CN113113710A - 电池模块及具有其的电池模组和汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了电池模块及具有其的电池模组和汽车，电池模块包括：堆叠体、第一极耳保护壳、第二极耳保护壳、第一侧板、第二侧板、顶板、底板、第一连接件和第二连接件，多个电芯的正极极耳端部层叠焊接形成正极极耳区，多个电芯的负极极耳端部层叠焊接形成负极极耳区，相邻两个堆叠体中一个堆叠体的正极极耳区与另一个堆叠体的负极极耳区层叠焊接形成级联焊接区；第一极耳保护壳分别与级联焊接区的上端和下端卡接；第二极耳保护壳与位于端部的堆叠体的正极极耳区或负极极耳区卡接，顶板和/或底板上靠近堆叠体的一侧沿其长度方向形成凸棱，凸棱与堆叠体中相邻两个电芯的间隙对应，顶板和/或底板上设有贯穿的灌胶孔和贯穿的溢胶孔。
Description
技术领域
本发明属于电池领域，具体涉及一种电池模块及具有其的电池模组和汽车。
背景技术
随着新能源汽车的不断普及，对新能源汽车中动力电池的使用要求变得越来越高。特别是用户对新能源汽车续时里程要求的不断提高。常见的新能源汽车，作为新能源汽车的动力电池包，无论在长度还是宽度方向，都超过1米；而目前市面上，电池模块的长度一般在0.3米左右，所以在动力电池包中，需要设置至少3个，甚至更多电池模块。
设置多个电池模块，对每个电池模块均需要添加固定结构，同时，相邻两个电池模块之间需要通过外设的动力连接件进行动力连接。导致电池模块安装结构较多，不仅成本提高，而且导致整体重量上升；同时，单个模组体积内，安装结构占用了较多的内部空间，造成动力电池模块，电池包整体容量降低，电池包内电池模块设置越多，空间浪费就越多。并且因需要设置多个外置动力连接件进行动力连接，导致内阻、成本增加，提高了动力电池包在使用中的内耗和成本。另外，电池模块的发热问题也严重影响电池的使用寿命和安全性能。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电池模块及具有其的电池模组和汽车，该电池模块省去了电芯并联以及堆叠体串联的连接附件铜排，从而减少了模块的成本和重量，提高了空间利用率，并且该电池模块具有良好的散热特性，从而提高了电池模块的使用寿命和安全性能。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种电池模块。根据本发明的实施例，所述电池模块包括：
多个堆叠体，所述堆叠体包括多个层叠的电芯，相邻两个所述电芯之间设有结构胶，并且多个所述电芯的正极极耳端部层叠焊接形成正极极耳区，多个所述电芯的负极极耳端部层叠焊接形成负极极耳区，相邻两个所述堆叠体中一个所述堆叠体的正极极耳区与另一个所述堆叠体的负极极耳区层叠焊接形成级联焊接区；
第一极耳保护壳，所述第一极耳保护壳分别与所述级联焊接区的上端和下端卡接，并且所述第一极耳保护壳上设有第一通孔和第一凹槽，所述第一凹槽内设有第一螺纹孔；
第二极耳保护壳，所述第二极耳保护壳与位于端部的所述堆叠体的所述正极极耳区或所述负极极耳区卡接，并且所述第二极耳保护壳上设有第二通孔和第二凹槽，所述第二凹槽内设有第二螺纹孔；
第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板分别沿所述电池模块的长度方向设在所述堆叠体的两侧壁上，并且所述第一侧板和所述第二侧板上对应所述第一凹槽和所述第二凹槽的位置分别内凸形成第一凸部和第二凸部，所述第一凸部嵌合在所述第一凹槽中，所述第一凸部上设有与所述第一螺纹孔匹配的第一连接孔，所述第二凸部嵌合在所述第二凹槽中，所述第二凸部上设有与所述第二螺纹孔匹配的第二连接孔，所述第一侧板和所述第二侧板上对应所述第一通孔和所述第二通孔的位置分别形成第一开孔和第二开孔，并且所述第一侧板的上端和/或下端弯折与所述堆叠体上端和/或下端贴合，所述第二侧板的上端和/或下端弯折与所述堆叠体上端和/或下端贴合；
顶板，所述顶板设在所述堆叠体的上端且与所述第一侧板和/或所述第二侧板上位于所述堆叠体上端的弯折区焊接；
底板，所述底板设在所述堆叠体的下端且与所述第一侧板和/或所述第二侧板上位于所述堆叠体下端的弯折区焊接，并且所述顶板和/或所述底板上靠近堆叠体的一侧沿其长度方向形成凸棱，所述凸棱与所述堆叠体中相邻两个所述电芯的间隙对应，并且所述凸棱与所述堆叠体不直接接触，所述顶板和/或所述底板上设有贯穿的灌胶孔和贯穿的溢胶孔；
第一连接件，所述第一连接件穿过所述第一连接孔与所述第一螺纹孔匹配；
第二连接件，所述第二连接件穿过所述第二连接孔与所述第二螺纹孔匹配。
根据本发明实施例的电池模块，通过将多个电芯通过结构胶层叠形成堆叠体，并且同一个堆叠体中电芯的正极极耳端部层叠焊接形成正极极耳区，同一个堆叠体中电芯的负极极耳端部层叠焊接形成负极极耳区，并且相邻两个堆叠体中一个堆叠体的正极极耳区与另一个堆叠体的负极极耳区焊接形成级联焊接区，同时在级联焊接区的上下端卡接第一极耳保护壳，并且第一极耳保护壳上设有第一通孔和第一凹槽，第一凹槽内设有第一螺纹孔，在位于端部的堆叠体的正极极耳区或负极极耳区卡接第二极耳保护壳，并且第二极耳保护壳上设有第二通孔和第二凹槽，第二凹槽内设有第二螺纹孔，第一极耳保护壳和第二极耳保护壳的设置可以有效保护级联焊接区、端部堆叠体的正极极耳和负极极耳，提高电池模块的稳定性，另外第一侧板和第二侧板分别沿电池模块的长度方向设在堆叠体的两侧壁上，并且第一侧板和第二侧板上对应第一凹槽和第二凹槽的位置分别内凸形成第一凸部和第二凸部，即第一侧板和第二侧板上对应第一凹槽的位置均形成第一凸部，第一侧板和第二侧板上对应第二凹槽的位置形成均形成第二凸部，第一凸部嵌合在第一凹槽中，第一凸部上设有与第一螺纹孔匹配的第一连接孔，第二凸部嵌合在第二凹槽中，第二凸部上设有与第二螺纹孔匹配的第二连接孔，从而在将第一侧板和第二侧板设在堆叠体的两侧壁上时只要将第一凸部与第一凹槽配合以及第二凸部与第二凹槽配合即可实现第一侧板和第二侧板的快速装配，同时第一侧板和第二侧板上对应第一通孔和第二通孔的位置分别形成第一开孔和第二开孔，即第一侧板和第二侧板上对应第一通孔的位置均形成第一开孔，第一侧板和第二侧板上对应第二通孔的位置均形成第二开孔，并且第一侧板的上端和/或下端弯折与堆叠体上端和/或下端贴合，第二侧板的上端和/或下端弯折与堆叠体上端和/或下端贴合，同时在沿电池模块的长度方向设在堆叠体的上端和下端分别设置顶板和底板，顶板与第一侧板和/或第二侧板上位于堆叠体上端的弯折区焊接，底板与第一侧板和/或第二侧板上位于堆叠体下端的弯折区焊接，同时顶板和/或底板上沿其长度方向形成凸棱，该凸棱与堆叠体中相邻两个电芯的间隙对应，并且凸棱与堆叠体不直接接触，顶板和/或底板上设有贯穿的灌胶孔和贯穿的溢胶孔，即通过灌胶孔向顶板与堆叠体之间和/或底板与堆叠体之间灌入导电胶，即将导电胶填充在顶板和/或底板上凸棱与堆叠体之间，提高堆叠体内的散热效率，而灌满后多余的胶液经溢胶孔溢出，方便观察，并且第一连接件穿过第一连接孔与第一螺纹孔匹配，第二连接件穿过第二连接孔与第二螺纹孔匹配，从而实现第一侧板和第二侧板的可靠安装。相较于现有的电池模块中同一个堆叠体中电芯采用铜排进行并联以及相邻两个堆叠体采用铜排进行串联的方式，本申请的电池模块省去了电芯并联以及堆叠体串联的连接附件铜排，从而减少了模块的成本和重量，提高了空间利用率，并且该电池模块具有良好的散热特性，从而提高了电池模块的使用寿命和安全性能。
另外，根据本发明上述实施例的电池模块还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述正极极耳上设有第一结构孔，所述负极极耳上设有第二结构孔，所述正极极耳区设有多个所述第一结构孔形成的第一贯穿通道，所述负极极耳区设有多个所述第二结构孔形成的第二贯穿通道。由此，有利于电芯的快速层叠安装。
在本发明的一些实施例中，在所述级联焊接区，所述第一贯穿通道与所述第二贯穿通道贯通形成辅助连接通道，所述辅助连接通道中设有辅助连接件。由此，可以提高电池模块内部连接的可靠性。
在本发明的一些实施例中，所述顶板和所述底板上均沿其长度方向形成凸棱。由此，可以提高电池模块的散热效率。
在本发明的一些实施例中，所述灌胶孔设在所述顶板和/或所述底板的中心，所述溢胶孔设在所述顶板和/或所述底板的两端；或所述溢胶孔设在所述顶板和/或所述底板的中心，所述灌胶孔设在所述顶板和/或所述底板的两端。由此，可以保证顶板和/或底板与堆叠体之间形成完整的导热胶，提高堆叠体的散热效率。
在本发明的一些实施例中，所述第一侧板与所述堆叠体之间和/或所述第二侧板与所述堆叠体之间设有缓冲板。由此，可以起到保护电芯的作用。
在本发明的一些实施例中，相邻两个所述电芯之间、所述堆叠体与所述缓冲板之间、所述缓冲板分别与所述第一侧壁和所述第二侧板之间设有结构胶。由此，可以提高电池模块的可靠性。
在本发明的一些实施例中，所述结构胶的厚度为0.05～0.2mm。由此，可以提高电芯安装的稳定性。
在本发明的再一个方面，本发明提出了一种电池模组。根据本发明的实施例，所述电池模组包括：
多个上述的电池模块；
第一挡板和第二挡板，所述第一挡板和所述第二挡板相对且间隔布置，并且所述多个电池模块设在所述第一挡板和所述第二挡板之间，所述第一挡板和所述第二挡板上对应所述第一开孔和所述第二开孔的位置分别设有第三开孔和第四开孔；
第三连接件，所述第三连接件穿过所述第三开孔、所述第一开孔和所述第一通孔；
第四连接件，所述第四连接件穿过所述第四开孔、所述第二开孔和所述第二通孔。
根据本发明实施例的电池模组，通过在第一挡板和第二挡板上对应电池模块上第一开孔和第二开孔的位置分别设有第三开孔和第四开孔，然后设置第三连接件穿过所述第三开孔、所述第一开孔和所述第一通孔，设置第四连接件穿过第四开孔、第二开孔和第二通孔实现上述多个电池模块固定，相对于现有技术中相邻两个电池模块之间需要设置外设的动力连接件进行动力连接，即多个电池模块需要采用多个动力连接件进行连接，本申请的电池模组内相邻两个电池模块之间不需要设置动力连接件，而是仅采用第三连接件和第四连接件即可实现多个电池模块的相连，不仅减少了连接件使用，而且降低了电池模组的成本和重量，节省了安装空间，同时无需考虑动力连接件的连接稳定性及可靠性，降低了连接内阻，从而减少电池模组的内耗，进而使得安装该电池模组的汽车具有优异的续时里程。
在本发明的第三个方面，本发明提出了一种汽车。根据本发明的实施例，所述汽车具有上述的电池模组。由此，该汽车具有优异的续时里程。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的电池模块中电芯的结构示意图；
图2是根据本发明一个实施例的电池模块中堆叠体的结构示意图；
图3是根据本发明一个实施例的电池模块的部分结构示意图；
图4是根据本发明再一个实施例的电池模块中堆叠体的结构示意图；
图5是根据本发明再一个实施例的电池模块的部分结构示意图；
图6是根据本发明再一个实施例的电池模块的结构示意图；
图7是根据本发明一个实施例的电池模块中第一极耳保护壳的结构示意图；
图8是根据本发明又一个实施例的电池模块的结构示意图；
图9是根据本发明又一个实施例的电池模块的部分结构示意图；
图10是根据本发明又一个实施例的电池模块中顶板和/或底板的结构示意图；
图11是根据本发明又一个实施例的电池模块中顶板和/或底板的结构示意图；
图12是根据本发明一个实施例的电池模组的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明第一个方面，本发明提出了一种电池模块。根据本发明的实施例，参考图1-9，该电池模块100包括多个堆叠体1、第一极耳保护壳2、第二极耳保护壳3、第一侧板16、第二侧板17、顶板4、底板5、第一连接件(未示出)和第二连接件(未示出)。
其中，堆叠体1包括多个层叠的电芯10，优选多个电芯10通过结构胶(未示出)粘接进行层叠。参考图1，电芯10的正极端部形成正极极耳101，电芯10的负极端部形成负极极耳102，并且参考图2，同一个堆叠体1中多个电芯10的正极极耳101端部层叠焊接形成正极极耳区11，同一个堆叠体1中多个电芯10的负极极耳102端部层叠焊接形成负极极耳区11，参考图2，相邻两个堆叠体1中一个堆叠体1的正极极耳区11与另一个堆叠体1的负极极耳区12焊接形成级联焊接区13。由此，相较于现有的电池模块中同一个堆叠体中电芯采用铜排进行并联以及相邻两个堆叠体采用铜排进行串联的方式，本申请的电池模块省去了电芯并联以及堆叠体串联的连接附件铜排，从而减少了模块的成本和重量，提高了空间利用率。具体的，同一个堆叠体1的多个电芯10的正极极耳101和负极极耳102端部层叠焊接以及相邻两个堆叠体1中一个堆叠体1的正极极耳区11与另一个堆叠体1的负极极耳区12层叠焊接的方式可以采用激光焊接或超声焊接。
进一步的，同一个堆叠体1中多个电芯10的正极极耳101按照图2所示结构折弯，并且使得折弯的正极极耳101端部层叠形成正极极耳区11，同一个堆叠体1中多个电芯10的负极极耳102也按照图2所示结构折弯，使得折弯的负极极耳102端部层叠形成负极极耳区11，同时参考图4，正极极耳101上设有第一结构孔1011，负极极耳102上设有第二结构孔1021，正极极耳区11设有多个第一结构孔1011形成的第一贯穿通道103，负极极耳区12设有多个第二结构孔102形成的第二贯穿通道104，并且参考图5，在级联焊接区13，相邻两个堆叠体1中的一个堆叠体1上的第一贯穿通道103与另一个堆叠体1上的第二贯穿通道104贯通形成辅助连接通道105，辅助连接通道105中设有辅助连接件(未示出)。具体的，通过在正极极耳101上设置第一结构孔1011，在负极极耳102上设置第二结构孔1021，在同一个堆叠体1内对多个电芯10的正极极耳101端部和负极极耳102层叠焊接时将多个第一结构孔1011重合形成第一贯穿通道103，将多个第二结构孔1011重合形成第二贯穿通道104，从而有利于正极极耳101和负极极耳102层叠时的快速定位，同时在相邻两个堆叠体1中一个堆叠体1的正极极耳区11与另一个堆叠体1的负极极耳区12层叠焊接形成级联焊接区13时将第一贯穿通道103和第二贯穿通道104重合形成辅助连接通道105，从而利于相邻两个堆叠体1形成级联焊接区13时的快速定位，并且在级联焊接区13的辅助连接通道105中设置辅助连接件可以提高相邻两个堆叠体1的可靠连接。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对辅助连接件的具体类型进行选择，只要能实现相邻两个堆叠体1的可靠连接即可，例如辅助连接件可以为铆接件或螺栓等。
参考图6，第一极耳保护壳2分别与级联焊接区13的上端和下端卡接，即级联焊接区13处设置两个第一极耳保护壳2，两个第一极耳保护壳2分别从电池模块100的上端和下端与级联极耳区13进行卡接，并且参考图7，第一极耳保护壳2上设有第一通孔141和第一凹槽142，第一凹槽142内设有第一螺纹孔1421，参考图6，第二极耳保护壳3与位于端部的堆叠体1的正极极耳区11或负极极耳区12卡接，并且第二极耳保护壳3上设有第二通孔151和第二凹槽152，第二凹槽152内设有第二螺纹孔1521。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对第一通孔141、第一凹槽142、第二通孔151和第二凹槽152的数量进行选择，优选地，第一极耳保护壳2上设置一个第一通孔141和一个第一凹槽142，第二极耳保护壳3上设置两个第二通孔151和两个第二凹槽152，并且两个第二通孔151对称布置，两个第二凹槽152也对称布置，同时第一凹槽142和第二凹槽152均为圆形凹槽，起到对后续侧板安装的导向，实现快速装配。具体的，第一极耳保护壳2和第二极耳保护壳3均为绝缘且阻燃的塑料，例如PP、APS、PC、PA和PA66等材质。
其中，参考图8，第一侧板16和第二侧板17分别沿电池模块100的长度方向设在堆叠体1的两侧壁上，并且第一侧板16和第二侧板17上对应第一凹槽142和第二凹槽152的位置分别内凸形成第一凸部162和第二凸部172，即第一侧板16和第二侧板17上对应第一凹槽142的位置均形成第一凸部162，第一侧板16和第二侧板17上对应第二凹槽152的位置形成均形成第二凸部172，第一凸部162嵌合在第一凹槽142中，第一凸部162上设有与第一螺纹孔1421匹配的第一连接孔1621，第二凸部172嵌合在第二凹槽152中，第二凸部172上设有与第二螺纹孔1521匹配的第二连接孔1721，从而在将第一侧板16和第二侧板17设在堆叠体1的两侧壁上时只要将第一凸部162与第一凹槽142配合以及第二凸部172与第二凹槽152配合即可实现第一侧板16和第二侧板17的快速装配，同时第一侧板16和第二侧板17上对应第一通孔141和第二通孔151的位置分别形成第一开孔161和第二开孔171，即第一侧板16和第二侧板17上对应第一通孔141的位置均形成第一开孔161，第一侧板16和第二侧板17上对应第二通孔151的位置均形成第二开孔171。
同时参考图8，第一侧板16的上端和/或下端弯折与堆叠体1上端和/或下端贴合，第二侧板17的上端和/或下端弯折与堆叠体1上端和/或下端贴合，优选参考图9，第一侧板16的上端和下端均弯折与堆叠体1上端和下端贴合，第二侧板17的上端和下端均弯折与堆叠体1上端或下端贴合。优选地，第一侧板16和第二侧板17材质为金属，例如该金属包括铝、铜和铁中的至少之一。
参考图8和9，顶板4设在堆叠体1的上端且与第一侧板16和/或第二侧板17上位于堆叠体1上端的弯折区焊接(超声波焊接或激光焊接)，底板5设在堆叠体1的下端且与第一侧板16和/或第二侧板17上位于堆叠体1下端的弯折区焊接(超声波焊接或激光焊接)，并且顶板4和/或5底板上靠近堆叠体1的一侧上沿其长度方向形成凸棱41，凸棱41与堆叠体1中相邻两个电芯10的间隙对应，并且凸棱41与堆叠体1不直接接触，顶板4和/或底板5上设有贯穿的灌胶孔42和贯穿的溢胶孔43，即通过灌胶孔42向顶板4与堆叠体1之间和/或底板5与堆叠体1之间灌入导电胶，将导电胶填充在顶板4和/或底板5上凸棱41与堆叠体1之间，提高堆叠体1内的散热效率，而灌满后多余的胶液经溢胶孔溢出，方便观察，优选顶板4和底板5上均设有凸棱41。发明人发现，多个电芯10贴在一起形成堆叠体1之后，堆叠体1的底部和顶部均会形成一个空间，该空间的存在使得堆叠体1与底板5和顶板4的热接触不良，不利于电池模块的散热，而本申请通过在顶板4和底板5上设置数条凸棱41，凸棱41用于填充上述空间的部分且凸棱41与堆叠体1不直接接触，通过灌胶孔42向顶板4与堆叠体1之间和/或底板5与堆叠体1之间灌入导电胶，将导电胶填充在顶板4和/或底板5上凸棱41与堆叠体1之间，可以提高电池散热效率，从而提高电池的安全性能和使用寿命。优选地，顶板4、底板5的材质同于第一侧板16和第二侧板17，从而顶板4、底板5与第一侧板16和第二侧板17的焊接，并且凸棱41可以与顶板4和/或底板5一体成型或拼接，若为一体成型，该凸棱41的材质与顶板4和/或底板5材质相同；若拼接而成，凸棱41的材质可以与顶板4和/或底板5材质不同，优选高导热金属材质，如铜、铝、钢等，导热胶材质，导热胶组成可以为丙烯酸胶、环氧胶或聚氨酯胶。
进一步地，参考图10，灌胶孔42设在顶板4和/或底板5的中心，溢胶孔43设在顶板4和/或底板5的两端，即通过设置在顶板4和/或底板5的中心的灌胶孔42向堆叠体1和顶板4和/或堆叠体1与底板5之间灌入胶液，胶液在堆叠体1和顶板4和/或堆叠体1与底板5之间流动填充，而待胶液填充满后，多余的胶液自设在顶板4和/或底板5的两端的溢胶孔43流出；或参考图11，溢胶孔43设在顶板4和/或底板5的中心，灌胶孔42设在顶板和/或底板5的两端，即通过设置在顶板4和/或底板5的两端的灌胶孔42向堆叠体1和顶板4和/或堆叠体1与底板5之间灌入胶液，胶液在堆叠体1和顶板4和/或堆叠体1与底板5之间流动填充，而待胶液填充满后，多余的胶液自设在顶板4和/或底板5的中心的溢胶孔43流出。具体的，考虑到导热胶的导热系数较凸棱41低，并且导热胶的成本较顶板4、底板5和凸棱41成本更高，为了在提高导热性能的同时降低成本，因此顶板4和/或底板5上的凸棱41与相邻两个电芯10之间的间隙越小越好，并且优选凸棱41平行于电芯10侧壁，也就说上述空间中形成的导热胶层42厚度是均匀的，优选该导热胶层42的厚度为0.2～3mm，更优选0.7～1.3mm。
进一步地，第一连接件穿过第一连接孔1621与第一螺纹孔1421匹配，第二连接件穿过第二连接孔1721与第二螺纹孔1521匹配，从而实现第一侧板16和第二侧板17的可靠安装。并且第一连接件和第二连接件均为螺栓。具体的，第一侧板16和第二侧板17材质为金属或者塑料，金属为如铝铝、铜、铁及其合金材料，金属可以采用冲压成型，塑料为热固性塑料，如SMC，其具有较高强度，热固性材料可以采用模具注塑成型。
进一步地，参考图8，上述第一侧板16与堆叠体1之间和/或第二侧板17与堆叠体1之间设有缓冲板19，用于初期组装堆叠体1时提供固定电芯10的预紧力以及使用末期对电芯10膨胀力的吸收。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对缓冲板21材质进行选择，例如可以为绝缘、阻燃的塑料，如PP、APS、PC、PA、PA66等材质。同时堆叠体1与缓冲板21之间、缓冲板21分别与第一侧壁16和第二侧板17之间设有结构胶，从而提高电池模块的可靠性。
根据本发明实施例的电池模块，通过将多个电芯通过结构胶层叠形成堆叠体，并且同一个堆叠体中电芯的正极极耳端部层叠焊接形成正极极耳区，同一个堆叠体中电芯的负极极耳端部层叠焊接形成负极极耳区，并且相邻两个堆叠体中一个堆叠体的正极极耳区与另一个堆叠体的负极极耳区焊接形成级联焊接区，同时在级联焊接区的上下端卡接第一极耳保护壳，并且第一极耳保护壳上设有第一通孔和第一凹槽，第一凹槽内设有第一螺纹孔，在位于端部的堆叠体的正极极耳区或负极极耳区卡接第二极耳保护壳，并且第二极耳保护壳上设有第二通孔和第二凹槽，第二凹槽内设有第二螺纹孔，第一极耳保护壳和第二极耳保护壳的设置可以有效保护级联焊接区、端部堆叠体的正极极耳和负极极耳，提高电池模块的稳定性，另外第一侧板和第二侧板分别沿电池模块的长度方向设在堆叠体的两侧壁上，并且第一侧板和第二侧板上对应第一凹槽和第二凹槽的位置分别内凸形成第一凸部和第二凸部，即第一侧板和第二侧板上对应第一凹槽的位置均形成第一凸部，第一侧板和第二侧板上对应第二凹槽的位置形成均形成第二凸部，第一凸部嵌合在第一凹槽中，第一凸部上设有与第一螺纹孔匹配的第一连接孔，第二凸部嵌合在第二凹槽中，第二凸部上设有与第二螺纹孔匹配的第二连接孔，从而在将第一侧板和第二侧板设在堆叠体的两侧壁上时只要将第一凸部与第一凹槽配合以及第二凸部与第二凹槽配合即可实现第一侧板和第二侧板的快速装配，同时第一侧板和第二侧板上对应第一通孔和第二通孔的位置分别形成第一开孔和第二开孔，即第一侧板和第二侧板上对应第一通孔的位置均形成第一开孔，第一侧板和第二侧板上对应第二通孔的位置均形成第二开孔，并且第一侧板的上端和/或下端弯折与堆叠体上端和/或下端贴合，第二侧板的上端和/或下端弯折与堆叠体上端和/或下端贴合，同时在沿电池模块的长度方向设在堆叠体的上端和下端分别设置顶板和底板，顶板与第一侧板和/或第二侧板上位于堆叠体上端的弯折区焊接，底板与第一侧板和/或第二侧板上位于堆叠体下端的弯折区焊接，同时顶板和/或底板上沿其长度方向形成凸棱，该凸棱与堆叠体中相邻两个电芯的间隙对应，并且凸棱与堆叠体不直接接触，顶板和/或底板上设有贯穿的灌胶孔和贯穿的溢胶孔，即通过灌胶孔向顶板与堆叠体之间和/或底板与堆叠体之间灌入导电胶，即将导电胶填充在顶板和/或底板上凸棱与堆叠体之间，提高堆叠体内的散热效率，而灌满后多余的胶液经溢胶孔溢出，方便观察，并且第一连接件穿过第一连接孔与第一螺纹孔匹配，第二连接件穿过第二连接孔与第二螺纹孔匹配，从而实现第一侧板和第二侧板的可靠安装。相较于现有的电池模块中同一个堆叠体中电芯采用铜排进行并联以及相邻两个堆叠体采用铜排进行串联的方式，本申请的电池模块省去了电芯并联以及堆叠体串联的连接附件铜排，从而减少了模块的成本和重量，提高了空间利用率，并且该电池模块具有良好的散热特性，从而提高了电池模块的使用寿命和安全性能。
在本发明的再一个方面，本发明提出了一种电池模组。根据本发明的实施例，参考图12，电池模组包括：电池模块100、第一挡板200、第二挡板300、第三连接件400和第四连接件500。
其中，参考图12，该电池模组包括多个上述的省去了电芯并联以及堆叠体串联的连接附件铜排的电池模块100，多个电池模块100依次排列布置，并且多个电池模块100的第一开孔161贯通，同时多个电池模块100的第二开孔171贯通。
参考图12，第一挡板200和第二挡板300相对且间隔布置，多个电池模块100设在第一挡板200和第二挡板300之间，第一挡板200和第二挡板300上对应第一开孔161和第二开孔171的位置分别设有第三开孔201和第四开孔301，即第一挡板200和第二挡板300上对应第一开孔161的位置均设有第三开孔201，第一挡板200和第二挡板300上对应第二开孔171的位置均设有第四开孔301。
其中，第三连接件400穿过第三开孔201、第一开孔161和第一通孔141，第四连接件500穿过第四开孔301、第二开孔171和第二通孔151，从而采用第三连接件400和第四连接件500即可实现多个电池模块100的固定。优选地，第三连接件400和第四连接件500均包括螺栓51和螺母52，以第一挡板200靠近多个电池模块100的第一侧板16，第二挡板300靠近多个电池模块100的第二侧板17为例，螺栓51依次穿过第一挡板200上的第三开孔201、第一侧板16上的第一开孔161、第一极耳保护壳2上的第一通孔141、第二侧板17上的第一开孔161以及第二挡板300上的第三开孔201，并且螺母52设在第二挡板300上远离第一挡板200的一侧且与螺栓51配合锁死；螺栓51穿过第一挡板200上的第四开孔301、第一侧板16上的第二开孔171、第二极耳保护壳3上的第二通孔151、第二侧板17上的第二开孔171以及第二挡板300上的第四开孔301，并且螺母52设在第二挡板300上远离第一挡板200的一侧且与螺栓51配合锁死。
相对于现有技术中相邻两个电池模块之间需要设置外设的动力连接件进行动力连接，即多个电池模块需要采用多个动力连接件进行连接，本申请的电池模组内相邻两个电池模块之间不需要设置动力连接件，而是仅采用第三连接件和第四连接件即可实现多个电池模块的相连，不仅减少了连接件使用，而且降低了电池模组的成本和重量，节省了安装空间，同时无需考虑动力连接件的连接稳定性及可靠性，降低了连接内阻，从而减少电池模组的内耗，进而使得安装该电池模组的汽车具有优异的续时里程。需要说明的是，上述针对电池模块所描述的特征和优点同样适用于该电池模组，此处不再赘述。
在本发明的第三个方面，本发明提出了一种汽车。根据本发明的实施例，所述汽车具有上述的电池模组。优选地，该汽车为新能源汽车。由此，该汽车具有优异的续时里程。需要说明的是，上述针对电池模组所描述的特征和优点同样适用于该汽车，此处不再赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种电池模块，其特征在于，包括：
多个堆叠体，所述堆叠体包括多个层叠的电芯，并且多个所述电芯的正极极耳端部层叠焊接形成正极极耳区，多个所述电芯的负极极耳端部层叠焊接形成负极极耳区，相邻两个所述堆叠体中一个所述堆叠体的正极极耳区与另一个所述堆叠体的负极极耳区层叠焊接形成级联焊接区；
第一极耳保护壳，所述第一极耳保护壳分别与所述级联焊接区的上端和下端卡接，并且所述第一极耳保护壳上设有第一通孔和第一凹槽，所述第一凹槽内设有第一螺纹孔；
第二极耳保护壳，所述第二极耳保护壳与位于端部的所述堆叠体的所述正极极耳区或所述负极极耳区卡接，并且所述第二极耳保护壳上设有第二通孔和第二凹槽，所述第二凹槽内设有第二螺纹孔；
第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板分别沿所述电池模块的长度方向设在所述堆叠体的两侧壁上，并且所述第一侧板和所述第二侧板上对应所述第一凹槽和所述第二凹槽的位置分别内凸形成第一凸部和第二凸部，所述第一凸部嵌合在所述第一凹槽中，所述第一凸部上设有与所述第一螺纹孔匹配的第一连接孔，所述第二凸部嵌合在所述第二凹槽中，所述第二凸部上设有与所述第二螺纹孔匹配的第二连接孔，所述第一侧板和所述第二侧板上对应所述第一通孔和所述第二通孔的位置分别形成第一开孔和第二开孔，并且所述第一侧板的上端和/或下端弯折与所述堆叠体上端和/或下端贴合，所述第二侧板的上端和/或下端弯折与所述堆叠体上端和/或下端贴合；
顶板，所述顶板设在所述堆叠体的上端且与所述第一侧板和/或所述第二侧板上位于所述堆叠体上端的弯折区焊接；
底板，所述底板设在所述堆叠体的下端且与所述第一侧板和/或所述第二侧板上位于所述堆叠体下端的弯折区焊接，并且所述顶板和/或所述底板上靠近堆叠体的一侧沿其长度方向形成凸棱，所述凸棱与所述堆叠体中相邻两个所述电芯的间隙对应，并且所述凸棱与所述堆叠体不直接接触，所述顶板和/或所述底板上设有贯穿的灌胶孔和贯穿的溢胶孔；
第一连接件，所述第一连接件穿过所述第一连接孔与所述第一螺纹孔匹配；
第二连接件，所述第二连接件穿过所述第二连接孔与所述第二螺纹孔匹配。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述正极极耳上设有第一结构孔，所述负极极耳上设有第二结构孔，所述正极极耳区设有多个所述第一结构孔形成的第一贯穿通道，所述负极极耳区设有多个所述第二结构孔形成的第二贯穿通道。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其特征在于，在所述级联焊接区，所述第一贯穿通道与所述第二贯穿通道贯通形成辅助连接通道，所述辅助连接通道中设有辅助连接件。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述顶板和所述底板上均沿其长度方向形成凸棱。
5.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述灌胶孔设在所述顶板和/或所述底板的中心，所述溢胶孔设在所述顶板和/或所述底板的两端；或
所述溢胶孔设在所述顶板和/或所述底板的中心，所述灌胶孔设在所述顶板和/或所述底板的两端。
6.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述第一侧板与所述堆叠体之间和/或所述第二侧板与所述堆叠体之间设有缓冲板。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其特征在于，所述堆叠体与所述缓冲板之间、所述缓冲板分别与所述第一侧壁和所述第二侧板之间设有结构胶。
8.根据权利要求7所述的电池模块，其特征在于，所述结构胶的厚度为0.05～0.2mm。
9.一种电池模组，其特征在于，包括：
多个权利要求1-8中任一项所述的电池模块；
第一挡板和第二挡板，所述第一挡板和所述第二挡板相对且间隔布置，并且所述多个电池模块设在所述第一挡板和所述第二挡板之间，所述第一挡板和所述第二挡板上对应所述第一开孔和所述第二开孔的位置分别设有第三开孔和第四开孔；
第三连接件，所述第三连接件穿过所述第三开孔、所述第一开孔和所述第一通孔；
第四连接件，所述第四连接件穿过所述第四开孔、所述第二开孔和所述第二通孔。
10.一种汽车，其特征在于，所述汽车具有权利要求9所述的电池模组。
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