框体以及电池模组的制作方法

本发明涉及二次电池领域，尤其涉及一种框体以及电池模组。

背景技术：

二次电池具有各种形式。依据外壳类型，二次电池可以分为袋型二次电池和罐型二次电池。袋型二次电池的外壳由包括聚合物层和金属层的层压片制成。罐型二次电池的外壳通常由金属壳和金属顶盖片构成。

电池模组通常将多个二次电池排列并通过相应的框体来固定。采用罐型二次电池的电池模组通常是排列的多个罐型二次电池和前后两个端板压紧在一起之后再焊接固定两个侧板于两个端板，最后在多个罐型二次电池的底部外设水冷系统(甚至导热硅胶垫)。

袋型二次电池与罐型二次电池相比，没有外部金属，造成采用袋型二次电池的电池模组的组装困难、散热效率低的问题。为解决组装及散热问题通常需要涂胶将袋型二次电池粘贴于金属板(通常采用铝板)上组装成小单元之后再将小单元排列固定，最后与采用罐型二次电池的电池模组一样，多个小单元的底部外设水冷系统(甚至导热硅胶垫)，通过金属板实现袋型二次电池到水冷系统的热传导。但会造成以下问题：袋型二次电池膨胀严重，袋型二次电池间需要预留膨胀空间，同时，为了降低电池模组总体重量及成本，铝板通常较薄，散热路径不足，散热效率较低；采用铝板对袋型二次电池进行固定与散热，袋型二次电池需要与铝板组装成小单元后再组装小单元为模组，工序较为繁琐，电池模组的组装复杂；利用铝板对袋型二次电池组装为小单元后再组装小单元为电池模组的方式，小单元间无有效的相互约束，造成电池模组总体刚性较差；铝板与袋型二次电池间贴合的平面度无法保证，增加了局部热阻；电池模组中多个小单元的铝板底部存在平面度误差，部分铝板与导热硅胶垫接触面接触不充分也降低了散热效率。

但是无论是采用罐型二次电池的电池模组还是采用袋型二次电池的电池模组均需要在电池模组的组装上进一步改进，以提高电池模组的组装效率并提高电池模组的整体刚度。

技术实现要素：

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种框体以及电池模组，框体在应用于电池模组时能够减少组装工序，提高电池模组的组装效率，同时提高电池模组的整体刚度。

为了实现上述目的，在第一方面，本发明提供了一种框体，框体由周壁构成，周壁围成周向封闭但轴向两端均开口的收容腔；周壁设有至少一个贯通的注胶孔。

为了实现上述目的，在第二方面，本发明提高了一种电池模组，其包括：包括：多个二次电池，并排布置；电池模组还包括：本发明第一方面所述的框体以及粘接胶。所述多个并排布置的二次电池收容于框体的收容腔内。粘接胶包括：第一部分胶，将相邻两个二次电池粘接在一起；第二部分胶，将所述多个二次电池中的处于并排方向最外侧的两个二次电池分别与框体的周壁粘接在一起；第三部分胶，将第一部分胶的下侧和第二部分胶的下侧与周壁粘接在一起。

本发明的有益效果如下：

当本发明第一方面的框体应用于电池模组时，减少了电池模组的组装工序，提高了电池模组的组装效率和整体刚度，提高了电池模组受到冲击和/或震动时的抗变形能力。

附图说明

图1是根据本发明的框体的立体图。

图2是图1的另一角度的立体图。

图3是根据本发明的电池模组的一实施例的立体图。

图4是图3的俯视图。

图5是沿图4中的a-a线剖开的放大截面图。

图6是图3的分解立体图。

图7是根据本发明的电池模组的隔离板的立体图。

图8是图7的另一角度的立体图。

图9是图7的另一角度的立体图，其中隔离板的本体部设有导电连接片。

图10是沿图3中的b-b线剖开的示意图，其中去掉了第二端板。

图11是图10中的圆圈部分的放大图。

图12是根据本发明的电池模组中的第一端板的立体图。

图13是根据本发明的电池模组中的第二端板的立体图。

图14是根据本发明的电池模组的另一实施例的分解立体图，其中第一端板和第二端板与框体通过螺钉连接。

图15是图14组装后的立体图。

其中，附图标记说明如下：

1电池模组143隔离板

11框体1431本体部

111周壁g凹槽

h注胶孔1432延伸部

t顶壁15导电连接片

b底壁16第一端板

s侧壁161第一板体

c凸部162第一嵌件

c1通孔1621第一台阶部

112收容腔s1第一面

12二次电池s2第二面

121极耳17第二端板

13粘接胶171第二板体

131第一部分胶172第二嵌件

132第二部分胶1721第二台阶部

133第三部分胶s3第三面

134第四部分胶s4第四面

14限位结构h螺孔

141弹性缓冲垫b螺钉

具体实施方式

下面参照附图来详细说明根据本发明的框体以及电池模组。

首先说明根据本发明第一方面的框体。

如图1和图2所示，根据本发明的框体11由周壁111构成，周壁111围成周向封闭但轴向两端均开口的收容腔112，周壁111设有至少一个贯通的注胶孔h。

当本发明第一方面的框体11应用于下文所述的电池模组1时，多个并排设置的二次电池12能够直接插入到框体11内，因周壁111设有至少一个贯通的注胶孔h，故可以通过注胶孔h向电池模组1内注入液态的粘接胶13，当液态的粘接胶13固化后，即可将多个并排设置的二次电池12固定，粘接胶13实现相邻二次电池12之间以及周壁111与对应的二次电池12之间的有效约束固定，从而与现有技术中的罐型二次电池的电池模组和袋型二次电池的电池模组的组装方式相比，减少了电池模组1的组装工序，提高了电池模组1的组装效率和整体刚度，提高了电池模组1受到冲击和/或震动时的抗变形能力。此外，粘接胶13降低了对二次电池12的表面的平面度的要求，提高了与二次电池12的表面的平面度的适应性。

如图1和图2所示，周壁111由顶壁t、底壁b以及两个侧壁s构成。

顶壁t、底壁b以及两个侧壁s一体形成，或者顶壁t、底壁b以及两个侧壁s各自单独形成并连接在一起(即它们先分体形成再通过焊接连接在一起)。优选地，顶壁t、底壁b以及两个侧壁s一体形成，从而框体11的整体刚度比分体形成高。

在一实施例中，如图1和图2所示，注胶孔h设置于顶壁t(若框体11采用挤出工艺成型，则注胶孔h通过后续加工形成于框体11上)，当然注胶孔h的位置并不限于此，可根据具体情况选择注胶孔h设置的具体位置。

框体11由金属制成。框体11由金属制成，可以提高其抗冲击性，从而进一步增强后面所述的电池模组1的整体刚度，并为框体11内的二次电池12提供保护。金属为铝。框体11通过挤出工艺成型。挤出工艺可以实现一体成型而形成周向封闭的框体11。

如图1和图2所示，周壁111在轴向两端设有沿轴向向外突出的凸部c。轴向两端的凸部c分别用于与后面所述的电池模组1的第一端板16的第一嵌件162以及第二端板17的第二嵌件172焊接在一起。

其次说明根据本发明第二方面的电池模组。

如图3至图6以及图14、图15所示，根据本发明的电池模组1包括：多个二次电池12，并排布置；电池模组1还包括：根据本发明第一方面所述的框体11以及粘接胶13，所述多个并排布置的二次电池12收容于框体11的收容腔112内。粘接胶13包括：第一部分胶131，将相邻两个二次电池12粘接在一起；第二部分胶132，将所述多个二次电池12中的处于并排方向最外侧的两个二次电池12分别与框体11的周壁111粘接在一起；第三部分胶133，将第一部分胶131的下侧和第二部分胶132的下侧与周壁111粘接在一起。

在根据本发明第二方面的电池模组1中，多个并排布置的二次电池12收容于框体11的收容腔112内，且粘接胶13分布于相邻两个二次电池12之间、处于并排方向最外侧的两个二次电池12与框体11的周壁111之间以及第一部分胶131的下侧和第二部分胶132的下侧与周壁111之间，本发明第二方面的电池模组1利用粘接胶13与框体11的组装设计，粘接胶13实现相邻二次电池12之间以及周壁111与对应的二次电池12之间的有效约束固定，第三部分胶133将第一部分胶131的下侧和第二部分胶132的下侧与周壁111粘接在一起实现所述多个二次电池12与框体11连接为一体，与现有技术中的罐型二次电池的电池模组和袋型二次电池的电池模组的组装方式相比，提高了电池模组1的组装效率和整体刚度，提高了电池模组1受到冲击和/或震动时的抗变形能力。此外，由于粘接胶13本身的抗压强度通常会低于二次电池12内的电极组件(未示出，电极组件通常包括正极片、负极片和隔离膜)的抗压强度，所以二次电池12在充放电循环过程中产生膨胀时，粘接胶13容易变形，从而能够缓冲二次电池12在充放电循环过程中产生的膨胀。另外，粘接胶13降低了对二次电池12的表面的平面度的要求以及收容腔112内存在的间隙的均匀性的要求，提高了与二次电池12的表面的平面度以及收容腔112内存在的间隙的适应性。

此外，如图5所示，粘接胶13还包括：第四部分胶134，将第一部分胶131的上侧和第二部分胶132的上侧与周壁111粘接在一起。粘接胶13在液态情况下进行注胶，充分注胶之后，待液态的粘接胶13固化后会形成上述的第一部分胶131、第二部分胶132、第三部分胶133以及第四部分胶134，各二次电池12的两侧均与粘接胶13充分接触并粘接。从而增强了各二次电池12之间的有效约束固定，从而保证全部的二次电池12能够稳定地工作。

粘接胶13的类型不受限制，但必须具有液态固化的性能。为了实现二次电池12的散热，优选地，粘接胶13为导热性的，框体11的周壁111是导热性的。更优选地，粘接胶13为导热性的结构胶，从而不仅能够利用结构胶的强粘接性来保证二次电池12的位置固定性和抗冲击性能，而且能够有效地保证散热路径的稳定性。产生的热量经由第一部分胶131和第二部分胶132传递给第三部分胶133和第四部分胶134，继而传递到框体11的周壁111，再经由周壁111向外散出(例如直接热辐射或者周壁111与外部的冷却系统(未示出)热交换，)有效地增加了散热路径，提高了散热效率。当采用外部冷却系统时，外部冷却系统通常设置在周壁111的底壁b下方，而周壁111的两个侧壁s和周壁111的顶壁t依然会向外部冷却系统进行热传递，从而增加了与外部冷却系统的热连接，提高了散热效果。此外，周壁111的两个侧壁s和周壁111的顶壁t还可以进行风冷，从而增强了散热方式的灵活性。

此外，周壁111围成的周向封闭的导热性的框体11可以使用整个周壁111来散热，提高了电池模组1的散热效果。需要注意的是，图5所示出的仅是沿图4中的a-a线所处位置剖开的截面图(该位置并未涉及到弹性缓冲垫141)，并不代表沿图4中的与a-a线平行的任何位置剖开的截面图均与图5相同，例如如图10所示，相邻两个二次电池12之间还设有弹性缓冲垫141，沿电池模组1的轴向的中心剖开的截面图中，相邻两个二次电池12之间除了有粘接胶13之外还会有弹性缓冲垫141，可根据具体的剖切位置来确定具体的截面图。

如图6至图9所示，根据本发明第二方面的电池模组1还包括：限位结构14，使相邻的两个二次电池12间隔开并使所述多个二次电池12中的处于并排方向最外侧的各二次电池12与框体11的周壁111间隔开。从而在注入粘接胶13前对框体11内的多个二次电池12进行预定位并保证相邻的两个二次电池12间隔开的供液态粘接胶13流入的间隙以及所述多个二次电池12中的处于并排方向最外侧的各二次电池12与框体11的周壁111间隔开的供液态粘接胶13流入的间隙。

限位结构14可以有多种形式。

例如，在限位结构14的一实施例中，参照图6，限位结构14包括：多个弹性缓冲垫141，位于相邻的两个二次电池12之间以及位于所述多个二次电池12中的处于并排方向最外侧的各二次电池12与框体11的周壁111之间。多个弹性缓冲垫141的设置使得处于并排方向最外侧的各二次电池12与框体11的周壁111之间以及相邻的两个二次电池12之间存在有供粘接胶13设置的间隙，在组装时基于弹性缓冲垫141的弹性压缩性能而容易将排列好的多个二次电池12以及弹性缓冲垫141装入框体11中。此外，弹性缓冲垫141基于弹性恢复性能使多个排列在一起的二次电池12在结构上保持稳定性，从而在电池模组1受到外部冲击和/或震动时，多个排列在一起的二次电池12不会发生大的结构变化且不会松散，且外部冲击和/或震动经过框体11的周壁111的一侧传递到弹性缓冲垫141而被缓冲消减，同时再返回框体11的周壁111的相对的另一侧并进一步缓冲消减。各弹性缓冲垫141可为泡棉。

在限位结构14的另一实施例中，限位结构14包括：多个限位胶层(未示出)，位于相邻的两个二次电池12之间以及位于所述多个二次电池12中的处于并排方向最外侧的各二次电池12与框体11的周壁111之间。多个限位胶层的设置同样起到了对多个二次电池12进行限位的作用。限位胶层能起到与弹性缓冲垫141相同的作用。

在限位结构14的又一实施例中，参照图6至图11，限位结构14包括：两个隔离板143，分别设置于框体11的轴向两端；各隔离板143包括：本体部1431；多个延伸部1432，间隔布置于本体部1431的表面；其中，隔离板143的多个延伸部1432分别夹设于相邻的两个二次电池12之间以及所述多个二次电池12中的处于并排方向最外侧的各二次电池12与框体11的周壁111之间。在该实施例中，两个隔离板143的延伸部1432对多个二次电池12起到限位的作用，而两个隔离板143分别设置于框体11的轴向两端又使得液态的粘接胶13在注胶时不会从多个二次电池12的轴向两端流出。隔离板143由绝缘材料制成。

当然限位结构14并不限于以上三种情况，还存在其它的替代方式，例如如图6所示，采用隔离板143与多个弹性缓冲垫141组合的方式进行限位。

二次电池12可以采用各种形式，依据外壳类型，可以是袋型二次电池和罐型二次电池。袋型二次电池的外壳由包括聚合物层和金属层的层压片制成。罐型二次电池的外壳通常由金属壳和金属顶盖片构成。

在一实施例中，如图6和图14所示，二次电池12为袋型二次电池，各二次电池12具有极性相反并分别朝框体11轴向两端延伸的两个极耳121；各隔离板143的本体部1431设有多个贯通的凹槽g，各二次电池12的极耳121穿过对应的凹槽g。通过各二次电池12的极耳121穿过对应的凹槽g，在一方面，有助于使相邻的两个二次电池12间隔开并使所述多个二次电池12中的处于并排方向最外侧的各二次电池12与框体11的周壁111间隔开，从而在注入粘接胶13前对框体11内的多个二次电池12进行预定位并保证相邻的两个二次电池12间隔开的供液态粘接胶13流入的间隙以及所述多个二次电池12中的处于并排方向最外侧的各二次电池12与框体11的周壁111间隔开的供液态粘接胶13流入的间隙；在另一方面可以在电池模组1受到冲击和/或震动时保护极耳121免受损坏。此外，也便于后面所述的导电连接片15的设置。

进一步地，如图9所示，电池模组1还包括：多个导电连接片15，各导电连接片15固定于对应隔离板143的本体部1431的与延伸部1432相反的表面上并电连接(例如焊接)于多个并排布置的二次电池12的极耳121以将多个二次电池12串联或/和并联。在替代实施例中，各二次电池12具有极性相反并朝框体11轴向一端延伸的两个极耳121。

在根据本发明第二方面的电池模组1中，如图6、图12以及图13所示，电池模组1还包括：第一端板16和第二端板17，分别固定连接于框体11的轴向两端，以将框体11的收容腔112分别在轴向两端封闭。

第一端板16和第二端板17可以采用各种方式设置。

在一实施例中，如图12所示，第一端板16包括：第一板体161；两个第一嵌件162，分别固定设置于第一端板16的左右两侧，各第一嵌件162部分嵌入第一板体161并固定连接于框体11的周壁111。如图13所示，第二端板17包括：第二板体171；两个第二嵌件172，分别固定设置于第二端板17的左右两侧，各第二嵌件172部分嵌入第二板体171并固定连接于框体11的周壁111。在该实施例中，第一板体161材质为塑胶，第一嵌件162材质为铝。第一板体161与两个第一嵌件162一体注塑成型。同样地，第二板体171材质为塑胶，第二嵌件172材质为铝。优选地，第二板体171与两个第二嵌件172一体注塑成型。

第一端板16和第二端板17与框体11固定可以以各种方式来实现。

在一实施例中，参照图6、图12和图13，框体11的周壁111在轴向两端设有沿轴向向外突出的凸部c；第一嵌件162具有第一台阶部1621，第一台阶部1621具有第一面s1以及与第一面s1相交的第二面s2，框体11的轴向一端的凸部c贴靠在第一面s1上，且框体11的轴向一端的凸部c的周边与第一台阶部1621的第一面s1的边缘和第一台阶部1621的第二面s2的边缘焊接在一起。同理，第二嵌件172具有第二台阶部1721，第二台阶部1721具有第三面s3以及与第三面s3相交的第四面s4，框体11的轴向另一端的凸部c贴靠在第三面s3上，且框体11的轴向另一端的凸部c的周边与第二台阶部1721的第三面s3的边缘和第二台阶部1721的第四面s4的边缘焊接在一起。

可替代地，如图14和图15所示，第一端板16和第二端板17由压铸铝制成。第一端板16和第二端板17的左右两侧面分别设有多个螺孔h；框体11的凸部c设有多个通孔c1，各通孔c1与各螺孔h相对应；电池模组1还包括：多个螺钉b，各螺钉b穿过框体11的凸部c上的各通孔c1以及对应第一端板16和第二端板17的螺孔h，以将第一端板16和第二端板17分别固定于框体11的轴向两端。压铸铝制成的第一端板16和第二端板17能够提高电池模组1的整体刚度，提高电池模组1受到冲击和/或震动时的抗变形能力。

接下来举例说明本发明第二方面的电池模组1的组装方法。

本发明第二方面的电池模组1的组装方法包括步骤：各弹性缓冲垫141设置于相邻的两个二次电池12之间以及并排方向最外两侧的二次电池12的表面，以形成组合体；其次，将组合体工装加压而压缩弹性缓冲垫141，从而将组合体装入框体11的收容腔112内；组合体装入框体11之后，松开工装，弹性缓冲垫141弹性恢复，以使多个弹性缓冲垫141与两个侧壁s一起将多个二次电池12夹紧；将两个隔离板143分别设置于并排布置的二次电池12的前端和后端，以对并排布置的多个二次电池12进行限位；将多个导电连接片15和多个二次电池12的极耳121设置于两个隔离板143并焊接连接(当然导电连接片15可以在注胶之后再焊接连接于穿过隔离板143的多个二次电池12的极耳121)；将液态的粘接胶13从框体11的注胶孔h注入到框体11内，液态的粘接胶13充入相邻的两个二次电池12之间的间隙以及多个二次电池12的外周与框体11的内周面之间的间隙(基于物理学中的连通器原理，液态的粘接胶13将从下往上填充所有可能流入的间隙)并固化形成粘接胶13；将第一端板16和第二端板17对应地焊接连接(或者通过螺钉连接)于框体11的轴向两端。