CN113594603A - 电池包及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池包，电池包包括：多个电芯、箱体以及端板组件，其中箱体包括收容腔，收容腔内沿第一方向间隔固定设置多块限位板；端板组件包括第一端板和第二端板，第一端板和第二端板沿第二方向相对地设置在收容腔内，第二方向在水平面上与第一方向垂直，第一端板和所第二端板分别与限位板可拆卸连接；当多个电芯分别沿第一方向和第二方向堆叠于收容腔时，能够被多块限位板分别限制沿第一方向往返移动，被第一端板和第二端板共同限制沿第二方向往返移动。本发明中的电池包相比现有技术而言能够更好地夹紧电芯，同时能够适配不同电芯尺寸。进而提出一种制备电池包的制备方法，本发明中的制备方法能够提高电池包的生产效率。

Description

电池包及制备方法

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及电池包及制备方法。

背景技术

现有的电池包在结构设计中采用在箱体内预留电芯堆叠的限位空间，在制备电池包前需要预先将电芯堆叠排列，然后将堆叠好的电芯再放置到箱体内的限位空间内。这种电池包存在的问题是：第一，箱体内堆叠电芯的限位空间固定，当堆叠电池时需要考虑电芯是否能够安装到限位空间内，为此限位空间与堆叠的电芯之间设计安装间隙。这导致限位空间较难紧密地对电芯限位。也就是说电芯容易在限位空间内晃动。第二，当限位空间确定后，如果电芯的尺寸发生变化，则可能需要重新设置新的限位空间，这导致箱体内的限位空间对电芯的尺寸兼容性较低。第三，由于需要预先将电芯堆叠排列，然后将堆叠排列好的电芯转移到限位空间内，这导致电芯在转移的过程中受损的风险增加，同时堆叠排序和转移的工序较为复杂，影响电池包的生产效率。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种电池包及制备方法。

一种电池包，所述电池包包括：

多个电芯；

箱体，包括收容腔，所述收容腔内沿第一方向间隔固定设置多块限位板；

端板组件，包括第一端板和第二端板，所述第一端板和所述第二端板沿第二方向相对地设置在所述收容腔内，所述第二方向在水平面上垂直于所述第一方向，所述第一端板和所述第二端板分别与所述限位板可拆卸连接；

当多个所述电芯分别沿所述第一方向和所述第二方向堆叠于所述收容腔时，能够被多块所述限位板分别限制沿所述第一方向往返移动，被所述第一端板和所述第二端板共同限制沿所述第二方向往返移动。

上述电池包，采用可调节距离的方式对堆叠的电芯进行限位，首先通过多块限位板能够限制电芯沿第一方向的往返移动。然后，在第二方向上，由于第一端板和第二端板分别与限位板为可拆卸连接，当电芯堆叠到收容腔时，可以通过调节第一端板或第二端板相对电芯的距离，因此能够使得电芯被限制沿第二方向的往返移动，也就是说堆叠后的电芯被第一端板和第二端板紧密地夹紧。另外，由于第一端板和第二端板能够沿第二方向移动调节，因此当电芯在第二方向上的尺寸变更时，也可以通过调节第一端板和第二端板相对电芯的距离以此来夹紧固定电芯。如此，相比现有的电池包而言，本发明提出的方案能够更好地夹紧固定电芯，同时能够适配不同尺寸的电芯。

在其中一个实施例中，所述第一端板设置第一凹槽，所述第一凹槽的开口朝向所述收容腔的底部，所述第一端板沿所述第一凹槽的开口方向与其中一块所述限位板卡接。

在其中一个实施例中，所述第一端板沿所述第一方向间隔设置多个所述第一凹槽，多个所述第一凹槽一一对应地与多块所述限位板卡接。

在其中一个实施例中，所述端板组件还包括紧固件，所述紧固件连接固定所述第一端板与所述限位板。

在其中一个实施例中，所述紧固件为螺栓。

在其中一个实施例中，所述第二端板设置第二凹槽，所述第二凹槽的开口朝向所述收容腔的底部，所述第二端板沿所述第二凹槽的开口方向与其中一块所述限位板卡接。

在其中一个实施例中，所述第二端板沿所述第一方向间隔设置多个所述第二凹槽，多个所述第二凹槽一一对应地与所述限位板卡接。

在其中一个实施例中，所述收容腔在所述第一方向形成多个容纳所述电芯的间隔，每个所述间隔内沿第二方向堆叠有多个所述电芯；相邻间隔内的所述电芯被所述限位板隔开。

在其中一个实施例中，所述电芯为锂电池。

一种制备方法，用于制备所述的电池包，所述制备方法包括步骤：

将所述箱体清洗并固定所述箱体；

将所述第一端板沿所述第二方向固定在所述收容腔内的所述限位板上；

向所述收容腔内涂抹胶水；

将多个所述电芯分别沿所述第一方向和所述第二方向堆叠到所述收容腔内；

在多个所述电芯之间填充胶水或者设置双面胶；

将所述第二端板沿所述第二方向固定在所述收容腔的所述限位板上，使所述电芯被夹持于所述第一端板与所述第二端板之间。

附图说明

图1为本发明一实施例中的电池包的爆炸结构示意图；

图2为本发明一实施例中的电池包的立体结构示意图；

图3位本发明一实施例中电池包的制备方法流程图。

附图标记：

100、电芯；200、箱体；210、收容腔；220、限位板；

300、端板组件；310、第一端板；311、第一凹槽；320、第二端板；321、第二凹槽。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

现有的电池包在结构设计中采用在箱体内预留电芯堆叠的限位空间，在制备电池包前需要预先将电芯堆叠排列，然后将堆叠好的电芯再放置到箱体内的限位空间内。这种电池包存在的问题是：第一，箱体内堆叠电芯的限位空间固定，当堆叠电池时需要考虑电芯是否能够安装到限位空间内，为此限位空间与堆叠的电芯之间设计安装间隙。这导致限位空间较难紧密地对电芯限位。也就是说电芯容易在限位空间内晃动。第二，当限位空间确定后，如果电芯的尺寸发生变化，则可能需要重新设置新的限位空间，这导致箱体内的限位空间对电芯的尺寸兼容性较低。第三，由于需要预先将电芯堆叠排列，然后将堆叠排列好的电芯转移到限位空间内，这导致电芯在转移的过程中受损的风险增加，同时堆叠排序和转移的工序较为复杂，影响电池包的生产效率。基于此，有必要针对这些问题，提供一种电池包及制备方法。

参阅图1和图2所示，图1示出了本发明一实施例中的电池包的爆炸结构示意图，本发明一实施例提供了的电池包，包括：多个电芯100、箱体200以及端板组件300，其中电芯100直接堆叠于箱体200内，端板组件300能够限制电芯100的移动，用于夹紧固定电芯100。其中电芯100可以为锂电池，但不限于此。

具体地，箱体200包括收容腔210，收容腔210内沿第一方向间隔固定设置有多块限位板220。当多块电芯100堆叠到收容腔210时，其能够在第一方向上被限位板220限制移动。例如一块或者几块电芯100堆叠于两块限位板220之间，如此电芯100能够被限位板220限制沿第一方向的往返移动。其中限位板220可以与箱体200一体成型，也可以通过可拆卸连接固定在收容腔210内，例如螺栓固定。当限位板220通过可拆卸连接固定在收容腔210时，限位板220也可以调节移动，以适配不同的电芯100尺寸。其中，第一方向为图1中的箭头a指向的方向。

端板组件300包括第一端板310和第二端板320，其中第一端板310和第二端板320沿第二方向相对地设置在收容腔210内，第一端板310和第二端板320分别与限位板220可拆卸连接。其中第二方向为图1中箭头b指向的方向，第二方向可以理解为在水平面上与第一方向垂直的方向。第一端板310和第二端板320与限位板220的连接方式可以为卡接或者螺纹连接或者卡接和螺纹连接同时采用。

当多个电芯100分别沿第一方向和第二方向堆叠于收容腔210时，能够被多块限位板220分别限制沿第一方向往返移动，同时被第一端板310和第二端板320共同限制沿第二方向往返移动。当电芯100堆叠在收容腔210后，在第一方向上已经被限位板220限制移动，在第二方向上缺少限位，因此当电芯100沿第二方向移动时，可能会倾倒。因此通过第一端板310和第二端板320能够共同限制电芯100在第二方向的移动。

在本实施例中，电芯100的正负极位于同一侧，且正负极一侧背离收容腔210的底部。当多个电芯100堆叠到收容腔210时，被限位板220限制沿第一方向往返移动，在第二方向上，由于第一端板310和第二端板320与限位板220为可拆卸连接，因此可通过移动调节第一端板310和第二端板320的位置来限制电芯100沿第二方向往返移动，例如可以理解为电芯100被第一端板310和第二端板320夹持，如此电芯100能够被第一端板310和第二端板320限制在第二方向上。当电芯100在第二方向上的尺寸变更时，也可以通过调节第一端板310和第二端板320相对电芯100的距离来固定电芯100。如此，相比现有的电池包中限位空间与电芯100之间存在间隙且兼容电芯100尺寸较低的问题，本发明提出的方案能够更好地夹紧固定电芯100，同时能够适配不同尺寸的电芯100。

一实施例中，参阅图1所示，第一端板310设置第一凹槽311，第一凹槽311的开口朝向收容腔210的底部，第一端板310沿第一凹槽311的开口方向与其中一块限位板220卡接。采用将第一端板310与限位板220卡接的方案是便于将第一端板310拔出移动。为了使得第一端板310能够较好地固定在第一端板310上，同时能够限制电芯100沿第二方向往返移动，可以将第一凹槽311面向限位板220的两面之间的距离设计为略小于限位板220的厚度，如此当第一凹槽311与限位板220配合时，能够较好地使得第一端板310卡接到限位板220上。

进一步，一实施例中，参阅图1所示，第一端板310沿第一方向间隔设置多个第一凹槽311，第一端板310沿第一凹槽311的开口方向一一对应地与多块限位板220卡接，也就是多个第一凹槽311一一对应地与多块限位板220卡接，即每个第一凹槽311对应一块限位板220。其中第一凹槽311的数量与限位板220的数量相同，例如限位板220的数量为七块，第一端板310上设置的第一凹槽311数量也为七个。由于在第一端板310上设置多个第一凹槽311，因此能够更好地使得第一端板310固定在限位板220上。

考虑电芯100在转运过程中可能沿第二方向的反方向对第一端板310冲击，而采用卡接方式使得第一端板310较难承受沿电芯100施加的冲击力。为此，一实施例中，端板组件300还包括紧固件(图中未显示)，其中紧固件连接固定第一端板310与限位板220。例如从第一端板310的背离收容腔210的一面沿第一凹槽311的开口方向延伸到第一凹槽311内设置第一连接孔(图中未显示)，在限位板220上对应第一凹槽311的位置也设置相应的第二连接孔(图中未显示)，然后通过紧固件穿过第一连接孔和第二连接孔，即可将第一端板310与限位板220进一步地固定。也可以在每一个第一凹槽311内均设置第一连接孔，同理在与之对应的限位板220上均设置第二连接孔，然后通过多个紧固件分别穿过第一连接孔和第二连接孔，以此来更进一步地固定连接第一端板310和限位板220。其中紧固件可以为螺栓，第一连接孔和第二连接孔可以为螺纹孔。

同理，一实施例中，参阅图1所示，在第二端板320设置第二凹槽321，第二凹槽321的开口朝向收容腔210的底部，第二端板320沿第二凹槽321的开口方向与其中一块限位板220卡接。其中第二凹槽321的设计可以参考第一凹槽311的设计方案。

进一步地，参阅图1所示，第二端板320沿第一方向间隔设置多个第二凹槽321，多个第二凹槽321一一对应地与多块限位板220卡接。其中第二端板320与限位板220也可以进一步地采用例如螺纹连接的方式固定。可参考上面一实施例中，第一端板310与限位板220的固定方式。

一实施例中，参阅图1所示，收容腔210在第一方向形成多个容纳电芯100的间隔，每个间隔内沿第二方向堆叠有多个电芯100；相邻间隔内的电芯100被限位板220隔开。也就是说相邻两块限位板220之间只堆叠一个电芯100，如此限位板220直接位于电芯100在第一方向上的两侧，能够更好地限位固定电芯100。

在一实施例中，箱体200、第一端板310和第二端板320的材质均为铝型材。箱体200、第一端板310和第二端板320采用铝型材的材质，其好处是一方面铝型材较为轻便，如此能够降低电池包的整体重量；另一方面，铝型材具有较高地强度，能够承载电芯100的重量或者电芯100的冲击力。

进一步地，第一端板310和第二端板320均为中空的铝型材，采用中空的结构好处时，一方面能够进一步地降低第一端板310和第二端板320的重量；另一方面，中空结构具有较好地减震效果。

为了能够使得电池包具有较好地散热效果，一实施例中，箱体200上还设置有散热孔(图中未显示)。由于电芯100在使用过程中会产生大量的热量，如果热量较难散失，则可能导致箱体200内的温度增加，进而导致电芯100的功耗损失增加。因此在箱体200上设置相应的散热孔能够提高电池包的散热效果，提高电芯100的利用率。

本发明还提出一种制备电池包的制备方法，其中制备方法包括步骤，参考图3所示：

S110:将箱体200清洗并固定箱体200；

S120:将第一端板310沿第二方向固定在收容腔210内的限位板220上；

S130:向收容腔210内涂抹胶水；

S140:将多个电芯100分别沿第一方向和第二方向堆叠到收容腔210内；

S150:在多个电芯100之间填充胶水或者设置双面胶；

S160:将第二端板320沿第二方向固定在收容腔210的限位板220上，使得电芯100被夹持于第一端板310与第二端板320之间。

具体地，当箱体200在堆叠电芯100之前需要对箱体200清洗。由于在后续过程中需要在箱体200的收容腔210内涂抹胶水，如果箱体200附着有杂物则会降低胶水的粘性。例如可以利用车间内的清洁模组对箱体200的杂物清除。箱体200被清洁完毕后，如果是采用水洗，则还可以增加烘干步骤。

当箱体200被清洁完毕后，需要固定箱体200。如果未对箱体200进行固定，则在堆叠电芯100时可能导致箱体200移动，如此不便于后续的电芯100堆叠。例如可以通过夹具或者限位装置限制箱体200的移动。

当箱体200被固定后，然后将第一端板310沿第二方向固定到收容腔210的限位板220上。其中第一端板310固定在限位板220的位置可以尽可能地靠近箱体200的内腔，如此收容腔210内能够具有更多的堆叠电芯100的空间。将第一端板310固定在限位板220上，例如可以通过机械手抓取第一端板310，然后将第一端板310固定到限位板220上。

当第一端板310固定在限位板220上后，此时可以向收容腔210内涂抹胶水。向收容腔210内涂抹胶水其目的是能够辅助地将电芯100固定在收容腔210内，从而限制电芯100的移动。例如可以通过涂胶模块将胶水涂抹在收容腔210内。需要说明的是，胶水涂抹的区域是两块限位板220之间区域，即电芯100安放在收容腔210内的区域。

当向收容腔210内涂抹胶水完毕后，此时将电芯100分别沿第一方向和第二方向堆叠到收容腔210内。需要说明的是，此时可以直接将电芯100堆叠到收容腔210内，不需要预先将电芯100堆叠。在堆叠电芯100的过程中可以采用例如机械手直接将电芯100堆叠到收容腔210内。电芯100堆叠到收容腔210后，电芯100能够被收容腔210内涂抹的胶水固定在收容腔210内。由于采用直接将电芯100堆叠到收容腔210内，因此减少了电芯100预先堆叠步骤，提高了电池包的生产效率。

另外当电芯100沿第一方向和第二方向堆叠时，可以向电芯100之间涂抹胶水或者双面胶以固定电芯100。如此也能够进一步地固定电芯100，防止电芯100移动。

当电芯100分别沿第一方向和第二方向堆叠完毕后，此时再通过将第二端板320固定在收容腔210内的限位板220上。例如再次采用机械手将第二端板320固定在限位板220上。这种固定方式的好处是不需要在箱体200内预留限位空间，例如现有的做法是在箱体200内设置限制电芯100的限位空间，该空间能够限制电芯100沿第一方向的往返运动和第二方向的往返运动，然后将堆叠好的电芯100装入到限位空间内。预留限位空间对电芯100的尺寸要求较高，且由于预留空间需要考虑堆叠后的电芯100是否能够装入，因此限位空间与电芯100之间存在间隙，其并不能较好地固定电芯100。换句话说，电芯100堆叠到限位空间后容易在限位空间晃动。

本实施例中的制备方案相比现有的制备方案而言，不需要预先设置限位空间。而是当电芯100沿第一方向和第二方向堆叠完毕后，再通过调节第一端板310和第二端板320的相对位置对电芯100进行限位固定。如此能够保证电芯100能够被第一端板310和第二端板320紧密地夹紧。另外，由于第一端板310和第二端板320的位置可以调整，因此本实施例中的箱体200能够适配多种不同尺寸的电芯100。最后，本实施例中不需要预先堆叠排列电芯100，而是直接将电芯100堆叠在收容空间内，减少了电芯100的堆叠步骤。如此能够降低电池在堆叠过程中损伤的风险，同时由于减少了堆叠的步骤，也能够提高电芯100的生产效率。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括：

多个电芯；

箱体，包括收容腔，所述收容腔内沿第一方向间隔固定设置多块限位板；

端板组件，包括第一端板和第二端板，所述第一端板和所述第二端板沿第二方向相对地设置在所述收容腔内，所述第二方向在水平面上垂直于所述第一方向，所述第一端板和所述第二端板分别与所述限位板可拆卸连接；

当多个所述电芯分别沿所述第一方向和所述第二方向堆叠于所述收容腔时，能够被多块所述限位板分别限制沿所述第一方向往返移动，被所述第一端板和所述第二端板共同限制沿所述第二方向往返移动。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述第一端板设置第一凹槽，所述第一凹槽的开口朝向所述收容腔的底部，所述第一端板沿所述第一凹槽的开口方向与其中一块所述限位板卡接。

3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述第一端板沿所述第一方向间隔设置多个所述第一凹槽，多个所述第一凹槽一一对应地与多块所述限位板卡接。

4.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述端板组件还包括紧固件，所述紧固件连接固定所述第一端板与所述限位板。

5.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述紧固件为螺栓。

6.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述第二端板设置第二凹槽，所述第二凹槽的开口朝向所述收容腔的底部，所述第二端板沿所述第二凹槽的开口方向与其中一块所述限位板卡接。

7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述第二端板沿所述第一方向间隔设置多个所述第二凹槽，多个所述第二凹槽一一对应地与所述限位板卡接。

8.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述收容腔在所述第一方向形成多个容纳所述电芯的间隔，每个所述间隔内沿第二方向堆叠有多个所述电芯；相邻间隔内的所述电芯被所述限位板隔开。

9.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电芯为锂电池。

10.一种制备方法，用于制备权利要求1中所述的电池包，其特征在于，所述制备方法包括步骤：

将所述箱体清洗并固定所述箱体；

将所述第一端板沿所述第二方向固定在所述收容腔内的所述限位板上；

向所述收容腔内涂抹胶水；

将多个所述电芯分别沿所述第一方向和所述第二方向堆叠到所述收容腔内；

在多个所述电芯之间填充胶水或者设置双面胶；

将所述第二端板沿所述第二方向固定在所述收容腔的所述限位板上，使所述电芯被夹持于所述第一端板与所述第二端板之间。

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