CN215644721U - 一种变截面外壳及应用该外壳的电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池模组，包括变截面外壳内部设置的电芯堆叠总成，变截面外壳包括底壳及其上端固定安装的上盖，底壳的横截面是U型结构，底壳的两侧壁上端分别设有卡槽，上盖下端两侧分别通过一个凸台固定连接至一个卡槽内，电芯堆叠总成位于底壳的U型结构内，电芯堆叠总成的两端分别接触连接至第一模组端盖和第二模组端盖，底壳内部与电芯堆叠总成之间设置弹性组件。本实用新型所述的一种变截面外壳及应用该外壳的电池模组，底壳两侧壁的壁厚大于底壳底部和上盖的壁厚，增加侧面刚度，增强了模组结构的稳定性和刚、强度，有效抵挡电芯膨胀力，保证了成品率，提高了产品的使用寿命，且降低了制造成本。

Description

一种变截面外壳及应用该外壳的电池模组

技术领域

本实用新型属于动力电池技术领域，尤其是涉及一种变截面外壳及应用该外壳的电池模组。

背景技术

随着新能源行业的发展，电动汽车的应用越来越广泛。而软包锂离子电池因具有重量轻、比容量高、安全性能好、内阻小、设计灵活等优点，在市场上广泛得到使用。当然，电动汽车的续航里程、电池的稳定性和安全性越来越得到人们的关注。动力电池模组作为电动汽车能量系统的核心，模组外壳作为承载动力电池的载体，支撑动力电池具有良好的的稳定性，使模组整体的结构强度和刚度适应汽车行驶的各个工况。另外，模组外壳在汽车行驶过程中，还能防止在各种操作环境下外界因素或者构成电芯组装体的其他结构对电池模组的电芯上的物理损伤，避免引起电池的性能恶化或稳定性下降。更重要的是，随着锂离子电池能量密度的提高，电芯的膨胀变形越来越受到人们的重视。

目前软包锂离子电池模组的外壳结构主要有两种。第一种形式是U形框架和两侧端板连接，这种形式在结构稳定性和强度上有缺陷，不适用于大容量模组结构，且在电芯膨胀时，电芯膨胀力作用在外壳上易使模组外壳变形。第二种形式是口形模组框架和两侧端板连接，这种形式结构在加工上成本比较高，在模组组装上比较困难，模组组装工艺不适用于批量生产，故应用均不广泛。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种变截面外壳，以解决现有技术两侧立板变形、底板翘曲，造成产品良品率低，制造成本大的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种变截面外壳，包括底壳及其上端固定安装的上盖，底壳的横截面是U型结构，底壳的两侧壁上端分别设有卡槽，上盖下端两侧分别通过一个凸台固定连接至一个卡槽内，底壳两侧壁之间的间距是c，c不小于180mm，底壳两侧壁的壁厚均为b，底壳底部和上盖的壁厚均为a，a小于b。

进一步的，所述b与a的比值为1.2-1.8：1。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种变截面外壳具有以下有益效果：变截面壳体包含上盖和底壳两部分，底壳两侧壁的壁厚大于底壳底部和上盖的壁厚，增加侧面刚度，增强了模组结构的稳定性和刚、强度，有效抵挡电芯膨胀力，保证了成品率，提高了产品的使用寿命，且降低了制造成本。

本实用新型的另一目的在于提出一种电池模组，以解决现有技术电池因外部机构壳变形造成的性能恶化、稳定性下降的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种电池模组，包括底壳内部设置的电芯堆叠总成，电芯堆叠总成的两端分别接触连接至第一模组端盖和第二模组端盖，且第一模组端盖的一端固定连接至上盖的一侧、底壳的一侧，第二模组端盖的一端固定连接至上盖的另一侧、底壳的另一侧，底壳内部与电芯堆叠总成之间设置弹性组件。

进一步的，所述弹性组件是泡棉垫或橡胶垫。

进一步的，所述底壳内部、上盖下端均设置绝缘层。

进一步的，所述绝缘层的材质是PC膜或PP膜。

进一步的，所述绝缘层外围、弹性组件外围与电芯堆叠总成外围之间填充导热胶。

进一步的，所述底壳、上盖、第一模组端盖和第二模组端盖的材质均为铝合金。

进一步的，所述底壳是铝合金板材通过挤出成型，在所述成型过程中底壳开口位置搭接支撑筋。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种电池模组具有以下有益效果：上盖和底壳与两侧模组端盖焊接，上盖和底壳焊接，通过焊接使变截面外壳和两侧模组端盖形成为整体；模组上壳、模组底壳和两侧模组端盖均采用铝合金材料，一方面可防止在各种操作环境下外界因素或者构成电芯组装体的其他结构对电池模组的电芯上的物理损伤，避免引起电池的性能恶化或稳定性下降，另一方面可提升模组能量密度，提高电动汽车的续航里程。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例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为本实用新型实施例所述的一种变截面外壳的剖面图；

图2为本实用新型实施例所述的一种电池模组的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的一种电池模组的爆炸结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述的底壳与支撑筋配合的结构示意图。

附图标记说明：

1-上盖；11-弹性组件；12-绝缘层；2-底壳；3-第一模组端盖；4-第二模组端盖；5-线束；6-电芯堆叠总成；7-支撑筋。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1-3所示，一种电池模组，包括变截面外壳内部设置的电芯堆叠总成6，变截面外壳包括底壳2及其上端固定安装的上盖1，底壳2的横截面是U型结构，底壳2的两侧壁上端分别设有卡槽，上盖1下端两侧分别通过一个凸台固定连接至一个卡槽内，底壳2两侧壁的壁厚均为b，底壳2底部和上盖1的壁厚均为a，a小于b，b/a的比值介于1.2-1.8之间，以1.5为宜。以此变截面的中心为原点，计算变截面的截面惯性矩I_Xab和I_Yab，相较于等截面壁厚为a的截面惯性矩I_Xaa和I_Yaa，I_Xab＞I_Xaa，I_Yab＞I_Yaa，由此可见，变截面外壳两侧壳壁厚b大于上下壳壁厚a时，变截面的截面惯性矩I_Xab和I_Yab相应增加，变截面外壳在X向和Y向的刚度增大，抗X向和Y向的挤压能力增大。另外，也有效抵挡电芯产生的膨胀力，抵挡膨胀力时，变截面外壳变形相较于等截面壁厚为a的壳体小。

上盖1和底壳2的材质均为铝合金，底壳2采用正向热变形挤压方法通过现有技术的模具(平模，锥模，分流模)来获取所需断面形状相符的铝材。正向挤压工艺流程简单，设备要求低，金属变形能力高，可生产范围广，铝材性能可控性强，生产灵活性大，工模具便于维护保养修正。底壳2在挤出过程中的温度达到490℃-500℃，成品挤出后要进入炉内保温进行失效处理。

底壳2两侧壁之间的间距是c，c不小于180mm，两侧立板和底板的壁厚不一致，底板的开口处若无上盖1，极易产生两侧立板变形、底板翘曲，形成平行四边形结构或者外八字等等的结构，造成良品率低，制造成本增大的后果，为了降低生产成本，通过挤出方式成型产品，且在生产U型结构的底壳2时，如图4所示，在底壳2的开口位置搭接支撑筋7用以抵消挤出和失效处理时两侧立板的张力而带来的缺陷，提高产品的合格率。

电芯堆叠总成6位于底壳2的U型结构内，电芯堆叠总成6的两端分别接触连接至第一模组端盖3和第二模组端盖4，且第一模组端盖3的一端固定连接至上盖1的一侧、底壳2的一侧，第二模组端盖4的一端固定连接至上盖1的另一侧、底壳2的另一侧，底壳2内部与电芯堆叠总成6之间设置弹性组件11。

弹性组件11的材质可以是弹性良好的泡棉垫或橡胶垫，也可以是其他弹性优良的物质，呈条状粘贴在底壳2的U型结构，用于缓冲底壳2和电芯堆叠总成6之间的作用力，绝缘层12的材质是PC膜或PP膜，也可以是绝缘性优良的喷涂材料，设置在底壳2与电芯堆叠总成6的之间，用于此部分的绝缘，在底壳2涂双组份导热胶，电芯堆叠组件通过双组份导热胶与底壳2组件粘结成一体，双组份导热胶，即起到结构连接作用，又起到导热作用。线束5采集电芯堆叠组件的电压和温度并输出，将信息反馈给外置系统，底壳2、上盖1、第一模组端盖3和第二模组端盖4的材质均为铝合金，且均相互焊接为一个整体，一方面可防止在各种操作环境下外界因素或者构成电芯组装体的其他结构对电池模组的电芯上的物理损伤，避免引起电池的性能恶化或稳定性下降，另一方面可提升模组能量密度，提高电动汽车的续航里程。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种变截面外壳，其特征在于：包括底壳(2)及其上端固定安装的上盖(1)，底壳(2)的横截面是U型结构，底壳(2)的两侧壁上端分别设有卡槽，上盖(1)下端两侧分别通过一个凸台固定连接至一个卡槽内，底壳(2)两侧壁之间的间距是c，c不小于180mm，底壳(2)两侧壁的壁厚均为b，底壳(2)底部和上盖(1)的壁厚均为a，a小于b。

2.根据权利要求1所述的一种变截面外壳，其特征在于：b与a的比值为1.2-1.8：1。

3.一种电池模组，使用权利要求1至2任一所述的一种变截面外壳，其特征在于：包括底壳(2)内部设置的电芯堆叠总成(6)，电芯堆叠总成(6)的两端分别接触连接至第一模组端盖(3)和第二模组端盖(4)，且第一模组端盖(3)的一端固定连接至上盖(1)的一侧、底壳(2)的一侧，第二模组端盖(4)的一端固定连接至上盖(1)的另一侧、底壳(2)的另一侧，底壳(2)内部与电芯堆叠总成(6)之间设置弹性组件(11)。

4.根据权利要求3所述的一种电池模组，其特征在于：弹性组件(11)是泡棉垫或橡胶垫。

5.根据权利要求3所述的一种电池模组，其特征在于：底壳(2)内部、上盖(1)下端均设置绝缘层(12)。

6.根据权利要求5所述的一种电池模组，其特征在于：绝缘层(12)的材质是PC膜或PP膜。

7.根据权利要求5所述的一种电池模组，其特征在于：绝缘层(12)外围、弹性组件(11)外围与电芯堆叠总成(6)外围之间填充导热胶。

8.根据权利要求3所述的一种电池模组，其特征在于：底壳(2)、上盖(1)、第一模组端盖(3)和第二模组端盖(4)的材质均为铝合金。

9.根据权利要求8所述的一种电池模组，其特征在于：底壳(2)是铝合金板材通过挤出成型，在所述成型过程中底壳(2)开口位置搭接支撑筋(7)。

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