CN111668419A - 一种软包电池模组及其组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种软包电池模组及其组装方法，其包括壳体和容纳于所述壳体内的软包电芯总成，所述软包电芯总成包括软包电芯和集成盖总成，所述软包电芯由电芯单元构成，所述电芯单元由电芯单体组成，所述电芯单体中夹设有双面胶条，最外侧电芯单体的外侧各贴合一片单面背胶缓冲泡棉，相邻的所述电芯单元之间设有双面背胶缓冲泡棉。该软包电池模组设计紧凑，强度高且成组效率和体积利用率高。同时该软包电池模组的组装方法实现了高度的自动化和连续作业，有利于软包电池模组的大规模批量应用和节约模组的制造成本。

Description

一种软包电池模组及其组装方法

技术领域

本发明属于电池技术领域，具体涉及一种软包电池模组及其组装方法。

背景技术

软包电芯相比其他类型的电芯由于能量密度更高，安全性较好，在电动汽车中的应用越来越广泛。而软包电芯由于自身强度弱，所以需要容纳软包电芯的电池模组结构要做强，保证其在整车寿命期间内的各种复杂工况情况下，均能够有效保护电池模组内部的软包电芯，电池模组的寿命与整车同寿命。而且，软包电池模组结构应该是面向制造的，即软包电池模组组装的各个工序步骤皆为自动化或半自动化，减少人工操作和干预，便于工业大批量生产组装制造。因此，如何更好的设计出面向制造的高强度软包电池模组成为亟待攻克的难题。而软包电芯、软包电池模组在国内还处在蓬勃发展的初期，软包电池模组的产线自动化程度尚不能做到完全自动化，需要较多的人工操作和干预。

发明内容

有鉴于此，本发明有必要提供一种软包电池模组及其组装方法，该组装方法从内部的电芯堆叠组装到极耳焊接、端板与外框焊接、外框上下U形壳体焊接等全部实现自动化，生产节拍和长产效率大幅提高，从而降低了生产制造成本，解决了现有的软包电池模组组装过程无法做到完全自动化的技术问题。

一种软包电池模组，其包括壳体和容纳于所述壳体内的软包电芯总成，所述软包电芯总成包括软包电芯和集成盖总成，所述软包电芯由若干电芯单元构成，所述电芯单元由两个电芯单体组成，所述电芯单体中夹设有双面胶条，最外侧电芯单体的外侧各贴合一片单面背胶缓冲泡棉，相邻的所述电芯单元之间设有双面背胶缓冲泡棉；所述集成盖总成固接于所述软包电芯的上端面及两端；所述软包电芯总成的两端卡接有绝缘防护侧盖板，所述绝缘防护侧盖板的外侧卡接有模组端板，所述模组端板的四边分别与所述壳体焊接固定。

进一步的，所述壳体包括下部的U形罩体和设于所述U形罩体上端的倒U型盖板焊接而成。

进一步的，所述U型罩体包括底板和相对设置的两侧板，所述侧板远离所述底板的上端为台阶结构，所述倒U型盖板与所述台阶结构相卡合；所述底板上涂敷有导热结构胶。

进一步的，所述集成盖总成包括两集成盖端板和FPC总成上盖板，所述集成盖端板焊接于所述软包电芯的两端，所述FPC总成上盖板与所述软包电芯贴合且与所述集成端板焊接。

本发明还公开了一种软包电池模组的组装方法，包括以下工序：

S10、软包电芯堆叠工序：在相邻的软包电芯单体之间夹设双面胶条固定，形成电芯单元；相邻的电芯单元之间设有双面背胶缓冲泡棉，在最外侧电芯单体的外侧各贴合一片单面背胶缓冲泡棉；

S20、软包电芯总成组装工序：在所述软包电芯的两端分别组装焊接集成盖板，在所述软包电芯的上端面贴合FPC总成上盖板，并将所述FPC总成上盖板分别与所述集成盖板焊接；

S30、将所述软包电芯总成放入所述U形罩体中，在软包电芯总成的两端组装绝缘防护侧盖板，所述绝缘防护侧盖板与所述集成盖板卡接固定；

S40、在所述绝缘防护侧盖板的外侧分别组装模组端板，所述模组端板与所述绝缘防护侧盖板相配合，且所述模组端板的侧边与所述U形罩体的侧边搭接贴合；

S50、将倒U形盖板扣至所述U形罩体上，并将所述倒U形盖板和所述U形罩体、所述U形罩体和所述模组端板分别进行焊接固定。

进一步的，步骤S10的具体步骤为：

S101、吸取最外侧第一片所述单面背胶缓冲泡棉，并撕去背胶层离心纸；

S102、抓取第一只软包电芯单体置于第一片单面背胶缓冲泡棉上，使两者之间可靠贴合；

S103、吸取第一片双面胶贴合在第一只软包电芯单体上，撕去表面离心纸；

S104、抓取第二只软包电芯单体置于第一片双面胶上，使两只软包电芯可靠固定组成第一个电芯单元；

S105、吸取第一片双面背胶缓冲泡棉置于第一个软包电芯单元的第二只软包电芯上，并撕去离心纸；

S106、同步骤S102、S103、S104、S105，组装第2到第N个软包电芯单元及软包电芯单元之间的双面背胶缓冲泡棉，其中，N≥3；

S107、同步骤S102、S103、S104，组装第N+1个软包电芯单元；

S108、吸取第二片单面背胶缓冲泡棉置于第N+1个软包电芯单元最外侧的软包电芯单体上，使单面背胶缓冲泡棉与软包电芯单体完全贴合。

进一步的，步骤S20的具体步骤为：

S201、梳理软包电芯两端的极耳，先将一端的集成盖板安装到所述软包电芯的端部；

S202、自动识别集成盖板的组装效果，将电芯极耳压平到集成盖板内的汇流排上，将模组自动搬运至极耳焊接装置处；

S203、自动对一端的集成盖板与软包电芯极耳进行焊接；

S204、重复步骤S201、S202、S203，组装焊接好另一端集成盖板；

S205、吸取FPC总成上盖板安装贴合到软包电芯上，两端的信号采集镍片分别对应集成盖板内的汇流排；

S206、将FPC总成上盖板的镍片分别焊接到两端的集成盖板上。

进一步的，步骤S30的具体步骤为：

S301、在U形罩体的内表面上通过自动涂胶涂布导热结构胶；

S302、抓取软包电芯总成放入U形罩体内，同时将U形罩体的开口拉开，其中，软包电芯总成中单面背胶缓冲泡棉的所在侧分别与U形罩体的两侧板贴合；

S303、抓取绝缘防护侧盖板组装到两端的集成盖板上，所述绝缘防护侧盖板与所述集成盖板卡接固定。

进一步的，步骤S40的具体步骤为：

S401、抓取模组端板，使模组端板的底面和两侧面的伸出筋进入电池模组内，模组端板的两侧边和底边均与所述U形罩体的三边相搭接贴合。

进一步的，步骤S50的具体步骤为：

S501、吸取倒U形盖板扣到U形罩体上，对电池模组两侧边施加压力，使所述U形罩体与所述模组端板、所述倒U形盖板可靠接触；

S502、将两端的模组端板与U形罩体点焊固定定位；

S503、将所述倒U形盖板焊接到所述U形罩体上；

S504、将所述模组端板与所述U形罩体的底边和两侧边完全焊接固定，将所述模组端板的顶边焊接固定在所述倒U形盖板上。

本发明中的软包电池模组为金属全封闭结构，主体壳体全封闭焊接，两端的模组端板为金属端板与壳体均进行了焊接，将内部的软包电芯总成全封闭，从而使得该软包电池模组具有高强度，该软包电池模组中的软包电芯内部取消了传统的支撑固定电芯支架，采用泡棉代替，一方面可以抵消电芯膨胀，另一方面可以防火隔热。

此外，本发明中的软包电池模组的组装方法，从内部的电芯堆叠组装到极耳焊接、模组端板与壳体的焊接、壳体的焊接等全部采用自动化，生产节拍和生产效率大幅提高，进而降低了生产制造成本。

附图说明

图1为本发明中一较佳实施例中软包电池模组的整体结构示意图；

图2为图1中软包电池模组的分解结构示意图；

图3为图2中软包电芯堆叠结构示意图；

图4为本发明一较佳实施例中软包电芯总成的组装示意图；

图5为本发明软包电池模组U形罩体201和软包电芯总成的组装结构示意图；

图6为本发明软包电池模组绝缘防护侧盖板50的组装结构示意图；

图7是本发明软包电池模组的模组端板30的组装结构示意图；

图8是本发明软包电池模组的倒U形盖板202的组装结构示意图。

图中：10-软包电芯总成、20-壳体、30-模组端板、50-绝缘防护侧盖板、101-软包电芯、102-软包电芯单体、103-双面胶、104-双面背胶缓冲泡棉、105-侧边单面背胶缓冲泡棉、201-U形罩体、202-倒U形盖板、401-第一集成盖板、402-第二集成盖板、403-FPC总成上盖板。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

本发明的实施例中公开了一种软包电池模组，该软包电池模组为390软包电池模组，其包括12只354软包电芯单体，其结构包括壳体20和容纳于壳体20内的软包电芯总成10，如图1和图2中所示的，壳体20包括下部的U形罩体201和设于U形罩体201上端的倒U形盖板202焊接而成，具体来说，U形罩体201包括底板和相对设置的两侧板，所述侧板远离所述底板的上端为台阶结构，倒U形盖板202与所述台阶结构相卡合，在U形罩体201的底板上涂敷有导热结构胶，与软包电芯总成10的底面可靠接触，保证了电池模组的强度且兼顾导热和散热。进一步的，软包电芯总成10包括软包电芯101和集成盖总成，所述集成盖总成固接于软包电芯101的上端面及两端，具体来说，集成盖总成包括焊接于软包电芯101两端的第一集成盖板401、第二集成盖板402和贴合于软包电芯101上端的FPC总成上盖板403，FPC总成上盖板403分别与第一集成盖板401、第二集成盖板402焊接。

进一步的，软包电芯总成10的两端卡接有绝缘防护侧盖板50，绝缘防护侧盖板50的外侧卡接有模组端板30，模组端板30的四边分别与壳体20焊接固定，具体的，模组端板30的伸出筋伸入电池模组的内部。

更进一步的，软包电芯101由若干电芯单元构成，相邻的所述电芯单元之间设有双面背胶缓冲泡棉104，所述电芯单元由两个软包电芯单体102组成，所述软包电芯单体102中夹设有双面胶条103，最外侧软包电芯单体102的外侧各贴合一片单面背胶缓冲泡棉105，除绝缘和吸收电芯的膨胀位移外还保护了外侧的软包电芯单体102。

本发明还公开了上述软包电池模组的组装方法，具体步骤如下：

S10、软包电芯101堆叠工序：在相邻的软包电芯单体102之间夹设双面胶条103固定，形成电芯单元；相邻的电芯单元之间设有双面背胶缓冲泡棉104，在最外侧软包电芯单体102的外侧各贴合一片侧边单面背胶缓冲泡棉105，具体步骤如图3中所示的：

S101、通过机械手吸盘吸取最外侧第一片侧边单面背胶缓冲泡棉105置于模组堆叠工装托盘中，撕去背胶层离心纸；

S102、机械手抓取第一只软包电芯单体102置于第一片侧边单面背胶缓冲泡棉105上，使两者之间可靠贴合；

S103、吸取第一片双面胶条103贴合在第一片软包电芯单体102上，撕去表面离心纸；

S104、抓取第二只软包电芯单体102置于第一片双面胶条103上，使两只软包电芯单体102可靠固定组成第一个电芯单元；

S105、吸取第一片双面背胶缓冲泡棉104置于第一个软包电芯单元的第二只软包电芯单体102上，撕去离心纸；

S106、同步骤S102、S103、S104和S105，组装第2到第5个软包电芯单元及电芯单元之间的双面背胶缓冲泡棉104；

S107、同步骤S102、S103和S104，组装第6个软包电芯单元；

S108、吸取第二片侧边单面背胶缓冲泡棉105置于最外侧的软包电芯单体102上，使侧边单面背胶缓冲泡棉105与软包电芯单体102完全贴合。

S20、软包电芯总成10组装工序：在软包电芯101的两端分别组装焊接第一集成盖板401和第二集成盖板402，在软包电芯101的上端面贴合FPC总成上盖板403，并将FPC总成上盖板403分别与第一集成盖板401、第二集成盖板402焊接，具体如图4所示为本实施例390软包电池模组的集成盖板总成及其组装效果示意，本实施例的集成盖板总成包含两端集成塑料电气压板和铜汇流排的第一集成盖板401和第二集成盖板402以及集成电气和温度采集FPC和FPC固定上盖板的FPC总成上盖板403。第一集成盖板401和第二集成盖板402及FPC总成上盖板403均为已组装好状态：

S201、利用梳理电芯极耳的工装对软包电芯总成10的两端极耳进行梳理，先将第一集成盖板401安装到软包电芯总成10的其中一端部；

S202、自动识别第一集成盖板401的组装效果，并利用压平焊接工装将电芯极耳压平到第一集成盖板401内的汇流排上，将模组自动搬运至极耳焊接设备处；

S203、自动对第一集成盖板401与软包电芯总成10的极耳进行激光焊接；

S204、同步骤S201、S202和S203，组装焊接好另一端的第二集成盖板402；

S205、利用机械手吸盘将FPC总成上盖板403安装贴合到软包电芯101的上方，两端的信号采集镍片分别对应第一集成盖板401和第二集成盖板402内的汇流排；

S206、通过激光点焊，将FPC总成上盖板403两端的镍片分别焊接到两端的第一集成盖板401和第二集成盖板402上。

S30、将软包电芯总成10放入U形罩体201中，在软包电芯总成10的两端组装绝缘防护侧盖板50，绝缘防护侧盖板50与第一集成盖板401或第二集成盖板402卡接固定，如图5中所示的，组装步骤如下：

S301、通过自动涂胶设备，在U形罩体201的内表面上涂一层导热结构胶，涂胶均匀连续不得溢胶；

S302、通过机械手臂将软包电芯总成10缓慢放入U形罩体201中，同时，由另一机械手将U形罩体201的开口拉开，大约2mm左右，方便软包电芯总成10进入U形罩体201中；

S303、检查前面组装效果并将两端的绝缘防护侧盖板50组装到电池模组两端的第一集成盖板401和第二集成盖板402上，保证绝缘防护侧盖板50与第一集成盖板401或第二集成盖板402通过卡扣可靠固定，如图6中所示的；

S40、在所述绝缘防护侧盖板50的外侧分别组装模组端板30，模组端板30与绝缘防护侧盖板50相配合，且模组端板30的侧边与U形罩体201的侧边搭接贴合，具体如图7中所示的：

S401、分别将两端模组端板30放置到电池模组两端，使模组端板30的底面和两侧面伸出筋进入电池模组内，模组端板30的两侧边和底边三边均与U形罩体201的三边相搭接贴合。

S50、将倒U形盖板202扣至所述U形罩体201上，并将所述倒U形盖板202和所述U形罩体201、所述U形罩体201和所述模组端板30分别进行焊接固定，具体如图8中所示的，组装过程如下：

S501、将倒U形盖板202扣到电池模组的U形罩体201上，通过工装治具对电池模组两侧边施加一定压力，使U形罩体201与模组端板30及倒U形盖板202可靠接触，易于焊接；

S502、通过激光点焊将两端模组端板30与U形罩体201点焊固定定位；

S503、通过分段连续激光缝边焊将倒U形盖板202焊接到U形罩体201上；

S504、最后通过激光搭接缝边焊将模组端板30与U形罩体201的底边和两侧边完全焊接固定，将模组端板30的顶边焊接固定在倒U形盖板202上。

本实施例中的软包电池模组内部取消了传统的支撑固定的电芯支架，用可以抵消电芯膨胀且防火隔热的泡棉代替，模组内部所有电芯通过导热胶和底面可靠接触，既保证了强度又兼顾导热散热，该软包电池模组设计紧凑，成组效率和体积利用率比带有电芯支架的模组有较大的提高。

同时本实施例的软包模组制作方法实现了高度的自动化和连续作业，有利于软包电池模组的大规模批量应用和节约模组的制造成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种软包电池模组，其包括壳体和容纳于所述壳体内的软包电芯总成，其特征在于，所述软包电芯总成包括软包电芯和集成盖总成，所述软包电芯由若干电芯单元构成，所述电芯单元由两个电芯单体组成，所述电芯单体中夹设有双面胶条，最外侧电芯单体的外侧各贴合一片单面背胶缓冲泡棉，相邻的所述电芯单元之间设有双面背胶缓冲泡棉；所述集成盖总成固接于所述软包电芯的上端面及两端；所述软包电芯总成的两端卡接有绝缘防护侧盖板，所述绝缘防护侧盖板的外侧卡接有模组端板，所述模组端板的四边分别与所述壳体焊接固定。

2.如权利要求1所述的软包电池模组，其特征在于，所述壳体包括下部的U形罩体和设于所述U形罩体上端的倒U型盖板焊接而成。

3.如权利要求2所述的软包电池模组，其特征在于，所述U型罩体包括底板和相对设置的两侧板，所述侧板远离所述底板的上端为台阶结构，所述倒U型盖板与所述台阶结构相卡合；所述底板上涂敷有导热结构胶。

4.如权利要求1所述的软包电池模组，其特征在于，所述集成盖总成包括两集成盖端板和FPC总成上盖板，所述集成盖端板焊接于所述软包电芯的两端，所述FPC总成上盖板与所述软包电芯贴合且与所述集成端板焊接。

5.一种软包电池模组的组装方法，其特征在于，包括以下工序：

S10、软包电芯堆叠工序：在相邻的软包电芯单体之间夹设双面胶条固定，形成电芯单元；相邻的电芯单元之间设有双面背胶缓冲泡棉，在最外侧电芯单体的外侧各贴合一片单面背胶缓冲泡棉；

S20、软包电芯总成组装工序：在所述软包电芯的两端分别组装焊接集成盖板，在所述软包电芯的上端面贴合FPC总成上盖板，并将所述FPC总成上盖板分别与所述集成盖板焊接；

S30、将所述软包电芯总成放入所述U形罩体中，在软包电芯总成的两端组装绝缘防护侧盖板，所述绝缘防护侧盖板与所述集成盖板卡接固定；

S40、在所述绝缘防护侧盖板的外侧分别组装模组端板，所述模组端板与所述绝缘防护侧盖板相配合，且所述模组端板的侧边与所述U形罩体的侧边搭接贴合；

S50、将倒U形盖板扣至所述U形罩体上，并将所述倒U形盖板和所述U形罩体、所述U形罩体和所述模组端板分别进行焊接固定。

6.如权利要求5所述的组装方法，其特征在于，步骤S10的具体步骤为：

S101、吸取最外侧第一片所述单面背胶缓冲泡棉，并撕去背胶层离心纸；

S102、抓取第一只软包电芯单体置于第一片单面背胶缓冲泡棉上，使两者之间可靠贴合；

S103、吸取第一片双面胶贴合在第一只软包电芯单体上，撕去表面离心纸；

S104、抓取第二只软包电芯单体置于第一片双面胶上，使两只软包电芯可靠固定组成第一个电芯单元；

S105、吸取第一片双面背胶缓冲泡棉置于第一个软包电芯单元的第二只软包电芯上，并撕去离心纸；

S106、同步骤S102、S103、S104、S105，组装第2到第N个软包电芯单元及软包电芯单元之间的双面背胶缓冲泡棉，其中，N≥3；

S107、同步骤S102、S103、S104，组装第N+1个软包电芯单元；

S108、吸取第二片单面背胶缓冲泡棉置于第N+1个软包电芯单元最外侧的软包电芯单体上，使单面背胶缓冲泡棉与软包电芯单体完全贴合。

7.如权利要求5所述的组装方法，其特征在于，步骤S20的具体步骤为：

S201、梳理软包电芯两端的极耳，先将一端的集成盖板安装到所述软包电芯的端部；

S202、自动识别集成盖板的组装效果，将电芯极耳压平到集成盖板内的汇流排上，将模组自动搬运至极耳焊接装置处；

S203、自动对一端的集成盖板与软包电芯极耳进行焊接；

S204、重复步骤S201、S202、S203，组装焊接好另一端集成盖板；

S205、吸取FPC总成上盖板安装贴合到软包电芯上，两端的信号采集镍片分别对应集成盖板内的汇流排；

S206、将FPC总成上盖板的镍片分别焊接到两端的集成盖板上。

8.如权利要求5所述的组装方法，其特征在于，步骤S30的具体步骤为：

S301、在U形罩体的内表面上通过自动涂胶涂布导热结构胶；

S302、抓取软包电芯总成放入U形罩体内，同时将U形罩体的开口拉开，其中，软包电芯总成中单面背胶缓冲泡棉的所在侧分别与U形罩体的两侧板贴合；

S303、抓取绝缘防护侧盖板组装到两端的集成盖板上，所述绝缘防护侧盖板与所述集成盖板卡接固定。

9.如权利要求5所述的组装方法，其特征在于，步骤S40的具体步骤为：

S401、抓取模组端板，使模组端板的底面和两侧面的伸出筋进入电池模组内，模组端板的两侧边和底边均与所述U形罩体的三边相搭接贴合。

10.如权利要求5所述的组装方法，其特征在于，步骤S50的具体步骤为：

S501、吸取倒U形盖板扣到U形罩体上，对电池模组两侧边施加压力，使所述U形罩体与所述模组端板、所述倒U形盖板可靠接触；

S502、将两端的模组端板与U形罩体点焊固定定位；

S503、将所述倒U形盖板焊接到所述U形罩体上；

S504、将所述模组端板与所述U形罩体的底边和两侧边完全焊接固定，将所述模组端板的顶边焊接固定在所述倒U形盖板上。

Images