一種電池框架和電池框架組件及電池模組的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)涉及電池領(lǐng)域，具體講，涉及一種電池框架和電池框架組件及電池模組。本申請(qǐng)的電池框架組件包括框架主體和位于框架主體邊緣的側(cè)板，框架主體和所述側(cè)板合圍形成收容電池的收容空間，框架主體上設(shè)置有至少一個(gè)向遠(yuǎn)離所述收容空間方向延伸的彈片。本申請(qǐng)的電池框架不僅具有固定電池的功能，同時(shí)還提供良好的散熱性能，還可以有效補(bǔ)償鋰離子電池尺寸變化及模組內(nèi)部緊固力的變化，緩解電芯膨脹造成的電池堆疊方向負(fù)荷的變化。
【專利說(shuō)明】
一種電池框架和電池框架組件及電池模組
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本申請(qǐng)涉及電池領(lǐng)域，具體講，涉及一種電池框架和電池框架組件及電池模組。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年鋰離子電池行業(yè)發(fā)展迅速，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，特別是隨著新能源汽車的崛起，使得鋰離子電池容量越做越大、功率越來(lái)越高，電池包和模組中容納的電芯數(shù)量也不斷增加，這就對(duì)電池模組的安全性形成很大的挑戰(zhàn)。影響電池模組安全性的兩個(gè)很重要的因素是溫度和結(jié)構(gòu)。
[0003]電芯在充放電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量，很多電芯堆疊在一起所產(chǎn)生的熱量不能夠及時(shí)散出，溫度便會(huì)不斷升高，溫度過(guò)高會(huì)嚴(yán)重影響電芯循環(huán)壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成電池起火，后果不堪設(shè)想，這就需要電池模組在設(shè)計(jì)中布置散熱結(jié)構(gòu)。另外，電芯隨著充放電的進(jìn)行，在厚度方向上不斷膨脹，特別是在軟包和方形電芯上的表現(xiàn)格外明顯，模組中的電芯數(shù)量越多，電芯膨脹的影響就越大，可能影響電芯的電性能，甚至導(dǎo)致模組結(jié)構(gòu)的破壞，造成嚴(yán)重后果。
[0004]目前關(guān)于兼具散熱和補(bǔ)償膨脹的電池框架以及包括該框架的電池模塊的專利和技術(shù)報(bào)道為數(shù)不多。已公開一種鋰離子電池模組，每?jī)蓚€(gè)電芯之間夾一導(dǎo)熱片，把熱量傳導(dǎo)至模組底部的冷卻機(jī)構(gòu)上;另外，在模組的一端設(shè)置有活動(dòng)板及彈性元件，以此吸收電芯的膨脹。該技術(shù)方案存在如下缺點(diǎn):I.結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件較多，對(duì)制造和安裝工藝要求非常高，成本高;2.彈性件放置在模組的一端，電芯在充放電循環(huán)中膨脹，造成最靠近彈性件的電芯的位移是所有電芯位移之和，即偏移過(guò)大，可能導(dǎo)致極耳連接不可靠。
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，特提出本申請(qǐng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本申請(qǐng)的首要發(fā)明目的在于提出一種電池框架。
[0007]本申請(qǐng)的第二發(fā)明目的在于提出一種電池模組。
[0008]為了完成本申請(qǐng)的目的，采用的技術(shù)方案為:
[0009]本申請(qǐng)涉及一種電池框架，包括框架主體和位于所述框架主體邊緣的側(cè)板，所述框架主體和所述側(cè)板合圍形成收容電池的收容空間，所述框架主體上設(shè)置有至少一個(gè)向遠(yuǎn)離所述收容空間方向延伸的彈片。
[0010]優(yōu)選的，所述彈片包括彈性彎折部和接觸部，所述彈性彎折部連接所述接觸部與所述框架主體，所述接觸部與所述框架主體之間形成彈性間隙。
[0011]優(yōu)選的，所述彈片為多個(gè)，并每一個(gè)彈片的接觸部與所述框架主體之間形成彈性間隙的大小相同。
[0012]優(yōu)選的，所述框架主體設(shè)置有通孔，所述彈性彎折部與所述通孔的一側(cè)邊相連接。
[0013]優(yōu)選的，所述框架主體與所述接觸部平行。
[0014]優(yōu)選的，所述收容空間上具有至少一個(gè)用于電芯沿與所述電池框架平行方向裝配的開口。
[0015]優(yōu)選的，在所述框架主體上的靠近所述開口的一端的兩側(cè)分別設(shè)置安裝孔。
[0016]優(yōu)選的，所述側(cè)板、所述彈片與所述框架主體為一體設(shè)置。
[0017]本申請(qǐng)還涉及一種電池模塊，包括本申請(qǐng)的電池框架和電芯，其特征在于，在所述電芯與所述框架主體之間設(shè)置有墊板，每個(gè)所述電池框架、所述墊板和固定于所述電池框架內(nèi)的電芯形成一個(gè)電池模塊單元，多個(gè)所述電池模塊單元沿電芯厚度方向依次排布。
[0018]在本申請(qǐng)的電池模塊中，每個(gè)所述電池模塊單元中彈片的接觸部均與另一個(gè)電池模塊單元固定連接。
[0019]本申請(qǐng)的技術(shù)方案能達(dá)到的有益技術(shù)效果為:
[0020]1、通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新改進(jìn)，使得電池框架具有固定電池的功能，同時(shí)還提供良好的散熱結(jié)構(gòu)，提高了電池的使用壽命和模組的結(jié)構(gòu)安全性。通過(guò)在傳統(tǒng)的組裝結(jié)構(gòu)上添加彈片，有效補(bǔ)償鋰離子電池尺寸變化及模組內(nèi)部緊固力的變化，緩解了電芯膨脹造成的電池堆疊方向負(fù)荷的變化，提高了電池的性能，效果明顯。
[0021]2、本申請(qǐng)中每個(gè)電芯的膨脹都會(huì)自動(dòng)被自身相鄰的電池框架的彈片所吸收，不會(huì)對(duì)其他電池造成影響，提高了電池模組電連接和結(jié)構(gòu)的可靠性。
[0022]3、本申請(qǐng)的電池框架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，生產(chǎn)成本低。
[0023]4、本申請(qǐng)的電池模塊成組方便，適合自動(dòng)化生產(chǎn)。
[0024]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本申請(qǐng)的電池框架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本申請(qǐng)的電池框架的側(cè)視圖；
[0027]圖3為本申請(qǐng)的電池框架與電芯裝配的示意圖；
[0028]圖4為本申請(qǐng)的電池框架與電芯裝配后的示意圖；
[0029]圖5為本申請(qǐng)的電池模組的示意圖；
[0030]圖6為某一【具體實(shí)施方式】中的電池框架示意圖；
[0031]圖7為某一【具體實(shí)施方式】中的電池框架裝配示意圖；
[0032]其中:
[0033]1-電池框架；
[0034]11-框架主體；
[0035]12-安裝孔；
[0036]13-彈片；
[0037]14-側(cè)板；
[0038]13-彈片；
[0039]131-彈性彎折部；
[0040]132-接觸部；
[0041]2-電芯；
[0042]3-墊板；
[0043]4-風(fēng)道。
[0044]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本申請(qǐng)。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本申請(qǐng)而不用于限制本申請(qǐng)的范圍。
【具體實(shí)施方式】
[0045]在本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N電池框架I，包括框架主體11和位于框架主體11邊緣的側(cè)板14，框架主體11和側(cè)板14合圍形成用于收容電芯2的收容空間，框架主體11上設(shè)置有至少一個(gè)向遠(yuǎn)離所述收容空間方向延伸的彈片13。側(cè)板14優(yōu)選垂直于框架主體11。側(cè)板14可以只設(shè)置在框架主體11的一個(gè)側(cè)邊，或者只設(shè)置在框架主體11的兩個(gè)側(cè)邊，或者在框架主體11的三個(gè)側(cè)邊都設(shè)置，或者在框架主體11的四個(gè)側(cè)邊都設(shè)置。優(yōu)選地，在框架主體11的三個(gè)側(cè)邊都設(shè)置側(cè)板14，從而在收容空間上形成一個(gè)用于電芯2沿與所述電池框架11平行方向裝配的開口。
[0046]在使用過(guò)程中，將電芯放置于收容空間內(nèi)，為了加強(qiáng)電芯2與電池框架I之間結(jié)合的穩(wěn)固性，可將電芯2粘貼與框架主體11上，位于框架主體邊緣的側(cè)板起到提高電池框架I強(qiáng)度以及對(duì)電芯2進(jìn)行定位的作用。該電池框架兼具散熱和補(bǔ)償膨脹效果。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
[0047]優(yōu)選的，電池框架I的材質(zhì)為鋼或鋁合金。側(cè)板14、彈片13與框架主體11為一體設(shè)置，并優(yōu)選由鋼板或鋁合金板直接沖壓成型制備而成。彈片13包括彈性彎折部131和接觸部132，彈性彎折部131連接接觸部132與框架主體11，接觸部132與框架主體11之間形成彈性間隙。優(yōu)選的，接觸部132與框架主體11平行，如圖2所示。
[0048]優(yōu)選的，彈性彎折部131與框架主體11之間形成的角度為10°?45°。
[0049]并且，進(jìn)一步優(yōu)選的，框架主體11為矩形，側(cè)板14設(shè)置于框架主體11的三個(gè)側(cè)邊上，電芯2為板狀的二次電池，從而將電芯2收納于框架主體11內(nèi)。其示意圖如圖3所示，裝配后的示意圖如圖4所示。優(yōu)選的，彈片13沿框架主體11的長(zhǎng)度方向成排設(shè)置。
[0050]優(yōu)選的，彈片13為多個(gè)，并每一個(gè)彈片13的接觸部132與框架主體11之間形成彈性間隙的大小相同。
[0051]如前所述，彈片13優(yōu)選制備沖壓成型而成，因此，框架主體上設(shè)置有通孔，彈性彎折部131與通孔的一側(cè)邊相連接。
[0052]優(yōu)選的，收容空間上具有至少一個(gè)用于電芯2沿與所述電池框架11平行方向裝配的開口。
[0053]優(yōu)選的，在框架主體11上的靠近開口的一端的兩側(cè)分別設(shè)置有安裝孔，用于安裝電池組匯流排支架。
[0054]在本申請(qǐng)的某一【具體實(shí)施方式】中，框架主體11為矩形，側(cè)板14設(shè)置于框架主體11的三個(gè)側(cè)邊上，彈片13為一列并沿框架主體11的長(zhǎng)度方向設(shè)置于框架主體的一側(cè)。其示意圖如圖6所示，兩個(gè)相同的框架主體進(jìn)行安裝，裝配后的示意圖如圖7所示。
[0055]本申請(qǐng)的又一【具體實(shí)施方式】中提出一種電池模塊，包括前述電池框架I和電芯2，在電芯2與框架主體11之間設(shè)置有墊板3，每個(gè)電池框架11、墊板3和固定于電池框架內(nèi)的電芯2形成一個(gè)電池模塊單元，多個(gè)電池模塊單元沿電芯厚度方向依次排布。由電池模塊單元堆疊而成的電池模塊在具有彈片的一側(cè)形成間隙，從而在間隙處形成風(fēng)道4用于電池的散熱。其示意圖如圖5所示。
[0056]優(yōu)選的，墊板3具有絕緣導(dǎo)熱性能，其材質(zhì)為金屬材質(zhì)并且在其表面上設(shè)置絕緣層，墊板3與電芯2的大小相適應(yīng)。
[0057]優(yōu)選的，每個(gè)電池模塊單元中彈片的接觸部132均與另一個(gè)電池模塊單元固定連接。
[0058]優(yōu)選的，接觸部132可與另一個(gè)電池模塊單元的接觸部132固定連接，或者可與另一個(gè)電池模塊單元的框架主體11固定連接，或者可與另一個(gè)電池模塊單元的電芯面固定連接。
[0059]S卩，電池模塊單元的排布方式有如下幾種，一是多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的電池模塊單元以具有彈片的一面在前、安裝有電芯的一面在后依次連接，該連接方式需要將彈片的接觸部與電芯的外露面固定連接。二是兩個(gè)電池模塊單元具有彈片的面相對(duì)，經(jīng)過(guò)固定連接后，將經(jīng)過(guò)兩兩固定后的電池模塊單元以電芯外露面緊密貼合，依次排布。其中，兩個(gè)具有彈片的面之間也具有兩種固定安裝方式，一種是彈片的接觸部固定連接，如圖5所示。另一種是彈片的固定部分別固定連接于另一電池模塊單元的框架主體上，如圖7所示。
[0060]當(dāng)兩塊電池模塊單元受電池膨脹擠壓時(shí)，彈片13彈性彎折部131和接觸部132的夾角也提高了彈片13的彈性強(qiáng)度，從而電池模組可以承受較大的預(yù)緊力。在有電池框架彈片13的地方會(huì)形成風(fēng)道4，電池在充放電過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，通過(guò)墊板傳導(dǎo)至框架主體11和彈片13上，電池包內(nèi)的冷卻系統(tǒng)使涼風(fēng)吹過(guò)風(fēng)道4，從而把熱量帶走，對(duì)電池實(shí)施降溫；當(dāng)電池膨脹時(shí)，電池框架受到擠壓，彈片13將隨之反生彈性變形，電池模塊單元間的風(fēng)道4間距變小，因而電池模塊內(nèi)的應(yīng)力不會(huì)反生大的變化，模塊整體尺寸不會(huì)反生任何改變，此結(jié)構(gòu)達(dá)到了散熱和補(bǔ)償膨脹的目的，效果良好。
[0061 ] 實(shí)施例1
[0062]—種兼具散熱和補(bǔ)償膨脹的電池框架，如圖1所示，包括框架主體11、方孔12，彈片13、側(cè)板14。側(cè)板14和彈片13是從框架主體11直接沖壓成型，側(cè)板14分布在框架主體11的三個(gè)邊上，并垂直于框架主體11，形成收納室，收納室內(nèi)可放置至少一個(gè)電芯。
[0063]如圖2所示，彈片13分為彈性彎折部131和接觸部132，彈性彎折131與框架主體11角度為10°?45°，接觸部132與框架主體11平行。
[0064]框架主體上有兩個(gè)安裝孔12，安裝孔12靠近無(wú)側(cè)板的一端，且分布在兩側(cè)，用于安裝固定電池組匯流排支架。
[0065]如圖4，電池2放置在電池框架形成的收納室內(nèi)，中間加有墊板3，框架主體1、墊板3和電池2固定在一起，且緊密貼合，形成一個(gè)電池模塊單元。圖3為裝配示意圖。
[0066]—種電池模塊，由上述多個(gè)電池模塊單元沿電芯厚度方向依次排布而成，電池模塊單元為背靠背形式排列，即:電池模塊單元之間通過(guò)彈片的接觸部132固定連接、電池模塊單元中電芯的外露面之間互相貼合放置。兩個(gè)電池模塊單元在彈片接觸部132的位置采用焊接固定。如圖5所示。
[0067]實(shí)施例2
[0068]參見圖6，與實(shí)施例1不同之處在于:電池框架I上的彈片2較窄，且位于框架主體I的一側(cè)。
[0069]相對(duì)應(yīng)的模組，如圖7，組裝時(shí)，兩塊電池框體背靠背配合，一塊電池框體I的彈片13固定連接于在另一塊電池框體I的框架主體11上。電池框架1、墊板3和電池2組成的電池模塊單元在沿電芯厚度方向依次排布，其他的實(shí)施方法均與實(shí)施例1相同。
[0070]根據(jù)上述說(shuō)明書的揭示和指導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說(shuō)明書中使用了一些特定的術(shù)語(yǔ)，但這些術(shù)語(yǔ)只是為了方便說(shuō)明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電池框架，包括框架主體和位于所述框架主體邊緣的側(cè)板，所述框架主體和所述側(cè)板合圍形成收容電池的收容空間，其特征在于，所述框架主體上設(shè)置有至少一個(gè)向遠(yuǎn)離所述收容空間方向延伸的彈片。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池框架，其特征在于，所述彈片包括彈性彎折部和接觸部，所述彈性彎折部連接所述接觸部與所述框架主體，所述接觸部與所述框架主體之間形成彈性間隙。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池框架，其特征在于，所述彈片為多個(gè)，并且每一個(gè)彈片的接觸部與所述框架主體之間形成彈性間隙的大小相同。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池框架，其特征在于，所述框架主體設(shè)置有通孔，所述彈性彎折部與所述通孔的一側(cè)邊相連接。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池框架，其特征在于，所述框架主體與所述接觸部平行。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池框架，其特征在于，所述收容空間上具有至少一個(gè)用于電芯沿與所述電池框架平行方向裝配的開口。7.根據(jù)權(quán)利要求6任一權(quán)利要求所述的電池框架，其特征在于，在所述框架主體上的靠近所述開口的一端的兩側(cè)分別設(shè)置安裝孔。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池框架，其特征在于，所述側(cè)板、所述彈片與所述框架主體為一體設(shè)置。9.一種電池模塊，包括權(quán)利要求1?8任一權(quán)利要求所述的電池框架和電芯，其特征在于，在所述電芯與所述框架主體之間設(shè)置有墊板，每個(gè)所述電池框架、所述墊板和固定于所述電池框架內(nèi)的電芯形成一個(gè)電池模塊單元，多個(gè)所述電池模塊單元沿電芯厚度方向依次排布。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池模塊，其特征在于，每個(gè)所述電池模塊單元中彈片的接觸部均與另一個(gè)電池模塊單元固定連接。
【文檔編號(hào)】H01M10/655GK205429046SQ201620221166
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月22日
【發(fā)明人】葉永煌, 王岳利, 劉石磊
【申請(qǐng)人】寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司