一种层叠放置的电池模组结构的制作方法

1.本实用新型涉及电池的技术领域，具体涉及一种层叠放置的电池模组结构。


背景技术：

2.模组在电池系统设计中起到承上启下的作用，即受到来自电芯基础性能的影响，也受到来自电箱的需求性能的影响，随着国家政策以及整车客户对动力电池能量密度要求的逐年增高，为了满足动力电池开发、生产、售后等环节中采购成本、时间成本、生产成本、以及维修成本的需求，实现“将本增效”的目标，模组的标准化，模块化，集成化设计势在必行。
3.而随着电动汽车越来越多，用户对电动汽车续驶里程要求越来越高；增加动力电池模组是增加电池电量、提升续驶里程的主要方法；现有电池模组多为平铺形式，受整车空间结构影响，x和y方向尺寸受限，但是，整车z轴方向会有局部不能充分利用，为了充分利用z轴方向空间，可局部位置使用双层模组叠加，增加模组数量，提高动力电池的电量，增大电动车的续航里程。
4.公告号为cn201920332072.4的中国专利公开了一种双层铝壳电池模组固定支架结构。它包括两个条状的上下层模组固定支架，上下层模组固定支架上设有长螺栓穿过孔和固定孔，长螺栓穿过孔与上、下两层模组侧板和模组端板上的侧板长螺栓穿过孔和端板长螺栓穿过孔对应配合，固定孔与上、下两层模组侧板和模组端板上的侧板固定孔和端板固定孔对应配合。通过该结构，实现了双层电池模组设计。但随着电池模组固定结构的迭代更新，现有的电芯底部和侧边不再采用铝支架支撑，而采用塑塑钢带直接绑扎。针对塑钢带绑扎的电池模组结构，采用该专利的方案进行双层叠放，单个电芯的上下位置容易出现异动，使双层叠放出现上层电池模组中间下凹的情况。
5.因此，针对绑扎形式的电池模组结构，需要提供一种更稳定的固定方式，以实现电池模组的层叠放置。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种层叠放置的电池模组结构，其可适用于塑钢带绑扎固定的电池模组结构，在双层叠放时单个电芯不会上下移动，上层电池模组中间不会出现下凹情况，其层叠固定形式更稳定。
7.本实用新型提供的一种层叠放置的电池模组结构，至少包括下层电池模组、上层电池模组和设置于下层电池模组与上层电池模组之间的支撑架，所述下层电池模组和所述上层电池模组均包括并列排布的电芯、设置于所述电芯两端的端板、将所述电芯与所述端板绑扎成组的塑钢带、设置于所述电芯顶部的ccs组件、设置于所述ccs组件上方的上盖和设置于所述电芯底部的底板，所述支撑架两端分别与所述下层电池模组和所述上层电池模组的所述端板固连。
8.较为优选的，还包括第一螺柱、第二螺柱和设置于所述支撑架端部的第一支撑柱
和第二支撑柱，所述第一螺柱贯穿所述第一支撑柱与所述下层电池模组的所述端板连接，所述第二螺柱贯穿所述上层电池模组的所述端板、第二支撑柱并与所述下层电池模组的所述端板连接。
9.较为优选的，所述第二支撑柱设置于所述支撑架端部两侧，所述第一支撑柱设置于所述第一支撑柱之间。
10.较为优选的，所述下层电池模组和所述上层电池模组的所述端板结构相同，所述端板顶部设有用于与所述第一螺柱配合的第一安装部和用于与所述第二螺柱配合的第二安装部，所述第一安装部的高度高于所述第二安装部的高度，所述第一支撑柱和所述第二支撑柱均设置于所述支撑架底部，所述支撑架在所述第一支撑柱对应位置设有下凹槽。
11.较为优选的，所述第一螺柱的长度端与所述第二螺柱的长度。
12.较为优选的，所述ccs组件上均匀设置有多个连接铜排，每个所述连接铜排分别与每个电芯的正负极柱对应连接。
13.较为优选的，所述电芯之间通过双面胶层相互粘连固定。
14.较为优选的，所述电芯与所述端板之间设有绝缘片，所述绝缘片两侧分别与所述电芯和所述端板粘接。
15.较为优选的，所述支撑架的板面设有多道加强筋。
16.本实用新型的有益效果为：
17.1、本方案在上、下层电池模组之间设置支撑架，并通过支撑架两端与下层电池模组和上层电池模组的端板固连，实现双层电池模组之间的z向固定。塑钢带绑扎的各个电芯均可被支撑架支撑，在层叠放置时，不会出现单个电芯z向(即竖直方向)位移，从而不会出现电池模组中间下凹现象，其层叠固定形式稳定度高，相较于平铺布置方式，能有效利用车辆的z向空间，从而节约x和y方向的布置空间。
18.2、本方案通过第一螺柱实现支撑架和下层电池模组的固定连接，通过第二螺柱实现上层电池模组、支撑架和下层电池模组的连接，从而将上下层电池模组固定形成一个层叠放置的电池模组整体结构。其连接形式简便，便于连接装配，且稳定度高。且第一安装部的高度高于第二安装部的高度，并根据各自的高度分别与第一支撑柱和第二支撑柱配合，从而端板高度与电芯高度和ccs组件装配高度的适配，并实现了支撑架两端连接位置与端板的相互配合。在连接时，下凹槽形成第一螺柱的顶部容置空间，第二安装部顶部形成第二螺柱顶部容置空间。防止了螺柱、端板、支撑架、电芯及ccs组件之间的相互干涉，提高了装配稳定性。
附图说明
19.图1为本实用新型结构示意图；
20.图2为图1的分解结构示意图；
21.图3为本实用新型下层电池模组与支撑架的连接示意图；
22.图4为本实用新型电池模组的分解结构示意图；
23.图5为本实用新型支撑架的结构示意图；
24.图6为本实用新型端板的结构示意图。
25.1-下层电池模组；2-上层电池模组；3-支撑架；4-端板；5-第一螺柱；6-第二支撑
柱；7-第一支撑柱；8-第二支撑柱；9-电芯；10-ccs组件；11-上盖；12-底板；13-塑钢带；14-绝缘片；15-双面胶层；16-加强筋；17-下凹槽；18-第一安装部；19-第二安装部。
具体实施方式
26.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
27.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
28.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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技术和简化描述，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技术的限制。
29.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。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
30.在本技术说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。“多个”表示“两个或两个以上”。
31.实施例一
32.本实施例提供的一种层叠放置的电池模组结构的较佳实施方式，具体为两层电池模组的层叠放置结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
33.如图1所示，一种层叠放置的电池模组结构，至少包括下层电池模组1、上层电池模组2和设置于下层电池模组1与上层电池模组2之间的支撑架3。支撑架3两端分别与下层电池模组1和上层电池模组2的端板4固连。
34.本方案在上、下层电池模组之间设置支撑架，并通过支撑架两端与下层电池模组和上层电池模组的端板固连，实现双层电池模组之间的z向固定。塑钢带绑扎的各个电芯均可被支撑架支撑，在层叠放置时，不会出现单个电芯z向(即竖直方向)位移，从而不会出现电池模组中间下凹现象，其层叠固定形式稳定度高，相较于平铺布置方式，能有效利用车辆的z向空间，从而节约x和y方向的布置空间。
35.如图2、3所示，电池模组结构还包括第一螺柱5、第二螺柱6和设置于支撑架3端部的第一支撑柱7和第二支撑柱8，第一螺柱5贯穿第一支撑柱7与下层电池模组1的端板4连接，第二螺柱6贯穿上层电池模组2的端板4、第二支撑柱8并与下层电池模组1的端板4连接。
其中，第二支撑柱8设置于支撑架3端部两侧，第一支撑柱7设置于第一支撑柱7之间。
36.本方案通过第一螺柱实现支撑架和下层电池模组的固定连接，通过第二螺柱实现上层电池模组、支撑架和下层电池模组的连接，从而将上下层电池模组固定形成一个层叠放置的电池模组整体结构。其连接形式简便，便于连接装配，且稳定度高。
37.如图4所示，下层电池模组1和上层电池模组2均包括并列排布的电芯9、设置于电芯9两端的端板4、将电芯9与端板4绑扎成组的塑钢带13、设置于电芯9顶部的ccs组件10、设置于ccs组件10上方的上盖11和设置于电芯9底部的底板12。其中，ccs组件10上均匀设置有多个连接铜排，每个连接铜排分别与每个电芯9的正负极柱之间激光焊接。塑钢带13为两道，一道在上部，一道在下部，从而对电芯进行更稳定的绑扎固定。电芯9之间通过双面胶层15相互粘连固定。本实施例的双面胶层15采用泡棉双面胶，该泡棉双面胶为长方形结构，其中部掏空，以减少泡面双面胶与电芯表面的接触面积，保证电芯之间的散热。通过双面胶层实现相邻电芯的固定，进一步防止了电芯在z向的位移，提高了装配稳定性。电芯9与端板4之间设有绝缘片14，绝缘片14双面背胶，两侧分别与电芯9和端板4粘接。
38.如图5所示，在一个实施例中，支撑架3的板面设有多道加强筋16。在板状的支撑架表面冲压出多道凹凸形式的加强筋结构，可提升支撑架的强度，提高了支撑架的支撑性，保证了电池模组层叠装配的稳定性。
39.如图6所示，下层电池模组1和上层电池模组2的端板4结构相同，端板4顶部设有用于与第一螺柱5配合的第一安装部18和用于与第二螺柱6配合的第二安装部19，第一安装部18的高度高于第二安装部19的高度，第一支撑柱7和第二支撑柱8均设置于支撑架3底部，支撑架3在第一支撑柱7对应位置设有下凹槽17。第一螺柱5的长度端与第二螺柱6的长度。本实施例的第一螺柱采用m6短螺柱，第二螺柱采用m6长螺柱。
40.此外，端板结构为减轻重量，采用镂空结构设计，其材质为铝塑端板。同时，为了提高端板的强度，端板上设置有纵横交错的加强筋结构。
41.本方案的第一安装部的高度高于第二安装部的高度，并根据各自的高度分别与第一支撑柱和第二支撑柱配合，从而端板高度与电芯高度和ccs组件装配高度的适配，并实现了支撑架两端连接位置与端板的相互配合。在连接时，下凹槽形成第一螺柱的顶部容置空间，第二安装部顶部形成第二螺柱顶部容置空间。防止了螺柱、端板、支撑架、电芯及ccs组件之间的相互干涉，提高了装配稳定性。
42.除了本实施例提供的双层电池模组层叠放置结构，为了适配车内布置空间，还可采用三层或更多层设计，仅需在本方案的上层电池模组上方通过支撑架再拓展一层或多层电池模组结构即可。
43.本实施例的双层电池模组在具体布置使，可以与平铺防止的多个电池模组组合使用，也可单独使用，具体可根据车内布置空间适应性调整。
44.以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。