CN108878699A - 电池模组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电池模组，其包括电池集合体、两个端板以及两个侧板。各端板具有：X方向沟槽部，形成于端板的处于X方向上的两端。各侧板具有：主体部，位于电池集合体的处于X方向上的一端；以及插入部，从主体部的处于Y方向上的两端向X方向延伸而成。各侧板的插入部插入端板的对应的X方向沟槽部中，限定各侧板与端板在Y方向上的相对运动，从而使各侧板和端板固定连接。端板和侧板通过插入部与X方向沟槽部之间的插接而夹紧固定电池集合体并由此组装成一体，提高了电池模组的连接强度，减少了电池模组连接失效的可能性。此外，这种插接连接简单方便，简化了电池模组的装配工艺、提高了装配精度，并保证了端板和侧板之间的连接可靠性。

Description

电池模组
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池模组。
背景技术
在电池模组的组装工艺中，将两正面涂有粘接胶的电池依次靠叠、端板置于靠叠的电池两端、侧板置于两侧，从而端板与侧板将电池围起以形成电池模组。为了保证电池模组的抗震稳定性，需要在电池的两正面涂足够量的粘接胶、再通过可加压夹具把电池模组的尺寸调整到合格、然后进行端侧板固定。
在汽车使用过程中，电池模组需要确保端侧板固定并满足一定的强度要求(如电池模组在受到冲击时的瞬间强度能力、电池模组在长期震动过程中的抗疲劳强度能力、电池模组自身抵抗电池充放电的膨胀力的能力)。电池模组的强度关系到电池产品的安全性能，如果固定强度不足，会导致电池模组结构解体、功能失效，甚至短路起火，危害人身安全。
对于方形电池的电池模组的成组方式，目前采用的固定方式主要有：螺栓连接固定，通过螺栓锁紧工艺，实现端侧板的固定；扎带固定，扎带缠绕电池模组一周，进行结构固定；端侧板焊接固定，在端侧板搭接面区域进行焊接。但是，由于螺栓易松动，由螺栓连接的电池模组在持续震动中的连接可靠性差；由扎带固定的电池模组在抗冲击时的强度偏低，而且扎带的材质防腐蚀抗老化能力低下，可靠性也会差；端侧板焊接固定的电池模组成本高、报废率高、装配效率低下，且在内部容易产生裂纹，随着电池模组的震动，裂纹的扩张最终会导致连接失效。
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，其装配简单、装配精度高，保证了电池模组中的端板和侧板之间的连接可靠性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种电池模组，其包括：电池集合体，包括沿Y方向排列的多个单体电池；两个端板，分别位于电池集合体的处于Y方向的两端；以及两个侧板，分别位于电池集合体的处于X方向的两端。其中，各端板具有：X方向沟槽部，形成于端板的处于X方向上的两端。各侧板具有：主体部，位于电池集合体的处于X方向上的一端；以及插入部，从主体部的处于Y方向上的两端向X方向延伸而成。各侧板的插入部插入端板的对应的X方向沟槽部中，限定各侧板与端板在Y方向上的相对运动，从而使各侧板和端板固定连接。
本发明的有益效果如下：
在根据本发明的电池模组中，各端板的处于X方向上的两端形成有X方向沟槽部，各侧板的处于Y方向上的两端形成有插入部，端板和侧板通过插入部与X方向沟槽部之间的插接而夹紧固定电池集合体。当各插入部插入对应的X方向沟槽部中后，各侧板与端板在Y方向上的相对运动受到约束，由此各侧板与端板组装成一体。本发明的电池模组通过端板和侧板之间的插接连接，提高了电池模组的连接强度，减少了电池模组连接失效的可能性。此外，这种插接连接简单方便，简化了电池模组的装配工艺、提高了装配精度，并保证了端板和侧板之间的连接可靠性。
附图说明
图1是根据本发明的电池模组中的电池集合体的立体图，其中电池集合体未完全组装。
图2是根据本发明的电池模组的组装图。
图3是图2中的圆圈部分的放大图。
图4是图2中的端板的立体图。
图5是图2的一变形图。
图6是图5中的圆圈部分的放大图。
图7是图2的另一变形图。
图8是图7中的圆圈部分的放大图。
图9是图2的又一变形图。
图10是图9中的圆圈部分的放大图。
图11是图9中的侧板的立体图。
其中，附图标记说明如下：
1 电池集合体 3 侧板
11 单体电池 31 主体部
12 隔热垫 32 插入部
2 端板 33 卷边部
21X 方向沟槽部 34Z 方向通孔
211 台阶面 35 折边部
22Z 方向限位孔 36Y 方向通孔
23Y 方向沟槽部 37 止挡部
24Y 方向限位孔 4 膨胀钉
25 凹槽 5 锁紧件
S1 顶面 X 方向
S2 窄侧面 Y 方向
S3 宽侧面 Z 方向
S4 底面
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。
参照图1至图11，根据本发明的电池模组包括：电池集合体1，包括沿Y方向排列的多个单体电池11；两个端板2，分别位于电池集合体1的处于Y方向的两端；以及两个侧板3，分别位于电池集合体1的处于X方向的两端。其中，各端板2具有：X方向沟槽部21，形成于端板2的处于X方向上的两端。各侧板3具有：主体部31，位于电池集合体1的处于X方向上的一端；以及插入部32，从主体部31的处于Y方向上的两端向X方向延伸而成。各侧板3的插入部32插入端板2的对应的X方向沟槽部21中，限定各侧板3与端板2在Y方向上的相对运动，从而使各侧板3和端板2固定连接。
在根据本发明的电池模组中，各端板2的处于X方向上的两端形成有X方向沟槽部21，各侧板3的处于Y方向上的两端形成有插入部32，端板2和侧板3通过插入部32与X方向沟槽部21之间的插接(也是一种间隙配合)而夹紧固定电池集合体1。当各插入部32插入对应的X方向沟槽部21中后，各侧板3与端板2在Y方向上的相对运动受到约束，由此各侧板3与端板2组装成一体。本发明的电池模组通过端板2和侧板3之间的插接连接，提高了电池模组的连接强度，减少了电池模组连接失效的可能性。此外，这种插接连接简单方便，简化了电池模组的装配工艺、提高了装配精度，并保证了端板2和侧板3之间的连接可靠性。
在根据本发明的电池模组中，参照图1，电池集合体1还可包括：隔热垫12，设置在相邻两个单体电池11之间。隔热垫12经由粘结胶(未示出)粘贴于单体电池11，且隔热垫12由弹性材料制成。
这里补充说明的是，电池模组在组装时，需要预先在Y方向上给电池模组施压(通过力传感器约定压力范围)，然后将各侧板3的插入部32插入各端板2的对应的X方向沟槽部21中。释放压力后，由于隔热垫12的设置，端板2和侧板3之间存在一定的拉力，保证了电池模组的连接强度。此外，相邻两个单体电池11通过隔热垫12实现弹性接触，从而使电池模组自身还存在一定的热胀冷缩的弹性变化空间。
在根据本发明的电池模组中，参照图4，端板2具有一个顶面S1、两个窄侧面S2、两个宽侧面S3和一个底面S4。X方向沟槽部21同时从端板2的顶面S1沿Z方向向下延伸和从窄侧面S2向X方向延伸而成。
在一实施例中，参照图4，各端板2还可设置有：Z方向限位孔22，从X方向沟槽部21的处于X方向上的端部向X方向延伸而成，且与X方向沟槽部21连通。参照图3，各侧板3还可具有：卷边部33，形成于插入部32的处于X方向上的端部。其中，各侧板3的卷边部33插入端板2的对应的Z方向限位孔22中，限定各侧板3与端板2在X方向上的相对运动。这里，Z方向限位孔22的直径大于X方向沟槽部21在Y方向上的宽度，从而保证侧板3或端板2在受到X方向上的拉拔力时，约束侧板3与端板2在X方向上的相对运动。
进一步参照图4，各侧板3可设置有：Z方向通孔34，沿Z方向贯穿卷边部33。电池模组还可包括：膨胀钉4，在各卷边部33插入对应的Z方向限位孔22中后插入Z方向通孔34中，并在膨胀力作用下限定各侧板3与端板2在Z方向上的相对运动。这里，当膨胀钉4插入对应的Z方向限位孔22中时，由于膨胀钉4的膨胀作用，能够保证膨胀钉4紧贴于Z方向通孔34、卷边部33紧贴于Z方向限位孔22，从而使卷边部33与Z方向限位孔22过盈配合，进而限定各侧板3与端板2在Z方向上的相对运动。
在根据本发明的电池模组中，参照图5至图11，各端板2还可具有：Y方向沟槽部23，从X方向沟槽部21向Y方向延伸而成并连通于X方向沟槽部21。各侧板3还可具有：折边部35，从插入部32向Y方向延伸而成并连接于插入部32。其中，在插入部32插入X方向沟槽部21中时，折边部35插入Y方向沟槽部23中，以限定各侧板3与端板2在X方向上的相对运动。
在一实施例中，参照图5和图6，各侧板3的主体部31的在Z方向上的上边缘与插入部32的在Z方向上的上边缘齐平，X方向沟槽部21在X方向上的投影为矩形。
在另一实施例中，参照图7和图8，各侧板3的主体部31的在Z方向上的上边缘高于插入部32的在Z方向上的上边缘，X方向沟槽部21在X方向上的投影为阶梯状，X方向沟槽部21形成有台阶面211。其中，插入部32和折边部35分别插入X方向沟槽部21和Y方向沟槽部23中后，插入部32止挡在X方向沟槽部21的台阶面211上，从而限定各侧板3与端板2在Z方向上的相对运动。
在又一实施例中，参照图9至图11，各端板2还可具有：Y方向限位孔24，从端板2的宽侧面S3贯穿至X方向沟槽部21。各侧板3还可具有：Y方向通孔36，沿Y方向贯穿插入部32并与端板2的Y方向限位孔24同轴设置。电池模组还可包括：锁紧件5，用于插入端板2的Y方向限位孔24和侧板3的Y方向通孔36中，以限定各侧板3与端板2在Z方向上的相对运动。这里，锁紧件5可为螺栓，螺栓锁紧连接端板2和侧板3，从而在Z方向上约束各侧板3与端板2的相对运动。
在该实施例中，进一步参照图9和图10，各端板2的宽侧面S3上还可开设有凹槽25，Y方向限位孔24从凹槽25的底面贯穿至X方向沟槽部21。凹槽25能够容纳整个螺栓，避免了螺栓超出端板2的宽侧面S3，从而减少了整个电池模组的尺寸。
这里补充说明的是，当螺栓直接裸露在端板2外侧时，容易受到外力(如跌落或撞击等)，造成螺栓对端板2的冲击，从而作用到力到电池集合体1，进而降低了电池模组的使用寿命，而本发明的电池模组通过凹槽25很好的将螺栓头部隐藏，电池模组两端不会有螺栓突出端板2的宽侧面S3，从而避免了电池模组出现上述问题。且当本发明的电池模组组成电池包时，由于模组与模组之间不会有螺栓突出端板2，减少了占据空间，从而提高了空间利用率。此外，螺栓锁紧连接端板2和侧板3，直接约束侧板3不会在轴向运动，当电池模组轴向受力时，螺栓和插入部32双重强度保证，避免了螺栓松动导致的直接失效。
在根据本发明的电池模组中，参照图5至图10，Y方向沟槽部23形成于X方向沟槽部21的处于X方向上的端部，相应地，折边部35形成于插入部32的处于X方向上的端部。当然Y方向沟槽部23也可形成于X方向沟槽部21的处于X方向上的其它位置，而折边部35形成于插入部32上的与Y方向沟槽部23对应的位置。进一步参照图5和图6，Y方向沟槽部23沿Y方向延伸至端板2的宽侧面S3上。
在根据本发明的电池模组中，参照图2和图3，各侧板3还可具有：止挡部37，从主体部31的处于Z方向上的顶表面向X方向延伸而成。其中，止挡部37可为多个，多个止挡部37沿Y方向间隔设置。这里，各止挡部37在两个侧板3和两个端板2固定后，止挡在电池集合体1的上方以限制电池集合体1沿Z方向移动。

Claims (10)

1.一种电池模组，包括：
电池集合体(1)，包括沿Y方向排列的多个单体电池(11)；
两个端板(2)，分别位于电池集合体(1)的处于Y方向的两端；以及
两个侧板(3)，分别位于电池集合体(1)的处于X方向的两端；
其特征在于，
各端板(2)具有：X方向沟槽部(21)，形成于端板(2)的处于X方向上的两端；
各侧板(3)具有：
主体部(31)，位于电池集合体(1)的处于X方向上的一端；以及
插入部(32)，从主体部(31)的处于Y方向上的两端向X方向延伸而成；
其中，各侧板(3)的插入部(32)插入端板(2)的对应的X方向沟槽部(21)中，限定各侧板(3)与端板(2)在Y方向上的相对运动，从而使各侧板(3)和端板(2)固定连接。
2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，
端板(2)具有一个顶面(S1)、两个窄侧面(S2)、两个宽侧面(S3)和一个底面(S4)；
X方向沟槽部(21)同时从端板(2)的顶面(S1)沿Z方向向下延伸和从窄侧面(S2)向X方向延伸而成。
3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，
各端板(2)还设置有：Z方向限位孔(22)，从X方向沟槽部(21)的处于X方向上的端部向X方向延伸而成，且与X方向沟槽部(21)连通；
各侧板(3)还具有：卷边部(33)，形成于插入部(32)的处于X方向上的端部；
其中，各侧板(3)的卷边部(33)插入端板(2)的对应的Z方向限位孔(22)中，限定各侧板(3)与端板(2)在X方向上的相对运动。
4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，Z方向限位孔(22)的直径大于X方向沟槽部(21)在Y方向上的宽度。
5.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，
各侧板(3)设置有：Z方向通孔(34)，沿Z方向贯穿卷边部(33)；
电池模组还包括：膨胀钉(4)，在各卷边部(33)插入对应的Z方向限位孔(22)中后插入Z方向通孔(34)中，并在膨胀力作用下限定各侧板(3)与端板(2)在Z方向上的相对运动。
6.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，
各端板(2)还具有：Y方向沟槽部(23)，从X方向沟槽部(21)向Y方向延伸而成并连通于X方向沟槽部(21)；
各侧板(3)还具有：折边部(35)，从插入部(32)向Y方向延伸而成并连接于插入部(32)；
其中，在插入部(32)插入X方向沟槽部(21)中时，折边部(35)插入Y方向沟槽部(23)中，限定各侧板(3)与端板(2)在X方向上的相对运动。
7.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，
各侧板(3)的主体部(31)的在Z方向上的上边缘与插入部(32)的在Z方向上的上边缘齐平，X方向沟槽部(21)在X方向上的投影为矩形。
8.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，
各侧板(3)的主体部(31)的在Z方向上的上边缘高于插入部(32)的在Z方向上的上边缘，X方向沟槽部(21)在X方向上的投影为阶梯状，X方向沟槽部(21)形成有台阶面(211)；
其中，插入部(32)和折边部(35)分别插入X方向沟槽部(21)和Y方向沟槽部(23)中后，插入部(32)止挡在X方向沟槽部(21)的台阶面(211)上，从而限定各侧板(3)与端板(2)在Z方向上的相对运动。
9.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，
各端板(2)还具有：Y方向限位孔(24)，从端板(2)的宽侧面(S3)贯穿至X方向沟槽部(21)；
各侧板(3)还具有：Y方向通孔(36)，沿Y方向贯穿插入部(32)并与端板(2)的Y方向限位孔(24)同轴设置；
电池模组还包括：锁紧件(5)，用于插入端板(2)的Y方向限位孔(24)和侧板(3)的Y方向通孔(36)中，以限定各侧板(3)与端板(2)在Z方向上的相对运动。
10.根据权利要求9所述的电池模组，其特征在于，各端板(2)的宽侧面(S3)上开设有凹槽(25)，Y方向限位孔(24)从凹槽(25)的底面贯穿至X方向沟槽部(21)。
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