复合侧板及电芯阵列的制作方法

1.本技术涉及动力电池技术领域，尤其是涉及一种复合侧板及电芯阵列。


背景技术：

2.为提高电芯阵列的结构强度，以提升电芯阵列应对各种工况的能力，通常在电芯阵列的侧部安装模组侧板，目前，模组侧板通常设置为全铝件或全钢件，导致电芯阵列的整包重量增加。
3.因而，亟待解决如何实现电芯阵列的轻量化，且能够确保电芯阵列具有足够的结构强度的技术问题。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种复合侧板及电芯阵列，以在一定程度上解决现有技术中存在的为了确保电芯阵列具有足够的结构强度而导致无法实现电芯阵列轻量化的技术问题。
5.本技术提供了一种复合侧板，所述复合侧板包括侧板主体和连接构件；
6.所述侧板主体的材质为复合材料，所述侧板主体的内表面用于与所述电芯的侧部相贴合，所述侧板主体的内表面设置有对应于所述电芯的电芯间隔的槽体；
7.所述侧板主体的端部连接有用于与所述电芯相连接的所述连接构件，所述连接构件的材质为轻金属。
8.在上述技术方案中，进一步地，所述侧板主体包括内板构件和外板构件，所述内板构件与所述外板构件的材质均为复合材料；
9.所述内板构件的内表面用于与所述电芯的侧部相贴合，所述外板构件叠置于所述内板构件的外表面。
10.在上述任一技术方案中，进一步地，所述槽体开设于所述内板构件的内表面，所述槽体的数量与所述电芯的电芯间隔的数量相等；
11.每两个相邻的所述槽体之间的所述内板构件的内表面形成子板区，所有所述子板区一一对应地覆盖在所有所述电芯的侧部。
12.在上述任一技术方案中，进一步地，所述槽体沿所述内板构件的纵向贯通所述内板构件。
13.在上述任一技术方案中，进一步地，所述连接构件与所述外板构件的端部一体注塑成型、压熔成型或者粘接成型。
14.在上述任一技术方案中，进一步地，所述连接构件开设有第一咬合槽，所述外板构件的端部开设有与所述第一咬合槽相适配的第二咬合槽；
15.所述连接构件与所述外板构件通过所述第一咬合槽和所述第二咬合槽相卡接。
16.在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一咬合槽和所述第二咬合槽的槽口均为缩口；
17.和/或，所述外板构件与所述连接构件相连接的端部为所述外板构件的横向的两端。
18.在上述任一技术方案中，进一步地，所述外板构件设置有加强筋；
19.和/或，所述外板构件的外表面还设置有安装梁，所述安装梁设置于所述外板构件的外表面，所述安装梁设置有与用于安装电芯阵列的箱体相连接的安装孔；
20.和/或，所述内板构件与所述外板构件一体注塑成型、压熔成型或者粘接成型。
21.在上述任一技术方案中，进一步地，所述连接构件的材质为铝、铝合金、钢或者镁合金；
22.和/或，所述复合材料为碳纤维、烧灼材料、卡拉伏、玻璃钢、ppa或pps。
23.本技术还提供了一种电芯阵列，包括上述任一技术方案所述的复合侧板以及电芯，因而，具有该复合侧板的全部有益技术效果，在此，不再赘述。
24.与现有技术相比，本技术的有益效果为：
25.本技术提供的复合侧板包括侧板主体和连接构件，通过材质为复合材料的侧板主体安装在电芯的侧部，复合材料具有硬度大、强度高、隔热保温性能高、耐久性长且重量轻的优势，通过小面积采用轻金属材质的连接构件，将复合侧板与电芯连接及安装。
26.因而该复合侧板具有以下优势：
27.第一，能够减轻复合侧板的整体重量，达到轻量化要求。
28.第二，能够提高侧板的强度和刚度性能，使得应用该复合侧板的电芯阵列在振动、挤压以及跌落等复杂工况下，具有较强的抗疲劳耐久以及抗变形能力。
29.第三，具有良好的保温性能，能够降低电芯阵列内的电芯的热失控风险，从而不仅能够在低温环境下降低电芯阵列发生失温的风险，而且能够降低电芯阵列在复杂工况下起火、爆炸的风险。
30.第五，在不增加侧板模组的总重的前提下，通过轻金属材质的连接构件确保复合侧板与电芯可靠安装。
31.第六，通过在侧板主体的内表面设置对应于所述电芯的电芯间隔的槽体，不仅能够实现对于侧板主体的减重，而且还能够在保留足够的侧板主体的整体性和刚度的前提下，避免刚度过大引起的侧板主体与电芯的侧部贴合度低，继而引发贴合不良的情况发生。
32.本技术提供的电芯阵列，包括上述的复合侧板，因而，能够实现该复合侧板的所有有益效果。
附图说明
33.为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为本技术第一方面实施例提供的复合侧板的结构示意图；
35.图2为图1的复合侧板的内板构件的结构示意图；
36.图3为图2在a处的局部示意图；
37.图4为本技术第二方面实施例提供的电芯阵列的结构示意图。
38.附图标记：
39.1-复合侧板；10-连接构件；100-连接孔；101-第一咬合槽；11-侧板主体；110-外板构件；1101-第二咬合槽；111-加强筋；112-安装梁；113-安装孔；114-内板构件；1141-槽体；1142-子板区；3-电芯阵列；30-电芯。
具体实施方式
40.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
41.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
42.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
43.实施例一
44.参见图1至图3并结合图4所示，本技术的实施例提供了一种复合侧板1，用于安装于电芯阵列3的多个呈阵列排列的电芯30的外围侧部。具体而言，电芯30具有高度方向和周向，电芯30的周向环绕电芯30的高度方向设置。沿电芯30的周向，通常电芯30形成有多个顺次呈角度连接的侧部，其中电芯30的一部分侧部作为电芯阵列3的外围侧部使用，可用于安装复合侧板1，电芯30的另一部分侧部则隐藏在电芯阵列3的内部，通常不用于安装复合侧板1。
45.该复合侧板1包括侧板主体11和连接构件10。其中，通过侧板主体11的内表面与电芯30的外围侧部相贴合，连接构件10作为将复合侧板1安装于电芯30的主要连接部件，能够使二者连接成电芯阵列3。
46.在下文中，将对复合侧板1的上述部件进行具体描述。
47.本实施例的可选方案中，侧板主体11的横向为侧板主体11在使用状态下与电芯30的高度方向相一致的方向，侧板主体11的纵向为侧板主体在使用状态下与电芯30的周向相一致的方向。
48.侧板主体11的内表面用于与电芯30的外围侧部相贴合，侧板主体11的横向尺寸与电芯30的侧部沿电芯30的周向的尺寸相匹配，以实现沿电芯30的周向的全面覆盖，同理，侧板主体11的纵向尺寸与电芯30的侧部沿电芯30的高度方向的尺寸相匹配，以实现沿电芯30的高度方向的全面覆盖。
49.侧板主体11的材质为复合材料，其中，复合材料例如是可作工程材料和代替金属
制造各种部件的材料，具有优良的综合性能，刚性大、机械强度高、耐热性好且保温性能高。例如，复合材料为碳纤维、烧灼材料、卡拉伏、玻璃钢、ppa(polyphthalamide，聚邻苯二甲酰胺)或pps(polyphenylene sulfide，聚苯硫醚)。
50.其中，碳纤维主要是以有机高分子材料为基体且碳纤维为增强材料复合制成。烧灼材料是用玻璃纤维和酚醛塑料的环氧树脂制成的高分子复合材料，具有较好的抗高温性能。卡拉伏由高分子复合材料制成，通常用于结构件，具有绝缘和保温等特性。玻璃钢例如可以主要是由玻璃纤维和酚醛树脂复合制成。ppa或pps例如可以主要是尼龙或改性尼龙与玻璃纤维复合制成。
51.侧板主体11的内表面设置有对应于电芯30的电芯间隔的槽体1141，其中，电芯30的内部包括多个并排间隔设置的电芯30，定义每两个相连的电芯30之间的间隔为电芯间隔。通过在侧板主体11的内表面开设槽体1141，可以在不破坏侧板主体11的整体性以及高强度水平的前提下，对侧板主体11的刚度进行局部微量调节，从而在将侧板主体11与电芯30的侧部相贴合安装的过程中，在一定程度上消除由于侧板主体11的刚度过大引起与电芯30贴合不良的问题，从而提高侧板主体11与电芯30之间的贴合度，进而提高侧板主体11与电芯30的连接可靠性和整体性。
52.此外，该槽体1141还能够在一定程度上对于侧板主体11起到减重作用。
53.本实施例中，侧板主体11包括内板构件114和外板构件110，内板构件114与外板构件110的材质均为复合材料，内板构件114的内表面用于与电芯30的侧部相贴合，外板构件110叠置于内板构件114的外表面，从而通过将侧板主体11设置为两层，能够在一定程度上降低该侧板主体11的成型难度。
54.本实施例中，槽体1141开设于内板构件114的内表面，槽体1141的数量与电芯30的电芯间隔的数量相等，每两个相邻的槽体1141之间的内板构件114的内表面形成子板区1142，所有子板区1142一一对应地覆盖在电芯30的所有电芯30的侧部，从而不仅能够对内板构件114的刚度进行多处微调，又不破坏内板构件114的整体性，而且还能够使得每个子板区1142均能够与相应的电芯30的侧部紧密贴合，从而确保复合侧板1与电芯30相连接后的整体性。
55.本实施例中，槽体沿内板构件的纵向贯通内板构件114，从而能够提高该内板构件114沿其自身纵向的刚度分布均匀性。
56.本实施例中，外板构件110设置有加强筋111，具体而言，外板构件110的外表面或者内表面设置有加强筋111，加强筋111的材质为复合材料，以通过加强筋111提高该外板构件110的强度和刚度，从而提高该复合侧板1的强度和刚度。
57.可选地，加强筋111的数量为至少一道，也即为一道、两道、三道或更多道。
58.可选地，加强筋111可以沿直线或曲线延伸，多道加强筋111可以并排间隔布置或交叉布置。
59.本实施例中，外板构件110的外表面还设置有安装梁112，安装梁112的材质为复合材料，安装梁112设置于外板构件110的外表面，安装梁112设置有与用于安装电芯阵列3的箱体相连接的安装孔113，通过安装梁112以及开设于其上的安装孔113，能够实现该复合侧板1与箱体的连接，进而将应用该复合侧板1的电芯阵列3固定安装于箱体的内部。
60.具体而言，安装孔113例如为螺纹安装孔，以通过安装孔113与箱体的横梁相紧固
连接，能够在确保连接稳定性的前提下，简化外板构件110的结构，有利于提高该复合侧板1的轻量化程度。
61.可选地，安装梁112沿侧板主体11的横向遍及外板构件110，安装梁112设置有多个沿侧板主体11的横向顺次间隔排布的多个安装孔113。
62.可选地，沿外板构件110的纵向，安装梁112设置于外板构件110的中间位置。
63.本实施例中，内板构件114与外板构件110一体注塑成型，或者内板构件114与外板构件110压熔成型，或者内板构件114与外板构件110粘接成型，内板构件114与外板构件110的上述几种连接方式均能够确保二者相连接后具有较高的整体性，从而确保该复合侧板1在使用过程中不会发生意外分层情况。
64.本实施例的可选方案中，侧板主体11的端部与连接构件10相连接，具体而言，外板构件110的横向的两端与连接构件10相连接。
65.连接构件10形成有用于与电芯30相连接的连接孔100，一方面，以将复合侧板1和电芯30的支架结构通过该连接孔相紧固连接，使得复合侧板1能够对电芯阵列3形成整体。另一方面，连接构件10的材质为轻金属材质，能够提高复合侧板1与电芯30之间的连接位置的结构强度和可靠性，且由于连接构件10小面积使用，对于复合侧板1的轻量化影响较小。
66.可选地，连接构件10的材质为铝、铝合金、钢或者镁合金。
67.本实施例中，连接构件10与外板构件110一体注塑成型，或者连接构件10与外板构件110压熔成型，或者连接构件10与外板构件110粘接成型，采用上述几种方式将连接构件10与外板构件110相连接，能够确保连接后的二者具有较高的整体性，提高二者的连接可靠性。
68.具体而言，连接构件10与外板构件110的横向的两端一体注塑成型、压熔成型或者粘接成型。
69.本实施例中，连接构件10开设有第一咬合槽101，外板构件110的端部开设有与第一咬合槽101相适配的第二咬合槽1101；连接构件10与外板构件110通过第一咬合槽101和第二咬合槽1101相卡接。
70.第一咬合槽101的槽口和第二咬合槽1101的槽口为缩口，所谓“缩口”是指相对于咬合槽的内部的至少一处在尺寸上更小。如图3所示，第一咬合槽101和第二咬合槽1101例如呈t型，或者，第一咬合槽101和第二咬合槽1101例如呈图中未示出的梯形，梯形的较短的底边作为缩口，或者，第一咬合槽101和第二咬合槽1101例如呈图中未示出的贝壳形，贝壳形的底边作为缩口，或者第一咬合槽101和第二咬合槽1101例如呈图中未示出的热气球形，热气球形的底边作为缩口，从而能够提高连接构件10与外板构件110之间的连接强度，尤其能够提高二者沿外板构件110的长度方向的抗拉强度和抗压强度。
71.实施例二
72.实施例二提供了一种电芯阵列，该实施例包括实施例一中的复合侧板，实施例一所公开的复合侧板的技术特征也适用于该实施例，实施例一已公开的复合侧板的技术特征不再重复描述。
73.结合图1至图3并参照图4所示，电芯阵列3包括电芯30和复合侧板1，复合侧板1用于安装在电芯30的外围侧部。例如，电芯30呈立方体形状，电芯30的周向的两个相对的侧部设置有复合侧板1，以通过复合侧板1对电芯30的该两个侧部进行保护。
74.通过实验对该复合侧板1对于电芯30的保护情况进行验证如下：
75.第一，对电芯阵列3进行了共振分析，具体而言，对电芯阵列3进行约束模态分析，分析结果显示一阶整体模态为173hz，大于参考值150hz，满足振动要求。
76.第二，对电芯阵列3进行了振动强度分析，具体而言，对电芯阵列3进行随机振动分析，分析结果显示一阶整体模态为147hz，接近参考150hz，满足振动要求。随机振动工况下z方向1rms应力为22.3mpa，小于参考值29.6mpa，y方向1rms应力为4.03mpa，x方向1rms应力为5.78mpa，在y方向和x方向均小于参考值90mpa，满足振动强度要求。
77.第三，对电芯阵列3进行了拉拔强度分析，具体而言，分析结果显示在拉拔外力为20kn时，最大应力211mpa，小于抗拉强度参考值280mpa，未出现断裂等现象，满足拉拔要求。
78.本实施例中的电芯阵列具有实施例一中的复合侧板的优点，实施例一所公开的复合侧板的优点在此不再重复描述。
79.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。