一种软包电池模组及其制造方法与流程

本发明实施例涉及电动汽车配件技术领域，尤其涉及一种软包电池模组及其制造方法。

背景技术：

软包电芯是指外壳为软包装材料（常为铝塑复合膜）的锂电池，具有体积小、重量轻、比能量高、安全性高、设计灵活等多种优点。软包电芯在结构上采用铝塑膜包装，电池正负极也采用电池极耳结构，不同于往常的塑壳及金属壳电池。由于软包电芯形体软，不易固定，而且极易出现划痕、凹坑、褶痕等情况，因而将多个软包电芯相互固定并且将多个软包动力电池串并联连接形成软包电池模组是较为棘手的难题，并且软包电芯由于形状问题并不像柱状电池一样容易和汇流排焊接，如何将软包电芯与汇流排焊接，也是急待解决的问题。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于，提供一种软包电池模组及其制造方法，解决了软包电芯模组组装难、连接机构不够稳定以及散热性不好的问题。

本发明实施例提供了一种软包电池模组，包括软包电池模块、导热片、前汇流排总成和后汇流排总成，所述软包电池模块设有多个，所述软包电池模块内包括软包电芯，所述各个软包电池模块堆叠连接形成一个软包电池模块整体，所述各个软包电池模块内的软包电芯的前后两个极耳分别在软包电池模块整体的前后两侧呈栅格状排布，所述前汇流排总成和后汇流排总成分别连接于软包电池模块整体的前后两端，且所述前汇流排总成和后汇流排总成上均形成有栅格状排布的汇流排，所述汇流排与各个软包电池模块内软包电芯极耳相对应，且所述汇流排与对应的软包电芯的极耳相接触，所述软包电池模块整体底面形成一散热面，所述导热片固定连接于软包电池模块整体的底部，且导热片与所述散热面相接触。

进一步地，上述软包电池模组，其中：所述软包电池模块还包括软包电芯载体，所述软包电芯载体包括导热框和塑料件，所述塑料件设有两个，两个塑料件分别连接于导热框的前后边沿处，所述软包电芯置于所述软包电芯载体内，且所述塑料件上形成有开口，软包电芯的两个极耳分别与两个所述塑料件的开口位置相对应，所述塑料件上形成有设有销体和销孔，且所述销体和销孔大小相匹配；各个软包电池模块侧立堆叠连接组成所述电池模块整体，相邻的软包电池模块之间通过销体和销孔连接，使得各个软包电池模块相互定位连接，且使得软包电池模块导热框的左侧壁或右侧壁中的其中一侧侧壁处于底部，所述各个软包电池模块处于底部的侧壁相互拼接形成所述散热面。

进一步地，上述软包电池模组，其中：所述软包电芯设有多个，各个软包电芯逐层置于所述软包电芯载体内，与所述软包电芯载体的导热框最接近的软包电芯位最内层软包电芯，与软包电芯载体的导热框最远离的软包电芯为最外层软包电芯，所述最内层软包电芯与所述导热框相粘合，相邻的两块软包电芯之间，其中一个软包电芯的两个极耳分别与另一个软包电芯的两个极耳位置均相对应，且相邻的软包电芯之间设有泡棉，所述泡棉与相邻两个软包电芯相粘合。

进一步地，上述软包电池模组，其中：所述软包电芯的极耳呈弯折状，且所述汇流排与极耳的弯折部分形成一个空腔，所述前汇流排总成和后汇流排总成上的汇流排穿插于所述空腔内，所述汇流排与极耳的弯折部分相焊接。

更进一步地，上述软包电池模组，其中：所述导热框前后边沿埋入成型于两个塑料件内。

更进一步地，上述软包电池模组，其中：所述前汇流排总成和后汇流排总成均包括支架和汇流排，所述支架上形成有汇流排支撑件，所述汇流排支撑件呈条状结构且在支架上呈栅格状排布，所述汇流排支撑件的上下两端形成有汇流排嵌入槽，所述汇流排支撑于两个汇流排支撑件上，且汇流排的上下边沿埋入成型于汇流排嵌入槽内。

更进一步地，上述软包电池模组，其中：所述前汇流排总成上的汇流排呈矩形框结构，汇流排的左右两竖边分别支撑于两个汇流排支撑件上，汇流排的上下横边以及竖边的边沿部分埋入成型于汇流排嵌入槽内。

再进一步地，上述软包电池模组，其中：所述前汇流排总成以及后汇流排总成上均设有pcb板，所述汇流排通过导电连接件与pcb板相连接，且pcb板上均设有排线插接口，另设有一排线，排线两端分别连接前汇流排总成的排线插接口以及后汇流排总成上的排线插接口，且所述前汇流排总成或后汇流排总成的pcb板上还设有信号输出口，所述各个软包电池模块、排线、汇流排以及信号输出口连接于pcb板上的检测电路内。

再进一步地，上述软包电池模组，其中：另设有绝缘件和上盖，所述绝缘件和上盖均包括顶面和左右侧面，所述绝缘件套接于软包电池模块整体的外周，所述上盖套接于绝缘件外周，所述排线位于上盖顶面和绝缘件顶面之间。

本发明还公开了一种软包电池模组的制造方法，包括以下步骤：（1）制造软包电池模块模具；（2）将导热框置于软包电池模块模具内的对应位置；（3）通过注塑成型工艺在模具内制造塑料件，塑料件和导热框一体成型，使得导热框埋入成型于塑料件内，形成软包电芯载体；（4）将软包电芯逐层置于软包电芯载体，组成软包电池模块；（5）将各个软包电池模块相连接，形成软包电池模块整体；（6）制造前汇流排总成和后汇流排总成模具，（7）将汇流排分别置于前汇流排总成模具以及后汇流排总成模具内对应位置；（8）通过注塑成型工艺在模具内形成汇流排支架，汇流排支架和汇流排一体成型，使得汇流排埋入成型于汇流排支架内，形成前汇流排总成和后汇流排总成；（9）将前汇流排总成和后汇流排总成分别固定连接于软包电池模块整体的前后两端，（10）将各个软包电池模块的软包电芯的极耳弯折使得极耳弯折部分包覆于汇流排外周，并将各个软包电芯的极耳的弯折部分与对应的汇流排相焊接；（11）在软包电池模块整体底面安装导热片，或者，所述步骤（11）也可在在步骤（5）和步骤（6）之间实施。

本发明的实质性特点和显著的技术进步体现在：（1）采用本发明可将各个软包电池模块之间通过销体和销孔插接固定连接，操作简单，便于组成一个软包电池模块整体，通过增加若干个软包电池模块的方式可实现不同需求的串并联，适用性强；（2）本发明将导热框作为软包电芯载体的主要部分，并且在电池模块整体底部设有导热片，具有很好的导热性能；（3）导热框和塑料件之间采用埋入成型工艺，相比较传统的热铆工艺，提高了导热框与塑料件所形成的组合件强度，具有更好的产品一致性；（4）相邻软包电芯之间设有泡棉，用于缓冲电芯本身厚度累计公差以及实际充放电过程中电芯膨胀；（5）本发明中前汇流排总成和后汇流排总成也采用埋入成型工艺，通过埋入成型工艺将导电的汇流排埋入到塑胶件汇流排支架中，只留出汇流排焊接表面，提高的整体的强度；（6）软包电池模块中各个软包电芯极耳呈弯折状并形成了一空腔，汇流排穿插于空腔内并与弯折部分焊接，保证了软包电池模块整体与汇流排总成连接不易分离；（7）本发明还减少了传统的线束采样，前汇流排总成、后汇流排总成通过排线将采样的信号统一汇集到信号输出口引出，使得产品安全性进一步的增强。

附图说明

图1是软包电池模组结构示意图；

图2是前汇流排总成结构示意图；

图3是前汇流排总成组装示意图；

图4是软包电池模块结构示意图；

图5是软包电池模块整体结构示意图；

图6是软包电池模块整体另一种实施方式整体结构示意图；

图7是软包电池模块载体结构示意图；

图8是导热框结构示意图；

图9是塑料件结构示意图。

附图标记说明：1—上盖，2—前端板，3—后端板，4—导热框，41—连接面，42—塑料件固定孔，43—定位孔，5—塑料件，51—销体，52—销孔，53—弯折部，54—塑料件底部，541—卡扣，542—通孔，55—开口，6—导热盖，61—导热盖塑料件，7—前汇流排总成，71—支架，711—pcb固定槽，712—汇流排支撑件，713—汇流排固定孔，714—汇流排嵌入槽，72—汇流排，721—汇流排固定部，73—pcb板，74—排线插接口，75—信号输出口，76—导电连接件，8—后汇流排总成，9—前护盖，10—后护盖，11—软包电芯，111—极耳，12—泡棉，13—绝缘片，14—导热片，15—ffc排线。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明实施例的示例性实施例。在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，本发明软包电池模组包括软包电池模块、导热片14、前汇流排总成7和后汇流排总成8，软包电池模块设有多个，所述软包电池模块内置有软包电芯11，所述各个软包电池模块侧立且堆叠连接形成一个软包电池模块整体，所述各个软包电池模块内的软包电芯11的前后两个极耳111分别在软包电池模块整体的前后两侧呈栅格状排布，所述前汇流排总成7和后汇流排总成8分别连接于软包电池模块整体的前后两端，且所述前汇流排总成7和后汇流排总成8上均形成有栅格状排布的汇流排，所述汇流排与各个软包电池模块内软包电芯11极耳相对应，且所述汇流排72与对应的软包电芯11的极耳111相接触，所述软包电池模块整体底面形成一散热面，所述导热片14固定连接于软包电池模块整体的底部，且导热片14与所述散热面相接触。

如图4、图5、图7、图8和图9所示，软包电池模块包括软包电芯载体、软包电芯11和泡棉12，所述软包电芯载体包括导热框4和塑料件5，优选地，导热框1采用铝制材料制成。导热框4包括底面和左右侧壁，底面的左右边沿向上弯折形成所述左右侧壁，所述塑料件5设有两个，两个塑料件5分别连接于导热框4的前后边沿处，所述塑料件5和导热框4连接形成所述软包电芯载体，所述软包电芯11置于所述软包电芯载体内，且所述塑料件5上形成有开口57，软包电芯11的两个极耳111分别与两个所述塑料件5的开口57位置相对应。塑料件5的顶部和底部分别设有销体51和销孔52，且所述销体51和销孔52大小相匹配。

优选地，如图4和图5所示，塑料件5和导热框4连接所形成的软包电芯载体内置有两块软包电芯11，两块软包电芯11逐层叠放置于软包电芯载体内，与导热框4最接近的软包电芯11的其中一面与导热框底面通过打胶方式相粘合，该软包电芯11的另一面与泡棉12其中一面通过打胶方式相粘合，泡棉12的另一面与另一个软包电芯11的其中一面通过打胶方式相粘合，两块软包电芯11之间，其中一个软包电芯11的两个极耳111分别与另一个软包电芯11的两个极耳111位置相对应。泡棉12主要作用是用来缓冲电芯本身厚度累计公差以及实际充放电过程中软包电芯11膨胀。

这里需要说明的是，上述方案中容置内置放两块软包电芯11仅为优选方案，可根据实际需要放置一个或多个软包电芯11，若仅放置一个软包电芯11，直接将该软包电芯11直接与导热框4粘合即可，若放置多个软包电芯11，则各块软包电芯11逐层叠放于软包电芯载体内，定义与导热框4最接近的软包电芯11为最内层软包电芯11，与导热框4最远离的软包电芯11为最外层软包电芯11，最内层软包电芯11其中一面与导热框底面通过打胶方式相粘合，相邻的软包电芯11之间设有泡棉12，且泡棉12与相邻的两块软包电芯11通过打胶方式相粘合。

由于实际使用时，对软包电池模块输出电压和电流有不同要求，可根据实际情况，在软包电芯载体内设置不同个数的软包电芯11，通过串联或并联组合则可形成相应地电压和电流输出的软包电池模块，将相邻软包电芯11根据电极同向设置，使得软包电芯11同极极耳111相互连接，则两个软包电芯11并联；将相邻软包电芯11根据电极反向设置，使得两块软包电芯11不同极的极耳111相互连接，则两块软包电芯11串联。调整各个软包电池模块的朝向并将软包电池模块与对应的汇流排相连接，即可实现各个软包电池模块之间的串并联。

所述软包电池模块整体中，各个软包电池模块侧立，相邻的软包电池模块之间，其中一个软包电池模块的销体51插入另一软包电池模块的销孔52内，其中一个软包电池模块内的最外层软包电芯3的表面与另一个软包电池模块的导热框4底面通过打胶方式相粘合，使得两个软包电池模块固定连接，且使得软包电池模块导热框4的左侧壁或右侧壁中的其中一侧侧壁处于底部，所述各个软包电池模块处于底部的侧壁相互拼接形成所述散热面。

如图1、图4和图6所示，将各个软包电池模块侧立并连接形成软包电池模块整体，各个相连的软包电池模块中，位于最右侧的软包电芯模块的最外层的软包电芯将暴露于外界，当然根据各个软包电池模块侧立朝向的不同也有可能是软包电池模块整体中位于最左侧的软包电芯模块的最外层的软包电芯3暴露于外界。为了保证软包电池模块整体具有较好的散热性和连接稳固性，软包电池模块整体还包括一封盖，封盖包括导热盖6和两个导热盖塑料件61，导热盖塑料件61连接于导热盖6的前后边沿，所述封盖6与各个软包电池模块中最外层软包电芯3暴露于外界的那一个软包电池模块相连接，该软包电池模块的软包电芯载体的塑料件5与封盖6的导热该塑料件61销轴连接，使得导热盖6覆盖于与之相连的软包电池模块的软包电芯11外侧，且导热盖6与该软包电池模块最外层的软包电芯11通过打胶方式相粘合。

所述导热片14包括底面和左右侧壁，导热片14的底面的左右边沿向上弯折形成所述左右侧壁，所述导热片14的底面与散热面相接触，导热片14的左右侧壁卡接于软包电池模块整体的左右两侧。上述结构中软包电芯11将自身热量传递至自身所在的软包电芯模块导热框4的底面以及相邻软包电芯模块的导热框4的底面，各个导热框底面热量传递至导热框4的侧壁所形成的散热面，所形成的散热面与导热片14底面相接触，且导热片14的左右侧壁分别与导热框底面以及导热盖6相接触，从而使得软包电芯11的热量传递至导热片14。上述电池模组放入新能源汽车电池包中，电池包中对应于导热片14的位置会设有相应的散热片，此导热片14的目的在于填充模组于散热片之间的间隙，减少空气热阻，便于将热量散出。

如图7至图9所示，导热框1包括底面和左右侧壁，底面的左右边沿向上弯折形成所述左右侧壁，塑料件5包括塑料件底部54和两个弯折件53，两个弯折件53分别位于塑料件底部54的左右两端，销体21位于弯折件53的顶部，销孔22位于塑料件底部54的底面且位于销体21正下方。左右弯折件53相对设置在塑料件底部54的外边沿处形成开口57，所述导热框4的前后边沿埋入成型于塑料件5内，具体地，导热框4底面边沿埋入成型塑料件底部54内，导热框4左右侧壁埋入成型于弯折件53内。为了保证导热框4和塑料件5连接更为稳固，导热框4底面的前后边呈弯折状的连接面41，该连接面41上形成有塑料件固定孔42，且导热框4左右侧壁的边沿也设有塑料件固定孔42，所述塑料件底部54以及弯折件53内部形成有穿插于塑料件固定孔内42的连接部。此外，连接面41边沿设有定位孔43，且所述塑料件5对应定位孔43的位置设有通孔542。

如图2、图3和图9所示，前汇流排总成7和后汇流排总成8均包括支架71、汇流排72和pcb板73，塑料件底部54的底面设有卡扣541，支架71的左右两侧边沿与所述卡扣541相卡接，使得前汇流排总成7和后汇流排总成8固定连接于电池模块整体的前后两端。软包电池模块中各个软包电芯11的极耳111呈弯折状，且软包电池模块中各个软包电芯11的极耳111弯折状部分相接触，形成一个空腔，所述各个汇流排72穿插于对应的各个软包电池模块中的软包电芯11极耳111所形成的空腔内，且各个所述汇流排72与对应的各个软包电池模块中的软包电芯11极耳111的弯折部分相焊接。所述汇流排72和pcb板73均固定连接于支架71上，具体地，支架71上形成有汇流排支撑件712，所述汇流排支撑件712呈条状结构，所述汇流排支撑件712设有多个且在支架71上呈栅格状排布。汇流排支撑件712的上下两端形成有汇流排嵌入槽714。汇流排72呈矩形框结构，汇流排72的左右两竖边分别支撑于两个汇流排支撑件712上，汇流排72的上下横边以及竖边的边沿部分埋入成型于汇流排嵌入槽714内。相邻的汇流排支撑件712之间形成有汇流排固定孔713，汇流排72上横边形成有汇流排固定部，所述汇流排固定孔713和汇流排固定部固定连接。

支架71上边沿设有pcb板固定槽711，所述pcb板73卡接于pcb板固定槽711内，汇流排72通过导电连接件76与pcb板73相连接，且pcb板73上均设有排线插接口74，另设有一排线15，排线15两端分别连接前汇流排总成7的排线插接口74以及后汇流排总成8上的排线插接口，且前汇流排总成7的pcb板上还设有信号输出口75，信号输出口75用于输出排线的检测信号。当然也可将信号输出口设置于后汇流排总成8的pcb板上。所述各个软包电池模块、排线15、汇流排72以及信号输出口连接于pcb板上的检测电路内，用于检测各个汇流排72的输出电压和电流，便于对整个电池模组的工作状态进行监控。所用的电压和电流检测为常规电路，属于现有技术，这里对于电路连接不做过多赘述。采用上述检测方法减少了传统的线束采样，前汇流排总7、后汇流排总成8通过8排线15将采样的信号统一汇集到信号输出口75引出，使得产品安全性进一步的增强。

如图1所示另设有一绝缘件13和上盖1，绝缘件13和上盖1均包括顶面和左右侧面。绝缘件13套接于软包电池模块整体的外周，绝缘件13的顶面盖于软包电池模块整体的顶面，绝缘件13的左右侧面盖于软包电池模块整体的左右侧面，且排线15位于绝缘件13顶面，所述上盖1套接于绝缘件13外周，上盖1的顶面盖于绝缘件13的顶面，上盖1的左右侧面盖于绝缘件13的左右侧面，且排线15位于上盖1顶面和绝缘件13顶面之间，设置上盖1也具有一定的导热效果。优选地，本发明还设有前端板2、后端板3、前护盖9和后护盖10，前护盖9和后护盖10分别固定连接于前汇流排总成7和后汇流排总成8的外侧，所述前端板2和后端板3分别连接于前护盖9和后护盖10外侧。

本发明的电池模组的制造方法如下：（1）制造软包电池模块模具；（2）将导热框4置于软包电池模块模具内的对应位置；（3）通过注塑成型工艺在模具内制造塑料件5，塑料件5和导热框4一体成型，使得导热框4埋入成型塑料件5内，形成软包电芯载体；（4）将软包电芯11置于软包电芯载体，组成软包电池模块；（5）将各个软包电池模块相连接，形成软包电池模块整体；（6）制造前汇流排总成和后汇流排总成模具，（7）将汇流排分别置于前汇流排总成模具以及后汇流排总成模具内对应位置；（8）通过注塑成型工艺在模具内形成汇流排支架71，汇流排支架71和汇流排72一体成型，使得汇流排72埋入成型汇流排支架71内，形成前汇流排总成7和后汇流排总成8；（9）将前汇流排总成7和后汇流排总成8分别固定连接于软包电池模块整体的前后两端，（10）将各个软包电池模块的软包电芯的极耳弯折，使得极耳111弯折部分包覆于汇流排72外周，并将各个软包电芯11的极耳111的弯折部分与对应的汇流排相焊接；（11）在软包电池模块整体底面安装导热片14。上述步骤（11）也可在在步骤（5）和步骤（6）之间实施。

通过以上描述可以看出，采用本发明可将各个软包电池模块之间通过销体21和销孔22插接固定连接，操作简单，便于组成一个软包电池模块整体，通过增加若干个软包电池模块的方式可实现不同需求的串并联，适用性强；并且，本发明将导热框4作为软包电芯载体的主要部分，并且在电池模块整体底部设有导热片14，具有很好的导热性能，导热框4和塑料件5之间采用埋入成型的工艺，相比较传统的热铆工艺，提高了导热框4与塑料件5所形成的组合件强度，具有更好的产品一致性；并且，相邻软包电芯11之间设有泡棉，用于缓冲电芯本身厚度累计公差以及实际充放电过程中电芯膨胀；并且，本发明中前汇流排总成和后汇流排总成也采用埋入成型工艺，通过埋入成型的工艺将导电的汇流排埋入到塑胶件汇流排支架中，只留出汇流排焊接表面，提高的整体的强度，软包电池模块中各个软包电芯极耳呈弯折状并形成了一空腔，汇流排穿插于空腔内并与弯折部分焊接，保证了软包电池模块整体与汇流排总成连接不易分离；此外，本发明还减少了传统的线束采样，前汇流排总成7、后汇流排总成8通过排线15将采样的信号统一汇集到信号输出口引出，使得产品安全性进一步的增强。

当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。