动力电池的制作方法

1.本发明涉及新能源电池技术领域，具体而言，涉及一种动力电池。


背景技术：

2.在能源可持续发展的要求下，随着新能源汽车技术的日益发展，动力电池作为一种绿色能源，能极大地降低汽车尾气的排放量，对环境保护起到非常重要的作用，越来越受到人们的关注。
3.在相关技术中，为提高动力电池的能量密度，动力电池常采用ctp(无模组，cell to pack)结构，通过取消电芯形成模组的步骤，去除形成模组过程中的连接结构件，从而提高动力电池的能量密度。
4.然而，在相关技术中的动力电池采用焊接或者胶接的组装工艺，使得动力电池组装后无法拆解维修，或动力电池在暴力拆解的过程中受损。


技术实现要素：

5.本发明提供一种动力电池，以解决相关技术中的动力电池无法拆解维修的问题。
6.本发明提供了一种动力电池，动力电池包括：下箱体，包括底板以及围设在底板的外边沿的围板，底板和围板共同围成安装腔；电芯组，设置在安装腔内，电芯组包括多个依次排布的电芯单元，围板包括与底板固定连接的固定板以及与底板可拆卸连接的可拆板，可拆板位于电芯组的一端；固定架，位于下箱体的上方并与围板可拆卸连接，固定架与电芯组的上端限位配合。
7.进一步地，下箱体还包括分隔板，分隔板的下端与底板的上表面连接，分隔板的延伸方向与电芯组的延伸方向相同，分隔板将安装腔分隔为至少两个安装子腔，每个安装子腔均设置有一个电芯组。
8.进一步地，动力电池包括多个固定架，固定架的延伸方向与电芯组的延伸方向相垂直，相邻两个电芯单元之间设置有一个固定架，固定架的一侧的下表面搭设在相邻两个电芯单元的其中一个的上表面，固定架的另一侧的下表面搭设在相邻两个电芯单元的另一个的上表面。
9.进一步地，固定架的延伸方向与电芯组的延伸方向相同，固定架包括：第一固定架，位于下箱体的一侧，第一固定架的一侧的下表面搭设在电芯组的上表面，第一固定架的另一侧的下表面与围板可拆卸连接；第二固定架，位于相邻两个电芯组之间，第二固定架的一侧的下表面搭设在相邻两个电芯组的其中一个的上表面，第二固定架的另一侧的下表面搭设在相邻两个电芯组的另一个的上表面。
10.进一步地，固定架具有下凹段，下凹段位于电芯组的一侧，下凹段与分隔板的上端可拆卸连接，或者，下凹段与围板的上端可拆卸连接。
11.进一步地，固定架的下表面设置有分隔筋，分隔筋伸入同一电芯组的相邻两个电芯单元的间隔内，分隔筋的两侧分别与相邻两个电芯单元的侧壁相抵接。
12.进一步地，动力电池还包括顶部弹性垫，顶部弹性垫夹设在固定架的下表面与电芯组的上表面之间。
13.进一步地，动力电池还包括侧部弹性垫，侧部弹性垫夹设在电芯组的侧壁与围板之间，或者侧部弹性垫夹设在电芯组的侧壁与分隔板之间。
14.进一步地，动力电池还包括设置在安装腔内的底部弹性垫，底部弹性垫的下表面与底板的上表面相贴合，底部弹性垫的上表面与电芯组的下表面相贴合。
15.进一步地，底部弹性垫的上表面设置有限位槽，电芯单元的下端卡设在限位槽内。
16.进一步地，可拆板通过第一螺钉分别与围板和分隔板连接；固定架通过第二螺钉分别与围板和分隔板连接；分隔板沿下箱体的长度方向延伸；围板包括三个固定板和一个可拆板，三个固定板的其中两个固定板分别位于下箱体的宽度方向的两侧，三个固定板的另一个固定板位于电芯组的一端，一个可拆板位于电芯组的另一端；同一电芯组的相邻两个电芯单元粘接连接；动力电池还包括busbar和fpc，busbar位于电芯组与固定架之间，fpc位于固定架的上方，busbar通过紧固件与电芯单元的极柱连接，busbar与fpc的连接片连接；动力电池为方壳电池。
17.应用本发明的技术方案，动力电池包括下箱体、电芯组以及固定架，通过将多个电芯单元依次排布形成电芯组，再将电芯组设置在底板和围板围设的安装腔中，由于固定架与电芯组的上端限位配合，固定架与围板连接，防止电芯组从安装腔中脱出，从而完成动力电池的组装。并且，由于围板包括与底板可拆卸连接的可拆板，固定架与围板可拆卸连接，在需要拆解动力电池时，通过拆卸固定架和可拆板，由于可拆板位于电芯组的一端，使得电芯组可以完好无损地从动力电池中拆解出来，从而实现动力电池的可拆卸，避免动力电池在暴力拆解中受损，保证动力电池拆解后的梯次利用。
附图说明
18.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
19.图1示出了根据本发明实施例一提供的动力电池的爆炸图；
20.图2示出了根据本发明实施例一提供的动力电池的固定架的结构示意图；
21.图3示出了根据本发明实施例一提供的动力电池未安装下箱体的结构示意图；
22.图4示出了根据本发明实施例一提供的动力电池的局部放大图；
23.图5示出了根据本发明实施例一提供的动力电池的又一局部放大图；
24.图6示出了根据本发明实施例二提供的动力电池的爆炸图；
25.图7示出了根据本发明实施例二提供的动力电池的第一固定架的结构示意图；
26.图8示出了根据本发明实施例二提供的动力电池的第二固定架的结构示意图；
27.图9示出了根据本发明实施例二提供的动力电池的结构示意图。
28.其中，上述附图包括以下附图标记：
29.10、下箱体；11、底板；12、围板；121、固定板；122、可拆板；13、安装腔；131、安装子腔；14、分隔板；
30.20、电芯组；21、电芯单元；211、极柱；
31.30、固定架；31、第一固定架；32、第二固定架；33、下凹段；331、竖直段；332、水平
段；333、第一下凹段；334、第二下凹段；34、分隔筋；
32.41、顶部弹性垫；42、侧部弹性垫；421、第一侧部弹性垫；422、第二侧部弹性垫；43、底部弹性垫；
33.51、第一螺钉；52、第二螺钉；53、紧固件；
34.61、busbar；62、fpc；621、连接片。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.如图1至图5所示，本发明实施例一提供了一种动力电池，该动力电池包括下箱体10、电芯组20以及固定架30，下箱体10包括底板11以及围设在底板11的外边沿的围板12，底板11和围板12共同围成安装腔13，电芯组20设置在安装腔13内，电芯组20包括多个依次排布的电芯单元21，围板12包括与底板11固定连接的固定板121以及与底板11可拆卸连接的可拆板122，可拆板122位于电芯组20的一端，固定架30位于下箱体10的上方并与围板12可拆卸连接，固定架30与电芯组20的上端限位配合。
37.应用本实施例提供的动力电池，动力电池包括下箱体10、电芯组20以及固定架30，通过将多个电芯单元21依次排布形成电芯组20，再将电芯组20设置在底板11和围板12围设的安装腔13中，由于固定架30与电芯组20的上端限位配合，固定架30与围板12连接，防止电芯组20从安装腔13中脱出，从而完成动力电池的组装。并且，由于围板12包括与底板11可拆卸连接的可拆板122，固定架30与围板12可拆卸连接，在需要拆解动力电池时，通过拆卸固定架30和可拆板122，由于可拆板122位于电芯组20的一端，使得电芯组20可以完好无损地从动力电池中拆解出来，从而实现动力电池的可拆卸，避免动力电池在暴力拆解中受损，保证动力电池拆解后的梯次利用。
38.其中，可拆板122可以为一个，可拆板122也可以为两个，当可拆板122为两个时，两个可拆板122分别设置在电芯组20的两端。
39.需要说明的是，动力电池拆解后的梯次利用指的是，动力电池由多个电芯组20组成，当其中一个电芯组20发生损坏时，由于本实施例提供的动力电池可拆解，并且各个电芯组20均能完好无损地从动力电池中拆解出来，从而除损坏的电芯组20外的电芯组20可以实现再次利用。
40.如图1所示，下箱体10还包括分隔板14，分隔板14的下端与底板11的上表面连接，分隔板14的延伸方向与电芯组20的延伸方向相同，分隔板14将安装腔13分隔为至少两个安装子腔131，每个安装子腔131均设置有一个电芯组20。通过在每个安装子腔131中均设置一个电芯组20，使得在安装过程中，通过分隔板14对电芯组20进行安装导向，提高安装效率，并通过分隔板14对电芯组20的限位作用，避免晃动或者电芯单元的使用膨胀导致电芯组20的位置变化，保证电芯组20的位置安装稳定可靠。
41.如图1所示，动力电池包括多个固定架30，固定架30的延伸方向与电芯组20的延伸
方向相垂直，相邻两个电芯单元21之间设置有一个固定架30，固定架30的一侧的下表面搭设在相邻两个电芯单元21的其中一个的上表面，固定架30的另一侧的下表面搭设在相邻两个电芯单元21的另一个的上表面。通过在相邻两个电芯单元21设置一个固定架30，固定架30两侧的下表面分别搭设在相邻两个电芯单元21的上表面，从而使得同一固定架30与两个电芯单元21限位配合，在保证安装可靠的前提下减少固定架30的数量，提高动力电池的能量密度，避免电芯组20从安装子腔131中脱出。
42.如图2、图4以及图5所示，固定架30具有下凹段33，下凹段33位于电芯组20的一侧，下凹段33与分隔板14的上端可拆卸连接，或者，下凹段33与围板12的上端可拆卸连接。通过在固定架30上设置下凹段33，利用下凹段33实现固定架30的可拆卸连接，在动力电池的使用过程中，利用下凹段33与固定架30的其余部分的高度差，该高度差预留出在垂直于底板11的方向上电芯单元21的膨胀余量，从而保证固定架30与下箱体10的连接可靠。
43.如图2所示，下凹段33由竖直段331和水平段332组成，竖直段331的下端与水平段332的一端连接，竖直段331的上端与固定架30连接，其中，下凹段33包括第一下凹段333和第二下凹段334，第一下凹段333由一个水平段332以及一个设置在该水平段332靠近固定架一端上端的竖直段331组成，第二下凹段334由一个水平段332以及两个分别设置在该水平段332的两端的竖直段331组成，第一下凹段333的水平段与围板12的上端可拆卸连接，第二下凹段334的水平段与分隔板14的上端可拆卸连接。
44.如图2所示，下凹段33的延伸方向垂直于固定架30的延伸方向，第一下凹段333设置在固定架30的两端，第二下凹段334为沿固定架30的延伸方向间隔设置的多个，固定架30与每个分隔板14对应的位置均设置有一个第二下凹段334。
45.如图2所示，固定架30的下表面设置有分隔筋34，分隔筋34伸入同一电芯组20的相邻两个电芯单元21的间隔内，分隔筋34的两侧分别与相邻两个电芯单元21的侧壁相抵接。通过在固定架30的下表面设置分隔筋34，分隔筋34的两侧分别与相邻两个电芯单元21的侧壁相抵接，在动力电池的使用过程中，通过分隔筋34对电芯单元21的限位作用，避免电芯单元21的膨胀现象导致电芯单元21的相对位置改变，从而保证电芯组20的安装位置稳定可靠。
46.如图2所示，分隔筋34的水平延伸方向与固定架30的延伸方向相同，分隔筋34设置在固定架30的中部，同一电芯组20的每两个相邻电芯单元21的间隔内均伸入有一个分隔筋34。
47.如图1所示，动力电池还包括顶部弹性垫41，顶部弹性垫41夹设在固定架30的下表面与电芯组20的上表面之间。通过在固定架30和电芯组20之间设置顶部弹性垫41，在电芯组20发生膨胀现象时，电芯组20的上表面挤压顶部弹性垫41，顶部弹性垫41发生压缩变形，在电芯组20发生回缩现象时，受顶部弹性垫41的弹性恢复力作用，使得电芯组20的上表面始终保持通过顶部弹性垫41与固定架30的下表面贴合，从而保证在动力电池的工作过程中，无论电芯组20是否发生膨胀现象，固定架30均会对电芯组20起到限位作用，避免电芯组20从安装子腔131中脱出，保证电芯组20的安装位置稳定可靠。
48.如图1和图3所示，动力电池还包括侧部弹性垫42，侧部弹性垫42夹设在电芯组20的侧壁与围板12之间，或者侧部弹性垫42夹设在电芯组20的侧壁与分隔板14之间。通过设置侧部弹性垫42，在电芯组20发生膨胀现象时，电芯组20的侧壁挤压侧部弹性垫42，侧部弹
性垫42发生压缩变形，在电芯组20发生回缩现象时，受侧部弹性垫42的弹性恢复力作用，使得电芯组20的侧壁始终保持通过侧部弹性垫42与分隔板14或围板12贴合，从而保证在动力电池的工作过程中，无论电芯组20是否发生膨胀现象，分隔板14和围板12均会对电芯组20起到限位作用，避免电芯组20的相对位置改变，保证电芯组20的安装位置稳定可靠。
49.在本发明的实施例中，顶部弹性垫41和侧部弹性垫42均采用隔热的弹性材料制成，例如泡棉，在吸收安装公差与膨胀量的同时，起到隔离热失衡的效果，在某一电芯组20的温度过高时，避免影响其他电芯组20的正常工作。
50.如图1和图3所示，侧部弹性垫42包括第一侧部弹性垫421和多个第二侧部弹性垫422，第一侧部弹性垫421从电芯组20的一端延伸至该电芯组20的另一端，第二侧部弹性垫422的延伸方向与第一侧部弹性垫421的延伸方向相垂直，每个电芯组20的端面上均设置有一个第二侧部弹性垫422。
51.如图1所示，动力电池还包括设置在安装腔13内的底部弹性垫43，底部弹性垫43的下表面与底板11的上表面相贴合，底部弹性垫43的上表面与电芯组20的下表面相贴合。利用底部弹性垫43的弹性特质，使得底部弹性垫43吸收动力电池的安装公差以及电芯组20的膨胀变形，并且，由于底部弹性垫43采用导热材料，从而实现电芯组20通过底部弹性垫43向底板11进行热传导，从而保证动力电池的散热效果，在动力电池工作时，避免电芯组20产生的热量无法向外传导，避免造成动力电池的热失衡，保证动力电池的使用安全和使用寿命。
52.在本实施例中，底部弹性垫43的上表面设置有限位槽，电芯单元21的下端卡设在限位槽内。通过将电芯单元21的下端卡设在限位槽内，使得电芯单元21受到限位槽的限位作用，避免电芯单元21的膨胀现象导致电芯单元21的相对位置改变，从而保证电芯组20的安装位置稳定可靠。
53.其中，底部弹性垫43可以采用导热硅胶等导热的弹性材料制成。
54.如图1所示，可拆板122通过第一螺钉51分别与围板12和分隔板14连接。采用上述的第一螺钉51，提高可拆板122的安装速度和拆卸速度，并通过第一螺钉51给电芯组20提供沿电芯组20的延伸方向的预紧力，保证装配强度满足要求。
55.如图2、图4以及图5所示，固定架30通过第二螺钉52分别与围板12和分隔板14连接。采用上述的第二螺钉52，提高固定架30的安装速度和拆卸速度，并通过第二螺钉52给电芯组20提供垂直于底板的方向上的预紧力，保证装配强度满足要求。
56.需要说明的是，在本实施例中，固定架30通过第二螺钉52与围板12和分隔板14连接。
57.如图1所示，分隔板14沿下箱体10的长度方向延伸。
58.如图1所示，围板12包括三个固定板121和一个可拆板122，三个固定板121的其中两个固定板121分别位于下箱体10的宽度方向的两侧，三个固定板121的另一个固定板121位于电芯组20的一端，一个可拆板122位于电芯组20的另一端。在动力电池的组装和拆解过程中，通过安装和拆卸可拆板122，从而实现下箱体10的组装和拆解。
59.其中，可拆板122位于下箱体10的后端。
60.在本实施例中，同一电芯组20的相邻两个电芯单元21粘接连接。由于相邻两个电芯单元21采用粘结连接，使得电芯单元21的连接可靠性高，并且简化电芯组20的连接结构，提高电芯组20的能量密度，从而提高动力电池的能量密度。
61.在本实施例中，同一电芯组20的相邻的两个电芯单元21之间采用背胶的回型框堆叠成组。
62.如图1所示，动力电池还包括busbar61和fpc62，busbar61位于电芯组20与固定架30之间，fpc62位于固定架30的上方，busbar61通过紧固件53与电芯单元21的极柱211连接，busbar61与fpc62的连接片621连接。通过紧固件53连接busbar61和电芯单元21的极柱，通过连接片621连接busbar61和fpc62，从而实现对动力电池的各个电芯单元21的信号采集，保证实时监测各个电芯单元21，保证动力电池的使用安全。
63.在本发明的其他实施例中，fpc62可以采用ffc进行替换。
64.其中，busbar为汇流排，fpc为柔性电路板(flexible printed circuit)，ffc为柔性扁平电缆(flexible flat cable)。
65.在本实施例中，动力电池为方壳电池。
66.如图6至图9所示，本发明的实施例二提供了一种动力电池，该动力电池与本发明实施例一所提供的动力电池具有以下区别点：
67.如图6所示，固定架30的延伸方向与电芯组20的延伸方向相同，固定架30包括第一固定架31和第二固定架32，第一固定架31位于下箱体10的一侧，第一固定架31的一侧的下表面搭设在电芯组20的上表面，第一固定架31的另一侧的下表面与围板12可拆卸连接，第二固定架32位于相邻两个电芯组20之间，第二固定架32的一侧的下表面搭设在相邻两个电芯组20的其中一个的上表面，第二固定架32的另一侧的下表面搭设在相邻两个电芯组20的另一个的上表面。通过在相邻两个电芯组20设置一个第二固定架32，第二固定架32两侧的下表面分别搭设在相邻两个电芯组20的上表面，从而使得同一第二固定架32与两个电芯组20限位配合，避免电芯组20从安装子腔131中脱出，在保证安装可靠的前提下减少第二固定架32的数量，提高动力电池的能量密度。并且，通过在下箱体10的两侧均设置第一固定架31，且第一固定架31的一侧的下表面搭设在电芯组20的上表面，进一步避免电芯组20从安装子腔131中脱出。
68.如图7和图8所示，下凹段33沿固定架30的延伸方向延伸，第一下凹段333设置在第一固定架31的中部，第二下凹段334设置在第二固定架32的中部。
69.如图7和图8所示，分隔筋34的水平延伸方向垂直于固定架30的延伸方向，分隔筋34为沿固定架30的延伸方向间隔设置的多个，同一电芯组20的每两个相邻电芯单元21的间隔内均伸入有两个分隔筋34。
70.如图7和图8所示，第一固定架31通过第二螺钉52与围板12连接，第二固定架32通过第二螺钉52与围板12和分隔板14连接。
71.应用本实施例提供的动力电池，具有以下有益效果：
72.(1)通过先后拆卸固定架30和可拆板122，由于可拆板122位于电芯组20的一端，使得电芯组20可以完好无损地从动力电池中拆解出来，从而方便动力电池的安装和拆解维修，避免动力电池在暴力拆解中受损，保证动力电池拆解后的梯次利用；
73.(2)由于固定架30与电芯组20的上端限位配合，固定架30与围板12连接，防止电芯组20从安装腔13中脱出，使得动力电池装配效率更高，一致性好；
74.(3)通过在电芯组20的四周设置顶部弹性垫41、侧部弹性垫42以及底部弹性垫43，从而吸收电芯组20在使用过程中的膨胀量以及装配过程中的装配公差，保证动力电池的组
装准确可靠；
75.(4)下箱体10的可拆板122通过第一螺钉51锁紧固定，当电芯组20进入安装子腔131后，第一螺钉51可以给电芯组20提供沿电芯组20延伸方向的预紧力，保证装配强度满足要求。
76.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
77.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
78.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
79.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
80.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
81.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。