CN210156466U - 锂电池模组的成组结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池模组的成组结构，其特征在于，包括：多个电芯装配单元、上固定板、下固定板和多个紧固件，多个所述电芯装配单元沿竖直方向依次层叠设置且夹设于所述上固定板和所述下固定板之间；所述上固定板和所述下固定板之间通过多个所述紧固件连接；相邻所述电芯装配单元之间通过定位件相互连接，所述定位件用于限制所述电芯装配单元的水平位移。实现适用范围广，可以根据电池包的高度尺寸调整模组高度，充分利用电池包内部空间，提高***能量密度；成组结构零件种类少，潜在的风险点少，电芯占模组的重量百分比更高，加工、装配工艺简单，提高产品合格率，降低加工成本。

Description

锂电池模组的成组结构

技术领域

本实用新型涉及锂电池技术领域，更具体地，涉及一种锂电池模组的成组结构。

背景技术

随着锂电池技术的日趋成熟，锂电池已经广泛应用于电动汽车，因此对锂电池包的要求也越来越严苛，而锂电池模组作为锂电池包的重要组成部分，其作用更不容小觑。由于电动汽车的各车型动力需求不同，导致各车型的锂电池包内锂电池模组串并联数不同。当前，锂电池模组的成组方式大多以电芯竖放排布成组固定，当箱体高度小于电芯竖放高度时，这种成组方式将无法满足排布要求；而当箱体高度大于电芯竖放高度时，将造成电芯竖放高度以上的空间浪费，影响***能量密度的提升。所以这种电芯竖放排布的模组形式单一，具有局限性。此外，这种锂电池模组零件多，装配工艺复杂，制造成本高。

因此需要提出一种能够提高能量密度、结构简单并且成组效率高的锂电池模组的成组结构。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种锂电池模组的成组结构，实现提高能量密度、结构简单且成组效率高。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种锂电池模组的成组结构，包括：多个电芯装配单元、上固定板、下固定板和多个紧固件，多个所述电芯装配单元沿竖直方向依次层叠设置且夹设于所述上固定板和所述下固定板之间；每个所述电芯装配单元内至少包括至少一个电芯；所述上固定板和所述下固定板之间通过所述多个紧固件连接；相邻所述电芯装配单元之间通过定位件相互连接，且所述定位件用于限制所述电芯装配单元的水平位移。

可选地，所述电芯装配单元包括电芯固定边框、第一导热固定板、第二导热固定板和两个电芯，所述电芯固定边框的两侧分别设有用于容纳所述电芯的第一凹槽和第二凹槽，所述第一导热固定板与所述电芯固定边框连接将一个所述电芯固定于所述第一凹槽内，所述第二导热固定板与所述电芯固定边框连接将另一个所述电芯固定于所述第二凹槽内。

可选地，所述电芯固定边框的侧壁外部设有多个卡扣。

可选地，所述第一导热固定板的侧壁设有与所述多个卡扣中的一部分相配合的多个第一卡扣孔，所述第二导热固定板的侧壁设有与所述多个卡扣孔中的另一部分卡扣相配合的多个第二卡扣孔。

可选地，所述定位件包括多个定位柱和多个定位孔，所述定位柱和所述定位孔分别设于所述电芯固定边框的相对表面的边缘区域，所述定位孔的轴心与所述定位柱的轴心重合。

可选地，所述第一导热固定板上设有多个第一通孔，每个所述第一通孔与一个所述定位柱相配合；所述第二导热固定板设有多个第二通孔，每个所述第二通孔与一个所述定位孔相对应。

可选地，所述定位柱的高度大于所述第一导热固定板与所述第二导热固定板的厚度之和。

可选地，所述紧固件包括杆体，所述杆体的两端分别设有第一外螺纹和第二外螺纹，所述杆体的中间设有用于使所述杆体旋转的扭紧部，所述第一外螺纹与所述第二外螺纹的旋转方向相反。

可选地，所述上固定板下表面的边缘设有多个第一螺孔，所述第一螺孔的内螺纹与所述第一外螺纹的旋转方向相同；所述下固定板上表面的边缘设有多个第二螺孔，所述第二螺孔的内螺纹与所述第二外螺纹的旋转方向相同。

可选地，所述上固定板设有多个与所述定位柱相配合的第三通孔，所述下固定板设有多个与外部设备连接的第四通孔。

本实用新型的有益效果在于：

多个电芯装配单元以层叠的方式组装，可以根据锂电池包的高度调整电芯装配单元叠置的个数，进而能够调整锂电池模组的高度，从而充分利用电池包内部空间，提高***能量密度；通过上固定板、下固定板和多个紧固件从上下两端对层叠的多个电芯装配单元进行夹紧固定，并在相邻所述电芯装配单元之间设置定位件限制电芯装配单元的水平位移，最后成组，结构简单，除电芯以外的附属零件较少，成组率(电芯占模组的重量百分比)高，同时有效降低电池模组潜在的风险，加工、装配工艺简单，有效提高产品合格率，降低加工成本。

本实用新型的装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本实用新型的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本实用新型示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的一种锂电池模组的成组结构的主视图。

图2示出了根据本实用新型的一个实施例的一种锂电池模组的成组结构的拆解图。

图3示出了根据本实用新型的一个实施例的一种电芯装配单元主视图。

图4示出了根据本实用新型的一个实施例的一种电芯装配单元拆解图。

图5示出了根据本实用新型的一个实施例的一种上固定板俯视图。

图6示出了根据本实用新型的一个实施例的一种下固定板俯视图。

图7示出了根据本实用新型的一个实施例的一种紧固件正视图。

图8示出了根据本实用新型的一个实施例的一种紧固件的扭紧部沿图7中A-A’方向的剖面图。

附图标记说明：

1、上固定板；2、电芯装配单元；3、紧固件；4、下固定板；110、第三通孔；120、第一螺孔；210、第一导热固定板；211、第一通孔；212、第一卡扣孔；220、电芯；230、电芯固定边框；231、定位柱；232、卡扣；240、第二导热固定板；241、第二通孔；242、第二卡扣孔；310、第一外螺纹；320、扭紧部；330、第二外螺纹；410、第四通孔；420、第二螺孔。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本实用新型中提及到的方位名词如“上”、“下”、“左”、“右”、“中”“竖直”、“水平”、“中心”等是基于附图并结合产品所示的方向和位置关系，仅为了便于描述和简化描述，并非指示或暗示所指的产品必须具有的特定的方位，也不能理解为是对本实用新型的限制。

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的一种锂电池模组的成组结构的主视图，图2示出了根据本实用新型的一个实施例的一种锂电池模组的成组结构的拆解图；

如图1、图2所示，根据本实用新型的一种锂电池模组的成组结构，包括：多个电芯装配单元2、上固定板1、下固定板4和多个紧固件3，多个所述电芯装配单元2沿竖直方向依次层叠设置且夹设于所述上固定板1和所述下固定板4之间；所述电芯装配单元2内包括至少一个电芯220；所述上固定板1和所述下固定板4之间通过所述多个紧固件3连接；相邻所述电芯装配单元2之间通过定位件相互连接，且所述定位件用于限制所述电芯装配单元2的水平位移。

具体地，多个相同的电芯装配单元2以竖直码垛层叠的方式组装，可以根据锂电池包的高度调整电芯装配单元2叠置的个数，进而能够调整锂电池模组的高度，从而充分利用电池包内部空间，提高***能量密度；通过上固定板1、下固定板4和多个紧固件3从上下两端对层叠的多个电芯装配单元2进行夹紧固定，并在相邻所述电芯装配单元2之间设置定位件限制电芯装配单元2的水平位移，最后成组，结构简单，除电芯220以外的附属零件较少，成组率(电芯220占模组的重量百分比)高，同时有效降低电池模组潜在的风险，加工、装配工艺简单，有效提高产品合格率，降低加工成本。本实施例中，如图1、图2所示，应用这种成组方式，根据电池包的高度尺寸，采用50Ah电芯220，电芯连接方式为二并八串组成的模组在高度方向上，除预留足够安全高度外，其余部分的尺寸可充分利用，应用这种模组组成的电池包，***能量密度为162Wh/kg，较现有常用的电芯竖放的排布方式其能量密度提高了8％，该模组的成组率(电芯220占模组重量的百分比)可达85％，也高于电芯竖放排布形式。

本实施例中，所述电芯装配单元2包括电芯固定边框230、第一导热固定板210、第二导热固定板240和两个电芯220，所述电芯固定边框230上下两侧分别设有用于容纳电芯220的第一凹槽和第二凹槽，所述第一导热固定板210与所述电芯固定边框230连接将一个所述电芯220固定于所述第一凹槽内，所述第二导热固定板240与所述电芯固定边框230连接将另一个所述电芯220固定于所述第二凹槽内。

具体地，如图3、图4所示本实施例中的电芯固定边框230、第一导热固定板210、第二导热固定板240均为与电芯220配合的长方形板状，电芯固定边框230的上下两侧分别设有用于放置电芯220的第一凹槽和第二凹槽，两个凹槽的尺寸与电芯220的尺寸相配合使电芯220设于凹槽中不会发生侧移，电芯固定边框230的上下两侧分别用第一导热固定板210和第二导热固定板240对两个凹槽内的电芯220进夹紧固定，进而组成一个电芯装配单元2，电芯装配单元2的结构简单，且每个电芯装配单元2能够设置两个电芯220，有益于提高能量密度。同时第一导热固定板210、第二导热固定板240能够与电芯220表面接触，并能够将电芯220中的热量传导致电芯装配单元2外部，有益于电芯220工作时的散热。本实施例中，导热固定板可以选用1060铝板，这种材质散热好，与电芯220贴合，可以将电芯220工作过程中产生的热量传递到侧面，再通过风冷、液冷等散热方式将热量带走，从而保证电芯220工作在合理的工作温度范围内。参考图4至图6，为增加电池组的结构强度，本实施例中的电芯固定边框230、第一导热固定板210和第二导热固定板240均采用金属材质，同时第一导热固定板210和第二导热固定板240的中间均设有矩形缺口，以实现减轻重量的目的，在本实用新型的其他实施例中也可以采用例如镂空结构等其他形式减轻电池成组结构的整体重量。

在一个示例中，所述电芯固定边框230的侧壁外部设有多个卡扣232。

具体地，参考图4，本实施例中位于长方形板状的电芯固定边框230两个相对较长的侧壁外侧设有上下两排卡扣，每排卡扣均包括三个卡扣232，三个卡扣232分别位于侧壁的两端和中间。

在一个示例中，所述第一导热固定板210的侧壁设有与所述多个卡扣232中的一部分卡扣相配合的第一卡扣孔212，所述第二导热固定板240的侧壁设有多个与所述多个卡扣232中的另一部分卡扣相配合的多个第二卡扣孔242。

具体地，参考图4，本实施例中，第一导热固定板210和第二导热固定板240的结构均相同，均包括水平底壁和垂直于水平底壁的两个竖直侧壁(折边)，其中水平底壁能够与电芯220表面接触，竖直侧壁设有与卡扣232配合的卡扣孔212，其中第一导热固定板210的竖直侧壁朝下，组装时第一导热固定板210的竖直侧壁上的三个卡扣孔212与电芯固定边框230侧壁上面一排的三个卡扣孔212相配合实现固定连接，相应的第而导热固定板的竖直侧壁朝上，组装时第二导热固定板240的竖直侧壁上的三个卡扣孔212与电芯固定边框230侧壁下面一排的三个卡扣孔212相配合实现固定连接。在本实用新型的其他实施例中，也可以将卡扣232设置在第一导热固定板210和第二导热固定板240上，相应的在电芯固定边框230侧壁外侧设置对应的卡扣孔212，也可以通过其他的方式实现导热固定板与电芯固定边框230的连接，对于热固定板与电芯固定边框230的连接本领域技术人员容易实现，此处不再赘述。

在一个示例中，所述定位件包括多个定位柱231和多个定位孔，所述定位柱231和所述定位孔分别设于所述电芯固定边框230的相对表面的边缘区域，所述定位孔的轴心与所述定位柱231的轴心重合。具体地，参考图3和图4，电芯220电芯固定边框230上表面的四角制备有定位柱231，相应的在电芯装配单元2的下表面的与定位柱231对应位置设置定位孔(未示出)，定位孔与定位柱231同轴心。多个电芯装配单元2上下叠跺时，相邻的电芯装配单元2之间能够通过定位柱231和定位孔实现连接并互相限制水平位移。

本实施例中，所述第一导热固定板210上设有多个第一通孔211，每个所述第一通孔211与一个所述定位柱231相配合；所述第二导热固定板240设有多个第二通孔241，每个所述第二通孔241与一个所述定位孔相对应；所述定位柱231的高度大于所述第一导热固定板210与所述第二导热固定板240的厚度之和。

具体地，参考图2和图4，第一导热固定板210或第二导热固定板240与电芯220电芯固定边框230连接后，定位柱231231能够穿过第一导热固定板210的第一通孔211，同时第二导热固定板240的第二通孔241与定位孔相对应，并且定位柱231的高度大于所述第一导热固定板210与所述第二导热固定板240的厚度之和，能够实现两个电芯装配单元2进行连接时，位于下部的电芯装配单元2上的定位柱231能够同时穿过第一导热固定板210的第一通孔211、第二导热固定板240的第二通孔241最后***上方的电芯装配单元2底部的定位孔中，以此实现两个电芯装配单元2之间的连接，按照此方式以此类推，实现多个电芯装配单元2叠跺后的水平限位。

在一个示例中，所述紧固件3包括杆体，所述杆体的两端分别设有第一外螺纹310和第二外螺纹330，所述杆体的中间设有用于使所述杆体旋转的扭紧部320，所述第一外螺纹310与所述第二外螺纹330的旋转方向相反。

具体地，参考图7和图8，本实施例中的紧固件3为连接杆，连接杆的上下两端分别设有分别设置左旋外螺纹和右旋外螺纹，中间设有扭紧部320，扭紧部320的水平截面为正六边形。需要说明的是，扭紧部320的沿A-A’方向的截面形状并不局限于正六边形，在本实用新型的其他实施例中，扭紧部320的截面也可以为矩形、三角形等。需要说明的是，可以根据需要成组的电芯装配单元2的个数，即电池组的高度，对应设计不同长度尺寸的紧固件3，在电池成组时根据电池组的高度选择不同长度紧固件3实现上固定板1和下固定板4之间的连接。

在一个示例中，所述上固定板1下表面的边缘设有多个第一螺孔120，所述第一螺孔的内螺纹与所述第一外螺纹310的旋转方向相同；所述下固定板4上表面的边缘设有多个第二螺孔420，所述第二螺孔420的内螺纹与所述第二外螺纹330的旋转方向相同。

具体地，参考图5和图6，对应于紧固件3上下两端的左旋外螺纹和右旋外螺纹，本实施例中上固定板1的下表面四角分别设置有具有左旋内螺纹的第一螺孔120(空心柱内置螺纹孔)，下固定板4上表面四角设置有具有右旋内螺纹的第二螺孔420，连接时，紧固件3上端的左旋外螺纹与上固定板1第一锁螺孔120的左旋内螺纹连接，与此同时紧固件3下端右旋外螺纹与下固定板4第二螺孔420的右旋内螺纹连接，安装上固定板1和下固定板4时可以通过扳手卡紧扭紧部320向右旋转紧固件3使上固定板1和下固定板4分别向中心移动与总装配单元贴合压紧，依次扭紧多个紧固件3。在本实用新型的其他实施例中，也可以将紧固件3的上下两端分别设置右旋外螺纹和左旋外螺纹，对应的在上固定板1和下固定板4的锁紧柱的螺孔中设置右旋内螺纹和左旋内螺纹。

本实施例中，所述上固定板1设有多个与所述定位柱231相配合的第三通孔110，所述下固定板4设有多个与外部设备连接的第四通孔410。

具体地，参考图5和图6，在上固定板1的四角分别设置第三通孔110，第三通孔110能够容纳电芯装配单元2电芯固定边框230四角的定位柱231通过，实现在紧固件3紧固时限制位于顶部的电芯装配单元2的水平位移，进而限制整个锂电池组的水平位移，使层叠的电池组和上固定板1和下固定板4紧紧的连接为一体；下固定板4的四角分别设置第四通孔410，用于成组的锂电池模组在电池包内的固定连接，本实施例中的第四通孔410为长条形或椭圆形，方便电池模组的安装和调整。

上述实施例的锂电池成组结构适用范围广，可以根据电池包的高度尺寸调整模组高度，从而充分利用电池包内部空间，提高***能量密度；成组结构零件种类少，潜在的风险点少，模组级的成组率(电芯220占模组的重量百分比)更高，加工、装配工艺更简单，可以提高产品合格率，降低加工成本。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种锂电池模组的成组结构，其特征在于，包括：多个电芯装配单元、上固定板、下固定板和多个紧固件，多个所述电芯装配单元沿竖直方向依次层叠设置且夹设于所述上固定板和所述下固定板之间；

每个所述电芯装配单元内包括至少一个电芯；

所述上固定板和所述下固定板之间通过所述多个紧固件连接；

相邻所述电芯装配单元之间通过定位件相互连接，且所述定位件用于限制所述电芯装配单元的水平位移。

2.根据权利要求1所述的锂电池模组的成组结构，其特征在于，所述电芯装配单元包括电芯固定边框、第一导热固定板、第二导热固定板和两个电芯，所述电芯固定边框的两侧分别设有用于容纳所述电芯的第一凹槽和第二凹槽，所述第一导热固定板与所述电芯固定边框连接将一个所述电芯固定于所述第一凹槽内，所述第二导热固定板与所述电芯固定边框连接将另一个所述电芯固定于所述第二凹槽内。

3.根据权利要求2所述的锂电池模组的成组结构，其特征在于，所述电芯固定边框的侧壁外部设有多个卡扣。

4.根据权利要求3所述的锂电池模组的成组结构，其特征在于，所述第一导热固定板的侧壁设有与所述多个卡扣中的一部分卡扣相配合的多个第一卡扣孔，所述第二导热固定板的侧壁设有与所述多个卡扣中的另一部分卡扣相配合的多个第二卡扣孔。

5.根据权利要求2所述的锂电池模组的成组结构，其特征在于，所述定位件包括多个定位柱和多个定位孔，所述定位柱和所述定位孔分别设于所述电芯固定边框的相对表面的边缘区域，所述定位孔的轴心与所述定位柱的轴心重合。

6.根据权利要求5所述的锂电池模组的成组结构，其特征在于，所述第一导热固定板上设有多个第一通孔，每个所述第一通孔与一个所述定位柱相配合；所述第二导热固定板上设有多个第二通孔，每个所述第二通孔与一个所述定位孔相对应。

7.根据权利要求6所述的锂电池模组的成组结构，其特征在于，所述定位柱的高度大于所述第一导热固定板与所述第二导热固定板的厚度之和。

8.根据权利要求1所述的锂电池模组的成组结构，其特征在于，所述紧固件包括杆体，所述杆体的两端分别设有第一外螺纹和第二外螺纹，所述杆体的中间设有用于使所述杆体旋转的扭紧部，所述第一外螺纹与所述第二外螺纹的旋转方向相反。

9.根据权利要求8所述的锂电池模组的成组结构，其特征在于，所述上固定板下表面的边缘设有多个第一螺孔，所述第一螺孔的内螺纹与所述第一外螺纹的旋转方向相同；

所述下固定板上表面的边缘设有多个第二螺孔，所述第二螺孔的内螺纹与所述第二外螺纹的旋转方向相同。

10.根据权利要求5所述的锂电池模组的成组结构，其特征在于，所述上固定板设有多个与所述定位柱相配合的第三通孔，所述下固定板设有多个与外部设备连接的第四通孔。

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