电池模组、动力电池包及车辆的制作方法

1.本公开涉及动力电池技术领域，具体地，涉及一种电池模组、动力电池包及车辆。


背景技术：

2.随着新能源汽车的快速发展，对动力电池的需求与日俱增。电池模组是动力电池的重要组成部分，电池模组中的电芯以堆叠的方式装配。相关技术中，为节省空间，相邻电芯的外壳之间通常完全贴合。随着模组工作，电芯的外壳不可避免发生热膨胀，这样便使得原本有序堆叠在一起的电芯发生错位，导致模组内部应力增大，影响电池模组的机械安全性。


技术实现要素：

3.本公开的第一个目的是提供一种电池模组，以解决因电芯外壳发生热膨胀而影响电池模组机械安全性的问题。
4.为了实现上述目的，本公开提供一种电池模组，包括多个依次堆叠在一起的电芯，其中，每个所述电芯分别包括内壳体和外壳体，所述内壳体用于封装极芯，所述外壳体的相对的两侧壁上均形成有凸出部和平坦部，两侧壁上的所述凸出部在所述电芯的高度方向上分别自顶壁和底壁向中心对向延伸，在相邻两个所述电芯中的一个所述电芯的所述凸出部和另一个所述电芯的所述平坦部之间形成有膨胀间隙，或者在相邻两个所述电芯的所述平坦部之间形成有膨胀间隙。
5.可选地，所述凸出部向所述平坦部过渡形成有抵接斜面，相邻两个所述电芯通过所述抵接斜面堆叠，所述抵接斜面的倾斜角度配置成当堆叠后的多个所述电芯的顶壁和底壁分别处于同一水平面时，在相邻两个电芯中的一个所述电芯的所述凸出部和另一个所述电芯的所述平坦部之间形成所述膨胀间隙。
6.可选地，所述抵接斜面的倾斜角度α为20～40
°
。
7.可选地，所述凸出部向所述平坦部过渡形成有抵接斜面，相邻两个所述电芯通过所述抵接斜面堆叠，所述凸出部上向远离所述内壳体的方向凸出形成有用于与相邻的所述电芯的所述平坦部相抵接的限位凸起，通过所述限位凸起在相邻两个电芯中的一个的所述凸出部和另一个所述电芯的所述平坦部之间形成所述膨胀间隙。
8.可选地，相邻两个所述电芯中的一个的所述凸出部与和另一个所述电芯的平坦部抵接，所述膨胀间隙形成在相邻两个所述电芯的所述平坦部之间。
9.可选地，所述膨胀间隙的宽度d大于1
㎜
。
10.可选地，所述电池模组还包括用于封盖在所述电芯的两端面的保护盖、用于封盖在所述电芯的两侧壁的端板以及用于封盖在所述电芯的顶壁和底壁的固定板，所述端板和所述电芯的侧壁之间设置有绝缘板，所述固定板和所述电芯之间设置有绝缘膜。
11.可选地，所述绝缘板朝向所述电芯的侧壁的一面的形状构造为与所述电芯的侧壁贴合，所述绝缘板的另一面为平直面。
12.本公开的第二个目的是提供一种动力电池包，包括上述任一项的电池模组。
13.本公开的第三个目的是提供一种车辆，包括上述的动力电池包。
14.通过上述技术方案，在相邻两个电芯中的一个电芯的凸出部和另一个电芯的平坦部之间形成有膨胀间隙，或者在相邻两个电芯的平坦部之间形成有膨胀间隙。当电芯的外壳体因发热而膨胀时，相邻两个电芯之间的膨胀间隙为外壳体提供了膨胀变形的空间，从而能够避免如相关技术中因电芯之间相互挤压变形产生内部应力的问题，进而提高电池模组整体的机械安全性。
15.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
16.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
17.图1是本公开示例性实施方式提供的多个电芯堆叠后的侧视图；
18.图2是本公开示例性实施方式提供的电芯的结构正视图；
19.图3是多个图2中的电芯处于堆叠状态的正视图；
20.图4是本公开示例性实施方式提供的另一种电芯的正视图；
21.图5是多个图4中的电芯处于堆叠状态的正视图；
22.图6是本公开示例性实施方式提供的再一种电芯的正视图；
23.图7是多个图6中的电芯处于堆叠状态的正视图；
24.图8是本公开示例性实施方式提供的电池模组的示意图。
25.附图标记说明
[0026]1‑
电芯，11
‑
外壳体，111
‑
凸出部，1111
‑
限位凸起，112
‑
平坦部，113
‑
抵接斜面，114
‑
膨胀间隙，115
‑
极芯，12
‑
内壳体，2
‑
保护盖，3
‑
连接片，4
‑
端板，5
‑
绝缘板，6
‑
固定板，7
‑
绝缘膜。
具体实施方式
[0027]
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
[0028]
在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”是根据相应附图指示的方向进行定义的，而“内”、“外”是指相应部件本身轮廓的内和外。此外，本公开使用的术语“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。
[0029]
本公开所涉及的电芯1的堆叠方向以及电芯1的高度方向可以参考图1所示的方向。具体的，将电芯1依次排列的方向定义为堆叠方向，相邻电芯1所面对着的壁面为电芯1的侧壁；电芯1的高度方向为从电芯1的顶壁到底壁的距离。
[0030]
如图1至图8所示，本公开提供一种电池模组，包括多个依次堆叠在一起的电芯1，每个电芯1分别包括内壳体12和外壳体11。内壳体12用于封装极芯115，外壳体11包覆于内壳体的外部，极芯115部分地露出于外壳体11而形成极柱，以便通过连接片3将多个堆叠在
一起的电芯1串联或并联使用。外壳体11的相对的两侧壁上均形成有凸出部111和平坦部112，两侧壁上的凸出部111在电芯1的高度方向上分别自顶壁和底壁向中心对向延伸。图2为例，右侧侧壁上的凸出部111自顶壁向中心方向延伸，对应地，左侧侧壁上的凸出部111自底壁向中心方向延伸。
[0031]
需要说明的是，这里的凸出部111指的是外壳体11的侧壁朝向远离内壳体12的方向凸出，而平坦部112是相对于凸出部111而言的，尽管在加工的过程中，可以仅使得外壳体11的侧壁部分地向外凸出，那么剩余的部分则自然地形成为平坦部112。外壳体11可以采用一体注塑成型或采用冲压的方式成型，对此不做限定。
[0032]
在相邻两个电芯1中的一个电芯1的凸出部111和另一个电芯1的平坦部112之间形成有膨胀间隙114，或者在相邻两个电芯1的平坦部112之间形成有膨胀间隙114。当电芯的外壳体因发热而膨胀时，相邻两个电芯之间的膨胀间隙114为外壳体提供了膨胀变形的空间，从而能够避免如相关技术中因电芯1之间相互挤压变形产生内部应力的问题，进而提高电池模组整体的机械安全性。
[0033]
如图2和图3提供了一种用于在相邻两个电芯1之间形成膨胀间隙114的实施方式，凸出部111向平坦部112过渡形成有抵接斜面113，相邻两个电芯1通过抵接斜面113堆叠，抵接斜面113的倾斜角度配置成当堆叠后的多个电芯1的顶壁和底壁分别处于同一水平面时，在相邻两个电芯1中的一个电芯1的1凸出部111和另一个1电芯1的1平坦部112之间形成所述膨胀间隙114。
[0034]
在上述电芯1的堆叠方式中，相邻两个电芯1中的一个可以通过抵接斜面113对另一个电芯1施加一个向下的压力，便能够在多个电芯1之间产生相互作用力，以维持多个电芯1在高度方向上的相对位置，进而堆叠在一起在多个电芯1的顶壁和底壁便能够分别维持在同一水平面。即，通过对抵接斜面113倾斜角度的合理设计，在能够保证电芯1之间堆叠稳定性的同时，还能够避免电芯1沿着抵接斜面113滑动的可能性(电芯1在高度方向的位移被限制)，并由此在相邻两个电芯1中的一个的凸出部111和另一个电芯1的平坦部112之间形成膨胀间隙114。考虑到抵接斜面113的倾斜角度α对相邻两个电芯1的抵接面积以及抵接后单点受力等因素的影响，可选地，抵接斜面113的倾斜角度α为20～40
°
。
[0035]
如图4和图5所示，根据本公开的另外一种实施方式，相较于上述第一种形成膨胀间隙114的方式的相同之处在于，凸出部111向平坦部112过渡形成有抵接斜面113，相邻两个电芯1通过抵接斜面113堆叠。不同之处在于，在该种实施方式中，可以不对抵接斜面113的倾斜角度进行限定，而膨胀间隙114则是通过限位凸起1111实现。具体的，凸出部111上向远离内壳体12的方向凸出形成有用于与相邻的电芯1的平坦部112相抵接的限位凸起1111，通过限位凸起1111在相邻两个电芯1中的一个的凸出部111和另一个电芯1的平坦部112之间形成所述膨胀间隙114。由于与第一种实施方式一样，电芯1之间都是采用抵接斜面113的方式，因此，同样能够在多个电芯1之间产生相互作用力，以维持多个电芯1在高度方向上的相对位置，提高电池模组的结构强度。
[0036]
根据本公开的再一种实施方式，如图6和图7所示，与上述两种实施方式不同的是，膨胀间隙114形成在相邻两个电芯1的所述平坦部112之间。具体的，相邻两个电芯1中的一个的凸出部111与和另一个电芯1的平坦部112抵接。该种方式在外壳体11的加工制造上更加的容易。
[0037]
考虑到影响电芯1膨胀变形的因素，例如，电芯1的宽度以及外壳体11材料的热膨胀系数等，可选地，膨胀间隙114的宽度d可以大于1
㎜
。此外，在膨胀间隙114的宽度d满足膨胀变形要求的情况下，为避免浪费空间，膨胀间隙114的宽度d可以小于3
㎜
。
[0038]
在本公开中，如图8所示，电池模组还可以包括用于封盖在电芯1的两端面的保护盖2、用于封盖在电芯1的两侧壁的端板4以及用于封盖在电芯1的顶壁和底壁的固定板6，从而为电芯1提供全方位的保护。保护盖2可以与端板4采用螺栓固定的方式连接。端板4和电芯1的侧壁之间设置有绝缘板5，绝缘板5可以采用pu发泡材料制成，且绝缘板5朝向电芯1的侧壁的一面构造为与形状与电芯1的侧壁紧密贴合，具体来说，绝缘板5具有用于与电芯1的平坦部112贴合的“凸出部”，该“凸出部”具有与电芯1的外壳体11配合以限制电芯1的移动的作用，而pu发泡材料能起到保护电芯1的作用。绝缘板5的另一面则构造为平直面，以减少所占空间。
[0039]
固定板6可以具有多个且分别构造为几字形的折弯板，固定板6的端部与端板4可以通过例如铆钉固定连接。在固定板6和电芯1之间设置有绝缘膜7，绝缘膜7的尺寸构造为能够覆盖整个电芯1的顶壁和底壁。
[0040]
本公开的第二个目的是提供一种动力电池包，包括上述任一实施方式所述的电池模组，并具有该些电池模组的全部有益效果，此处不再赘述。
[0041]
本公开的第三个目的是提供一种车辆，包括上述的动力电池包。
[0042]
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
[0043]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0044]
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。