一种电池模组的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池模组。


背景技术：

2.目前市面上的新能源汽车方形铝壳电芯的电池模组大多数采用12个电芯的标准模组，这种模组的缺陷是电池系统内空间利用率不高，结构件的成本较高，随着新能源汽车的发展，这种标准模组无法满足电池系统的高能量密度和低成本要求，无法适应未来市场。
3.现有的电池系统还包括一种长模组电池，这些长模组电池通常由至少20个方形铝壳电芯组成，能够节省成本和提升电池系统的能量密度，但是这种模组的缺陷是结构不稳定，固有频率较低，电芯的厚度累计公差较大，模组中间位置的挠度较大。因此，容易造成电池模组的轮廓度较大，还容易造成安装孔位的位置偏差度较大，并造成安装时的预紧力过大或者过小，影响电池使用安全。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种电池模组，其具有通用性强、结构简单和便于组装的优点，在保证能量密度高和安全使用的前提下，能够降低生产制造成本。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.该电池模组包括模组外壳、多个电芯和ccs组件；多个电芯平行堆叠设置于模组外壳内，电芯上设置有测温单元；ccs组件包括托盘、串联排和电压温度采集单元，托盘底面抵接于多个电芯，串联排和电压温度采集单元均安装于托盘上，串联排用于将多个电芯串联，电压温度采集单元分别电连接于串联排和测温单元，电压温度采集单元能够采集并传输电芯的电压和温度信号。
7.可选地，电压温度采集单元包括排线、连接片和通讯接口，连接片固定于串联排上，通讯接口固定于托盘的一侧边，排线分别与测温单元、连接片和通讯接口电连接，通讯接口用于与外部设备连接。
8.可选地，电压温度采集单元还包括电路板，电路板固接于托盘的一侧边，电路板与排线电连接，低压通讯接口安装于电路板上。
9.可选地，电压温度采集单元还包括排线远离测温单元的一端上设置的电路保护装置，电路保护装置安装于电路板上。
10.可选地，模组外壳包括电芯两侧粘接的两个侧板，侧板上设置有安装件，安装件用于与外部设备连接。
11.可选地，ccs组件还包括输出排，输出排安装于托盘上并与串联排电连接。
12.可选地，模组外壳还包括沿多个电芯堆叠方向相对设置的两个端板，端板上设置有用于容纳输出排的安装部。
13.可选地，安装部上可拆卸连接有输出极底座，输出排安装于输出极底座上。
14.可选地，输出极底座上凸设有安装凸起和凸起部，安装部内壁面上设置有安装凹
槽，安装凸起与安装凹槽配合安装，凸起部与安装部内壁面过盈连接。
15.可选地，输出极底座上卡扣连接有输出极保护盖。
16.有益效果：
17.本实施例中的电池模组，通过将多个电芯平行堆叠于模组外壳内，并在电芯上设置有测温单元，使用ccs组件抵接于多个电芯，ccs组件包括托盘以及托盘上安装的串联排和点电压温度采集单元，串联排将多个电芯串联，电压温度采集单元通过电连接于串联排和测温单元能够采集并传输电芯的电压和温度信号。该电池模组使用集成式的ccs组件，适用于不同形式和大小的电池模组，其结构简单、通用性较强，并且每个构件均可批量生产，便于组装，在保证电池模组能量密度高和安全使用的前提下，能够批量化、标准化生产，缩短了生产周期并且降低了生产成本。
附图说明
18.图1是本实用新型具体实施方式提供的电池模组的爆炸图；
19.图2是本实用新型具体实施方式提供的电池模组的轴测图；
20.图3是本实用新型具体实施方式提供的ccs组件的轴测图；
21.图4是图3中a处的局部放大图；
22.图5是本实用新型具体实施方式提供的端板的轴测图；
23.图6是本实用新型具体实施方式提供的输出极底座的轴测图；
24.图7是本实用新型具体实施方式提供的输出极保护盖的轴测图。
25.图中：
26.110、侧板；111、安装件；112、侧边绝缘膜；120、端板；121、安装部；1211、安装凹槽；122、输出极底座；1221、安装凸起；1222、凸起部；1223、螺纹孔；1224、防呆结构；1225、安装孔；123、输出极保护盖；124、绝缘片；1231、弹性部；1232、卡扣部；130、盖板；131、加强部；140、底板；
27.200、电芯；210、缓冲垫；
28.300、ccs组件；310、托盘；320、串联排；321、排线；322、连接片；323、通讯接口；324、电路板；325、电路保护装置；330、输出排；340、避让孔。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
30.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通
过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
33.请参考图1和图2，本实施例中该电池模组包括模组外壳、多个电芯200和ccs组件300；多个电芯200平行堆叠设置于模组外壳内，电芯200上设置有测温单元(图中未示出)；ccs组件300包括托盘310、串联排320和电压温度采集单元，托盘310底面抵接于多个电芯200，串联排320和电压温度采集单元均安装于托盘310上，串联排320用于将多个电芯200串联，电压温度采集单元分别电连接于串联排320和测温单元，电压温度采集单元能够采集并传输电芯200的电压和温度信号。
34.本实施例中的电池模组，通过将多个电芯200平行堆叠于模组外壳内，并在电芯200上设置有测温单元，使用ccs组件300(cells contact system，集成母排)抵接于多个电芯200，ccs组件300包括托盘310以及托盘310上安装的串联排320和点电压温度采集单元，串联排320将多个电芯200串联，电压温度采集单元通过电连接于串联排320和测温单元能够采集并传输电芯200的电压和温度信号。该电池模组使用集成式的ccs组件300，适用于不同形式和大小的电池模组，其结构简单、通用性较强，并且每个构件均可批量生产，便于组装，在保证电池模组能量密度高和安全使用的前提下，能够批量化、标准化生产，缩短了生产周期并且降低了生产成本。
35.请继续参考图1，本实施例中的模组外壳还包括盖板130，其主要的作用是防护模组的上面部分，盖板130上设计有加强部131，上盖通过塑料铆钉与ccs组件300的配合孔连接；盖板130的材料是pc、pp、pvc等塑胶材料，本实施例不作具体限制。
36.进一步地，模组外壳还包括底板140，本实施例中的底板140绝缘底膜，其主要的作用是防护模组的底部，使用双面胶与电芯200的底面粘接；地板的材料是pet、pvc等膜材，本实施例不做具体限制。
37.端板120与电芯200之间设置有绝缘片124，能够使得端板120与电芯200之间保持绝缘，绝缘片124上设置有90度翻边，增加端板120绝缘的安装定位，绝缘片124材料是pc、pp、pvc等塑胶材料，本实施例不作具体限制，能够绝缘即可。
38.具体地，相邻的两个电芯200之间设置有缓冲垫210，缓冲垫210能够吸收电芯200的膨胀能量，减小膨胀力，缓冲垫210为长方形的窄条，压缩后可以恢复原形，缓冲垫210两边设计有双面胶，用于将缓冲垫210粘接于两侧的电芯200上，缓冲垫210的材料可以是硅胶垫、xpp、pu、eva、epdm、mpp和气凝胶垫等缓冲隔热材料，本领域技术人员可根据具体需求选取，此处不作具体限制。
39.请参考图3和图4，本实施例中的电压温度采集单元包括排线321、连接片322和通讯接口323，连接片322固定于串联排320上，通讯接口323固定于托盘310的一侧边，排线321分别与测温单元、连接片322和通讯接口323电连接，通讯接口323用于与外部设备连接。本
实施例中的排线321为ffc(flexible flat cable，柔性扁平电缆)，ffc主体部分通过双面胶与托盘310粘接在一起。ffc是一种用pet绝缘材料和极薄的镀锡扁平铜线，通过高科技自动化设备生产线压合而成的新型数据线缆，具有柔软、随意弯曲折叠、厚度薄、体积小、连接简单、拆卸方便、易解决电磁屏蔽等优点。使用通讯接口323能够简单方便地将电压、温度信号传输至外部设备上。具体地，本实施例中的测温单元为ntc(negative temperature coefficient，负温度系数热敏电阻)，能够低成本地测量并传输电芯200外壳的温度。
40.进一步地，连接片322为镍片，通讯接口323为低压通讯接头。镍片的作用是采集电芯200的电压，并通过激光焊与串联铝排焊接，并且在焊缝上添加焊点保护胶，镍片还与ffc焊接在一起，低压通讯接口323通过回流焊与电路板324焊接在一起并添加热熔胶加固。
41.进一步地，电压温度采集单元还包括电路板324，电路板324固接于托盘310的一侧边，电路板324与排线321电连接，低压通讯接口323安装于电路板324上。本实施例中的电路板324为pcb(printed circuit board，印刷线路板)，能够提供集成电路等各种电子元器件固定、装配的机械支承，实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接或电绝缘，提供所要求的电气特性；还能避免了人工接线的差错，并可实现电子元器件自动插装或贴装、自动焊锡、自动检测，保证了电子产品的质量，提高了劳动生产率、降低了成本，并便于维修。
42.可选地，电压温度采集单元还包括排线321远离测温单元的一端上设置的电路保护装置325，电路保护装置325安装于电路板324上。本实施例中电路保护装置325选取为保险丝(fuse)。电路保护装置325能够在电池模组失效时及时熔断，防止损坏周围电子设备。
43.进一步地，ccs组件300还包括输出排330，输出排330安装于托盘310上并与串联排320电连接。本实施例中的输出排330为铜铝复合排，铜铝复合排为模组的输出极，其主要特征是铜排与铝排分别镀镍，并通过高分子扩散焊或者超声波焊接在一起，铝排设计有与吸塑托盘310连接的热铆孔，铝排中间部分设计有下沉的沉槽，铜排设计有安装孔1225，通过螺栓与输出极底座122和模组串联铜排连接，铜排的材料是t2紫铜，铝排的材料是al1060-o。
44.在本实施例中，ccs组件300主要作用是采集电池模组的电芯200的温度和电压，连接电芯200，传导电池模组的电流。本实施例中的托盘310为吸塑托盘310，主要作用是支撑起铜铝复合排和串联排320，并为整个ccs组件300提供支撑强度，其上设计有与上盖连接的加强配合孔位，中间部分的凹凸异形结构能够加强吸塑托盘310的强度，避让孔340为电芯200喷发出来的气流提供避让空间，四周设计有较高的绝缘墙，为模组增加爬电距离，其热铆柱与串联排320通过热铆工艺固定，吸塑托盘310的材料可以是pc、pvc、pp等材料，本实施例不作具体限制；本实施例中的串联排320为串联铝排，能够与电芯200通过激光焊的方式连接，并且可以传导电池模组的电流，其上设计有热铆孔，热铆孔通过热铆工艺与吸塑托盘310连接，同时串联铝排设计有观察孔，通过观察孔可以观察铝排与电芯200极柱的焊接间隙，还设计有拱形的加强结构，可以缓解因电芯200膨胀导致铝排拉伸应力，串联铝排的材料是al1060-o。
45.请参考图2和图5，可选地，模组外壳包括电芯200两侧粘接的两个侧板110，侧板110上设置有安装件111，安装件111用于与外部设备连接。具体地，安装件111用于在搬运安装侧板110时与外部设备连接，方便安装与装配侧板110。模组外壳还包括沿多个电芯200堆
叠方向相对设置的两个端板120，端板120上设置有用于容纳输出排330的安装部121，侧板110和端板120围设构成容纳电芯200的容纳腔。端板120的主要作用是与侧板110焊接在一起，焊接方式可以是激光焊、cmt、氩弧焊等焊接方式，用来抵抗电芯200的膨胀力，并且端板120表面可以镭雕模组的编码，以便追溯模组的信息，材料可以是6系铝型材，也可以是压铸类材料。侧板110的上下两边设计有侧边绝缘膜112，具体为热压绝缘膜，能够增加与电芯200之间的绝缘阻值，侧板110的大平面焊接或者铆接由安装部121，具体为挂耳，挂耳设计有安装模组用的孔，侧板110与电芯200之间通过结构胶粘接；侧板110的材料是5系或者7系铝合金材料。
46.可选地，安装部121上可拆卸连接有输出极底座122，输出排330安装于输出极底座122上。输出极底座122主要的作用是镶嵌螺母，支撑起ccs组件300上面的铜铝复合排；螺母安装于螺纹孔1223内，螺母的平面至少高出输出极底座122的平面至少0.3mm，两边设计有较高的绝缘墙，增加输出极铜铝排的爬电距离，输出极底座122上设计有安装孔1225和防呆结构1224，安装孔1225用于安装输出极保护盖123，输出极底座122材料为abs pc、abs和pbt gf等材料，本领域技术人员可根据具体需求选取，此处不作具体限制。
47.如图6所示，输出极底座122上凸设有安装凸起1221和凸起部1222，安装部121内壁面上设置有安装凹槽1211，安装凸起1221与安装凹槽1211配合安装，凸起部1222与安装部121内壁面过盈连接。本实施例中的安装凸起1221为燕尾形的凸起，与端板120的燕尾型的安装凹槽1211相互配合。
48.请继续参考图7，可选地，输出极底座122上卡扣连接有输出极保护盖123。输出极保护盖123的作用是与输出极底座122相互通过卡扣配合，保护ccs组件300上面的铜铝复合排。输出极保护盖123上设置有弹性部1231，弹性部1231上设置有卡扣部1232，卡扣部1232能够与输出极底座122相互配合卡接，其材料是abs pc、abs和pbt gf等材料。通过按压弹性部1231能够将弹性部1231压入安装孔1225内，使得卡扣部1232被安装孔1225挡住，从而将输出极保护盖123安装于输出极底座122上。
49.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。