一种电芯模组及电芯安装座的制作方法

本发明涉及电池成组领域，具体涉及一种电芯模组及电芯安装座。

背景技术：

近年来，由于能源成本以及环境污染的问题越来越突出，纯电动汽车以及混合动力汽车以其能够大幅消除甚至零排放汽车尾气的特点，受到政府以及各汽车企业的重视。然而纯电动以及混合动力汽车尚有很多技术问题需要解决，电池使用寿命及容量衰减是其中一个重要问题。

电池的使用寿命及容量衰减与电芯模组的温度差异以及温度升高幅度有着密切关系。动力电池在工作时会产生大量的热量，若该热量不能够及时被排出，将使动力电池内的温度不断上升，致使其内部的温度差异逐渐增大，最终动力电池将处于大温差的工作环境中，影响动力电池的使用寿命。特别是在炎热的夏天，自然环境的温度非常高，若不能及时对动力电池进行有效的散热管理，其最终的工作温度将远大于动力电池的合理工作温度，进而严重影响动力电池的使用寿命及电池容量，同时也对动力电池的放电性能造成较大的干扰。

现有技术的电芯模组采用液冷扁管来对电芯导热，液冷扁管绕设于相互平行的相邻两排电芯之间，用于对电芯进行热管理；电芯与液冷扁管之间设置有用于固定电芯与液冷扁管的灌胶，灌胶还用于实现电芯与液冷扁管的热传递。这样设置致使电芯散热结构零部件比较多，这就导致电芯装配时结构复杂、电池间空隙较大，电芯模组的小型化设计困难，电芯模组的能量密度低。

技术实现要素：

本发明提供了一种电芯安装座，用以解决现有技术中的电芯散热结构复杂，电芯能量密度低的问题；还在于提供一种使用该电芯安装座的电芯模组，用以解决现有技术中电芯模组的散热结构复杂，能量密度低的问题。

为实现上述目的，本发明提供的电芯安装座的技术方案如下：

电芯安装座，包括座体，所述座体上设有多个供一个或两个以上电芯插装的容纳腔，所述座体上还设有用于与对应的电芯挡止配合以防止电芯沿插装方向脱出的挡止结构，所述容纳腔具有用于将电芯产生的热量引导出去的导热腔壁。

有益效果为：通过在座体上设置容纳腔，将各个电芯插装在容纳腔内，使电芯在座体上排布更为紧密，提升了电芯安装座的能量密度；通过容纳腔的导热腔壁直接将电芯产生的热量引导出去，导热腔壁则简化了散热结构，减轻了电芯安装座的重量，节约了成本；通过一个电芯安装座即可实现对电芯的散热和安装功能的集成，结构简化，便于装配。

进一步地，限定所述容纳腔为在周向方向封闭合围电芯的孔结构。

有益效果为：能够使容纳腔与各个电芯接触面积更大，方便对电芯的散热。

进一步地，限定所述容纳腔为盲孔结构，盲孔的侧壁在周向方向封闭合围电芯，所述盲孔的底壁形成所述挡止结构。

有益效果为：盲孔结构便于容纳腔以及电芯安装座的整体成型，方便电芯安装座的加工。

进一步地，限定所述导热腔壁包括盲孔的侧壁和底壁。

有益效果为：盲孔的侧壁和底壁均具有导热功能，而且盲孔的侧壁和底壁均与电芯接触，提升容纳腔的散热能力，进而提升电芯安装座的散热水平。

进一步地，限定所述盲孔为横截面为正六边形的孔，所述电芯为周向尺寸与盲孔适配的横截面为正六边形的电芯。

有益效果为：使电芯能有更多的面与盲孔的侧壁接触，电芯因受热膨胀，发生变形的量就变少了，而且电芯每个面因向外膨胀产生的作用力就变小，更容易将作用力与相邻电芯产生的作用力抵消。

进一步地，限定所述容纳腔为供单个电芯插装的腔体。

有益效果为：单个容纳腔插装单个电芯，使每个电芯均单独与容纳腔接触，提升电芯的导热效率。

具体地，导热腔壁可以有两种形式，第一种导热腔壁由导热垫、结构胶或相变材料构成，第二种导热腔壁内部设置有导热流道，通过导热流道散热。第一种相比于第二种制造方便，第二种相比于第一种结构性较好，不易变形。

进一步地，限定所述座体为平板结构，所述容纳腔沿垂直于座体的板面方向延伸，所述容纳腔在座体的板面呈蜂窝状排布。

有益效果为：容纳腔在座体上呈蜂窝状排布，使电芯排布更为紧凑，提升电芯安装座的能量密度。

为实现上述目的，本发明提供的电芯模组的技术方案如下：

电芯模组，包括电芯安装座和若干个电芯，电芯安装座包括座体，所述座体上设有多个供一个或两个以上电芯插装的容纳腔，所述座体上还设有用于与对应的电芯挡止配合以防止电芯沿插装方向脱出的挡止结构，所述容纳腔具有用于将电芯产生的热量引导出去的导热腔壁。

有益效果为：通过在座体上设置容纳腔，将各个电芯插装在容纳腔内，使电芯在座体上排布更为紧密，提升了电芯安装座的能量密度；通过容纳腔的导热腔壁直接将电芯产生的热量引导出去，导热腔壁则简化了散热结构，减轻了电芯安装座的重量，节约了成本；通过一个电芯安装座即可实现对电芯的散热和安装功能的集成，从而简化电芯模组的结构，便于装配。

进一步地，限定所述容纳腔为在周向方向封闭合围电芯的孔结构。

有益效果为：能够使容纳腔与各个电芯接触面积更大，方便对电芯的散热。

进一步地，限定所述容纳腔为盲孔结构，盲孔的侧壁在周向方向封闭合围电芯，所述盲孔的底壁形成所述挡止结构。

有益效果为：盲孔结构便于容纳腔以及电芯安装座的整体成型，方便电芯安装座的加工。

进一步地，限定所述导热腔壁包括盲孔的侧壁和底壁。

有益效果为：盲孔的侧壁和底壁均具有导热功能，而且盲孔的侧壁和底壁均与电芯接触，提升容纳腔的散热能力，进而提升电芯安装座的散热水平。

进一步地，限定所述盲孔为横截面为正六边形的孔，所述电芯为周向尺寸与盲孔适配的横截面为正六边形的电芯。

有益效果为：使电芯能有更多的面与盲孔的侧壁接触，电芯因受热膨胀，发生变形的量就变少了，而且电芯每个面因向外膨胀产生的作用力就变小，更容易将作用力与相邻电芯产生的作用力抵消。

进一步地，限定所述容纳腔为供单个电芯插装的腔体。

有益效果为：单个容纳腔插装单个电芯，使每个电芯均单独与容纳腔接触，提升电芯的导热效率。

具体地，导热腔壁可以有两种形式，第一种导热腔壁由导热垫、结构胶或相变材料构成，第二种导热腔壁内部设置有导热流道，通过导热流道散热。第一种相比于第二种制造方便，第二种相比于第一种结构性较好，不易变形。

进一步地，限定所述座体为平板结构，所述容纳腔沿垂直于座体的板面方向延伸，所述容纳腔在座体的板面呈蜂窝状排布。

有益效果为：容纳腔在座体上呈蜂窝状排布，使电芯排布更为紧凑，提升电芯安装座的能量密度。

附图说明

图1为本发明的电芯模组的实施例1的电芯安装座的结构示意图；

图2为本发明的电芯模组的实施例1的部分电芯安装在电芯安装座上并与盖板装配的示意图；

图3为本发明的电芯模组的实施例2的在电芯安装座上设置有导热流道的局部结构示意图；

图4为本发明的电芯模组的实施例3的容纳腔的结构示意图；

图5为本发明的电芯模组的实施例4的座体与容纳腔的局部安装示意图；

图中，1-围板；2-座体；3-容纳腔；4-电芯；5-导热流道；6-侧壁；7-缺口；8-盖板；9-限位孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

本发明的电芯模组的实施例1，如图1~图2所示，电芯模组包括电芯安装座和多个安装在电芯安装座内的电芯4，以及设置在电芯安装座上方的盖板8，电芯安装座包括座体2，座体2上设有多个容纳腔3。

具体的，电芯安装座包括座体2，座体2为横截面为正六边形的平板结构，在座体2的边沿围挡有围板1，围板1与座体2的边沿垂直设置，且围板1与座体2的边沿一体连接，在座体2上安装有多个供一个电芯4插装的容纳腔3，即容纳腔3与座体2分体设置。

容纳腔3为盲孔结构，盲孔为横截面为正六边形的孔，盲孔用于插装与盲孔适配且横截面同样为正六边形的单个电芯4，盲孔的侧壁6在周向方向封闭合围电芯4，盲孔的底壁形成挡止结构，挡止结构用于与对应的电芯4挡止配合以防止电芯4沿插装方向脱出。

容纳腔3在座体2上呈蜂窝状密集排布，相邻容纳腔3共同拥有一个侧壁6，侧壁6由相变材料构成，在座体2上同样铺设一层相变材料，使座体2也能够起到对电芯4散热的作用，即侧壁6和座体2共同构成容纳腔3的导热腔壁。

在电芯安装座的上方安装有盖板8，用于对安装在电芯安装座上的电芯4进行约束固定，盖板8为与座体2适配正六边形的板状结构，在盖板8上设置有与电芯4适配的正六边形的限位孔9，限位孔9为通孔，且限位孔9在盖板8上的排布形式与座体2上的容纳腔3的排布形式相同，使得每一个限位孔对应座体2上的一个容纳腔3；安装盖板8时，限位孔9与电芯4贴合处采导热结构胶粘接。

本发明的电芯模组的实施例2，如图3所示，与实施例1的区别在于，在容纳腔3的侧壁6的内部设有导热流道5，导热流道5沿侧壁6的宽度方向延伸，相邻侧壁6的导热流道5互相连通，在座体2外侧设置有供冷却液流入的冷却液入口，以及供冷却液流出的冷却液出口；通过机加工出单个容纳腔3，容纳腔3的侧壁6具有周向相互连通的沟槽，将相邻的两个容纳腔3的侧壁6互相贴合拼装形成完整导热流道5，在拼接面上使用密封条对导热流道5进行密封，保证其密封性能，在拼装完成的各个容纳腔焊接在一起，保证其强度。

本发明的电芯模组的实施例3，如图4所示，本实施例与实施例1的区别在于：在侧壁6上具有沿侧壁6的高度方向延伸的长条状的缺口7，容纳腔3的剩余侧壁仍能对电芯4进行围挡，但剩余侧壁并没有通过周向方向封闭合围电芯4，实现对电芯4的安装。

本发明的电芯模组的实施例4，如图5所示，本实施例与实施例1的区别在于将座体2与容纳腔3分体设置，上部为容纳腔3，容纳腔3的底部为贯通式的通孔，容纳腔3的侧壁6具有向外侧延伸的台阶，容纳腔3放置在座体2上，将座体2专门设计为挡设在容纳腔3底部的挡止凸台，在座体2的外沿设有与侧壁6的台阶扣合的凸起，凸起和台阶对应设置螺纹孔，通过螺栓将凸起与容纳腔3固定连接，通过挡止凸台从电芯4底部支撑电芯4。

在上述实施例中，容纳腔为孔结构，在其他实施例中，容纳腔也可以为开口向上的凹槽，凹槽的横截面为四边形，电芯为插装在凹槽内与凹槽适配的板状电芯，且凹槽的侧壁周向围挡电芯。

在上述实施例中，在电芯安装座的上方设置盖板，在其他实施例中，在不需要在上下方向上对电芯进行限位，电芯就能固定安装在电芯安装座上的情况下，可以不在电芯安装座的上方设置盖板。

在上述实施例中，采用相变材料对电芯进行导热，在其他实施例中，还可以采用导热垫或者结构胶。

在上述实施例中，实施例1是将座体与容纳腔分体设置，座体和容纳腔的侧壁由相变材料共同构成导热腔壁，实施例2是将座体和容纳腔一体设置，在容纳腔的侧壁设置导热流道；在其他实施例中，座体和容纳腔可以为一体成型，在座体内设置导热流道，在容纳腔的侧壁不设置导热流道，或者在座体和导热腔的侧壁都设置导热流道；在座体和容纳腔分体设置时，容纳腔的侧壁可以由相变材料构成，在座体内设置导热流道。

在上述实施例中，容纳腔为盲孔结构，在其他实施例中，容纳腔台阶孔结构，挡止面为内设在容纳腔内的环形台阶的对应端面，此时可以仅将容纳腔的侧壁设置为导热腔壁，电芯底部通过底部的通孔实现风冷或其他结构进行散热。

在上述实施例中，容纳腔的侧壁和底壁均可以对电芯进行散热，在其他实施例中，可以仅通过容纳腔的底壁对电芯进行散热。

在上述实施例中，容纳腔仅插装单个电芯，在其他实施例中，容纳腔可以容纳多个电芯，但不宜设置过多，保证相邻电芯间的良好散热效果即可，当容纳腔内容纳过多电芯时，会因为电芯与导热腔壁接触的面过少，从而导致电芯的不能得到很好的散热，虽然节省了安装空间，但起不到良好的散热效果。

在上述实施例中，电芯是截面为正六边形的柱体，在其他实施例中，可以将电芯设置为截面为三角形或者四边形的柱状电芯，但是在电芯的截面为三角形的柱体时，容纳腔内容纳两个电芯即可，当容纳三个电芯时，即以为这其中一个电芯的三分之一的面与导热腔壁接触，从而影响电芯的散热。

在上述实施例中，座体与容纳腔通过机加工拼装而成，而且在容纳腔的内壁形成导热流道，在其他实施例中，可以通过3d打印一体打印出带有导热流道的电芯安装座。

在上述实施例中，容纳腔和电芯为相互适配的截面为正六边形的柱体，在其他实施例中，可以将容纳腔设置为截面为圆形的柱体，电芯与容纳腔适配，但是这样设置会导致相邻电芯共用侧壁的面积减少，而导致相互能够抵消的作用力也会变小。

本发明中电芯安装座的实施例是：该电芯安装座与上述的电芯安装座的结构相同，在此不再一一赘述。