CN110085780A - 一种轻质高强度的电池模组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轻质高强度的电池模组，包括并列设置的若干方形电芯，所述若干方形电芯的两侧分别设有侧板，所述若干方形电芯的两端分别设有塑料端板，相邻的端板和侧板通过连接单元配合设置；所述若干方形电芯的顶部顺次扣设有隔离线束板和上盖；相邻的所述方形电芯间设有粘胶层，任一所述端板与对应端部的方形电芯间设有粘胶层。本发明能在保证电池模组强度的情况下降低电池模组的重量，提高电池模组的线束隔离板的利用率，电池模组的上盖成本低，电池模组整体成本低，塑料端板可以与侧板有效对接，保证电池模组的整体强度和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及用于直接转变化学能为电能的方法或装置，例如电池组的技术领域，特别涉及一种轻质高强度的电池模组。
背景技术
目前在国家的支持和市场的利好下，动力锂电池行业发展非常迅速，其应用已经扩展到了电动大巴、电动小汽车、微公交和储能等领域，而随着动力锂电池的大规模应用，日益凸显的问题也越来越多，总的来说，包括了固定、散热、电连接、采样和模组的正负极输出几方面。
现有技术中，方形电芯模组是使用率非常高的一种动力锂电池，其一般采用金属端板与金属侧板进行对应焊接的形式构成外部框架，由于金属端板和金属侧板的重量较大，且绝缘较差，故也有采用整体式塑料框架的技术，然而整体式塑料框架对加工精度要求非常高，需要极大的成本支持，并且不适合样品制作；同时，上述两种情况均需使用厚度1mm以上的塑胶上盖，重量较大且需要塑胶模具支持，成本较大。
发明内容
本发明解决了现有技术中，采用金属端板和侧板时电池模组重量大、绝缘差，而采用整体式塑料框架时对加工精度要求非常高、不适合样品制作，且两种情况均需使用厚度1mm以上的塑胶上盖，重量大、成本大的问题，提供了一种优化结构的轻质高强度的电池模组。
本发明所采用的技术方案是，一种轻质高强度的电池模组，包括并列设置的若干方形电芯，所述若干方形电芯的两侧分别设有侧板，所述若干方形电芯的两端分别设有塑料端板，相邻的端板和侧板通过连接单元配合设置；所述若干方形电芯的顶部顺次扣设有隔离线束板和上盖；相邻的所述方形电芯间设有粘胶层，任一所述端板与对应端部的方形电芯间设有粘胶层。
优选地，所述端板包括端板本体，所述端板的两侧在竖直方向上贯穿嵌设有金属柱，任一所述金属柱中沿竖直方向设有长通孔。
优选地，所述金属柱的外侧沿竖直方向设有若干凸台，所述端板本体内对应凸台设有若干凹槽，所述凸台和凹槽配合设置。
优选地，所述端板两侧沿竖直方向对应分别设有至少2个凸块，所述连接单元包括绑带，所述绑带嵌设于端板每侧相邻的凸块间。
优选地，所述端板两侧沿竖直方向对应分别设有焊接平面，所述连接单元包括一体化设于侧板前端和后端的连接片，所述连接片与对应侧的焊接平面焊接。
优选地，所述端板设有若干格栅形扎线墙，所述扎线墙侧部的端板上嵌设有加强筋。
优选地，所述上盖包括盖面和垂直设于盖面底部边缘的盖边；与方形电芯设置方向平行的所述盖边的前端和后端内侧设有防护翻边。
优选地，所述隔离线束板包括沿方形电芯设置方向设置的若干子隔离线束板；相邻的所述子隔离线束板间配合设置；任一所述子隔离线束板朝向电池模组的两侧向外设有∩型隔离块，所述子隔离线束板与上盖配合设置；任一所述子隔离线束板的顶部设有若干承重柱。
优选地，所述子隔离线束板的一侧前端设有卡槽，另一侧前端设有卡扣，所述子隔离线束板对应卡槽一侧的后端设有卡扣，所述子隔离线束板对应卡扣一侧的后端设有卡槽。
优选地，任一所述端板与对应端部的方形电芯间设有隔离层。
本发明提供了一种优化结构的轻质高强度的电池模组，通过将壳体中若干方形电芯两端的端板设置为塑料端板，减轻整体的重量，以连接单元组合若干方形电芯两端的端板及对应的侧板，保证壳体四周连接可靠，以相邻的方形电芯间及端板与对应端部的方形电芯间的粘胶层保证电池模组的整体强度；通过在若干方形电芯的顶部顺次扣设隔离线束板和上盖，保证壳体的整体完整。
本发明能在保证电池模组强度的情况下降低电池模组的重量，提高电池模组的线束隔离板的利用率，电池模组的上盖成本低，电池模组整体成本低，塑料端板可以与侧板有效对接，保证电池模组的整体强度和稳定性。
附图说明
图1为实施例1的结构示意图；
图2为实施例1省去连接单元的***图结构示意图；
图3为实施例1中端板的结构示意图；
图4为实施例2除去隔离线束板及上盖的结构示意图；
图5为实施例2中端板的结构示意图；
图6为本发明中金属柱的立体图结构示意图；
图7为本发明中金属柱的后视图结构示意图；
图8为本发明中金属柱与端板配合的局部结构示意图；
图9为本发明中金属柱与端板配合的剖视图结构示意图；
图10为本发明中子隔离线束板的结构示意图；
图11为本发明中上盖未成型时的结构示意图；
图12为本发明中上盖成型后的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述，但本发明的保护范围并不限于此。
本发明涉及一种轻质高强度的电池模组，包括并列设置的若干方形电芯1，所述若干方形电芯1的两侧分别设有侧板2，所述若干方形电芯1的两端分别设有塑料端板3，相邻的端板3和侧板2通过连接单元配合设置；所述若干方形电芯1的顶部顺次扣设有隔离线束板4和上盖5；相邻的所述方形电芯1间设有粘胶层，任一所述端板3与对应端部的方形电芯1间设有粘胶层。
本发明中，电池模组整体包括壳体和设置在壳体中的若干并列的方形电芯1。
本发明中，壳体包括设置在所有方形电芯1两侧的侧板2和设置在所有方形电芯1前端和后端的端板3，其中，侧板2可以为塑料侧板2或金属侧板2，端板3为塑料端板，可以减轻整体的重量，并以连接单元组合若干方形电芯1两端的端板3及对应的侧板2，保证壳体四周连接可靠。
本发明中，进一步地，在相邻的方形电芯1间设置粘胶层，在最前端和最后端的方形电芯1与端板3的对应端面也设置粘胶层，保证电池模组的整体强度。
本发明中，还可以选择在侧板2与方形电芯1的侧面间设置粘胶层，进一步加强电池模组的整体适配，增加电池模组的强度。
本发明中，在若干方形电芯1的顶部顺次扣设隔离线束板4和上盖5，保证壳体的整体完整。
本发明能在保证电池模组强度的情况下降低电池模组的重量，提高电池模组的线束隔离板4的利用率，电池模组的上盖5成本低，电池模组整体成本低，塑料端板3可以与侧板2有效对接，保证电池模组的整体强度和稳定性。
所述端板3包括端板3本体，所述端板3的两侧在竖直方向上贯穿嵌设有金属柱6，任一所述金属柱6中沿竖直方向设有长通孔7。
所述金属柱6的外侧沿竖直方向设有若干凸台8，所述端板3本体内对应凸台8设有若干凹槽9，所述凸台8和凹槽9配合设置。
本发明中，端板3的整个面为塑料件，同时在端板3的左右两侧通过注塑的手段加入金属柱6，并一体成型，减少了端板3的重量的同时保障了电池模组四个角处的强度，即保障了电池模组的整体强度。
本发明中，一则为了满足注塑金属柱6和端板3间的嵌设定位关系，二则为了增加金属柱6和端板3间的咬合力、保证电池模组的强度，故在金属柱6的外侧沿竖直方向设置若干凸台8，并在端板3的嵌孔10的孔壁上对应设置凹槽9，塑料端板3将金属柱6牢固地包围起来，形成紧密连接的整体，以凸台8增加金属柱6和端板3的接触面积，并且可以直接传导该平面方向上的力，增加强度；一般来说，为了保证其他部件的适配，凸台8设置在金属柱6朝向方形电芯1的一侧。
本发明中，为了进一步明确金属柱6与端板3间的关系、保证电池模组整体的结构精度，在金属柱6上沿竖直方向设置若干定位槽31，保证金属柱6在端板中的位置。
本发明中，一般情况下，凸台8可以包括设置在金属柱6朝向方形电芯1的一侧的2个沿竖直方向的长凸台8，用于提高金属柱6在塑料端板3中整体的连接强度，防止两者由于受力导致位移，造成强度失效，同时，还可以在2个长凸台8间沿竖直方向设置间断式的短凸台8，增强咬合力。
本发明中，在金属柱6中沿竖直方向设置长通孔7，其主要适用于将电池模组安装在电池包内的情况，以长螺栓贯穿长通孔7，完成电池模组在电池包内的组装；一般情况下，一个金属柱6中设置2个长通孔7。
本发明中，关于壳体的整体配合包括至少2种实施方案。
实施例1
所述端板3两侧沿竖直方向对应分别设有至少2个凸块11，所述连接单元包括绑带12，所述绑带12嵌设于端板3每侧相邻的凸块11间。
本实施例中，在端板3两侧沿竖直方向对应分别设置至少2个凸块11，即至少产生一个凹陷区域，以2个凸块11为例，每个端板3每侧的凹陷区域13处于同一高度，故在端板3每侧对应的相邻凸块11间的凹陷区域13内内嵌设置绑带12，起到捆扎的作用。
本实施例中，绑带12可以设置为PET塑料钢带。
实施例2
所述端板3两侧沿竖直方向对应分别设有焊接平面14，所述连接单元包括一体化设于侧板2前端和后端的连接片15，所述连接片15与对应侧的焊接平面14焊接。
本实施例中，在端板3两侧沿竖直方向对应分别设有焊接平面14，焊接平面14可以是嵌设在塑料端板3内的金属平面，也可以直接将端板3的前端面3去除、露出前述的金属柱6，进而与侧板2前端和后端的连接片15进行焊接；显而易见地，连接片15为金属片。
本发明中，与传统的金属端板3比起来，实施例1和2的塑料端板3的重量大约为金属端板3的50%，而实施例2中还可以采用焊接的手段进行组装，焊接后的强度可以达到一致；利用这种端板3可以大大降低电池模组重量，从而提高电池模组的成组效率，并且塑料端板3整体绝缘，可以除去传统金属端板3模组中用于隔离端板3与电芯1之间的绝缘部件，提高模组的装配效率，节省成本。
所述端板3设有若干格栅形扎线墙16，所述扎线墙16侧部的端板3上嵌设有加强筋17。
本发明中，以格栅形扎线墙16为电池模组安装在电池包内提供线束捆扎位置，在扎线墙16侧部设置加强筋17，增强塑料端板3的强度。
本发明中，为了保证端板3安装的可靠性，在端板3上部设置若干方形螺母安装孔18，采用宽度为10mm的方形螺母，将安装孔18的尺寸设置为略小于10mm，通过过盈配合将方形螺母牢固地安装在端板3内；一般情况下，方形螺母安装孔18的周围亦设置加强筋30，保证连接的可靠。
所述上盖5包括盖面19和垂直设于盖面底部边缘的盖边20；与方形电芯1设置方向平行的所述盖边20的前端和后端内侧设有防护翻边21。
本发明中，为了防止上盖5在四角位置存在缝隙而导致的高电压从四角的缝隙与电池模组内部的导电部件共同作用产生的击穿，故在片材塑料的四角处增加防护翻边21，一般情况下，防护翻边21朝向上盖5内部，提高防护效率，防止击穿。
本发明中，上盖5设置为塑料上盖5，为了便于设置，可以采用片材塑料翻折成型，即盖面19和盖边20通过一张片材在四角处开设剪切口后翻折成型，此为折纸的常规技术，本领域技术人员可以配合附图进行理解。
本发明中，在盖边20上设置若干安装孔22，用于配合塑料卡扣与电池模组进行配合，显而易见地，防护翻边21上也对应设有安装孔22。
所述隔离线束板4包括沿方形电芯1设置方向设置的若干子隔离线束板23；相邻的所述子隔离线束板23间配合设置；任一所述子隔离线束板23朝向电池模组的两侧向外设有∩型隔离块24，所述子隔离线束板23与上盖5配合设置；任一所述子隔离线束板23的顶部设有若干承重柱25。
所述子隔离线束板23的一侧前端设有卡槽26，另一侧前端设有卡扣27，所述子隔离线束板23对应卡槽26一侧的后端设有卡扣27，所述子隔离线束板23对应卡扣27一侧的后端设有卡槽26。
本发明中，隔离线束板4由若干个子隔离线束板23连接而成，以每个子隔离线束板23朝向电池模组的两侧外侧的∩型隔离块24完成电气隔离。
本发明中，∩型隔离块24上设置有安装孔22，此安装孔22与前述盖边20的安装孔22可以进行配合，通过塑料安装螺母进行紧配，保证电池模组的整体强度。
本发明中，为了保证电池包中的电池模组上方能承受一定的重物，故在每个子隔离线束板23的顶部设有若干承重柱25，一般情况下，承重柱25为4个。
本发明中，为了增强对接的强度，子隔离线束板23的对接结构斜向设置，通过两个斜对角上的卡扣27与两个斜对角上的卡槽26分别对应配合，可以将多个子隔离线束板23单体组成一长串的隔离线束板4整体，安装在模组上。
本发明中，原则上，在隔离线束板4上需要设置正负极保护盖29，保证电气安全。
任一所述端板3与对应端部的方形电芯1间设有隔离层28。
本发明中，在端板3与对应端部的方形电芯1间设置隔离层28，用于模组输出极处的绝缘，且可以隔离塑料端板3中嵌入的金属柱6与导电铝排，提高电池模组的安全性能。
本发明通过将壳体中若干方形电芯1两端的端板3设置为塑料端板3，减轻整体的重量，以连接单元组合若干方形电芯1两端的端板3及对应的侧板2，保证壳体四周连接可靠，以相邻的方形电芯1间及端板3与对应端部的方形电芯1间的粘胶层保证电池模组的整体强度；通过在若干方形电芯1的顶部顺次扣设隔离线束板4和上盖5，保证壳体的整体完整。本发明能在保证电池模组强度的情况下降低电池模组的重量，提高电池模组的线束隔离板4的利用率，电池模组的上盖5成本低，电池模组整体成本低，塑料端板3可以与侧板2有效对接，保证电池模组的整体强度和稳定性。
Claims (10)
1.一种轻质高强度的电池模组，包括并列设置的若干方形电芯，其特征在于：所述若干方形电芯的两侧分别设有侧板，所述若干方形电芯的两端分别设有塑料端板，相邻的端板和侧板通过连接单元配合设置；所述若干方形电芯的顶部顺次扣设有隔离线束板和上盖；相邻的所述方形电芯间设有粘胶层，任一所述端板与对应端部的方形电芯间设有粘胶层。
2.根据权利要求1所述的一种轻质高强度的电池模组，其特征在于：所述端板包括端板本体，所述端板的两侧在竖直方向上贯穿嵌设有金属柱，任一所述金属柱中沿竖直方向设有长通孔。
3.根据权利要求2所述的一种轻质高强度的电池模组，其特征在于：所述金属柱的外侧沿竖直方向设有若干凸台，所述端板本体内对应凸台设有若干凹槽，所述凸台和凹槽配合设置。
4.根据权利要求1所述的一种轻质高强度的电池模组，其特征在于：所述端板两侧沿竖直方向对应分别设有至少2个凸块，所述连接单元包括绑带，所述绑带嵌设于端板每侧相邻的凸块间。
5.根据权利要求1所述的一种轻质高强度的电池模组，其特征在于：所述端板两侧沿竖直方向对应分别设有焊接平面，所述连接单元包括一体化设于侧板前端和后端的连接片，所述连接片与对应侧的焊接平面焊接。
6.根据权利要求1所述的一种轻质高强度的电池模组，其特征在于：所述端板设有若干格栅形扎线墙，所述扎线墙侧部的端板上嵌设有加强筋。
7.根据权利要求1所述的一种轻质高强度的电池模组，其特征在于：所述上盖包括盖面和垂直设于盖面底部边缘的盖边；与方形电芯设置方向平行的所述盖边的前端和后端内侧设有防护翻边。
8.根据权利要求1所述的一种轻质高强度的电池模组，其特征在于：所述隔离线束板包括沿方形电芯设置方向设置的若干子隔离线束板；相邻的所述子隔离线束板间配合设置；任一所述子隔离线束板朝向电池模组的两侧向外设有∩型隔离块，所述子隔离线束板与上盖配合设置；任一所述子隔离线束板的顶部设有若干承重柱。
9.根据权利要求8所述的一种轻质高强度的电池模组，其特征在于：所述子隔离线束板的一侧前端设有卡槽，另一侧前端设有卡扣，所述子隔离线束板对应卡槽一侧的后端设有卡扣，所述子隔离线束板对应卡扣一侧的后端设有卡槽。
10.根据权利要求1所述的一种轻质高强度的电池模组，其特征在于：任一所述端板与对应端部的方形电芯间设有隔离层。
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