电池组及电池包的制作方法

1.本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种电池组及电池包。


背景技术：

2.电池包通常包括箱体以及集成在箱体内的多个电池组，每个电池组可包括多个沿自身厚度方向阵列布置的单体电池。这样的电池组的能量密度相对较高，但电池组的整体刚度和强度会相对较弱，且不便于吊装。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例的目的在于提供一种电池组，以解决现有电池组的整体刚度和强度相对较弱，且不便于吊装的技术问题。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种电池组，包括：
5.多个单体电池，各单体电池沿其厚度方向层叠设置；
6.加强板，层叠于相邻两单体电池之间，加强板在单体电池的长度方向上的相对两端部均凸出于单体电池，且加强板的端部设有用于吊装电池组的挂孔。
7.通过采用上述方案，可先将多个模块化的单体电池沿其厚度方向阵列(层叠)布置，再根据力学需要、力学分析，将加强板插入任意相邻的两个单体电池之间，而打包形成电池组。该电池组组装便利、使用零部件较少，从而利于优化采用该电池组的电池包的空间利用率、体积利用率和能量密度；该电池组可在加强板的作用下提高其整体刚度和强度；该电池组还可将加强板凸出于单体电池的端部上所设置的挂孔作为电池组甚至电池包的吊装承力点，以加强板作为电池组甚至电池包的吊装承力结构，而便于吊装。
8.在一个实施例中，单体电池具有于其长度方向相对的正极端和负极端，正极端的端面设有正极引出结构，负极端的端面设有负极引出结构；
9.于电池组的一端，正极端和负极端交替排列。
10.通过采用上述方案，于电池组的任意端面侧，正极引出结构和负极引出结构将呈交替布置，如此，即可在各单体电池之间的相对位置确定时，操作便利地在电池组的端面侧，通过转接排连接相邻单体电池的正极引出结构和负极引出结构，而稳定、可靠地构建不同单体电池之间的动力连接关系。
11.在一个实施例中，单体电池的正极引出结构和负极引出结构于单体电池的高度方向错位设置；
12.电池组还包括转接排，转接排斜跨相邻两单体电池，并电连接相邻两单体电池的正极引出结构和负极引出结构。
13.通过采用上述方案，于电池组的任意端，正极引出结构和负极引出结构将呈高低交替布置，这样可使得连接于相邻单体电池的正极引出结构和负极引出结构的转接排呈倾斜延伸状。基于此，可在一定程度上拉开需电连接的正极引出结构和负极引出结构之间的电气安全距离，拉大需电连接的正极引出结构和负极引出结构之间的爬电距离，从而可保
障并提高电池组的使用安全性。
14.在一个实施例中，电池组还包括设于各单体电池的端侧的绝缘防护板，绝缘防护板与单体电池卡扣连接，绝缘防护板的背离单体电池的一侧设有供转接排嵌入其中的限位槽，限位槽的槽底设有两个穿设孔，穿设孔可供正极引出结构或负极引出结构穿设于其中。
15.通过采用上述方案，可在各单体电池的端侧设置沿单体电池的厚度方向延伸的绝缘防护板，绝缘防护板通过与单体电池卡扣连接，而稳定其相对于单体电池的位置和状态，基于此，在电池组成组后，绝缘防护板可对各单体电池的端侧形成可靠防护，且绝缘防护板与各单体电池之间绝缘，安全性较高。
16.通过采用上述方案，还可通过设置在绝缘防护板上的限位槽限位装配转接排，以便于稳定转接排的安装位置和安装状态，基于此，在组装期间，相邻两单体电池的正极引出结构和负极引出结构即可通过对应穿设于相应的穿设孔，而便利、精准地实现与转接排的连接；在使用期间，转接排和与其相连的正极引出结构和负极引出结构之间则可基于绝缘防护板稳定维持其相对位置和相对状态，进而利于保障并提高其间的动力连接的稳定性和可靠性。
17.在一个实施例中，电池组还包括呈环状设置的紧固带，紧固带环绕紧固多个单体电池和加强板；紧固带包括沿单体电池的厚度方向延伸的两个第一紧固段，以及连接于两第一紧固段的端部之间且沿单体电池的高度方向延伸的两个第二紧固段；第一紧固段套接有绝缘壳。
18.通过采用上述方案，可通过一个或多个呈环状的紧固带环绕紧固层叠设置的各单体电池和各加强板，而便利、快速地打包形成电池组；随后，可通过套接于第一紧固段上的绝缘壳保障第一紧固段与各单体电池之间的绝缘性，而保障并提高电池组的安全性能；甚至，还可通过绝缘壳在一定程度上限制紧固带松弛，而实现提高紧固带的拉紧力、优化紧固带的拉紧效果，从而可保障并提高紧固带对各单体电池和各加强板的环绕紧固效果。
19.在一个实施例中，电池组还包括分别层叠于两第二紧固段和对应的单体电池之间的两个绝缘端板；绝缘端板上设有与第二紧固段适配的限位结构。
20.通过采用上述方案，一方面，可通过绝缘端板绝缘防护于各单体电池于其厚度方向上的最外侧，即绝缘防护于第二紧固段和最靠近第二紧固段的单体电池之间，从而利于进一步提高电池组的安全性能、使用性能；另一方面，可通过绝缘端板承载来自于第二紧固段的作用力，以降低单体电池的损伤风险，从而可延长电池组的使用寿命。
21.通过采用上述方案，还可通过绝缘端板上所设置的限位结构限定紧固带的位置，而限制紧固带沿单体电池的长度方向发生窜动，从而可保障并稳定紧固带对各单体电池和各加强板的环绕紧固效果。
22.本实用新型实施例的目的还在于提供一种电池包，包括箱体以及至少一个电池组，电池组容置于箱体内。
23.通过采用上述方案，可将一个或多个电池组组装至箱体内，而成型成电池包，所成型的电池包的体积利用率、空间利用率和能量密度均较佳。
24.在一个实施例中，箱体包括边框、封闭于边框底侧的箱底，以及设于边框内的至少一个结构梁，各结构梁将边框围合的空间划分成多个容置腔，每个容置腔内容置一电池组；加强板的端部插接至靠近其的结构梁或边框上。
25.通过采用上述方案，箱体可围合形成多个容置腔，以分别容置多个电池组，基于此，当某一容置腔内的电池组的单体电池发生热失控时，围合形成该容置腔的结构梁即可对热失控形成一定的阻隔效果，而降低热失控蔓延至其他容置腔的风险/速度，从而可提高电池包的安全性能。
26.通过采用上述方案，还可在组装期间，通过加强板的端部与靠近其的结构梁或边框的插接配合，促使电池组整体快速对位安装至容置腔内，从而利于提高电池组与箱体之间的组装便利性。
27.通过采用上述方案，还可在电池包使用期间，通过与箱体连接的加强板，强化箱体的局部强度，进而可在箱体承受侧挤压和/或侧碰时提高箱体及电池包的抗挤压性能。
28.通过采用上述方案，还可以加强板的相对凸出的端部作为电池包的吊装承力点，以加强板作为电池包的吊装承力结构之一，而便于电池包的吊装。
29.在一个实施例中，箱底包括密封连接于边框底侧的液冷板。
30.通过采用上述方案，可通过液冷板密封边框的底部，而保障电池包的气密性安全。并且，在电池包使用期间，液冷板还可接触各电池组而对各电池组进行及时、可靠的散热，从而可保障电池包的散热性能，保障电池包的使用性能。
31.在一个实施例中，箱底包括密封连接于边框底侧的液冷板，以及连接于液冷板底侧的底护板。
32.通过采用上述方案，可在通过液冷板形成边框的第一道底部密封的基础上，通过连接于液冷板底侧的底护板，形成边框的第二道底部密封，基于此，可利于进一步提高电池包的气密性安全，尤其利于降低电池包在箱底受到碰撞或球击时底部密封失效而报废的风险。
33.在一个实施例中，液冷板朝向边框的一侧设有均呈折角弯折设置的进水管和出水管；
34.边框朝向液冷板的一侧开设有呈折角弯折延伸且贯通的安装口，安装口供进水管和出水管穿设于其中。
35.通过采用上述方案，可通过安装口对设于液冷板朝向边框的一侧的进水管和出水管进行容纳，而保障液冷板与边框的底部之间的抵接贴合度，进而利于保障后续液冷板与边框的底部之间(尤其进水管和出水管附近)的连接密封性。从而利于进一步提高电池包的气密性安全。
附图说明
36.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为本实用新型实施例提供的电池组的立体示意图；
38.图2为图1提供的电池组的爆炸示意图；
39.图3为图1提供的电池组的部分结构示意图；
40.图4为本实用新型实施例提供的电池包的部分结构示意图；
41.图5为图4提供的箱体的立体示意图；
42.图6为图5提供的箱体的爆炸示意图。
43.其中，图中各附图标记：
44.100-电池组，110-单体电池，111-正极引出结构，112-负极引出结构；120-加强板，121-挂孔；130-转接排；140-绝缘防护板，141-限位槽，142-穿设孔；150-紧固带，151-第一紧固段，152-第二紧固段，153-绝缘壳；160-绝缘端板，161-限位结构；200-箱体，210-边框，211-安装口；220-箱底，221-液冷板，2211-进水管，2212-出水管，222-底护板；230-结构梁，201-容置腔；300-二层bdu结构。
具体实施方式
45.为了使本实用新型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，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
46.以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行更加详细的描述：
47.请参阅图1、图2，本实用新型实施例提供了一种电池组100，包括多个单体电池110和至少一个加强板120。各单体电池110沿其厚度方向y层叠设置；加强板120层叠于任意相邻两单体电池110之间，加强板120在单体电池110的长度方向x上的相对两端部均凸出于单体电池110，且加强板120的端部设有用于吊装电池组100的挂孔121。
48.通过采用上述方案，可先将多个模块化的单体电池110沿其厚度方向y阵列(层叠)布置，再根据力学需要、力学分析，将加强板120插入任意相邻的两个单体电池110之间，而打包形成电池组100。该电池组100组装便利、使用零部件较少，从而利于优化采用该电池组100的电池包的空间利用率、体积利用率和能量密度；该电池组100可在加强板120的作用下提高其整体刚度和强度；该电池组100还可将加强板120凸出于单体电池110的端部上所设置的挂孔121作为电池组100甚至电池包的吊装承力点，以加强板120作为电池组100甚至电池包的吊装承力结构，而便于吊装。
49.其中，当加强板120设有多个时，多个加强板120可层叠后插入其中相邻的两个单体电池110之间，也可分散分别插入不同的相邻两个单体电池110之间，本实施例对此不做限制。
50.其中，相邻单体电池110之间还可夹设如气凝胶或泡棉等隔热结构，以通过隔热结构对其两侧的单体电池110的热量进行阻隔，而降低热失控蔓延风险/速度。
51.其中，相邻单体电池110之间还可夹设缓冲结构，以通过缓冲结构对电池组100在单体电池110的厚度方向y上的膨胀、挤压进行吸收、缓冲。
52.此外，如图4所示，在后续电池组100集成至电池包的箱体200且电池组100的顶侧需设置二层bdu(batter disconnect unit，电池切断单元)结构300和二层bms(batter management sstem，电池管理系统)结构时，加强板120还可用于支撑固定二层bdu结构300和二层bms结构。其中，二层bdu结构300和二层bms结构可为一体结构。
53.请参阅图1、图2、图3，在本实施例中，单体电池110具有于其长度方向x相对的正极端(图示中带有“ ”号的一端)和负极端(图示中带有
“‑”
号的一端)，正极端的端面设有正极引出结构111，负极端的端面设有负极引出结构112；于电池组100的一端，正极端和负极端
交替排列。
54.通过采用上述方案，于电池组100的任意端面侧，正极引出结构111和负极引出结构112将呈交替布置，如此，即可在各单体电池110之间的相对位置确定时，操作便利地在电池组100的端面侧，通过转接排130连接相邻单体电池110的正极引出结构111和负极引出结构112，而稳定、可靠地构建不同单体电池110之间的动力连接关系。
55.此外，当各单体电池110之间固定连接或电池组100被固定连接至电池包的箱体200，而导致单体电池110不可拆卸更换时，若个别单体电池110出现失效/损坏，在返修期间，可使转接排130跨过失效/损坏的单体电池110，转而连接有效的单体电池110，以使电池组100可继续使用，返修便利，且虽电池组100的电压会有所损失，但可相应延长电池组100的使用寿命，降低模组报废率。
56.当然，在其他可能的实施方式中，单体电池110的正极引出结构111和负极引出结构112可设于单体电池110的顶侧，此情景下，可在各单体电池110之间的相对位置确定时，在电池组100的顶侧，通过转接排130连接相邻单体电池110的正极引出结构111和负极引出结构112，而构建不同单体电池110之间的动力连接关系。
57.当然，在其他可能的实施方式中，单体电池110的正极引出结构111和负极引出结构112可设于单体电池110的同一端的端面上，此情景下，各单体电池110可以相同摆放姿态阵列，随后同样可以转接排130连接相邻单体电池110的正极引出结构111和负极引出结构112，而构建相邻单体电池110之间的动力连接关系。
58.请参阅图1、图2、图3，在本实施例中，单体电池110的正极引出结构111和负极引出结构112于单体电池110的高度方向z错位设置；电池组100还包括转接排130，转接排130斜跨相邻两单体电池110，并电连接相邻两单体电池110的正极引出结构111和负极引出结构112。
59.通过采用上述方案，于电池组100的任意端，正极引出结构111和负极引出结构112将呈高低交替布置，这样可使得连接于相邻单体电池110的正极引出结构111和负极引出结构112的转接排130呈倾斜延伸状。基于此，可在一定程度上拉开需电连接的正极引出结构111和负极引出结构112之间的电气安全距离，拉大需电连接的正极引出结构111和负极引出结构112之间的爬电距离，从而可保障并提高电池组100的使用安全性。
60.请参阅图1、图2、图3，在本实施例中，电池组100还包括设于各单体电池110的端侧的绝缘防护板140，绝缘防护板140与单体电池110卡扣连接，绝缘防护板140的背离单体电池110的一侧设有供转接排130嵌入其中的限位槽141，限位槽141的槽底设有两个穿设孔142，穿设孔142可供正极引出结构111或负极引出结构112穿设于其中。
61.通过采用上述方案，可在各单体电池110的端侧设置沿单体电池110的厚度方向y延伸的绝缘防护板140，绝缘防护板140通过与单体电池110卡扣连接，而稳定其相对于单体电池110的位置和状态，基于此，在电池组100成组后，绝缘防护板140可对各单体电池110的端侧形成可靠防护，且绝缘防护板140与各单体电池110之间绝缘，安全性较高。
62.通过采用上述方案，还可通过设置在绝缘防护板140上的限位槽141限位装配转接排130，以便于稳定转接排130的安装位置和安装状态，基于此，在组装期间，相邻两单体电池110的正极引出结构111和负极引出结构112即可通过对应穿设于相应的穿设孔142，而便利、精准地实现与转接排130的连接；在使用期间，转接排130和与其相连的正极引出结构
111和负极引出结构112之间则可基于绝缘防护板140稳定维持其相对位置和相对状态，进而利于保障并提高其间的动力连接的稳定性和可靠性。
63.其中，根据需要，绝缘防护板140可呈能够覆盖电池组100的所有单体电池110的长板，也可呈可沿单体电池110的厚度方向y拼接的多个短板。
64.请参阅图1、图2，在本实施例中，电池组100还包括呈环状设置的紧固带150，紧固带150环绕紧固多个单体电池110和加强板120；紧固带150包括沿单体电池110的厚度方向y延伸的两个第一紧固段151，以及连接于两第一紧固段151的端部之间且沿单体电池110的高度方向z延伸的两个第二紧固段152；第一紧固段151套接有绝缘壳153。
65.其中，两个第一紧固段151分设于各单体电池110的顶侧和底侧。两个第二紧固段152分设于各单体电池110在单体电池110的厚度方向y上的两外侧。
66.通过采用上述方案，可通过一个或多个呈环状的紧固带150环绕紧固层叠设置的各单体电池110和各加强板120，而便利、快速地打包形成电池组100；随后，可通过套接于第一紧固段151上的绝缘壳153保障第一紧固段151与各单体电池110之间的绝缘性，而保障并提高电池组100的安全性能；甚至，还可通过绝缘壳153在一定程度上限制紧固带150松弛，而实现提高紧固带150的拉紧力、优化紧固带150的拉紧效果，从而可保障并提高紧固带150对各单体电池110和各加强板120的环绕紧固效果。
67.请参阅图1、图2，在本实施例中，电池组100还包括分别层叠于两第二紧固段152和对应的单体电池110之间的两个绝缘端板160；绝缘端板160上设有与第二紧固段152适配的限位结构161。具体地，在组装形成电池组100时，可在两个绝缘端板160之间层叠各单体电池110和各加强板120，再通过紧固带150环绕紧固两个绝缘端板160、各单体电池110和各加强板120。
68.通过采用上述方案，一方面，可通过绝缘端板160绝缘防护于各单体电池110于其厚度方向y上的最外侧，即绝缘防护于第二紧固段152和最靠近第二紧固段152的单体电池110之间，从而利于进一步提高电池组100的安全性能、使用性能；另一方面，可通过绝缘端板160承载来自于第二紧固段152的作用力，以降低单体电池110的损伤风险，从而可延长电池组100的使用寿命。
69.通过采用上述方案，还可通过绝缘端板160上所设置的限位结构161限定紧固带150的位置，而限制紧固带150沿单体电池110的长度方向x发生窜动，从而可保障并稳定紧固带150对各单体电池110和各加强板120的环绕紧固效果。
70.其中，绝缘端板160上所设置的限位结构161可为但不限于为槽状结构。
71.请参阅图4、图5，本实用新型实施例还提供了一种电池包，包括箱体200以及至少一个电池组100，电池组100容置于箱体200内。
72.通过采用上述方案，可将一个或多个电池组100组装至箱体200内，而成型成电池包，所成型的电池包的体积利用率、空间利用率和能量密度均较佳。
73.请参阅图1、图4、图5，在本实施例中，箱体200包括边框210、封闭于边框210底侧的箱底220，以及设于边框210内的至少一个结构梁230，各结构梁230将边框210围合的空间划分成多个容置腔201，每个容置腔201内容置一电池组100；加强板120的端部插接至靠近其的结构梁230或边框210上。
74.其中，结构梁230的两端可分别垂直连接至其中两条相对的边框210。当结构梁230
设有多个时，各结构梁230可为纵横交叉的横梁和纵梁。
75.其中，容置腔201中，电池组100可选采用粘接的方式相对于箱底220固定。具体地，在组装时，可先在电池组100于单体电池110的高度方向z上的一侧涂覆导热结构胶，再将箱体200倒扣于电池组100上，随后再将箱体200和电池组100一起翻转，而使电池组100重力抵压在箱体200箱底220上，待被挤压于电池组100和箱底220之间的导热结构胶干化，电池组100即可高压粘接、可靠粘接于箱底220，组装十分便利。
76.综上，通过采用上述方案，箱体200可围合形成多个容置腔201，以分别容置多个电池组100，基于此，当某一容置腔201内的电池组100的单体电池110发生热失控时，围合形成该容置腔201的结构梁230即可对热失控形成一定的阻隔效果，而降低热失控蔓延至其他容置腔201的风险/速度，从而可提高电池包的安全性能。
77.通过采用上述方案，还可在组装期间，通过加强板120的端部与靠近其的结构梁230或边框210的边框210的插接配合，促使电池组100整体快速对位安装至容置腔201内，从而利于提高电池组100与箱体200之间的组装便利性。
78.通过采用上述方案，还可在电池包使用期间，通过与箱体200连接的加强板120，强化箱体200的局部强度，进而可在箱体200承受侧挤压和/或侧碰时提高箱体200及电池包的抗挤压性能。
79.通过采用上述方案，还可以加强板120的相对凸出的端部作为电池包的吊装承力点，以加强板120作为电池包的吊装承力结构之一，而便于电池包的吊装。
80.请参阅图5、图6，在本实施例中，箱底220包括密封连接于边框210底侧的液冷板221。具体地，液冷板221(激光)焊接于边框210底侧。
81.通过采用上述方案，可通过液冷板221密封边框210的底部，而保障电池包的气密性安全。并且，在电池包使用期间，液冷板221还可接触各电池组100而对各电池组100进行及时、可靠的散热，从而可保障电池包的散热性能，保障电池包的使用性能。
82.请参阅图5、图6，在本实施例中，箱底220包括密封连接于边框210底侧的液冷板221，以及连接于液冷板221底侧的底护板222。具体地，底护板222粘接于液冷板221底侧。
83.通过采用上述方案，可在通过液冷板221形成边框210的第一道底部密封的基础上，通过连接于液冷板221底侧的底护板222，形成边框210的第二道底部密封，基于此，可利于进一步提高电池包的气密性安全，尤其利于降低电池包在箱底220受到碰撞或球击时底部密封失效而报废的风险。
84.其中，底护板222由高强复合材料制成。如此设置，可保障并提高底护板222的强度和刚度，并可使底护板222的导热系数较低(尤其远低于铝合金板的导热系数)，从而利于保障并提高箱体200的保温性能，进而提高电池包的使用性能。
85.请参阅图4、图5、图6，在本实施例中，液冷板221朝向边框210的一侧设有均呈折角弯折设置的进水管2211和出水管2212；边框210朝向液冷板221的一侧开设有呈折角弯折延伸且贯通的安装口211，安装口211供进水管2211和出水管2212穿设于其中。
86.通过采用上述方案，可通过安装口211对设于液冷板221朝向边框210的一侧的进水管2211和出水管2212进行容纳，而保障液冷板221与边框210的底部之间的抵接贴合度，进而利于保障后续液冷板221与边框210的底部之间(尤其进水管2211和出水管2212附近)的连接密封性。从而利于进一步提高电池包的气密性安全。
87.其中，可从安装口211远离液冷板221的开口，实现外部水管与穿设于安装口211的进水管2211和出水管2212的对接。
88.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。