电芯模组及电池包的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种电芯模组及电池包。


背景技术：

2.汽车技术正向电气化过渡，新能源汽车的持有量不断攀升。其中，部分新能源汽车内具有电池包，电池包用于在新能源汽车充电时储存能量，以及在新能源汽车行驶途中向电机提供电能。电池包由多个电芯模组配合形成。
3.电芯模组一般包括多个电芯体，电芯体能够实现电能和化学能的转换。部分电芯体包括壳体，且在壳体的至少一端形成有与壳体密封配合的顶盖，顶盖用于作为电芯体的电极端，传导电流。
4.电芯体在使用过程中，壳体内的电解材料可能因化学反应而产生气体。在传统技术中，由于壳体与顶盖之间的连接强度有限，壳体内的气压上升至一定程度后，气体会对顶盖造成顶推，容易引起壳体与顶盖相连接的部位、或顶盖发生变形，并可能由此而发生电解材料的泄漏。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对电芯体在内部产生气体时容易引起壳体与顶盖相连接的部位、或顶盖发生变形的问题，提供一种电芯模组及电池包。
6.一种电芯模组，包括：
7.收容箱；
8.电芯组件，容置于收容箱；电芯组件具有一个电芯体或具有至少两个沿直线依次以电极端相互抵持的电芯体；
9.支撑件，连接于收容箱；多个支撑件中的至少有一个用于抵持电芯组件的一端，另外至少有一个支撑件用于抵持电芯组件的另一端。
10.在其中一个实施例中，电芯模组还包括多个具有导电性的母线排；至少有两个母线排分别用于形成电芯模组的正极及负极；部分支撑件与多个电芯组件之间抵持有用于形成正极的母线排；另一部分支撑件与多个电芯组件之间抵持有用于形成负极的母线排，从而能提升支撑件的作用面积，方便降低电芯组件与支撑件之间的对接难度。
11.在其中一个实施例中，母线排与支撑件两者之中的一个设有限位槽，另一个设有限位块，限位槽用于容纳限位块，以使母线排限位于收容箱内，可使母线排相对支撑件的位置固定，从而能提高电芯模组的装配效率。
12.在其中一个实施例中，限位槽具有第一大端及第一小端，限位块具有第二大端及第二小端；限位槽的第一大端用于与限位块的第二大端相配合，限位槽的第一小端用于与限位块的第二小端相配合，从而避免母线排与支撑件发生装配错误。
13.在其中一个实施例中，支撑件具有形状可变性且抵持于支撑件与收容箱的内壁之间，分散了主箱体的内壁变形所产生的压力，避免电芯体的因端部承受支撑件过大的压力
的损坏。
14.在其中一个实施例中，支撑件的截面呈拱形，支撑件的合拢端抵持于收容箱的内壁，支撑件的两个分叉端抵持于母线排，因而方便支撑件采用机械强度较高或化学性质性对稳定的材质。
15.在其中一个实施例中，多个电芯组件中的一部分分布于第一平面，另一部分分布于第二平面；支撑件的一个分叉端通过母线排抵持分布于第一平面的多个电芯组件，支撑件的另一个分叉端通过母线排抵持分布于第二平面的多个电芯组件，从而使电芯组件的端部获得更稳定的支撑。
16.在其中一个实施例中，电芯模组还包括散热板，多个电芯组件中一部分贴合于散热板的一侧，另一部分贴合于散热板的另一侧，从而有利于降低电芯组件的使用温度，保证电芯组件的稳定性或延伸电芯组件的使用寿命。
17.在其中一个实施例中，散热板的截面呈波浪状，以在散热板的任意一侧形成有相间设置的凸弧面及凹弧面；电芯模组贴合于凹弧面，从而提高电芯组件与散热板之间的热量传递效率。
18.一种电池包，包括：
19.支架；及
20.电芯模组，电芯模组为多个且连接于支架。
21.上述电芯模组，在将电芯组件容置入收容箱后，收容箱对电芯组件提供保护作用。处于收容箱内的电芯组件的两端受到支撑件的抵持，因而在第一种情况下，电芯组件包括单个圆柱型的电芯体的正电极端及负电极端分别受到支撑件的抵持，电芯体的轴向空间受到限制，电芯体内产生气体时，其内部的气体对电芯体处于电极端的顶盖的压力与支撑件所提供的支撑力向平衡，因而能避免电芯体的顶盖沿轴向相对电芯体的壳体移动或顶盖隆起，降低了壳体与顶盖相连接的部位、或顶盖发生变形发生的机会。在第二情况下，多个电芯体以电极端相互抵持而形成直条状，同时，处于直条状的多个电芯体两端的电芯体分别受到支撑件抵持，因而能对任意一个电芯体的轴向空间产生限制作用，因而同样能起到降低壳体与顶盖相连接的部位、或顶盖发生变形发生的机会。
附图说明
22.图1为本实用新型的一实施例的电池包的立体示意图；
23.图2为图1所示的电芯模组的分解示意图；
24.图3为图2中的支撑件的立体示意图；
25.图4为图1中的电芯模组的局部示意图；
26.图5为另一实施例的电芯模组的局部示意图。
27.附图标记：
28.100、电池包；20、支架；30、电芯模组；31、收容箱；311、主箱体；312、内侧壁；313、盖体；32、电芯组件；321、电芯体；323、壳体；324、顶盖；325、正电极柱；326、负电极柱；33、支撑件；331、延伸部；332、限位块；333、第二大端；334、第二小端；335、合拢端；336、分叉端；34、母线排；341、限位槽；342、第一大端；343、第一小端；35、散热板；351、凸弧面；352、凹弧面；353、流道。
具体实施方式
29.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
30.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
31.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本实用新型的描述中，“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。
32.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，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实用新型中的具体含义。
33.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接地接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接地接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
34.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
35.下面结合附图介绍本实用新型实施例提供的技术方案。
36.目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。
37.本实用新型人注意到，动力电池的基本单元为电芯体，电芯体的封装结构可以是墩封成型，通过壳体的一端容纳顶盖的边缘而形成密封的封装结构，并容纳电解材料。电解材料在某些情况下会发生反应，产生气体。由于受到封装结构稳定性的限制，在电芯体的内
部发生产气情况时，电芯体内部的气体压强上升，电芯体内压强过高的气体会在冲破封装结构后泄出，同时，引起电解材料的泄漏。
38.本实用新型人还注意到，由于壳体主体的内壁厚度一般相对均匀，而用于包围顶盖边缘的部位则相对弱，因而电芯体的内部气压主要是对壳体与顶盖之间的连接部位造成影响。然而由于封装结构的原因，单纯增加壳体用于包围顶盖边缘的部位的厚度会增加顶盖扣合安装的难度及贴合效果。同时，作为电芯体的用户方，难以对电芯体的结构或封装强度作出直接的调整。因此，本实用新型人在应用电芯体的过程中，考虑对电芯模组的结构进行优化，利用电芯模组的结构调整，降低组成电芯模组内的电芯体的封装结构受气体冲破的机会。
39.本技术实施例公开的电芯模组可以但不限用于汽车、电动自行车、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本技术公开的电芯模组等组成该用电装置的电池包，这样，有利于缓解电芯体因气体膨胀力而恶化，提升电池体的稳定性和使用寿命。
40.结合图1所示，本实用新型提供一种电池包100，用于在用电装置中存储电能或释放电能。在一个实施方式中，电池包100用于新能源汽车，并在新能源汽车的充电状态下储存能量，在新能源汽车电驱行驶过程中向电机提供电能。
41.结合图1所示，电池包100包括支架20及连接于支架20的多个电芯模组30。具体地，电芯模组30连接于支架20的同一侧，使支架20同时能起到支撑作用防护作用。在另外一些实施方式中，还可以是将多个电芯模组30容置于支架20内，使多个电芯模组30受到支架20的包围保护。更具体地，支架20可以是固定在新能源汽车的车架上。电芯模组30具有正极及负极，新能源汽车的电气控制模块连接于电芯模组30的正极及负件，以通过电流向电芯模组30充电，或将电芯模组30输出的电流转化为新能源汽车的驱动电机可利用的电流形式。在一些实施方式中，电气控制模块对电芯模组30输出的电流进行逆变。
42.进一步地，电池包100可以还包括若干导线(图未示)，以实现不同电芯模组30之间的串联或并联配合。具体地，导线连接于电芯模组30的正极或负极。
43.结合图2、图4及图5所示，本实用新型还提供一种电芯模组30，包括：收容箱31、容置于收容箱31的电芯组件32及连接于收容箱31的支撑件33。电芯组件32具有一个电芯体321或具有至少两个沿直线依次以电极端相互抵持的电芯体321。多个支撑件33中的至少有一个用于抵持电芯组件32的一端，另外至少有一个支撑件33用于抵持电芯组件32的另一端。
44.在将电芯组件32容置入收容箱31后，收容箱31对电芯组件32提供保护作用。处于收容箱31内的电芯组件32的两端受到支撑件33的抵持，因而在第一种情况下，电芯组件32包括单个圆柱型的电芯体321的正电极端及负电极端分别受到支撑件33的抵持，电芯体321的轴向空间受到限制，电芯体321内产生气体时，其内部的气体对电芯体321处于电极端的顶盖324的压力与支撑件33所提供的支撑力向平衡，因而能避免电芯体321的顶盖324沿轴向相对电芯体321的壳体323移动或顶盖324隆起，降低了壳体323与顶盖324相连接的部位、或顶盖324发生变形发生的机会。在第二情况下，多个电芯体321以电极端相互抵持而形成直条状，同时，处于直条状的多个电芯体321两端的电芯体321分别受到支撑件33抵持，因而能对任意一个电芯体321的轴向空间产生限制作用，因而同样能起到降低壳体323与顶盖324相连接的部位、或顶盖324发生变形发生的机会。
45.结合图2所示，收容箱31包括主箱体311及盖体313，主箱体311具有内腔及开口，呈半封闭结构，电芯组件32及支撑件33从开口置入主箱体311的内腔后，盖体313盖合到主箱体311的开口，以使电芯组件32受到密封保护。更具体地，盖体313的形状与主箱体311的开口的形状一致。进一步地，内腔垂直于深度方向的截面呈方形，因而主箱体311的内侧壁312两两相对设置。
46.在一些实施方式中，结合图2所示，电芯模组30还包括多个具有导电性的母线排34。至少有两个母线排34分别用于形成电芯模组30的正极及负极。部分支撑件33与多个电芯组件32之间抵持有用于形成正极的母线排34。另一部分支撑件33与多个电芯组件32之间抵持有用于形成负极的母线排34。由于支撑件33抵持于母线排34，从而能提升支撑件33的作用面积，方便降低电芯组件32与支撑件33之间的对接难度。具体地，对于用于形成电芯模组30正极的母线排34，其分别与各个电芯组件32的一个正极端电气连接。具体地，电芯体321的顶盖324具有正电极柱325或负电极柱326，处于电芯组件32一端的电芯体321以正电极柱325抵持于作为正极的母线排34。电芯组件32中相邻的两电芯体321中的一个以正电极柱325进行抵持于另一个电芯体321的负电极柱326。
47.对于用于形成电芯模组30负极的母线排34，其分别与各个电芯组件32的一个负极端电气连接。具体地，处于电芯组件32另一端的电芯体321以负电极柱326抵持于作为负极的母线排34。电芯模组30运行时，各个电芯组件32的电流统一汇聚经过作为正极的母线排34及作为负极的母线排34。
48.在一些实施方式中，母线排34与支撑件33两者之中的一个设有限位槽341，另一个设有限位块332，限位槽341用于容纳限位块332，以使母线排34限位于收容箱31内。在限位块332容置入限位槽341中后，即可使母线排34相对支撑件33的位置固定，从而能提高电芯模组30的装配效率。结合图2及图3所示，限位槽341设置于母线排34上，限位块332设置于支撑件33上。由于母线排34因导电的需要而采用金属材质，将母线排34进行冲压可方便地形成限位槽341，而将限位块332形成在母线排34上则需要进行焊接处理，工艺则相对繁琐。
49.具体地，结合图4所示，在电芯组件32具有多个电芯体321时，相邻的两个电芯体321中的一个的正电极端与另一个的负电极端固定连接，更具体地，是焊接连接，以实现固定及电气连通。相邻的电芯组件32之间相互固定，更具体地，可以通过粘贴实现固定，因而所有的电芯组件32之间形成一个固定的整体。该整体被夹持于两个母线排34之间，因而在母线排34相对支撑件33的位置固定后，即可使由电芯组件32形成的整体相对主箱体311固定。
50.在一些实施方式中，结合图2及图3所示，限位槽341具有第一大端342及第一小端343，限位块332具有第二大端333及第二小端334。限位槽341的第一大端342用于与限位块332的第二大端333相配合，限位槽341的第一小端343用于与限位块332的第二小端334相配合。从而避免母线排34与支撑件33发生装配错误。具体地，限位槽341及限位块332呈梯形或三角形。
51.在一些实施方式中，结合图2及图3所示，支撑件33具有形状可变性且抵持于支撑件33与收容箱31的内壁之间。具体地，支撑件33的强度足以在发生压缩前能够限制电芯体321的变形。在收容箱31受到碰撞损坏时，更具体地，是在引起主箱体311的内壁发生内凹变形的损耗时，支撑件33产生压缩变形，分散了主箱体311的内壁变形所产生的压力，避免电
芯体321的因端部承受支撑件33过大的压力的损坏。
52.在一些实施方式中，支撑件33的截面呈拱形，支撑件33的合拢端335抵持于收容箱31的内壁，支撑件33的两个分叉端336抵持于母线排34。结合图3及图4所示，支撑件33包括两个对称设置的延伸部331，两个延伸部331之间以一小于180度的夹角配合形成拱形结构。两个延伸部331连接在一起的部位为支撑件33的合拢端335，延伸部331远离合拢端335的一端为支撑件33的分叉端336。当主箱体311的内壁发生内凹变形时，主箱体311的内壁向母线排34隆起，支撑件33由于受压而使两个延伸部331之间的夹角增大，从而在从两个分叉端336中点至合拢端335的方向上，支撑件33的厚度减少并缓冲了主箱体311的内壁对电芯组件32的压力。由于支撑件33是通过整体的变形而抵消了主箱体311内壁的压力，而并非借助于支撑件33自身的材质的弹性实现压力的吸收，因而方便支撑件33采用机械强度较高或化学性质性对稳定的材质。
53.结合图3所示，限位块332设置于在支撑件33的分叉端336。
54.具体地，在一些实施方式中，结合图4所示，若电芯组件32具有多个电芯体321，则多个电芯体321相互平行且共线，同时，处于一端的电芯体321以正电极端抵持于作为正极的母线排34，处于另一端的电芯体321以负电极端抵持于作为负极的母线排34。在另外一些实施方式中，结合图5所示，若电芯组件32具有单个电芯体321，该电芯体321的正电极端抵持于作为正极的母线排34，负电极端抵持于作为负极的母线排34。
55.在一些实施方式中，结合图2及图4所示，多个电芯组件32中一部分分布于第一平面，另一部分分布于第二平面。支撑件33的一个分叉端336通过母线排34抵持分布于第一平面的多个电芯组件32，支撑件33的另一个分叉端336通过母线排34抵持分布于第二平面的多个电芯组件32。从而使电芯组件32的端部获得更稳定的支撑，避免由于电芯组件32与分叉端336错位且母线排34的厚度不足，正常状态下无法将支撑件33的分叉端336压力直接传递至电芯组件32的端部。
56.更具体地，结合图2所示，多个支撑件33并列设置，以对母线排34的不同位置提供支撑。
57.在一些实施方式中，结合图2所示，电芯模组30还包括散热板35，多个电芯组件32中一部分贴合于散热板35的一侧，另一部分贴合于散热板35的另一侧。散热板35用于吸收电芯组件32在充电或放电过程中所释放的热量，从而有利于降低电芯组件32的使用温度，保证电芯组件32的稳定性或延伸电芯组件32的使用寿命。
58.进一步地，结合图2所示，散热板35的截面呈波浪状，以在散热板35的任意一侧形成有相间设置的凸弧面351及凹弧面352。电芯模组30贴合于凹弧面352。具体地，散热板35是在垂直于电芯组件32轴向的截面上承波浪状，电芯模组30贴合于凹弧面352能提高电芯组件32与散热板35之间的接触面积，从而提高电芯组件32与散热板35之间的热量传递效率，散热板35一侧的凸弧面351与散热板35另一侧的凹弧面352位置对应，因而同时能降低电芯组件32及散热板35所形成的整体的厚度。
59.进一步地，结合图4所示，散热板35内设有流道353，流道353用于通入流体，流体在流道353内流动时吸收散热板35的热量，从而能提高对电芯组件32的散热效率，进一步降低电芯组件32的温度。具体地，流道353沿垂直于电芯组件32的轴向延伸。
60.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实
施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
61.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。