电芯模组、电池包和车辆制造技术

本实用新型专利技术的实施例提供了一种电芯模组、电池包和车辆。电芯模组包括正六边形或正四边形形状的电芯单体，电芯单体呈蜂巢状排布，电芯单体包括壳体和电芯，电芯安装在壳体的空腔内，空腔内的电芯为至少一个正六边形卷芯、或圆形卷芯、或至少一个椭圆形卷芯、或至少一个叠芯。通过将正六边形或正四边形形状的电芯单体呈蜂巢状排布，使得一片电芯单体与四或六片电芯单体相邻，实现了电池包内电芯单体成组的高集成度，同时，由于结构上一片电芯单体与四或六片电芯单体相邻，当一片电芯单体热失控后释放的热量会平分给周围的四或六片电芯单体，不易触发热蔓延，解决了能量密度与热蔓延安全性不能兼得的问题。性不能兼得的问题。性不能兼得的问题。

【技术实现步骤摘要】
电芯模组、电池包和车辆


[0001]本技术涉及新能源汽车制造
，特别涉及一种电芯模组、一种电池包和一种车辆。

技术介绍

[0002]在现有的电池包模组设计中，为增加空间利用率以及避免电池包过重影响整车里程数，基本采用电芯直接集成至CTP电池(Cell to Pack，无模组动力电池包)或刀片电池。
[0003]然而，CTP、刀片等技术由于取消了模组的设计，使得热蔓延不易控制，单片电芯热失控很容易在短时间内触发多片电芯同时或接连发生热失控。特别是针对方形和软包电芯的成组方式中，一片电芯热失控的能量很容易触发相邻的两颗电芯发生热失控，导致后续大面的热蔓延现象发生。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本技术的实施例提供了一种至少部分地解决上述问题的电芯模组、电池包和车辆。
[0005]第一方面，本技术的实施例提供一种电芯模组，包括正六边形或正四边形形状的电芯单体，所述电芯单体呈蜂巢状排布；
[0006]所述电芯单体包括壳体和电芯，所述电芯安装在所述壳体的空腔内，所述空腔内的所述电芯为至少一个正六边形卷芯、或圆形卷芯、或至少一个椭圆形卷芯、或至少一个叠芯。
[0007]第二方面，本技术的实施例提供一种电池包，包括上述实施例所述的电芯模组。
[0008]第三方面，本技术的实施例提供一种车辆，包括上述实施例所述的车辆。
[0009]本技术各实施例的技术方案可以实现以下优点中的至少一个：通过将正六边形或正四边形形状的电芯单体呈蜂巢状排布，使得一片电芯单体与四或六片电芯单体相邻，实现了电池包内电芯单体成组的高集成度，同时，由于结构上一片电芯单体与四或六片电芯单体相邻，当一片电芯单体热失控后释放的热量会平分给周围的四或六片电芯单体，不易触发热蔓延，解决了能量密度与热蔓延安全性不能兼得的问题。
[0010]另外，电芯单体的空腔内中的电芯可以为至少一个正六边形卷芯、或圆形卷芯、或至少一个椭圆形卷芯、或至少一个叠芯，具体可以通过对上述多种电芯设计方式进行选取，以灵活适配电芯的电化学体系。
附图说明
[0011]图1是本技术的实施例的一种蜂巢式电芯单体成组方式的结构示意图；
[0012]图2是本技术的实施例的一种电芯单体的壳体的结构示意图；
[0013]图3是本技术的实施例的一种正六边形电芯单体的电芯成组形式的结构示意
图；
[0014]图4是本技术的实施例的一种正四边形电芯单体的电芯成组形式的结构示意图。
[0015]附图标记说明：
[0016]100
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正六边形电芯单体、101
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正六边形壳体、200
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正四边形电芯单体、201
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正四边形壳体、102&202
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圆形端子；
[0017]301
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正六边形卷芯、302
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圆形卷芯、303
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第一正六边形卷芯、304
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第二正六边形卷芯、305
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椭圆形卷芯、306
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叠芯。
具体实施方式
[0018]为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
[0019]参照图1，示出了本技术的实施例的一种蜂巢式电芯单体成组方式的结构示意图。电芯模组可以包括若干正六边形或正四边形形状的电芯单体，且若干电芯单体呈蜂巢状排布。作为示例，如图1中的(a)所示，对于正六边形电芯单体100，在呈蜂巢状排布时，一片电芯单体的六个侧面分别与另外六片电芯单体相邻；如图1中的(b)所示，对于正四边形电芯单体200，在呈蜂巢状排布时，一片电芯单体的四个侧面分别与另外四片电芯单体相邻。
[0020]电芯单体包括壳体和电芯，电芯安装在壳体的空腔内，且空腔内的电芯为至少一个正六边形卷芯301、或圆形卷芯302、或至少一个椭圆形卷芯305、或至少一个叠芯306。
[0021]本技术的实施例中，通过将正六边形或正四边形电芯单体200呈蜂巢状排布，使得一片电芯单体与四或六片电芯单体相邻，实现了电池包内电芯单体成组的高集成度，同时，由于结构上一片电芯单体与四或六片电芯单体相邻，当一片电芯单体热失控后释放的热量会平分给周围的四或六片电芯单体，不易触发热蔓延，解决了能量密度与热蔓延安全性不能兼得的问题。
[0022]另外，电芯单体的空腔内中的电芯可以为至少一个正六边形卷芯301、或圆形卷芯302、或至少一个椭圆形卷芯305、或至少一个叠芯306，具体可以通过对上述多种电芯设计方式进行选取，以灵活适配电芯的电化学体系。
[0023]在本技术的一实施例中，电芯单体之间的连接方式可以采用串联、或并联、或串并联结合的方式。作为示例，图1中的电芯单体是采用串并联结合的方式进行连接，其中，相同数字的电芯单体之间是采用并联的方式连接，如电芯单体1与电芯单体1之间、电芯单体2与电芯单体2之间、电芯单体3与电芯单体3之间是采用并联的方式进行连接，而不同数字的电芯单体之间是采用串联的方式连接，如电芯单体1、电芯单体2和电芯单体3之间是采用串联的方式进行连接，从而实现电芯模组中电芯单体之间串并联连接。其中，图1中正六边电芯单体的蜂巢结构为5P2S，正四边电芯单体的蜂巢结构为3P3S(P代表电芯单体并联数，S代表电芯单体串联数，5P2S代表5并2串，3P3S代表3并3串)。
[0024]本技术的实施例中，可以实际应用的需要，灵活调整电芯模组内电芯单体之间的串并联方式，以适配电池包的电压范围、电量要求和电池包尺寸。
[0025]在本技术的一实施例中，基于电芯的电化学体系不同，电芯可以为三元电芯
或磷酸铁锂电芯。三元电芯是指正极材料使用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2)或者镍钴铝酸锂的三元正极材料的电芯；磷酸铁锂电芯是使用磷酸铁锂(LiFePO4)作为正极材料，碳作为负极材料的锂离子电芯。其中，磷酸铁锂电芯在充放电、老化过程中极片膨胀较小，因此，电芯可以采用圆形卷芯302；而三元电芯在充放电、老化过程中膨胀较大，因此，不适用于圆形卷芯302。而对于其他卷芯或叠芯306，这两种电化学体系(三元、磷酸铁锂)均可兼容使用。
[0026]在本技术的一实施例中，电芯单体之间的间隙从0.1mm到10mm之间调整，蜂巢式结构由于电芯单体之间间隙很小，在电池包内部装配时具备非常高效和紧凑的成组效率。电芯单体之间的间隙主要取决于电芯单体结构，比如正四边形电芯单体200的成组方式效率最高，但由于电芯单体之间相邻的仅有四个电芯单体，热失控后热蔓延的风险高于六边形电芯单体100，因此，可以将正四边形电芯单体之间的间隙调大，以降低热失控后热蔓延的风险。
[0027]参照图2，示出了本技术的实施例的一种电芯单体的壳体的结构示意图。电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电芯模组，其特征在于，包括正六边形或正四边形形状的电芯单体，所述电芯单体呈蜂巢状排布；所述电芯单体包括壳体和电芯，所述电芯安装在所述壳体的空腔内，所述空腔内的所述电芯为至少一个正六边形卷芯、或圆形卷芯、或至少一个椭圆形卷芯、或至少一个叠芯。2.根据权利要求1所述的电芯模组，其特征在于，在所述电芯单体为正六边形电芯单体，且所述空腔内的所述电芯为第一正六边形卷芯和第二正六边形卷芯时，所述第一正六边形卷芯的尺寸大于所述第二正六边形卷芯的尺寸，所述第一正六边形卷芯设有与所述第二正六边形卷芯的尺寸适配的正六边形通腔，所述第二正六边形卷芯嵌套于所述第一正六边形卷芯中的正六边形通腔内；在所述电芯单体为正六边形电芯单体，且所述空腔内的所述电芯为多对所述椭圆形卷芯时，多对所述椭圆形卷芯的尺寸大小不同，多对所述椭圆形卷芯在所述空腔内从中间往两侧按照从大到小依次叠放；在所述电芯单体为正四边形电芯单体，且所述空腔内的所述电芯为多个所述椭圆形卷芯或多个所述叠芯时，多个所述椭圆形卷芯或多个所述叠芯尺寸大小一致，多个所述椭圆形卷芯或多个所述叠芯叠放在所述空腔内。3.根据权利要求1所述的电芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，周德华，仲亮，
申请(专利权)人：广州小鹏汽车科技有限公司，
类型：新型
国别省市：