电池模组及其电芯安装座的制作方法

本实用新型具体涉及一种电池模组及其电芯安装座。

背景技术：

随着新能源车辆的大量推广使用，动力电池的使用也越来越多。动力电池在使用时因为其内部的化学反应会导致自身材料膨胀引起体积增加，而且动力电池在成组时，电池的体积的增加会在相邻两个电池之间以及电池与电池框架之间产生作用力，随着电池循环的增加以及电池体积的不断变大，作用力也会持续增加，因此，现有的动力电池多配套设有冷却装置。

例如，申请公布号为CN108550753A的中国发明专利就公开了一种液冷电池模组及新能源汽车，这种电池模组包括电芯固定板，电芯固定板上安装有多排单体电芯，多排单体电芯之间绕设有液冷扁管以对其包绕的电芯进行散热，电芯固定板的两相对侧边缘设有两挡板对电芯进行限位。然而，由于电池受热膨胀是不可逆的，这种电池模组在使用时，一旦因为液冷系统短时故障或短时冷却不到位，出现短暂的冷却空白期，虽然不会造成电池因温度过高损坏或爆炸等严重的问题，但是依然会导致电芯升温膨胀，对电芯固定板以及挡板造成较大挤压力，长时间使用导致电芯固定板和挡板变形、损坏。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种电芯安装座，用以解决现有技术的电池模组无法有效限制电芯膨胀变形的问题；还在于提供一种使用该电芯安装座的电池模组，用以解决现有技术的电池模组无法有效限制电芯膨胀变形的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供的电芯安装座的技术方案如下：

一种电芯安装座，包括约束框架，约束框架内具有供由多个截面为正三角形、正方形或正六边形形状的电芯并排放置而形成的电芯单元插装的容纳腔，约束框架具有用于与电芯单元的周侧外表面适配贴合以防止电芯单元向外膨胀的约束内壁面，约束内壁面上用于与单个电芯的外周适配部分的形状为截面为正三角形、正方形或正六边形柱体的一部分。

有益效果为：容纳腔内的电芯单元并排放置，在实际工作时，单个电芯因受热膨胀产生的向外膨胀力，会与相邻的电芯的方向膨胀力相互抵消，再通过约束框架所具有的与电芯单元的周侧外表面适配贴合的约束内壁面从电芯单元外围对容纳腔内的电芯单元进行约束；将电芯制成截面为正三角形、正方形或正六边形形状，可以结合电芯的形状特点，即可通过将电芯的侧壁互相贴合而将电芯紧密排布，使容纳腔内的电芯排列更为紧密。

进一步地，限定所述容纳腔由两个以上安装孔位形成，每一个安装孔位供一个以上电芯插装。

有益效果为：在一个安装孔位供一个电芯插装时，安装孔位能够起到对电芯的一定的约束作用，另外相邻电芯共用一个安装孔位的侧壁，这样相互之间因为膨胀产生的作用力更容易被抵消，更好的限制电芯发生膨胀变形；在一个安装孔位供两个或更多个电芯插装时，安装孔位内的电芯通过互相接触的侧壁就能抵消掉一部分作用力，再通过安装孔位的侧壁能够实现对安装孔位内的所有电芯的约束作用。

进一步地，限定所述安装孔位为供单个电芯独立插装的独立孔位。

有益效果为：在一个安装孔位供一个电芯插装时，安装孔位能够起到对电芯的一定的约束作用，另外相邻电芯共用一个安装孔位的侧壁，这样相互之间因为膨胀产生的作用力更容易被抵消，更好的限制电芯发生膨胀变形。

进一步地，限定所述安装孔位为截面为正六边形的柱体孔位。

有益效果为：正六边形安装孔位的边角为钝角，膨胀时安装孔位的膨胀力差异较小，使电芯安装座更稳固。

进一步地，限定所述安装孔位中设有用于与对应的电芯挡止配合以防止电芯沿插装方向脱出的挡止结构。

有益效果为：在安装孔位中设有挡止结构，通过挡止结构与电芯挡止配合，防止电芯沿插装方向脱出。

进一步地，限定所述安装孔位为盲孔结构，所述挡止结构由盲孔结构的底壁形成，所述安装孔位具有用于将电芯产生的热量引导出去的导热孔壁。

有益效果为：安装孔位采用盲孔结构，结构简单，方便技术人员成型加工，而且盲孔结构能够实现电芯的安装与固定；安装孔位具有导热孔壁，在使用过程中，导热孔壁直接与电芯接触，将电芯产生的热量直接导出，提升电芯安装座的导热效率。

具体地，导热孔壁可以有两种形式，第一种导热孔壁由导热垫、结构胶或相变材料构成，第二种导热孔壁内部设置有导热流道，通过导热流道散热。第一种相比于第二种制造方便，第二种相比于第一种结构性较好，不易变形。

进一步地，限定所述约束框架的周侧一部分边缘处具有用于与适配的约束框架的对应部分拼接而使拼接处围成容纳腔的拼接口。

有益效果为：在约束框架周侧设置拼接口，方便约束框架根据实际安装要求进行拼接，在安装孔位不足时，可以对电芯安装座进行补充；也可以实现电芯安装座的模块化，将原来整体式的电芯安装座分隔为相互拼接的模块，提高电芯安装座的装载效率。

本实用新型提供的电池模组的技术方案如下：

电池模组，包括电芯安装座，还包括由多个截面为正三角形、正方形或正六边形形状的电芯并排放置在电芯安装座上形成的电芯单元，电芯安装座包括约束框架，约束框架内具有供由多个截面为正三角形、正方形或正六边形形状的电芯并排放置而形成的电芯单元插装的容纳腔，约束框架具有用于与电芯单元的周侧外表面适配贴合以防止电芯单元向外膨胀的约束内壁面，约束内壁面上用于与单个电芯的外周适配部分的形状为截面为正三角形、正方形或正六边形柱体的一部分。

有益效果为：容纳腔内的电芯单元并排放置，在实际工作时，单个电芯因受热膨胀产生的向外膨胀力，会与相邻的电芯的方向膨胀力相互抵消，再通过约束框架所具有的与电芯单元的周侧外表面适配贴合的约束内壁面从电芯单元外围对容纳腔内的电芯单元进行约束；将电芯制成截面为正三角形、正方形或正六边形形状，可以结合电芯的形状特点，即可通过将电芯的侧壁互相贴合而将电芯紧密排布，使容纳腔内的电芯排列更为紧密。

进一步地，限定所述容纳腔由两个以上安装孔位形成，每一个安装孔位供一个以上电芯插装。

有益效果为： 在一个安装孔位供一个电芯插装时，安装孔位能够起到对电芯的一定的约束作用，另外相邻电芯共用一个安装孔位的侧壁，这样相互之间因为膨胀产生的作用力更容易被抵消，更好的限制电芯发生膨胀变形；在一个安装孔位供两个或更多个电芯插装时，安装孔位内的电芯通过互相接触的侧壁就能抵消掉一部分作用力，再通过安装孔位的侧壁能够实现对安装孔位内的所有电芯的约束作用。

进一步地，限定所述安装孔位为供单个电芯独立插装的独立孔位。

有益效果为：在一个安装孔位供一个电芯插装时，安装孔位能够起到对电芯的一定的约束作用，另外相邻电芯共用一个安装孔位的侧壁，这样相互之间因为膨胀产生的作用力更容易被抵消，更好的限制电芯发生膨胀变形。

进一步地，限定所述安装孔位为截面为正六边形的柱体孔位。

有益效果为：正六边形安装孔位的边角为钝角，安装孔位的膨胀力差异较小，使电芯安装座更稳固。

进一步地，限定所述安装孔位中设有用于与对应的电芯挡止配合以防止电芯沿插装方向脱出的挡止结构。

有益效果为：在安装孔位中设有挡止结构，通过挡止结构与电芯挡止配合，防止电芯沿插装方向脱出。

进一步地，限定所述安装孔位为盲孔结构，所述挡止结构由盲孔结构的底壁形成，所述安装孔位具有用于将电芯产生的热量引导出去的导热孔壁。

有益效果为：安装孔位采用盲孔结构，结构简单，方便技术人员成型加工，而且盲孔结构能够实现电芯的安装与固定；安装孔位具有导热孔壁，在使用过程中，导热孔壁直接与电芯接触，将电芯产生的热量直接导出，提升电芯安装座的导热效率。

具体地，导热孔壁可以有两种形式，第一种导热孔壁由导热垫、结构胶或相变材料构成，第二种导热孔壁内部设置有导热流道，通过导热流道散热。第一种相比于第二种制造方便，第二种相比于第一种结构性较好，不易变形。

进一步地，限定所述约束框架的周侧一部分边缘处具有用于与适配的约束框架的对应部分拼接而使拼接处围成容纳腔的拼接口。

有益效果为：在约束框架周侧设置拼接口，方便约束框架根据实际安装要求进行拼接，在安装孔位不足时，可以对电芯安装座进行补充；也可以实现电芯安装座的模块化，将原来整体式的电芯安装座分隔为相互拼接的模块，提高电芯安装座的装载效率。

附图说明

图1为本实用新型的电池模组的的实施例的电芯安装座的结构示意图；

图2为本实用新型的电池模组的实施例的电芯安装座插装有部分电芯且与盖板配合的安装示意图；

图3为本实用新型的电池模组的实施例的电芯安装座的单个安装孔放置有柔性限位条的示意图；

图4为本实用新型的电池模组的实施例的电芯安装座的单个安装孔固定有电芯的半剖视图；

图中，1-围板；2-底板；3-安装孔；4-电芯；5-限位孔；6-盖板；7-柔性限位条。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。

本实用新型的电芯安装座的实施例，如图1~图2所示，包括围挡电芯4的约束框架，在约束框架内具有供电芯4并排放置的容纳腔。

具体的，电芯安装座包括正六边形底板2，在底板2上的边沿围挡有高强度的围板1，围板1围设在底板2的边沿处，与底板2围成一个横截面为正六边形的且上端开口用于电芯4插装的容纳腔，容纳腔与电芯4插装配合。围板1于容纳腔内一侧具有约束内壁面，约束内壁面用于与电芯单元的周侧外表面适配贴合，约束内壁面具有与单个电芯4的外周侧壁适配部分的一部分，具体为横截面为正六边形的柱体的一部分；底板2与围板1共同构成约束框架，至于底板2与围板1之间的关系，二者可以采用粘接或焊接等连接形式实现固定，具体的形式不做限定。

容纳腔内具有多个供单个电芯4向下插装的安装孔3，容纳腔内的安装孔3形成用于插装电芯4的安装孔位，安装孔3与电芯4适配，电芯4为正六边形的柱体结构，安装孔3的横截面呈正六边形，在插装电芯4时，单个安装孔3的外周面的各个侧壁对应贴合一个电芯4，横截面为正六边形的安装孔3在容纳腔内呈蜂窝状密集排列，相邻安装孔位共用一个安装孔3的侧壁；安装孔3为盲孔结构，每个盲孔的底壁由电芯4安装座的底板2组成，即底板2为与插装在安装孔3中的电芯4挡止配合以防止电芯4向下脱出的挡止结构。

在插装电芯4时，如图3和图4所示，在每个安装孔3的底壁上设置有可压缩的柔性限位条7，用于控制底部结构胶厚度，安装孔3内部灌一定量的结构胶，将电芯4插装进安装孔3，胶从安装孔3的四周侧壁溢出，将电芯4侧壁填满，完成电芯4的固定。

在安装孔3的上方罩设有用于防护电芯4的盖板6，盖板6内设有与电芯4适配的横截面呈正六边形的限位孔5，限位孔5为通孔，限位孔5在盖板6上的排布形式与座体上的安装孔3的排布形式相同，即每个限位孔5对应容纳腔内的一个安装孔3，在安装盖板6时，限位孔5的内壁与电芯4接触位置采用结构胶粘合。

本实用新型的电芯安装座的实施例的工作原理为：将电芯4制成正六边形结构，把电芯4插装在正六边形的安装孔3中，插装在容纳腔内的所有电芯4组成电芯单元，这样能够实现除靠近围板1一侧的电芯4外其余电芯4的外周面的各个侧壁均具有与之对应的另一个电芯4，同时电芯4的外周面侧壁与安装孔3的侧壁适配贴合；在实际工作时，单个安装孔3能够起到对插装在安装孔3的电芯4起到初步的限制膨胀的作用，而且单个电芯4的向外膨胀力作用在其安装孔3的侧壁上，会与相邻安装孔3中电芯4的方向膨胀力相互抵消，即约束框架又在进一步围挡电芯4，围板1朝向容纳腔内的侧面即为防止电芯单元向外膨胀的约束内壁面，约束内壁面保证了整体电芯单元的外周面的向外膨胀约束，实现整个电芯安装座对电芯4的膨胀约束。

同时，在满足约束功能的前提下，为了实现对电芯的散热，安装孔3的侧壁由相变材料构成，在做底板2上同样铺设一层相变材料，使底板2也能够起到对电芯4散热的作用，即安装孔的侧壁和底板2共同构成容纳腔的导热孔壁。

需要说明的是，在本实施例中，约束框架的相邻两侧面的边缘处具有拼接口，拼接口用于与相同的电芯安装座拼合，使拼合处的槽口形成一个完整的安装孔位。此时，在各个拼接口均与对应的适配约束框架拼接后使对应的至少两个约束框架整体构成对所有电芯单元的外部约束。

在本实施例中，安装孔位中只插装有单个电芯，在其他实施例中，可以在一个安装孔中插装多个电芯，安装孔中的相邻电芯具有互相贴合的侧壁，其余侧壁与安装孔的侧壁适配贴合，但安装孔中不宜插装过多电芯，插装过多电芯会使得电芯与电芯贴合的面更多，影响电芯散热。

在本实施例中，容纳腔内设置有不止一个安装孔位，在其他实施例中，可以在容纳腔内仅设置一个安装孔位，可以将电芯单元整体插装在一个安装孔中。

在本实施例中，安装孔位横截面为正六边形，在其他实施例中，可以在容纳腔内设置横截面为正方形或者正三角形的安装孔位。

在本实施例中，安装孔的侧壁由相变材料构成，在其他实施例中，安装孔的侧壁可以由结构胶或者导热垫构成。

在本实施例中，在电芯安装座的底部设置有挡止结构，在其他实施例中，可以不设置挡止结构，将安装孔设置为通孔，在通孔的底部外加一个挡板，挡板可以与安装孔的侧壁螺栓连接固定，挡板可以横跨安装孔的底部；也可以外加两个挡板，两块挡板沿安装孔的径向对称设置，通过沿安装孔径向伸入安装孔内的挡板来承载电芯。

在本实施例中，将底板作为挡止结构，在其他实施例中，可以在安装孔内壁设置环形台阶，通过台阶上表面作为支撑面来实现对电芯的挡止；或者在安装孔内壁对称间隔设置两个台阶也能实现，只要具有承载电芯的支撑面即可。

在本实施例中，电芯安装座通过导热孔壁散热，在其他实施例中，可以通过在安装孔的侧壁内向下贯穿的通孔实现风冷散热。

在本实施例中，设置两个拼接口，在其他实施例中，可以设置一个或者两个以上的拼接口。

在本实施例中，约束框架由底板和围板构成，在其他实施例中，可以将围板和底板通过一体铸造的方式成型。

本实用新型的电池模组的实施例是：电池模组包括电芯安装座，电芯安装座的具体结构与上述电芯安装座的实施例中的的结构相同，在此不再一一赘述。