CN114421082B - 一种框架、电池模组及电池模组的装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池技术领域，公开一种框架、电池模组及电池模组的装配方法。该框架中的底板、第一侧板、第二侧板和顶板一体成型，形成两端开口，且内部中空的长方体框架。相较于分体式结构的框架，本发明的框架仅为一个独立零件，便于装配且结构强度高。底板设有水循环回路和注胶孔，水循环回路中通入冷却液可实现电池模组的水冷散热，注胶孔用于向框架内注胶。侧板用于将框架与外部结构连接。顶板设有母排让位孔，使框架中的电芯能够与母排电连接。电池模组包括：电芯、端板组件、CCS组件、绝缘套和上述框架。该电池模组装配过程简单，模组强度高。应用本发明的装配方法能够快速制备上述电池模组，提高生产效率。

Description

一种框架、电池模组及电池模组的装配方法

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种框架、电池模组及电池模组的装配方法。

背景技术

随着石油能源的衰竭及人们对环保要求的越来越高，电动汽车或混合动力车将在陆上交通工具阵营中扮演重要角色。动力电池模组作为电动汽车能量系统的核心，一直是电动汽车开发过程中的研究热点。

现有技术中，框架通常为分体式结构，由多种板材拼装组成。基础板材包括底板、侧板、端板和上盖板等。这种结构的框架零件数量多，装配效率低，且装配后难免出现配合失效导致结构强度下降，容易出现电池模组故障。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种框架、电池模组及电池模组的装配方法，以解决上述问题。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种框架，用于电池模组，包括：底板、第一侧板、第二侧板和顶板，底板和顶板相对，第一侧板和第二侧板相对，底板、第一侧板、第二侧板和顶板一体成型，形成具有第一开口端和第二开口端，且内部中空的长方体框架，用于容置电芯；

底板设有水循环回路和注胶孔；

第一侧板和第二侧板均设有连接翼板，连接翼板上设有连接通孔；

顶板设有母排让位孔。

作为一种框架的可选方案，水循环回路包括进水口和出水口，进水口和出水口设置在底板的同一侧。

作为一种框架的可选方案，水循环回路还包括至少两条进水管路和至少两条出水管路，进水管路的一端均与进水口连通，出水管路的一端均与出水口连通，进水管路的另一端和出水管路的另一端在远离进水口和/或出水口的一侧一一对应连通。

作为一种框架的可选方案，注胶孔沿底板的长度方向间隔设置，且注胶孔设置于相邻的进水管路，和/或相邻的出水管路，和/或相邻的进水管路和出水管路之间。

一种电池模组，包括：电芯、端板组件、CCS组件、绝缘套以及以上任一方案所述的框架；

多个电芯电连接，组成电芯组；电芯组被置于框架内，使电芯的极耳与母排让位孔对齐；

端板组件包括端板和泡棉，端板与框架的第一开口端和/或第二开口端连接，泡棉与端板靠近电芯组的一端粘接；

绝缘套与母排让位孔套接；

CCS组件包括母排和高压输出快插件，母排与电芯电连接，高压输出快插件与端板连接。

作为一种电池模组的可选方案，多个电芯并排设置，以使多个电芯的厚度方向均与框架的长度方向平行，且多个电芯的极耳均朝向同一侧。

作为一种电池模组的可选方案，还包括导热胶，导热胶被填充于电芯之间，和/或被填充于电芯和底板之间。

一种电池模组的装配方法，包括如下步骤：

S1、在端板的一侧粘接泡棉，在框架的第一开口端安装粘有泡棉的端板，且端板粘有泡棉的一端朝向第二开口端；

S2、将多个电芯依次并排放入框架内，使电芯的极耳与框架的母排让位孔对齐；

S3、在另一个端板的一侧粘接泡棉，在框架的第二开口端安装粘有泡棉的端板，且端板粘有泡棉的一端朝向第一开口端；

S4、通过注胶孔向框架内注入导热胶；将绝缘套与母排让位孔套接；

S5、将母排与电芯的极耳对应焊接，高压输出快插件与一个端板螺钉连接。

作为一种电池模组的装配方法的可选方案，母排与电芯的极耳对应焊接时采用激光焊接。

作为一种电池模组的装配方法的可选方案，在框架的第一开口端或第二开口端安装端板时采用铆接或焊接。

本发明的有益效果为：

本发明提供了一种用于电池模组的框架，该框架包括：底板、第一侧板、第二侧板和顶板，底板和顶板相对，第一侧板和第二侧板相对，底板、第一侧板、第二侧板和顶板一体成型，形成具有第一开口端和第二开口端，且内部中空的长方体框架，用于容置电芯。相较于现有技术中的分体式结构的框架，本发明提供的框架仅为一个独立零件，便于一体化装配，且结构强度高，故障率低。底板设有水循环回路和注胶孔，水循环回路中通入冷却液可实现电池模组的水冷散热，注胶孔用于向框架内注胶，使电芯之间，以及电芯和框架固定。第一侧板和第二侧板均设有连接翼板，连接翼板上设有连接通孔，用于将框架与外部结构连接。顶板设有母排让位孔，是框架中的电芯能够与母排电连接。

本发明提供了一种电池模组，包括：电芯、端板组件、CCS组件、绝缘套以及上述框架。该电池模组装配过程简单，生产效率高，且模组强度、刚度高，失效率低。

本发明提供了一种电池模组的装配方法，应用该方法能够快速制备上述电池模组，提高生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施方式提供的电池模组框架的立体图；

图2是本发明具体实施方式提供的电池模组框架的底面图；

图3是本发明具体实施方式提供的电池模组的爆炸图。

图中：

1、底板；11、水循环回路；111、进水口；112、出水口；113、进水管路；114、出水管路；12、注胶孔；2、第一侧板；3、第二侧板；4、顶板；41、母排让位孔；5、连接翼板；51、连接通孔；

100、电池模组；110、电芯；120、端板组件；121、端板；122、泡棉；130、CCS组件；131、母排；132、高压输出快插件；140、绝缘套。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域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。

图1是本发明具体实施方式提供的电池模组框架的立体图，如图1所示，本实施方式提供一种电池模组框架，用于电池模组100，该框架包括：底板1、第一侧板2、第二侧板3和顶板4，底板1和顶板4相对，底板1的一组对边向同侧弯折并延伸至与顶板4相互连接，或顶板4的一组对边向同侧弯折并延伸至与底板1相互连接。弯折并延伸后形成的一组侧板即为第一侧板2和第二侧板3，且第一侧板2和第二侧板3相对设置。底板1、第一侧板2、第二侧板3和顶板4一体成型，形成具有第一开口端和第二开口端，且内部中空的长方体框架，用于容置电芯110。于其他实施例中，也可由底板1、第一侧板2、第二侧板3和顶板4一体成型，形成梯形、平行四边形或其他四边形框架。本发明提供的框架仅为一个独立零件，便于一体化装配，且结构强度高，故障率低。

具体地，继续参照图1，在本实施例中，底板1设有水循环回路11和注胶孔12。水循环回路11包括进水口111和出水口112，作为一种电池模组框架的可选方案，进水口111和出水口112设置在底板1的同一侧，相较于在框架的异侧分别设置进水口111和出水口112，同侧设置能够缩短外部管路的连接长度。

作为一种电池模组框架的可选方案，图2是本发明具体实施方式提供的电池模组框架的底面图，参照图2，水循环回路11还包括至少两条进水管路113和至少两条出水管路114，进水管路113的一端均与进水口111连通，出水管路114的一端均与出水口112连通，进水管路113的另一端和出水管路114的另一端在远离进水口111和/或出水口112的一侧一一对应连通，形成U字形、层层嵌套的散热管路，有效提高散热管路的覆盖面积和循环效率，从而提升装配了该框架的电池模组的散热性能。容易想到的是，在一些其他实施例中，U字形底部的弯折处可以改为直角弯折，从而使散热管路能够覆盖框架底部拐角处，或将直线或弧形部可以改为波浪形等，进一步提高散热管路的覆盖面积。

作为一种电池模组框架的可选方案，注胶孔12沿底板1的长度方向间隔设置，且注胶孔12设置于相邻的进水管路113，和/或相邻的出水管路114，和/或相邻的进水管路113和出水管路114之间，便于在底板1的内侧分散设置注胶点，提升连接强度。

继续参照图1，在本实施例中，第一侧板2远离第二侧板3的一侧，和第二侧板3远离第一侧板2的一侧均设有连接翼板5，连接翼板5上均设有连接通孔51，用于将框架与外部结构连接。具体地，第一侧板2远离第二侧板3的一侧间隔设有多个连接翼板5，每个连接翼板5上均设有一个连接通孔51；类似地，第二侧板3远离第一侧板2的一侧也间隔设有多个连接翼板5，每个连接翼板4上均设有一个连接通孔51。第一侧板2上的连接翼板5与第二侧板3上的连接翼板5不关于底板1或顶板4对称，从而增加框架与外部结构的连接强度。

继续参照图1，在本实施例中，顶板4设有母排让位孔41，母排让位孔41包括多组极耳孔，每组极耳孔包括一个正极极耳孔和一个负极极耳孔，正极极耳孔和负极极耳孔均为形状相同的圆角方孔。多组极耳孔中的所有正极极耳孔呈一行(列)分布，多组极耳孔中的所有负极极耳孔呈另一行(列)分布，便于后续安装母排。

图3是本发明具体实施方式提供的电池模组的爆炸图，参照图3，本实施方式还提供一种电池模组，包括：电芯110、端板组件120、CCS组件130、绝缘套140、导热胶以及如上述任一方案所述的框架。

具体地，多个电芯110电性连接，组成电芯组。电芯组被置于框架内，使电芯110的极耳与母排让位孔41对齐。导热胶被填充于电芯110之间，和/或被填充于电芯110和底板1之间，以使电芯110和底板1固定连接，便于后续安装母排，并且增强电池模组的连接强度。

作为一种电池模组的可选方案，多个电芯110并排设置，以使多个电芯110的厚度方向均与框架的长度方向平行，且多个电芯110的极耳均朝向同一侧，以使电芯组被置于框架后，电芯110的极耳与母排让位孔41对齐。

进一步具体地，端板组件120包括端板121和泡棉122，

端板121包括内表面和外表面，内表面用于粘接泡棉122。外表面设有加强筋和让位槽，加强筋用于增强端板121的结构强度，同时相较于实体端板能够减轻端板121的重量，让位槽用于配合电池模组的其他结构，比如底板1上的进水口111和出水口112。将进水口111和出水口112嵌入端板121的让位槽内，减小了电池模组的结构尺寸，并能对进水口111和出水口112起到保护作用。

在本实施例中，框架的第一开口端和第二开口端均设有，端板121与框架连接后，端板121的内表面朝向电芯110。

CCS组件130包括母排131和高压输出快插件132，母排131与所有电芯110的极耳电连接，高压输出快插件132与端板121螺钉连接。

绝缘套140为环状，绝缘套140与母排让位孔41过盈配合，在母排让位孔41处形成绝缘保护，防止母排131与极耳连接的位置漏电。

本实施方式还提供一种电池模组的装配方法，包括如下步骤：

S1、在端板121的一侧粘接泡棉122，在框架的第一开口端安装粘有泡棉122的端板121，且端板121粘有泡棉122的一端朝向第二开口端；

S2、将多个电芯110依次并排放入框架内，使电芯110的极耳与框架的母排让位孔41对齐；

S3、在另一个端板121的一侧粘接泡棉122，在框架的第二开口端安装粘有泡棉122的端板121，且端板121粘有泡棉122的一端朝向第一开口端；

S4、通过注胶孔12向框架内注入导热胶；将绝缘套140与母排让位孔41套接；

S5、将母排131与电芯110的极耳对应焊接，高压输出快插件132与一个端板121螺钉连接。

作为一种电池模组的装配方法的可选方案，母排131与电芯110的极耳对应焊接时采用激光焊接。

作为一种电池模组的装配方法的可选方案，在框架的第一开口端或第二开口端安装端板121时采用铆接或焊接，铆接方式包括但不限于拉铆、自冲铆接。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (10)

1.一种框架，用于电池模组（100），其特征在于，包括：底板（1）、第一侧板（2）、第二侧板（3）和顶板（4），所述底板（1）和所述顶板（4）相对，所述第一侧板（2）和所述第二侧板（3）相对，所述底板（1）、所述第一侧板（2）、所述第二侧板（3）和所述顶板（4）一体成型，形成具有第一开口端和第二开口端，且内部中空的长方体框架，用于容置电芯（110）；

所述底板（1）设有水循环回路（11）和注胶孔（12）；

所述第一侧板（2）和所述第二侧板（3）均设有连接翼板（5），所述连接翼板（5）上设有连接通孔（51）；

所述顶板（4）设有母排让位孔（41）；

所述水循环回路（11）包括进水口（111）和出水口（112），所述进水口（111）和所述出水口（112）设置在所述底板（1）上。

2.根据权利要求1所述的框架，其特征在于，所述进水口（111）和所述出水口（112）设置在所述底板（1）的同一侧。

3.根据权利要求2所述的框架，其特征在于，所述水循环回路（11）还包括至少两条进水管路（113）和至少两条出水管路（114），所述进水管路（113）的一端均与所述进水口（111）连通，所述出水管路（114）的一端均与所述出水口（112）连通，所述进水管路（113）的另一端和所述出水管路（114）的另一端在远离所述进水口（111）和/或所述出水口（112）的一侧一一对应连通。

4.根据权利要求3所述的框架，其特征在于，所述注胶孔（12）沿所述底板（1）的长度方向间隔设置，且所述注胶孔（12）设置于相邻的所述进水管路（113），和/或相邻的所述出水管路（114），和/或相邻的所述进水管路（113）和所述出水管路（114）之间。

5.一种电池模组，其特征在于，包括：电芯（110）、端板组件（120）、CCS组件（130）、绝缘套（140）以及如权利要求1-4任一项所述的框架；

多个所述电芯（110）电连接，组成电芯组；所述电芯组被置于所述框架内，使所述电芯（110）的极耳与所述母排让位孔（41）对齐；

端板组件（120）包括端板（121）和泡棉（122），所述端板（121）与所述框架的所述第一开口端和/或所述第二开口端连接，所述泡棉（122）与所述端板（121）靠近所述电芯组的一端粘接；

所述绝缘套（140）与所述母排让位孔（41）套接；

所述CCS组件（130）包括母排（131）和高压输出快插件（132），所述母排（131）与所述电芯（110）电连接，所述高压输出快插件（132）与所述端板（121）连接。

6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，多个所述电芯（110）并排设置，以使多个所述电芯（110）的厚度方向均与所述框架的长度方向平行，且多个所述电芯（110）的极耳均朝向同一侧。

7.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，还包括导热胶，所述导热胶被填充于所述电芯（110）之间，和/或被填充于所述电芯（110）和所述底板（1）之间。

8.一种电池模组的装配方法，用于制备权利要求5-7任一项所述的电池模组，其特征在于，包括如下步骤：

S1、在端板（121）的一侧粘接泡棉（122），在框架的第一开口端安装粘有所述泡棉（122）的所述端板（121），且所述端板（121）粘有所述泡棉（122）的一端朝向第二开口端；

S2、将多个电芯（110）依次并排放入所述框架内，使所述电芯（110）的极耳（111）与所述框架的母排让位孔（41）对齐；

S3、在另一个端板（121）的一侧粘接泡棉（122），在框架的第二开口端安装粘有所述泡棉（122）的所述端板（121），且所述端板（121）粘有所述泡棉（122）的一端朝向第一开口端；

S4、通过注胶孔（12）向框架内注入导热胶；将绝缘套（140）与所述母排让位孔（41）套接；

S5、将母排（131）与所述电芯（110）的所述极耳对应焊接，高压输出快插件（132）与一个所述端板（121）螺钉连接。

9.根据权利要求8所述的电池模组的装配方法，其特征在于，所述母排（131）与所述电芯（110）的所述极耳对应焊接时采用激光焊接。

10.根据权利要求8所述的电池模组的装配方法，其特征在于，在框架的第一开口端或第二开口端安装所述端板（121）时采用铆接或焊接。