CN114628761A - 用于制造电池组的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造电池组的方法，所述电池组具有上板和多个构件，所述上板配置为具有用于安置电池模块的安置表面，多个构件配置为将所述上板的安置表面分成多个区域。所述方法包括：计算各个区域中安置表面的高度公差；基于各个区域中计算出的高度公差，确定各个区域中间隙填充物的应用量；以及在各个区域中应用所确定的间隙填充物的应用量。

Description

用于制造电池组的方法
技术领域
本发明涉及一种电池组，尤其涉及一种用于制造电池组的方法。
背景技术
本节中的陈述仅提供涉及本发明的背景信息，并不会构成现有技术。
近来，随着全球减少二氧化碳排放的趋势，代替通过燃烧化石燃料来产生动力的典型内燃机车辆，对使用储存在电池中的电能来驱动电机从而产生动力的电动车辆的需求大大增加。
电动车辆的性能在很大程度上取决于电池的电容量和性能，所述电池储存提供给驱动电机的电能。进一步地，为了在车辆的有限空间内安装大电容量的电池，开发了各种电池布局，并大力开展了电池轻量化和小型化的研究。
近来，电动车辆的电池正在以这样的方式开发，其中通过将多个模块封装到壳体中来制造一个电池组，每个模块包括指定数量的电池单元。在这样的电池组结构中，通过在电池模块和电池壳体之间置入由热界面材料(thermal interface material，TIM)形成的间隙填充物，电池模块被安置在电池壳体上，以便将电池模块产生的热量有效地传递到电池壳体。
然而，申请人发现间隙填充物未适当地应用于某些部分。例如，在电池模块和电池壳体上用于安置电池模块的安置表面之间的部分没有应用间隙填充物，以及在壳体的安置表面产生高度偏差的部分应用过多的间隙填充物。因此，电池模块的散热可能会减少，从而导致电池的耐用性下降和电池燃烧。
公开于背景技术部分的上述信息仅用于加深对本发明背景技术的理解，其不应该被理解为是本领域技术人员已知的常规技术。
发明内容
本发明提供了一种用于制造电池组的方法，该方法可以优化应用到电池模块和用于安置电池模块的下壳体之间的部分的间隙填充物的量。
在本发明的一个实施方案中，提供一种用于制造电池组的方法，其中，所述电池组具有上板和多个构件，所述上板配置为具有用于安置电池模块的安置表面，所述多个构件配置为将所述上板的安置表面分成多个区域，所述方法包括：计算各个区域中安置表面的高度公差；基于各个区域中计算出的高度公差，确定各个区域中间隙填充物的应用量；在各个区域中应用所确定的间隙填充物的应用量。
在一个实施方案中，所述高度公差基于各个构件的上端的高度和从上端的高度到安置表面的竖直距离来计算，并且在多个点处测量多个区域的每个区域中的所述竖直距离。
在另一个实施方案中，以多个构件中的一个构件的上端的高度为参考，测量多个区域中对应的区域中的所述竖直距离，多个电池模块中的一个电池模块固定到一个构件。
基于计算出的各个区域中的高度公差，可以预先确定各个区域中间隙填充物的应用量。
可以通过将与高度低于参考高度的安置表面的公差相对应的追加应用量添加到预定的参考应用量，基于计算出的各个区域中的高度公差来确定各个区域中每一个的间隙填充物的应用量。
追加应用量可以确定为以0.5mm的增量增加间隙填充物的高度，并且间隙填充物的追加应用量的最大值可以是使间隙填充物的高度增加1.5mm所应用的间隙填充物的量。
可以基于电池单元堆和安置表面之间的间隙、配置为形成电池模块的电池单元的制造偏差、由于在堆叠电池单元时未对准电池单元而导致的偏差、或者当电池模块固定到构件时发生的组装偏差中的至少一个、以及各个区域中安置表面的高度公差，来确定各个区域中间隙填充物的应用量。
用于制造电池组的方法可以进一步包括：在将间隙填充物应用到各个区域中的安置表面之后，计算各个区域中所应用的间隙填充物的上表面的高度公差，并储存计算出的高度公差。
通过本文提供的说明，其它应用领域将变得明显。应当理解，本说明书和具体实施例仅是旨在用于说明的目的，而并不旨在限制本发明的保护范围。
附图说明
为了可以很好地理解本发明，现在参考所附附图，以给出的示例的方式来描述其各种实施方案，在这些附图中：
图1是示出应用了根据本发明一种实施方案的用于制造电池组的方法的电池组的下壳体的立体图；
图2是图1沿着线A-A’所呈现的截面图；
图3是示出在图1所示的分隔区域设置电池模块的状态的立体图；
图4是图3沿着线B-B’所呈现的截面图；以及
图5是示出根据本发明一种实施方案的用于应用间隙填充物的方法的流程图。
本文描述的附图仅用于说明的目的，而并不旨在以任何方式限制本发明的范围。
具体实施方式
下面的说明在本质上仅仅是示例性的，并非旨在限制本发明、应用或用途。应当理解，在整个说明书和附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。
现在将详细参考在所附附图中示出的本发明的示例性实施方案。只要可能，相同的附图标记将在整个附图中用于表示相同或相似的部分。
在下文中，将参考所附附图描述根据本发明一种示例性实施方案的用于制造电池组的方法。
图1是示出应用了根据本发明一种实施方案的用于制造电池组的方法的电池组的下壳体的立体图；图2是图1沿着线A-A’所呈现的截面图。
参见图1和图2，根据本发明一种实施方案的电池组的下壳体10包括：上板11、多个构件12和13以及侧壁14，上板11配置为形成用于安置电池模块的安置表面；多个构件12和13配置为将上板11的安置表面分成多个区域S1至S8；侧壁14设置在上板11的边缘。
上板11是配置为形成下壳体10的底表面的构件，并且上板11的上表面可以提供用于安置电池模块的安置表面。配置为在上板11的上表面上形成空间的侧壁14可以结合到上板11的边缘。进一步地，构件12和13可以安装在上板11的上表面上。
构件12和13可以包括在下壳体10的横向方向上设置的多个横向构件12和在与横向方向垂直的纵向方向上设置的纵向构件13。横向构件12和纵向构件13可以用于在下壳体10的横向方向和纵向方向上提供刚度，并且将下壳体10的上板11分成多个区域S1至S8。
配置为形成冷却水流动的路径的冷却通道15可以结合到上板11的下表面，下盖16可以设置在上板11的下方以覆盖上板11的下表面和冷却通道15，以便保护上板11和冷却通道15。
形成下壳体10的各个元件可以由铝材料形成，以便实现重量减轻。
图3是示出在图1所示的分隔区域设置电池模块的状态的立体图，图4是图3沿着线B-B’所呈现的截面图。
参见图3和图4，电池模块100可以以指定的设置结构设置在各个区域S1至S8中的每一个中，所述区域S1至S8形成在下壳体10的上板11上。图3示出了四个电池模块100设置在一个区域中的示例。
电池模块100是构成电池组的一个单元结构，并且可以包括多个电池单元110。电池单元110是配置为输出电压的最小单位的元件，多个电池单元110被堆叠，通过使用硬质结构紧压堆叠的电池单元110的外表面然后在其上形成用于导电连接电池单元110的端子，从而形成电池模块100。根据制造商或车辆，电池模块100可以被制造成具有不同的具体形状或结构。电池组可以包括多个这种电池模块100，并且具有最终制造成通过将电池模块100导电连接以输出指定电平的电压的结构。
电池模块100的两端可以固定到横向构件12，电池模块100的下表面可以与下壳体10的上板11的上表面(即，安置表面)表面接触。由热界面材料(TIM)形成的间隙填充物20可以在将电池模块100安置在安置表面上之前应用到安置表面，以增加电池模块100的下表面和安置表面之间的直接或间接接触面积，从而能够使电池单元110发出的热量通过安置表面排出到冷却通道15。
本发明涉及一种用于在电池模块100和电池组的下壳体10的安置表面之间应用间隙填充物的方法，电池模块100安置在该安置表面上。
图5是示出根据本发明一种实施方案的用于应用间隙填充物的方法的流程图。
参见图5，根据本发明一种实施方案的用于应用间隙填充物的方法可以包括：在安置表面上形成的各个区域中，计算电池组的下壳体10的用于安置电池模块100的安置表面的高度公差(S11)；基于各个区域中的高度公差确定各个区域中的间隙填充物的应用量(S12)；以及在各个区域中将间隙填充物以确定的间隙填充物应用量应用到安置表面(S13)。
此外，根据本发明一种实施方案的用于应用间隙填充物的方法可以进一步包括，在将间隙填充物应用到各个区域中的安置表面(S13)之后，计算在间隙填充物被应用到各个区域中的安置表面的状态下在各个区域中的间隙填充物的上表面的高度公差，并且储存计算出的高度公差(S14)。
在操作S11中，在由横向构件12和纵向构件13形成的各个区域中，计算电池组的下壳体10的用于安置电池模块100的安置表面(即，上板11的上表面)的高度公差。
通过计算从形成各个区域中的每一个的横向构件12或纵向构件13的上端的高度R到各个区域中相应的一个中的安置表面的竖直距离，然后计算竖直距离的公差，从而可以推导出高度公差。在此，可以使用三维位移传感器来获取竖直高度。位移传感器可以在多个点(在每个分隔区域的安置表面上以指定的间隔彼此间隔开)中的每一个点处测量距横向构件12或纵向构件的上端的高度R的距离E，并计算在各个点处测量的距离E(即，高度)的公差。
本发明的各种实施方案提供了一种用于在电池模块100的下表面和安置表面之间应用最佳量的间隙填充物的方法，并且在操作S11中，更具体地，可以基于固定电池模块100的构件(图1至图4所示示例中的横向构件12)的上端的高度而测量出距离，并且可以推导出该距离的公差。
此后，在操作S12中，可以基于在操作S11中测量的公差来确定间隙填充物在各个分隔区域中的应用量。可以通过实验基于各个分隔区域中安置表面的高度公差来预先确定间隙填充物的应用量。
例如，间隙填充物的应用量可以由间隙填充物应用到各个分隔区域的高度来表示，如果在操作S11中测量的公差是指示安置表面下沉状态的值，则可以确定相应的分隔区域中间隙填充物的应用量，以增加应用到对应分隔区域的间隙填充物的高度。
下面的表1示例性地显示了公差和间隙填充物的应用量之间的关系，并且具体地示出了基于八个分隔区域中测量的公差来确定间隙填充物的应用量的示例，在如图1所示。
[表1]
Figure BDA0003249578380000061
如以上表1所示，在操作S12中，间隙填充物在各个分隔区域的应用量是基于操作S11中测量的公差而确定的，当在分隔区域中的每个点处获得的公差为负值时，即，当在每个点处的高度低于参考高度时，可以基于公差的大小来确定添加到预定参考应用量的追加应用量。
可以确定追加应用量，以便以0.5mm的增量来增加所应用的间隙填充物的高度，更具体地，间隙填充物的追加应用量的最大值可以是使所应用的间隙填充物的高度增加1.5mm(与应用参考量的间隙填充物时所应用的间隙填充物的高度相比)所应用的间隙填充物的量。如果增加间隙填充物的应用量，使得所应用的间隙填充物的高度比应用参考量的间隙填充物时所应用的间隙填充物的高度超过1.5mm，则在安置表面的制造中存在缺陷，并因此安置表面可能形成过大的高度公差。
进一步地，除了所测量的公差之外，还可以考虑在调整间隙填充物的应用量时要考虑的其他因素来确定间隙填充物在各个分隔区域中的应用量。例如，如图4所示，在电池模块100中堆叠的电池单元110向下暴露的情况下，除了下壳体10的安置表面的高度公差之外，还可以考虑堆叠的电池单元110和下壳体10的安置表面之间的间隙、电池单元110的制造偏差、由于在堆叠电池单元100时未对准电池单元100而导致的偏差、当电池模块100固定到相应的构件12时发生的组装偏差等，以便确定间隙填充物的应用量。
在操作S12中，可以通过计算机或控制器来确定间隙填充物的应用量，该计算机或控制器设置有算法或程序，该算法或程序被执行以基于上述因素计算间隙填充物的应用量，以预先确定间隙填充物的应用量。
此后，在操作S13中，间隙填充物可以在各个分隔区域中以其确定的应用量应用到安置表面。操作S13可以使用间隙填充物施加设备来实施。
此后，在操作S14中，可以在间隙填充物应用到安置表面的状态下测量从操作S11中应用的构件12的上端的高度到安置表面的距离的公差，然后可以储存测量结果。在操作S14中，测量从构件12的上端的高度到各个区域中应用的间隙填充物的上表面的距离，使用测量出的距离计算公差，然后储存计算出的公差。通过储存到所应用的间隙填充物的表面的公差，由于重新设定间隙填充物的应用量以在应用间隙填充物之后调整距离公差，从而可以进一步改进应用间隙填充物的工艺。
在操作S14中，可以使用应用于操作S11的三维位移传感器来测量所应用的间隙填充物的上表面的高度公差，然后可以将其储存在计算机内的储存单元中。
此后，尽管图中未示出，但是可以执行用于将电池模块100安置在应用了间隙填充物的安置表面上的工艺以制造电池组。
如上所述，根据本发明的各种实施方案，可以计算电池组下壳体的用于安置电池模块的安置表面在各个区域中的高度公差，并且可以基于计算出的高度公差来确定各个区域中间隙填充物的应用量。通过这种方法，考虑到各个区域中底表面的高度公差来确定间隙填充物的应用量，并因此可以确定各个区域中间隙填充物的应用量，以便仅抵消相应的区域中的高度公差。因此，与计算整个安置表面的高度公差并基于计算出的高度公差来确定间隙填充物的应用量的方法相比，根据本发明的另一种实施方案的应用间隙填充物的方法，可以通过基于各个区域中的公差计算要应用到各个区域的间隙填充物的量来相对地减少所应用的间隙填充物的总量，从而能够降低电池组的制造成本。
从上面的描述中可以明显看出，根据本发明一种实施方案的用于制造电池组的方法，通过基于各个区域的公差计算在各个区域中要应用到下壳体的上板的安置表面的间隙填充物的量，与计算整个安置表面的高度公差并基于计算出的高度公差确定间隙填充物的应用量的方法相比，可以减少要应用到整个安置表面的间隙填充物的总量，从而能够降低电池组的制造成本。
尽管出于说明的目的已公开了本发明的示例性实施方案，但是本领域技术人员应当理解，各种修改、增加和删减是可能的，并不脱离本发明的范围和精神。

Claims (8)

1.一种用于制造电池组的方法，其中，所述电池组具有上板和多个构件，所述上板配置为具有用于安置电池模块的安置表面，所述多个构件配置为将安置表面分成多个区域，所述方法包括：
计算多个区域的各个区域中安置表面的高度公差；
基于计算出的高度公差，确定各个区域中间隙填充物的应用量；
在各个区域中应用所确定的间隙填充物的应用量。
2.根据权利要求1所述的用于制造电池组的方法，其中，所述高度公差基于各个构件的上端的高度和从上端的高度到安置表面的竖直距离来计算，
在多个点处测量多个区域的每个区域中的所述竖直距离。
3.根据权利要求2所述的用于制造电池组的方法，其中，以多个构件中的一个构件的上端的高度为参考，测量多个区域中对应的区域中的所述竖直距离，多个电池模块中的一个电池模块固定到一个构件。
4.根据权利要求1所述的用于制造电池组的方法，其中，基于计算出的各个区域中的高度公差，预先确定各个区域中间隙填充物的应用量。
5.根据权利要求4所述的用于制造电池组的方法，其中，
通过将与高度低于参考高度的安置表面的公差相对应的追加应用量添加到预定的参考应用量，基于计算出的各个区域中的高度公差来确定各个区域中每一个的间隙填充物的应用量。
6.根据权利要求5所述的用于制造电池组的方法，其中，追加应用量确定为以0.5mm的增量增加间隙填充物的高度，间隙填充物的追加应用量的最大值为使间隙填充物的高度增加1.5mm所应用的间隙填充物的量。
7.根据权利要求1所述的用于制造电池组的方法，其中，基于电池单元堆和安置表面之间的间隙、配置为形成电池模块的电池单元的制造偏差、由于在堆叠电池单元时未对准电池单元而导致的偏差、或者当电池模块固定到多个构件时发生的组装偏差中的至少一个、以及各个区域中安置表面的高度公差，来确定各个区域中间隙填充物的应用量。
8.根据权利要求1所述的用于制造电池组的方法，进一步包括：在将间隙填充物应用到各个区域中的安置表面之后，计算各个区域中所应用的间隙填充物的上表面的高度公差，并储存计算出的高度公差。
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