一种电芯壳体、电芯和电芯模组

技术领域

本发明涉及新能源电池技术领域，特别涉及一种电芯壳体、电芯和电芯模组。

背景技术

为提升动力电池能量密度，更大效率利用乘用车内部有限的空间，现有技术通常是将电池模组做大，具体而言，大模组可以有两种方式可以实现，一种是通过多个电芯单排堆叠一起实现长模组，另一种是通过多个电芯双排或多排堆叠一起实现宽模组。大模组的使用可以提升电池的能量密度和空间利用率，还可以提升模组的生产速度。

在相关技术中，常规的电芯模组中电芯是通过将电芯正负极片通过转绕或叠片方式形成电芯芯包，然后通过电芯转接片将电芯芯包和电芯极柱进行有效焊接和转接，实现将电芯极耳的正负极和电芯极柱的正负极形成连接。在完成电芯的制备和堆叠布置之后，通过在电芯的正负极柱上按照需求焊接跨接铜排来实现模组中多个电芯的串并联。

采用相关技术中模组制备方式，针对电芯之间的串并联跨接，跨接铜排的引脚、线路以及电芯的正负极柱之间均需要进行焊接加工，当模组中电芯数量较多时，会因加工点位多，工序复杂而导致模组的成组效率低。

发明内容

本发明实施例提供了一种电芯壳体、电芯和电芯模组，结构简单，成组操作方便，能够解决相关技术中因模组中堆叠电芯数量多而造成的成组串并联工序复杂，成组加工效率低的问题。所述技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种电芯壳体，包括下壳体和盖板，

所述盖板盖设于所述下壳体上，所述盖板靠近所述下壳体的一侧面上设置有正极集流盘和负极集流盘，所述盖板远离所述下壳体的一侧面上设置有插座母头，所述插座母头上具有正极插口和负极插口，所述正极集流盘与所述正极插口过流连接，所述负极集流盘与所述负极插口过流连接。

可选地，所述盖板靠近所述下壳体的一侧面贴合设置有转接过流体，所述正极集流盘与所述正极插口，所述负极集流盘与所述负极插口分别通过所述转接过流体连接。

可选地，所述正极集流盘和所述负极集流盘间隔布置，所述插座母头设置于所述正极集流盘和所述负极集流盘之间。

可选地，所述电芯壳体所述插座母头上还设置有均衡极插口，所述均衡极插口与所述正极插口过流连接。

可选地，所述电芯壳体还包括绝缘盖板，所述绝缘盖板固定安装于所述盖板靠近所述下壳体的一侧面上，所述绝缘盖板覆盖所述正极集流盘与所述正极插口、所述正极集流盘与所述均衡极插口以及所述负极集流盘与所述负极插口的连接处。

可选地，所述插座母头上设置有公头定位槽，所述公头定位槽设置于所述正极插口、所述负极插口和所述均衡极插口中部。

可选地，所述电芯壳体还包括弹性过流体，所述正极集流盘和所述负极集流盘均与所述盖板靠近所述下壳体的一侧面间隔布置，并通过所述弹性过流体与对应的所述转接过流体连接。

第二方面，本发明实施例提供了一种电芯，包括前述第一方面所述的电芯壳体，还包括芯包，所述芯包安装于所述下壳体中且与所述正极集流盘和所述负极集流盘过流连接。

可选地，所述芯包为全极耳芯包，所述全极耳芯包的顶部设置有全极耳端面，所述全极耳端面与所述正极集流盘和所述负极集流盘相抵接。

第三方面，本发明实施例还提供了一种电芯模组，包括多个前述第二方面所述的电芯，还包括两端具有插接公头的连接线缆，所述插接公头与所述插座母头上所述正极插口和所述负极插口相匹配，多个所述电芯通过所述连接线缆电连接以实现串联或者并联。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

采用本发明实施例所提供的电芯壳体，其盖板远离下壳体的一侧面上设置有代替常规电芯盖板上正极柱和负极柱的插座母头结构，作为与外部其他结构过流连接的形式。当多个电芯需要进行串并联形成模组时，只需要设计匹配的具有对应插接公头的线缆按照连接顺序分别插接到不同电芯壳体上插接母头的对应正极插口和负极插口中，即可实现不同电芯之间的串联或者并联。相比相关技术中利用跨接铜排与电芯极柱进行焊接形成串并联的成模组方式，采用该电芯壳体的电芯在成组过程中采用插接母头和具有对应插接公头的线缆配合实现过流连接，无需焊接加工，也无需配备相应的焊接设备和工装进行辅助，结构简单，成组操作方便，能够解决相关技术中因模组中堆叠电芯数量多而造成的成组串并联工序复杂，成组加工效率低的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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发明的一些实施例，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。

图1是本发明实施例提供的电芯壳体的立体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的盖板的底部结构示意图；

图3是本发明实施例提供的盖板的俯视结构示意图；

图4是如图3中A-A处的结构剖视图；

图5是本发明实施例提供的电芯的剖视结构示意图。

图中：

1-下壳体；2-盖板；3-芯包；21-正极集流盘；22-负极集流盘；23-插座母头；24-转接过流体；25-弹性过流体；26-绝缘盖板；31-全极耳端面；231-正极插口；232-负极插口；233-均衡极插口；234-公头定位槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

在相关技术中，常规的电芯模组中电芯是通过将电芯正负极片通过转绕或叠片方式形成电芯芯包，然后通过电芯转接片将电芯芯包和电芯极柱进行有效焊接和转接，实现将电芯极耳的正负极和电芯极柱的正负极形成连接。在完成电芯的制备和堆叠布置之后，通过在电芯的正负极柱上按照需求焊接跨接铜排来实现模组中多个电芯的串并联。

采用相关技术中模组制备方式，针对电芯之间的串并联跨接，跨接铜排的引脚、线路以及电芯的正负极柱之间均需要进行焊接加工，当模组中电芯数量较多时，会因加工点位多，工序复杂而导致模组的成组效率低。

图1是本发明实施例提供的电芯壳体的立体结构示意图。图2是本发明实施例提供的盖板的底部结构示意图。图3是本发明实施例提供的盖板的俯视结构示意图。图4是如图3中A-A处的结构剖视图。如图1至4所示，通过实践，本发明提供了一种电芯壳体，包括下壳体1和盖板2。

其中，盖板2盖设于下壳体1上，盖板2靠近下壳体1的一侧面上设置有正极集流盘21和负极集流盘22，盖板2远离下壳体1的一侧面上设置有插座母头23，插座母头23上具有正极插口231和负极插口232，正极集流盘21与正极插口231过流连接，负极集流盘22与负极插口232过流连接。

在本发明实施例中，该电芯壳体包括具有顶部开口的下壳体1和盖设于下壳体1开口处的盖板2，两者盖合后形成完整的方形电芯外壳。在进行电芯的制备时，芯包3可以上正极耳和负极耳可以分别与盖板2靠近下壳体1的一侧面上对应设置的正极集流盘21和负极集流盘22通过焊接的方式过流连接，再跟随盖板2的盖合密封装入下壳体1中，之后通过注液、化成、分容等工序制造成成品电芯。该电芯壳体的盖板2远离下壳体1的一侧面上设置有代替常规电芯盖板上正极柱和负极柱的插座母头23结构，作为与外部其他结构过流连接的形式。当多个电芯需要进行串并联形成模组时，只需要设计匹配的具有对应插接公头的线缆按照连接顺序分别插接到不同电芯壳体上插接母头23的对应正极插口231和负极插口232中，即可实现不同电芯之间的串联或者并联。相比相关技术中利用跨接铜排与电芯极柱进行焊接形成串并联的成模组方式，采用该电芯壳体的电芯在成组过程中采用插接母头23和具有对应插接公头的线缆配合实现过流连接，无需焊接加工，也无需配备相应的焊接设备和工装进行辅助，结构简单，成组操作方便，能够解决相关技术中因模组中堆叠电芯数量多而造成的成组串并联工序复杂，成组加工效率低的问题。

可选地，盖板2靠近下壳体1的一侧面贴合设置有转接过流体24，正极集流盘21与正极插口231，负极集流盘22与负极插口232分别通过转接过流体24连接。示例性地，在本发明实施例中，在盖板2靠近下壳体1的一侧面上，正极集流盘21与正极插口231之间，以及负极集流盘22与对应的负极插口232均通过独立的转接过流体24进行过流连接形成独立导流，正极集流盘21和负极集流盘22可以对应设置于盖板2靠近内部芯包3的出极耳侧，方便进行对应的过流焊接。再通过转接过流体24集中到插座母头23处，有效提高电芯的加工效率。

可选地，正极集流盘21和负极集流盘22间隔布置，插座母头23设置于正极集流盘21和负极集流盘22之间。示例性地，在本发明实施例中，盖板2对应方壳电芯整体呈长方形结构，而插座母头23则设置于盖板2的中部。对应设置于方壳电芯内部的常规芯包3由两侧出极耳的形式，对应的正极集流盘21和负极集流盘22分别设置于盖板2在长度方向上的两端，并相对于插座母头23对称布置。连接正极集流盘21与正极插口231，以及连接负极集流盘22与对应的负极插口232的转接过流体24可以分别由两侧引向插座母头23，两个对应正负极的转接过流体24分开设置，避免接触，能够有效避免短路，提高电芯壳体的工作安全性。

可选地，电芯壳体插座母头23上还设置有均衡极插口233，均衡极插口233与正极插口231过流连接。示例性地，在本发明实施例中，电芯壳体插座母头23上还设置有同时与插口231过流连接的均衡极插口233。在使用该电芯壳体的多个电芯通过串并联形成模组的同时，该均衡极插口233可以通过对应的插接公头线缆连接外部均衡仪器，使成模组的多个电芯之间形成主动均衡通道，在进行电芯模组的充放电过程中，外部均衡仪器能够对存在电压高低差距的不同电芯进行能量分配，使电压较高的电芯额度能量通过该主动均衡通道充向电压较低的电芯，保证模组内多个电芯的能量一致性，提高了成品电芯在成模组后的工作稳定性。

示例性地，在本发明实施例中，连接均衡极插口233与正极集流盘21，以及连接正极插口231与正极集流盘21的转接过流体24可以集成为同一路转接过流体24，仅在靠近插座母头23的一端分叉与连接均衡极插口233和连接正极插口231进行对应连接。

可选地，电芯壳体还包括绝缘盖板26，绝缘盖板26固定安装于盖板2靠近下壳体1的一侧面上，绝缘盖板26覆盖正极集流盘21与正极插口231、正极集流盘21与均衡极插口233以及负极集流盘22与负极插口232的连接处。示例性地，在本发明实施例中，在完成多路转接过流体24与插座母头23上对应插口的过流连接后，通过额外设置绝缘盖板26对上述过流连接处进行覆盖以与下壳体1内腔中的芯包3进行隔离，避免因外界震动等特殊原因导致芯包3与上述过流连接处发生接触造成短路，进一步提高了电芯壳体与成品电芯的工作安全性。

可选地，插座母头23上设置有公头定位槽234，公头定位槽234设置于正极插口231、负极插口232和均衡极插口233中部。示例性地，在本发明实施例中，正极插口231、负极插口232和均衡极插口233在插座母头23上均匀间隔布置以形成三角插座结构，而在三者中部则设置有对应插接公头相匹配的公头定位槽234。在使用对应的三角插公头进行对应连接时，可以在三角插公头上设置对应的插接凸起与该公头定位槽234进行配合，实现插接导向的作用，方便进行串并联成组，进一步提高成组加工效率。

可选地，电芯壳体还包括弹性过流体25，正极集流盘21和负极集流盘22均与盖板2靠近下壳体1的一侧面间隔布置，并通过弹性过流体25与对应的转接过流体24连接。示例性地，在本发明实施例中，通过利用弹性过流体25进行连接，将正极集流盘21以及负极集流盘22与对应的转接过流体24端部间隔设置。在实现过流连接的同时，在完成正极集流盘21、负极集流盘22与对应芯包3的过流连接，并装入下壳体1后，弹性过流体25可以给予正极集流盘21和负极集流盘22以向下的弹力将与之连接的芯包3压紧固定于下壳体1中，在外部震动等情况下保证芯包3的安装稳定，避免产生相对晃动，同时也能起到一定的缓冲作用，进一步提高了电芯壳体的安装与过流连接稳定性。同时，在一种可能得实施例中，芯包3可以为全极耳芯包，在放入到下壳体1并完成盖板2的盖设后，正极集流盘21和负极集流盘22可以在弹性过流体25的弹力作用下始终与位于芯包3顶部的全极耳端面31相抵接实现过流导通。无需进行激光焊接等额外的焊接工序，减少成品电芯在制备时的焊接工序。

图5是本发明实施例提供的电芯的剖视结构示意图。如图5所示，本发明实施例还提供了一种电芯，包括如图1至图4所示的电芯壳体，还包括芯包3，芯包3安装于下壳体1中且与正极集流盘21和负极集流盘22过流连接。示例性地，在本发明实施例中，在进行电芯的制备时，芯包3可以上正极耳和负极耳可以分别与盖板2靠近下壳体1的一侧面上对应设置的正极集流盘21和负极集流盘22通过焊接的方式过流连接，再跟随盖板2的盖合密封装入下壳体1中，之后通过注液、化成、分容等工序制造成成品电芯。该电芯壳体的盖板2远离下壳体1的一侧面上设置有代替常规电芯盖板上正极柱和负极柱的插座母头23结构，作为与外部其他结构过流连接的形式。当多个电芯需要进行串并联形成模组时，只需要设计匹配的具有对应插接公头的线缆按照连接顺序分别插接到不同电芯壳体上插接母头23的对应正极插口231和负极插口232中，即可实现不同电芯之间的串联或者并联。相比相关技术中利用跨接铜排与电芯极柱进行焊接形成串并联的成模组方式，采用该电芯壳体的电芯在成组过程中采用插接母头23和具有对应插接公头的线缆配合实现过流连接，无需焊接加工，也无需配备相应的焊接设备和工装进行辅助，结构简单，成组操作方便，能够解决相关技术中因模组中堆叠电芯数量多而造成的成组串并联工序复杂，成组加工效率低的问题。

并且，采用上述电芯壳体进行组装成型的电芯，在成模组工作的过程中如果出现故障损坏，可以通过拔出与插座母头23相连接的线缆，以直接脱离模组进行返修，相比常规技术中铜排焊接实现串并联的方式，其拆卸方便快捷，也不会造成模组其他零部件的损坏，方便维修，能够有效减少电芯售后成本。

可选地，芯包3为全极耳芯包，全极耳芯包的顶部设置有全极耳端面31，全极耳端面31与正极集流盘21和负极集流盘22相抵接。示例性地，在本发明实施例中，在放入到下壳体1并完成盖板2的盖设后，正极集流盘21和负极集流盘22可以直接与位于芯包3顶部的全极耳端面31相抵接实现过流导通。无需进行激光焊接等额外的焊接工序，减少成品电芯在制备时的焊接工序。

本发明实施例还提供了一种电芯模组，包括多个如图5所示的电芯，还包括两端具有插接公头的连接线缆，插接公头与插座母头23上正极插口231和负极插口232相匹配，多个电芯通过连接线缆电连接以实现串联或者并联。示例性地，在本发明实施例中，当多个电芯需要进行串并联形成模组时，只需要设计匹配的具有对应插接公头的线缆按照连接顺序分别插接到不同电芯壳体上插接母头23的对应正极插口231和负极插口232中，即可实现不同电芯之间的串联或者并联。相比相关技术中利用跨接铜排与电芯极柱进行焊接形成串并联的成模组方式，采用该电芯壳体的电芯在成组过程中采用插接母头23和具有对应插接公头的线缆配合实现过流连接，无需焊接加工，也无需配备相应的焊接设备和工装进行辅助，结构简单，成组操作方便，能够解决相关技术中因模组中堆叠电芯数量多而造成的成组串并联工序复杂，成组加工效率低的问题。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并不用以限制本发明，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。