CN111435760B - 电芯模组的堆叠方法、堆叠工装和电芯模组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电芯模组的堆叠方法、堆叠工装和电池模组，包括以下步骤：S1、通过堆叠工装将中间端板进行固定；S2、在中间端板的左右两侧分别堆叠第一绝缘件；S3、分别在第一绝缘件远离中间端板的一侧、在左右方向上依次交替堆叠电芯单元和第二绝缘件；S4、然后分别在位于中间端板左右两侧的最外端的电芯单元远离中间端板的一侧堆叠第三绝缘件；S5、然后分别在第三绝缘件远离电芯单元的一侧堆叠端部端板；S6、最后采用堆叠工装分别抵住位于中间端板左右两侧的端部端板，并在左右方向上由左右两侧的端部端板朝向中间端板处施加堆叠力。根据本发明实施例的电芯模组的堆叠方法，可以保证堆叠力的平均分配，增加电芯模组的长度，提高堆叠效率。

Description

电芯模组的堆叠方法、堆叠工装和电芯模组

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电芯模组的堆叠方法、堆叠工装和电芯模组。

背景技术

随着国家对新能源领域的大力推广，电动汽车已经成为未来的主流趋势。电动汽车设计的关键是三电技术，包括电池、电机、电控，其中动力电池作为整车中最为核心的动力供给部件，决定了整车的续驶里程、成本、使用寿命、安全性能等关键指标。

相关技术中，电芯模组通常由多个电芯堆叠而成，随着对电芯模组的成组效率要求的提高，电芯模组的长度不断加长，然而，当电芯模组长度过长时，堆叠完成后施加堆叠力无法使每个电芯都受力均衡、以及无法使得电芯间填充物也受力均衡，堆叠力无法实现平均分配，容易造成间隙分布不均匀，对电芯模组的成组造成一定困难。

发明内容

有鉴于此，本发明的旨在提出一种电芯模组的堆叠方法，所述电芯模组的堆叠方法，可以保证堆叠力的平均分配，保证间隙的均匀分布，从而方便电芯模组的成组，并且可以增加电芯模组的长度，提高堆叠效率。

本发明还提出一种应用于上述电芯模组的堆叠方法的堆叠工装。

本发明还提出一种采用上述电芯模组的堆叠方法制成的电芯模组。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明第一方面实施例的电芯模组的堆叠方法，包括以下步骤：S1、通过堆叠工装将中间端板进行固定；S2、在所述中间端板的左右两侧分别堆叠第一绝缘件；S3、分别在所述第一绝缘件远离所述中间端板的一侧、在左右方向上依次交替堆叠电芯单元和第二绝缘件；S4、然后分别在位于所述中间端板左右两侧的最外端的电芯单元远离所述中间端板的一侧堆叠第三绝缘件；S5、然后分别在第三绝缘件远离所述电芯单元的一侧堆叠端部端板；S6、最后采用堆叠工装分别抵住位于所述中间端板左右两侧的所述端部端板，并在左右方向上由左右两侧的所述端部端板朝向所述中间端板处施加堆叠力。

根据本发明实施例的电芯模组的堆叠方法，将中间端板固定后分别在其左右两侧堆叠多个电芯单元，并同时在电芯模组的左右两侧施加推叠力，可以保证堆叠力的平均分配，使得每个电芯单元及绝缘件受力均匀，保证间隙的均匀分布，从而保证电芯模组的顺利成组，并且可以增加电芯模组的长度，提高堆叠效率。

另外，根据本发明实施例的电芯模组的堆叠方法还具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述第一绝缘件、所述电芯单元、所述第二绝缘件、所述第三绝缘件和所述端部端板均与所述中间端板在左右方向上正对布置。

根据本发明的一些实施例，在所述中间端板的外边缘设有限位部，所述限位部沿左右方向且远离所述中间端板一侧延伸，所述限位部可对朝向所述中间端板的所述电芯单元进行限位。

在本发明的一些实施例中，在所述电芯单元的上端设有极柱，所述限位部形成为开口朝向所述极柱的U形结构，所述限位部的前后两端分别卡在所述极柱的两侧。

根据本发明的一些实施例，所述中间端板形成为铝材挤压型件。

根据本发明的一些实施例，所在所述步骤S3中，所述第二绝缘件位于相邻的两个所述电芯单元之间。

根据本发明第二方面实施例的堆叠工装，所述堆叠工装适用于根据本发明第一方面实施例所述的电芯模组的堆叠方法，所述堆叠工装包括：工装固定部，所述工装固定部用于固定所述中间端板；成对布置的两个工装推力件，在所述中间端板左右两侧的所述端部端板分别堆叠完成后，所述两个工装推力件适于分别抵接住对应的所述端部端板、并沿左右方向朝向所述中间端板施加堆叠推力。

根据本发明实施例的堆叠工装，可以保证堆叠力的平均分配，使得每个电芯单元及绝缘件受力均匀，保证间隙的均匀分布，从而保证电芯模组的顺利成组，并且可以增加电芯模组的长度，提高堆叠效率。

另外，根据本发明实施例的堆叠工装还具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一些实施例，每个所述工装推力件均形成为T字形，每个所述工装推力件均包括：操作部和抵接部，所述操作部和所述抵接部相连且位于所述抵接部远离所述电芯单元的一侧，所述抵接部和所述端部端板抵接配合。

根据本发明的一些实施例，堆叠工装还包括：底部导轨，所述底部导轨上设有沿左右方向延伸的凹槽，所述中间端板可固定在所述凹槽内，在前后方向上所述端部端板的宽度和所述电芯单元的宽度分别与所述凹槽的宽度一致。

根据本发明第三方面实施例的电芯模组，根据本发明第一方面实施例所述的电芯模组的堆叠方法堆叠而成，所述电芯模组包括：中间端板；两组电芯单元，所述两组电芯单元分别位于所述中间端部的左右两侧，所述两组电芯单元分别和所述中间端板之间夹设有第一绝缘件，每组所述电芯单元均包括多个电芯单元，在左右方向上所述多个电芯单元由所述中间端板向远离所述中间端板的方向依次堆叠，每相邻的两个所述电芯单元之间夹设有第二绝缘件；两个端部端板，所述两个端部端板分别位于两组电芯单元在左右方向上的最外端，且在所述端部端板和对应组所述电芯单元之间夹设有第三绝缘件。

根据本发明第三方面实施例的电芯模组，利用如上所述的电芯模组的堆叠方法，可以保证堆叠力的平均分配，使得每个电芯单元及绝缘件受力均匀，保证间隙的均匀分布，从而保证电芯模组的顺利成组，并且可以增加电芯模组的长度，提高堆叠效率。

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

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的电芯模组的爆炸图；

图2为本发明实施例所述的堆叠工装对电芯模组施加堆叠力的示意图；

图3为本发明实施例所述的中间端板的立体图；

图4为本发明实施例所述的电芯模组的堆叠方法的流程图。

附图标记说明：

中间端板10、限位部11、减重槽12、装配孔13、

电芯单元20、极柱21、端部端板30、第一绝缘件41、第二绝缘件42、

工装推力件50、操作部51、抵接部52。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-图4所示，根据本发明第一方面实施例的电芯模组的堆叠方法，包括以下步骤：S1、通过堆叠工装将中间端板10进行固定；S2、在中间端板10的左右两侧分别堆叠第一绝缘件41；S3、分别在第一绝缘件41远离中间端板10的一侧、在左右方向上依次交替堆叠电芯单元20和第二绝缘件42；S4、然后分别在位于中间端板10左右两侧的最外端的电芯单元20远离中间端板10的一侧堆叠第三绝缘件；S5、然后分别在第三绝缘件远离电芯单元20的一侧堆叠端部端板30；S6、最后采用堆叠工装分别抵住位于中间端板10左右两侧的端部端板30，并在左右方向上由左右两侧的端部端板30朝向中间端板10处施加堆叠力。

例如，第一绝缘件41为两个，第三绝缘件为两个，第二绝缘件42可以为多个，电芯单元20可以为多个，这里的多个是指两个或两个以上。

首先，利用堆叠工装固定中间端板10，将两个第一绝缘件41分别堆叠在中间端板10的左右两侧。随后，同时(或依次)在中间端板10的左右两侧、由第一绝缘件41向外分别堆叠电芯单元20，然后，同时(或依次)在中间端板10的左右两侧、由电芯单元20向外分别堆叠第二绝缘件42。之后，再次同时(或依次)在中间端板10的左右两侧、由最外侧的第二绝缘件42向外分别堆叠电芯单元20，再之后，同时(或依次)在中间端板10的左右两侧、由最外侧的电芯单元20向外分别堆叠电芯单元20。利用如此顺序，将多个电芯单元20和多个第二绝缘件42依次堆叠至中间端板10的左右两侧。

可以理解的是，多个第二绝缘件42分别依次堆叠在每相邻的两个电芯单元20之间，即在每相邻的两个电芯单元20之间均夹设有一个第二绝缘件20。

然后，两个第三绝缘件(未示出)同时(或依次)分别堆叠在距离中间端板10沿左右方向最远的两个电芯单元20的外侧。最后，两个端部端板30同时(或依次)分别堆叠在两个第三绝缘件的外侧。其中，外侧是指远离中间端板10的一侧。

待堆叠完成后，堆叠工装可以同时由左右两侧施加堆叠力。可选地，堆叠工装可以依次由左右两侧施加堆叠力，例如，堆叠工装首先对位于中间端板10左侧的端部端板30施加向右的堆叠力，随后，堆叠工装对位于中间端板10右侧的端部端板30施加向左的堆叠力。最后，左右两侧的堆叠力以中间端板10为基准，将电芯模组压到预定的设计尺寸。

可以理解，第一绝缘件41设在中间端板10和朝向中间端板10的电芯单元20之间，以实现中间端板10与电芯单元20的绝缘。第三绝缘件设在端部端板30和朝向端部端板30的电芯单元20之间，以实现端部端板30与电芯单元20的绝缘。

根据本发明实施例的电芯模组的堆叠方法，将中间端板10固定后分别在其左右两侧堆叠多个电芯单元20，并同时在电芯模组的左右两侧施加推叠力，可以保证堆叠力的平均分配，使得每个电芯单元20及绝缘件受力均匀，保证间隙的均匀分布，从而保证电芯模组的顺利成组，并且可以增加电芯模组的长度，提高堆叠效率。

根据本发明的一些实施例，如图1所示，在步骤S3中，第二绝缘件42位于相邻的两个电芯单元20之间。这样，可以实现相邻的两个电芯单元20之间的绝缘。

根据本发明的一些实施例，如图1和图2所示，第一绝缘件41、电芯单元20、第二绝缘件42、第三绝缘件和端部端板30均与中间端板10在左右方向上正对布置。这样，方便电芯模组的装配，保证电芯模组的顺利成组。

例如，第一绝缘件41、电芯单元20、第二绝缘件42、第三绝缘件、端部端板30和中间端板10均为方形件，第一绝缘件41、电芯单元20、第二绝缘件42、第三绝缘件、端部端板30和中间端板10的左右两侧的表面相互平行，且第一绝缘件41、电芯单元20、第二绝缘件42、第三绝缘件、端部端板30和中间端板10的在左右方向上的中心轴线相互重合。

根据本发明的一些实施例，如图1所示，在中间端板10的外边缘设有限位部11，限位部11沿左右方向且远离中间端板10一侧延伸，限位部11可对朝向中间端板10的电芯单元20进行限位。这样，限位部11可以限制电芯单元20在上下方向上的移动，避免相对于中间端板10发生滑动。例如，限位件设在中间端板10的上端的左右两侧的外边缘上，限位件可以为板件，邻近中间端板10的电芯单元20止抵在限位件的下表面上。

可选地，如图1所示，限位部11为多个，多个限位部11间隔设置在中间端板10的外边缘上。这样，对电芯单元20的限位更加牢靠。

进一步地，如图2所示，在电芯单元20的上端设有极柱21，限位部11形成为开口朝向极柱21的U形结构，限位部11的前后两端分别卡在极柱21的两侧。这样，限位部11不仅可以保证结构的稳定性，还可以起到定位作用，方便电芯单元20的准确装配。

根据本发明的一些实施例，中间端板10形成为铝材挤压型件。这样，工艺流程简单，制造比较方便，降低了生产成本。

可选地，如图3所示，中间端板10的上端面设有减重槽12，减重槽12可以为多个，多个减重槽12在前后方向上间隔设置。这样，可以减轻中间端板10的重量，并且可以节约原材料，降低成本。

如图1-图4所示，根据本发明第二方面实施例的堆叠工装，堆叠工装适用于根据本发明第一方面实施例的电芯模组的堆叠方法，堆叠工装包括：工装固定部和工装推力件50。

具体而言，工装固定部用于固定中间端板10。工装推力件50为两个，两个工装推力件50成对布置，在中间端板10左右两侧的端部端板30分别堆叠完成后，两个工装推力件50适于分别抵接住对应的端部端板30、并沿左右方向朝向中间端板10施加堆叠推力。

例如，一个工装推力件50抵接位于中间端板10左侧的端部端板30、并向右施加堆叠推力；另一个工装推力件50抵接位于中间端板10右侧的端部端板30、并向左施加堆叠推力。

根据本发明实施例的堆叠工装，可以保证堆叠力的平均分配，使得每个电芯单元20及绝缘件受力均匀，保证间隙的均匀分布，从而保证电芯模组的顺利成组，并且可以增加电芯模组的长度，提高堆叠效率。

根据本发明的一些实施例，如图2所示，每个工装推力件50均形成为T字形，每个工装推力件50均包括：操作部51和抵接部52。操作部51和抵接部52相连，操作部51位于抵接部52远离电芯单元20的一侧，抵接部52和端部端板30抵接配合。这样，方便堆叠工装施加堆叠力。且抵接部52和端部端板30的整个外侧面接触，可以保证将端部端板30沿左右方向进行推动，防止在推动过程中发生错位。

如图2所示，操作部51沿左右方向延伸，抵接部52沿前后方向延伸。内侧是指靠近电芯单元20的一侧，外侧是指远离电芯单元20的一侧，抵接部52的内表面与端部端板30的外表面抵接，抵接部52对端部端板30施加向内的堆叠力。

根据本发明的一些实施例，堆叠工装还包括：底部导轨(未示出)。底部导轨上设有沿左右方向延伸的凹槽，中间端板10可固定在凹槽内，在前后方向上端部端板30的宽度和电芯单元20的宽度分别与凹槽的宽度一致。这样，凹槽可以方便中间端板10的固定，并且底部导轨可以将端部端板30和电芯单元20限位在凹槽内，限制了端部端板30和电芯单元20在前后方向上的自由度，实现电芯模组的顺利成组。同时只需依次将第一绝缘件41、电芯单元20、第二绝缘件42、第三绝缘件、端部端板30放置在底部导轨上的凹槽内，施加堆叠推力即可，在推动过程中无需担心相互之间发生错位，提高了堆叠效率。

可选地，如图3所示，中间端板10的上端面设有装配孔13，凹槽的底壁上设有装配柱，装配孔13和装配柱分别沿上下方向延伸且适于相互配合。这样，中间端板10的固定更加牢靠。

如图1-图4所示，根据本发明第三方面实施例的电芯模组，根据本发明第一方面实施例的电芯模组的堆叠方法堆叠而成，电芯模组包括：中间端板10、两组电芯单元20和两个端部端板30。

具体而言，两组电芯单元20分别位于中间端板10的左右两侧，两组电芯单元20分别和中间端板10之间夹设有第一绝缘件41。每组电芯单元20均包括多个电芯单元20，在左右方向上多个电芯单元20由中间端板10向远离中间端板10的方向依次堆叠，每相邻的两个电芯单元20之间夹设有第二绝缘件42。两个端部端板30分别位于两组电芯单元20在左右方向上的最外端，且在端部端板30和对应的一组电芯单元20之间夹设有第三绝缘件。

根据本发明第三方面实施例的电芯模组，利用如上的电芯模组的堆叠方法，可以保证堆叠力的平均分配，使得每个电芯单元20及绝缘件受力均匀，保证间隙的均匀分布，从而保证电芯模组的顺利成组，并且可以增加电芯模组的长度，提高堆叠效率。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电芯模组的堆叠方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过堆叠工装将中间端板（10）进行固定；

S2、在所述中间端板（10）的左右两侧分别堆叠第一绝缘件（41）；

S3、分别在所述第一绝缘件（41）远离所述中间端板（10）的一侧、在左右方向上依次交替堆叠电芯单元（20）和第二绝缘件（42）；

S4、然后分别在位于所述中间端板（10）左右两侧的最外端的电芯单元（20）远离所述中间端板（10）的一侧堆叠第三绝缘件；

S5、然后分别在第三绝缘件远离所述电芯单元（20）的一侧堆叠端部端板（30）；

S6、最后采用堆叠工装分别抵住位于所述中间端板（10）左右两侧的所述端部端板（30），并在左右方向上由左右两侧的所述端部端板（30）朝向所述中间端板（10）处施加堆叠推力；

所述堆叠工装包括：

工装固定部，所述工装固定部用于固定所述中间端板（10）；

成对布置的两个工装推力件（50），在所述中间端板（10）左右两侧的所述端部端板（30）分别堆叠完成后，所述两个工装推力件（50）适于分别抵接住对应的所述端部端板（30）、并沿左右方向朝向所述中间端板（10）施加堆叠推力。

2.根据权利要求1所述的电芯模组的堆叠方法，其特征在于，所述第一绝缘件（41）、所述电芯单元（20）、所述第二绝缘件（42）、所述第三绝缘件和所述端部端板（30）均与所述中间端板（10）在左右方向上正对布置。

3.根据权利要求1所述的电芯模组的堆叠方法，其特征在于，在所述中间端板（10）的外边缘设有限位部（11），所述限位部（11）沿左右方向且远离所述中间端板（10）一侧延伸，所述限位部（11）可对朝向所述中间端板（10）的所述电芯单元（20）进行限位。

4.根据权利要求3所述的电芯模组的堆叠方法，其特征在于，在所述电芯单元（20）的上端设有极柱（21），所述限位部（11）形成为开口朝向所述极柱（21）的U形结构，所述限位部（11）的前后两端分别卡在所述极柱（21）的两侧。

5.根据权利要求1所述的电芯模组的堆叠方法，其特征在于，所述中间端板（10）形成为铝材挤压型件。

6.根据权利要求1所述的电芯模组的堆叠方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述第二绝缘件（42）位于相邻的两个所述电芯单元（20）之间。

7.根据权利要求1所述的电芯模组的堆叠方法，其特征在于，每个所述工装推力件（50）均形成为T字形，每个所述工装推力件（50）均包括：操作部（51）和抵接部（52），所述操作部（51）和所述抵接部（52）相连且位于所述抵接部（52）远离所述电芯单元（20）的一侧，所述抵接部（52）和所述端部端板（30）抵接配合。

8.根据权利要求1所述的电芯模组的堆叠方法，其特征在于，所述堆叠工装还包括：底部导轨，所述底部导轨上设有沿左右方向延伸的凹槽，所述中间端板（10）可固定在所述凹槽内，在前后方向上所述端部端板（30）的宽度和所述电芯单元（20）的宽度分别与所述凹槽的宽度一致。

9.一种电芯模组，其特征在于，根据权利要求1-6中任一项所述的电芯模组的堆叠方法堆叠而成，所述电芯模组包括：

中间端板（10）；

两组电芯单元（20），所述两组电芯单元（20）分别位于所述中间端板（10）的左右两侧，所述两组电芯单元（20）分别和所述中间端板（10）之间夹设有第一绝缘件（41），每组所述电芯单元（20）均包括多个电芯单元（20），在左右方向上所述多个电芯单元（20）由所述中间端板（10）向远离所述中间端板（10）的方向依次堆叠，每相邻的两个所述电芯单元（20）之间夹设有第二绝缘件（42）；

两个端部端板（30），所述两个端部端板（30）分别位于两组电芯单元（20）在左右方向上的最外端，且在所述端部端板（30）和对应组所述电芯单元（20）之间夹设有第三绝缘件。

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