CN219937215U - 电池模组及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池技术领域，公开了一种电池模组及电池包。该电池模组包括由中空不锈钢构成的模组框架，上述模组框架合围构成容置空间，上述电池模组还包括设于上述容置空间中的加固构件，上述加固构件连接上述模组框架并能够实现上述模组框架至少两条边之间的应力传递，上述加固构件包括设置于上述容置空间的电芯堆叠体本身。该电池模组能够降低生产成本，同时提高电池箱体的支撑强度，提升电池模组的使用安全性和可靠性。

Description

电池模组及电池包

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池模组及电池包。

背景技术

锂离子电池由于具有工作电压高、比能量高、自放电率低、无记忆性以及对环境无污染等优势，现今已成为最具有发展前景的动力电池。当前市场上电池单体封装形式有圆柱、方形、刀片等几种形状，基于刀片电池单体的电池包系统集成效率高于圆柱和方形。但目前刀片电池系统的集成成本、机械强度性能还有改善的空间。

现有技术中的中刀片电池系统一般采用铝合金电池箱体，铝合金材料价格高，因此基于铝合金的电池包箱体成本高；并且，铝合金材质耐温只有600℃左右，电池热失控时喷发物质温度可达1000℃，可能烧穿铝合金箱体，造成热失控的火焰外溢，其安全性得不到保障；另外铝合金机械性能在金属中表现一般，因此铝合金电池箱体强度有待进一步提升。

因此，亟需提供一种新型的电池模组及电池包，从而解决现有技术中的上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池模组，能够降低生产成本，同时提高电池箱体的支撑强度，提升电池模组的使用安全性和可靠性。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

该电池模组包括由中空不锈钢构成的模组框架，上述模组框架合围构成容置空间，上述电池模组还包括设于上述容置空间中的加固构件，上述加固构件连接上述模组框架并能够实现上述模组框架至少两条边之间的应力传递，上述加固构件包括设置于上述容置空间的电芯堆叠体本身。

可选地，上述模组框架包括两个边横梁和两个边纵梁，一个上述边横梁、一个上述边纵梁、另一个上述边横梁和另一个上述边纵梁之间首尾连接形成上述框架，上述边纵梁和上述边横梁的内部均中空；上述电芯堆叠体包括若干个沿预设方向堆叠的电芯单体，上述电芯堆叠体堆叠方向的两端均抵接有堆叠端板，上述堆叠端板固接于上述模组框架。

可选地，上述边横梁下端具有向上述容置空间延伸的第一凸台，上述堆叠端板通过连接件连接于上述第一凸台。

可选地，上述堆叠端板的下端远离上述电芯单体的侧壁凸设有安装凸台，上述安装凸台沿竖直方向设置有穿设上述连接件的安装孔。

可选地，上述模组框架下端设置有下护板，上述电芯堆叠体与上述下护板之间还夹设有液冷板，上述电芯堆叠体的底壁通过导热结构胶粘接于上述液冷板。

可选地，上述液冷板与上述下护板之间具有10mm至15mm的间隙。

可选地，上述电芯堆叠体与上述液冷板一一对应设置有多个，相邻两个上述电芯堆叠体之间还设置有中间横梁，上述中间横梁内部中空，上述中间横梁一端固接于其中一个上述边纵梁，另一端固接于另一个上述边纵梁。

可选地，上述中间横梁的下端具有向两侧延伸的第二凸台，上述液冷板至少有一个侧边铆接于上述第二凸台。

可选地，上述边横梁靠近上述电芯堆叠体的一侧壁以及上述中间横梁的两侧壁均开设有散热孔。

本实用新型的另一个目的在于提供一种电池包，该电池包包括电池管理单元和如上述任一方案所述的电池模组，上述电池管理单元电连接于上述电池模组的上述电芯堆叠体。

有益效果：

本实用新型中的电池模组通过由中空不锈钢的模组框架形成容纳电芯堆叠体的容置空间，模组框架内形成有加固构件，电芯堆叠体为上述加固构件的一部分，使的电芯堆叠体的强度和模组框架的强度相结合，提升整个电池模组的刚度，降低振动冲击时的机械应力；并且模组框架为中空不锈钢结构，在满足机械性能、降低成本的同时，不增加电池箱体重量。可以想到的是，模组框架是由钢材利用辊压技术生产而成的，利用辊压技术生产而得的模组框架为中空结构，在保证支撑强度的情况下达到了轻量化的效果，并且该生产方式更加简单，生产成本更低；钢材制成的模组框架熔点更高，能够在内部电芯单体出现热失控时提供更高的安全性。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的电池模组隐去上盖板的轴测图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的电芯堆叠体的轴测图；

图3是本实用新型具体实施方式提供的电池箱体隐去上盖板的轴测图；

图4是本实用新型具体实施方式提供的电池箱体安装有液冷板的轴测图；

图5是本实用新型具体实施方式提供的边横梁和中间横梁的轴测图；

图6是本实用新型具体实施方式提供的边纵梁的轴测图。

图中：

100、电池箱体；101、安装结构；102、下护板；103、液冷板；110、边横梁；111、第一凸台；112、散热孔；120、边纵梁；130、中间横梁；131、第二凸台；

200、电芯堆叠体；210、电芯单体；220、堆叠端板；221、安装凸台；222、安装孔；中间端板、230、。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例中提供了一种电池包，具体而言，该电池包包括电池管理单元和本实施例中所述的电池模组，上述电池管理单元电连接于上述电池模组的上述电芯堆叠体200，并用于控制电芯堆叠体200的电芯单元的运行。进一步地，本实施例中的电池模组内的电芯单体210为刀片电池，其集成效率高于圆柱电池和方形电池。现有的刀片电池成组后，其所使用的电池模组的壳体与框架多由铝合金制成，具有轻量化的优点，但是铝合金熔点较低，在电池热失控时会发生融化，造成安全性的降低，并且整体制作成本高。

为了解决上述技术问题，本实施例中提供了一种电池模组，下面结合图1至图6详细介绍该电池模组的具体结构和技术方案。

如图1至图3所示，该电池模组包括由中空不锈钢构成的模组框架，上述模组框架合围构成容置空间，上述电池模组还包括设于上述容置空间中的加固构件，上述加固构件连接上述模组框架并能够实现上述模组框架至少两条边之间的应力传递，上述加固构件包括设置于上述容置空间的电芯堆叠体200本身。

电池模组通过由中空不锈钢的模组框架形成容纳电芯堆叠体200的容置空间，模组框架内形成有加固构件，电芯堆叠体200为上述加固构件的一部分，使的电芯堆叠体200的强度和模组框架的强度相结合，提升整个电池模组的刚度，降低振动冲击时的机械应力；并且模组框架为中空不锈钢结构，在满足机械性能、降低成本的同时，不增加电池箱体重量。可以想到的是，模组框架是由钢材利用辊压技术生产而成的，利用辊压技术生产而得的模组框架为中空结构，在保证支撑强度的情况下达到了轻量化的效果，并且该生产方式更加简单，生产成本更低；钢材制成的模组框架熔点更高，能够在内部电芯单体210出现热失控时提供更高的安全性。

具体而言，该电池模组包括电池箱体100和设置于电池箱体100容置空间的电芯堆叠体200，上述电池箱体100包括模组框架、上盖板和下护板102；上述模组框架一端密封连接有上述上盖板，另一端密封连接有上述下护板102，并形成容置空间；上述模组框架包括两个边横梁110和两个边纵梁120，一个上述边横梁110、一个上述边纵梁120、另一个上述边横梁110和另一个上述边纵梁120之间首尾连接形成上述模组框架，上述边纵梁120和上述边横梁110的内部均中空；上述电芯堆叠体200包括若干个沿预设方向堆叠的电芯单体210，上述电芯堆叠体200堆叠方向的两端均抵接有堆叠端板220，上述堆叠端板220固接于上述模组框架。

本实施例中的电池模组通过中空的两个边横梁110和两个边纵梁120之间首尾连接形成上述模组框架，并且模组框架上下两端分别密封连接有上盖板和下护板102，从而形成容纳电芯堆叠体200的容置空间，电芯堆叠体200由若干个电芯单体210沿预设方向堆叠而成，并且两端均抵接有堆叠端板220，将堆叠端板220固接于模组框架从而将电芯堆叠体200固定，使电芯堆叠体200的强度和模组框架的强度相结合，提升整个电池模组的刚度，降低振动冲击时的机械应力；并且模组框架为中空结构，在满足机械性能的同时，不增加电池箱体100重量。

具体而言，电芯单体210为刀片电池，刀片电池单体堆叠成电芯堆叠体200后，跨装在辊压制成的模组框架上，借助电芯堆叠体200自身强度，使电池单体强度与高强度钢辊压的电池箱体100强度融合在一起，提升整个电池模组的刚度，降低振动冲击时的机械应力，从而可以使钢辊压型材做的比较薄、比较矮，在满足机械性能的同时，不增加电池箱体100重量。

进一步地，模组框架的两侧还设置有安装结构101，用于将该电池模组固定在外部设备上，例如，使用该安装结构101和螺栓等连接部件的配合将该电池模组固定于汽车内部。具体而言，安装结构101安装于边横梁110外侧壁面。

如图2所示，电芯堆叠体200由若干个电芯单体210形成后，两端设置有堆叠端板220将电芯堆叠体200挤压固定，并且电芯堆叠体200的中间部位还设置有中间端板230，将一个电芯堆叠体200分为两个部分，提高安装的稳定性，还可使用弹性垫或防火垫制成该中间端板230，起到减震和防火的作用，此处不再赘述。

如图4所示，上述电芯堆叠体200与上述下护板102之间还夹设有液冷板103，上述电芯堆叠体200的底壁通过导热结构胶粘接于上述液冷板103。液冷板103为电芯堆叠体200的散热提供冷源，将电芯堆叠体200产生的热量通过液冷板103内冷媒的流动带走，导热结构胶能够提高电芯堆叠体200与液冷板103之间的换热效率，进一步保证散热效果，保证电芯单体210的安全运行。

进一步地，上述液冷板103铆接于上述第一凸台111。铆接的方式简单，生产成本得以降低适用于该电池模组的批量化生产。

作为优选的实施例，上述液冷板103与上述下护板102之间具有10mm至15mm的间隙。该间隙用于吸收下底板底部遭受的冲击力，防止冲击力直接作用于液冷板103，使得液冷板103安全可靠地运行。例如，将该电池模组用于电动汽车时，汽车底部遭受石块、碎屑撞击的情况较多，撞击产生的冲击力被下底板所吸收，并且由于间隙的设置，下底板不会撞击液冷板103，保证液冷板103的安全运行。

如图1和图4所示，可选地，上述电芯堆叠体200与上述液冷板103一一对应设置有多个，相邻两个电芯堆叠体200之间还设置有中间横梁130，上述中间横梁130内部中空，上述中间横梁130一端固接于其中一个上述边纵梁120，另一端固接于另一个上述边纵梁120。

进一步地，如图5所示，上述中间横梁130的下端具有向两侧延伸的第二凸台131，上述液冷板103至少有一个侧边铆接于上述第二凸台131。该第二凸台131的上表面为平面，为液冷板103提供安装空间，并用于安装堆叠端板220和承载电芯堆叠体200，起到承载支撑作用，保证了安装的稳定性。

可选地，上述边横梁110靠近上述电芯堆叠体200的一侧壁以及上述中间横梁130的两侧壁均开设有散热孔112。该散热孔112不仅能够起到散热作用，保证电芯单体210的安全运行，并且还能够降低模组框架的整体重量，此处不再赘述。

如图5所示，上述边横梁110下端具有向上述容置空间延伸的第一凸台111，上述堆叠端板220通过连接件连接于上述第一凸台111。第一凸台111的上表面平行，并用于承载电芯堆叠体200，是该模组框架的主要承力部件，提高了安装的稳定性。

请返回参考图2，上述堆叠端板220的下端远离上述电芯单体210的侧壁凸设有安装凸台221，上述安装凸台221沿竖直方向设置有穿设上述连接件的安装孔222。

具体而言，请参考图5和图6，本实施例中所用的钢材为高强度钢，为降低重量，高强度钢辊压型材不宜太厚或太高，边纵梁120、边横梁110和中间横梁130的壁厚均为0.8mm至1.2mm，高度为40mm至60mm，边纵梁120、边横梁110和中间横梁130使用焊接连接；且下护板102由高强度钢冲压制作而成，并使用激光填丝焊接将下护板102焊接于模组框架的下端。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.电池模组，其特征在于，包括由中空不锈钢构成的模组框架，所述模组框架合围构成容置空间，所述电池模组还包括设于所述容置空间中的加固构件，所述加固构件连接所述模组框架并能够实现所述模组框架至少两条边之间的应力传递，所述加固构件包括设置于所述容置空间的电芯堆叠体(200)本身。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述模组框架包括两个边横梁(110)和两个边纵梁(120)，一个所述边横梁(110)、一个所述边纵梁(120)、另一个所述边横梁(110)和另一个所述边纵梁(120)之间首尾连接形成所述模组框架，所述边纵梁(120)和所述边横梁(110)的内部均中空；

所述电芯堆叠体(200)包括若干个沿预设方向堆叠的电芯单体(210)，所述电芯堆叠体(200)堆叠方向的两端均抵接有堆叠端板(220)，所述堆叠端板(220)固接于所述模组框架。

3.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述边横梁(110)下端具有向所述容置空间延伸的第一凸台(111)，所述堆叠端板(220)通过连接件连接于所述第一凸台(111)。

4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述堆叠端板(220)的下端远离所述电芯单体(210)的侧壁凸设有安装凸台(221)，所述安装凸台(221)沿竖直方向设置有穿设所述连接件的安装孔(222)。

5.根据权利要求2所述的电池模组，其特征在于，所述模组框架下端设置有下护板(102)，所述电芯堆叠体(200)与所述下护板(102)之间还夹设有液冷板(103)，所述电芯堆叠体(200)的底壁通过导热结构胶粘接于所述液冷板(103)。

6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述液冷板(103)与所述下护板(102)之间具有10mm至15mm的间隙。

7.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述电芯堆叠体(200)与所述液冷板(103)一一对应设置有多个，相邻两个所述电芯堆叠体(200)之间还设置有中间横梁(130)，所述中间横梁(130)内部中空，所述中间横梁(130)一端固接于其中一个所述边纵梁(120)，另一端固接于另一个所述边纵梁(120)。

8.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，所述中间横梁(130)的下端具有向两侧延伸的第二凸台(131)，所述液冷板(103)至少有一个侧边铆接于所述第二凸台(131)。

9.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于，所述边横梁(110)靠近所述电芯堆叠体(200)的一侧壁以及所述中间横梁(130)的两侧壁均开设有散热孔(112)。

10.电池包，其特征在于，包括电池管理单元和如权利要求1-9中任一项所述的电池模组，所述电池管理单元电连接于所述电池模组的所述电芯堆叠体(200)。