CN207116553U - 固定架、电池单元以及电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种固定架、电池单元以及电池模组。固定架包括：围框，由围壁围成内部空间；以及至少一个导热板，固定于围框的围壁、将围框的内部空间分割并与围框一起形成沿厚度方向相反两侧开口的收容腔。各导热板具有：抵靠部；接触部，接触部形成有至少一个弯折段。电池单元包括：至少一个二次电池以及上述的固定架。电池模组包括：框体以及上述的多个电池单元，框体具有：周壁，周壁设有至少一个开孔；以及周壁围成的收容空间；所述的多个电池单元并排布置并收容于收容空间内，且各导热板的接触部露出于框体的周壁的开孔并从框体的周壁的开孔突出。本实用新型的固定架用于电池单元以及电池模组时，提高了电池模组的散热效果。

Description

固定架、电池单元以及电池模组

技术领域

本实用新型涉及二次电池领域，尤其涉及一种固定架、电池单元以及电池模组。

背景技术

二次电池具有各种形式。依据外壳类型，二次电池可以分为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由金属壳和金属顶盖片构成。

电池模组通常将多个二次电池排列并通过相应的框体来固定。

采用罐型二次电池的电池模组通常是排列的多个罐型二次电池和前后两个端板压紧在一起之后再焊接固定两个侧板于两个端板，最后在多个罐型二次电池的底部外设水冷系统(甚至导热硅胶垫)。

采用袋型二次电池的电池模组通常是将袋型二次电池粘贴于金属板(通常采用铝板)上组装成电池单元之后再将电池单元排列固定，最后与采用罐型二次电池的电池模组一样，多个电池单元的底部外设水冷系统(甚至导热硅胶垫)，通过金属板实现袋型二次电池到水冷系统的热传导。

但是无论是采用罐型二次电池的电池模组还是采用袋型二次电池的电池模组均需要在电池模组的散热上进一步改进，以提高电池模组的散热效果。

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固定架、电池单元以及电池模组，固定架在用于电池单元进而用于电池模组时，能够增加导热面积，避免过多的热传导热阻，提高电池模组的散热效果和强度。

为了实现上述目的，在第一方面，本实用新型提供了一种固定架，其包括：围框，由围壁围成内部空间；以及至少一个导热板，固定于围框的围壁、将围框的内部空间分割并与围框一起形成沿厚度方向相反两侧开口的收容腔。各导热板具有：抵靠部，位于内部空间内；接触部，露出于围框的围壁的外表面且向导热板的厚度方向延伸，接触部形成有至少一个弯折段。

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单元，其包括：至少一个二次电池；电池单元还包括：本实用新型第一方面所述的固定架；其中各二次电池固定于固定架对应的一个收容腔内且各二次电池沿厚度方向贴靠于构成该收容腔的对应的导热板的抵靠部。

为了实现上述目的，在第三方面，本实用新型提供了一种电池模组，其包括：框体，具有：周壁，周壁设有至少一个开孔；以及周壁围成的周向封闭且长度方向两端开口的收容空间；所述电池模组还包括：本实用新型第二方面所述的多个电池单元，所述的多个电池单元并排布置并收容于收容空间内，且各导热板的接触部露出于框体的周壁的开孔并从框体的周壁的开孔突出。

本实用新型的有益效果如下：

将本实用新型的固定架用于电池单元进而用于电池模组时，弯折段的设计提高了导热板的散热面积和强度，进而提高了电池模组的散热效果和强度。

附图说明

图1是根据本实用新型的固定架的导热板的从长度方向观察到的一实施例的平面视图。

图2是图1的立体图。

图3是图2所示的两个导热板对接的立体图。

图4是根据本实用新型的固定架的围框的一实施例的立体图，与图3中的导热板相对应。

图5是根据本实用新型的固定架的一实施例的立体图，其中采用图3的两个导热板与图4的围框组合。

图6是图5的剖开的立体图。

图7是根据本实用新型的电池单元的分解立体图。

图8是图7的组装立体图。

图9是图8的剖开的立体图。

图10是类似于图9的另一实施例的剖开的立体图，其中围框的高度方向的两侧露出有接触部。

图11是类似于图9的又一实施例的剖开的立体图，其中导热板为一个，围框的高度方向的一侧露出有接触部。

图12是类似于图9的再一实施例的剖开的立体图，其中导热板为一个，围框的高度方向的两侧露出有接触部且接触部向厚度方向的相反两侧延伸。

图13是类似于图9的还一实施例的剖开的立体图，其中导热板为一个，围框的高度方向的两侧露出有接触部且接触部向厚度方向的同侧延伸。

图14是类似于图2的另一实施例的立体图，其中抵靠部为一平板。

图15是类似于图9的仍一实施例的剖开的立体图，其中采用图14中的导热板。

图16是类似于图2的又一实施例的立体图。

图17是类似于图4的另一实施例的立体图，其中该围框用于固定图16所示的导热板。

图18是根据本实用新型的固定架的另一实施例的立体图，其中采用图16所示的导热板与图17所示的围框组合。

图19是根据本实用新型的电池模组的分解立体图。

图20是图19的组装立体图。

图21是图20中的圆圈部分的放大图。

图22是图19的另一角度的分解立体图。

图23是图22的组装立体图。

图24是根据本实用新型的电池模组的框体的另一实施例的立体图。

图25是类似于图24的围框的又一实施例的立体图。

其中，附图标记说明如下：

M电池模组 2211定位槽

1框体 S1内部空间

11周壁 S2凹形空间

111开孔 S3中空腔

112顶壁 222导热板

113底壁 2221抵靠部

114侧壁 2222接触部

116凹部 C1弯折段

117端面 2223连接部

12收容空间 2224埋设部

2电池单元 R收容腔

21二次电池 3连接片

211主体部 31立部

212极耳 4输出片

22固定架 41突部

221围框 5弹性缓冲垫

W围壁 6端板

W1弯折固定部 61板体

W2上壁 611定位突起

W3下壁 612内表面

W4端壁 62嵌件

h通孔 621凸部

具体实施方式

下面说明根据本实用新型的固定架、电池单元以及电池模组。

首先说明根据本实用新型第一方面的固定架。

参照图1至图6并结合图10至图18，根据本实用新型第一方面的固定架22包括：围框221，由围壁W围成内部空间S1；以及至少一个导热板222，固定于围框221的围壁W、将围框221的内部空间S1分割并与围框221一起形成沿厚度方向T相反两侧开口的收容腔R；各导热板222具有：抵靠部2221，位于内部空间S1内；接触部2222，露出于围框221的围壁W的外表面且向导热板222的厚度方向T延伸，接触部2222形成有至少一个弯折段C1。

在根据本实用新型第一方面的固定架22中，将本实用新型第一方面的固定架22应用于下文所述的电池单元2以及电池模组M时，各二次电池21的主体部211沿厚度方向T贴靠于构成该收容腔R的对应的导热板222的抵靠部2221，能够将二次电池21产生的热量传递给贴靠在一起的导热板222的抵靠部2221并经由露出在围框221外表面的接触部2222向外传递，且接触部2222形成有至少一个弯折段C1，弯折段C1的设计提高了接触部2222的散热面积和强度，进而提高电池模组M的散热效果和强度。此外，弯折段C1的设计可以在电池模组M受到外部冲击时，起到很好的缓冲作用。

各弯折段C1呈弧形且沿高度方向H突出并沿长度方向L延伸。当然弯折段C1并不限于弧形，也可以为其它的形状例如V形。优选地，弯折段C1为多个且相邻两个弯折段C1向相反的方向突出，以形成波浪形。波浪形的弯折段C1在很大程度上增加了导热板222的接触部2222与外部冷却装置(例如导热硅胶垫)的接触面积，且波浪形相对于平直的形状能够增加接触部2222的强度，进而提高导热板222的强度。此外，波浪形的设计可以在电池模组M受到外部冲击时，起到更强的缓冲作用。

在根据本实用新型第一方面的固定架22中，导热板222的设计形式有多种，下面将简单说明导热板222的几种形式。

在一实施例中，如图6、图11、图12、图15所示，各导热板222仅在高度方向H的一端设有接触部2222。相应地，各导热板22在高度方向H的另一端设有埋设部2224，埋设部2224埋设于围框221中。优选地，各导热板222的埋设部2224与接触部2222在形状上相同，从而简化结构设计且可以视实际需要互换使用；此外，埋设部2224通过在形状采用与接触部2222一样的弯折段C1，能够增强与围框221的结合力。当然，埋设部2224可以取消。

在另一实施例中，如图10和图13所示，优选地，各导热板222在高度方向H的两端分别设有接触部2222。

在一实施例中，各导热板222在高度方向H的两端的接触部2222朝向导热板222的厚度方向T的一侧延伸(如图10和图13所示)或分别朝向导热板222的厚度方向T的相反两侧延伸(如图12所示)。

在上述实施例中，具体地，如图1至图15所示，各导热板222在高度方向H的一端的接触部2222为多个且沿长度方向L间隔地布置。

或者，如图16和图18所示，各导热板222在高度方向H的一端的接触部2222为一个并沿各导热板222的整个长度方向L延伸。

在根据本实用新型第一方面的固定架22中，各导热板222的抵靠部2221为一个且朝向导热板222的厚度方向T外侧突出，以在抵靠部2221的厚度方向T的内侧形成凹形空间S2。凹形空间S2为下文所述的二次电池21在充放电循环过程中产生的膨胀提供一定的膨胀空间。

至少一个导热板222固定于围框221的围壁W中，导热板222可以为一个也可以为两个，在一实施例中，如图11至图13所示，导热板222为一个，具有沿高度方向H间隔布置的三个抵靠部2221，三个抵靠部2221的处于中间的一个抵靠部2221相对其余两个抵靠部2221朝向导热板222的厚度方向T外侧突出，以使三个抵靠部2221在厚度方向T的内侧形成凹形空间S2。同样地，凹形空间S2为下文所述的固定在导热板222的厚度方向相反两侧的二次电池21在充放电循环过程中产生的膨胀提供一定的膨胀空间。

在另一实施例中，如图14和图15所示，导热板222为一个，抵靠部2221为一个且为平板。

在又一实施例中，如图5至图10所示，导热板222为两个，两个导热板222沿固定架22的厚度方向T对靠在一起，且两个导热板222的抵靠部2221相对并围成中空腔S3。同样地，中空腔S3为下文所述的固定在导热板222的厚度方向相反两侧的两个二次电池21在充放电循环过程中产生的膨胀提供一定的膨胀空间。且两个导热板222沿固定架22的厚度方向T对靠在一起能够使两个导热板222热耦合在一起，提高后面所述的电池单元2的两个二次电池21的主体部211的散热效果并提高两个二次电池21的温度的均匀性。

进一步地，如图3所示，各导热板222还具有：连接部2223，在高度方向H上将抵靠部2221与接触部2222连接。

在图3所示的实施例中，导热板222为两个，两个导热板222的连接部2223沿固定架22的厚度方向T对靠在一起。同样地，两个导热板222的连接部2223沿固定架22的厚度方向T对靠在一起能够使两个导热板222热耦合在一起，提高后面所述的电池单元2的两个二次电池21的主体部211的散热效果并提高两个二次电池21的温度的均匀性。

在根据本实用新型的固定架2中，如图3所示，优选地，两个导热板222的形状相同，且两个导热板222镜像沿固定架22的厚度方向T对靠在一起。由此不仅制造简单且组装方便。

为了便于导热板222的接触部2222成型在围框221的外表面，如图4和图17所示，围壁W形成有弯折固定部W1，从围壁W的外表面向外凸出；各导热板222的弯折段C1贴靠于弯折固定部W1。

围框221为塑胶。导热板222为铝板。导热板222为冲压成型。围框221与导热板222一体注塑成型。参照图4，围框221的围壁W由上壁W2、下壁W3以及两个端壁W4构成。

参照图4，各围框221的两个端壁W4设有沿长度方向L贯通的通孔h。

参照图5，围框221还设有：至少一个定位槽2211，位于围框221的端壁W4的沿长度方向L的外侧面。

其次说明本实用新型第二方面的电池单元。

参照图8至图13、图15并结合图1至图7、图14以及图16至图18，根据本实用新型第二方面的电池单元2包括：至少一个二次电池21；电池单元2还包括：根据本实用新型第一方面所述的固定架22；其中各二次电池21固定于固定架22对应的一个收容腔R内且各二次电池21沿厚度方向T贴靠于构成该收容腔R的对应的导热板222的抵靠部2221。

在根据本实用新型第二方面的电池单元2中，各二次电池21沿厚度方向T贴靠于构成该收容腔R的对应的导热板222的抵靠部2221，能够将二次电池21产生的热量传递给贴靠在一起的导热板222的抵靠部2221并经由接触部2222向外传递，且接触部2222设有至少一个弯折段C1，提高了接触部2222的散热面积和强度，根据本实用新型第二方面的电池单元2应用在电池模组M时，提高了电池模组M的散热效果。此外，弯折段C1的设计可以在电池模组M受到外部冲击时，起到很好的缓冲作用。

二次电池131的类型不受限制。二次电池131具有各种形式。依据外壳类型，二次电池131可以分为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由金属壳和金属顶盖片构成。在一实施例中，各二次电池21为袋型二次电池，各二次电池21具有主体部211，各二次电池21具有两个极耳212并从主体部211的长度方向L的两端分别向外延伸；围框221的围壁W由上壁W2、下壁W3以及两个端壁W4构成，各围框221的两个端壁W4还设有沿长度方向L贯通的通孔h，各极耳212分别穿过端壁W4的对应的通孔h。在替代实施例中，二次电池21具有两个极耳212并从主体部211的长度方向L的同一端向外延伸。

各二次电池21的主体部211粘接固定于固定架22的对应的导热板222的抵靠部2221。

两个二次电池21的长度方向L一端的极耳212对向弯折并贴靠在一起。

最后说明根据本实用新型第三方面的电池模组。

如图19至图23所示，根据本实用新型第三方面的电池模组M包括：框体1，具有：周壁11，周壁11设有至少一个开孔111；以及周壁11围成的周向封闭且长度方向L两端开口的收容空间12；所述电池模组M还包括：根据本实用新型第二方面所述的多个电池单元2，所述的多个电池单元2并排布置并收容于收容空间12内，且各导热板222的接触部2222露出于框体1的周壁11的开孔111并从框体1的周壁11的开孔111突出。

在根据本实用新型第三方面的电池模组M中，各导热板222的接触部2222露出于框体1的周壁11的开孔111并从框体1的周壁11的开孔111突出，且接触部2222形成有至少一个弯折段C1，增加了接触部2222的散热面积和强度，提高了电池模组M的散热效果。此外多个电池单元2并排布置并能够直接插入并收容于框体1的收容空间12内，框体1总体刚度大，有效地降低了因二次电池21在充放电循环过程中产生的膨胀造成的变形，减少了电池模组M的组装工序，提高了电池模组M的组装效率和整体刚度，提高电池模组M受到冲击和/或震动时的抗变形能力。

在根据本实用新型第三方面的电池模组M中，如图19至图25所示，框体1有多种形式，当导热板222的高度方向H两端的接触部2222均露出于围框221的外表面(如图10或图13所示)时需装配到图24所示的框体1中，当采用图18所示的固定架22时需装配到图25所示的框体1中。优选地，在一实施例中，如图19至图23所示，框体1的周壁11由顶壁112、底壁113以及两个侧壁114构成，开孔111设置于底壁113，电池单元2的接触部2222露出于开孔111，即开孔111对多个电池单元2还起到限位作用，提高了电池模组M底部的平面度。

如图19和图22所示，两个二次电池21的长度方向L一端的极耳212对向弯折并贴靠在一起；电池模组M还包括：多个连接片3，用于将多个二次电池21连接在一起，各连接片3具有两个立部31且两个立部31分别与相邻两个电池单元2的二次电池21的对向弯折并贴靠在一起的极耳212电连接；两个输出片4，用于多个二次电池21的输出，各输出片4与相邻两个电池单元2的二次电池21的对向弯折并贴靠在一起的极耳212电连接。

在根据本实用新型第三方面的电池模组M中，如图19和图22所示，所述电池模组M还包括：多个弹性缓冲垫5，设置于相邻的两个电池单元2之间以及并排方向的最外两侧的电池单元2与框体1之间。弹性缓冲垫5的设置能够为二次电池21在充放电循环过程中产生的膨胀提供膨胀空间。在电池模组M组装时基于弹性缓冲垫51的弹性压缩性能而容易将排列好的多个电池单元2以及弹性缓冲垫51装入框体1中。此外，弹性缓冲垫51基于弹性恢复性能使多个排列在一起的电池单元2在结构上保持稳定性，从而在电池模组M受到外部冲击和/或震动时，多个排列在一起的电池单元2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1的周壁11的一侧传递到弹性缓冲垫51而被缓冲消减、同时再返回框体1的周壁11的相对的另一侧并进一步缓冲消减。各弹性缓冲垫51可为泡棉。

如图19、图20、图22以及图23所示，电池模组M还包括：两个端板6，分别固定于框体1的长度方向L开口的两端。各输出片4具有沿长度方向L向外突出的突部41；两个输出片4的突部41密封穿过两个端板6中的一个。

参照图19和图22，各端板6包括：板体61，板体61的周缘的长度方向L的内表面612抵靠在框体1的周壁11的长度方向L的端面117上；以及嵌件62，固定设置于板体61上。

参照图4、图5图17和图18并结合图19、图22，围框221的围壁W由上壁W2、下壁W3以及两个端壁W4构成；围框221还设有：至少一个定位槽2211，分别位于围框221的两个端壁W4的沿长度方向L的外侧面；各端板6设有、具体地板体61设有：至少一个定位突起611，位于端板6的面向围框221的一侧；定位突起611插入一个定位槽2211。定位槽2211和定位突起611的设计能够使端板6与多个电池单元2的围框221定位在一起，这种定位方式使得电池模组M在机械振动过程中不会在电池模组M与后面所述的端板6的焊接处形成应力集中点(即使得外力通过定位突起611传递到板体61再传递到框体1而分散)。当然定位方式并不限于此，也可以采用其它形式进行定位。

参照图19和图22，框体1的周壁11的长度方向L的两端设有凹部116；各嵌件62的左右两侧各具有沿长度方向L突出的一凸部612；凸部612与凹部116接合在一起。凸部612的边缘与框体1的周壁11的凹部116可焊接在一起。板体61材质为塑胶，嵌件62材质为铝。板体61通过注塑成型而与嵌件62成为一体。框体1的材质为铝。

Claims (11)

1.一种固定架(22)，其特征在于，包括：

围框(221)，由围壁(W)围成内部空间(S1)；以及

至少一个导热板(222)，固定于围框(221)的围壁(W)、将围框(221)的内部空间(S1)分割并与围框(221)一起形成沿厚度方向(T)相反两侧开口的收容腔(R)；

各导热板(222)具有：

抵靠部(2221)，位于内部空间(S1)内；

接触部(2222)，露出于围框(221)的围壁(W)的外表面且向导热板(222)的厚度方向(T)延伸，接触部(2222)形成有至少一个弯折段(C1)。

2.根据权利要求1所述的固定架(22)，其特征在于，各弯折段(C1)呈弧形且沿高度方向(H)突出并沿长度方向(L)延伸。

3.根据权利要求2所述的固定架(22)，其特征在于，弯折段(C1)为多个且相邻两个弯折段(C1)向相反的方向突出，以形成波浪形。

4.根据权利要求1所述的固定架(22)，其特征在于，各导热板(222)的抵靠部(2221)为一个且朝向导热板(222)的厚度方向(T)外侧突出，以在抵靠部(2221)的厚度方向(T)的内侧形成凹形空间(S2)。

5.根据权利要求1所述的固定架(22)，其特征在于，

导热板(222)为一个，具有沿高度方向(H)间隔布置的三个抵靠部(2221)，三个抵靠部(2221)的处于中间的一个抵靠部(2221)相对其余两个抵靠部(2221)朝向导热板(222)的厚度方向(T)外侧突出，以使三个抵靠部(2221)在厚度方向(T)的内侧形成凹形空间(S2)。

6.根据权利要求4所述的固定架(22)，其特征在于，

导热板(222)为两个，两个导热板(222)沿固定架(22)的厚度方向(T)对靠在一起，且两个导热板(222)的抵靠部(2221)相对并围成中空腔(S3)。

7.根据权利要求1所述的固定架(22)，其特征在于，

围壁(W)形成有弯折固定部(W1)，从围壁(W)的外表面向外凸出；

导热板(222)的弯折段(C1)贴靠于弯折固定部(W1)。

8.一种电池单元(2)，包括：

至少一个二次电池(21)；

其特征在于，

电池单元(2)还包括：根据权利要求1-7中任一项所述的固定架(22)；

其中各二次电池(21)固定于固定架(22)对应的一个收容腔(R)内且各二次电池(21)沿厚度方向(T)贴靠于构成该收容腔(R)的对应的导热板(222)的抵靠部(2221)。

9.一种电池模组(M)，包括：

框体(1)，具有：

周壁(11)，周壁(11)设有至少一个开孔(111)；以及

周壁(11)围成的周向封闭且长度方向(L)两端开口的收容空间(12)；

其特征在于，所述电池模组(M)还包括：

多个根据权利要求8所述的电池单元(2)，所述的多个电池单元(2)并排布置并收容于收容空间(12)内，且各导热板(222)的接触部(2222)露出于框体(1)的周壁(11)的开孔(111)并从框体(1)的周壁(11)的开孔(111)突出。

10.根据权利要求9所述的电池模组(M)，其特征在于，所述电池模组(M)还包括：多个弹性缓冲垫(5)，设置于相邻的两个电池单元(2)之间以及并排方向的最外两侧的电池单元(2)与框体(1)之间。

11.根据权利要求9所述的电池模组(M)，其特征在于，

电池模组(M)还包括：两个端板(6)，分别固定于框体(1)的长度方向(L)开口的两端；

各端板(6)设有：至少一个定位突起(611)，位于端板(6)的面向围框(221)的一侧；

定位突起(611)插入一个定位槽(2211)。