CN209675357U - 电池模组、动力电池包及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种电池模组、动力电池包及车辆，电池模组包括沿第一方向(A1)相对设置的第一侧板(1)、和沿不同于所述第一方向(A1)的第二方向(A2)相对设置的第二侧板(2)，所述第一侧板(1)和第二侧板(2)围成用于容纳单体电池(5)的容纳空间(3)，所述第一侧板(1)沿所述第二方向(A2)的两端分别形成有搭接边(11)，所述搭接边(11)搭接在所述第二侧板(2)上并与所述第二侧板(2)焊接固定，紧固件穿过所述搭接边(11)和第二侧板(2)，以将所述搭接边(11)和第二侧板(2)紧固在一起。这样，当单体电池发生膨胀时，紧固件能承受一部分的膨胀力，以提高第一侧板和第二侧板的抗拉性能。

Description

电池模组、动力电池包及车辆

技术领域

本公开涉及动力电池技术领域，具体地，涉及一种电池模组、使用该电池模组的动力电池包、以及使用该动力电池包的车辆。

背景技术

在电池模组中，单体电池的四周通常设置有相对的第一侧板和相对的第二侧板，第一侧板和第二侧板围成用于容纳单体电池的容纳空间，并对单体电池起到固定、保护的作用。通常，第一侧板和第二侧板通过焊接的方式相互连接，由于在焊接热循环作用下，在焊缝两侧的焊接热影响区内，母材会产生明显的组织变化和性能变化，从而导致处于焊接热影响区内的第一侧板和第二侧板的强度和抗拉性能降低，在单体电池发生膨胀时，容易发生断裂、失效的情况。

并且，由于受安装空间限制，通过增加第二侧板和第一侧板的厚度来提高其强度和抗拉性能的方式会导致单体电池数量的减少，从而影响电池模组的能量密度。因此，如何在提高第一侧板和第二侧板连接处的强度及抗拉性能的同时，保证电池模组的电量是动力电池技术领域待解决的问题之一。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种电池模组、使用该电池模组的动力电池包、以及使用该动力电池包的车辆，该电池模组能够有效地提高第一侧板和第二侧板连接处的强度及抗拉性能，并保证电池模组的续航能力。

为了实现上述目的，本公开提供一种电池模组，包括沿第一方向相对设置的第一侧板、和沿不同于所述第一方向的第二方向相对设置的第二侧板，所述第一侧板和第二侧板围成用于容纳单体电池的容纳空间，所述第一侧板沿所述第二方向的两端分别形成有搭接边，所述搭接边搭接在所述第二侧板上并与所述第二侧板焊接固定，紧固件穿过所述搭接边和第二侧板，以将所述搭接边和第二侧板紧固在一起。

可选地，所述紧固件为铆钉，所述搭接边上形成有第一通孔，所述第二侧板上形成有第二通孔，所述铆钉穿过所述第一通孔和第二通孔，以将所述搭接边和第二侧板铆接在一起。

可选地，所述第二侧板内形成有膨胀腔，所述膨胀腔与所述第二通孔连通，所述铆钉的杆部容纳在所述膨胀腔内，以使所述膨胀腔向所述铆钉的杆部提供膨胀空间。

可选地，所述铆钉为多个，多个所述铆钉沿第三方向间隔设置，所述第三方向与所述第一方向和第二方向垂直。

可选地，所述第一侧板包括第一侧板本体，所述搭接边形成在所述第一侧板本体的两端，所述搭接边包括第一搭接边和第二搭接边，所述第一搭接边连接在所述第一侧板本体和第二搭接边之间，所述搭接边形成为L形结构，以使所述第一侧板形成为U形结构。

可选地，所述第二侧板具有沿所述第一方向相对设置的第一侧壁、和沿所述第二方向远离所述容纳空间设置的第二侧壁，所述第一搭接边与所述第一侧壁贴合，所述第二搭接边与所述第二侧壁贴合。

可选地，所述第二搭接边与所述第二侧壁焊接固定，所述紧固件穿过所述第二搭接边和第二侧壁。

可选地，所述第二侧壁沿所述第一方向的横截面形成为“凸”字形结构，并且包括凸部、和从该凸部分别垂直地相反延伸的侧部，所述凸部朝向远离所述容纳空间的方向凸出于所述侧部，所述第二搭接边与所述侧部贴合并与所述凸部间隔，所述第二搭接边与所述凸部焊接固定。

可选地，所述第二搭接边的外表面与所述凸部的外表面沿所述第二方向的距离小于0.35mm。

可选地，所述第二搭接边与所述凸部沿所述第一方向的间隙小于0.5mm。

可选地，所述第一侧板的顶边和/或底边朝向所述容纳空间翻折，以形成有用于限制所述单体电池沿第三方向移动的限位翻边，所述第三方向与所述第一方向和第二方向垂直。

可选地，所述电池模组还包括容纳在所述容纳空间内的所述单体电池，所述单体电池的长度方向为所述第一方向，所述单体电池的宽度方向为所述第二方向。

可选地，所述第一侧板和第二侧板由铝制成。

通过上述技术方案，在本公开提供的电池模组中，第一侧板不仅通过搭接边与第二侧板焊接固定，还通过了紧固件来将搭接边与第二侧板紧固在一起，从而提高了第一侧板和第二侧边之间的连接强度和连接可靠性。这样，当单体电池发生膨胀时，紧固件可以承受一部分的膨胀力，并弥补第一侧板和第二侧板因焊接工艺而带来的抗拉性能降低的影响，也就是说，即使第一侧板和第二侧板的焊接处因单体电池的膨胀力而发生断裂，紧固件也能保证第一侧板和第二侧板之间依然处于连接状态，从而避免第一侧板和第二侧板整体断裂失效，使得第一侧板和第二侧板的强度和抗拉性能得到有效地提高。

根据本公开的另一个方面，提供一种动力电池包，包括上述的电池模组。

根据本公开的再一个方面，提供一种车辆，包括上述的动力电池包。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一种实施方式提供的电池模组的立体结构示意图；

图2是本公开一种实施方式提供的电池模组的正视图；

图3是本公开一种实施方式提供的电池模组的侧视图；

图4是本公开一种实施方式提供的电池模组的俯视图；

图5是本公开一种实施方式提供的电池模组的俯视图，其中，单体电池未示出；

图6是本公开一种实施方式提供的电池模组的爆炸图；

图7是本公开一种实施方式提供的电池模组的局部侧视图，其中，第二搭接边通过一种焊接固定方式与第二侧壁焊接；

图8是本公开一种实施方式提供的电池模组的局部俯视图；

图9是图8中A部分的放大图；

图10是本公开另一种实施方式提供的电池模组的局部侧视图，其中，第二搭接边通过另一种焊接固定方式与第二侧壁焊接；

图11是本公开再一种实施方式提供的电池模组的局部侧视图，其中，第二搭接边通过再一种焊接固定方式与第二侧壁焊接。

附图标记说明

1 第一侧板 11 搭接边

111 第一搭接边 112 第二搭接边

12 第一侧板本体 13 第一通孔

14 限位翻边 2 第二侧板

21 第一侧壁 22 第二侧壁

221 凸部 222 侧部

23 第二通孔 24 膨胀腔

3 容纳空间 4 铆钉

5 单体电池 6 焊缝

A1 第一方向 A2 第二方向

A3 第三方向

L 第二搭接边与凸部沿第一方向的间隙

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内、外”是指相应结构或部件轮廓的内外。此外，所使用的术语如“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。

如图1至图11所示，本公开提供一种电池模组，包括沿第一方向A1相对设置的第一侧板1、和沿不同于第一方向A1的第二方向A2相对设置的第二侧板2，第一侧板1和第二侧板2围成用于容纳单体电池5的容纳空间3，第一侧板1沿第二方向A2的两端分别形成有搭接边11，搭接边11搭接在第二侧板2上并与第二侧板2焊接固定，紧固件穿过搭接边11和第二侧板2，以将搭接边11和第二侧板2紧固在一起，换言之，第一侧板1与第二侧板2之间通过焊接固定和紧固件固定这两种固定方式实现了固定连接。

通过上述技术方案，在本公开提供的电池模组中，第一侧板1不仅通过搭接边11与第二侧板2焊接固定，还通过了紧固件来将搭接边11与第二侧板2紧固在一起，从而提高了第一侧板1和第二侧边之间的连接强度和连接可靠性。这样，当单体电池5发生膨胀时，紧固件可以承受一部分的膨胀力，并弥补第一侧板1和第二侧板2因焊接工艺而带来的抗拉性能降低的影响，也就是说，即使第一侧板1和第二侧板2的焊接处因单体电池5的膨胀力而发生断裂，紧固件也能保证第一侧板1和第二侧板2之间依然处于连接状态，从而避免第一侧板1和第二侧板2整体断裂失效，使得第一侧板1和第二侧板2的强度和抗拉性能得到有效地提高。

需要注意的是，上文提及的“相对设置的第一侧板1”和“相对设置的第二侧板2”是指：第一侧板1之间可以相互平行也可以不平行，第二侧板2之间可以相互平行也可以不平行，也就是说，第一侧板1和第二侧板2可以围成任意适当形状的容纳空间3，例如，容纳空间3可以是矩形、正方形、梯形、菱形等，本公开对第一侧板1和第二侧板2所围成的用于容纳单体电池5的容纳空间3的具体形状不作限定。另外，第一方向A1或第二方向A2可以是电池模组的长度方向或宽度方向，也就是说，第一侧板1可以是沿电池模组长度方向延伸的侧板，也可以是沿电池模组宽度方向的端板，第二侧板2可以是沿电池模组长度方向延伸的侧板，也可以是沿电池模组宽度方向的端板，本公开对此不作限定。在本公开提供的示例性实施方式中，如图1至图11所示，上文及下文提到的第一方向A1为电池模组的宽度方向，第二方向A2为电池模组的长度方向，第三方向A3为电池模组的高度方向。

为更好地提高电池模组对单体电池5膨胀的约束作用，在本公开提供的一种实施方式中，电池模组还包括容纳在容纳空间3内的单体电池5，单体电池5的长度方向为第一方向A1，单体电池5的宽度方向为第二方向A2。换言之，单体电池5的长度方向与第二侧板2平行，单体电池5的宽度方向与第一侧板1平行，从而使单体电池5的大面可以(单体电池5的长边与高边限定的表面)面向第二侧板2。在单体电池5的膨胀过程中，主要是单体电池5的大面向外膨胀，这样，第二侧板2受到的膨胀力将大于第一侧板1受到的膨胀力，将焊接位置和紧固件的固定位置设置在第二侧板2上，可以确保紧固件的加强作用能够得到有效地利用，也就是说，紧固件能够有效地承受单体电池5的膨胀力，有针对性地加强面向单体电池5的大面的第二侧板2的强度和抗拉性能，从而确保第一侧板1和第二侧板2围成的结构具有足够的强度和抗拉性能来抵抗单体电池5的膨胀力。

作为一种实施方式，如图1至图6所示，紧固件可以为铆钉4，搭接边11上形成有第一通孔13，第二侧板2上形成有第二通孔23，铆钉4穿过第一通孔13和第二通孔23，以将搭接边11和第二侧板2铆接在一起。采用铆接的连接方式可以使装配过程简单、方便、便于操作，并且可以尽可能地减少第二侧板2和搭接边11的连接形变。

进一步地，在铆接过程中，当铆钉4穿过第一通孔13和第二通孔23后，铆钉4的杆部会发生膨胀以实现铆接，避免铆钉4从第一通孔13和第二通孔23中脱出，因此，如图4所示，第二侧板2内可以形成有膨胀腔24，膨胀腔24与第二通孔23连通，铆钉4的杆部容纳在膨胀腔24内，以使膨胀腔24能够向铆钉4的杆部提供使其膨胀的膨胀空间，避免铆钉4的杆部不能膨胀从而不能紧固搭接边11和第二侧板2。此外，膨胀空间也能减轻第二侧板2的重量，实现电池模组的轻量化。

进一步地，为了提高第二侧板2与搭接边11的连接可靠性，铆钉4可以为多个，多个铆钉4沿第三方向A3间隔设置，第三方向A3与第一方向A1和第二方向A2垂直。铆钉4的数量及排布方式可以根据第二侧板2在第三方向A3上的尺寸来设置，例如，铆钉4也可以沿第一方向A1间隔设置，或者，对于在第三方向A3上尺寸较小的第二侧板2而言，铆钉4也可以为一个，本公开对铆钉4的数量以及排列方式不作限制。在其他实施方式中，紧固件也可以为螺栓，第二侧板和/或搭接边上可以开设有螺纹孔，螺栓穿过螺纹孔以使搭接边和第二侧板紧固在一起。

搭接边11可以具有任意适当的结构和形状。如图4至图6所示，在本公开提供的一种示例性实施方式中，第一侧板1包括第一侧板本体12，搭接边11形成在第一侧板本体12的两端，搭接边11包括第一搭接边111和第二搭接边112，第一搭接边111连接在第一侧板本体12和第二搭接边112之间，第二搭接边112由第一搭接边111远离第一侧板本体12的一端弯折延伸形成，使得搭接边11形成为L形结构，两个搭接边11的第二搭接边112分别从第一侧板1的两端朝向相同方向弯折，以使第一侧板1形成为U形结构。

第二侧板2具有沿第一方向A1相对设置的第一侧壁21、和沿第二方向A2远离容纳空间3设置的第二侧壁22，第一搭接边111与第一侧壁21贴合，第二搭接边112与第二侧壁22贴合，以使第二侧板2位于沿第二方向A2相对设置的搭接边11之间，也就是说，第二侧板2的第一侧壁21和第二侧壁22构成的L形结构贴合在L形搭接边11的内侧。搭接边11的形状可以根据第二侧板2的形状进行设置，以与第二侧板2相适配，从而便于焊接，在其他实施方式中，搭接边也可以为Z形、U形等。

进一步地，在一种实施方式中，如图5、图7、图10和图11所示，第二搭接边112与第二侧壁22焊接固定，紧固件，例如上文所述的铆钉4，穿过第二搭接边112和第二侧壁22，以紧固第二搭接边112和第二侧壁22。由于第二侧板2是沿第二方向A2相对设置的，第一方向A1则为第二侧板2的长度方向，将第二搭接边112与第二侧壁22焊接，且将紧固件设置在第二搭接边112和第二侧壁22上，可以使焊缝6和紧固件的位置均位于第二侧板2的大面(第二侧板2的长边与高边限定的表面)上，从而能够有效地提高第一侧板1和第二侧板2围成的结构的抗拉性能。此外，由于紧固件和焊缝6均位于第二搭接边112和第二侧壁22上，可以保证紧固件和焊缝6在单体电池5的膨胀过程中同时受力，并且，由于紧固件的位置靠近焊缝6的位置，从而能够更加有效地弥补第二搭接边112和第二侧壁22因焊接工艺而带来的抗拉性能的降低。

特别是对于单体电池5的大面面向第二侧板2的实施例而言，通过将第二搭接边112与第二侧壁22焊接，且将紧固件设置在第二搭接边112和第二侧壁22上，可以使焊缝6和紧固件的位置面向单体电池5的大面，从而能够有效地限制单体电池5的膨胀。在上述实施例中，第一搭接边111可以与第一侧壁21焊接固定，也可以贴合在第一侧壁21上，对此本公开不作限制。

可选地，在其他实施方式中，第二搭接边可以与第二侧壁焊接固定，紧固件穿过第一搭接边和第一侧壁，或者，第一搭接边可以与第一侧壁焊接固定，紧固件穿过第二搭接边和第二侧壁，或者，第一搭接边可以与第一侧壁焊接固定，紧固件穿过第一搭接边和第一侧壁。也就是说，焊接位置和紧固件的位置可以根据单体电池5在容纳空间3中的排布以及单体电池5的膨胀方向来进行设置，只要搭接边11与第二侧板2是通过焊接固定和紧固件固定这两种方式实现固定连接的技术方案均属于本公开的保护范围。

如图6和图9所示，为便于焊接第二侧壁22与第二搭接边112，在本公开提供的一种实施方式中，第二侧壁22沿第一方向A1的横截面形成为“凸”字形结构，并且包括凸部221、和从该凸部221分别垂直地相反延伸的侧部222，凸部221朝向远离容纳空间3的方向凸出于侧部222，第二搭接边112与侧部222贴合并与凸部221间隔，第二搭接边112与凸部221焊接固定。由于第二搭接边112与凸部221之间存在间隙，这样在焊接时，焊缝6连接第二搭接边112和凸部221，焊缝6位于第二搭接边112和凸部221之间的间隙处(如图7至图9所示)，从而有助于操作人员直观地检验焊缝6的质量，减少虚焊的风险。

进一步地，为便于实施焊接工艺，如图7至图9所示，保证焊缝6质量，第二搭接边112的外表面与凸部221的外表面沿第二方向A2的距离小于0.35mm，也就是说，第二搭接边112与凸部221的高度差小于0.35mm。此外，第二搭接边112与凸部221沿第一方向A1的间隙L小于0.5mm，从而避免焊接后的焊缝宽度太宽。

对于上述实施例，由于第二搭接边112与凸部221之间存在间隙，可选地，第二搭接边112与凸部221之间可以通过激光缝焊工艺进行焊接。

在其他实施方式中，如图10和图11所示，第二搭接边112也可以与侧部222焊接，由于第二搭接边112是贴合在侧部222上的，因此，第二搭接边112与凸部221之间可以采用激光穿透焊工艺进行焊接。

此外，如图1、图3至图6所示，在本公开提供的一种实施方式中，第一侧板1的顶边和/或底边朝向容纳空间3翻折，以形成有用于限制单体电池5沿第三方向A3移动的限位翻边14，第三方向A3与第一方向A1和第二方向A2垂直。通常，单体电池5通过结构胶与第一侧板1和第二侧板2进行固定，电池模组的底部或顶部设置有液冷板，因此在第一侧板1的顶部或底部设置限位翻边14，可以使限位翻边14与液冷板对单体电池5进行配合限位，从而避免结构胶失效而导致单体电池5在第三方向A3上窜动。可选地，也可以在第一侧板1的顶部和底部均设置限位翻边14，通过两个限位翻边14来限制单体电池5在第三方向A3上的位移。这里，“顶”、“底”是相对于电池模组的使用状态而言的，具体地，朝向单体电池5顶板的方向为顶，朝向单体电池5底板的方向为底。

另外，为使电池模组实现轻量化，上述第一侧板1和第二侧板2可以由铝制成，例如，5系铝合金或6系铝合金，从而在保证第一侧板1和第二侧板2具有足够的强度和抗拉性能的同时，尽可能地减轻第一侧板1和第二侧板2的重量。

根据本公开的另一个方面，提供一种动力电池包，包括上述的电池模组。

根据本公开的再一个方面，提供一种车辆，包括上述的动力电池包。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (15)

1.一种电池模组，其特征在于，包括沿第一方向(A1)相对设置的第一侧板(1)、和沿不同于所述第一方向(A1)的第二方向(A2)相对设置的第二侧板(2)，所述第一侧板(1)和第二侧板(2)围成用于容纳单体电池(5)的容纳空间(3)，所述第一侧板(1)沿所述第二方向(A2)的两端分别形成有搭接边(11)，所述搭接边(11)搭接在所述第二侧板(2)上并与所述第二侧板(2)焊接固定，紧固件穿过所述搭接边(11)和第二侧板(2)，以将所述搭接边(11)和第二侧板(2)紧固在一起。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述紧固件为铆钉(4)，所述搭接边(11)上形成有第一通孔(13)，所述第二侧板(2)上形成有第二通孔(23)，所述铆钉(4)穿过所述第一通孔(13)和第二通孔(23)，以将所述搭接边(11)和第二侧板(2)铆接在一起。

3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述第二侧板(2)内形成有膨胀腔(24)，所述膨胀腔(24)与所述第二通孔(23)连通，所述铆钉(4)的杆部容纳在所述膨胀腔(24)内，以使所述膨胀腔(24)向所述铆钉(4)的杆部提供膨胀空间。

4.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述铆钉(4)为多个，多个所述铆钉(4)沿第三方向(A3)间隔设置，所述第三方向(A3)与所述第一方向(A1)和第二方向(A2)垂直。

5.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述第一侧板(1)包括第一侧板本体(12)，所述搭接边(11)形成在所述第一侧板本体(12)的两端，所述搭接边(11)包括第一搭接边(111)和第二搭接边(112)，所述第一搭接边(111)连接在所述第一侧板本体(12)和第二搭接边(112)之间，所述搭接边形成为L形结构，以使所述第一侧板(1)形成为U形结构。

6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述第二侧板(2)具有沿所述第一方向(A1)相对设置的第一侧壁(21)、和沿所述第二方向(A2)远离所述容纳空间(3)设置的第二侧壁(22)，所述第一搭接边(111)与所述第一侧壁(21)贴合，所述第二搭接边(112)与所述第二侧壁(22)贴合。

7.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，所述第二搭接边(112)与所述第二侧壁(22)焊接固定，所述紧固件穿过所述第二搭接边(112)和第二侧壁(22)。

8.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，所述第二侧壁(22)沿所述第一方向(A1)的横截面形成为“凸”字形结构，并且包括凸部(221)、和从该凸部(221)分别垂直地相反延伸的侧部(222)，所述凸部(221)朝向远离所述容纳空间(3)的方向凸出于所述侧部(222)，所述第二搭接边(112)与所述侧部(222)贴合并与所述凸部(221)间隔，所述第二搭接边(112)与所述凸部(221)焊接固定。

9.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于，所述第二搭接边(112)的外表面与所述凸部(221)的外表面沿所述第二方向(A2)的距离小于0.35mm。

10.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于，所述第二搭接边(112)与所述凸部(221)沿所述第一方向(A1)的间隙(L)小于0.5mm。

11.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述第一侧板(1)的顶边和/或底边朝向所述容纳空间(3)翻折，以形成有用于限制所述单体电池(5)沿第三方向(A3)移动的限位翻边(14)，所述第三方向(A3)与所述第一方向(A1)和第二方向(A2)垂直。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括容纳在所述容纳空间(3)内的所述单体电池(5)，所述单体电池(5)的长度方向为所述第一方向(A1)，所述单体电池(5)的宽度方向为所述第二方向(A2)。

13.根据权利要求1-11中任一项所述的电池模组，其特征在于，所述第一侧板(1)和第二侧板(2)由铝制成。

14.一种动力电池包，其特征在于，包括权利要求1-13中任一项所述的电池模组。

15.一种车辆，其特征在于，包括权利要求14所述的动力电池包。