一种电池模组夹板、电池模组及电池包的制作方法

1.本发明涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种电池模组夹板、电池模组及电池包。


背景技术：

2.电芯是电池包的最小单元，也是电能存储单元，将多个电芯用同一组电池模组夹板、模组端板、绑带等组件封装在一起，通过统一的边界与外部进行联系时，就组成了一个模组；当数个模组被电池管理系统和热管理系统共同控制或管理起来后，就组成了一个电池包。
3.电池包在长期充放电循环后，电芯内部会发生膨胀，若电芯过度膨胀，则会缩短电芯循环寿命，进而缩短电池包循环寿命；若电芯膨胀受阻，则过大的电芯膨胀力会破坏模组结构，同样会缩短电池包循环寿命。
4.在实际应用中，往往将电池模组夹板安装在相邻的两个电芯之间，由于现有电池模组夹板刚性高、强度低，当受到电芯膨胀作用力时很容易被击溃，因此不具有维持电芯保持平稳状态的能力，如何使电池模组夹板能够维持电芯保持平稳状态，进而延长电池包循环寿命是本领域技术人员需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的第一目的在于提出一种电池模组夹板，该电池模组夹板具有维持电芯保持平稳状态的能力，进而能够延长电池包循环寿命。
6.本发明的第二目的在于提出一种采用上述电池模组夹板的电池模组。
7.本发明的第三目的在于提出一种采用上述电池模组的电池包。
8.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
9.一种电池模组夹板，包括：
10.夹板本体，所述夹板本体为具有镂空空间的镂空结构，且所述夹板本体包括相对设置的两个侧壁；
11.膨胀力维稳组件，所述膨胀力维稳组件包括缓冲件和限位件；所述缓冲件连接于两个所述侧壁的内侧，且与两个所述侧壁之间形成缓冲腔；所述限位件设置于所述镂空空间内，用于限定两个所述侧壁变形后的最小间距。
12.作为优选地，所述缓冲件的数量为多个，且多个所述缓冲件均匀地分布在所述镂空空间内。
13.作为优选地，所述限位件的数量为多个，多个所述限位件与多个所述缓冲件沿所述侧壁的高度方向交替设置。
14.作为优选地，所述限位件包括分别设置在两个所述侧壁内侧的限位块，且两个所述限位块能够在两个所述侧壁变形到所述最小间距时互相抵接。
15.作为优选地所述缓冲件包括两个对称设置的缓冲板，所述缓冲板与所述侧壁之间形成所述缓冲腔，所述限位件包括限位块，两个所述缓冲板之间连接有所述限位块，且在两
个所述侧壁变形到所述最小间距时所述限位块能与所述缓冲板抵接。
16.作为优选地，所述缓冲件包括两个v形折板和一个加强板，两个所述v形折板分别连接于两个所述侧壁，所述加强板连接于两个所述v形折板。
17.作为优选地，所述限位件包括分别设置在所述加强板两侧的限位块，且在两个所述侧壁变形到所述最小间距时所述限位块能够与所述侧壁抵接。
18.作为优选地，两个所述侧壁的外侧设有凸台。
19.本发明还提供一种电池模组，包括电芯和上述的电池模组夹板，所述电池模组夹板设置于相邻的两个所述电芯之间。
20.本发明还提供一种电池包，包括上述的电池模组。
21.本发明的有益效果如下：
22.将缓冲件连接于夹板本体两个侧壁的内侧并与两个侧壁之间形成缓冲腔，当电芯膨胀向夹板本体的侧壁施加挤压作用力时，夹板本体的两个侧壁发生变形并互相靠拢，此时缓冲件受到挤压发生变形、缓冲腔受到挤压体积变小以吸收电芯向夹板侧壁施加的作用力，以此实现电池模组夹板吸收电芯膨胀作用力的作用。
23.随着电芯的不断膨胀，夹板本体的两个侧壁不断变形并互相靠拢，在夹板本体的镂空空间内设置限位件，用于限定两个侧壁变形后的最小间距，当夹板本体的两个侧壁间距达到最小值时，限位件为夹板本体的侧壁提供膨胀反作用力，夹板本体的侧壁将此作用力传递给电芯，以此来阻止电芯过度膨胀。
24.本发明提供的电池模组夹板，通过夹板本体镂空空间内的缓冲件和限位件互相配合，使电芯既能够得到适当的膨胀又不会过度膨胀，能够维持电芯的膨胀力保持在合适的范围内，进而使电芯能够保持在一个平稳的状态，最终延长电芯循环寿命。
附图说明
25.图1是本发明实施例一提供的电池模组夹板的结构示意图一；
26.图2是本发明实施例一提供的电池模组夹板的结构示意图二；
27.图3是本发明实施例一提供的电池模组的结构爆炸图；
28.图4是本发明实施例二提供的电池模组夹板的结构示意图；
29.图5是本发明实施例三提供的电池模组夹板的结构示意图。
30.图中：
31.100、电池模组夹板；110、镂空空间；120、侧壁；121、凸台；130、膨胀力维稳组件；131、缓冲件；1311、缓冲板；1312、加强板；132、限位块；133、缓冲腔；200、电芯；300、泡棉。
具体实施方式
32.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
33.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连
通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
35.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
36.实施例一
37.本实施例提供一种电池模组夹板100，通过在夹板本体的镂空空间110内设置缓冲件131和限位件实现电池模组夹板100对电芯200膨胀力的控制，能够维持电芯200的膨胀力保持在合适的范围内，进而使电芯200能够保持在一个平稳的状态，最终延长电芯200的循环寿命。
38.如图1所示，该电池模组夹板100包括夹板本体和膨胀力维稳组件130，夹板本体为具有镂空空间110的镂空结构，且夹板本体包括相对设置的两个侧壁120；膨胀力维稳组件130包括缓冲件131和限位件，缓冲件131连接于两个侧壁120的内侧，且与两个侧壁120之间形成缓冲腔133，当电芯200膨胀向夹板施加挤压作用力时，夹板本体的两个侧壁120发生变形并互相靠拢，此时缓冲件131受到挤压发生变形、缓冲腔133受到挤压体积变小以吸收电芯200向夹板侧壁120施加的作用力，以此实现电池模组夹板100吸收电芯200膨胀作用力的作用；限位件设置于夹板本体的镂空空间110内，用于限定两个侧壁120变形后的最小间距：随着电芯200的不断膨胀，夹板本体的两个侧壁120不断变形并互相靠拢，当夹板本体的两个侧壁120间距达到最小值时，限位件为夹板本体的两个侧壁120提供膨胀反作用力，夹板本体的两个侧壁120将此作用力传递给电芯200，以此来阻止电芯200过度膨胀，且能避免由于夹板本体的侧壁120过度变形而产生夹板被击溃的问题，有效延长了电池模组夹板100的使用寿命，进而使电池模组夹板100能够长久、高效地维持电芯200的稳定状态。
39.优选地，本实施例提供的电池模组夹板100采用挤铝工艺一体成型制作而成，省去了各个组件与夹板本体的连接部件，能够有效减轻电池模组夹板100的重量，进而降低模组和电池包的重量，提高电池包能量密度。另一方面，该制作工艺步骤简单、原材料价格低廉，能够有效提高生产效率并降低生产成本。最后，铝质材料导热性能好加上夹板本体的镂空结构设计，使得电池模组夹板100具有良好的通风散热能力，有利于将电芯200产生的热量传播出去。
40.进一步地，如图1所示，缓冲件131的数量为多个，并且多个缓冲件131均匀地分布在夹板本体的镂空空间110内，确保电芯200各个位置处的膨胀力都能够得到吸收，进而保证电芯200的整体能够均匀地膨胀。在本实施例中，缓冲件131沿侧壁120的高度方向均匀分布，且每个缓冲件131均贯通设置在侧壁120上，能够保证电芯200整体均匀地膨胀，同时还
能够有效增大镂空空间110，以提高电池模组夹板100的散热能力。
41.进一步地，如图1所示，限位件的数量为多个，且多个限位件与多个缓冲件131沿侧壁120的高度方向交替设置，确保电芯200各个位置处的膨胀力都得到吸收的同时也都能够得到限制，使得电池模组夹板100能够均匀地控制电芯200膨胀，使电芯200各个位置的膨胀力都维持在合适的范围内，提高了电池模组夹板100对电芯200膨胀力控制的均匀性，实现了电池模组夹板100能够将电芯200整体维持在平稳状态的能力。
42.进一步地，如图1所示，限位件包括分别设置在两个侧壁120内侧的限位块132，且两个限位块132能够在两个侧壁120变形到最小间距时互相抵接。当电芯200膨胀达到一定程度时，电芯200挤压夹板本体，两个侧壁120间距达到了设定的最小值，此时夹板侧壁120上的两个限位块132在镂空空间110内互相抵接并互相传递膨胀反作用力，同时限位块132将膨胀反作用力传递给夹板侧壁120，夹板侧壁120将此作用力传递给电芯200，由此实现了夹板本体对其两侧电芯200提供相等的膨胀反作用力，使得模组内相邻近的两个电芯200的极限膨胀值相同，进一步提高了电池模组夹板100对电芯200膨胀力控制的均匀性。
43.可以理解的是，缓冲件131可以为多种结构，比如：折板形结构、波浪形结构、球形结构、半球形结构等等，只要是连接于两个夹板侧壁120内侧，且与两个侧壁120之间形成缓冲腔133即可，在实际生产过程中可以根据具体需求进行生产。本实施例提供的电池模组夹板100的缓冲件131为折板形结构，具体地，继续参照图1，缓冲件131包括两个v形折板和一个加强板1312，两个v形折板分别连接于两个侧壁120，加强板1312连接于两个v形折板。v形折板结构具有高强度的结构特性，进而能够有效提高缓冲件131的强度和电池模组夹板100的强度，在两个v形折板之间连接加强板1312，进一步提高了v形折板的强度，将上述两种结构相结合，最终提高了电池模组夹板100吸收电芯200膨胀力的能力以及维持电芯200稳定状态的能力，同时还能够有效提高电池模组夹板100的使用寿命，实现长久、高效维持电芯200稳定状态的效果。可以理解的是，缓冲件131可以是一折v形板也可以是多折v形板，根据实际需求生产即可，本实施例提供的缓冲件131为一折v形板，结构更为简单，能够降低电池模组夹板100重量、简化生产工艺、节约生产用料。
44.优选地，如图2所示，夹板本体两个侧壁120的外侧设置有凸台121，凸台121的侧壁120与电芯200的侧壁120相邻设置，使电池模组夹板100和电芯200之间形成气流通道，在气流通道内流通的空气可以将电芯200产生的热量传播出去，进一步提高了电池模组夹板100的散热能力。
45.优选地，凸台121对称地贯通设置在夹板本体两个侧壁120的外侧，当电池模组夹板100通过侧壁120向电芯200施加膨胀反作用力时，能够确保电池模组夹板100两侧的电芯200受到的膨胀反作用力相同，再一次提高了电池模组夹板100对电芯200膨胀力控制的均匀性。可以理解的是，上述凸台121可以在夹板本体的两个侧壁120外侧对称设置一个或多个，根据实际需求生产即可；上述贯通设置可以是在夹板本体的横向方向上贯通也可以是在夹板本体的纵向方向上贯通(在本实施例中，横向具体指图2中的从左至右的方向；纵向具体指图2中的从上至下的方向)，根据实际需求生产即可。
46.优选地，为了降低生产工艺难度、减轻电池模组夹板100的重量，凸台121与夹板本体为一体式结构，可以理解的是，凸台121与夹板本体也可以为非一体式结构，根据实际需求生产即可。
47.本实施例提供的电池模组夹板100，在夹板本体的镂空空间110内设置缓冲件131和限位件，缓冲件131和夹板本体的侧壁120形成缓冲腔133，当电芯200发生膨胀时，夹板侧壁120受到挤压发生变形、缓冲腔133受到挤压体积变小，以此实现电池模组夹板100吸收电芯200膨胀力的作用；当电芯200膨胀到一定程度时，夹板本体的两个侧间距达到最小值，此时限位件为夹板本体的两个侧壁120提供膨胀反作用力，夹板本体的两个侧壁120将此作用力传递给电芯200，以此实现了电池模组夹板100限制电芯200过度膨胀的作用；通过镂空空间110内缓冲件131和限位件的互相配合，满足了电芯200既需要适当膨胀又不能过度膨胀的需求，实现了电池模组夹板100具有维持电芯200保持稳定状态的能力，最终达到了延长电芯200循环寿命的效果。
48.本实施例还提供一种电池模组，如图3所示，包括电芯200、泡棉300和上述的电池模组夹板100，电池模组夹板100设置于相邻的两个电芯100之间，在端部的电芯200外侧设置有泡棉300，使得电芯200不论设置在中间位置还是两端位置，其膨胀力都能够得到控制，保证了电池模组整体的膨胀均匀性，由于上述电池模组夹板100的使用，达到了延长电池模组循环寿命的目的。
49.本实施例还提供一种电池包，包括上述的电池模组，通过上述电池模组，能够达到延长电池包循环寿命的目的。
50.实施例二
51.本实施例提供了一种电池模组夹板100，该电池模组夹板100与实施例一中的电池模组夹板100的不同之处在于：
52.如图4所示，缓冲件131包括两个对称设置的缓冲板1311，缓冲板1311与侧壁120之间形成缓冲腔133，限位件包括限位块132，在两个缓冲板1311之间连接有限位块132，且在两个侧壁120变形到最小间距时限位块132能够与缓冲板1311抵接。当夹板本体的两个侧壁120间距达到最小值，此时缓冲板1311被完全压扁、缓冲腔133的体积被挤压为零，限位块132与两个缓冲板1311发生抵接，同时两个缓冲板1311分别与夹板本体的两个侧壁120发生抵接，缓冲板1311将限位块132提供的膨胀反作用力传递给夹板本体的两个侧壁120，夹板本体的两个侧壁120将此作用力传递给电芯200，以此限定夹板的两个侧壁120变形后的最小间距。本实施例提供的缓冲件131和限位件的位置关系设置使得电池模组夹板100的镂空空间110更大，进一步提高了电池模组夹板100的散热能力。
53.实施例三
54.本实施例提供了一种电池模组夹板100，该电池模组夹板100与实施例一中的电池模组夹板100的不同之处在于：
55.如图5所示，限位件包括分别设置在加强板1312两侧的限位块132，且在两个侧壁120变形到最小间距时，限位块132能够与侧壁120抵接。当夹板本体的两个侧壁120间距达到最小值时，两个限位块132分别在缓冲腔133内与夹板本体的两个侧壁120发生抵接，并分别为夹板本体的两个侧壁120提供膨胀反作用力，夹板本体的两个侧壁120将此作用力传递给电芯200，以此限定夹板的两个侧壁120变形后的最小间距。本实施例提供的限位件设置在加强板1312的两侧，提高了加强板1312的强度，进一步提高了电池模组夹板100吸收电芯200膨胀力的能力以及维持电芯200稳定状态的能力，同时还能够有效延长电池模组夹板100的使用寿命，能够实现长久、高效维持电芯200稳定状态的效果，同时本实施例提供的缓
冲件131和限位件的位置关系设置使得电池模组夹板100的镂空空间110更大，进一步提高了电池模组夹板100的散热能力。
56.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。