CN112259850B - 一种标准化加热功能集成化电池模组 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种标准化加热功能集成化电池模组，包括壳体、加热装置，壳体具有沿上下向依次布设的第一安装腔和第二安装腔，第一安装腔和第二安装腔均用于放置电池模组；加热装置包括第一加热体和第二加热体，第一加热体设置在第一安装腔内对位于第一安装腔内的电池模组加热，第二加热体设置在第二安装腔内对位于第二安装腔内的电池模组加热。实现模组标准化、加热功能集成化，提供高均温、高强度和轻量化的模组结构设计。此外，电池模组的“嵌入安装式塑料侧板”对模组内的电芯能起到变形约束的作用。变形约束设计即既能对电芯的正常的鼓胀起到限制作用，又能对电芯产生外短路时给予一定的膨胀空间，从而达到延长电芯使用寿命的目的。

Description

一种标准化加热功能集成化电池模组

技术领域

本发明涉及汽车电池模组术领域，特别涉及一种标准化加热功能集成化电池模组。

背景技术

近年来，为应对汽车工业迅猛发展带来的环境污染、石油资源集聚消耗等影响，各国都在积极开展研究新能源汽车研究。由于新能源汽车在冬季和夏季的续航里程受到环境的影响较大，新能源汽车的电池模组的热管理设计更是重中之重。众所周知铁锂相对三元电芯具有发热量小、循环寿命好和成本低的优点，温度过低超过电芯的最佳温度范围，导致电芯寿命锐减；同时温度过低也会导致电池的放电能力低，不能满足车辆的行驶要求。现有的车厂针对铁锂电池模组的标准化设计较为粗糙，并且加热装置分散设置，很少能够有高集成、低成本的标准化模组设计方案。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种标准化加热功能集成化电池模组，旨在改善现有技术中，电池模组不标准、加热功能不集成的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种标准化加热功能集成化电池模组，包括：

多个电池模组；

壳体，所述壳体具有沿上下向依次布设的第一安装腔和第二安装腔，所述第一安装腔和所述第二安装腔均用于放置所述电池模组；以及，

加热装置，包括第一加热体和第二加热体，所述第一加热体设置在所述第一安装腔内，用于对位于所述第一安装腔内的所述电池模组加热，所述第二加热体设置在所述第二安装腔内，用于对位于所述第二安装腔内的所述电池模组加热。

可选地，所述壳体包括H型梁，所述H型梁设置在所述壳体内，所述H型梁包括沿上下方向延伸的两个竖梁、以及沿横向延伸的横梁，所述横梁设置在两个竖梁之间以将所述壳体分隔成沿上下向依次布设的所述第一安装腔和所述第二安装腔。

可选地，所述标准化加热功能集成化电池模组还包括端板，所述端板设置在所述壳体的侧端并与所述竖梁连接，所述端板上设有卡接部，所述竖梁对应设有配合部，所述卡接部和所述配合部相卡接用以限制所述H型梁在水平方向的活动。

可选地，所述标准化加热功能集成化电池模组还包括第一集流组件和第二集流组件，所述电池模组包括多个电池单体；

所述第二集流组件设置在相邻的两个所述电池单体之间，用以连接相邻的两个所述电池单体；

所述第一集流组件设置在所述电池模组两端，用于连接所述电池模组的电极以使得电流经所述第一集流组件导出。

可选地，所述加热装置包括加热丝，所述横梁的上端面和所述横梁的下端面均设有安装槽，所述加热丝通过所述安装槽由所述第一安装腔延伸至所述第二安装腔内以构成位于所述第一安装腔内的所述第一加热体、以及位于所述第二安装腔内的所述第二加热体。

可选地，所述横梁上设有多个减重孔。

可选地，所述横梁的上端面和所述横梁的下端面均铺设有导热结构胶。

可选地，所述H型梁表面设有一层绝缘漆。

可选地，所述准化加热功能集成化电池模组还包括多个安装孔和多个定位孔，所述安装孔和所述定位孔沿上下向贯穿所述端板，所述定位孔用于供所述电池模组定位，所述安装孔用于将上下向叠设的多个所述电池模组串接。

可选地，所述准化加热功能集成化电池模组还包括位于所述壳体上下两个端面上的上侧板和下侧板，所述上侧板和所述下侧板上设有加强筋。

在本发明提供的技术方案中，包括壳体、加热装置，壳体具有沿上下向依次布设的第一安装腔和第二安装腔，第一安装腔和第二安装腔均用于放置电池模组；加热装置包括第一加热体和第二加热体，第一加热体设置在第一安装腔内对位于第一安装腔内的电池模组加热，第二加热体设置在第二安装腔内对位于第二安装腔内的电池模组加热。实现模组标准化、加热功能集成化，提供高均温、高强度和轻量化的模组结构设计。通过设计一种标准化模组结构，在确保模组高效热管理性能的前提下，确保整车的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的标准化加热功能集成化电池模组一实施例的结构示意图；

图2为图1中H型梁的结构示意图；

图3为图1中第一集流组件的结构示意图；

图4为图1中第一集流板的结构示意图；

图5为图1中极耳的结构示意图；

图6为图1中第二集流板组件的结构示意图；

图7为图1中标准化加热功能集成化电池模组的俯视图；

图8为图1中标准化加热功能集成化电池模组的正视图；

图9为图1中H型梁的剖面图；

图10为图1中上侧板的结构示意图；

图11为图1中电池模组的安装示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	标准化加热功能集成化电池模组	113	安装槽
101	壳体	114	减重孔
				102	第一安装腔	115	导热结构胶
103	第二安装腔	116	安装孔
				104	H型梁	117	定位孔
105	竖梁	118	上侧板
				106	横梁	119	第一集流板
107	端板	120	柔性角
				108	卡接部	121	第二定位孔
109	配合部	122	第一定位孔
				110	极耳	123	第二集流组件
111	第一集流组件	124	第二集流板
				112	第三定位孔	125	绝缘层

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。还有就是，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

近年来，为应对汽车工业迅猛发展带来的环境污染、石油资源集聚消耗等影响，各国都在积极开展研究新能源汽车研究，由于新能源汽车在冬季和夏季的续航里程受到环境的影响较大，新能源汽车的电池模组的热管理设计更是重中之重，众所周知铁锂相对三元电芯具有发热量小、循环寿命好和成本低的优点，温度过低超过电芯的最佳温度范围，导致电芯寿命锐减；同时温度过低也会导致电池的放电能力低，不能满足车辆的行驶要求。现有的车厂针对铁锂电池模组的标准化设计较为粗糙，并且加热装置分散设置，很少能够有高集成、低成本的标准化模组设计方案。

鉴于此，本发明提供一种标准化加热功能集成化电池模组，旨在改善现有技术中，电池模组不标准、加热功能不集成的技术问题。请参阅图1至图11为本发明提供的标准化加热功能集成化电池模组的一实施例。

本实施例提供的一种标准化加热功能集成化电池模组100包括：

壳体101，所述壳体具有沿上下向依次布设的第一安装腔102和第二安装腔103，所述第一安装腔102和所述第二安装腔103均用于放置电池模组；以及，

加热装置，包括第一加热体和第二加热体，所述第一加热体设置在所述第一安装腔102内，用于对位于所述第一安装腔102内的所述电池模组加热，所述第二加热体设置在所述第二安装腔103内，用于对位于所述第二安装腔103内的所述电池模组加热。

在本实施例提供的技术方案中，标准化加热功能集成化电池模组100包括壳体101、电池模组、加热装置，壳体101内形成有安装腔，安装腔被分隔成位于上方的第一安装腔102，和位于下方的第二安装腔103，第一安装腔102和第二安装腔103都是用来安装电池模组的。第一安装腔102设置有第一加热体，第二安装腔103内设置有第二加热体。电池模组是由多个电池单体构成的，电池单体包括正极片、负极片，电池单体之间通过极耳110连接在一起，位于正极片一侧的极耳110是用来将多个电池单体的正极相连，位于负极片一侧的极耳110是用来将多个电池单体的负极顶相连。

在本发明中加热装置集中设计在同一平面上，使得电池模组内部结构更加紧凑，提高了加热装置的利用效率。实现模组标准化、加热功能集成化，提供高均温、轻量化的模组结构设计。

进一步地，在本实施例中，为了使电池模组在上下方向叠设放置，有效的保证模组的平面度和强度，在壳体101内的安装腔内设置一个H型梁104，H型梁为一体式挤出成型，能增加壳体101的结构强度，使电池模组更稳定可靠。此外，H型梁为铝制材料，在保证强度的前提下能有效的减轻电池模组的载荷。所述H型梁104包括沿上下方向延伸的两个竖梁105、以及沿横向延伸的横梁106，所述横梁106设置在两个竖梁105之间以将所述壳体101分隔成沿上下向依次布设的所述第一安装腔102和所述第二安装腔103。壳体101由高分子材料注塑而成，具有高绝缘性、阻燃性和良好的强度和韧性。

进一步地，在本实施例中，所述标准化加热功能集成化电池模组100还包括端板107，所述端板107设置在所述壳体101的侧端并与所述竖梁105连接，所述端板107上设有卡接部108，所述竖梁105对应设有配合部109，所述卡接部和所述配合部相卡接用以限制所述H型梁104在水平方向的活动。端板107上设有卡接部108是一个Ω型凸台，在竖梁105对应处的配合部109则是一个Ω型槽，Ω型凸台与Ω型槽相卡合。对H型梁104在X轴和Y轴方向的移动做出了限制，能防止H型梁104在水平方向发生移动进而造成电池模组的错位，影响电池模组的质量，给汽车带来安全隐患。

进一步地，在本实施例中，电池模组包括多个电池单体，为实现多个电池单体的串并联连接以解决单个电池单体的供电电压和供电电流过低的问题，所以采用第二集流组件123对电池单体进行汇接，使其变成一个电池模组；同时为了使电池模组的电流导出，在电池模组的两端设置了第一集流组件111。所述第二集流组件123设置在相邻的两个所述电池单体之间，用以连接相邻的两个所述电池单体；所述第一集流组件111设置在所述电池模组两端，用于连接所述电池模组的电极以使得电流经所述第一集流组件111导出。第一集流组件111包括第一集流板119和极耳110，第二集流组件123包括第二集流板124和极耳110。极耳110上设有一个第三定位孔112，极耳110上的第三定位孔112是用来与壳体101之间进行定位的。极耳110采用铝镍复合材料，成本低、柔性好、散热性好，还可以熔断，易焊接。此外，极耳110上还设计有柔性角120，柔性角120的柔软性好，不易断裂，在电池单体发生震动时可以起到缓冲的作用。极耳110采用铝镍复合材料，在大电流通过时会像保险丝一样自动熔断，从而保护整个电池模组不会因大电流短路而发生热失控。第一集流板119上还设计有第二定位孔121，第二定位孔121与极耳110上的第三定位孔112是对齐的。在极耳110的两端还设计有第一定位孔122，第一集流板119和第二集流板124对应的位置设有与极耳110两端的第一定位孔122相配合的孔，它们之间可通过一螺销进行精准的定位。

此外，还需要说明的是，相邻的两个电池单体之间设有有绝缘层125，绝缘层125是一层绝缘纸。

进一步地，在本实施例中，所述加热装置包括加热丝，为了固定安装好加热丝，横梁106的上端面和所述横梁106的下端面均设有安装槽113，由H型梁104的构造可知，横梁106的上端面是位于第一安装腔102内的，横梁106的下端面是位于第二安装腔103内的。加热丝从第一安装腔102内安装槽一直延伸到第二安装腔103内安装槽113。加热丝是一体成型的，在第一安装腔102内构成了所述第一加热体用来给第一安装腔102内的电池模组加热，在第二安装腔103内构成了所述第二加热体用来给第二安装腔103内的电池模组加热。为了实现对加热丝的定位，防止其松动。安装槽113的大小、形状与加热丝相适配。又或者通过卡扣的方式将加热丝安装在安装腔内，这样拆卸方便，便于维修。显然，本设计不限于此，在其他实施例中，能起到相同的设计目的即可。加热丝使用寿命长、表面负荷高、抗氧化性能好、电阻率高，价格便宜。

进一步地，在本实施例中，为了有效减轻H型梁104的重量，在H型梁104的横梁106上设有多个减重孔114。

进一步地，在本实施例中，第一加热体和第二加热体与第一安装腔和第二安装腔的内腔壁之间，通过导热结构胶115连接，通过使第一加热体、第二加热体与第一安装腔102、第二安装腔103的腔壁紧密贴合，增加电芯与腔壁之间的热交换效率。

进一步地，在本实施例中，为了增强H型梁104的绝缘性，防止其导电。在H型梁104的表面涂一层绝缘漆。

进一步地，在本实施例中，为了实现电池模组的定位，防止在安装的过程中位置出现偏差，在壳体101左右两侧的端板107上设多个7.8mm的定位孔117，定位孔117沿上下向贯穿所述端板107。此外，为了将将上下向叠设的多个所述电池模组串接起来，在壳体101左右两侧的端板107上设多个10mm的安装孔116，安装孔116沿上下向贯穿所述端板107。

需要说明的是，所述标准化加热功能集成化电池模组100还包括位于壳体上下两个端面的上侧板118和下侧板，上侧板118和下侧板是嵌入式的，上侧板118和下侧板的两端设有嵌入结构，可以使上侧板118和下侧板嵌入在壳体101上，同时上侧板118和下侧板制成材料是塑料。“嵌入安装式塑料侧板”对模组内的电芯能起到变形约束的作用。变形约束设计即既能对电芯的正常的鼓胀起到限制作用，又能对电芯产生外短路时给予一定的膨胀空间，从而达到延长电芯使用寿命的目的。上侧板118和所述下侧板上都设有加强筋，起到加强的作用。

以上所述仅为本发明的可选地实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种标准化加热功能集成化电池模组，其特征在于，包括：

多个电池模组；

壳体，所述壳体具有沿上下向依次布设的第一安装腔和第二安装腔，所述第一安装腔和所述第二安装腔均用于放置所述电池模组；以及，

加热装置，包括第一加热体和第二加热体，所述第一加热体设置在所述第一安装腔内，用于对位于所述第一安装腔内的所述电池模组加热，所述第二加热体设置在所述第二安装腔内，用于对位于所述第二安装腔内的所述电池模组加热；

其中，所述标准化加热功能集成化电池模组还包括位于所述壳体上下两个端面上的上侧板和下侧板，所述上侧板和所述下侧板上设有加强筋，所述上侧板和所述下侧板的两端设有嵌入结构，用以嵌入所述壳体内；

所述壳体包括H型梁，所述H型梁设置在所述壳体内，所述H型梁包括沿上下方向延伸的两个竖梁、以及沿横向延伸的横梁，所述横梁设置在两个竖梁之间以将所述壳体分隔成沿上下向依次布设的所述第一安装腔和所述第二安装腔；

所述标准化加热功能集成化电池模组还包括端板，所述端板设置在所述壳体的侧端并与所述竖梁连接，所述端板上设有卡接部，所述竖梁对应设有配合部，所述卡接部和所述配合部相卡接用以限制所述H型梁在水平方向的活动，所述卡接部为Ω型凸台，所述配合部为Ω型槽，所述Ω型凸台与所述Ω型槽相卡合；

所述标准化加热功能集成化电池模组还包括第一集流组件和第二集流组件，所述电池模组包括多个电池单体；

所述第二集流组件设置在相邻的两个所述电池单体之间，用以连接相邻的两个所述电池单体；

所述第一集流组件设置在所述电池模组两端，用于连接所述电池模组的电极以使得电流经所述第一集流组件导出；

所述第一集流组件包括第一集流板和极耳，所述第二集流组件包括第二集流板和极耳，所述极耳采用铝镍复合材料，以在大电流通过时熔断，所述极耳上设计有柔性角，所述极耳的两端还设计有第一定位孔，所述第一集流板和所述第二集流板在对应的位置分别设有与所述第一定位孔相配合的孔，以通过螺销定位连接，所述极耳上还设有一个第三定位孔，所述第三定位孔用以与所述壳体定位连接。

2.如权利要求1所述的标准化加热功能集成化电池模组，其特征在于，所述加热装置包括加热丝，所述横梁的上端面和所述横梁的下端面均设有安装槽，所述加热丝通过所述安装槽由所述第一安装腔延伸至所述第二安装腔内以构成位于所述第一安装腔内的所述第一加热体、以及位于所述第二安装腔内的所述第二加热体。

3.如权利要求1所述的标准化加热功能集成化电池模组，其特征在于，所述横梁上设有多个减重孔。

4.如权利要求1所述的标准化加热功能集成化电池模组，其特征在于，所述横梁的上端面和所述横梁的下端面均铺设有导热结构胶。

5.如权利要求1所述的标准化加热功能集成化电池模组，其特征在于，所述H型梁表面设有一层绝缘漆。

6.如权利要求1所述的标准化加热功能集成化电池模组，其特征在于，所述准化加热功能集成化电池模组还包括多个安装孔和多个定位孔，所述安装孔和所述定位孔沿上下向贯穿所述端板，所述定位孔用于供所述电池模组定位，所述安装孔用于将上下向叠设的多个所述电池模组串接。

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