CN113644385B - 一种电芯模组组装方法、电芯模组及电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于电池技术领域，提供了一种电芯模组组装方法、电芯模组及电池包。所述电芯模组组装方法包括：排列放置多个电芯；固定多个所述电芯之间的相对位置；安装汇流排，所述汇流排上设置有与电芯电极配合的电极安装孔，且所述汇流排安装后，所述电芯电极与所述汇流排之间形成点胶间隙；向所述点胶间隙内填入导电胶；冷却导电胶。本方案通过将汇流排的电极安装孔套装在电芯电极上，并在电芯电极与汇流排的间隙之间填入导电胶，可以通过导电胶将汇流排与各电芯的电极连接起来形成电流通路，避免了焊接工序，保障组装成品质量，且通过本方案组装得到的电芯模组可以在不破坏零部件的情况下对电芯模组进行拆卸更换，提高电芯模组的利用率。

Description

一种电芯模组组装方法、电芯模组及电池包
技术领域
本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种电芯模组组装方法、电芯模组及电池包。
背景技术
随着风光储等新能源技术的发展，储能电池的研究将受到行业的重视，储能电池主要以电池包的形式存在，电池包是指多个电芯模组和电池管理***共同控制或者管理起来后的统一整体，电芯模组则指多个电芯同一个外壳框架封装在一起组成的模组。
目前，电芯模组的多个电芯之间主要是通过汇流排进行连接的，而汇流排与电芯的电极一般是通过焊接的方式连接，电芯模组的组装过程一般是将汇流排固定在电芯电极的指定焊接位置上，或者将汇流排直接套在电极上，然后将电芯通过产线传输带移动到焊接机内指定位置进行焊接，通过焊接将电芯与汇流排材料熔化形成熔融区域，从而形成电流通路。
但是，现有技术中电芯模组组装过程中，汇流排与电芯电极焊接时容易造成汇流排变形，影响电芯模组的质量，且组装后的电芯模组不易拆卸更换。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种电芯模组组装方法，旨在解决现有技术中电芯模组组装过程中，汇流排与电芯电极焊接时容易造成汇流排变形，影响电芯模组的质量，且组装后的电芯模组不易拆卸更换的技术问题。
本发明实施例是这样实现的，所述电芯模组组装方法包括：
排列放置多个电芯；
固定多个所述电芯之间的相对位置；
安装汇流排，所述汇流排上设置有与电芯电极配合的电极安装孔，且所述汇流排安装后，所述电芯电极与所述汇流排之间形成点胶间隙；
向所述点胶间隙内填入导电胶；
冷却导电胶。
本发明实施例的另一目的在于提供一种电芯模组，所述电芯模组包括：基座、电芯、固定板以及汇流排；
所述基座，用于装载所述电芯，且所述基座上排列设置有多个与所述电芯配合的放置槽；
所述固定板，用于固定多个所述电芯之间的相对位置，所述固定板上设置有与电芯电极配合的固定孔；
所述汇流排，用于连接两个或多个所述电芯，所述汇流排上设置有与所述电芯电极配合的电极安装孔，所述电极安装孔与所述电芯电极之间设置有点胶间隙，所述点胶间隙内填有导电胶。
本发明实施例的另一目的在于提供一种电池包，所述电池包包括上述的电芯模组。
本发明实施例提供的一种电芯模组组装方法，通过在组成电芯模组的各电芯之间的相对位置固定后，将排列设置有电极安装孔的汇流排与电芯配合，使汇流排上的电极安装孔套装在电芯电极上，并在电芯电极与汇流排的间隙之间填入导电胶，可以通过导电胶将汇流排与各电芯的电极连接起来形成电流通路，避免了焊接工序，保障组装成品质量，且通过本方案组装得到的电芯模组可以在不破坏零部件的情况下对电芯模组进行拆卸更换，提高电芯模组的利用率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种电芯模组的立体结构图；
图2为本发明实施例提供的一种电芯模组的***图；
图3为本发明实施例提供的一种电芯的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种汇流排的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种汇流排与电芯电极配合的结构示意图；
附图中：1、基座；11、放置槽；2、电芯；21、电芯电极；211、第一凸起结构；212、第二凸起结构；3、固定板；31、固定孔；32、定位柱；4、汇流排；41、电极安装孔；42、定位孔；51、点胶间隙；52、点胶槽。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
如图1所示，为本发明实施例提供的组装方法所组装的一种电芯模组的结构示意图，所述电芯模组组装方法包括：
步骤a，排列放置多个电芯。
在本发明实施例中，电芯模组一般是由多个电芯2连接而组成，本发明实施例对排列放置多个电芯2的具体操作不做限制，例如，如图1所示，电芯模组一般包括一个基座1，基座1上排列设置有多个用于放置电芯的放置槽11，如图2所示，可以利用机械手抓取电芯2然后将电芯1放置在放置槽11中，从而完成多个电芯2的排列放置。本实施例中在排列放置多个电芯2之前，要先提供一个排列设置有放置槽11的基座1，并将基座1放置在放置电芯2的工位上，例如，可以将基座1放置在传送辊上，传送辊将基座运输到放置电芯2的工位上。
步骤b，固定多个所述电芯2之间的相对位置。
在本发明实施例中，固定多个电芯2之间的相对位置是指将多个电芯2固定为一个整体，避免电芯2之间发生相对晃动。由于排列放置电芯2时只是将电芯2放置在基座1的放置槽11中，为了方便电芯2的放置，一般需要放置槽11和电芯2之间存在一定的配合间隙，这样基座1和电芯2输送到下一个工位的过程中，可能会出现电芯2晃动导致电芯2与电芯2之间相对位置不均匀，不方便汇流排4的安装，所以在将多个电芯2排列放置后需要固定多个电芯2之间的相对位置。
在本发明实施例中，对固定多个电芯2之间的相对位置的方法不做限制，例如，可以利用固定板3来固定多个电芯之间的相对位置，固定板3上排列设置有与电芯电极21配合的固定孔31，如图3所示，电芯电极21呈“凸”字型结构，包括第一凸起结构211和第二凸起结构212，通过使固定板3上的固定孔31与电芯电极21的第一凸起结构211配合将固定板3安装在电芯2设置有电芯电极21的一侧表面。电芯电极21的第二凸起结构212需要与汇流排4配合，为了避免影响汇流排4的安装，固定板3安装后固定板3的上表面不高于电芯电极第一凸起结构211的上表面。
步骤c，安装汇流排4，所述汇流排4上设置有与电芯电极21配合的电极安装孔41，且所述汇流排4安装后，所述电芯电极21与所述汇流排4之间形成点胶间隙51。
在本发明实施例中，通过将汇流排4上的电极安装孔41套装在电芯电极的第二凸起结构212上实现汇流排4的安装。本实施例对汇流排4的具体安装方法不做限制，例如，安装汇流排4具体可以包括以下步骤：
步骤c1，定位所述汇流排4与所述电芯电极21之间的相对位置，使所述电芯电极21各周面的所述点胶间隙51均匀分布。
在本发明实施例中，定位汇流排4与电芯电极21之间的相对位置是指在将汇流排4上的电极安装孔41嵌套在电芯电极21上之前先确定汇流排4安装基准，以使汇流排4安装后电芯电极第二凸起结构212的各周面与汇流排4之间的间隙均匀，从而可以使电芯电极21的各周面与汇流排4之间导电胶厚度均匀，保障导电质量。本发明实施例对定位汇流排4与电芯电极21之间的相对位置的具体操作不做限制，例如，固定板3和汇流排4的其中一者上设置有定位孔42，其中另一者上设置有定位柱32，通过定位孔42和定位柱32配合定位汇流排4与电芯电极21之间的相对位置，如图2所示，本实施例以固定板3上设置定位柱32，汇流排4上设置定位孔42为例说明，但不限于此。
步骤c2，将所述电极安装孔41嵌套在所述电芯电极21上。
在本发明实施例中，定位汇流排4与电芯电极21之间的相对位置后，按照汇流排4的安装基准即可直接将电极安装孔41嵌套在所述电芯电极21上。
步骤c3，挤压所述汇流排4，使所述汇流排4与所述电芯电极21的接触面紧密接触。
在本发明实施例中，挤压汇流排4是指从汇流排4的上表面将汇流排4向电芯2方向挤压，以使汇流排4的与电芯电极21第一凸起结构211的上表面紧密接触，可以排除汇流排4与电芯电极21之间的空气，减少接触电阻，且可以避免导电胶(图中未示出)从汇流排4与电芯电极21接触面之间的间隙溢出而影响电芯模组的正常使用。
步骤d，向所述点胶间隙内填入导电胶。
在本发明实施例中，如图5所示，为本发明实施例提供的一种汇流排4安装后汇流排4与电芯电极21配合后的结构示意图，本实施例对电芯电极21与汇流排4之间点胶间隙51的具体尺寸不做限制，例如，可以使点胶间隙51在0.1mm～0.3mm之间，但不限于此，可以用点胶机向点胶间隙51内填入导电胶，例如常见的导电胶由粘性树脂基体与导电粒子组成，粘性树脂基体可采用环氧树脂、有机硅树脂、丙烯酸树脂等来保证接触面的有效粘接力；导电粒子可采用导电能力大于铝的银粒子、铜离子及导电能力更强的石墨粉粒等，但导电胶的具体组成并不限于此。本实施例对填入导电胶的量不做具体限制，优选地，可以使汇流排4安装后汇流排4的上表面高于电芯电极第二凸起结构212的上表面，电芯电极21与汇流排4之间还形成一个点胶槽52，点胶槽52与点胶间隙51连通，所以向点胶间隙51内填入导电胶还包括向点胶槽52内填入导电胶，填入导电胶的量为使导电胶的上表面与汇流排4上表面平齐为准。导电胶填入后可以按压导点胶，以使导电胶能够完全填充点胶间隙51和点胶槽52，保障电芯电极21与汇流排4之间电流导通以及电芯电极21与汇流排4之间粘接牢固。本实施例对点胶槽52的深度不做限制，例如，点胶槽52的深度可以在0.4mm～06mm之间。通过使汇流排4的上表面高出电芯电极第二凸起结构212的上表面，使汇流排4与电芯电极21之间形成点胶槽52，点胶槽52可以使导电胶有充足的流平空间，使导电胶不易溢出到汇流排4的表面。
步骤e，冷却导电胶。
在本发明实施例中，导电胶可以在常温下自然冷却，将组装后的电芯模组放置在常温下待导电胶自然冷却即可。
本发明实施例提供的一种电芯模组组装方法，通过将多个电芯2排列放置，并固定多个电芯2之间的相对位置，然后通过电极安装孔41与电芯电极21配合将汇流排4连接各电芯2，最后在汇流排4与电芯电极21之间的间隙填入导电胶，待导电胶冷却完成电芯模组的组装，本方案利用导电胶将汇流排4与电芯电极21之间固定连接并使其之间形成电流通路，相比于现有电芯模组的组装方法，避免了焊接工艺，保障组装成品质量，且通过本方案组装得到的电芯模组可以在不破坏零部件的情况下对电芯模组进行拆卸更换，提高电芯模组的利用率，同时导电胶的填充还能够给汇流排与电芯电极之间的连接结构带来一定的缓冲抗震的效果。
在本发明的另一个实施例中，在安装汇流排之前，所述电芯模组组装方法还包括：
步骤f，向所述电芯电极21表面喷涂导电漆。
在本发明实施例中，步骤f在步骤c之前进行，由于汇流排4和电芯电极21表面均是较为粗糙的表面，如果使汇流排4表面与电芯电极21表面直接接触，其实际完全接触面积只占到总面积的10％～20％，这样在两个导体之间就产生较大的接触电阻，而当接触电阻较大时将会产生电压降造成设备输入功率降低，此外还会引起局部过热，可靠性降低。通过在电芯电极21表面喷涂导电漆(图中未示出)可以增大电芯电极21与汇流排4接触面的接触面积，从而可以减小接触电阻。例如，导电油漆可用银桨油漆或铜银油漆，但不限于此。
在本发明实施例中，向电芯电极21表面喷涂导电漆可以在安装固定板3之后，固定板3为绝缘材质，且固定板3上的固定孔31与电芯电极的第一凸起结构211配合后固定板3能够覆盖电芯2的表面，可以只将电芯电极21露在表面便于对电芯电极21表面喷涂。当然在喷涂时为了避免不需要被喷涂的区域，可以在固定板3表面覆盖一层保护膜(图中未示出)，喷涂完成后再将保护膜撕下，从而避免导电漆喷涂到不需要被喷涂的区域。
本发明实施例提供的一种电芯模组组装方法，通过在汇流排4安装前向电芯电极21表面喷涂导电漆，可以增加汇流排4与电芯电极21接触面的接触面积，保障电芯模组的工作性能。
如图1-2所示，在本发明的另一个实施例中，还提供了一种电芯模组，所述电芯模组包括：基座1、电芯2、固定板3以及汇流排4；
所述基座1，用于装载所述电芯2，且所述基座1上排列设置有多个与所述电芯2配合的放置槽11；
所述固定板3，用于固定多个所述电芯2之间的相对位置，所述固定板3上设置有与电芯电极21配合的固定孔31；
所述汇流排4，用于连接两个或多个所述电芯2，所述汇流排4上设置有与所述电芯电极21配合的电极安装孔41，所述电极安装孔41与所述电芯电极21之间设置有点胶间隙，所述点胶间隙内填有导电胶。
在本发明实施例中，对基座1的具体结构不做限制，基座1可以选用绝缘材质，将电芯2与基座1上的放置槽11配合，基座1在装载电芯2的同时也可以将多个电芯2连接在一起，其中放置槽11的形状与电芯2的形状相配合。
在本发明实施例中，固定板3为绝缘材质，固定板3固定多个电芯2之间的相对位置是为了避免电芯2在放置槽11中发生晃动，通过固定板3上的固定孔31与电芯电极21配合将固定板3设置在电芯2设置有电极一侧的表面，从而可以固定各电芯2之间的相对位置，如图3所示，电芯电极21呈“凸”字型结构，包括第一凸起结构211和第二凸起结构212，固定板3上的固定孔31与电芯电极21配合是指固定孔31与电芯电极的第一凸起结构211配合，且固定板3的厚度尺寸不大于第一凸起结构211的上表面，使固定板3与电芯电极21配合后固定板3的上表面不高于第一凸起结构211的上表面，以保障汇流排4能够与第一凸起结构211的上表面充分接触。
在本发明实施例中，汇流排4可以为矩形金属板结构，汇流排4通过连接相邻两电芯2的正负电极将两个或多个电芯2连接在一起，本实施例以一个汇流排4连接两个电芯2为例说明，但不限于此，例如，一个汇流排4两端分别设置有一个电极安装孔41，汇流排4通过电极安装孔41与电芯电极21的第二凸起结构212配合将相邻两电芯2连接，电极安装孔41套装在电芯电极21的第二凸起结构212上后电极安装孔41与电芯电极的第二凸起结构212之间形成点胶间隙51，如图5所示，点胶间隙51内填有导电胶，导电胶一方面可以将汇流排4与电芯电极21之间粘接固定，另一方面可以使汇流排4与电芯2之间形成电流通路。
在本发明实施例中，优选的，固定板3上表面还可以设置有第一定位结构，汇流排4上设置有与第一定位结构配合的第二定位结构，第一定位结构和第二定位结构配合用于限定汇流排4在固定板3上的安装位置，进而限定汇流排4相对电芯电极21的安装位置，以保障汇流排4安装后电芯电极第二凸起结构212各周面与汇流排4之间的点胶间隙均匀。本实施例对第一定位结构和第二定位结构的具体结构不做限制，例如第一定位结构可以为定位柱32，第二定位结构可以为定位孔42，定位柱32设置在固定板3上相邻两个固定孔31之间，定位孔42对应设置在汇流排4上两个电极安装孔41之间。
本发明实施例提供的一种电芯模组，通过在汇流排4上设置电极安装孔41，使电极安装孔41与电芯电极21之间形成点胶间隙51，并在点胶间隙51内填充有导电胶，汇流排4通过导电胶与电芯电极21固定连接在一起，当电芯模组中的一个电芯2故障后方便拆卸更换，提高电芯模组的利用率，且导电胶为汇流排4与电芯电极21之间的连接结构带来缓冲减震效果，相比于汇流排4与电芯电极21之间的刚性连接(例如焊接连接)在外力作用下不易断裂，保障汇流排4与电芯电极21之间连接的稳定性。
如图5所示，在本发明的另一个实施例中，所述电极安装孔41的深度尺寸大于所述电芯电极21与其配合部分的高度尺寸。
在本发明实施例中，电极安装孔41的深度尺寸决定于汇流排4的厚度，即汇流排4的厚度尺寸大于电芯电极第二凸起结构212的高度尺寸。这样电芯电极21的端面也可以填有导电胶，且可以使导电胶与汇流排4远离固定板3的一侧表面平齐。
本发明实施例提供的一种电芯模组，通过使汇流排4的上表面高于电芯电极21的上表面，在填充导电胶时可以使导电胶有充足的流平空间，避免导电胶溢出到汇流排4的上表面，保障电芯模组的导电性能。
在本发明的另一个实施例中，所述电芯电极21表面设置有一层导电漆(图中未示出)。
在本发明实施例中，导电漆一般通过喷涂的方式喷涂在电芯电极21的表面，由于汇流排4的下表面与电芯电极第一凸起结构211的上表面之间是直接接触的，其之间没有导电胶，汇流排4和电芯电极21表面均是较为粗糙的表面，如果使汇流排4表面与电芯电极21表面直接接触，其实际完全接触面积只占到总面积的10％～20％，这样在两个导体之间就产生较大的接触电阻，而当接触电阻较大时将会产生电压降造成设备输入功率降低，此外还会引起局部过热，可靠性降低。
本发明实施例提供的一种电芯模组，通过在电芯电极表面设置一层导电漆可以增大电芯电极21与汇流排4接触面的接触面积，从而可以减小接触电阻。例如，导电油漆可用银桨油漆或铜银油漆，但不限于此。
在本发明的另一个实施例中，还提供了一种电池包，电池包包括上述的电芯模组。
在本发明实施例中，对电池包包括电芯模组的具体数量不做限制，电池包中的多个电芯模组被电池管理***和热管理***共同控制或管理。
本发明实施例提供的一种电池包，通过设置上述的电池模组，当电芯模组中的一个电芯故障后方便拆卸更换，提高电芯模组的利用率，且导电胶为汇流排与电芯电极之间的连接结构带来缓冲减震效果，相比于汇流排与电芯电极之间的刚性连接(例如焊接连接)在外力作用下不易断裂，保障汇流排与电芯电极之间连接的稳定性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电芯模组组装方法，其特征在于，所述电芯模组组装方法包括：
排列放置多个电芯；
固定多个所述电芯之间的相对位置；
安装汇流排，所述汇流排上设置有与电芯电极配合的电极安装孔，且所述汇流排安装后，所述电芯电极与所述汇流排之间形成点胶间隙；
所述安装汇流排包括：
定位所述汇流排与所述电芯电极之间的相对位置，使所述电芯电极各周面的所述点胶间隙均匀分布；
将所述电极安装孔嵌套在所述电芯电极上；
挤压所述汇流排，使所述汇流排与所述电芯电极的接触面紧密接触；
固定板和所述汇流排的其中一者上设置有定位孔，其中另一者上设置有定位柱，通过所述定位孔和所述定位柱配合定位所述汇流排与所述电芯电极之间的相对位置；
向所述点胶间隙内填入导电胶；
冷却导电胶。
2.根据权利要求1所述的一种电芯模组组装方法，其特征在于，安装汇流排之前，所述电芯模组组装方法还包括：
向所述电芯电极表面喷涂导电漆。
3.根据权利要求1所述的一种电芯模组组装方法，其特征在于，通过将固定板安装在所述电芯设置有所述电芯电极的一侧表面来固定多个所述电芯之间的相对位置，所述固定板上排列设置有与所述电芯电极配合的固定孔。
4.根据权利要求1所述的一种电芯模组组装方法，其特征在于，所述汇流排安装后所述电芯电极的端面与所述汇流排之间还形成点胶槽；
向所述点胶间隙内填入导电胶还包括向所述点胶槽填入导电胶，且填导电胶的量为使导电胶表面与所述汇流排表面平齐。
5.一种电芯模组，其特征在于，所述电芯模组根据所述权利要求1所述的一种电芯模组组装方法制备。
6.根据权利要求5 所述的一种电芯模组，其特征在于，所述电极安装孔的深度尺寸大于所述电芯电极与其配合部分的高度尺寸。
7.根据权利要求5所述的一种电芯模组，其特征在于，所述电芯电极表面设置有一层导电漆。
8.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括权利要求5-7中任意一项权利要求所述的电芯模组。
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