CN111653697A - 包装壳体及电池组 - Google Patents

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Abstract

本申请一方面提供了一种包装壳体，包括：第一端板和与第一端板相对设置的第二端板；以及第一侧板和与第一侧板相对设置的第二侧板，第一侧板和第二侧板设置在第一端板与第二端板之间；其中，第一端板设置有第一通孔，第一侧板上设置有穿过第一通孔的凸体；以及包装壳体还包括固定件，固定件可拆卸地固定第一端板与第一侧板或第二侧板。本申请还提供了一种电池组。本申请的目的在于至少能够解决软包锂电池模组在装配空间狭小情况下的装配困难问题，以提高软包锂电池模组的装配便捷性。

Description

包装壳体及电池组
技术领域
本申请涉及储能领域，更具体而言，涉及一种包装壳体及电池组。
背景技术
在相关技术中，电池组(电池模组)主要采用以下三种结构。
第一种结构是采用电芯支架支撑电芯，并通过长螺杆或钢扎带将所有的电芯锁紧在一起，以形成电池模组。这种结构的缺点是模组的成本较高，且当模组的装配空间很狭小时，电芯支架结构只能设计的很薄弱，从而很难起到有效支撑电芯的作用。
第二种结构是通过上下两块端板将所有的电芯压在一起，并使用螺丝锁紧电芯和端板，以形成电池模组。这种结构的缺点是模组存在因锁紧压力过大或模组内部的电芯膨胀力过大而使电芯内部的电解液从封边溢出，从而导致电池漏液、漏电等严重危害。
第三种结构是通过胶带直接将所有的电芯捆绑在一起，以形成电池模组。这种结构的缺点是模组存在因胶带捆绑力过小或模组承受的振动冲击力过大而导致胶带锁紧压力松弛的现象出现，从而进一步导致如模组内部电芯松散的结构不稳定问题。
发明内容
针对相关技术中存在的问题，本申请的目的在于提供一种包装壳体及电池组，以解决软包锂电池模组在装配空间狭小情况下的装配困难问题，进而提高软包锂电池模组的装配便捷性。
为实现上述目的，本申请一方面提供了一种包装壳体，包括：第一端板和与第一端板相对设置的第二端板；以及第一侧板和与第一侧板相对设置的第二侧板，第一侧板和第二侧板设置在第一端板与第二端板之间；其中，第一端板设置有第一通孔，第一侧板上设置有穿过第一通孔的凸体；以及包装壳体还包括固定件，固定件可拆卸地固定第一端板与第一侧板或第二侧板。
根据本申请的一个实施例，固定件为弹性部件，固定件往与第一端板或第二端板的主平面垂直的方向上进行形变。
根据本申请的一个实施例，固定件的变形量大于0mm，且小于或等于8mm。
根据本申请的一个实施例，凸体包括第二通孔，固定件穿过第二通孔以固定第一端板与第一侧板。
根据本申请的一个实施例，固定件包括：第一区块；第二区块，第一区块的一端连接第二区块的一端，且第一区块与第二区块之间的夹角小于90度；以及第一曲面，第二区块的另一端连接第一曲面的一端，第一曲面的另一端设置在第一区块与第二区块之间，且第一曲面朝向第一区块凸出；其中，第一区块的表面抵接第二通孔的内壁，第二区块的表面抵接第一端板或第二端板的主平面，第一曲面的表面抵接第一区块，且第一曲面可在与第一端板或第二端板的主平面垂直的方向上进行形变。
根据本申请的一个实施例，第一曲面的半径为3mm-9mm。
根据本申请的一个实施例，第一区块包括朝向第一曲面延伸的第二曲面，且第二曲面的内表面抵接第二通孔的内壁，第二曲面的外表面抵接第一曲面的外表面。
根据本申请的一个实施例，第二曲面的半径为1mm-2.5mm。
根据本申请的一个实施例，第一区块通过第一弧面连接第二区块，或者第二区块通过第二弧面连接第一曲面。
根据本申请的一个实施例，第一弧面的半径为0.5mm-1.5mm，或者第二弧面的半径为0.6mm-3mm。
本申请另一方面提供了一种电池组，包括多个电芯和包装壳体，多个电芯之间串联连接或并联连接，其中，包装壳体采用上述任一实施例的包装壳体。
本申请的有益技术效果在于：
通过在包装壳体上设置固定件，解决了软包锂电池模组在装配空间狭小情况下的装配困难问题，提高了软包锂电池模组装配便捷性，节约了安装时间成本，简化了组装工艺。并且给软包锂电池模组预留一定的膨胀空间，以防止由于锂离子电芯膨胀而导致模组内部压力过大。
附图说明
图1A示出了本申请一个实施例的电池组的结构示意图；
图1B示出了图1A所示实施例的电池组的爆炸图；
图1C示出了图1A所示实施例的A部分的局部放大图；
图2A示出了本申请一个实施例的固定件的立体图；
图2B示出了图2A所示实施例的固定件的侧视图；
图3示出了本申请一个实施例的电池组的装配关系图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，在本申请中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。在本申请中，术语“第一”、“第二”、“第三”等可在本文中用于区分一个图或一系列图的不同组件，但“第一”、“第二”、“第三”等不意欲描述对应组件。
在本申请中，除非经特别指定或限定之外，“设置”、“连接”、“耦合”、“固定”以及与其类似的用词在使用上是广泛地，而且本领域技术人员可根据具体的情况以理解上述的用词可以是，比如，固定连接、可拆式连接或集成连接；其也可以是机械式连接或电连接；其也可以是直接连接或通过中介结构的间接连接；也可以是两个组件的内部通讯。
图1A和图1B分别示出了本申请一个实施例的电池组10的结构示意图和爆炸图，图1C示出了图1A所示实施例的A部分的局部放大图，包括多个电芯12和包装壳体14，多个电芯12之间串联连接或并联连接。多个电芯12可以沿电芯12的厚度方向层叠设置形成电池组的主体，并且包装壳体14部分地包围该电池组的主体。
本申请的实施例提供了一种包装壳体14，包括：第一端板16和与第一端板16相对设置的第二端板18，以及第一侧板20和与第一侧板20相对设置的第二侧板22，第一侧板20和第二侧板22设置在第一端板16与第二端板18之间。其中，第一端板16设置有第一通孔24，第一侧板20上设置有穿过第一通孔24的凸体26。包装壳体14还包括固定件30，固定件30可拆卸地固定第一端板16与第一侧板20或第二侧板22，或者用于固定第二端板18与第一侧板20或第二侧板22。根据本申请的一个实施例，固定件30可以是卡簧紧固装置。第一端板16和第二端板18可以在电芯12的厚度方向上压紧电池组，并且第一端板16和第二端板18可以为起保护电芯12作用的钢板，也可以为其它的金属板或者塑料板等。第一侧板20和第二侧板22可以在电芯12的宽度方向上对电池组12进行定位，并且第一侧板20和第二侧板22可以为起保护电芯12作用的钢板，也可以为其它的金属板或者塑料板等。
在一个实施例中，第二端板18可以包括如第一端板16相同或相似的设计，并且第二侧板22可以包括如第一侧板20相同或相似的设计，即第二端板18与第一侧板20的连接方式和第一端板16与第一侧板20的连接方式相同，并且第二侧板22以与第一侧板20相同的方式和第一端板16或第二端板18连接。因此，在一些实施例中，第一端板16以及第二端板18上可以均设置有固定件30，以进一步提高电池模组的装配便捷性。
根据本申请的一个实施例，固定件30为弹性部件，固定件30往与第一端板16或第二端板18的主平面垂直的方向上进行形变。比如，固定件30可以在电芯12的厚度方向上进行形变。通过此种设置，可以进一步提高软包锂电池模组的装配便捷性，并且能够给电池模组预留一定的膨胀空间，以防止由于电池模组的膨胀而导致模组内部压力过大的问题。固定件30的形变为弹性形变，也就是说，固定件30可以往与第一端板16或第二端板18的主平面垂直的方向上进行压缩或扩张。
在一个实施例中，固定件30的材质可以为低碳钢、Fe-Ni合金、Cu-Zn合金、Fe-Mn合金等中的一种或多种。在一个实施例中，固定件30的材质可以为Fe-Mn合金，Fe-Mn合金具有很好的弹性性能，能够满足固定件30功能要求。
根据本申请的一个实施例，凸体26包括第二通孔28，固定件30可拆卸地穿过第二通孔28以固定第一端板16与第一侧板20或第二侧板22，通过设置第二通孔28，能够进一步提高软包锂离子电池模组的装配便捷性。在一个实施例中，固定件30往与第一端板16或第二端板18的主平面垂直的方向上进行形变。
根据本申请的一个实施例，参见图2A和图2B，固定件30包括：第一区块301；第二区块302，第一区块301的一端连接第二区块302的一端，且第一区块301与第二区块302之间的夹角小于90度。通过固定件30往与第一端板16或第二端板18的主平面垂直的方向上进行形变时，第一区块301与第二区块302之间的角度可以发生改变。在一些实施例中，第一区块301与第二区块302之间的夹角小于45度。
在本申请的一个实施例中，如图2A和图2B所示，固定件30还包括第一曲面303。第二区块302的一端连接第一区块301，另一端连接第一曲面303的一端。第一曲面303的另一端设置在第一区块301与第二区块302之间，并且抵靠在第二区块302上。第一曲面303朝向第一区块301凸出，并且第一曲面303可以与第一区块301接触。在一个实施例中，第一区块301的表面抵接第二通孔28的内壁，第二区块302的表面抵接第一端板16或第二端板18的主平面。由于第一曲面303的表面抵接第一区块301，在电池模组的装配或膨胀过程中，随着第一区块301与第二区块302之间的角度发生改变，第一曲面303可在与第一端板16或第二端板18的主平面垂直的方向上进行形变。
根据本申请的一个实施例，第一区块301包括朝向第一曲面303延伸的第二曲面304，且第二曲面304的内表面抵接第二通孔28的内壁，第二曲面304的外表面抵接第一曲面303的外表面，如图2A和图2B所示。通过设置第二曲面304，可以进一步提高软包锂电池模组的装配便捷性，简化组装工艺。
根据本申请的一个实施例，第一区块301通过第一弧面305连接第二区块302，或者第二区块302通过第二弧面306连接第一曲面303，如图2A和图2B所示。第一弧面305和第二弧面306的设置可以防止固定件30断裂，延长固定件30的使用寿命，也可简化组装工艺，并且方便固定件30的制造。
在一个实施例中，如图2A和图2B所示，第一区块301还包括操作平面307，操作平面307设置在第一区块301的远离第二区块302的端部，并且操作平面307与第二曲面304连接。通过按压操作平面307，可以改变第一区块301和第二区块302的连接角度，并且改变第二曲面304到第二区块302的距离。通过按压操作平面307，使固定件30产生压缩变形，可使固定件30部分穿过第二通孔28内侧(内侧指的是远离第一端板16或第二端板18的边缘的一侧)以固定第一端板16与第一侧板20或第二侧板22。其中，将固定件30从第二通孔28内侧插入可以避免固定件30从第二通孔28外侧插入时，固定件30的操作平面307张开可能对组装人员造成的危害。固定件30在插入第二通孔28之后会产生一个初始压缩变形，从而给电池组10提供一定的锁紧压力，即给电芯12提供一定的预加压力。另外，由于固定件30具有弹性，在电池组膨胀时，所产生的膨胀力使得固定件30在与第一端板16或第二端板18的主平面垂直的方向上进行形变，即该固定件20能够给电池组预留一定的膨胀空间，以避免电池模组的内部压力过大。
根据本申请的一个实施例，固定件30的长度L范围为8mm-16mm。在一些实施例中，固定件30的长度L范围为10mm-14mm。在一些实施例中，固定件30的宽度W范围为4mm-12mm。在一些实施例中，固定件30的宽度W范围为6mm-10mm。在一些实施例中，固定件30的高度H范围为4mm-12mm。在一些实施例中，固定件30的高度H范围为6mm-10mm。
在一个实施例中，第一曲面303为π/2-2*π/3的劣弧(即对应于90度到120度的劣弧)。在一些实施例中，第二区块302的长度为d1，第一曲面303的弧长小于d1，第一曲面303半径为3*d1/(2*π)-2*d1/π。在一些实施例中，第一曲面303的半径为3mm-9mm。在一些实施例中，第一曲面303的半径为5mm-8mm。
在一些实施例中，第一侧板20或第二侧板22的厚度为t1，第二曲面的半径大于t1，且小于2.5*t1，以防止固定件30在使用过程中滑出凸体26。在一些实施例中，第二曲面304的半径为1mm-2.5mm。在一些实施例中，第二曲面304的半径为1.2mm-2.0mm。
在一个实施例中，第一弧面305的半径为0.5mm-1.5mm。第一弧面305的半径应尽量大，其大于固定件30的厚度t2，并且小于第二通孔28的顶壁到第一端板16上表面的距离d的一半，即第一弧面305的半径可以通过固定件的厚度t2和距离d确定。需要说明的是固定件30的厚度t2可以指第一区块301、第二区块302或第一曲面303的厚度。在一些实施例中，第一弧面305的半径为0.8mm-1.2mm。
在一些实施例中，第二弧面306的半径为2*t2-3*t2，t2为固定件30的厚度。在一些实施例中，第二弧面306的半径为0.6mm-3mm。第二弧面306的半径可以比第一弧面305的半径大一些，以进一步避免固定件30发生断裂。在一些实施例中，第二弧面306的半径为1.0mm-2.5mm。
在一些实施例中，固定件30的厚度t2为0.3mm-1mm。在一些实施例中，固定件30的厚度t2为0.5mm-0.8mm。在一些实施例中，固定件30的初始压缩变形范围为0.4mm-3mm(即需要给电池组一定的预压力)，可提供的压缩变形范围为0mm-8mm。在一些实施例中，固定件30的压缩变形范围为2mm-6mm。
根据本申请的一个实施例，具体参见图3，散热片322、电芯12以及第一弹性层324组成电芯组件32，并且散热片322和电芯12通过第一粘性层326连接，散热片322部分围绕电芯12。第一弹性层324可以是泡棉，也可以是其它具有弹性的物质层，其通过压缩变形为电芯12在其长度方向上提供缓冲保护。第一粘性层326可以为具有粘接作用的双面胶，也可以是通过在散热片322或电芯12的表面上刷胶(如采用溶剂型聚氨酯胶等)而成。散热片322可以是铝片，也可以是其它具有良好导热能力的导热片。在一些实施例中，第一弹性层324可以设置在电芯12未设置有极耳42的端部与散热片322之间。散热片322通过与电芯12紧贴将电芯12产生的热量导出，散热片322的侧壁与第一侧板20以及第二侧板22接触以进一步提高电池组10的散热效果。
根据本申请的一个实施例，电池组10可以包括彼此堆叠的多个电芯组件32，多个电芯组件32沿电芯12的厚度方向层叠设置。在一些实施例中，相邻的电芯组件32之间设置有第二弹性层34，电芯组件32和第一端板16或第二端板18之间也可以设置有第二弹性层34。第二弹性层34也可以是泡棉，还可以是其它具有弹性的物质层，其通过压缩变形为电芯12在其厚度方向上提供缓冲保护。第二弹性层34通过第二粘性层36与散热片322或电芯12连接。第二粘性层36也可以是双面胶，也可以是通过在散热片322或第二弹性层34的表面上刷胶(如采用水性聚丙烯酸压敏胶等)而成。第二弹性层34可以通过预紧力进行挤压给电芯12提供一定预加压力，并通过压缩变形吸收电芯12在使用过程中产生的膨胀量。第一端板16和第二端板18通过固定件30与第一侧板20和第二侧板22锁紧在一起，并通过挤压第二弹性层34将锁紧压力传递到电芯12上，给电芯12提供预加压力。在电芯12发生膨胀且膨胀量超过第二弹性层34的压缩极限时，会进一步使固定件30产生压缩变形，从而给电池组10提供一定的膨胀空间，以避免电池组内部的压力过大。
根据本申请的一个实施例，电池组10还可以包括转接板38、以及设置在电芯12与转接板38之间的第三弹性层40，电芯12的极耳42可以穿过第三弹性层40，并且与设置在转接板38上的连接铜片44(或者连接铜排)电连接。在一个实施例中，连接铜片44主要起连接各个电芯12以形成电流回路的作用，还可以起辅助焊接的作用。在一些实施例中，连接铜片44可以是薄铜片，也可以是能够让电流通过和/或起辅助焊接作用的其它薄金属片，如连接铝片等。在一些实施例中，连接铝片的表面上可以镀镍，既可防止氧化，还可方便焊接。转接板38为固定连接铜片44的PCB板(printed circuit board)，PCB板还具有连通电压采集电路的作用，PCB板上设有采集电芯12电压和电芯12温度的线路。极耳42可以通过焊接工艺(如激光焊接)焊接到转接板38的连接铜片44上，连接铜片44通过SMT(Surface MountTechnology)工艺固定在转接板38上面。通过第三弹性层40，可以将各个电芯12之间的极耳42相互隔离，并且第三弹性层40可以支撑各个电芯12的极耳42。
本申请的实施例提供了一种具有固定件30的包装壳体14，该包装壳体可以有效解决待包装物体在装配空间狭小情况下的装配困难问题，提高了软包锂电池模组装配便捷性。
本申请的实施例还提供了一种电池组，电池组可以设置在上述任一种的包装壳体14内，通过在包装壳体14上设置固定件30，可以有效解决电池组在装配空间狭小情况下的装配困难问题，提高了软包锂电池模组装配便捷性，节约了安装时间成本，并且简化了组装工艺。同时给电池组预留了一定的膨胀空间，以防止由于锂离子电芯膨胀而导致模组内部压力过大。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种包装壳体，包括：
第一端板和与所述第一端板相对设置的第二端板；以及
第一侧板和与所述第一侧板相对设置的第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板设置在所述第一端板与所述第二端板之间；
其中，所述第一端板设置有第一通孔，所述第一侧板上设置有穿过所述第一通孔的凸体；以及
所述包装壳体还包括固定件，所述固定件可拆卸地固定所述第一端板与所述第一侧板。
2.根据权利要求1所述的包装壳体，其中，所述固定件为弹性部件，所述固定件往与所述第一端板的主平面垂直的方向上进行形变。
3.根据权利要求2所述的包装壳体，其中，所述固定件的变形量大于0mm，且小于或等于8mm。
4.根据权利要求2所述的包装壳体，其中，所述凸体包括第二通孔，所述固定件穿过所述第二通孔以固定所述第一端板与所述第一侧板。
5.根据权利要求4所述的包装壳体，其中，所述固定件包括：
第一区块；
第二区块，所述第一区块的一端连接所述第二区块的一端，且所述第一区块与所述第二区块之间的夹角小于90度；以及
第一曲面，所述第二区块的另一端连接所述第一曲面的一端，所述第一曲面的另一端设置在所述第一区块与所述第二区块之间，且所述第一曲面朝向所述第一区块凸出；
其中，所述第一区块的表面抵接所述第二通孔的内壁，所述第二区块的表面抵接所述第一端板或所述第二端板的主平面，所述第一曲面的表面抵接所述第一区块，且所述第一曲面可在与所述第一端板或所述第二端板的主平面垂直的方向上进行形变。
6.根据权利要求5所述的包装壳体，其中，所述第一曲面的半径为3mm-9mm。
7.根据权利要求5所述的包装壳体，其中，所述第一区块包括朝向所述第一曲面延伸的第二曲面，且所述第二曲面的内表面抵接所述第二通孔的内壁，所述第二曲面的外表面抵接所述第一曲面的外表面。
8.根据权利要求7所述的包装壳体，其中，所述第二曲面的半径为1mm-2.5mm。
9.根据权利要求5所述的包装壳体，其中，所述第一区块通过第一弧面连接所述第二区块，或者所述第二区块通过第二弧面连接所述第一曲面。
10.根据权利要求9所述的包装壳体，其中，所述第一弧面的半径为0.5mm-1.5mm，或者所述第二弧面的半径为0.6mm-3mm。
11.一种电池组，包括多个电芯和包装壳体，所述多个电芯之间串联连接或并联连接，其中，所述包装壳体采用如权利要求1-10中任一项所述的包装壳体。
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