一种电芯模组端板及汽车电池包的制作方法

本实用新型涉及汽车电池技术领域，特别是汽车电池包电芯模组的端板。本实用新型还涉及设有所述端板的汽车电池包。

背景技术：

随着新能源电池包的高速发展，电芯模组(以下简称模组)的可靠性、轻量化备受关注。目前，电池包在出厂销售前必须通过国家规定的振动试验，GB/T 31467.3《动力汽车用锂离子动力蓄电池包和系统》安全性要求与测试方法。

模组端板是整个模组安装后的主要受力零件，而且需要承受电芯在多次数充放电后产生的鼓胀力，所以力学性能要求较高。常见电芯模组的端板多数是用金属材质作为基础结构，再填充或安装其他塑料件达到绝缘效果，最后通过焊接工艺与模组侧板连接。由于每个电池包内部安装了十几甚至几十个模组，现有的模组端板虽然增加了强度，但更增加了整体重量，且结构复杂，难以实现轻量化和简易化。

因此，如何设计一种结构简单、重量轻且能够保证使用效果的电芯模组端板，是本领技术人员需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种电芯模组端板。该端板在满足功能性要求的前提下，合理运用塑胶、金属材质实现轻量化设计，不仅具有很好的绝缘性，而且减轻了产品重量，简化了产品结构，便于安装和拆卸，同时也易于布置其他附属部件。

本实用新型的另一目的是提供一种设有所述电芯模组端板的汽车电池包。

为实现上述目的，本实用新型提供一种电芯模组端板，所述端板为注塑成型的板状塑胶件，其顶部中间设有凹缺部，所述凹缺部的两边嵌入有从顶部延伸至底部的金属加强件，所述金属加强件设有上下贯通的螺栓孔，以通过第一螺栓安装电芯模组；所述端板的两侧嵌入有纵向间隔分布的金属螺母，以通过第二螺栓与电芯模组侧板相连接。

优选地，所述金属加强件为金属管；所述金属管的外表面在截面上呈多边形，所述金属方管的内表面在截面上呈圆形。

优选地，所述凹缺部下方的正面为加强筋区域，所述加强筋区域内设有嵌入式螺母。

优选地，所述嵌入式螺母在所述加强筋区域内左右对称分布。

优选地，所述加强筋区域分为上加强筋区域和下加强筋区域，所述上加强筋区域的面积大于所述下加强筋区域。

优选地，各所述加强筋区域内分别设有所述嵌入式螺母。

优选地，至少一个所述嵌入式螺母的周围设有以其为中心沿周向分布的结构功能孔。

优选地，所述嵌入式螺母通过螺栓固定有电芯模组的加固件或电气铜排。

优选地，所述嵌入式螺母和/或结构功能孔直接插装有线束固定件或电气插件。

为实现上述另一目的，本实用新型提供一种汽车电池包，包括设有电芯模组端板和电芯模组侧板的电芯模组，所述电芯模组端板为上述任一项所述的电芯模组端板，所述电芯模组通过穿过所述螺栓孔的第一螺栓进行安装，所述电芯模组端板与所述电芯模组侧板通过与所述金属螺母相对应的第二螺栓相连接。

本实用新型提供的电芯模组端板以高强度塑胶材质为载体，在需要加强的部位、安装点位置等各处，通过注塑成型直接将金属材质零件嵌入到塑胶结构内部，在各安装点位，连接件不与塑胶材质的端板本体直接连接，而是与嵌入塑胶本体内部的金属材质零件相连接，例如电芯模组与端板由第一螺栓穿过金属加强件后进行连接，电芯模组侧板与端板由第二螺栓与金属螺母相连接，等等。这样，由于金属材质零件本身具有较高的结构强度，而且与塑胶本体结合紧密，二者连为一体，因此可以使端板同时具有金属和塑胶的特性，不仅能够保证端板满足功能性要求，有很好的绝缘性，而且减轻了端板的重量，实现了端板的轻量化设计，同时，还简化了端板结构，便于进行安装和拆卸，也易于布置电芯模组的其他附属部件。

本实用新型所提供的汽车电池包设有所述电芯模组端板，由于所述电芯模组端板具有上述技术效果，则设有该电芯模组端板的汽车电池包也应具有相应的技术效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例公开的一种电芯模组端板的正面示意图；

图2为图1所示电芯模组端板的背面示意图；

图3为图1所示电芯模组端板通过第一螺栓与电芯模组相连接的剖视图；

图4为图1所示电芯模组端板通过第二螺栓与电芯模组侧板相连接的剖视图；

图5为电芯模组端板上通过螺栓安装加固件的示意图；

图6为电芯模组端板上通过螺栓安装电气铜排的示意图；

图7为电芯模组端板上直接插装线束固定件的示意图；

图8为电芯模组端板上直接插装电气插件的示意图；

图9为图8中电气插件部位的局部剖视图。

图中：

1.电芯模组端板 2.凹缺部 3.方管 4.第一螺栓 5.螺母 6.电芯模组侧板 7.第二螺栓 8.嵌入式螺母 9.结构功能孔 10.轻量化减料槽 11.“L”型板 12.第三螺栓 13.电气铜排 14.第四螺栓 15.线束 16.线束固定件 17.电气插件

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

在本文中，“上、下、左、右”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

请参考图1、图2，图1为本实用新型实施例公开的一种电芯模组端板的正面示意图；图2为图1所示电芯模组端板的背面示意图。

如图所示，在一种具体实施例中，本实用新型提供的电芯模组端板1为注塑成型的板状塑胶件，其大体呈具有一定厚度的长方形，顶部中间设有一凹缺部2，凹缺部2的两边嵌入有从顶部延伸至底部的方管3，此方管3为金属材质，形成电芯模组的安装点位，其在端板注塑成型时，嵌入端板的塑胶结构中，与端板的塑胶部分一体成型，其外表面在截面上呈正方形，能够与塑胶部分紧密结合在一起，避免脱离并防止相对转动，其内表面在截面上呈圆形，形成上下贯通的螺栓孔，以便于穿过用于安装电芯模组的第一螺栓4。

电芯模组端板1的两侧分别嵌入有四个纵向间隔分布的螺母5，各螺母5均为金属螺母，其在端板注塑成型时，嵌入端板的塑胶结构中，与端板的塑胶部分一体成型，各螺母5形成端板安装于电芯模组侧板6的安装点位，电芯模组端板1通过两侧的螺母5和相应数量的第二螺栓7与电芯模组侧板6相连接。

凹缺部2下方的正面为加强筋区域，加强筋区域分为两个大体呈矩形的上加强筋区域A和下加强筋区域B，其中上加强筋区域A的面积大于下加强筋区域B，各加强筋区域的加强筋呈菱形、矩形、三角形或不同形状相组合的网格状，内部分别设有两个左右对称分布的嵌入式螺母8，上加强筋区域A的两个嵌入式螺母8的周围设有三个以其为中心沿周向分布的结构功能孔9，结构功能孔9的孔径小于嵌入式螺母8的孔径。

此外，在端板凹缺部2的底部、端板的侧面以及端板的背面还分别设有若干平行且间隔分布的轻量化减料槽10，通过在端板的不同位置设置轻量化减料槽10，可以在保证端板使用功能的前提下，进一步减轻端板的重量，节省塑胶用量。

请参考图3，图3为图1所示电芯模组端板通过第一螺栓与电芯模组相连接的剖视图。

如图所示，在进行组装时，上述电芯模组通过穿过方管3的第一螺栓4进行安装，电芯模组的整体重量一般为十几公斤，在振动和冲击工况下会产生很大的力，对于安装点的强度要求很高，一般塑胶材质很难承受这样的作用力，本实施例提供的电芯模组端板1灵活运用注塑工艺的特点，将模组安装点位置设计成金属材质的方管3，在注塑成型时，将金属方管3嵌入塑胶结构中，一体成型。这样，电芯模组就相当于安装于金属件上，满足了力学性能要求，且减少了金属的使用量，实现轻量化。

请参考图4，图4为图1所示电芯模组端板通过第二螺栓与电芯模组侧板相连接的剖视图。

如图所示，在进行组装时，上述电芯模组端板1通过两侧的金属螺母5和第二螺栓7与电芯模组侧板6相连接，电芯模组侧板6为钣金件，电芯模组端板1需要非常牢固的与电芯模组侧板6相连接，以克服电芯反复充放电后产生的的鼓胀力，本实施例提供的电芯模组端板1将金属螺母5通过注塑一体成型于塑胶结构中，并通过第二螺栓7将端板安装于电芯模组侧板6上。这样，既加强了安装点的结构强度，又合理的减少了金属的使用量，实现轻量化。

请参考图5、图6、图7、图8、图9，图5为电芯模组端板上通过螺栓安装加固件的示意图；图6为电芯模组端板上通过螺栓安装电气铜排的示意图；图7为电芯模组端板上直接插装线束固定件的示意图；图8为电芯模组端板上直接插装电气插件的示意图；图9为图8中电气插件部位的局部剖视图。

如图所示，端面正面加强筋区域内的嵌入式螺母8和结构功能孔9，可以有多种不同的用途，其中，较为典型的用途有以下几种：

第一种，当有多个电芯模组并排布置时，两者相邻的端板可通过“L”型板11相连接，对模组起到加固作用，“L”型板11上一共开设四个螺栓孔，其中两个螺栓孔对应于一个端板的两个嵌入式螺母8，另外两个螺栓孔对应于另一端板的两个嵌入式螺母8，“L”型板通过四个第三螺栓12同时与两个端板固定连接。

第二种，电池包内部分布着长短不一的电气铜排13，其中两个电气铜排13在叠置后由一个第四螺栓14固定在上加强筋区域A内的嵌入式螺母8上，为电气铜排13提供安装点。

第三种，为了导电和传递电信号，电芯模组会设有各种不同的线束15，这些线束15在经过端板的位置需要进行固定，具体可将用于固定线束15的固定件16，例如“扎带”，直接插入嵌入式螺母8和/或结构功能孔9，为“扎带”提供固定点，以固定线束15。

第四种，除了线束15，为了对线束15进行连接，或为了实现其他电气功能，在线束15上会设有电气插件17或其他电气部件，此时，不仅可以通过“扎带”对线束15进行固定，同时还可以直接将电气插件17等插入嵌入式螺母8和/或结构功能孔9，为电气插件17或其他电气部件提供安装点。

本实用新型提供的电芯模组端板以高强度塑胶材质为载体，在需要加强的部位、安装点位置等各处，通过注塑成型直接将金属材质零件嵌入到塑胶结构内部，由于金属材质零件本身具有较高的结构强度，而且与塑胶本体结合紧密，二者连为一体，因此可以使端板同时具有金属和塑胶的特性，不仅能够保证端板满足功能性要求，有很好的绝缘性，而且减轻了端板的重量，实现了端板的轻量化设计，同时，还简化了端板结构，便于进行安装和拆卸，也易于布置电芯模组的其他附属部件。

经过仿真模拟后，结果显示在电芯鼓胀力、安装扭矩综合作用下，铝质方、塑胶端板局部进入塑型变形临界值，但不会破坏；在经过GB/T振动、冲击、挤压等实验后，端板未出现断裂、破坏等问题，顺利通过试验；在经过电芯鼓胀力实验后，端板出现轻微变形，但未出现断裂、破坏等问题，顺利通过试验。

上述实施例仅是本实用新型的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，将嵌入塑胶结构中的方管3改圆管或其他形状的管件，或者，将端板设计成其他形状，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

除了上述电芯模组端板，本实用新型还提供一种汽车电池包，包括设有电芯模组端板1和电芯模组侧板6的电芯模组，电芯模组端板1为上文所述的电芯模组端板1，电芯模组通过穿过所述方管3螺栓孔的第一螺栓4进行安装，电芯模组端板1与电芯模组侧板6通过与金属螺母5一一对应的第二螺栓7相连接，其余结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本实用新型所提供的电芯模组端板及汽车电池包进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。