WO2023134139A1 - 电池模组、多电池模组、电池包和用电装置 - Google Patents

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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the first side plate and the second side plate, the first side plate and the second side plate are arranged opposite to each other, and are respectively located on both sides of the battery module body, and the side plates extend out of the battery module body;
  • the height of the splicing part protruding from the overlapping platform is adapted to the thickness of the side plate, so that when the battery module is connected with other battery modules, the side of two adjacent battery modules.
  • the plates can be attached to each other, and the attached side plates can further enhance the structural strength of the frame of the adjacent battery module, so as to meet the mechanical performance requirements.
  • FIG. 7 is a schematic structural diagram of a multi-battery module in some embodiments of the present application.
  • the first side plate 21, the second side plate 22, the first end plate 23 and the second end plate 24 in the frame 20 can be made of aluminum alloy, which can make the frame 20 have a relatively Good mechanical properties.
  • the second surface 2322 of the splicing portion 232 may also be an arcuate surface, for details, refer to (e) in FIG. 6 . It can be understood that the whole or part of the second surface 2322 is arc-shaped, so that there is enough space between the end plates for welding or gluing, so as to enhance the connection between the end plates.
  • the shape and quantity of the lightening holes 233 are not specifically limited, and can be designed according to the manufacturing process and requirements.
  • the shape of the lightening hole 233 may be a square, a circle, a triangle, and the like.
  • the shape of the weight reducing hole 233 is a triangle, and a plurality of weight reducing holes 233 are arranged at intervals.
  • two adjacent splicing parts 232 are connected by gluing or welding. This not only simplifies the connection between the joint parts 232 , but also further enhances the structural strength of the frame 20 of the adjacent battery module 1 .

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Abstract

本申请提供了一种电池模组、多电池模组、电池包和用电装置，该电池模组包括电池模组本体和固定电池模组本体的框架，框架包括：第一侧板、第二侧板、第一端板和第二端板，其中，第一侧板与第二侧板相对设置，分别位于电池模组本体的两侧，侧板均延伸出电池模组本体。第一端板与第二端板相对设置，分别位于电池模组本体的两端，端板的端部具有搭接平台和突出于搭接平台的拼接部。其中，侧板延伸出电池模组本体的部分搭接于搭接平台并与端板连接，端板的拼接部用于与其他电池模组中端板的拼接部连接。该电池模组能够使多个电池模组连接在一起，连接的多个电池模组在结构强度上满足机械性能要求的同时，还可以提高电池包和用电装置的能量密度。

Description

电池模组、多电池模组、电池包和用电装置
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2022年01月11日提交的名称为“电池模组、多电池模组、电池包和用电装置”的中国专利申请202220056791.X的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池模组、多电池模组、电池包和用电装置。
背景技术
电池模组越来越广泛地应用于用电装置，例如电动汽车。随着用电装置对电池模组能量密度的需求越来越高，目前的单电池模组已无法充分满足用电装置的能量需求。因此，为了满足用电装置的能量需求，通常采用增大单电池模组体积的方式。然而，如果单电池模组的体积过大，则会导致单电池模组的结构强度较难满足机械性能要求。此外，还可以采用提高电池模组数量的方式，然而，在生产时需要将多个电池模组一起生产并组合，制造性较差。
实用新型内容
本申请提供了一种电池模组、多电池模组、电池包和用电装置，该电池模组能够在结构强度上满足机械性能要求，而且制造性好，成本低。
第一方面，本申请提供了一种电池模组，包括电池模组本体和固定 电池模组本体的框架，框架包括：
第一侧板和第二侧板，第一侧板与第二侧板相对设置，分别位于电池模组本体的两侧，侧板均延伸出电池模组本体；
第一端板和第二端板，第一端板与第二端板相对设置，分别位于电池模组本体的两端，端板的端部具有搭接平台和突出于搭接平台的拼接部；
其中，侧板延伸出电池模组本体的部分搭接于搭接平台并与端板连接，端板的拼接部用于与其他电池模组中端板的拼接部连接。
本申请的实施例中，由于电池模组包括框架，框架端板的拼接部可用来与其他电池模组端板的拼接部进行连接，因此，可以将任意数量的电池模组通过框架进行连接来形成更大能量的多电池模组，以满足用电装置的能量需求。而对于单个电池模组，其体积可以保持在合适的大小，无需为了满足用电装置的能量需求而增大单个电池模组的体积，这使得单个电池模组的结构强度能够满足机械性能要求，由此形成的多电池模组，其结构强度也自然能够满足机械性能要求。并且，单个电池模组的制造性好，制造成本低。
在本申请的一些实施例中，拼接部包括：
第一表面，第一表面为朝向侧板的表面；
第二表面，第二表面为背离侧板的表面；
第三表面，第三表面为连接第一表面和第二表面的表面；
其中，第二表面为倾斜的平整面或内凹的弧形面。该拼接部的结构简单，易于制造。此外，拼接部的结构能够提高端板之间的连接强度。
在本申请的一些实施例中，第一表面与侧板延伸出电池模组本体的部分之间具有间距，这样可方便对侧板和端板实施焊接或涂胶作业，增强端板和侧板的连接强度。
在本申请的一些实施例中，第三表面为平整面，且垂直于第一表面。平整面的设置，可使拼接部易于加工，增强其制造性。并且端板之间的拼接通过第三表面实现，作为平整面的第三表面，它能够提高电池模组与其他电池模组之间的连接强度。
在本申请的一些实施例中，拼接部突出于搭接平台的高度与侧板的厚度相适配，以使电池模组与其他电池模组连接时，相邻两个电池模组中的侧板可相贴合，相贴合的侧板能够进一步增强相邻电池模组的框架的结构强度，从而满足机械性能要求。
在本申请的一些实施例中，端板开设有沿端板的宽度方向贯通端板的减重孔，该减重孔的设置，能够实现电池模组的轻量化。
在本申请的一些实施例中，端板开设有沿端板的厚度方向贯通端板的螺栓孔，通过该螺栓孔和螺栓的配合，将电池模组中的端板与其他部件或装置固定连接。
第二方面，本申请还提供了一种多电池模组，包括多个上述任一项实施例中的电池模组，相邻两个电池模组分别为第一电池模组和第二电池模组，第一电池模组中端板的拼接部与第二电池模组中端板的拼接部对准并相连接。
本申请的实施例中，电池模组之间通过端板的拼接部连接在一起，当单个电池模组的框架发生受力异常现象时，与其连接的其他电池模组的框架会将该受力均匀转移至各个电池模组的框架上，避免单个电池模组的框架因受力异常而损坏。此外，框架端板的拼接部可用来与其他电池模组端板的拼接部进行连接，因此，可以将任意数量的电池模组通过框架进行连接来形成更大能量的多电池模组，以满足用电装置的能量需求。而对于单个电池模组，其体积可以保持在合适的大小，无需为了满足用电装置的能量需求而增大单个电池模组的体积，这使得单个电池模组的结构强度能 够满足机械性能要求，由此形成的多电池模组，其结构强度也自然能够满足机械性能要求。并且，单个电池模组的制造性好，制造成本低。
在本申请的一些实施例中，第一电池模组的侧板与第二电池模组的侧板相贴合并相连接。相邻两个电池模组中侧板的相贴合并相连接，能够增强相邻电池模组的框架的结构强度。
在本申请的一些实施例中，相邻两个拼接部通过胶接或焊接方式连接。这样不仅使拼接部之间的连接更加简化，还可进一步增强相邻电池模组的框架的结构强度。
第三方面，本申请还提供了一种电池包，包括上述实施例中的多电池模组。
本申请的实施例中，由于包括上述实施例中的多个电池模组，因此，该电池包不仅具有较好的机械性能，而且还具有较高的能量密度。
第四方面，本申请还提供了一种用电装置，包括上述任一项实施例中的多电池模组或上述实施例中的电池包。
本申请的实施例中，由于该用电装置包括多个电池模组或电池包，因此，该用电装置具有较强的续航能力。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。
图1为本申请一些实施例的电池模组的结构示意图；
图2为本申请一些实施例的电池模组中框架的结构示意图；
图3为本申请一些实施例的电池模组中端板与侧板的连接示意图；
图4为本申请一些实施例的电池模组中端板的结构示意图；
图5为本申请一些实施例的电池模板中侧板的结构示意图；
图6中(a)～(e)为本申请一些实施例的电池模组中拼接部的结构示意图；
图7为本申请一些实施例的多电池模组的结构示意图；
图8为本申请一些实施例的多电池模组中端板与侧板的连接示意图；
图9为本申请一些实施例的电池包的结构示意图；
图10为本申请一些实施例的用电装置的结构示意图。
具体实施方式中的附图标号如下：
1-电池模组；
10-电池模组本体；
20-框架；
21-第一侧板；
211-第一延伸部；
22-第二侧板；
23-第一端板；
231-搭接平台；
232-拼接部；
2321-第一表面；
2322-第二表面；
2323-第三表面；
233-减重孔；
24-第二端板；
2-多电池模组；
3-电池包；
4-电动汽车。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
电池模组越来越广泛地应用于用电装置，例如电动汽车。随着用电装置对电池模组能量密度的需求越来越高，目前的单电池模组已无法充分满足用电装置的能量需求。因此，为了满足用电装置的能量需求，通常采用增大单电池模组体积的方式。然而，如果单电池模组的体积过大，则会导致单电池模组的结构强度较难满足机械性能要求。此外，还可以采用提 高电池模组数量的方式，然而，在生产时需要将多个电池模组一起生产并组合，制造性较差。
为解决单电池模组结构强度低和制造性较差的问题，本申请提供了一种电池模组，该电池模组能够在结构强度上满足机械性能要求，而且制造性好，成本低。
以下实施例为了方便说明，以本申请一些实施例的电池模组为例进行说明。
参照图1-5，本申请提供了一种电池模组，该电池模组1包括电池模组本体10和固定电池模组本体10的框架20，该框架20包括第一侧板21、第二侧板22、第一端板23和第二端板24，其中，第一侧板21与第二侧板22相对设置，并分别位于电池模组本体10的两侧，第一侧板21和第二侧板22均延伸出电池模组本体10。第一端板23与第二端板24相对设置，并分别位于电池模组本体10的两端，上述各端板的端部具有搭接平台231和突出于搭接平台231的拼接部232，此外，侧板延伸出电池模组本体10的部分搭接于搭接平台231并与端板连接，端板的拼接部232用于与其他电池模组1中端板的拼接部232连接。
可以理解的是，第一端板23和第二端板24的同侧的端部均具有搭接平台231和突出于搭接平台231的拼接部232，搭接平台231和拼接部232可以设置在第一端板23和第二端板24中的一端，也可以设置在第一端板23和第二端板24的两端，具体设置根据实际需求进行选择。
参照图2，本申请的实施例中，电池模组1中的框架20通过第一侧板21、第二侧板22、第一端板23和第二端板24围绕形成，使其具有较好的结构强度，可以用于保护电池模组本体10中的电芯，并且承担电芯内部的膨胀力及外部对电芯的应力。此外，框架20的端板中的拼接部232能够使多个电池模组1连接，连接的多个电池模组1也同样具有较好的结构强度的同时，还具有较高的能量密度。在制造生产时，框架20中的端板和侧板结构简单，制造性好，且制造成本低。
在本申请的实施例中，对框架20中的第一侧板21、第二侧板22、第一端板23和第二端板24的材质并不做具体限制，可以为金属材质或塑 料材质。
在本申请的一些实施例中，框架20中的第一侧板21、第二侧板22、第一端板23和第二端板24可以由铝合金制成，这样可以使框架20具有较好的机械性能。
在本申请的另一些实施例中，框架20中的第一侧板21、第二侧板22、第一端板23和第二端板24可以由塑料制成，这样可以使框架20更加轻量化。
参照图3，在本申请的一些实施例中，拼接部232包括第一表面2321、第二表面2322和第三表面2323，其中，第一表面2321为朝向侧板的内表面，第二表面2322为背离侧板的外表面，而且第二表面2322可以为倾斜的平整面或内凹的弧形面，第三表面2323为连接第一表面2321和第二表面2322的表面。一方面，该拼接部232的结构简单，易于制造。另一方面，拼接部232的结构能够增强框架20的结构强度，从而使其满足机械性能的要求。
进一步的，在本申请的一些实施例中，拼接部232的第二表面2322可以为倾斜的平整面，该平整面的倾斜角度可以为15°～90°，例如15°、30°、45°、60°、75°、90°，具体可参照图6中的(a)～(d)。可以理解的是，在本申请的实施例中，第二表面2322和第三表面2323可以形成15°～90°的角度，这样可以使相邻两个端板中的第二表面2322之间可以形成30°～180°的角度，进而能够使相邻两块端板形成容纳焊接或涂胶的空间，通过该空间对相邻端板进行焊接或涂胶来实现进一步增强框架20的结构强度的目的。
在本申请的另一些实施例中，拼接部232的第二表面2322还可以为弧形面，具体可参照图6中的(e)。可以理解的是，第二表面2322的整面或部分面部为弧形面，这样可使端板之间具有足够的空间实施焊接或涂胶作业，来增强端板之间的连接。
参照图3，在本申请的一些实施例中，第一表面2321与侧板延伸出电池模组本体10的第一延伸部211之间具有间距，这样可方便对侧板和端板实施焊接或涂胶作业，增强端板和侧板的连接强度。
在本申请的一些实施例中，第一表面2321可以向内凹陷形成凹槽，侧板延伸出电池模组本体10的第一延伸部211与上述凹槽相适配，进而能够嵌入凹槽内使侧板与端板之间的连接更加牢固。
此外，在本申请的一些实施例中，第三表面2323设置为平整面，且垂直于第一表面2321。平整面的设置可使拼接部232更易加工，增强制造性。并且端板之间的拼接通过拼接部232的第三表面2323实现，设置为平整面的第三表面2323，它能够提高电池模组1与其他电池模组1之间的连接强度。
进一步的，在本申请的一些实施例中，拼接部232突出于搭接平台231的高度与侧板的厚度相适配，以使电池模组1与其他电池模组1连接时，相邻两个电池模组1中的侧板可相贴合。可以理解的是，相邻端板的拼接部232连接能够形成插槽，该插槽能够容纳相邻两个电池模组1的侧板，且侧板相互贴合连接。在本实施例中，对插槽的形状不做具体限制，可以为三角形、U形、方形等。
在上述的一些实施例中，插槽的宽度与两侧板的厚度相适配，并且插槽的深度与侧板延伸出电池模组本体10的第一延伸部211的长度相适配，这样不仅使相邻两个电池模组1中的侧板相贴合，还可使侧板与搭接平台231和拼接部232的第一表面2321相贴合，从而能够进一步增强框架20的结构强度，达到满足机械性能要求的目的。
在满足机械性能要求的同时，电池模组1中的框架20还需要尽可能轻量化。在本申请的一些实施例中，端板开设有沿端板的宽度方向贯通端板的减重孔233，该减重孔233的设置，能够实现电池模组1的轻量化。
在上述的一些实施例中，对减重孔233的形状和数量不做具体限制，可根据制造工艺及需求进行设计。示例性的，减重孔233的形状可以为方形、圆形、三角形等。在本申请的一些具体实施例中，如图4所示，减重孔233的形状为三角形，并且多个减重孔233间隔设置。
电池模组1在安装时，需要对其进行固定。在本申请的一些实施例中，端板开设有沿端板的厚度方向贯通端板的螺栓孔，通过该螺栓孔和螺 栓的配合，可将电池模组1中的端板与其他部件或装置固定连接。
基于同一发明构思，本申请还提供了一种多电池模组2，参照图7，多电池模组2包括多个上述任一项实施例中的电池模组1，相邻两个电池模组1分别为第一电池模组和第二电池模组，第一电池模组中端板的拼接部232与第二电池模组中端板的拼接部232对准并相连接。
本申请的实施例中，电池模组1之间通过端板的拼接部232连接在一起，当单个电池模组1的框架20发生受力异常现象时，与其连接的其他电池模组1的框架20会将该受力均匀转移至各个电池模组1的框架20上，避免单个电池模组1的框架20因受力异常而损坏。此外，框架20端板的拼接部232可用来与其他电池模组1端板的拼接部232进行连接，因此，可以将任意数量的电池模组1通过框架20进行连接来形成更大能量的多电池模组2，以满足用电装置的能量需求。而对于单个电池模组1，其体积可以保持在合适的大小，无需为了满足用电装置的能量需求而增大单个电池模组1的体积，这使得单个电池模组1的结构强度能够满足机械性能要求，由此形成的多电池模组2，其结构强度也自然能够满足机械性能要求。
参照图8，在本申请的一些实施例中，第一电池模组的侧板与第二电池模组的侧板相贴合并相连接。相邻两个电池模组1中侧板的相贴合并相连接，能够增强相邻电池模组1的框架20的结构强度。
继续参照图8，在本申请的一些实施例中，上述两块侧板均与各自所对应的搭接平台231和拼接部232的第一表面2321相贴合，实现进一步增强电池模组1的框架20的结构强度，达到满足机械性能要求的目的。
可继续参照图8，在本申请的一些实施例中，相邻两个拼接部232通过胶接或焊接方式连接。这样不仅使拼接部232之间的连接更加简化，还可进一步增强相邻电池模组1的框架20的结构强度。
在本申请的一些具体实施例中，相邻两个拼接部232通过胶接方式连接，该连接方式对作业人员要求低，操作简单。
基于同一发明构思，本申请提供了一种电池包3，参照图9，该电池包3括上述实施例中的多电池模组2。
本申请提供的电池包3可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本申请公开的电池模组1、多电池模组2、电池包3等组成该用电装置的电源系统，这样，能够改善用电装置的续航能力。
基于同一发明构思，本申请提供一种用电装置，该用电装置包括多电池模组2或电池包3。该用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
在本申请的一些实施例中，上述用电装置为电动汽车4，如图10所示。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (12)

  1. 一种电池模组，包括电池模组本体和固定所述电池模组本体的框架，所述框架包括：
    第一侧板和第二侧板，所述第一侧板与所述第二侧板相对设置，分别位于所述电池模组本体的两侧，所述侧板均延伸出所述电池模组本体；
    第一端板和第二端板，所述第一端板与所述第二端板相对设置，分别位于所述电池模组本体的两端，所述端板的端部具有搭接平台和突出于所述搭接平台的拼接部；
    其中，所述侧板延伸出所述电池模组本体的部分搭接于所述搭接平台并与所述端板连接，所述端板的拼接部用于与其他电池模组中端板的拼接部连接。
  2. 根据权利要求1所述的电池模组，其中，所述拼接部包括：
    第一表面，所述第一表面为朝向所述侧板的表面；
    第二表面，所述第二表面为背离所述侧板的表面；
    第三表面，所述第三表面为连接所述第一表面和所述第二表面的表面；
    其中，所述第二表面为倾斜的平整面或内凹的弧形面。
  3. 根据权利要求2所述的电池模组，其中，所述第一表面与所述侧板延伸出所述电池模组本体的部分之间具有间距。
  4. 根据权利要求2所述的电池模组，其中，所述第三表面为平整面，且垂直于所述第一表面。
  5. 根据权利要求1-4中任一项所述的电池模组，其中，所述拼接部突出于所述搭接平台的高度与所述侧板的厚度相适配，以使所述电池模组与其他电池模组连接时，相邻两个电池模组中的侧板可相贴合。
  6. 根据权利要求1-5中任一项所述的电池模组，其中，所述端板开设有沿所述端板的宽度方向贯通所述端板的减重孔。
  7. 根据权利要求1-6中任一项所述的电池模组，其中，所述端板开设有沿所述端板的厚度方向贯通所述端板的螺栓孔。
  8. 一种多电池模组，包括多个如权利要求1-7中任一项所述的电池模组，相邻两个所述电池模组分别为第一电池模组和第二电池模组，所述第一电池模组中端板的拼接部与所述第二电池模组中端板的拼接部对准并相连接。
  9. 根据权利要求8所述的多电池模组，其中，所述第一电池模组的侧板与所述第二电池模组的侧板相贴合并相连接。
  10. 根据权利要求8或9所述的多电池模组，其中，相邻两个所述拼接部通过胶接或焊接方式连接。
  11. 一种电池包，包括权利要求8-10中任一项所述的多电池模组。
  12. 一种用电装置，包括权利要求8-10中任一项所述的多电池模组或权利要求11中所述的电池包。
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