一种电池框架和电池框架组件及电池模组的制作方法
【专利摘要】本申请涉及电池领域，具体讲，涉及一种电池框架和电池框架组件及电池模组。本申请的电池框架组件包括框架主体和位于框架主体边缘的侧板，框架主体和所述侧板合围形成收容电池的收容空间，框架主体上设置有至少一个向远离所述收容空间方向延伸的弹片。本申请的电池框架不仅具有固定电池的功能，同时还提供良好的散热性能，还可以有效补偿锂离子电池尺寸变化及模组内部紧固力的变化，缓解电芯膨胀造成的电池堆叠方向负荷的变化。
【专利说明】
一种电池框架和电池框架组件及电池模组
技术领域
[0001]本申请涉及电池领域，具体讲，涉及一种电池框架和电池框架组件及电池模组。
【背景技术】
[0002]近几年锂离子电池行业发展迅速，应用领域不断扩大，特别是随着新能源汽车的崛起，使得锂离子电池容量越做越大、功率越来越高，电池包和模组中容纳的电芯数量也不断增加，这就对电池模组的安全性形成很大的挑战。影响电池模组安全性的两个很重要的因素是温度和结构。
[0003]电芯在充放电过程中会产生热量，很多电芯堆叠在一起所产生的热量不能够及时散出，温度便会不断升高，温度过高会严重影响电芯循环寿命，严重时会造成电池起火，后果不堪设想，这就需要电池模组在设计中布置散热结构。另外，电芯随着充放电的进行，在厚度方向上不断膨胀，特别是在软包和方形电芯上的表现格外明显，模组中的电芯数量越多，电芯膨胀的影响就越大，可能影响电芯的电性能，甚至导致模组结构的破坏，造成严重后果。
[0004]目前关于兼具散热和补偿膨胀的电池框架以及包括该框架的电池模块的专利和技术报道为数不多。已公开一种锂离子电池模组，每两个电芯之间夹一导热片，把热量传导至模组底部的冷却机构上;另外，在模组的一端设置有活动板及弹性元件，以此吸收电芯的膨胀。该技术方案存在如下缺点:I.结构复杂，零部件较多，对制造和安装工艺要求非常高，成本高;2.弹性件放置在模组的一端，电芯在充放电循环中膨胀，造成最靠近弹性件的电芯的位移是所有电芯位移之和，即偏移过大，可能导致极耳连接不可靠。
[0005]针对现有技术的缺陷，特提出本申请。
【发明内容】
[0006]本申请的首要发明目的在于提出一种电池框架。
[0007]本申请的第二发明目的在于提出一种电池模组。
[0008]为了完成本申请的目的，采用的技术方案为:
[0009]本申请涉及一种电池框架，包括框架主体和位于所述框架主体边缘的侧板，所述框架主体和所述侧板合围形成收容电池的收容空间，所述框架主体上设置有至少一个向远离所述收容空间方向延伸的弹片。
[0010]优选的，所述弹片包括弹性弯折部和接触部，所述弹性弯折部连接所述接触部与所述框架主体，所述接触部与所述框架主体之间形成弹性间隙。
[0011]优选的，所述弹片为多个，并每一个弹片的接触部与所述框架主体之间形成弹性间隙的大小相同。
[0012]优选的，所述框架主体设置有通孔，所述弹性弯折部与所述通孔的一侧边相连接。
[0013]优选的，所述框架主体与所述接触部平行。
[0014]优选的，所述收容空间上具有至少一个用于电芯沿与所述电池框架平行方向装配的开口。
[0015]优选的，在所述框架主体上的靠近所述开口的一端的两侧分别设置安装孔。
[0016]优选的，所述侧板、所述弹片与所述框架主体为一体设置。
[0017]本申请还涉及一种电池模块，包括本申请的电池框架和电芯，其特征在于，在所述电芯与所述框架主体之间设置有垫板，每个所述电池框架、所述垫板和固定于所述电池框架内的电芯形成一个电池模块单元，多个所述电池模块单元沿电芯厚度方向依次排布。
[0018]在本申请的电池模块中，每个所述电池模块单元中弹片的接触部均与另一个电池模块单元固定连接。
[0019]本申请的技术方案能达到的有益技术效果为:
[0020]1、通过对传统结构的创新改进，使得电池框架具有固定电池的功能，同时还提供良好的散热结构，提高了电池的使用寿命和模组的结构安全性。通过在传统的组装结构上添加弹片，有效补偿锂离子电池尺寸变化及模组内部紧固力的变化，缓解了电芯膨胀造成的电池堆叠方向负荷的变化，提高了电池的性能，效果明显。
[0021]2、本申请中每个电芯的膨胀都会自动被自身相邻的电池框架的弹片所吸收，不会对其他电池造成影响，提高了电池模组电连接和结构的可靠性。
[0022]3、本申请的电池框架结构简单，加工方便，生产成本低。
[0023]4、本申请的电池模块成组方便，适合自动化生产。
[0024]以下结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步说明。
【附图说明】
[0025]图1为本申请的电池框架的结构示意图；
[0026]图2为本申请的电池框架的侧视图；
[0027]图3为本申请的电池框架与电芯装配的示意图；
[0028]图4为本申请的电池框架与电芯装配后的示意图；
[0029]图5为本申请的电池模组的示意图；
[0030]图6为某一【具体实施方式】中的电池框架示意图；
[0031]图7为某一【具体实施方式】中的电池框架装配示意图；
[0032]其中:
[0033]1-电池框架；
[0034]11-框架主体；
[0035]12-安装孔；
[0036]13-弹片；
[0037]14-侧板；
[0038]13-弹片；
[0039]131-弹性弯折部；
[0040]132-接触部；
[0041]2-电芯；
[0042]3-垫板；
[0043]4-风道。
[0044]下面结合具体实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。
【具体实施方式】
[0045]在本申请提出一种电池框架I，包括框架主体11和位于框架主体11边缘的侧板14，框架主体11和侧板14合围形成用于收容电芯2的收容空间，框架主体11上设置有至少一个向远离所述收容空间方向延伸的弹片13。侧板14优选垂直于框架主体11。侧板14可以只设置在框架主体11的一个侧边，或者只设置在框架主体11的两个侧边，或者在框架主体11的三个侧边都设置，或者在框架主体11的四个侧边都设置。优选地，在框架主体11的三个侧边都设置侧板14，从而在收容空间上形成一个用于电芯2沿与所述电池框架11平行方向装配的开口。
[0046]在使用过程中，将电芯放置于收容空间内，为了加强电芯2与电池框架I之间结合的稳固性，可将电芯2粘贴与框架主体11上，位于框架主体边缘的侧板起到提高电池框架I强度以及对电芯2进行定位的作用。该电池框架兼具散热和补偿膨胀效果。其结构示意图如图1所示。
[0047]优选的，电池框架I的材质为钢或铝合金。侧板14、弹片13与框架主体11为一体设置，并优选由钢板或铝合金板直接冲压成型制备而成。弹片13包括弹性弯折部131和接触部132，弹性弯折部131连接接触部132与框架主体11，接触部132与框架主体11之间形成弹性间隙。优选的，接触部132与框架主体11平行，如图2所示。
[0048]优选的，弹性弯折部131与框架主体11之间形成的角度为10°?45°。
[0049]并且，进一步优选的，框架主体11为矩形，侧板14设置于框架主体11的三个侧边上，电芯2为板状的二次电池，从而将电芯2收纳于框架主体11内。其示意图如图3所示，装配后的示意图如图4所示。优选的，弹片13沿框架主体11的长度方向成排设置。
[0050]优选的，弹片13为多个，并每一个弹片13的接触部132与框架主体11之间形成弹性间隙的大小相同。
[0051]如前所述，弹片13优选制备冲压成型而成，因此，框架主体上设置有通孔，弹性弯折部131与通孔的一侧边相连接。
[0052]优选的，收容空间上具有至少一个用于电芯2沿与所述电池框架11平行方向装配的开口。
[0053]优选的，在框架主体11上的靠近开口的一端的两侧分别设置有安装孔，用于安装电池组汇流排支架。
[0054]在本申请的某一【具体实施方式】中，框架主体11为矩形，侧板14设置于框架主体11的三个侧边上，弹片13为一列并沿框架主体11的长度方向设置于框架主体的一侧。其示意图如图6所示，两个相同的框架主体进行安装，装配后的示意图如图7所示。
[0055]本申请的又一【具体实施方式】中提出一种电池模块，包括前述电池框架I和电芯2，在电芯2与框架主体11之间设置有垫板3，每个电池框架11、垫板3和固定于电池框架内的电芯2形成一个电池模块单元，多个电池模块单元沿电芯厚度方向依次排布。由电池模块单元堆叠而成的电池模块在具有弹片的一侧形成间隙，从而在间隙处形成风道4用于电池的散热。其示意图如图5所示。
[0056]优选的，垫板3具有绝缘导热性能，其材质为金属材质并且在其表面上设置绝缘层，垫板3与电芯2的大小相适应。
[0057]优选的，每个电池模块单元中弹片的接触部132均与另一个电池模块单元固定连接。
[0058]优选的，接触部132可与另一个电池模块单元的接触部132固定连接，或者可与另一个电池模块单元的框架主体11固定连接，或者可与另一个电池模块单元的电芯面固定连接。
[0059]S卩，电池模块单元的排布方式有如下几种，一是多个结构相同的电池模块单元以具有弹片的一面在前、安装有电芯的一面在后依次连接，该连接方式需要将弹片的接触部与电芯的外露面固定连接。二是两个电池模块单元具有弹片的面相对，经过固定连接后，将经过两两固定后的电池模块单元以电芯外露面紧密贴合，依次排布。其中，两个具有弹片的面之间也具有两种固定安装方式，一种是弹片的接触部固定连接，如图5所示。另一种是弹片的固定部分别固定连接于另一电池模块单元的框架主体上，如图7所示。
[0060]当两块电池模块单元受电池膨胀挤压时，弹片13弹性弯折部131和接触部132的夹角也提高了弹片13的弹性强度，从而电池模组可以承受较大的预紧力。在有电池框架弹片13的地方会形成风道4，电池在充放电过程中产生的热量，通过垫板传导至框架主体11和弹片13上，电池包内的冷却系统使凉风吹过风道4，从而把热量带走，对电池实施降温；当电池膨胀时，电池框架受到挤压，弹片13将随之反生弹性变形，电池模块单元间的风道4间距变小，因而电池模块内的应力不会反生大的变化，模块整体尺寸不会反生任何改变，此结构达到了散热和补偿膨胀的目的，效果良好。
[0061 ] 实施例1
[0062]—种兼具散热和补偿膨胀的电池框架，如图1所示，包括框架主体11、方孔12，弹片13、侧板14。侧板14和弹片13是从框架主体11直接冲压成型，侧板14分布在框架主体11的三个边上，并垂直于框架主体11，形成收纳室，收纳室内可放置至少一个电芯。
[0063]如图2所示，弹片13分为弹性弯折部131和接触部132，弹性弯折131与框架主体11角度为10°?45°，接触部132与框架主体11平行。
[0064]框架主体上有两个安装孔12，安装孔12靠近无侧板的一端，且分布在两侧，用于安装固定电池组汇流排支架。
[0065]如图4，电池2放置在电池框架形成的收纳室内，中间加有垫板3，框架主体1、垫板3和电池2固定在一起，且紧密贴合，形成一个电池模块单元。图3为装配示意图。
[0066]—种电池模块，由上述多个电池模块单元沿电芯厚度方向依次排布而成，电池模块单元为背靠背形式排列，即:电池模块单元之间通过弹片的接触部132固定连接、电池模块单元中电芯的外露面之间互相贴合放置。两个电池模块单元在弹片接触部132的位置采用焊接固定。如图5所示。
[0067]实施例2
[0068]参见图6，与实施例1不同之处在于:电池框架I上的弹片2较窄，且位于框架主体I的一侧。
[0069]相对应的模组，如图7，组装时，两块电池框体背靠背配合，一块电池框体I的弹片13固定连接于在另一块电池框体I的框架主体11上。电池框架1、垫板3和电池2组成的电池模块单元在沿电芯厚度方向依次排布，其他的实施方法均与实施例1相同。
[0070]根据上述说明书的揭示和指导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的【具体实施方式】，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
【主权项】
1.一种电池框架，包括框架主体和位于所述框架主体边缘的侧板，所述框架主体和所述侧板合围形成收容电池的收容空间，其特征在于，所述框架主体上设置有至少一个向远离所述收容空间方向延伸的弹片。2.根据权利要求1所述的电池框架，其特征在于，所述弹片包括弹性弯折部和接触部，所述弹性弯折部连接所述接触部与所述框架主体，所述接触部与所述框架主体之间形成弹性间隙。3.根据权利要求2所述的电池框架，其特征在于，所述弹片为多个，并且每一个弹片的接触部与所述框架主体之间形成弹性间隙的大小相同。4.根据权利要求2所述的电池框架，其特征在于，所述框架主体设置有通孔，所述弹性弯折部与所述通孔的一侧边相连接。5.根据权利要求2所述的电池框架，其特征在于，所述框架主体与所述接触部平行。6.根据权利要求1所述的电池框架，其特征在于，所述收容空间上具有至少一个用于电芯沿与所述电池框架平行方向装配的开口。7.根据权利要求6任一权利要求所述的电池框架，其特征在于，在所述框架主体上的靠近所述开口的一端的两侧分别设置安装孔。8.根据权利要求1所述的电池框架，其特征在于，所述侧板、所述弹片与所述框架主体为一体设置。9.一种电池模块，包括权利要求1?8任一权利要求所述的电池框架和电芯，其特征在于，在所述电芯与所述框架主体之间设置有垫板，每个所述电池框架、所述垫板和固定于所述电池框架内的电芯形成一个电池模块单元，多个所述电池模块单元沿电芯厚度方向依次排布。10.根据权利要求9所述的电池模块，其特征在于，每个所述电池模块单元中弹片的接触部均与另一个电池模块单元固定连接。
【文档编号】H01M10/655GK205429046SQ201620221166
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】叶永煌, 王岳利, 刘石磊
【申请人】宁德时代新能源科技股份有限公司