CN209401695U - 电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池模组，电池模组包括电池单元阵列以及围框。电池单元阵列包括多个沿宽度方向排列的电池单元，围框由多个板沿周向拼接形成并围成周向封闭的收容电池单元阵列的腔体，周向由宽度方向和高度方向形成，围框的宽度方向的两侧夹持电池单元阵列；其中，相互拼接的每两个板在拼接处设有彼此配合连接并限制每两个板在周向上脱离的防脱结构。围框采用拼接的形式进行组装，使得电池模组组装无需占用额外的安装空间，从而提高电池模组的能量密度，且组装简单方便；此外，围框的宽度方向的两侧夹持电池单元阵列，防脱结构能够防止相互拼接的两个板在周向上脱离，保证了电池模组的整体强度。

Description

电池模组

技术领域

本实用新型涉及电池领域，尤其涉及一种电池模组。

背景技术

在二次电池组装成的电池模组中，二次电池在循环使用过程中会发生自由膨胀，膨胀量大则膨胀力也相应地增大，膨胀力过大会导致模组的变形。为解决模组的膨胀力带来的模组膨胀变形或结构破坏，需要加强模组沿二次电池厚度方向的刚性，已知技术中通常采用如下方式来解决上述问题：

二次电池大面方向的两侧设置刚性强的金属板，两个金属板压紧二次电池后采用长螺杆锁紧。该种方式可一定程度上缓解膨胀力导致的模组变形，但是金属板和长螺杆通常需要占用较大空间，由此降低了模组的能量密度，且组装复杂。

因此，亟需一种电池模组解决上述问题。

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模组，其无需占用额外的安装空间，从而提高电池模组的能量密度，且组装简单方便。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种电池模组，其包括电池单元阵列以及围框，电池单元阵列包括多个沿宽度方向排列的电池单元，围框由多个板沿周向拼接形成并围成周向封闭的收容电池单元阵列的腔体，围框的周向由宽度方向和高度方向形成，围框的宽度方向的两侧夹持电池单元阵列；其中，相互拼接的每两个板在拼接处设有彼此配合连接并限制每两个板在周向上脱离的防脱结构。

在一实施例中，防脱结构包括相互配合的凹槽和突起，凹槽设置于一个板的端缘，凹槽具有位于端缘处的开口，所述一个板的端缘在开口处的部分形成限位部；突起设置于另一个板的端缘，并从所述另一个板的端缘沿周向向端缘外侧突出；凹槽收容突起，且限位部限制突起沿周向脱出凹槽。

在一实施例中，第一板包括第一侧板部、第一上板部以及第一下板部，第一上板部连接于第一侧板部的上端，第一下板部连接于第一侧板部的下端；第二板沿宽度方向与第一板相对，第二板包括第二侧板部、第二上板部以及第二下板部，第二上板部连接于第二侧板部的上端，第二下板部连接于第二侧板部的下端；其中，第一上板部与第二上板部沿宽度方向相对且拼接连接，第一下板部与第二下板部沿宽度方向相对且拼接连接。

在一实施例中，所述多个板还包括第一盖板，第一上板部与第二上板部经由第一盖板拼接连接。

在一实施例中，所述多个板还包括第二盖板，第一下板部与第二下板部经由第二盖板拼接连接。

在一实施例中，所述多个板还包括夹板，夹板沿宽度方向设置于第一板与第二板之间，夹板包括夹板主体部、上连接部以及下连接部，夹板主体部沿高度方向延伸，上连接部连接于夹板主体部的上端并沿宽度方向的两侧延伸，下连接部连接于夹板主体部的下端并沿宽度方向W的两侧延伸；其中，第一上板部和第二上板部分别与夹板的上连接部拼接连接，第一下板部和第二下板部分别与夹板的下连接部拼接连接，夹板将围框的腔体分割成子腔体。

在一实施例中，所述多个板还包括第一盖板。第一上板部与夹板的上连接部经由第一盖板拼接连接；和/或第二上板部与夹板的上连接部经由第一盖板拼接连接。

在一实施例中，所述多个板还包括第二盖板。第一下板部与夹板的下连接部经由第二盖板拼接连接；和/或第二下板部与夹板的下连接部经由第二盖板拼接连接。

在一实施例中，夹板为多个并沿宽度方向间隔布置，所述多个板还包括第三盖板，第三盖板位于相邻两个夹板的两个上连接部之间并与相邻两个上连接部拼接连接。

在一实施例中，所述多个板还包括第四盖板，第四盖板位于相邻两个夹板的两个下连接部之间并与相邻两个下连接部拼接连接。

本实用新型的有益效果如下：围框采用拼接的形式进行组装，使得电池模组组装无需占用额外的安装空间，从而提高电池模组的能量密度，且组装简单方便；此外，围框的宽度方向的两侧夹持电池单元阵列，防脱结构能够防止相互拼接的两个板在周向上脱离，保证了电池模组的整体强度。

附图说明

图1根据本实用新型的电池模组的第一实施例的分解图。

图2是图1的组装图。

图3是图1中的围框的分解图。

图3A是图3的圆圈部分的放大图。

图4是根据本实用新型的电池模组的第二实施例的组装图，其中仅示出围框。

图4A是图4的圆圈部分的俯视的放大图。

图4B是与图4A类似的另一实施例的示意图。

图5是与图4类似的电池模组的第三实施例的组装图。

图6是与图4类似的电池模组的第四实施例的组装图。

图7是与图4类似的电池模组的第五实施例的组装图。

图8是与图4类似的电池模组的第六实施例的组装图。

图9是图1中的夹板的立体图。

图10是夹板的截面图。

其中，附图标记说明如下：

1电池单元阵列 52第二上板部

11电池单元 53第二侧板部

111电极端子 6第一盖板

2围框 7第二盖板

21腔体 8第三盖板

211子腔体 9第四盖板

3防脱结构 C夹板

31凹槽 C1夹板主体部

311开口 C2上连接部

312限位部 C3下连接部

32突起 E1电连接片

4第一板 E2缓冲垫

41第一侧板部 E3端板

42第一上板部 L长度方向

43第一下板部 H高度方向

5第二板 W宽度方向

51第二侧板部

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述和命名的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个以上(包括两个)；除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1和图2所示，本申请的电池模组包括：电池单元阵列1、围框2、防脱结构3。电池模组还包括：电连接片E1、缓冲垫E2、端板E3。

电池单元阵列1包括多个沿宽度方向W排列的电池单元11，电池单元11包括至少一个袋型二次电池和固定架。优选地，袋型二次电池为两个并固定于固定架的宽度方向W的两侧。各袋型二次电池包括电极组件(未示出)、封装膜(未示出)以及极性相反的电极端子111。电极组件封装在封装膜内。极性相反的电极端子111电连接于电极组件并突出于封装膜。封装膜内还封装有电解液(未示出)。电极组件包括极性相反的极片(未示出)以及隔离膜(未示出)，极片包括集流体和设置在集流体上的活性物质层。电极组件可以采用卷绕方式或叠片方式成型。封装膜由包括聚合物层和金属层的层压片制成。金属层可以采用铜材或铝材或钢材，当采用铝材时，封装膜可称之为铝塑膜。在图1中，电极端子111沿长度方向L的两侧突出，当然极性相反的电极端子111也可以从长度方向L的同侧突出，可根据具体情况选择。当然不限于此，电池单元11可为罐型二次电池，罐型二次电池包括顶盖片、设置在顶盖片上的电极端子、与电极端子电连接的电极组件、电解液以及收容电极组件和电解液的壳体。

如图1所示，电连接片E1电连接于对应的电极端子111，从而多个电池单元11被电连接在一起。

围框2由多个板沿周向拼接形成并围成周向封闭的收容电池单元阵列1的腔体21，周向由宽度方向W和高度方向H形成，围框2的宽度方向W的两侧夹持电池单元阵列1。在组装过程中，为了保证电池单元阵列1与围框2的底部的板充分接触，在装配前，需要先在底部的板的上表面涂上导热胶(未示出)，再将电池单元阵列1固定于底部的板的上表面，之后再组装其它的板和其它部件，导热胶保证了各电池单元11与底部的板的充分接触，进而提高了电池模组的换热效率；同时还对电池单元阵列1起到固定的作用，防止了电池模组在受到外部冲击或振动时，电池单元阵列1出现松散的情况，提高了电池模组的稳定性；此外，为了缓解电池模组在循环使用过程中的膨胀变形，相邻的电池单元11之间以及最外侧的电池单元11与围框2之间夹设有缓冲垫E2，缓冲垫E2为电池单元11的膨胀提供了膨胀空间，减少了电池模组的膨胀变形。

如图3至图8所示，围框2由多个板沿周向拼接形成，相互拼接的每两个板在拼接处设有彼此配合连接并限制每两个板在周向上脱离的防脱结构3。围框2采用拼接的形式进行组装，使得电池模组组装方便，避免了已知技术中的一体式外框划伤电池单元11的风险，同时无需占用额外的安装空间；此外，围框2的宽度方向W的两侧夹持电池单元阵列1，防脱结构3能够防止相互拼接的两个板在周向上脱离，保证了电池模组的整体强度。防脱结构3包括相互配合的凹槽31和突起32。凹槽31设置于一个板的端缘，凹槽31具有位于端缘处的开口311，所述一个板的端缘在开口311处的部分形成限位部312。突起32设置于另一个板的端缘，并从所述另一个板的端缘沿周向向端缘外侧突出；凹槽31收容突起32，且限位部312限制突起32沿周向脱出凹槽31。在电池模组使用过程中，电池单元11发生膨胀产生膨胀力，限位部312可将膨胀力传递到相互拼接的板上，并吸收部分膨胀力，以分散作用于电池单元阵列1宽度方向H两侧的板的力，减少围框2的变形，提高围框2的强度。

具体地，凹槽31与突起32可为过盈配合，从而保证拼接的两个板能够牢固地接合在一起，避免电池模组在受到冲击或振动时电池单元阵列1出现松散的情况。当然并不限于此，凹槽31和突起32在拼接后可以再经由焊接等方式固定在一起，同样也能避免电池单元阵列1出现松散的情况。在一实施例中，如图4A所示，凹槽31为燕尾形，对应地，突起32设置成与凹槽31配合的燕尾形。当然，凹槽31还可以设计成其它的形状，例如图4B所示的T形等，凹槽31的形状只要能够使得突起32在与凹槽31接合后不能从凹槽31中脱出即可。为了进一步增加围框2的整体强度，优选地，相互拼接的两个板在端缘的其他位置(除了突起32和凹槽31接合处之外的位置)也可焊接进行固定连接，由此，进一步地提高了电池模组的整体强度，减少了电池模组的膨胀变形。

围框2围成的腔体21在长度方向L的两端敞开，由此，端板E3固定于围框2的长度方向L的两侧以封闭腔体21。

在本申请中，电池模组的围框2由多个板沿周向拼接形成，板的数量可以存在多种情况；此外，电池模组经由多个板围成的腔体21可以被分隔成多个子腔体211，下面针对不同实施例进行详细说明；需要注意的是，在以下所有实施例中，所述的拼接连接均是指相互连接的板在彼此相对的端缘处经由上述的防脱结构3连接，由此，在下文叙述中不再重复进行说明，且，电池单元阵列1固定于围框2的底部的板的方式、其它部件(诸如缓冲垫E2)的组成及组装方式均以上文的说明为准，在以下各实施例中不再重复说明。

在第一实施例中，如图4所示，所述多个板包括第一板4以及第二板5。第一板4包括第一侧板部41、第一上板部42以及第一下板部43。第一上板部42连接于第一侧板部41的上端。第一下板部43连接于第一侧板部41的下端。第二板5沿宽度方向W与第一板4相对，第二板5包括第二侧板部51、第二上板部52以及第二下板部53。第二上板部52连接于第二侧板部51的上端。第二下板部53连接于第二侧板部51的下端。第一上板部42与第二上板部52沿宽度方向W相对且拼接连接，第一下板部43与第二下板部53沿宽度方向W相对且拼接连接。在该实施例中，第一板4的第一侧板部41、第一上板部42和第一下板部43一体成型，第二板5的第二侧板部51、第二上板部52和第二下板部53一体成型。这种采用拼接式的围框2使得电池模组组装方便，且在电池模组组装过程中围框2既不会划伤电池单元11，也不会占用额外的安装空间，从而提高电池模组的能量密度；此外，由第一板4和第二板5拼接连接的围框2将电池单元阵列1夹紧，且防脱结构3能够有效地限制每两个板在周向上脱离，从而保证了电池模组的整体强度，限制了电池模组的膨胀变形。

在第二实施例中，如图5所示，所述多个板包括第一板4以及第二板5。第一板4和第二板5的结构均与第一实施例中的第一板4和第二板5的结构相同，在此不再重复说明，不同的是，在第二实施例中，第一板4的第一上板部42可单独形成，第一板4的第一上板部42与第一侧板部41拼接连接。第一板4的第一下板部43也可单独形成，且第一板4的第一下板部43与第一侧板部41拼接连接。当然，同样的变形也适用于第二板5。即，第二板5的第二上板部52可单独形成，第二板5的第二上板部52与第二侧板部51拼接连接。第二板5的第二下板部53也可单独形成，第二板5的第二下板部53与第二侧板部51直接拼接连接。当然不限于此，第一板4还可以有其它的变形并采用拼接连接方式进行连接，例如，第一板4的第一侧板部41可以分为上下两段，第一侧板部41的上段与第一上板部42一体成型，第一侧板部41的下段与第一下板部43一体成型，而第一侧板部41的上段和下段拼接连接，同理，第二板5也可以采用与第一板4同样的设计形式，围框2的这种设计形式同样使得电池模组组装方便并能够保证电池模组的强度，在此不再重复说明，需注意的是，拼接连接的位置越多，需要焊接的位置就会越多，这样将会增加电池模组的组装时间和成本。由此，第一板4和第二板5的具体形成形式可根据需要进行选择。

在第三实施例中，如图6所示，所述多个板包括第一板4以及第二板5。多个板还包括第一盖板6。第一上板部42与第二上板部52经由第一盖板6拼接连接。即，第一上板部42与第一盖板6在彼此相对的端缘处拼接连接，第二上板部52与第一盖板6在彼此相对的端缘处拼接连接。当然，在该实施例中，多个板还可包括第二盖板7。第一下板部43与第二下板部53经由第二盖板7拼接连接。即，第一下板部43与第二盖板7在彼此相对的端缘处拼接连接，第二下板部53与第二盖板7在彼此相对的端缘处拼接连接。这种围框2的结构设计同样使得电池模组组装方便且保证电池模组的整体强度，在此不再重复说明，具体的结构设计可根据需要进行选择。

在第四实施例中，如图7所示，所述多个板包括第一板4以及第二板5。第一板4的结构形式以及第二板5的结构形式可以采用第一实施例和第二实施例所述的任一形式，在此不再重复说明。

多个板还包括夹板C，夹板C沿宽度方向W设置于第一板4与第二板5之间。夹板C包括夹板主体部C1、上连接部C2以及下连接部C3。夹板主体部C1沿高度方向H延伸，上连接部C2连接于夹板主体部C1的上端并沿宽度方向W的两侧延伸，下连接部C3连接于夹板主体部C1的下端并沿宽度方向W的两侧延伸。第一上板部42和第二上板部52分别与夹板C的上连接部C2拼接连接，第一下板部43和第二下板部53分别与夹板C的下连接部C3拼接连接，夹板C将围框2的腔体21分割成子腔体211。为了提高电池模组的能量密度，电池模组包括多个电池单元阵列1。若多个电池单元阵列1处于一个腔体11内，将会造成电池模组的中部区域的强度相对较低，甚至导致电池模组的中部塌陷的问题，而夹板C的设置使得多个电池单元阵列1可以被分别夹持在对应的子腔体211中，即，各子腔体211能够夹持一个电池单元阵列1，实现了对电池模组中部的电池单元11的限位和固定，有效地提高了电池模组中部区域的强度。此外，每个电池单元阵列1沿宽度方向W都能够被围框2夹持，减少了电池模组的膨胀变形。在一实施例中，如图10所示，夹板主体部C1可设置为中空的结构，中空式的设计能够为电池单元阵列1在循环使用过程中提供膨胀空间。此外，外部换热装置(未示出)可对中空的腔体进行通风，进而实现对电池模组的中部区域进行换热，提高了电池模组的换热效果。

在第五实施例中，如图8所示，所述多个板包括第一板4、第二板5以及夹板C。与图7所示的实施例不同的是，所述多个板还包括第一盖板6。第一盖板6位于第一上板部42与夹板C的上连接部C2之间，以使第一上板部42与夹板C的上连接部C2经由第一盖板6拼接连接。即，第一上板部42与第一盖板6在彼此相对的端缘处拼接连接，上连接部C2的邻近第一上板部42的一侧与第一盖板6在彼此相对的端缘处拼接连接。此外，第一盖板6还可位于第二上板部52与夹板C的上连接部C2之间，以使第二上板部52与夹板C的上连接部C2经由第一盖板6拼接连接，即，第二上板部52与第一盖板6在彼此相对的端缘处拼接连接，上连接部C2的邻近第二上板部52的一侧与第一盖板6在彼此相对的端缘处拼接连接。

进一步地，所述多个板还可包括第二盖板7，第二盖板7位于第一下板部43与夹板C的下连接部C3之间，以使第一下板部43与下连接部C3经由第二盖板7拼接连接。即，第一下板部43与第二盖板7在彼此相对的端缘处拼接连接，下连接部C3的邻近第一下板部43的一侧与第二盖板7在彼此相对的端缘处拼接连接。进一步地，第二盖板7还可位于第二下板部53与夹板C的下连接部C3之间，以使第二下板部53与下连接部C3经由第二盖板7拼接连接。即，第二下板部53与第二盖板7在彼此相对的端缘处拼接连接，下连接部C3的邻近第二下板部53的一侧与第二盖板7在彼此相对的端缘处拼接连接。这种拼接方式便于电池模组的组装，防止电池单元阵列1在组装过程中被划伤；此外，夹板C所起的作用与在第四实施例中起到的作用相同，在此不再重复说明。

在第六实施例中，如图1至图3所示，夹板C为多个并沿宽度方向W间隔布置，所述多个板还包括第三盖板8。第三盖板8位于相邻两个夹板C的两个上连接部C2之间，第三盖板8与相邻两个上连接部C2拼接连接。同样地，在该实施例中，多个夹板C所起的作用与在第四实施例中起到的作用相同，在此不再重复说明。在该实施例中，多个板还可包括第四盖板9。第四盖板9位于相邻两个夹板C的两个下连接部C3之间，第四盖板9与相邻两个下连接部C3拼接连接。在该实施例中，围框2的这种设计使得电池模组可以做得足够大，以减小电池包内电池模组的数量，提高能量密度，同时保证了电池模组的总体强度和抗膨胀变形的能力。

上面详细的说明描述多个示范性实施例，但本文不意欲限制到明确公开的组合。因此，除非另有说明，本文所公开的各种特征可以组合在一起而形成出于简明目的而未示出的多个另外组合。

Claims (10)

1.一种电池模组，其特征在于，包括电池单元阵列(1)以及围框(2)；

电池单元阵列(1)包括多个沿宽度方向(W)排列的电池单元(11)；

围框(2)由多个板沿周向拼接形成并围成周向封闭的收容电池单元阵列(1)的腔体(21)，围框(2)的周向由宽度方向(W)和高度方向(H)形成，围框(2)的宽度方向(W)的两侧夹持电池单元阵列(1)；

其中，相互拼接的每两个板在拼接处设有彼此配合连接并限制每两个板在周向上脱离的防脱结构(3)。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，

防脱结构(3)包括相互配合的凹槽(31)和突起(32)，

凹槽(31)设置于一个板的端缘，凹槽(31)具有位于端缘处的开口(311)，所述一个板的端缘在开口(311)处的部分形成限位部(312)；

突起(32)设置于另一个板的端缘，并从所述另一个板的端缘沿周向向端缘外侧突出；

凹槽(31)收容突起(32)，且限位部(312)限制突起(32)沿周向脱出凹槽(31)。

3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，

所述多个板包括第一板(4)以及第二板(5)；

第一板(4)包括第一侧板部(41)、第一上板部(42)以及第一下板部(43)，第一上板部(42)连接于第一侧板部(41)的上端，第一下板部(43)连接于第一侧板部(41)的下端；

第二板(5)沿宽度方向(W)与第一板(4)相对，第二板(5)包括第二侧板部(51)、第二上板部(52)以及第二下板部(53)，第二上板部(52)连接于第二侧板部(51)的上端，第二下板部(53)连接于第二侧板部(51)的下端；

其中，第一上板部(42)与第二上板部(52)沿宽度方向(W)相对且拼接连接，第一下板部(43)与第二下板部(53)沿宽度方向(W)相对且拼接连接。

4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，

所述多个板还包括第一盖板(6)；

第一上板部(42)与第二上板部(52)经由第一盖板(6)拼接连接。

5.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于，

所述多个板还包括第二盖板(7)；

第一下板部(43)与第二下板部(53)经由第二盖板(7)拼接连接。

6.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，

所述多个板还包括夹板(C)；

夹板(C)沿宽度方向(W)设置于第一板(4)与第二板(5)之间；

夹板(C)包括夹板主体部(C1)、上连接部(C2)以及下连接部(C3)，夹板主体部(C1)沿高度方向(H)延伸，上连接部(C2)连接于夹板主体部(C1)的上端并沿宽度方向(W)的两侧延伸，下连接部(C3)连接于夹板主体部(C1)的下端并沿宽度方向(W)的两侧延伸；

其中，第一上板部(42)和第二上板部(52)分别与夹板(C)的上连接部(C2)拼接连接，第一下板部(43)和第二下板部(53)分别与夹板(C)的下连接部(C3)拼接连接，夹板(C)将围框(2)的腔体(21)分割成子腔体(211)。

7.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，

所述多个板还包括第一盖板(6)，

第一上板部(42)与夹板(C)的上连接部(C2)之间经由第一盖板(6)拼接连接；和/或

第二上板部(52)与夹板(C)的上连接部(C2)之间经由第一盖板(6)拼接连接。

8.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，

所述多个板还包括第二盖板(7)，

第一下板部(43)与夹板(C)的下连接部(C3)之间经由第二盖板(7)拼接连接，和/或

第二下板部(53)与夹板(C)的下连接部(C3)之间经由第二盖板(7)拼接连接。

9.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，

夹板(C)为多个并沿宽度方向(W)间隔布置，

所述多个板还包括第三盖板(8)，第三盖板(8)位于相邻两个夹板(C)的两个上连接部(C2)之间并与相邻两个上连接部(C2)拼接连接。

10.根据权利要求9所述的电池模组，其特征在于，

所述多个板还包括第四盖板(9)，第四盖板(9)位于相邻两个夹板(C)的两个下连接部(C3)之间并与相邻两个下连接部(C3)拼接连接。