CN103560263B - 电池模组的组装工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电池模组的组装工艺，其包括：清洁两个端板及各电池待涂胶的表面；对电池的两个正表面及两个端板的内表面涂胶；将电池依次靠叠形成电池组；将两个端板分别置于电池组的靠叠方向的两端、将两个侧板分别置于电池组的两侧；利用装配夹具预夹紧两端板；将置于电池组的靠叠方向两端的端板与置于电池组两侧的侧板进行焊接并形成围框；将底板的内表面涂胶；将内表面涂胶的底板装配；安装连接片，以将电池组中的电池进行串联和/或并联；将盖板装配于围框；其中，电池的两个正表面及两个端板的内表面所涂的胶为粘接性能为主的胶；底板的内表面所涂的胶为导热性能为主的胶。由此，提高电池模组的抗振稳定性、电连接性、安全性和可靠性。

Description

电池模组的组装工艺
技术领域
本发明涉及电池领域，尤其涉及一种电池模组的组装工艺。
背景技术
动力电池组由多个电池依次靠叠，两个支架分别置于靠叠的电池组两端并通过螺栓前后紧固。该结构和组装方式的电池组虽然在起始阶段也紧固了，但在使用过程中因充放电的鼓膨及收缩而使电池厚度产生一定差异，电池组前后支架的夹持力会出现波动，再加上因振动和热胀冷缩导致连接强度和结构受到影响，就会出现个别电池上下攒动，致使导电结构电阻变大甚至结构失效。
目前各电池间采用螺丝将连接片和电池连接在一起，该方案在组装过程中，因电池极柱通常为铝或铜材料，螺丝受力过大易滑牙，所以螺丝的扭力强度不够高。在使用过程中，因振动和热胀冷缩会导致连接强度和结构受到影响，从而带来连接电阻变大，导致连接处温度升高的问题，进而带来系列的安全性和可靠性问题。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种电池模组的组装工艺，其能提高电池模组的抗振稳定性和电连接性。
本发明的另一目的在于提供一种电池模组的组装工艺，其能提高电池模组的安全性和可靠性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种电池模组的组装工艺，其包括步骤：清洁两个端板及各电池待涂胶的表面；对电池的两个正表面及两个端板的内表面涂胶；将两个正表面已涂胶的电池依次靠叠形成电池组；将内表面已涂胶的两个端板分别置于电池组的靠叠方向的两端、将两个侧板分别置于带有两个端板的电池组的两侧，以使两个端板与两个侧板将电池组围起；利用装配夹具预夹紧两端板，以使电池模组预夹紧到尺寸设计值；将置于电池组的靠叠方向两端的端板与置于电池组两侧的侧板进行焊接，以固定电池组并使两个端板与两个侧板形成围框；将底板的内表面涂胶；将内表面涂胶的底板装配，以使底板置于电池模组的底部并与电池组底部压紧贴合且与围框固定连接；安装连接片，以将电池组中的电池进行串联和/或并联；以及将盖板装配于围框；其中，电池的两个正表面及两个端板的内表面所涂的胶为粘接性能为主的胶；底板的内表面所涂的胶为导热性能为主的胶。
本发明的有益效果如下：
通过采用粘接性能为主的胶，充分利用胶的流体、填补和粘接功能，将各电池的两个正表面及两个端板的内表面涂胶，经过涂胶可填充电池表面不平整所产生的缝隙从而可以保证相邻两电池的接触面积相同，避免出现电池表面局部出现受压过大或受不到压力，并采用预夹紧两端板，从而提高电池模组的抗振稳定性和电连接性；通过在底板采用导热性能为主的胶，可使电池的热量快速散发出去。由此，提高电池模组的安全性和可靠性。
附图说明
图1为根据本实用新型的电池模组的一俯视图，其中去掉绝缘板和盖板；
图2为根据本实用新型的电池模组的组装后的立体图；
图3为图2的去掉盖板后的视图；
其中，附图标记说明如下：
1端板      5底板
2电池      6连接片
21极柱     7盖板
3胶        8绝缘板
4侧板
具体实施方式
下面参照附图来详细说明根据本发明的电池模组的组装工艺。
参照图1和图2，根据本发明的电池模组的组装工艺包括步骤：清洁两个端板1及各电池2待涂胶3的表面；对各电池2的两个正表面及两个端板1的内表面涂胶3；将两个正表面已涂胶3的电池2依次靠叠形成电池组；将内表面已涂胶3的两个端板1分别置于电池组的靠叠方向的两端、将两个侧板4分别置于带有两个端板1的电池组的两侧，以使两个端板1与两个侧板4将电池组围起；利用装配夹具预夹紧两端板1，以使电池模组预夹紧到尺寸设计值；将置于电池组的靠叠方向两端的端板1与置于电池组两侧的侧板4进行焊接，以固定电池组并使两个端板1与两个侧板4形成围框；将底板5的内表面涂胶3；将内表面涂胶3的底板5装配，以使底板5置于电池模组的底部并与电池组底部压紧贴合且与围框固定连接；安装连接片6，以将电池组中的电池2进行串联和/或并联(在图1中示出为串联)；以及将盖板7装配于围框；其中，电池2的两个正表面及两个端板1的内表面所涂的胶3为粘接性能为主的胶；底板5的内表面所涂的胶3为导热性能为主的胶。通常电池的表面不够平整相邻两电池的接触面积就会有大小波动，本发明电池模组的组装工艺充分利用胶的流体、填补和粘接功能，将电池2的两个正表面及两个端板1的内表面涂胶3，经过涂胶可填充电池表面不平整所产生的缝隙从而可以保证相邻两电池2的接触面积相同，避免出现电池表面局部出现受压过大或受不到压力采用预夹紧两端板1，从而保证电池模组的抗振稳定性和电连接性。通过在底板5采用导热性能为主的胶，可使电池2的热量快速散发出去。由此，提高电池模组的安全性和可靠性。该电池模组的组装工艺可靠可控，可工业化大规模生产应用在性能要求高的电池模组领域。
在根据本发明的电池模组的组装工艺的一实施例中，清洁为等离子体清洁。采用等离子体清洁处理后会提高表面张力，这样可使表面涂的胶与表面微观上充分地浸润接触，由此提高胶与表面的粘接力。在根据本发明的电池模组的组装工艺中，所述粘接性能为主的胶的主要成分为聚氨酯、环氧树脂以及碳酸钙。在一实施例中，电池2的两个正表面及两个端板1的内表面可由自动涂胶机涂上规定形状的胶层。
在根据本发明的电池模组的组装工艺的一实施例中，利用装配夹具预夹紧两端板1时的夹紧力为400～10000N。利用装配夹具预夹紧两端板1可以大大提高电池2之间的牢靠性。在一实施例中，装配夹具上安装有压力感应器。通过安装有压力感应器的装配夹具预夹紧两个端板1，以使电池模组预夹紧到尺寸设计值，之后进行焊接固定两个端板1与两个侧板4。焊接方式可为冷金属过渡(CMT)弧焊、可激光焊加填充焊丝、可激光焊加CMT弧焊。
在根据本发明的电池模组的组装工艺的一实施例中，所述导热性能为主的胶的主要成分为聚氨酯、环氧树脂以及氧化铝。
在根据本发明的电池模组的组装工艺的一实施例中，所述电池模组的组装工艺还包括步骤：在利用装配夹具预夹紧两端板1之后(可定义为第一时间点)、和/或置于电池组的靠叠方向的两端的端板1与置于电池组的两侧的侧板4焊接之后(可定义为第二时间点)、和/或将内表面涂胶3的底板5装配之后(可定义为第三时间点)、和/或安装连接片6之后(可定义为第四时间点)，烘烤电池模组。换句话说，烘烤电池模组可以在这四个时间点中的一个时间点或多个(两个及以上)时间点进行。在一实施例中，烘烤电池模组在电烘箱中进行。烘烤电池模组主要目的是烘烤固化组件涂胶和底板涂胶。
在根据本发明的电池模组的组装工艺的一实施例中，所述电池模组的组装工艺还包括步骤：在将置于电池组的靠叠方向两端的端板1与置于电池组两侧的侧板4进行焊接之后，对各电池2之间、各电池2与端板1之间进行绝缘阻抗测试。
在根据本发明的电池模组的组装工艺的一实施例中，所述电池模组的组装工艺还包括步骤：在安装连接片6之后且在将盖板7装配于围框之前，对电池模组进行模组性能测试。在一实施例中，所述模组性能测试包括模组尺寸测试、模组电压测试、模组内阻测试、总输出极与壳体阻抗测试、总输出极与壳体漏电流测试。
在根据本发明的电池模组的组装工艺的一实施例中，端板1是由铝合金材料经挤压和/或机床加工而成，厚度通常为4mm～25mm。
在根据本发明的电池模组的组装工艺的一实施例中，侧板4是由铝合金板材经机床加工和折弯而成，厚度通常为0.5mm～3mm。
在根据本发明的电池模组的组装工艺的一实施例中，底板5是由铝合金板材经机床加工和折弯而成，厚度通常为0.5mm～3mm。
在根据本发明的电池模组的组装工艺的一实施例中，参照图3并结合图1，在安装连接片6时，连接片6安装于带有镂空结构的绝缘板8中，绝缘板8安装在电池模组的上方，连接片6与电池2的极柱21的贴合面进行焊接(图1中连接片6上的阴影部分示出为焊接区域，在图3中连接片6上的孔为工艺孔，观察焊接时的连接片6和相应极柱21之间的对位情况)；安装完成连接片6之后，盖板7包封绝缘板8并装配于围框。连接片6与电池2通过焊接连接在一起与传统的采用螺丝将连接片6与电池2连接在一起相比，可避免使用过程中因振动和热胀冷缩导致连接强度和模组结构受到影响，从而避免连接电阻变大，导致连接处温度升高的问题，由此提高电池模组的安全性和可靠性。焊接优选采用激光焊接。
在根据本发明的电池模组的组装工艺的一实施例中，电池2的电芯可以为卷绕式电芯、叠片式电芯或卷绕叠片组合式电芯。电池2可为锂离子电池、镍氢电池或镍镉电池。在一实施例中，锂离子电池可为棱形钢壳或棱形铝壳锂离子电池。根据本发明组装成的电池模组可应用于电动车、混合电动车、电力储能等项目中。

Claims (7)

1.一种电池模组的组装工艺，其特征在于，包括步骤：
清洁两个端板(1)及各电池(2)待涂胶(3)的表面；
对电池(2)的两个正表面及两个端板(1)的内表面涂胶(3)；
将两个正表面已涂胶(3)的电池(2)依次靠叠形成电池组；
将内表面已涂胶(3)的两个端板(1)分别置于电池组的靠叠方向的两端、将两个侧板(4)分别置于带有两个端板(1)的电池组的两侧，以使两个端板(1)与两个侧板(4)将电池组围起；
利用装配夹具预夹紧两端板(1)，以使电池模组预夹紧到尺寸设计值；
将置于电池组的靠叠方向两端的端板(1)与置于电池组两侧的侧板(4)进行焊接，以固定电池组并使两个端板(1)与两个侧板(4)形成围框；
将底板(5)的内表面涂胶(3)；
将内表面涂胶(3)的底板(5)装配，以使底板(5)置于电池模组的底部并与电池组底部压紧贴合且与围框固定连接；
安装连接片(6)，以将电池组中的电池(2)进行串联和/或并联；
所述电池模组的组装工艺还包括步骤：
在利用装配夹具预夹紧两端板(1)之后、和/或置于电池组的靠叠方向的两端的端板(1)与置于电池组的两侧的侧板(4)焊接之后、和/或将内表面涂胶(3)的底板(5)装配之后、和/或安装连接片(6)之后，烘烤电池模组；
其中，电池(2)的两个正表面及两个端板(1)的内表面所涂的胶(3)为粘接性能为主的胶；底板(5)的内表面所涂的胶(3)为导热性能为主的胶；
利用装配夹具预夹紧两端板(1)时的夹紧力为400～10000N；
在安装连接片(6)时，连接片(6)安装于带有镂空结构的绝缘板(8)中，绝缘板(8)安装在电池模组的上方，连接片(6)与相应电池(2)的极柱(21)的贴合面进行焊接；
安装完成连接片(6)之后，盖板(7)包封绝缘板(8)并装配于围框。
2.根据权利要求1所述的电池模组的组装工艺，其特征在于，清洁为等离子体清洁。
3.根据权利要求1所述的电池模组的组装工艺，其特征在于，所述粘接性能为主的胶的主要成分为聚氨酯、环氧树脂以及碳酸钙。
4.根据权利要求1所述的电池模组的组装工艺，其特征在于，所述导热性能为主的胶的主要成分为聚氨酯、环氧树脂以及氧化铝。
5.根据权利要求1所述的电池模组的组装工艺，其特征在于，所述电池模组的组装工艺还包括步骤：
在将置于电池组的靠叠方向两端的端板(1)与置于电池组两侧的侧板(4)进行焊接之后，对各电池(2)之间、各电池(2)与端板(1)之间进行绝缘阻抗测试。
6.根据权利要求1所述的电池模组的组装工艺，其特征在于，所述电池模组的组装工艺还包括步骤：
在安装连接片(6)之后且在将盖板(7)装配于围框之前，对电池模组进行模组性能测试。
7.根据权利要求6所述的电池模组的组装工艺，其特征在于，所述模组性能测试包括模组尺寸测试、模组电压测试、模组内阻测试、总输出极与壳体阻抗测试、总输出极与壳体漏电流测试。
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