电池模组的制作方法

本发明涉及电池领域，更具体地涉及一种电池模组。

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)。

采用袋型二次电池的电池模组通常是将袋型二次电池粘贴于金属板(通常采用铝板)上组装成电池单元之后再将电池单元排列固定，最后与采用罐型二次电池的电池模组一样，多个电池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电池模组，其能够减少电池模组的组装工序，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，本发明提供了一种电池模组，其包括：上框体，包括上周壁以及前后方向的两个上端壁，上周壁和两个上端壁围成向下开口的上容置腔；下框体，包括下周壁以及前后方向的两个下端壁，下周壁和两个下端壁围成向上开口的下容置腔；上框体的上周壁和两个上端壁与下框体的下周壁和两个下端壁沿上下方向结合在一起，以使上容置腔和下容置腔形成封闭的收容腔；多个二次电池，收容于收容腔内；粘接胶，填充在收容腔内、将各二次电池固定并将各二次电池连接于上周壁和下周壁中的至少一个。

本发明的有益效果如下：

在根据本发明的电池模组中，采用上框体和下框体方式，二次电池能够直接插入到预先形成的上框体或下框体内，采用上框体和下框体方式，非常便于在电池模组组装时液态的粘接胶注入上框体和下框体，当液态的粘接胶固化后，粘接胶将各二次电池固定并将各二次电池连接于上周壁和下周壁中的至少一个，实现了对各二次电池的有效约束固定，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。此外，由于粘接胶本身的抗压强度通常会低于二次电池内的电极组件(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，所以二次电池在充放电循环过程中发生膨胀时，粘接胶容易变形，从而能够缓冲二次电池在充放电循环过程中发生的膨胀。另外，粘接胶降低了对二次电池的表面的平面度的要求以及收容腔内存在的间隙的均匀性的要求，提高了与二次电池的表面的平面度以及收容腔内存在的间隙的适应性。

附图说明

图1是根据本发明的电池模组的组装立体图。

图2是图1的分解立体图。

图3是图2的从另一角度观察到的分解立体图。

图4是图2的电池模组的上框体的从另一角度观察到的立体图。

图5是图2的电池模组的下框体的从另一角度观察到的立体图。

图6是图4的上框体的立体图，其中去除上筋板。

图7是图2的电池模组的下框体的立体图，其中去除下筋板。

图8是图2的组装的上框体和下框体的剖开的立体图，其中去除上筋板和下筋板。

图9是图2的组装的上框体和下框体的另一剖开的立体图，其中去除上筋板和下筋板。

图10是与图8对应的组装的上框体和下框体的剖开的立体图，其中示出上筋板和下筋板。

图11是与图9对应的组装的上框体和下框体的剖开的立体图，其中示出上筋板和下筋板。

图12是图2的电池模组的一个隔离板的立体图。

图13是图12的隔离板从另一角度观察到的立体图。

图14是图12的隔离板安装上转接片、连接片以及输出片的立体图。

图15是图2的电池模组的另一个隔离板的立体图。

图16是图15的隔离板从另一角度观察到的立体图。

图17是图15的隔离板安装上转接片以及连接片的立体图。

图18是根据本发明的电池模组的剖开的立体图。

图19是根据本发明的电池模组的另一剖开的立体图。

图20是图19的一分解立体图。

图21是图19的另一分解立体图。

图22是根据本发明的电池模组的在上框体处剖开的立体图。

图23是根据本发明的电池模组的在下框体处剖开的立体图。

图24是根据本发明的电池模组的再一剖开的立体图，其中粘接胶未示出。

图25是与图24对应的立体图，其中粘接胶示出。

图26是根据本发明的电池模组的又一剖开的立体图，其中粘接胶未示出。

图27是与图26对应的平面图，其中粘接胶示出。

图28是与图27对应的另一实施例的平面图，其中去除上筋板和下筋板。

其中，附图标记说明如下：

d1前后方向14b下缘面

d2上下方向s收容腔

d3左右方向2二次电池

1a上框体21主体部

10a上筋板22极耳

11a上周壁3粘接胶

111a顶壁4隔离板

112a上侧壁41贯通槽

12a上端壁42隔离体

121a安装孔43支撑墙

122a凸起44隔离墙

13a上容置腔45定位槽

131a上收容空间46凸部

132a上端收容空间5转接片

14a上缘面6连接片

1b下框体7输出片

10b下筋板71突部

11b下周壁72水平部

111b底壁73竖直部

112b下侧壁8安装块

12b下端壁81凹部

13b下容置腔82凹槽

131b下收容空间9弹性缓冲垫

132b下端收容空间

具体实施方式

下面参照附图来详细说明根据本发明的电池模组。

参照图1至图11以及图25至图28，根据本发明的电池模组包括上框体1a、下框体1b、多个二次电池2以及粘接胶3。

上框体1a包括上周壁11a以及前后方向d1的两个上端壁12a，上周壁11a和两个上端壁12a围成向下开口的上容置腔13a。下框体1b包括下周壁11b以及前后方向d1的两个下端壁12b，下周壁11b和两个下端壁12b围成向上开口的下容置腔13b。上框体1a的上周壁11a和两个上端壁12a与下框体1b的下周壁11b和两个下端壁12b沿上下方向d2结合在一起，以使上容置腔13a和下容置腔13b形成封闭的收容腔s。多个二次电池2收容于收容腔s内。粘接胶3填充在收容腔s内、将各二次电池2固定并将各二次电池2连接于上周壁11a和下周壁11b中的至少一个。

在根据本发明的电池模组中，采用上框体1a和下框体1b方式，二次电池2能够直接插入到预先形成的上框体1a或下框体1b内，采用上框体1a和下框体1b方式，非常便于在电池模组组装时液态的粘接胶3注入上框体1a和下框体1b，当液态的粘接胶3固化后，粘接胶3将各二次电池2固定并将各二次电池2连接于上周壁11a和下周壁11b中的至少一个，实现了对各二次电池2的有效约束固定，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。此外，由于粘接胶3本身的抗压强度通常会低于二次电池2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2在充放电循环过程中产生膨胀时，粘接胶3容易变形，从而能够缓冲二次电池2在充放电循环过程中产生的膨胀。另外，粘接胶3降低了对二次电池2的表面的平面度的要求以及收容腔s内存在的间隙的均匀性的要求，提高了与二次电池2的表面的平面度以及收容腔s内存在的间隙的适应性。

在一实施例中，参照图2、图3、图4、图6、图7、图8和图9，上周壁11a以及两个上端壁12a形成的上缘面14a与下周壁11b以及两个下端壁12b形成的下缘面14b抵靠在一起并焊接在一起。电池模组的整体结构强度仅由上框体1a和下框体1b以及二者之间的焊接保证，相比两个上端壁12a和两个下端壁12b被替代为独立的沿前后方向d1将收容腔s密封的独立部件相比，电池模组的整体结构稳定性及可靠性大大提升，优选地，焊接为摩擦焊，从而降低了采用熔融焊导致的上缘面14a和下缘面14b之间的热变形。上缘面14a和下缘面14b均形成封闭的环形，使得二者的接触面积大，有利于保证摩擦焊的焊接品质。上框体1a和下框体1b的材质可为金属，优选均为铝。

为了适应二次电池2的外形并合理利用电池模组的空间，优选地，上周壁11a由顶壁111a以及两个上侧壁112a构成；下周壁11b由底壁111b以及两个下侧壁112b构成。

在一实施例中，参照图2、图3、图18、图24，电池模组还包括：两个隔离板4，收容并固定于收容腔s，分别位于收容腔s的前后方向d1的两侧并定位所述多个二次电池2，各隔离板4为绝缘性的。

二次电池2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，参照图2、图3、图18、图24，各二次电池2为袋型二次电池；所述多个二次电池2沿左右方向d3间隔开地排列，各二次电池2具有主体部21以及分别从主体部21沿前后方向d1的相反两侧向外延伸的两个极耳22；各隔离板4将所述多个二次电池2的处于前后方向d1的一侧的极耳22固定。采用两个隔离板4，从而无需像背景技术一样形成电池单元，从而简化了电池模组的结构，提高了采用袋型二次电池的电池模组的装配效率，提高了空间使用率进而有利于提高电池模组的容量。当然，各二次电池2的两个极耳22可以从主体部21沿前后方向d1的同一侧延伸。此时可仅需要设置一个隔离板4。

为了固定极耳22，参照图12、图13、图15、图16并结合图2和图3，各隔离板4设有多个沿前后方向d1贯通的贯通槽41，各贯通槽41供对应一个极耳22穿过。优选地，如图2和图3所示，穿过各隔离板4的相邻两个极耳22对向弯折。

为了实现所述多个二次电池2的电连接以及输出，参照图2、图3、图14和图17，电池模组还包括：多个转接片5，设置在各隔离板4的前后方向d1的外侧面，相邻两个极耳22对向弯折并贴靠在一个转接片5的前后方向d1的外表面上；多个连接片6，设置在各隔离板4的前后方向d1的外侧，连接片6将相邻两个转接片5的前后方向d1的内表面电连接；以及两个输出片7，设置在其中一个隔离板4的前后方向d1的外侧，分别与两个转接片5的前后方向d1的内表面电连接，用于所述多个二次电池2的输出。优选地，各连接片6呈u型。转接片5可为镍片，连接片6可为铜巴，输出片7可为铜巴。

为了便于从外部电连接输出片7，如图12、图14、图18至图24所示，在一实施例中，各输出片7具有沿前后方向d1向外突出的突部71；与两个输出片7对应的一个隔离板4设有两个隔离体42，各隔离体42包围对应突部71的上侧和左右两侧；与两个输出片7对应的其中一个上端壁12a设有两个安装孔121a；电池模组还包括：两个安装块8，各安装块8为绝缘性的，各安装块8安装于一个安装孔121a，各输出片7连同对应一个隔离体42穿过对应安装孔121a且各输出片7的下表面抵靠在安装块8的上表面上，从而各输出片7在上下左右四侧与上端壁12a绝缘。

如图19至图21所示，各安装块8形成有凹部81，各输出片7的突部71的下表面抵靠在安装块8的凹部81内的上表面上，从而便于定位突部71。

如图19至图21所示，各安装块8设有沿前后方向d1延伸的凹槽82；各安装孔121a内设有沿左右方向d3突出的且沿前后方向d1延伸的凸起122a，凸起122a插入凹槽82中。

为了定位输出片7，参照图14，与两个输出片7对应的一个隔离板4还设有与两个隔离体42在上下方向d2上间隔开的支撑墙43；各输出片7还具有形成l型的水平部72和竖直部73，水平部72连接于突部71且水平部72支撑在支撑墙43上，竖直部73连接于对应一个转接片5。此外，支撑墙43可以辅助前面所述的安装块8起到增强支撑的作用，从而增强电池模组在受到外部冲击(例如震动)时各输出片7的位置稳定性，从而保证电池模组的电连接的稳定性。

为了将相邻的转接片5隔开，各隔离板4在前后方向d1的外侧具有位于相邻两对贯通槽41之间的隔离墙44。由此，可以在极耳22焊接到一个转接片5上时，避免与相邻的另一个转接片5发生短路。各隔离墙44可为u型。

隔离板4为绝缘材料。绝缘材料的选择不受限制，优选地，各隔离板4为塑胶。

为了便于使粘接胶3在液态时(即未固化时)流动到上端壁12a和隔离板4之间以及下端壁12b和隔离板4之间，各隔离板4的上下方向d2的两侧分别与上周壁11a和下周壁11b间隔开。相应地，粘接胶3为绝缘性的，且如图24和图25所示，各转接片5连接有粘接胶3，各连接片6连接有粘接胶3，各输出片7连接有粘接胶3，各极耳22连接有粘接胶，上端壁12a连接有粘接胶3，下端壁12b连接有粘接胶3。为了增强散热，进一步地，上周壁11a和下周壁11b均为导热性的，粘接胶3还为导热性的。

如图2、图3、图4、图10、图11、图22、图23、图26、图27所示，上框体1a还包括：多个上筋板10a，沿左右方向d3间隔布置，以将上容置腔13a分割成多个上收容空间131a，各上筋板10a的上端固定于上周壁11a，各上筋板10a沿前后方向d1延伸、在前后方向d1的两端分别与两个上端壁12a间隔开，多个上筋板10a的前后方向d1的各端与对应的上端壁12a之间形成上端收容空间132a。下框体1b还包括：多个下筋板10b，沿左右方向d3间隔布置，以将下容置腔13b分割成多个下收容空间131b，各下筋板10b的下端固定于下周壁11b，各下筋板10b的沿前后方向d1延伸、前后方向d1的两端分别与两个下端壁12b间隔开，多个下筋板10b的前后方向d1的各端与对应的下端壁12b之间形成下端收容空间132b。其中：一个上收容空间131a和一个下收容空间131b一起收容至少一个二次电池2；前后方向d1各端的上端收容空间132a和下端收容空间132b一起收容一个隔离板4；各上筋板10a和左右方向d3相邻的二次电池2之间连接有粘接胶3，各下筋板10b和左右方向d3相邻的二次电池2之间连接有粘接胶3，位于所述多个二次电池2中的处于并排方向最外侧的各二次电池2与上周壁11a和下周壁11b之间也连接有粘接胶3。上筋板10a不仅可以提高上框体1a的结构强度，也提高了对电池模组受到外部冲击和/或震动时的抵抗能力，还能进一步束缚多个二次电池2在充放电循环过程中的膨胀力作用下的变形，同时也增强了对部分收容在一个上收容空间131a中的二次电池的定位。同样地，下筋板10b不仅可以提高下框体1b的结构强度，也提高了电池模组受到外部冲击和/或震动时的抵抗能力，还能进一步束缚多个二次电池2在充放电循环中的膨胀力作用下的变形，同时也增强了对部分收容在一个下收容空间131b中的二次电池的定位。

在一实施例中，如图26所示，一个上收容空间131a和一个下收容空间131b一起收容两个以上二次电池2；相邻两个二次电池2之间也连接有与上周壁11a和下周壁11b中的至少一个连接的粘接胶。在替代实施例中，一个上收容空间131a和一个下收容空间131b一起收容一个二次电池2。

为了进一步增加电池模组的结构强度，优选地，如图11所示，各上筋板10a与对应的下筋板10b在上下方向d2抵靠在一起。

为了定位上筋板10a和下筋板10b，如图13和图16所示，各隔离板4前后方向d1的内侧设有多个沿上下方向d2贯通且沿长度方向d1向内开口的定位槽45，各定位槽45收容对应一个下筋板10b的前后方向d1的一端和对应一个上筋板10a的前后方向d1的一端。在一实施例中，如图13和图16所示，各隔离板4前后方向d1的内侧设有多个凸部46，每两个凸部46之间的空间形成一个定位槽45。此外，定位槽45与上筋板10a和下筋板10b的配合还可以辅助保持极耳22在隔离板4上的位置，从而增强电池模组在受到外部冲击(例如震动)时各极耳22的位置稳定性，从而保证电池模组的工作稳定性。

为了提高结构整体性，优选地，所述多个上筋板10a与上周壁11a和两个上端壁12a一体成型；所述多个下筋板10b与下周壁11b和两个下端壁12b一体成型。

在另一实施例中，如图22和图23所示，当存在有上筋板10a与下筋板10b时，电池模组还包括：多个弹性缓冲垫9，位于相邻的两个二次电池2之间。进一步地，一对上筋板10a与下筋板10b和对应一个二次电池2之间也可设置有弹性缓冲垫9，所述多个二次电池2中的处于并排方向最外侧的各二次电池2与上周壁11a和下周壁11b之间也可设置有弹性缓冲垫9。弹性缓冲垫9的设置有助于保证供液态的粘接胶3流动的间隙；提供用于二次电池2充放电循环中产生膨胀的缓冲空间；在电池模组组装时，基于弹性缓冲垫9的弹性压缩性能而容易将排列好的二次电池2以及弹性缓冲垫9装入上周壁11a和下周壁11b中。此外，弹性缓冲垫9基于弹性恢复性能使上周壁11a和下周壁11b内的多个排列在一起的二次电池2在结构上保持稳定性，从而在电池模组受到外部冲击和/或震动时，多个排列在一起的二次电池2不会发生大的结构变化且不会松散，且外部冲击和/或震动经过上周壁11a和下周壁11b的一侧传递到弹性缓冲垫9而被缓冲消减、同时再返回上周壁11a和下周壁11b的相对的另一侧并进一步缓冲消减。各弹性缓冲垫9可为泡棉。

在替代实施例中，如图28所示，前述的上筋板10a和下筋板10b均可以取消。相应地，参照图25和图28，相邻两个二次电池2之间连接有与上周壁11a和下周壁11b中的至少一个连接的粘接胶3，位于所述多个二次电池2中的处于并排方向最外侧的各二次电池2与上周壁11a和下周壁11b中的至少一个之间连接有粘接胶3。进一步地，电池模组还包括：多个弹性缓冲垫9，位于相邻的两个二次电池2之间以及位于所述多个二次电池2中的处于并排方向最外侧的各二次电池2与上周壁11a和下周壁11b之间。该实施例的弹性缓冲垫9具有前述相同的效果，故省略详细说明。

为了提供散热，上周壁11a和下周壁11b均为导热性的，粘接胶3为导热性的。在根据本发明的电池模组中，下框体1b的一部分(即上下方向d2的底壁111b的外表面)可以用于与外部冷却装置接触，而上框体1a和下框体1b的其余部分(即下侧壁112b)依然会向外部冷却装置进行热传递且上框体1a由于与下框体1b的结合也依然会向外部冷却装置进行热传递，从而增加了与外部冷却装置热连接，提高了散热效果；上框体1a和下框体1b的一部分可以用于与外部冷却装置接触而其余部分还可以进一步进行风冷，从而增强了冷却方式的灵活性；粘接胶3的导热性实现了将各二次电池2工作时产生的热向上周壁11a和下周壁11b中的至少一个传递。同样地，当设置有上筋板10a和下筋板10b时，上周壁11a和下周壁11b均为导热性的，粘接胶3为导热性的，上筋板10a和下筋板10b均为导热性的。更优选地，粘接胶3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2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。此外，优选粘接胶3既具有导热性又具有绝缘性，但无论如何，但粘接胶3必须具有液态固化的性能。

最后举例说明根据本发明的电池模组的组装过程。

将多个二次电池2设置于两个隔离板4，各极耳22穿过一个贯通槽41；在隔离板4上设置多个连接片6、多个转接片5以及两个输出片7，将相应的极耳22弯折在转接片5上，对极耳22、连接片6、转接片5以及输出片7进行焊接，以实现多个二次电池的电连接并形成组装体；在下框体1b中注入液态的粘接胶3，将组装体插入到下框体1b中，并使下筋板10b的前后方向d1的各端置于隔离板4的一个定位槽45内，从而使得液态的粘接胶3流动到下框体1b中的未被组装体以及下筋板10b占据的所有空间(即流动到所有间隙中)；待液态的粘接胶3固化之后，下框体1b、组装体以及固化的粘接胶3形成下组件，其中组装体一部分(具体地，各二次电池2的主体部的一部分、各隔离板4的一部分、各连接片6的一部分、各转片5的一部分、各输出片7含有突部71的一部分)向上突出下框体1b的下缘面14b；在上框体1a中也注入液态的粘接胶3；将下组件颠倒安装到上框体1a中，各上筋板10a的前后方向d1的各端置于隔离板4的一个定位槽45内且各上筋板10a与对应的下筋板10b在上下方向d2抵靠在一起，下组件中的组装体突出的部件挤压上框体1a中的液态的粘接胶3并使上框体1a中的液态的粘接胶3流动到上框体1a中存在的所有间隙中；在上框体1a中的液态的粘接胶3固化后，焊接上框体1a和下框体1b，从而完成电池模组的装配。

在本发明的电池模组中，注入到下框体1b中的液态的粘接胶3的量可以视具体需要来确定，优选地，注入到下框体1b中的液态的粘接胶3的量使得固化前所达到的液面高度与下框体1b的下缘面14b齐平；同样地，注入到上框体1a中的液态的粘接胶3的量也是如此处理。