CN112331998B - 电池模块、电池组、装置及电池模块的装配方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电池模块、电池组、装置及电池模块的装配方法，所述电池模块包括：电池单体排列结构，包括多个相互堆叠的电池单体；扎带，所述扎带环绕于所述电池单体排列结构的外侧，且至少包括材料不同的第一扎带和第二扎带；其中，所述第一扎带的至少部分位于所述第二扎带靠近所述电池单体的一侧。第一扎带与第二扎带可以为不同材质的结构，从而使得扎带能够具有第一扎带和第二扎带的特性，提高扎带的适用性，同时，能够有助于提高扎带对电池单体排列结构的连接可靠性，并能够有助于释放电池模块的膨胀力。

Description

电池模块、电池组、装置及电池模块的装配方法

技术领域

本申请涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种电池模块、电池组、装置及电池模块的装配方法。

背景技术

电池模块包括多个相互堆叠的电池单体，电池模块成组时，可通过扎带将各电池单体连接，与框架结构相比，该扎带具有结构简单、重量小的优点。为了保证电池模块的稳定性和强度，目前的扎带具有较高的强度，但是该扎带电池单体膨胀力的作用下变形量较小，无法释放模组膨胀力。

发明内容

本申请提供了一种电池模块、电池组、装置及电池模块的装配方法，该电池模块的扎带具有较高的连接可靠性，并能够释放电池模块的膨胀力。

本申请实施例第一方面提供一种电池模块，所述电池模块包括：

电池单体排列结构，包括多个相互堆叠的电池单体；

扎带，所述扎带环绕于所述电池单体排列结构的外侧，且至少包括材料不同的第一扎带和第二扎带；

其中，所述第一扎带的至少部分位于所述第二扎带靠近所述电池单体的一侧。

本申请实施例中，第一扎带的至少部分位于第二扎带的内侧时，使得与第二扎带相比，第一扎带更加靠近电池单体排列结构。且上述第一扎带与第二扎带可以为不同材质的结构，从而使得扎带能够具有第一扎带和第二扎带的特性，提高扎带的适用性，同时，能够有助于提高扎带对电池单体排列结构的连接可靠性，并能够有助于释放电池模块的膨胀力。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请所提供装置在一种具体实施例中的结构示意图；

图2为本申请所提供电池组在一种具体实施例中的局部结构示意图；

图3为图2中的电池模块在第一种具体实施例中的俯视图；

图4为图3的A-A向剖视图；

图5为图4中Ⅰ部分在一种实施例中的局部放大图；

图6为图4中Ⅰ部分在另一种实施例中的局部放大图；

图7为图4中扎带的结构示意图，其中，第一扎带处于松弛状态；

图8为图7的俯视图；

图9为图8中Ⅱ部分的局部放大图；

图10为图4中扎带的结构示意图，其中，第一扎带处于张紧状态；

图11为图7的爆炸图；

图12为图2中电池模块在第二种具体实施例中的结构示意图；

图13为图12的爆炸图；

图14为图12的俯视图；

图15为图14的B-B向剖视图；

图16为图15中Ⅲ部分的局部放大图；

图17为图16中各部件的尺寸关系示意图；

图18为图16中Ⅳ部分的局部放大图；

图19为图16中Ⅴ部分的局部放大图；

图20为图13中端板的结构示意图；

图21为图20的侧视图；

图22为图2的俯视图，其中，电池模块为第三种具体实施例；

图23为图22的C-C向剖视图；

图24为图23中Ⅵ部分的局部放大图；

图25为图24中Ⅶ部分的局部放大图；

图26为图23中端板的结构示意图；

图27为图26的侧视图。

附图标记：

D-装置；

M-电池组；

1-电池模块；

11-电池单体排列结构；

111-电池单体；

12-扎带；

121-第一扎带；

121a-第一带体；

121b-第一连接区域；

121c-弯折结构；

122-第二扎带；

122a-第二带体；

122b-第二连接区域；

123-第三扎带；

13-端板；

131-第一安装槽；

131a-第一底壁；

131b-第一上侧壁；

131c-第一下侧壁；

132-第二安装槽；

132a-第二底壁；

132b-第二上侧壁；

132c-第二下侧壁；

133-第三安装槽；

133a-第三底壁；

133b-第三上侧壁；

133c-第三下侧壁；

134-第四安装槽；

134a-第四底壁；

134b-第四上侧壁；

134c-第四下侧壁；

135-配合部；

135a-第五底壁；

136-本体部；

137-台阶部；

138-锁紧部；

138a-安装孔；

139-下端面；

2-箱体；

21-腔体；

22-安装梁。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要注意的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

本申请实施例提供一种使用电池单体1作为电源的装置D、电池组M和电池模块1，其中，使用电池单体111作为电源的装置D包括车辆、船舶、小型飞机等移动设备，该装置D包括动力源，该动力源用于为装置D提供驱动力，且该动力源可被配置为向装置D提供电能的电池模块1。其中，该装置D的驱动力可全部为电能，也可包括电能和其他能源(例如机械能)，该动力源可为电池模块1(或电池组M)，该动力源也可为电池模块1(或电池组M)和发动机等。因此，只要能够使用电池单体111作为电源的装置D均在本申请的保护范围内。

如图1所示，以车辆为例，本申请实施例中的装置D可为新能源汽车，其中，该车辆可包括电池组M和车辆主体，该电池组M设置于车辆主体内。如图2所示，电池组M包括箱体2和本申请的电池模块1，其中，箱体2具有腔体21，电池模块1收容于该腔体21内，电池模块1的数量可为一个或多个，多个电池模块1排列布置于腔体21内。

更具体地，如图2和图3所示，该电池模块1包括多个电池单体111和用于固定电池单体111的框架结构，其中，多个电池单体111沿长度方向X相互堆叠，并形成电池单体排列结构11。该框架结构可以包括端板13，且端板13位于电池单体排列结构11沿长度方向X的端部。在一种具体实施例中，该框架结构还可包括侧板(未示出)，两侧板位于电池单体排列结构11沿宽度方向Y的两侧，且该侧板与端板13连接，从而形成框架结构；在另一种实施例中，如图12所示，该框架结构可不设置侧板，电池单体111堆叠后，通过扎带12连接，此时，该端板13与扎带12形成上述框架结构。

当该电池模块1的框架结构包括端板13和扎带12时，通常情况下，该扎带12具体可以为金属材质或者塑料材质，当扎带12为金属材质时，其抗拉强度高，对电池单体排列结构11的连接可靠性较高，但是，该金属扎带12不易弹性变形，在将电池单体排列结构11成组为电池模块1时，扎带12的变形量较小，不易实现电池单体排列结构11的预紧。当扎带12为塑料材质时，比较容易弹性变形，在将扎带12环绕于电池单体排列结构11的外周时，可首先对扎带12施加拉力，使得扎带12处于拉伸状态，完成环绕后，在扎带12的回弹力作用下，能够扎紧电池单体排列结构11，从而实现预紧，但是，该塑料材质的扎带12的抗拉强度较低，当电池模块1中的电池单体111膨胀时，在该膨胀力作用下，扎带12存在被拉断的风险，从而降低连接可靠性，影响电池模块1的正常工作。

基于此，金属材质的扎带12和塑料材质的扎带12均无法实现在具有较高的抗拉强度的同时，能够释放电池单体111的膨胀力。本申请实施例通过改变扎带12的结构来提高其抗拉强度，并释放电池电梯111的膨胀力。

具体地，如图7所示，该扎带12具体可以为带状结构，并环绕于电池单体排列结构11的外侧，且该扎带12至少包括材料不同的第一扎带121和第二扎带122，其中，该第一扎带121的至少部分位于第二扎带122靠近电池单体111的一侧，即该第一扎带121的至少部分位于第二扎带122的内侧，其中，内侧指的是靠近电池单体排列结构11的一侧，外侧指的是远离电池单体排列结构11的一侧。

因此，如图7所示，本实施例中，第一扎带121的至少部分位于第二扎带122的内侧时，使得与第二扎带122相比，第一扎带121更加靠近电池单体排列结构11。且上述第一扎带121与第二扎带122可以为不同材质的结构，从而使得扎带12能够具有不同的特性，提高扎带12的适用性，并改善扎带12的性能，提高其对电池单体111的连接可靠性。

具体地，该第一扎带121的抗拉强度可以大于第二扎带122的抗拉强度，其中，抗拉强度(或强度极限)表示材料在拉断前承受的最大应力值，因此，抗拉强度越大，材料的承载能力越大，即受到相同的外力时，不易破坏，本实施例中，与第二扎带122相比，位于内侧的第一扎带121强度较高。

同时，第一扎带121的弹性模量大于第二扎带122的弹性模量，其中，根据胡克定律，材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比关系，其中，该正比关系的比例系数即为弹性模量，该弹性模量用于衡量材料抵抗弹性变形能力的大小，因此，弹性模量越大，使材料发生弹性变形所需的应力越大，材料的刚度越大(越不易弹性变形)，即当应力相同时，弹性模量越大，弹性变形越小。因此，本实施例中，与第二扎带122相比，位于内侧的第一扎带121更加不易弹性变形。

综上，该扎带12中，位于内侧的第一扎带121具有较高的强度，且不易弹性变形，位于外侧的第二扎带122具有较低的强度，且容易弹性变形。因此，包括该第一扎带121和第二扎带122的扎带12应用于本申请实施例中的电池模块1时，由于第二扎带122容易弹性变形，因此，在电池单体111成组过程中，能够实现电池模块1的预紧，同时，当电池模块1工作过程中电池单体111发生膨胀时，由于第一扎带121具有较高的强度，因此，能够降低扎带12在膨胀力的作用下损坏的风险，从而使得该扎带12对膨胀后的电池模块1仍然具有较高的连接可靠性，进而改善扎带12的性能，并提高电池模块1的使用寿命。

更具体地，上述第一扎带121可以为金属材质，上述第二扎带122可以为塑料材质，可以理解，该金属材质的第一扎带121的抗拉强度大于塑料材质的第二扎带122的抗拉强度，同时，该金属材质的第一扎带121的弹性模量大于塑料材质的第二扎带122的抗拉强度。

本实施例中，当电池单体111成组时，通过具有良好的弹性变形能力的第二扎带122实现电池单体排列结构11的预紧，提高扎带12在电池单体111成组时对电池单体排列结构11的连接可靠性，并提高成组效率。同时，当电池单体111膨胀时，通过具有较高强度的第一扎带121防止扎带12损坏，提高扎带12在电池单体111膨胀时对电池单体排列结构11的连接可靠性。

例如，该第一扎带121的材质具体可以为不锈钢、铝、碳钢等金属，第二扎带122的材质具体可以为PET(涤纶)塑料等非金属。

在一种可能的设计中，如图7所示，沿电池模块1的高度方向Z，第一扎带121的至少部分与第二扎带122抵接，即沿高度方向Z，第一扎带121与第二扎带122存在重合的部分，且二者在重合的位置相互抵接，当第一扎带121与第二扎带122之间存在相对运动时，二者相互抵接的位置具有摩擦阻力，从而降低二者相对运动的趋势。

当电池模块1中的电池单体111未膨胀时，扎带12与电池单体排列结构11之间的作用力较小，且沿高度方向Z，金属材质的第一扎带121的重力较大，即该第一扎带121存在相对于第二扎带122向下运动的趋势，本实施例中，通过二者之间抵接产生的摩擦力，能够降低第一扎带121和/或第二扎带122掉落的风险，提高扎带12在电池单体111未膨胀时对电池单体排列结构11的连接可靠性。

具体地，如图5和图6所示，该第一扎带121具有第一宽度W1，第二扎带122具有第二宽度W2。其中，以第一扎带121为例，该第一扎带121具有长度、宽度和厚度三个尺寸，且带状结构的第一扎带121中，其数值最大的尺寸表示第一扎带121的长度(即第一扎带121的周长)，数值最小的尺寸表示第一扎带121的厚度，其数值位于最大和最小之间的尺寸表示第一扎带121的宽度。基于图5和图6所示的视角，该第一扎带121的第一宽度W1指的是沿电池模块1的高度方向Z的尺寸。

在一种具体实施例中，W1≤W2，即第一扎带121的宽度小于或等于第二扎带122的宽度，沿高度方向Z，该第二扎带122与第一扎带121的抵接高度为W3，其中，

即第一扎带121与第二扎带122的抵接高度大于或等于宽度较小的一者的宽度的一半。

如图5所示的实施例中，沿高度方向Z，第一扎带121的第一宽度W1与第二扎带122的第二宽度W2相等，且沿高度方向Z，二者完全叠合，即二者不存在相互错开，从而使得二者抵接的高度W3＝W1＝W2，此时，二者之间的抵接面积最大，第一扎带121与第二扎带122相对运动时，二者之间的摩擦力较大，从而能够降低第一扎带121和/或第二扎带122掉落的风险。

如图6所示的实施例中，沿高度方向Z，第一扎带121与第二扎带122部分叠合，即二者沿高度方向Z存在相互错开的部分，此时，二者的抵接高度W3<W1，且W3<W2，当W1≤W2时，

能够使得第一扎带121与第二扎带122沿高度方向Z具有较大的抵接面积，从而降低第一扎带121和/或第二扎带122掉落的风险。

在一种可能的设计中，如图4～6所示，该电池模块1的端板13位于电池单体排列结构11沿长度方向X的两端，且通过扎带12将两端板13和电池单体排列结构11扎紧。具体地，如图5和图6所示，该端板13设置有第一安装槽131，沿高度方向Z，该第一扎带121的一部分(指的是第一扎带121的宽度方向的部分)和第二扎带122的一部分(指的是第二扎带122的宽度方向的部分)位于该第一安装槽131，且该第一扎带121与第二扎带122在该第一安装槽131内至少部分抵接。

本实施例中，如图5所示，沿长度方向X，该第一安装槽131具有第一底壁131a，当第一扎带121的一部分和第二扎带122的一部分位于该第一安装槽131内时，位于内侧的第一扎带121与该第一底壁131a抵接。同时，沿高度方向Z，该第一安装槽131具有相对设置的第一上侧壁131b和第一下侧壁131c，沿高度方向Z，该第一扎带121的一部分和第二扎带122的一部分均位于该第一上侧壁131b和第一下侧壁131c之间。

在一种具体实施例中，沿高度方向Z，该第二扎带122可以与该第一上侧壁131b和第二下侧壁131c均抵接，同时，当第一扎带121的第一宽度W1小于第二扎带122的第二宽度W2时，该第一扎带121沿高度方向的至少一端不与第一安装槽131的侧壁抵接，当第一扎带121的第一宽度W1与第二扎带122的第二宽度W2相等时，沿高度方向Z，该第一扎带121可以与该第一上侧壁131b和第二下侧壁131c均抵接。或者，第一扎带121和第二扎带122也可以不与第一安装槽131的侧壁抵接。

本实施例中，通过在端板13设置该第一安装槽131，使得第一安装槽131的第一上侧壁131b和第二下侧壁131c能够限制扎带12沿高度方向Z的运动，能够提高扎带12与端板13的连接可靠性。

具体地，如图5所示，沿电池模块1的长度方向X(即端板13的厚度方向)，该第一安装槽131的深度为T3，第一扎带121的厚度为T1，第二扎带122的厚度为T2；其中，T1+T2≤T3≤T1+T2+1mm。

本实施例中，该第一安装槽131的深度T3大于第一扎带121和第二扎带122的厚度之和，从而使得设置扎带12后，该扎带12不会增大该电池模块1沿长度方向X的尺寸，有利于电池模块1的空间布置，同时，该第一安装槽131的深度也不宜过大(不大于T1+T2+1mm)，从而避免因第一安装槽131的深度过大而导致的端板13在设置第一安装槽131的位置强度过低，提高端板13的使用寿命。

另一方面，如图9所示，位于内侧的第一扎带121还可以包括弯折结构121c，因此，该第一扎带121受力时，该弯折结构121c能够变形。

本实施例中，该第一扎带121位于内侧(与第二扎带122相比，更加靠近电池单体111)，且其抗拉强度和弹性模量均较大(例如金属扎带)，当电池模块1的电池单体111发生膨胀时，在膨胀力的作用下，该第一扎带121的弯折结构121c能够变形，从而使得该第一扎带121能够释放电池单体111的膨胀力，提高电池模块1的安全性和使用寿命，且该第一扎带121还能够适应变形后的电池单体排列结构11，使得该扎带12能够适用于不同尺寸的电池模块1。

在一种具体实施例中，如图7、图8和图11所示，该第一扎带121可以为环形的波浪结构，即该第一扎带121可以包括上述多个弯折结构121c，且至少两个弯折结构121c的弯折方向相反，同时，各弯折结构121c为弧形结构，相邻弯折结构121c之间圆弧过渡，从而形成波浪形结构的第一扎带121，且该实施例中，该第一扎带121的波浪形结构可通过在加工过程中冲压形成。

本实施例中，该第一扎带121为波浪形结构指的是电池单体111未明显膨胀(第一扎带121未明显变形)时，该第一扎带121呈波浪形，或者，该第一扎带121通过加工成型为波浪形结构(未环绕电池单体排列结构11时)。当该第一扎带121环绕电池单体排列结构11，电池单体111膨胀，且该膨胀力使得电池单体排列结构11的变形量较小时，该电池单体排列结构11变形后，首先作用于位于外侧的第二扎带122，使得该第二扎带122发生弹性拉伸，从而能够释放该较小的膨胀力，并能够提高扎带12对膨胀后电池单体排列结构11的连接可靠性，此时，第一扎带121处于松弛状态。

当电池单体111的膨胀力使得电池单体排列结构11的变形量较大时，除了具有较高弹性变形能力的第二扎带122能够弹性变形，该波浪形结构的第一扎带121也能够变形，使得该波浪形结构的至少部分被拉直，该第一扎带121处于扎紧状态，其中，该状态下，第一扎带121的变形指的是该第一扎带121形状的改变(波浪形被拉直为矩形)，并非指第一扎带121材料的变形，当然，当膨胀力更大时，第一扎带121的材料也可以发生一定的变形，此时，第一扎带121被完全拉直为矩形，如图10所示的状态。同时，由于该第一扎带121具有较高的抗拉强度，因此，在释放该较大的膨胀力的同时，能够降低扎带12在该膨胀力作用下被拉断的风险，且该第一扎带121变形的过程中，电池单体排列结构11的尺寸增大，第二扎带122能够弹性变形，以便适应该电池单体排列结构11，并对该电池单体排列结构11施加预紧力。

在另一种具体实施例中，该第一扎带121的长度大于电池单体排列结构11的周长，且第一扎带121的长度大于第二扎带122的长度，如上所述，环形结构的第一扎带121的长度指的是该第一扎带121的周长。且当第二扎带122环绕于第一扎带121的外侧时，长度较小的第二扎带122能够对长度较大的第一扎带121施加挤压力，从而使得该第一扎带121形成一个或多个弯折结构121c，第一扎带121受力时，各弯折结构121c能够变形。

本实施例中，第一扎带121和第二扎带122在加工时，均可成型为能够环绕于电池单体排列结构11外侧的矩形结构，且第一扎带121的周长大于第二扎带122的周长，当二者环绕于电池单体排列结构11的外侧时，位于外侧且周长较小的第二扎带122能够对位于内侧且周长较大的第一扎带121施加挤压力，从而在第一扎带121中形成弯折结构121c。

本实施例中，该第一扎带121和第二扎带122环绕于电池单体排列结构11的外侧，且电池单体111的膨胀力使得电池单体排列结构11的变形量较大时，该第一扎带121中通过挤压形成的弯折结构121c也能够变形，其中，该弯折结构121c的变形同样指的是形状的改变，即在膨胀力的作用下，该弯折结构121c逐渐被拉伸为直线型结构，直到包括多个弯折结构121c的第一扎带121被拉直为矩形结构，当然，膨胀力继续增大时，该第一扎带121的材料也可以发生一定的变形。

因此，该第一扎带121中，只要包括能够变形的弯折结构121c即可，对该弯折结构121c具体形成方式不作限定。

在一种可能的设计中，如图11所示，该第一扎带121和第二扎带122为能够环绕电池单体排列结构11的环形结构，二者具体通过带状结构成型为环形结构。具体地，该第一扎带121由第一带体121a形成，且该第一带体121a的两个端部位置连接，能够形成该第一扎带121，且连接处形成第一连接区域121b，其中，该第一带体121a的两个连接位置需满足连接形成第一扎带121后，能够环绕电池单体排列结构11。同样地，第二扎带122由第二带体122a形成，且该第二带体122a的两个端部位置连接，能够形成该第二扎带122，且连接处形成第二连接区域122b，其中，该第二带体122a的两个连接位置需满足连接形成第二扎带122后，能够环绕电池单体排列结构11。

本实施例中，受力后，该第一扎带121在第一连接区域121b容易断裂，第二扎带122在第二连接区域122b容易断裂，即两个连接区域为两个扎带的薄弱区域。

如图11所示，该第一扎带121的第一连接区域121b与第二连接区域122b相互错开，即两个扎带的薄弱区域相互错开，从而降低在膨胀力的作用下使得二者的连接区域均断开的风险，提高扎带12的使用寿命和连接可靠性。

具体地，该第一连接区域121b与第二连接区域122b中，一者位于电池单体排列结构11沿长度方向X的端部，另一者位于电池单体排列结构11沿宽度方向Y的端部，从而实现两个连接区域的错开，其中，如图11所示，该第一扎带121的第一连接区域121b位于电池单体排列结构11沿宽度方向Y的端部，第二扎带122的第二连接区域122b位于电池单体排列结构11沿长度方向X的端部。

另外，本申请实施例还提供一种电池模块1的装配方法，其中，该电池模块1包括电池单体排列结构11和扎带12，扎带12环绕于电池单体排列结构11的外侧，且扎带12至少包括材料不同的第一扎带121和第二扎带122。其中，该电池模块1的装配方法包括下述步骤：

S2：将第一扎带121套装于电池单体排列结构11外侧。

其中，该第一扎带121的周长可以大于电池单体排列结构11的周长，从而使得第一扎带121套装于电池单体排列结构11外侧时，处于松弛状态。

S3：将第二扎带122的第二带体122a围绕电池单体排列结构11，且第二带体122a围绕该第一扎带121，以使第二带体122a沿高度方向Z覆盖至少部分的第一扎带121。

S4：将第二带体122a连接以形成环形的第二扎带122。

其中，由第二带体122a环绕形成的第二扎带122的周长小于第一扎带121的周长，且该第二扎带122的周长可以与电池单体排列结构11的周长相等，或者，也可以稍小于电池单体排列结构11的周长，此时，第二扎带122围绕电池单体排列结构11后，能够实现对电池单体排列结构11的预紧。另外，由于第一扎带121的周长大于第二扎带122的周长，因此，第一扎带121与第二扎带122围绕电池单体排列结构11后，第一扎带121形成至少一个弯折结构121c，且第一扎带121受力时，该弯折结构121c能够变形。

另外，本实施例中，该第一扎带121具体可以为抗拉强度和弹性模量均较大的材质，第二扎带122具体可以为抗拉强度和弹性模量均较小的材质，例如第一扎带121具体可以为金属材质，第二扎带122具体可以为塑料材质。且在装配时，通过步骤S3和S4使得第二扎带122位于第一扎带121的外侧，通过第一扎带121和第二扎带122，能够实现电池单体排列结构11的预紧，同时，电池单体111膨胀时，还能够释放膨胀力，并对膨胀后的电池单体排列结构11具有较高的连接可靠性。

本实施例中，先将第一带体121a焊接形成第一扎带121，然后将第一扎带121套装于电池单体排列结构11时，无需在将第一带体121a与电池单体排列结构11连接后再进行焊接，从而能够避免焊接第一带体121a时损坏电池单体111，提高电池模块1的安全性和使用寿命。

具体地，该第一扎带121包括第一带体121a，即第一扎带121由第一带体121a形成，上述步骤S1之前，该装配方法还可以包括：

S1：将所第一带体121a焊接，以形成环形的第一扎带121。

本实施例中，第一扎带121为金属材质，因此，在通过第一带体121a成型为第一扎带121时，可以采用焊接的方式，且成型过程中，将第一带体121a的两个位置焊接，从而形成环形结构，且两个焊接位置可以根据第一带体121a的具体长度选择，只要满足第一扎带121能够环绕电池单体排列结构11，且第一扎带121的周长大于第二扎带122的周长即可。

或者，可以首先选取长度为第一扎带121周长的第一带体121a，然后将该第一带体121a首尾焊接连接，从而形成环形的第一扎带121，且焊接时，具体可以采用激光焊、电阻电焊等方式。或者，当第一带体121a的长度大于第一扎带121的周长时，第一带体121a的两个位置焊接形成环形结构后，该环形结构还连接有多余的带头(未参与围成环形结构)，此时可以将该部分带头从环形结构中去掉(例如，可以通过剪断的方式去掉)，以便形成第一扎带121。

更具体地，该第二带体122a具体可以为塑料材质，基于此，上述步骤S4具体可以为：

S41：将第二带体122a热熔连接以形成环形的第二扎带122。

本实施例中，将第二带体122a热熔连接形成第二扎带122的过程中，可以通过拉伸第二扎带122对电池单体排列结构11施加压力，从而实现对电池单体排列结构11的预紧。

以上各实施例中，如图2所示，沿高度方向Z，该电池单体排列结构11的一端与箱体2固定连接，第一扎带121和第二扎带122环绕于电池单体排列结构11的另一端。

具体地，如图2所示，电池单体排列结构11的底部与箱体2的底部固定连接，二者具体可以通过结构胶粘接，或者也可以通过其他方式连接，因此，第一扎带121和第二扎带122环绕于电池单体排列结构11的上端，即远离箱体2的一端，且第一扎带121和第二扎带122与电池单体排列结构11配合的具体位置可以根据实际情况设置，只要能够通过与箱体2的固定连接，以及第一扎带121和第二扎带122实现电池模块1的成组和固定即可。

另外，对于该电池模块1，可以仅包括上层扎带，该上层扎带包括以上各实施例中的第一扎带121和第二扎带122，还可以包括上层扎带和下层扎带，该上层扎带包括以上各实施例中的第一扎带121和第二扎带122，下层扎带可设置于靠近箱体2底部的一端，通过该上层扎带和下层扎带能够提高扎带12与电池单体排列结构11的连接可靠性。

另一方面，对于该电池模块1的端板13来说，其厚度较小时，无法满足结构强度，因此，通常情况下，该端板13为具有一定厚度的平板式结构，从而能够满足电池模块1的强度要求，但是，该端板13厚度较大时，影响电池模块1的能量密度。

为了解决该技术问题，如图20和图21所示，该电池模块1的端板13可以包括第一配合部136和第二配合部135，其中，沿电池模块1的高度方向Z，该第二配合部135位于第一配合部136的下方，且第二配合部135的厚度小于第一配合部136的厚度。同时，该电池模块1固定于电池组M的箱体2内，且该电池模块1可以通过第二配合部135与箱体2配合并固定。

本实施例中，该端板13的第一配合部136和第二配合部135的厚度不同，使得该端板13为各处厚度不完全相同的结构，从而在保证端板13具有较高强度的同时，能够减小端板13的重量，提高电池模块1的能量密度。另外，端板13各处厚度不完全相同时，在将电池模块1安装于箱体2时，还能够便于实现端板13与箱体2内其他部件的配合，提高装配效率。

具体地，如图2所示，箱体2的腔体21内设置有安装梁22，沿电池模块1的长度方向X，安装梁22位于电池单体排列结构11的端部。因此，通过安装梁22，能够限制电池单体排列结构11沿长度方向X的运动，提高电池模块1在电池组2内的安装可靠性。同时，电池模块1安装于两个安装梁22之间时，端板13分别靠近两个安装梁22，并与安装梁22配合。

具体地，如图22所示，该安装梁22与对应的端板13的第二配合部135配合，且沿长度方向X，该第二配合部135具有第五底壁135a，其中，该第五底壁135a朝向对应的安装梁22，且与安装梁22之间沿长度方向X具有预设间隙t。其中，t的范围为，t<0.5mm。

本实施例中，通过该第二配合部135能够实现端板13与安装梁22的配合，且通过改变第二配合部135的厚度，能够将电池模块1安装于两个安装梁22之间，并能够适配安装梁22之间的空间。另外，当第二配合部135的第五底壁135a与安装梁22沿长度方向X具有预设间隙t时，能够便于将电池模块1安装于两个安装梁22之间，同时，当电池模块1的电池单体111沿长度方向X发生膨胀时，该预设间隙t能够提供膨胀过程中端板13沿长度方向X移动的距离，从而降低厚度不同的一配合部136和第二配合部135因膨胀量差距而导致断裂的风险，提高端板13的使用寿命。

另外，当电池模块1中的电池单体111膨胀后，端板13沿长度方向X朝向安装梁22的方向运动，从而使得第二配合部135的底壁135a与安装梁22抵接，且第二配合部135受到安装梁22的反向作用力，且安装梁22能够沿长度方向X对端板13限位，同时，当电池单体111继续膨胀时，由于安装梁22的限位作用，第二配合部135不再膨胀变形，而位于第二配合部135上方的第一配合部136能够继续膨胀变形，因此，沿从上到下的方向，端板13的变形量从上到下逐渐减小，因此，该端板13设置为上方(第一配合部136)厚度大，下方(第二配合部135)厚度小的结构，使得端板13在第一配合部136处的刚度较大，在第二配合部135处的刚度较小。

其中，该预设间隙t不应过大，也不应过小，当该预设间隙t过大时，电池单体111膨胀过程中，端板13在膨胀力作用下沿长度方向X运动的距离较大，当该电池模块1包括扎带12时，扎带12的变形量较大，导致端板13中第二配合部135的第五底壁135a与安装梁22接触之前，扎带12断裂；当该预设间隙t较小时，该电池模块1的膨胀空间较小，不利于膨胀力的释放。因此，可以综合考虑以上各方面的因素合理选择预设间隙t的大小。例如，预设间隙t可以为0.2mm、0.4mm等。

具体地，如图17所示，第一配合部136的厚度为t1，第二配合部135的厚度为t2，t1>t2>1/3t1。

本实施例中，当t1>t2时，使得第一配合部136的刚度大于第二配合部135的刚度，当t2>1/3t1时，使得第一配合部136的刚度与第二配合部135的刚度的差值不至于过大，从而降低二者变形量差值过大而导致的端板13在膨胀力作用下在第一配合部136与第二配合部135之间断裂的风险。

更具体地，如图17所示，沿高度方向Z，端板13具有第一高度L1，第二配合部135具有第二高度L2，L2≤1/3L1。

本实施例中，厚度较小的第二配合部135的第二高度L2不应过大，即小于或等于端板13整体高度的1/3，从而能够防止第二配合部135的高度过大时导致的端板13整体强度较低。

在一种可能的设计中，如图24和图27所示，该第一配合部136与第二配合部135之间形成台阶部137，沿高度方向Z，安装梁22与台阶部137抵接。

因此，本实施例中，该第二配合部135的高度与安装梁22的高度相等，从而当电池模块1安装于箱体2时，能够将端板13的台阶部137沿高度方向Z抵接于安装梁22的上表面，从而通过安装梁22对端板13提供沿高度方向Z的支撑，能够提高安装梁22与端板13的连接可靠性。

进一步地，如图26和图27所示，该端板13还可以包括锁紧部138，其中，该锁紧部138凸出于端板13，并朝向安装梁22延伸，同时，如图27所示，该锁紧部138的下端面与台阶部137的台阶面平齐，当电池模块1安装于箱体2内时，安装梁22的上表面能够与台阶部137的台阶面和锁紧部138的下表面抵接。同时，锁紧部138还可以设置安装孔138a，该安装孔138a用于与安装梁22连接，具体地，该安装孔138a可以为螺栓孔，使得该端板13与安装梁22之间能够螺栓连接。

在一种具体实施例中，如图24和图25所示，该电池组M还可以包括第三扎带123，沿高度方向Z，该第三扎带123环绕于电池单体排列结构11远离安装梁22的上部。

本实施例中，电池模块1的电池单体111膨胀使得端板13靠近安装梁22运动时，两个安装梁22能够通过第二配合部135对端板13起到限位作用，从而提高电池模块1在对应于安装梁22位置的成组可靠性，同时，为了提高电池模块1在远离安装梁22的上端也具有较高的可靠性，该电池模块1还可以设置该第三扎带123，通过该第三扎带123与安装梁22，能够沿高度方向Z对电池单体排列结构11进行限位，提高电池单体111的成组可靠性。

具体地，如图25～27所示，该端板13开设有第四安装槽134，沿高度方向Z，第三扎带123的一部分(指的是第三扎带123的宽度方向的部分)位于该第四安装槽134。本实施例中，沿长度方向X，该第四安装槽134具有第四底壁134a，当第三扎带123的一部分位于该第四安装槽134时，该第三扎带123沿长度方向X与该第四底壁134a抵接。同时，沿高度方向Z，该第四安装槽134具有相对设置的第四上侧壁134b和第四下侧壁134c，沿高度方向Z，该第三扎带123位于该第四上侧壁134b和第四下侧壁134c之间。

在一种具体实施例中，沿高度方向Z，该第三扎带123可以与该第四上侧壁134b和第四下侧壁134c均抵接，或者，该第三扎带123也可以不与第四安装槽134的至少一个侧壁抵接。图25所示的实施例中，沿高度方向Z，该第三扎带123与第四上侧壁134b和第四下侧壁134c均不抵接。

本实施例中，通过在端板13设置该第四安装槽134，使得第四安装槽134的第四上侧壁134b和第四下侧壁134c能够限制第三扎带123沿高度方向Z的运动，从而能够提高第三扎带123与端板13的连接可靠性。

其中，如图25所示，该第三扎带123具有第六厚度T6，第四安装槽134的深度为T7，0<T7-T6<0.5mm。

本实施例中，该第四安装槽134的深度T7大于第三扎带123的第六厚度T6，从而使得设置第三扎带123后，该第三扎带123不会增大该电池模块1沿长度方向X的尺寸，有利于电池模块1的空间布置，同时，该第一安装槽131的深度也不宜过大(T7-T6<0.5mm)，从而避免因第四安装槽134的深度过大而导致的端板13在设置第四安装槽134的位置强度过低，提高端板13的使用寿命。

在另一种可能的设计中，如图12和图13所示的实施例中，该电池组M包括第一扎带121和第二扎带122，其中，该第一扎带121和第二扎带122环绕于电池单体排列结构11的外侧，其中，第一扎带121的抗拉强度大于第二扎带122的抗拉强度，且该第一扎带121的弹性模量大于第二扎带122的弹性模量，即第一扎带121的强度大于第二扎带122的强度，而第二扎带122的变形能力大于第一扎带121的变形能力。基于此，该第一扎带121与第二扎带122沿电池模块1的高度方向Z布置，且该第二扎带122靠近电池模块1与箱体2固定连接的一端，即第一扎带121远离电池模块1与箱体2固定连接的一端，其中，电池模块1与箱体2之间具体可以通过结构胶粘连，或者，也可以通过螺栓将电池模块1锁紧于箱体2。

本实施例中，沿高度方向Z，电池模块1的一端与箱体2固定连接，因此，在该位置，各电池单体111的成组可靠性较高，仅需设置抗拉强度较低的第二扎带122即可实现可靠成组。而对于电池模块1与箱体2未连接的一端，各电池单体111之间需要通过强度较高的结构实现成组，即本实施例中，将抗拉强度较高的第一扎带121设置于远离电池模块1与箱体2固定连接的一端，从而通过强度较高的第一扎带121实现该位置各电池单体111的成组，并提高其成组效率。

同时，当电池模块1的电池单体111膨胀时，该电池单体排列结构11远离与箱体2连接一端的位置膨胀变形大，因此，在该位置设置抗拉强度较高的第一扎带121时，能够降低该第一扎带121在膨胀力作用下断裂的风险。

其中，该第一扎带121具体可以为金属材质，第二扎带122具体可以为塑料材质，对于体积相同的第一扎带121和第二扎带122来说，第二扎带122的重量小于第一扎带121的重量。

因此，本实施例中，根据不同位置的强度需求不同而设置抗拉强度不同的扎带，能够实现电池模块1的成组，并具有较高的成组可靠性，同时，在强度要求较低的位置设置抗拉强度较低的第二扎带122时，还能够减小电池模块1的重量，提高其能量密度。

综上，本实施例中，材料不同的第一扎带121和第二扎带122可沿高度方向Z间隔设置。或者如图4和图5所示的实施例中，材料不同的第一扎带121和第二扎带122近似位于同一高度，且第一扎带121位于第二扎带122的内侧。

具体地，如图20和图21所示，该端板13设置有第二安装槽132和第三安装槽133，沿电池模块1的高度方向Z，该第二安装槽132位于第三安装槽133的上方，其中，上述第一扎带121的一部分(指的是第一扎带121的宽度方向的部分)位于该第二安装槽132。同时，该上述第二扎带122的一部分(指的是第二扎带122的宽度方向的部分)位于第三安装槽133。

具体地，如图18和图19所示，沿电池模块1的长度方向X，该第二安装槽132具有第二底壁132a，该第一扎带121的一部分位于该第二安装槽132时，该第一扎带121与该第二底壁132a抵接，同时，沿高度方向Z，该第二安装槽132包括相对设置的第二上侧壁132b和第二下侧壁132c，且该第一扎带121位于该第二上侧壁132b和第二下侧壁132c之间，同时，该第一扎带121可以与两个侧壁抵接，也可以不抵接。同样地，沿电池模块1的长度方向X，该第三安装槽133具有第三底壁133a，该第二扎带122的一部分位于该第三安装槽133时，该第二扎带122与该第三底壁133a抵接，同时，沿高度方向Z，该第三安装槽133包括相对设置的第三上侧壁133b和第三下侧壁133b，且该第二扎带122位于该第三上侧壁133b和第三下侧壁133c之间，同时，该第二扎带122可以与两个侧壁抵接，也可以不抵接。

本实施例中，通过在端板13设置该第二安装槽132和第三安装槽133，使得第二安装槽132的第二上侧壁132b和第二下侧壁132c能够限制第一扎带121沿高度方向Z的运动，第三安装槽133的第三上侧壁133b和第三下侧壁133c能够限制第二扎带122沿高度方向Z的运动，从而能够提高第一扎带121和第二扎带122与端板13的连接可靠性。

其中，如图18和图19所示，沿长度方向X，该第二安装槽132的深度为T4，第三安装槽133的深度为T5；第一扎带121的厚度为T1，第二扎带122的厚度为T2，0<T4-T1<0.5mm，0<T5-T2<0.5mm。

本实施例中，该第二安装槽132的深度T4大于第一扎带121的厚度T1，且第三安装槽133的深度T5大于第二扎带122的厚度T2，从而使得设置第一扎带121和第二扎带122后，该第一扎带121和第二扎带122不会增大该电池模块1沿长度方向X的尺寸，有利于电池模块1的空间布置，同时，该第二安装槽132的深度T4和第三安装槽133的深度T5也不宜过大(T4-T1<0.5mm，T5-T2<0.5mm)，从而避免因第二安装槽132和第三安装槽133的深度过大而导致的端板13在设置第二安装槽132和第三安装槽133的位置强度过低，提高端板13的使用寿命。

更具体地，如图17所示，沿高度方向Z，该第二安装槽132具有第一中心线O1，且沿高度方向Z，该第一中心线O1与端板13的下端面139之间具有第一距离H1；同样地，沿高度方向Z，该第三安装槽133具有第二中心线O2，且沿高度方向Z，该第二中心线O2与下端面139之间具有第二距离H2，同时，该端板13沿高度方向Z具有第一高度L1，其中，H1≥2/3L1，3/4L1≥H2≥1/4L1。

本实施例中，该第一距离H1能够表征第二安装槽132相对于端板13的下端面139的设置高度，同样地，第二距离H2能够表征第三安装槽133相对于端板13的下端面的设置高度，电池模块1在靠近端板13下端面139的一端与箱体2固定连接，因此，该第二安装槽132的设置位置高于第三安装槽133的设置位置，即H1>H2。

同时，在该端板13设置沿高度方向Z布置的第二安装槽132和第三安装槽133后，该端板13各处的厚度不同，使得该端板13各处的强度和刚度不同，当H1≥2/3L1，3/4L1≥H2≥1/4L1时，使得第二安装槽132和第三安装槽133之间的距离不会过大也不会过小，从而使得设置两个安装槽后，端板13的受力和变形仍然比较均匀。

另外，如图16和图17所示的实施例中，该端板13还包括第一配合部136和第二配合部135，其中，第二安装槽132和第三安装槽133设置于该第一配合部136，且沿高度方向Z，该第二配合部135位于第三安装槽133的下方。此时，电池模块1与箱体2之间可以粘连，还可以通过端板13与安装梁22连接，同时，该电池模块1的电池单体排列结构11通过第一扎带121和第二扎带122成组。

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 (15)

1.一种电池模块(1)，其特征在于，所述电池模块(1)包括：

电池单体排列结构(11)，包括多个相互堆叠的电池单体(111)；

扎带(12)，所述扎带(12)环绕于所述电池单体排列结构(11)的外侧，且至少包括材料不同的第一扎带(121)和第二扎带(122)；

其中，所述第一扎带(121)的至少部分位于所述第二扎带(122)靠近所述电池单体(111)的一侧；

所述第一扎带(121)由第一带体(121a)连接形成环形的所述第一扎带(121)，且连接处形成第一连接区域(121b)；

所述第二扎带(122)由第二带体(122a)连接形成环形的所述第二扎带(122)，且连接处形成第二连接区域(122b)；

所述第一连接区域(121b)与所述第二连接区域(122b)相互错开。

2.根据权利要求1所述的电池模块(1)，其特征在于，所述第一扎带(121)包括金属扎带，所述第二扎带(122)包括塑料扎带。

3.根据权利要求1所述的电池模块(1)，其特征在于，沿所述电池模块(1)的高度方向(Z)，所述第一扎带(121)的至少部分与所述第二扎带(122)抵接。

4.根据权利要求3所述的电池模块(1)，其特征在于，所述第一扎带(121)包括弯折结构(121c)，以便所述第一扎带(121)受力时，所述弯折结构(121c)能够变形。

5.根据权利要求4所述的电池模块(1)，其特征在于，所述第一扎带(121)为环形的波浪结构。

6.根据权利要求4所述的电池模块(1)，其特征在于，所述第一扎带(121)的长度大于所述电池单体排列结构(11)的周长，且所述第一扎带(121)的长度大于所述第二扎带(122)的长度；

所述第二扎带(122)环绕于所述第一扎带(121)的外侧，以便通过所述第二扎带(122)挤压所述第一扎带(121)形成所述弯折结构(121c)。

7.根据权利要求3所述的电池模块(1)，其特征在于，所述第一扎带(121)具有第一宽度W1，所述第二扎带(122)具有第二宽度W2，W1≤W2；

沿高度方向(Z)，所述第二扎带(122)与所述第一扎带(121)的抵接高度为W3，

8.根据权利要求3～7中任一项所述的电池模块(1)，其特征在于，所述电池模块(1)还包括端板(13)，所述端板(13)位于所述电池单体排列结构(11)沿长度方向(X)的端部；

所述端板(13)设置有第一安装槽(131)，所述第一扎带(121)的一部分和所述第二扎带(122)的一部分位于所述第一安装槽(131)。

9.根据权利要求8所述的电池模块(1)，其特征在于，沿所述端板(13)的厚度方向(X)，所述第一安装槽(131)的深度为T3，所述第一扎带(121)的厚度为T1，所述第二扎带(122)的厚度为T2；

其中，T1+T2≤T3≤T1+T2+1mm。

10.一种电池组(M)，其特征在于，所述电池组(M)包括箱体(2)和权利要求1～9中任一项所述的电池模块(1)，所述电池模块(1)固定于所述箱体(2)内。

11.根据权利要求10所述的电池组(M)，其特征在于，沿高度方向(Z)，所述电池单体排列结构(11)的一端与所述箱体(2)固定连接，所述第一扎带(121)和所述第二扎带(122)环绕于所述电池单体排列结构(11)的另一端。

12.一种装置(D)，使用电池单体(111)作为电源，其特征在于，所述装置(D)包括：

动力源，所述动力源用于为所述装置(D)提供驱动力；和，

被配置为向所述动力源提供电能的如权利要求1～9中任一项所述的电池模块(1)。

13.一种电池模块(1)的装配方法，其特征在于，所述电池模块(1)包括：电池单体排列结构(11)和扎带(12)，所述扎带(12)至少包括材料不同的第一扎带(121)和第二扎带(122)；

所述装配方法包括：

将所述第一扎带(121)的第一带体(121a)连接以形成环形的所述第一扎带(121)，且连接处形成第一连接区域(121b)；

将所述第一扎带(121)套装于所述电池单体排列结构(11)外侧；

将所述第二扎带(122)的第二带体(122a)围绕所述电池单体排列结构(11)，且所述第二带体(122a)围绕所述第一扎带(121)，所述第二带体(122a)覆盖至少部分的所述第一扎带(121)；

将所述第二带体(122a)连接以形成环形的所述第二扎带(122)，且连接处形成第二连接区域(122b)；

将所述第二连接区域(122b)与所述第一连接区域(121b)相互错开。

14.根据权利要求13所述的装配方法，其特征在于，将所述第一扎带(121)套装于所述电池单体排列结构(11)之前，所述装配方法还包括：

将所述第一带体(121a)焊接，以形成环形的所述第一扎带(121)。

15.根据权利要求13所述的装配方法，其特征在于，将所述第二带体(122a)连接以形成环形的所述第二扎带(122)时，所述装配方法包括：

将所述第二带体(122a)热熔连接以形成环形的所述第二扎带(122)。

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