电池模块、电池模块组件及其生产方法以及装置与流程

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池模块、电池模块组件及其生产方法以及装置。

背景技术：

随着科学技术的发展，二次电池应用的领域越来越广泛。二次电池所需的容量变得越来越大。随着二次电池容量增加，用于有效冷却二次电池中产生的热量的技术也在快速发展。

电池模块组件包括电池模块和冷却部件。通常在电池模块和冷却部件之间填充导热胶来降低热阻，提高导热效率。现有技术中，在冷却部件上直接铺好导热浆料，然后再将电池模块直接放置在导热浆料上。然而，通过该方式制造而成的电池模块组件，电池模块的散热性能较差，影响电池模块的正常使用。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种电池模块、电池模块组件及其生产方法以及装置。电池模块设置注入通道，通过注入通道向电池模块和冷却部件之间的容纳腔注入的导热浆料能够填满容纳腔，从而能够提高电池模块的散热效率。

一方面，本申请实施例提供一种电池模块，其包括电池单元和容纳电池单元的壳体。电池单元具有顶面、底面以及连接顶面和底面的侧面。壳体包括限位框以及设置于限位框上的注入通道。限位框围绕电池单元的侧面设置。电池模块的底部被配置为与冷却部件形成容纳腔。注入通道被配置为与容纳腔相连通，以实现从注入通道向容纳腔内注入导热浆料。

本申请实施例的电池模块，在围绕电池单元的限位框上设置注入通道。在电池模块应用于电池模块组件时，电池模块可以与冷却部件预先组装并且电池模块的底部与冷却部件之间形成容纳腔。然后通过限位框上的注入通道向容纳腔内注入导热浆料。由于导热浆料通过注入通道注射进入容纳腔，因此导热浆料在注射压力的作用下，可以有效填充容纳腔的各个区域，从而一方面，保证电池模块的底部表面以及冷却部件的表面能够与导热浆料保持接触状态，降低电池模块与导热浆料之间或者冷却部件与导热浆料之间存在间隙的可能性，有利于提高电池模块的散热效果和散热效率。

根据本申请的一个实施例，注入通道沿电池单元的高度方向贯穿限位框。

注料装置可以方便地移动至电池模块的上方并沿高度方向对准注入通道，有利于降低注料装置与注入通道对准难度。

根据本申请的一个实施例，限位框包括端板组件，端板组件设置于电池单元的端部，注入通道设置于端板组件。

注入通道设置在端板组件上可以与相应的结构特征一同加工制造，加工工艺简单，同时将注入通道设置在相应的结构特征上也不需要额外占用空间，有利于提高电池模块的能量密度。另外，由于注入通道设置于端板组件，因此可以减小侧板组件的厚度，有利于提高电池模块的能量密度。在电池组中，两个以上的电池模块并排设置。相邻两个电池模块中各自的侧板组件相邻设置，而端板组件沿宽度方向并排设置，从而各个端板组件上的注入通道之间间距较大。这样，将注入通道设置于端板组件时，方便注料装置分别同时对多个电池模块注射导热浆料，而相邻两个注料装置不会发生位置干涉，提高注料便利性和效率。

根据本申请的一个实施例，端板组件包括端板和绝缘板，至少部分绝缘板设置于端板和电池单元之间，注入通道贯穿端板和绝缘板。

根据本申请的一个实施例，端板组件还包括连接管件，连接管件的两个端部分别连接于端板和绝缘板，注入通道贯穿端板、连接管件以及绝缘板。

端板通过连接管件和绝缘板转接时，连接管件可以补偿端板上的通孔以及绝缘板上的通孔位置误差，从而可以降低端板和绝缘板上制造通孔的位置精度要求。

根据本申请的一个实施例，端板具有本体部和第一转接部，第一转接部设置于本体部远离电池单元的一侧，连接管件可拆卸连接于第一转接部。

根据本申请的一个实施例，绝缘板包括第二转接部，第二转接部设置于绝缘板远离电池单元的一侧，连接管件的一端连接于第二转接部，注入通道贯穿端板、连接管件以及第二转接部。

根据本申请的一个实施例，第二转接部具有收容部，连接管件的一端收容于收容部内。

一方面，连接管件的一端不易与相邻的结构件产生位置干涉，降低连接管件被相邻的结构件堵塞而导致导热浆料流动不畅的可能性，另一方面，绝缘板可以限制连接管件沿自身径向发生移动，以降低连接管件与绝缘板频繁摩擦而发生松动的可能性。

根据本申请的一个实施例，壳体还包括排出通道，排出通道被配置为与容纳腔相连通，用于将注入到容纳腔的导热浆料排出。

根据本申请的一个实施例，绝缘板包括凸部，凸部设置于绝缘板远离电池单元的一侧，壳体包括排出通道，排出通道沿电池单元的高度方向贯通凸部，排出通道被配置为与容纳腔连通。

导热浆料注入过程中，随着导热浆料不断注入，残留在容纳腔内的空气可以通过排出通道排出，从而使导热浆料能够充分填满容纳腔，降低注入的导热浆料内形成气泡残留而影响导热效率的可能性。另外，排出通道可以作为观察部位。操作人员可以通过排出通道是否有导热浆料溢出来判断容纳腔内是否填满导热浆料。在容纳腔内注满导热浆料后，导热浆料可以从排出通道溢出，此时停止注射动作，降低因过量使用导热浆料而导致不必要的浪费。

根据本申请的一个实施例，电池模块还包括阻挡件，阻挡件设置于壳体，壳体以及阻挡件被配置为与冷却部件形成容纳腔。

阻挡件可以阻挡导热浆料，降低注射到容纳腔后的导热浆料从容纳腔溢出到外部的可能性，提高导热浆料的利用率，降低因过量使用导热浆料而导致不必要的浪费。

根据本申请的一个实施例，阻挡件为环形柔性结构。

壳体和冷却部件可以共同对阻挡件施加挤压应力，从而有利于进一步提高阻挡件和壳体以及阻挡件和冷却部件之间的密封性。

根据本申请的一个实施例，限位框设置有凸台，阻挡件位于凸台的内侧，凸台用于限制阻挡件的位置。

凸台可以从阻挡件的外侧对阻挡件形成约束限位，降低阻挡件自身受到挤压应力向外扩张并发生位置偏移的可能性。

另一方面，本申请实施例提供一种电池模块组件，其包括冷却部件和连接于冷却部件的如上述的电池模块。电池模块的底部与冷却部件之间具有容纳腔。注入通道与容纳腔相连通。注入通道用于向容纳腔内注入导热浆料。导热浆料用于将电池模块的热量传导至冷却部件。

另一方面，本申请实施例提供一种电池模块组件的生产方法，其包括：

提供冷却部件；

提供电池模块，电池模块包括电池单元和壳体，壳体容纳电池单元，壳体包括限位框以及设置于限位框上的注入通道，限位框围绕电池单元设置；

将电池模块连接于冷却部件，并在电池模块的底部和冷却部件之间形成容纳腔，注入通道与容纳腔相连通；

通过注入通道向容纳腔内注入导热浆料。

再一方面，本申请实施例提供一种使用电池模块作为电源的装置，其包括如上述的电池模块。

附图说明

下面将通过参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本申请一实施例公开的一种车辆的结构示意图；

图2是本申请一实施例公开的一种电池组的分解结构示意图；

图3是本申请一实施例公开的一种电池模块的结构示意图；

图4是本申请一实施例公开的一种电池模块的局部结构示意图；

图5是本申请一实施例公开的一种电池模块组件的局部剖视结构示意图；

图6是图5中a处放大图；

图7是本申请一实施例公开的一种电池模块的分解结构示意图；

图8是本申请一实施例公开的一种端板组件的分解结构示意图；

图9是本申请一实施例公开的一种端板组件的分解结构示意图；

图10是本申请一实施例公开的一种端板组件的仰视结构示意图。

在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。

标记说明：

1、车辆；

10、电池组；11、箱体；

20、电池模块；

30、电池单元；31、二次电池；32、汇流片；

40、壳体；

50、限位框；51、凸台；

60、端板组件；

61、端板；611、本体部；612、第一转接部；

62、绝缘板；621、第二转接部；621a、收容部；622、凸部；

63、连接管件；

70、侧板组件；

80、底板；

90、顶板；

100、阻挡件；

200、注入通道；

300、排出通道；

400、冷却部件；

500、容纳腔；

x、高度方向；y、长度方向；z、宽度方向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为了更好地理解本申请，下面结合图1至图10对本申请实施例进行描述。

本申请实施例提供一种使用电池模块作为电源的装置。该装置可以但不仅限于为车辆、船舶或飞行器等。参见图1所示，本申请的一个实施例提供一种车辆1，其包括车辆主体和电池组10。电池组10设置于车辆主体。其中，车辆1可以是纯电动汽车，也可以是混合动力汽车或增程式汽车。车辆主体设置有与电池组10电连接的驱动电机。电池组10向驱动电机提供电能。驱动电机通过传动机构与车辆主体上的车轮连接，从而驱动汽车行进。可选地，电池组10可水平设置于车辆主体的底部。

参见图2所示，电池组10的设置方式有多种。在一些可选的实施例中，电池组10包括箱体11和设置于箱体11内的电池模块组件。电池模块组件的数量为一个或多个。一个或多个电池模块组件排列布置于箱体11内。箱体11的类型不受限制。箱体11可为框状箱体、盘状箱体或盒状箱体等。可选地，箱体11包括用于容纳电池模块组件的下箱体和与下箱体盖合的上箱体。上箱体和下箱体盖合后形成容纳电池模块组件的容纳部。

申请人在注意到电池模块的散热性较差的问题之后，对电池模块的各个结构进行研究分析。申请人发现电池模块与导热浆料之间或者冷却部件与导热浆料之间存在间隙而造成局部处于未接触状态，从而未接触区域的位置热阻相对较大，影响电池模块的散热以及一致性。进一步研究后，发现在冷却部件铺好导热浆料，然后再将电池模块放置在导热浆料上以将导热浆料压开的方式，由于电池模块的表面或冷却部件的表面平面度存在差异，使得两者表面存在高低起伏的区域，因此导热浆料在压开过程中会无法保证电池模块和导热浆料之间或者冷却部件和导热浆料之间充分接触，从而导致电池模块与导热浆料之间或者冷却部件与导热浆料之间存在间隙。

基于申请人发现的上述问题，申请人对电池模块的结构进行改进，下面对本申请实施例进行进一步描述。

参见图3至图6所示，电池模块组件包括电池模块20。其中，电池模块20包括电池单元30和壳体40。电池单元30容纳于壳体40。电池单元30包括多个二次电池30以及将不同的二次电池30串联或并联的汇流片32。多个二次电池30沿一方向并排设置。壳体40包括限位框50以及设置于限位框50上的注入通道200。限位框50将电池单元30围合在限位框50的内侧。电池单元30具有顶面、底面以及连接顶面和底面的侧面。限位框50围绕电池单元30的侧面设置。电池模块组件还包括冷却部件400。电池单元30的底面朝向冷却部件400设置。在电池模块20应用于电池模块组件时，电池模块20可以与冷却部件400预先组装并且电池模块20的底部与冷却部件400之间形成容纳腔500。设置于限位框50上的注入通道200与容纳腔500相连通。然后通过限位框50上的注入通道200向容纳腔500内注入导热浆料。由于导热浆料通过注入通道200注射进入容纳腔500，因此导热浆料在注射压力的作用下，可以有效填充容纳腔500的各个区域，从而一方面，保证电池模块20的底部表面以及冷却部件400的表面能够与导热浆料保持接触状态，降低电池模块20与导热浆料之间或者冷却部件400与导热浆料之间存在间隙的可能性，有利于提高电池模块20的散热效果和散热效率；另一方面，对电池模块20的底部表面的平整度和冷却部件400表面的平整度精度要求低，电池模块20的底部表面和冷却部件400表面可以存在高低起伏的情况，从而降低电池模块20的底部和冷却部件400的加工要求，降低加工难度和成本。

在一个实施例中，电池模块组件包括一个冷却部件400以及设置于冷却部件400上方的多个电池模块20。本实施例中，通过在电池模块20的限位框50上设置注入通道200的方式，可以单独对各个电池模块20和冷却部件400之间的容纳腔500注入导热浆料，从而不需要破坏冷却部件400和箱体11，保证冷却部件400和箱体11的结构完整性。如果不在限位框50上设置注入通道200，则在电池模块组件放入箱体11装配形成电池组后，需要在冷却部件400和箱体11上同时设置注入通道200以用于向电池模块20和冷却部件400之间的容纳腔500注入导热浆料。然而，在箱体11上设置注入通道200会影响电池组10的整体密封性。

参见图4所示，本申请实施例的电池单元30具有预定高度、长度和宽度。电池单元30的高度方向x与二次电池的排列方向相垂直。电池单元30的长度方向y与二次电池的排列方向相同。电池单元30的宽度方向z与高度方向x以及长度方向y相垂直。参见图3所示，注入通道200沿电池单元30的高度方向x贯穿限位框50。注料装置可以方便地移动至电池模块20的上方并沿高度方向x对准注入通道200，有利于降低注料装置与注入通道200对准难度。导热浆料注入注入通道200后，导热浆料在自身重力以及注射压力的共同作用下朝容纳腔500流动，有利于提高导热浆料的流动性，降低导热浆料在注入通道200内发生滞留的可能性，提高注射工作效率。

在一个实施例中，参见图4所示，限位框50包括端板组件60和侧板组件70。端板组件60和侧板组件70彼此相连接并且围绕电池单元30交替设置。电池单元30具有沿自身长度方向y相对的两个端部。端板组件60设置于电池单元30的端部。两个侧板组件70沿电池单元30的宽度方向z相对设置于电池单元30的两侧。

在一个实施例中，注入通道200设置于侧板组件70。沿高度方向x，注入通道200贯穿侧板组件70。

在一个实施例中，参见图3所示，注入通道200设置于端板组件60。端板组件60上通常会设置加强部等结构特征。注入通道200设置在端板组件60上可以与相应的结构特征一同加工制造，加工工艺简单，同时将注入通道200设置在相应的结构特征上也不需要额外占用空间，有利于提高电池模块20的能量密度。另外，由于注入通道200设置于端板组件60，因此可以减小侧板组件70的厚度，有利于提高电池模块20的能量密度。在电池组10中，两个以上的电池模块20并排设置。相邻两个电池模块20中各自的侧板组件70相邻设置，而端板组件60沿宽度方向z并排设置，从而各个端板组件60上的注入通道200之间间距较大。这样，将注入通道200设置于端板组件60时，方便注料装置分别同时对多个电池模块20注射导热浆料，而相邻两个注料装置不会发生位置干涉，提高注料便利性和效率。

在一个实施例中，一并参见图3、图7和图8所示，端板组件60包括端板61和绝缘板62。至少部分绝缘板62设置于端板61和电池单元30之间，用于将端板61和电池单元30隔离开。端板组件60的端板61用于与侧板组件70相连接。端板61的材料可以是铝、铝合金或钢。注入通道200贯穿端板61和绝缘板62。在一个示例中，绝缘板62的一部分设置于端板61和电池单元30之间，一部分位于端板61的下方并用于将端板61和冷却部件400隔离开。

在一个实施例中，一并参见图3、参见图7和图8所示，端板组件60还包括连接管件63。连接管件63的两个端部分别连接于端板61和绝缘板62。注入通道200贯穿端板61、连接管件63以及绝缘板62。连接管件63具有沿高度方向x相对的两个端部。连接管件63的一个端部连接于端板61，另一个端部连接于绝缘板62。由于端板61和绝缘板62为分开加工制造，因此需要在端板61上制造通孔以形成注入通道200的一部分，在绝缘板62上制造通孔以形成注入通道200的一部分。本实施例中，端板61通过连接管件63和绝缘板62转接时，连接管件63可以补偿端板61上的通孔以及绝缘板62上的通孔位置误差，从而可以降低端板61和绝缘板62上制造通孔的位置精度要求。

在一个实施例中，参见图7和图8所示，端板61具有本体部611和第一转接部612。第一转接部612设置于本体部611远离电池单元30的一侧。至少部分绝缘板62设置于本体部611和电池单元30之间。在第一转接部612上加工通孔以形成注入通道200的一部分。连接管件63可拆卸连接于第一转接部612。可选地，连接管件63的一端与第一转接部612螺纹连接或连接管件63的一端与第一转接部612上的通孔过盈配合。可选地，连接管件63的一端与第一转接部612密封连接，降低导热浆料从连接管件63的一端与第一转接部612的连接处溢出的可能性。在一个示例中，第一转接部612凸出本体部611设置并且呈沿高度方向x延伸的条形结构。第一转接部612上的通孔沿高度方向x延伸。这样，可以减小本体部611的厚度，有利于降低端板组件60的整体重量，提高二次电池的能量密度。

在一个实施例中，参见图8和图9所示，绝缘板62包括第二转接部621。第二转接部621设置于绝缘板62远离电池单元30的一侧。绝缘板62上超出本体部611的一部分形成第二转接部621。连接管件63的一端连接于第二转接部621。注入通道200贯穿端板61、连接管件63以及第二转接部621。可选地，连接管件63的一端与第二转接部621密封连接，降低导热浆料从连接管件63的一端与第二转接部621的连接处溢出的可能性。可选地，第一转接部612和第二转接部621沿高度方向x对应设置。第一转接部612上的通孔和第二转接部621上的通孔沿高度方向x对应设置。在一个示例中，第二转接部621具有收容部。连接管件63的一端收容于收容部内。这样，一方面，连接管件63的一端不易与相邻的结构件产生位置干涉，降低连接管件63被相邻的结构件堵塞而导致导热浆料流动不畅的可能性，另一方面，绝缘板62可以限制连接管件63沿自身径向发生移动，以降低连接管件63与绝缘板62频繁摩擦而发生松动的可能性。可选地，连接管件63收容于收容部内的一端与收容部的形状相匹配。连接管件63收容于收容部内的一端具有内多边形孔，方便使用工具插入内多边形孔中旋拧连接管件63。

在一个实施例中，一并参见图3和图7所示，壳体40还包括排出通道300。排出通道300被配置为与容纳腔500相连通，用于将注入到容纳腔500的导热浆料排出。导热浆料注入过程中，随着导热浆料不断注入，残留在容纳腔500内的空气可以通过排出通道300排出，从而使导热浆料能够充分填满容纳腔500，降低注入的导热浆料内形成气泡残留而影响导热效率的可能性。另外，排出通道300可以作为观察部位。操作人员可以通过排出通道300是否有导热浆料溢出来判断容纳腔500内是否填满导热浆料。在容纳腔500内注满导热浆料后，导热浆料可以从排出通道300溢出，此时停止注射动作，降低因过量使用导热浆料而导致不必要的浪费。在一个示例中，绝缘板62包括凸部622。凸部622设置于绝缘板62远离电池单元30的一侧。排出通道300沿电池单元30的高度方向x贯通凸部622。排出通道300的排出口位于凸部622的上表面并且高于容纳腔500，从而保证容纳腔500注满导热浆料后，导热浆料才会从排出通道300溢出。沿电池单元30的宽度方向z，第二转接部621和凸部622间隔设置，从而增大注入通道200和排出通道300的距离。这样，可以降低从注入通道200注入的导热浆料还未注满容纳腔500时就从排出通道300排出而导致操作人员误判的可能性。

在一个实施例中，参见图6和图10所示，电池模块20还包括阻挡件100。阻挡件100设置于壳体40。壳体40以及阻挡件100被配置为与冷却部件400形成容纳腔500。电池模块20与冷却组件组装后，在高度方向x上，阻挡件100位于壳体40和冷却部件400之间。在壳体40的底部四周设置一圈阻挡件100。阻挡件100可以阻挡导热浆料，降低注射到容纳腔500后的导热浆料从容纳腔500溢出到外部的可能性，提高导热浆料的利用率，降低因过量使用导热浆料而导致不必要的浪费。在一个示例中，阻挡件100为一体成型的环形结构。阻挡件100也是柔性结构，自身具有弹性变形能力。壳体40和冷却部件400可以共同对阻挡件100施加挤压应力，从而有利于进一步提高阻挡件100和壳体40以及阻挡件100和冷却部件400之间的密封性。可选地，阻挡件100的材料可以是橡胶或硅胶。

在一个实施例中，参见图6和图7所示，限位框50设置有凸台51。阻挡件100位于凸台51的内侧，而注入通道200的开口和排出通道300的开口位于阻挡件100的内侧。凸台51用于限制阻挡件100的位置。凸台51可以从阻挡件100的外侧对阻挡件100形成约束限位，降低阻挡件100自身受到挤压应力向外扩张并发生位置偏移的可能性。在一个示例中，绝缘板62远离端板61的表面设置凸台51。

在一个实施例中，参见图10所示，壳体40还包括底板80。电池单元30设置于底板80上并受到底板80支承。阻挡件100设置于底板80远离电池单元30的一侧。底板80、阻挡件100以及冷却部件400形成容纳腔500。底板80与限位框50连接固定。在另一个实施例中，参见图3所示，壳体40还包括顶板90。顶板90与限位框50连接固定，从而顶板90、底板80和限位框50将电池单元30围合起来。

参见图3和图6所示，本申请实施例提供一种电池模块组件，其包括冷却部件400和电池模块20。

沿高度方向x，冷却部件400设置于电池模块20的下方。冷却部件400用于冷却电池模块20。电池模块20的底部与冷却部件400之间具有容纳腔500。注入通道200与容纳腔500相连通。注入通道200用于向容纳腔500内注入导热浆料。

电池模块20的热量可以通过导热浆料传导至冷却部件400。由于通过限位框50上的注入通道200向容纳腔500注入导热浆料，可以在电池模块20的底部表面和冷却部件400的表面的平面度存在差异的情况下保证容纳腔500内填满导热浆料，因此使得电池模块20和导热浆料之间以及冷却部件400和导热浆料之间不易留有间隙，而是处于良好接触状态，从而保证电池模块组件自身具有良好的散热效果。

本申请实施例提供一种电池模块组件的生产方法，其包括：

提供冷却部件400；

提供电池模块20，电池模块20包括电池单元30和壳体40，壳体40容纳电池单元30，壳体40包括限位框50以及设置于限位框50上的注入通道200，限位框50围绕电池单元30设置；

将电池模块20连接于冷却部件400，并在电池模块20的底部和冷却部件400之间形成容纳腔500，注入通道200与容纳腔500相连通；

通过注入通道200向容纳腔500内注入导热浆料。

采用本申请实施例的电池模块组件的生产方法，能够通过注入通道200向电池模块20和冷却部件400之间形成的容纳腔500内填满导热浆料，使得电池模块20和导热浆料之间以及冷却部件400和导热浆料之间处于良好接触状态，从而保证电池模块组件自身具有良好的散热效果。

虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。