一种通用电池模组结构的制作方法

文档序号:15968482发布日期:2018-11-16 23:19阅读:133来源:国知局

本实用新型涉及动力电池技术领域,更具体的说涉及一种通用电池模组结构。



背景技术:

随着国内电池、电池包、新能源整车行业布局逐渐形成规模,行业从兴起到不断迈向成熟,国家逐步减少了对新能源企业的补贴力度,使得新能源企业生存提出了更大的挑战。为了生产更有性价比的产品,使得新能源企业必须从设计方案开始考虑成本问题。与此同时,面对日趋激烈的市场竞争,企业也必须缩短产品的开发周期,来抢占市场的占有率。

众所周知,一个电池包系统,大致由电池模组、电池箱体、热管理系统、电池控制系统(BMS)等部件组成。其中电池模组是为电池包提供动力输出的单元,占电池系统开发过程中的重要部分。所以电池模组的结构成本和开发周期,直接影响到电池系统的成本和开发周期。

目前大部分的新能源乘用车纯电动汽车车企和动力电池包PACK行业的设计生产的电池包系统电压一般在360V左右,电池模组数量在10个左右。电池模组一般都是由电芯、上支架、电芯下支架、冷却水管(可有可无)、汇流片、左固定板、右固定板等结构件组成。

电芯通过汇流片(金属)实现正负极首尾相连,从而达到串并联关系,各串之间的电芯通过电芯支架上的隔筋(拉大电芯之间间隙,保证各串电芯之间的电气安全间隙)相隔。

在新能源汽车车企在规划电动汽车车型时,根据技术时代的不同,会规划不同续航里程的车型,这就意味着对电池包系统有着不同的电量需求。那么,不同电量的电池包系统,就意味着不同的电池尺寸。然而,一种车型的开发周期在3-5年时间,成本话费数亿,甚至数十亿,这样就要求电池包系统具有很强的适应性,能够适应不同的车型,以便节约开发成本。

不同的车型希望在不更改,或者小范围更改电池包的情况下,达到不同的续航里程需求,以节约开发周期和成本。以上提及到,电池模组为电池包提供电力输出,那么电池包的通用性很大程度上是由电池模块的通用性来决定的。

然而,目前大部分的车企以及电池包PACK生产企业研发设计的模组在电量、尺寸、结构上都已确定,不能够进行大范围的变化。

一般方案中,电池模组中的通过电芯支架上的隔筋来分开每一串的电芯,从而防止每串电芯之间发生短路危险。通常情况下,在电池模块方案(串联和并联方案)确定下来后,电芯支架上会做相应的隔筋。那么每个模块的串并方案就不能再进行更改了,除非对电芯支架和汇流片等结构件进行重新开模。这样在新车型研发时,必须进行重新设计电池包系统,再花费时间和人力进行开发,造成了研发成本的浪费。

中国专利文献(公告日:2017年9月1日,公告号:CN206461010U)公开了一种可变化电池模组及系统,属于电池模组技术领域。所述可变化电池模组包括:相对设置的两个电芯夹板;连接在所述两个电芯夹板之间的多个单体电池,其中,所述多个单体电池之间通过串并联的方式形成至少一个电芯单元;以及可拆卸安装于每个电芯夹板上的隔断结构,所述隔断结构能够在所述电芯夹板上自由移动,以分别调节每个电芯单元所占区域的大小。

上述技术方案设置自由移动的隔断结构来提高对串并联电芯数量进行调节的灵活性以及提高可变化电池模组的通用性。这种结构虽然可以自由移动隔断结构来变化电池模组,但是其形状固定,只是相对位置的改变,并不能真正实现通用性的要求。



技术实现要素:

本实用新型的目的是为了解决现有技术中不同电池系统之间电池模组结构不具有通用性等问题,而提供一种不同电池模块之间,结构件共用,生产效率高,成本低,具有通用性的通用电池模组结构。

本实用新型实现其技术目的所采用的技术方案是:一种通用电池模组结构,包括电芯、电芯上支架、电芯下支架、冷却水管、汇流片、左固定板和右固定板,所述的电芯之间设置有活动组合隔筋,所述的活动组合隔筋包括隔筋基础件和隔筋组合件,所述的隔筋组合件与隔筋基础件通过拼接结构活动拼接为一体。该通用电池模组结构,通过对隔筋进行全新设计,将隔筋与电芯上支架采用活动分离设置,隔筋的尺寸大小和形状可以根据电芯串的设置要求进行任意设置,由于设置了活动组合隔筋,使得电池模组中的电芯可以根据需要任意设置,形成不同的电池模组,而电芯上支架、电芯下支架、冷却水管等其他的部件则不需要重新制作,可以实现不同模组的共用。在同样的模组尺寸内,通过更改可变换的隔筋组合件尺寸和形状,就可以得到不同形式的电池模组。每次更改电池模组中隔筋和汇流片的尺寸和形式,无需更改其他结构件,如电芯支架、左右固定板、冷却水管等,即可对电池模块进行不同形式变换。设置活动组隔筋后,只需要在隔筋基础件根据需要拼接相应的隔筋组合件,然后再将拼接后的活动组合隔筋设置到电芯之间的电芯上支架上,即可完成电池模组的设置。该通用电池模组结构可以实现不同的电量,电池模组的尺寸结构实现共用,节省了开发一个新的电池系统,需要去重新开发新的电池模组的开发时间,不需要进行重新设计和模具开发,减少了设计周期,节省了模具开发费用,降低了生产成本。

作为优选,所述的隔筋基础件为一方形板件,所述的隔筋基础件上设置有基础拼接结构。隔筋基础件设置为一方形板件,作为隔筋拼接的基础件,可以在其上根据需要任意拼接不同的尺寸大小和形状的隔筋组合件,在同样的模组尺寸内,通过更改可变换的隔筋尺寸和形状,就可以得到不同形式的电池模组。

作为优选,所述的基础拼接结构为卡槽或锁扣结构。基础拼接结构可以是卡槽也可以是锁扣结构,只要能够实现快速牢固拼接均可。

作为优选,所述的隔筋组合件为方形板件或弧形板件或折弯板件,所述的隔筋组合件上设置有主拼接结构和隔筋组件相互之间拼接的子母式拼接结构。隔筋组合件的形状可以根据需要任意设置,优选方形板件、弧形板件、折弯板件这种基本的形状,基本可以通过其上的主拼接结构和子母式拼接结构实现任意拼接组合,满足不同形式的电池模组设置需要。

作为优选,所述的主拼接结构为卡接凸起或锁合片;所述的子母式拼接结构为T型槽和T型卡块结构

作为优选,电芯通过汇流片正负首尾相连,电芯之间等间距设置有隔筋设置间隙。

作为优选,电芯通过电芯上支架和电芯下支架上下固定,所述的冷却水管夹设在电芯与电芯之间,所述的汇流片设置在电芯上支架上,所述的左固定板和右固定板分别设置在电芯的左右两侧。

本实用新型的有益效果是:该通用电池模组结构可以实现不同的电量,电池模组的尺寸结构实现共用,节省了开发一个新的电池系统,需要去重新开发新的电池模组的开发时间,不需要进行重新设计和模具开发,减少了设计周期,节省了模具开发费用,降低了生产成本。

附图说明

图1是本实用新型通用电池模组结构的一种结构示意图;

图2是本实用新型通用电池模组结构的一种平面结构示意图;

图3是本实用新型中隔筋组合件的一种结构示意图;

图4是本实用新型中通用电池模组结构的一种应用结构示意图;

图5是本实用新型中通用电池模组结构的第二种应用结构示意图;

图6是本实用新型中通用电池模组结构的第三种应用结构示意图;

图7是本实用新型中通用电池模组结构的第四种应用结构示意图;

图中:1、电芯,2、电芯上支架,3、电芯下支架,4、冷却水管,5、汇流片,6、左固定板,7、右固定板,8、活动组合隔筋,9、隔筋基础件,10、隔筋组合件,11、拼接结构,12、基础拼接结构,13、主拼接结构,14、间隙,15、子母式拼接结构。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。

实施例1:

在图1、图2、图3所示的实施例中,一种通用电池模组结构,包括电芯1、电芯上支架2、电芯下支架3、冷却水管4、汇流片5、左固定板6和右固定板7,电芯1之间设置有活动组合隔筋8,活动组合隔筋8包括隔筋基础件9和隔筋组合件10,隔筋组合件10与隔筋基础件9通过拼接结构11活动拼接为一体。

隔筋基础件9为一方形板件,隔筋基础件9的上设置有基础拼接结构12。

基础拼接结构12为卡槽或锁扣结构。本实施例中基础拼接结构12为卡槽。

隔筋组合件10为方形板件或弧形板件或折弯板件,隔筋组合件10上设置有主拼接结构13和隔筋组件相互之间拼接的子母式拼接结构15。隔筋组合件10上设置有组合件拼接结构13。本实施例中隔筋组合件10由方形板件和折弯板件以及弧形板件组合构成。

主拼接结构13为卡接凸起或锁合片。本实施例中主拼接结构13为卡接凸起,与基础拼接结构12配合设置。子母式拼接结构15为T型槽和T型卡块结构。

电芯1通过汇流片5正负首尾相连,电芯1之间等间距设置有隔筋设置间隙14。

电芯1通过电芯上支架2和电芯下支架3上下固定,冷却水管4夹设在电芯1与电芯1之间,汇流片5设置在电芯上支架2上,左固定板6和右固定板7分别设置在电芯1的左右两侧。

该通用电池模组结构,是由电芯1、电芯上支架2、电芯下支架3、冷却水管4、汇流片5、左固定板6、右固定板7等结构件组成。

该通用电池模组结构,电池模组中原本制作在电芯上支架上的隔筋,单独分离出来,制作成活动组合隔筋8,通过隔筋基础件9和隔筋组合件10拼接组合的方式装配到模组上。在电池模组设计之初,电芯串并联排布时,首先参照电气绝缘间隙标准(GB/T 18384.3-2015电动汽车安全要求第3部分:人员触电防护),将电芯之间的间隙14均匀等间距设计。在模组尺寸内,多个电芯的模组,就可以在不改变其他结构件的基础上,进行电池模组的串并数改变,从而得到不同形式的模组。

在同样的模组尺寸内,通过更改可变换的隔筋组合件10尺寸和形状,就可以得到不同形式的电池模组,如55并6串的模组(见图7)、41并8串的模组(见图6)、27并12串的模组(见图5)。

这些模组均可在33并10串的模组(见图4)上进行变换得来。每次更改电池模组中隔筋和汇流片的尺寸和形式,无需更改其他结构件,如电芯支架、左右固定板、冷却水管等,即可对电池模块进行不同形式变换,方便快捷,大大缩短了模组开发周期,节省了开发成本。

该申请中通用电池模块,同样的电池模组尺寸之内,可以通过不同的变换,得到不同的串并数关系,从而得到不同形式的模组;如果要进行串并数变换,无需更改模组中的结构件,如电芯支架、左右固定板、冷却水管等,只需对电池模组中的个别件更改即可,如隔筋和汇流片进行更改。从而大大缩短了开发周期,并节省了开发成本,从而降低整个项目的成本。

该通用电池模组结构,在设计之初,对电池模块的通用性进行了考虑,设计之初,可以不用确定电芯之间的串并联关系;如果要进行串并数更改,无需更改模组中的结构件,如电芯支架、左右固定板、冷却水管等,节约开发周期和成本。实现了不同电池系统之间电池模组结构的通用性。

解决了一般的电池模组中,一旦方案确定下来后,电芯之间的串并关系就被确定下来,无法更改;如果要进行串并数更改,模组中的结构件,如电芯支架、左右固定板、冷却水管、汇流片等,必须重新设计等问题。

传统的电池系统,不同的电量,电池模组的尺寸结构一般不能进行共用,造成每开发一个新的电池系统,都要去重新开发新的电池模组,造成开发时间浪费,设计人员工作任务加重。传统的电池模块,不同模块中电量以及电池串并联关系不同,模块间结构件也不同,那么不同的模块,结构件也不同。需要进行重新设计和模具开发,即增加设计周期,还增加了模具开发费用,造成浪费。而该通用电池模组结构,实现了不同电池系统之间模块共用,实现了不同电池模块之间结构件的共用。

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