一种电池模组的制作方法

本实用新型涉及车辆电池技术领域，特别是涉及一种电池模组。

背景技术：

随着政府对新能源汽车的大力支持和引导。新能源汽车迅猛发展，在满足相关安全的前提，更经济、可靠的动力电池包更容易推广；圆柱电池是最早、最成熟、最稳定的锂离子电池，广泛应用在电子产品中。现阶段生产工艺上积累了大量的经验，使得圆柱电池的一致性、安全性都达到了非常高的水准。

但圆柱电池包成组后电芯数量较多，内部温度不均匀导致一系列的安全，仍然制约着圆柱电池包在纯电动汽车的应用。在此背景下，在满足高能量密度、安全的基础上，满足圆柱电池工作温度要求，避免圆柱电池在温度不同环境中工作，就会影响电池包内部圆柱电池一致性，从而提高电池包使用寿命。

现有圆柱电池模组在串并联成组后只是在模组两侧增加散热板，底层或中间部分的圆柱电池无法得到有效的散热环境，或者无法有效把热量传导到中间部分的圆柱电池，当长期圆柱电池在温度不同环境中工作，就会影响电池包内部圆柱电池一致性，从而影响电池包的使用寿命，并且留下安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是要提供一种具有良好传热散热性能的电池模组。

本实用新型的另一个目的是解决模组内部圆柱单体电池的温度差异过大，影响电池的使用性能和安全性能的问题。

特别地，本实用新型提供了一种电池模组，包括：

分别位于所述电池模组上端和下端的两个端板；

两个铜排，位于两个所述端板之间并分别与两个所述端板相连；以及

设置于两个所述铜排之间的至少一层动力电池层和至少两层电池安装层，所述动力电池层与所述电池安装层交替排列，且每个所述铜排均与一层所述电池安装层相连；每一所述动力电池层均包括整齐排列的多排动力电池，每一排所述动力电池的两个相对的径向侧面分别设有一散热板。

可选地，所述电池安装层包括：

安装骨架，其为板状，且在其上下两个表面处设置有多个相对设置的凹槽，两个表面相对设置的两个凹槽之间通过通孔连通，所述通孔的径向尺寸小于所述动力电池的径向尺寸；和

设置于每一凹槽内的弹性接触片，所述动力电池卡接于所述弹性接触片后安装于所述凹槽处。

可选地，所述凹槽侧壁具有齿纹结构，所述弹性接触片包括底部和“爪”字部，所述底部置于所述凹槽内，所述弹性接触片的“爪”字部与所述齿纹结构贴合，并且由所述凹槽内延伸至所述凹槽外；

所述“爪”字部由所述底部向远离所述底部的方向上径向向外倾斜，且所述“爪”字部伸出于所述凹槽的端部处设置有40-60°的导向角。

可选地，同一面的凹槽与凹槽之间在与所述散热板平行和垂直的方向上均设置有沟槽；

所述电池安装层还包括导电片，所述导电片为井字形，设置于所述安装骨架的一侧面处，且中间部位卡接于所述安装骨架的沟槽处，所述导电片中井字形的中间部位的宽度小于其他部位的宽度，以在所述动力电池短路时切断连接。

可选地，所述动力电池包括：

电芯，其为圆柱状；

盖帽，套设在靠近所述电芯的两端的侧壁外侧，其材质为绝缘导热材料以防止所述电芯的正负极与所述弹性接触片接触；和

导热套，套设于所述电芯的侧壁外，位于两个所述盖帽之间，其材质为绝缘弹性导热材料。

可选地，每一所述散热板的一侧面为圆弧柱状面，所述圆弧柱状面与所述动力电池外壁面结构相互贴合，所述散热板的另一侧面为平面。

可选地，所述散热板在平行于所述电芯的轴向方向上还设置有多个圆形孔，所述安装骨架上在与所述散热板接触的面上设置有与所述圆形孔对应的圆形凸台，所述圆形孔与所述圆形凸台配合，以避免所述散热板与所述安装骨架在垂直于所述圆形孔的轴向方向上发生相对运动。

可选地，还包括加热板，所述加热板位于最外侧的所述散热板外，以在所述动力电池层处于低温环境时对所述动力电池进行加热；

所述加热板为板状，材质为硬性导热材料，所述加热板内设置有加热电阻丝，所述加热板与对应的散热板的平面相互贴合。

可选地，每一所述铜排在面向所述电池安装层的一侧面焊接圆形弹性螺帽，所述圆形弹性螺帽与所述动力电池的端部接触。

可选地，所述端板、所述铜排、所述安装骨架及所述散热板均设置有平行所述动力电池轴向贯通的第一安装孔，紧固件穿过所述第一安装孔将所述电池模组在轴向连接；

所述加热板与所述散热板均设置有沿着垂直于所述动力电池轴向方向贯通的第二安装孔，紧固件穿过所述第二安装孔将所述电池模组在垂直轴向方向连接。

本实用新型中的电池模组在每一动力电池层之间设置有散热板，该散热板能够及时将电池模组中的单个动力电池的温度传输出去，解决电池模组内部单个动力电池之间的温度差异过大，确保长期工作环境下电池模组内部温度的一致，提高电池模组的一致性，间接提高电池模组的使用寿命。

本实用新型的电池模组组装方便，模组体积小，有利于电池模组在车辆内部空间的布排，提高电池模组的能量密度和生产效率。本电池模组的结构合理、使用稳定且安全性能高，是一种广泛用于电动卡车领域的散热安全圆柱形电池模组。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的电池模组的示意性立体图；

图2是根据本实用新型一个实施例的电池模组的爆炸图；

图3是根据本实用新型一个实施例的电池模组的电池安装层的爆炸图；

图4根据本实用新型一个实施例的电池模组的导电片的示意性结构图；

图5是根据本实用新型一个实施例的电池模组的单个动力电池的示意性结构图；

图6是根据本实用新型一个实施例的电池模组的其中一个散热板的示意性结构图。

具体实施方式

图1是根据本实用新型一个实施例的电池模组100的示意性立体图。如图1所示，本实施例中的电池模组100可以包括位于两侧的端板10、两个铜排20、至少一层动力电池层30和至少两层电池安装层40。其中，端板10为绝缘硬性材料，表面有若干圆孔，且分别位于电池模组100的上端和下端。两个铜排20位于两个端板10之间并分别与端板10相连。动力电池层30和电池安装层40与端板10及铜排20平行，动力电池层30与电池安装层40交替排列，且每个铜排20均与一层电池安装层40相连。图2是根据本实用新型中的一个实施例的电池模组100的爆炸图。其中，该实施例中，电池模组100只包括一层动力电池层30和两层电池安装层40。每一动力电池层30包括整齐排列的多排动力电池31，每一排动力电池31的两个径向相对的侧面分别设置有一散热板32。

具体地如图2所示，当本实施例中的动力电池层30只有一层时，动力电池31由上至下依次是端板10、铜排20、电池安装层40、动力电池层30、电池安装层40、铜排20和端板10。而从左至右则依次包括加热板33、散热板32、交替设置的多排动力电池31和散热板32，以及加热板33。当然，其中未表现出的前后的表面也包括散热板32和加热板33，而动力电池31的中间不包括散热板32。这些部件最终形成整个电池模组100。

作为一个具体地实施例，每一铜排20在面向电池安装层40的一侧面焊接圆形弹性螺帽21，并且其上设置多个圆孔，该圆形弹性螺帽21材质也为铜，圆形弹性螺帽21与动力电池31的端部接触。该铜排20既起到了导电的作用，又避免了动力电池31在安装后收到撞击的作用下能够有具有一定的弹性活动空间。另外，作为一个实施例，在铜板处的圆孔既包括多个减重孔包括安装孔，减重孔既节约了成本又减轻了整个电池模组100的重量。

本实施例中的电池模组100在每一动力电池层30之间设置有散热板32，该散热板32能够及时将电池模组100中的单个动力电池31的温度传输出去，解决电池模组100内部单个动力电池31之间的温度差异过大，确保长期工作环境下电池模组100内部温度的一致，提高电池模组100的一致性，间接提高电池模组100的使用寿命。

图3是根据本实用新型一个实施例的电池模组100的电池安装层40的爆炸图；作为一个具体地实施例，本实施例中的电池安装层40可以包括安装骨架41、弹性接触片42和导电片43。其中，安装骨架41为板状，且在其上下两个表面处设置有多个相对设置的凹槽411，该凹槽411主要用于安装动力电池31，并起到导向作用。两个表面相对设置的两个凹槽411之间通过通孔412连通，通孔412的径向尺寸小于动力电池31的径向尺寸。同一面的凹槽411与凹槽411之间在与散热板32平行和垂直的方向上均设置有沟槽414。安装骨架41由塑性材料加工而成。

具体地，弹性接触片42设置于每一凹槽411内，其由良性导电材料加工而成，包括底部421和“爪”字部422。底部421置于凹槽411内，“爪”字部422则由凹槽411内延伸至凹槽411外，动力电池31卡接于弹性接触片42后再安装于凹槽411内。

图4根据本实用新型一个实施例的电池模组100的导电片43的示意性结构图；本实施例中的导电片43位于安装骨架41一侧，其为井字形，且中间部位卡接于安装骨架41的沟槽414处，导电片43中井字形的中间部位431的宽度小于其他部位的宽度，以在动力电池31短路时切断连接。

在本实施例中，安装骨架41中的凹槽411数量与动力电池层30中动力电池31的个数一样，并且排列方式也一样。安装骨架41中设置的凹槽411就是用于安放动力电池31。

具体地，由于本实施例中的动力电池31为圆柱形，因此凹槽411的形状也尽量为圆柱形或者接近圆柱形。本实施例中的凹槽411为了给予弹性接触片42安装的空间，设置为侧面弧形过渡的方形柱体，并且凹槽411侧壁为齿纹结构413，弹性接触片42的“爪”字部422与齿纹结构413贴合。“爪”字部422由底部421向远离底部421的方向上径向向外倾斜，由于有向外弹力，可以使导电弹性接触片42与安装骨架41相固定牢固。“爪”字部422伸出于凹槽411的端部处设置有40-60°的导向角。例如，40°、45°、50°或60°，优选为45°。该导向角倾斜面的垂直线是指向凹槽411中心线，有利于动力电池31的安装。

具体地，本实用新型的电池安装层40的结构是将多个弹性接触片42置于安装骨架41两侧面的凹槽411内，均是底部421在凹槽411内，“爪”字部422延伸至凹槽411外，且“爪”字部422均与凹槽411内的齿纹相互贴合。将导电片43分别卡接在安装骨架41的沟槽414处。当然，导电片43与弹性接触片42安装的先后顺序并没有任何的限定。当导电片43与弹性接触片42安装好之后，再将电池的一端处设置在弹性接触片42的中间部位431处共同插设在凹槽411处。由于“爪”字部422伸出于凹槽411的端部处设置有40-60°的导向角。

图5是根据本实用新型一个实施例的电池模组100的单个动力电池31的示意性结构图；作为本实用新型一个具体地实施例，本实施例中的动力电池31可以包括电芯311、盖帽312和导热套313。其中，电芯311为圆柱状。盖帽312有两个，分别套设在靠近电芯311的两端的侧壁外侧，其材质为绝缘导热材料以防止电芯311的正负极与弹性接触片42接触，进而造成短路。导热套313套设于电芯311的侧壁外，位于两个盖帽312之间，其材质为绝缘弹性导热材料，与散热板32的圆弧柱状面贴合以传导热量。该导热套313为弹性绝缘导热聚合物，该弹性绝缘导热聚合物材料可以有效跟散热板32贴合，有效的传导热量，同时又起到绝缘作用。

图6是根据本实用新型一个实施例的电池模组100的其中一个散热板32的示意性结构图。作为一个具体地实施例，每一散热板32的一侧面为圆弧柱状面321，圆弧柱状面321与动力电池31外面结构相互贴合，散热板32的另一侧面为平面322。散热板32在平行于电芯311的轴向方向上还设置有多个梯形孔323，该梯形孔323主要是为了减轻电池模组的重量。

此外，散热板32在平行于电芯311的轴向方向上还设置有多个圆形孔324。安装骨架41上在与散热板32接触的面上设置有与圆孔324对应的圆形凸台415，圆形孔324与图形凸台415配合，以避免散热板32与安装骨架41在垂直于圆形孔324的轴向方向上发生相对运动，同时，该圆形孔324的设置可以减轻电池模组100的重量。

本实施例的电池模组100还包括加热板，其位于最外侧的动力电池31的散热板32外。具体地，该加热板33为板状，材质为硬性导热材料，加热板33内设置有加热电阻丝，加热板33与对应的散热板32的平面322相互贴合。该散热板32的平面322与加热板33平面相互接触。当动力电池31处于低温状态时，例如处于零下的温度环境中时，动力电池31的放电性能比较差，不能达到放电的要求。此时可以开启加热板33对动力电池31进行加热。而由于加热板33与散热板32接触，散热板32又与动力电池31接触，且散热板32具有很好的导热性能，因此加热板33上的温度也会很快被传递至动力电池31处，使位于电池模组100内部的动力电池31能够被快速加热，并且温度均匀。当动力电池31温度被加热到一定程度，例如到达5度左右时，在此温度时，动力电池31能够正常放电，就可以保证车辆的正常行驶，此时可以关闭加热板33，停止对动力电池31进行加热。当然，在此过程中，在动力电池31处必然存在温度传感器以及控制器(图中未示出)，温度传感器用于检测加热板33和动力电池31的温度，而控制器则根据温度传感器检测到的温度值控制加热板33的开启或者关闭。

作为本实用新型一个具体地实施例，本实施例中端板10、铜排20、安装骨架41及散热板32均设置有平行动力电池31轴向贯通的第一安装孔50，紧固件穿过第一安装孔50将电池模组100在轴向连接。如图2中所示，端板10、铜排20上直接设置第一安装孔50，而安装骨架41上设置有圆形凸台415，圆形凸台415中间设置有第一安装孔50。紧固件为螺栓，螺栓穿过第一安装孔50将这些端板10、铜排20、安装骨架41及散热板32上下全部固定连接。具体地，加热板33与散热板32均设置有沿着垂直与动力电池31轴向方向贯通的第二安装孔60，紧固件穿过第二安装孔60将电池模组100在垂直轴向方向连接。

本实用新型的电池模组100组装方便，模组体积小，有利于电池模组100在车辆内部空间的布排，提高电池模组100的能量密度和生产效率。本电池模组100的结构合理、使用稳定且安全性能高，是一种广泛用于电动卡车领域的散热安全圆柱形电池模组100。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。