电池模组的注胶工装和注胶方法与流程

本申请涉及电池领域，具体涉及一种电池模组的注胶工装和注胶方法。

背景技术

为了提高圆柱形锂离子电池模组的散热性能，安靠公司研发出了在电池模组各电池单体的缝隙中夹设导热片的技术方案。工作时，借助与电池单体贴靠接触的金属导热片将各颗电池单体的热量向外引出，从而降低各电池单体的温度。

然而，电池单体为圆柱形结构，其外表面为弧形面，故而插设在各电池单体间缝隙中的导热片与电池单体只能呈线性接触，二者接触面积非常小。即便将导热片作弧形折弯设计，欲让导热片与电池单体呈弧面形大面积接触，但是难以实现。这是因为：导热片和电池单体均为硬质构件，当导热片插于缝隙后，导热片与电池单体并不能完全贴合，而在二者之间形成有一定小间隙。

为了增加导热片与电池的接触换热面积，以提升导热片对电池热量的引出速率，技术人员想到两种方案：

第一种方案为：预先在导热片表面涂覆导热胶，然后将带有导热胶的导热片插入电池模组的缝隙中。

第二种放案为：将导热片插入电池模组的缝隙后，再向电池模组的缝隙中整体打入导热胶。

以上两种方案虽然都能够增加导热片与电池的传热速率，但都存在同样的问题：装配时，导热胶会大量外溢而污染电池模组和周围环境，而导热胶具有粘接性，若清除外溢的导热胶则非常困难。此外，在上述第一种方案中，带有导热胶的导热片在插入电池模组缝隙时需要克服很大的阻力(导热胶的粘接性)，导致导热片的插装比较困难，而且在导热片插装完成后，其上涂覆的导热胶会因为在插装时受到电池单体的作用力而向外流动，导致导热胶分布不均匀，甚至导致导热片上部分区域无导热片存留的问题。

技术实现要素：

本申请目的是：针对上述问题，提出一种用于电池模组的注胶工装和注胶方法，以提升向圆柱形电池模组灌注导热胶的便利性，提高注胶效率并节省导热胶用量。

本申请的技术方案是：

一种电池模组的注胶工装，包括沿x方向依次间隔布置的若干块内插板，所述内插板在x方向上的左、右两侧部均制有若干个沿着y方向依次间隔分布的内凹的圆弧面，所述圆弧面的轴线沿z方向延伸、而且所述圆弧面在z方向贯通所述内插板，所述内插板的底部开设有若干条向上延伸、且沿y方向依次间隔分布的导热片卡槽，所述导热片卡槽在x方向贯通所述内插板，并且在y方向上任意相邻的两个所述圆弧面之间均设置有所述导热片卡槽。

本申请这种注胶工装在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

每个所述圆弧面均具有相同的曲率半径，而且所述圆弧面在所述内插板上沿y方向均匀分布，在y方向上相邻、且处于不同内插板上的两个所述圆弧面处于同一圆柱面内。

所述导热片卡槽在所述内插板上沿y方向均匀分布。

所述内插板的顶部固定设置有若干个沿y方向依次间隔分布的连接柱。

还包括升降设备，所述升降设备的输出端与所述连接柱相连接，以驱动所述内插板升降移动。

所述升降设备的输出端还设置有导热胶的出胶口。

还包括两块外插板，这两块外插板分别布置于所有所述内插板构成的内插板组在x方向的左、右两外侧，所述外插板在x方向上朝向所述内插板组的那一侧制有若干个沿着y方向依次间隔分布的内凹的第二圆弧面，所述第二圆弧面的轴线沿z方向延伸、而且所述第二圆弧面在z方向贯通所述外插板，所述外插板的底部开设有若干条向上延伸、且沿y方向依次间隔分布的导热片第二卡槽，所述导热片第二卡槽在x方向上朝向所述内插板组的那一侧为敞口结构，并且在y方向上任意相邻的两个所述第二圆弧面之间均设置有所述导热片第二卡槽。

所述外插板的底部还开设有向上延伸、且连通相邻两条所述导热片第二卡槽的导热片第三卡槽。

每个所述圆弧面以及每个所述第二圆弧面均具有相同的曲率半径，所述第二圆弧面在所述外插板上沿y方向均匀分布，在y方向上相邻的圆弧面和第二圆弧面处于同一圆柱面内。

本申请所提出的这种电池模组的注胶方法，其中电池模组包括：

电池夹具，所述电池夹具开设有若干个呈矩阵排布的电池插装孔；

若干颗圆柱形的电池单体，这些电池单体分别插设于各个所述电池插装孔中、且呈矩阵状彼此间隔布置，从而在这些电池单体之间形成有若干条沿x方向延伸的横向缝隙以及若干条沿y方向延伸的纵向缝隙；以及

若干块导热片，这些导热片分别插设于所述横向缝隙中；

所述注胶方法借助上述注胶工装进行，包括：

将各块所述内插板沿竖向分别插设于各条所述纵向缝隙中，所述圆弧面与所述电池单体的外周面紧贴布置，所述导热片伸入所述导热片卡槽中，并在相邻两块所述内插板、相邻两颗电池单体以及所述导热片之间形成注胶缝隙，向所述注胶缝隙内注入导热胶，然后沿竖向反向抽出所述内插板。

本申请的优点是：

1、该注胶工装可非常方便地插装至圆柱形电池模组中，从而带有导热片的电池模组体冲导热胶注胶入口，大大提高了电池模组的注胶效率。

2、该注胶工装与电池模组插接配合后，所形成的注胶缝隙全部处于导热片与电池单体的贴靠位置附近，注胶缝隙远小于电池模组的原本缝隙，故而所注入的导热胶只会填充在导热片与电池单体贴靠部位，这大大提升导热片与各电池单体的换热速率，而且导热胶并不会将电池模组的所有缝隙全部填满，正所谓“好钢用在刀刃上”，避免导热胶的浪费。而且在注胶完成抽出该注胶工装后，电池模组中未填充导热胶的缝隙可供散热空气流动，不仅用胶量小，而且大大提升了电池模组的散热效率。

3、该注胶工装可安装在升降设备上，利用机械升降设备带动起升降移动，再配合电池模组的传送线，可实现带导热片电池模组的导热胶灌装的自动化生产。

4、本申请将导热胶的出胶口设置在升降设备的输出端，这样设计的好处在于：出胶口与内、外插板的位置始终相对固定，只需预先设定好三者的相对位置，便不会出现出胶口偏离注胶缝隙的倾斜，如此可进一步提升注胶作业的便利性和效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中注胶工装与导热片配合结构的主视图；

图2为图1的后视图；

图3为图1的立体视图；

图4为图1另一视角的立体视图；

图5为本申请实施例中电池模组的结构示意图，为视图清晰，将导热片的结构移除；

图6为本申请实施例中注胶工装与电池模组的配合结构示意图；

图7为图6的主视图；

图8为图7的x部放大图。

其中：a-纵向缝隙，b-横向缝隙，c-注胶缝隙，1-内插板，101-圆弧面，102-导热片卡槽，103-连接柱，2-外插板，201-第二圆弧面，202-导热片第二卡槽，203-导热片第三卡槽，204-第二连接柱，3-电池夹具，301-电池插装孔，4-电池单体，5-导热片。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本申请而不限于限制本申请的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

本实施例中所说的方向用语，以图1为参照，在图1中，平行于纸面的左右方向为x方向，平行于纸面的上下方向为y方向，垂直于纸面的内外方向为z方向。

图1至图4所示出了本申请这种电池模组注胶工装的一个优选实施例，该注胶工装由四块内插板1和两块外插板2构成，前述内插板1和外插板2沿x方向彼此间隔布置，而且四块内插板1位于两块外插板2之间，即两块外插板2分别布置于内插板组(为方便描述，在此将前述四块内插板称为内插板组)在x方向的左、右两侧。其中：

每块内插板1在x方向上的左、右两侧部均制有多个(图中为12个)沿着y方向依次间隔分布的内凹的圆弧面101，而且各个圆弧面101的轴线沿z方向延伸，并且每个圆弧面101在z方向均贯通内插板1设置——即圆弧面101由内插板1的底面一直延伸至顶面(如图1)。内插板1(在z方向)的底部开设有多条(图中为13条)向上延伸、且沿y方向依次间隔分布的导热片卡槽102。每条导热片卡槽102在x方向均贯通内插板1设置——即导热片卡槽102由内插板1的左侧面一直延伸至右侧面(导热片卡槽102在x方向的左、右两侧均为敞口结构，如图4)。前述13条导热片卡槽102，有11条设置于在y方向上任意相邻的两个圆弧面101之间，另外2条分别设置于内插板1在y方向的前、后两端部，如图4。

每块外插板2在x方向上朝向内插板组的那一侧制有也制有多个(图中为12个)沿着y方向依次间隔分布的内凹的圆弧面，为了方便描述，在此我们将外插板2上的圆弧面称为第二圆弧面201。前述每个第二圆弧面201的轴线也沿z方向延伸设置，而且每个第二圆弧面201在z方向贯通外插板2。外插板2的底部开设有多条(图中为13条)向上延伸、且沿y方向依次间隔分布的导热片第二卡槽202。每条导热片第二卡槽202在x方向上朝向内插板组的那一侧为敞口结构(背离内插板组的那一侧为封闭结构)。前述的13条第二卡槽102，有11条设置于在y方向上任意相邻的两个第二圆弧面201之间，另外2条分别设置于外插板2在y方向的前、后两端部，如图4。

图5示出了一种典型的圆柱形电池模组的结构，其包括一塑料材质的电池夹具3，该电池夹具3开设有多个呈矩阵排布的电池插装孔301，每个电池插装孔301中均插设有一圆柱形的锂离子电池单体4，这些电池单体4也呈矩阵状分布而且彼此间隔较小的距离，从而在这些电池单体4之间形成有多条(图5中为3条)沿x方向延伸的横向缝隙a以及多条(图5中为4条)沿y方向延伸的纵向缝隙b。其中横向缝隙a中插设有金属材质的导热片5(该图5中没有画出，可参照图6和图8)。为了提升电池模组的散热性能，本实施例在该电池模组纵向两外侧部也分别设置有一块导热片5(如图6和图8)。

然后参照图6至图8所示，现将本实施例这种注胶工装的应用方法介绍如下：首先将各块内插板1分别竖直向下插设于各条纵向缝隙b中，同时将外插板2插装在电池模组的侧部。待前述内插板1和外插板2装至电池模组后，内插板1的各圆弧面101与相应电池单体4的外周面紧贴布置(二者之间无明显的缝隙)，对应导热片5伸入导热片卡槽102中，从而在相邻两块内插板1、相邻两颗电池单体4以及导热片5五者之间形成注胶缝隙c。外插板2的第二圆弧面201也与对应电池单体4的外周面紧贴布置(二者之间无明显的缝隙)，导热片5的端部伸入导热片第二卡槽202中，从而在外插板2、与该外插板相邻的内插板1、侧部的电池单体4以及侧部导热片5之间也形成有注胶缝隙c。然后，借助注胶设备向注胶缝隙c注入导热胶，待导热胶固化后，沿竖直方向向上抽出内插板1和外插板2(导热片卡槽102和导热片第二卡槽202与导热片5相分离)。

通过上述描述，再结合图6至图8不难知晓，因为该注胶工装与电池模组插接配合后，所形成的注胶缝隙c全部处于导热片5与电池单体4的贴靠位置附近，注胶缝隙c远小于电池模组的原本缝隙，故而所注入的导热胶只会填充在导热片5与电池单体4贴靠部位，提升导热片5与各电池单体4的换热速率，导热胶并不会将电池模组的所有缝隙全部填满，正所谓“好钢用在刀刃上”。而且注胶完成抽出该注胶工装后，电池模组中未填充导热胶的缝隙可供散热空气流动，不仅用胶量小，而且大大提升了电池模组的散热效率。

考虑到绝大多数圆柱形电池模组中的各个电池单体5均为相同形状相同大小，而且这些电池单体在电池夹具3上均匀分布。为了使本申请的注胶工装与电池模组更加匹配，我们对该注胶工装的细部结构作了进一步优化：内插板1上的每个圆弧面101以及外插板2上的每个第二圆弧面201均具有相同的曲率半径。而且各个圆弧面101在内插板1上沿y方向均匀分布，各个第二圆弧面201在外插板201上沿y方向均匀分布。在y方向上相邻、且处于不同内插板1上的两个圆弧面101处于同一圆柱面内。在y方向上相邻的一个圆弧面101和一个第二圆弧面201也处于同一圆柱面内。

考虑到电池模组中的各块导热片5多为均为布置，故而本实施例中上述各个导热片卡槽102在内插板1上沿y方向均匀分布，上述各个导热片第二卡槽202在外插板2上沿y方向均匀分布。

本实施例中，相邻两导热片5的端部折弯并连接在一起，以提升导热片5与电池的接触面积和连接强度。为了让外插板2能够顺利插装至电池模组，本实施例在外插板2的底部还开设有向上延伸、且连通相邻两条导热片第二卡槽202的导热片第三卡槽203。插装外插板2时，相邻两导热片5的端部折弯连接部分刚好伸入插板203上的导热片第三卡槽203中。不难看出，上述导热片卡槽102、导热片第二卡槽202和导热片第三卡槽203均是为了让内、外插板能够顺利插入电池膜而设计，同时还可借助各卡槽与导热片5的配合作用，以引导内、外插板的插入方向。

此外，为了方便该注胶工装的使用，本实施例在内插板1的顶部固定设置有多个(图中为13个)沿y方向依次间隔分布的连接柱103，各个连接柱103的顶部开设有向下延伸的螺纹孔。前述的13个连接柱103，有11个设置于在y方向上任意相邻的两个圆弧面101之间，另外2条分别设置于内插板1在y方向的前、后两端部。同时，在外插板2的顶部固定设置有多个(图中为13个)沿y方向依次间隔分布的第二连接柱204，各个第二连接柱204的顶部开设有向下延伸的螺纹孔。前述的13个第二连接柱204，有11个设置于在y方向上任意相邻的两个第二圆弧面201之间，另外2条分别设置于外插板2在y方向的前、后两端部。实际应用时，将前述连接柱103以及前述第二连接柱204与升降设备(一般为液压升降设备)的输出端(或称升降端)螺纹连接——在升降设备的输出端设置与连接柱和第二连接柱中螺纹孔螺纹配合的锁紧螺栓，从而借助前述升降设备来带动内插板1和外插板2沿竖向做升降运动。进而便于该注胶工装的自动化作业：将升降设备布置在电池模组的传送线附近，注胶工装装至升降设备的输出端，待前述传送线上的电池模组输送至该升降设备附近的注胶工位时暂停传送，升降设备带动注胶工装向下插入电池模组，然后注导热胶，注胶完成后升降设备带动注胶工装从电池模组向上抽离，为下一电池模组的注胶作业做好准备。

而且，我们可以直接将导热胶的出胶口设置在上述升降设备的输出端，这样设计的好处在于：出胶口与内、外插板的位置始终相对固定，只需预先设定好三者的相对位置，便不会出现出胶口偏离注胶缝隙的倾斜，如此可进一步提升注胶作业的便利性和效率。

不难理解，本实施例之所以既设置插装在电池模组内部的内插板1，又设置插装在电池模组侧部的外插板2，是为了让每块导热片5与电池单体4的接触部位均能够十分方便地注入导热胶。如果我们仅需要在导热片5与电池单体4的部分接触部位注导热胶，或者于那些导热片5长度较小的电池模组，完全可以去除两块外插板2(仅设置内插板1的结构)或部分内插板1。而且，如果我们仅仅设置本实施例中的四块内插板1结构，同样可对小型电池模组(电池列数小于3的模组)进行全方位注胶，此时，最外侧的两个内插板1与本实施例中两外插板2的作用相同。

上述导热片5可以是单纯的实心金属片，也可以是其内部带有液冷流道的空心体。

上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。