一种方形电池模组的制作方法

本发明涉及电池成组技术领域，尤其涉及一种方形电池模组。

背景技术：

随着汽车工业的高速发展，汽车带来的环境污染、能源短缺和资源枯竭等方面的问题越来越突出。为了保持国民经济的可持续发展，保护人类居住环境和保障能源供给，各国政府不惜巨资，投入大量人力、物力，研究解决这些问题的各种途径。电动汽车具有良好的环保性能，既可以保护环境，又可以调整能源结构、缓解能源短缺和保障能源安全，发展电动汽车已成为各国政府和汽车行业的共识。而动力电池系统则是电动汽车的关键核心部件，其性能好坏和成本高低直接影响到电动汽车规模化推广应用的顺利进行。

另外，我国当前电网运营面临着最高用电负荷持续增加、间歇式能源接入占比扩大、调峰手段有限等诸多挑战，而储能电池系统作为智能电网重要的组成部分，可以有效地实现需求侧管理，消除昼夜间峰谷差，平滑用电负荷。不仅可以调高电力设备运行效率，降低供电成本，还是促进可再生能源的应用，提高系统运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动的一种手段。

但是，单个电池提供的能源是有限的，要满足电动汽车动力电池系统或者国家电网储能电池系统的电能需求势必要将众多的单体电池采用串联和(或)并联的方式连接成组，然后将这些电池模组再进行串联和(或)并联连接，达到一定的电压等级及容量等级来满足人们的需求。而要在有限的空间里满足足够的电力需要，电池系统成组技术的质量和效率将很大程度影响电池系统的寿命和安全。

目前，行业内电池模组的成组制造存在着模块化程度低、空间利用率低、电气线路杂乱、电池导热不均衡等各种问题，大大降低了电池模组以及电池系统的生产效率和产品质量，缩短了电池系统的使用寿命，同时也存在着较大的安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种方形电池模组，这种模组结构简单、搬运和安装方便、空间利用率高、通用性强，适合规模化和机械化生产，可以提高生产效率，降低生产成本。这种模组耐冲击性能高，导热性好，电气线路安全，可以有效提升电池模组及电池系统的工作性能和使用寿命。

技术方案如下：

一种方形电池模组，包括多个方形电池单体、多个电池导电连接片和模组架，其特征在于，所述模组架包括两个模组端板和四个模组固定角钢。所述模组端板为方形平板，方形平板四个角设置端板铆接通孔，所述模组固定角钢两端的端部设置有角钢铆接通孔，所述模组固定角钢与所述模组端板通过铆接的方式进行连接，将多个所述方形电池单体容纳固定，如图1、图2、图9、图10、图11、图17和图18所示。

多个所述方形电池单体按设计需求排列组合在一起，并置于所述模组架内，所述电池导电连接片将所述方形电池单体的正负电极按照设计需求的串和(或)并联方式进行电连接。所述电池导电连接片包括模组输出导电连接片和模组成组导电连接片，所述模组输出导电连接片将所述方形电池模组两端的方形电池单体电连接，并作为所述方形电池模组的正负输出端。所述模组成组导电连接片将除所述方形电池模组两端外的方形电池单体电连接，如图1、图11和图18所示。

进一步地，所述模组端板的方形平板四个角设置有向方形平板一侧凸出的端板连接部，所述端板连接部的端面为“L”形(如图2和图4所示)或者为“口”形(如图5和图6所示)。

进一步地，所述模组端板为上下两端边沿向中部凹陷的“H”形，所述模组端板的前后边沿分别向内卷曲形成内侧开口、其他三面封闭的方形空心立柱，所述方形空心立柱的上下端面封闭，所述方形空心立柱的上下端面以及与方形平板垂直的外侧侧面的上下端部均设置有端板铆接通孔，如图7、图8、图12和图14所示。

进一步地，所述模组端板外侧对应所述方形电池单体的电池极柱位置设置有向外凸出的袋状空腔，所述袋装空腔外侧壁从上端向中部凹陷形成“U”形豁口，所述方形电池模组还包括与所述袋状空腔配合的片状的从下端向中部凹陷的极柱固定销，所述极柱固定销从上至下插入所述袋状空腔内将模组输出导电连接片固定在模组端板侧壁上，如图9、图10、图12、图13、图14、图17和图18所示。

进一步地，所述方形电池模组还包括模组上盖，所述模组上盖由多个顶盖拼合而成，所述顶盖的端面为“冖”形结构，所述顶盖的两侧支撑脚边沿处设置有顶盖固定螺孔；所述模组架位于上侧的两个所述模组固定角钢上焊接有顶盖固定环，所述顶盖固定螺孔与所述顶盖固定环通过螺栓连接使所述顶盖固定在所述模组固定角钢上，如图9、图15、图17和图18所示。所述模组上盖可以有效遮挡所述方形电池单体的正负电极或者所述电池导电连接片，避免暴露在外引发绝缘故障，防止生产人员发生触电危险。

进一步地，所述顶盖在与两侧支撑脚相异的两端端面边沿处设置有采集线卡口，如图9、图15、图17和图18所示。所述采集线卡线口可以约束固定所述方形电池模组的数据信息采集线束的排布，避免线束杂乱遭到挤压磨损进而产生检测故障或者短路事故。

进一步地，所述模组端板在外侧下端设置有向外凸出的模组安装架，所述模组安装架上设置有模组安装孔，在所述方形电池模组需要固定时可用螺栓穿过所述模组安装孔将其固定，如图8、图9、图12、图14和图17所示。

进一步地，所述模组端板外侧上端设置有向外凸出的模组搬运提手，如图8、图9、图12、图14和图17所示。

进一步地，所述方形电池模组的底部和侧面以及所述模组端板靠近所述方形电池单体一侧设置有导热绝缘板。可以将所述方形电池模组工作时产生的热量迅速传导到外部，同时均衡各个所述方形电池单体的内部温度，提升所述方形电池模组的工作性能和使用寿命。

进一步地，还包括多个方形电池间隔垫，所述方形电池间隔垫处于相邻的两个所述方形电池单体之间，所述方形电池间隔垫为导热绝缘材料制成的弹性薄片。

本发明所述方形包括正方形和长方形。

本发明提供的方形电池模组，可以便利地将不同数量的方形电池单体按照设计需求排布成任意串并联组合的电池模块，结构简单，空间利用率高，通用性强，安装和搬运方便，适合规模化和机械化生产，可以提高电池模组成组的生产效率，降低生产成本。这种模组导热性好，电气线路安全，可以有效提升电池模组以及整个电池系统的工作性能和使用寿命。

附图说明

图1是实施例1的方形电池模组的结构示意图；

图2是实施例1的模组架的结构示意图；

图3是实施例1的模组固定角钢的结构示意图；

图4是实施例1的模组端板的结构示意图；

图5是端板连接部端面为“口”形的模组端板的结构示意图；

图6是端板连接部端面为“口”形的另一种模组端板的结构示意图；

图7是“H”形的模组端板的结构示意图；

图8是设置有模组固定架和模组搬运提手的“H”形模组端板的结构示意图；

图9是实施例2的方形电池模组的结构示意图；

图10是实施例2的模组架的结构示意图；

图11是实施例2的拆下模组上盖后的方形电池模组的结构示意图；

图12是实施例2的模组端板的结构示意图；

图13是实施例2的极柱固定销的结构示意图；

图14是实施例2的模组端板、模组输出导电连接片和极柱固定销配合的装配结构示意图；

图15是实施例2的顶盖的结构示意图；

图16是实施例2的焊接有顶盖固定环的模组固定角钢的结构示意图；

图17是实施例3的方形电池模组的结构示意图；

图18是实施例3的方形电池模组的爆炸图。

其中，附图标记说明如下：

10 方形电池模组 11 方形电池单体 12 电池导电连接片

121 模组成组导电连接片 122 模组输出导电连接片 20模组架

21 模组端板 211 端板连接部 212 端板铆接通孔

213 方形空心立柱 214 模组安装架 215 模组安装孔

216 模组搬运提手 217 袋状空腔 22 模组固定角钢

221 角钢铆接通孔 222 顶盖固定环 23 铆钉

24 模组上盖 241 顶盖 2411 顶盖固定螺孔

2412 采集线卡口 25 极柱固定销 26 方形电池间隔垫

具体实施方式

实施例1

如图1～图4所示，给出了一个方形电池模组的实施例。

如图1～图4所示，本例方形电池模组10包括多个方形电池单体11、多个电池导电连接片12(包括模组输出导电连接片122和模组成组导电连接片121)和模组架20，模组架20包括两个模组端板21和四个模组固定角钢22。模组端板21为方形平板，方形平板四个角设置有向方形平板一侧凸出的端板连接部211，端板连接部211外侧侧面设置有端板铆接通孔212，模组固定角钢22两端的端部设置有角钢铆接通孔221，模组固定角钢22与模组端板21通过铆接的方式用铆钉23进行连接，将多个方形电池单体11容纳固定。

本例方形电池模组10的模组端板21，其端板连接部211的端面为“L”形。

多个方形电池单体11按设计需求排列组合在一起，模组输出导电连接片122将方形电池模组10两端的方形电池单体11电连接，并作为方形电池模组10的正负输出端。模组成组导电连接片121将除方形电池模组10两端外的方形电池单体11电连接。

本例方形电池模组可以便利地将不同数量的方形电池单体按照设计需求排布成任意串并联组合的电池模块，结构简单，空间利用率高，通用性强，耐冲击性能高。

实施例2

如图9～图16所示，给出了另一个方形电池模组的实施例，本例与实施例1的区别在于：

本例方形电池模组10的模组端板21为上下两端边沿向中部凹陷的“H”形，模组端板21的前后边沿分别向内卷曲形成内侧开口、其他三面封闭的方形空心立柱213，方形空心立柱213的上下端面封闭，方形空心立柱213的上下端面以及与方形平板垂直的外侧侧面的上下端部均设置有端板铆接通孔212，如图9、图10、图11、图12和图14所示。

本例方形电池模组10的模组端板21外侧对应方形电池单体11的电池极柱位置设置有向外凸出的袋状空腔217，袋装空腔217外侧壁从上端向中部凹陷形成“U”形豁口，方形电池 模组10还包括与袋状空腔217配合的片状的从下端向中部凹陷的极柱固定销25，极柱固定销25从上至下插入袋状空腔217内将模组输出导电连接片122固定在模组端板21侧壁上，如图9、图11、图12、图13和图14所示。

本例方形电池模组10的模组上盖24，其顶盖241在与两侧支撑脚相异的两端端面边沿处设置有采集线卡口2412，如图9、图15、图17和图18所示。采集线卡线口可以约束固定方形电池模组10数据信息采集线束的排布，避免线束杂乱遭到挤压磨损进而产生检测故障或者短路事故。

本例中，模组端板21在外侧下端设置有向外凸出的模组安装架214，模组安装架214上设置有模组安装孔215，在方形电池模组10需要固定时可用螺栓穿过模组安装孔215将其固定，如图9、图11、图12和图14所示。

本例中，模组端板21外侧上端设置有向外凸出的模组搬运提手216，在必要时方便方形电池模组10的搬运和组装，如图9、图11、图12和图14所示。

本例方形电池模组10还包括模组上盖24，模组上盖24由多个顶盖241拼合而成。顶盖241的端面为“冖”形结构，顶盖241的两侧支撑脚边沿处设置有顶盖固定螺孔2411。模组架20位于上侧的两个模组固定角钢22上焊接有顶盖固定环222，顶盖固定螺孔2411与顶盖固定环222通过螺栓连接使顶盖241固定在模组固定角钢22上，如图9、图10、图15和图16所示。模组上盖24可以有效遮挡方形电池单体11的正负电极或者电池导电连接片12，避免暴露在外引发绝缘故障，防止生产人员发生触电危险。

本例提供的方形电池模组，可以便利地将不同数量的方形电池单体按照设计需求排布成任意串并联组合的电池模块，耐冲击性能高，结构简单，空间利用率高，电气线路安全，通用性强，安装和搬运方便，适合规模化和机械化生产，可以提高电池模组成组的生产效率，降低生产成本。

实施例3

如图17和图18所示，给出了另一个方形电池模组的实施例。

本例方形电池模组10还包括多个方形电池间隔垫26，方形电池间隔垫26处于相邻的两个方形电池单体11之间，方形电池间隔垫26为导热绝缘材料制成的弹性薄片。

另外，还包括其他一些实施例，在方形电池模组10的底部和(或)侧面以及模组端板21靠近方形电池单体11一侧设置导热绝缘板等。可以将方形电池模组工作时产生的热量迅速传导到外部，同时均衡各个方形电池单体的内部温度，提升所述方形电池模组的工作性能和使用寿命。

本发明提供的方形电池模组，结构简单、搬运和安装方便、空间利用率高、通用性强，适合规模化和机械化生产，可以提高生产效率，降低生产成本。这种模组耐冲击性能高，导热性好，电气线路安全，可以有效提升电池模组及电池系统的工作性能和使用寿命。