池的第一電極套接于第一凹槽且單體電池的第二電極套結(jié)于第二凹槽，或單體電池的第一電極套接于第二凹槽且單體電池的第二電極套接于第一凹槽，這兩種連接關(guān)系都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。為便于將所述單體電池的第一電極111和第二電極112分別套接于對(duì)應(yīng)的第一凹槽15和第二凹槽16，優(yōu)選的，所述第一凹槽15和第二凹槽16的形狀可分別與所述單體電池的截面形狀保持一致，第一凹槽15和第二凹槽16的大小應(yīng)該略大于單體電池的截面面積。在本發(fā)明實(shí)施例中，單體電池11為圓柱形，設(shè)橫截面直徑為D，第一凹槽15和第二凹槽16的直徑可設(shè)置為1.01D-1.05D之間。此時(shí)單體電池11的兩端正好可以分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的第一凹槽15和第二凹槽16的卡合進(jìn)行固定，簡(jiǎn)化了安裝和拆卸的步驟。

可以理解的，所述第一安裝座和所述第二安裝座也可以采用除凹槽之外的其他結(jié)構(gòu)形式，例如，第一安裝座和第二安裝座可以為與單體電池的兩端進(jìn)行抵接的凸塊，通過(guò)過(guò)盈配合將單體電池進(jìn)行固定等等。

為方便安裝和拆卸，如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例中，外殼12由相互結(jié)合的第一殼體120和第二殼體120'固定組成，所述第一殼體120包括所述第一端面121，所述第二殼體120'包括所述第二端面122。具體的，所述第一殼體120和所述第二殼體120'的結(jié)合處設(shè)有至少一對(duì)相互配合的可拆卸連接機(jī)構(gòu)124。在圖1中，可拆卸連接機(jī)構(gòu)124采用卡扣結(jié)構(gòu)，可以理解的，第一殼體120和第二殼體120'之間可采用除卡扣之外的其他可拆卸固定方式，如螺栓或插銷(xiāo)固定等，此處不做贅述。當(dāng)需要安裝或拆卸單體電池時(shí)，只需打開(kāi)卡扣或其他可拆卸固定結(jié)構(gòu)，將第一殼體120與第二殼體120'拆開(kāi)即可，十分方便。

可選的，為便于外殼的制作，減少模具數(shù)量和降低制作成本，外殼可以由相互對(duì)稱(chēng)的第一殼體和第二殼體組成。如圖1所示，所述外殼12包括第一殼體120和第二殼體120'，第一殼體120包括第一端面121以及第一端與第一端面121連接的第一側(cè)壁123a，第二殼體120'包括第二端面122以及第一端與第二端面122連接的第二側(cè)壁123b。第一側(cè)壁123a的第二端與第二側(cè)壁123b的第二端相互結(jié)合，以形成外殼12整體的側(cè)壁123。其中，第一端面121與第二端面122完全一致，第一側(cè)壁123a與第二側(cè)壁123b的高度相等且在兩者之間的結(jié)合完全吻合。

可選的，如圖3所示，所述第一安裝座與所述單體電池11連接處設(shè)有第一墊片17，所述第二安裝座與所述單體電池11連接處設(shè)有第二墊片18。在本發(fā)明實(shí)施例中，第一墊片17和第二墊片18采用柔軟材質(zhì)制成，如橡膠墊或塑料層等，一方面可填補(bǔ)第一安裝座與單體電池11之間的間隙，以及第二安裝座與單體電池11之間的間隙，以增加緊實(shí)度起到更好的固定單體電池11的作用，另一方面對(duì)單體電池11與第一安裝座及第二安裝座的摩擦和撞擊起到良好的防滑和緩沖作用以避免單體電池受到損壞。優(yōu)選的，第一墊片17和第二墊片18可采用粗糙表面以加大抗摩擦或抗撞擊效果，例如采用凹凸結(jié)構(gòu)或紋路。

可以理解的，第一墊片17可部分或完全覆蓋所述第一安裝座上與所述單體電池11連接處的表面，第二墊片18可部分或完全覆蓋第二安裝座上與所述單體電池連接處的表面。優(yōu)選的，所述第一安裝座上與所述單體電池11連接處的表面被所述第一墊片17完全覆蓋，所述第二安裝座上與所述單體電池11連接處的表面被所述第二墊片18完全覆蓋。在本發(fā)明實(shí)施例中，第一墊片17完全覆蓋第一凹槽15的內(nèi)表面，第二墊片完全覆蓋第二凹槽16的內(nèi)表面，增強(qiáng)第一墊片17和第二墊片18的固定、防滑以及緩沖作用。

為實(shí)現(xiàn)單體電池安裝的緊湊性，使空間利用率最大化，如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例采用多個(gè)單體電池11呈多行平行排列方式，并且相鄰行之間的單體電池相互交錯(cuò)。單體電池11之間盡量靠近，但為保證散熱效果，相鄰的單體電池之間需保持一定距離。本發(fā)明實(shí)施例中，以圓柱形電池為例，設(shè)電池截面半徑為R，則相鄰單電池之間的距離可以為0.2R-0.3R。優(yōu)選的，所述單體電池之間可設(shè)置散熱層以增加散熱效果。

可選的，也可通過(guò)在所述外殼的側(cè)壁123上設(shè)有至少一個(gè)散熱孔127來(lái)加強(qiáng)散熱性，同時(shí)也節(jié)省制造材料，降低成本，并且能提升強(qiáng)度。

由于單體電池?cái)?shù)量較多，為實(shí)現(xiàn)多個(gè)單體電池之間簡(jiǎn)潔有效的連接，可選的，由于電池模塊在結(jié)構(gòu)上對(duì)稱(chēng)關(guān)系，故電池模塊的俯視圖和仰視圖是一致的。如圖4和圖5所示，所述電池模塊還包括第一母排19和第二母排19'，所述第一母排19固定于所述第一端面121上，所述第二母排19'固定于所述第二端面122上，所述單體電池的第一電極111和第二電極112分別與所述第一母排19和第二母排19'電連接?？梢岳斫獾?，單體電池的第一電極與第一母排電連接且單體電池的第二電極與第二母排電連接，或單體電池的第一電極與第二母排電連接且單體電池的第二電極與第一母排電連接，這兩種連接方式都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。在本發(fā)明實(shí)施例中，直接利用母排作為導(dǎo)線(xiàn)實(shí)現(xiàn)多個(gè)單體電池之間的電連接，避免紛繁復(fù)雜的導(dǎo)線(xiàn)連接造成的線(xiàn)路故障。單體電池之間的連接導(dǎo)線(xiàn)可采用印制電路板(Printed Circuit Board，簡(jiǎn)稱(chēng)PCB)或線(xiàn)狀金屬膜形式集成在第一母排19和第二母排19'中。為提高電池可靠性，第一母排19和第二母排19'可采用導(dǎo)電性能較好的金屬或合金實(shí)現(xiàn)電路連接，例如銅、銀或者銅合金等。

為方便實(shí)現(xiàn)單體電池之間的串并聯(lián)組合，以及對(duì)單體電池不同電流走向的需求，第一母排可由多個(gè)第一子母排組成，且多個(gè)第一子母排之間根據(jù)多個(gè)單體電池的電流流向進(jìn)行電連接，第二母排可由多個(gè)第二子母排組成，且多個(gè)第二子母排之間根據(jù)所述多個(gè)單體電池的電流流向進(jìn)行電連接。例如，在本發(fā)明實(shí)施例中，如圖4和圖5所示，多個(gè)單體電池11包括第一區(qū)域單體電池11a，第二區(qū)域單體電池11b和第三區(qū)域單體電池11c，第一母排19包括第一子母排191、第一子母排192和第一子母排193，第一子母排191與第一子母排193電連接，第一子母排192與第一子母排193電連接，第一子母排191與第一區(qū)域單體電池11a的第一電極111電連接，第一子母排192與第二區(qū)域單體電池11b的第一電極111電連接，第一子母排193與第三區(qū)域單體電池11c的第二電極112電連接，第二母排包括第二子母排191'、第二子母排192'和第二子母排193'，第二子母排191'與第二子母排193'電連接，第二子母排192'與第二子母排193'電連接，第二子母排191'與第一區(qū)域單體電池11a的第二電極112電連接，第二子母排192'與第二區(qū)域單體電池11b的第二電極112電連接，第二子母排193'與第三區(qū)域單體電池11c的第一電極111電連接。這樣，第一區(qū)域單體電池11a，第二區(qū)域單體電池11b和第三區(qū)域單體電池11c相互之間形成串聯(lián)關(guān)系?？梢岳斫獾?，為簡(jiǎn)化連接關(guān)系以及方便安裝，第一子母排193可與第一子母排191或第一子母排192一體成型結(jié)合在一起，同理，第二子母排193'可與第二子母排191'或第二子母排192'。在圖4和圖5中，第一子母排193與第一子母排192一體成型結(jié)合而成，第二子母排193'與第二子母排192'一體成型結(jié)合而成。當(dāng)然，為實(shí)現(xiàn)不同電流流向的需求，多個(gè)單體電池之間的串并聯(lián)連接方式可以為多種多樣，不限于上述舉例。

參加圖6，本發(fā)明還提供了一種電池組20，包括多個(gè)上述電池模塊10，所述多個(gè)電池模塊10呈橫向和/或縱向堆疊，相鄰的所述電池模塊10之間固定連接。

相鄰的電池模塊10之間的連接可以采用在連接處設(shè)置至少一對(duì)相互配合的可拆卸連接機(jī)構(gòu)21，在圖6中采用的是卡扣結(jié)構(gòu)，也可以采用其他可拆卸固定方式，如插銷(xiāo)或磁力吸引等等。

為實(shí)現(xiàn)不同電池模塊之間形成整體的電路連接關(guān)系，所述電池組包括相鄰的第一電池模塊和第二電池模塊，當(dāng)?shù)谝浑姵啬K與第二電池模塊縱向堆疊時(shí)，第一電池模塊的第一母排與第二電池模塊的第二母排電連接；當(dāng)?shù)谝浑姵啬K與第二電池模塊橫向堆疊時(shí)，第一電池模塊的第一母排和第二母排分別與第二電池模塊的第一母排和第二母排電連接?？梢岳斫獾?，當(dāng)?shù)谝浑姵啬K與第二電池模塊橫向堆疊時(shí)，第一電池模塊的第一母排與第二電池模塊的第一母排電連接且第一電池模塊的第二母排與第二電池模塊的第二母排電連接，或第一電池模塊的第一母排與第二電池模塊的第二母排且第一電池模塊的第二母排與第二電池模塊的第一母排電連接，這兩種連接關(guān)系都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。例如，圖6所示的電池組20包括縱向堆疊的電池模塊10a、電池模塊10b和電池模塊10c，電池模塊10a的第一母排19a與相鄰的電池模塊10b的第二母排19b'進(jìn)行電連接，電池模塊10b的第一母排19b與相鄰的電池模塊10c的第二母排19c'，從而使得電池模塊10a、電池模塊10b和電池模塊10c在電路關(guān)系上形成了連接關(guān)系。具體的，可利用第一母排和第二母排在電池模塊側(cè)壁上形成的配合結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)相鄰電池模塊之間的電連接。圖5中，電池模塊10a的第一母排19a上設(shè)有連接端子191a，相鄰的電池模塊10b的第二母排19b'上設(shè)有連接端子191b'，連接端子191a與連接端子191b'可配合形成電連接。

電池模塊10的結(jié)構(gòu)在上述實(shí)施例中已進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，因此，本實(shí)施例中對(duì)于具體的移動(dòng)終端的結(jié)構(gòu)不再贅述。

另外，本發(fā)明還提供了一種電動(dòng)車(chē)輛，所述電動(dòng)車(chē)輛包括上述電池組。

本發(fā)明實(shí)施例中，上述電動(dòng)車(chē)輛可以是任何需要電池組作為動(dòng)力源的車(chē)輛，如電動(dòng)公交車(chē)，輕軌電動(dòng)車(chē)以及電動(dòng)車(chē)等等。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。