一种紧凑型电池模组的制作方法

本实用新型属于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，特别涉及一种导热效果好、能量密度高的紧凑型电池模组。

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。

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，软包电池模组主要采用塑料支架包裹软包电池，起到保护电芯的作用，一般情况下，在电池模组的塑料支架上有四个固定点，四个固定点分布在模组两侧，用于固定模组，且一般呈对称设计，采用这种方式虽然结构简单，但是占用较大空间、散热效果差；另一种散热较好的方式为在每两块软包电池模组的中间增加带有冷却管路的冷板，堆叠后在外部增加金属固定支架用于整体固定模组，采用这种方式的电池模组导热效果好，但缺陷在于重量较大、能量密度相对降低。

现有技术中，由于电池模组的电池尺寸较大，两极耳相对来说距离较远，因此电池模组中通常需要利用大块片状的铝片或者铜片进行电连接，最后软包电池的极耳通过激光焊接至电连接铝片或者铜片，在电连接空间大的情况下，这种采样方式比较简单方便，只需在需要电压采样和温度采样的位置进行焊接或者利用螺栓组装采样传感器即可，然而对于尺寸较小的电芯则没有较好的电连接和采样方法。

现有技术中，电池模组的正负极输出端一般位于电池模组的两侧，分别通过一块铝片或者铜片将电路传导至连接点，连接点处设置有螺母或者螺栓，这种结构占用电池模组侧边一定的空间，且导电铝片或铜片的尺寸都较大，电池模组之间通过铝排或者铜排、螺栓连接，加工复杂，拆装不易，不利于提高电池包的空间利用率。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是，现有技术中，电池模组的固定占用较大空间，导热效果好的电池模组一般能量密度低，尺寸较小且极耳比较靠近的软包电芯不利于电连接和采样操作，同时模组正负极输出端占用较大空间，不利于提高提高电池包的空间利用率，不方便拆装的问题，进而提供了一种优化结构的紧凑型电池模组。

本实用新型所采用的技术方案是，一种紧凑型电池模组，包括模组下箱体，所述模组下箱体顶部配合设有支架，所述支架顶部配合设有模组上盖，所述模组下箱体和支架间设有电芯，所述模组下箱体的两侧面分别设有1个固定脚座，2个所述固定脚座以电池模组的中轴对称设置；所述支架朝向模组下箱体的一侧设有若干电芯限位板；所述支架与模组上盖间设有与电芯配合的铜排组；相邻的所述电芯间及电芯与模组下箱体间设有导热胶层。

优选地，任一电芯限位板的两侧设有若干电芯导向块，所述电芯导向块的侧面与水平面间的夹角小于90°。

优选地，所述模组下箱体的顶部朝外设有若干扣眼，所述支架侧部配合设有若干卡扣，所述扣眼和卡扣配合设置；所述卡扣侧的支架上设有第一限位挡块，所述支架上分布设有若干高度限制挡块，所述高度限制挡块与所述模组下箱体的顶部边缘配合设置。

优选地，所述模组下箱体两侧的扣眼间的距离不相等。

优选地，所述支架顶部设有灌胶口。

优选地，所述支架顶部设有集线槽，所述支架侧部设有束线口，所述束线口与所述集线槽的一端相连。

优选地，所述铜排组包括并列设于支架顶部的第一铜排列和第二铜排列，任一所述第一铜排列的铜排的宽度大于任一所述第二铜排列的铜排的宽度；任一所述第一铜排列和第二铜排列的铜排的中部均设有台阶块，所述台阶块的中心设有采样点，所述采样点连接至采样线。

优选地，所述铜排组还包括设于支架顶部两角点处的正极输出铜排和负极输出铜排，所述正极输出铜排和负极输出铜排的一端与电芯连接，另一端连接至输出线束。

优选地，任一第一铜排列或第二铜排列侧部的支架上设有铜排挡块。

优选地，所述支架顶部边缘设有倒扣，所述模组上盖边缘设有卡槽，所述倒扣和卡槽配合设置；所述支架的四角设有第二限位挡块。

本实用新型提供了一种优化结构的紧凑型电池模组，通过以模组下箱体、支架和模组上盖顺次配合，在模组下箱体和支架间设置电芯，并在支架与模组上盖间配合设置铜排组，构成电池模组，在模组下箱体的两侧面分别设置1个固定脚座且2个固定脚座以电池模组的中轴对称设置，即在最后组装的过程中，相邻的电池模组可以错位固定，缩小电池模组占用的空间，在支架朝向模组下箱体的一侧设置电芯限位板，用于将电芯分组，保证散热效率，铜排组整合所有的电连接、采样和输出，保证了空间利用率；电芯外侧裹有导热胶层，保证了电芯的热量的散出。

本实用新型的有益效果在于：

（1）电池模组的固定脚座错位分布，固定占用的空间小，导热效果好且能量密度高，解决了电池模组的固定装配问题；

（2）利用电芯限位板加强均温和散热，配合导热胶层，解决了电池模组的散热问题；

（3）整合了所有与电连接有关的结构至铜排组，解决了电池模组小空间内电连接问题、采样问题和正负极输出问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的爆炸图结构示意图；

图3为本实用新型除去模组上盖的结构示意图；

图4为本实用新型除去模组上盖的俯视图结构示意图；

图5为本实用新型的支架倒扣后的结构示意图；

图6为本实用新型的支架的剖视图结构示意图，其中，A和B分别为两种不同结构的电芯导向块；

图7为本实用新型模组下箱体的俯视图结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细描述，但本实用新型的保护范围并不限于此。

本实用新型涉及一种紧凑型电池模组，包括模组下箱体1，所述模组下箱体1顶部配合设有支架2，所述支架2顶部配合设有模组上盖3，所述模组下箱体1和支架2间设有电芯4，所述模组下箱体1的两侧面分别设有1个固定脚座5，2个所述固定脚座5以电池模组的中轴对称设置；所述支架2朝向模组下箱体1的一侧设有若干电芯限位板6；所述支架2与模组上盖3间设有与电芯4配合的铜排组7；相邻的所述电芯4间及电芯4与模组下箱体1间设有导热胶层。

本实用新型中，电池模组包括自下而上顺次配合设置的模组下箱体1、支架2和模组上盖3，其中，在模组下箱体1和支架2间设置电芯4，在支架2和模组上盖3间设置电连接件，即与电芯4配合的铜排组7，整体构成电池模组。

本实用新型中，一般情况下，模组下箱体1为金属件，导热效果好，可以将电芯4的温度顺利导出至电池模组外部；支架2为塑料件，保证了铜排组7的固定和电隔离；模组上盖3亦为塑料盖，保证了电池模组整体的质轻。

本实用新型中，在模组下箱体1的两侧面分别设置1个固定脚座5且2个固定脚座5以电池模组的中轴对称设置，简单来说，2个固定脚座5错位分布设置在模组下箱体1的左侧前部和右侧后部的对角位置，或相反，保证了最后组装的过程中，相邻的电池模组可以错位固定，缩小电池模组占用的空间；显然，2个固定脚座5处于相同的水平高度且尺寸一致，便于电池模组的设置。

本实用新型中，支架2一般为顶部可以承载电连接件、底部设有罩体的结构，在组装的过程中，支架2底部的罩体插入模组下箱体1的顶部开口，这种结构便于电池模组整体的组装和扣接，本领域技术人员亦可以依据实际情况自行设置。

本实用新型中，支架2朝向模组下箱体1的一侧设置电芯限位板6，电芯限位板6可以将电池模组中的电芯4分为若干个小模块，每个小模块包括若干颗电芯4，可以提高电芯4的散热效率，防止由于电芯4过于集中而导致中间部分的电芯4过热。

本实用新型中，在支架2与模组上盖3间设置的铜排组7可以整合所有的电连接、采样和输出，保证了空间利用率。

本实用新型中，电芯4外侧裹有导热胶层，保证了电芯4的热量的散出。一般情况下，导热胶层整体的体积为模组下箱体1的体积减去所有电芯4的体积，在考虑电池模组整体重量的情况下，导热胶层的高度为电芯4高度的2/3。

本实用新型的有益效果在于：

（1）电池模组的固定脚座5错位分布，固定占用的空间小，导热效果好且能量密度高，解决了电池模组的固定装配问题；

（2）利用电芯限位板6加强均温和散热，配合导热胶层，解决了电池模组的散热问题；

（3）整合了所有与电连接有关的结构至铜排组7，解决了电池模组小空间内电连接问题、采样问题和正负极输出问题。

任一电芯限位板6的两侧设有若干电芯导向块8，所述电芯导向块8的侧面与水平面间的夹角小于90°。

所述支架2顶部设有灌胶口9。

本实用新型中，电芯限位板6的两侧均设有用于电芯4在安装时的导向的若干电芯导向块8，且电芯导向块8的侧面具有一定斜度，显然，为了设置电芯，电芯导向块8的侧面与水平面间的夹角小于90°，整体呈倒梯台或倒锥形，防止电芯4在安装时极耳误操作而插至相邻的电芯4安装槽内。

本实用新型中，电芯导向块8包括两种结构，两种结构的电芯导向块8的横向长度不同，这是由于电芯4的极耳并不是分布在电芯4的中间位置，一般情况下，电芯4的极耳位于电芯4顶面中轴线偏一侧，因此电芯4在成组过程中，不同的2个相邻电芯4的极耳间的距离可能存在差异，如在串联和并联的过程中，电芯4需要进行翻转，那么势必存在某2个电芯4相邻时极耳更为靠近、而这2个电芯4与再外侧的电芯4的极耳间的距离增大，故将中间用于隔离的电芯导向块8的宽度相应设置为不同，保证了电芯4的正常安装。

本实用新型中，支架2顶部设有灌胶口9，由于导热胶层粘度较小，故可以在电池模组焊接、安装完成后，通过灌胶口9灌入导热胶直至凝结成导热胶层。

本实用新型中，基于电池模组整体的平衡和散热均匀，一般情况下，支架2顶部设有2个灌胶口9，2个灌胶口9以电池模组的纵向中轴线对称设置。

所述模组下箱体1的顶部朝外设有若干扣眼10，所述支架2侧部配合设有若干卡扣11，所述扣眼10和卡扣11配合设置；所述卡扣11侧的支架2上设有第一限位挡块12，所述支架2上分布设有若干高度限制挡块13，所述高度限制挡块13与所述模组下箱体1的顶部边缘配合设置。

所述模组下箱体1两侧的扣眼10间的距离不相等。

所述支架2顶部边缘设有倒扣14，所述模组上盖3边缘设有卡槽15，所述倒扣14和卡槽15配合设置；所述支架2的四角设有第二限位挡块16。

本实用新型中，模组下箱体1的顶部朝外设有若干扣眼10，支架2侧部设有与扣眼10配合的若干卡扣11，支架2可以通过卡扣11与模组下箱体1扣合。

本实用新型中，模组下箱体1两侧的扣眼10间的距离不相等，即扣眼10和卡扣11的组合为非对称分布在模组下箱体1的两侧，用于机械防呆，且可以有效防止支架2反装。

本实用新型中，卡扣11侧的支架2上设有第一限位挡块12，保证扣眼10和卡扣11的组合配合良好，且便于安装；支架2上还分布设有若干高度限制挡块13，一般情况下，高度限制挡块13为倒L型，即可以挂在模组下箱体1的顶部边缘，可以有效防止支架2在安装下压时过于向下，造成电池模组不必要的损坏。

本实用新型中，支架2顶部边缘竖直向上设有倒扣14，模组上盖3边缘设有与倒扣14配合的卡槽15，模组上盖3安装到位后通过倒扣14和卡槽15的组合将模组上盖3限制在支架2上。

本实用新型中，为了保证模组上盖3可以更为顺利的安装到位，故在支架2的四角设有第二限位挡块16，用于限定模组上盖3的方位在组装时即不发生偏移。

所述支架2顶部设有集线槽17，所述支架2侧部设有束线口18，所述束线口18与所述集线槽17的一端相连。

所述铜排组7包括并列设于支架2顶部的第一铜排列19和第二铜排列20，任一所述第一铜排列19的铜排的宽度大于任一所述第二铜排列20的铜排的宽度；任一所述第一铜排列19和第二铜排列20的铜排的中部均设有台阶块21，所述台阶块21的中心设有采样点22，所述采样点22连接至采样线。

所述铜排组7还包括设于支架2顶部两角点处的正极输出铜排23和负极输出铜排24，所述正极输出铜排23和负极输出铜排24的一端与电芯4连接，另一端连接至输出线束。

任一第一铜排列19和第二铜排列20侧部的支架2上设有铜排挡块25。

本实用新型中，支架2顶部设有集线槽17，用于通过采样线等线束，在支架2的侧部设置束线口18，用于最终导出线束，有效保证了电池模组的规范性。

本实用新型中，铜排组7包括并列设于支架2顶部的第一铜排列19和第二铜排列20，其中，第一铜排列19的铜排为宽E型导电铜排，第二铜排列20的铜排为窄E型导电铜排，即任一第一铜排列19的铜排的宽度大于任一第二铜排列20的铜排的宽度，第一铜排列19和第二铜排列20的结构类似，只是宽度增加，原因是两电芯4极耳的距离较远，两种铜排分别通过铜排的固定孔，以自攻螺丝固定在支架2上，不仅能将第一铜排列19和第二铜排列20牢靠地固定在支架2上，也能在后续的激光焊接中起到准确定位的作用，可以实现自动化焊接。

本实用新型中，任一所述第一铜排列19和第二铜排列20的铜排的中部均设有台阶块21，可以在极耳焊接至铜排上之前，先通过超声波焊接将温度传感器牢固地焊接在台阶块21的最外侧，台阶块21的中心设有采样点22，即电压采样点22，通过自攻螺丝将采样线的OT端子固定在铜排的采样点22上，完成电压采样，大大降低铜排的材料使用，而且可以将采样的位置往电池模组中间部分靠拢，采样线的布置非常方便，直接布置在支架2上的集线槽17内即可。

本实用新型中，支架2上的角点处设有螺母安装槽26，预先装入螺母，用于正极输出铜排23和负极输出铜排24的固定和电连接，正极输出铜排23和负极输出铜排24的一端与电芯4连接，另一端连接至输出线束。

本实用新型中，一般情况下，通过激光将电芯4焊接在铜排上，连接至输出线束的一端高于与电芯4焊接的一端，即将电池模组的正、负极输出端设计在电池模组内部，不会向外伸出，占用外部空间，亦能提高安全性。

本实用新型中，任一第一铜排列19和第二铜排列20侧部的支架2上均设有铜排挡块25，防止铜排移位，保证安全性。

本实用新型通过以模组下箱体1、支架2和模组上盖3顺次配合，在模组下箱体1和支架2间设置电芯4，并在支架2与模组上盖3间配合设置铜排组7，构成电池模组，在模组下箱体1的两侧面分别设置1个固定脚座5且2个固定脚座5以电池模组的中轴对称设置，即在最后组装的过程中，相邻的电池模组可以错位固定，缩小电池模组占用的空间，在支架2朝向模组下箱体1的一侧设置电芯限位板6，用于将电芯4分组，保证散热效率，铜排组7整合所有的电连接、采样和输出，保证了空间利用率；电芯4外侧裹有导热胶层，保证了电芯4的热量的散出。本实用新型的电池模组的固定脚座5错位分布，固定占用的空间小，导热效果好且能量密度高，解决了电池模组的固定装配问题；利用电芯限位板6加强均温和散热，配合导热胶层，解决了电池模组的散热问题；整合了所有与电连接有关的结构至铜排组7，解决了电池模组小空间内电连接问题、采样问题和正负极输出问题。