电池模组和具有其的电池包的制作方法

1.本发明涉及电池包技术领域，尤其是涉及一种电池模组和具有其的电池包。


背景技术：

2.相关技术中，动力电池由同一种型号的电芯堆叠而成，且通过串联的方式连接，导致电池包内只有一条高压回路，然而当其中某一电芯失控时，整个动力电池将会立刻失效，导致电池包的热失控风险较高且易出现动力缺失的问题，同时，由于电池包内仅设置有一条高压回路，使得电池模组内的每个电芯时刻参与充放电过程，加速了电芯的衰减，降低了电池模组的使用寿命。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电池模组，该电池模组设置有两条电压回路，便于减少第一电芯组和/或第二电芯组的运行时间，增加电池模组的使用寿命，且利于多种输出模式，能够避免出现动力缺失的问题，降低热失控的风险，提高电池模组的安全性。
4.根据本发明实施例的电池模组，包括：第一电芯组，所述第一电芯组包括多个第一电芯，且相邻两个所述第一电芯通过所述第一汇流排电连接以使所述第一电芯组形成第一电压回路；第二电芯组，所述第二电芯组包括多个第二电芯，且相邻两个所述第二电芯通过所述第二汇流排电连接以使所述第二电芯组形成第二电压回路；其中，所述第一电压回路和/或所述第二电压回路与所述电池包的正负极电连接。
5.根据本发明实施例的电池模组，通过设置第一电芯组和第二电芯组，能够在电池模组内形成第一电压回路和第二电压回路，便于减少第一电芯组和/或第二电芯组的运行时间，增加电池模组的使用寿命，且通过第一电压回路和/或第二电压回路与电池包的正负极电连接便于形成多种输出模式，能够避免出现动力缺失的问题，降低热失控的风险，提高电池模组的安全性。
6.根据本发明一些实施例的电池模组，所述第一电压回路和所述第二电压回路并联于所述电池包的正负极。
7.根据本发明一些实施例的电池模组，多个所述第一电芯与多个所述第二电芯交错叠置。
8.根据本发明一些实施例的电池模组，所述第一汇流排位于所述电池模组的第一壁面，所述第二汇流排位于所述电池模组的第二壁面。
9.根据本发明一些实施例的电池模组，所述第一壁面为所述电池模组的顶面，且所述第二壁面为所述电池模组的侧面。
10.根据本发明一些实施例的电池模组，所述第一电芯设有第一正极极耳和第一负极极耳，所述第一汇流排用于将相邻两个所述第一电芯中的一个所述第一电芯的第一正极极耳和另一个所述第一电芯的第一负极极耳电连接，且所述第一正极极耳和所述第一负极极
耳均在所述顶面凸出设置。
11.根据本发明一些实施例的电池模组，所述第二电芯设有第二正极极耳和第二负极极耳，所述第二汇流排用于将相邻两个所述第二电芯中的一个所述第二电芯的第二正极极耳和另一个所述第二电芯的第二负极极耳电连接；其中所述侧面包括位于所述电池模组的相对分布的第一侧面和第二侧面，同一所述第二电芯的所述第二正极极耳和所述第二负极极耳中的一个位于所述第一侧面，且另一个位于所述第二侧面。
12.根据本发明一些实施例的电池模组，所述第一电压回路内设有第一熔断器、第一继电器和第一电流传感器，所述第二电压回路内设有第二熔断器、第二继电器和第二电流传感器。
13.根据本发明一些实施例的电池模组，所述第一电芯组采用lfp体系，所述第二电芯组采用ncm体系，或者所述第一电芯组采用所述ncm体系，所述第二电芯组采用所述lfp体系。
14.本发明还提出了一种电池包。
15.根据本发明实施例的电池包，设置有上述任一项实施例所述的电池模组。
16.所述电池包与上述的电池模组相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
17.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
18.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1是根据本发明实施例的电池模组的结构示意图；
20.图2是根据本发明实施例的电池模组的爆炸图；
21.图3是根据本发明实施例的电池模组的主视图；
22.图4是根据本发明实施例的电池模组的俯视图；
23.图5是根据本发明实施例的电池模组的侧视图；
24.图6是根据本发明实施例的电池模组的仰视图；
25.图7是根据本发明实施例的第一电芯的结构示意图；
26.图8是根据本发明实施例的第二电芯的结构示意图；
27.图9是根据本发明实施例的电池包的电路图示意图。
28.附图标记：
29.电池模组100，
30.第一电芯组1，第一电芯11，第一正极极耳111，第一负极极耳112，第一汇流排12，第二电芯组2，第二电芯21，第二正极极耳211，第二负极极耳212，第二汇流排22，第一电压回路3，第一熔断器31，第一继电器32，第一电流传感器33，第二电压回路4，第二熔断器41，第二继电器42，第二电流传感器43，第一壁面51，第二壁面52，端板6，第三电流传感器7。
具体实施方式
31.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
32.下面参考图1-图9描述根据本发明实施例的电池模组100，该电池模组100通过设置第一电芯组1和第二电芯组2以形成两条电压回路，其中，两条电压回路均为高压回路，同时两条电压回路可选择性地与电池包的正负极电连接，从而在不同的电压回路与电池包的正负极电连接时，便于减少第一电芯组1和/或第二电芯组2的运行时间，增加电池模组100的使用寿命，且使得电池模组100能够形成不同的输出模式，降低热失控的风险，提高电池模组100的安全性。
33.尤其是，两条电压回路同时与电池包的正负极电连接时，能够在其中一条电压回路出现热失控问题时，另一条电压回路依然有一定时间输出电流，从而保证驾驶员能够安全泊车。同时在发生热失控后，另一条电压回路可以为整车冷却系统提供动力输出，能够为动力电池冷却系统提供低温冷却液对热失控进行抑制，从而降低热失控风险。
34.如图1和图2所示，根据本发明实施例的电池模组100，包括：第一电芯组1、第二电芯组2和端板6。
35.如图1所示，第一电芯组1包括多个第一电芯11，多个第一电芯11间隔开设置，且相邻的两个第一电芯11通过第一汇流排12电连接以使第一电芯组1形成第一电压回路3。可以理解的是，相邻的两个第一电芯11之间通过第一汇流排12电连接，从而通过第一汇流排12将多个第一电芯11串联起来，进而形成第一电压回路3。
36.如图1所示，第二电芯组2包括多个第二电芯21，多个第二电芯21间隔开设置，且相邻的两个第二电芯21通过第二汇流排22电连接以使第二电芯组2形成第二电压回路4。可以理解的是，相邻的两个第二电芯21之间通过第二汇流排22电连接，从而通过第二汇流排22将多个第二电芯21串联起来，进而形成第二电压回路4。
37.其中，如图9所示，第一电压回路3和/或第二电压回路4与电池包的正负极电连接。
38.举例而言，第一电压回路3可以与电池包的正负极电连接，此时，第二电压回路4不与电池包的正负极电连接，即电池包通过第一电压回路3进行充电或者放电，第二电压回路4不工作。
39.或者第二电压回路4可以与电池包的正负极电连接，此时，第一电压回路3不与电池包的正负极电连接，即电池包通过第二电压回路4进行充电或者放电，第一电压回路3不工作。
40.再或者第一电压回路3和第二电压回路4同时与电池包的正负极电连接，即电池包通过第一电压回路3和第二电压回路4进行充电或者放电，也就是说，第一电压回路3和第二电压回路4同时工作
41.当然，也可以第一电压回路3和第二电压回路4均不与电池包的正负极电连接，此时，第一电压回路3和第二电压回路4均不工作，即电池包不工作。
42.也就是说，通过控制第一电压回路3和/或第二电压回路4与电池包的正负极电连接从而能够控制电池包能够具有四种不同的输出模式。由此，通过控制不同的电压回路与电池包的正负极电连接，能够在通过其中一个电压回路维持电池包工作的同时，关闭另一
个电压回路，从而能够避免其中一个电压回路持续工作，进而便于减少第一电芯组1和/或第二电芯组2的运行时间，增加电池模组100的使用寿命。
43.需要说明的是，在第一电压回路3和第二电压回路4同时与电池包的正负极电连接时，当其中一个电压回路出现热失控时，另一条电压回路依然有一定时间输出电流，从而保证驾驶员能够安全泊车。同时在发生热失控后，另一条电压回路可以为整车冷却系统提供动力输出，能够为动力电池冷却系统提供低温冷却液对热失控进行抑制，从而降低热失控风险。
44.如图2所示，端板6设于电池模组100的两端，用于对电池模组100进行固定，增强电池模组100的结构强度和结构稳定性，且第一电压回路3和第二电压回路4的输出端能够固定于两侧的端板6上，进而便于第一电压回路3和/或第二电压回路4与电池包的正负极电连接。
45.根据本发明实施例的电池模组100，通过设置第一电芯组1和第二电芯组2，能够在电池模组100内形成第一电压回路3和第二电压回路4，便于减少第一电芯组1和/或第二电芯组2的运行时间，增加电池模组100的使用寿命，且通过第一电压回路3和/或第二电压回路4与电池包的正负极电连接便于形成多种输出模式，能够避免出现动力缺失的问题，降低热失控的风险，提高电池模组100的安全性。
46.在一些实施例中，如图9所示，第一电压回路3和第二电压回路4并联于电池包的正负极。也就是说，第一电压回路3和第二电压回路4之间为并联关系，从而使得第一电压回路3和第二电压回路4中的一个出现热失控时，不会对另一个产生影响，同时，第一电压回路3和第二电压回路4能够独立控制，从而便于单独控制第一电压回路3和第二电压回路4的开启和关闭，进而便于实现电池包的多种输出模式。
47.由此，通过并联设置的第一电压回路3和第二电压回路4，能够通过第一电压回路3和第二电压回路4中的一个便可满足电池包的充电或放电需求。
48.同时，由于第一电压回路3和第二电压回路4并联设置，使得在第一电压回路3和第二电压回路4同时与电池包的正负极电连接时，且当其中一个电压回路出现热失控时，另一条电压回路依然有一定时间输出电流，从而保证驾驶员能够安全泊车。同时在发生热失控后，另一条电压回路可以为整车冷却系统提供动力输出，能够为动力电池冷却系统提供低温冷却液对热失控进行抑制，从而降低热失控风险。
49.在一些实施例中，如图4-图6所示，多个第一电芯11与多个第二电芯21交错叠置。可以理解的是，多个第一电芯11与多个第二电芯21依次叠置，即每个第一电芯11夹设于两个第二电芯21之间，且每个第二电芯21也夹设于两个第一电芯11之间。
50.由此，便于充分利用电池模组100内的空间，提高电池模组100的空间利用率，进而提高电池包的能量密度。
51.其中，相邻的第一电芯11与第二电芯21之间可通过双面胶等粘结物质固定相连，便于增强第一电芯11与第二电芯21之间的结构稳定性。
52.需要说明的是，相邻的第一电芯11与第二电芯21之间还可以设有隔热物质，例如隔热泡棉或者吸热板等，便于防止相邻的第一电芯11与第二电芯21之间出现热蔓延，同时利于对第一电芯11与第二电芯21进行散热降温，从而降低电池模组100的热失控风险，增强电池模组100的安全性。
53.如图1所示，第一汇流排12位于电池模组100的第一壁面51，第二汇流排22位于电池模组100的第二壁面52。可以理解的是，第一汇流排12和第二汇流排22位于电池模组100的不同壁面上，从而便于增大第一电压回路3和第二电压回路4之间的距离，避免第一电压回路3和第二电压回路4之间互相影响，降低热失控风险，同时便于第一电压回路3和第二电压回路4的单独设置。
54.如图1和图4所示，第一壁面51为电池模组100的顶面，且如图1和图5所示，第二壁面52为电池模组100的侧面。也就是说，第一汇流排12位于电池模组100的顶面，第二汇流排22位于电池模组100的侧面，从而便于增大第一汇流排12和第二汇流排22之间的距离，避免第一汇流排12和第二汇流排22之间互相影响，降低热失控风险，同时便于第一汇流排12和第二汇流排22的单独设置。
55.如图4和图7所示，第一电芯11设有第一正极极耳111和第一负极极耳112，第一汇流排12用于将相邻两个第一电芯11中的一个第一电芯11的第一正极极耳111和另一个第一电芯11的第一负极极耳112电连接，且第一正极极耳111和第一负极极耳112均在顶面凸出设置。
56.可以理解的是，第一电芯11在其顶面凸出设置有第一正极极耳111和第一负极极耳112，且相邻两个第一电芯11中的一个第一电芯11的第一正极极耳111与另一个第一电芯11的第一负极极耳112正对，从而在通过第一汇流排12连接多个第一电芯11时，第一汇流排12能够依次连接相邻两个第一电芯11的第一正极极耳111和第一负极极耳112，从而将多个第一电芯11串联起来，进而通过串联起来的多个第一电芯11形成第一电压回路3。
57.由此，可通过第一电压回路3同时控制多个第一电芯11充电或放电，从而满足电池模组100的使用需求。
58.如图3和图8所示，第二电芯21设有第二正极极耳211和第二负极极耳212，第二汇流排22用于将相邻两个第二电芯21中的一个第二电芯21的第二正极极耳211和另一个第二电芯21的第二负极极耳212电连接；其中侧面包括位于电池模组100的相对分布的第一侧面和第二侧面，同一第二电芯21的第二正极极耳211和第二负极极耳212中的一个位于第一侧面，且另一个位于第二侧面。
59.可以理解的是，第二电芯21在其相对设置的第一侧面和第二侧面凸出设置有第二正极极耳211和第二负极极耳212，且相邻两个第二电芯21中的二个第二电芯21的第二正极极耳211与另二个第二电芯21的第二负极极耳212正对，从而在通过第二汇流排22连接多个第二电芯21时，第二汇流排22能够依次连接相邻两个第二电芯21的第二正极极耳211和第二负极极耳212，从而将多个第二电芯21串联起来，进而通过串联起来的多个第二电芯21形成第二电压回路4。
60.由此，可通过第二电压回路4同时控制多个第二电芯21充电或放电，从而满足电池模组100的使用需求。
61.在一些实施例中，如图9所示，第一电压回路3内设有第一熔断器31、第一继电器32和第一电流传感器33，第二电压回路4内设有第二熔断器41、第二继电器42和第二电流传感器43，且电池包的正负极电路上还设有第三电流传感器7。
62.可以理解的是，通过在第一电压回路3内设置第一继电器32，能够通过第一继电器32控制第一电压回路3，也就是说，通过第一继电器32可实现对第一电压回路3的启动、停
止、联动等控制，且第一电流传感器33用于检测第一电压回路3的电流大小，当第一电压回路3的电流过大超过第一电压回路3的最大负载时，第一熔断器31自动熔断，以使第一电压回路3断开，从而避免热失控问题的出现，增强电池包的安全性。
63.同时，通过在第二电压回路4内设置第二继电器42，能够通过第二继电器42控制第二电压回路4，也就是说，通过第二继电器42可实现对第二电压回路4的启动、停止、联动等控制，且第二电流传感器43用于检测第二电压回路4的电流大小，当第二电压回路4的电流过大超过第二电压回路4的最大负载时，第二熔断器41自动熔断，以使第二电压回路4断开，从而避免热失控问题的出现，增强电池包的安全性。
64.进一步地，通过在电池包的正负极电路上设置第三电流传感器7，能够在第一电压回路3和第二电压回路4同时与电池包的正负极电连接时，用于检测第一电压回路3的电流和第二电压回路4的电流之和，防止电流过大导致电池包的热失控问题的出现，增强电池包的安全性。
65.在一些实施例中，第一电芯组1采用lfp体系，第二电芯组2采用ncm体系，或者第一电芯组1采用ncm体系，第二电芯组2采用lfp体系。也就是说，第一电芯组1和第二电芯组2中的一个采用lfp体系，第一电芯组1和第二电芯组2中的另一个采用ncm体系。
66.需要说明的是，lfp(磷酸锂铁，分子式为lifepo4，lithium iron phosphate，又称磷酸铁锂、锂铁磷，简称lfp)体系是指第一电芯组1内的多个第一电芯11均为lfp电池，即锂铁磷电池，该电池不含钴等贵重元素，原料价格低，且磷、锂、铁存在于地球的资源含量丰富，不会有供料问题，同时其工作电压适中、电池容量大、放电功率高、可快速充电且循环寿命长，在高温与高热环境下的稳定性高。
67.ncm(主要成分为镍(ni)钴(co)锰(mn)的电芯的缩写)体系是指第二电芯组2内的多个第二电芯21的主要成分为镍(ni)钴(co)锰(mn)，从而使得第二电芯21的能量密度更高、续航能力更强，且利于增强第二电芯21的稳定性和安全性。
68.由此，第一电芯组1和第二电芯组2采用不同的电芯，能够使得本发明中的电池模组100既可以保证能量密度的要求，又能在一定程度上减少电池模组100间隔热防火材料的使用，从而便于降低生产成本，提高电池模组100的安全性。
69.本发明还提出了一种电池包。
70.根据本发明实施例的电池包，设置有上述任一项实施例中的电池模组100，该电池模组100，通过设置第一电芯组1和第二电芯组2，能够在电池模组100内形成第一电压回路3和第二电压回路4，便于减少第一电芯组1和/或第二电芯组2的运行时间，增加电池模组100的使用寿命，且通过第一电压回路3和/或第二电压回路4与电池包的正负极电连接便于形成多种输出模式，能够避免出现动力缺失的问题，降低热失控的风险，提高电池模组100的安全性。
71.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的
描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
72.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
73.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
74.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。