CN116826271A - 一种电池组件和电池模组的组装方法 - Google Patents

一种电池组件和电池模组的组装方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电池组件和电池模组的组装方法，其中电池组件包括：壳体；和若干适于排布容置于所述壳体内的电池模组；所述电池模组包括：电芯组，其包括沿第一方向排布的若干电芯；端板，其数量为两个，并分别贴靠于所述电芯组在第一方向的两端；固定件，其连接两所述端板以使两所述端板夹持固定所述电芯组；和若干隔片，其对应于所述电芯组在每一相邻的所述电芯之间均设有一个；其中，每一所述电池模组之中的所述隔片的厚度适于使其所位于的所述电池模组的长度与其他所述电池模组的长度保持一致。该电池组件内的电池模组能够在采用不同型号电芯的情况下保证与其他电池模组的长度一致。

Description

一种电池组件和电池模组的组装方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种电池组件和电池模组的组装方法。
背景技术
在光伏储能、新能源电动汽车以及其他领域，锂离子电池因其能量密度高、循环寿命长、充电速度快等优点，正得到广泛应用。锂离子电池正极材料包括磷酸铁锂、钴酸锂、三元锂等，其中由三元锂作为电池正极材料的锂离子电池能量密度高，成组效率高而大量使用。在实际应用中，锂离子电池通常由多个电芯组装形成电池模组，再由多个电池模组组装形成电池组件进行使用。
通常而言，相同型号的电池模组内，采用的电芯型号、品牌等也是相同的，这可以带来更好的电池性能以及尺寸上的一致性，但是，在某些情况下，例如电芯采购出现问题等，可能在一个电池组件中的每个电池模组之间，会采用不同型号的电芯，也就是存在某一电池模组采用A型号电芯，而另一电池模组采用B型号电芯的情况；或者，在某一个电池组件内的电池模组全部采用A型号电芯，而另一个电池组件内的电池模组全部采用B型号电芯的情况。然而，对于同一电池组件内的电池模组而言，又要求该些电池模组的尺寸能够适配该电池组件，也就是同一电池组件内的电池模组的尺寸应当保持一致，当电池模组之间采用不同型号的电芯时，由于不同型号电芯的尺寸区别，特别是厚度上的区别，会导致采用不同型号电芯的电池模组之间的长度差别过大，无法较好地与电池组件的外壳适配。
发明内容
本发明的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种电池组件和电池模组的组装方法，该电池组件内的电池模组能够在采用不同型号电芯的情况下保证与其他电池模组的长度一致。
为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种电池组件，其包括：壳体；和若干适于排布容置于所述壳体内的电池模组；所述电池模组包括：电芯组，其包括沿第一方向排布的若干电芯；端板，其数量为两个，并分别贴靠于所述电芯组在第一方向的两端；固定件，其连接两所述端板以使两所述端板夹持固定所述电芯组；和若干隔片；其中，每一相邻的所述电芯之间均插设有一所述隔片，且每一所述电池模组之中的所述隔片的厚度适于使其所位于的所述电池模组的长度与其他所述电池模组的长度保持一致。
进一步的，所述电池组件中至少存在一电池模组采用的电芯与其他电池模组采用的电芯在第一方向上的厚度尺寸不同。
进一步的，所述隔片为云母片，或云母片与气凝胶叠合的复合片。
进一步的，所述固定件为固定绑带，其张紧地绕过两所述端板以绑设固定上述多个电芯。
进一步的，所述固定件为金属绑带。
进一步的，所述固定件表面附着有防护套，所述防护套为橡胶或硅胶材质。
进一步的，还包括防护片，其数量为两个，并分别位于所述电池模组在第一方向两端的所述端板和相邻的电芯之间。
进一步的，所述防护片为橡胶或硅胶材质。
此外，本发明还提供一种电池模组的组装方法，其包括以下步骤：将多个电芯沿第一方向层叠排布后，向其两端施加预压力；将上述多个电芯被施力后在第一方向的总长度与电芯组在第一方向所要达到的总长度进行比较，获得长度差；在相邻的两所述电芯之间均插设一隔片形成电芯组，每一所述隔片在第一方向的厚度根据所述长度差及隔片数量确定；在所述电芯组的第一方向的两端分别贴靠一端板，并通过固定件连接两端板以使两端板夹持固定所述电芯组。
进一步的，所述固定件向两所述端板施加的用于夹持固定所述电芯组的力与向多个电芯施加的预压力相等或二者的差的绝对值小于预设阈值。
由上述对本发明的描述可知，相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的电池组件包括有壳体和置于壳体内的若干电池模组，当电池模组之间采用不同型号的电芯时，会在长度上出现较大差异，因此需要对电池模组的长度进行调整，以使每个电池模组的长度都能保持一致以便于与电池组件的壳体适配；该电池组件内的电池模组中，在电芯之间设置有隔片，不同的电池模组可以采用具有不同厚度的隔片，隔片起到调整电芯组长度的作用，当不同电池模块的电芯组长度一致时，再利用端板和固定件固定电芯组即可；通过设置隔片，可以使电池组件内各个电池模组的长度保持一致。
隔片采用云母片或是云母片与气凝胶叠合的复合片，在起到调整电池模组长度的作用的同时，还能够起到隔热、绝缘等作用。
固定件为固定绑带，通过绕过两个端板后收紧来固定电芯和隔片，能够方便电池模组的组装，减少组装成本。
固定件为金属绑带，结构强度更高，可避免因固定件断裂造成电池模组损坏。
在固定件表面附着防护套，避免固定件与电芯的侧面发生刮蹭导致电芯损坏、漏液，还可起到绝缘功能。
设置防护片，防护片位于端板与相邻的电芯之间，可避免端板与电芯表面发生刮蹭导致电芯损坏、漏液。
防护片为橡胶或硅胶材质，可在起到防护作用的同时，还起到绝缘作用。
本发明提供的电池模组组装方法，先将多个电芯层叠排布后施加预压力，通过这一预压力模拟电芯在被固定件挤压固定时的变形情况，再将电芯被施力后的长度与电芯组所要达到的长度进行比较，二者的长度差即为电芯之间所有的隔片的总厚度，之后再依据隔片的数量，确定好每个隔片的厚度后再将隔片插设至电芯之间，最后再用固定件和端板固定形成电池模组，使得每个电池模组的长度尺寸保持一致；该组装方法提高了组装效率，也避免了因隔片厚度设置不准确，导致采用不同型号的电池模组之间的长度尺寸出现偏差。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种电池组件的实施例中电池模组的结构爆炸图；
图2为本发明提供的一种电池组件的实施例中多个电池模组排布的结构示意图。
主要附图标记说明：
电芯组10；电芯11；端板20；固定件30；隔片40；防护套50；防护片60。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的优选实施例，且不应被看作对其他实施例的排除。基于本发明实施例，本领域的普通技术人员在不作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。
本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙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或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本发明的具体保护范围。
本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固接”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。
本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。
本发明实施例提供一种电池组件，其主要包括壳体和电池模组，在本实施例中，壳体未示出，其可采用常规的电池组件封装壳体，该壳体内部具有用于供电池模组安装固定的定位结构。
参照图1和图2，电池模组适于排布容置于上述壳体内，在本实施例中，每一电池模组均主要包括电芯组10、端板20、固定件30、隔片40、防护套50和防护片60。
通常而言，电池模组内的电芯组10均包括有沿第一方向排布的若干电芯11，此处的第一方向可视为电池模组的长度方向。对于不同厂商生产的不同型号的电芯11，在电能规格、外形尺寸上均可能存在区别。
在本实施例中，同一电池模组内采用型号相同的电芯11，以保证同一电池模组内电能输出、储存的稳定性。但是对于同一电池组件内的多个电池模组而言，存在不同电池模组采用不同型号电芯11的情况，不同型号电芯11在厚度尺寸上的差别，会导致多个电芯11层叠排布后，电芯组10在第一方向上的尺寸差别过大，进而导致电池模组在长度方向的尺寸差别过大。而对于电池组件的壳体而言，其内用于安装电池模组的定位结构所适配的电池模组的长度尺寸是相同的，因此需要对每个电池模组的长度尺寸进行调整，保证每个电池模组的长度尺寸一致并且适配于对应的电池组件的壳体。
应当注意的是，本实施例中所例举的情况是在同一电池组件内采用具有不同电芯型号的电池模组，在其他实施例中，也可以是同一电池组件内采用具有相同型号的电池模组，但在其他电池组件内采用与该电池组件具有不同型号的电池模组，这种情况下，由于电池组件壳体的规格相同，因此仍需要对电池模组的长度尺寸进行调整。
参照图1，多个电芯11沿第一方向层叠排布，此处，第一方向即为电池模组的长度方向，也是电芯11的厚度方向。
参照图1，端板20数量为两个，二者分别贴靠于上述多个电芯11在第一方向的两端，端板20可为金属材质的板材。
固定件30连接两端板20以使两所述端板20夹持固定上述多个电芯11。具体的，固定件30为固定绑带，其张紧地绕过两端板20以绑设固定上述多个电芯11，固定绑带可为金属材质，例如钢带等。采用金属材质的固定件30，能够具有较好的结构强度，避免绑带断裂。
隔片40数量有多个，在一个电池模组内，两个相邻的电芯11之间插设有一隔片40，且每一电池模组之中的隔片40的厚度适于使其所位于的电池模组的长度与其他电池模组的长度保持一致。
具体的，在组装时，可将电芯11与隔片40依次层叠排布，隔片40与相邻的两个电芯11之间通过粘接的方式进行固定，每个隔片40的厚度都被预先确定，通过调整不同的隔片40厚度，使得电芯11与隔片40形成的组合的长度确定，之后再在两端放置上端板20，再将固定件30绕过两个端板20并拉紧固定件30，使固定件30能够通过端板20在第一方向上向内地对电芯11和隔片40施力，电芯11就可被端板20夹紧固定。组装后的电池模组参照图。
其中，可通过替换不同厚度的隔片40来调整电池模组内电芯11之间的隔片40的厚度，或者是通过研磨等方式磨削调整隔片40的厚度。在本实施例中，隔片40为云母片，或云母片与气凝胶叠合的复合片，其能够同时起到隔热、绝缘的作用，提高电池模组的防护性能。
例如，对于电池组件的壳体而言，其定位结构所适配的电池模组的长度尺寸是可以被预先确定的，以该预先确定的长度尺寸为标准，当某一电池模组采用的电芯11的厚度较薄时，可适当增加该电池模组采用的隔片40的厚度，使该电池模组最终能够达到该长度尺寸。对应的，当某一电池模组采用的电芯11的厚度较厚时，可适当减小该电池模组采用的隔片40的厚度。
此外，在固定件30表面还附着有防护套50，防护套50为橡胶或硅胶材质。具体的，参照图1，固定件30为长条状的金属绑带，防护套50为中空的带状橡胶件，固定件30能够穿过防护套50，使防护套50附着在固定件30表面。应当注意的是，防护套50主要位于固定件30与电芯11侧面相接触的位置，固定件30朝向电芯11的一侧和背离电芯11的一侧均具有防护套50，防护套50在此处起到防止固定件30刮蹭电芯11的作用，还可起到防止电池模组与外界擦碰导致电池模组损坏的作用。
参照图1，该电池模组还包括防护片60，每一电池模组均包括两防护片60，二者分别位于电池模组在第一方向两端的端板20和相邻的电芯11之间。防护片60为橡胶或硅胶材质，其能够防止金属材质的端板20损伤电芯11。
本发明提供的电池组件包括有壳体和置于壳体内的若干电池模组，当电池模组之间采用不同型号的电芯11时，会在长度上出现较大差异，因此需要对电池模组的长度进行调整，以使每个电池模组的长度都能保持一致以便于与电池组件的壳体适配；该电池组件内的电池模组中，在电芯11之间设置有隔片40，不同的电池模组可以采用具有不同厚度的隔片40，隔片40起到调整电芯组10长度的作用，当不同电池模块的电芯组10长度一致时，再利用端板20和固定件30固定电芯组10即可；通过设置隔片40，可以使电池组件内哥哥电池模组的长度保持一致。
此外，本发明实施例还提供一种电池模组的组装方法，其包括以下步骤：
S100、将多个电芯11沿第一方向层叠排布后，向其两端施加预压力；
S200、将上述多个电芯11被施力后在第一方向的总长度与电芯组10在第一方向所要达到的总长度进行比较，获得长度差；
S300、在相邻的两电芯11之间均插设一隔片40形成电芯组10，每一隔片40在第一方向的厚度根据长度差及隔片40数量确定；
S400、在电芯组10的第一方向的两端分别贴靠一端板20，并通过固定件30连接两端板20以使两端板20夹持固定电芯组10。
其中，固定件30向两端板20施加的用于夹持固定电芯组10的力与向多个电芯11施加的预压力相等或二者的差的绝对值小于预设阈值。
具体的，可在工作平台上，将多个电芯11沿第一方向层叠排布，并在排布后，通过液压杆或其他设备，向排布后的电芯11的两端施加预压力，此处预压力的数值应当与最终电池模组在组装时固定件30对端板20的压力大致相等，以便于更为准确地模拟电芯11受到压力时的变形情况，为此限定预压力与固定件30施加的力相等或二者的差的绝对值小于预设阈值，预设阈值为一较小的数值，其允许这两个力之间存在微小的区别，但需要注意不可相差过大；在施加预压力后，能够得到此时该些电芯11的总长度，而由电芯11与隔片40配合形成的电芯组10在第一方向上所要达到的总长度是确定的，因此将二者相减即可得到此时该些电芯11与最终的电芯组10的长度差，这一长度差减去两个端板20的厚度后，即为电芯11之间所有隔片40的总厚度，将这一总厚度除以隔片40数量，即可得到隔片40的平均厚度，根据该平均厚度对具有不同厚度的隔片40进行选择，或是进行磨削以得到相应厚度的隔片40。
通常而言，电芯11型号虽然可以有多个，但总是在某些型号中进行选择，因此电芯组10成的电池模组在尺寸上的偏差的数值是可以预见的，并且电池模组的长度并不需要严格确定，其长度可在一定的范围内浮动，因此可根据该情况预先设定隔片40的厚度，例如提供三种具有不同厚度的隔片40型号，当得到隔片40总厚度之后，即可在这三种隔片40型号中进行选择，挑选适当的组合，使得最终组装得到的电池模组的长度满足预设范围。
本发明提供的电池模组组装方法，先将多个电芯11层叠排布后施加预压力，通过这一预压力模拟电芯11在被固定件30挤压固定时的变形情况，再将电芯11被施力后的长度与电芯组10所要达到的长度进行比较，二者的长度差即为电芯11之间所有的隔片40的总厚度，之后再依据隔片40的数量，确定好每个隔片40的厚度后再将隔片40插设至电芯11之间，最后再用固定件30和端板20固定形成电池模组，使得每个电池模组的长度尺寸保持一致；该组装方法提高了组装效率，也避免了因隔片40厚度设置不准确，导致采用不同型号的电池模组之间的长度尺寸出现偏差。
上述说明书和实施例的描述，用于解释本发明保护范围，但并不构成对本发明保护范围的限定。通过本发明或上述实施例的启示，本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本发明实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池组件，其特征是，包括：
壳体；和
若干适于排布容置于所述壳体内的电池模组；
所述电池模组包括：
电芯组(10)，其包括沿第一方向排布的若干电芯(11)；
端板(20)，其数量为两个，并分别贴靠于所述电芯组(10)在第一方向的两端；
固定件(30)，其连接两所述端板(20)以使两所述端板(20)夹持固定所述电芯组(10)；和
若干隔片(40)；
其中，每一相邻的所述电芯(11)之间均插设有一所述隔片，且每一所述电池模组之中的所述隔片(40)的厚度适于使其所位于的所述电池模组的长度与其他所述电池模组的长度保持一致。
2.如权利要求1所述的一种电池组件，其特征是，所述电池组件中至少存在一电池模组采用的电芯(11)与其他电池模组采用的电芯(11)在第一方向上的厚度尺寸不同。
3.如权利要求1所述的一种电池组件，其特征是，所述隔片(40)为云母片，或云母片与气凝胶叠合的复合片。
4.如权利要求1所述的一种电池组件，其特征是，所述固定件(30)为固定绑带，其张紧地绕过两所述端板(20)以绑设固定上述多个电芯(11)。
5.如权利要求3所述的一种电池组件，其特征是，所述固定件(30)为金属绑带。
6.如权利要求4所述的一种电池组件，其特征是，所述固定件(30)表面附着有防护套(50)，所述防护套(50)为橡胶或硅胶材质。
7.如权利要求1所述的一种电池组件，其特征是，还包括防护片(60)，其数量为两个，并分别位于所述电池模组在第一方向两端的所述端板(20)和相邻的电芯(11)之间。
8.如权利要求6所述的一种电池组件，其特征是，所述防护片(60)为橡胶或硅胶材质。
9.一种电池模组的组装方法，其特征是，包括以下步骤：
将多个电芯(11)沿第一方向层叠排布后，向其两端施加预压力；
将上述多个电芯(11)被施力后在第一方向的总长度与电芯组(10)在第一方向所要达到的总长度进行比较，获得长度差；
在相邻的两所述电芯(11)之间均插设一隔片(40)形成电芯组(10)，每一所述隔片(40)在第一方向的厚度根据所述长度差及隔片(40)数量确定；
在所述电芯组(10)的第一方向的两端分别贴靠一端板(20)，并通过固定件(30)连接两端板(20)以使两端板(20)夹持固定所述电芯组(10)。
10.如权利要求9所述的一种电池模组的组装方法，其特征是，所述固定件(30)向两所述端板(20)施加的用于夹持固定所述电芯组(10)的力与向多个电芯(11)施加的预压力相等或二者的差的绝对值小于预设阈值。
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