电池模组及电池包的制作方法

本实用新型涉及电池领域，尤其涉及一种电池模组及电池包。

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。

目前采用袋型二次电池的电池模组的组装结构设计中，通常采用塑胶小组件中集成导热板以形成固定架，再采用固定架来固定袋型二次电池以形成电池单元，最后在多个电池单元的外周以焊接的方式组装上盖、前后端板以及U形金属外框，从而实现电池模组的组装，电池包(PACK)需重新设计相应电池模组的装配结构，但这种实现方式存在以下问题：

电池模组使用上盖、前后端板以及U型金属外框来组装，电池模组组成电池包(PACK)时仍需上箱体和下箱体用于电池模组的固定，增加了电池包结构的重量，电池模组重量能量密度低；

在生产过程中电池模组的组装过程需要对上盖、前后端板和U型金属外框进行焊接，且焊接过程中易出现焊接不良，导致电池模组的强度大大降低；

把袋型二次电池贴在固定架上散热，仅仅通过金属板从下部进行热传导散热效果较差，且袋型二次电池各部分的温度差较大；

U型金属外框与上盖和前后端板之间的激光焊接对物料的精度和工装的精度均要求较高，且需要专业设备和技术人员进行操作，成本大大增加；

在电池包中的各电池模组需设计专用水冷或风冷结构用于袋型二次电池的散热，散热结构复杂。

技术实现要素：

鉴于背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种电池模组及电池包，当电池模组组装成电池包时，能够省去现有技术中的单独的电池包的箱体的设计，降低电池包的整体重量和体积，提高电池包的能量密度，且电池包的散热结构简单。

为了实现上述目的，在第一方面，本实用新型提供了一种电池模组，其包括上壳体，具有上周壁以及由上周壁围成的上容置腔；下壳体，具有下周壁以及由下周壁围成的下容置腔，下壳体与上壳体对接并形成由上容置腔和下容置腔组成的容置空间。

为了实现上述目的，在第二方面，本实用新型提供了一种电池包，其包括：支撑架，具有支撑壁，支撑壁内设有流路；以及至少一个本实用新型第一方面所述的电池模组，各电池模组的上壳体和下壳体固定于支撑壁上并与支撑壁接触。

本实用新型的有益效果如下：

当本实用新型的电池模组用于电池包时，电池模组的上壳体和下壳体可以直接用作电池包的箱体，从而省去了现有技术中的单独的电池包的箱体的设计，降低了电池包的重量和体积，提高了电池包的能量密度，并且电池包支撑架直接用于散热，散热结构简单。

附图说明

图1是电池单元的立体图。

图2是根据根实用新型的电池模组的分解立体图。

图3是图2中的上壳体的俯视图。

图4是图2的组装立体图。

图5是沿图4中的b-b线剖开的立体图。

图6是沿图4中的a-a线剖开的局部立体图。

图7是图2中的上壳体与下壳体组装的剖开的立体图。

图8是根据本实用新型的电池包的分解立体图。

图9是图8中的支撑架的剖开的上半部分的俯视图。

图10是图8的组装立体图。

图11是图10的剖开的立体图，其中各电池模组只保留了上壳体和下壳体。

图12是图11中的左侧圆圈部分的放大的立体图。

图13是图11中的中间圆圈部分的放大的立体图。

图14是沿图10的螺栓处剖开的另一立体图。

图15是图14中的圆圈d的放大图。

图16是图14中的圆圈b的放大图。

图17是图14中的圆圈c的放大图。

其中，附图标记说明如下：

U电池模组 321导热板

1上壳体 3211接触部

11上周壁 322支撑块

111顶壁 3221凸部

112上侧壁 N定位槽

12上容置腔 4端板

13上凸缘 5侧板

131上定位孔 51上倾斜部

132上液孔 52下倾斜部

P定位突条 53凹口

S加强筋 6弹性缓冲垫

f1液道 F支撑架

2下壳体 FW支撑壁

21下周壁 f2流路

211底壁 FW1左壁

212下侧壁 FW2右壁

22下容置腔 FW3前壁

23下凸缘 FW4后壁

231下定位孔 FW5中间壁

232下液孔 O流口

A容置空间 FS容纳空间

3电池单元 B螺栓

31二次电池 L长度方向

311主体部 W宽度方向

312极耳 H高度方向

32固定架

具体实施方式

现在参照附图来详细说明根据本实用新型的电池模组及电池包。

下面说明根据本实用新型第一方面的电池模组。

参照图2至图7，根据本实用新型的电池模组U包括：上壳体1，具有上周壁11以及由上周壁11围成的上容置腔12；下壳体2，具有下周壁21以及由下周壁21围成的下容置腔22，下壳体2与上壳体1对接并形成由上容置腔12和下容置腔22组成的容置空间A。

在根据本实用新型第一方面的电池模组U中，当电池模组U用于电池包时，电池模组U的上壳体1和下壳体2可以直接用作电池包的箱体，从而省去了现有技术中的单独的电池包的箱体的设计，降低了电池包的重量和体积，提高了电池包的能量密度。

参照图2至图6，电池模组U还包括：多个电池单元3，沿宽度方向W并排布置并收容于容置空间A内，各电池单元3具有接触部3211，各电池单元3的接触部3211与容置空间A的内表面接触。从而各电池单元3的热量能够经由接触部3211传递给上壳体1和下壳体2，实现电池模组U的散热。

参照图2至图7，上壳体1的上周壁11的内表面和下壳体2的下周壁21的内表面中的至少一个设有定位突条P，定位突条P沿宽度方向W延伸；电池模组U还包括：多个电池单元3，沿宽度方向W并排布置并收容于容置空间A内，各电池单元3还具有定位槽N，所述的定位突条P插接于对应的并排布置的多个电池单元3的定位槽N中，上壳体1的上周壁11的内表面和下壳体2的下周壁21的内表面中的至少一个设有定位突条P，所述的定位突条P插接于对应的并排布置的多个电池单元3的定位槽N中，从而能够将多个电池单元3固定于电池模组U的容置空间A内，在电池模组U受到外部的冲击和/或震动时防止容置空间A内的多个电池单元3的晃动，提高了电池模组U的结构稳定性，简化了电池模组U的结构设计。

在根据本实用新型的电池模组U中，具体地，电池单元3可以有多种形式，在一实施例中，参照图1并结合图2、图5和图6，各电池单元3由固定架32以及至少一个二次电池31构成，固定架32具有：至少一个导热板321和两个支撑块322。各导热板321具有：抵靠部，沿高度方向H延伸；接触部3211，位于抵靠部的高度方向H的侧方并向导热板321的宽度方向W延伸。两个支撑块322分别固定在所述至少一个导热板321的长度方向L的两端，各支撑块322具有凸部3221，凸部3221设有定位槽N，定位槽N从凸部3221的高度方向H的端面向内凹入。电池单元3还可以为其它的满足要求的结构形式，只需保证电池单元3设有能够供所述的定位突条P插接的定位槽N以及与容置空间A的内表面接触的接触部3211即可。

参照2和图3，上壳体1的上周壁11由顶壁111以及两个上侧壁112组成；下壳体2的下周壁21由底壁211以及两个下侧壁212组成。

上壳体1的顶壁111的内表面设有定位突条P，沿宽度方向W延伸；下壳体2的底壁211的内表面设有定位突条P，与上壳体1的定位突条P相对并沿宽度方向W延伸；上壳体1的定位突条P对应地插接于多个电池单元3的位于高度方向H的上侧的定位槽N中，下壳体2的定位突条P对应地插接于多个电池单元3的高度方向H的下侧的定位槽N中。从而能够将多个电池单元3固定于电池模组U的容置空间A内，在电池模组U受到外部的冲击和/或震动时防止容置空间A内的多个电池单元3的晃动，提高了电池模组U的结构稳定性。

进一步地，定位突条P的设置有多种形式，在一实施例中，如图2和图3所示，各支撑块322还具有：本体部，连接于凸部3221；各支撑块322的凸部3221为两个，沿高度方向H间隔布置并沿长度方向L从本体部的外表面向外凸出；顶壁111的定位突条P为两个，沿长度方向L设置于顶壁111的内表面的两侧；底壁211的定位突条P为两个，沿长度方向L设置于底壁211的内表面的两侧；上壳体1的各定位突条P对应地插接于多个电池单元3的位于高度方向H的上侧的定位槽N中，下壳体2的各定位突条P对应地插接于多个电池单元3的高度方向H的下侧的定位槽N中。从而多个电池单元3沿长度方向L和高度方向H均受到定位突条P的固定，有效地提高了电池模组U的结构稳定性。当然定位突条P的设置并不限于此，还可以有其它的多种形式。

电池模组U还包括：两个端板4，分别设置于上壳体1与下壳体2形成的容置空间A的开口的两侧。

参照图2和图6，电池模组U还包括：两个侧板5，沿宽度方向W分别设置于由上壳体1和下壳体2组成的容置空间A的内侧壁面与并排布置的多个电池单元3的处于最外侧的各电池单元3之间。

如图6所示，上壳体1的上侧壁112沿宽度方向W从顶壁111向外倾斜；下壳体2的下侧壁212沿宽度方向W从底壁211向外倾斜；各侧板5的面向电池单元3的一侧为平面，面向内侧壁面的一侧具有：上倾斜面51，与上壳体1的上侧壁112相配合；以及下倾斜面52，与下壳体2的下侧壁212面相配合。上壳体1的上侧壁112和下壳体2的下侧壁212倾斜设计为沿宽度方向并排布置的多个电池单元3能够平稳地装配到上壳体1和下壳体2内提供导向作用，便于沿宽度方向W跨度大的多个电池单元3的装配，此外，侧板5的设置能够将宽度方向W跨度大的多个电池单元3固定于两个侧板5之间，使得多个电池单元3沿宽度方向W紧密贴合，防止电池单元3沿宽度方向W晃动，且侧板5的上倾斜面51的设计为上壳体1的安装提供导向作用，便于电池模组U的组装。

各侧板5的高度方向H的端部设有凹口53，凹口53位于侧板5的长度方向L的侧方，对应地，定位突条P插接于侧板5的凹口53。凹口53的设计使得侧板5固定于上壳体1与下壳体2之间，提高了电池模组U的结构稳定性。

参照图15至图17，电池模组U还包括：弹性缓冲垫6，设置相邻的两个电池单元3之间以及最外侧的电池单元3与侧板5之间。弹性缓冲垫6在压缩变形后使得多个电池单元3容易组装到上壳体1和下壳体2内，而在多个电池单元3组装到上壳体1和下壳体2内后，弹性缓冲垫6弹性恢复，从而能够与上壳体1和下壳体2一起将多个电池单元3牢固地定位并夹持，从而在电池模组U受到外部冲击和/或震动时，保证电池单元3在结构上的稳定性并起到缓冲作用；此外，弹性缓冲垫6的弹性变形特性能为二次电池31在充放电循环过程中产生的膨胀提供膨胀空间。弹性缓冲垫6可为泡棉。

参照图2至图4并结合图6、图7，上壳体1还设有上凸缘13，连接于各上侧壁112并沿宽度方向W向外延伸；下壳体2还设有下凸缘23，连接于各下侧壁212并沿宽度方向W向外延伸。上凸缘13和下凸缘23的设置能够使电池模组U搭接于下文所述的支撑壁F上，便于电池模组U组装为电池包。

上壳体1的上凸缘13还设有多个上定位孔131；下壳体2的下凸缘23还设有多个下定位孔231，各下定位孔231对应一个上定位孔131设置。

上壳体1的外表面设有多个加强筋S，上壳体1的多个加强筋S沿长度方向L间隔布置且各加强筋S沿上侧壁112的高度方向H和顶壁111的长度方向L延伸；下壳体2的外表面设有多个加强筋S，下壳体2的多个加强筋S沿长度方向L间隔布置且各加强筋S沿下侧壁212的高度方向H和底壁211的长度方向L延伸。加强筋S的设置既减轻了电池模组U的整体质量又保证了电池模组U的强度。

在根据本实用新型的电池模组U中，在一实施例中，如图2和图5所示，各加强筋S的内部设有液道f1，沿整个加强筋S的延伸方向贯通；上壳体1的上凸缘13设有多个上液孔132，各上液孔132与上壳体1的对应一个加强筋S的液道f1连通；下壳体2的下凸缘23设有多个下液孔232，各下液孔232与下壳体2的对应一个加强筋S的液道f1连通，且各下液孔232对应一个上液孔132设置。当该实施例的电池模组U用于下文所述的电池包时，加强筋S的内部的液道f1缩短了电池模组U的热传导路径，提高了电池模组U的散热效果。当然加强筋S内也可以不设置液道f1，此时电池模组U用于电池包时，电池模组U直接采用外部冷却系统进行冷却。

最后说明根据本实用新型第二方面的电池包。

参照图8至图17，根据本实用新型第二方面的电池包包括：支撑架F，具有支撑壁FW，支撑壁FW内设有流路f2；以及至少一个根据本实用新型第三方面所述的电池模组U，各电池模组U的上壳体1和下壳体2固定于支撑壁FW上并与支撑壁FW接触。

在根据本实用新型第二方面的电池包中，至少一个根据本实用新型第一方面所述的电池模组U仅需固定于支撑壁FW上便可组装成电池包，与现有技术的电池包相比，省去了电池包的上箱体和下箱体，简化了电池包的结构设计，降低了电池包的重量和体积；此外，根据本实用新型第一方面所述的电池模组U为大模组结构，采用本实用新型第一方面所述的电池模组U组装电池包时，需要的电池模组U数量小，提高了电池包的能量密度和生产效率。此外，电池包支撑架直接用于散热，散热结构简单。

如图8至图10所示，在一实施例中，支撑架F的支撑壁FW由左壁FW1、右壁FW2、前壁FW3、后壁FW4以及至少一个中间壁FW5组成并形成沿高度方向H开口的至少两个容纳空间FS，各容纳空间FS收容至少一个电池模组U。当然支撑架F和电池模组U并不限于该实施例所述的装配形式，还可以有其它的多种形式，例如各电池模组U的底面可以直接支撑在支撑架F上并通过电池模组U的底面与支撑架F进行接触散热。

如图10至图14所示，上壳体1还设有上凸缘13，连接于各上侧壁112并沿宽度方向W向外延伸；下壳体2还设有下凸缘23，连接于各下侧壁212并沿宽度方向W向外延伸。各电池模组U设置于对应的一个容纳空间FS且上凸缘13和下凸缘23固定在支撑架F的支撑壁FW上。

如图9所示，左壁FW1、右壁FW2、后壁FW4以及中间壁FW5均设有相互连通的流路f2。冷却液体可以由中间壁FW5内的流路f2流入并经由后壁FW4的流路f2流向左壁FW1的流路f2和右壁FW2的流路f2，实现对各电池模组U的外表面进行冷却；当然并不限于此，冷却液体还可以从左壁FW1的流路f2流入并经由后壁FW4的流路f2流向中间壁FW5的流路f2和右壁FW2的流路f2；或者从右壁FW2的流路f2流入并经由后壁FW4的流路f2流向中间壁FW5的流路f2和左壁FW1的流路f2。

上壳体1的外表面设有多个加强筋S，上壳体1的多个加强筋S沿长度方向L间隔布置且各加强筋S沿上侧壁112的高度方向H和顶壁111的长度方向L延伸；下壳体2的外表面设有多个加强筋S，下壳体2的多个加强筋S沿长度方向L间隔布置且各加强筋S沿下侧壁212的高度方向H和底壁211的长度方向L延伸。加强筋S的设置既减轻了电池模组U的总体重量又增加了强度。

在根据本实用新型的电池包中，在一实施例中，参照图11至13并结合图5和图7，各电池模组U的各加强筋S的内部设有液道f1，沿整个加强筋S的延伸方向贯通；上壳体1的上凸缘13设有多个上液孔132，各上液孔132与上壳体1的对应一个加强筋S的液道f1连通；下壳体2的下凸缘23设有多个下液孔232，各下进液孔与下壳体2的对应一个加强筋S的液道f1连通，且各下液孔232对应一个上液孔132设置；支撑架F的左壁FW1、右壁FW2、后壁FW4以及中间壁FW5均设有相互连通的流路f2，且左壁FW1、右壁FW2、后壁FW4以及中间壁FW5的上表面分别设有多个流口O，各流口O与对应的流路f2连通；各流路f2的各流口O与电池模组U的对应的上液孔132、下液孔232连通。在该实施例中，各加强筋S的内部设有液道f1，且液道f1与支撑架F的流路f2连通，冷却液体从中间壁FW5的流路f2流入，经由中间壁FW5的流口O流进与中间壁FW5的流口O连通的下凸缘23的下液孔232和上凸缘13的上液孔132进而进入上壳体1的加强筋S的液道f1和下壳体2的加强筋S的液道f1内，并经由左壁FW1的流路f2和右壁FW2的流路f2流出，电池单元3的接触部3211与上壳体1的顶壁111和下壳体2的底壁211接触而将二次电池31产生的热量传递给上壳体1和下壳体2，冷却液体沿加强筋S的液道f1流动过程中将热量带走，实现了电池包的散热，且本实用新型的电池包的流路f2以及加强筋S的液道f1的布置使得电池单元3的导热板321直接与液道f1接触，缩短了导热路径，提高了电池包的散热效果。

为了将电池模组U固定于支撑架F上，上壳体1的上凸缘13还设有多个上定位孔131；下壳体2的下凸缘23还设有多个下定位孔231，各下定位孔231对应一个上定位孔131设置。

电池包还包括：多个螺栓B，穿过各电池模组U的上凸缘13的上定位孔131和下凸缘23的对应的下定位孔231以及支撑架F的支撑壁FW以将各电池模组U固定于支撑壁FW上。

螺栓B避开支撑壁FW内的流路f2布置。从而防止流路f2的冷却液体流出。