CN113540650A - 一种圆柱电池的模组支架、电池包以及安装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电池盒产品技术领域，提供了一种圆柱电池的模组支架、电池包以及安装方法，包括有本体，本体内设置有交错布置并用于固定圆柱电芯的电芯固定槽，其中在本体的其中两侧边上均具有凸型卡槽和凹型卡槽，通过将凸型卡槽和凹型卡槽进行拼接组合并能够将多块圆柱电池的模组支架拼接成大尺寸的模组支架,每个圆柱电芯安装在电芯固定槽中组成整体的电池包组，并利用模组固定孔将整个电池包组固定在水冷板上。本专利的配件数量更少，能更好得实现电池模组的轻量化，实现减重降本，有效得提升电池箱内部的空间利用率。

Description

一种圆柱电池的模组支架、电池包以及安装方法
技术领域
本发明属于电池包技术领域，涉及一种圆柱电池的模组支架、电池包以及安装方法。
背景技术
随着新能源汽车的崛起、普及，如何更好的实现动力系统的高能量密度和低成本化，是解决新能源汽车成本过高，续航里程偏短的重量方案。由于电芯的化学体系已经达到化学体系瓶颈，单纯的通过提升单体电芯的能量密度来实现系统能量密度的提升已经变得越来越困难，目前，行业内把技术方向主要通过优化PACK结构来实现。随着越来越多的CTP方案普及，如何在保证系统安装可靠的前提下，简化电池模组结构，降低PACK生产成本，现有的传统的圆柱电芯安装方案是先将电芯组成电池模组，再将电池模组安装到电池盒上，整体分成三级关系组装，因为要先组成电池模组，所需的配件更多，组装成本高，目前的一种方案是将电芯直接粘接到电池盒上，采用的胶水需要同时具备导热和粘接性能要求，虽然这样的方式省去了中间的电池模组步骤，降低了生产成本，但因为结构胶的粘接性能导致电芯的拆卸变得异常困难，导致电池包的维修和内部电芯的拆解二次利用变得异常困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，是针对现有技术的现状，而提供一种式简单可靠，零部件数量少，自动化程度高，可以有效降低组装成本的圆柱电池的模组支架、电池包以及安装方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种圆柱电池的模组支架，其特征在于，包括有本体，所述的本体内设置有交错布置并用于固定圆柱电芯的电芯固定槽，其中在本体的其中两侧边上均具有凸型卡槽和凹型卡槽，通过将凸型卡槽和凹型卡槽进行拼接组合并能够将多块圆柱电池的模组支架拼接成大尺寸的模组支架。
在上述的一种圆柱电池的模组支架中，所述的凹型卡槽包括位于两侧的呈阶梯状的顶靠台阶部以及凹槽部，两个之间顶靠台阶部组成一个上卡口部，所述的上卡口部的宽度大于凹槽部的宽度，所述的凸型卡槽包括凸头部以及位于两侧的卡配面部，所述的凸头部与凹槽部相匹配，卡配面部压在顶靠台阶部上。
在上述的一种圆柱电池的模组支架中，所述的本体的另外两侧边上开设有模组固定孔，所述的模组固定孔用于本体连接固定。
在上述的一种圆柱电池的模组支架中，所述的电芯固定槽上具有导通槽，所述的导通槽上具有限位挡边，在限位挡边上具有限胶槽。
一种包含圆柱电池的模组支架的电池包，其特征在于，包括有多个本体、多个圆柱电芯以及水冷板，所述的多个本体通过将凸型卡槽和凹型卡槽进行拼接组合形成大尺寸的模组支架，每个圆柱电芯安装在电芯固定槽中组成整体的电池包组，并利用模组固定孔将整个电池包组固定在水冷板上。
在上述的一种包含圆柱电池的模组支架的电池包中，所述的水冷板的内侧具有水冷通道。
在上述的一种包含圆柱电池的模组支架的电池包中，所述的导通槽与水冷板之间具有导热胶，所述的导热胶能够将圆柱电芯和水冷板连接并实现圆柱电芯和水冷板之间的热量传递。
在上述的一种包含圆柱电池的模组支架的电池包中，所述的限胶槽与电芯之间具有结构胶。这里结构胶的粘接厚度，用以保证圆柱电芯和本体之间的可靠粘接。
一种包含圆柱电池的模组支架的电池包的安装方法，包含圆柱电池的模组支架的电池包，其特征在于，步骤如下：
步骤一、将多块圆柱电池的模组支架拼接组成大尺寸的模组支架；
步骤二、将大尺寸的模组支架用紧固件固定到水冷板上；
步骤三、将导热胶和结构胶分别涂抹到导通槽和限胶槽中；
步骤四、将圆柱电芯安装到电芯固定槽中，通过工装压紧圆柱电芯使导热胶和结构胶均匀扩散，并用工装夹持固定直到导热胶和结构胶有效固化；
步骤五、将导热胶和结构胶固化完成后，在电芯上部进行导电线路和其余零部件的连接固定，完成后续的组装工序。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、用结构胶粘接技术将电芯单体粘接到该专利的模组支架上来实现电芯的固定，相对于传统的电池模组，本专利的配件数量更少，能更好得实现电池模组的轻量化，实现减重降本；
2、本专利提供的模组支架侧面设计有连接卡槽结构，通过将几块模组支架进行拼接组合，形成一块更大尺寸的模组支架，一个电池包仅需数个大尺寸模组支架组装即可，比传统的10几个标准模组的方案，本专利的方案模组数量更少，能够极大的提升组装节拍，有效得提升电池箱内部的空间利用率；
3、本专利设计的模组支架，可以实现直接将电池包组装到电池箱内的，省去从电芯组成电池模组的过程，更好的实现电池包的自动化生产；
4、本专利设计的模组支架安装方式，可以实现电池模组的拆卸，完成电池包的返修和电芯的二次利用。
附图说明
图1示意了圆柱电池的模组支架的示意图；
图2示意了图1的圆柱电池的模组支架的断面图；
图3示意了一种基于图1的圆柱电池的模组支架结构拼接后组成的大尺寸的模组支架结构图；
图4示意了图3的大尺寸的模组支架固定圆柱电芯后的示意图；
图5示意了图4方案的断面图；
图6示意了图4方案的实际安装顺序图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对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。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“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，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保护范围的限制。
图中，圆柱电池的模组支架100；本体101；电芯固定槽102；模组固定孔103；凸型卡槽200；凸头部201；卡配面部202；凹型卡槽300；顶靠台阶部301；凹槽部302；圆柱电芯400；大尺寸的模组支架500；导通槽600；限位挡边601；限胶槽602；水冷板700；水冷通道701；导热胶800；结构胶900。
如图1和图3所示，本圆柱电池的模组支架100，包括有本体101，本体101内设置有交错布置并用于固定圆柱电芯400的电芯固定槽102，其中在本体101的其中两侧边上均具有凸型卡槽200和凹型卡槽300，通过将凸型卡槽200和凹型卡槽300进行拼接组合并能够将多块圆柱电池的模组支架100拼接成大尺寸的模组支架500，具体来说，为了方便进行连接，凹型卡槽300包括位于两侧的呈阶梯状的顶靠台阶部301以及凹槽部302，两个之间顶靠台阶部301组成一个上卡口部，上卡口部的宽度大于凹槽部302的宽度，凸型卡槽200包括凸头部201以及位于两侧的卡配面部202，凸头部201与凹槽部302相匹配，卡配面部202压在顶靠台阶部301上，这里利用顶靠台阶部301进行支撑，同时利用凸头部201卡进凹槽部302，从而快速的进行连接，这样通过将几块模组支架进行拼接组合，形成一块大尺寸的模组支架500，一个电池包仅需数个大尺寸模组支架组装即可，比传统的10几个标准模组的方案，本专利的方案模组数量更少，能够极大的提升组装节拍，有效得提升电池箱内部的空间利用率。
如图2所示，为了方便将整个模组支架固定到水冷板700上，本体101的另外两侧边上开设有模组固定孔103，模组固定孔103用于本体101连接固定，电芯固定槽102上具有导通槽600，导通槽600上具有限位挡边601，在限位挡边601上具有限胶槽602，这样方便圆柱电芯400与模组支架的安装。
如图4和图5所示，本专利含圆柱电池的模组支架100的电池包，包括有多个本体101、多个圆柱电芯400以及水冷板700，多个本体101通过将凸型卡槽200和凹型卡槽300进行拼接组合形成大尺寸的模组支架500，每个圆柱电芯400安装在电芯固定槽102中组成整体的电池包组，并利用模组固定孔103将整个电池包组固定在水冷板700上，水冷板700的内侧具有水冷通道701，这里通过水冷通道701可以对整个电池包的发热进行冷却，导通槽600与水冷板700之间具有导热胶800，导热胶800能够将圆柱电芯400和水冷板700连接并实现圆柱电芯400和水冷板700之间的热量传递，另外限胶槽602与电芯之间具有结构胶900，这里结构胶900的粘接厚度，用以保证圆柱电芯400和本体101之间的可靠粘接。
如图6所示，一种包含圆柱电池的模组支架100的电池包的安装方法，主要步骤如下：步骤一、将多块圆柱电池的模组支架100拼接组成大尺寸的模组支架500；步骤二、将大尺寸的模组支架500用紧固件固定到水冷板700上；步骤三、将导热胶800和结构胶900分别涂抹到导通槽600和限胶槽602中；步骤四、将圆柱电芯400安装到电芯固定槽102中，通过工装压紧圆柱电芯400使导热胶800和结构胶900均匀扩散，并用工装夹持固定直到导热胶800和结构胶900有效固化；步骤五、将导热胶800和结构胶900固化完成后，在电芯上部进行导电线路和其余零部件的连接固定，完成后续的组装工序，本专利用结构胶900粘接技术将电芯单体粘接到该专利的模组支架上来实现电芯的固定，相对于传统的电池模组，本专利的配件数量更少，能更好得实现电池模组的轻量化，实现减重降本，可以实现直接将电池包组装到电池箱内的，省去从电芯组成电池模组的过程，更好的实现电池包的自动化生产；可以实现电池模组的拆卸，完成电池包的返修和电芯的二次利用。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神所定义的范围。

Claims (9)

1.一种圆柱电池的模组支架，其特征在于，包括有本体，所述的本体内设置有交错布置并用于固定圆柱电芯的电芯固定槽，其中在本体的其中两侧边上均具有凸型卡槽和凹型卡槽，通过将凸型卡槽和凹型卡槽进行拼接组合并能够将多块圆柱电池的模组支架拼接成大尺寸的模组支架。
2.根据权利要求1所述的一种圆柱电池的模组支架，其特征在于，所述的凹型卡槽包括位于两侧的呈阶梯状的顶靠台阶部以及凹槽部，两个之间顶靠台阶部组成一个上卡口部，所述的上卡口部的宽度大于凹槽部的宽度，所述的凸型卡槽包括凸头部以及位于两侧的卡配面部，所述的凸头部与凹槽部相匹配，卡配面部压在顶靠台阶部上。
3.根据权利要求2所述的一种圆柱电池的模组支架，其特征在于，所述的本体的另外两侧边上开设有模组固定孔，所述的模组固定孔用于本体连接固定。
4.根据权利要求3所述的一种圆柱电池的模组支架，其特征在于，所述的电芯固定槽上具有导通槽，所述的导通槽上具有限位挡边，在限位挡边上具有限胶槽。
5.一种包含权利要求4所述的圆柱电池的模组支架的电池包，其特征在于，包括有多个本体、多个圆柱电芯以及水冷板，所述的多个本体通过将凸型卡槽和凹型卡槽进行拼接组合形成大尺寸的模组支架，每个圆柱电芯安装在电芯固定槽中组成整体的电池包组，并利用模组固定孔将整个电池包组固定在水冷板上。
6.根据权利要求5所述的一种圆柱电池的模组支架的电池包，其特征在于，所述的水冷板的内侧具有水冷通道。
7.根据权利要求6所述的一种圆柱电池的模组支架的电池包，其特征在于，所述的导通槽与水冷板之间具有导热胶，所述的导热胶能够将圆柱电芯和水冷板连接并实现圆柱电芯和水冷板之间的热量传递。
8.根据权利要求7所述的一种圆柱电池的模组支架的电池包，其特征在于，所述的限胶槽与电芯之间具有结构胶。
9.一种包含圆柱电池的模组支架的电池包的安装方法，包含权利要求8所述的圆柱电池的模组支架的电池包，其特征在于，步骤如下：
步骤一、将多块圆柱电池的模组支架拼接组成大尺寸的模组支架；
步骤二、将大尺寸的模组支架用紧固件固定到水冷板上；
步骤三、将导热胶和结构胶分别涂抹到导通槽和限胶槽中；
步骤四、将圆柱电芯安装到电芯固定槽中，通过工装压紧圆柱电芯使导热胶和结构胶均匀扩散，并用工装夹持固定直到导热胶和结构胶有效固化；
步骤五、将导热胶和结构胶固化完成后，在电芯上部进行导电线路和其余零部件的连接固定，完成后续的组装工序。
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