CN105742539B - 一种电芯模组 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及电池组技术领域，具体讲，涉及一种电芯模组，包括基板、多个电池单元、一对端板、一对侧板和多个紧固件；一对所述端板分别位于多个所述电池单元堆叠方向的两侧，且紧邻最外部的所述电池单元，并沿所述电池单元的长度方向延伸；且所述端板在所述电池单元长度方向上的端部弯曲成管形成卷管段，所述卷管段的轴线方向与所述电池单元的高度方向同向；所述紧固件插于所述卷管段中，且在所述卷管段中朝向所述基板的方向延伸凸出至所述卷管段之外，并固定在所述基板上；通过在端板上设置卷管段，提高了紧固件的紧固强度、可实现电池组在基板上的可靠固定。

Description

一种电芯模组
技术领域
本申请涉及储能器件技术领域，具体涉及一种电池组模组。
背景技术
动力电池组安装在电动车上后，电动车在行车过程中的会产生晃动、振动等对模组不利的外力因素，如果不对电池组加以固定在某个位置，极易因为电池组与电池组之间产生相对位移而导致电池组间的冲击、碰撞和挤压而损伤电池组，久而久之将出现电池组性能减弱或失效，严重时将导致电池组短路起火等严重安全事故。通常，动力电芯模组的端板结构为带通孔的挤压成型铝件，端板带孔使电池组能通过螺栓等紧固构件牢固的固定在特定的基板上，如电池组箱体，从而减轻甚至避免电池组在行车过程中的相互机械作用，提高电池组的安全性能。
此外，现有端板在基板上的固定通常采用另外设置的套构件，套构件上设通孔并通过螺栓固定在基板上，而端板则焊接固定在套构件上，从而连带被固定在基板上，如此不可避免多组件连接造成的机械薄弱问题，使固定在基板上的端板抗压能力不强。
发明内容
本申请的目的在于提供一种电芯模组，无需另置连接套构件，减少了多组件连接机械性能薄弱问题，且能有效增强端板刚性及抗压能力，从而提高了电池组的使用可靠性。
本申请的具体方案如下：
一种电芯模组，包括基板、多个电池单元、一对端板、一对侧板和多个紧固件；
所述多个电池单元位于所述基板上，并沿所述电池单元的厚度方向依次堆叠；
一对所述端板分别位于多个所述电池单元堆叠方向的两侧，且紧邻最外部的所述电池单元，并沿所述电池单元的长度方向延伸；且所述端板在所述电池单元长度方向上的端部弯曲成管形成卷管段，所述卷管段的轴线方向与所述电池单元的高度方向同向；
一对所述侧板分别位于多个所述电池单元在所述电池单元长度方向的两侧，且沿所述电池单元的厚度方向延伸，并与所述卷管段固定连接；
所述紧固件插于所述卷管段中，且在所述卷管段中朝向所述基板的方向延伸凸出至所述卷管段之外，并固定连接到所述基板上。
优选的，所述卷管段位于所述端板背向所述电池单元的一侧。
优选的，所述侧板沿所述电池单元厚度方向延伸至覆盖在所述卷管段上，并与所述卷管段焊接固定。
优选的，所述卷管段沿弯曲的曲线方向，包括与所述端板板面相连的卷管固定端和与所述卷管固定端相连的卷管自由端；所述卷管段自由端与所述端板的板面接触连接并内收于管内。
优选的，所述卷管自由端与所述端板的板面接触连接，并在接触连接处，贴合端板的板面朝管外延伸形成延伸段。
优选的，所述延伸段与其贴合的端板的板面之间焊接固定。
优选的，所述端板在所述电池单元高度方向的端部向所述卷管段所在的一侧延伸形成包边段，并包覆在所述卷管段上；所述包边段在与所述卷管段的管孔对应的位置上设有开孔；所述紧固件延伸穿过所述开孔至所述基板，并固定连接到所述基板上。
优选的，所述卷管段和包边段通过焊接固定连接。
优选的，所述端板在所述电池单元高度方向的两端设有一对所述的包边段；所述包边段包括与所述端板的板面连接的包边固定端和与所述包边固定端相连的包边自由端；一对所述包边段的包边自由端分别沿所述卷管段的轴线方向相向延伸至相接，且在相接处通过焊接使两包边段形成牢固连接。
优选的，所述端板和侧板的材料为不锈钢、镁合金、镀锌钢或碳钢。
本申请技术方案还包括以上任意卷管段和任一包边段的结构设计组合形成的端板结构。
本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：
(1)由于卷管段与端板为一体化结构，无需另外设置连接套构件，避免了不同组件连接工序带来的中间机械性能薄弱问题，而且由于卷管段为曲面结构，有利于分散来自于侧板的垂直压力，因此面对外界压力时，使端板更加抗压；
(2)卷管段在端板上还起到了肋板的作用，增加端板刚度，防止端板鼓胀变形；卷管段的延伸段通过与端板贴合固定，更加增加了端板卷管段的承压能力；
(3)包边段也具有增强端板抗压能力的作用，而且包边段增加了端板的整体厚度，使端板更抗压，相比同厚度的端板结构，减轻了端板的重量，从而减轻了电池组的重量，减少了电池组使用行车过程中的额外的能源消耗。
附图说明
图1为本申请实施例的电芯模组的整体结构俯视示意图；
图2为本申请实施例的具有卷管段的端板的结构示意图；
图3为本申请实施例的端板的一种卷管段的截面示意图；
图4为本申请实施例的端板的另一种卷管段的截面示意图；
图5为本申请实施例的一种具有卷管段和包边段的端板的结构示意图；
图6为图5所示端板的A-A截面结构示意图；
图7为图5所示端板的B-B截面结构示意图；
图8为本申请实施例的另一种具有卷管段和包边段的端板的结构示意图；图9为本申请实施例的一种具有卷管段和包边段的端板的板材展开示意图；
附图标记：
1，端板；
2，侧板；
3，电芯；
11，卷管段；
111，延伸段；
12，包边段；
121，焊缝；
122，开孔；
123，焊缝；
11’，卷管段板材；
12’，包边段板材；
x，电芯厚度方向；
y，电芯长度方向。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例及附图，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请提供的技术方案及所给出的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
文中的“长”、“宽”、“高”均以附图中的电芯3(电池单元)的放置状态为参照。
一种电芯模组，如图1所示，包括基板(位于电芯3底部，未示出)、多个电芯3、一对端板1、一对侧板2和多个紧固件；
多个电芯3位于基板上，并沿电芯3的厚度方向依次堆叠；
一对端板1分别位于多个电芯3堆叠方向的两侧，并紧邻最外部的电芯，并沿电芯3的长度方向延伸；且端板1在沿多个电池长度方向上的端部弯曲成管形成卷管段11，卷管段11的轴线方向与电芯3的高度方向同向，如图2所示；
一对侧板2分别位于多个电芯3在电芯3长度方向的两侧，且沿电芯3的厚度方向延伸，并与卷管段11固定连接；
紧固件插于卷管段11中，且在卷管段11中朝向基板的方向延伸凸出至卷管段11之外，并固定在基板上。
本申请卷管段11为端板1延伸弯曲而成，与端板1为一体化结构，使用紧固件插入卷管段11中即可实现端板1与基板的固定，因此无需另外再设置用于端板1和基板连接的套构件，因此避免了不同组件连接工序带来的中间机械性能薄弱问题，另外一体化的卷管段11为曲面结构，还有利于分散来自于侧板2的垂直压力，因此面对外界压力时，这种设计结构的连接抗压能力也更强。
作为本申请的一种改进，各端板1在沿多个电池长度方向上的两端设有一对卷管段11。
作为本申请的一种改进，卷管段11位于端板1背向电芯3的一侧。如此卷管段11在端板1上可起到肋板的作用，增加端板1刚度，防止端板1鼓胀变形；若卷管段11面向电芯，则一旦电池组充放电膨胀或因为实际工况中振动等因素电芯3对端板1施加力，则端板1的受力处为卷管段11，和电芯3面的切线处受力面积小，造成电芯3受的局部应力大，易损伤电芯。
作为本申请的一种改进，侧板2沿电芯厚度方向延伸至覆盖在卷管段11上，并与卷管段11焊接固定。焊接固定的方法可以是通过激光焊、电阻焊、CMT焊、等离子弧焊或高频焊与端板1形成牢固结合。
作为本申请的一种改进，卷管段11的横截面可以是圆形、椭圆形或多边形。
作为本申请的一种改进，卷管段11沿弯曲的曲线方向，包括与端板1板面相连的卷管固定端和与卷管固定端相连的卷管自由端；卷管自由端与端板1的板面接触连接并内收于管内，如图3所示。
作为本申请的一种改进，卷管自由端与端板1的板面接触连接，并在接触连接处，贴合端板1的板面朝管外延伸形成延伸段111，如图4所示。
作为本申请的一种改进，延伸段111与其贴合的端板1的板面之间焊接固定。焊接固定的方法可以是激光焊接、电阻焊、CMT焊、等离子弧焊或高频焊焊接在端板1大平面上，形成牢固结合。
贴合端板的延伸段111，可应用在强度要求更高的电池组生产中，在此处增加激光焊接、高频焊接等焊接工序，使卷管段11牢固固定在端板1上，使卷管段11在锁上螺栓后能承受更大的力。延伸段111同时还作为卷绕段11的一个支撑点，当有外力压向卷绕段11时，该延伸段111会起到支撑作用，让卷绕段11更加抗压。
作为本申请的一种改进，端板1在电芯3高度方向的端部向卷管段11所在的一侧延伸形成包边段12，并包覆在卷管段11上；包边段12在与卷管段11的管孔对应的位置上设有开孔122；如图7和图8所示；紧固件延伸穿过开孔122至基板，并固定连接到基板上。包边段12具有与卷管段11类似的作用，能增强端板1本身的抗压性，只是承压的方向与卷管段11不同；而且增设包边段12还有助增加端板1的整体厚度，使端板1在厚度方向上就会更抗压，相比等厚度的整块端板11，有助减轻端板的重量，从而减轻了电池组的重量，减少了电池组使用行车过程中的额外的能源消耗。
作为本申请的一种改进，卷管段11的横截面为圆形、开孔122为圆形孔，使用的紧固件为与卷管段11的管孔和开孔122均相配合的紧固螺栓，紧固螺栓紧固于卷管段11的管中。
作为本申请的一种改进，卷管段11和包边段12通过焊接固定连接。卷管段11和包边段12可以通过激光焊、电阻焊、CMT焊、等离子弧焊或高频焊焊接在一起形成牢固结合。如图5所示。
作为本申请的一种改进，如图8所示，端板1在电芯3高度方向的两端设有一对包边段12；包边段12包括与端板1的板面连接的包边固定端和与包边固定端相连的包边自由端；一对包边段12的包边自由端分别沿卷管段11的轴线方向相向延伸至相接，且在相接处通过焊接使两包边段12形成牢固连接。该处焊接可以是激光焊、电阻焊、CMT焊、等离子弧焊或高频焊焊接等。
作为本申请前述技术方案的进一步说明，如图9所示，卷管段11与其所在的端板1之间连续无间断；包边段12与其所在的端板1之间连续无间断。即卷管段11和端板1为一体化结构、包边段12与端板1为一体化结构，有利于避免不同组件连接工序带来的中间机械性能薄弱的问题，并易于实现大量自动化生产。
作为本申请的一种改进，端板1和侧板2的使用相同材质的板材，优选强度在200Mpa以上板材，如不锈钢、镁合金、镀锌钢和碳钢等。
作为本申请的一种改进，端板1的卷管段11和包边段12通过轧制、卷圆、折弯，冲压等加工方式加工而成。
本申请的技术方案还包括以上任一种包边段12和任一种卷管段11的组合。
本申请虽然以较佳实施例公开如上，但并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本申请构思的前提下，都可以做出若干可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。

Claims (13)

1.一种电芯模组，包括基板、多个电池单元、一对端板、一对侧板和多个紧固件；其特征在于，
所述多个电池单元位于所述基板上，并沿所述电池单元的厚度方向依次堆叠；
一对所述端板分别位于多个所述电池单元堆叠方向的两侧，且紧邻最外部的所述电池单元，并沿所述电池单元的长度方向延伸；且所述端板在所述电池单元长度方向上的端部弯曲成管形成卷管段，所述卷管段的轴线方向与所述电池单元的高度方向同向；
一对所述侧板分别位于多个所述电池单元在所述电池单元长度方向的两侧，且沿所述电池单元的厚度方向延伸，并与所述卷管段固定连接；
所述紧固件插于所述卷管段中，且在所述卷管段中朝向所述基板的方向延伸凸出至所述卷管段之外，并固定连接到所述基板上；
所述卷管段沿弯曲的曲线方向，包括与所述端板板面相连的卷管固定端和与所述卷管固定端相连的卷管自由端；所述卷管自由端与所述端板的板面接触连接并内收于管内。
2.根据权利要求1所述的电芯模组，其特征在于，所述侧板沿所述电池单元厚度方向延伸至覆盖在所述卷管段上，并与所述卷管段焊接固定。
3.根据权利要求1所述的电芯模组，其特征在于，所述端板在所述电池单元高度方向的端部向所述卷管段所在的一侧延伸形成包边段，并包覆在所述卷管段上；所述包边段在与所述卷管段的管孔对应的位置上设有开孔；所述紧固件延伸穿过所述开孔至所述基板，并固定连接到所述基板上。
4.根据权利要求3所述的电芯模组，其特征在于，所述卷管段和包边段通过焊接固定连接。
5.根据权利要求3所述的电芯模组，其特征在于，所述端板在所述电池单元高度方向的两端设有一对所述的包边段；所述包边段包括与所述端板的板面连接的包边固定端和与所述包边固定端相连的包边自由端；一对所述包边段的包边自由端分别沿所述卷管段的轴线方向相向延伸至相接，且在相接处通过焊接使两包边段形成牢固连接。
6.一种电芯模组，包括基板、多个电池单元、一对端板、一对侧板和多个紧固件；其特征在于，
所述多个电池单元位于所述基板上，并沿所述电池单元的厚度方向依次堆叠；
一对所述端板分别位于多个所述电池单元堆叠方向的两侧，且紧邻最外部的所述电池单元，并沿所述电池单元的长度方向延伸；且所述端板在所述电池单元长度方向上的端部弯曲成管形成卷管段，所述卷管段的轴线方向与所述电池单元的高度方向同向；
一对所述侧板分别位于多个所述电池单元在所述电池单元长度方向的两侧，且沿所述电池单元的厚度方向延伸，并与所述卷管段固定连接；
所述紧固件插于所述卷管段中，且在所述卷管段中朝向所述基板的方向延伸凸出至所述卷管段之外，并固定连接到所述基板上；
所述卷管段沿弯曲的曲线方向，包括与所述端板板面相连的卷管固定端和与所述卷管固定端相连的卷管自由端；
所述卷管自由端与所述端板的板面接触连接，并在接触连接处，贴合端板的板面朝管外延伸形成延伸段。
7.根据权利要求6所述的电芯模组，其特征在于，所述卷管段位于所述端板背向所述电池单元的一侧。
8.根据权利要求7所述的电芯模组，其特征在于，所述侧板沿所述电池单元厚度方向延伸至覆盖在所述卷管段上，并与所述卷管段焊接固定。
9.根据权利要求6所述的电芯模组，其特征在于，所述延伸段与其贴合的端板的板面之间焊接固定。
10.根据权利要求6所述的电芯模组，其特征在于，所述端板在所述电池单元高度方向的端部向所述卷管段所在的一侧延伸形成包边段，并包覆在所述卷管段上；所述包边段在与所述卷管段的管孔对应的位置上设有开孔；所述紧固件延伸穿过所述开孔至所述基板，并固定连接到所述基板上。
11.根据权利要求10所述的电芯模组，其特征在于，所述卷管段和包边段通过焊接固定连接。
12.根据权利要求10所述的电芯模组，其特征在于，所述端板在所述电池单元高度方向的两端设有一对所述的包边段；所述包边段包括与所述端板的板面连接的包边固定端和与所述包边固定端相连的包边自由端；一对所述包边段的包边自由端分别沿所述卷管段的轴线方向相向延伸至相接，且在相接处通过焊接使两包边段形成牢固连接。
13.根据权利要求1-12任一所述的电芯模组，其特征在于，所述端板和侧板的材料为不锈钢、镁合金、镀锌钢或碳钢。
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