一种软包电池模组及其模组框架的制作方法

本实用新型涉及一种软包电池模组及其模组框架。

背景技术：

锂离子电池因其重量轻、储能大、功率大、无污染、寿命长、自放电系数小、温度适应范围广等优点被广泛应用于储能及动力电池领域。对于软包锂电池而言，为了满足动力电池及储能系统电池高电压和高能量的需要，通常将若干软包锂离子电池串联或并联后形成软包电池模组使用。

目前，在对软包电池模组中的软包电池进行串联或并联时通常使用汇流排的方式。该方式的实际安装过程为：先将多个软包电池堆叠整齐，之后汇流排自上而下压在软包电池的上端，在这个过程中，软包电池上端的极耳自下而上穿过汇流排上开设的极耳安装孔，极耳的上端伸至汇流排的上方，之后再将极耳的上端弯折与汇流排上端面贴合导电连接。该方式的缺点是，由于软包锂离子电池一致性不如硬壳锂电池和圆柱锂电池，所以，当多个电池极耳同时插入汇流排时，操作会比较困难，需要增加多个针对电池和极耳的整形步骤，即便如此，效果依然不太理想。或者将电池一个一个插入汇流排，这种操作效率低下，只能通过人工操作，生产效率十分低下，所以装配效率亦不理想。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种在对多个软包电池进行串联或并联时装配难度低、操作效率高的软包电池模组；本实用新型的目的还在于提供一种上述软包电池模组中使用的模组框架。

为实现上述目的，本实用新型一种模组框架的技术方案是：包括矩形框架本体，所述矩形框架本体的中部设置有供电芯嵌入的电芯安装槽，所述矩形框架本体的外侧边缘设有左、右两个分别与电芯的正、负极极耳连接的金属片，所述金属片的外表面沿其长度方向上分为至少两部分，其中一部分为用于与电芯极耳连接的第一连接面，其余部分中至少一部分为用于与连接片连接的第二连接面。

作为本实用新型的进一步改进：所述金属片为铜片或铝片或铜铝合金片或铜铝复合过渡板。

作为本实用新型的进一步改进：所述第二连接面上设置有用于与连接片定位连接的定位凸柱。

作为本实用新型的进一步改进：所述金属片的外表面沿其长度方向上分为三部分，中间部分为所述第一连接面，两边部分为所述第二连接面。

作为本实用新型的进一步改进：所述矩形框架本体在对应所述第一连接面的前、后两侧设置有供电芯极耳卡入的让位槽。

为实现上述目的，本实用新型一种软包电池模组的技术方案是：包括两个以上前后堆叠的模组框架以及安装在模组框架内的电芯，所述软包电池模组还包括连接片，所述模组框架包括矩形框架本体，所述矩形框架本体的中部设置有供电芯嵌入的电芯安装槽，所述电芯位于所述电芯安装槽内，所述矩形框架本体的一侧设有左、右两个分别与电芯的正、负极极耳连接的金属片，所述金属片的外表面沿其长度方向上分为至少两部分，其中一部分为与电芯极耳连接的第一连接面，其余部分中至少一部分为用于与连接片连接的第二连接面。

作为本实用新型的进一步改进：所述金属片为铜片或铝片或铜铝合金片或铜铝复合过渡板。

作为本实用新型的进一步改进：所述第二连接面与连接片其中一个上设置有用于两者定位连接的定位凸柱，另一个上设置有与定位凸柱配合的定位槽。

作为本实用新型的进一步改进：所述第二连接面上设置所述定位凸柱，连接片上设置定位槽。

作为本实用新型的进一步改进：所述金属片的外表面沿其长度方向上分为三部分，中间部分为所述第一连接面，两边部分为所述第二连接面，所述金属片通过其上的两个第二连接面分别与两个连接片连接，其中一个连接片与用于采集整个软包电池模组电压温度信号的PCB信号采集板连接。

作为本实用新型的进一步改进：所述矩形框架本体在对应所述第一连接面的前、后两侧设置有供电芯极耳卡入的让位槽。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的软包电池模组中采用分体式连接方式对多个软包电池进行串并联，其中，模组框架上设置直接与电芯极耳导电连接的金属片，又设置用于与金属片连接进而实现多个电芯之间串并联的连接片，该方式在实际使用过程中，模组框架内安装的电芯只需将极耳向前或向后弯折压在金属片上与金属片导电连接，之后连接片与金属片连接进而实现多个软包电池之间的串并联，整个安装连接过程不涉及将电芯极耳往汇流排的极耳安装孔中插装的过程，省去了极耳与安装孔的对中过程，降低了软包电池在串并联时的精度要求，从而降低了软包电池串并联时的装配难度，大大提高了软包电池串并联的效率。

附图说明

图1为本实用新型一种软包电池模组具体实施例1中模组框架的结构图；

图2为本实用新型一种软包电池模组具体实施例1中模组框架与电芯的装配图；

图3为本实用新型一种软包电池模组具体实施例1中电芯固定在模组框架中的示意图；

图4为本实用新型一种软包电池模组具体实施例1中多个模组框架固定在一起后形成的整块模组的示意图；

图5为本实用新型一种软包电池模组具体实施例1中整块模组装配连接片的示意图；

图6为本实用新型一种软包电池模组具体实施例1中整块模组装配PCB信号采集板的示意图；

图7为本实用新型一种软包电池模组具体实施例1中整块模组装配上盖的示意图。

图中：1、模组框架；11、顶板；12、左侧板；13、底板；14、右侧板；15、让位槽；16、定位凸台；17、定位凹槽；18、通道； 2、导热板；21、散热翅片；211、上散热翅片；212、中间散热翅片；213、下散热翅片；3、金属片；31、定位凸柱；4、电芯；41、极耳；5、扎带；6、端板；61、定位通道；7、连接片；8、螺柱；9、PCB信号采集板；91、信号输出接口；10、正极接口；101、负极接口；102、上盖。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。在以下实施方式中，前后方向为模组框架的厚度方向，左右方向为模组框架的宽度方向，上下方向为模组框架的高度方向。

本实用新型的一种软包电池模组的具体实施例1，包括由多个电芯模组1前后堆叠形成的模组整体，所述电芯模组包括模组框架1以及设置在模组框架1内的电芯4。模组整体的前后两端均设置有用于对模组整体前后两端进行加强保护的端板6，模组整体与端板6通过扎带5捆扎在一起。模组整体的上方还固定有将模组整体的顶部结构保护起来的上盖102。

以上是对软包电池模组整体结构的大致介绍，软包电池模组的详细结构及其组装过程如图1至图7所示，其中，图1为模组框架1的详细结构，模组框架1包括由顺次连接的顶板11、左侧板12、底板13、右侧板14组成的矩形框架本体，所述矩形框架本体由绝缘材料制成，矩形框架本体内侧在矩形框架本体厚度方向上的中部设置有与矩形框架本体的矩形平面平行的导热板2。在本实施例中，导热板2为导热铝板，在其他实施例中也可以是导热铜板或导热铁板等其他材料的导热板。导热板2将矩形框架本体所围成的内部空间隔成前、后两个电芯安装槽，两个电芯极耳41朝上的安装在两个电芯安装槽内，导热板的前后侧面作为两个电芯安装槽的槽底分别与电芯的内侧面贴合。导热板2的左侧、下侧、右侧分别从矩形框架本体的左侧、下侧、右侧伸出，在矩形框架本体的左侧、下侧、右侧形成用于将导热板2上的热量散发至外部环境的散热翅片21，此外，伸出部分向后弯折至与矩形框架本体的外侧面平行，进而减小模组框架1的周向尺寸，在其他实施例中，伸出部分也可以向前弯折。位于矩形框架本体左右两侧的散热翅片21沿矩形框架本体侧边间隔设置，相邻的散热翅片之间形成用于供捆绑模组框架1的扎带5穿过的通道18。在本实施例中，矩形框架本体的左右两侧分别设置有三个散热翅片，其中，中间散热翅片212的上下长度大于上散热翅片211和下散热翅片213的上下长度，使得由三个散热翅片间隔形成的两个通道18位于矩形框架本体左右两侧的上下两端。

矩形框架本体的顶板11的上表面上嵌装有左、右两个用于与电芯极耳41连接的金属片3，在本实施例中，所述金属片为铜片。左、右两个金属片3间隔设置，每个金属片3的外表面沿其长度方向上分为三部分，中间部分为用于与电芯极耳连接的第一连接面，两边部分为用于与连接片连接的第二连接面，两个第二连接面上均设置有定位凸柱31。此外，矩形框架本体在对应所述第一连接面的前、后两侧设置有供电芯极耳41卡入的让位槽15。矩形框架本体前后两侧的四个拐角处交替设置有用于相邻电芯模组之间定位使用的定位凸台16和定位凹槽17。

模组框架1与电芯4的装配在一起形成电芯模组的装配过程如图2和图3所示，前、后两个电芯4分别嵌装在模组框架1的前后两个电芯安装槽内，位于前侧的电芯4的正、负极耳41向后弯折分别折搭在左、右两个金属片3上的第一连接面上并与金属片3激光焊接，位于后侧的电芯4的正、负极耳41向前弯折分别搭在之前的电芯4的正、负极耳41上，并通过与之前的电芯4的正、负极耳41连接进而与金属片3连接。

由多个电芯模组前后堆叠形成的模组整体与端板6连接的装配过程如图4所示，端板6的外侧面上设置有上下两个用于安装扎带5的定位通道61，多个电芯模组上的扎带通道位于同一竖直高度上，端板6上的定位通道61与电芯模组左右两侧的通道也位于同一竖直高度，扎带5设置在通道和定位通道61中将模组整体与端板6捆扎连接。所述扎带5可以选择PET扎带5或钢扎带5。

模组整体的顶部连接结构如图5所示，模组整体的顶端连接有左右并排设置的、沿前后方向延伸的四列连接片7，每个连接片上均设置有用于与第二连接面上的定位凸柱定位配合的定位槽，四列连接片分别与左、右两个金属片上的两个第二连接面通过定位槽与定位凸柱之间的定位配合定位连接。其中，与左侧金属片连接的连接片和与右侧金属片连接的连接片在前后方向上互相错开，每个连接片均连接前后六个电池模组，使得相邻的三个电池模组通过连接片并联构成模组单元，相邻模组单元之间通过连接片串联。此外，位于中间两列的连接片7上设置有螺柱8，中间两列的连接片7通过螺柱8连接有PCB信号采集板9，用于实现整个软包电池模块的电压温度的信号采集。此外，PCB信号采集板9的前端设置有信号输出接口91，模组整体的前后两端设置有整个软包电池模组的正极接口10和负极接口101。

软包电池模组的整体结构如图7所示，该结构是在模组整体的顶部结构连接完毕后在模组整体的上方固定上盖102，将模组整体的顶部保护起来。其中，盖板的前端设置有通槽，用于将PCB信号采集板9的信号输出接口91露出。位于模组整体前后两端的端板6的上端设置有凹槽，用于将整个软包电池模组的正极接口10和负极接口101露出。

本实用新型中的模组框架1，在框架内设置导热板2，及时将电芯4产生的热量散发至外部环境，使软包电池模组在长期使用过程中不会过热，有利于软包电池模组的长期安全使用。

作为本实用新型的另一种实施方式，可以通过调整模组框架左右两侧的散热翅片的上下长度来调整扎带通道在矩形框架本体左右两侧的位置，例如，可以将三个散热翅片的长度设置一样长，这样间隔形成的通道就会比较靠近。或者，在矩形框架本体的左右两侧设置四个或多个散热翅片，从而形成多个扎带通道，进而设置多个扎带使软包电池模组捆绑的更加牢固。

作为本实用新型的另一种实施方式，所述散热翅片也可以不由导热板的伸出部分构成，而是另外设置散热翅片与导热板连接，同样可以实现散热功能，但是这种方式结构复杂。此外，散热翅片也可以不沿模组框架的厚度方向弯折，而是直接悬伸在模组框架的外侧，这种方式虽然在一定程度上增加了散热力度，但是却增加了软包电池模组的横向和纵向体积。

作为本实用新型的另一种实施方式，所述定位凸台和定位凹槽也可以不设置在矩形框架本体的拐角处，而是设置在矩形框架本体的棱边上，这种方式虽然也能实现相邻电芯模组之间的定位连接，但是却需要增加矩形框架本体棱边在左右方向或上下方向的厚度，不仅增加了成本，也增加了软包电池模组的体积。

作为本实用新型的另一种实施方式，所述金属片与连接片之间用于定位连接的定位凸柱和定位槽也可以互换位置，金属片上设置定位槽，连接片上设置定位凸柱。

作为本实用新型的另一种实施方式，模组整体的每个电芯模组左右两侧的扎带通道也可以不位于同一竖直高度，而是位于一条倾斜的直线上，只要能够让扎带从这些通道中顺利穿过即可。

作为本实用新型的另一种实施方式，所述模组单元也可以不由三个电池模组构成，可以通过调节连接片的前后长度，使每个连接片连接不同个数的电池模组进而构成不同的模组单元，例如，每个连接片可以连接八个电池模组，相邻四个电池模组构成一个模组单元，并与另外四个电池模组串联。

作为本实用新型的另一种实施方式，每个金属片上设置的两个第二连接面也可以不位于金属片的两边，而是位于金属片的一边；每个金属片上也可以不设置两个第二连接面，而是根据连接的需要设置一个第二连接面或设置三个第二连接面。

作为本实用新型的另一种实施方式，所述金属片也可以不为铜片，而是设置为铝片或铜铝合金片或铜铝复合过渡板等其他导电金属片。

本实用新型的模组框架的实施例与本实用新型的软包锂电池模组的各实施例中的模组框架的各实施例相同，不再赘述。