CN109962195A - 电池模组、动力电池和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池模组、动力电池和车辆，所述电池模组包括端板，以及设置于端板之间的电芯，所述端板朝向所述电芯一侧的面积小于所述电芯朝向所述端板一侧的面积，以在电池模组的端面形成缺口。根据本发明实施例的电池模组，电池模组的端面形成用于安装加强梁的缺口，便于安装加强梁，从而有效地提高动力电池的稳定性。

Description

电池模组、动力电池和车辆

技术领域

本发明涉及车辆制造技术领域，尤其是涉及一种电池模组、具有该电池模组的动力电池和具有该动力电池的车辆。

背景技术

作为未来绿色能源的重要发展方向，锂离子电池相对于铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池具有更高的能量密度、自放电小、循环寿命长等优点，当前已经广泛用于消费电子领域和动力储能领域。在动力电池设计过程中，为了保证下壳体的刚度和强度，需要在下壳体上适当的位置布置横梁/加强梁，并根据CAE仿真结果和试验结果对梁的截面尺寸进行优化。相关技术中，横梁/加强梁的安装使得下壳体的底部高度较低且刚度性能并未改善，这极大地降低了整车的通过性能和安全性，存在改进的空间。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电池模组，便于安装加强梁，以有效地提高动力电池的稳定性。

根据本发明实施例的电池模组，所述电池模组包括端板，以及设置于端板之间的电芯，所述端板朝向所述电芯一侧的面积小于所述电芯朝向所述端板一侧的面积，以在电池模组的端面形成缺口。

根据本发明实施例的电池模组，电池模组的端面形成用于安装加强梁的缺口，便于安装加强梁，从而有效地提高动力电池的稳定性。

根据本发明一个实施例的电池模组，所述端板的下表面高于所述电芯的下表面，以在电池模组的端面的下部形成缺口。

根据本发明一个实施例的电池模组，所述端板的高度与所述电芯的高度比为i，满足；0.4≤i≤0.9，且所述端板的上表面与所述电芯的上表面平齐。

根据本发明一个实施例的电池模组，所述电池模组还包括与端板相邻设置的侧板，所述侧板在长度方向延伸后向电池模组的端面弯折以覆盖所述缺口。

本发明还提出了一种动力电池。

根据本发明实施例的动力电池，上述任一种实施例所述的电池模组；以及加强梁，所述加强梁设置在所述电池模组端面的缺口处，以与所述电池模组的端板配合，覆盖所述电池模组的端面。

根据本发明一个实施例的动力电池，所述端板的下表面高于所述电芯的下表面，以在电池模组的端面的下部形成缺口；所述加强梁的一端与所述动力电池的下壳体相连，所述加强梁的另一端与所述端板底部相连，以封闭所述缺口。

根据本发明一个实施例的动力电池，所述端板的下表面与所述加强梁的上表面通过连接件连接。

根据本发明一个实施例的动力电池，所述加强梁的一端与所述动力电池的下壳体相连，所述加强梁的另一端同时与相邻两个所述电池模组的端板底部相连，以同时封闭两个所述电池模组的端面缺口。

根据本发明一个实施例的动力电池，所述加强梁的两侧面设有贯穿自身的避让孔，所述避让孔用于所述电池模组走线及避让所述动力电池的冷却系统。

根据本发明一个实施例的动力电池，所述加强梁为空心梁结构，且具有从上到下分布的第一层空心腔、第二层空心腔、第三层空心腔，所述第一层空心腔的顶壁与所述端板相连，所述避让孔设置在所述第二层空心腔相对的两侧壁，且所述避让孔贯穿所述第二层空心腔，所述第三层空心腔与所述下壳体相连。

根据本发明一个实施例的动力电池，所述电池模组的底部设有冷却系统，所述冷却系统位于所述模组电芯和所述下壳体之间。

本发明还提出了一种车辆。

根据本发明实施例的车辆，设置有上述任一种实施例所述的动力电池。

所述车辆与上述的动力电池相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的动力电池的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的动力电池的主视图；

图3是根据本发明实施例的动力电池的主视图的局部放大图；

图4是根据本发明实施例的动力电池的加强梁的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的动力电池的电芯、端板和侧板的装配图；

图6是根据本发明实施例的动力电池的电芯和侧板的装配图。

附图标记：

动力电池100，

端板11，电芯12，侧板13，

加强梁2，第一层空心腔21，第二层空心腔22，第三层空心腔23，避让孔24，安装孔25，

冷却系统3，下壳体4。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图6描述根据本发明实施例的动力电池100，加强梁2与端板11的下端相连，且加强梁2的上表面的高于电芯12的下表面，即加强梁2的上表面与端板11的连接位置提高，进而使加强梁2沿竖向的整体尺寸变大，增强加强梁2的强度、刚度，提高电池模组的安全性能。

如图1-图6所示，根据本发明实施例的动力电池100，包括：电池模组和加强梁2。

如图1、图2和图3所示，电池模组包括两端的端板11和电芯12，电芯12设置于两个端板11之间，如电芯12夹持在两个端板11之间，即电芯12的两端均设有端板11，端板11用于遮挡电芯12的端部，以避免电芯12的端部外露，提高电芯12的使用安全性。

其中，如图5所示，端板11朝向电芯12一侧的面积小于电芯12朝向端板11一侧的面积，以在电池模组的端面形成缺口，加强梁2设置在电池模组端面的缺口处，以与电池模组的端板11配合，覆盖电池模组的端面。

如图5所示，端板11的宽度与电芯12的宽度相同，且端板11的高度小于电芯12的高度。这样，端板11与电芯12安装固定后，可在电池模组的端面及端板11的上方或下方形成缺口，且该缺口可用于安装加强梁2。

图5所示，端板11的下表面高于电芯12的下表面，以在电池模组的端面的下部形成缺口，这样，加强梁2可安装于缺口处，且加强梁2位于端板11的下方，由此，电池模组和加强梁2安装稳定后，可使得极大地提高电池模组的安装强度。

或者，也可将端板11安装于电芯12的端面的下部，以在电池模组的端面的上部形成缺口，这样，加强梁2安装于缺口处且位于端板11的上方，同样可提高电池模组的安装强度，提升动力电池的稳定性，且电池模组可通过加强梁2吊装于车辆的底部。

再或者，将端板11安装于电芯的端面的中部，以在电池模组的端面的上部和下部均形成缺口，这样，电池模组的端面的上部均可安装加强梁2，由此，端板11的上方和下方均安装加强梁2，极大地提高了电池模组上下两侧的安装强度，提升动力电池100的稳定性，便于长期使用。

在本申请中，以电池模组的端面的下部形成缺口且加强梁2安装于端板11的下方为例进行描述，当然，加强梁2的多种安装位置和安装方式所具有的结构性能相同，在动力电池100的具体安装中，可根据实际需求选择适当的安装方式。由此，端板11与加强梁2相连并集成为一体，端板11的高度减少，加强梁2的高度增加，且加强梁2兼具模组安装和增加强度的作用，可以明显提升加强梁2和整包的刚度和强度，同时有利于整包的轻量化。

如图1、图5和图6所示，电池模组还包括侧板13，侧板13与端板11相邻设置，侧板13安装于电芯12的侧部，以遮挡电芯12的侧部，由此，电芯12的端部和侧部分别由端板11和侧板13进行遮挡保护，且如图6所示，侧板13在长度方向延伸后向电池模组的端面弯折以覆盖缺口，这样，侧板13可遮挡端板11下部的电芯12未遮挡的部分，同时电芯12的底部安装有下壳体4。这样，电芯12的整体处于安全保护的环境中，从而可保证电芯12能够安全、稳定地进行充放电工作。

端板11的下表面高于电芯12的下表面，加强梁2的一端与动力电池100的下壳体4相连，加强梁2的另一端与端板11相连，以封闭缺口。加强梁2与动力电池100的下壳体4相连，端板11的下表面支撑于加强梁2的上表面，加强梁2与端板11相连，即端板11的下表面与电芯12的下表面形成缺口，加强梁2的至少部分位于该缺口内，进而减小动力电池100沿竖向的整体高度。其中，如图3所示，加强梁2与端板11通过螺纹紧固件相连，端板11具有沿上下方向贯通的螺孔，加强梁2的上表面具有安装孔25，螺纹紧固件贯穿端板11的螺孔，且伸入加强梁2的上表面以将端板11与加强梁2连接固定。拆装方便，利于后期维修或更换，且能够避免加强梁2采取断开式设计的情况，整包布置更加紧凑。

如图3所示，端板11的下表面与加强梁2的上表面贴合，加强梁2的上表面高于电芯12的下表面的高度，加强梁2的整体高度大于加强梁2的下表面至电芯12的下表面的距离，由此，在保证加强梁2具有较大的整体高度的情况下，增大加强梁2的结构强度和刚度，提升动力电池100的整体结构的稳定性，避免车辆越障时电池的安装结构被破坏，增强电池使用的安全性。

其中，端板11的下表面与加强梁2的上表面通过连接件相连，连接件可为螺纹紧固件，结构简单，安装方便，且便于后期维修或更换。由此，将端板11、加强梁2连接为一体，为电芯12的固定提供更多的机械强度，使得动力电池100的安装更加稳定，同时有利于整包轻量化。

如图1-图3所示，相邻的两个电芯12之间的端板11对应安装的加强梁2，该加强梁2的至少部分与电芯12正对，即两个电芯12分别位于加强梁2的两侧，如图3所示，加强梁2的一端与动力电池100的下壳体4相连，加强梁的另一端同时与相邻两个电池模组的端板底部相连，以同时封闭两个电池模组的端面缺口。这样，在动力电池100进行充放电的过程中，同一根加强梁2前后安装的两个电芯12产生的模组膨胀力相互抵消，且加强梁2的稳定性较好，加强梁2可更好地抵抗电芯12膨胀力和前后方向的冲击载荷，由此，加强梁2兼顾安装和加强的作用。

根据本发明实施例的动力电池100，加强梁2的上表面与端板11的连接高度增加，加强梁2的整体尺寸增加，有效地提高了加强梁2的结构强度、刚度，且加强梁2两侧安装的两个电芯12产生的膨胀力对梁的作用可相互抵消，加强梁2的稳定性能较好。

在一些实施例中，加强梁2设有贯穿自身的避让孔24，避让孔24朝向电池模组敞开，避让孔24用于电池模组走线，也可用于避让动力电池100的冷却系统3。如图4所示，加强梁2整体呈立方体状，避让孔24设于加强梁2朝向电芯12的侧壁，且如图3所示，加强梁2的两侧设有用于给动力电池100进行降温的冷却系统3，电芯12设于加强梁2的两侧。

其中，电芯12的底部设有冷却系统3，冷却系统3位于模组电芯12和下壳体4之间。这样，两个电芯12之间相连的线束可通过避让孔24走线，且加强梁2两侧的冷却系统3的水管也可通过避让孔24布置，由此，减少线束、水管的布置管道，降低动力电池100的安装成本。同时，避让孔24的设置可减少生产加强梁2所需的材料，降低加强梁2的整体质量，使得加强梁2安装更加轻便，保证动力电池100的布置空间充足。

如图4所示，避让孔24为矩形孔，避让孔24沿加强梁2的延伸方向设置，且避让孔24设于加强梁2的侧壁的中部，由此，可使得加强梁2的各个区域的结构强度更加均衡，避免加强梁2的局部强度过低，结构设计合理，且加强梁2的稳定性较高。

在一些实施例中，加强梁2为空心梁结构，如图3所示，加强梁2具有沿延伸方向贯通的中空孔，极大地降低了加强梁2的质量，减少加强梁2所需的生产成本。

如图3所示，加强梁2具有第一层空心腔21、第二层空心腔22、第三层空心腔23，第一层空心腔21、第二层空心腔22、第三层空心腔23从上到下分布，即第一层空心腔21位于第二层空心腔22的上方，第三层空心腔23位于第二层空心腔22的下方。

如图3所示，第一层空心腔21和第二层空心腔22之间、第二层空心腔22和第三层空心腔23之间设有横向加强板，横向加强板可增强加强梁2结构强度，提高动力电池100沿横向的承载能力。且如图3所示，第一层空心腔21、第二层空心腔22和第三层空心腔23均包括两个子腔，两个子腔通过沿竖向延伸的竖向加强板间隔开，竖向加强板可增强加强梁2结构强度，提高动力电池100沿竖向的承载能力。由此，在保证加强梁2整体结构刚度的情况下，降低加强梁2的质量，提高动力电池100的安全性能，便于长期使用。

如图3所示，第一层空心腔21的顶壁与端板11相连，第一层空心腔21的顶壁可通过贯穿端板11的螺纹紧固件与端板11固定连接，以使端板11得到有效支撑。

避让孔24设置在第二层空心腔21相对的两侧壁，且避让孔24贯穿第二层空心腔22，如图3所示，第二层空心腔22的两个相对的侧壁均设有避让孔24，且两个避让孔24沿电芯12的布置方向正对，冷却系统3的连接水管贯穿避让孔24。

第三层空心腔23与下壳体4正对设置，第三层空心腔23的侧壁可与下壳体4通过螺纹紧固件相连，以使加强梁2与下壳体4连接为一体，进而便于安装电池模组。

在一些实施例中，如图4所示，加强梁2的上表面设有安装位，安装位用于与端板11相连，安装位设于第一层空心腔21的顶壁，端板11可通过螺纹紧固件与安装位相连。

如图3所示，位于相邻两个电池模组之间的加强梁2具有两组安装位，两组安装位沿两个电池模组的布置方向间隔开分布，两组安装位分别与两个电池模组的朝向彼此的两个端板11相连，即两组安装位中的一组安装位与位于加强梁2一侧的电池模组对应的端板11相连，两组安装位中的另一组安装位与位于加强梁2另一侧的电池模组对应的端板11相连，这样，加强梁2分别与两个电池模组固定连接，由此，动力电池100进行充放电时相邻两个电芯12产生的碰撞力可通过加强梁2相互抵消，且在动力电池100受到横向冲击时，冲击力可通过加强梁2进行传递、消除，进而提高动力电池100的安全性。

如图4所示，每组安装位包括多个安装孔25，多个安装孔25沿加强梁2的延伸方向间隔开设置，端板11具有多个贯通的螺孔，多个安装孔25与多个螺孔一一对应，这样，可通过多个贯穿螺孔的螺栓与安装孔25相连以使端板11和加强梁2相连，由此，端板11与加强梁2在多个位置处通过螺纹紧固件相连，极大地提高了端板11与加强梁2的连接强度，增强动力电池100的整体稳定性。

在一些实施例中，端板11的高度与电芯12的高度比为i，满足；0.4≤i≤0.9，如i＝0.65，或者i＝0.7，再或者i＝0.75，且端板11的上表面与电芯12的上表面平齐，由此，将端板11的高度、电芯12的高度设置在合理的范围内，可使端板11的下表面与电芯12之间预适当的安装空间，以用于加强梁2的安装，进而保证加强梁2的整体高度和安装高度均可满足使用需求，以提高加强梁2的稳定性，且使得动力电池100的上表面保持平整，便于安装于车辆的底部。

本发明还提出了一种车辆。

根据本发明实施例的车辆，设置有上述任一种实施例的动力电池100，该动力电池100的加强梁2具有较好的结构强度、刚度，且有利于提高动力电池100的使用安全性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种电池模组，所述电池模组包括端板，以及设置于端板之间的电芯，其特征在于，

所述端板朝向所述电芯一侧的面积小于所述电芯朝向所述端板一侧的面积，以在电池模组的端面形成缺口。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述端板的下表面高于所述电芯的下表面，以在电池模组的端面的下部形成缺口。

3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述端板的高度与所述电芯的高度比为i，满足；0.4≤i≤0.9，且所述端板的上表面与所述电芯的上表面平齐。

4.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括与端板相邻设置的侧板，所述侧板在长度方向延伸后向电池模组的端面弯折以覆盖所述缺口。

5.一种动力电池，其特征在于，所述动力电池包括：

如权利要求1-4任一所述的电池模组；以及

加强梁，所述加强梁设置在所述电池模组端面的缺口处，以与所述电池模组的端板配合，覆盖所述电池模组的端面。

6.根据权利要求5所述的动力电池，其特征在于，

所述端板的下表面高于所述电芯的下表面，以在电池模组的端面的下部形成缺口；

所述加强梁的一端与所述动力电池的下壳体相连，所述加强梁的另一端与所述端板底部相连，以封闭所述缺口。

7.根据权利要求6所述的动力电池，其特征在于，所述端板的下表面与所述加强梁的上表面通过连接件连接。

8.根据权利要求6所述的动力电池，其特征在于，所述加强梁的一端与所述动力电池的下壳体相连，所述加强梁的另一端同时与相邻两个所述电池模组的端板底部相连，以同时封闭两个所述电池模组的端面缺口。

9.根据权利要求5所述的动力电池，其特征在于，所述加强梁的两侧面设有贯穿自身的避让孔，所述避让孔用于所述电池模组走线及避让所述动力电池的冷却系统。

10.根据权利要求9所述的动力电池，其特征在于，所述加强梁为空心梁结构，且具有从上到下分布的第一层空心腔、第二层空心腔、第三层空心腔，所述第一层空心腔的顶壁与所述端板相连，所述避让孔设置在所述第二层空心腔相对的两侧壁，且所述避让孔贯穿所述第二层空心腔，所述第三层空心腔与所述下壳体相连。

11.根据权利要求5-10中任一项所述的动力电池，其特征在于，所述电池模组的底部设有冷却系统，所述冷却系统位于所述模组电芯和所述下壳体之间。

12.一种车辆，其特征在于，设置有权利要求5-10中任一项所述的动力电池。