一种搭接式动力电池模组的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车电池系统的动力电池模组。
【背景技术】
[0002]专利[专利号:CN201320842847.5，实用新型名称:一种动力电池模块结构]中所公布的动力电池模块中所使用的框架结构是目前所采用的典型积木式动力电池模块的组合结构，据此所设计的动力电池模块具有体积小、质量轻、串并联结构可任意组合等优点，其结构尺寸直接决定着动力电池模块的体积。由于动力电池模块的框架结构兼具如固定单体动力电池、实现风冷或液冷结构、预留固定电极连接片的螺孔等多项功能，故该框架结构一般为多孔、镂空的边框结构。为进一步提升电池模块，乃至电池系统的轻量化指标，其中一个常规途径就是不断缩减电池模块框架结构的边界尺寸。但是，框架结构的大小受限于单体动力电池，其结构尺寸的优化空间必然有一定极限。换言之，当单体动力电池的规格与制造框架的材料被选定后，基本上可以根据一般设计经验，确定所设计的动力电池模块的最小体积。因此，对于设计较成熟的动力电池模块而言，进一步优化其体积的设计空间是十分有限的，应开拓多种思路进行动力电池模块的轻量化设计。
[0003]在电池系统中，通常以单个动力电池模块为单位，通过阵列的方式将模块排布在箱体内，动力电池模块彼此之间在固定结构上并无关联，每个模块使用各自的固定螺栓(通常设置在其4个边角上)安装在箱体内。当电池系统边界设计条件要求较为苛刻时，以上做法不利于充分利用有限的设计空间。对于动力电池模块间不需预留空隙的情况(如在采用液冷结构的电池系统中，有时为压缩系统体积，并非在所有动力电池模块间的交界面处均留有空隙），可以在模块间的交界面处设计出嵌套搭接结构，使相邻的两个动力电池模块组合为模组，并使用共用的螺栓固定，可缩减其结构设计尺寸。当所需排布的动力电池模块的行列数较多时，可缩减的结构尺寸将是十分可观的。
[0004]基于以上思路，在不大幅度改变模块结构和增加成本的基础上，缩减成组后动力电池模组的结构尺寸，是本实用新型要解决的问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种搭接式动力电池模组，其能够有效缩减成组后动力电池模组的结构尺寸。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案：
[0007]一种搭接式动力电池模组，包括两个以上的动力电池模组，每个动力电池模组中含有若干个单体动力电池；
[0008]各单体动力电池的主框架结构边角上具有嵌套搭接结构，每个嵌套搭接结构上开设有贯穿孔；
[0009]横向相邻的两个单体动力电池通过对应位置的嵌套搭接结构实现两者相互的嵌套对接；
[0010]通过若干套长螺栓、一组紧固防护垫和螺母将动力电池模组中的各组件串连固定为一体。
[0011]所述搭接式动力电池模组中，上下相邻的每对单体动力电池的主框架之间留有长槽型散热风道。
[0012]所述搭接式动力电池模组中，所述横向相邻的两个单体动力电池实现相互嵌套对接采用异层嵌套搭接结构或同层嵌套搭接结构，其中：
[0013]所述的异层嵌套搭接结构:是在两个横向相邻的单体动力电池同层主框架之间的接合部位设计有相互匹配的凹凸结构，在下一层配对的主框架上，将凹凸结构进行对调，如此逐层反复对调；
[0014]所述的同层嵌套搭接结构:每个单体动力电池主框架的两个接合边角处在厚度方向上为“半凹半凸嵌套搭接结构”，且两个横向相邻的单体动力电池间的同层主框架上的边角处嵌套搭接结构相反。
[0015]所述搭接式动力电池模组中，所述的嵌套搭接结构为中间开有贯穿孔的“搭接耳”。
[0016]所述搭接式动力电池模组中，还配备有用于将各动力电池模块复原为可独立安装的动力电池模块的辅助零件;所述辅助零件为“U”型辅件或“嵌入式辅件”。
[0017]所述搭接式动力电池模组中，所述U型辅件为带有开口的块状结构，所述开口尺寸比长螺栓直径小且能够在套合长螺栓时将其卡紧，U型辅件的厚度与单体动力电池主框架的厚度相匹配。且除厚度外的外廓尺寸小于结合部位所留出的空隙，且在U型辅件上端面的边缘处制出倒角。
[0018]所述搭接式动力电池模组中，所述“嵌入式辅件”外形与嵌套搭接结构的“搭接耳”相同或相近，具有与嵌套搭接结构上开设的贯穿孔同径的贯穿孔。
[0019]所述搭接式动力电池模组中，所述一组紧固防护垫为一组弹簧垫圈，或为一组平垫，或为一组弹簧垫圈和一组平垫的组合，所述一组中的数量为一个以上。
[0020]本实用新型搭接式动力电池模组是在原本独立的动力电池模块的框架结构上，设计出能够与其他模块相互嵌套的搭接结构，使排布位置相邻的模块可相互嵌套、彼此搭接，原电池模块间交界面上的固定螺栓孔减半，合并为共用的螺栓孔，能够有效缩减成组后动力电池模组的结构尺寸。本实用新型还提出了两种各具特点的动力电池模块间的嵌套搭接结构，即“异层嵌套和同层嵌套搭接结构”。二者分别利用不同层与同层框架间的嵌套搭接结构，使相邻的动力电池模块相互嵌套，构成一体模组。此外，当该动力电池模组被拆分为独立的模块后，通过在拆分后搭接结构上的空隙内，添加结构形式简单的“辅助零件”，可在不大幅度增加成本的情况下，使动力电池模组复原为独立模块。
[0021]本实用新型的优点是：
[0022]1、本实用新型所公布的具有嵌套搭接结构的动力电池模组是通过缩减动力电池模块交界面处的固定安装结构尺寸，达到使动力电池模组轻量化的目的。
[0023]2、本实用新型提出了两种各具特点的嵌套搭接结构，ΒΓ异层和同层嵌套搭接结构”，分别利用不同层与同层主框架间的嵌套搭接结构，使相邻的动力电池模块相互嵌套、彼此搭接，构成一体的电池模组。
[0024]3、当这种相互嵌套的动力电池模组被拆分为独立的电池模块后，通过添加辅助零件，填补拆分后嵌套搭接结构上的空隙，可在不大幅度增加成本的情况下，使动力电池模块复原为可独立安装的电池模块。该动力电池模组既可拆分为独立模块，又可嵌套成为电池模组进行系统排布，具有较灵活的结构形式，特别适用于结构设计空间受限，且电池模块之间不需保留空隙的系统排布。
[0025]4、本实用新型所公布的动力电池模组中的主框架和端框架的结构在宽度与厚度方向上均是对称的，因此对于两种嵌套搭接结构所构成的动力电池模组，只需分别配备一种主框架，且二者共用同一种端框架，有利于降低前期设计与制造成本。
【附图说明】
[0026]图I为本实用新型搭接式动力电池模组一实施例结构示意图（具有异层嵌套搭接结构）。
[0027]图2为本实用新型搭接式动力电池模组另一实施例结构示意图（具有同层嵌套搭接结构）。
[0028]图3为本实用新型搭接式动力电池模组爆炸示意图。
[0029]图4为本实用新型异层嵌套搭接结构示意图（局部放大）。
[0030]图5为本实用新型主框架结构示意图（带有异层嵌套搭接结构）。
[0031]图6为本实用新型同层嵌套搭接结构结构示意图（局部放大）。
[0032]图7为本实用新型主框架结构示意图（带有同层嵌套搭接结构）。
[0033]图8为本实用新型端框架结构示意图。
[0034]图9为本实用新型复原后独立动力电池模块示意图。
[0035]图10为本实用新型拆分后动力电池模块上的空隙示意图。
[0036]图11为本实用新型U型辅件结构示意图。
[0037]图12为本实用新型U型辅件在独立动力电池模块上的组装示意图。
[0038]图13为本实用新型嵌入型辅件结构示意图。
[0039]图14为本实用新型嵌入型辅件在独立动力电池模块上的组装示意图。
[0040]图中：I-异层嵌套;2-同层嵌套;3-长螺栓;4-弹簧垫圈；5-平垫;6_端框架;7_单体动力电池;8、13_主框架;9-螺母；10-长槽型散热风道；11、14_搭接耳；12-凹凸相配的结构；15-半凹半凸嵌套搭接结构；16-交界面的空隙；17-U型辅件；18-嵌入式辅件；19、21_安装孔；20-没有固定孔的一角；22-U型开口 ； 23-U型辅件外廓；24-倒角；25-嵌入式辅件外廓；26-凸台；27-搭接耳厚度。
[0041]下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明。
【具体实施方式】
[0042]参见图I和图2所示，本实用新型搭接式动力电池模组包括两个以上的动力电池模组（图中示出了两个动力电池模组），每个动力电池模组中含有若干个单体动力电池。本实用新型提出了两种可选的组成动力电池模组的嵌套搭接结构，即异层嵌套搭接结构I和同层嵌套搭接结构2。
[0043]异层嵌套搭接结构I和同层嵌套搭接结构2二者共同的特点是在主框架8或主框架13和端框架6的边角上，设计出相互嵌套的搭接结构，即搭接耳11或搭接耳14，每个嵌套搭接结构(搭接耳11或搭接耳14)上开设有贯穿孔，横向相邻的两个单体动力电池通过对应位置的嵌套搭接结构实现两者相互的嵌套对接，如图3和图4所示。搭接耳11或搭接耳14在动力电池模块交界处逐层叠压在一起，利用长螺栓3将主框架8或13和端框架6上共轴的安装孔串连固定在一起，使相邻的动力电池模块组合成模组;所述的长螺栓3和串接的部件间可以垫护一组紧固防护垫(本实施例中采用一弹簧垫圈4和一平垫5)，在长螺栓3穿过所有的部件后用螺母9锁紧，将动力电池模组中的各组件串连固定为一体。
[0044]图3示出的是以同层嵌套搭接结构实现连接的动力电池模组以实例，异层嵌套搭接结构的动力电池模组的结构组成和安装顺序与其相似。
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