CN205992556U - 一种电池模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池模块，电池模块包括箱体和设于箱体中的动力电池，箱体包括箱壳，箱壳上端具有用于供导热胶灌入的开口，箱体还包括用于导热胶灌入后封盖所述开口的箱盖，导热胶固化后形成导热胶体，导热胶体包括位于动力电池底部与箱壳底部之间的底部导热胶体以及位于动力电池侧围与箱壳侧壁之间的侧围导热胶体，动力电池顶部与箱盖之间设置有导热垫。本实用新型的有益效果在于：与现有技术中导热胶在电池与箱体的缝隙中缓慢流动相比，导热胶的灌入速度大大提高，先灌入导热胶，再放置动力电池，最后在电池顶部与箱盖之间放置导热垫，即可完成电池模块的制作，导热胶的灌入速度高且无须等待其固化，提高了电池模块的制作效率。

Description

一种电池模块

技术领域

本实用新型涉及一种电池模块。

背景技术

动力电池模块是电动汽车动力系统的重要部件，动力电池模块包括箱体以及设置于箱体中的锂离子电池组。锂离子电池组的工作温度严重制约和影响着它的使用性能，箱体内的工作温度每上升1℃，电池的退化速率将会增加7%，温度一旦上升10℃，电池失效速率就会增大一倍。因此，必须采用适当措施将电池工作温度控制在合理范围之内，并尽量缩小单体之间的温度差异，从而使电池组的性能得到最大限度的发挥。另外，目前汽车厂家普遍对动力电池模块提出了IP67的防护要求，IP67要求箱体做到完全密封，但箱体完全密封后又带来了散热困难的问题，因此兼具优良散热和密封性能的动力电池模块成为人们研究和关注的重点。

申请公布号为CN105576156A，申请公布日为2016.05.11的中国发明专利申请就公开了一种内部灌胶电池即一种电池模块，包括电池上壳即箱盖和电池下壳即箱壳，箱盖和箱壳组成了箱体，箱壳内设置有电池组，箱盖和箱壳相互扣合后通过超声焊接形成密封的箱体，箱盖的顶部两端设置有两个灌封胶口，通过任意一个灌封胶口可以向箱体中注入导热灌封胶即导热胶，另一个灌封胶口进行排空气体，所述导热胶能够注满密封箱体内的间隙。这种电池模块具有良好的密封性能，同时由于箱体中注满导热胶，因此对电池有很好的固定作用且具备良好的防震性能和导热性能。

然而，这种电池模块在制作时，由于导热胶是在箱盖和箱壳焊合后灌注的，导热胶在电池与箱体的缝隙中缓慢流动直至注满整个箱体内部，这个过程是非常漫长的，待导热胶固化后才能将灌封胶口盖住，导致整个电池模块的制造周期较长。另外，由于电池是先放进箱体内的，随后才注入导热胶，导热胶无法填充到电池与箱壁的已经接触的位置，这样就导致导热胶的局部导热效果较差。同时，由于导热胶注满箱体内部，当后续使用过程中需要对箱体内的电池组重新进行串并联的连接时，还需要首先将导热胶破坏掉，连接完毕后再重新注入导热胶，这样就比较麻烦，费工费时且造成材料的浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池模块，以解决现有技术中的电池模块制作效率低的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型中电池模块的技术方案为：

一种电池模块，包括箱体和设于箱体中的动力电池，箱体包括箱壳，箱壳上端具有用于供导热胶灌入的开口，箱体还包括用于导热胶灌入后封盖所述开口的箱盖，导热胶固化后形成导热胶体，所述导热胶体包括位于动力电池底部与箱壳底部之间的底部导热胶体以及位于动力电池侧围与箱壳侧壁之间的侧围导热胶体，动力电池顶部与箱盖之间设置有导热垫。

所述导热胶体的高度不高于放入动力电池后动力电池高度的三分之二。

所述动力电池有至少两个并通过导电铜排串联或并联，所述导热垫上设有与导电铜排相适配的凹槽，凹槽中设有用于动力电池的极柱穿过的极柱穿过孔。

所述箱壳包括底板，底板对称折弯成U形后构成前板和后板，前、后板之间固定有左板和右板，所述箱盖与前板、后板、左板和右板固定连接，相邻板的接缝处均涂敷有密封胶。

底板、前板和后板上均设置有内凹的凹筋。

左板和右板上分别设置有用于与动力电池的极柱相连的左动力接口和右动力接口，左动力接口和右动力接口中的一个与正极相连，另一个与负极相连，左动力接口和右动力接口均包括与箱壳相连的接口基座，接口基座内设有导体芯，导体芯的一端设置有导体连接端，导体连接端通过连接铜排与动力电池的极柱相连，导体芯的另一端设有用于与相应端子相连的连接螺孔或者连接螺柱。

导体芯上用于与相应端子相连的另一端为连接螺孔，接口基座包括设置在连接螺孔外围的基套，连接螺孔的端面凸出于基套的端面，基套上设有用于防止相应端子转动的止转面。

基套上还设有用于与相应端子密封配合的密封圈，所述密封圈位于止转面的靠近箱壳的一侧。

所述接口基座由一体注塑成型于导体芯外围的绝缘体构成。

所述左板上位于左动力接口的上端设有通信接口，所述右板上位于右动力接口上端设有安全阀。

本实用新型的有益效果在于：导热胶是从箱壳上端的开口处灌入箱壳中的，与现有技术中导热胶在电池与箱体的缝隙中缓慢流动相比，导热胶的灌入速度大大提高，可以先灌入导热胶，然后再放置动力电池，这样动力电池的底部与箱壳底部构成底部导热胶体，动力电池侧围与箱壳侧壁之间构成侧围导热胶体，最后在动力电池顶部与箱盖之间放置导热垫，即可完成电池模块的制作，这种上部导热垫、下部导热胶的新的布局结构使得导热胶的灌入速度高且无须等待其固化，在保证导热胶的导热效果的同时提高了电池模块的制作效率。

附图说明

图1为本实用新型中电池模块的立体结构图；

图2为图1的局部剖视图；

图3为装配好动力接口和通信接口的左板的立体结构图；

图4为图3中未装配动力接口和通信接口时的左板的后视图；

图5为装配好动力接口和安全阀的右板的立体结构图；

图6为图5中未装配动力接口和安全阀时的右板的后视图；

图7为动力接口的立体结构图；

图8为动力接口的后视图；

图9为图8中A-A向的剖视图；

图10为通信接口的立体结构图；

图11为导热垫的结构示意图；

图12为箱壳的部分结构示意图。

图中：1.左板；2.固定螺钉；3.导热垫；4.导电铜排；5.动力电池组；6.极柱螺栓；7.箱体固定孔；8.动力接口；9.前板；10.通信接口；11.安全阀；12.箱盖；13.凹筋；14.密封胶；15.连接螺钉；16.连接铜排；17.绝缘树脂板；18.紧固螺钉；19.连接孔；20.焊接螺母；21.通信接口凹筋；22.动力接口凹筋；23.螺钉孔；24.右板；25.垫块；26.底板；27.后板；81.接口基座；82.固定孔；83.密封圈；84.止转面；85.铜芯；86.橡胶圈；161.极柱连接段；162.极柱连接孔；163.过渡段；164.铜芯连接段；165.螺钉；101.接口固定孔；31.凹槽；32.极柱螺栓穿孔。

具体实施方式

电池模块的实施例如图1~图12所示，包括箱体，箱体包括箱壳，箱壳上端具有用于供导热胶灌入的开口，箱体还包括用于导热胶灌入后封盖所述开口的箱盖12。箱壳包括底板26，底板26对称折弯成U形后构成前板9和后板27，前板9和后板27之间通过固定螺钉2固定有左板1和右板24，左板1和右板24分别开设有与固定螺钉2对应的连接孔19，箱盖12也通过固定螺钉2与前板9、后板27、左板1以及右板24固定连接，相邻板的接缝处均涂敷有密封胶14。前板9、后板27、底板26以及箱盖12上均设置有内凹的凹筋13，底板26的左右两端还设置有箱体固定孔7，方便动力电池模块的安装，组成箱体的各个侧板均采用铝板加工成型，加工完毕后进行阳极氧化处理，以提高其绝缘性能。

箱壳内灌入有导热胶，箱体内设置有在导热胶灌入后进行放置的动力电池组5，动力电池组5的极柱均朝上，并通过导电铜排4和极柱螺栓6实现串并联，当动力电池组5放进导热胶中时，导热胶会发生流动，由于动力电池组5与前板9和后板27之间的间隙比较小，这时在底板26上的凹筋与前板9上的凹筋之间、以及底板26上的凹筋与后板27上的凹筋之间会形成导热胶的流动通道，从而使导热胶可以顺利流动，最终能够保证动力电池组5放置完毕后，箱壳内的导热胶液面高度一致，与现有技术中导热胶在电池与箱体的缝隙中缓慢流动相比，导热胶的流动速度大大提高。

导热胶固化后形成导热胶体，导热胶体的高度在放入动力电池组5后动力电池组5高度的三分之二处，所述导热胶体包括位于动力电池组5的底部与箱壳底部之间的底部导热胶体以及位于动力电池组5侧围与箱壳侧壁之间的侧围导热胶体。动力电池组5的顶部即导电铜排4和极柱螺栓6与箱盖12之间设置有导热垫3，导热垫3上设有与导电铜排4相适配的凹槽31，凹槽31中设有极柱螺栓穿孔32。

左板1上通过连接螺钉15分别固定有左动力接口即动力接口8和通信接口10，左板1上向内侧冲出有用于安装动力接口8和通信接口10的动力接口凹筋22和通信接口凹筋21，动力接口凹筋22和通信接口凹筋21上分别设置有与连接螺钉15对应的焊接螺母20，通信接口10上开设有用于穿装连接螺钉15的接口固定孔101。动力接口8包括与左板1相连的轴向沿箱体内外延伸的接口基座81，接口基座81具有与左板1贴合固定的贴合面，贴合面上开设有固定孔82，贴合面上还设有橡胶圈86，动力接口凹筋22中还设有供接口基座81的内侧端穿过的基座穿孔。接口基座81内设有与接口基座1延伸方向一致的导体芯，在该实施例中，导体芯为铜芯85，接口基座81由一体注塑成型于铜芯85外围的塑料构成。

铜芯85朝向内侧的一端设有方形的导体连接端，该导体连接端一部分嵌入在接口基座81内，另一部分凸出于接口基座81，导体连接端凸出于接口基座81的凸出端设有连接平面，连接平面上开设有螺纹孔，该连接平面上通过螺钉165固定有连接铜排16。铜芯85朝向外侧的一端设有用于与接头固定连接的连接螺孔，接口基座81包括设置在连接螺孔外围的基套，连接螺孔的端面凸出于基套的端面，基套上设有用于防止接头转动的一组对称的止转面84，基套上于止转面84的内侧设置有密封圈83。

所述连接铜排16包括与铜芯85的连接平面相连的铜芯连接段164、与电池极柱相连的极柱连接段161以及处于铜芯连接段164和极柱连接段161之间的过渡段163，极柱连接段161通过极柱连接孔162与极柱螺栓6相连，铜芯连接段164和过渡段163的板厚沿内外方向延伸，极柱连接段161的板厚沿上下方向延伸，过渡段163分别垂直于铜芯连接段164和极柱连接段161。左板1的后部设置有折弯的翻沿，所述连接孔19和焊接螺母20均设置于翻沿上，翻沿上还设置有螺钉孔23，左板1的后部通过与螺钉孔23配合固定的紧固螺钉18固定有绝缘树脂板17，保证模块集成时将连接铜排16与动力电池组5隔开确保绝缘满足要求，保证安全。

右板24上与左板1的对称位置通过连接螺钉15设置有右动力接口，右动力接口与左动力接口相同即也为动力接口8，右板24上于动力接口8的上端还设有安全阀11，右板24上设置有用于安装动力接口8和安全阀11的动力接口凹筋22和垫块25。右板24的后部也通过螺钉孔23设置有绝缘树脂板17。分别设置在左板1和右板24上的两个动力接口8中的其中一个与动力电池组5的正极相连，另一个与动力电池组5的负极相连。

电池模块的组装方法和工作原理是：首先进行单独的左板1和右板24的组装，将两个动力接口8分别通过连接螺钉15固定在左板1和右板24上，然后利用螺钉165将连接铜排16与动力接口8的连接平面相连。将通信接口10和安全阀11分别也固定在左板1和右板24上，然后通过紧固螺钉18将绝缘树脂板17分别固定在左板1和右板24的后部，即可完成左板1和右板24的组装。

前板9和后板27是由一大块底板26经过对称折弯成U形后构成，将组装好的左板1和右板24分别通过固定螺钉2固定在前板9和后板27上形成箱壳，在接缝处涂敷密封胶14。密封胶14凝固后，将导热胶从箱壳上端的开口处灌入箱壳内，导热胶的灌入量保证导热胶在固化成导热胶体后，导热胶体的高度在动力电池组5高度的三分之二处。然后将由12个动力电池组成的动力电池组5布置在箱壳内，通过导电铜排4和极柱螺栓6将动力电池组5连接起来。然后将左板1上动力接口8的连接铜排16与动力电池组5的正极相连，将右板24上动力接口8的连接铜排16与动力电池组5的负极相连。

连接完成后将导热垫3安放在动力电池组5的顶部，导热垫3上的凹槽31与导电铜排4相适配，极柱螺栓6从极柱螺栓穿孔32中穿过。最后将箱盖12通过固定螺钉2前板9、后板27、左板1以及右板24固定连接，在接缝处涂敷密封胶14，这样就完成了动力电池模块的组装。使用时，若想实现不同动力电池模块之间的串并联，可通过端子与动力接口8上的连接螺孔配合来实现串并联。

由于在接缝处涂敷有密封胶，因此箱体具有良好的密封性能，设置于箱体中的导热胶可以对动力电池组起到固定作用，同时也可以将动力电池散热出的热量迅速导出到箱壁上进行散热。设置于动力电池顶部的导热垫能够与导电铜排和极柱螺栓紧密贴合，将电池极柱散发的热量迅速导出到箱壁上进行散热，从而实现电池模块的良好散热。导热胶未注满箱体内部，导热胶的灌入量保证导热胶在固化成导热胶体后，导热胶体的高度在动力电池组高度的三分之二处，在动力电池顶部设置导热垫，这是由于动力电池的发热部位主要在极柱处，因此导热胶无需灌注满整个箱体，这样既可以实现很好的导热，又可以减轻动力电池模块的重量。

在箱体的各个侧面均向内冲出有凹筋，这样既提高了箱体的刚度，又方便了动力电池、动力接口以及通信接口的安装，且外形对称、美观。在右板上设置安全阀，当动力电池出现喷液、爆炸等极端事件时，安全阀将在压力下开启泄压，具有防爆作用，确保模块安全。

连接螺孔的端面凸出于基套的端面，这样可以保证接头内的线鼻子与连接螺孔的良好贴合，从而保证连接效果。连接铜排具有很好的塑性变形能力，因此可以根据不同的连接需要，选择合适长度的连接铜排，并将连接铜排折弯成需要的形状，将动力电池组的正极或负极引出，由于连接铜排的厚度较薄且易变形，使得通过连接铜排将正极或负极引出时，可以方便电池模块箱体内部的布置，节省装配空间。接口基座直接注塑成型在铜芯的外部，这样就确保了铜芯与接口基座的紧密结合，同时保证了绝缘强度。在接口基座与箱体侧壁的贴合面上设有橡胶圈，这样可以保证接口基座与电池模块箱体装配后整个装置的密封性。铜芯朝向内侧的导体连接端为方形，该导体连接端一部分嵌入在接口基座内，另一部分凸出于接口基座，这样可以避免通过螺栓将接头与铜芯连接时，整个铜芯在在接口基座里面旋转。

在电池模块的其他实施例中：组成箱体的各个侧面上也可以不设置凹筋；右板上也可以不设置安全阀；箱壳的前板和后板可以不是由底板对称折弯成U形后构成的，可以是单独的侧板；导热胶体的高度也可以低于放入动力电池后动力电池高度的三分之二；导热胶的灌注量也可以进行调整，只要保证导热胶固化成导热胶体后导热胶体的高度低于动力电池的高度即可；连接铜排的过渡段也可不垂直于铜芯连接段和极柱连接段；导体芯也可以是其他材质的导电材料；导体连接端上可以不设置连接平面，连接铜排与导体连接端可以焊接固定；接口基座可以不是一体注塑成型于导体芯的外围，可以是另外加工好后再与导体芯装配；接口基座的材质也可以是橡胶或陶瓷等其他绝缘材料；接口基座的贴合面上也可以不设橡胶圈；止转面也可以是一个或者三个；基套上也可以不设止转面；基套上也可以不设密封圈。

Claims (10)

1.一种电池模块，包括箱体和设于箱体中的动力电池，箱体包括箱壳，其特征在于：箱壳上端具有用于供导热胶灌入的开口，箱体还包括用于导热胶灌入后封盖所述开口的箱盖，导热胶固化后形成导热胶体，所述导热胶体包括位于动力电池底部与箱壳底部之间的底部导热胶体以及位于动力电池侧围与箱壳侧壁之间的侧围导热胶体，动力电池顶部与箱盖之间设置有导热垫。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于：所述导热胶体的高度不高于放入动力电池后动力电池高度的三分之二。

3.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于：所述动力电池有至少两个并通过导电铜排串联或并联，所述导热垫上设有与导电铜排相适配的凹槽，凹槽中设有用于动力电池的极柱穿过的极柱穿过孔。

4.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于：所述箱壳包括底板，底板对称折弯成U形后构成前板和后板，前、后板之间固定有左板和右板，所述箱盖与前板、后板、左板和右板固定连接，相邻板的接缝处均涂敷有密封胶。

5.根据权利要求4所述的电池模块，其特征在于：底板、前板和后板上均设置有内凹的凹筋。

6.根据权利要求5所述的电池模块，其特征在于：左板和右板上分别设置有用于与动力电池的极柱相连的左动力接口和右动力接口，左动力接口和右动力接口中的一个与正极相连，另一个与负极相连，左动力接口和右动力接口均包括与箱壳相连的接口基座，接口基座内设有导体芯，导体芯的一端设置有导体连接端，导体连接端通过连接铜排与动力电池的极柱相连，导体芯的另一端设有用于与相应端子相连的连接螺孔或者连接螺柱。

7.根据权利要求6所述的电池模块，其特征在于：导体芯上用于与相应端子相连的另一端为连接螺孔，接口基座包括设置在连接螺孔外围的基套，连接螺孔的端面凸出于基套的端面，基套上设有用于防止相应端子转动的止转面。

8.根据权利要求7所述的电池模块，其特征在于：基套上还设有用于与相应端子密封配合的密封圈，所述密封圈位于止转面的靠近箱壳的一侧。

9.根据权利要求6~8任意一项所述的电池模块，其特征在于：所述接口基座由一体注塑成型于导体芯外围的绝缘体构成。

10.根据权利要求9所述的电池模块，其特征在于：所述左板上位于左动力接口的上端设有通信接口，所述右板上位于右动力接口上端设有安全阀。