CN219575848U - 电池模块以及电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及动力电池技术领域，公开了一种电池模块以及电池系统。所述电池模块包括电芯组件以及套设于该电芯组件外侧的绑带(5)，所述电芯组件包括水平间隔设置的两个限位框架(1)以及设置于所述限位框架(1)之间的多个电芯(2)，相邻的两个所述电芯(2)之间设置有定位框架(3)和隔热缓冲泡棉(4)。本实用新型中的电芯组件包括设置于多个水平排布的电芯两端的限位框架、设置于相邻电芯之间的定位框架以及套设于电芯组件外侧的绑带，大大降低了电池模块的零部件数量和重量，提升了电池模块的成组效率，使得该电池模块的成组效率能够达到97％以上。此外，在相邻的电芯之间设置隔热缓冲泡棉能够实现电芯间的热隔离。

Description

电池模块以及电池系统

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，具体地涉及一种电池模块。在此基础之上，还涉及一种电池系统。

背景技术

模组是电动汽车动力系统的重要组成部分，模组的结构能够对电芯起到支撑、固定、保护作用，以应对整车使用过程中的振动、冲击、碰撞等复杂外部环境。并且由于电芯电压和容量等参数的一致性存在偏差，将电芯根据不同的电压和容量进行分组，可以降低对电芯一致性的要求，对电芯进行更好的管理，后期维护也相对简单。

实际操作中，电池模块两端通常采用铝端板进行限位、固定，然而电池模块两端的约束端板降低了模组的成组效率。现有的方壳模组结构设计的成组效率(电芯质量/模组质量)一般为89％，电池系统的成组效率(电芯质量/电池系统质量)为70％左右，模组以及电池系统的成组效率还有进一步提升的空间。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的电池模块成组效率较低的问题，提供一种电池模块，该电池模块具有成组效率较高的优点。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种电池模块，所述电池模块包括电芯组件以及套设于该电芯组件外侧的绑带，所述电芯组件包括水平间隔设置的两个限位框架以及设置于所述限位框架之间的多个电芯，相邻的两个所述电芯之间设置有定位框架和隔热缓冲泡棉。

可选地，所述定位框架包括方框形的定位板以及位于该定位板四个角上的电芯定位件，所述电芯定位件沿所述电芯的排列方向伸出于所述定位板的两侧并位于所述电芯的外侧以限制所述电芯的移动。

可选地，所述限位框架包括方形的限位板以及位于该限位板四个角上的电芯限位件，所述电芯限位件伸出于所述限位板朝向所述电芯的一侧并位于所述电芯的外侧以限制所述电芯的移动，所述电芯限位件背离所述电芯的一侧表面形成有定位槽，所述绑带延伸为嵌入该定位槽内。

可选地，所述隔热缓冲泡棉两侧设置有云母片，并且/或者，所述电芯模块在垂直于所述电芯排列方向的两侧粘贴有绝缘膜。

本实用新型还提供一种电池系统，所述电池系统包括上述的电池模块以及电池箱组件，所述电池箱组件包括具有容纳腔的箱体，所述电池模块位于所述容纳腔内。

可选地，所述箱体的相邻两个侧壁的连接处设置有加强件，并且/或者，所述容纳腔内设置有隔断以将所述容纳腔分隔为多个区域。

可选地，所述电池箱组件包括连接于所述箱体底面的液冷板，所述液冷板和所述箱体的边缘分别形成有多个对应的通孔，所述电池箱组件包括安装于该通孔内的箱体吊装件。

可选地，所述电池箱组件包括安装于所述箱体顶部的电池箱上盖，该电池箱上盖朝向所述容纳腔的一侧设置有用于压紧所述电池模块的压紧部，并且该电池箱上盖朝向所述容纳腔的一侧设置有云母片。

可选地，所述电池箱组件包括安装于所述电池箱上盖内侧的绝缘盖板，该绝缘盖板上形成有用于与所述压紧部配合的避让部。

可选地，所述箱体的侧壁上设置有泄压阀，并且/或者，所述箱体的材质由内至外依次为玻璃纤维、PMI泡沫以及碳纤维。

通过上述技术方案，本实用新型中的电芯组件包括设置于多个水平排布的电芯两端的限位框架、设置于相邻电芯之间的定位框架以及套设于电芯组件外侧的绑带，大大降低了电池模块的零部件数量和重量，提升了电池模块的成组效率，使得该电池模块的成组效率能够达到97％以上。此外，在相邻的电芯之间设置隔热缓冲泡棉能够实现电芯间的热隔离。

附图说明

图1是本实用新型中电池模块的结构示意图；

图2是图1的爆炸图；

图3是本实用新型中限位框架的结构示意图；

图4是本实用新型中定位框架的结构示意图；

图5是本实用新型中电池箱组件的爆炸图；

图6是本实用新型中箱体的结构示意图；

图7是本实用新型中液冷板的结构示意图；

图8是本实用新型中箱体吊装件的结构示意图；

图9是本实用新型中箱体与液冷板以及箱体吊装件连接关系的示意图；

图10是图9的另一种角度示意图；

图11是本实用新型中电池箱上盖的结构示意图；

图12是本实用新型中电池系统的爆炸示意图。

附图标记说明

1-限位框架；101-限位板；102-电芯限位件；103-定位槽；2-电芯；3-定位框架；31-定位板；32-电芯定位件；4-隔热缓冲泡棉；5-绑带；6-绝缘膜；7-加强件；8-箱体；81-隔断；9-箱体吊装件；10-液冷板；11-电池箱上盖；12-绝缘盖板；13-铝排；14-压紧部；15-通孔；16-泄压阀。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型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实用新型，并不用于限制本实用新型。在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指参照附图所示的方位，“内、外”是指相对于各部件轮廓本身的内、外。

如图1和图2所示，本实用新型提供一种电池模块，所述电池模块包括电芯组件以及套设于该电芯组件外侧的绑带5，所述电芯组件包括水平间隔设置的两个限位框架1以及设置于所述限位框架1之间的多个电芯2，相邻的两个所述电芯2之间设置有定位框架3和隔热缓冲泡棉4。

通过上述技术方案，本实用新型中的电芯组件包括设置于多个水平排布的电芯2两端的限位框架1、设置于相邻电芯2之间的定位框架3以及套设于电芯组件外侧的绑带5，大大降低了电池模块的零部件数量和重量，提升了电池模块的成组效率，使得该电池模块的成组效率能够达到97％以上。此外，在相邻的电芯2之间设置隔热缓冲泡棉4能够实现电芯2间的热隔离。

具体地，如图3所示，所述限位框架1包括方形的限位板101以及位于该限位板101四个角上的电芯限位件102，所述电芯限位件102伸出于所述限位板101朝向所述电芯2的一侧并位于所述电芯2的外侧以限制所述电芯2的移动，所述电芯限位件102背离所述电芯2的一侧表面形成有定位槽103，所述绑带5延伸为嵌入该定位槽103内。其中，限位框架1的材质优选为PC+ABS(聚碳酸酯+丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)合金材料，并且在表面喷涂耐火涂层。限位板101的厚度优选为2mm至2.4mm，定位槽103深度优选为0.8mm至1.2mm。

在一种实施方式中，如图1和图2所示，电池模块包括两个水平延伸的绑带5，在该实施方式中，定位槽103优选为两个间隔设置的、沿水平方向延伸的凹槽，并且，绑带5的材质优选为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)塑料。此外，为了满足电池模块的限位要求，绑带5的厚度优选为0.8mm至1.2mm，宽度优选为18mm至22mm，最大拉伸力达到7000N。作为一种优选实施方式，电芯2优选为方壳电芯。

如图4所示，所述定位框架3包括方框形的定位板31以及位于该定位板31四个角上的电芯定位件32，所述电芯定位件32沿所述电芯2的排列方向伸出于所述定位板31的两侧并位于所述电芯2的外侧以限制所述电芯2的移动。其中，定位框架3材质优选为PC+ABS合金。

进一步地，隔热缓冲泡棉4优选为隔热耐火泡棉，并且泡棉的两侧粘贴有0.1mm至0.5mm厚度的云母片，其中，隔热缓冲泡棉4的厚度可以为1.5mm至2mm。当单颗电芯2发生热失控时，云母片会阻挡高温气体与火焰的冲击，保证隔热耐火泡棉的完整性。另外，隔热耐火泡棉在高温下会发生碳化，形成疏松的气孔层，阻挡热量的传递。云母片双面背胶，从而可以将电芯2与电芯2之间粘接为一个整体。此外，隔热缓冲泡棉4可以吸收电芯2循环过程中的膨胀，保证电池模块的尺寸维持在一定的范围内。

在一种实施方式中，为了保证电池模块的绝缘性能，所述电芯模块的垂直于所述电芯2排列方向的两侧粘贴有绝缘膜6。其中，绝缘膜6的厚度可以为0.2mm至0.3mm，并且单面背胶粘贴到电池模块的两侧。

如图5和图12所示，本实用新型还提供一种电池系统，所述电池系统包括上述的电池模块以及电池箱组件，所述电池箱组件包括具有容纳腔的箱体8，所述电池模块位于所述容纳腔内。

参照图5，为了保证箱体8在使用过程中边角位置不会发生开裂，所述箱体8的相邻两个侧壁的连接处设置有加强件7。加强件7材质优选为铝合金，单个加强件7重量约为74g。参照图8，所述容纳腔内设置有隔断81以将所述容纳腔分隔为多个区域，电池模块可以放置于该独立的区域内。此外，所述箱体8的材质由内至外依次优选为玻璃纤维、PMI(聚甲基丙烯酰亚胺)泡沫以及碳纤维。也即，箱体8内表面为玻纤材料，外表面为碳纤维材料，厚度均为1mm至1.5mm，玻纤和碳纤之间的夹层厚度约为8mm至10mm，填充PMI泡沫板，通过结构胶将玻纤层、PMI泡沫板和碳纤层粘接到一起。其中，玻纤材料具有良好的绝缘及绝热性能，碳纤维材料具有较高的强度，PMI泡沫板提高电池箱的整体刚度。在一种实施方式中，箱体8的内表面可以喷涂耐高温涂层，保证热失控时箱体8不会发生破坏。该复合材质的箱体8优选为一体成型，重量约4kg，具有良好的轻量化效果。

参照图5至图7，所述电池箱组件包括连接于所述箱体8底面的液冷板10，所述液冷板10和所述箱体8的边缘分别形成有多个对应的通孔15。其中，液冷板10优选为铝挤压液冷板，该液冷板10上设计有进出水嘴，液冷板的整体厚度约为10mm至12mm，重量约为8.6kg，与箱体8通过结构胶粘接。液冷板10为承受电池模块重量的主要承重件。

如图8至图10所示，所述电池箱组件包括安装于通孔15内的箱体吊装件9。箱体吊装件9上分别形成有上下贯穿的固定孔和螺纹孔，其中，固定孔用于将电池系统与外部结构连接，螺纹孔用于电池系统的起吊。此外，箱体吊装件9材质优选为铝合金，箱体吊装件9可以通过诸如粘接等任意适当的方式连接至箱体8和液冷板10。

参照图11，所述电池箱组件包括安装于所述箱体8顶部的电池箱上盖11，该电池箱上盖11朝向所述容纳腔的一侧设置有用于压紧所述电池模块的压紧部14，以防止电池模块发生窜动。为了防止电芯2热失控时高温高压气体冲破电池箱上盖11，电池箱上盖11朝向所述容纳腔的一侧可以设置有云母片。其中，压紧部14外轮廓优选为六边形，电池箱上盖11优选为与箱体8相同的复合材质，电池箱上盖11的重量约为2kg。

在一种实施方式中，如图12所示，所述电池箱组件包括安装于所述电池箱上盖11内侧的绝缘盖板12，该绝缘盖板12上形成有用于与所述压紧部14配合的避让部。此外，所述箱体8的侧壁上可以设置有泄压阀16。具体地，当单颗电芯2发生热失控时，高温气体从电芯防爆阀喷出，电池模块与电池箱上盖11之间的间隙形成排气通道，高温气体流向电池箱组件前部位置，通过泄压阀16排出到电池箱组件的外部，进而实现电池系统的定向排气。此外，相邻的电芯2之间可以设置有铝排13，并且电池系统的正、负极输出可以设置有用于与外部设备连接的铝排13。

本实用新型中，电池模块压紧后安装到电池箱组件的容纳腔内，向箱体8内部灌封导热结构胶，将电池模块与液冷板10粘接牢固。隔断81以及箱体8的侧壁限制电池模块在X方向和Y方向移动，电池箱上盖11将电池模块顶部压紧，限制电池模块的Z向移动。

此外，本实用新型中，电池箱组件为箱体8、电池箱上盖11与液冷板10的组合。复合材料的箱体8和电池箱上盖11可实现高强度、高刚度、轻量化的设计目标，液冷板10不仅能够对电池模块进行换热/换冷，还能够起到支撑电池模块及箱体8的作用。本实用新型中的电池系统具有高强度、高成组效率的优点。经计算，电池系统成组效率可达90％以上。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池模块，其特征在于，所述电池模块包括电芯组件以及套设于该电芯组件外侧的绑带(5)，所述电芯组件包括水平间隔设置的两个限位框架(1)以及设置于所述限位框架(1)之间的多个电芯(2)，相邻的两个所述电芯(2)之间设置有定位框架(3)和隔热缓冲泡棉(4)。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述定位框架(3)包括方框形的定位板(31)以及位于该定位板(31)四个角上的电芯定位件(32)，所述电芯定位件(32)沿所述电芯(2)的排列方向伸出于所述定位板(31)的两侧并位于所述电芯(2)的外侧以限制所述电芯(2)的移动。

3.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述限位框架(1)包括方形的限位板(101)以及位于该限位板(101)四个角上的电芯限位件(102)，所述电芯限位件(102)伸出于所述限位板(101)朝向所述电芯(2)的一侧并位于所述电芯(2)的外侧以限制所述电芯(2)的移动，所述电芯限位件(102)背离所述电芯(2)的一侧表面形成有定位槽(103)，所述绑带(5)延伸为嵌入该定位槽(103)内。

4.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述隔热缓冲泡棉(4)两侧设置有云母片，并且/或者，所述电芯模块在垂直于所述电芯(2)排列方向的两侧粘贴有绝缘膜(6)。

5.一种电池系统，其特征在于，所述电池系统包括根据权利要求1-4中任意一项所述的电池模块以及电池箱组件，所述电池箱组件包括具有容纳腔的箱体(8)，所述电池模块位于所述容纳腔内。

6.根据权利要求5所述的电池系统，其特征在于，所述箱体(8)的相邻两个侧壁的连接处设置有加强件(7)，并且/或者，所述容纳腔内设置有隔断(81)以将所述容纳腔分隔为多个区域。

7.根据权利要求5所述的电池系统，其特征在于，所述电池箱组件包括连接于所述箱体(8)底面的液冷板(10)，所述液冷板(10)和所述箱体(8)的边缘分别形成有多个对应的通孔(15)，所述电池箱组件包括安装于该通孔(15)内的箱体吊装件(9)。

8.根据权利要求5所述的电池系统，其特征在于，所述电池箱组件包括安装于所述箱体(8)顶部的电池箱上盖(11)，该电池箱上盖(11)朝向所述容纳腔的一侧设置有用于压紧所述电池模块的压紧部(14)，并且该电池箱上盖(11)朝向所述容纳腔的一侧设置有云母片。

9.根据权利要求8所述的电池系统，其特征在于，所述电池箱组件包括安装于所述电池箱上盖(11)内侧的绝缘盖板(12)，该绝缘盖板(12)上形成有用于与所述压紧部(14)配合的避让部。

10.根据权利要求5所述的电池系统，其特征在于，所述箱体(8)的侧壁上设置有泄压阀(16)，并且/或者，所述箱体(8)的材质由内至外依次为玻璃纤维、PMI泡沫以及碳纤维。