本發(fā)明涉及電池成組技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種方形電池模組。

背景技術(shù)：

隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，汽車帶來的環(huán)境污染、能源短缺和資源枯竭等方面的問題越來越突出。為了保持國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，保護人類居住環(huán)境和保障能源供給，各國政府不惜巨資，投入大量人力物力，研究解決這些問題的各種途徑。電動汽車具有良好的環(huán)保性能，既可以保護環(huán)境，又可以調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、緩解能源短缺和保障能源安全，發(fā)展電動汽車已成為各國政府和汽車行業(yè)的共識。而動力電池系統(tǒng)則是電動汽車的關(guān)鍵核心部件，其性能好壞和成本高低直接影響到電動汽車規(guī)模化推廣應(yīng)用的順利進行。

另外，我國當前電網(wǎng)運營面臨著最高用電負荷持續(xù)增加、間歇式能源接入占比擴大、調(diào)峰手段有限等諸多挑戰(zhàn)，而儲能電池系統(tǒng)作為智能電網(wǎng)重要的組成部分，可以有效地實現(xiàn)需求側(cè)管理，消除晝夜間峰谷差，平滑用電負荷。不僅可以調(diào)高電力設(shè)備運行效率，降低供電成本，還是促進可再生能源的應(yīng)用，提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性、調(diào)整頻率、補償負荷波動的一種手段。

但是，單個電池提供的能源是有限的，要滿足電動汽車動力電池系統(tǒng)或者國家電網(wǎng)儲能電池系統(tǒng)的電能需求勢必要將眾多的單體電池采用串聯(lián)和(或)并聯(lián)的方式連接成組，然后將這些電池模組再進行串聯(lián)和(或)并聯(lián)連接，達到一定的電壓等級及容量等級來滿足人們的需求。而要在有限的空間里滿足足夠的電力需要，電池系統(tǒng)成組技術(shù)的質(zhì)量和效率將很大程度影響電池系統(tǒng)的壽命和安全。

目前，行業(yè)內(nèi)電池模組的成組制造存在著模塊化程度低、空間利用率低、電氣線路雜亂、電池導熱不均衡等各種問題，大大降低了電池模組以及電池系統(tǒng)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，縮短了電池系統(tǒng)的使用壽命，同時也存在著較大的安全隱患。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種方形電池模組，這種模組結(jié)構(gòu)簡單，空間利用率高，通用性強，安裝和搬運方便，適合規(guī)?；蜋C械化生產(chǎn)，可以提高電池模組成組的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。這種模組導熱性好，電氣線路安全，可以有效提升電池模組以及整個電池系統(tǒng)的工作性能和使用壽命。

技術(shù)方案如下：

一種方形電池模組，包括多個方形電池單體、多個電池導電連接片和模組架，其特征在于，所述模組架包括兩個模組端板、兩個模組側(cè)板和一個模組底板；所述模組端板、所述模組側(cè)板和所述模組底板均為方形金屬平板；所述模組側(cè)板、所述模組端板、所述模組底板焊接連接在一起，形成一個上端敞口的立體空腔，將多個所述方形電池單體容納固定，如圖1，圖2，圖6，圖7，圖8，圖9，圖17和圖18所示。

多個所述方形電池單體按設(shè)計需求排列組合在一起，并置于所述模組架內(nèi)，所述電池導電連接片將所述方形電池單體的正負電極按照設(shè)計需求的串和(或)并聯(lián)方式進行電連接。所述電池導電連接片包括模組輸出導電連接片和模組成組導電連接片，所述模組輸出導電連接片將所述方形電池模組兩端的方形電池單體電連接，并作為所述方形電池模組的正負輸出端。所述模組成組導電連接片將除所述方形電池模組兩端外的方形電池單體電連接，如圖1、圖8和圖17所示。

進一步地，所述模組端板設(shè)置為自上而下方向貫通的空心厚板結(jié)構(gòu)，所述模組端板的空腔內(nèi)設(shè)置有自上而下方向的間隔條，形成多個間隔空腔。所述間隔空腔的端面形狀可以為三 角形，梯形，方形等，依據(jù)實際需要設(shè)計。所述間隔空腔可用于所述方形電池模組搬運時的不同工裝夾具或者其他機械操作的抓取定位，還可以用于所述方形電池模組其他配件的安裝定位，如圖8～圖12所示。

進一步地，所述方形電池模組還包括模組極柱固定件，所述模組極柱固定件包括上端的固定平臺和下端的安裝立柱，所述固定平臺的端面面積大于所述安裝立柱的端面面積，所述安裝立柱的端面形狀設(shè)置為與所述模組端板的所述間隔空腔的形狀相同，大小尺寸略小，所述安裝立柱可從上至下插入所述間隔空腔。所述固定平臺用于支撐定位所述模組輸出導電連接片，所述固定平臺的端面可為任意形狀，實際依據(jù)所述模組輸出導電連接片的形狀設(shè)置，亦可在所述固定平臺上設(shè)置向內(nèi)凹陷的螺母凹槽，可以放置螺母用來將所述模組輸出導電連接片固定在所述模組極柱固定件的所述固定平臺上，如圖10～圖14所示。

進一步地，所述模組端板外側(cè)設(shè)置有極柱固定件定位孔，所述模組極柱固定件的所述安裝立柱上設(shè)置有極柱固定件掛鉤，所述極柱固定件掛鉤在所述安裝立柱從上至下插入所述間隔空腔時卡入所述極柱固定件定位孔?？梢员ＷC所述模組極柱固定件牢固附著在所述模組端板上，如圖10～圖14所示。

進一步地，所述模組端板在上下端面設(shè)置有自上而下方向貫通的模組安裝通孔，在所述方形電池模組需要固定時可用螺桿穿過所述模組安裝通孔將其固定，如圖10、圖11、圖12、圖21、圖22和圖23所示。

進一步地，所述模組端板外側(cè)中部設(shè)置有向內(nèi)凹陷的模組搬運插槽，可用于所述方形電池模組搬運時的不同工裝夾具或者其他機械操作的抓取定位，如圖22所示。

進一步地，所述方形電池模組還包括模組上蓋，所述模組上蓋由多個頂蓋拼合而成，所述頂蓋為“冖”形結(jié)構(gòu)，所述頂蓋兩端向下凸出的頂蓋支撐腳內(nèi)側(cè)設(shè)置有頂蓋掛鉤；所述模組側(cè)板上端邊沿設(shè)置有間隔排布的上蓋定位孔，所述頂蓋掛鉤在所述頂蓋扣合在電池模組上時卡入所述上蓋定位孔內(nèi)。所述模組上蓋可以有效遮擋所述方形電池單體的正負電極或者所述電池導電連接片，避免暴露在外引發(fā)絕緣故障，防止生產(chǎn)人員發(fā)生觸電危險，如6、圖7、圖15和圖16所示。

進一步地，所述模組端板、所述模組側(cè)板、所述模組底板靠近方形電池單體一側(cè)貼有導熱絕緣膜?？梢詫⑺龇叫坞姵啬＝M工作時產(chǎn)生的熱量迅速傳導到外部，同時均衡各個所述方形電池單體的內(nèi)部溫度，提升所述方形電池模組的工作性能和使用壽命。

進一步地，所述方形電池模組還包括多個方形電池間隔框架，所述方形電池間隔框架包括兩端框架和中間框架，所述兩端框架設(shè)置為中部為方形薄板，四個角邊沿向垂直于平板方向的一側(cè)凸出的結(jié)構(gòu)，所述中間框架設(shè)置為中部為方形薄板，四個角邊沿向垂直于平板的方向的兩側(cè)凸出的結(jié)構(gòu)，所述兩端框架設(shè)置于所述方形電池模組兩端最外側(cè)的所述方形電池單體的外側(cè)，所述中間框架設(shè)置于相鄰的兩個所述方形電池單體之間，相鄰的兩個所述方形電池間隔框架拼接將所述方形電池單體容納固定。所述中間框架中部的方形薄板也可以設(shè)置為為中部通透的形式，相鄰所述方形電池單體中部形成一定的緩沖空間，從而在所述方形電池模組長期工作后所述方形電池單體產(chǎn)生少許膨脹時，相鄰所述方形電池單體不會受到擠壓。如圖17～圖20所示。

進一步地，所述電池間隔框架為導熱絕緣材料制成，可以將所述方形電池模組工作時產(chǎn)生的熱量迅速傳導到外部，同時均衡各個所述方形電池單體的內(nèi)部溫度，提升所述方形電池模組的工作性能和使用壽命。

本發(fā)明提供的方形電池模組，可以便利地將不同數(shù)量的方形電池單體按照設(shè)計需求排布成任意串并聯(lián)組合的電池模塊，結(jié)構(gòu)簡單，空間利用率高，通用性強，安裝和搬運方便，適合規(guī)模化和機械化生產(chǎn)，可以提高電池模組成組的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。這種模組導熱性好，電氣線路安全，可以有效提升電池模組以及整個電池系統(tǒng)的工作性能和使用壽命。

附圖說明

圖1為實施例1的方形電池模組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實施例1的模組架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實施例1的模組端板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為實施例1的模組側(cè)板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為實施例1的模組底板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為實施例2的方形電池模組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為實施例2的方形電池模組的爆炸圖；

圖8為實施例2的方形電池模組拆掉模組上蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為實施例2的模組架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為實施例2的模組端板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為實施例2的模組端板的端面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為實施例2的模組端板、模組輸出導電連接片和模組極柱固定件的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13為實施例2的模組極柱固定件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14為實施例2的模組極柱固定件的底視圖；

圖15為實施例2的頂蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖16為實施例2的模組側(cè)板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖17為實施例3的方形電池模組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖18為實施例3的方形電池模組的爆炸圖；

圖19為實施例3的方形電池間隔框架的兩端框架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖20為實施例3的方形電池間隔框架的中間框架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖21為實施例3的模組側(cè)板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖22為設(shè)置有模組搬運插槽的模組側(cè)板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖23為間隔空腔為方形的模組側(cè)板的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，附圖標記說明如下：

10 方形電池模組 11 方形電池單體 12 電池導電連接片

121 模組輸出導電連接片 122 模組成組導電連接片 20 模組架

21 模組端板 211 間隔條 212 間隔空腔

213 極柱固定件定位孔 214 模組安裝通孔 22 模組側(cè)板

23 模組底板 24 模組極柱固定件 241 固定平臺

242 安裝立柱 243 極柱固定件掛鉤 244 螺栓凹槽

25 模組上蓋 251 頂蓋 2511 頂蓋支撐腳

2512 頂蓋掛鉤 221 上蓋定位孔 26 方形電池間隔框架

261 兩端框架 262 中間框架

具體實施方式

實施例1

如圖1～圖5所示，給出了一個方形電池模組的實施例。

如圖1～圖5所示，本例方形電池模組10包括多個方形電池單體11、多個電池導電連接 片12(包括模組輸出導電連接片121和模組成組導電連接片122)和模組架20，模組架20包括模組端板21、模組側(cè)板22和模組底板23。模組端板21、模組側(cè)板22和模組底板23均為方形金屬平板，模組側(cè)板22的前端和后端分別與模組端板21焊接，模組側(cè)板22的下端與模組底板23焊接連接在一起，由此形成一個上端敞口的立體空腔，將排列組合的多個方形電池單體容納固定。

多個方形電池單體11按設(shè)計需求排列組合在一起，模組輸出導電連接片121將方形電池模組10兩端的方形電池單體11電連接，并作為方形電池模組10的正負輸出端。模組成組導電連接片122將除方形電池模組10兩端外的方形電池單體11電連接。

本例方形電池模組可以便利地將不同數(shù)量的方形電池單體按照設(shè)計需求排布成任意串并聯(lián)組合的電池模塊，結(jié)構(gòu)簡單，空間利用率高，通用性強。

實施例2

如圖6～16所示，給出了另一個方形電池模組的實施例，本例與實施例1的區(qū)別在于：

如圖6～圖12所示，本例方形電池模組10的模組端板21為自上而下方向貫通的空心厚板結(jié)構(gòu)，模組端板21的空腔內(nèi)設(shè)置有自上而下方向的間隔條211，形成多個三角形的間隔空腔212。另外，模組端板21的外側(cè)設(shè)置有圓形的極柱固定件定位孔213，模組端板21在上下端面的前后端設(shè)置有自上而下方向貫通的模組安裝通孔214。

如圖12、圖13和圖14所示，本例方形電池模組10還包括模組極柱固定件24，模組極柱固定件24包括上端的固定平臺241和下端的安裝立柱242，固定平臺241的端面為方形，端面面積大于安裝立柱242的端面面積，安裝立柱242的端面形狀是和間隔空腔212相同的三角形，大小尺寸比間隔空腔212略小，安裝立柱242可從上至下插入間隔空腔212內(nèi)。另外，安裝立柱242上設(shè)置有極柱固定件掛鉤243。

如圖6、圖7和15所示，本例方形電池模組10還包括模組上蓋25，模組上蓋25由多個頂蓋251組成。頂蓋251為“冖”形結(jié)構(gòu)，頂蓋251兩端向下凸出的頂蓋支撐腳2511內(nèi)側(cè)設(shè)置有頂蓋掛鉤2512。

如圖6、圖7和圖16所示，模組側(cè)板22上端邊沿設(shè)置有間隔排布的上蓋定位孔221，頂蓋掛鉤2512在頂蓋251扣合在方形電池模組10上時卡入上蓋定位孔221內(nèi)。

本例提供的方形電池模組，可以便利地將不同數(shù)量的方形電池單體按照設(shè)計需求排布成任意串并聯(lián)組合的電池模塊，結(jié)構(gòu)簡單，空間利用率高，通用性強，安裝和搬運方便，適合規(guī)模化和機械化生產(chǎn)，可以提高電池模組成組的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

實施例3

如圖17～圖21所示，給出了另一個方形電池模組的實施例，本例與實施例1的區(qū)別在于：

如圖17～圖20所示，本例方形電池模組10還包括多個方形電池間隔框架26，方形電池間隔框架26包括兩端框架261和中間框架262，兩端框架261設(shè)置為中部為方形薄板，四個角邊沿向垂直于平板方向的一側(cè)凸出的結(jié)構(gòu)，中間框架262設(shè)置為中部為方形薄板，四個角邊沿向垂直于平板的方向的兩側(cè)凸出的結(jié)構(gòu)，兩端框架261設(shè)置于方形電池模組10兩端最外側(cè)的方形電池單體11的外側(cè)，中間框架262設(shè)置于相鄰的兩個方形電池單體11之間，相鄰的兩個方形電池間隔框架26拼合將方形電池單體11容納固定。

本例方形電池間隔框架26為導熱絕緣材料制成。

如圖17、圖18和圖21所示，本例模組端板21外側(cè)設(shè)置有圓形和橢圓形的高度不同的極柱固定件定位孔213，適合固定多種設(shè)計的模組極柱固定件24。

本例提供的方形電池模組，可以便利地將不同數(shù)量的方形電池單體按照設(shè)計需求排布成任意串并聯(lián)組合的電池模塊，結(jié)構(gòu)簡單，空間利用率高，通用性強，安裝和搬運方便，適合規(guī)?；蜋C械化生產(chǎn)，可以提高電池模組成組的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。模組導熱性好， 電氣線路安全，可以有效提升電池模組以及整個電池系統(tǒng)的工作性能和使用壽命。

另外，本發(fā)明還包括其他一些實施例，包括模組端板21的間隔空腔212設(shè)置為方形(如圖23所示)，也可以設(shè)計為梯形等其他形狀，方便實際設(shè)計和生產(chǎn)需要而定。還包括模組端板21的外側(cè)中部設(shè)置有向內(nèi)凹陷的模組搬運插槽215(如圖22所示)，可用于所述方形電池模組搬運時的不同工裝夾具或者其他機械操作的抓取定位。還包括在模組端板21、模組側(cè)板22、模組底板23靠近方形電池單體11一側(cè)貼有導熱絕緣膜，可以將所述方形電池模組工作時產(chǎn)生的熱量迅速傳導到外部，同時均衡各個所述方形電池單體的內(nèi)部溫度，提升所述方形電池模組的工作性能和使用壽命。