电池模组端板、电池模组及电池包的制作方法

1.本实用新型电池技术领域，尤其涉及一种电池模组端板、电池模组及电池包。


背景技术：

2.常规电池模组端板采用刚性板，端板配合拉板一起组成模组的框架来约束住电芯。在电池包方案中，对模组端板的强度要求不高，通常采用托盘来约束电芯。当常规模组放入托盘，其刚性端板总会和托盘边框间存在装配间隙，也就是说当电芯膨胀后，模组长度变长，端板才能接触到托盘边框，这时托盘边框才能对电芯产生约束力。如果模组长度变的过长，模组结构件将发生较大的扭曲变形从而导致模组结构失效的情况。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种电池模组端板、电池模组及电池包，能够消除装配间隙，约束电芯的膨胀，减小电池模组结构件的形变。
4.第一方面，本实用新型实施例提供了一种电池模组端板，包括两个相对设置的挡板、及中框，所述中框为可形变材质制成，所述中框呈环形且固定连接在两个所述挡板之间，所述中框及两个所述挡板围合形成可膨胀腔体，以使两个所述挡板能够相互远离移动。
5.其中，所述中框上设置有通孔，所述通孔连通至所述可膨胀腔体。
6.其中，所述电池模组端板还包括密封件，所述密封件连接于所述通孔，用于将所述通孔封闭。
7.其中，所述通孔为两个以上。
8.其中，所述中框连接于所述挡板的四周边缘。
9.其中，所述中框与所述挡板为一体成型。
10.其中，在垂直于所述挡板的方向上，所述中框的截面为弧形、或波浪形、或折线形。
11.第二方面，本实用新型提供了一种电池模组，包括两个前述的电池模组端板、及电芯，所述电池模组端板设置在所述电芯的端部。
12.第三方面，本实用新型提供了一种电池包，包括前述的托盘及电池模组，所述托盘包括底板及边框，所述边框固定于所述底板的边沿，所述电池模组设置在所述底板上，所述电池模组的电池模组端板位于所述边框与所述电池模组的电芯之间。
13.其中，所述电池模组端板的中框上设置有用于向可膨胀腔体内注入流体的注入孔、及排气孔，所述电池模组端板的可膨胀腔体内填充有流体或流体固化物。
14.其中，所述流体为气体、液体、及固体颗粒中的一种，所述注入孔及所述排气孔上均设置有密封件，所述流体与所述电池模组端板的外侧相隔离；或者，
15.所述流体为可固化流体，所述流体与所述电池模组端板的外侧经所述注入孔及所述排气孔相连通。
16.本实用新型实施例提供的电池模组端板、电池模组及电池包，由于中框为可形变材料制成，中框的形状变化可以使得内部的可膨胀腔体能够发生膨胀，从而使得两个挡板
能够相互远离移动；在电池模组端板形变前，将电池模组装入到托盘中，此时电池模组端板与边框之间存在装配间隙，当可膨胀腔体的发生膨胀使得两个挡板相互远离移动时，位于远离电芯一侧的挡板移动后抵接于边框，能够消除电池模组与边框之间的装配间隙，从而让边框来对电芯的膨胀提供拘束力，减小电池模组结构件的形变，进而提高电池模组的可靠性和安全性。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本实用新型优选实施例提供的电池包的结构示意图；
19.图2是图1中电池包的分解示意图；
20.图3是图2中的电池模组端板的结构示意图；
21.图4是图3中电池模组端板的a
‑
a剖视图；
22.图5是本实用新型另一实施方式提供的电池模组端板的剖视图；
23.图6是本实用新型再一实施方式提供的电池模组端板的剖视图；
24.图7是本实用新型又一实施方式提供的电池模组端板的剖视图。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
26.为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
27.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
28.请参见图1及图2，本实用新型实施例提供的一种电池包，包括托盘100及电池模组200。托盘100包括底板101及边框，边框固定于底板101的边沿，边框包括两个子框102，电池模组200设置在托盘100的底板101上，利用两个子框102可以在两端为电池模组200的膨胀提供约束力。此处，在其他实施方式中，边框也可以包括四个子框，四个边框围合成框形，电池模组200设置在框形之中。
29.电池模组200包括电芯21及电池模组端板22，电池模组端板22设置在电芯21的端部。电池模组端板22位于边框的子框102与电芯21之间。本实施例中，电池模组端板22为两个，两个电池模组端板22分别设置在电芯21的两端，且分别位于两个子框102与电芯21之间。本实施例中，电池模组200还包括两个拉板23，两个拉板23相对设置，两个电池模组端板22相对设置，两个拉板 23与两个电池模组端板22连接成框形，电芯21设置在框形内。利用
两个拉板 23，可以在上下两个方向上对电芯21的膨胀提供约束力，且利于两个拉板23、两个电池模组端板22及电芯21形成一个整体的模组，方便整体装配至托盘100 中。
30.如图3及图4所示，电池模组端板22包括两个相对设置的挡板221、及中框222。中框222为可形变材质制成，中框222呈环形且固定在两个挡板221之间，中框222及两个挡板221三者围合形成可膨胀腔体220，以使两个挡板221 能够相互靠近及远离移动。由于中框222为可形变材料制成，中框222的形状变化可以使得内部的可膨胀腔体220能够发生膨胀，同时使得两个挡板221能够相互远离移动。在电池模组端板22形变前，将电池模组200装入到托盘100 中，此时电池模组端板22与托盘100的边框102之间存在装配间隙。当可膨胀腔体220的发生膨胀使得两个挡板221相互远离移动时，位于远离电芯21一侧的挡板221移动后抵接于边框102，能够消除电池模组200与边框102之间的装配间隙，从而让托盘100的边框102来对电芯21的膨胀提供拘束力，减小电池模组200结构件的形变，进而提高电池模组200的可靠性和安全性。
31.在本实施例中，中框222上设置有通孔223，通孔223连通至可膨胀腔体 220。在电池模组端板22形变前，将两个电池模组端板22、两个拉板23、及电芯21装配形成电池模组200，将电池模组200装入到托盘100中。利用通孔223，可以向可膨胀腔体220内注入流体，通过注入的流体可以使得可膨胀腔体220 的体积变大，使得两个挡板221相互远离移动，从而使得挡板221抵靠于边框 102，进而能够消除电池模组端板22与边框102之间的装配间隙。流体注入量可以按压力值截止，压力值的设定最低需要能填充掉电池模组200和托盘100 的装配间隙。在具体实施过程中，可以根据装配间隙的大小来确定两个挡板221 需要相互远离移动的距离，再确定可膨胀腔体需要的形变量，该形变量与中框的可形变材料的选择相关，越易发生形变的材料所需压力越小。此处，也可以不根据压力值截止流体注入量，而直接目测电池模组端板22与边框102之间的装配间隙变化，当电池模组端板22形变使得装配间隙填充完全后即停止注入流体。
32.流体可以为气体、液体、及固体颗粒中的一种或两种以上混合物。其中液体可以为具有冷却效果的液体，从而可以用来为电芯21进行降温。流体还可以为可固化的流体，且固化后具有一定强度的物质，例如可固化胶水、灌封胶等，注入可膨胀腔体220内后形成流体固化物，这样电池模组端板22在传递电芯21 膨胀力时，自身形变较小，这样电池模组200长度上的形变也会进一步更小，进一步减小模组结构件的形变受力，避免模组结构件因变形量过大而失效。
33.可膨胀腔体220内填充有流体或者流体固化物，可以使得可膨胀腔体220 保持膨胀状态，从而使得两个挡板221保持相互远离的状态，进而使得托盘100 的边框102能够有效为电池模组200提供约束力。
34.电池模组端板22还包括密封件(图中未示出)，密封件连接于通孔223，用于将通孔223封闭。在向可膨胀腔体220内注入流体后，将通孔223密封，以避免流体流出，利于可膨胀腔体220保持膨胀状态。当注入物为可固化流体时，可固化流体注入固化后形成流体固化物，不会再进行流动，此时也可以不必设置密封件。密封件可以为胶塞、盖子等。
35.通孔223可以为两个以上，可以将其中一个通孔作为注入孔，其他通孔作为排气孔。中框上设置有用于向可膨胀腔体内注入流体的注入孔、及排气孔，通过注入孔向可膨胀腔体内注入流体时，可膨胀腔体内的空气可以通过排气孔排出，以利于向可膨胀腔体220内
注入流体。通孔223可以为圆形、方形或其他形状。通孔223的孔壁处向可膨胀腔体220外延伸形成连通管224，利用连通管224可以方便对接流体注入装置及密封件。当流体为气体、液体、及固体颗粒中的一种或两种以上混合物时，注入孔及排气孔上均设置有密封件，利用密封件可以使得流体与电池模组端板的外侧相隔离，从而避免流体从可膨胀腔体中流出，同时可以保证可膨胀腔体内保持一定压力值，不会自行缩小。当流体为可固化流体时，流体与电池模组端板的外侧经注入孔及排气孔相连通，可固化流体注入固化后形成流体固化物，不会再进行流动，且固化后能够保持一定形状使得可膨胀腔体保持膨胀状态，因而可以不必设置密封件将注入孔及排气孔密封。
36.中框222连接于挡板221的四周边缘，以充分利用挡板221的表面积使得可膨胀腔体220的体积最大化，同时方便中框222与挡板221之间的固定连接，中框222与两个挡板221可以连接形成空心壳体结构。此处，在其他实施方式中，中框222也可以连接至挡板221的其他位置。
37.中框222与挡板221为一体成型，以便于加工制备。中框222与挡板221 可以采用相同材质一体成型，中框222与挡板221可以是塑料、橡胶、硅胶等非金属材料也可以是金属材料。中框222与挡板221也可以采用不同材质，例如挡板221采用金属等刚性材质，而中框222采用塑胶、硅胶、橡胶等可形变的非金属材质，中框222可以通过注塑等方式包覆于挡板221的四周边缘，从而实现中框222与挡板221之间的连接。
38.在垂直于挡板221的方向上，中框222的截面为波浪形，以利于中框222 的形变使得可膨胀腔体220进行膨胀，进而两个挡板221相互远离移动。此处，在其他实施方式中，如图5所示，中框222的截面可以为折线形；如图6及图7 所示，中框222的截面还可以为弧形，等等。将中框222的截面形状设置为弧形、或波浪形、或折线形，可以使得中框222易于发生形变，从而使得注入流体时易于使得可膨胀腔体进行膨胀。
39.在上述实施方式中，通过在中框222上设置通孔223，向可膨胀腔体220内注入流体的方式使得可膨胀腔体220膨胀，进而使得两个挡板221相互远离移动，此处，在其他实施方式中，如图6所示，中框222的截面可以为向外凸出的弧形，此时，可以不设置通孔223及注入流体，可以利用电池模组200自身的重力下压，使得弧形的中框222形变，两个挡板221相互远离移动，进而消除电池模组端板22与边框102之间的装配间隙。
40.在上述实施方式中，通过两个电池模组端板22、两个拉板23围成框形将电芯21围合形成电池模组200，在其他实施方式中，也可以不设置拉板23，将两个电池模组端板22固定在电芯21的两端形成电池模组200；或者，拉板23也可以仅设置一个，拉板23的两端与两个电池模组端板22连接、或者与两个边框102连接，拉板23与底板101相对设置，电芯21位于拉板23与底板101之间。
41.在上述实施方式中，电池模组端板22为两个，在其他实施方式中，电池模组端板也可以为一个，设置在电芯的一端，当电池模组端板的可膨胀腔体膨胀时，电池模组端板与一子框之间的装配间隙消除，同时电池模组端板可以推动电芯朝向另一子框移动，消除电芯与另一子框之间的装配间隙。当子框为四个时，电池模组端板也可以为四个，分别设置在电芯的四周，并与四个子框相对应，以消除与四个子框之间的间隙。
42.本实用新型提供的电池模组端板22、电池模组200及电池包，当电池模组 200放入托盘100时，电池模组端板22和托盘100的边框102存在一定的装配间隙，电池模组端板22可
以通过注入流体填充的方式形变膨胀，从而填充电池模组端板22与托盘100的边框102之间的间隙。当电芯21膨胀时，电池模组端板22可以直接将膨胀力传递到边框102，从而边框102可以提供拘束力来限制电池模组200膨胀，减小模组以及内部结构件的形变。此外流体可以是固化后具有一定强度的物质，比如灌封胶等材料，电池模组端板22在传递电芯21 膨胀力时，自身形变较小，这样电池模组200长度上的形变也会进一步更小，进一步减小模组结构件的形变受力，避免模组结构件因变形量过大而失效。
43.以上是本实用新型的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。