软包电池固定装置以及软包电池模组的制作方法

本实用新型涉及软包电池固定装置以及软包电池模组。

背景技术：

软包电池具有工作电压高、能量密度高、循环寿命长、无记忆效应等优点，成为动力电池的首选，特别是软包锂离子电池凭借其高安全性、高能量密度和高灵活性等优点，成为目前电动车辆普遍使用的动力电池。

软包电池一般呈扁平状，在电池的一端或者相对两端具有极耳，极耳一般也呈扁平状。软包电池一般采用铝塑膜为外壳，采用热压工艺将电芯部分(正极、负极以及隔膜)封装在铝塑膜内。当软包电池成型后，中间部分一般为具有一定厚度(例如10毫米以内)的本体部分(电芯部分)，而在边缘处均有由两片铝塑膜叠加而形成的边缘部，边缘部的宽度一般在一厘米左右。边缘部是软包电池上没有实质作用但是又不可消除的部分，且边缘部易被弯折或撕裂，甚至导致电池本体的损坏。

软包电池边缘部的存在，也给软包电池的成组带来了不便。目前软包电池成组一般所采用的方法是：先将一定数目的软包电池置于一个形状类似盒子或者箱子的电池盒内，再将软包电池的极耳进行串联或者并联连接。过程中所使用的电池盒的长和宽必须大于软包电池的长和宽，深度须大于多个软包电池叠加的厚度，最终的总的极耳(集流体)延伸出电池盒，从而形成一个软包电池模组。

通过上述方法制作而成的软包电池模组存在以下缺陷：1)所使用的电池盒尺寸比多个软包电池的组合更大，形成的软包电池模组的体积能量密度较低；2)电池盒内的多个软包电池一般是叠加在一起，相互之间没有固定机构，在使用过程中，由于颠簸或者震动，软包电池之间可能会发生相对位移，从而产生电池单体或者极耳的挤压或扭折，使得整个电池模组的可靠性降低。

为提高体积能量密度，一种成组方法是：电池固定支架与软包电池密集排布，支架紧贴软包电池，软包电池和支架之间以及两个支架之间密不通风。这样动力电池模组在大电流充放电过程中，电池内部会积聚大量的热，若热量不及时排出则电池模组温度急剧升高。特别是大容量电池模组，通常放热量更高更易积累热 量，从而导致热失控，进一步带来电池释放气体、冒烟、漏液的后果，甚至导致电池发生燃烧。另一方面，经过长时间运行，软包电池会有一定量的膨胀，所以需要有空间容纳这个膨胀体积，否则引起受力挤压，影响使用寿命甚至导致爆炸。可见，软包动力电池容纳膨胀的空间设计以及电池模组的散热显得尤为重要。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提出一种软包电池固定装置，以克服使用现有的固定支架制作而成的软包电池模组存在的体积能量密度较低、散热性能差以及无膨胀容纳空间等缺陷。

本实用新型为达上述目的所提出的软包电池固定装置如下：

一种软包电池固定装置，包括两个相同的塑胶支架和两块相同的金属板，所述金属板具有用于容纳软包电池的电池容纳槽；所述两块相同的金属板分别固定至所述两个相同的塑胶支架上，形成两个相同的电池放置单元，并且所述两个相同的电池放置单元相对连接固定，使得所述两块相同的金属板的两个电池容纳槽对接形成电池放置腔；所述电池放置腔用于放置软包电池以使所述软包电池固定装置和电池放置腔内的软包电池共同构成一个软包电池单元。本技术方案提供的软包电池固定装置，通过采用塑胶支架与金属板配合连接而形成，不仅设计简单，而且可灵活组合以便于将多个软包电池单元集成为软包电池模组，由于与软包电池完全接触的部分为导热性能良好的金属板，而起到支撑和衔接作用的塑胶支架本身由于是支架型的设计，其结构不大会阻挡热量的散发，使得整个所述固定装置在保证了结构紧、高能量密度的同时还能具有良好的散热效果。

优选地，所述塑胶支架为中空的方形框架，方形框架具有上、下顶边和两条相对侧边，其中两条相对侧边上对称地设置有与所述金属板配合的配合部以及用于固定所述金属板的固定部，其中配合部设于侧边的内壁，固定部设于侧边的外壁；所述金属板的两相对侧边分别设有安装部，所述电池容纳槽置于所述塑胶支架的中空部分并通过所述配合部进行支撑，所述安装部与所述塑胶支架上的固定部相互配合连接，以形成所述电池放置单元。

优选地，所述配合部为所述塑胶支架的所述侧边的内壁延伸出的台阶，当所述电池容纳槽位于所述塑胶支架的中空部分时，所述台阶支撑所述电池容纳槽的底部；所述固定部为所述塑胶支架的所述侧边的外壁上的凸起，所述安装部为所 述金属板的所述侧边延伸出的直角状折边，且直角状折边上具有与所述凸起匹配的安装孔，所述直角状折边扣压于所述塑胶支架的所述侧边上，以使所述凸起扣入所述安装孔，实现所述塑胶支架与所述金属板的固定。金属板的直角状折边有效地将电池热量导出。

优选地，所述塑胶支架的所述配合部为双面对称，以使得所述塑胶支架双面均可固定所述金属板；同时，所述固定部在塑胶支架的侧面的外壁上错开形成不同的两组，其中一组用于固定位于塑胶支架一面的金属板，另一组用于固定位于塑胶支架另一面的金属板。这样一来，在将多个软包电池单元集成为软包电池模组的时候，相邻的两个软包电池单元之间就可以共用一个塑胶支架，该共用的塑胶支架双面各固定一个金属板，双面所固定的该两块金属板分属于相邻的两个软包电池单元。使得整个软包电池模组的能量密度更高，散热性能更好。

优选地，所述塑胶支架的四角各开设有一个通孔，各通孔内设置有金属镶件，各金属镶件上具有连接孔，通过两个塑胶支架的对应位置的金属镶件相互扣接，并通过螺杆穿过所述连接孔，采用螺母进行固定以将两个塑胶支架上对应位置的金属镶件进行连接固定，从而实现所述两个电池放置单元的相对连接固定。在通孔内的金属镶件也有利于软包电池热量的导出。

优选地，同一塑胶支架上，其中两个处于对角线的衔接件在塑胶支架的一面凸出于所述通孔而在另一面不凸出于所述通孔，同时，另外两个处于对角线的衔接件在塑胶支架的所述一面不凸出于所述通孔而在所述另一面凸出于所述通孔。这样的设计便于两个塑胶支架之间的固定和定位。

优选地，所述塑胶支架的两条相对侧边的上顶部分别设有倒钩部位，用于在形成软包电池模组后固定上盖；所述塑胶支架的各条边上均开设有多个减重孔。减重孔同时也有利于散热。

优选地，所述金属板的电池容纳槽的底部和边缘设置有加强筋。

本实用新型另还提出一种软包电池模组，由多个软包电池单元集成，各所述软包电池单元包括前述的软包电池固定装置以及位于所述软包电池固定装置的电池放置腔内的软包电池。

优选地，相邻两个软包电池单元之间的衔接处共用一个塑胶支架，该共用的塑胶支架双面均固定金属板；每块金属板的电池容纳槽内放置一个软包电池。这 样可以避免在使用过程中，电池放置腔内有过多堆叠的电池而导致电池相互之间的相对位移，造成电池模组的可靠性下降。

附图说明

图1-1是一个软包电池单元的示意图；

图1-2是图1-1所示的软包电池单元的爆炸图；

图2-1是塑胶支架的立体示意图；

图2-2是图2-1的塑胶支架的主视图；

图2-3是图2-1中局部A的放大示意图；

图2-4是图2-1中局部B的放大示意图；

图2-5是图2-1中局部C的放大示意图；

图3是金属板的立体示意图；

图4是一个塑胶支架双面固定金属板的爆炸示意图；

图5是一个软包电池模组的示意图。

具体实施方式

下面对照附图并结合优选的实施方式对本实用新型作进一步说明。

本实用新型的具体实施方式提供一种软包电池固定装置，参考图1-2，该软包电池固定装置包括两个相同的塑胶支架10和两块相同的金属板20，金属板20具有用于容纳软包电池的电池容纳槽22；该两块相同的金属板分别固定至该两个相同的塑胶支架上(即一块金属板与一个塑胶支架对应连接)，形成两个相同的电池放置单元30，并且所述两个相同的电池放置单元相对连接固定，使得所述两块相同的金属板的两个电池容纳槽对接形成电池放置腔；所述电池放置腔用于放置软包电池40以使所述软包电池固定装置和电池放置腔内的软包电池共同构成一个软包电池单元100。多个软包电池单元可集成软包电池模组。

前述提供的软包电池固定装置，优选的方案是，每块金属板的电池容纳槽设计为与一个软包电池的尺寸对应，即每个电池放置单元放置一个软包电池，即在一个软包电池单元中，软包电池固定装置内具有两个软包电池。将这样的软包电池单元进行重复性扩展和排布，形成软包电池模组。

在一种优选的实施例中，塑胶支架10为中空的方形框架，如图2-1和图2-2所示，该方形框架具有上、下顶边11、13和两条相对侧边12、14，其中两条相 对侧边12、14上对称地设置有与所述金属板20配合的配合部120、140以及用于固定所述金属板20的固定部，其中配合部设于侧边的内壁，固定部设于侧边的外壁。

一种具体的例子是，参考图2-4，所述固定部为塑胶支架10的侧边12、14的外壁上的凸起121、122、123、124……(此处表示凸起的数量不限于四个)；图1-2中金属板20的具体结构如图3所示，在金属板的两相对侧边分别设有安装部21和23，所述电池容纳槽置于所述塑胶支架10的中空部分并通过所述配合部120、140进行支撑，安装部21、23与塑胶支架10上的固定部相互配合连接，以形成所述电池放置单元30。

参考图3，所述安装部为所述金属板的所述侧边延伸出的直角状折边，且直角状折边上具有与所述凸起匹配的安装孔，所述直角状折边扣压于所述塑胶支架的侧边上，以使所述凸起扣入所述安装孔，实现塑胶支架与金属板的固定连接。

在一种具体的实施例中，如图2-3所示，所述配合部120、140为塑胶支架的侧边12、14的内壁延伸出的台阶，当所述电池容纳槽位于所述塑胶支架的中空部分时，所述台阶支撑所述电池容纳槽的底部。该配合部在塑胶支架的双面是对称的，即该延伸出的台阶位于侧边内壁的中部，使得塑胶支架双面均可固定金属板，与此同时，所述固定部在塑胶支架的侧面的外壁上错开形成不同的两组，其中一组用于固定位于塑胶支架一面的金属板，另一组用于固定位于塑胶支架另一面的金属板。

例如，参考图2-4，所述固定部为楔形凸起，在侧边12外壁上的凸起121～124按照楔形的倾斜方向和是否处于一条直线上分为两组，例如位于中间的凸起122和123为第一组，倾斜方向一致，处于一条与侧边平行的直线上；位于两端的凸起121和124为第二组，倾斜方向与第一组凸起刚好相反，处于另一条与侧边平行的直线上。而在侧边14外壁上，具有与侧边12相对称的凸起。这样一来，一个塑胶支架可同时在两面各固定一块金属板。

在另一优选的实施例中，如图2-5所示，所述塑胶支架10的四角各开设有一个通孔15，各通孔15内设置有衔接件16，通过两个塑胶支架的对应位置的衔接件相互连接，可以实现两个电池放置单元的相对连接固定，形成图1-1所示的一个软包电池单元。所述衔接件16例如可以是金属镶件，各金属镶件上具有连 接孔，通过两个塑胶支架的对应位置的金属镶件相互扣接，并通过尺寸相适应的螺杆穿过连接孔，再用螺母固定，以将两个塑胶支架上对应位置的金属镶件进行连接固定，从而实现所述两个电池放置单元的相对连接固定。优选地，同一塑胶支架上，其中两个处于对角线的衔接件在塑胶支架的一面凸出于所述通孔而在另一面不凸出于所述通孔，同时，另外两个处于对角线的衔接件在塑胶支架的所述一面不凸出于所述通孔而在所述另一面凸出于所述通孔，这样设计可以方便两个塑胶支架相互连接固定时的定位和无缝对接。

在一种优选的实施例中，如图2-1和图2-2所示，所述塑胶支架的两条相对侧边的上顶部分别设有倒钩部位17，用于在形成软包电池模组后固定上盖。

在另一优选实施例中，如图3，所述金属板的电池容纳槽的底部设有加强筋25，四周边缘处也可以设置有加强筋(图中未示)。

在另一优选实施例中，如图2-3，所述塑胶支架的各条边上均开设有多个减重孔18。减重孔同时也有利于散热。

在一种优选的实施方案中，软包电池模组内相邻两个软包电池单元之间的衔接处共用一个塑胶支架，该共用的塑胶支架双面均固定金属板(可参考图4)。形成如图5所示的软包电池模组。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本实用新型的保护范围。