一种菱形电芯系统技术方案

本发明专利技术提供一种菱形电芯系统。包括电芯单体、汇流排以及下箱体；电芯单体的截面为菱形；汇流排串联连接在若干个相邻的电芯单体之间、以形成电芯组；下箱体围合于电芯组的外侧、并与电芯组之间设有相连接的挡板，且下箱体的侧面倾斜于电芯组和电芯单体的侧面本发明专利技术通过将卷绕式工艺成型的电芯单体截面设计为菱形，并通过对菱形电芯系统中串联电芯单体的汇流排、为电芯单体提供换热的冷板以及固定连接菱形电芯组的挡板进行适应性设计，使得菱形电芯系统能够实现与现有方形电池或圆柱电池相近的性能参数，以解决规避电池厂家现有的电芯外形设计限制的问题。形设计限制的问题。形设计限制的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种菱形电芯系统


[0001]本专利技术涉及电池
，尤其涉及一种菱形电芯系统。

技术介绍

[0002]在市场上已有的电池系统中，都在追求电芯的极限布置，以提高电芯的布置体积利用率从之前的小圆柱电芯到如今的大方壳电芯、刀片电芯和大圆柱电芯等，但这些电芯单体及成组封装形成的电池包受制于电池厂家专利的外形尺寸限制，无法被其它的电池厂家直接应用以达到全面的通用和普及，尤其是刀片电芯和圆柱电芯，因此后续的电池厂家就需要从其它外形角度出发，开发更加可行的电芯，使得新的电芯形状能够替代刀片电池和圆柱电池，并保持电池包的利用率接近和相等。

技术实现思路

[0003]鉴于以上所述现有技术的缺点，故本专利技术提供一种菱形电芯系统，通过将卷绕式工艺成型的电芯单体截面设计为菱形，并通过对菱形电芯系统中串联电芯单体的汇流排、为电芯单体提供换热的冷板以及固定连接菱形电芯组的挡板进行适应性设计，使得菱形电芯系统能够实现与现有方形电池或圆柱电池相近的性能参数，以解决规避电池厂家现有的电芯外形设计限制的问题。
[0004]本专利技术提供一种菱形电芯系统，包括电芯单体、汇流排以及下箱体；
[0005]所述电芯单体具有第一尺寸A、第二尺寸B和高度尺寸C，所述第一尺寸A和所述第二尺寸B分别为所述电芯单体截面的相邻两边的长度，所述电芯单体的截面包括成对设置的两组所述第一尺寸A的边和所述第二尺寸B的边，且所述第一尺寸A与所述第二尺寸B相等，以使所述电芯单体的截面为菱形；
[0006]所述汇流排连接在若干个相邻的所述电芯单体同侧表面上使得所述电芯单体之间串联布置形成为电芯组；
[0007]所述下箱体围合于所述电芯组的外侧、并与所述电芯组之间设有挡板，使所述电芯组通过所述挡板连接在所述下箱体中，且所述下箱体的侧面倾斜于所述电芯组和所述电芯单体的侧面。
[0008]于本专利技术的一实施例中，所述下箱体朝向所述电芯组的至少一对侧面倾斜于所述电芯组侧表面的各所述电芯单体的任一侧面和/或所述电芯单体的任一侧面。
[0009]于本专利技术的一实施例中，任一所述第一尺寸A的边与相邻的两个所述第二尺寸B的边形成的夹角、或任一所述第二尺寸B的边与相邻的两个所述第一尺寸A的边形成的夹角包括：第一角度k和第二角度f，所述第一角度k和所述第二角度f的和为180
°
。
[0010]于本专利技术的一实施例中，平行于所述第一尺寸A的边和/或所述第二尺寸B的边的方向为所述电芯组中相邻所述电芯单体间的堆叠方向。
[0011]于本专利技术的一实施例中，所述电芯单体在所述第一尺寸A的边与所述第二尺寸B的边之间的棱角为圆角设置，且所述电芯单体采用卷绕式工艺成型。
[0012]于本专利技术的一实施例中，所述挡板为“匚”形设置、并通过所述挡板的内侧表面与所述电芯组的三个侧表面连接，且通过所述挡板的外侧表面与所述下箱体的相应内侧表面连接。
[0013]于本专利技术的一实施例中，所述挡板朝向所述电芯组的所述内侧表面设置有匹配于形成所述电芯组的所述侧表面的各所述电芯单体的外表面轮廓。
[0014]于本专利技术的一实施例中，所述电芯单体的极耳位于所述电芯单体的顶部、并在所述极耳上包裹形成相应的极柱，所述电芯单体的高度尺寸C加上所述极柱的高度为高度尺寸D，所述挡板的高度与所述高度尺寸C相等，所述下箱体内容置所述电芯组的空间的高度大于所述高度尺寸D。
[0015]于本专利技术的一实施例中，所述极柱平行于所述电芯单体的所述第一尺寸的边、或平行于所述电芯单体的所述第二尺寸的边布置、且所述汇流排覆盖连接在所述极柱的部分平行于所述电芯单体的所述第一尺寸A的边、或平行于所述电芯单体的所述第二尺寸B的边。
[0016]于本专利技术的一实施例中，所述电芯单体之间通过所述汇流排交替沿所述第一尺寸A的方向和所述第二尺寸B的方向依次串联连接，使得所述电芯组中的所述电芯单体连接形成连续的S形路径。
[0017]于本专利技术的一实施例中，沿串联连接的相邻所述电芯单体之间设有第一冷板，所述第一冷板贴合于所述电芯单体相邻的两个侧表面。
[0018]于本专利技术的一实施例中，所述第一冷板与所述电芯单体之间设有绝缘夹层。
[0019]于本专利技术的一实施例中，所述汇流排包括第一汇流排、第二汇流排以及第三汇流排；
[0020]所述第一汇流排分别沿所述第一尺寸A的边的方向和所述第二尺寸B的边的方向连接在两个所述电芯单体上；
[0021]所述第二汇流排沿所述第一尺寸A的边的方向连接在相邻的两个所述电芯单体上；
[0022]所述第三汇流排沿所述第二尺寸B的边的方向连接在相邻的两个所述电芯单体上。
[0023]于本专利技术的一实施例中，所述第一汇流排连接在所述电芯组未连接有所述挡板的一侧及其对侧的所述电芯单体之间；所述电芯组中未连接有所述第一汇流排的所述电芯单体上分别连接有所述第二汇流排和所述第三汇流排。
[0024]于本专利技术的一实施例中，所述电芯组与所述下箱体的底部之间设有导热层。
[0025]于本专利技术的一实施例中，所述下箱体的底部设有第二冷板，且所述导热层布置于所述电芯组与所述第二冷板之间。
[0026]于本专利技术的一实施例中，在所述下箱体中未连接有所述挡板的一侧，设置有所述电芯组的总正汇流排和总负汇流排、所述第一冷板的第一进出水口以及所述第二冷板的第二进出水口。
[0027]本专利技术还提供一种菱形电芯布置方法，包括：
[0028]基于所述菱形电芯截面相邻两边的第一尺寸A和第二尺寸B，确定相邻所述菱形电芯之间堆叠的相对位置关系；
[0029]根据相邻所述菱形电芯之间堆叠的相对位置关系，通过汇流排将相邻所述菱形电芯通过串联连接形成电芯组；
[0030]基于所述菱形电芯的高度尺寸C，确定连接在所述电芯组侧面的挡板的高度；
[0031]基于所述菱形电芯和其上端的极柱形成的高度尺寸D，确定安装所述电芯组的下箱体的高度；
[0032]基于所述电芯组的热管理需求，确定在所述菱形电芯之间或所述电芯组与所述下箱体之间安装冷板。
[0033]于本专利技术的一实施例中，所述基于所述菱形电芯截面相邻两边的第一尺寸A和第二尺寸B，确定相邻所述菱形电芯之间堆叠的相对位置关系的步骤包括：
[0034]使相邻所述菱形电芯的所述第一尺寸A的边和所述第二尺寸B的边平行且共面，以堆叠形成所述电芯组；或
[0035]使相邻所述菱形电芯的所述第一尺寸A的边平行且异面、并使所述第二尺寸B的边平行且共面，以堆叠形成所述电芯组；或
[0036]使相邻所述菱形电芯的所述第一尺寸A的边平行且共面、并使所述第二尺寸B的边平行且异面，以堆叠形成所述电芯组。
[0037]于本专利技术的一实施例中，所述基于所述菱形电芯的热管理需求，确定在所述菱形电芯之间或所述电芯组与所述下箱体之间安装的液冷板的步骤包括：
[0038]基于所述电芯组的热管理需求，确定在相邻所述菱形电芯之间安装一体式结构的第一冷板；或...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种菱形电芯系统，其特征在于，包括：电芯单体(1)，所述电芯单体(1)具有第一尺寸A、第二尺寸B和高度尺寸C，所述第一尺寸A和所述第二尺寸B分别为所述电芯单体(1)截面的相邻两边的长度，所述电芯单体(1)的截面包括成对设置的两组所述第一尺寸A的边和所述第二尺寸B的边，以使所述电芯单体(1)的截面为菱形；汇流排(20)，所述汇流排(20)连接在若干个相邻的所述电芯单体(1)同侧表面上使得所述电芯单体(1)之间串联布置形成为电芯组(10)；以及下箱体(4)，所述下箱体(4)围合于所述电芯组(10)的外侧、并与所述电芯组(10)之间设有挡板(3)，使所述电芯组(10)通过所述挡板(3)连接在所述下箱体(4)中，且所述下箱体(4)的侧面倾斜于所述电芯组(10)和所述电芯单体(1)的侧面。2.根据权利要求1所述的菱形电芯系统，其特征在于，所述挡板(3)为“匚”形设置、并通过所述挡板(3)的内侧表面与所述电芯组(10)的三个侧表面连接，且通过所述挡板(3)的外侧表面与所述下箱体(4)的相应内侧表面连接；所述挡板(3)朝向所述电芯组(10)的所述内侧表面设置有匹配于形成所述电芯组(10)的所述侧表面的各所述电芯单体(1)的外表面轮廓(30)。3.根据权利要求1所述的菱形电芯系统，其特征在于，所述电芯单体(1)的极耳位于所述电芯单体(1)的顶部、并在所述极耳上包裹形成相应的极柱(11)，所述电芯单体(1)的高度尺寸C加上所述极柱(11)的高度为高度尺寸D，所述挡板(3)的高度与所述高度尺寸C相等，所述下箱体(4)内容置所述电芯组(10)的空间的高度大于所述高度尺寸D。4.根据权利要求3所述的菱形电芯系统，其特征在于，所述极柱(11)平行于所述电芯单体(1)的所述第一尺寸A的边、或平行于所述电芯单体(1)的所述第二尺寸B的边布置、且所述汇流排(20)覆盖连接在所述极柱(11)的部分平行于所述电芯单体(1)的所述第一尺寸A的边、或平行于所述电芯单体(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄锡运，章驰威，郭永兴，
申请(专利权)人：江苏耀宁新能源创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：