CN109994664A - 复合端板以及电池模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合端板以及电池模组。复合端板，包括：刚性基板，沿自身厚度方向上具有相对的第一表面和第二表面，第一表面能够面向单体电池设置；刚性连接板，刚性连接板包括相继分布的连接部和以及朝向连接部弯折的弯钩部，弯钩部嵌入刚性基板，以使刚性连接板连接固定于刚性基板，连接部位于第二表面、且用于与外部结构件连接固定，刚性连接板与刚性基板材料不同。本发明实施例提供一种复合端板能够提高电池模组的自身结构强度。

Description

复合端板以及电池模组

技术领域

本发明涉及动力电池技术领域，特别是涉及一种复合端板以及电池模组。

背景技术

随着技术的发展，动力电池应用范围越来越广，涉及生产或生活。动力电池也称二次电池，为可再充电电池。动力电池被广泛地使用。低容量的动力电池可用于小型电动车辆，高容量的动力电池可用于大型电动车辆，例如混合动力汽车或电动汽车。动力电池成组使用时，需要使用汇流排将每个动力电池串联或并联。通常汇流排与动力电池的正极和负极焊接连接。每个动力电池包括多个电池模组。每个电池模组包括多个单体电池以及用于固定多个单体电池的端板和侧板。端板和侧板围绕所有单体电池设置。现有技术中，端板为一整体结构。端板与侧板通过焊接方式固定安装。随着电池模组的容量不断提升，单体电池在一些情况下自身会发生膨胀，从而会向端板和侧板施加膨胀力，这就导致端板和侧板容易发生变形位移，进而致使侧板与端板之间的焊缝失效。因此，传统的电池模组存在结构强度偏低的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种复合端板以及电池模组。复合端板能够提高电池模组的自身结构强度。

一方面，本发明实施例提出了一种用于电池模组的复合端板，包括：刚性基板，沿自身厚度方向上具有相对的第一表面和第二表面，第一表面能够面向单体电池设置；刚性连接板，刚性连接板包括相继分布的连接部和以及朝向连接部弯折的弯钩部，弯钩部嵌入刚性基板，以使刚性连接板连接固定于刚性基板，连接部位于第二表面、且用于与外部结构件连接固定，刚性连接板与刚性基板材料不同、且刚性连接板为金属材质。

根据本发明实施例的一个方面，刚性基板和刚性连接板均为金属材质；或者，刚性基板为非金属材质，刚性连接板为金属材质。

根据本发明实施例的一个方面，连接部通过紧固件与刚性基板连接固定。

根据本发明实施例的一个方面，刚性基板上设置有沿厚度方向延伸的贯通孔，连接部上设置有与贯通孔相对应的连接孔，紧固件穿过连接孔和贯通孔，以将连接部和刚性基板连接固定。

根据本发明实施例的一个方面，刚性连接板的数量为两个，两个刚性连接板沿刚性基板的长度方向间隔设置。

根据本发明实施例的一个方面，两个刚性连接板各自的弯钩部相向设置。

根据本发明实施例的一个方面，两个刚性连接板沿刚性基板的中轴线对称设置。

根据本发明实施例的一个方面，刚性基板包括与弯钩部形状相匹配的定位槽，定位槽沿刚性基板的高度方向延伸，弯钩部能够沿高度方向插接于定位槽。

根据本发明实施例的一个方面，刚性基板还包括与连接部形状相匹配的容纳槽，容纳槽从第二表面朝第一表面凹陷、且与定位槽相连通，连接部沉入容纳槽，连接部背向刚性基板的表面与第二表面相齐平。

根据本发明实施例的一个方面，弯钩部包括相交设置的第一延伸段和第二延伸段，弯钩部通过第一延伸段与连接部相连接，第二延伸段与连接部位于第一延伸段的同一侧。

根据本发明实施例的一个方面，连接部包括相继分布的第一平直段、与第一平直段相交设置的中间过渡段以及与第一平直段平行设置、且与中间过渡段相连接的第二平直段，连接部通过第一平直段与弯钩部相连接，连接部通过第二平直段与刚性基板连接固定。

根据本发明实施例提供的复合端板，包括材质不同的刚性基板和刚性连接板。复合端板应用于电池模组时，刚性连接板用于与侧板连接固定。刚性连接板和侧板可以采用相同的材质，并且彼此能够通过焊接的方式连接。这样，刚性连接板和侧板的焊缝强度大，提高焊缝抗拉应力能力，从而复合端板能够承受更大的单体电池膨胀变形力，提高电池模组整体的结构可靠性。另外，刚性基板的材质可以根据实际生产需求灵活选择，适应能力强。

另一个方面，本发明实施例提供一种电池模组，包括：多个单体电池，多个单体电池并排设置；固定框架，套设于所有单体电池的外周，固定框架包括两个上述的复合端板以及两个侧板，复合端板和侧板围绕多个单体电池依次交替设置，侧板与刚性连接板的材质相同、且与连接部连接固定。

附图说明

下面将通过参考附图来描述本发明示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本发明一实施例的具有复合端板的电池模组的结构示意图；

图2是本发明一实施例的复合端板和侧板连接结构示意图；

图3是本发明一实施例的复合端板的分解结构示意图；

图4是本发明一实施例的复合端板的整体结构示意图；

图5是图4中A-A剖视结构示意图；

图6是本发明一实施例的刚性连接板的结构示意图。

在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。

标记说明：

1、复合端板；

2、侧板；

3、刚性基板；3a、第一表面；3b、第二表面；31、贯通孔；32、定位槽；33、容纳槽；

4、刚性连接板；41、连接部；411、连接孔；412、第一平直段；413、中间过渡段；414、第二平直段；42、弯钩部；421、第一延伸段；422、第二延伸段；

5、紧固件；

99、单体电池；

X、厚度方向；Y、长度方向；Z、高度方向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明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发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；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发明和简化描述，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发明的限制。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。

在本发明的描述中，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发明中的具体含义。

为了更好地理解本发明，下面结合图1至图6根据本发明实施例的复合端板1进行详细描述。

图1示意性地显示了应用本实施例的复合端板1的电池模组的结构。图2示意性地显示了本实施例的复合端板1和侧板2连接形成固定框架结构。图3示意性地显示了本实施例的复合端板1的分解结构。图4示意性地显示了本实施例的复合端板1结构。图5示意性地显示了图4中A-A向剖视结构。图6示意性地显示了本实施例的刚性连接板4的结构。

如图1、图2所示，本发明实施例的复合端板1用于电池模组。本实施例的电池模组包括沿一方向排列的多个单体电池99、两个本发明实施例的复合端板1以及两个侧板2。多个单体电池99形成一个组合体。两个复合端板1分别沿单体电池99排列方向设置于组合体的相对两侧。两个侧板2分别沿与单体电池99排列方向相垂直的方向间隔设置，并各自与两个复合端板1相连接。两个复合端板1和两个侧板2共同构成一个固定框架，以固定多个单体电池99。

如图3所示，本发明实施例的复合端板1包括刚性基板3以及刚性连接板4。

刚性基板3具有预定的长度、高度和厚度，可以根据需要灵活选择尺寸。刚性基板3具有沿自身厚度方向X上相对的第一表面3a和第二表面3b。复合端板1用于电池模组时，复合端板1的第一表面3a能够面向单体电池99设置，通常第一表面3a为平面，以与方形结构的单体电池99的外表面贴合，避免挤压单体电池99的壳体。刚性基板3的第二表面3b背向单体电池99而朝向外部环境。

本实施例的刚性连接板4包括相继分布的连接部41和以及朝向连接部41弯折的弯钩部42。弯钩部42嵌入刚性基板3，以使刚性连接板4准确定位于刚性基板3、且刚性连接板4不易从刚性基板3上脱落。连接部41与刚性基板3连接固定，以使刚性连接板4连接固定于刚性基板3。连接部41位于第二表面3b、且用于与外部结构件连接固定。刚性连接板4与刚性基板3材料不同。可选地，刚性基板3和刚性连接板4均为金属材质，或者，刚性基板3为非金属材质，刚性连接板4为金属材质。

在一个实施例中，电池模组的侧板2能够与刚性连接板4的连接部41连接固定。单体电池99发生膨胀变形时，侧板2会对连接部41施加拉应力。由于刚性连接板4的弯钩部42嵌入刚性基板3，因此刚性连接板4能够承载来自侧板2的拉应力。弯钩部42能够牢固地连接于刚性基板3，能够阻止连接部41受到拉应力作用而沿刚性基板3的长度方向Y发生移动。可选地，侧板2和刚性连接板4均为钢材质，从而两者可以通过焊接的方式连接固定，连接方式简单易操作。均为钢材质的侧板2和刚性连接板4相互焊接后，两者连接强度高，能够承载更大的应力，避免单体电池99发生膨胀变形时产生的膨胀变形力将侧板2和刚性连接板4的连接处容易地拉断。这样，侧板2和刚性连接板4的焊缝强度大，提高焊缝抗拉应力能力，从而复合端板1能够承受更大的单体电池99膨胀变形力，提高电池模组整体的结构可靠性，阻止电池模组的外形尺寸受到单体电池99膨胀变形作用而发生变化。可以理解地，侧板2和刚性连接板4也可以均为其它满足连接强度要求的相同金属材质。

本发明实施例的复合端板1应用于电池模组时，本实施例的复合端板1的刚性基板3和单体电池99相邻设置，刚性连接板4用于与侧板2连接固定。本实施例中，刚性基板3上设置的刚性连接板4的数量可以是一个。两个侧板2分别与刚性连接板4连接固定。两个侧板2能够同时拉紧刚性连接板4，并通过刚性基板3将拉紧力传递至单体电池99，抵消单体电池99的膨胀变形力。刚性基板3上设置的刚性连接板4的数量也可以是两个。两个刚性连接板4沿刚性基板3的长度方向Y间隔设置。一个侧板2与一个刚性连接板4连接固定，另一个侧板2与另一个刚性连接板4连接固定。

在一个实施例中，刚性基板3上设置的刚性连接板4的数量为两个。两个刚性连接板4各自的弯钩部42相向设置。两个刚性连接板4受到拉应力作用时，两个弯钩部42的移动趋势相反，从而使得刚性基板3整体受力均衡。进一步地，两个刚性连接板4沿刚性基板3的中轴线对称设置。该中轴线沿刚性基板3的高度方向Z延伸。两个刚性连接板4各自对刚性基板3的作用力处于平衡状态，避免刚性基板3受力后，在自身长度方向Y上的一侧产生的转动力矩大于另一侧产生的转动力矩而围绕自身的中轴线发生转动，进一步提高刚性基板3的位置稳定性。

可选地，刚性基板3上设置的刚性连接板4的数量为两个时，刚性基板3具有凸出第二表面3b的凸部。凸部设置于两个刚性连接板4之间。当侧板2与刚性连接板4连接固定后，侧板2背向刚性基板3的表面与凸部的顶端面相齐平，从而不影响电池模组的整体尺寸。

当多个单体电池99中至少一个单体电池99发生膨胀变形时，膨胀变形力传递至刚性连接板4和侧板2。电池模组通过侧板2与刚性连接板4连接固定来保证自身整体结构稳定性。单体电池99发生膨胀产生膨胀变形力时，两个侧板2会对刚性连接板4施加沿刚性基板3的长度方向Y的拉紧力，从而使得刚性基板3整体对单体电池99施加压应力以抵消单体电池99的膨胀变形力，阻止复合端板1整体朝远离单体电池99的方向移动或变形。

由于刚性基板3主要承受来自侧板2的拉应力，因此刚性基板3的材质选用更加灵活。在一个实施例中，刚性连接板4和侧板2的材质均为钢。优选地，侧板2和刚性连接板4均为不锈钢，连接强度高，抗腐蚀性能好。在相同材质的侧板2和刚性连接板4之间的连接刚度满足要求的前提下，刚性基板3的密度可以小于刚性连接板4的密度。可选地，刚性基板3的材质可以为工程塑料、玻璃钢或碳纤维，从而能够减轻复合端板1整体重量。可选地，刚性基板3的材质也可以为铝或铝合金，便于采用挤压成型和机加工成型完成加工制造。

本发明实施例的刚性连接板4的弯钩部42可以与刚性基板3不可拆卸连接。例如，当刚性基板3的材质为工程塑料时，可以采用注塑的方式将弯钩部42直接埋入刚性基板3。当刚性基板3的材质为铝时，可以采用模铸的方式将弯钩部42直接埋入刚性基板3。

本发明实施例的刚性连接板4的弯钩部42也可以与刚性基板3为可拆卸连接，方便刚性连接板4和刚性基板3分别单独加工制造，然后再进行组装，同时也便于更换或维护刚性连接板4。

如图4、图5所示，本发明实施例的连接部41通过紧固件5与刚性基板3连接固定，进一步提高刚性连接板4与刚性基板3的连接强度，以避免刚性连接板4和刚性基板3之间连接失效而彼此发生分离。

在一个实施例中，刚性基板3上设置有沿自身厚度方向X延伸的贯通孔31。连接部41上设置有与贯通孔31相对应的连接孔411。紧固件5包括相对的两个端部。紧固件5穿过连接孔411和贯通孔31，并且一端与连接部41相连接，另一端与刚性基板3相连接，以将连接部41和刚性基板3连接形成一个整体的复合端板1。贯通孔31可以是阶梯孔，从而使得紧固件5上与刚性基板3相连接的一端位于贯通孔31内，避免凸出于第一表面3a而抵压于单体电池99外壳。可选地，紧固件5可以是螺钉，贯通孔31为螺纹孔，螺钉的一端穿过连接孔411并与贯通孔31螺纹连接。紧固件5也可以是铆钉，使得刚性连接板4和刚性基板3铆接连接。该铆钉可以选用拉铆钉，连接过程方便、快速。

在一个实施例中，刚性基板3包括与弯钩部42形状相匹配的定位槽32。定位槽32沿刚性基板3的高度方向Z延伸、且贯穿刚性基板3的顶端面和底端面。弯钩部42能够沿高度方向Z插接于定位槽32。定位槽32包括设置于第二表面3b上的开口。定位槽32能够对刚性连接板4的位置进行准确定位，以便于刚性连接板4与刚性基板3连接固定。弯钩部42***至预定位置时，使用紧固件5将连接部41和刚性基板3连接固定。

本发明实施例的刚性基板3还包括与连接部41形状相匹配的容纳槽33。容纳槽33从第二表面3b朝第一表面3a凹陷、且与定位槽32相连通。容纳槽33沿刚性基板3的高度方向Z延伸、且贯穿刚性基板3的顶端面和底端面。连接部41沉入容纳槽33，以使连接部41背向刚性基板3的表面的一部分与第二表面3b相齐平。连接部41的自由端能够抵压于容纳槽33的侧壁上，从而当侧板2对连接部41施加沿刚性基板3的长度方向Y的拉紧力时，该侧壁能够对连接部41施加与拉紧力反向的阻力，从而抵消该拉紧力，避免连接部41沿刚性基板3的长度方向Y发生移动。侧板2的一端朝刚性基板3的第二表面3b翻折并与刚性连接板4的连接部41连接固定。侧板2能够与第二表面3b和连接部41背向刚性基板3的表面同时接触，避免侧板2与第二表面3b之间留有缝隙，从而增大了侧板2和刚性基板3的受力面积，使得刚性基板3受力更加均衡。

如图6所示，本发明实施例的弯钩部42包括相交设置的第一延伸段421和第二延伸段422。弯钩部42通过第一延伸段421与连接部41相连接。第二延伸段422与连接部41位于第一延伸段421的同一侧。弯钩部42的第一延伸段421沿刚性基板3的厚度方向X延伸，主要承受沿刚性基板3的长度方向Y上的应力，例如侧板2传递至刚性连接板4的拉应力。弯钩部42的第二延伸段422沿刚性基板3的长度方向Y延伸，主要承受沿刚性基板3的厚度方向X上的应力。这样，刚性连接板4能够同时承受沿刚性基板3的长度方向Y和厚度方向X的作用力，承载能力更强，自身位置稳定性好。可选地，第一延伸段421与连接部41相垂直，第一延伸段421和第二延伸段422相垂直。

弯钩部42和刚性基板3可拆卸连接时，刚性基板3上设置的定位槽32相应地包括与第一延伸段421相匹配的第一槽体和与第二延伸段422相匹配的第二槽体。第一槽体沿刚性基板3的厚度方向X延伸。第二槽体沿刚性基板3的长度方向Y延伸、且与第一槽体相连通。

本发明实施例的连接部41呈台阶状结构，其包括相继分布的第一平直段412、与第一平直段412相交设置的中间过渡段413以及与第一平直段412平行设置、且与中间过渡段413相连接的第二平直段414。连接部41通过第一平直段412与弯钩部42相连接，连接部41通过第二平直段414与刚性基板3连接固定。相应地，容纳槽33为台阶状结构。容纳槽33包括沿刚性基板3的长度方向Y分布的第一槽段和第二槽段。第二槽段的深度大于第一槽段。连接部41的第一平直段412沉入第一槽段，第二平直段414沉入第二槽段。第一平直段412上背向刚性基板3的表面与第二表面3b相齐平。第二平直段414背向刚性基板3的与第二表面3b相隔预定距离，从而侧板2与第二平直段414之间会预留有间隙。连接部41使用紧固件5与刚性基板3连接固定时，该间隙能够用于容纳紧固件5凸出连接部41的端部，避免该端部凸出第二表面3b而抵压于侧板2以使侧板2发生变形。

本发明实施例的复合端板1，包括材质不同的刚性基板3和刚性连接板4。复合端板1应用于电池模组时，刚性连接板4用于与侧板2连接固定。刚性连接板4和侧板2可以采用相同的材质，并且彼此能够通过焊接的方式连接。这样，刚性连接板4和侧板2的焊缝强度大，提高焊缝抗拉应力能力，从而复合端板1能够承受更大的单体电池99膨胀变形力，提高电池模组整体的结构可靠性。另外，刚性基板3的材质可以根据实际生产需求灵活选择，适应能力强。

本发明实施例还提供一种电池模组，其包括多个单体电池99以及固定框架。多个单体电池99沿一方向并排设置。固定框架套设于所有单体电池99的外周以将多个单体电池99进行固定。固定框架包括两个侧板2以及两个上述实施例的复合端板1。多个单体电池99形成一个组合体。组合体沿单体电池99的排列方向相对的两侧各自设置有一个复合端板1。复合端板1和侧板2围绕所有单体电池99依次交替设置。组合体沿与单体电池99的排列方向相垂直的两侧各自设置有一个侧板2。复合端板1和侧板2围绕所有单体电池99依次交替设置。侧板2与刚性连接板4的材质相同。设置于多个单体电池99两侧的两个刚性连接板4通过两个侧板2相连接。可选地，每个侧板2呈U形结构，两端翻折至刚性基板3的第二表面3b一侧，并与刚性连接板4的连接部41连接固定。

在一个实施例中，侧板2和刚性连接板4的材质均为钢。优选地，侧板2和刚性连接板4的材质均为不锈钢。这样，刚性连接板4和侧板2可以通过焊接的方式连接固定，同时两者焊接形成的焊缝强度大，进而能够承受更大的来自单体电池99膨胀产生的膨胀变形力，有效减小复合端板1朝远离单体电池99的方向的移动量或变形量，提高电池模组整体的结构可靠性。

复合端板1上设置有两个沿刚性基板3的高度方向Z延伸的安装孔。两个安装孔沿刚性基板3的长度方向Y间隔设置。使用螺钉穿过复合端板1上设置的安装孔，再与外部结构件，例如箱体螺纹连接固定，以便于快速且可靠地将电池模组连接固定于外部结构件。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，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。本发明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技术方案。

Claims (10)

1.一种用于电池模组的复合端板，包括：

刚性基板，沿自身厚度方向上具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面能够面向所述单体电池设置；

刚性连接板，所述刚性连接板包括相继分布的连接部和以及朝向所述连接部弯折的弯钩部，所述弯钩部嵌入所述刚性基板，以使所述刚性连接板连接固定于所述刚性基板，所述连接部位于所述第二表面、且用于与外部结构件连接固定，所述刚性连接板与所述刚性基板材料不同。

2.根据权利要求1所述的复合端板，其特征在于：

所述刚性基板和所述刚性连接板均为金属材质；或者，

所述刚性基板为非金属材质，所述刚性连接板为金属材质。

3.根据权利要求1所述的复合端板，其特征在于，所述连接部通过紧固件与所述刚性基板连接固定，所述刚性基板上设置有沿所述厚度方向延伸的贯通孔，所述连接部上设置有与所述贯通孔相对应的连接孔，所述紧固件穿过所述连接孔和所述贯通孔，以将所述连接部和所述刚性基板连接固定。

4.根据权利要求1所述的复合端板，其特征在于，所述刚性连接板的数量为两个，两个所述刚性连接板沿所述刚性基板的长度方向间隔设置。

5.根据权利要求4所述的复合端板，其特征在于，两个所述刚性连接板各自的所述弯钩部相向设置，两个所述刚性连接板沿所述刚性基板的中轴线对称设置。

6.根据权利要求1至5任一项所述的复合端板，其特征在于，所述刚性基板包括与所述弯钩部形状相匹配的定位槽，所述定位槽沿所述刚性基板的高度方向延伸，所述弯钩部能够沿所述高度方向插接于所述定位槽。

7.根据权利要求6所述的复合端板，其特征在于，所述刚性基板还包括与所述连接部形状相匹配的容纳槽，所述容纳槽从所述第二表面朝所述第一表面凹陷、且与所述定位槽相连通，所述连接部沉入所述容纳槽，所述连接部背向所述刚性基板的表面与所述第二表面相齐平。

8.根据权利要求1所述的复合端板，其特征在于，所述弯钩部包括相交设置的第一延伸段和第二延伸段，所述弯钩部通过所述第一延伸段与所述连接部相连接，所述第二延伸段与所述连接部位于所述第一延伸段的同一侧。

9.根据权利要求1所述的复合端板，其特征在于，所述连接部包括相继分布的第一平直段、与所述第一平直段相交设置的中间过渡段以及与所述第一平直段平行设置、且与中间过渡段相连接的第二平直段，所述连接部通过所述第一平直段与所述弯钩部相连接，所述连接部通过所述第二平直段与所述刚性基板连接固定。

10.一种电池模组，包括：

多个单体电池，多个所述单体电池并排设置；

固定框架，套设于所有所述单体电池的外周，所述固定框架包括两个如权利要求1至9任一项所述的复合端板以及两个侧板，所述复合端板和所述侧板围绕多个所述单体电池依次交替设置，所述侧板与所述刚性连接板的材质相同、且与所述连接部连接固定。