电池模组及电池包的制作方法

1.本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种模组及电池包。


背景技术：

2.动力电池作为电动汽车的主要动力源，如何高效利用有限的空间，提高能量密度，是满足新能源电动汽车长续航需求的关键。而目前电池包多数以多个单体电池组成电芯模组，再将多个电芯模组置入电池箱形成电池包，在该方案中，多个单体电池组装成电芯模组时，需要在两端设置端板对模组内的单体电池进行预紧固定，形成模组，由此实现电池包的模组化组装，但这种组装方案电池包内部构件繁多，不仅装配复杂，多个电芯模组封装于电池箱时，用以组装成模组的结构件(如端板)还占用较大的电池箱内部空间，对体积空间利用率较低，在既定的结构下，难以高效利用电池包内部空间，电池的体积能量密度的优化空间小，难度大。


技术实现要素：

3.本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种电池模组，能够对多个单体电池进行有效地抵持，从而简化结构，有效提高电池箱的内部空间利用率，从而提高电池包体积能量密度。
4.本技术还提出一种包括上述电池模组的电池包。
5.根据本技术第一方面实施例的电池模组，用于与箱体组装形成电池包，所述电池模组包括：
6.多个单体电池；
7.两个相对设置的安装板，多个所述单体电池成排地设置于所述安装板之间；
8.绝缘插板，沿所述单体电池的排布方向设置于所述安装板之间，所述绝缘插板用于在所述单体电池的排布方向上抵持所述单体电池。
9.本技术第一方面实施例的电池模组，至少具有如下有益效果：多个单体电池成排地设置于安装板之间，实现单体电池侧部的定位，绝缘插板用于在单体电池的排布方向上抵持于单体电池，实现单体电池的预紧安装，便于单体电池的组装，并且能够省去常规电池模组中的端板，有助于提高电池包内部空间的利用率，从而提高体积能量密度。
10.根据本技术的一些实施例，所述安装板的沿所述单体电池的排布方向的两端中的至少一端设置有所述绝缘插板；或者，任意一个或多个位置的所述单体电池之间设置有所述绝缘插板；或者，所述安装板之间沿所述单体电池的排布方向的两端中的至少一端，以及任意一个或多个位置的所述单体电池之间均设置有所述绝缘插板。根据本技术的一些实施例，所述安装板上设置有用于插接所述绝缘插板的插板插槽，所述绝缘插板插接于所述插板插槽中。
11.根据本技术的一些实施例，所述插板插槽包括一对开口相对的开槽，各所述开槽分别设置于两个所述安装板上，所述绝缘插板的边沿插入所述开槽内。
12.根据本技术的一些实施例，所述绝缘插板对应于所述单体电池的排布方向的一侧或两侧设置有凸台。
13.根据本技术的一些实施例，所述安装板之间沿所述单体电池的排布方向具有多个插槽，各所述单体电池分别位设置于各所述插槽中。
14.根据本技术的一些实施例，所述安装板包括板体和隔条，所述隔条沿所述单体电池的排布方向间隔设置于所述板体的相互朝向的一侧，所述隔条之间限定出凹槽，两个所述安装板的所述凹槽的位置相互对应，相对的两个所述凹槽形成用于定位单个所述单体电池的插槽。
15.根据本技术的一些实施例，所述安装板还包括底托，所述底托对应于所述单体电池的底部的位置设置，并自所述板体的内壁向内延伸，所述底托用于承托位于所述插槽中的所述单体电池的底部。
16.根据本技术第二方面实施例的电池包，包括：
17.箱体，包括下箱体和箱盖，所述下箱体具有安装腔，所述箱盖封盖于所述安装腔的上部；
18.本技术第一方面实施例的电池模组，所述电池模组置于所述安装腔内，所述安装板连接于所述箱体，所述绝缘插板用于在所述单体电池的排布方向上抵持所述单体电池。
19.本技术第二方面实施例的电池包，至少具有如下有益效果：电池模组设置于箱体的安装腔中，通过安装板与箱体的连接实现电池模组的固定以及力的传递，并通过绝缘插板在单体电池的排布方向上抵持单体电池，将单体电池的膨胀力传递至电池箱，由此省去了传统电池包将单体电池组装成模组的结构件(如端板)，实现了电池包的结构简化，从而简化装配。另外，结构件的减少能够提供更多的箱体内部安装空间，有助于提高内部空间利用率，从而提高电池体积能量密度。
20.根据本技术的一些实施例，所述安装板沿所述单体电池的排布方向的两端的至少一端设置有所述绝缘插板，且所述绝缘插板位于所述单体电池和所述下箱体的内壁之间，所述绝缘插板和所述下箱体的内壁之间具有间隙，所述间隙内设置有灌封胶。
21.本技术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，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
22.下面结合附图和实施例对本技术做进一步的说明，其中：
23.图1为本技术一个实施例的电池包的立体结构示意图；
24.图2为本技术一个实施例的电池包的部分结构分解示意图；
25.图3为本技术一个实施例的电池模组的部分结构分解示意图；
26.图4为本技术一个实施例的电池模组省去单体电池的结构示意图；
27.图5为本技术另一个实施例中的安装板的结构示意图；
28.图6为本技术一个实施例中的安装板、绝缘插板和单体电池的分解示意图；
29.图7为本技术一个实施例中的绝缘插板的结构示意图；
30.图8为本技术另一个实施例中的安装板的结构示意图；
31.图9为图8中的i处局部放大图；
32.图10为本技术实施例的电池包沿单体电池排布方向的一个截面示意图；
33.图11为本技术实施例的电池包沿垂直于单体电池排布方向的一个截面示意图。
34.附图标记：
35.单体电池100，单体电池的顶部120，单体电池的底部130，单体电池的侧部140；
36.电池模组200，插槽210，汇流排220，安装板230，板体231，隔条232，底托233，第一安装台234，凹槽237，插板插槽240，连接板250，绝缘插板260，凸台261，挡肩270，“u”型泡棉280；
37.箱体300，箱盖310，下箱体320，底板321，侧箱板322，流道323，安装腔330，密封件340，定位台350；
38.数据采集系统400，电池控制单元500，配电盒600，连接器700。
具体实施方式
39.下面详细描述本技术的实施例，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，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
40.在本技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、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。
41.在本技术的描述中，若干的含义是一个以上，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二等，只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
42.本技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本技术中的具体含义。
43.本技术的描述中，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技术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。
44.目前，多数动力电池的组成结构主要是：通过电芯框架承载单体电池，以多个单体电池组成电芯组，再将多个电芯组组合成电芯模组，在电芯模组两端连接端板，两侧设置侧箱板，以实现承力，电芯模组上方设置电气隔离板，汇流排设置于电气隔离板上并连接线束，上盖盖设于电气隔离板上部并连接于端板、侧箱板等，由此组成电池包。这种组成方式内部构件繁多，不仅装配复杂，还占用较大的电池箱内部空间，体积空间利用率较低，并且优化空间小，难度大。与之相比，本技术实施例的电池模组及电池包可通过安装板对单体电池进行定位，并可采用单体电池和安装板直接连接电池包箱体形成电池包(ctp)的结构，相比于上述方式，能够省去一些结构件，从而释放更多的内部安装空间以供单体电池的安装，
有助于提高内部空间利用率或者减小电池尺寸，并且简化装配，能够在一定程度上降低成本。
45.图1为本技术一个实施例的电池包的立体结构示意图，图2为图1所示实施例的电池包的部分结构分解示意图，参考图1和图2，本技术实施例的电池包，包括箱体300和电池模组200电池模组200包括多个单体电池100和用于定位固定各单体电池100的安装板230。单体电池100成排地设置于安装板230之间。箱体300包括下箱体320和箱盖310，下箱体320包括侧箱板322和底板321，侧箱板322和底板321围合成安装腔330，电池模组200置于安装腔330内，安装板230连接于箱体，箱盖310盖设于安装腔330的上部并可拆卸地连接于侧箱板322。
46.图3为本技术一个实施例的电池模组的部分结构分解示意图，图4为本技术一个实施例的电池模组省去单体电池的结构示意图，参考图3和图4，本技术实施例的电池模组200包括两个相对设置的安装板230和若干绝缘插板260，多个单体电池100成排地设置于安装板230之间。图5为本技术另一个实施例中的安装板的结构示意图，图6为本技术一个实施例中的安装板、绝缘插板和单体电池的分解示意图，参考图5和图6，在一些实施例的电池模组中，在安装板230沿单体电池100的排布方向的两端中的至少一端设置有绝缘插板260，可在安装板230沿单体电池100排布方向的一端设置有绝缘插板260；或者，在安装板230沿单体电池100排布方向的两端均设置有绝缘插板260。绝缘插板260连接于安装板230，电池模组200装入电池包的箱体后，位于安装板230端部的绝缘插板260用于在单体电池100的排布方向上抵持于单体电池100和电池包的箱体300之间。因此，电池模组200可以直接装配于电池包的箱体中，可由绝缘插板260抵抗单体电池100的膨胀力并将力传递至箱体300，省去了将单体电池100组装成模组的结构件，从而简化结构和装配，并且，结构件的减少能够提供更多的箱体内部安装空间，有助于提高内部空间利用率，从而提高电池包的体积能量密度。
47.在一些实施例的电池模组中，在任意一个或多个位置的单体电池100之间设置有绝缘插板260，绝缘插板260具体的设置位置可以根据实际装配需求进行合理配置，例如：位于安装板230的中部的位置的单体电池100之间设置有绝缘插板260，或者每间隔一定数量的单体电池100之间设置一件绝缘插板260。该绝缘插板260可在单体电池100的排布方向上抵持于单体电池100之间，可对单体电池100具有一定的预紧作用，能一定程度地抵抗单体电池100沿排布方向的膨胀力，适用于单体电池100的数量较多、排布长度较大的电池包。
48.另外，在一些其他实施例的电池模组中，在安装板230沿单体电池100的排布方向的两端中的至少一端设置有绝缘插板260，并且，在任意一个或多个位置的单体电池100之间也设置有绝缘插板260，与上述实施例同理，单体电池100沿排布方向的膨胀力可由设置于安装板230端部的绝缘插板260抵抗并将力传递至箱体300，设置于单体电池100之间的绝缘插板260可在单体电池100的排布方向上抵持于单体电池100之间，可对单体电池100具有一定的预紧作用，从而有助于单体电池排布方向的膨胀力的传递，从而提高电池模组的稳定性。
49.在上述实施例中，绝缘插板260相对于单体电池100排布方向的一侧或两侧可以设置凸台，凸台能够增大绝缘插板260沿单体电池100排布方向的厚度，从而能够更好地对单体电池进行抵持和传力。具体实施当中，凸台凸起的高度可以根据实际的装配需求(如装配间隙)进行合理配置。图5为本技术另一个实施例的安装板的结构示意图，参考图5，与上述
实施例相比，本实施例的电池模组200中，两件安装板230的端部的一端还可以设置连接板250，另一端采用上述实施例的方式设置绝缘插板260，其中，连接板250可以通过插接的方式连接于安装板230，或者通过连接件可拆卸地与安装板230连接，或者通过焊接、铆接等与安装板230连接为一体，或者连接板250与安装板230通过一体成型工艺成型为一体。
50.图6为本技术一个实施例的安装板、绝缘插板和单体电池的分解示意图，图7为本技术一个实施例中的绝缘插板的结构示意图，参考图6和图7，在一些实施例的电池模组200中，安装板230上沿单体电池100的排布方向的两端均设置有绝缘插板260，绝缘插板260的两侧可以抵持于位于端部的单体电池100和箱体300之间，由此，多个单体电池100组成的电池组件沿单体电池100的排布方向的膨胀力，能够通过绝缘插板260直接传递到箱体300上，即实现了单体电池100直接向箱体300传力的方式。
51.常规电池模组中，单体电池之间没有定位结构，需要通过两端的端板从电池两端进行预紧从而实现单体电池的固定，与常规电池模组相比，而本技术的电池模组，单体电池100的排布方向的膨胀力，能够通过绝缘插板260直接传递到箱体300上，通过箱体300抵抗膨胀力，省去了端板及其预紧连接结构，简化了装配。
52.将电池模组200装入箱体300中后，安装板230两端的单体电池100与箱体300侧箱板322之间存在一定的间隙，然后在安装板230两端与箱体300之间插入绝缘插板260，绝缘插板260能够对单体电池100进行进一步顶紧定位，并且绝缘插板260和箱体300的内壁之间可以直接抵持，由此绝缘插板260能够抵持于单体电池100和箱体300内壁之间，实现单体电池排布方向上力的传递。或者，绝缘插板260和箱体300的内壁之间可以具有一定间隙，在间隙内还可设置灌封胶，灌封胶能够吸收单体电池排布方向的公差，将膨胀力通过灌封胶传至箱体300。可在两者之间设置“u”型泡棉280围成胶槽，向胶槽内注入灌封胶，灌封胶的注入量可根据绝缘插板260和箱体300侧箱板322之间的距离进行调整。另外，为使绝缘插板260具有较佳的传力作用，绝缘插板260朝向箱体300侧箱板322的一侧中部可以设置凸台261，从而能够更稳定地抵持箱体300的侧箱板322。
53.同理，根据电池包内部结构和实际的安装需求，也可以仅在安装板230沿单体电池100排布方向的其中一端设置绝缘插板260，安装板230的另一端抵持于箱体300的侧箱板322，同样能够通过安装板230和绝缘插板260将单体电池100的排布方向的膨胀力传递至箱体300，于绝缘插板260的一侧实现公差的吸收。另外，当所需组装的单体电池100数量较多，排布距离较长时，可以设置多对安装板230对所需组装的单体电池100进行固定，相邻的一对安装板230之间可以相互顶紧，并于顶紧处设置绝缘插板260，由此，安装板230顶紧处的单体电池100之间可以通过设置该绝缘插板260进行抵持，实现安装板230和单体电池的进一步紧固。同理，根据单体电池100间的紧固要求，也可以在安装板230的任意一个或多个位置的单体电池100之间设置绝缘插板260，实现单体电池100之间进一步的紧固。
54.根据上述实施例，图8为本技术另一个实施例的安装板的结构示意图，图9为图8中的i处局部放大图，参考图8和图9，安装板230上所需设置绝缘插板260的位置，可以设置插板插槽240，由此绝缘插板260可以采用插接的方式连接于安装板230，连接方式简单，有助于快速装配。具体来说，参考图9，以安装板230端部设置绝缘插板260的方案为例，两件安装板230相对的位置，有开口相对的开槽，形成上述的插板插槽240，两个开槽分别用于容纳绝缘插板260对应的两侧边沿，因此，将绝缘插板260对应于两开槽的边沿插入开槽内，即可实
现插接安装。
55.图8为本技术另一个实施例的安装板的结构示意图，图9为图8中的i处局部放大图，参考图8和图9，在上述实施例中，安装板230之间沿单体电池100的排布方向具有多个插槽210，各单体电池100分别位设置于各插槽210中。通过插槽210实现单体电池100的定位和安装，不需要另外设置各单体电池100的固定框架，能够在一定程度上节省电池模组内部空间。
56.在一些实施例中，安装板230相互朝向的一侧沿单体电池100的排列方向设置有多个凹槽237，两个安装板230上的凹槽237的位置相互对应，对应的两个凹槽237组成用于容置单体电池100且对单体电池100的两侧侧部进行限位的插槽210。两个安装板230组合形成的围框，相对于单体电池的顶部120和底部的两侧均设为敞口，因此，单体电池的顶部120构件能够露出于插槽210的外部，以便电气连接，单体电池的底部130能够与箱体300的底板321连接。
57.两个安装板230可以采用分体式结构，装配时，可将两件安装板230从两侧包夹于单体电池100的两侧，从而将单体电池100装入插槽210，再安装绝缘插板260，然后再装入箱体300中。两个安装板230也可以通过连接板连接为一个整体，单体电池100从上侧或下侧插入插槽210中，再安装绝缘插板260。实际装配时，可根据具体的安装板230的结构、单体电池100与安装板230的固定方式合理调整装配方式。
58.在一些实施例中，参考图8和图9，各安装板230包括板体231和隔条232，隔条232沿单体电池100的排布方向间隔设置于板体231的相互朝向的一侧，安装板230对应于单体电池100的两侧的底部设置有底托233，底托233向板体231的内侧延伸至隔条232的下方，从而能够自单体电池的侧部140的下方承托单体电池的底部130。在安装板230对应于单体电池的顶部120设置有第一安装台234，第一安装台234向板体231的内侧延伸至隔条232的上方，从而能够自单体电池的侧部140的上方限位单体电池的顶部120，由此，相邻的隔条232之间以及第一安装台234、底托233共同围合形成上述的用于对单体电池的侧部140、顶部120和底部130进行限位的凹槽237。装配时，只需使两安装板230上的凹槽237对应于单体电池100的两侧，然后将安装板230夹于单体电池100的两侧，即可将单体电池100定位于两件安装板230上，然后整体置入电池包箱体中。在本实施例中，两件安装板230为分体结构，可分别从单体电池100的两侧安装，单体电池100的两侧的顶部和底部被限位于凹槽237中。
59.根据本技术的一些实施例，参考图2、图10和图11，安装板230相互背离的外壁设置有向外凸出的挡肩270，挡肩270可以是沿单体电池100的排布方向延伸成一整条的长条结构，也可以是多个沿单体电池100的排布方向排列的凸台结构。箱体300的侧箱板322上设置有定位台350，电池模组200置于箱体300中后，挡肩270置于定位台350上，并且挡肩270的外侧边沿抵持于侧箱板322的内壁，由此，单体电池100通过安装板230的外壁以及挡肩270实现加速力向箱体300的传递，实现了单体电池100直接向箱体300传力的方式。
60.另外，单体电池的底部130与箱体300底部连接之后，电池模组200沿长度方向的弯曲和扭转受箱体300底板321限制，增大了电池模组200长度方向的截面惯性矩，有效解决了电池模组在长度方向的模态小的问题。
61.在一些实施例中，安装板230上对应于各单体电池100的位置还设置有汇流排220，例如，汇流排220可以连接于第一安装台234，汇流排220电连接于插槽210内的单体电池100
的极柱。由此，电池包还可省去常规结构中用于配置汇流排的电气隔离板，从而进一步减少电池包内部结构件，实现结构和装配的简化，并能够在一定程度上减少内部空间的占用，有助于提高电池包的内部空间利用率。
62.上述实施例的电池包还包括数据采集系统400、电池控制单元500及配电盒600，数据采集系统400电连接于单体电池100，以实现单体电池100的相关数据采集，电池控制单元500电连接于数据采集系统400和配电盒600，实现电池的整体调控，配电盒600还连接有用于外部连接的连接器(包括高压连机器、低压连接器等)。箱体300上位于单体电池100排布方向的一端还设置有用于容纳配电盒600的空腔，该空腔与用于安装电池模组200的安装腔330之间通过一侧箱板322隔开。本技术实施例的电池包中，可采用已知技术中常规应用于电池包的数据采集系统400、电池控制单元500及配电盒600，其控制原理在此不做赘述。
63.在一些实施例的电池包中，下箱体320设置有两个安装腔330，各安装腔330中分别采用上述实施例的装配方式装配有电池模组200，形成具有两组电池模组200的电池包。其中，下箱体320可采用多个侧箱板322组合连接而成，适用于也可以通过一体成型工艺成型为一体。另外，箱盖310和下箱体320之间还可以设置密封件340，从而有效隔绝外部水汽。
64.在一些实施例的电池包中，底板321上或者底板321的内部设置有用于通入冷却液的流道323，因此，通过冷却液对底板321的冷却，同时能够对连接于底板321的单体电池100进行散热，实现了单体电池100直接对箱体300传热的方式，省去了中间传热构件，既实现了热量的高效传递，又能够释放更多的内部空间，从而有助于提高电池内部的空间利用率。
65.由上述可知，本技术实施例的电池包，实现了单体电池与箱体的直接传力装配，与通过常规的电芯模组组装形成电池的方案相比，减少了多个结构件，例如减少了电气隔离板、电芯模组端板和模组侧箱板，由此简化了装配工艺，有助于降低成本。并且，结构件的减少能够释放较多的内部空间，因此，在体积不变的情况下可以布置更多的单体电池，提高电池能量密度，或者在单体电池数量不变的情况下，减小电池的整体体积，从而满足实际使用时的包络要求。本技术的电池包改变了单体电池的传力方式，有效提高了力学性能，且易于装配，在满足功能及安全要求的同时也能降低成本。
66.上面结合附图对本技术实施例作了详细说明，但是本技术不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本技术宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。