电池模组及电池包的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池模组及电池包。


背景技术：

2.现有电池模组设置有用于与外部连接的高压引出端和低压引出端，因此导致电池模组内部及引出端与bms电池管理系统之间的线束数量较多、布线复杂，且空间利用率较低。


技术实现要素：

3.本实用新型的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种线束数量较少、布线简单、空间利用率较高的电池模组。
4.本实用新型的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种包括上述电池模组的电池包。
5.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.根据本实用新型的一个方面，提供一种电池模组，其中，包括高压信号采集端和低压信号采集端、第一频率转换器以及高压引出端；所述高压信号采集端和所述低压信号采集端分别用以采集所述电池模组的高压信号和低压信号；所述第一频率转换器连接于所述低压信号采集端与所述高压引出端之间，用以将所述低压信号转换为高压转换信号，所述高压转换信号的信号频率小于所述高压信号采集端采集的所述高压信号；所述高压引出端分别连接于所述高压信号采集端和所述第一频率转换器，用以将所述高压信号和所述高压转换信号引出。
7.由上述技术方案可知，本实用新型提出的电池模组的优点和积极效果在于：
8.本实用新型能够减少电池模组内部及其引出端外部的线束数量、简化线束布线，提高空间利用率。
9.根据本实用新型的另一个方面，提供一种电池包，其中，包括多个本实用新型提出的并在上述实施方式中所述的电池模组、bms电池管理系统以及第二频率转换器；所述第二频率转换器连接于所述多个电池模组的所述高压引出端，所述第二频率转换器用以将所述高压转换信号转换为低压信号并传输至所述bms电池管理系统。
10.由上述技术方案可知，本实用新型提出的电池包的优点和积极效果在于：
11.本实用新型能够在保证系统通讯功能的基础上减少电池模组的引出端数量，优化了电池包内部线束布局，提高空间利用率。
附图说明
12.通过结合附图考虑以下对本实用新型的优选实施方式的详细说明，本实用新型的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本实用新型的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：
13.图1是根据一示例性实施方式示出的电池模组的剖视结构示意图；
14.图2是根据一示例性实施方式示出的电池包的部分结构的系统示意图；
15.图3是根据另一示例性实施方式示出的电池包的部分结构的系统示意图；
16.图4是根据又一示例性实施方式示出的电池包的部分结构的系统示意图。
17.附图标记说明如下：
18.100.电池模组；
19.120.引出端子；
20.130.线路板；
21.131.第一频率转换器；
22.140.单体电池；
23.151.框架；
24.152.端板；
25.160.冷却液接口；
26.200.bms电池管理系统；
27.210.第二频率转换器；
28.x.排列方向。
具体实施方式
29.体现本实用新型特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本实用新型。
30.在对本实用新型的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本实用新型的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本实用新型的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本实用新型范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”、“之间”、“之内”等来描述本实用新型的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本实用新型的范围内。
31.参阅图1，其代表性地示出了本实用新型提出的电池模组100的剖视结构示意图。在该示例性实施方式中，本实用新型提出的电池模组100是以应用于车载电池包为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本实用新型的相关设计应用于其他类型的电池组或其他供能设备中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本实用新型提出的电池模组100的原理的范围内。
32.如图1所示，在本实用新型的一实施方式中，本实用新型提出的电池模组100包括高压信号采集端和低压信号采集端、第一频率转换器131以及高压引出端。具体而言，该高压信号采集端用以采集电池模组100的高压信号，该低压信号采集端用以采集电池模组100的低压信号。该第一频率转换器131连接于低压信号采集端与高压引出端之间，第一频率转换器131能够将低压信号采集端采集到的低压信号转换为高压转换信号，该高压转换信号的信号频率小于高压信号采集端采集的高压信号。该高压引出端分别连接于高压信号采集
端和第一频率转换器131，高压引出端能够将高压信号和高压转换信号引出。通过上述结构设计，本实用新型能够减少电池模组100内部及其引出端外部的线束数量、简化线束布线，提高空间利用率。并且，本实用新型能够减少电池模组100的引出端数量。
33.如图1所示，在本实用新型的一实施方式中，高压引出端可以具体包括引出端子120。例如，高压输出端可以包括正极端子和负极端子，即图1中示出的分别位于电池模组100两端的两个引出端子120。在一些实施方式中，高压引出端的引出端子120亦可采用其他布置形式，并不限于分别布置在电池模组100的两端。
34.如图1所示，在本实用新型的一实施方式中，本实用新型提出的电池模组100还可以包括线路板130。具体而言，该线路板130连接于低压信号采集端和高压引出端。在此基础上，第一频率转换器131集成于线路板130上。据此，低压信号采集端采集到的低压信号能够经由线路板130传输至第一频率转换器131，低压信号经由第一频率转换器131转换为高压转换信号后，高压转换信号能够经由线路板130传输至高压引出端。通过上述结构设计，本实用新型利用线路板130为第一频率转换器131的布置提供结构基础，并能够利用线路板130实现第一频率转换器131与低压信号采集端之间和与高压引出端之间的信号传输。
35.如图1所示，基于电池模组100包括线路板130的结构设计，在本实用新型的一实施方式中，电池模组100的多个单体电池140贯序排列，线路板130可以位于多个单体电池140沿排列方向x的一端。换言之，线路板130可以位于其中一端的一个单体电池140与对应的端板152之间。由于电池模组100的柔性电路板可以由电池模组100的一端或者两端引出，因此在一些实施方式中，电池模组100亦可在多个单体电池140沿排列方向x的两端分别设置线路板130，并不以此为限。
36.基于电池模组100包括线路板130的结构设计，在本实用新型的一实施方式中，线路板130可以采用bms线路板。
37.如图1所示，在本实用新型的一实施方式中，电池模组100的外壳可以包括框架151以及端板152。具体而言，该端板152设置于该框架151的两端。在此基础上，高压引出端可以设置于端板152上。以高压引出端的引出端子120具体包括正极端子和负极端子为例，正极端子和负极端子可以分别设置于外壳的两块端板152上。在一些实施方式中，高压引出端亦可设置于外壳的其他位置，例如框架151的顶部、侧部，或者多个引出端子120(例如正极端子和负极端子)同时设置于一块端板152上，可以根据电池模组100在电池包中的排列布置形式灵活调整，均不以本实施方式为限。
38.基于高压引出端设置于端板152的结构设计，在本实用新型的一实施方式中，高压引出端可以与端板152通过注塑、注胶或者密封圈的方式实现密封。另外，由于本实用新型提出的电池模组100相比现有产品减少了引出端的数量，因此能够进一步保证电池模组100的密封可靠性。
39.基于外壳包括框架151以及端板152的结构设计，在本实用新型的一实施方式中，框架151可以为一体结构，据此能够加强框架151的结构强度、简化框架151的制程、降低原料成本，减少装配误差。
40.基于外壳包括框架151以及端板152的结构设计，在本实用新型的一实施方式中，端板152与框架151可以采用密封连接，例如焊接密封或者密封圈密封等形式，据此能够进一步保证电池模组100内部的气密性和水汽阻隔能力(例如满足0.1g/(m2*24h)～100g/(m2*
24h)的水汽阻隔能力的要求)。
41.基于外壳包括框架151以及端板152的结构设计，在本实用新型的一实施方式中，端板152可以设置有爆破排气阀，据此能够利用爆破排气阀在未爆破时具有的完全水汽隔离功能实现水汽阻隔，并利用爆破排气阀的爆破排气功能实现防爆排烟。
42.基于外壳包括框架151以及端板152的结构设计，在本实用新型的一实施方式中，框架151可以是以吸塑或者吹塑的方式制备的塑料结构，据此使得电池模组100可以在湿度控制环境中短时间存放而不影响电性能。
43.基于外壳包括框架151以及端板152的结构设计，在本实用新型的一实施方式中，端板152可以是以吸塑或者吹塑的方式制备的塑料结构，据此使得电池模组100可以在湿度控制环境中短时间存放而不影响电性能。另外，端板152的加工工艺与框架151的加工工艺可以但不限于相同。
44.基于外壳包括框架151以及端板152的结构设计，在本实用新型的一实施方式中，框架151的材质可以为pp、pe、pet、ps、pps、lcv或者pvc。
45.基于外壳包括框架151以及端板152的结构设计，在本实用新型的一实施方式中，端板152的材质可以为pp、pe、pet、ps、pps、lcv或者pvc。另外，端板152的材质与框架151的材质可以但不限于相同。
46.基于外壳包括框架151以及端板152的结构设计，在本实用新型的一实施方式中，框架151可以为单层或者多层共挤复合树脂。
47.基于外壳包括框架151以及端板152的结构设计，在本实用新型的一实施方式中，端板152可以为单层或者多层共挤复合树脂。另外，端板152的层数与框架151的层数可以但不限于相等。
48.基于外壳包括框架151以及端板152的结构设计，在本实用新型的一实施方式中，框架151的壁厚可以为0.05mm～0.5mm，例如0.05mm、0.1mm、0.3mm、0.5mm等。在一些实施方式中，框架151的壁厚亦可小于0.05mm，或可大于0.5mm，例如0.04mm、0.55mm等，并不以本实施方式为限。
49.基于外壳包括框架151以及端板152的结构设计，在本实用新型的一实施方式中，端板152的壁厚可以为0.05mm～0.5mm，例如0.05mm、0.1mm、0.3mm、0.5mm等。在一些实施方式中，端板152的壁厚亦可小于0.05mm，或可大于0.5mm，例如0.04mm、0.55mm等，并不以本实施方式为限。另外，端板152的壁厚与框架151的壁厚可以但不限于相等。
50.如图1所示，基于外壳包括框架151以及端板152的结构设计，在本实用新型的一实施方式中，框架151的底板的内部可以设置有空腔(附图未示出)，据此，该空腔能够作为冷却液流道，在模组层级中实现液冷功能。在此基础上，端板152上可以设置有冷却液接口160，该冷却液接口160连接于冷却液流道。
51.在本实用新型的一实施方式中，电池模组100内部可以通过注胶填实，注胶的具体位置可以包括外壳内部的除单体电池140、pfc相关结构、高压信号采集端和低压信号采集端、线路板130和第一频率转换器131、排烟通道等结构以外的空隙部分，据此能够进一步提高电池模组100的结构强度和刚度。
52.在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的电池模组100仅仅是能够采用本实用新型原理的许多种电池模组100中的几个示例。应当清楚地理解，本实用新型的原理
绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的电池模组100的任何细节或电池模组100的任何部件。
53.基于上述对本实用新型提出的电池模组100的几个示例性实施方式的详细说明，以下将结合图2至图4，对本实用新型提出的电池包的几个示例性实施方式进行说明。
54.参阅图2，其代表性地示出了本实用新型提出的电池包的部分结构的系统示意图，具体示出了电池模组100和bms电池管理系统200的系统化布局结构。在该示例性实施方式中，本实用新型提出的电池包是以车载电池包为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本实用新型的相关设计应用于其他类型的电池包或其他供能设备中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本实用新型提出的电池包的原理的范围内。
55.如图2所示，在本实用新型的一实施方式中，本实用新型提出的电池包包括多个电池模组100、bms电池管理系统200以及第二频率转换器210。具体而言，该电池模组100为本实用新型提出的并在上述实施方式中详细说明的电池模组100。该第二频率转换器210连接于多个电池模组100的高压引出端和bms电池管理系统200，据此，第二频率转换器210能够将高压转换信号转换为低压信号并传输至bms电池管理系统200。通过上述结构设计，本实用新型能够将电池管理信息(例如电压、温度、soc等)调制为相对高频的高压转换信号加载至电池模组100的高压引出端上，与整车的bms电池管理系统200进行通讯，简化电池模组100的引出端的数量。
56.如图2所示，在本实用新型的一实施方式中，第二频率转换器210可以集成于bms电池管理系统200。在一些实施方式中，第二频率转换器210亦可与bms电池管理系统相对独立布置，并通过数据线缆连接实现通信传输。
57.如图2所示，在本实用新型的一实施方式中，以电池模组100的高压引出端包括正极端子(例如附图中示出的“+”标记)以及负极端子(例如附图中示出的“－”标记)为例，各电池模组100以正、负极端子依次串接，且一个电池模组100的正极端子连接于第二频率转换器210的正极接口，另一个电池模组100的负极端子连接于第二频率转换器210的负极接口。换言之，在图2示出的实施方式中，电池包的多个电池模组100的高压引出端是以串接的形式连接并引至第二频率转换器210。
58.参阅图3，图3中代表性地示出了本实用新型提出的电池包在另一示例性实施方式中的部分结构的系统示意图，具体示出了电池模组100和bms电池管理系统200的系统化布局结构。
59.如图3所示，在本实用新型的一实施方式中，仍以电池模组100的高压引出端包括正极端子以及负极端子为例，各电池模组100的正极端子以并联形式连接于第二频率转换器210的正极接口，且各电池模组100的负极端子以并联形式连接于第二频率转换器210的负极接口。换言之，在图3示出的实施方式中，电池包的多个电池模组100的高压引出端是以并联的形式引至第二频率转换器210。
60.参阅图4，图4中代表性地示出了本实用新型提出的电池包在又一示例性实施方式中的部分结构的系统示意图，具体示出了电池模组100和bms电池管理系统200的系统化布局结构。
61.如图4所示，在本实用新型的一实施方式中，仍以电池模组100的高压引出端包括
正极端子以及负极端子为例，一部分电池模组100以正、负极端子依次串接，其中一个电池模组100的正极端子连接于第二频率转换器210的正极接口，其中另一个电池模组100的负极端子连接于第二频率转换器210的负极接口。并且，另一部分电池模组100的正极端子以并联形式连接于第二频率转换器210的正极接口，且该另一部分电池模组100的负极端子以并联形式连接于第二频率转换器210的负极接口。换言之，在图4示出的实施方式中，电池包的多个电池模组100的一部分的高压引出端是采用串接形式连接并引至第二频率转换器210，另一部分电池模组100的高压引出端是以并联的形式引至第二频率转换器210。
62.承上所述，在符合本实用新型的设计构思的各种可能的实施方式中，电池包的多个电池模组100的高压引出端可以采用串接、并联或者串并联的方式连接并引至第二频率转换器210，具体地连接方式可以根据电池包的应用场景需要或者多个电池模组100的布局排列形式等灵活调整，并不以上述实施方式为限。
63.在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的电池包仅仅是能够采用本实用新型原理的许多种电池包中的几个示例。应当清楚地理解，本实用新型的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的电池包的任何细节或电池包的任何部件。
64.综上所述，本实用新型提出的电池模组100包括高压信号采集端和低压信号采集端、第一频率转换器以及高压引出端。高压信号采集端和低压信号采集端分别用以采集电池模组100的高压信号和低压信号。第一频率转换器连接于低压信号采集端与高压引出端之间，用以将低压信号转换为高压转换信号，高压转换信号的信号频率小于高压信号采集端采集的高压信号。高压引出端分别连接于高压信号采集端和第一频率转换器，用以将高压信号和高压转换信号引出。通过上述结构设计，本实用新型能够减少电池模组100内部及其引出端外部的线束数量、简化线束布线，提高空间利用率。
65.以上详细地描述和/或图示了本实用新型提出的电池模组及电池包的示例性实施方式。但本实用新型的实施方式不限于这里所描述的特定实施方式，相反，每个实施方式的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部分和/或步骤独立和分开使用。一个实施方式的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施方式的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一个”、“一”和“上述”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。此外，权利要求书及说明书中的术语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。
66.虽然已根据不同的特定实施例对本实用新型提出的电池模组及电池包进行了描述，但本领域技术人员将会认识到可在权利要求的精神和范围内对本实用新型的实施进行改动。