CN203377281U - 电池组的围框结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电池组的围框结构，电池组由多个两正面涂有胶层的电池依次堆叠形成，电池组的围框结构包括两个端板，分别位于电池组堆叠方向的两头；两个侧板，分别位于带有两端板的电池组的两侧并与两个端板搭接并焊接，以形成围框结构；其中，对于对应焊接的一个端板和一个侧板，该侧板的端表面位于该端板的外表面的延伸线以内，且在该侧板的端表面处该端板与该侧板形成一凹部，该端板和该侧板焊接形成的焊缝位于该凹部内且不突出于该端板的外表面的延伸线。既可保证端板和侧板的接头强度又避免了焊缝突出于该端板的外表面的延伸线而浪费可贵的模组尺寸；同时避免电池包结构中相邻模组因焊缝接触产生摩擦、应力，从而延长焊缝的服役寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池组技术领域，尤其涉及一种电池组的围框结构。
背景技术
随着现代社会对低碳环保的要求，动力电池有了越来越广泛的应用。在电动车和储能电站等应用领域中，最显著特点是模块化组装，即由多个电池组装成电池模组，再将多个电池模组串并联组装成电池包（battery pack）。因电池模组是由多个电池组装成的，电池模组的生产合格率就显得格外重要。
图1是已有的动力锂离子电池模组的立体图，图2是图1的俯视图，图3是已有的端板的结构立体图，图4是图2的圆圈部分的放大图，图5是图2的圆圈部分在焊接后形成焊缝的放大图。在组装过程中，将两正面涂有胶层6的电池51依次堆叠，形成电池组5，然后将两个端板1置于电池组5的两头，之后将两个侧板2置于带有端板1的电池组5两侧面，端板1与侧板2将电池组5围起形成电池模组，为保证电池模组的抗震稳定性需要涂足够量的粘接胶再通过可加压夹具把电池模组尺寸调整到合格后进行焊接。
其中，电池组的围框结构是由端板1和侧板2拼接焊接而成，为便于焊接及工装定位，接头方式设计为常用的搭接方式，该方式为侧板2的端表面21与端板1的外表面11齐平，如图3所示。考虑到结构特性、板厚组合、使用要求和经济条件等方面，焊接方法选用气体保护焊焊接，该方法为带有焊丝的熔化极气体保护焊。平整的待焊接区经端板和侧板焊接熔融形成凸起焊缝4（如图5所示），因此焊缝4高出了端板1的外表面11，浪费了难得的模组长度尺寸，且在多个串并联的电池包结构中相邻的两个模组还易因焊缝4接触产生摩擦、应力，破坏焊缝4的服役寿命。
实用新型内容
鉴于背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种电池组的围框结构，其能避免浪费模组尺寸且延长焊缝的服役寿命。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种电池组的围框结构，电池组由多个两正面涂有胶层的电池依次堆叠形成，电池组的围框结构包括两个端板，分别位于电池组堆叠方向的两头；两个侧板，分别位于带有两端板的电池组的两侧并与两个端板搭接并焊接，以形成围框结构；其中，对于对应焊接的一个端板和一个侧板，该侧板的端表面位于该端板的外表面的延伸线以内，且在该侧板的端表面处该端板与该侧板形成一凹部，该端板和该侧板焊接形成的焊缝位于该凹部内且不突出于该端板的外表面的延伸线。
本实用新型的有益效果如下：
采用凹部经端板和侧板焊接熔融填充形成焊缝，既保证了端板和侧板的接头强度又避免了焊缝突出于该端板的外表面的延伸线而浪费可贵的模组尺寸；同时可避免多个串并联的电池包结构中相邻的两个模组因焊缝接触产生摩擦、应力，从而延长焊缝的服役寿命。
附图说明
图1为已知的动力电池组的围框结构的立体图；
图2为图1的俯视图；
图3为已知的端板的结构立体图；
图4为图2的圆圈部分的放大图；
图5为图2的圆圈部分经焊接形成焊缝后的放大图；
图6为根据本实用新型的一实施例的电池组的围框结构的的俯视图；
图7为图6的端板的一实施例的结构立体图；
图8为图6的圆圈部分的放大图；
图9为图8的圆圈部分的焊接形成焊缝的放大图；
图10和图11示出图8和图9的一变化结构；
图12和图13示出对应图8和图9的另一变化结构；
图14和图15示出对应图8和图9的另一变化结构；
图16和图17示出对应图8和图9的另一变化结构；
图18和图19示出对应图8和图9的另一变化结构；
图20和图21示出对应图8和图9的另一变化结构；
图22和图23示出对应图8和图9的另一变化结构；
图24和图25示出对应图8和图9的另一变化结构；
图26和图27示出对应图8和图9的另一变化结构；
图28和图29示出对应图8和图9的另一变化结构。
其中，附图标记说明如下：
1端板 4焊缝
11外表面 5电池组
2侧板 51电池
21端表面 6胶层
3凹部
具体实施方式
下面参照附图来详细说明根据本实用新型的电池组的围框结构。
参照图6，在根据本实用新型的电池组5的围框结构中，电池组5由多个两正面涂有胶层6的电池51依次堆叠形成，电池组5的围框结构包括：两个端板1，分别位于电池组5堆叠方向的两头；两个侧板2，分别位于带有两端板1的电池组5的两侧并与两个端板1搭接并焊接，以形成围框结构；其中，参照图7-29，对于对应焊接的一个端板1和一个侧板2，该侧板2的端表面21位于该端板1的外表面11的延伸线以内，且在该侧板2的端表面21处该端板1与该侧板2形成一凹部3，该端板1和该侧板2焊接形成的焊缝4位于该凹部3内且不突出于该端板1的外表面11的延伸线。该凹部3经端板1和侧板2焊接熔融填充形成焊缝4，既保证了端板1和侧板2的接头强度又避免了焊缝4突出于该端板1的外表面11的延伸线而浪费可贵的模组尺寸。此外，可避免多个串并联的电池包结构中相邻的两个模组因焊缝接触产生摩擦、应力，从而延长焊缝的服役寿命。
在根据本实用新型的电池组5的围框结构中，端板1的厚度可为4～25mm，端板1可由铝合金材料经挤压和/或机加工而成。
在根据本实用新型的电池组5的围框结构中，端板1的材质可为Al5083或Al6063。Al5083的主要合金元素为镁，具有良好的成形加工性能、抗蚀性、焊接性，中等强度，特别是具有抗疲劳强度，塑性与耐腐蚀性高。Al6063属低合金化的Al-Mg-Si系高塑性合金，其具有诸多可贵特点：热处理强化，冲击韧性高，对缺口不敏感；有极好的热塑性，可以高速挤压成结构复杂、薄壁、中空的各种型材；焊接性能和耐蚀性优良。
在根据本实用新型的电池组5的围框结构中，侧板2的厚度可为0.5～3mm，优选1～2mm，侧板可由铝合金板材经机加工、激光切割、折弯等工艺制造而成。
在根据本实用新型的电池组5的围框结构中，侧板2的材质可为Al5083或Al6063。Al5083的主要合金元素为镁，具有良好的成形加工性能、抗蚀性、焊接性，中等强度，特别是具有抗疲劳强度，塑性与耐腐蚀性高。Al6063属低合金化的Al-Mg-Si系高塑性合金，其具有诸多可贵特点：热处理强化，冲击韧性高，对缺口不敏感；有极好的热塑性，可以高速挤压成结构复杂、薄壁、中空的各种型材；焊接性能和耐蚀性优良。
在根据本实用新型的电池组5的围框结构中，对于对应焊接的一个端板1和一个侧板2，参照图8至图29，该侧板2的端表面21的边缘距离该端板1的外表面11的距离为不大于3mm，优选为0.5-2.5mm，更优选1.5-2.0mm。
在根据本实用新型的电池组5的围框结构中，焊缝4覆盖在侧板2上的宽度可大于（如图8至图15所示）或等于（如图16至图29所示）侧板2的厚度。
在根据本实用新型的电池组5的围框结构中，焊缝4的材质可为Al4043或Al5356。Al4043铝硅合金焊丝为焊接4系列合金而设计的，具有较大的通用性，焊缝金属具有优良的抗热裂性能，且能保证一定的力学性能。特别对易产生热裂纹的热处理强化铝合金，可获得较好的效果。Al5356镁合金铝焊丝为焊接5系列合金而设计的，在不要求40ksi(276Mpa)的抗拉强度条件下使用的通用型填充合金。
在根据本实用新型的电池组5的围框结构中，优选地，在如图18至图29所示的实施例中，对于对应焊接的一个端板1和一个侧板2，该侧板2面向该端板1的角部为斜切或弧形切。
在根据本实用新型的电池组5的围框结构中，优选地，如图8到图15所示的实施例中，对于对应焊接的一个端板1和一个侧板2，该端板1面向该侧板2的角部为斜切或弧形切。当然，对于对应焊接的一个端板1和一个侧板2，二者均可以具有斜切或弧形切。
本实用新型的电池组的围框结构可以应用于锂离子电池、镍氢电池、以及镍镉电池形成的动力电池组。本实用新型的电池组围框结构也适用于具有动力电池组的电动车、混合电动车、以及储能等领域中。通常可以但不限于矩形钢壳、矩形铝壳的动力电池组。当然也可以用于非动力电池的电池组。胶层4的胶可以是但不限于聚氨酯胶、环氧树脂胶。
最后需要说明的是，尽管本实用新型很容易具有多种不同形式的实施例，但示出在附图并将详细说明的是具体实施例，同时可以理解的是，本说明书应视为本实用新型原理的一个示例，并不意欲将本实用新型限制于所示出的图样。因此，除非另有说明，本实用新型公开的特征可以组合在一起，以形成因简要目的未示出的另外的组合。
Claims (13)
1.一种电池组（5）的围框结构，电池组（5）由多个两正面涂有胶层（6）的电池（51）依次堆叠形成，电池组（5）的围框结构包括：
两个端板（1），分别位于电池组（5）堆叠方向的两头；
两个侧板（2），分别位于带有两端板（1）的电池组（5）的两侧并与两个端板（1）搭接并焊接，以形成围框结构；
其特征在于，对于对应焊接的一个端板（1）和一个侧板（2），该侧板（2）的端表面（21）位于该端板（1）的外表面（11）的延伸线以内，且在该侧板（2）的端表面（21）处该端板（1）与该侧板（2）形成一凹部（3），该端板（1）和该侧板（2）焊接形成的焊缝（4）位于该凹部（3）内且不突出于该端板（1）的外表面（11）的延伸线。
2.根据权利要求1所述的电池组（5）的围框结构，其特征在于，端板（1）的厚度为4～25mm。
3.根据权利要求1所述的电池组（5）的围框结构，其特征在于，端板（1）的材质为Al5083或Al6063。
4.根据权利要求1所述的电池组（5）的围框结构，其特征在于，侧板（2）的厚度为0.5～3mm。
5.根据权利要求4所述的电池组（5）的围框结构，其特征在于，侧板（2）的厚度为1～2mm。
6.根据权利要求1所述的电池组（5）的围框结构，其特征在于，侧板（2）的材质为Al5083或Al6063。
7.根据权利要求1所述的电池组（5）的围框结构，其特征在于，该侧板（2）的端表面（21）的边缘距离该端板（1）的外表面（11）的距离为不大 于3mm。
8.根据权利要求7所述的电池组（5）的围框结构，其特征在于，该侧板（2）的端表面（21）的边缘距离该端板（1）的外表面（11）的距离为0.5-2.5mm。
9.根据权利要求8所述的电池组（5）的围框结构，其特征在于，该侧板（2）的端表面（21）的边缘距离该端板（1）的外表面（11）的距离为1.5-2.0mm。
10.根据权利要求1所述的电池组（5）的围框结构，其特征在于，焊缝（4）覆盖在侧板（2）上的宽度大于或等于侧板（2）的厚度。
11.根据权利要求1所述的电池组（5）的围框结构，其特征在于，焊缝（4）的材质为Al4043或Al5356。
12.根据权利要求1所述的电池组（5）的围框结构，其特征在于，该侧板（2）面向该端板（1）的角部为斜切或弧形切。
13.根据权利要求1所述的电池组（5）的围框结构，其特征在于，该端板（1）面向该侧板（2）的角部为斜切或弧形切。
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