电池模组和汽车以及电池模组的装配方法
【专利摘要】本发明公开了电池模组、应用该电池模组的汽车、以及该电池模组的装配方法。根据本发明，电池模组中的单元电池的极耳可以在装配过程中受到焊接预压力、并在该焊接预压力的作用下被实施焊接，因而使得用于实现极耳连接的焊接工艺易于控制，从而能够提高极耳的连接可靠性。
【专利说明】
电池模组和汽车以及电池模组的装配方法
技术领域
[0001]本发明涉及电池装配技术，特别涉及电池模组、汽车、以及电池模组的装配方法。
【背景技术】
[0002]新能源汽车通常需要使用电池，例如锂离子电池。并且，电池通常以电池模组的形态应用于新能源汽车。然而，电池的极耳在电池模组中的连接可靠性有待高，这主要是因为极耳的连接工艺不易控制。
【发明内容】
[0003]本发明的一个实施例提供了电池模组，在所述电池模组中，电池的极耳的连接可靠性能够得以提高。并且，所述电池模组包括:
[0004]单元电池，所述单元电池包括电池本体以及从所述电池本体伸出的极耳；
[0005]电池框，所述电池框装设在所述电池本体的外周，并且，所述电池框的一侧边框的外侧具有凸台；
[0006]连接板，所述连接板被固定支撑于所述凸台，并且，所述连接板具有孔隙以及背向所述凸台的焊接表面；
[0007]预压架，所述预压架具有压杆，并且，所述压杆被固定在所述焊接表面；
[0008]其中，所述极耳在对应所述凸台的位置处伸出至所述一侧边框的外侧；所述极耳穿过所述孔隙并贴附于所述连接板背向所述凸台的焊接表面，并且，所述极耳受到所述压杆在朝向所述焊接表面的方向上施加的焊接预压力、并在所述焊接预压力的作用下被焊接在所述焊接表面。
[0009]可选地，在上述实施例中，所述电池框包括第一框体和第二框体，所述第一框体和所述第二框体分别位于所述电池本体的厚度方向上的相对两侧，所述第一框体和所述第二框体相互拼接、并在拼接形成的所述电池框的所述一侧边框形成拼缝，并且，所述极耳穿过所述拼缝伸出至所述一侧边框的外侧。
[0010]可选地，在上述实施例中，所述一侧边框的外侧进一步具有安装杆，所述安装杆包括第一杆部和第一卡钩；所述第一杆部沿所述凸台的凸起方向延伸，并且，所述第一杆部的延伸长度大于所述凸台的凸起高度；所述第一卡钩位于所述第一杆部远离所述一侧边框的端部；所述连接板位于所述凸台与所述第一卡钩之间、并受到所述第一卡钩在朝向所述凸台的方向上施加的限位约束力。
[0011 ] 可选地，在上述实施例中，所述一侧边框的外侧进一步具有卡槽；所述预压架进一步具有撑杆，所述撑杆包括第二杆部和第二卡钩，所述第二杆部连接所述压杆，所述第二卡钩位于所述第二杆部远离所述压杆的端部，并且，所述第二卡钩卡合在所述卡槽中。
[0012]本发明的另一个实施例提供了汽车，所述汽车包括上述实施例中的所述电池模组。
[0013]本发明的又一个实施例提供了电池模组的装配方法，所述装配方法提高了极耳的连接工艺的可控性，用于提高电池的极耳的连接可靠性。并且，所述装配方法包括:
[0014]提供单元电池，其中，所述单元电池包括电池本体以及从所述电池本体伸出的极耳；
[0015]提供电池框，其中，所述电池框的一侧边框的外侧具有凸台；
[0016]将所述电池框装设在所述电池本体的外周、并将所述极耳在对应所述凸台的位置处引出至所述一侧边框的外侧；
[0017]提供连接板，其中，所述连接板具有孔隙以及背向所述凸台的焊接表面；
[0018]将所述连接板固定支撑于所述凸台、并将所述极耳穿过所述孔隙并贴附于所述焊接表面；
[0019]提供预压架，其中，所述预压架具有压杆；
[0020]将所述压杆固定于所述焊接表面，以使所述压杆在朝向所述连接板的所述焊接表面的方向上对所述极耳施加焊接预压力；
[0021]将所述极耳在所述焊接预压力的作用下焊接在所述焊接表面。
[0022]可选地，在上述实施例中，所述电池框包括第一框体和第二框体，并且，将所述电池框装设在所述电池本体的外周、并将所述极耳在对应所述凸台的位置处引出至所述一侧边框的外侧包括:将所述第一框体和所述第二框体分别置于所述电池本体的厚度方向上的相对两侧；将所述第一框体和所述第二框体相互拼接、并在拼接形成的所述电池框的所述一侧边框形成拼缝；将所述极耳穿过所述拼缝引出至所述一侧边框的外侧。
[0023]可选地，在上述实施例中，所述一侧边框的外侧进一步具有安装杆，所述安装杆包括第一杆部和第一卡钩，其中，所述第一杆部沿所述凸台的凸起方向延伸，所述第一杆部的延伸长度大于所述凸台的凸起高度，并且，所述第一卡钩位于所述第一杆部远离所述一侧边框的端部；将所述连接板固定支撑于所述凸台包括:将所述连接板置于所述凸台与所述第一卡钩之间，使所述连接板受到所述第一卡钩在朝向所述凸台的方向上施加的限位约束力。
[0024]可选地，在上述实施例中，所述一侧边框的外侧进一步具有卡槽；所述预压架进一步具有撑杆，所述撑杆包括第二杆部和第二卡钩，所述第二杆部连接所述压杆，所述第二卡钩位于所述第二杆部远离所述压杆的端部；将所述压杆固定于所述焊接表面包括:将所述第二卡钩卡合在所述卡槽中。
[0025]可选地，在上述实施例中，所述焊接包括激光焊。
[0026]根据上述的各实施例，电池模组中的单元电池的极耳可以在装配过程中受到焊接预压力、并在该焊接预压力的作用下被实施焊接，因而使得用于实现极耳连接的焊接工艺易于控制，从而能够提高极耳的连接可靠性。
【附图说明】
[0027]以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
[0028]图1为一个实施例中的电池模组的分解状态的示意性结构图；
[0029]图2a至图2e为如图1所示实施例中的电池模组的半装配状态的示意性局部结构图；
[0030]图3为如图1所示实施例中的电池模组的全装配状态的示意性结构图；[0031 ]图4为一个实施例中的电池模组的装配方法的示意性流程图。
[0032]标号说明
[0033]10电池模组
[0034]11单元电池
[0035]110电池本体
[0036]111 第一极耳
[0037]Illa引出部分
[0038]Illb焊接部分
[0039]112 第二极耳
[0040]12电池框
[0041]12a 第一框体
[0042]12b 第二框体
[0043]120 拼缝
[0044]121 一侧边框
[0045]122 凸台
[0046]123安装杆
[0047]123a 第一杆部
[0048]123b 第一^^钩
[0049]124 卡槽
[0050]13连接板
[0051]131 孔隙
[0052]132焊接表面
[0053]14预压架
[0054]141 压杆
[0055]142 撑杆
[0056]142a 第二杆部
[0057]142b 第二卡钩
[0058]143 连杆
[0059]Fe限位约束力
[0060]Fp焊接预压力
【具体实施方式】
[0061]为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【附图说明】本发明的【具体实施方式】，在各图中相同的标号表不相同的部分。
[0062]在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
[0063]为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。
[0064]在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的如提等。
[0065]请参见图1，在一个实施例中，电池模组10包括:
[0066]五个单元电池11 (由于遮挡的原因，图1中仅有一个单元电池11可见)，每个单元电池11包括电池本体110以及从电池本体110伸出并具有相反极性的第一极耳111和第二极耳112 ；
[0067]五个电池框12，五个电池框12与五个电池单兀11 对应，每个电池框12装设在对应的一个单元电池11的电池本体110的外周；并且，每个电池框12的一侧边框121的外侧具有凸台122(由于遮挡的原因，图1中仅有一个电池框12的边框121和凸台122可见)；
[0068]—个连接板13，该连接板13被固定支撑于五个电池框12的凸台122，该连接板13具有五条孔隙131、以及背向凸台122的焊接表面132，并且，五条孔隙131与五个单元电池11——对应；
[0069]—个预压架14，该预压架14具有五条压杆141，五条压杆141与五个电池单兀11一一对应，五条压杆141的两端通过一对连杆143相互连接，并且，五条压杆141均固定于连接板13的焊接表面132。
[0070]在该实施例中，每个电池单元11的第一极耳111穿过连接板13的一条对应的孔隙131、并被预压架14的一条对应的压杆141预压在连接板13的焊接表面132，以确保第一极耳111与焊接表面132之间的焊接工艺能够得以有效控制，并且，每个电池单元11的第一极耳111在被预压的情况下焊接在连接板13的焊接表面132，因而能够提高第一极耳111的连接可靠性。
[0071]可以理解的是，该实施例中虽然选用了五个单元电池11，并且相应地设置了五个电池框12、五条孔隙131、以及五条压杆141，但是，各单元电池11的电池本体110与电池框12之间的装配、以及各单元电池11的第一极耳111与孔隙131和压杆141之间的装配可以是相互独立的。因此，该实施例中对于数量的选择不应构成对该实施例的约束，即，单元电池11的数量可以选择一个或多于一个，相应地，电池框12、孔隙131、以及压杆141的数量可以不少于电池单元11的数量。并且，连杆143的作用可以理解为使五条压杆141同步固定于连接板13的焊接表面132，因此，若不考虑五条压杆141的同步，可以不设置连杆143，尤其是对于压杆141的数量为一条的情况。
[0072]为了更准确地理解该实施例，下面以该电池模组10中的一个单元电池11及其对应的一个电池框12、一条孔隙131、以及一条压杆141进行说明。
[0073]请参见图2a并同时结合图1，在该实施例中，单元电池11的第一极耳111在对应凸台122的位置处伸出至电池框12的一侧边框121的外侧。
[0074]从图2a中可以看出，电池框12包括第一框体12a和第二框体12b，第一框体12a和第二框体12b分别位于对应的一个单元电池10的电池本体110的厚度方向上的相对两侦牝第一框体12a和第二框体12b相互拼接、并在拼接形成的该电池框12的一侧边框121形成拼缝120，并且，第一极耳111穿过拼缝120伸出至一侧边框121的外侧。
[0075]可以理解的是，虽然该实施例中的电池框12采用分体式结构、并利用装配间隙允许第一极耳111伸出，但是，电池框12也可以采用一体式结构，并且可以通过在一体式结构开孔的方式允许第一极耳111伸出。即，电池框12的形态不应当构成对该实施例的约束。
[0076]请参见图2b和图2c并同时结合图1，当连接板13从图2b中示出的远离单元电池11的位置移动至图2c中示出的靠近单元电池11的位置处后，固定于单元电池11的第一极耳111穿过连接板13的一个对应的孔隙131、并贴附于连接板13背向凸台122的焊接表面132。
[0077]从图2c中可以看出，由于连接板13被电池框12的凸台122支撑、并且第一极耳111从连接板13面相凸台122的一侧穿出至连接板13背向凸台122的焊接表面132，因此，第一极耳111伸出至边框121的外侧的长度至少大于凸台122的凸起高度与连接板13的厚度之和，并且，第一极耳111可以具有沿凸台122的凸起方向延伸的引出部分111a、以及相对于引出部分Illa被折弯并贴附于焊接表面132的焊接部分111b。
[0078]并且，从图2c中还可以看出，电池框12的一侧边框121的外侧进一步具有安装杆123，安装杆123在单元电池11的宽度方向上成对地设置在凸台122的相反两侧，并且，安装杆123包括第一杆部123a和第一^^钩123b。其中，第一杆部123a沿凸台122的凸起方向延伸，第一杆部123a的延伸长度大于凸台122的凸起高度；并且，第一卡钩123b位于第一杆部123a远离电池框12的边框121的端部。相应地，连接板13位于凸台122与第一卡钩123b之间、并受到第一^^钩123b在朝向凸台122的方向上施加的限位约束力Fe，从而，连接板13被固定于凸台122。其中，为了对连接板13有效施加限位约束力Fe，第一卡钩123b与凸台122之间的距离可以不大于连接板13的厚度。
[0079]可以理解的是，安装杆123成对设置在每个凸台122的相反两侧是为了更稳定地约束连接板13，但安装杆123并不是必须成对设置在每个凸台122的相反两侧，而是可以只在凸台122的一侧设置；并且，利用安装杆123的第一卡钩123b固定连接板13仅仅是一种可选的固定方式，对于其他可能的固定方式，同样能够达到实质相同的技术效果，本文不再
列举。
[0080]请参见图2d和图2e并同时结合图1，当预压架14从图2d中示出的远离单元电池11的位置移动至图2e中示出的靠近单元电池11的位置处后，单元电池11的第一极耳111受到预压架14的对应的一条压杆141在朝向连接板13的焊接表面132的方向上施加的焊接预压力Fp。
[0081]从图2e中可以看出，电池框12的一侧边框121的外侧进一步具有卡槽124，并且，卡槽124在单元电池11的宽度方向上成对地设置在凸台122的相反两侧；相应地，压杆141的两端进一步连接有撑杆142，撑杆142包括第二杆部142a和第二卡钩142b，第二杆部142a连接压杆141，第二卡钩142b位于第二杆部142a远离压杆141的端部，并且，第二卡钩142b卡合在卡槽124中，使撑杆142装设于电池框12的一侧边框121，从而将压杆141支撑在连接板13的焊接表面132。其中，为了使压杆141对贴附于焊接表面132的第一极耳111 (即第一极耳111的焊接部Illb)形成焊接预压力Fp，撑杆142对压杆141形成的支撑高度可以使压杆141与焊接表面132之间的间隙不大于第一极耳111的厚度。
[0082]可以理解的是，卡槽124在凸台122的两侧成对设置、撑杆142在压杆141的两端成对设置是为了更稳固地安装预压架14，但这并不表示卡槽124和撑杆142必须成对设置，例如，若采用单侧设置的方式设置卡槽124和撑杆142同样能够实现预压架14的安装；并且，预压架14借助撑杆142实现对压杆141的固定仅仅是一种可选的固定方式，对于其他可能的固定方式，同样能够达到实质相同的技术效果，本文不再一一列举。
[0083]请参见图3，该实施例中的电池模组10从如图1所示的分解结构依次经过图2a至图2c所示的装配过程后，单元电池11的第一极耳111即可在焊接预压力Fp的作用下被焊接于焊接表面132，即，第一极耳111与焊接表面132通过焊接形成的焊缝连接。其中，第一极耳111的材料可以包括铝，连接板13的材料可以包括铜，第一极耳111与连接板13之间的焊接可以选用激光焊；并且，第一极耳111与连接板13之间形成的焊缝可以为一条或多于一条。
[0084]另外，上述实施例中虽然没有描述第二极耳112的连接方式，但这并不表示第二极耳112不需要连接。在实际应用中，第二极耳112的连接方式可以与第一极耳111相同，当然，也可以采用不同于第一极耳111的方式实现第二极耳112的连接。
[0085]在另一个实施例中，可以将上述实施例中的电池模组10应用在汽车中。当然，该电池模组10如何实现在汽车中的安装不是本发明的重点，本领域技术人员可以按照任意方式实施该电池模组10在汽车中的安装，本文不再赘述。
[0086]在又一个实施例中，一种装配方法能够获得上述电池模组10的如图3所示的装配结构。
[0087]请参见图4、并结合图2a至图2e，该装配方法包括:
[0088]S401，提供单元电池11，该单元电池11包括电池本体110以及从电池本体110伸出的第一极耳111。
[0089]S402，提供电池框12，该电池框12的一侧边框121的外侧具有凸台122。
[0090]其中，本步骤提供的电池框12可以采用分体式结构，例如，电池框12包括第一框体12a和第二框体12b。
[0091]S403，将电池框12装设在电池本体110的外周、并将第一极耳111在对应凸台122的位置处引出至一侧边框121的外侧。
[0092]其中，若S402提供的电池框12采用分体式结构，则本步骤可以具体表现为:将第一框体12a和第二框体12b分别置于对应的一个单元电池10的电池本体110的厚度方向上的相对两侧，再将第一框体12a和第二框体12b相互拼接、并在拼接形成的该电池框12的一侧边框121形成拼缝120，以使第一极耳111穿过拼缝120伸出至一侧边框121的外侧。
[0093]S404，提供连接板13，该连接板13具有孔隙131和背向凸台122的焊接表面132。
[0094]S405，将连接板13固定支撑于凸台122、并将第一极耳111穿过孔隙131并贴附于焊接表面132。
[0095]其中，若S402提供的电池框12的一侧边框121的外侧进一步具有安装杆123，并且该安装杆123包括如前述实施例中描述的第一杆部123a和第一^^钩123b，则本步骤可以具体表现为:将连接板13置于凸台122与第一卡钩123b之间、以使连接板13受到第一卡钩123b在朝向凸台122的方向上施加的限位约束力Fe。
[0096]S406，提供预压架14，该预压架14压杆141 ;
[0097]S407，将撑杆142装设于电池框12的一侧边框121，使压杆141被撑杆142支撑在焊接表面132、并对第一极耳111施加在朝向焊接表面132的方向上的焊接预压力Fp。
[0098]其中，若S402提供的电池框12的一侧边框121的外侧进一步具有卡槽124，并且S406提供的预压架14进一步包括如前述实施例中描述的撑杆142，则本步骤可以具体表示为:将撑杆142的第二卡钩142b卡合在卡槽124中。
[0099]S408，将第一极耳111在焊接预压力Fp的作用下焊接在焊接表面132。
[0100]其中，本步骤中的焊接可以包括激光焊。
[0101]另外，对于将电池模组10应用于汽车的情况，上述的装配方法可以在电池模组10安装于汽车之前执行。
[0102]上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种电池模组(10)，其特征在于，所述电池模组(10)包括: 单元电池(11)，所述单元电池(11)包括电池本体(I1)以及从所述电池本体(110)伸出的极耳(111); 电池框(12)，所述电池框(12)装设在所述电池本体(110)的外周，并且，所述电池框(12)的一侧边框(121)的外侧具有凸台(122); 连接板(13)，所述连接板(13)被固定支撑于所述凸台(122)，并且，所述连接板(13)具有孔隙(131)以及背向所述凸台(122)的焊接表面(132); 预压架(14)，所述预压架(14)具有压杆(141)，并且，所述压杆(141)被固定在所述焊接表面(132); 其中，所述极耳(111)在对应所述凸台(122)的位置处伸出至所述一侧边框(121)的外侧；所述极耳(111)穿过所述孔隙(131)并贴附于所述连接板(13)背向所述凸台(122)的焊接表面(132)，并且，所述极耳(111)受到所述压杆(141)在朝向所述焊接表面(132)的方向上施加的焊接预压力、并在所述焊接预压力的作用下被焊接在所述焊接表面(132)。2.根据权利要求1所述的电池模组(10)，其特征在于，所述电池框(12)包括第一框体(12a)和第二框体(12b)，所述第一框体(12a)和所述第二框体(12b)分别位于所述电池本体(110)的厚度方向上的相对两侧，所述第一框体(12a)和所述第二框体(12b)相互拼接、并在拼接形成的所述电池框(12)的所述一侧边框(121)形成拼缝(120)，并且，所述极耳(111)穿过所述拼缝(120)伸出至所述一侧边框(121)的外侧。3.根据权利要求1所述的电池模组(10)，其特征在于，所述一侧边框(121)的外侧进一步具有安装杆(123)，所述安装杆(123)包括第一杆部(123a)和第一卡钩(123b); 所述第一杆部(123a)沿所述凸台(122)的凸起方向延伸，并且，所述第一杆部(123a)的延伸长度大于所述凸台(122)的凸起高度； 所述第一卡钩(123b)位于所述第一杆部(123a)远离所述一侧边框(121)的端部； 所述连接板(13)位于所述凸台(122)与所述第一卡钩(123b)之间、并受到所述第一卡钩(123b)在朝向所述凸台(122)的方向上施加的限位约束力。4.根据权利要求1所述的电池模组(10)，其特征在于，所述一侧边框(121)的外侧进一步具有卡槽(124);所述预压架(14)进一步具有撑杆(142)，所述撑杆(142)包括第二杆部(142a)和第二卡钩(142b)，所述第二杆部(142a)连接所述压杆(141)，所述第二卡钩(142b)位于所述第二杆部(142a)远离所述压杆(141)的端部，并且，所述第二卡钩(142b)卡合在所述卡槽(124)中。5.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括如权利要求1至4中任意一项所述的电池模组(10)06.—种电池模组(10)的装配方法，其特征在于，所述装配方法包括: 提供单元电池(11)，其中，所述单元电池(11)包括电池本体(110)以及从所述电池本体(110)伸出的极耳(111)； 提供电池框(12)，其中，所述电池框(12)的一侧边框(121)的外侧具有凸台(122); 将所述电池框(12)装设在所述电池本体(110)的外周、并将所述极耳(111)在对应所述凸台(122)的位置处引出至所述一侧边框(121)的外侧； 提供连接板(13)，其中，所述连接板(13)具有孔隙(131)以及背向所述凸台(122)的焊接表面(132); 将所述连接板(13)固定支撑于所述凸台(122)、并将所述极耳(111)穿过所述孔隙(131)并贴附于所述焊接表面(132); 提供预压架(14)，其中，所述预压架(14)具有压杆(141); 将所述压杆(141)固定于所述焊接表面(132)，以使所述压杆(141)在朝向所述连接板(13)的所述焊接表面(132)的方向上对所述极耳(111)施加焊接预压力； 将所述极耳(111)在所述焊接预压力的作用下焊接在所述焊接表面(132)。7.根据权利要求6所述的装配方法，其特征在于，所述电池框(12)包括第一框体(12a)和第二框体(12b)，并且，将所述电池框(12)装设在所述电池本体(110)的外周、并将所述极耳(111)在对应所述凸台(122)的位置处引出至所述一侧边框(121)的外侧包括: 将所述第一框体(12a)和所述第二框体(12b)分别置于所述电池本体(110)的厚度方向上的相对两侧； 将所述第一框体(12a)和所述第二框体(12b)相互拼接、并在拼接形成的所述电池框(12)的所述一侧边框(121)形成拼缝(120); 将所述极耳(111)穿过所述拼缝(120)引出至所述一侧边框(121)的外侧。8.根据权利要求6所述的装配方法，其特征在于，所述一侧边框(121)的外侧进一步具有安装杆(123)，所述安装杆(123)包括第一杆部(123a)和第一卡钩(123b)，其中，所述第一杆部(123a)沿所述凸台(122)的凸起方向延伸，所述第一杆部(123a)的延伸长度大于所述凸台(122)的凸起高度，并且，所述第一卡钩(123b)位于所述第一杆部(123a)远离所述一侧边框(121)的端部； 将所述连接板(13)固定支撑于所述凸台(122)包括:将所述连接板(13)置于所述凸台(122)与所述第一卡钩(123b)之间，使所述连接板(13)受到所述第一卡钩(123b)在朝向所述凸台(122)的方向上施加的限位约束力。9.根据权利要求6所述的装配方法，其特征在于，所述一侧边框(121)的外侧进一步具有卡槽(124);所述预压架(14)进一步具有撑杆(142)，所述撑杆(142)包括第二杆部(142a)和第二卡钩(142b)，所述第二杆部(142a)连接所述压杆(141)，所述第二卡钩(142b)位于所述第二杆部(142a)远离所述压杆(141)的端部； 将所述压杆(141)固定于所述焊接表面(132)包括:将所述第二卡钩(142b)卡合在所述卡槽(124)中。10.根据权利要求6所述的装配方法，其特征在于，所述焊接包括激光焊。
【文档编号】B60L11/18GK105914313SQ201510490710
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年8月11日
【发明人】王克坚, 田原松
【申请人】北京长城华冠汽车科技股份有限公司