一種動力電池模組的制作方法

本發明屬于電池組零配件領域，尤其是涉及一種動力電池模組。

背景技術：

隨著新能源行業的發展，電動汽車的應用越來越廣泛。由于鋰離子電池具有能量密度高、體積小和功率密度高的優點，由鋰離子電池構成的電池單元作為儲能裝置越來越廣泛應用在電動汽車上。相應的，電動汽車的續航里程、電池的穩定性越來越得到人們的關注，目前如何提高續航里程，提高電池的能量密度，提高動力電池的安全性成為今后電動汽車發展的關鍵。

動力電池模組作為電動汽車能量系統的核心，動力電池模組需要具有較高的能量密度，使電動汽車能有效的行駛更長的距離，必須穩定有效的提供動力，避免單體電池失效引起的問題，以保證電動汽車安全可靠。

目前采用的電池組結構設計方法有以下缺點：

(1)電池組單體電池電壓和溫度采集時線束復雜、占用較大空間，空間利用率低，降低了電池組的體積能量密度；

(2)螺栓連接正負極耳，需要在極耳上打孔，浪費工時，并且螺栓連接占用較多的空間，降低了電池組的能量密度；

(3)結構件的設計較多，占用了較多的空間，降低了電池模組的能量密度。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明旨在提出一種動力電池模組，用焊接來替代螺栓連接，線束設計采用集成方式，采用輕量化設計方法，減少了結構件的設計，提高了空間利用率，提高了電池模組的體積能量密度和質量能量密度。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種動力電池模組，包括模組BLOCK、模組框架、模組頂蓋和模組固定件，所述的模組框架與模組固定件相互焊接為一體，內部形成用于容納模組BLOCK的容納腔，所述模組頂蓋焊接于模組固定件的內側，所述模組BLOCK中的電池單體的極耳端面的封邊設置有用于形成失效保護的凹槽，所述模組頂蓋與模組BLOCK之間還設置有用于采集模組BLOCK內電池單體的溫度和電壓的模組采樣復合板。

進一步的，所述模組采樣復合板包括采樣板、插件座、溫度傳感器以及若干電壓采樣排，所述電壓采樣排并排安裝在采樣板的上邊緣，所述采樣板的下邊緣還開設有插件座，所述溫度傳感器設置在采樣板的表面用于采集單體電池極耳的溫度。

進一步的，所述模組BLOCK包括第一BLOCK框架、若干單體電池和第二BLOCK框架，所述單體電池設置在第一BLOCK框架于第二BLOCK框架之間，所述第一BLOCK框架和第二BLOCK框架的主體均為第一散熱鋁板，所述第一散熱鋁板的兩端均設置有塑料件，所述塑料件上設置有用于將其與第一散熱鋁板連接的燙焊扣，所述第一BLOCK框架和第二BLOCK框架的端部還設置有便于安裝的定位卡扣。

進一步的，所述模組頂蓋包括分別設置于模組BLOCK兩端的第一模組頂蓋和第二模組頂蓋，所述模組采樣復合板包括分別設置于模組BLOCK兩端的第一模組采樣復合板和第二模組采樣復合板，所述第一模組采樣復合板設置于模組BLOCK與第一模組頂蓋之間，所述第二模組采樣復合板設置于模組BLOCK與第二模組頂蓋之間。

進一步的，所述第二模組頂蓋與第二模組采樣復合板之間設置有模組從板。

進一步的，所述動力電池模組還包括線束和導熱墊，所述線束將從模組采樣復合板采集的溫度和電壓的數據傳輸至模組從板，并由模組從板向外傳輸，所述導熱墊設置在電池單體與第一模組框架之間。

進一步的，所述第一模組采樣復合板與模組BLOCK之間設置有第一模組絕緣件，所述第二模組頂蓋與第二模組采樣復合板之間設置有第二模組絕緣件，所述第二模組絕緣件與模組BLOCK之間設置有第三模組絕緣件。

進一步的，所述第二模組絕緣件的邊緣設置有限位卡扣和滑行導軌，所述第二模組絕緣件通過滑行軌道連接至第三模組絕緣件，并通過限位卡扣進行限位。

進一步的，所述第一BLOCK框架與單體電池之間以及單體電池與第二BLOCK框架之間均涂有導熱膠。

進一步的，所述模組從板與第二模組絕緣件之間設置有導熱塑料薄膜，所述第二模組絕緣件面向模組從板的表面設置有第二散熱鋁板。

相對于現有技術，本發明所述的動力電池模組具有以下優勢：

本發明所述的動力電池模組用焊接來串聯或并聯單體電池，減少了電池模組的電阻，實現了模組內部的低內阻化。電壓采樣排與溫度傳感器集成在采樣板上，減少了線束的連接，并且在結構上，采用輕量化設計方法，鈑金件采用輕量化易焊接材料，減輕模組重量提升了電池模組質量能量密度。設計的模組采樣復合板、BLOCK框架等具有集成的功能，節省了模組空間，提高了空間利用率，提升了電池模組的體積能量密度。這些措施均間接延長了電動汽車的續航里程。結構件的整合對電池廠來說，減少了工序，縮短了工時，有利于批量生產。單體電池的結構設計防止了單體電池的失效，提高了電池模組的安全性。

附圖說明

構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明實施例所述的動力電池模組結構示意圖；

圖2為本發明實施例所述的動力電池模組分解示意圖；

圖3為本發明實施例所述的動力電池模組中模組BLOCK分解示意圖；

圖4為本發明實施例所述的動力電池模組中模組采樣復合板分解示意圖。

附圖標記說明：

1-模組BLOCK；2-第一模組框架；3-第一模組絕緣件；4-第一模組采樣復合板1；5-第一模組頂蓋；6-第一模組固定件；7-第一螺釘；8-第二模組框架；9-第二螺釘；10-第二模組固定件；11-第二模組頂蓋；12-模組從板；13-第二模組絕緣件；14-第二模組采樣復合板；15-第三模組絕緣件；16-線束；17-導熱墊；131-限位卡扣；132-滑行導軌；101-第一BLOCK框架；102-單體電池；103-第二BLOCK框架；1011-第一散熱鋁板；1012-塑料件；1013-燙焊扣；1014-定位卡扣；1021-失效保護；141-采樣板；142-插件座；143-溫度傳感器；144-電壓采樣排。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。

如圖1所示，本發明的動力電池模組整體的外殼采用焊接方式連成一體，第一模組固定件6與第一模組頂蓋5燙焊定位、第二模組固定件10與第二模組頂蓋11燙焊定位之后，再與第二模組框架8焊接成一體，提高了安裝的準確性。

如圖2所示，本發明的動力電池模組由多個(四到八個)模組BLOCK1、第一模組框架2、第一模組絕緣件3、第一模組采樣復合板4、第一模組頂蓋5、第一模組固定件6、第一螺釘7、第二模組框架8、第二螺釘9、第二模組固定件10、第二模組頂蓋11、模組從板12、第二模組絕緣件13、第二模組采樣復合板14、第三模組絕緣件15、線束16、導熱墊17組成。

多個(四到八個)模組BLOCK1排列在一起組成動力電池模組的主體，其兩端通過第一模組絕緣件3和第三模組絕緣件15連接成一體，取消了傳統的穿釘固定結構，節省了空間，提高了空間利用率。第二模組絕緣件13通過滑行軌道132連接到第三模組絕緣件15上，滑行到一定位置由限位卡扣131限位，以此來限定第二模組絕緣件13的自由度。

模組從板12通過螺釘連接在第二模組頂蓋11與第二模組絕緣件13之間。優選地，模組從板12和第二模組絕緣件13之間有一層導熱塑料薄膜(圖中未示出)，第二模組絕緣件13表面還預埋有第二散熱鋁板(圖中未示出)，模組從板12上產生的熱量通過導熱塑料薄膜傳到第二散熱鋁板上來散熱。

然后依次安裝線束16、導熱墊17、第一模組框架2，線束16將采集到的電壓和溫度輸送到模組從板12上，模組從板12向外通訊。把第一模組頂蓋5和第二模組頂蓋11安裝在第一模組框架2兩側，再通過螺釘將第一模組絕緣件3安裝在第一模組頂蓋5內側，將第三模組絕緣件15安裝在第二模組頂蓋11內側，之后將第二模組框架8安裝在第一模組框架2上表面，通過螺釘將第二模組絕緣件13連接于第二頂蓋11于第三模組絕緣件15之間。最后安裝第二模組固定件10，并且將第二模組固定件10與第二模組框架8焊接成一體，提高了動力電池模組的剛度和強度，降低了動力電池模組應力和變形。

具體地，如圖3所示，模組BLOCK1由第一BLOCK框架101、兩個單體電池102和第二BLOCK框架103組成，第一BLOCK框架101和第二BLOCK框架103均是由塑料件1012和第一散熱鋁板1011組成，塑料件1012上設計有燙焊扣1013，用燙焊工藝將塑料件1012和第一散熱鋁板1011燙焊成一個整體，在第一BLOCK框架101上設計有定位卡扣1014，機械手能夠準確定位安裝。

具體地，第一BLOCK框架101、兩個單體電池102和第二BLOCK框架103之間均涂有導熱膠，導熱膠兼具結構膠的功能，既能使模組BLOCK1有效的連接成一體，電池內的熱量也能通過導熱膠傳到第一散熱鋁板1011上，避免了空氣的影響。

更具體地，在散熱鋁板1011兩端圖紅色和黑色或標記“+”“-”來標記單體電池的正負極，避免安裝時正極和負極顛倒。

通過分析及測試，在單體電池102出極耳端面的封邊上去除一部分材料形成凹槽，做成失效保護1021，且不影響電池性能，若電池失效，使單體電池在此處最先發生失效，避免單體電池向寬度方向上膨脹，從而提高了電池模組的安全性。

如圖2所示，第一模組采樣復合板4安裝在第一模組絕緣件3與第一頂蓋5之間，第二模組采樣復合板14安裝在第二模組絕緣件13于第三模組絕緣件15之間。

具體地，如圖4所示，第一模組采樣復合板4和第二模組采樣復合板14采用相同的設計方式，均是由采樣板141、插件座142、溫度傳感器143、電壓采樣排144組成。電壓采樣排144不僅能夠采集單體電池102的電壓，還是連接電池極耳的紐帶，通過焊接將電池串聯或并聯在一起，減少了電阻，實現了模組內部的低阻化。電壓采樣排144的形式并不拘于此種設計結構。溫度傳感器143能夠采集電池極耳的溫度，電壓采樣信號集成在采樣板上，減少了線束的輸出，提高了空間利用率，提升了電池組的體積能量密度。

所述發明在結構上采用輕量化設計方法，鈑金件采用輕量化易焊接材料，減輕模組重量提升了電池模組質量能量密度。設計的模組采樣復合板、BLOCK框架等具有集成的功能，節省了模組空間，提高了空間利用率，提升了電池模組的體積能量密度。這些措施均間接延長了電動汽車的續航里程。結構件的整合對電池廠來說，減少了工序，縮短了工時，有利于批量生產。從安全性上來說，單體電池的結構設計防止了單體電池的失效，有利于電池模組的安全穩定。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。