CN108899456B - 一种电池模组及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池模组及制造方法，电池模组主要包括电池、立柱、端板与侧板。立柱通过榫卯结构，预先固定限位在端板上，并通过螺栓紧固安装。立柱用于固定上层托盘或是下层顶板中的至少一个。立柱与端板之间采用了榫卯结构，解决了之前摆放立柱时立柱无法预固定的问题，极大地方便后续的装配，节省了安装时的校位时间，有效提高PACK效率。端板预留有液冷系统安装槽，方便设计液冷系统。模组表面有用于固定线束的扎线孔位以及用于连接的卯眼。模组端板侧面预留侧板连接槽，能够将模组侧板弯折后与模组端板连接，这样的模组外壳能够承受更大的电池膨胀力。

Description

一种电池模组及制造方法

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种电池模组及制造方法。

背景技术

当前全球汽车工业面临着能源与环境问题的巨大挑战；能量利用率高，对环境无污染的纯电动汽车日益成为未来汽车工业发展的方向。作为纯电动汽车的核心部件，动力电池包的结构设计与安全性能将直接影响到纯电动汽车的整车性能。由于纯电动汽车中给电池包预留的安装空间较小且形状不规则，为了充分利用电池包有限的空间，经常需要上层托盘来放置上层模组，也可能会在主体的下方添加下层模组。设计一种方便固定上层托盘或是下层顶板的立柱及配合模组就变得尤为必要。

传统的支撑立柱没有预限位功能，安装立柱后，立柱容易晃动或掉落，影响PACK效率。

此外，传统动力电池模组的端板与侧板的连接部分较为薄弱，抗拉强度较低，抵抗电池膨胀力的能力相对较弱。

发明内容

鉴于上述问题，本发明目的在于提供一种电池模组及制造方法，立柱与端板采用榫卯配合，起到安装立柱时预固定和限位的目的，解决了之前摆放立柱时立柱无法预固定的问题，提高电池包组装效率，方便装配。

此外，端板与侧板连接方式的改进也提高了模组外壳的抗拉强度，提高了抵抗电池膨胀的能力。

根据本发明的一个方面，提供一种电池模组，包括：至少一个电池、端板、侧板、至少一个立柱。所述端板与所述侧板构成电池模组外壳，容纳所述电池。所述立柱安装在所述端板上，所述端板对所述立柱起固定限位作用。所述立柱用于固定支撑上层电池模组部件、下层电池模组部件中的至少一个。

优选地，所述端板上有端板固定孔，用于端板的固定安装。

优选地，所述立柱上有榫头，用于与端板形成榫卯配合。

优选地，所述立柱上有固定安装孔，用于固定安装上层托盘、下层顶板中的至少一个。

优选地，所述端板表面有至少一个扎线孔位，用于固定线束。

优选地，所述端板表面有至少一个卯眼，所述卯眼用于构成榫卯结构。

优选地，所述端板设计有液冷系统安装槽，用于通过液冷系统。

优选地，所述端板表面有侧板连接槽，用于侧板与端板的连接。

优选地，所述端板为夹层结构或设计有型腔，用于减轻端板的质量，增强端板的结构强度。

根据本发明的另一方面，提供一种模组的制造方法，模组侧板弯折后与模组端板连接。

本发明的一个实施例具有以下优点或有益效果：立柱与端板采用榫卯配合，起到安装立柱时预固定和限位的目的，解决了之前摆放立柱时立柱无法预固定的问题，极大地方便了后续的装配，节省了校位时间，提高电池包组装效率。

本发明的一个优选实施例具有以下优点或有益效果：端板上设置有液冷系统安装槽，方便液冷系统的设计。

本发明的另一个优选实施例具有以下优点或有益效果：电池模组采取了新的安装方法，将模组侧板弯折后与模组端板相连，提高了模组外壳的抗拉强度以及抵抗电池膨胀的能力。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出了根据本发明实施例的电池模组的立体图；

图2示出了根据本发明实施例的端板的俯视图；

图3示出了根据本发明实施例的端板的立体图；

图4示出了根据本发明实施例的端板的后视图；

图5示出了根据本发明实施例的立柱的立体图；

图6示出了根据本发明实施例的立柱与端板装配示意图；

图7示出了根据本发明实施例的一种制造方法。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

应当理解，在描述部件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将部件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。

图1示出了根据本发明实施例的电池模组的立体图。本发明实施例的电池模组包括10端板、20立柱、30侧板、40上层托盘。

具体地，若干个电池以不同的串、并联方式组合在一起，再由端板10与侧板30构成电池模组的外壳，共同组成用于固定上层托盘的模组主体。立柱20安装在端板10之上。上层托盘40安装在立柱20上，立柱20起支撑固定的作用。上层托盘之上布置新的模组。

在一个实施例中，若干个电池以不同的串、并联方式组合在一起，再由端板与侧板构成电池模组的外壳，共同组成用于固定下层顶板的模组主体。立柱安装在端板上。下层顶板安装在立柱上，立柱起支撑固定的作用。下层顶板之下布置新的模组。

在一个实施例中，若干个电池以不同的串、并联方式组合在一起，再由端板与侧板构成电池模组的外壳，共同组成用于固定上层托盘和下层顶板的模组主体。立柱分别安装在端板上表面和下表面，上层托盘、下层顶板安装在立柱上，立柱起支撑固定的作用。上层托盘之上以及下层顶板之下布置新的模组。

根据本发明的实施例，提供了一种具有多层结构的电池模组，能够适应纯电动汽车中给电池包预留的安装空间较小且形状不规则的问题，充分利用电池包有限的空间。

图2示出了根据本发明实施例的端板的俯视图。本发明实施例的端板10包括101端板固定孔、102端板与立柱安装孔、103端板型腔、104立柱卯眼。

具体地，如图2所示，端板的上方布置有端板固定孔101、端板与立柱安装孔102以及立柱卯眼104，并且显示有端板内部的端板型腔103。端板固定孔101用于端板与箱体的连接；端板与立柱安装孔102用于端板与立柱的安装；立柱卯眼104用于与端板形成榫卯结构。

作为一种优选的实施例，端板上设有端板固定孔101。通过该孔，将端板与其他零件连接固定。

作为一种优选的实施例，通过端板固定孔101，将端板与箱体固定梁通过螺栓组件连接。

作为一种优选的实施例，端板固定孔可以自行设置，可以根据实际需求的不同，设置不同数量、不同形状、不同位置的固定安装孔。

作为一种优选实施例，端板与立柱安装孔102用于端板与立柱的安装。

作为一种优选实施例，立柱卯眼104用于与立柱上的榫头形成榫卯结构。

在一个实施例中，端板内部并非实体，设计有空心。

作为一种优选的实施例，端板内部设计有夹层结构，采用密度小、强度高的材料做出相应的夹层结构，填充在端板内部的空心中。

作为一种优选的实施例，端板内部设计有型腔。

作为一种优选的实施例，端板内部设计有端板型腔103。所述型腔为三角形型腔，横截面为多个三角形形成类似于瓦楞纸的结构。

图3示出了根据本发明实施例的端板的立体图。本发明的端板10包括105侧板连接槽、106扎线孔位、107液冷系统安装槽。

具体地，如图3所示，侧板连接槽105用于侧板与端板的连接；扎线孔位106用于固定线束，能够根据箱体内部线束的布置，灵活的选择线束固定位置。液冷系统安装槽107的作用是让液冷系统通过此槽从模组下方穿过。

作为一种优选的实施例，端板有侧板连接槽105，能够将模组侧板弯折后与模组端板连接。

作为一种优选的实施例，模组侧板弯折后通过焊接与模组端板连为一体。

作为一种优选的实施例，模组侧板弯折后通过激光振镜焊与模组端板连为一体。

作为一种优选的实施例，端板的表面设计有扎线孔位106，能够根据箱体内部线束布置灵活方便的选择线束固定位置。所述扎线孔位的大小、形状、布局等特性，可以根据不同的具体情况做出适应性的调整，以达到线束的合理固定的目的。

作为一种优选的实施例，端板设计有液冷系统安装槽107。模组内的冷却系统可以通过此槽穿过。该液冷系统安装槽的深度、大小、位置可以根据任务的不同进行调整。

作为一种优选的实施例，端板底部设计有液冷系统安装槽，模组内的冷却系统可以通过此槽下方穿过。与此同时，由于冷却系统安装槽的特殊位置，端板底部自然形成至少一个支柱，可以当做支脚，支撑端板。该液冷系统安装槽的深度、大小可以根据任务的不同进行调整。

在另一个实施例中，端板顶部设计有液冷系统安装槽，模组内的冷却系统可以通过此槽上方穿过。与此同时，由于冷却系统安装槽的特殊位置，端板顶部自然形成至少一个支柱，可以完成支撑功能，或是直接当做支脚使用。该液冷系统安装槽的深度、大小可以根据任务的不同进行调整。

图4示出了根据本发明实施例的端板的后视图，本发明的端板10包括108卯眼。

在一个实施例中，端板的一面留有两个卯眼108，卯眼108与模组框体构成榫卯结构，增强模组的结构强度。

图5示出了根据本发明实施例的立柱的立体图，本发明实施例的立柱包括201固定安装孔、202立柱榫头、203立柱安装孔。

具体地，如图5所示，立柱上有两个通孔，分别是固定安装孔201、立柱安装孔203。固定安装孔201用于固定安装上层托盘，立柱安装孔203用于立柱与端板的安装固定。立柱榫头202与端板形成榫卯结构，对立柱起到预先固定限位的作用。

在一个实施例中，立柱设计为阶梯型，大致可分为左半部分与右半部分，左右两部分存在高度差，右半部分较高。左右两部分分别设计有一个通孔，左半部分的通孔用作端板与立柱的连接，右半部分的通孔用作立柱与上层托盘的连接。立柱的下方设计有立柱榫头。

作为一种优选的实施例，根据实际情况的不同，立柱可以进行适应性调整。立柱的形状、大小、内部结构等，均可自行设置。

作为一种优选的实施例，立柱榫头的形状为立方体。

作为一种优选的实施例，一个立柱上可以有多个榫头。

作为一种优选的实施例，根据实际情况的不同，立柱榫头可以进行适应性调整，立柱榫头的个数、形状、尺寸、位置等，均可自行设置。

图6是立柱与端板装配示意图，展示了立柱20与端板10的安装。立柱20与端板10的装配主要涉及到了端板固定孔101、端板与立柱安装孔102、立柱卯眼104、固定安装孔201、立柱榫头202、立柱安装孔203。

具体地，立柱20下端有一个与端板10配合的立柱榫头202，端板10预留有与立柱配合的立柱卯眼104。立柱榫头202与立柱卯眼104形成榫卯配合，起到预先固定限位的作用。端板固定孔101用于端板的固定，端板与立柱安装孔102用于端板与立柱的固定安装。固定安装孔201用于立柱与上层托盘的固定安装。立柱安装孔203用于立柱与端板的固定安装。

在一个实施例中，立柱与端板的装配过程如下：

首先，找准立柱的安装方向，将立柱榫头插入立柱卯眼，初步将立柱与端板固定在一起。立柱安装孔为通孔，通过螺栓将立柱与端板安装在一起。固定安装孔为通孔，螺栓通过固定安装孔，将上层托盘、立柱、端板连接在一起。

作为一种优选的实施例，立柱安装孔为通孔，螺栓通过立柱安装孔将箱体固定梁、立柱安装在端板固定孔上，同时实现立柱与端板的固定安装以及端板的固定。固定安装孔为通孔，且为阶梯孔。使用螺栓通过固定安装孔将立柱与端板安装在一起，完成立柱的固定。使用螺栓将上层托盘安装在固定安装孔上。

在一个实施例中，要在现有电池模组的下方安装新的模组，立柱、端板、下层顶板的安装过程如下：

首先，找准立柱的安装方向，将立柱榫头插入立柱卯眼，初步将立柱与端板固定在一起。立柱安装孔为通孔，通过螺栓将立柱与端板安装在一起。固定安装孔为通孔，螺栓通过固定安装孔，将下层顶板、立柱、端板连接在一起。

作为一种优选的实施例，立柱安装孔为通孔，螺栓通过立柱安装孔将箱体固定梁、立柱安装在端板固定孔上，同时实现立柱与端板的固定安装以及端板的固定。固定安装孔为通孔，且为阶梯孔。使用螺栓通过固定安装孔将立柱与端板安装在一起，完成立柱的固定。使用螺栓将下层顶板安装在固定安装孔上。

在一个实施例中，要在现有电池模组的上方以及下方安装新的模组。立柱、端板、上层托盘、下层顶板的安装过程如下：

首先，立柱分为两组，分别是安装在端板上表面的和安装在端板下表面的。找准立柱的安装方向，将立柱榫头插入立柱卯眼，在端板的上表面和下表面分别安装立柱，初步将立柱与端板固定在一起。立柱安装孔为通孔，通过螺栓将立柱与端板安装在一起。固定安装孔为通孔，螺栓通过固定安装孔，将上层托盘、立柱、端板连接在一起；螺栓通过固定安装孔，将下层顶板、立柱、端板连接在一起

作为一种优选的实施例，立柱安装孔为通孔，螺栓通过立柱安装孔将箱体固定梁、立柱安装在端板固定孔上，同时实现立柱与端板的固定安装以及端板的固定。固定安装孔为通孔，且为阶梯孔。使用螺栓通过固定安装孔将立柱与端板安装在一起，完成立柱的固定。使用螺栓分别将上层托盘和下层顶板安装在相应的位置。

本发明实施例中，立柱与端板采用榫卯配合，在安装立柱时达到了预固定和限位的目的，解决了之前摆放立柱时立柱无法预固定的问题，提高电池包组装效率，方便装配。

图7示出了根据本发明实施例的一种制造方法。侧板两端向内部折弯，置入端板预留安装槽内，将端板与侧板连接。

如图7所示，侧板的两端向内部折弯，形状、尺寸与预留安装槽匹配，将折弯部分置入端板的预留安装槽内，将端板与侧板连接。

在一个实施例中，侧板两端向内部折弯，置入端板预留安装槽内后，通过焊接将端板与侧板相连。

作为一种优选的实施例，模组侧板弯折后，将折弯部分置入端板的预留安装槽内，通过激光振镜焊与模组端板焊接。

根据本发明各实施例提供的电池模组及制造方法，还具有以下优点：端板上设置有液冷系统安装槽，方便液冷系统的设计；电池模组采取了新的安装方法，将模组侧板弯折后与模组端板相连，提高了模组外壳的抗拉强度以及抵抗电池膨胀的能力；根据箱体内部线束布置灵活方便的选择线束固定位置，将线束合理的固定，增加了电池模组性能的可靠性，也有利于日后对电池模组进行检修；电池模组多处采用了榫卯结构，榫卯结构不但可以承受较大的荷载，而且允许产生一定的变形，从而保证了使用过程中整体结构的稳定性。

在电池模组实际的使用过程中，电池往往会因为工作中的发热或是其他原因而膨胀，有可能会施加给模组外壳额外的力。采用侧板两端向内部折弯，置入端板预留安装槽内后，通过焊接将端板与侧板相连的安装方法，在模组电池膨胀力方向上，端板与侧板连接处能够承受更大的拉力，极大地增强了模组外壳抵抗电池膨胀力的能力。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种电池模组，其特征在于，包括：

至少一个电池；

端板；

侧板；

至少一个立柱；

所述端板与所述侧板构成电池模组外壳，容纳所述电池；所述端板表面有侧板连接槽，用于侧板弯折后与所述端板的连接；

其中，所述立柱安装在所述端板上，所述端板对所述立柱起固定限位作用；所述立柱上有至少一个榫头，用于与所述端板形成榫卯配合；

所述立柱用于固定支撑上层电池模组部件、下层电池模组部件中的至少一个；所述立柱上有固定安装孔，用于固定安装上层托盘、下层顶板中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述端板上有端板固定孔，用于端板的固定安装。

3.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述端板表面有至少一个扎线孔位，用于固定线束。

4.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述端板表面有至少一个卯眼，所述卯眼用于构成榫卯结构。

5.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述端板设计有液冷系统安装槽，用于通过液冷系统。

6.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述端板为夹层结构或设计有型腔，用于减轻端板的质量，增强端板的结构强度。

7.一种模组的制造方法，应用于如权利要求1-6中任一项所述的电池模组，其特征在于，模组侧板弯折后与模组端板连接，构成容纳电池的电池模组外壳；

在所述端板上安装立柱，所述端板对所述立柱起固定限位作用；

其中，所述立柱用于固定支撑上层电池模组部件、下层电池模组部件中的至少一个；所述立柱上有固定安装孔，用于固定安装上层托盘、下层顶板中的至少一个。