CN109216626B - 动力电池模组中框及动力电池模组结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种动力电池模组中框，包括框主体，所述框主体具有相对的A端和B端，所述A端沿所述框主体厚度方向依次设有第一A端焊接基座、A端基座隔板和第二A端焊接基座，所述A端基座隔板从所述框主体向外突出一体形成，将所述第一A端焊接基座和第二A端焊接基座绝缘间隔开；所述B端设有B端焊接基座，所述B端焊接基座在所述框主体的厚度方向连续延伸。当小模块内电芯需要基数并联时，本发明在同一中框内实现了两块电芯的串联，减少小模块中框种类，降低开模成本和自动化产线装配过程，增加模组内小模块之间的结构强度，增加小模块对于不同尺寸模组的兼容性。

Description

动力电池模组中框及动力电池模组结构

技术领域

本发明属于动力电池技术领域，具体涉及一种动力电池模组中框及动力电池模组结构。

背景技术

随着新能源汽车市场的不断扩大，汽车厂家对动力电池模组的要求也越来越高。其中3P4S模组(3并4串)是软包动力电池模组中应用较为广泛的一种，是将3块电芯并联成1个小模块，再将4个这样的小模块串联起来，由于需要由三块电芯并联成一个小模块，而在现有技术中，一个小模块往往需要一个2P中框和1个1P中框并联组成，即将两块电芯分别安装在一个2P中框的两侧，将一块电芯安装在一个1P中框的两侧，然后并联起来；或者，需要3个1P中框，即将三块电芯分别安装在三个1P中框内，再并联起来。同样的，对于其它奇数数量的这种奇数并联的小模块，通常是采用多个2P中框安装电芯后构成多个2并小模块，采用一个1P中框安装电芯构成1并小模块，再并联起来，或全部采用1并小模块，这种组装结构存在以下不足：

其一，采用1并小模块增加了小模块的使用数量，增加了装配零部件的数量，各小模组之间的连接方式复杂，增加了汇流排的焊接位置，费时费力，装配效率低，增加了制造成本；

其二，采用1并小模块在增加了小模块数量的同时，大大降低了整个模组的结构强度。

申请号为201611171142.X的专利文献公开了一种软包电芯模组组装结构及其组装方法，软包电芯模组组装结构包括电芯保护框、铝保护壳和软包电芯，还包括绝缘件，所述电芯保护框的厚度与两个软包电芯的厚度之和适配，两个软包电芯以同极电耳相近的方式紧贴的置于电芯保护框内，两个软包电芯的同极电耳分别与一个预埋极柱件固定连接。该软包电芯模组组装结构是通过多个电芯保护框安装软包电芯，该模组中的电芯保护框安装的两块电芯仅能并联连接，因此该模组仅适用于偶数并联电芯模组的安装，否则至少有一个电芯保护框只安装了一个电芯，使电池的能量密度降低。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种动力电池模组中框，旨在解决现有的软包电芯模组结构不适用于奇数并联小模块的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种动力电池模组中框，包括框主体，所述框主体具有相对的A端和B端，所述A端沿所述框主体厚度方向依次设有第一A端焊接基座、A端基座隔板和第二A端焊接基座，所述A端基座隔板从所述框主体向外突出一体形成，将所述第一A端焊接基座和第二A端焊接基座绝缘间隔开；所述B端设有B端焊接基座，所述B端焊接基座在所述框主体的厚度方向连续延伸。

优选地，所述框主体采用塑料材质，所述框主体通过注塑成型与所述第一A端焊接基座、第二A端焊接基座和B端焊接基座进行一体成型。

优选地，所述第一A端焊接基座、第二A端焊接基座和B端焊接基座为铝或铝合金材质。

优选地，所述框主体的中间设有导热铝板，所述框主体通过注塑成型与所述导热铝板进行一体成型。

优选地，所述框主体的A端形成有第一A端结合孔和第二A端结合孔，所述第一A端焊接基座插入到所述第一A端结合孔，所述第二A端焊接基座插入到第二A端结合孔；所述框主体的B端形成有B端结合孔，所述B端焊接基座插入到B端结合孔。

本发明还提出一种动力电池模组结构，包括：上述任一项所述的动力电池模组中框；当所述动力电池模组结构包括多个相互串联的小模块，且所述小模块由奇数个软包电芯并联时，至少一对相邻的小模块采用一所述动力电池模组中框；安装于所述动力电池模组的两软包电芯之一的正极与所述第一A端焊接基座连接，所述两软包电芯之另一的负极与所述第二A端焊接基座连接。

优选地，所述动力电池模组结构还包括：常规中框，所述常规中框的相对的两端均设有常规焊接基座；在所述一对相邻的小模块中，所有所述常规中框的靠近所述B端焊接基座一端的常规焊接基座与所述B端焊接基座通过一第一汇流排电连接，每个小模块的靠近第一A端焊接基座或第二A端焊接基座一端的常规焊接基座，与相应的第一A端焊接基座或第二A端焊接基座通过一第二汇流排电连接。

优选地，当所述动力电池模组结构包括偶数个相互串联的小模块，所述动力电池模组中框的数量为所述小模块数量的一半。

优选地，当所述小模块仅包括一个软包电芯时，每一所述小模块都采用所述动力电池模组中框。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果：

本发明在框主体的一端设置第一A端焊接基座和第二A端焊接基座两个焊接基座，并通过由绝缘材质制成的A端基座隔板进行绝缘隔离，A端基座隔板能够保证足够的电气间隙及爬电距离，而另一端设置的B端焊接基座与常规焊接基座的结构一样，由此使得，当将两个软包电芯的分别安装于所述动力电池模组中框的两面，并使其中一个软包电芯的正极和另一个的负极连接在所述B端焊接基座上，即能实现两软包电芯的串联，即可以使用2P中框来实现两个单个软包电芯的串联，减少甚至取消1P中框的使用，从而减少中框的种类和数量，降低了生产中框的开模成本，也减少汇流排等其它连接零部件的数量，减少汇流排的焊接位置，从而简化模组的结构，也提高了装配效率，降低了制造成本。并且，由于减少了零部件的数量，从而增加了模组内小模块之间的结构强度，增加小模块对于不同尺寸模组的兼容性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提出的动力电池模组中框的结构图；

图2为图1提出的动力电池模组中框的底部视角结构图；

图3为图1提出的动力电池模组中框与软包电芯的结构图；

图4为一种3P4S模组连接方式示意图；

图5为一种1P12S模组连接方式示意图。

本发明的附图标号说明：

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”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，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种动力电池模组中框。

请参照图1至图3，动力电池模组中框10，包括框主体11，所述框主体11具有相对的A端和B端，所述A端沿所述框主体厚度方向依次设有第一A端焊接基座12、A端基座隔板111和第二A端焊接基座13，所述A端基座隔板111从所述框主体11向外突出一体形成，将所述第一A端焊接基座12和第二A端焊接基座13绝缘间隔开；所述B端设有B端焊接基座14，所述B端焊接基座14在所述框主体11的厚度方向连续延伸。

普通电池模组采用的常规中框(2P中框)的沿框平面的相对的两端设有两个常规焊接基座，两常规焊接基座的结构一样，当将两个软包电芯分别安装于常规中框的两面时，两软包电芯的正极极耳连接在一端的常规焊接基座上、负极极耳连接在另一端，从而实现两软包电芯的并联。当两个以上的奇数个软包电芯并联时，至少有沿电芯堆叠方向末端的一个电芯需要通过1P中框来进行安装，若还采用2P中框，则会降低整个模组的能量密度，而多个并联小模块则需要多个1P中框，各小模块内还需要汇流排进行电连接，使得装配零部件的数量增加。

本实施方式中的动力电池模组中框，在框主体11的一端设置第一A端焊接基座12和第二A端焊接基座13两个焊接基座，并通过由绝缘材质制成的A端基座隔板111进行绝缘隔离，A端基座隔板111能够保证足够的电气间隙及爬电距离，而另一端设置的B端焊接基座14与常规焊接基座的结构一样，由此使得，当将两个软包电芯的分别安装于所述动力电池模组中框的两面，并使其中一个软包电芯的正极和另一个的负极连接在所述B端焊接基座14上，即能实现两软包电芯的串联，即可以使用2P中框来实现两个单个软包电芯的串联，减少甚至取消1P中框的使用，从而减少中框的种类和数量，降低了生产中框的开模成本，也减少汇流排等其它连接零部件的数量，减少汇流排的焊接位置，从而简化模组的结构，也提高了装配效率，降低了制造成本。并且，由于减少了零部件的数量，从而增加了模组内小模块之间的结构强度，增加小模块对于不同尺寸模组的兼容性。

进一步地，所述框主体11采用塑料材质，所述框主体11通过注塑成型与所述第一A端焊接基座12、第二A端焊接基座13和B端焊接基座14进行一体成型。

进一步地，所述第一A端焊接基座12、第二A端焊接基座13和B端焊接基座14为铝或铝合金材质。

进一步地，所述框主体1的中间设有导热铝板15，所述框主体11通过注塑成型与所述导热铝板15进行一体成型。

所述第一A端焊接基座12和第二A端焊接基座13通过模内注塑的形式固定于所述框主体1的A端，所述B端焊接基座4通过模内注塑的形式固定于所述框主体1的B端，所述导热铝板5通过模内注塑的形式固定于所述框主体1的内侧。具体地，所述动力电池模组中框在制造时，先将所述第一A端焊接基座12、第二A端焊接基座13、B端焊接基座14和导热铝板15配置于模具内，再通过注塑成型而制造，且所述A端基座隔板111也在模具内一次成型而成，由此，所述动力电池模组中框制造工艺简单。

进一步地，所述框主体11的A端形成有第一A端结合孔和第二A端结合孔，所述第一A端焊接基座12插入到所述第一A端结合孔，所述第二A端焊接基座13插入到第二A端结合孔；所述框主体11的B端形成有B端结合孔，所述B端焊接基座14插入到B端结合孔。

常规模组中框一般是采用注塑成型而成，但可以理解地，在其他一些实施方式中，第一A端焊接基座12、第二A端焊接基座13和B端焊接基座14也可以采用其它的方式固定连接在所述框主体11上，保证良好的连接强度，还保证第一A端基座12和第二A端焊接基座13之间绝缘隔离开即可，在此不作限定。

本发明还提出一种动力电池模组结构，包括：上述任一项所述的动力电池模组中框10；当所述动力电池模组结构包括多个相互串联的小模块，且所述小模块由奇数个软包电芯20并联时，至少一对相邻的小模块采用一所述动力电池模组中框10；安装于所述动力电池中框10的两软包电芯之一的正极与所述第一A端焊接基座连接，所述两软包电芯之另一的负极与所述第二A端焊接基座连接。

所述动力电池模组中框的具体结构参照上述实施例，由于动力电池模组结构采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。具体地，请参阅图3，每个软包电芯20具有相对的电芯正极21和电芯负极22，在小模块的装配中，一块软包电芯20的正极与另一块软包电芯20的负极通过小模块中框的B端焊接基座14连接，极耳采用激光焊接的方式分别固定在B端焊接基座14的两侧，两块电芯另外一端的极耳则分别通过激光焊接在第一A端焊接基座12和第二A端焊接基座13的侧面。

进一步地，请参阅图4，所述的动力电池模组结构还包括：常规中框30，所述常规中框30的相对的两端均设有常规焊接基座31；在所述一对相邻的小模块中，所有所述常规中框30的靠近所述B端焊接基座14一端的常规焊接基基座31与所述B端焊接基座14通过一第一汇流排41电连接，每个小模块的靠近第一A端焊接基座12或第二A端焊接基座13一端的常规焊接基座31，与相应的第一A端焊接基座12或第二A端焊接基座13通过一第二汇流排42电连接。

图4所示的是一种3P4S模组连接方式示意图，主要包括六个小模块、十二块电芯20、五片不同规格的汇流排，包括两块第一汇流排41、两块第二汇流排42和一块第三汇流排43，其中编号为②和⑤的小模块采用本发明动力电池模组中框，其他小模块采用普通的常规中框30，小模块①中的两块电芯与小模块②中的一块电芯并联，小模块②中的另一块电芯与小模块③中的两块电芯组成并联，三个小模块组成3P2S的单元，小模块④、小模块⑤、小模块⑥按照同样方式连接，与另外三个小模块串联组成3P4S模组。

进一步地，当所述动力电池模组结构包括偶数个相互串联的小模块，所述动力电池模组中框10的数量为所述小模块数量的一半。

进一步地，当所述小模块仅包括一个软包电芯时，每一所述小模块都采用所述动力电池模组中框10。

图5所示一种1P12S模组连接方式示意图，主要包括六个小模块、十二块电芯20、五片相同规格的汇流排，即第四汇流排44，每个小模块均采用本发明动力电池模组中框10，小模块中的两块电芯采用串联的方式连接，不同小模块在所述动力电池模组中框10的A端串联，组成1P12S的电池模组。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种动力电池模组结构，其特征在于，包括：动力电池模组中框，所述动力电池模组中框包括框主体，所述框主体具有相对的A端和B端，所述A端沿所述框主体厚度方向依次设有第一A端焊接基座、A端基座隔板和第二A端焊接基座，所述A端基座隔板从所述框主体向外突出一体形成，将所述第一A端焊接基座和第二A端焊接基座绝缘间隔开；所述B端设有B端焊接基座，所述B端焊接基座在所述框主体的厚度方向连续延伸；

所述框主体采用塑料材质，所述框主体通过注塑成型与所述第一A端焊接基座、第二A端焊接基座和B端焊接基座进行一体成型，所述第一A端焊接基座、第二A端焊接基座和B端焊接基座为铝或铝合金材质；

当所述动力电池模组结构包括多个相互串联的小模块，且所述小模块由奇数个软包电芯并联时，至少一对相邻的小模块采用一所述动力电池模组中框；安装于所述动力电池模组的两软包电芯之一的正极与所述第一A端焊接基座连接，所述两软包电芯之另一的负极与所述第二A端焊接基座连接；

还包括：常规中框，所述常规中框的相对的两端均设有常规焊接基座；在所述一对相邻的小模块中，所有所述常规中框的靠近所述B端焊接基座一端的常规焊接基座与所述B端焊接基座通过一第一汇流排电连接，每个小模块的靠近第一A端焊接基座或第二A端焊接基座一端的常规焊接基座，与相应的第一A端焊接基座或第二A端焊接基座通过一第二汇流排电连接。

2.如权利要求1所述的动力电池模组结构，其特征在于，所述框主体的中间设有导热铝板，所述框主体通过注塑成型与所述导热铝板进行一体成型。

3.如权利要求1所述的动力电池模组结构，其特征在于，所述框主体的A端形成有第一A端结合孔和第二A端结合孔，所述第一A端焊接基座插入到所述第一A端结合孔，所述第二A端焊接基座插入到第二A端结合孔；所述框主体的B端形成有B端结合孔，所述B端焊接基座插入到B端结合孔。

4.如权利要求1-3任意一种所述的动力电池模组结构，其特征在于，当所述动力电池模组结构包括偶数个相互串联的小模块，所述动力电池模组中框的数量为所述小模块数量的一半。

5.如权利要求1-3任意一种所述的动力电池模组结构，其特征在于，当所述小模块仅包括一个软包电芯时，每一所述小模块都采用所述动力电池模组中框。