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TW201947811A - 電池單元、電池模組及汽車 - Google Patents

電池單元、電池模組及汽車 Download PDF

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TW201947811A
TW201947811A TW108100607A TW108100607A TW201947811A TW 201947811 A TW201947811 A TW 201947811A TW 108100607 A TW108100607 A TW 108100607A TW 108100607 A TW108100607 A TW 108100607A TW 201947811 A TW201947811 A TW 201947811A
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蔣露霞
胡世超
程晗
崔如德
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大陸商比亞迪股份有限公司
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Abstract

本揭露涉及電池領域，揭露了一種電池單元、電池模組及汽車，其中，該電池單元包括外殼、蓋板、極柱和極芯，該蓋板包括蓋板本體和蓋板擴容腔，極芯主體的擴容端設置有極柱適配區和擴容區，該極柱適配區相對於該擴容區凹陷而形成極柱安裝空間，該擴容區至少部分地容納於該蓋板擴容腔中。藉由上述技術方案，在極芯主體的一些表面中，分別設置對應於極柱的極柱適配區和相對於極柱適配區凸出的擴容區，相應地在蓋板上形成容納擴容區的蓋板擴容腔，從而在極柱附近的有限空間內增加極芯主體的體積，提高了電池容量。

Description

電池單元、電池模組及汽車
相關申請的交叉引用
本申請要求2018年1月8日遞交的申請號為201810015504.9的中國專利申請、2018年1月8日遞交的申請號為201810016060.0的中國專利申請、2018年1月8日遞交的申請號為201810015506.8的中國專利申請、2018年1月8日遞交的申請號為201810016052.6的中國專利申請、2018年1月8日遞交的申請號為201810015502.X的中國專利申請、2018年1月8日遞交的申請號為201810016520.X的中國專利申請、2018年1月8日遞交的申請號為201810015503.4的中國專利申請、2018年1月8日遞交的申請號為201810016056.4的中國專利申請、2018年5月17日遞交的申請號為201810476315.1的中國專利申請的優先權。
本發明涉及電池領域，涉及一種電池單元、電池模組及汽車。
隨著科技的發展，各種電子裝置、電動工具等得到廣泛應用，例如手機、電動車輛等，作為核心部件，電池的性能對整體的性能及使用體驗具有重要影響，其中，電池的容量決定了整體的續航，也是使用者的重要關注點。
電池包括外殼和設置在外殼中的極芯，電池單元的體積從一定程度上決定了極芯的體積，是電池容量的重要決定因素，在電子裝置、電動工具中，電池所在的安裝環境基本決定了電池所佔用的空間大小，電池的整體體積難以不受限制地增加，電池的容量因此也受到限制。
本發明的目的是提供一種電池單元，以在存在空間限制的情況下增加電池容量。
為了實現上述目的，本發明提供了一種電池單元，其中，該電池單元包括外殼、蓋板、極柱和極芯，該外殼具有開口，該極芯設置在該外殼中，該蓋板封蓋該開口，該蓋板包括蓋板本體和相對於該蓋板本體向外凸出的蓋板擴容腔，該極柱設置在該蓋板本體上並與該極芯電連接，該極芯包括極芯主體，該極芯主體包括擴容端，該擴容端設置有極柱適配區和相對於該極柱適配區沿該極柱的伸出方向凸出的擴容區，該極柱適配區相對於該擴容區凹陷而形成極柱安裝空間，該極柱至少部分位於該極柱安裝空間中，該擴容區至少部分地容納於該蓋板擴容腔中。
一些實施例中，該蓋板本體相對於該蓋板擴容腔凹陷形成蓋板極柱空間，該極柱安裝空間與該蓋板極柱空間位置對應設置。
一些實施例中，該擴容端設置有位於中間的一個該擴容區和兩個分別位於該擴容區兩側的該極柱適配區。
一些實施例中，該擴容端設置有三個該擴容區和兩個該極柱適配區，相鄰兩個該擴容區之間設置有一個該極柱適配區。
一些實施例中，該擴容端設置有位於中間的一個該極柱適配區和兩個分別位於該極柱適配區兩側的該擴容區。
一些實施例中，該極芯主體設置有兩個該擴容端，每個擴容端均設置有一個極柱適配區。
一些實施例中，兩個該擴容端分別位於該極芯主體的相對兩端。
一些實施例中，每個該擴容端均設置有一個該極柱適配區和一個該擴容區。
一些實施例中，兩個該極柱適配區彼此對齊或錯開。
一些實施例中，該擴容端設置有一個該極柱適配區和兩個分別位於該極柱適配區兩側的該擴容區。
一些實施例中，該極柱適配區彼此對齊或錯開。
一些實施例中，該極芯包括至少部分位於該極柱適配區的極耳。
一些實施例中，該極耳與該極芯主體一體成型。
一些實施例中，該蓋板的內側設置有與該極柱連接的內引出片，該極柱藉由該內引出片連接於該極耳。
另外，本發明還提供了一種電池模組，其中，該電池模組包括以上方案所述的電池單元。
另外，本發明還提供了一種汽車，其中，該汽車包括至少一個以上方案所述的電池模組。
藉由上述技術方案，在極芯主體的一些表面中，分別設置對應於極柱的極柱適配區和相對於極柱適配區凸出的擴容區，相應地在蓋板上形成容納擴容區的蓋板擴容腔，從而在極柱附近的有限空間內增加極芯主體的體積，提高了電池容量。
以下結合附圖對本揭露的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本揭露，並不用於限制本揭露。
本揭露提供了一種電池單元，其中，該電池單元包括外殼3、蓋板4、極柱5和極芯，該外殼3具有開口32，該極芯設置在該外殼3中，該蓋板4封蓋該開口32，該蓋板4包括蓋板本體42和相對於該蓋板本體42向外凸出的蓋板擴容腔41，該極柱5設置在該蓋板本體42上並與該極芯電連接，該極芯包括極芯主體1，該極芯主體1包括擴容端11，該擴容端11設置有極柱適配區112和相對於該極柱適配區112沿該極柱5的伸出方向凸出的擴容區111，該極柱適配區112相對於該擴容區111凹陷而形成極柱安裝空間，該極柱5至少部分位於該極柱安裝空間中，該擴容區111至少部分地容納於該蓋板擴容腔41中。
在本方案中，蓋板4和外殼3共同組成容納極芯的殼體，其中，蓋板4用於安裝極柱5。該極芯包括極芯主體1，極芯主體1的其中一端為擴容端11，擴容端11設置有極柱適配區112和擴容區111，擴容區111相對於極柱適配區112凸出而實現擴容，極柱適配區112相比於擴容區111凹陷而形成的空間為極柱安裝空間，極柱5的至少一部分位於該極柱安裝空間中。
本方案的揭露構思中，針對該極芯安裝極柱5的一端進行擴容即擴容端，在擴容端中，與極柱5配合的區域（即極柱適配區112）受極柱5的限制不能向外凸出，而其他區域由於沒有被極柱5佔用而存在可用空間，因此將這一部分區域的極芯主體1設置為向外凸出即擴容區111。擴容區111與極柱適配區112形成的落差空間即為用於安裝極柱5的極柱安裝空間，當然，極柱5可以全部設置在該極柱安裝空間中，也可以僅一部分設置在該安裝空間中。
為了配合極芯主體1的擴容端11，用於安裝極柱5的蓋板4也大致形成為與擴容端11對應的形狀，即形成從蓋板4的內側朝向外側凸出的蓋板擴容腔41以容納擴容區111的至少一部分，而蓋板本體42可以用於安裝極柱5，蓋板本體42對應於極柱適配區112，極柱5可以穿過蓋板本體42設置。
一些實施例中，該蓋板本體42相對於該蓋板擴容腔41凹陷形成蓋板極柱空間，該極柱安裝空間與該蓋板極柱空間位置對應設置。如第3圖和第4圖所示，蓋板4的一部分向外凸出，從而形成凹腔結構，即蓋板擴容腔41，未凸出的區域即為蓋板本體42，蓋板本體42可以覆蓋於極芯主體1的極柱適配區112，因此蓋板本體42相對於蓋板擴容腔41凹陷而形成的蓋板極柱空間與該極柱安裝空間彼此對應設置，極柱5至少部分位於蓋板極柱空間中。
根據本揭露的一種實施方式，該擴容端11設置有位於中間的一個該擴容區111和兩個分別位於該擴容區111兩側的該極柱適配區112。如第1圖所示，在極芯主體1的擴容端11中，擴容區111設置在中間，兩個極柱適配區112分別位於兩側，也就是說，對應於正負極的兩個極柱5均設置在同一個擴容端11上，對應的，蓋板4上設置有位於中間的蓋板擴容腔41和大致位於兩側的蓋板本體42，蓋板本體42用於安裝兩個極柱5。
根據本揭露的一種實施方式，該擴容端11設置有三個該擴容區111和兩個該極柱適配區112，相鄰兩個該擴容區111之間設置有一個該極柱適配區112。如第8圖、第9圖、第10圖所示，在截面大致為長方形的擴容端11上，擴容區111和極柱適配區112沿截面的長度方向交替地設置，在每個極柱適配區112的兩側分別設置有擴容區111，對極柱5兩側的區域均進行擴容，而形成三個擴容區111，充分利用了未被極柱5佔用的空間，擴大極芯主體1的體積，實現電池擴容。
根據本揭露的一種實施方式，該擴容端11設置有位於中間的一個該極柱適配區112和兩個分別位於該極柱適配區112兩側的該擴容區111。如第5圖、第6圖、第7圖所示，在擴容端11中，極柱適配區112可以設置在中間位置，擴容區111位於極柱適配區112的兩側，也就是說，極柱5設置在擴容端11的中間位置時，可以在極柱5兩側的區域作擴容設置，設置兩個擴容區111。另外，在極柱適配區112中，可以僅設置一個極柱5，也可以設置兩個極柱5。
根據本揭露的一種實施方式，該極芯主體1設置有兩個該擴容端11，每個擴容端11均設置有一個極柱適配區112。兩個擴容端11可以設置在極芯主體1的不同端，例如，極芯主體1可以為六面體形狀，擴容端11可以設置在頂端、側部、底端等位置。另外，每個擴容端11均設置有極柱適配區112，也就是說，電池單元的兩個極柱5設置在極芯主體1的不同端面上，在每個這樣的端面中，均對未被極柱5佔用的區域進行擴容而形成擴容區111。另外，極芯主體1也可以為其他形狀，例如圓柱形、六棱柱或多面體形狀。
一些實施例中，兩個該擴容端11分別位於該極芯主體1的相對兩端。如第5圖至第7圖、第11圖至第14圖所示，對於大致為六面體形狀的極芯主體1來說，擴容端11分別設置在極芯主體1的頂端和底端，當然，也可以設置在彼此相對的兩個側部上。
根據本揭露的一種實施方式，每個該擴容端11均設置有一個該極柱適配區112和一個該擴容區111。如第11圖、第12圖、第13圖、第14圖、第15圖、第16圖所示，截面大致為長方形的擴容端11分割為兩個區域，極柱適配區112和擴容區111分別佔用一個區域，也就是說，極柱5設置在擴容端11的邊緣處，該位置設置為極柱適配區112，其他區域設置為擴容區111。
一些實施例中，兩個該極柱適配區112彼此對齊或錯開。第11圖至第13圖所示的極芯主體1中，位於不同擴容端11的極柱適配區112彼此錯開，而第14圖、第15圖、第16圖所示的極芯主體1中，不同擴容端11的極柱適配區112彼此對齊，這些不同的設置方式體現了極柱5的不同安裝方式，適用於不同的電池結構。
另外，該擴容端11設置有一個該極柱適配區112和兩個分別位於該極柱適配區112兩側的該擴容區111。如第5圖至第7圖所示，極柱適配區112大致設置在擴容端11的中間位置，並且極柱適配區112的兩側分別設置有擴容區111，即極柱5大致設置在擴容端11的中間位置，極柱5兩側的區域可以進行擴容而形成向外凸出的擴容區111。
一些實施例中，該極柱適配區112彼此對齊或錯開。極芯主體1的兩個擴容端11彼此相對，兩個擴容端11上的極柱5可以彼此錯開或對齊，相應的，極柱適配區112也可以彼此錯開或對齊，並且每個極柱適配區112的兩側均設置有擴容區111。
另外，該極芯包括至少部分位於該極柱適配區112的極耳2。極耳2連接於極芯主體1，並且極耳2可以直接或間接地與極柱5電連接，因此，極耳2需要至少部分地位於極柱適配區112中，或者說位於該極柱安裝空間中，以便於極耳2與極柱5直接或間接連接。其中，極耳2可以連接於沒有進行擴容的端面或擴容端11。
一些實施例中，該極耳2與該極芯主體1一體成型。極耳2和極芯主體1由製成極芯的材料一體成型製成，極耳2包括作為正極和負極的兩個極耳。當然，在其他實施方式中，極耳2也可以另外加工製成並連接到極芯主體1上。另外，當極耳2未連接於極柱適配區112時，可以藉由過渡板7進行過渡，過渡板7的一端與極耳2電連接，另一端延伸到極柱適配區112。
一些實施例中，該蓋板4的內側設置有與該極柱5連接的內引出片6，該極柱5藉由該內引出片6連接於該極耳2。如第2圖所示，蓋板4的蓋板本體42的內側設置有內引出片6，極柱5可以穿過蓋板本體42設置並連接於內引出片6，極耳2也連接於內引出片6從而實現與極柱5的電連接。其中，極耳2、內引出片6以及極柱5均為導電材料製成。
此外，如第1圖所示，極芯主體1的其中一端設置有冷卻結構適配區113以及相對於冷卻結構適配區113凸出的擴容區111，冷卻結構適配區113相對於該擴容區111凹陷形成冷卻結構安裝空間，藉由外殼3和蓋板4封裝後，冷卻結構安裝空間可以容納冷卻結構的一部分，冷卻結構可以對電池單元進行冷卻處理。
另外，本揭露還提供了一種電池模組，其中，該電池模組包括以上方案所述的電池單元。該電池模組可以包括多個該電池單元，多個電池單元以串聯或並聯方式連接而供電。
另外，本揭露還提供了一種汽車，其中，該汽車包括至少一個以上方案所述的電池模組。
以上結合附圖詳細描述了本揭露的較佳實施方式，但是，本揭露並不限於此。在本揭露的技術構思範圍內，可以對本揭露的技術方案進行多種簡單變型，包括各個具體技術特徵以任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重複，本揭露對各種可能的組合方式不再另行說明。但這些簡單變型和組合同樣應當視為本揭露所揭露的內容，均屬於本揭露的保護範圍。
1‧‧‧極芯主體
2‧‧‧極耳
3‧‧‧外殼
4‧‧‧蓋板
5‧‧‧極柱
6‧‧‧內引出片
7‧‧‧過渡板
11‧‧‧擴容端
111‧‧‧擴容區
112‧‧‧極柱適配區
113‧‧‧冷卻結構適配區
31‧‧‧外殼擴容腔
32‧‧‧開口
41‧‧‧蓋板擴容腔
42‧‧‧蓋板本體
第1圖是本發明實施方式所述的極芯的立體圖；
第2圖是本發明實施方式所述的外殼的立體圖；
第3圖是本發明實施方式所述的蓋板外側的立體圖；
第4圖是本發明實施方式所述的蓋板內側的立體圖；
第5圖是本發明一種實施方式所述的極芯的立體圖；
第6圖是本發明一種實施方式所述的極芯的立體圖；
第7圖是本發明一種實施方式所述的電池單元的剖視圖；
第8圖是本發明一種實施方式所述的極芯的立體圖；
第9圖是本發明一種實施方式所述的極芯的立體圖；
第10圖是本發明一種實施方式所述的電池單元的剖視圖；
第11圖是本發明一種實施方式所述的極芯的立體圖；
第12圖是本發明一種實施方式所述的極芯的立體圖；
第13圖是本發明一種實施方式所述的電池單元的剖視圖；
第14圖是本發明一種實施方式所述的極芯的立體圖；
第15圖是本發明一種實施方式所述的極芯的立體圖；
第16圖是本發明一種實施方式所述的電池單元的剖視圖。

Claims (16)

  1. 一種電池單元，其中，該電池單元包括一外殼、一蓋板、一極柱和一極芯，該外殼具有一開口，該極芯設置在該外殼中，該蓋板封蓋該開口，該蓋板包括一蓋板本體和相對於該蓋板本體向外凸出的一蓋板擴容腔，該極柱設置在該蓋板本體上並與該極芯電連接，該極芯包括一極芯主體，該極芯主體包括一擴容端，該擴容端設置有一極柱適配區和相對於該極柱適配區沿該極柱的伸出方向凸出的一擴容區，該極柱適配區相對於該擴容區凹陷而形成一極柱安裝空間，該極柱至少部分位於該極柱安裝空間中，該擴容區至少部分地容納於該蓋板擴容腔中。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的電池單元，其中，該蓋板本體相對於該蓋板擴容腔凹陷形成一蓋板極柱空間，該極柱安裝空間與該蓋板極柱空間位置對應設置。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的電池單元，其中，該擴容端設置有位於中間的一個該擴容區和兩個分別位於該擴容區兩側的該極柱適配區。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的電池單元，其中，該擴容端設置有三個該擴容區和兩個該極柱適配區，相鄰兩個該擴容區之間設置有一個該極柱適配區。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的電池單元，其中，該擴容端設置有位於中間的一個該極柱適配區和兩個分別位於該極柱適配區兩側的該擴容區。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的電池單元，其中，該極芯主體設置有兩個該擴容端，每個擴容端均設置有一個極柱適配區。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的電池單元，其中，兩個該擴容端分別位於該極芯主體的相對兩端。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的電池單元，其中，每個該擴容端均設置有一個該極柱適配區和一個該擴容區。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的電池單元，其中，兩個該極柱適配區彼此對齊或錯開。
  10. 如申請專利範圍第7項至第9項中任一項所述的電池單元，其中，該擴容端設置有一個該極柱適配區和兩個分別位於該極柱適配區兩側的該擴容區。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的電池單元，其中，該極柱適配區彼此對齊或錯開。
  12. 如申請專利範圍第1項至第11項中任一項所述的電池單元，其中，該極芯包括至少部分位於該極柱適配區的一極耳。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的電池單元，其中，該極耳與該極芯主體一體成型。
  14. 如申請專利範圍第12項或第13項所述的電池單元，其中，該蓋板的內側設置有與該極柱連接的一內引出片，該極柱藉由該內引出片連接於該極耳。
  15. 一種電池模組，其中，該電池模組包括申請專利範圍第1項至第14項中任一項所述的電池單元。
  16. 一種汽車，其中，該汽車包括至少一個申請專利範圍第15項所述的電池模組。
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