CN113659268A - 一种二层电池模组连接结构和电池包 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种二层电池模组连接结构和电池包，涉及汽车零部件领域。所述二层电池模组连接结构，包括：连接组件；所述连接组件贯穿于上层电池模组和下层电池模组中的至少一个，安装在电池箱体上；二层托盘；所述二层托盘呈平板状结构，且设置于所述上层电池模组和所述下层电池模组之间；模组支撑块；所述模组支撑块相对设置于所述二层托盘的相对两端，且分别与所述上层电池模组和所述下层电池模组固定连接；其中，所述二层托盘设有一支撑立柱与所述电池箱体固定连接。本发明提供的二层电池模组连接结构，解决了现有的二层模组重量大，重心高和结构强度薄弱的问题。
Description
技术领域
本发明涉及汽车零部件领域，特别涉及一种二层电池模组连接结构和电池包。
背景技术
电池模组作为电池包的重要组成部分，其结构安全性十分重要。对于采用上下双层模组固定的电池包来说，由于二层模组重量大，重心高，往往成为结构强度的薄弱环节。在电池包振动测试中，模组固定梁、二层模组支架经常出现破坏情况，因此，设计开发一种满足强度要求且轻量化的二层模组及其固定方式极其重要。
发明内容
本发明实施例提供一种二层电池模组连接结构和电池包，以解决现有的二层模组重量大，重心高和结构强度薄弱的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种二层电池模组连接结构，包括：
连接组件；所述连接组件贯穿于上层电池模组和下层电池模组中的至少一个，安装在电池箱体上；
二层托盘；所述二层托盘呈平板状结构，且设置于所述上层电池模组和所述下层电池模组之间；
模组支撑块；所述模组支撑块相对设置于所述二层托盘的相对两端，且分别与所述上层电池模组和所述下层电池模组固定连接；其中，所述二层托盘设有一支撑立柱与所述电池箱体固定连接；
其中，所述二层托盘设有一支撑立柱与所述电池箱体固定连接。
进一步地，所述连接组件包括：
第一螺栓和第二螺栓；
所述第一螺栓依次穿设所述上层电池模组、所述模组支撑块和所述下层电池模组，安装于电池箱体上；
所述第二螺栓依次穿设所述模组支撑块和所述下层电池模组，安装于电池箱体上。
进一步地，所述上层电池模组两端均设有第一端板，所述第一端板上并排设有多个第一连接孔；
所述下层电池模组两端均设有第二端板，所述第二端板上并排设有多个第二连接孔；
所述模组支撑块上并排设有多个第三连接孔；
其中，所述第一连接孔、所述第二连接孔和所述第三连接孔的数量相同，位置相互对应；多个所述第一螺栓依次贯穿所述第一连接孔、第二连接孔和第三连接孔，并固定于电池箱体。
进一步地，所述模组支撑块上还并排设有多个第四连接孔；
所述第二端板上还并排设有多个第五连接孔；
其中，所述第四连接孔和所述第五连接孔的数量相同，位置相互对应；多个所述第二螺栓依次贯穿所述第四连接孔和第五连接孔，并固定于电池箱体。
进一步地，所述二层托盘的相对两端设有多个水平凸出部；所述模组支撑块设置有与所述水平凸出部相对应的凹槽；
所述水平凸出部嵌设于对应的所述的凹槽内。
进一步地，所述二层托盘为挤压铝型材；所述模组支撑块采用铸铝成型工艺一体成型。
进一步地，所述上层电池模组和所述下层电池模组内的电芯之间、电芯与端板之间通过结构胶进行粘接；
其中，所述上层电池模组和所述下层电池模组的外侧还分别通过打包带固定连接。
进一步地，所述模组支撑块为对称结构；
其中，所述模组支撑块的对称中心一侧呈“S”型，且分别与所述二层托盘和所述下层电池模组配合连接。
进一步地，所述支撑立柱设于所述二层托盘的中心位置，且与所述电池箱体固定连接。
本发明还提供一种电池包，包括电池箱体和如上所述的二层电池模组连接结构，所述二层电池模组连接结构安装在电池箱体上。
本发明的有益效果是：
本发明在上层、下层电池模组、模组支撑块和二层托盘，通过连接组件上下贯穿固定到电池箱体上，模组刚性好；二层托盘、模组支撑块和下层电池模组，通过连接组件将其固定到箱体上，使上层、下层电池模组受力均匀且改善了箱体的受力情况；二层托盘中部采用支撑立柱将其固定到箱体上，增加模组刚度，行车过程中减小模组晃动；电池模组在多个固定点进行固定，可以将模组固定梁厚度进行减薄，为电池箱体的轻量化提供了有利条件。
附图说明
图1表示本发明实施例提供的二层电池模组连接结构的结构示意图之一；
图2表示本发明实施例提供的二层电池模组连接结构的结构示意图之二；
图3表示本发明实施例提供的二层托盘的结构示意图；
图4表示本发明实施例提供的模组支撑块的结构示意图；
图5表示本发明实施例提供的电池模组连接结构的结构示意图。
附图标记说明：
1-上层电池模组；2-下层电池模组；3-二层托盘；31-支撑立柱；32-水平凸出部；4-模组支撑块；51-第一螺栓；52-第二螺栓。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
本发明针对现有的二层模组重量大，重心高和结构强度薄弱的问题，提供一种二层电池模组连接结构和电池包。
如图1所示，本发明一可选实施例提供的二层电池模组连接结构，包括：
连接组件；所述连接组件贯穿于上层电池模组1和下层电池模组2中的至少一个，安装在电池箱体上；
二层托盘3；所述二层托盘3呈平板状结构，且设置于所述上层电池模组1和所述下层电池模组2之间；
模组支撑块4；所述模组支撑块4相对设置于所述二层托盘3的相对两端，且分别与所述上层电池模组1和所述下层电池模组2固定连接。
该实施例中，通过连接组件贯穿于上层电池模组1和下层电池模组2中的至少一个，安装在电池箱体上，使二层电池模组连接结构更具有稳定性，无论是将两层模组两者一起固定，还是将其中一层模组进行固定，在安装时可以具有更多选择性；在所述上层电池模组1和所述下层电池模组2之间设置二层托盘3，其中，所述上层电池模组1的电芯粘接至所述二层托盘3上，所述二层托盘3对所述上层电池模组1起到了支撑作用；将模组支撑块4与二层托盘3固定连接，对二层电池模组连接结构的整体进一步起到固定作用，防止在振动中损坏电池模组，提升了二层电池模组连接结构的耐振动和耐冲击性能。
可选的，如图5所示，所述上层电池模组1和所述下层电池模组2内的电芯之间、电芯与端板之间通过结构胶进行粘接；
其中，所述上层电池模组1和所述下层电池模组2的外侧还分别通过打包带固定连接。
需要说明的是，通过结构胶将所述上层电池模组1和所述下层电池模组2内的电芯之间、电芯与端板之间进行粘结，既保证了电池模组内部整体的牢固性，又节省了空间，再通过外部的打包带6将所述上层电池模组1或所述下层电池模组2进一步固定连接，提升了电池模组的耐振动和耐冲击性能，优选在所述上层电池模组1或所述下层电池模组2设置两条打包带，增加其牢靠性；具体地，所述上层电池模组1或所述下层电池模组2均包括：盖板7；其中所述下层电池模组2的盖板7与所述二层托盘3固定连接。
在一具体实施例中，如图2所示，所述连接组件包括：
第一螺栓51和第二螺栓52；
所述第一螺栓51依次穿设所述上层电池模组1、所述模组支撑块4和所述下层电池模组2，安装于电池箱体上；
所述第二螺栓52依次穿设所述模组支撑块4和所述下层电池模组2，安装于电池箱体上。
当然，所述连接组件不限于螺栓，还可以为其他固定连接组件。这里的所述连接组件优选为螺栓(如第一螺栓和第二螺栓)，所述螺栓可以为长螺栓，也可以为短螺栓，即所述螺栓的种类、大小、长短均可根据实际需求进行调整。具体地，所述上层电池模组1两端均设有第一端板，所述第一端板上并排设有多个第一连接孔；
所述下层电池模组2两端均设有第二端板，所述第二端板上并排设有多个第二连接孔；
所述模组支撑块4上并排设有多个第三连接孔；
其中，所述第一连接孔、所述第二连接孔和所述第三连接孔的数量相同，位置相互对应；多个所述第一螺栓51依次贯穿所述第一连接孔、第二连接孔和第三连接孔，并固定于电池箱体。
该实施例中，所述第一端板上并排设有多个第一连接孔，优选的设置4个第一连接孔，在第一端板的中轴线位置左右设置两个第一连接孔，在第一端板的两侧分别各设置一个第一连接孔，即所述上层电池模组1两端共设有8个连接孔，所述第一连接孔、所述第二连接孔和所述第三连接孔的数量相同；多个所述第一螺栓51依次贯穿所述第一连接孔、第二连接孔和第三连接孔，并固定于电池箱体；所述上层电池模组1、所述下层电池模组2和所述模组支撑块4通过四个螺栓上下贯穿固定到箱体上，使电池模组刚性更好。
可选的，在二层托盘3的左右两侧可以设置与第一端板的两侧数量相同，位置相互对应的第一连接孔(图示未给出)，通过第一螺栓51可以对所述上层电池模组1、所述下层电池模组2、所述模组支撑块4和所述二层托盘3进一步固定。
具体地，所述模组支撑块4上还并排设有多个第四连接孔；
所述第二端板上还并排设有多个第五连接孔；
其中，所述第四连接孔和所述第五连接孔的数量相同，位置相互对应；多个所述第二螺栓52依次贯穿所述第四连接孔和第五连接孔，并固定于电池箱体。
该实施例中，在所述模组支撑块4的两端上还并排设有多个第四连接孔，所述第四连接孔优选为两个，所述第二端板上设置与所述第四连接孔数量相同，位置相互对应的第五连接孔，所述多个所述第二螺栓52依次贯穿所述第四连接孔和第五连接孔，并固定于电池箱体，通过两个螺栓将其固定到箱体上，使所述下层电池模组2的左右各有两个固定点进行固定，模组端板受力均匀且改善了箱体的受力情况。
当然，在二层托盘3的两端上可以设置多个与所述第四连接孔数量相同，位置相互对应的连接孔(图示未给出)，通过第二螺栓52可以对所述下层电池模组2、所述模组支撑块4和所述二层托盘3进一步固定。
在一可选实施例中，如图3所示，所述支撑立柱31设于所述二层托盘3的中心位置，与所述电池箱体固定连接。
需要说明的是，所述支撑立柱31一端与所述二层托盘3安装孔连接，另一端直接与所述电池箱体固定连接，这样设计的目的对所述二层托盘3进一步地进行定位，防止运动中所述二层托盘3的移动，且在所述支撑立柱31设有加强筋，对所述支撑立柱31进行加固；所述支撑立柱31与所述二层托盘3的两端，形成三个受力点，改善了所述二层托盘3的受力情况。
又如图3和图4所示，所述二层托盘3的相对两端设有多个水平凸出部32；所述模组支撑块4设置有与所述水平凸出部32相对应的凹槽；
所述水平凸出部32嵌设于对应的所述的凹槽内。
可选的，所述模组支撑块4为对称结构；
其中，所述模组支撑块4的对称中心一侧呈“S”型，且分别与所述二层托盘3和所述下层电池模组2配合连接。
需要说明的是，所述模组支撑块4的对称中心(图4中的i所示)一侧呈“S”型的目的，为了满足与所述水平凸出部31嵌设于对应的所述的一个凹槽a内，对所述二层托盘3的四个角进行固定，且对所述二层托盘3进行限定，防止所述二层托盘3在所述下层电池模组2上移动；所述“S”型的另一个凹槽b分别与所述下层电池模组2的配合连接，进一步地限定所述模组支撑块4的移动。
其中，所述二层托盘3呈平板状结构与所述下层电池模组2平行设置，所述二层托盘3表面上可以设置减重孔，可以有效减重，有利于提升动力电池能量密度。
可选的，所述二层托盘3为挤压铝型材；所述模组支撑块4采用铸铝成型工艺一体成型。
本实施例的挤压铝型材具体指的是以本实施例中托盘宽度截面为模具，高压将圆柱形铝棒挤进宽度截面的模具即可，可采用裁切设备根据需要裁断需要的长度，所述二层托盘3上可根据安装需要加工若干槽和孔以便于托盘的安装固定；所述铸铝成型工艺和所述挤压铝型材的原理类似，所述模组支撑块4采用一体成型的铸铝支架。
本实施例提供了一种结构和工艺成型简单，无焊缝固定的模组支撑块4；整个模组支撑块4的质量轻、模具费用少，加工成型工艺简单，结构强度较高；整个生产过程没有焊接工艺，能减少生产中对环境的污染，节省了生产时间，只需要对半成型件进行简单切割，就能成为好的模组支撑块4；本实施例的所述二层托盘3内部镂空，较为轻便，可以减少操作人员的体力消耗，提高了生产效率。
本发明还提供了一种电池包，包括电池箱体和如上所述的二层电池模组连接结构，所述二层电池模组连接结构安装在电池箱体上。
本发明的安装方式为：通过将多个所述第二螺栓52依次贯穿所述下层电池模组2和所述模组支撑块4固定于电池箱体；再将所述二层托盘3固定于所述模组支撑块4和电池箱体上，再将所述上层电池模组1与所述二层托盘3连接，并通过所述第一螺栓51将所述上层电池模组1、所述下层电池模组2和所述模组支撑块4固定于电池箱体上，最终实现与箱体结合。当然不限于此一种安装方式，可根据实际需求进行改进。
因此本发明采用上、下层电池模组固定支架的设计，有效解决了双层模组标准化，模块化，集成化设计的问题，保证了电池模组的安全可靠性，结构紧凑，占用空间小。
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。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种二层电池模组连接结构，其特征在于，包括：
连接组件；所述连接组件贯穿于上层电池模组(1)和下层电池模组(2)中的至少一个，安装在电池箱体上；
二层托盘(3)；所述二层托盘(3)呈平板状结构，且设置于所述上层电池模组(1)和所述下层电池模组(2)之间；
模组支撑块(4)；所述模组支撑块(4)相对设置于所述二层托盘(3)的相对两端，且分别与所述上层电池模组(1)和所述下层电池模组(2)固定连接；
其中，所述二层托盘(3)设有一支撑立柱(31)与所述电池箱体固定连接。
2.根据权利要求1所述的二层电池模组连接结构，其特征在于，所述连接组件包括：
第一螺栓(51)和第二螺栓(52)；
所述第一螺栓(51)依次穿设所述上层电池模组(1)、所述模组支撑块(4)和所述下层电池模组(2)，安装于电池箱体上；
所述第二螺栓(52)依次穿设所述模组支撑块(4)和所述下层电池模组(2)，安装于电池箱体上。
3.根据权利要求2所述的二层电池模组连接结构，其特征在于，所述上层电池模组(1)两端均设有第一端板，所述第一端板上并排设有多个第一连接孔；
所述下层电池模组(2)两端均设有第二端板，所述第二端板上并排设有多个第二连接孔；
所述模组支撑块(4)上并排设有多个第三连接孔；
其中，所述第一连接孔、所述第二连接孔和所述第三连接孔的数量相同，位置相互对应；多个所述第一螺栓(51)依次贯穿所述第一连接孔、第二连接孔和第三连接孔，并固定于电池箱体。
4.根据权利要求3所述的二层电池模组连接结构，其特征在于，所述模组支撑块(4)上还并排设有多个第四连接孔；
所述第二端板上还并排设有多个第五连接孔；
其中，所述第四连接孔和所述第五连接孔的数量相同，位置相互对应；多个所述第二螺栓(52)依次贯穿所述第四连接孔和第五连接孔，并固定于电池箱体。
5.根据权利要求1所述的二层电池模组连接结构，其特征在于，所述二层托盘(3)的相对两端设有多个水平凸出部(32)；所述模组支撑块(4)设置有与所述水平凸出部(32)相对应的凹槽；
所述水平凸出部(32)嵌设于对应的所述凹槽内。
6.根据权利要求1所述的二层电池模组连接结构，其特征在于，所述二层托盘(3)为挤压铝型材；
所述模组支撑块(4)采用铸铝成型工艺一体成型。
7.根据权利要求1所述的二层电池模组连接结构，其特征在于，所述上层电池模组(1)和所述下层电池模组(2)内的电芯之间、电芯与端板之间通过结构胶进行粘接；
其中，所述上层电池模组(1)和所述下层电池模组(2)的端板外侧还分别通过打包带固定连接。
8.根据权利要求1所述的二层电池模组连接结构，其特征在于，所述模组支撑块(4)为对称结构；
其中，所述模组支撑块(4)的对称中心一侧呈“S”型，且分别与所述二层托盘(3)和所述下层电池模组(2)配合连接。
9.根据权利要求1所述的二层电池模组连接结构，其特征在于，所述支撑立柱(31)设于所述二层托盘(3)的中心位置，且与所述电池箱体固定连接。
10.一种电池包，其特征在于，包括电池箱体和权利要求1至9任一项所述的二层电池模组连接结构，所述二层电池模组连接结构安装在电池箱体上。
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