电芯组件及包括该电芯组件的电池包、车辆的制作方法

1.本实用新型属于电池技术领域，具体提供一种电芯组件及包括该电芯组件的电池包、车辆。


背景技术：

2.随着电动汽车的发展，800v以上的高压动力电系统成为一种发展趋势，然而随着电压的升高，需要串联更多的单体电池。
3.目前传统的pack电池包有两种装配模式，一是多个电池单体先装配成小模组的形式，再将多个小模组装配在箱体内；二是ctp(cell to pack)技术，又称无模组设计，即，将电芯直接装配在箱体内；在ctp装配模式下，可以省去很多结构件及元器件，大大降低了成本同时对于装配效率有一定提高。
4.但是在将ctp装配模式应用在800v及以上的高电压系统平台上时，则会带来另一个问题，即，每个电芯单独装配在箱体内，需要装配的电芯数量太多，使装配工序繁琐、装配时间长。
5.相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述技术问题。


技术实现要素：

6.本实用新型旨在解决上述技术问题，即为了解决现有电池包在装配时的工序繁琐和装配时间长的问题。
7.在第一方面，本实用新型提供一种电芯组件，所述电芯组件包括相对设置的第一支撑构件和第二支撑构件以及设置在所述第一支撑构件和所述第二支撑构件上的多个电芯，所述第一支撑构件包括相连接的第一半壳体部和第一平板部，所述第一半壳体部和所述第一平板部的数量均为多个且沿所述第一支撑构件的长度方向交替分布；所述第二支撑构件包括第二半壳体部和第二平板部，所述第二半壳体部和所述第二平板部的数量均为多个且沿所述第二支撑构件的长度方向交替分布；所述第一半壳体部和所述第二半壳体部内均具有容纳腔，每个所述容纳腔内均设置有所述电芯；在安装完成的情形下，所述第一半壳体部与其相对应的所述第二平板部固定连接，所述第二半壳体部与其相对应的所述第一平板部固定连接。
8.在上述电芯组件的优选技术方案中，所述电芯组件还包括第一盖板和第二盖板，所述第一盖板安装在所述第一半壳体部的开口上并将所述第一半壳体部密封，所述第二盖板安装在所述第二半壳体部的开口上并将所述第二半壳体部密封。
9.在上述电芯组件的优选技术方案中，所述电芯组件还包括正极极柱和负极极柱，所述正极极柱和所述负极极柱分别位于所述容纳腔的两端并分别通过连接构件与所述容纳腔的腔壁连接，所述电芯包括正极耳和负极耳，所述正极耳与所述正极极柱电连接，所述负极耳与所述负极极柱电连接。
10.在上述电芯组件的优选技术方案中，所述连接构件包括铆接块，所述正极极柱和
所述负极极柱上均设置有铆接柱，所述容纳腔在与所述铆接柱相对应的腔壁上开设有通孔，两个所述铆接柱分别贯穿与其相对应的所述通孔并分别与相对应的所述铆接块铆合固定从而分别将所述正极极柱和所述负极极柱固定在所述容纳腔的腔壁上。
11.在上述电芯组件的优选技术方案中，所述连接构件还包括有第一胶垫、密封垫和第二胶垫，所述第一胶垫和所述第二胶垫分别设置在所述容纳腔的腔壁的内侧和外侧，所述铆接柱依次贯穿所述第一胶垫、所述密封垫、所述通孔和所述第二胶垫并与所述铆接块铆合固定，所述密封垫设置在所述铆接柱与所述通孔的连接处并将二者之间的缝隙进行密封。
12.在上述电芯组件的优选技术方案中，所述第一支撑构件的结构与所述第二支撑构件的结构相同，所述第一半壳体部与所述第一平板部为一体，且所述第一半壳体部为平板的一部分向下凹陷形成。
13.在上述电芯组件的优选技术方案中，所述第一半壳体部的顶部形成有沉台结构，所述盖板嵌入在所述沉台结构内并与所述沉台结构的侧壁固定连接。
14.在第二方面，本实用新型提供一种电池包，所述电池包包括箱体、上端盖以及上述的电芯组件，所述箱体内具有容纳空间，所述电芯组件设置在所述容纳空间内，所述上端盖设置在所述电芯组件的上方并与所述箱体固定连接以将所述电芯组件固定在所述箱体内。
15.在上述电池包的优选技术方案中，所述电芯组件的数量为多个，多个所述电芯组件沿竖直方向依次堆叠且相邻两个所述电芯组件之间均设置有隔热垫。
16.在上述电池包的优选技术方案中，所述隔热垫的两侧均设置有粘合层以将所述隔热垫和所述电芯组件粘接固定。
17.在第三方面，本实用新型提供一种车辆，所述车辆包括上述的电池包。
18.在采用上述技术方案的情况下，本实用新型的电芯组件包括第一支撑构件、第二支撑构件和电芯，第一支撑构件包括相连接的多个第一半壳体部和多个第一平板部，第二支撑构件包括多个第二半壳体部和多个第二平板部，第一半壳体部和第二半壳体部内均具备容纳腔，每个容纳腔内设置有电芯，在安装完成的情形下，第一半壳体部与相对应的第二平板部固定连接并密封，第二半壳体部与相对应的第一平板部固定连接并密封，从而形成第一半壳体部和第二半壳体部交替分布的电芯组件。通过该设置方式，使电芯组件的结构强度高，便于将电芯组件进行装配使用；同时电芯组件体积小，可以减小组装后电池包的体积；另外，电芯组件中包括多个电芯，在进行装配时能够减少单独装配的电芯的数量，从而节省装配时间和提高装配效率。
19.又进一步地，设置第一盖板和第二盖板分别将第一半壳体部的开口和第二半壳体部的开口密封，可以先将装有电芯的第一半壳体部和第二半壳体部注液，再将注液后的电芯组件进行装配使用，进一步提高装配效率。
20.又进一步地，将正极极柱和负极极柱通过连接构件分别与容纳腔两端的腔壁连接，并且电芯的正极耳和负极耳分别与正极极柱和负极极柱电连接，该设置方式，其电芯组件的结构简单，便于加工和组装。
21.又进一步地，采用铆合固定的方式将正极极柱和负极极柱固定在容纳腔的腔壁上，更方便进行组装，同时也能减小电芯组件的体积。
22.又进一步地，连接构件还包括第一胶垫、密封垫和第二胶垫，第一胶垫设置在正负
极极柱与容纳腔的腔壁之间，第二胶垫设置在容纳腔的腔壁与铆接块之间，且密封垫将铆接柱与通孔的连接处的缝隙进行密封。该设置可以使正负极极柱与容纳腔的腔壁的固定连接更稳固，设置密封垫能够将容纳腔内的空间进行密封，从而有效防止电解液漏液；另外，第一胶垫和第二胶垫提供保护作用，从而有效防止长时间的使用而使极柱或铆接块发生磨损，进而提高电芯组件的寿命。
23.又进一步地，通过将第一半壳体部与第一平板部设置为一体，使得第一半壳体部可以直接由平板进行冲压形成，也可以采用注塑成型的方式同时制备第一半壳体部和平板部，方便加工制备，并且能够节省结构件的原料从而降低结构件的成本。
24.又进一步地，通过使第一半壳体部的顶部形成有沉台结构，将第一盖板嵌入在沉台结构内并与沉台结构的侧壁固定连接。该设置方式，在第一盖板与第一半壳体部进行组装时便于将第一盖板进行定位，从而使二者的组装更便捷。
25.此外，本实用新型在上述技术方案的基础上进一步提供的电池包由于包括上述的电芯组件，进而具备了上述电芯组件的技术效果，相比于改进前的电池包，本实用新型的电池包在进行装配时工序简单、装配速度快、效率高。
26.进一步地，通过将多个电芯组件沿竖直方向依次堆叠并在相邻的两个电芯组件之间设置隔热垫，该设置方式，在进行装配时，可以先将电芯组件和隔热垫组装以形成电芯模块，再将电芯模块安装到容纳空间内即可，便于实现自动化装配，进一步节省装配时间；另外，在两个电芯组件之间设置隔热垫，隔热垫将两个电芯组件进行隔离，从而使电芯组件之间的运行互不影响。
27.又进一步地，在隔热垫的两侧设置有粘合层，能够将电芯组件进行粘合，从而提高电芯组件在箱体内地稳固性。
28.此外，本实用新型在上述技术方案的基础上进一步提供的车辆由于包括上述的电池包，进而具备了上述电池包的技术效果，相比于改进前的车辆，本实用新型的车辆在进行生产组装时，其装配时间短、装配效率高。
附图说明
29.下面结合附图来描述本实用新型的优选实施方式，附图中：
30.图1是本实用新型的电芯组件实施例一的结构示意图；
31.图2是本实用新型的电芯组件实施例一的分解结构示意图；
32.图3是本实用新型的电芯组件实施例二的结构示意图；
33.图4是本实用新型的电芯组件实施例二的分解结构示意图一；
34.图5是本实用新型的电芯组件实施例二的分解结构示意图二；
35.图6是本实用新型的第一支撑构件与电芯、正极极柱和负极极柱连接的分解结构示意图，其中示出了容纳腔和第一盖板；
36.图7是图6中a处的放大示意图；
37.图8是本实用新型的第一支撑构件与电芯、正极极柱和负极极柱组合后的俯视图；
38.图9是图8中a-a方向的剖视图；
39.图10是图9中b处的放大示意图；
40.图11是图10中c处的放大示意图；
41.图12是本实用新型的电池包的分解结构示意图；
42.图13是图12中d处的放大图；
43.图14是本实用新型的电芯模块的分解结构示意图。
44.附图标记：
45.1、箱体；11、容纳空间；2、电芯模块；21、电芯组件；211、第一支撑构件；2111、第一半壳体部；21111、沉台结构；2112、第一平板部；212、第二支撑构件；2121、第二半壳体部；2122、第二平板部；213、电芯；2131、正极耳；2132、负极耳；214、容纳腔；2141、通孔；215、第一盖板；216、第二盖板；217、正极极柱；2171、铆接柱；218、负极极柱；219、连接构件；2191、铆接块；2192、第一胶垫；2193、密封垫；2194、第二胶垫；22、隔热垫；3、上端盖。
具体实施方式
46.下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。
47.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上方”、“内侧”、“外侧”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。
48.此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，或一体连接；可以是直接连接，也可以是通过其他构件间接连接。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
49.具体地，如图1和图2所示，本实用新型的电芯组件21包括相对设置的第一支撑构件211和第二支撑构件212以及设置在第一支撑构件211和第二支撑构件212上的多个电芯213。
50.如图2所示，第一支撑构件211包括相连接的第一半壳体部2111和第一平板部2112，第一半壳体部2111和第一平板部2112的数量均为多个，且第一半壳体部2111和第一平板部2112沿第一支撑构件211的长度方向交替分布。
51.如图2所示，第二支撑构件212包括相连接的第二半壳体部2121和第二平板部2122，第二半壳体部2121和第二平板部2122的数量均为多个，且第二半壳体部2121和第二平板部2122沿第二支撑构件212的长度方向交替分布。
52.如图2所示，第一半壳体部2111和第二半壳体部2121内均具有容纳腔214，每个容纳腔214内均设置有一个电芯213；第一半壳体部2111的数量与第二平板部2122的数量相同，在安装完成的情形下，第一半壳体部2111与其相对应的第二平板部2122固定连接并密封；第二半壳体部2121的数量与第一平板部2112的数量相同，且在安装完成的情形下，第二半壳体部2121与其相对应的第一平板部2112固定连接并密封。
53.在安装完成后，第一半壳体部2111与相对应的第二平板部2122固定连接，同时第二半壳体部2121与相对应的第一平板部2112固定连接，从而使得电芯组件21中的第一半壳
体部2111和第二半壳体部2121沿电芯组件21的长度方向交替分布，使得最终形成的电芯组件21的强度高，便于将电芯组件21进行装配使用，同时，该设置方式还可以减小电芯组件21的体积，进而减小电池包的体积。另外，一个电芯组件21中包含有多个电芯213，从而提高了单个电芯组件21的总电压，进而在进行装配时，可以减少所使用的电芯组件21的数量，提高装配效率。
54.需要说明的是，本实用新型不对第一半壳体部2111与第二平板部2122的具体连接方式以及不对第二半壳体部2121与第一平板部2112的具体连接方式作任何限制，在实际应用中，本领域技术人员可以根据实际需要自行设定第一半壳体部2111与第二平板部2122的连接方式以及第二半壳体部2121与第一平板部2112的连接方式。例如，可以采用焊接固定，或者是，也可以采用粘接固定，等等。这种灵活性地调整和改变，并不偏离本实用新型的基本原理和范围，均应限定在本实用新型的保护范围之内。
55.还需要说明的是，本实用新型也不对第一支撑构件211中的第一半壳体部2111和第一平板部2112的具体数量以及第二支撑构件212中的第二半壳体部2121和第二平板部2122的具体数量作任何限制，只要第一支撑构件211和第二支撑构件212进行组合固定后，能够形成第一半壳体部2111和第二半壳体部2121交替分布的电芯组件21即可，在实际应用中，本领域技术人员可以根据实际需要自行设定第一半壳体部2111、第一平板部2112、第二半壳体部2121和第二平板部2122的数量。
56.在上述的介绍中，第一支撑构件211和第二支撑构件212上均具有多个容纳腔214，在进行加工时，方便将第一支撑构件211或第二支撑构件212上的多个电芯213同时进行组装和加工(例如，极耳激光焊接、注液、氦检等)，从而提高生产速度；该设置方式还可以降低结构件的成本、提高产能以及良品率，降低电芯组件21的制造成本。
57.优选地，如图3至图5所示，本实用新型的电芯组件还包括设置在第一支撑构件211上的用于将第一半壳体部2111的开口进行密封的第一盖板215和设置在第二支撑构件212上的用于将第二半壳体部2121的开口进行密封的第二盖板216，第一盖板215的数量与第一半壳体部2111的数量相同，第一盖板215安装在相对应的第一半壳体部2111的开口上，并将第一半壳体部2111密封，第二盖板216的数量与第二半壳体部2121的数量相同，第二盖板216安装在相对应的第二半壳体部2121的开口上，并将第二半壳体部2121密封。
58.通过设置第一盖板215将电芯213密封在第一半壳体部2111内，通过设置第二盖板216将电芯213密封在第二半壳体部2121内，从而可以先向第一半壳体部2111和第二半壳体部2121内注液，注液后再将电芯组件21进行装配使用，进一步提高装配效率。
59.还需要说明的是，本实用新型不对第一盖板215与第一半壳体部2111的连接方式作任何限制，在实际应用中，本领域技术人员可以根据实际需要自行设定第一盖板215与第一半壳体部2111的连接方式。
60.优选地，如图11所示，第一半壳体部2111的顶部形成有沉台结构21111，第一盖板215嵌入在沉台结构21111内，并与沉台结构21111的侧壁固定连接。
61.在第一半壳体部2111的顶部设置沉台结构21111，第一盖板215嵌入在沉台结构21111内，第一盖板215的板面与沉台结构21111的台面相接触，从而能够将第一半壳体部2111内的容纳腔214进行密封，从而可以防止电解液从容纳腔214中泄露，使电芯组件21保持良好的性能。另外，设置沉台结构21111来安装第一盖板215，在进行组装时，便于将第一
盖板215进行定位，使二者的组装更便捷。
62.另外，本实用新型的第二盖板216与第二半壳体部2121的连接方式可参照上述介绍的“第一盖板215与第一半壳体部2111”的连接方式。
63.需要说明的是，本实用新型不对第一半壳体部2111与第一平板部2112的连接方式作任何限制，在实际应用中，本领域技术人员可以根据实际需要自行设定第一半壳体部2111与第一平板部2112的连接方式。
64.优选地，第一半壳体部2111与第一平板部2112为一体结构，并且第一半壳体部2111为平板的一部分向下凹陷形成。
65.通过将第一半壳体部2111与第一平板部2112设置为一体结构，便于进行加工制备，可以通过注塑成型的方式直接制备第一半壳体部2111和第一平板部2112，或者是也可以通过将平板进行冲压以形成具有第一半壳体部2111的平板，制备简单，便于操作。
66.尽管在上述介绍中，将第一半壳体部2111限定为平板的一部分向下凹陷形成，但是这并不应对本实用新型的保护范围构成限制，在实际应用中，本领域技术人员可以自行设定第一半壳体部2111的具体形状。例如，可以使第一半壳体部2111为底部开口的半壳体部，或者，也可以使第一半壳体部2111为顶部和底部都开口的半壳体部，等等。这种灵活地调整和改变，并不偏离本实用新型的基本原理和范围，均应限定在本实用新型的保护范围之内。当然，优选采用上述介绍的第一半壳体部2111为平板的一部分向下凹陷形成，以便于生产制备，降低生产难度。
67.需要说明的是，本实用新型也不对第二半壳体部2121与第二平板部2122的连接方式作任何限制，在实际应用中，本领域技术人员可以根据实际需要自定设定第二半壳体部2121与第二平板部2122的连接方式。
68.优选地，第二半壳体部2121与第二平板部2122为一体结构，并且第二半壳体部2121为平板的一部分向下凹陷形成。
69.将第二半壳体部2121与第二平板部2122设置为一体结构，便于加工制备，操作简单。
70.尽管在上述介绍中，将第二半壳体部2121限定为平板的一部分向下凹陷形成，但是这并不应对本实用新型的保护范围构成限制，在实际应用中，本领域技术人员可以自行设定第二半壳体部2121的具体形状。例如，可以使第二半壳体部2121为底部开口的半壳体部，或者，也可以使第二半壳体部2121为顶部和底部都开口的半壳体部，等等。这种灵活地调整和改变，并不偏离本实用新型的基本原理和范围，均应限定在本实用新型的保护范围之内。当然，优选采用上述介绍的第二半壳体部2121为平板的一部分向下凹陷形成，以便于生产制备，降低生产难度。
71.如图6至图11所示，本实用新型的电芯组件21还包括正极极柱217和负极极柱218，正极极柱217和负极极柱218分别位于容纳腔214的两端，并分别通过连接构件219与容纳腔214的腔壁连接。
72.如图6、图9和图10所示，电芯213具有正极耳2131和负极耳2132，正极耳2131与正极极柱217电连接，负极耳2132与负极极柱218电连接。
73.上述介绍的电芯组件21，结构简单，便于进行加工和组装。
74.需要说明的是，本实用新型中不对连接构件219的具体结构作任何限制，本领域技
术人员可以根据实际需要自行设定连接构件219的具体结构。
75.优选地，如图7和图10所示，连接构件219包括铆接块2191，正极极柱217和负极极柱218上均设置有铆接柱2171，容纳腔214的腔壁上开设有通孔2141，通孔2141设置有两个，且分别对应两个铆接柱2171设置，两个铆接柱2171分别贯穿两个通孔2141，并与铆接块2191铆合固定，从而分别将正极极柱217和负极极柱218固定在容纳腔214的腔壁上。
76.采用铆接块2191与铆接柱2171铆合固定的方式将正极极柱217和负极极柱218固定安装在容纳腔214的腔壁上，连接稳定和便于组装，同时还能够减小电芯组件21的体积，从而节省空间。
77.优选地，如图7和图10所示，连接构件219还包括有第一胶垫2192、密封垫2193和第二胶垫2194，第一胶垫2192和第二胶垫2194分别设置在容纳腔214的腔壁的内侧和外侧，铆接柱2171依次贯穿第一胶垫2192、密封垫2193、通孔2141和第二胶垫2194后与铆接块2191铆合固定，密封垫2193设置在铆接柱2171与通孔2141的连接处，并将二者之间的缝隙进行密封。
78.进一步设置第一胶垫2192和第二胶垫2194，可以避免正极极柱217、负极极柱218和铆接柱2171的磨损，延长电芯组件21的寿命；设置密封垫2193能够将容纳腔214密封，能够防止容纳腔214内的电解液从通孔2141处渗出，进而保证电芯组件21的良好性能。
79.如图12和图13所示，本实用新型的电池包包括箱体1、上端盖3和电芯组件21，箱体1内具有容纳空间11，电芯组件21设置在容纳空间11内，上端盖3设置在电芯组件21的上方，并与箱体1固定连接以将电芯组件21固定在箱体1内。
80.上述介绍的电池包在进行装配时，电芯组件21内包含有多个电芯213，能够有效减少需要组装的电芯组件21的数量，从而提高电池包的装配效率。
81.需要说明的是，本实用新型不对电池包中电芯组件21的具体数量作任何限制，本领域技术人员可以根据实际需要自行设定电芯组件21的数量。
82.如图12和图13所示，优选地，电芯组件21的数量为多个，多个电芯组件21沿竖直方向依次堆叠，并且相邻两个电芯组件21之间均设置有隔热垫22。
83.在相邻的两个电芯组件21之间设置隔热垫22，能够将相邻的两个电芯组件21隔开，从而有效阻止电芯组件21之间的热量传递，以使电芯组件21之间的运行互不影响。
84.另外，参照图12至图14，在将电池包进行装配时，可以先将相应数量的电芯组件21和隔热垫22依次交错进行叠放以制得到电芯模块2，再将电芯模块2安装到容纳空间11中，并使用上端盖3将电芯模块2固定在箱体1内即可；在将电芯组件21组装形成电芯模块2时，电芯组件21沿竖直方向并且沿电芯组件21的大面方向进行叠加，操作难度低，可以实现机械自动化操作，从而节省装配的时间、提高装配效率。
85.综上所述，实际在装配电池包的过程中，可以根据容纳空间11的大小，先将电芯组件21和隔热垫22组装形成电芯模块2，再将组装好的电芯模块2装配到相对应的容纳空间11中，最后使用上端盖3将电芯模块2封装在箱体1内；或者是，也可以直接将若干个电芯组件21和隔热垫22依次交错叠放在容纳空间11内，最后使用上端盖3将电芯组件21和隔热垫22封装在箱体1内。这种灵活的装配方式地调整和改变，并不偏离本实用新型的基本原理和范围，均应落入本实用新型的保护范围之内。当然，在进行装配时，优选“先将电芯组件21和隔热垫22组装形成电芯模块2，再使用电芯模块2进行装配”的装配方式，相对于直接使用电芯
组件21进行装配，能够进一步提高装配效率。
86.优选地，隔热垫22的两侧均设置有粘合层，以将隔热垫22和电芯组件21粘接固定。
87.在隔热垫22的两侧设置粘合层，使隔热垫22与相邻的两个电芯组件21进行粘合，从而使若干个电芯组件21叠放后形成为一个整体，进一步提高电芯组件21在箱体1内地稳固性；另外，在将电芯组件21和隔热垫22先行组装成电芯模块2的装配方式中，使组后装的电芯模块2为一个整体，从而方便将电芯模块2组装成电池包，降低装配难度。
88.最后，本实用新型还保护一种车辆，所述车辆包括上述介绍的电池包。
89.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。