CN209804746U - 一种动力电池模组结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种动力电池模组结构，包括电池模组芯、顶盖、底板、端板和紧固件，所述顶盖和底板分别设置于所述电池模组芯的顶部和底部，两个所述端板相对设置并分别位于所述电池模组芯的两端，所述端板包括塑胶板和固定套件，所述塑胶板的两侧分别设置有贯穿于所述塑胶板顶部至底部的安装孔，所述固定套件通过所述安装孔嵌设于所述塑胶板，所述塑胶板设置有减重槽，所述紧固件套设于所述端板与电池模组芯的侧部。本实用新型能有效地降低电池模组的整体质量，提高电池模组的能量密度和成组效率。

Description

一种动力电池模组结构

技术领域

本实用新型属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种动力电池模组结构。

背景技术

随着科技的不断发展以及人们环保意识的不断增强，越来越多的电子设备更偏向于选择以锂电池作为主要的供电来源，如手机、笔记本电脑、电动汽车、电动列车等等，这无疑为锂电池的应用与发展提供了广阔的空间。其中，电动汽车或电动列车等电动工具所使用的锂电池一般称之为动力电池。

在动力电池的实际应用中，通常将一个或多个单体电芯通过串联/并联的方式组合成电池模组，利用电池模组进行总体输出，因此，电池模组的设计显得非常重要。目前，行业内电池模组的外壳体组成部件中多采用金属材质，用以保证模组的刚性，特别是端板的设计，大多采用铝合金材质，但是这样的设计至少存在以下缺陷：

1、铝合金和钣金等金属的质量较大，导致电池模组整体质量过重，因而在限定重量的情况下，电池模组装载的电芯数量减少，能力密度降低；

2、由于铝合金和钣金的刚性过大，端板不能很好地吸收电池模组在工作时产生的纵向膨胀力，因而导致大部分的膨胀力直接作用于端板与侧板的焊缝处，当膨胀力超过焊缝的连接强度时，焊缝便会被破坏，最终使电池模组失效；

3、铝合金等金属的成本相对较高，当进行大批量电池模组生产时，无疑提高了生产成本。

有鉴于此，有必要对电池模组结构进行改进，以使其实现轻量化的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供的一种动力电池模组，该电池模组结构能有效地降低电池模组的整体质量，提高电池模组的能量密度和成组效率。

为实现上述的目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种动力电池模组结构，包括：

电池模组芯，

顶盖，设置于所述电池模组芯的顶部；顶盖用于绝缘电池模组芯同时还能防止电池模组芯直接裸露；

底板，设置于所述电池模组芯的底部；底板主要用于对电池模组芯的底部进行绝缘与保护，避免电池模组芯的底部磨损；

端板，两个所述端板相对设置于所述电池模组芯的两端，所述端板包括塑胶板和固定套件，所述塑胶板的两侧分别设置有贯穿于所述塑胶板顶部至底部的安装孔，所述固定套件通过所述安装孔嵌设于所述塑胶板，所述塑胶板设置有减重槽；本实用新型的端板采用塑胶代替了传统的铝合金，一方面可以减轻端板的重量，从而使电池模组的整体重量下降，有利于提高电池模组的能量密度；另一方面，塑胶件相比于铝合金等金属，刚性有所降低，并且具备一定的回弹性，能在发生弹性形变后恢复到原来形状，因而能在电池模组发生膨胀时进行很好的吸能，有效地提高了电池模组的使用寿命；另外，本实用新型还设置有减重槽，进一步地降低了端板的重量，使之实现轻量化设计；

紧固件，所述紧固件套设于所述端板与电池模组芯的侧部。通过紧固件，将电池模组芯和端板牢牢地固定在一起，省却了电池模组侧板的设置，进一步减轻了电池模组的质量。

作为本实用新型所述的动力电池模组结构的一种改进，所述安装孔为腰型孔。在机器组装时，有些零件间的相互位置很难达到理想的位置或零件间的位置需要调整时，通常采用腰形孔设计，在本实用新型中的端板安装处采用腰型孔，能最大限度地解决因电池模组本身尺寸公差而造成的装配误差的问题，有效地保证了电池模组的顺利安装，提高了电池模组的成组效率。

作为本实用新型所述的动力电池模组结构的一种改进，所述固定套件与所述安装孔相匹配。固定套件用于嵌入安装孔内，这样设计可以使固定套件与安装孔的嵌接更紧密，接合程度更高，定位更加精确，极大地降低了电池模组装配过程中的误差，提高了电池模组装配的精度。

作为本实用新型所述的动力电池模组结构的一种改进，还包括结构件，所述结构件与所述塑胶板连接，所述结构件设置于所述减重槽。为了增强端板的机械强度，通过增设结构件，能加强端板的承受能力，防止端板因电池模组膨胀幅度过大而造成端板的损坏，提高了端板的使用寿命。

作为本实用新型所述的动力电池模组结构的一种改进，所述塑胶板与所述结构件通过注塑成型的方式结合为一体。塑胶板与结构件采用一体注塑成型的结合方式，相比于分体式的结构，一方面，操作简单，省却了大量的装配工序，有利于自动装配，优化了生产线和提高了生产效率；另一方面，由于部件数量减少，因而还可以减少开模的数量，节省了大量的生产成本。

作为本实用新型所述的动力电池模组结构的一种改进，所述固定套件为钢套、铝套或铝合金套。钢材、铝或铝合金均具有较强的刚性，能提高端板与电池模组安装点处的承受能力，提高电池模组结构的稳定性。

作为本实用新型所述的动力电池模组结构的一种改进，所述电池模组芯包括连接片支架以及设置于所述连接片支架上的多个电芯单元、连接片和采样电路接口，所述连接片和采样电路接口均与所述电芯单元电连接。其中，连接片用于将多个电芯单元进行电通路，采样电路接口用于与外部的采样电路进行连接，对电池模组的电压、电流等参数进行检测。

作为本实用新型所述的动力电池模组结构的一种改进，所述多个电芯单元之间通过粘结的方式连接为一起。本实用新型通过将多个电芯单元之间进行粘结，一方面可以对电芯单元进行固定，防止电芯单元在装配时造成移位，从而影响电池模组的成组效率；另一方面，本实用新型中可以通过结构胶将多个电芯单元进行粘结，可以对电芯起到绝缘的作用，相比于传统的添加绝缘片的方式，本实用新型的质量得到了降低，因而能进一步提高电池模组的能量密度。

作为本实用新型所述的动力电池模组结构的一种改进，所述顶盖为吸塑一体成型结构。吸塑是将平展的塑料硬片材加热变软后，采用真空吸附于模具表面，冷却后成型，相比于注塑工艺，通过吸塑生成的顶盖的重量更轻、运输更方便，同时也节省了生产的成本。

作为本实用新型所述的动力电池模组结构的一种改进，所述顶盖设置有电极标识部。增设电极标识部，可以使对电池模组的电极进行快速识别，防止接错电极而导致短路，同时，也有利于进行快速装配。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

1)本实用新型中的端板采用塑胶代替传统的铝、铝合金等金属，极大地减轻了端板和电池模组的重量，从而使电池模组在限定的重量下可以装载更多的电芯，有利于提高电池模组的能量密度；

2)塑胶材质相比于铝合金等金属，刚性有所降低，并且具备一定的回弹性，能在端板发生弹性形变后恢复到原来形状，因而能在电池模组发生膨胀时进行很好的吸能，有效地提高了电池模组的使用寿命；

3)本实用新型的端板还设置有减重槽，进一步地降低了端板的重量，使电池模组实现了轻量化的设计；

4)塑胶材质具备优良的绝缘性，能防止电池模组在工作过程中造成意外短路或触电，提高了电池模组的安全性能；

5) 本实用新型通过设置紧固件，将电池模组芯和端板牢牢地固定在一起，代替了传统的侧板的安装，进一步减轻了电池模组的质量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的分解示意图；

图3为本实用新型中端板的结构示意图；

其中，1-电池模组芯；11-连接片支架；12-电芯单元；13-连接片；14-采样电路接口；2-顶盖；21-电极标识部；3-底板；4-端板；41-塑胶板；411-安装孔；412-减重槽；42-固定套件；43-结构件；5-紧固件。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

如图1~3所示， 一种动力电池模组结构，包括：电池模组芯1、顶盖2、底板3、端板4和紧固件5，顶盖2设置于电池模组芯1的顶部，底板3设置于电池模组芯1的底部，顶盖2和底板3分别对电池模组芯1的顶部和底部进行绝缘与保护，两个端板4相对设置于电池模组芯1的两端，紧固件5套设于端板4与电池模组芯1的侧部将端板4与电池模组芯1紧紧固定在一起，而为了减轻电池模组的重量，本实施例中，紧固件5可以采用塑胶材质的扎带或者橡胶带。其中，端板4包括塑胶板41和固定套件42，塑胶板41的两侧分别设置有贯穿于塑胶板41顶部至底部的安装孔411，固定套件42通过安装孔411嵌设于塑胶板41，塑胶板41设置有减重槽412。在本实用新型中，端板4采用了塑胶材质替代了传统的铝合金，同时，在减重槽412的作用下，可以显著地减轻端板4的自重以及电池模组的整体重量，因而使得电池模组在限定的重量内可以装载更多的电芯单元，有利于提高电池模组的能量密度；而且塑胶材质相比于铝合金等金属，具备一定的回弹性，能在发生弹性形变后恢复到原来形状，因而能在电池模组发生膨胀时进行很好的吸能，有效地提高了电池模组的使用寿命；另外，利用紧固件5代替了传统的侧板结构，极大地降低了电池模组的整体重量，进一步提高电池模组的能量密度。

优选的，安装孔411为腰型孔，在机器组装时，有些零件间的相互位置很难达到理想的位置或零件间的位置需要调整时，通常采用腰形孔设计，在本实用新型中的端板4的安装处采用腰型孔，能最大限度地解决因电池模组本身尺寸公差而造成的装配误差的问题，有效地保证了电池模组的顺利安装，提高了电池模组的成组效率。

优选的，固定套件42与安装孔411相匹配，这样设计可以使固定套件42与安装孔411的嵌接更紧密，接合程度更高，定位更加精确，极大地降低了电池模组装配过程中的误差，提高了电池模组装配的精度。

优选的，还包括结构件43，结构件43与塑胶板41连接，结构件43设置于减重槽412，，由于本实用新型在端板4板面的一侧开设了减重槽412，因而导致端板4厚度减小，为了增强端板4的机械强度，通过增设结构件43，能加强端板4的承受能力，防止端板4因电池模组内部膨胀幅度过大而造成破裂，提高了端板4的使用寿命。

优选的，塑胶板41与结构件43通过注塑成型的方式结合为一体，，相比于分体式的结构，一方面，操作简单，省却了大量的装配工序，有利于自动装配，优化了生产线和提高了生产效率；另一方面，由于部件数量减少，因而还可以减少开模的数量，节省了大量的生产成本。

优选的，固定套件42为钢套、铝套或铝合金套，在本实施例中，优先选用钢套，因为钢材的刚性较大，而且钢材相对于铝或铝合金的成本更为低廉，更适合大规模生产，当然，本实用新型包括但不限于以上金属或合金，还可以根据实际的生产要求选用其他的具有与钢材接近或更高刚性的金属或合金，如镁合金、单质钛、钛合金等。

优选的，电池模组芯1包括连接片支架11以及设置于连接片支架11上的多个电芯单元12、连接片13和采样电路接口14，连接片13和采样电路接口14均与电芯单元12电连接。其中，连接片13用于将多个电芯单元12形成电通路，采样电路接口14用于与外部的采样电路进行连接，对电池模组的电压、电流等参数进行检测。

优选的，多个电芯单元12之间通过粘结的方式连接为一起，本实用新型通过在多个电芯单元12之间进行粘结，一方面可以对电芯单元12进行固定，防止电芯单元12在装配时造成移位，从而影响电池模组的成组效率；另一方面，本实施例中可以通过结构胶将多个电芯单元12进行粘结，可以对电芯单元12起到绝缘的作用，相比于传统的添加绝缘片的方式，本实用新型的质量得到了降低，因而能进一步提高电池模组的能量密度。

优选的，顶盖2为吸塑一体成型结构，吸塑是将平展的塑料硬片材加热变软后，采用真空吸附于模具表面，冷却后成型，相比于注塑工艺，通过吸塑生成的顶盖2的重量更轻、运输更方便，同时也节省了生产的成本。

优选的，顶盖2设置有电极标识部21，增设电极标识部21，可以使对电池模组的电极进行快速识别，防止接错电极而导致短路，同时，也有利于进行快速装配。

其中，在本实施例中，塑胶板41与结构件43均为聚酰胺纤维与玻璃纤维的混合材料，在实际生产时，优先选用PA66(即聚酰胺66)与30%~50%玻璃纤维的混合材料，可以有效地保证材料的机械强度，另外，成本也相对低廉，适合大规模生产，相比铝合金材质的端板，本实施例可以减轻50%以上的重量，有效地实现了轻量化的要求。

上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施方式，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种动力电池模组结构，其特征在于，包括：

电池模组芯(1)，

顶盖(2)，设置于所述电池模组芯(1)的顶部；

底板(3)，设置于所述电池模组芯(1)的底部；

端板(4)，两个所述端板(4)相对设置于所述电池模组芯(1)的两端，所述端板(4)包括塑胶板(41)和固定套件(42)，所述塑胶板(41)的两侧分别设置有贯穿于所述塑胶板(41)顶部至底部的安装孔(411)，所述固定套件(42)通过所述安装孔(411)嵌设于所述塑胶板(41)，所述塑胶板(41)设置有减重槽(412)；以及

紧固件(5)，所述紧固件(5)套设于所述端板(4)与电池模组芯(1)的侧部。

2.根据权利要求1所述的动力电池模组结构，其特征在于：所述安装孔(411)为腰型孔。

3.根据权利要求2所述的动力电池模组结构，其特征在于：所述固定套件(42)与所述安装孔(411)相匹配。

4.根据权利要求1所述的动力电池模组结构，其特征在于：还包括结构件(43)，所述结构件(43)与所述塑胶板(41)连接，所述结构件(43)设置于所述减重槽(412)。

5.根据权利要求4所述的动力电池模组结构，其特征在于：所述塑胶板(41)与所述结构件(43)通过注塑成型的方式结合为一体。

6.根据权利要求1所述的动力电池模组结构，其特征在于：所述固定套件(42)为钢套、铝套或铝合金套。

7.根据权利要求1所述的动力电池模组结构，其特征在于：所述电池模组芯(1)包括连接片支架(11)以及设置于所述连接片支架(11)上的多个电芯单元(12)、连接片(13)和采样电路接口(14)，所述连接片(13)和采样电路接口(14)均与所述电芯单元(12)电连接。

8.根据权利要求7所述的动力电池模组结构，其特征在于：所述多个电芯单元(12)之间通过粘结的方式连接为一起。

9.根据权利要求1所述的动力电池模组结构，其特征在于：所述顶盖(2)为吸塑一体成型结构。

10.根据权利要求1所述的动力电池模组结构，其特征在于：所述顶盖(2)设置有电极标识部(21)。