一种电池模组及电子装置的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池模组及电子装置。


背景技术：

2.随着新能源汽车普及，动力电池的发展也越来越迅猛。传统锂离子电池由正极、负极、隔膜和电解液组成，在受到外力冲击时容易发生电解液泄漏现象，并且电解液中含有易燃的有机溶剂，发生内部短路时温度骤升容易引起燃烧，甚至爆炸，为了克服锂离子电池的上述缺点，研发人员正投入固态电池的开发。
3.固态电池就是使用固体电解质的电池，在工作原理上，固态电池与传统的锂离子电池并无差别。固态电池所采用的固体电解质在稳定性和安全性上都有改善，用固态电解质替代电解液，具有高安全性。但固态电池模组的电芯在充放电过程中其金属电极会发生膨胀，造成模组内部电芯互相挤压，该挤压力最终传导至模组侧板。模组侧板在受到电芯膨胀力的作用下，会使得模组侧板与模组壳体的连接处发生开裂、形变失效等现象，甚至造成模组侧板形变、破裂，造成电池模组损坏，影响其使用寿命。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种电池模组，能够有效降低因电芯膨胀导致的模组侧板所受到的挤压力，提高电池模组的使用安全性。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.该电池模组包括模组外壳和多个电芯；模组外壳包括相对设置的两个侧板组件；多个电芯沿预定方向堆叠设置于模组外壳内；其中，两个侧板组件分别位于多个电芯的堆叠方向的两侧，至少一个侧板组件包括外侧板和内衬板，内衬板位于多个电芯和外侧板之间，内衬板与外侧板之间设置有弹性件。
7.可选地，弹性件一端连接内衬板，另一端连接外侧板，弹性件为弹簧、橡胶圈和气垫中的任一种。
8.可选地，弹性件设置有多个，多个弹性件间隔分布。
9.可选地，弹性件为弹簧，弹簧内插设有导向柱，外侧板上设置有导向孔，导向柱的第一端与内衬板固定连接，导向柱外周面与导向孔滑动连接。
10.可选地，导向柱远离内衬板的第二端设置有限位部，限位部的截面积大于第一端的截面积，限位部能够抵接于导向孔的远离多个电芯的一侧。
11.可选地，外侧板还包括容纳部，导向孔和容纳部沿内衬板向外侧板的方向排列，导向柱外周面与导向孔滑动连接，容纳部用于容纳限位部，限位部能够与容纳部的靠近导向孔的端面抵接。
12.可选地，模组外壳包括相对设置的两个盖板，两个盖板分别位于多个电芯的高度方向的两端，两个侧板组件均连接于两个盖板；其中，外侧板与两个盖板固定连接，内衬板能够相对两个盖板沿多个电芯的堆叠方向移动。
13.可选地，外侧板和内衬板之间的距离为l1，两个侧板组件之间的距离为l2，l1≤l2*0.15。
14.可选地，多个电芯为固态电芯。
15.本实用新型的另一个目的在于提供一种电子装置，该电子装置包括上述任一方案所述的电池模组。
16.有益效果：
17.本实施例中的电池模组，其通过将侧板组件设置为包括外侧板和内衬板的形式，并在外侧板和内衬板之间设置有弹性件，使得外侧板和内衬板能够弹性连接，当电池模组内部电芯发生膨胀时，电芯的膨胀力首先被传导至内衬板，随后由弹性件传导至外侧板，该弹性件能够在承受膨胀压力的同时，还能抑制电芯的膨胀体积，防止外侧板承受的压力过大，防止外侧板、以及外侧板与模组框架的连接处发生开裂变形等现象，提高了电池模组使用时安全性。
附图说明
18.图1是本实用新型具体实施方式提供的电池模组的爆炸示意图；
19.图2是本实用新型具体实施方式提供的电池模组的俯视图；
20.图3是图2中a-a处的截面图；
21.图4是图3中b处的局部放大图。
22.图中：
23.100、模组外壳；111、盖板；1111、安装槽；112、汇流排；120、侧板组件；121、外侧板；1211、导向孔；1212、容纳部；1213、安装孔；122、内衬板；1221、螺纹连接孔；123、弹性件；124、导向柱；1241、限位部；200、电芯；210、间隔件。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
25.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
27.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示
的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
28.请参考图1和图4，在本实施例中，该电池模组包括模组外壳100和多个电芯200；模组外壳100包括两个侧板组件120；多个电芯200沿的大面两两相对且沿预定方向堆叠设置于模组框架内；其中，两个侧板组件120分别位于多个电芯200的堆叠方向的两侧，至少一个侧板组件120包括外侧板121和内衬板122，内衬板122位于多个电芯200和外侧板121之间，内衬板122与外侧板121之间设置有弹性件123。进一步地，本实施例中的两个侧板组件120均包括外侧板121和内衬板122，外侧板121固定连接于模组框架，内衬板122位于多个电芯200和外侧板121之间，内衬板122与外侧板121之间设置有弹性件123。
29.本实施例中的电池模组，其通过将侧板组件120设置为包括外侧板121和内衬板122的形式，并在外侧板121和内衬板122之间设置有弹性件123，使得外侧板121和内衬板122能够弹性连接，当电池模组内部电芯200发生膨胀时，电芯200的膨胀力首先被传导至内衬板122，随后由弹性件123传导至外侧板121，该弹性件123能够在承受膨胀压力的同时，还能抑制电芯200的膨胀体积，防止外侧板121承受的压力过大，防止外侧板121、以及外侧板121与模组框架的连接处发生开裂变形等现象，提高了电池模组使用时安全性。
30.在本实施例中，模组外壳100包括相对设置的两个盖板111，两个盖板111分别位于多个电芯200的高度方向的两端，两个侧板组件120均连接于两个盖板111，其中，侧板组件120的外侧板121分别与两个盖板111固定连接，内衬板122能够相对两个盖板111沿多个电芯200的堆叠方向移动。此处，电芯200的高度方向是指的电芯200平行堆叠完成后，其电芯堆叠体的高度方向，也即竖直方向。具体地，该模组外壳100还包括分别抵接于电芯200输出极位于的两端面上的两个汇流排112，汇流排112上开设有连接孔，用于插设电芯200的电极，电芯200的电极与汇流排112焊接连接，当然，汇流排112上还安装有输出极，输出极通过汇流排112与电芯200的电极电连接，从而将电芯200与外部设备连接。模组外壳100还包括分别抵接于两个汇流排112外侧的两个端板，两个端板、两个盖板111和两个侧板组件120固定连接，组装成为一个长方体的壳体，形成一个封闭的长方体容纳腔，从而容纳多个堆叠设置的电芯200。
31.本实施例中的盖板111、外侧板121、内衬板122均由铝合金制成，铝合金具有密度低、机械强度高、易于加工、不易腐蚀的优点，并且原材料价格低，可以降低电池模组的制造成本。而电池模组常用的汇流排112有：镍片排、铜铝复合排、铜排、总正总负排、铝排，也会用到铜软连接、铝软连接、铜箔软连接等，本领域技术人员可以根据实际需求选取不同材质和种类的汇流排112，本实施例不作具体限制。
32.请继续参考图1和图2，该外侧板121沿竖直方向的两端面设置有安装孔1213，两盖板111上设置有与该安装孔1213一一对应的安装槽1111，使用连接螺栓穿过安装孔1213与安装槽1111，将外侧板121分别固定于上下相对设置的两个盖板111。在其他可选的实施例中，也可选择焊接或者粘接的方式将外侧板121固定于盖板111上。本实施例中，该外侧板121沿竖直方向的每个端面上的安装孔1213均设置有4个，与之对应的，盖板111上每一侧边上的安装槽1111也设置有4个，在其它可选的实施例中，本领域技术人员可根据实际需求选取安装孔1213的数目，此处不作具体限制。
33.如图3所示，在本实施例中，多个电芯200平行堆叠设置，每两个相邻的电芯200之间、最外侧电芯200与内衬板122之间还设置有间隔件210。该间隔件210可以是泡棉、毛毡、橡胶垫片等弹性材料制成的垫片，不仅能够起到保护电芯200的侧壁面的作用，还能起到缓冲作用。该间隔件210用于保护电芯200能够不受内衬板122的损坏，能够防止电芯200被内衬板122刮伤，同时在两电芯200之间设置间隔件210，还能够起到缓冲作用，能够防止两相邻电芯200之间互相剐蹭而发生损坏，提高电池模组使用时的安全性。
34.具体地，该外侧板121为具有空腔的中空结构型材，能够降低该外侧板121的整体质量，并且在空腔内设置有加强结构，如横筋板、竖筋板等，能够增强该外侧板121的结构强度。
35.请继续参考图4，结合该局部放大图详细介绍该侧板组件120的具体构成和连接方式。在本实施例中，该侧板组件120中的弹性件123一端连接内衬板122，另一端连接外侧板121，弹性件123为弹簧、橡胶圈和气垫中的任一种，本实施例中选取为弹簧。弹簧由合金钢制成，具有易加工成型、制造成本低、不易失效、可靠性高的优点。该合金钢制成的弹簧为承压弹簧，由于电芯200发生膨胀会施加给内衬板122压力，该压力会被传导至外侧板121，该承压弹簧能够承受传导而来的压力，并能抑制电芯200的膨胀。由于本实施例中的电芯200为固态电芯200，其在使用时需要外界向其施加一定的压力，使得固态电解质与电芯200极片接触才可正常工作，因此该弹簧在安装于外侧板121与内衬板122之间时，该弹簧处于被压缩的状态，从而向固态电芯200施加压力，使得该固态电芯200可正常工作。
36.可选地，弹性件123设置有多个，多个弹性件123间隔分布。在本实施例中，该弹性件123设置有2排3列共6个，能够均匀分散来自于电芯200膨胀所产生的压力，无需使用一个弹性件123来承受该压力，避免局部压力过大导致的弹性件123失效以及弹性件123刺穿外侧板121或内衬板122的现象产生。本领域技术人员还可根据实际需求，如内衬板122面积、电芯200数量等，选取不同数目、不同分布方式或不同弹性模量的弹性件123，本实施例不作具体限制。
37.在本实施例中，弹性件123选取为弹簧，弹簧内插设有导向柱124，外侧板121上设置有导向孔1211，导向柱124的第一端与内衬板122固定连接，具体地，内衬板122上设置有螺纹连接孔1221，导向柱124与内衬板122螺纹连接，导向柱124外周面与导向孔1211滑动连接。通过导向柱124和导向孔1211的滑动连接，实现导向作用，还可以实现内衬板122相对外侧板121的平滑移动，防止由于弹簧受压力过大导致的歪斜，从而引起的内侧板倾斜的现象的产生。
38.可选地，导向柱124远离内衬板122的第二端设置有限位部1241，限位部1241的截面积大于第一端的截面积，限位部1241能够抵接于导向孔1211的远离多个电芯200的一侧。通过该限位部1241的设置，可以实现在由外侧板121向内衬板122从导向孔1211插设该导向柱124时，防止导向柱124从导向孔1211落入外侧板121与内衬板122之间的空间，提高了安装时的方便性。
39.作为优选的实施例，外侧板121还包括容纳部1212，导向孔1211和容纳部1212沿内衬板122向外侧板121的方向排列，导向柱124外周面与导向孔1211滑动连接，容纳部1212用于容纳限位部1241，限位部1241能够与容纳部1212的靠近导向孔1211的端面抵接。具体地，该容纳部1212的深度应能保证，在弹性件123被完全压缩时，限位部1241不会从容纳部1212
远离导向孔1211的开口处露出，防止该导向柱124伸出时损伤周围的设备。该容纳部1212还能容纳该限位部1241，进而在使用该电池模组时无需设计额外空间来容纳该限位部1241，减小了电池模组所占据的体积。
40.具体地，外侧板121和内衬板122之间的距离为l1，两个侧板组件120之间的距离为l2，l1≤l2*0.15。本实施例中的电芯200为固态电芯，固态电芯的最大膨胀率约为0.15，其沿电芯200堆叠方向的最大膨胀尺寸即为总电芯200厚度乘以0.15，也即两个侧板组件120之间的距离乘以0.15；因此，在外侧板121与内衬板122之间设置有预设距离以容纳所有电芯200的膨胀体积，即l2*0.15。在其它可选的实施例中，本领域技术人员可根据不同种类电芯200的膨胀率来设置该预设距离，也即两个侧板组件120之间的距离乘以电芯200膨胀率的距离。
41.本实用新型的另一个目的在于提供一种电子装置，该电子装置包括上述任一方案所述的电池模组。使用该电池模组的电子装置，能够提高使用时的安全性和可靠性，降低维护成本。
42.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。