电芯模组框架的制作方法

1.本实用新型涉及车辆领域，尤其是涉及一种电芯模组框架。


背景技术：

2.随着新能源汽车的不断普及，车用动力电池的安全问题日益引起大家的关注，其中模组作为组成动力电池包的基本单元需要对电芯之间的热扩散起到抑制和阻隔的作用。
3.现有模组方案只能阻隔60％左右的热量，其余部分热量通过模组侧板传递给相邻电芯，由于模组侧板采用铝材质具有优异的导热性能，因此失控电芯的热量能够迅速传递到相邻电芯，导致相邻电芯失控时间变短，在热失控发生后气凝胶回型框的材料由于收到挤压、高温等影响会发生变形、燃烧等问题，严重影响热失控阻隔效果。


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，本实用新型的一个目的在于提出一种电芯模组框架，所述电芯模组框架通过在模组侧板设置隔热结构，延缓失控电芯热量对相邻电芯的传递，改善整包热失控性能。
5.根据本实用新型实施例的电芯模组框架，包括：端板和侧板，所述端板和所述侧板共同限定出装配空间，多个电芯沿所述侧板的长度方向并排安装在所述装配空间内，相邻的两个所述电芯之间具有隔热层，所述隔热层、所述端板和所述侧板限定出多个用于封闭所述电芯的封闭空间，其中，所述侧板包括：封闭板和隔热件，所述封闭板与所述电芯相对；所述隔热件设于相邻的两个封闭板之间，以阻隔相邻的两个封闭板之间的热传递。
6.根据本实用新型实施例的电芯模组框架，端板、侧板、电芯、隔热层组成电芯模组框架，在侧板上设置封闭板和隔热件，电芯通过与封闭板的连接安装于装配空间内，电芯之间设置隔热层用于防止相邻电芯的热传递，减小电芯之间的热量影响，电芯的热量通过端板和侧板散发，侧板上的隔热件用于防止相邻电芯的热量通过侧板传递，在侧板上设置隔热件，有效隔绝相邻封闭板的热传递，进一步地防止相邻电芯之间的热传递，从而改善模组热失控性能，可以在一定程度上延缓模组热失控的发生时间，同时采用此种热失控防护结构能够完全兼容现有模组生产工艺及设备无需进行工艺调整。
7.另外，根据本实用新型的电芯模组框架，还可以具有如下附加的技术特征：
8.进一步地，所述隔热件上形成有隔热窗和/或隔热孔，所述隔热件用于将相邻的两个封闭板的至少部分间隔开。
9.进一步地，所述隔热窗沿所述侧板的宽度方向延伸，且在所述侧板的宽度方向上，所述隔热窗的长度值a与所述电芯的长度值b满足：a≤b。
10.进一步地，在所述侧板的长度方向上，所述隔热窗的长度值c与所述隔热层的长度值d满足：c≥d。
11.进一步地，所述隔热窗设有至少一个。
12.进一步地，所述隔热孔设有多个。
13.进一步地，所述隔热窗或者所述隔热孔由所述侧板冲裁而成。
14.进一步地，所述侧板和所述端板均设有两个，每个所述侧板的长度方向的两端分别形成有两个翻边，两个翻边分别用于与两个所述端板的端部搭接。
15.进一步地，所述翻边和所述端板的端部搭接后焊接。
16.进一步地，所述翻边的拐角处圆弧过渡。
17.根据本实用新型实施例的电芯模组框架，通过端板和侧板的配合形成用于装配电芯的装配腔，将电芯安装于装配腔内，相邻电芯之间采用隔热层阻隔相邻电芯的热量，使得电芯之间的热量不会相互影响；电芯的热量通过端板和侧板散发，在侧板上设置隔热件，侧板上的隔热件用于防止相邻电芯的热量通过侧板传递，在侧板上设置隔热件，有效隔绝相邻封闭板的热传递，进一步地防止相邻电芯之间的热传递；在侧板上隔热件的两侧留有狭径，当模组内某个电芯发生热失控时，失控电芯的热量需要通过隔热件两侧的狭径才能传递给相邻电芯，由于狭径部分自身截面积较小能够有效减缓对相邻电芯的热量传递，同时由于电芯失控后膨胀会产生巨大膨胀力，狭径部分在膨胀力和高温的双重作用下会发生变形或断裂，导致侧板传热路径进一步加长或消失，从而改善模组热失控性能，可以在一定程度上延缓模组热失控的发生时间，同时采用此种热失控防护结构能够完全兼容现有模组生产工艺及设备无需进行工艺调整。
18.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
19.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：
20.图1是根据本实用新型实施例的电芯模组框架的爆炸图；
21.图2是根据本实用新型实施例的电芯模组框架的侧板的结构示意图；
22.图3是根据本实用新型实施例的电芯模组框架的侧板的侧视图；
23.附图标记：
24.100-电芯模组框架；
25.1-端板；11-端部；2-侧板；21-封闭板；22-隔热件；23-翻边；3-电芯；4-隔热层。
具体实施方式
26.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限
定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
28.在本实用新型的描述中，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.下面参考附图描述根据本实用新型实施例的电芯模组框架。
30.根据本实用新型实施例的电芯模组框架100，包括：端板1和侧板2，端板1和侧板2共同限定出装配空间，多个电芯3沿侧板2的长度方向并排安装在装配空间内，相邻的两个电芯3之间具有隔热层4，隔热层4、端板1和侧板2限定出多个用于封闭电芯3的封闭空间，其中，侧板2包括：封闭板21和隔热件22，封闭板21与电芯3相对；隔热件22设于相邻的两个封闭板21之间，以阻隔相邻的两个封闭板21之间的热传递。
31.如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的电芯模组框架100，端板1、侧板2、电芯3、隔热层4组成电芯模组框架100，在侧板2上设置封闭板21和隔热件22，电芯3通过与封闭板21的连接安装于装配空间内，电芯3之间设置隔热层4用于防止相邻电芯3的热传递，减小电芯3之间的热量影响，电芯3的热量通过端板1和侧板2散发，侧板2上的隔热件22用于防止相邻电芯3的热量通过侧板2传递，在侧板2上设置隔热件22，有效隔绝相邻封闭板21的热传递，进一步地防止相邻电芯3之间的热传递，从而改善模组热失控性能，可以在一定程度上延缓模组热失控的发生时间。
32.根据本实用新型实施例的电芯模组框架100，通过对侧板2增加隔热件22结构减少失控电芯3与相邻电芯3的传热路径，增加侧板2与电芯3的传热热阻，同时具有结构简单、易于实现的优点，并且无需对现有生产线及工艺进行变更，实现对现有模组加工方案的完全兼容。
33.如图1和图2所示，进一步地，隔热件22上形成有隔热窗和/或隔热孔，隔热件22用于将相邻的两个封闭板21的至少部分间隔开。通过设置隔热窗或隔热孔直接将相邻的封闭板21隔绝，使得相邻封闭板21上的热量无法传递，电芯3在工作时产生的热量通过端板1和侧板2进行散发，端板1与侧板2通常采用导热性能较好的铝材质，通过设置铝材质的端板1和侧板2提高模组框架对电芯3的散热效率，侧板2在对电芯3热量散发时势必会引起侧板2上相邻封闭板21上的热量传递，此时电芯3的热量通过封闭板21间接的传递，相邻电芯3之间的热量会相互影响，通过设置隔热窗或隔热孔将相邻封闭板21隔绝开，使得相邻封闭板21上的热量直接散发至空气中，并不会通过封闭板21传递电芯3的热量，使得电芯3能够保持在合理温度，大大减小电芯3之间的热量影响。
34.在侧板2上隔热窗或隔热孔的两侧保留相连相邻封闭板21的狭径，在电芯3工作时，通过侧板2散发的热量有部分热量经过狭径，此狭径保留电芯3之间很小部分的热量传递，对电芯3工作的影响微乎其微，但是，狭径在其中一个电芯3发生热失控时能够有效避免危害产生，当模组内某个电芯3发生热失控时，失控电芯3的热量需要通过隔热窗或隔热孔两侧的狭径才能传递给相邻电芯3，由于狭径部分自身截面积较小能够有效减缓对相邻电芯3的热量传递，同时由于电芯3失控后膨胀会产生巨大膨胀力，狭径部分在膨胀力和高温
的双重作用下会发生变形或断裂，导致侧板2传热路径进一步加长或消失，进一步地保护了未失控电芯3的安全，当狭径在失控电芯3热量影响下断裂后，彻底隔绝相邻电芯3的连接，失控电芯3散发的热量不会影响到其他电芯3，有效避免了在热失控发生后电芯3由于收到挤压、高温等影响会发生变形、燃烧等问题，进一步提高电芯3使用的安全性。
35.如图1和图2所示，进一步地，隔热窗沿侧板2的宽度方向延伸，隔热窗可以竖直设置在侧板2上，还可以根据电芯3在装配腔中的装配排布选择隔热窗的形状，隔热窗可以根据电芯3与电芯3之间的接触形状和位置设置，相邻电芯3工作时散发的热量通过侧板2散热，隔热窗可以把相邻电芯3的散发热量隔绝开，因此，在电芯3按照侧板2宽度方向排布时，隔热窗也沿侧板2的宽度方向延伸设置，电芯3工作时散发热量，沿侧板2的宽度方向延伸的相邻电芯3之间通过隔热层4隔绝相邻电芯3之间的热量传递，沿侧板2的宽度方向延伸电芯3的热量只能通过与电芯3相接触的端板1和侧板2散发，隔热窗同样设置成沿侧板2的宽度方向延伸，在散发热量时沿侧板2的宽度方向延伸的隔热窗有效隔绝了相邻电芯3热量通过侧板2传递，将隔热窗设置成沿侧板2的宽度方向延伸能够更好的隔绝相邻电芯3之间的热量影响；且在侧板2的宽度方向上，隔热窗的长度值a与电芯3的长度值b满足：a≤b，将隔热窗的长度设置成小于电芯3的长度值，有助于侧板2一体成型，将所有的封闭板21设置于同一个侧板2上，在侧板2上开出用于隔绝热量传递的隔热窗，隔热窗的长度小于电芯3的长度可以有效将电芯3设置于侧板2限定出的装配腔中，若隔热窗的长度大于电芯3的长度可能会造成将侧板2分隔成多个单独的封闭板21或是无法将电芯3包裹于装配腔内，因此将隔热窗的长度设置小于电芯3的长度可以按照原有模组生产工艺及设备无需进行工艺调整，还可以满足电芯3的隔热需求。
36.如图1和图2所示，进一步地，在侧板2的长度方向上，隔热窗的长度值c与隔热层4的长度值d满足：c≥d，将隔热窗的长度设置成大于隔热层4的长度，有助于电芯3之间热量的传递，在电芯3工作散发热量后，相邻电芯3之间的隔热层4将相邻电芯3之间的热量隔绝，使得电芯3的热量只能通过侧板2散发，热量通过侧板2散发时，相邻封闭板21之间设置隔热窗隔绝相邻电芯3的热量传递，将隔热窗的长度设置的比隔热层4的长度更大有助于通过隔热窗隔绝隔热层4未隔绝的热量，进一步起到相邻电芯3之间的热传递，保证相邻电芯3之间的热量影响，模组内某个电芯3发生热失控时，失控电芯3散发的热量不会影响到其他电芯3，有效避免了在热失控发生后电芯3由于收到挤压、高温等影响会发生变形、燃烧等问题，进一步提高电芯3使用的安全性。
37.如图1和图2所示，进一步地，隔热窗设有至少一个，隔热窗的数量根据电芯3的数量设置，相邻电芯3之间设置一个隔热窗进行阻隔相邻电芯3之间的热量，因此当电芯3数量为n时，一个侧板2上隔热窗的数量至少设置n-1个，保证每对电芯3之间至少设置一个隔热窗，并且在电芯3两侧的侧板2上的隔热窗均按照此要求设置，以保证电芯3的两侧均有阻隔热量传递的隔热窗，进而相邻电芯3之间的热量无法相互影响，使得电芯3的工作安全性进一步得到保证。
38.如图1和图2所示，进一步地，隔热孔设有多个，在侧板2上设置隔热孔将相邻电芯3的热量隔绝，通过设置多个隔热孔，将多个隔热孔竖直排布在相邻的电芯3的接触线上，使得电芯3工作时散发的热量通过隔热孔隔绝，隔热孔的数量可以根据电芯3的不同功率选择与之相适应的大小和数量，当电芯3的工作效率较高，可以选择数量更多，孔径更大的隔热
孔，便于在电芯3工作时散发热量，使得电芯3散热更加高效，在电芯3的工作效率较低时，可以选择较少数量和较小孔径的隔热孔，既能够电芯3的散热要求又可以减少工艺要求，提高生产效率。
39.如图1和图2所示，进一步地，隔热窗或者隔热孔由侧板2冲裁而成，隔热窗和隔热孔的结构是在侧板2上直接通过冲裁而成，可以通过在原有电芯模组框架100上直接冲裁而成，无需改变原有的工艺设置，也无需改变原有的工艺设备，在工艺调整上仅是增加冲裁步骤，使得电芯模组框架100的制造简单方便，无需做大的工作改变，节省工艺设计过程，在制造加工过程中也无需增加大改动的工艺，有助于电芯模组框架100的大批量生产，有助于推广使用。
40.如图1和图2所示，进一步地，侧板2和端板1均设有两个，通过两个侧板2与两个端板1的配合限定处用于装配电芯3的装配腔，电芯3安装于装配腔内且电芯3的两侧分别与两侧的侧板2相连接，电芯3两侧与侧板2之间设置结构胶连接二者，电芯3工作时散发的热量通过两侧的侧板2散发，两侧的侧板2分别采用上述的方式设置，即侧板2上设置隔热窗或隔热孔，电芯3与封闭板21相连接；每个侧板2的长度方向的两端分别形成有两个翻边23，两个翻边23分别用于与两个端板1的端部11搭接，侧板2两侧设置翻边23与端板1进行焊接，为端板1与侧板2的连接留有装配余量，在焊接时，直接通过翻边23与端板1焊接，端板1与侧板2焊接后形成装配腔安装电芯3，电芯3的两端分别与端板1相连接，电芯3在工作时也可以通过端板1进行散发热量，端板1与侧板2的配合同时为电芯3散发热量，为电芯3的工作保持在安全温度，端板1与侧板2都采用导热性能较好的铝材质，通过铝材质的端板1与侧板2提高电芯3的散热效率，通过隔热窗的设置也进一步的防止了相邻电芯3的热影响，能够保证在其中一个电芯3发生热失控时不会影响其他电芯3的工作。
41.如图1和图2所示，进一步地，翻边23和端板1的端部11搭接后焊接，端板1与侧板2通过焊接的方式继续连接，端板1的焊接处设置在端部11，侧板2的焊接处在翻边23，通过翻边23与端部11的焊接限定端板1与侧板2的相对位置，通过端板1与侧板2限制处用于装配电芯3的装配腔，通过把各个独立的板焊接成电芯模组框架100，有助于在生产过程中每个独立板的生产加工，在各个独立板制造加工完成后再通过焊接的方式组合起来，有助于提高电芯模组框架100的生产效率，有助于电芯模组框架100的大批量生产，有助于推广使用。
42.如图1和图3所示，进一步地，翻边23的拐角处圆弧过渡，通过翻边23的设置，可以既增大侧板2的焊接部分，又可以增大侧板2的散热面积，通过端部11与翻边23的焊接连接端板1与侧板2，翻边23增大了侧板2的焊接部分，使得端板1与侧板2的连接强度更高，进而使得用于装配电芯3的装配腔强度更高，工作的稳定性更好；翻边23的设置增大了电芯3的散热面积，使得散热更加高效，并且焊接的加工方法无需对现有生产线及工艺进行变更，实现对原有模组加工方案的兼容。
43.根据本实用新型实施例的电芯模组框架100，通过端板1和侧板2的配合形成用于装配电芯3的装配腔，将电芯3安装于装配腔内，相邻电芯3之间采用隔热层4阻隔相邻电芯3的热量，使得电芯3之间的热量不会相互影响；电芯3的热量通过端板1和侧板2散发，在侧板2上设置隔热件22，侧板2上的隔热件22用于防止相邻电芯3的热量通过侧板2传递，在侧板2上设置隔热件22，有效隔绝相邻封闭板21的热传递，进一步地防止相邻电芯3之间的热传递；在侧板2上隔热件22的两侧留有狭径，当模组内某个电芯3发生热失控时，失控电芯3的
热量需要通过隔热件22两侧的狭径才能传递给相邻电芯3，由于狭径部分自身截面积较小能够有效减缓对相邻电芯3的热量传递，同时由于电芯3失控后膨胀会产生巨大膨胀力，狭径部分在膨胀力和高温的双重作用下会发生变形或断裂，导致侧板2传热路径进一步加长或消失，从而改善模组热失控性能，可以在一定程度上延缓模组热失控的发生时间，同时采用此种热失控防护结构能够完全兼容现有模组生产工艺及设备无需进行工艺调整。
44.根据本实用新型实施例的电芯模组框架100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
45.在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“可选地”、“进一步地”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。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
46.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。