电池模组和电池包的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及电池模组和电池包。


背景技术：

2.随着科技的发展，可以将多个相对独立的电池模组组装成电池包，通过改变电池模组的数量来调节电池包，使其可以满足不同工作环境下对用电的不同需求。
3.在现有技术中，多个电池模组之间的连接固定方式较复杂，这样会增加多个电池模组安装或拆卸时的难度。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出了一种电池模组，多个该电池模组的连接配合不仅稳定牢固，而且简单方便。
5.本实用新型还公开了一种电池包。
6.根据本实用新型的电池模组，包括：多个电芯；外框，所述外框限定出容纳腔，多个所述电芯容纳在所述容纳腔内，所述外框包括：支撑柱、侧板和端板，所述侧板为两个且相对设置，所述端板为两个且相对设置，所述支撑柱为四个且分别连接于所述侧板和所述端板的端部之间，所述支撑柱的顶部和底部中的一个设置有支撑台且另一个设置有配合孔，一个所述电池模组的所述支撑台可配合在另一个所述电池模组的所述配合孔内。
7.由此，通过在支撑柱的顶部和底部中的一个设置支撑台，另一个设置配合孔，使一个电池模组的支撑台配合在另一个电池模组的配合孔内，从而可以使多个电池模组上下堆叠连接固定，如此设置，不仅可以保证多个电池模组连接固定的稳定性与牢固性，而且还可以方便多个电池模组的安装或拆卸。
8.在本实用新型的一些示例中，所述支撑台包括：导向配合部，所述导向配合部构造为锥台状。
9.在本实用新型的一些示例中，所述导向配合部的锥度为α，α满足关系式：30
°
≤α≤85
°
。
10.在本实用新型的一些示例中，所述配合孔为螺纹孔，所述螺纹孔的小径为d1，所述导向配合部的底部直径为d2，d1和d2满足关系式：0.2mm≤d1-d2≤5mm。
11.在本实用新型的一些示例中，所述支撑台还包括：安装部，所述安装部一端设置于所述导向配合部的底部，另一端朝向远离所述导向配合部的轴向延伸设置，所述支撑柱设置有安装孔，所述安装部可拆卸地配合在所述安装孔内。
12.在本实用新型的一些示例中，所述支撑柱包括：柱体和插接部，插接部设置于所述柱体的一侧，所述端板的端部设置有插接孔，所述插接部插接在所述插接孔内且与所述端板的端部固定连接。
13.在本实用新型的一些示例中，所述柱体的另一侧设置有定位槽，所述侧板上设置有定位凸筋，所述定位凸筋的端部配合在所述定位槽内且与所述柱体固定连接。
14.在本实用新型的一些示例中，所述外框还包括：底盖、托盘和顶盖，所述底盖设置于多个所述电芯的底部且与所述端板和/或所述侧板固定连接，所述托盘设置于多个所述电芯的顶部且设置有用于连接所述电芯的连接片，所述顶盖设置于所述托盘的顶部且与所述端板和/或所述侧板固定连接。
15.根据本实用新型的电池包，包括：以上所述的电池模组；电源控制箱，所述电源控制箱设置于所述外框的外侧且可拆卸地安装在所述外框上。
16.在本实用新型的一些示例中，所述电池模组的外侧设置有凸出的电极引出端和信号引出端，所述电极引出端和所述信号引出端在所述电池模组上间隔设置，所述电源控制箱设置有间隔的两个过孔，所述电极引出端和所述信号引出端分别穿设过两个所述过孔且与所述电源控制箱电连接。
17.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
18.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1是根据本实用新型一种实施例的电池包的爆炸图；
20.图2是根据本实用新型一种实施例的电池包的爆炸图；
21.图3是根据本实用新型一种实施例的电池模组的爆炸图；
22.图4是根据本实用新型一种实施例的电源控制箱的示意图；
23.图5是根据本实用新型一种实施例的支撑柱的示意图；
24.图6是根据本实用新型一种实施例的支撑柱的示意图；
25.图7是根据本实用新型一种实施例的支撑台的示意图；
26.图8是根据本实用新型一种实施例的多个电池模组堆叠设置的示意图；
27.图9是根据本实用新型另一种实施例的柜机的示意图。
28.附图标记：
29.1000-电池包；
30.100-电池模组；101-电极引出端；102-信号引出端；
31.10-电芯；
32.20-外框；21-容纳腔；22-底盖；23-托盘；231-连接片；24-顶盖；25-pc防护板；
33.30-支撑柱；31-支撑台；311-导向配合部；312-凸缘部；313-安装部；32-配合孔；33-安装孔；34-柱体；341-定位槽；3411-定位凸起；35-插接部；
34.40-侧板；41-定位凸筋；411-定位孔；
35.50-端板；51-插接孔；
36.200-电源控制箱；201-过孔；
37.300-柜机。
具体实施方式
38.下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详
细描述本实用新型的实施例。
39.下面参考图1-图9描述根据本实用新型实施例的电池模组100。
40.结合图1-图8所示，根据本实用新型实施例的电池模组100可以主要包括：多个电芯10和外框20，其中，外框20限定出容纳腔21，多个电芯10容纳在容纳腔21内，外框20可以主要包括：支撑柱30、侧板40和端板50，侧板40为两个，并且相对设置，端板50为两个，并且相对设置，支撑柱30为四个，并且分别连接于侧板40和端板50的端部之间。具体地，通过设置两个相对的侧板40和两个相对的端板50，使两个相对的侧板40和两个相对的端板50围成矩形状的容纳腔21，两个相对的侧板40可以作为矩形的容纳腔21的长，两个相对的端板50可以作为矩形的容纳腔21的宽。
41.进一步地，再通过设置四个支撑柱30，使四个支撑柱30分别设置于两个相对的侧板40和两个相对的端板50围成矩形的容纳腔21的四个角上，以将两个相对的侧板40和两个相对的端板50连接固定，即可以使四个支撑柱30将两个相对的侧板40和两个相对的端板50依次连接，从而使支撑柱30、侧板40和端板50可以共同限定稳定可靠地容纳腔21，将多个电芯10设置于容纳腔21中，可以提升多个电芯10在电池模组100中安装设置的稳定性与牢固性。
42.另外，容纳腔21可以限定多个电芯10在放置电池模组100中的整体形状，容纳腔21可以对多个电芯10起到一定的限位作用，从而可以防止多个电芯10设置地过于松散，可以防止多个电芯10之间的间隙过大，从而可以使多个电芯10在电池模组100中的设置更加紧密，可以提升电池模组100的可靠性。
43.进一步地，结合图3、图5和图6所示，支撑柱30的顶部和底部中的一个设置有支撑台31，并且另一个设置有配合孔32，一个电池模组100的支撑台31可配合在另一个电池模组100的配合孔32内。也就是说，通过将一个电池模组100上支撑柱30的支撑台31伸入另一个电池模组100上支撑柱30的配合孔32，并且使支撑台31与配合孔32相互进行配合连接，从而使一个电池模组100与另一个电池模组100连接固定。
44.在一些具体地实施例中，结合图5和图6所示，支撑柱30的顶部设置有安装孔33，底部设置有配合孔32，在支撑柱30将侧板40与端板50连接固定后，可以将支撑台31设置在支撑柱30顶部的安装孔33中，并且使支撑台31相对电池模组100上表面向上凸出设置，这样可以使一个电池模组100与另一个电池模组100上下堆叠设置，通过将一个电池模组100顶部的支撑台31伸入另一个电池模组100底部的配合孔32中，并且使支撑台31与配合孔32连接配合，从而使一个电池模组100与另一个电池模组100上下堆叠设置，这样可以简单快速得实现多个电池模组100稳定牢固地连接固定。
45.在另一些具体地实施例中，支撑柱30的底部设置有安装孔33，顶部设置有配合孔32，在支撑柱30将侧板40与端板50连接固定后，可以将支撑台31设置在支撑柱30底部的安装孔33中，并且使支撑台31相对电池模组100下表面向下凸出设置，这样可以使一个电池模组100与另一个电池模组100上下堆叠设置，通过将一个电池模组100底部的支撑台31伸入另一个电池模组100顶部的配合孔32中，并且使支撑台31与配合孔32连接配合，从而使一个电池模组100与另一个电池模组100上下堆叠设置，这样也可以简单快速得实现多个电池模组100稳定牢固地连接固定。
46.进一步地，可以根据具体地工艺需求选择性地设置支撑台31和配合孔32在支撑柱
30上的位置，这样可以提升支撑柱30的适用性。
47.需要说明的是，在多个上下堆叠设置电池模组100中，支撑台31在支撑柱30上的位置均需要一致，不能出现一些电池模组100上的支撑台31设置于支撑柱30的顶部，另一些电池模组100上的支撑台31设置于支撑柱30的底部的情况，因为这样即使将两个电池模组100连接固定，两个电池模组100中的一个也为倒置设置，即电池模组100上下表面将会被翻转，电池模组100原来的上表面将被翻转并位于电池模组100的顶部，与另一个电池模组100的上表面相对设置，这样会导致倒置的电池模组100无法正常工作，出现故障，造成多个连接固定的电池模组100无法正常工作。
48.也就是说，在多个上下堆叠设置电池模组100中，每个电池模组100上的支撑台31可以均设置于支撑柱30的顶部，每个电池模组100上的支撑台31也可以均设置于支撑柱30的底部，如此设置，在多个电池模组100安装设置的过程中，无需考虑电池模组100的正反，即电池模组100的上表面和下表面，只要将两个相邻的电池模组100通过支撑台31与配合孔32进行连接，两个相邻的电池模组100的相对位置便正确无误。
49.这样不仅可以简化电池模组100的生产流程，加快电池模组100的安装速度，而且相邻两个电池模组100上的支撑台31和配合孔32可以起到定位的效果，可以避免人为地辨别电池模组100的上表面和下表面，导致安装人员在主观因素的影响下，对电池模组100上表面和下表面分辨错误，将相邻两个电池模组100装反，这样可以进一步地提升多个电池模组100连接固定的可靠性。
50.在本实用新型的另一些实施例中，结合图9所示，也可以通过将多个电池模组100上下间隔放置在柜机300内，以此实现多个电池模组100连接配合，以及共同工作。
51.由此，通过在支撑柱30的顶部和底部中的一个设置支撑台31，另一个设置配合孔32，使一个电池模组100的支撑台31配合在另一个电池模组100的配合孔32内，从而可以使多个电池模组100上下堆叠连接固定，如此设置，不仅可以保证多个电池模组100连接固定的稳定性与牢固性，而且还可以方便多个电池模组100的安装或拆卸。
52.结合图5和图7所示，支撑台31可以主要包括：导向配合部311，导向配合部311构造为锥台状。具体地，一个电池模组100上的支撑台31可以通过导向配合部311与另一个电池模组100上的配合孔32配合连接，从而实现两个电池模组100的上下堆叠设置，将导向配合部311设置成锥台状，导向配合部311的一端与支撑台31上的相关部件连接固定，从而实现导向配合部311在支撑台31上稳定地安装设置，导向配合部311在从一端向另一端延伸的方向上的直径逐渐减小，如此设置，一方面可以保证导向配合部311的一端与支撑台31上的相关部件连接固定的稳定性与牢固性，从而可以保证支撑台31的结构可靠性。
53.另一方面，导向配合部311的另一端在刚伸入另一个电池模组100上的配合孔32时，由于另一端的直径较小，导向配合部311更加容易伸入配合孔32中。进一步地，在导向配合部311逐渐深入配合孔32时，由于导向配合部311的直径逐渐增加，可以对导向配合部311与配合孔32的连接配合起到导向定位的效果，可以使导向配合部311与配合孔32的连接配合更加稳定可靠。需要说明的是，导向配合部311的一端可以为导向配合部311的底部，导向配合部311的另一端可以为导向配合部311的顶部。
54.结合图7所示，导向配合部311的锥度为α，α满足关系式：30
°
≤α≤85
°
。具体地，将导向配合部311的锥度为α设置在30
°
与85
°
之间，可以在保证导向配合部311从一端到另一
端直径逐渐减小的前提下，提升导向配合部311与配合孔32连接配合的稳定性与平顺性。
55.进一步地，在保证导向配合部311的一端和另一端的直径不变的情况下，可以通过调整导向配合部311的锥度，改变导向配合部311的长度。因此，导向配合部311的锥度为α还将影响导向配合部311的长度，而长度可以对导向配合部311的结构稳定性产生影响，通过将导向配合部311的锥度为α设置在30
°
与85
°
之间，可以保证导向配合部311的长度处于一个合理的范围内，从而可以保证导向配合部311的可靠性。其中，将导向配合部311的锥度α优选地设置在75
°
到85
°
之间。
56.结合图7所示，配合孔32为螺纹孔，螺纹孔的小径为d1，导向配合部311的底部直径为d2，d1和d2满足关系式：0.2mm≤d1-d2≤5mm。具体地，通过将螺纹孔的小径设置得大于导向配合部311一端的直径，不仅无需将导向配合部311与配合孔32仔细对准，才能实现两者的配合，可以降低电池模组100组装生产的难度，而且还可以防止导向配合部311在伸入螺纹孔的过程中，导向配合部311始终与螺纹孔的螺纹接触，导致螺纹孔的螺纹磨损，这样可以提升电池模组100的可靠性。
57.另外，这样也可以防止导向配合部311在伸入螺纹孔的过程中，由于导向配合部311的直径逐渐增大，导向配合部311的直径从某一处开始大于螺纹孔的小径，导致导向配合部311只有一部分可以伸入螺纹孔中与螺纹孔配合，造成多个电池模组100堆叠连接的不稳定。
58.进一步地，在本实用新型的实施例中，螺纹孔的小径为d1，导向配合部311的底部直径为d2，d1和d2满足关系式：0.2mm≤d1-d2≤5mm，通过将螺纹孔的小径设置地在合理范围内大于导向配合部311的底部直径，可以在保证导向配合部311不会对螺纹孔造成磨损，并且无需将导向配合部311与螺纹孔仔细对准的前提下，防止螺纹孔的小径相对导向配合部311底部直径过大，导致导向配合部311相对螺纹孔的可移动空间过大，造成两个相邻的电池模组100之间出现大幅度地相对移动，引起电池模组100的结构不稳定，这样可以进一步地提升多个电池模组100相互堆叠连接的可靠性与稳定性。其中，d1和d2优选地满足关系式：0.5mm≤d1-d2≤2mm。
59.结合图7所示，支撑台31还可以主要包括：安装部313，安装部313的一端设置于所述导向配合部311的底部，另一端朝向远离导向配合部311的轴向延伸设置，支撑柱30设置有安装孔33，安装部313可拆卸地配合在安装孔33内，如此设置，安装部313将位于导向配合部311的底部，安装部313可以与一个电池模组100的支撑柱30上的安装孔33连接固定，并且可以使导向配合部311相对此电池模组100的表面凸出设置，从而可以使导向配合部311可以与另一个电池模组100的配合孔32配合连接，进而不仅可以将两个电池模组100稳定牢固地堆叠连接，而且还可以使两个电池模组100的堆叠连接简单方便。
60.进一步地，在一些实施例中，支撑台31还可以主要包括凸缘部312，将导向配合部311设置在凸缘部312的一侧，使安装部313设置于凸缘部312的另一侧，并且使凸缘部312的外周相对导向配合部311和安装部313均凸出设置，这样不仅可以使凸缘部312将安装部313和导向配合部311相互隔开，在导向配合部311伸入螺纹孔，并且与螺纹孔连接配合后，螺纹孔的外侧可以与凸缘部312相抵接，在安装部313与安装孔33连接配合后，安装孔33的外侧可以与凸缘部312相抵接，可以防止凸缘部312两端的电池模组100相互干涉，可以提升电池模组100的结构可靠性。
61.在另一些实施例中，支撑台31中可以无需设置凸缘部312，即可以将安装部313与导向配合部311的底部直接连接，这样可以方便生产，可以简化支撑台31的结构设计。需要说明的是，为了防止两个电池模组100采用此种支撑台31进行连接固定时的不稳定，电池模组100至少需要在两个支撑柱30上设置支撑台31，并且通过至少两个支撑台31与另一个电池模组100上支撑柱30的配合孔32连接配合，从而保证多个电池模组100连接固定的稳定性。
62.需要说明的是，安装部313上可以设置外螺纹，安装孔33上可以设置内螺纹，安装部313与安装孔33可以通过螺纹连接固定。
63.结合图3、图5和图6所示，支撑柱30可以主要包括：柱体34和插接部35，插接部35设置于柱体34靠近端板50的一侧，端板50的端部设置有插接孔51，插接部35插接在插接孔51内，并且与端板50的端部固定连接。具体地，通过在端板50靠近侧板40两端的端部设置插接孔51，并且使端部插接孔51分别与位于端板50靠近侧板40两端的支撑柱30上的插接部35插接配合，从而使一个端板50安装设置在两个支撑柱30之间，从而可以提升外框20的可靠性。
64.进一步地，在插接部35与插接孔51插接固定后，再通过紧固件将端板50与支撑柱30连接固定，这样可以进一步地保证端板50与支撑柱30连接固定的稳定性与牢固性。在端板50与支撑柱30安装固定完成后，可以利用气缸控制的工装挤压端板50，使端板50挤压容纳腔21中的多个电芯10，可以使多个松散设置的电芯10在容纳腔21中的设置更加紧密，从而不仅可以提升电池模组100的空间利用率，可以减小电池模组100的体积，并且可以提升电池模组100的可靠性。
65.另外，如此设置，无需先将电芯10设置在支架上，再通过将支架放置在电池模组100上，来实现电芯10在电池模组100中的设置，不仅可以简化组装流程，而且还可以进一步地降低组装制造的成本。
66.结合图3所示，柱体34邻近侧板40的一侧设置有定位槽341，侧板40上设置有定位凸筋41，定位凸筋41的端部配合在定位槽341内，并且与柱体34固定连接。具体地，先将侧板40上的定位凸筋41与柱体34另一侧的定位槽341定位配合，定位凸筋41上设置有定位孔411，定位槽341上设有定位凸起3411，将定位凸起3411与定位孔411定位配合，从而使侧板40处于预定位状态，再关闭气缸，使端板50不再挤压多个电芯10，多个电芯10不再受到挤压后，可以发生回弹，此时可以使侧板40相对支撑柱30处于正确的位置，最后再通过紧固件将侧板40与支撑柱30连接固定，这样不仅可以使侧板40与支撑柱30的安装设置准确快速，而且还可以提升侧板40与支撑柱30连接设置的稳定性与牢固性。
67.结合图3所示，外框20还可以主要包括：底盖22、托盘23和顶盖24，底盖22设置于多个电芯10的底部，并且与端板50和/或侧板40固定连接，底盖22可以为多个电芯10提供一个排列面，并且可以对多个电芯10的起到一个大致定型的作用，防止多个电芯10设置地过于松散。
68.另外，在一些实施例中，侧板40的下端可以与底盖22通过紧固件连接固定，在另一些实施例中，端板50的下端可以与底盖22通过紧固件连接固定，在另一些实施例中，侧板40与端板50的下端均可以与底盖22通过紧固件连接固定，可以根据具体地工艺需求以及生产制造的成本选择性地设置。另外，这样还可以使底盖22对支撑柱30、侧板40和端板50围成的容纳腔21的底部进行密封固定。
69.进一步地，结合图3所示，托盘23设置于多个电池的顶部，并且设置有用于连接电芯10的连接片231，在将托盘23设置于多个电芯10的顶部后，可以通过将托盘23上用于连接电芯10的连接片231与电芯10进行焊接固定，从而使多个独立的电芯10相互连接，形成一个整体，然后再在托盘23上盖设pc防护板25，从而对连接片231起到保护的作用。其中，托盘23和pc防护板25也可以通过紧固件与外框20进行连接固定。
70.结合图3所示，顶盖24设置于托盘23的顶部，并且与端板50和/或侧板40固定连接。具体地，顶盖24可以与侧板40、端板50、底盖22以及支撑柱30一起，共同将容纳腔21密封，可以使多个电芯10与外界隔开，可以防止外界异物的侵蚀和外力的冲击损坏电芯10，这样可以进一步地提升电池模组100的可靠性。其中，顶盖24也可以通过紧固件与外框20进行连接固定。
71.结合图1-图3所示，根据本实用新型实施例的电池包1000可以主要包括：上述电池模组100和电源控制箱200，电源控制箱200设置于外框20的外侧，并且可拆卸地安装在外框20上。通过将电源控制箱200安装设置在电池模组100的外框20的外侧，并且使电源控制箱200与电池模组100电连接，电源控制箱200可以对电池模组100进行控制调节，从而可以使电池包1000具有多个工作模式，可以使电池包1000更加满足不同情况下的适用需求。
72.结合图1-图4所示，电池模组100的外侧设置有凸出的电极引出端101和信号引出端102，电极引出端101和信号引出端102在电池模组100上间隔设置，电源控制箱200设置有间隔的两个过孔201，两个过孔201分别为电极引出端过孔2011和信号引出端过孔2012，电极引出端101和信号引出端102分别穿设过电极引出端过孔2011和信号引出端过孔2012后，使电极引出端101和信号引出端102分别与电源控制箱200中的电接触点电连接，从而使电池模组100与电源控制箱200电连接。
73.其中，电极引出端过孔2011和信号引出端过孔2012的形状不同，可以防止电极引出端101和信号引出端102穿错过孔201，这样可以提升电池包1000的可靠性。
74.如此设置，不仅可以将电池模组100的电流与电信号持续稳定地导入电源控制箱200，而且还可以对电极引出端101和信号引出端102分别与电源控制箱200中的结合点的接触起到导向作用，即只需将电极引出端101和信号引出端102插入过孔201中，便可以使电极引出端101和信号引出端102与电源控制箱200中的结合点准确地接触，这样可以提升电池模组100与电源控制箱200连接设置的稳定性。进一步地，在电极引出端101和信号引出端102插入电源控制箱200的两个过孔201后，并且与电源控制箱200中的结合点电接触后，可以再通过紧固件将电池模组100与电源控制箱200稳定牢固地连接固定，这样可以提升电池包1000整体的结构稳定性。
75.另外，相较于通过螺栓配合来进行电极引出端101和信号引出端102与相对应的结合点的电接触的导向定位，如此设置，可以避免螺栓在插入螺栓孔使发生磨损导致螺栓生锈，以及电池包1000在运输过程中，螺栓发生损坏或弯折，这样可以进一步地提升电池包1000的结构可靠性。
76.还有，由于电极引出端101和信号引出端102仅仅与电源控制箱200中的结合点进行接触，电池模组100和电源控制箱200之间仅仅通过紧固件连接固定，这样不仅可以方便电池模组100和电源控制箱200之间的拆卸与维修，而且还可以方便根据实际需求配置不同功能的电源控制箱200和不同容量电压的电池模组100，这样可以方便产品的生产和对市场
需求的响应。
77.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
78.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
79.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。