CN207116549U - 框体以及电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种框体以及电池模组。框体由顶壁、底壁以及两个侧壁构成且围成周向封闭且沿长度方向的两端开口的收容腔，两个侧壁中的至少一个使厚度沿高度方向由中间向两端减薄且使外表面相对内表面向外凸出或者使厚度沿高度方向由中间向两端加厚且使外表面相对内表面向内凹入。电池模组包括：多个二次电池，并排布置；电池模组还包括：上述的框体，所述多个并排布置的二次电池收容于框体的收容腔内，框体的各侧壁的内表面与所述多个二次电池中的处于并排方向最外侧的相邻一个二次电池相面对。本实用新型的框体用于电池模组时，改善了电池模组的膨胀力问题，减少了电池模组的组装工序，提高了电池模组的组装效率。

Description

框体以及电池模组

技术领域

本实用新型涉及电池领域，尤其涉及一种框体以及电池模组。

背景技术

图11至图14示出了现有技术的电池模组的两个实施例。

在图11和图12中，通过U型框19和横跨U型框19的金属拉条20形成框体12，以作为约束多个并排布置的二次电池11充放电循环膨胀的结构。金属拉条20在多个并排布置的二次电池11装入U型框19内后焊接到U型框19上，这使得二次电池11容易受到焊接的影响而容易受损，电池模组1的组装工序增加，降低电池模组1的组装效率；在二次电池11充放电循环产生膨胀时，金属拉条20与U型框19的焊接部位容易发生应力集中而使得框体12失效；再有金属拉条20的强度有限，即使金属拉条20的数量设置的非常多，但是框体12的强度依然不足。

在图13和图14中，通过侧板21和多条塑胶绑带22形成框体12，以作为约束多个并排布置的二次电池11充放电循环膨胀的结构。多条塑胶绑带22将多个并排布置的二次电池11连同外侧的侧板21和端板18一起捆扎，电池模组1的组装工序增加，降低电池模组1的组装效率；在二次电池11充放电循环产生膨胀时，由于塑胶绑带22强度有限，难以保证框体12的强度；此外，塑胶绑带22容易受到二次电池11充放电循环中产生的热影响而软化，从而使得塑胶绑带22的强度降低，进而难以对二次电池11充放电循环膨胀进行有效约束，从而不能有效地控制电池模组1的尺寸精度。

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框体以及电池模组，框体在应用于电池模组时，能够改善电池模组的膨胀力问题。

本实用新型的另一目的在于，提供一种框体以及电池模组，框体在应用于电池模组时，减少了电池模组的组装工序，提高了电池模组的组装效率。

为了实现上述目的，在第一方面，本实用新型提供了一种框体，其由顶壁、底壁以及两个侧壁构成且围成周向封闭且沿长度方向的两端开口的收容腔，两个侧壁中的至少一个使厚度沿高度方向由中间向两端减薄且使外表面相对内表面向外凸出或者使厚度沿高度方向由中间向两端加厚且使外表面相对内表面向内凹入。

为了实现上述目的，在第二方面，本实用新型提供了一种电池模组，其包括：多个二次电池，并排布置；电池模组还包括：本实用新型第一方面所述的框体，所述多个并排布置的二次电池收容于框体的收容腔内，框体的各侧壁的内表面与所述多个二次电池中的处于并排方向最外侧的相邻一个二次电池相面对。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的框体应用于电池模组时，改善了电池模组的膨胀力问题，有效地控制了电池模组的尺寸精度；此外，减少了电池模组的组装工序，提高了电池模组的组装效率。

附图说明

图1是根据本实用新型的框体的立体图。

图2是图1的沿长度方向观察到的一实施例的放大的平面视图。

图3是图1的沿长度方向观察到的另一实施例的放大的平面视图。

图4是图1的沿长度方向观察到的又一实施例的放大的平面视图。

图5是图1的沿长度方向观察到的再一实施例的放大的平面视图。

图6是图1的沿长度方向观察到的还一实施例的放大的平面视图。

图7是根据本实用新型的电池模组的分解立体图。

图8是图7的组装立体图。

图9是图8的沿长度方向剖开的一实施例的平面示意图。

图10是图8的沿长度方向剖开的另一实施例的平面示意图。

图11是现有技术的电池模组的一实施例的立体图。

图12是图11的从另一角度观察到的立体图。

图13是现有技术的电池模组的另一实施例的立体图。

图14是图13的从另一角度观察到的立体图。

其中，附图标记说明如下：

1 电池模组 134 第四部分胶

11 二次电池 14 隔离板

111 主体部 141 本体部

112 极耳 1411 凹槽

12 框体 142 延伸部

121 顶壁 15 导电连接片

122 底壁 16 输出片

123 侧壁 161 突部

1231 凸部 17 弹性缓冲垫

S1 外表面 18 端板

S2 内表面 181 板体

124 收容腔 182 嵌件

125 注胶孔 1821 台阶部

L 长度方向 F1 第一面

H 高度方向 F2 第二面

W 宽度方向 19 U型框

13 粘接胶 20 金属拉条

131 第一部分胶 21 侧板

132 第二部分胶 22 塑胶绑带

133 第三部分胶

具体实施方式

下面说明根据本实用新型的框体以及电池模组。

首先介绍根据本实用新型第一方面的框体。

如图1至图6所示，根据本实用新型的框体12由顶壁121、底壁122以及两个侧壁123构成且围成周向封闭且沿长度方向L的两端开口的收容腔124，两个侧壁123中的至少一个使厚度沿高度方向H由中间向两端减薄且使外表面S1相对内表面S2向外凸出或者使厚度沿高度方向H由中间向两端加厚且使外表面S1相对内表面S2向内凹入。

在根据本实用新型的框体12中，两个侧壁123中的至少一个使厚度沿高度方向H由中间向两端减薄且使外表面S1相对内表面S2向外凸出，有效地提高了框体12的刚度，在框体12应用于下文所述的电池模组1时，有效地减小了由于二次电池11的膨胀力对框体12导致的变形；两个侧壁123中的至少一个使厚度沿高度方向H由中间向两端加厚且使外表面S1相对内表面S2向内凹入，在框体12应用于下文所述的电池模组1时，为二次电池11的膨胀提供了膨胀空间，使得电池模组1沿二次电池11的膨胀力方向的变形不会出现凸包。由此，二者均能改善电池模组的膨胀力问题，从而有效地控制了电池模组1的尺寸精度。此外，在框体12应用于下文所述的电池模组1时，框体12单独预先形成，多个并排设置的二次电池11能够直接插入到框体12内，减少了电池模组1的组装工序，提高了电池模组1的组装效率。再有，相比现有技术的采用U型框和金属拉条20的电池模组1和采用侧板21和塑胶绑带22的电池模组1，采用周向封闭的框体12能够提高框体12的强度，满足电池模组1的膨胀力的需要。

两个侧壁123的形状有多种形式，如图2和图3所示，优选地，两个侧壁123在形状上相同(如图2所示的两个侧壁123使厚度沿高度方向H由中间向两端减薄且使外表面S1相对内表面S2向外凸出；如图3所示的两个侧壁123使厚度沿高度方向H由中间向两端加厚且使外表面S1相对内表面S2向内凹入)。

如图4至图6所示，两个侧壁123在形状上不同，如图4所示，两个侧壁123中的一个使厚度沿高度方向H由中间向两端减薄且使外表面S1相对内表面S2向外凸出，另一个使厚度沿高度方向H由中间向两端加厚且使外表面S1相对内表面S2向内凹入；如图5所示，两个侧壁123中的一个使厚度沿高度方向H由中间向两端减薄且使外表面S1相对内表面S2向外凸出，另一个的外表面S1和内表面S2均为平面；如图6所示，两个侧壁123中的一个使厚度沿高度方向H由中间向两端加厚且使外表面S1相对内表面S2向内凹入，另一个的外表面S1和内表面S2均为平面。

如图2至图6所示，优选地，各侧壁123的内表面S2为平面，从而后面所述的电池模组1的二次电池11在充放电循环过程中发生膨胀时，各侧壁123的内表面S2提供足够大的接触面积，来抵抗或缓冲膨胀力。

在根据本实用新型的框体12中，框体12由金属制成。金属为铝。框体12通过挤出、压铸工艺成型。相比现有的采用焊接方式形成框体12(即顶壁121、底壁122以及两个侧壁123通过焊接形成)，避免了焊接带来的虚焊、塌陷而使得框体的强度难以保证的问题以及这些焊接缺陷导致的返工或报废等问题，降低了物力和人力成本。

如图1所示，各侧壁123在长度方向L的两端设有向外突出的凸部1231。

框体12设有注胶孔125。注胶孔125可以设置于框体12的顶壁121、底壁122、侧壁123以及顶壁121与侧壁123的连接处或者底壁122与侧壁123的连接处中的适合位置，可根据具体的情况选择具体的位置，优选地，注胶孔125设置于顶壁121上。

其次说明根据本实用新型第二方面的电池模组。

如图7至图10所示，根据本实用新型的电池模组1包括：多个二次电池11，并排布置；电池模组1还包括：根据本实用新型第一方面所述的框体12，所述多个并排布置的二次电池11收容于框体12的收容腔124内，框体12的各侧壁123的内表面S2与所述多个二次电池11中的处于并排方向最外侧的相邻一个二次电池11相面对。

在根据本实用新型的电池模组1中，框体12的各侧壁123的内表面S2与所述多个二次电池11中的处于并排方向最外侧的相邻一个二次电池11相面对，在二次电池11自身发热膨胀时，侧壁123的厚度沿高度方向H由中间向两端减薄且使外表面S1相对内表面S2向外凸出，提高了框体12的刚度，减小了二次电池11的膨胀力对电池模组1造成的变形；侧壁123的厚度沿高度方向H由中间向两端加厚且使外表面S1相对内表面S2向内凹入，为二次电池11膨胀变形提供了膨胀空间，使得电池模组1沿膨胀力方向不会出现凸包；从而二者均能改善电池模组1的膨胀力问题。此外，框体12单独预先形成，多个并排设置的二次电池11能够直接插入到框体12内，减少了电池模组1的组装工序，提高了电池模组1的组装效率。再有，相比现有技术的采用U型框19和金属拉条20的电池模组和采用侧板21和塑胶绑带22的电池模组1，采用周向封闭的框体12能够提高框体12的强度，满足电池模组1的膨胀力的需要。

参照图7至图10，框体12设有注胶孔125；电池模组1还包括粘接胶13；粘接胶13包括：第一部分胶131，将相邻两个二次电池11粘接在一起；第二部分胶132，将所述多个二次电池11中的处于并排方向最外侧的两个二次电池11分别与框体12的侧壁123粘接在一起；第三部分胶133，将第一部分胶131的下侧和第二部分胶132的下侧与底壁122粘接在一起。

粘接胶13实现相邻二次电池11之间以及侧壁123与对应的二次电池11之间以及底壁122与对应的二次电池11之间的有效约束固定，第三部分胶133将第一部分胶131的下侧和第二部分胶132的下侧与底壁122粘接在一起，实现所述多个二次电池11与框体12连接为一体，能进一步提高电池模组1的组装效率和整体刚度，提高了电池模组1受到冲击和/或震动时的抗变形能力。此外，由于粘接胶13本身的抗压强度通常会低于二次电池11内的电极组件(未示出，电极组件通常包括正极片、负极片和隔离膜)的抗压强度，所以在二次电池11膨胀时，粘接胶13容易变形，从而能够缓冲二次电池11的膨胀。另外，粘接胶13降低了对二次电池11的表面的平面度以及收容腔124内存在的间隙的均匀性的要求，提高了与二次电池11的表面的平面度以及收容腔124内存在的间隙的适应性。

此外，如图9和图10所示，在注胶充分的情况下，粘接胶13还包括：第四部分胶134，将第一部分胶131的上侧和第二部分胶132的上侧与顶壁121粘接在一起。

粘接胶13的类型不受限制，但必须具有液态固化的性能。为了实现二次电池11的散热，优选地，粘接胶13为导热性的，框体12是导热性的。更优选地，粘接胶13为导热性的结构胶，从而不仅能够利用结构胶的强粘接性来保证二次电池11的位置固定性和抗冲击性能，而且能够有效地保证散热路径的稳定性。二次电池11产生的热量经由第一部分胶131、第二部分胶132、第三部分胶133以及第四部分胶134传递给导热的框体12再传递给外部(例如直接热辐射或者顶壁121、底壁122以及两个侧壁123与外部的冷却系统(未示出)热交换)，有效地增加了导热路径，提高了电池模组1的散热效果。当采用外部冷却系统时，外部冷却系统通常设置在底壁122下方，而两个侧壁123和顶壁121依然会向外部冷却系统进行热传递，从而增加了与外部冷却系统的热连接，提高了散热效果。此外，两个侧壁123和顶壁121还可以进行风冷，从而增强了散热方式的灵活性。此外，周向封闭的导热性的框体12能够使用四个壁(即底壁122、两个侧壁123以及顶壁121)来散热，提高了电池模组1的散热效果。

如图7和图8所示，电池模组1还包括：两个隔离板14，分别设置于并排布置的多个二次电池11的长度方向L的两端(既对多个二次电池11起到限位的作用又使得液态的粘接胶13在注胶时不会从多个二次电池11的轴向两端流出)；各隔离板14包括：本体部141；多个延伸部142，间隔布置于本体部141的表面；其中，隔离板14的多个延伸部142分别夹设于相邻的两个二次电池11之间以及所述多个二次电池11中的处于并排方向最外侧的各二次电池11与框体12的侧壁123之间。各隔离板14为绝缘材料。

二次电池11可以采用各种形式，依据外壳类型，可以是袋型二次电池和罐型二次电池。袋型二次电池的外壳由包括聚合物层和金属层的层压片制成。罐型二次电池的外壳通常有金属壳和金属顶盖片构成。

参照图7、图9和图10，各二次电池11为袋型二次电池；各二次电池11具有主体部111以及极性相反并分别朝框体12的长度方向L的两端延伸的极耳112，框体12的各侧壁123的内表面S2与所述多个二次电池11中的处于并排方向最外侧的相邻一个二次电池11的主体部111相面对；各隔离板14的本体部141设有多个贯通的凹槽1411，各二次电池11的极耳112穿过对应的凹槽1411。通过各二次电池11的极耳112穿过对应的凹槽1411，在一方面，有助于使相邻的两个二次电池11间隔开并使所述多个二次电池11中的处于并排方向最外侧的各二次电池11与框体12的侧壁123间隔开，从而在注入粘接胶13前对框体12内的多个二次电池11进行预定位并保证相邻的两个二次电池11间隔开的供液态粘接胶13流入的间隙以及所述多个二次电池11中的处于并排方向最外侧的各二次电池11与框体12的侧壁123间隔开的供液态粘接胶13流入的间隙；在另一方面可以在电池模组1受到冲击和/或震动时保护极耳112免受损坏。此外，也便于后面所述的导电连接片15和输出片16的设置。

进一步地，如图7所示，电池模组1还包括：多个导电连接片15，各导电连接片15固定于对应隔离板14的本体部141的与延伸部142相反的表面上，并电连接于多个并排布置的二次电池11的极耳112以将多个二次电池11串联和/或并联；两个输出片16，用于多个二次电池11的输出，各输出片16固定于对应隔离板14的本体部141的与延伸部142相反的表面上并电连接于穿过对应的凹槽1411的极耳112。

如图7所示，电池模组1还包括：多个弹性缓冲垫17，位于相邻的两个二次电池11之间以及位于所述多个二次电池11中的处于并排方向最外侧的各二次电池11与框体12的侧壁123之间。弹性缓冲垫17的设置既能够对多个二次电池11进行限位又能够使相邻的两个二次电池11之间留有间隙，从而保证在注胶时相邻的两个二次电池11之间能够注有粘接胶13和/或保证用于二次电池11充放电循环中产生膨胀的缓冲空间。在电池模组1组装时，基于弹性缓冲垫17的弹性压缩性能而容易将排列好的多个二次电池11以及弹性缓冲垫17装入框体12中。此外，弹性缓冲垫17基于弹性恢复性能使多个排列在一起的二次电池11在结构上保持稳定性，从而在电池模组1受到外部冲击和/或震动时，多个排列在一起的二次电池11不会发生大的结构变化且不会松散，且外部冲击和/或震动经过框体12的四个壁的一侧传递到弹性缓冲垫17而被缓冲消减、同时再返回框体12的相对的另一侧并进一步缓冲消减。各弹性缓冲垫17可为泡棉。

如图7和图8所示，电池模组1还包括：两个端板18，分别固定连接于框体12的长度方向L两端，以将框体12的收容腔124分别在长度方向L两端封闭。各输出片16具有突部161，突部161密封穿过其中一个端板18。

如图7所示，各端板18包括：板体181；以及两个嵌件182，分别固定设置于端板18的左右两侧，各嵌件182部分嵌入板体181并固定连接于框体12的侧壁123。

板体181材质可为塑胶，嵌件182材质可为铝。相应地，板体181与两个嵌件182可一体注塑成型。

如图7所示，框体12的侧壁123在长度方向L的两端设有向外突出的凸部1231；嵌件182具有台阶部1821，台阶部1821具有第一面F1以及与第一面F1相交的第二面F2，框体12侧壁123的长度方向L一端的凸部1231贴靠在嵌件182的第一面F1上，且框体12的侧壁123的长度方向L一端的凸部1231的周边与嵌件182的第一面F1的边缘和嵌件182的第二面F2的边缘焊接在一起。

在本文中，三维尺度中除长度方向L、高度方向H外的第三个方向为宽度方向W，排列方向处于宽度方向W。

接下来举例说明根据本实用新型的电池模组1的组装方法。

本实用新型第二方面的电池模组1的组装方法包括步骤：各弹性缓冲垫17设置于相邻的两个二次电池11之间以及并排方向最外两侧的二次电池11的表面，以形成组合体；将组合体工装加压而压缩弹性缓冲垫17，从而将组合体装进框体12内；组合体装入框体12之后，松开工装，弹性缓冲垫17弹性恢复，以使多个弹性缓冲垫17与两个侧壁123一起将多个二次电池11夹紧；将两个隔离板14分别安装于并排布置的二次电池11的前端和后端；将多个导电连接片15和两个输出片16与多个二次电池11的极耳112电连接；将液态的粘接胶13从框体12的注胶孔125注入到框体12内，液态的粘接胶13充入相邻的两个二次电池11之间的间隙以及多个二次电池11的外周与框体11的内周面之间的间隙(基于物理学中的连通器原理，液态的粘接胶13将从下往上填充所有可能流入的间隙)，之后固化粘接胶13；将两个端板18分别焊于框体12的轴向两端。

Claims (10)

1.一种框体(12)，由顶壁(121)、底壁(122)以及两个侧壁(123)构成且围成周向封闭且沿长度方向(L)的两端开口的收容腔(124)，其特征在于，

两个侧壁(123)中的至少一个使厚度沿高度方向(H)由中间向两端减薄且使外表面(S1)相对内表面(S2)向外凸出或者使厚度沿高度方向(H)由中间向两端加厚且使外表面(S1)相对内表面(S2)向内凹入。

2.根据权利要求1所述的框体(12)，其特征在于，两个侧壁(123)在形状上相同，或者两个侧壁(123)在形状上不同。

3.根据权利要求1所述的框体(12)，其特征在于，各侧壁(123)的内表面(S2)为平面。

4.根据权利要求1所述的框体(12)，其特征在于，框体(12)设有注胶孔(125)。

5.一种电池模组(1)，包括：

多个二次电池(11)，并排布置；

其特征在于，电池模组(1)还包括：根据权利要求1-3中任一项所述的框体(12)，所述多个并排布置的二次电池(11)收容于框体(12)的收容腔(124)内，框体(12)的各侧壁(123)的内表面(S2)与所述多个二次电池(11)中的处于并排方向最外侧的相邻一个二次电池(11)相面对。

6.根据权利要求5所述的电池模组(1)，其特征在于，

框体(12)设有注胶孔(125)；

电池模组(1)还包括粘接胶(13)；

粘接胶(13)包括：

第一部分胶(131)，将相邻两个二次电池(11)粘接在一起；

第二部分胶(132)，将所述多个二次电池(11)中的处于并排方向最外侧的两个二次电池(11)分别与框体(12)的侧壁(123)粘接在一起；

第三部分胶(133)，将第一部分胶(131)的下侧和第二部分胶(132)的下侧与底壁(122)粘接在一起。

7.根据权利要求6所述的电池模组(1)，其特征在于，粘接胶(13)还包括：

第四部分胶(134)，将第一部分胶(131)的上侧和第二部分胶(132)的上侧与顶壁(121)粘接在一起。

8.根据权利要求5所述的电池模组(1)，其特征在于，电池模组(1)还包括：

两个隔离板(14)，分别设置于并排布置的多个二次电池(11)的长度方向(L)的两端；

各隔离板(14)包括：

本体部(141)；

多个延伸部(142)，间隔布置于本体部(141)的表面；

其中，隔离板(14)的多个延伸部(142)分别夹设于相邻的两个二次电池(11)之间以及所述多个二次电池(11)中的处于并排方向最外侧的各二次电池(11)与框体(12)的侧壁(123)之间。

9.根据权利要求8所述的电池模组(1)，其特征在于，

各二次电池(11)为袋型二次电池；

各二次电池(11)具有主体部(111)以及极性相反并分别朝框体(12)的长度方向(L)的两端延伸的极耳(112)，框体(12)的各侧壁(123)的内表面(S2)与所述多个二次电池(11)中的处于并排方向最外侧的相邻一个二次电池(11)的主体部(111)相面对；

各隔离板(14)的本体部(141)设有多个贯通的凹槽(1411)，各二次电池(11)的极耳(112)穿过对应的凹槽(1411)。

10.根据权利要求5所述的电池模组(1)，其特征在于，电池模组(1)还包括：

多个弹性缓冲垫(17)，位于相邻的两个二次电池(11)之间以及位于所述多个二次电池(11)中的处于并排方向最外侧的各二次电池(11)与框体(12)的侧壁(123)之间。