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CN110021776A - 电池单元、电池模组及汽车 - Google Patents

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CN110021776A CN201810475762.5A CN201810475762A CN110021776A CN 110021776 A CN110021776 A CN 110021776A CN 201810475762 A CN201810475762 A CN 201810475762A CN 110021776 A CN110021776 A CN 110021776A
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Abstract

本发明涉及电池领域，公开了一种电池单元、电池模组及汽车，其中，所述电池单元包括外壳(3)、盖板(4)和极芯，所述极芯的第一扩容端(12)设置有冷却结构适配区(121)和第一扩容区(122)，所述第一扩容区(122)至少部分容纳在所述外壳扩容腔(31)中，所述冷却结构适配区(121)相对于第一扩容区(122)凹陷而形成冷却结构安装空间。通过上述技术方案，在极芯主体的一些表面中，分别设置对应于外部冷却结构的冷却结构适配区和相对于冷却结构适配区凸出的扩容区，相应地在外壳上设置容纳扩容区的外壳扩容腔，从而在外部冷却结构附近的有限空间内增加极芯主体的体积，提高了电池容量。

Description

电池单元、电池模组及汽车
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年1月8日递交的申请号为201810015504.9的中国专利申请、2018年1月8日递交的申请号为201810016060.0的中国专利申请、2018年1月8日递交的申请号为201810015506.8的中国专利申请、2018年1月8日递交的申请号为201810016052.6的中国专利申请、2018年1月8日递交的申请号为201810015502.X的中国专利申请、2018年1月8日递交的申请号为201810016520.X的中国专利申请、2018年1月8日递交的申请号为201810015503.4的中国专利申请、2018年1月8日递交的申请号为201810016056.4的中国专利申请的优先权。
技术领域
本发明涉及电池领域，具体地涉及一种电池单元、电池模组及汽车。
随着科技的发展，各种电子设备、电动工具等得到广泛应用，例如手机、电动车辆等，作为核心部件，电池的性能对整体的性能及使用体验具有重要影响，特别地，电池的容量决定了整体的续航，也是使用者的重要关注点。
电池包括外壳和设置在外壳中的极芯，电池单元的体积从一定程度上决定了极芯的体积，是电池容量的重要决定因素，在电子设备、电动工具中，电池所在的安装环境基本决定了电池所占用的空间大小，电池的整体体积难以不受限制地增加，电池的容量因此也受到限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种电池单元，以在存在空间限制的情况下增加电池容量。
为了实现上述目的，本发明提供了一种电池单元，其中，所述电池单元包括外壳、盖板和极芯，所述外壳具有开口，所述外壳设置有向外凸出的外壳扩容腔，所述开口通过所述盖板封盖，所述极芯设置在所述外壳中，所述极芯包括具有第一扩容端的极芯主体，所述第一扩容端设置有冷却结构适配区和相对于所述冷却结构适配区凸出的第一扩容区，所述第一扩容区至少部分容纳在所述外壳扩容腔中，所述冷却结构适配区相对于第一扩容区凹陷而形成冷却结构安装空间。
优选地，所述第一扩容端设置有位于中间的所述冷却结构适配区和两个分别位于所述冷却结构适配区两侧的所述第一扩容区。
优选地，所述第一扩容端设置有位于中间的所述第一扩容区和两个分别位于所述第一扩容区两侧的所述冷却结构适配区。
优选地，所述第一扩容端设置有三个所述第一扩容区和两个所述冷却结构适配区，所述冷却结构适配区设置在相邻的两个所述第一扩容区之间。
优选地，所述极芯主体包括多个所述第一扩容端，每个所述第一扩容端均设置有所述第一扩容区和所述冷却结构适配区。
优选地，所述极芯主体包括分别位于所述极芯主体相对两端的两个所述第一扩容端，每个所述第一扩容端均设置有一个所述冷却结构适配区，两个所述冷却结构适配区彼此对齐或错开。
优选地，所述极芯主体包括第二扩容端，所述第二扩容端设置有极柱适配区和相对于所述极柱适配区凸出的第二扩容区，所述极柱适配区相对于所述第二扩容区凹陷而形成极柱安装空间。
优选地，所述盖板包括盖板本体和相对于所述盖板本体凸出的盖板扩容腔，所述第二扩容区至少部分地容纳在所述盖板扩容腔中。
优选地，所述电池单元包括极柱，所述极柱连接于所述极芯主体并延伸穿出所述盖板本体，所述极柱至少部分地设置在所述极柱安装空间中。
优选地，所述极芯包括连接于所述极芯主体的极耳，所述极耳电连接于所述极柱。
优选地，所述电池单元包括贴合设置在所述盖板本体内侧的内引出片，所述极柱通过所述内引出片连接于所述极耳。
优选地，所述极耳设置在所述极柱适配区。
优选地，所述极耳与所述极芯主体一体成型。
另外，本发明还提供了一种电池模组，其中，所述电池模组包括以上方案所述的电池单元。
另外，本发明还提供了一种汽车，其中，所述汽车包括至少一个以上方案所述的电池模组。
通过上述技术方案，在极芯主体的一些表面中，分别设置对应于外部冷却结构的冷却结构适配区和相对于冷却结构适配区凸出的扩容区，相应地在外壳上设置容纳扩容区的外壳扩容腔，从而在外部冷却结构附近的有限空间内增加极芯主体的体积，提高了电池容量。
附图说明
图1是本发明实施方式所述的极芯的立体图；
图2是本发明实施方式所述的电池单元的爆炸图；
图3是本发明实施方式所述的电池单元的立体图；
图4是本发明实施方式所述的盖板的立体图；
图5是本发明实施方式所述的外壳的立体图；
图6是本发明实施方式所述的盖板的立体图。
附图标记说明
1 极芯主体 2 极耳
3 外壳 4 盖板
5 极柱 6 内引出片
11 第二扩容端 12 第一扩容端
111 第二扩容区 112 极柱适配区
121 冷却结构适配区 122 第一扩容区
31 外壳扩容腔 32 开口
41 盖板扩容腔 42 盖板本体
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种电池单元，其中，所述电池单元包括外壳3、盖板4和极芯，所述外壳3具有开口32，所述外壳3设置有向外凸出的外壳扩容腔31，所述开口32通过所述盖板4封盖，所述极芯设置在所述外壳3中，所述极芯包括具有第一扩容端12的极芯主体1，所述第一扩容端12设置有冷却结构适配区121和相对于所述冷却结构适配区121凸出的第一扩容区122，所述第一扩容区122至少部分容纳在所述外壳扩容腔31中，所述冷却结构适配区121相对于第一扩容区122凹陷而形成冷却结构安装空间。
在本方案中，盖板4和外壳3共同组成容纳极芯的壳体。所述极芯包括极芯主体1，极芯主体1的其中一端为第一扩容端12，第一扩容端12设置有冷却结构适配区121和第一扩容区122，第一扩容区122相对于冷却结构适配区121凸出而实现扩容，冷却结构适配区121相比于第一扩容区122凹陷而形成的空间为冷却结构安装空间，该冷却结构适配区可以用于容纳极柱5的至少一部分位于该极柱安装空间中。
本方案的发明构思中，针对极芯主体1与外部的冷却结构配合的一端进行扩容即第一扩容端12，在第一扩容端12中，与冷却结构配合的区域(即冷却结构适配区121)受冷却结构的限制不能向外凸出，而其他区域由于没有被冷却结构占用而存在可用空间，因此将这一部分区域的极芯主体1设置为向外凸出即第一扩容区122。第一扩容区122与冷却结构适配区121形成的落差空间即为用于安装冷却结构的冷却结构安装空间，当然，所述冷却结构可以全部设置在该冷却结构安装空间中，也可以仅一部分设置在该冷却结构安装空间中。
如图2、图3、图4所示，为了配合极芯主体1的第二扩容端12，外壳3的一端也大致形成为与第一扩容端12对应的形状，即形成外壳扩容腔31以容纳第一扩容区122的至少一部分。
根据本发明的一种实施方式，所述第一扩容端12设置有位于中间的所述冷却结构适配区121和两个分别位于所述冷却结构适配区121两侧的所述第一扩容区122。第一扩容端12的中间部分需要与冷却结构配合而受到尺寸限制，而其他区域不受冷却结构限制可以向外凸出形成位于冷却结构适配区121两侧的两个第一扩容区122，充分利用未被冷却结构占用的空间而实现扩容。
根据本发明的一种实施方式，所述第一扩容端12设置有位于中间的所述第一扩容区122和两个分别位于所述第一扩容区122两侧的所述冷却结构适配区121。如图1、图2、图3所示，第一扩容端12在相对的两个边缘处需要与冷却结构配合而尺寸受到限制，在中间位置的区域不受冷却结构限制而可以向外凸出形成第一扩容区122，充分利用未被冷却结构占用的空间而实现扩容。
根据本发明的一种实施方式，所述第一扩容端12设置有三个所述第一扩容区122和两个所述冷却结构适配区121，所述冷却结构适配区121设置在相邻的两个所述第一扩容区122之间。也就是说，第一扩容区122和冷却结构适配区121沿直线交替地设置，两个冷却结构适配区121间隔设置，每个冷却结构适配区121的两侧均设置有一个第一扩容区122，即在冷却结构适配区121的两侧具有未占用空间时，可以对应的设置第一扩容区122。
另外，所述极芯主体1包括多个所述第一扩容端12，每个所述第一扩容端12均设置有所述第一扩容区122和所述冷却结构适配区121。所述电池单元在不同端通过冷却结构冷却时，对应的，极芯主体1也可以设置多个第一扩容端12，每个第一扩容端12均设置冷却结构适配区121以及第一扩容区122。
进一步地，所述极芯主体1包括分别位于所述极芯主体1相对两端的两个所述第一扩容端12，每个所述第一扩容端12均设置有一个所述冷却结构适配区121，两个所述冷却结构适配区121彼此对齐或错开。两个扩容端12均设置有一个冷却结构适配区121，两个冷却结构适配区121彼此对齐或错开。
另外，所述极芯主体1包括第二扩容端11，所述第二扩容端11设置有极柱适配区112和相对于所述极柱适配区112凸出的第二扩容区111，所述极柱适配区112相对于所述第二扩容区111凹陷而形成极柱安装空间。第二扩容端11为了适应电池单元的极柱5(以下将说明)而设置，极柱适配区112用于配合极柱5而尺寸受到限制，在其他区域第二扩容端11向外凸出形成第二扩容区111，极柱适配区112相对于第二扩容区凹陷而形成的极柱安装空间可以用于安装极柱。
另外，所述盖板4包括盖板本体42和相对于所述盖板本体42凸出的盖板扩容腔41，所述第二扩容区111至少部分地容纳在所述盖板扩容腔41中。盖板4用于覆盖第二扩容端11，并且如图5和图6所示，盖板4形成与第二扩容端11对应的形状，即形成向外凸出的盖板扩容腔41，盖板扩容腔41可以容纳第二扩容区111的至少一部分，盖板本体42与极柱适配区112相对应。
另外，所述电池单元包括极柱5，所述极柱5连接于所述极芯主体1并延伸穿出所述盖板本体42，所述极柱5至少部分地设置在所述极柱安装空间中。一般地，电池单元包括两个分别与极芯主体1电连接的极柱5，极柱5穿过盖板本体42而延伸到外部，极柱5可以全部设置在所述极柱安装空间中，此时极柱5的高度可以小于等于第二扩容区111的高度，当然，极柱5也可以部分地设置在所述极柱安装空间中，此时极柱5的高度可以大于第二扩容区111的高度。
另外，所述极芯包括连接于所述极芯主体1的极耳2，所述极耳2电连接于所述极柱5。极芯主体1可以设置有分别对应于正负极的两个极耳2，两个极耳2分别连接于两个所述极柱5。
进一步地，所述电池单元包括贴合设置在所述盖板本体42内侧的内引出片6，所述极柱5通过所述内引出片6连接于所述极耳2。如图6所示，内引出片6设置在盖板本体42的内侧，极柱5穿过盖板本体42而连接于内引出片6，并且极耳2连接于内引出片6，从而实现极耳2与极柱5的电连接，通过内引出片6作为过渡，可以增加极耳2与极柱5的接触面积。极耳2、内引出片6和极柱5均由导电材料制成。
其中，所述极耳2设置在所述极柱适配区112。极耳2可以全部设置在极柱适配区112，或者仅部分地设置在极柱适配区112，极耳2可以连接于极柱适配区112，或者连接于第二扩容区111或极芯主体1的其他位置而延伸到极柱适配区112，从而可以与极柱5连接。
优选地，所述极耳2与所述极芯主体1一体成型。极耳2和极芯主体1由制成极芯的材料一体成型制成，极耳2包括作为正极和负极的两个极耳。当然，在其他实施方式中，极耳2也可以另外加工制成并连接到极芯主体1上。
另外，本发明还提供了一种电池模组，其中，所述电池模组包括以上方案所述的电池单元。所述电池模组可以包括多个所述电池单元，多个电池单元以串联或并联方式连接而供电。
另外，本发明还提供了一种汽车，其中，所述汽车包括至少一个以上方案所述的电池模组。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种电池单元，其特征在于，所述电池单元包括外壳(3)、盖板(4)和极芯，所述外壳(3)具有开口(32)，所述外壳(3)设置有向外凸出的外壳扩容腔(31)，所述开口(32)通过所述盖板(4)封盖，所述极芯设置在所述外壳(3)中，所述极芯包括具有第一扩容端(12)的极芯主体(1)，所述第一扩容端(12)设置有冷却结构适配区(121)和相对于所述冷却结构适配区(121)凸出的第一扩容区(122)，所述第一扩容区(122)至少部分容纳在所述外壳扩容腔(31)中，所述冷却结构适配区(121)相对于第一扩容区(122)凹陷而形成冷却结构安装空间。
2.根据权利要求1所述的电池单元，其特征在于，所述第一扩容端(12)设置有位于中间的所述冷却结构适配区(121)和两个分别位于所述冷却结构适配区(121)两侧的所述第一扩容区(122)。
3.根据权利要求1所述的电池单元，其特征在于，所述第一扩容端(12)设置有位于中间的所述第一扩容区(122)和两个分别位于所述第一扩容区(122)两侧的所述冷却结构适配区(121)。
4.根据权利要求3所述的电池单元，其特征在于，所述第一扩容端(12)设置有三个所述第一扩容区(122)和两个所述冷却结构适配区(121)，所述冷却结构适配区(121)设置在相邻的两个所述第一扩容区(122)之间。
5.根据权利要求1所述的电池单元，其特征在于，所述极芯主体(1)包括多个所述第一扩容端(12)，每个所述第一扩容端(12)均设置有所述第一扩容区(122)和所述冷却结构适配区(121)。
6.根据权利要求5所述的电池单元，其特征在于，所述极芯主体(1)包括分别位于所述极芯主体(1)相对两端的两个所述第一扩容端(12)，每个所述第一扩容端(12)均设置有一个所述冷却结构适配区(121)，两个所述冷却结构适配区(121)彼此对齐或错开。
7.根据权利要求1所述的电池单元，其特征在于，所述极芯主体(1)包括第二扩容端(11)，所述第二扩容端(11)设置有极柱适配区(112)和相对于所述极柱适配区(112)凸出的第二扩容区(111)，所述极柱适配区(112)相对于所述第二扩容区(111)凹陷而形成极柱安装空间。
8.根据权利要求7所述的电池单元，其特征在于，所述盖板(4)包括盖板本体(42)和相对于所述盖板本体(42)凸出的盖板扩容腔(41)，所述第二扩容区(111)至少部分地容纳在所述盖板扩容腔(41)中。
9.根据权利要求8所述的电池单元，其特征在于，所述电池单元包括极柱(5)，所述极柱(5)连接于所述极芯主体(1)并延伸穿出所述盖板本体(42)，所述极柱(5)至少部分地设置在所述极柱安装空间中。
10.根据权利要求9所述的电池单元，其特征在于，所述极芯包括连接于所述极芯主体(1)的极耳(2)，所述极耳(2)电连接于所述极柱(5)。
11.根据权利要求10所述的电池单元，其特征在于，所述电池单元包括贴合设置在所述盖板本体(42)内侧的内引出片(6)，所述极柱(5)通过所述内引出片(6)连接于所述极耳(2)。
12.根据权利要求10所述的电池单元，其特征在于，所述极耳(2)设置在所述极柱适配区(112)。
13.根据权利要求10所述的电池单元，其特征在于，所述极耳(2)与所述极芯主体(1)一体成型。
14.一种电池模组，其特征在于，所述电池模组包括权利要求1-13中任意一项所述的电池单元。
15.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括至少一个权利要求14所述的电池模组。
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