电池模组、电池包、车辆以及电池模组的组装方法

技术领域

本发明涉及动力电池领域，尤其涉及一种电池模组、电池包、车辆以及电池模组的组装方法。

背景技术

电池模组在使用过程中，由于电池随着充放电循环次数增加会不断膨胀，如果电池模组刚度过高，膨胀变形得不到释放就会使膨胀力越来越大，甚至超出电池壳体所能承受的压力范围，损坏电池，直接影响电池的性能，例如在已知技术中，使用挤型材铝端板构成模组框架，其刚性较好，但是影响膨胀力的释放，进而影响电池性能，且膨胀力过大时易导致焊缝处裂纹甚至断裂；如果电池模组刚度过低，膨胀力虽然可以得到释放，但会产生较大的变形，导致在电池包正常使用过程中出现电池模组与其它部件干涉、电气安全距离过小等问题，例如在已知技术中，使用钢板材复合端板构成模组框架，其柔性较好，利于膨胀力的释放，但会产生较大的膨胀变形，引起电池包内与其它部件间隙减小，导致干涉或者电气安全距离过小，存在损坏电池的风险。

发明内容

鉴于现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种电池模组、电池包、车辆以及电池模组的组装方法，其能够自适应地调整电池膨胀力，减小电池膨胀力对电池模组的影响。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种电池模组，其包括多个电池、第一侧板以及第二侧板。多个电池沿长度方向依次排列；第一侧板包括第一主体部和第一突部；第二侧板包括第二主体部和第二突部；第一主体部和第二主体部位于多个电池沿宽度方向的两侧；第一突部连接于第一主体部沿长度方向的端部，第二突部连接于第二主体部沿长度方向的端部；第一突部和第二突部位于多个电池沿长度方向的同侧；第一突部至少为两个；在长度方向上，第一突部和第二突部交替设置，且在垂直于长度方向的平面内，第一突部的投影和第二突部的投影至少部分重叠；沿长度方向最远离电池的第一突部固定于第二突部。

在一实施例中，第二突部设置为多个。

在一实施例中，第一突部具有第一延伸段和第一回折段，第一延伸段沿宽度方向延伸，且第一回折段从第一延伸段沿宽度方向的端部回折并朝靠近第一主体部沿长度方向的端部的方向延伸。

在一实施例中，第二突部具有第二延伸段和第二回折段，第二延伸段沿宽度方向延伸，且第二回折段从第二延伸段沿宽度方向的端部回折并朝靠近第二主体部沿长度方向的端部的方向延伸。

在一实施例中，所述至少两个第一突部和第一主体部一体成型，且所述多个第二突部和第二主体部一体成型。

在一实施例中，第一突部设有凸起，第二突部设有凹槽，凸起插入凹槽中。

在一实施例中，第一突部设有凹槽，第二突部设有凸起，凸起插入凹槽中。

在一实施例中，在垂直于长度方向的平面内，第一突部的投影和第二突部的投影的重叠部分沿宽度方向的重叠尺寸大于电池沿宽度方向的尺寸的一半。

在一实施例中，沿长度方向最远离电池的第一突部焊接固定于第二突部。

在一实施例中，电池模组还包括绝缘板，绝缘板设置于第一突部或第二突部与多个电池中位于长度方向的端部的电池之间。

第二方面，本发明提供了一种电池包，其包括如第一方面所述的电池模组。

第三方面，本发明提供了一种车辆，其包括动力源以及如第二方面所述的电池包；动力源用于为车辆提供驱动力，电池包配置为向所述动力源提供电能。

第四方面，本发明提供了一种电池模组的组装方法，其包括：提供多个电池，并将多个电池沿长度方向依次排列；提供第一侧板和第二侧板，并将第一侧板和第二侧板放置于多个电池沿宽度方向的两侧；朝靠近多个电池的方向移动第一侧板，使第一侧板的第一主体部与多个电池贴合且使第一突部位于多个电池沿长度方向的一侧；朝靠近多个电池的方向移动第二侧板，使第二侧板的第二主体部与多个电池贴合，且使第二突部插入第一突部之间；将沿长度方向最远离电池的第一突部与第二突部固定。

本发明的有益效果如下：

在根据本发明的电池模组中，第一侧板和第二侧板构成框架结构，框架结构将多个电池紧固成组，在长度方向上，第一侧板的第一突部和第二侧板的第二突部交替设置且相互插接，并且沿长度方向最远离电池的第一突部固定于第二突部。电池模组的框架结构的刚性会随着电池的膨胀变形而增大，框架结构反过来又能够约束电池的膨胀，使电池的变形不致于过大，当膨胀力过大时，框架结构的刚性相对减弱，从而释放掉过大的膨胀力，能够避免损坏电池，因此根据本发明的电池模组能够自适应地调整电池膨胀力，减小电池膨胀力对电池模组的影响。

在根据本发明的电池模组的组装方法中，通过将第二突部插入第一突部之间并且第二突部与第一突部固定来装配第一侧板和第二侧板，第一侧板和第二侧板将多个电池紧固成组，以完成电池模组的装配。所述组装方法操作方便简单，有利于提高电池模组的生产效率，并且能够降低多个电池受到损坏(例如磕碰)的可能性，提高电池模组的产品质量。另外，所述组装方法使电池模组能够自适应地调整电池膨胀力，减小电池膨胀力对电池模组的影响。

附图说明

图1是根据本发明的电池模组的立体图。

图2是根据图1的电池模组的部分A的立体图。

图3是根据图1的电池模组的俯视图。

图4是根据图1的电池模组的前视图。

图5是沿图4中的线A-A作出的剖视图。

图6是根据图1的电池模组的分解立体图。

图7是根据图1的电池模组的第一侧板和第二侧板的立体图。

图8是根据图7的第一侧板的部分立体图。

图9是根据图7的第二侧板的部分立体图。

图10是从另一角度观察的图7的第一侧板的部分立体图。

图11是从再一角度观察的图7的第一侧板的部分立体图。

图12是从另一角度观察的图7的第二侧板的部分立体图。

图13是从再一角度观察的图7的第二侧板的部分立体图。

其中，附图标记说明如下：

M电池模组 23第一连接部

1电池 3第二侧板

11壳体 31第二主体部

111大面 31a端部

12顶盖 32第二突部

13电极端子 321第二延伸段

14防爆阀 321a端部

D尺寸 322第二回折段

2第一侧板 323凹槽

21第一主体部 33第二连接部

21a端部 4绝缘板

22第一突部 5缓冲垫

221第一延伸段 L长度方向

221a端部 W宽度方向

222第一回折段 H高度方向

223凸起 d重叠尺寸

具体实施方式

附图示出本发明的实施例，且将理解的是，所公开的实施例仅仅是本发明的示例，本发明可以以各种形式实施，因此，本文公开的具体细节不应被解释为限制，而是仅作为权利要求的基础且作为表示性的基础用于教导本领域普通技术人员以各种方式实施本发明。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个以上(包括两个)；除非另有规定或说明，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等指示方向的方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。

下面参照附图详细说明根据本发明的电池模组、电池包、车辆以及电池模组的组装方法。

根据本发明的车辆包括根据本发明的电池包和车辆主体。所述电池包设置于所述车辆主体。其中，车辆为新能源汽车，其可以为纯电动汽车，也可以混合动力汽车或增程式汽车。车辆主体设置有动力源，动力源与电池包电连接，动力源用于为所述车辆提供驱动力，电池包配置为向所述动力源提供电能。动力源例如为驱动电机，驱动电机通过传动机构与车辆主体上的车轮连接，从而驱动汽车行进。优选地，电池包可水平设置于车辆主体的底部。

所述电池包包括根据本发明的电池模组M。电池模组M可收容于箱体内，电池模组M的数量为一个或多个，多个电池模组M排列布置于箱体内。箱体的类型不受限制，箱体可为框状箱体、盘状箱体或盒状箱体等，具体地，箱体可包括容纳电池模组M的下箱体和与下箱体盖合的上箱体。

所述电池包包括根据本发明的电池模组M。电池模组M可收容于箱体内，电池模组M的数量为一个或多个，多个电池模组M排列布置于箱体内。箱体的类型不受限制，箱体可为框状箱体、盘状箱体或盒状箱体等，具体地，箱体可包括容纳电池模组M的下箱体和与下箱体盖合的上箱体。

参照图1至图6，根据本发明的电池模组M包括多个电池1、第一侧板2以及第二侧板3。电池模组M还可包括绝缘板4和缓冲垫5。

参照图1至图3，多个电池1沿长度方向L依次排列。电池1可为硬壳电池(或称为罐型电池)或软包电池(或称为袋型电池)。硬壳电池包括电极组件、壳体11、顶盖12、电极端子13、防爆阀14以及注液孔等。壳体11的内部形成收容腔，以容纳电极组件和电解液。电极组件包括正极片、负极片以及将正极片和负极片间隔开的隔离膜。软包电池包括封装袋(例如由铝塑膜形成)、电极组件(与硬壳电池的构成和成型类似)以及极耳。

如图1至图5所示，第一侧板2包括第一主体部21和第一突部22。第二侧板3包括第二主体部31和第二突部32。第一主体部21和第二主体部31位于多个电池1沿宽度方向W的两侧。第一突部22连接于第一主体部21沿长度方向L的端部21a，第二突部32连接于第二主体部31沿长度方向L的端部31a。第一突部22和第二突部32位于多个电池1沿长度方向L的同侧，第一突部22至少为两个。在长度方向L上，第一突部22和第二突部32交替设置，且在垂直于长度方向L的平面内，第一突部22的投影和第二突部32的投影至少部分重叠；沿长度方向L最远离电池1的第一突部22固定于第二突部32。其中，沿长度方向L最远离电池1的第一突部22可焊接固定于第二突部32，具体的，所述第一突部22沿宽度方向W的端部(在后述的实施例中为第一延伸段221沿宽度方向W的端部221a)焊接固定于第二突部32。第一侧板2的第一主体部21和第一突部22可一体成型，第二侧板3的第二主体部31和第二突部32可一体成型。

在根据本发明的电池模组M中，第一侧板2和第二侧板3构成框架结构，框架结构将多个电池1紧固成组，在长度方向L上，第一侧板2的第一突部22和第二侧板3的第二突部32交替设置且相互插接，并且沿长度方向L最远离电池1的第一突部22固定于第二突部32。电池模组M的框架结构的刚性会随着电池1的膨胀变形而增大，框架结构反过来又能够约束电池1的膨胀，使电池1的变形不致于过大，当膨胀力过大时，框架结构的刚性相对减弱，从而释放掉过大的膨胀力，能够避免损坏电池1，因此根据本发明的电池模组M能够自适应地调整电池膨胀力，减小电池膨胀力对电池模组的影响。

具体地，电池模组M完成装配后，在多个电池1开始膨胀变形时，电池1的大面111会逐渐给第一侧板2的第一突部22和第二侧板3的第二突部32施加膨胀力，相互插接的第一突部22和第二突部32之间的缝隙会逐渐减小，此时，膨胀力基本为一确定的值，因为所述缝隙的缓冲作用，所以不会使膨胀力突然过大；当电池1变形达到一定程度时，第一突部22和第二突部32之间完全没有缝隙，第一突部22和第二突部32之间的摩擦力逐渐增大，使整个电池模组M的刚度逐渐增强，从而起到限制电池1膨胀变形的作用，此时膨胀力会迅速增大；当膨胀力过大超过允许范围时，此时第一突部22和第二突部32相互脱离的作用力超过了它们之间的摩擦力，第一突部22和第二突部32相互重叠的部分会沿宽度方向W朝远离彼此的方向外移，电池模组M的刚性逐渐减弱，电池模组M的变形逐渐增加，从而释放掉超出允许范围部分的膨胀力，使膨胀力不至于过大而损坏电池1。在整个过程中，第一突部22和第二突部32之间的摩擦力对最远离电池1的第一突部22与第二突部32的固定位置处(若所述第一突部22焊接固定于第二突部32，固定位置处即为焊缝)的直接受力起到缓冲和分摊受力的作用，且第一侧板2和第二侧板3构成的框架结构不会致使电池1的膨胀力过大，从而不会引起焊缝断裂等失效，因此能够减小电池膨胀力对电池模组的影响。

在这里补充说明的是，参照图6和图7所示的示例，第一主体部21沿长度方向L的两个端部21a都连接有第一突部22，第二主体部31沿长度方向L的两个端部31a都连接有第二突部32，因此有两组位于多个电池1沿长度方向L的同侧的第一突部22和第二突部32。

在一些实施例中，以一组位于多个电池1沿长度方向L的同侧的第一突部22和第二突部32为例，第二突部32可设置为多个。如图1、图2以及图5所示，在第二突部32设置为两个，第一突部22设置为三个，第二突部32插入对应地相邻第二突部32之间。第二突部32也可设置为一个，第一突部22设置为两个。第二突部32的数量不限于此，且第一突部22的数量也不限于此。只要第一突部22和至少两个第二突部32交替设置，并且在垂直于长度方向L的平面内，第一突部22的投影和第二突部32的投影至少部分重叠，也就是说，第一突部22和至少两个第二突部32相互插接在一起。第一突部22和第二突部32的数量、第一突部22和第二突部32之间沿长度方向L的缝隙大小以及第一突部22的投影和第二突部32的投影的重叠部分沿宽度方向W的重叠尺寸d直接影响电池模组M的框架结构的初始刚度。第一突部22和第二突部32的数量越多，框架结构的初始刚度就越大；第一突部22和第二突部32之间沿长度方向L的缝隙越小，框架结构的初始刚度就越大；第一突部22的投影和第二突部32的投影的重叠部分沿宽度方向W的重叠尺寸d越大，框架结构的初始刚度就越大。可以根据具体对框架结构的初始刚度的需求确定第一突部22和第二突部32的数量、第一突部22和第二突部32之间沿长度方向L的缝隙以及第一突部22的投影和第二突部32的投影的重叠部分沿宽度方向W的重叠尺寸d。其中，在垂直于长度方向L的平面内，第一突部22的投影和第二突部32的投影的重叠部分沿宽度方向W的重叠尺寸d大于电池1沿宽度方向W的尺寸D的一半。因为电池1的大面111的中间区域膨胀变形大，上述重叠尺寸d的范围可以保证第一突部22和第二突部32重叠的部分不会很快松脱分离，并且能保证电池模组M的框架结构的刚度不至于过小而无法起到限制电池膨胀的作用。

第一突部22呈平板状。具体地，在一些实施例中，参照图2至图5，第一突部22具有第一延伸段221和第一回折段222，第一延伸段221沿宽度方向W延伸，且第一回折段222从第一延伸段221沿宽度方向W的端部221a回折并朝靠近第一主体部21沿长度方向L的端部21a的方向延伸，第一突部22的该结构能够加强第一突部22的刚性，并且第一延伸段221和第一回折段222之间形成有间隙，所述间隙有助于电池膨胀力的吸收。第一突部22呈平板状。具体地，在一些实施例中，参照图2至图5，第二突部32具有第二延伸段321和第二回折段322，第二延伸段321沿宽度方向W延伸，且第二回折段322从第二延伸段321沿宽度方向W的端部321a回折并朝靠近第二主体部31沿长度方向L的端部31a的方向延伸，第二突部32的该结构能够加强第二突部32的刚性，并且第二延伸段321和第二回折段322之间形成有间隙，所述间隙有助于电池膨胀力的吸收。以一组位于多个电池1沿长度方向L的同侧的第一突部22和第二突部32为例，所述至少两个第一突部22和第一主体部21可一体成型，且所述多个第二突部32和第二主体部31也可一体成型，以便于加工。

参照图1和图2所示的示例，沿长度方向L最远离电池1的第一突部22上设置有第一连接部23，且沿长度方向L最远离电池1的第二突部32上设置有第二连接部33，第一连接部23和第二连接部33用于与电池包连接(例如与电池包的箱体连接)。第一连接部23可与第一突部22一体成型，且第二连接部33可与第二突部32一体成型。在图1和图2所示的示例中，第一连接部23和第二连接部33为空心结构，可通过锁固连接件(例如螺栓)贯穿第一连接部23和第二连接部33连接于电池包的箱体。另外，在电池模组M的组装过程中，第一侧板2和第二侧板3组装好后，沿长度方向L最远离电池1的第一突部22与第二连接部33抵接，第二连接部33阻止第一突部22沿宽度方向W的进一步运动，从而第二连接部33可起到止挡的作用，以确定第一侧板2和第二侧板3组装到位，有助于电池模组M的准确组装。

参照图5以及图8至图13所示的示例，第一突部22设有凸起223，第二突部32设有凹槽323，凸起223插入凹槽323中。凸起223与凹槽323的配合增大了第一突部22和第二突部32之间抗脱离的能力，并且加强了第一突部22和第二突部32的自身强度。当然也可以相反设置，在另一些实施例中，第一突部22设有凹槽，第二突部32设有凸起，凸起插入凹槽中。

参照图1和图6，绝缘板4设置于第一突部22或第二突部32与多个电池1中位于长度方向L的端部的电池1之间。绝缘板4在第一突部22或第二突部32与电池1之间起绝缘作用。

参照图1和图6，缓冲垫5设置于相邻电池1之间。缓冲垫5起缓冲作用。

根据本发明的电池模组的组装方法包括：提供多个电池1，并将多个电池1沿长度方向L依次排列；提供第一侧板2和第二侧板3，并将第一侧板2和第二侧板3放置于多个电池1沿宽度方向W的两侧；朝靠近多个电池1的方向移动第一侧板2，使第一侧板2的第一主体部21与多个电池1贴合且使第一突部22位于多个电池1沿长度方向L的一侧；朝靠近多个电池1的方向移动第二侧板3，使第二侧板3的第二主体部31与多个电池1贴合，且使第二突部32插入第一突部22之间；将沿长度方向L最远离电池1的第一突部22与第二突部32固定。

在根据本发明的电池模组的组装方法中，通过将第二突部32插入第一突部22之间并且第二突部32与第一突部22固定来装配第一侧板2和第二侧板3，第一侧板2和第二侧板3将多个电池紧固成组，以完成电池模组的装配。所述组装方法操作方便简单，有利于提高电池模组的生产效率，并且能够降低多个电池1受到损坏(例如磕碰)的可能性，提高电池模组的产品质量。另外，所述组装方法使电池模组能够自适应地调整电池膨胀力，减小电池膨胀力对电池模组的影响。

上面详细的说明描述多个示范性实施例，但本文不意欲限制到明确公开的组合。因此，除非另有说明，本文所公开的各种特征可以组合在一起而形成出于简明目的而未示出的多个另外组合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。