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，适合规划化和机械化生产，可以提高生产效率，降低生产成本。这种模组耐振动和耐冲击性能高，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，所述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、两个模组固定角钢和一个模组顶梁；所述模组端板为方形平板，方形平板下端的两个角和方形平板上端中部设置有端板铆接通孔，所述模组固定角钢两端的端部设置有角钢铆接通孔，所述模组顶梁两端的端部设置有顶梁铆接通孔，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，所述模组顶梁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。

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。

进一步地，所述模组端板方形平板下端的两个角设置有向方形平板一侧凸出的端板底脚连接部，所述端板底脚连接部的端面为“L”形或者为“口”形；所述模组端板方形平板上端 中部设置有与所述端板底脚连接部同侧凸出的端板顶梁连接部，所述端板顶梁连接部的端面为“L”形或者为“口”形。所述端板底脚连接部和所述端板顶梁连接部设置为“L”形或者为“口”形可以方便在其外侧的侧面上设置端板铆接通孔，以便于和模组角钢或者模组顶梁进行铆接连接，有效提升所述方形电池模组的耐冲击性能。

进一步地，所述方形电池模组还包括模组固定安装板，所述模组固定安装板为两个侧面垂直连接的“L”形支架，所述模组固定安装板的两个侧面均设置有多个安装通孔；所述模组端板上设置有多个端板安装孔，所述模组端板内侧对应所述端板安装孔位置设置有向内凹陷的能够容纳螺栓螺帽的凹槽，所述模组固定安装板通过螺栓组件分别与所述模组端板和电池箱体进行连接，将所述方形电池模组固定在所述电池箱体上。

进一步地，所述模组端板上的所述端板安装孔呈纵横阵列式排布。多个所述端板安装孔阵列式设置可以在所述方形电池模组需要竖放或者横放时均可以选择使用，最大化所述模组端板的适用性，节省成本。

进一步地，所述方形电池模组还包括模组框体，所述模组框体包括多个模组中间框体和两个模组侧端框体，所述模组中间框体两侧端面均设置有可配合拼装的榫头和卯眼，所述模组侧端框体的内侧端面设置有可配合拼装的榫头和卯眼，在组装所述方形电池模组时，所述模组侧端框体设置于所述方形电池模组的两端，所述模组中间框体设置于所述方形电池单元之间，相继拼接将多个所述方形电池单体夹持组装在一起。

进一步地，所述方形电池模组还包括模组上盖，所述模组上盖的端面为“冖”形结构，所述模组上盖两侧的上盖支撑脚边沿设置有模组上盖挂钩；所述所述模组中间框体和所述模组侧端框体的上端前后边沿设置有与所述模组上盖挂钩相配合的上盖固定卡槽，所述模组上盖挂钩在所述模组上盖扣合在所述模组框体上时卡入所述上盖固定卡槽。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，所述模组中间框体上端设置有走线槽和通气槽。所述走线槽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信息采集故障或者短路事故。所述通气槽可以疏导所述方形电池单元在工作时产生的废气，避免腐蚀其他电池组件。

进一步地，所述模组中间框体和所述模组侧端框体的下端前后角设置有角钢安装槽。既可以方便对所述模组固定角钢进行卡位，又可以避免所述模组固定角钢与其他外部金属部件接触降低所属方形电池模组的绝缘性能。

进一步地，所述模组侧端框体外侧上端设置有线束固定孔。所述线束固定孔用于固定所述方形电池模组的正负输出线束，当所述方形电池模组在受到振动影响时可以防止输出线束的移位与其他高压部件接触短路，提高所述方形电池模组的安全性能。

进一步地，所述模组端板采用铸铝材料制成。

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，结构简单紧凑，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，降低产品开发和生产成本，缩短了研发周期。这种模组耐振动和耐冲击性能好，电气线路安全可靠，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为实施例1方形电池模组的结构示意图；

图2为实施例1的模组架的结构示意图；

图3为实施例1的模组端板的前侧面结构示意图；

图4为实施例1的模组端板的后侧面结构示意图；

图5为实施例1的模组固定角钢的结构示意图；

图6为实施例1的模组顶梁的结构示意图；

图7为实施例1的模组侧端框体内侧面的结构示意图；

图8为实施例1的模组侧端框体外侧面的结构示意图；

图9为实施例1的模组中间框体的结构示意图；

图10为实施例1的模组盖板的结构示意图；

图11为实施例1的去除模组盖板的方形电池模组的结构示意图；

图12为实施例2的方形电池模组的结构示意图；

图13为实施例2的模组架的结构示意图；

图14为实施例2的模组端板的结构示意图；

图15为实施例2的模组端板外侧面的结构示意图；

图16为实施例2的模组端板内侧面的结构示意图；

图17为实施例2的模组固定安装板的结构示意图；

图18为实施例2的模组固定安装板与模组端板装配的结构示意图；

图19为一种模组固定安装板与模组端板在不同位置装配的结构示意图；

图20为另一种模组固定安装板与模组端板在不同位置装配的结构示意图；

图21为实施例2的模组中间框体的结构示意图；

图22为实施例2的模组侧端框体的结构示意图；

图23为实施例3的方形电池模组的结构示意图；

图24为实施例3的模组架的结构示意图；

图25为实施例3的方形电池模组的爆炸图；

图26为实施例4的方形电池模组的结构示意图；

图27为端板连接部端面为“L”形的模组端板的结构示意图；

图28为端板连接部端面为“口”形的模组端板的结构示意图。

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端板铆接通孔 212端板安装孔

213凹槽 214端板顶梁连接部 215端板底脚连接部

22模组固定角钢 221角钢铆接通孔 23模组顶梁

231顶梁铆接通孔 24模组上盖 241模组上盖挂钩

25模组框体 251模组中间框体 252模组侧端框体

253上盖固定卡槽 254通气槽 255线束固定孔

256角钢安装槽 257榫头 258卯眼

259走线槽 26铆钉 27模组固定安装板

271安装通孔

具体实施方式

实施例1

如图1～图11所示，给出了一个方形电池模组的实施例。

如图1～图11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、两个模组固定角钢22和一个模组顶梁23。模组端板21为方形平板，方形平板下端的两个角和方形平板上端中部设置有端板铆接通孔211，模组固定角钢22两端的端部设置有角钢铆接通孔221，模组顶梁23两端的端部设置有顶梁铆接通孔231，模组固定角钢22和模组顶梁23分别与模组端板21用铆钉26通过铆接的方式进行连接，将多个方形电池单体11容纳固定。

如图3，图4所示，本例中，模组端板21方形平板下端的两个角设置有向方形平板一侧凸出的端板底脚连接部215，端板底脚连接部215的端面为“口”形。模组端板21方形平板上端中部设置有与端板底脚连接部215同侧凸出的端板顶梁连接部214，端板顶梁连接部的端面为“口”形。

如图1，图7、图8和图9所示，本例方形电池模组10还包括模组框体25，模组框体25包括多个模组中间框体251和两个模组侧端框体252。模组中间框体251两侧端面均设置有可配合拼装的榫头257和卯眼258，模组侧端框体252的内侧端面设置有可配合拼装的榫头257和卯眼258，在模组组装时，模组侧端框体252设置于方形电池模组10的两端，模组中间框体251设置于方形电池单元11之间，相继拼接将多个方形电池单体11夹持组装在一起。

本例中，模组中间框体251和模组侧端框体252的上端中部设置有通气槽254。模组中间框体251和模组侧端框体252的下端前后角设置有角钢安装槽256。如图7、图8和图9所示。

本例方形电池模组10还包括模组上盖24，模组上盖24的端面为“冖”形结构，模组上盖24两侧的上盖支撑脚边沿设置有模组上盖挂钩241。模组中间框体251和模组侧端框体252上端前后边沿设置有与模组上盖挂钩241相配合的上盖固定卡槽253，模组上盖挂钩241在模组上盖24扣合在模组框体25上时卡入上盖固定卡槽253。

本例方形电池模组10的模组端板21采用铸铝材料制成。

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，结构简单紧凑，空间利用率高，通用性强，适合规模化和机械化生产，降低了开发和生产成本，缩短了研发周期。另外，本例方形电池模组的耐振动和耐冲击性能好，安全性和可靠性高。

实施例2

如图12～图22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还包括模组固定安装板27，模组固定安装板27为两个侧面垂直连接的“L”形支架，模组固定安装板27的两个侧面均设置有多个安装通孔271。另外，模组端板21上设置有多个端板安装孔212，模组端板21内侧对应所述端板安装孔位置设置有向内凹陷的能够容纳螺栓螺帽的凹槽213，模组固定安装板27通过螺栓组件分别与模组端板21和电池箱体进行连接，将方形电池模组10固定在电池箱体上，如图12、图14、图15、图16和17所示。

本例中，模组端板21上的端板安装孔212呈纵横阵列式排布，这样可以选择具有不同安装孔位的模组固定安装板27与模组端板21进行安装，模组端板21上多个端板安装孔212呈阵列式设置可以在方形电池模组10需要竖放或者横放时均可以选择使用，最大化模组端板21的适用性，节省生产成本。如图18～图20所示。

本例中，模组中间框体251的上端前部和后部还设置有走线槽259。走线槽259可以将方形电池模组10的电池信息采集等电气线路的进行固定卡位，防止电气线路杂乱遭到挤压磨 损，避免出现短路或者信息采集故障。

本例中，模组侧端框体252的外侧上端还设置有线束固定孔255。线束固定孔255用于固定方形电池模组10的正负输出线束，当方形电池模组10在受到振动影响时可以防止输出线束的移位与其他高压部件接触短路，提高方形电池模组10的安全性能。

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，而且由于模组端板固定孔位的阵列排布，可使方形电池模组的安装样式更加多样，最大化方形电池模组的适用性。本例方形电池模组结构简单紧凑，空间利用率高，通用性强，适合规模化和机械化生产，降低了开发和生产成本，缩短了研发周期。本例方形电池模组的耐振动和耐冲击性能好，电气线路安全可靠。

实施例3

如图23～图25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的模组架还包括将模组端板20上端的两个角也设置有端板铆接通孔，并用模组固定角钢22进行铆接，加强了方形电池模组10的耐振动和耐冲击性能。

实施例4

如图26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还可以设置为无模组框体的设计。在方形电池单体11、模组端板21、模组固定角钢22的绝缘性能达到设计需求时，可以直接将多个方形电池单体11进形组合固定。

另外，本发明提供的方形电池模组10，还可以包括将模组端板20的端板顶梁连接部214和端板底脚连接部215设置为“L”形(如图27所示)或者“口”形(如图28所示)。

本发明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，结构简单紧凑，空间利用率高，通用性强，适合规模化和机械化生产，降低了开发和生产成本，缩短了研发周期。另外，本发明方形电池模组的耐振动和耐冲击性能好，电气线路安全可靠。