CN112582744B - 一种电池模组封装结构、电池模组以及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明适用于汽车动力技术领域，公开了一种电池模组封装结构、电池模组以及汽车。电池模组封装结构包括上盖板、下盖板和端板，上盖板和端板连接于下盖板,上盖板包括第一上盖板和第二上盖板，第二上盖板的强度大于第一上盖板的强度；封装结构还包括加强部件，加强部件包括下加强部和两个一体连接于下加强部且相向设置的侧加强部，加强部件卡设于所述下盖板外，侧加强部的上部卡紧于所述上盖板，且各侧加强部的两端分别固定连接于下盖的外侧两端处或两个端板处。本发明提供的一种电池模组封装结构、电池模组以及汽车，其有效抑制电芯或电芯组正面膨胀，提升模组能量密度，并且有效减轻封装结构的整体重量。

Description

一种电池模组封装结构、电池模组以及汽车

技术领域

本发明属于汽车动力技术领域，尤其涉及一种电池模组封装结构、电池模组以及汽车。

背景技术

锂离子电池，例如三元电池由于其材料体系原因，电芯极片在循环充放电过程中会发生膨胀变形，并且电芯内部会出现气胀，膨胀方向在电芯大面；现有模组技术方案电芯堆叠方向为模组长度方向，电芯膨胀方向与模组长度方向同向。

模组侧板材质常选用铝合金，通过较厚的端板约束电芯大面膨胀，从而确保模组外形尺寸，这种传统的模组结构仅适用于电芯朝模组长度方向进行堆叠的模组，对于电芯朝模组宽度方向进行堆叠的模组，电芯大面膨胀方向与模组宽度方向同向，为了提升模组能量密度及空间利用率，模组侧板会选用较薄的厚度，导致模组侧板强度远不及端板强度，模组侧板无法有效抑制电芯膨胀，造成模组外形尺寸不良，如通过加厚侧板或改用更高强度的材质增加强度，由于该类材质密度较高，则增加了模组重量并降低了能量密度。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一，提供了一种封装结构、电池模组以及汽车，其能有效抑制电芯或电芯组正面膨胀，提升封装结构能量密度，并且能有效减轻封装结构的整体重量。

本发明的技术方案是：一种电池模组封装结构，包括上盖板、下盖板和端板，所述上盖板和所述端板连接于所述下盖板并形成用于容置电芯或电芯组的容腔，所述上盖板包括第一上盖板和第二上盖板，所述第二上盖板的强度大于所述第一上盖板的强度，所述第二上盖板设于所述下盖板的顶部两端之间，所述第一上盖板设置至少两个且分别设于所述下盖板的顶部两端处；

所述封装结构还包括加强部件，所述加强部件包括下加强部和两个一体连接于所述下加强部且相向设置的侧加强部，所述加强部件卡设于所述下盖板外，所述侧加强部的上部卡紧于所述上盖板，且各所述侧加强部的两端分别固定连接于所述下盖的外侧两端处或两个所述端板处。

可选地，所述第一上盖板为铝合金盖板；所述第二上盖板为不锈钢盖板。

可选地，所述下盖板包括底板和一体连接于所述底板两侧且相向设置的侧板，所述下加强部贴于所述底板，所述侧加强部贴于所述侧板，

所述侧加强部的两端焊接于所述侧板的两端或/和所述端板，且/或，所述侧加强部的两端通过锁紧件锁紧于所述侧板的两端或/和两个所述端板。

可选地，所述侧板的两端设置有侧板配合孔位，所述侧加强部两端的端部穿入所述侧板配合孔位且与所述侧板的内壁平齐。

可选地，所述侧加强部的端部设有搭接片，所述搭接片包括搭接部和一体连接于所述搭接部的连接部，所述搭接部连接于所述侧加强部的端部，所述锁紧件锁紧于所述连接部、侧板的端部和端板。

可选地，所述侧加强部两端的端部贴设于两所述端板，且所述侧加强部与所述端板的相接处通过焊接固定连接。

可选地，所述侧加强部的上部卡夹于所述侧板与所述上盖板之间，且所述侧板与所述上盖板相接处设置有压合槽，所述侧加强部的上部伸入于所述压合槽。

可选地，所述底板设有避空孔位，所述下加强部位于所述避空孔位内。

可选地，所述避空孔位的端部延伸至所述侧板的下端，所述侧加强部的下部与所述下加强部交接处位于所述底部配合孔位内。

本发明提供的一种电池模组，包括电芯或电芯组，还包括如上述的一种电池模组封装结构，所述电芯或电芯组的正面朝向于所述侧板。

本发明还提供了一种汽车，包括上述的一种电池模组。

本发明所提供的一种电池模组封装结构、电池模组以及汽车，其能有效抑制电芯或电芯组正面膨胀，提升封装结构能量密度，并且有效减轻封装结构的整体重量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种电池模组的爆炸示意图；

图2是本发明实施例提供的一种电池模组的装配示意图；

图3是本发明实施例提供的一种电池模组的主视图；

图4是图3中A-A处的剖切视图；

图5是图4中B处的放大示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是直接设置、安装、连接，也可以通过居中元部件、居中结构间接设置、连接。

另外，本发明实施例中若有“高度”、“长度”、“宽度”、“深度”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系或常规放置状态或使用状态，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构、特征、装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和各实施例，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征/实施例的组合可以形成不同的实施方式，为了避免不必要的重复，本发明中各个具体技术特征/实施例的各种可能的组合方式不再另行说明。

如图1至图5所示，本发明实施例提供的一种电池模组封装结构，包括上盖板2、下盖板1和端板3，上盖板2和端板3连接于下盖板1并可形成用于容置电芯5a或电芯组5b的容腔。上盖板2包括第一上盖板21和第二上盖板22，第二上盖板22的强度大于第一上盖板21的强度。第二上盖板22可设于下盖板1的顶部两端之间(只需要使第二上盖板22设于下盖板1的顶部的中间位置处即可)，第一上盖板21可设于下盖板1的顶部两端，即第二上盖板22可针对性设置，有效减轻封装结构的整体重量。

封装结构还包括加强部件4，加强部件4可包括下加强部41和两个一体连接于下加强部41且相向设置的侧加强部42，下盖板1可卡于加强部件4外，可有效抑制电芯5a或电芯组5b正面膨胀。本发明实施例所提供的一种电池模组封装结构，其能有效抑制电芯5a或电芯组5b正面膨胀，提升封装结构能量密度，并且有效减轻封装结构的整体重量。

本实施例中，电芯5a中面积较大的一面定义为电芯5a的正面；电芯组5b的单个电芯中面积较大的一面定义为电芯组5b的正面。

可选地，第一上盖板21可以为铝合金盖板；第二上盖板22可以为不锈钢盖板。铝合金盖板与不锈钢盖板之间可采用拼接工艺，则不锈钢盖板(高强度，重量大)与电芯5a或电芯组5b的膨胀区域对应，铝合金盖板(低强度，重量轻)则与电芯5a或电芯组5b的端部对应，既使封装结构能量密度又减轻封装结构的整体重量。

可选地，如图1所示，两个第一上盖板21的两端可设有卡舌8。上盖板2连接于下盖板1的顶部时，卡舌8可插入下盖板1内并卡抵于侧板12的上部内侧，实现上盖板2与下盖板1的卡合连接。

具体应用中，可以先通过卡舌8使上盖板2与下盖板1卡合连接，即使上盖板2与下盖板1定位配合，然后再采用焊接工艺使不锈钢盖板(第二上盖板22)与不锈钢扎带的侧加强部(侧加强部42)的上部相接处固定连接。

可选地，如图1和图2所示，上盖板2可设有多个减重孔23。减重孔23可使得上盖板2的重量减轻，进而封装结构的整体重量得到减轻，减重孔23还能对电芯5a或电芯组5b起到散热的作用。

本实施例中，设置有两个铝合金盖板和一个不锈钢盖板，不锈钢盖板设于两铝合金盖板之间，两个铝合金盖板和不锈钢盖板拼接连接。

具体应用中，下盖板1可以为铝合金材质等，可有效减轻封装结构的整体重量；加强部件4可以为不锈钢材质等，针对电芯5a或电芯组5b膨胀时对应下盖板1的位置处加强强度，有效抑制电芯5a或电芯组5b的膨胀。

本实施例中，下盖板1为铝壳，加强部件4为不锈钢扎带，即封装结构利用不锈钢扎带有效约束了电芯5a或电芯组5b正面中心区域的膨胀，并采用铝壳对内部电芯5a或电芯组5b进行有效防护及限位，钢铝结合的方式既能利用不锈钢的高强度有效约束电芯膨胀，也避免了过多使用不锈钢造成封装结构过重。进一步地，由于不锈钢扎带的侧加强部的上部与不锈钢盖板相接处，则不锈钢扎带的侧加强部的上部与不锈钢盖板的相接处可采用焊接工艺固定连接。

可选地，如图1所示，下盖板1可包括底板11和一体连接于底板11两侧且相向设置的侧板12，即下加强部41可位于底板11的外侧，两个侧加强部42可分别与侧板12的外侧相贴，并且各侧加强部42的两端可固定连接于侧板12的外侧两端处或者两个端板3处。

可选地，作为加强部件4与侧板12或/和端板3固定连接的第一种实现方式，侧加强部42的两端可通过锁紧件6锁紧于侧板12的两端或/和两个端板3。进一步地，锁紧件6可以是螺钉、螺栓或铆钉等。

本实施例中，作为加强部件4与侧板12或/和端板3固定连接的第一种实现方式，侧板12的两端可设置有侧板配合孔位121，侧加强部42两端的端部尺寸等于或略小于侧板配合孔位121的尺寸。侧加强部42两端的端部可朝向侧板12方向折弯，使得侧加强部42两端的外表面可穿入侧板配合孔位121与侧板12的外表面平齐。

进一步地，如图1所示，侧加强部42的端部可设有搭接片7，搭接片7可包括搭接部和一体连接于搭接部的连接部，搭接部可叠于侧加强部42的端部，锁紧件6可锁紧于连接部、侧板12的端部和端板3，实现加强部件4、侧板12和端板3的固定连接，可有效地解决加强部件4与侧板12、端板3直接采用锁紧件6固定连接时同心度要求较高的问题。可以理解地，搭接片7为一片状部件，其与侧加强部4的端部叠设的部分定义为搭接部，另一供锁紧件6穿过的部分定义为连接部。

进一步地，加强部件4、侧板12和端板3通过搭接片7与锁紧件6固定连接后，并且本实施例中加强部件4为不锈钢扎带，搭接片7为不锈钢搭接片，还可以利用激光穿透焊接工艺使不锈钢扎带与不锈钢搭接片焊接在一起，可有效缩小电池模组长度方向各零件的装配公差，避免锁紧件6锁紧时无法达到同心度的要求而不能顺利锁紧的问题。即加强部件4的固定采用先铆接或螺接后焊接的形式，利用激光穿透焊对零部件位置包容度较高的优势，有效吸收了模组长度方向各零件装配公差，避免了铆接时孔心错位导致无法顺利铆接的问题。

具体应用中，作为加强部件4与侧板12或/和端板3固定连接的第二种实现方式，侧加强部42两端的端部可贴设于两端板3，且侧加强部42与端板3的相接处可通过焊接固定连接。采用相同材质的加强部件4和端板3，例如，均采用不锈钢材质，此时可通过焊接工艺固定连接。侧加强部42的端部则延伸且弯折压于端板3，端板3对侧加强部42的弯折区域进行空间避让，而侧加强部42与端板3的接触部分则采用焊接工艺进行固定连接。

可选地，如图1和图2所示，上盖板2连接于下盖板1的顶部时，侧加强部42的上部可卡夹于侧板12与上盖板2之间，其中，侧板12两端之间与上盖板2的相接处可设置有压合槽122，侧加强部42的上部可伸入于压合槽122。即上盖板2连接于下盖板1的顶部时，侧加强部42的上部会干涉上盖板2与下盖板1的配合，侧板12于上盖板2的相接处且对应该侧加强部42的上部区域通过镂空形式(压合槽122)对侧加强部42的上部进行空间避让，侧加强部42的上部则可以伸入压合槽122内，解决了干涉问题，确保侧加强部42的上部能够卡夹于侧板12于上盖板2之间，不增加封装结构的额外尺寸。

可选地，如图1所示，底板11可设有避空孔位111，具空间避让作用，下加强部41可位于避空孔位111内。避空孔位111既减轻了封装结构的整体重量，又不会增加封装结构额外尺寸。

进一步地，避空孔位111的端部可延伸至侧板12的下端，侧加强部42的下部与下加强部41的交接处可位于底部配合孔位111内。

可以理解地，由于下加强部41位于避空孔位111内，并且为了使下加强部41尽可能地与底板11处于同一平面，使避空孔位111的端部延伸至侧板12的下端以及侧加强部42的下部与下加强部41的交接处位于底部配合孔位111内，可使下盖板1与加强部件4配合时给加强部件4提供了空间避让，让下加强部41位于避空孔位111内且尽可能地与底板11处于同一平面，即不会额外增加电池模组封装结构的整体尺寸，还有效地减轻了电池模组封装结构的整体重量。

本发明实施例提供了一种电池模组，包括电芯5a或电芯组5b以及如上述中所述的电池模组的封装结构。电芯5a或电芯组5b的正面可以朝向于侧板12设置，封装结构则加强了侧板12的强度，可以有效地抑制电芯5a或电芯组5b的正面膨胀。

本发明实施例提供了一种汽车，包括如上述所述的电池模组，保证汽车能够顺利正常地运行。

本发明实施例所提供的一种封装结构、电池模组以及汽车，其电芯5a或电芯组5b的正面朝向下盖板1两侧(侧板12)安装时，使下盖板1的两侧有效抑制电芯5a或电芯组5b正面膨胀，提升模组能量密度。并且加强部件4与下盖板1配合时，对下盖板1进行约束，并且下盖板1的底板设置有避空区对加强部件进行空间避让(避空孔位111、侧板配合孔位121)，同时上盖板2由设于下盖板1两端且强度较小的第一上盖板21和设于下盖板1两端之间的第二上盖板22拼接而成，第二上盖板22与电芯5a或电芯组5b的膨胀区域对应，其高强度，重量大，第一上盖板21与电芯5a或电芯组5b的端部(即膨胀程度较小的区域)对应，低强度，重量轻，兼顾强度、减重，减轻了，即减轻了封装结构的整体重量，又不增加封装结构的额外尺寸，提升了封装结构的空间利用率。

以上所述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、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电池模组封装结构，包括上盖板、下盖板和端板，所述上盖板和所述端板连接于所述下盖板并形成用于容置电芯或电芯组的容腔，其特征在于,所述上盖板包括第一上盖板和第二上盖板，所述第二上盖板的强度大于所述第一上盖板的强度，所述第二上盖板设于所述下盖板的顶部两端之间，所述第一上盖板设置至少两个且分别设于所述下盖板的顶部两端处；

所述封装结构还包括加强部件，所述加强部件包括下加强部和两个一体连接于所述下加强部且相向设置的侧加强部，所述加强部件卡设于所述下盖板外，所述侧加强部的上部卡紧于所述上盖板，且各所述侧加强部的两端分别固定连接于所述下盖的外侧两端处或两个所述端板处；

所述下盖板包括底板和一体连接于所述底板两侧且相向设置的侧板，所述下加强部贴于所述底板，所述侧加强部贴于所述侧板；

所述侧加强部的两端焊接于所述侧板的两端或/和所述端板，且/或，所述侧加强部的两端通过锁紧件锁紧于所述侧板的两端或/和两个所述端板。

2.如权利要求1所述的一种电池模组封装结构，其特征在于，所述第一上盖板为铝合金盖板；所述第二上盖板为不锈钢盖板。

3.如权利要求1所述的一种电池模组封装结构，其特征在于，所述侧板的两端设置有侧板配合孔位，所述侧加强部两端的端部穿入所述侧板配合孔位且与所述侧板的内壁平齐。

4.如权利要求3所述的一种电池模组封装结构，其特征在于，所述侧加强部的端部设有搭接片，所述搭接片包括搭接部和一体连接于所述搭接部的连接部，所述搭接部连接于所述侧加强部的端部，所述锁紧件锁紧于所述连接部、侧板的端部和端板。

5.如权利要求1所述的一种电池模组封装结构，其特征在于，所述侧加强部两端的端部贴设于两所述端板，且所述侧加强部与所述端板的相接处通过焊接固定连接。

6.如权利要求1所述的一种电池模组封装结构，其特征在于，所述侧加强部的上部卡夹于所述侧板与所述上盖板之间，且所述侧板与所述上盖板相接处设置有压合槽，所述侧加强部的上部伸入于所述压合槽。

7.如权利要求1至6中任一项所述的一种电池模组封装结构，其特征在于，所述底板设有避空孔位，所述下加强部位于所述避空孔位内。

8.一种电池模组，包括电芯或电芯组，其特征在于，还包括如权利要求1至7中任一项所述的一种电池模组封装结构，所述电芯或电芯组的正面朝向于所述侧板。

9.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求8所述的一种电池模组。

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