CN108878702A - 电池模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及动力电池技术领域，具体涉及一种电池模组。电池模组包括模组框架和设置在模组框架内的由电池单体排列形成的电池组，还包括对电池组进行加热和/或冷却的温度调节元件，所述模组框架的底部设置有安装口，电池组的底部暴露在安装口内，温度调节元件设置在安装口内并贴设在电池组的底面上。在模组框架的底部开设有安装口，技术人员可以直接将温度调节元件贴设在安装口内，由于模组框架能够对电池组进行支撑，技术人员可以不用在电池模组整体的底面来设置形成完全封闭的底板，温度调节元件直接与电池组的底部接触，减少了热传导的损失，减少了整体电池模组的装配件，使电池模组更加轻量化，并且加热或冷却的效果好。

Description

电池模组

技术领域

本发明涉及动力电池技术领域，具体涉及一种电池模组。

背景技术

在当前全球能源紧张及环境日益恶化的巨大挑战下，发展电动汽车，实现汽车能源动力系统的零排放，推动电动汽车的普及在国际上已经形成了广泛共识。车载的电池是电动汽车的最重要部件，电池由多个电池模组组装而成，故单个电池模组的稳定性决定了电动车的性能。

授权公告号为CN203631621U，授权公告日为2014.06.04的中国实用新型专利公开了一种电池模组，包括电池装配组件及金属底板组件，电池装配组件包括多个电池单体，电池单体依次堆叠通过结构胶粘接形成了电池组，并且在电池组堆叠方向的两头，设置有金属端板，在金属端板与电池组的端面之间还设置有端绝缘板，金属端板与端绝缘板之间通过结构胶粘接在一起，形成了位于电池组堆叠方向两侧的端板，断绝缘板上靠近电池组的一面贴设有结构胶并与电池组的端面粘贴使端板固定到电池组上，在电池组的侧面上设置有金属侧板，金属侧板靠近电池组一侧设置有侧绝缘板，金属侧板与侧绝缘板配合形成了侧板。金属侧板与金属端板焊接形成了围绕电池组的模组框架；在电池组的底部设置有作为金属底板组件的金属底板，在金属底板与电池组之间设置有绝缘膜，并且在绝缘膜与电池组底部之间涂布有导热胶，技术人员可以将调节电池单体温度的温度调节元件铁设在金属底板上。

在上述的技术方案中，电池模组的四个侧面采用由两个端板与两个金属侧板焊接成框体进行固定，而在电池模组的底部采用将金属底板通过导热胶粘接在电池底部，这种固定方式存在的问题有：在电池组与加热片之间设置有金属底板，金属底板在电池组与加热片之间形成了一种降低热传导效率的热阻，影响到电池模组的吸热或散热效果，并且使用了较多的金属零部件，降低了电池模组的能量密度；另外其中的端板和侧板之间采用焊接的方式进行连接，工艺复杂，设备昂贵，增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池模组，能够解决现有技术中电池模组加热散热效果不好，能量密度低的问题。

为实现上述目的，本发明中电池模组采用如下技术方案：

电池模组，包括模组框架和设置在模组框架内的由电池单体排列形成的电池组，还包括对电池组进行加热和/或冷却的温度调节元件，所述模组框架的底部设置有安装口，电池组的底部暴露在安装口内，温度调节元件设置在安装口内并贴设在电池组的底面上。

其有益效果在于：在模组框架的底部开设有安装口，技术人员可以直接将温度调节元件贴设在安装口内，由于模组框架能够对电池组进行支撑，技术人员可以不用在电池模组整体的底面来设置形成完全封闭的底板，温度调节元件直接与电池组的底部接触，减少了热传导的损失，减少了整体电池模组的装配件，使电池模组更加轻量化，并且温度调节元件直接对电池模组的底部进行热传递，在温度调节元件与电池模组之间没有存在阻碍热传导的热阻，传递的效率高，加热或冷却的效果好，同时减少了发热元件非必要面积的使用，降低了生产成本。

进一步的，所述模组框架包括设置在电池组底部的底板，所述安装口设置在底板上。

其有益效果在于：在电池组的底部设置有底板，底板能够对电池组进行支撑，并且开设在底板上的安装口能够使温度控制元件嵌入并贴设在电池组的底面上，结构稳定。

进一步的，所述模组框架包括两个相向布置的侧板，侧板靠近电池组的一侧设置有对电池组的底部进行支撑的支撑板，支撑板之间设有间隔以形成所述安装口。

其有益效果在于：在侧板的内侧面上设置有支撑板，支撑板结构简单，便于在侧板上实现，并且两块截面积为L形的侧板能够对电池组的底部的两侧进行支撑，使电池组的底部中自然预留出安装空间，以便于技术人员将发热元件贴设在电池组的底部上。

进一步的，所述电池模组在沿电池单体堆叠方向上设置有对电池模组的两端进行围挡的端板，所述侧板和端板的外侧面上缠绕有用于抵抗电池组膨胀力的扎带。

其有益效果在于：在电池模组的两端设置有端板，端板能够对电池模组进行一个侧向的绝缘保护作用，保证了电池模组的安全性，在侧板和端板的外侧面上缠绕有扎带，扎带能够提高侧板和端板对电池组的约束能力，保证电池模组整体的安装强度。

进一步的，所述端板的外周面上设置有供扎带嵌入的凹槽。

其有益效果在于：在端板的外周面上设置有凹槽，扎带能够嵌入到凹槽内，凹槽对扎带提供的限位作用，保证扎带不会来回窜动。

进一步的，所述侧板和端板分别粘接在电池组的对应面上。

其有益效果在于：将侧板和端板粘接在电池组上，能够减少固定连接构件的使用，减少了自重并且能够提高电池模组的能量密度。

进一步的，所述电池模组还包括设置在电池组上方的绝缘线束板，绝缘线束板的上方设有用于控制电池组的电池状态管理单元。

其有益效果在于：将电池状态管理单元设置在电池组及绝缘线束板的上方，使其与采集线相连，提高了模块的标准化程度及采集精度，同时降低了采集故障率，相比BMS系统装配起来更加简单方便。

进一步的，所述绝缘线束板的下方设有用于压紧电池组的压板，所述压板压在电池组的顶面以约束电池组膨胀变形。

其有益效果在于：压板能够对电池组在朝上方向的运动进行限制，抵抗电池组在受热时向外膨胀变形，保证了电池组的安全性。并且设置有压板会使电池组在受到外力作用时不会向上运动而从端板及侧板中脱出，保证了侧板及端板对电池组的绝缘防护作用。

进一步的，所述电池模组在沿电池单体堆叠方向上设置有对电池模组的两端进行围挡的端板，所述压板上穿设有螺杆以用于与端板固定连接。

其有益效果在于：在压板与端板之间设置有螺杆，能够保证压板与端板的安装强度。

进一步的，所述压板的外周面上设有绝缘材料。

其有益效果在于：在压板的外周面上设置有绝缘材料，能够保证压板在绝缘线束板上的绝缘程度，保证了电池模组的用电安全。

进一步的，所述温度调节元件通过导热胶粘接在电池组的底面。

其有益效果在于：温度调节元件需要粘接在电池组的底面，通过导热胶既能够保证温度调节元件与电池组底面的配合强度，又能够保证温度调节元件与电池组的热传导效率。

附图说明

图1为本发明中电池模组的结构示意图；

图2为本发明中电池模组装配后整体示意图；

图3为本发明中电池模组中电池组与侧板及端板的配合关系示意图；

图4为本发明中电池模组的端板的结构示意图；

图5为本发明中电池模组的压板的结构示意图；

图6为本发明中电池模组的绝缘线束板的结构示意图；

图7为本发明中电池模组的热敏电阻加热片的结构示意图；

图8为本发明中电池模组的扎带的结构示意图。

图中：1.电池组；11.电池单体；2.端绝缘板；3.金属端板；31.螺杆孔；32.凹槽；4.侧板；41.支撑板；5.热敏电阻加热片；6.盖板；7.绝缘线束板；71.压板；711.压板定位孔；712.压板安装孔；72.电池状态管理单元；73.安装孔；74.定位孔；8.扎带；9.螺杆。

具体实施方式

如图1至图8所示，为本发明中电池模组的一种实施方式，为了提高电池模组的散热能力，直接将能够对电池组的温度进行调节的温度调节元件贴设在电池组的底面。电池模组包括两部分，分别为电池组1和设置在电池组1外侧的模组框架，电池组1由多个电池单体11依次堆叠形成，并且在每个电池单体11之间，通过结构胶进行粘接，保证电池组1的固定效果。在电池组1的前后左右四个侧面上，分别对应设置与对电池组1进行保护和绝缘的端板和侧板，其中，在电池组1的堆叠方向上，也就是图中的前后方向上设置有端板，端板包括与电池组1粘接的端绝缘板2和粘接在端绝缘板2远离电池组1一侧的侧面上的金属端板3，其中端绝缘板2与电池组1及端绝缘版2与金属端板3都是通过结构胶进行粘接。

其中，在电池组1的左右两个侧向上，同样粘接有对电池组1的侧面进行防护绝缘的侧板4，侧板4由绝缘材料制成，并且在侧板4上设置有对电池组1的底部进行支撑的支撑部，可以保证电池组1在由端板及侧板形成的框架中，得到保护和固定，在电池组1的上方设置有盖板6。技术人员在侧板4和/或端板上设置有能够对电池组1的底部进行支撑的支撑结构。

作为一种优选的实施方式，在侧板4的底部靠近电池组1的内侧面上，垂直于内侧面设置有支撑板41，支撑板41与侧板4平齐设置，在由侧板4与支撑板41形成的空间中，能够对电池组1的底部靠近外侧的部分进行支撑，以在电池组1的两侧对电池组1的底部进行支撑。

作为对上述实施方式的进一步优化，在电池组1两侧的支撑板41之间，还预留有一个矩形的安装空间，在这个安装空间内，技术人员可以将作为温度调节元件中的一种的热敏电阻加热片5，嵌入到安装空间内，并将热敏电阻加热片5通过导热胶来直接贴设在电池组1的底面上，热敏电阻加热片5与支撑板41配合能够对电池组1的底部进行一个较大面积的保护，从而避免了在电池组1的底部设置底板，其中热敏电阻加热片5的形状为与安装空间适配的长条形。

作为对上述实施方式的进一步优化，在侧板和端板的外周面上沿着电池组1堆叠方向缠绕有能够抵抗电池在温度改变的环境中所产生的膨胀力的扎带8，扎带8在电池组1的外周面进行围绕后使用打包机进行固定。因为侧板、端板及电池组1之间的配合关系采用结构胶来进行粘接，强度较现有技术中的焊接较弱，但是通过扎带8的捆绑，能够提高电池组1与侧板及端板的配合强度。

作为对上述实施方式的进一步优化，在金属端板3的外周面上，设置有与扎带8适配的凹槽32，扎带8能够嵌入到凹槽32内，并且凹槽32能够对扎带8进行限位。

其中，金属端板3为中空结构，在其内部设置有对金属端板3的外侧面进行支撑的支撑筋，中空结构的金属端板3能够减少重量并且加强散热。

作为一种优选的实施方式，在电池组1的上方设置有绝缘线束板7。绝缘线束板7为长条形，并且沿着电池组1的堆叠方向设置。

作为对上述实施方式的进一步优化，在绝缘线束板7上分别设置有电池状态管理单元72。电池状态管理单元72具有具备单体电压、温度数据采集和处理以及故障诊断、通信等功能。电池状态管理单元72一端与电池组1的采集线进行连接，另一端与电池组1的通信线进行连接。在绝缘线束板7上设置有用于安装电池状态管理单元72的安装孔73。

作为一种优选的实施方式，在绝缘线束板7的下方设置有能够限制电池组1向上移动的压板71，压板71沿着电池组1的堆叠方向设置，并且压板71通过设置在绝缘线束板7上的定位孔74进行连接，压板71与绝缘线束板7配合后，能够对其下方的电池组1进行一个限制，在电池组1受热膨胀时，压板71能够抵抗电池组1的膨胀变形，保证电池组1的安全。

作为对上述实施方式的进一步优化，在压板71的两端，分别设置有与金属端板3进行固定连接的连接结构，其具体结构包括压板定位孔711及压板安装孔712，压板定位孔711与绝缘线束板7上的定位孔74配合，而压板安装孔712与开设在金属端板3端面上的螺杆孔31配合，并通过螺杆9穿设在压板安装孔712和螺杆孔31内实现将金属端板3与压板71固定连接，并且在螺杆9穿过螺杆孔31后，能够直接与电池箱内的固定结构进行配合，从而实现将电池模组固定在电池箱内。

另外，为了保证用电的安全性，在压板71和热敏电阻加热片5的外表面上设置有绝缘材料来保证对电池组1的绝缘防护能力。

在技术人员对本发明中的电池模组进行装配时，首先将电池单体11通过结构胶依次堆叠粘接形成电池组1，然后在电池组1的前后左右四个方向上分别粘接侧板4和端板，其中端板包括两块，分别为与电池组1直接粘接的端绝缘板2和与端绝缘板2进行粘接的金属端板3。在电池组1的外周面完成粘接后，使用扎带来环绕在端板与侧板上，以此来保证对电池组1的约束效果。

因为在侧板4的底部设置有对电池组1的底部进行支撑的支撑板41，并且两块支撑板41对合后在电池组1的底部形成了一个矩形的安装空间，技术人员将热敏电阻加热片5直接嵌入到安装空间内，并使用导热胶直接与电池组1的底部进行粘接，避免了电池组1的底部设置底板的步骤。

在完成对电池组1的绝缘防护后，技术人员在电池组1的上方设置有绝缘线束板7，并且在绝缘线束板7顶面和底面分别设置有电池状态管理单元72及压板71，将位于绝缘线束板7底面的压板71与金属端板3进行连接后，压板71能够限制电池组1向上运动，以此保证了端板及侧板4对电池组1的绝缘防护效果。将电池组1与电池状态管理单元72进行连线，完成后在电池组1的上方加封盖板6，完成了整个电池模组的装配。

在其他实施例中，电池模组的结构还可以替换为其他形式，例如电池组的底面设置有与电池模组中的侧板和端板配合的底板，并且在底板上开设有一个安装控件，对电池组进行加热或冷却的温度调节元件，安装在这个空间中。

在其他实施例中，支撑部的布置方式还可以替换为其他形式，例如将支撑部设置在端板和侧板上，在电池组前后左右四个方位上设置支撑部来保证对电池组的支撑效果。

在其他实施例中，支撑板还可以替换为其他形式，例如将支撑板替换为伸展方向相同的支撑杆，能够对电池组在堆叠方向上进行支撑。

在其他实施例中，在侧板、端板与电池组之间仅使用结构胶来保证固定效果，而不在侧板及端板的外周面上设置有对电池组起到约束效果的扎带。

在其他实施例中，端板的外周面上可以不设置凹槽，而是直接将扎带与端板进行配合。

在其他实施例中，温度调节元件还可以替换为其他形式，例如在电池组的底面贴设有液冷板，液冷板内设置有液冷管道，当液冷管道内通入凉水时可以对电池组进行散热，当液冷管道内通入热水时可以对电池组进行加热。

以上所述的具体实施方式，对本发明的发明目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡是在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.电池模组，包括模组框架和设置在模组框架内的由电池单体排列形成的电池组，还包括对电池组进行加热和/或冷却的温度调节元件，其特征在于：所述模组框架的底部设置有安装口，电池组的底部暴露在安装口内，温度调节元件设置在安装口内并贴设在电池组的底面上。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述模组框架包括设置在电池组底部的底板，所述安装口设置在底板上。

3.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述模组框架包括两个相向布置的侧板，侧板靠近电池组的一侧设置有对电池组的底部进行支撑的支撑板，支撑板之间设有间隔以形成所述安装口。

4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于：所述电池模组在沿电池单体堆叠方向上设置有对电池模组的两端进行围挡的端板，所述侧板和端板的外侧面上缠绕有用于抵抗电池组膨胀力的扎带。

5.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于：所述端板的外周面上设置有供扎带嵌入的凹槽。

6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于：所述侧板和端板分别粘接在电池组的对应面上。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的电池模组，其特征在于：所述电池模组还包括设置在电池组上方的绝缘线束板，绝缘线束板的上方设有用于控制电池组的电池状态管理单元。

8.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于：所述绝缘线束板的下方设有用于压紧电池组的压板，所述压板压在电池组的顶面以约束电池组膨胀变形。

9.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于：所述电池模组在沿电池单体堆叠方向上设置有对电池模组的两端进行围挡的端板，所述压板上穿设有螺杆以用于与端板固定连接。

10.根据权利要求9所述的电池模组，其特征在于：所述压板的外周面上设有绝缘材料。