CN207529996U - 一种电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池模组，包括：单体电池，并排设置多个所述单体电池,单体电池具有两个相对的主平面和两个相对的侧平面；模组壳体，为固化在主平面及侧平面上的胶体；以及端板，分别设置于所述单体电池的排列方向上的两端；固定带，固定带环绕所述模组壳体和端板设置，并与模组壳体粘接固定。根据本实用新型，根据本实用新型，将胶体固化在电池的主平面及电池的侧平面上，形成模组壳体，因为模组壳体是以胶体固化连接在电池上的，产生的包裹力可以防止单体电池变形；在壳体两端设置端板后，用固定带缠绕；固定带在缠绕后，粘贴在壳体上，使固定带更加稳定的绑紧电池模组，从而减少单体电池膨胀时对模组壳体整体形状的影响。

Description

一种电池模组

技术领域

本实用新型涉及电池领域，特别涉及一种电池模组。

背景技术

现有的电池模组主要由多个单体电池及模组壳体构成，模组壳体包括一对端板、一对侧板和底板，其中端板设置在电池排列方向上的两端，端板和侧板均采用铝材，并通过焊接固定。并且在单体电池之间设置有隔热垫，防止单体电池发生热失控时热量的扩散。随着对设备及电池模组的轻量化要求的不断提高，金属端板、侧板和隔热垫质量较重，已经无法满足轻量化方面的要求，其强度和隔热效果也有待提高。原有的电池模组结构，单体电池膨胀时容易撑开端板的固定结构，从而使电池模组整体变形。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种电池模组用于解决金属端板、侧板和隔热垫质量较重，轻量化后单体电池膨胀时容易撑开端板的固定结构，从而使电池模组整体变形的问题。为了实现上述目标，本实用新型采用的技术方案为：一种电池模组包括：单体电池，数量为两个以上，且并排设置,所述单体电池具有两个相对的主平面和两个相对的侧平面；模组壳体，为固化在所述主平面及所述侧平面上的胶体；以及端板，分别设置于所述单体电池的排列方向上的两端；固定带，所述固定带环绕所述模组壳体和所述端板设置，并与所述模组壳体粘接固定。

作为本实用新型的一种优选结构，所述端板粘合在所述模组壳体上。

作为本实用新型的一种优选结构，所述端板的两端竖直设有加强管。

作为本实用新型的一种优选结构，所述端板上设有容纳所述固定带的凹槽。

作为本实用新型的一种优选结构，所述固定带为非金属复合材料。

作为本实用新型的一种优选结构，所述非金属复合材料为玻璃纤维复合材料、碳纤维复合材料或玄武岩纤维复合材料中的一种。

作为本实用新型的一种优选结构，所述胶体为密封胶、结构胶或灌封胶中的一种。

作为本实用新型的一种优选结构，所述固定带两端粘合连接。

作为本实用新型的一种优选结构，所述固定带两端粘合连接处包裹有热缩管。

作为本实用新型的一种优选结构，所述固定带两端粘合连接处所用胶为结构胶。

本实用新型的有益效果是：将胶体固化在电池的主平面及电池的侧平面上，形成模组壳体，因为模组壳体是以胶体固化连接在电池上的，所产生的包裹力可以防止单体电池变形；在壳体两端设置端板后，用固定带缠绕；固定带在缠绕后，粘贴在壳体上，使固定带能够更稳定地绑紧电池模组，从而减少单体电池膨胀时对模组壳体整体形状的影响。

附图说明

图1为具体实施例中电池模组结构示意图；

图2为具体实施例中电池模组爆炸示意图；

图3为具体实施例中电池模组中模组壳体与单体电池的结构示意图；

图4为具体实施例中电池模组中模组壳体结构示意图；

图5为具体实施例中电池模组中端板的结构示意图；

图6为具体实施例中电池模组中固定带连接处的剖视图。

标号说明：

100.单体电池；

101.主平面；

102.侧平面；

200.模组壳体；

300.端板；

301.加强管；

302.安装孔；

303.加强筋；

304.通孔；

305.凹槽；

400.固定带；

401.热缩管。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图1至附图6详予说明。为了方便表述，现在约定垂直单体电池主平面101的方向为D方向，单体电池100的高度方向为H方向，垂直单体电池侧平面102的方向为W方向，其具体坐标方向如图1至图5中的坐标系，以下涉及D、W、H的坐标位置关系的均从此约定。

如图1和图4所示，本实用新型的一种实施例一种电池模组，包括多个单体电池100、模组壳体200、两块端板300，固定带400。如图1所示，多个单体电池100是指两个以上的单体电池100；多个单体电池100沿D方向并排设置，模组壳体200，为固化在主平面101及所述侧平面102上的胶体；端板300，分别设置于所述单体电池100的排列方向上的两端；固定带400，所述固定带400环绕所述模组壳体200和所述端板300设置，并与所述模组壳体200粘接固定。

如图3和图4所示，所述模组壳体200为固化在主平面101及所述侧平面102上的胶体。模组壳体200需要在工装模具(未标出)中形成，该工装模包括模具壳体和设置在模具壳体内的夹持装置，所述壳体顶部具有开口，所述夹持装置用于固定单体电池100。模组壳体200形成过程如下，将单体电池100排列在工装模具中，向模具的壳体灌入胶体，胶体填充在单体电池100主平面101之间的间隙以及侧平面102与工装模具之间的间隙，等胶体固化后即形成包裹在单体电池100外围的模组壳体200；胶体灌封包裹在单体电池100周围具有一定的结构强度，而且有一定的密封性能、抗腐蚀性能、抗老化性能和抗疲劳性能，产生的包裹力可以防止单体电池100变形。本实施中所述胶体采用环氧树脂灌封胶，灌封胶主要用于电子元器件的粘接、密封、灌封和涂覆保护，灌封胶在未固化前呈液体状，具有流动性。使用灌封胶形成模组壳体200是先将单体电池100放到工装设备内，然后将灌封胶灌入排列的单体电池100之间的间隙中。灌封胶完全固化后将单体电池100包裹起来，产生的包裹力可以防止单体电池100变形，灌封胶对单体电池100起到防水防潮、防尘、绝缘、导热、保密、防腐蚀、耐温、防震的作用。

在其他的一些优选实施例中，所述胶体还可以采用其他的灌封胶，如有机硅树脂灌封胶、聚氨酯灌封胶，或采用中性透明硅酮结构密封胶或者高性能硅酮结构胶。将结构胶灌入排列有单体电池100的工装模具中(未标出)，形成的电池模组壳体200能承受较大荷载，且耐老化、耐疲劳、耐腐蚀，具有一定的弹性。胶体包裹单体电池100形成较为紧密的连接，还能够保证单体电池100之间的相对位置固定，防止在振动过程中单体电池100失效；产生的包裹力可以防止单体电池100变形。因胶体材料具有一定的隔热，绝缘和抗冲击能力，而且其质量较轻，能够大大降低整体的重量。当单体电池100出现漏电的情况时，存在危及人的生命安全的隐患；而采用胶体作为模组壳体200对单体电池100进行固定，由于胶体材料是绝缘的，可以避免发生漏电后触电的危险。

当单体电池100出现热失控后，单体电池100会将热量传递到相邻的单体电池100上，导致单体电池100会相继损坏，危及电池系统安全；采用本实用新型的模组壳体200，由于材料具有隔热的能力，能防止热量快速传递到相邻的单体电池100上,阻止或者延缓单体电池100的热失控蔓延。

在有些优选实施例中，采用灌封胶体的厚度为2.0mm时，相比于无缓冲隔热材料，相关数据比较情况如下表：

名称	无隔热缓冲层	胶体外壳
			2000次循环电池容量/％	50.1％	71.1％
电池失效热失控扩散时间/s	65	300

可以发现设有胶体外壳200的电池模组较无缓冲隔热材料的电池模组，其单体电池100的2000次循环后电池容量较高，电池失效热失控扩散时间较长。

如图1所示，两块端板300分别设置于多个单体电池100的排列方向D的模组壳体200两端；两块端板300设置好后，固定带400环绕模组壳体200和端板300，然后固定带400粘贴在模组壳体200和端板300上，从而使固定带400对模组壳体200的绑紧更加稳定。所述端板300的材料为工程塑料。工程塑料制成的端板300与普通金属端板比，具有以下特点：耐腐蚀性良好，有良好的耐久性，材料本身化学活性弱，当电池液泄漏时不会与电池液发生化学反应；比金属端板更容易加工，生产效率高，并可简化程序，节省费用；比起金属端板其重量轻很多，达到了减重的目的。在另外一些实施例中，所述端板300为其他塑料，比如IXEF塑料、PEEK塑料；还有一些实施例中，所述端板300还可以选用非金属复合材料等。在有些优选实施例中，为了便于组装以及提高电池模组整体的稳定性，所述端板300粘合在所述模组壳体200上。

如图2、图4和图5所示，本实施例中所述端板300的两端竖直设有通孔304，用于放置加强管301，所述加强管301可选用铸铁、结构钢、炭纤维复合材料等中的一种或者几种的材料；所述加强管301的作用主要是承受来自固定带400的绑紧力，使得电池端板300能承受更大的绑紧力，从而保护电池端板300，所述加强管301内部设有安装孔302，所述安装孔302用于固定安装电池模组，即将长螺栓穿过安装孔302固定在所需安装固定的地方。所述端板300上设有加强筋303，加强筋303能够增加端板300大面的承受力，使单体电池100膨胀时，电池端板300不容易变形。

如图1、图2和图6所示，结合上述内容，本实施例中所述固定带400环绕模组壳体200和端板300，其中所述固定带400两端粘合连接，并且固定带400与所述模组壳体200粘接固定；所述固定带400为碳纤维复合材料，较金属固定带相比可减轻重量；在其他的一些实施例中所述固定带400为玻璃纤维复合材料或玄武岩纤维复合材料中的一种。

现有固定带的连接方式主要有两种形式，一种是采用螺钉机械连接的方式，这种方式是通过在固定带400和端板上打孔，然后用螺钉将固定带固定在端板上。现有设计中考虑到端板300的重量，所述端板300的厚度一般在14mm左右；而M6的螺钉的长度较长，容易打穿端板，若选用较小的螺钉，又因为螺钉太小影响结构强度。螺钉连接的方式比较适用于金属件，因为金属件的韧性相比于碳纤维复合材料的韧性较大。在碳纤维复合材料的表面打孔，然后用螺钉连接的方式连接，容易造成碳纤维复合材料在孔洞的位置产生应力集中，导致连接失效。第二种方式是采用焊接的方式连接，由于材料是非金属，无法采用焊接的方式连接。下表提供了在某些优选实施例中采用结构胶连接固定带两端和采用螺钉连接固定带两端，其连接部的强度对比：

名称	剪切强度
		结构胶连接	30MPa
机械连接M6螺钉	28MPa

图6为固定带400两端连接处的剖视图，本实用新型固定带400的连接方式是采用胶接的方式连接，外侧采用热缩管401进行包裹，保证连接处的稳定性，防止水汽进入到连接部，使胶水失效。

本实施例中固定带400两端叠放在一起，重叠部位的固定带400长度大于1CM，用胶体均匀的黏合在叠放处。所述固定带400两端粘合连接处所用胶为丙烯酸结构胶，在其他的一些优选实施例中连接处所用胶为环氧树脂胶等其他结构胶。

采用高强度的胶黏剂对复合材料的固定带400进行连接，固定带400两端叠放在一起，用胶体均匀的黏合叠放处；较螺栓结构连接不易出现应力集中的现象。应力集中指物体中应力局部增高的现象，当采用螺栓结构连接时，栓紧部位会出现较大的作用力，导致应力集中在栓紧部位。而本实施例中重叠部位大于1CM，采用胶体均匀的黏合，则整个作用力都会分散在固定带400两端的重叠部位，从而减少了应力集中的情况。

为了提高固定带400固定的稳定性，所述端板300上设有容纳固定带400的凹槽305。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型专利的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池模组，其特征在于，包括：

单体电池，并排设置多个所述单体电池，所述单体电池具有两个相对的主平面和两个相对的侧平面；

模组壳体，为固化在所述主平面及所述侧平面上的胶体；以及

端板，分别设置于所述单体电池的排列方向上的两端；

固定带，所述固定带环绕所述模组壳体和所述端板设置，并与所述模组壳体粘接固定。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述端板粘合在所述模组壳体上。

3.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述端板的两端竖直设有加强管。

4.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述端板上设有容纳所述固定带的凹槽。

5.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述胶体为密封胶、结构胶或灌封胶中的一种。

6.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述固定带为非金属复合材料。

7.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于：所述非金属复合材料为玻璃纤维复合材料、碳纤维复合材料或玄武岩纤维复合材料中的一种。

8.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述固定带两端粘合连接。

9.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于：所述固定带两端粘合连接处包裹有热缩管。

10.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于：所述固定带两端粘合连接处所用胶为结构胶。