一种动力电池模组的框架、电池模块及电动车的制作方法

1.本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种动力电池模组的框架、电池模块及电动车。


背景技术：

2.如今，各国都在大力发展绿色、高效二次电池。锂离子电池作为一种新型二次电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型贮能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。
3.目前的方形铝壳动力电池，由于其高体积能量密度，高安全，易配组等优势，广泛应用于新能源汽车动力电池。当前的动力电池包是由多个电芯模组组成，一个模组由多个电芯单体串/并联组成，模组结构对电芯起到固定、支撑和保护作用，模组结构的端板和侧板主要由金属铝板或钢板构成，具有较高的结构强度，以起到保护软包电芯、避免其损害的作用，端板和侧板是防护电芯的重要部件，其强度直接影响了对软包电芯的防护效果。
4.但现有的模组结构中，端板和侧板主要有金属铝板或钢板构成，具有较高的结构强度，但同时会给电池包增加额外的重量，导致电池包整体的重量能量密度较低。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种动力电池模组的框架，能够降低了模组结构件的重量，提升了电池的重量能量密度。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
7.一种动力电池模组的框架，包括侧板，用于覆盖电池模组的两个相对的主面；端板，用于覆盖电池模组的两个相对的侧面，并与所述侧板围成一框架结构；所述侧板和/或所述端板的大面设置有贯穿其厚度的若干个通孔。
8.作为本实用新型所述的一种动力电池模组的框架的一种改进，相邻的两个所述通孔之间的距离为5mm
‑
100mm。
9.作为本实用新型所述的一种动力电池模组的框架的一种改进，所述通孔的截面形状为矩形、圆形、椭圆形、三角形和梯形中的一种。
10.作为本实用新型所述的一种动力电池模组的框架的一种改进，所述通孔为矩形，所述通孔的长度为1mm
‑
1200mm，所述通孔的宽度为1mm
‑
50mm。
11.作为本实用新型所述的一种动力电池模组的框架的一种改进，所述通孔与水平面之间形成α角，0
°
≤α≤180
°
。
12.作为本实用新型所述的一种动力电池模组的框架的一种改进，至少两个所述通孔的截面形状不同。
13.作为本实用新型所述的一种动力电池模组的框架的一种改进，所述侧板和所述端板均由金属材料制成。
14.作为本实用新型所述的一种动力电池模组的框架的一种改进，所述动力电池模组的框架还包括底板，所述侧板和所述端板相连，并固定在所述底板上。
15.本实用新型的目的之二在于提供一种电池模块，包括电池模组，包括若干个并排的电池；如上述的电池模组的框架，若干所述电池模组容置于所述框架。
16.本实用新型的目的之三在于提供一种电动汽车，包括上述的电池模块。
17.本实用新型的有益效果在于，本实用新型包括侧板，用于覆盖电池模组的两个相对的主面；端板，用于覆盖电池模组的两个相对的侧面，并与所述侧板围成一框架结构；所述侧板和/或所述端板的大面设置有贯穿其厚度的若干个通孔。由于现有的模组结构中，端板和侧板主要有金属铝板或钢板构成，具有较高的结构强度，但同时会给电池包增加额外的重量，导致电池包整体的重量能量密度较低，因此，侧板的大面设置有贯穿其厚度的若干个通孔，且侧板的大面的面积较大，相比单个较大的挖孔，在保证侧板的结构刚性的前提下，能够有效减轻侧板的重量，对于电池，单位重量的能量密度是标准要求的指标，重量越轻，能量密度越大，即，提高电池包整体的重量能量密度，从而提高电动车的质量，其中，若干个通孔可均匀布设在侧板的大面上，避免侧板的各个方向受力不均匀的情况，确保侧板的各个方向具有较高的结构刚性，降低电池被外部挤压的概率，有助于提高电池的安全性；通孔沿侧板的厚度方向贯穿侧板，可直接在侧板的大面上通过切割形成，得益于侧板的大面面积较大，有助于降低生产难度，同时，也可以通过侧板一体化形成通孔，有助于降低生产成本。本实用新型能够降低了模组结构件的重量，提升了电池的重量能量密度。
附图说明
18.下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。
19.图1为本实用新型中实施方式一的结构示意图。
20.图2为本实用新型中实施方式二的结构示意图。
21.图3为本实用新型中实施方式三的结构示意图。
22.图4为本实用新型中实施方式四的结构示意图。
23.图5为本实用新型中实施方式五的结构示意图。
24.其中，附图标记说明如下：
[0025]1‑
侧板；
[0026]2‑
端板；
[0027]3‑
通孔；
[0028]4‑
电池模组；41
‑
电池。
具体实施方式
[0029]
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。
[0030]
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0031]
在实用新型中，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，或一体地连接；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。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。
[0032]
以下结合附图1～5对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。
[0033]
实施方式一
[0034]
一种动力电池模组的框架，包括侧板1，用于覆盖电池模组4的两个相对的主面；端板2，用于覆盖电池模组4的两个相对的侧面，并与侧板1围成一框架结构；侧板1的大面设置有贯穿其厚度的若干个通孔3。
[0035]
由于现有的模组结构中，端板和侧板主要有金属铝板或钢板构成，具有较高的结构强度，但同时会给电池包增加额外的重量，导致电池包整体的重量能量密度较低，因此，参见图1所示，侧板1的大面设置有贯穿其厚度的若干个通孔3，且侧板1的大面的面积较大，相比单个较大的挖孔，在保证侧板1的结构刚性的前提下，能够有效减轻侧板1的重量，对于电池，单位重量的能量密度是标准要求的指标，重量越轻，能量密度越大，即，提高电池包整体的重量能量密度，从而提高电动车的质量，其中，若干个通孔3可均匀布设在侧板1的大面上，避免侧板1的各个方向受力不均匀的情况，确保侧板1的各个方向具有较高的结构刚性，降低电池被外部挤压的概率，有助于提高电池的安全性；通孔3沿侧板1的厚度方向贯穿侧板1，可直接在侧板1的大面上通过切割形成，得益于侧板1的大面面积较大，有助于降低生产难度，同时，也可以通过侧板1一体化形成通孔3，有助于降低生产成本。
[0036]
在根据本实用新型的动力电池模组的框架中，相邻的两个通孔3之间的距离为5mm。限定相邻的两个通孔3之间的距离为最小值，防止相邻的两个通孔3距离过小，导致通孔3过于密集，造成密集区域的结构强度降低。
[0037]
在根据本实用新型的动力电池模组的框架中，通孔3为矩形，通孔3的长度为1mm
‑
1200mm，通孔3的宽度为1mm
‑
50mm。于本实施方式中，通孔3的形状设计为矩形，但本实用新型不以此为限，可根据实际电池结构和应用场景，改变通孔3的形状，此外，限定通孔3的长度和宽度，防止通孔3的面积过小，不仅增加通孔3的制造成本，而且减重效果不佳，同时，防止通孔3的面积过大，影响侧板1整体的结构刚性。
[0038]
在根据本实用新型的动力电池模组的框架中，侧板1和端板2均由金属材料制成。于本实施方式中，侧板1和端板2均由金属材料制成，有助于提高侧板1和端板2的机械强度，还便于对侧板1和端板2进行焊接，但本实用新型不以此为限，侧板1和端板2还可以是挤压的一体成型结构，有助于提高了整个电池模组的装配效率，而且不需要专业的焊接设备、专用的焊接工装以及专业的技术人员，降低了设备成本和人力成本。
[0039]
本实用新型的工作原理是：
[0040]
侧板1的大面设置有贯穿其厚度的若干个通孔3，且侧板1的大面的面积较大，相比单个较大的挖孔，在保证侧板1的结构刚性的前提下，能够有效减轻侧板1的重量，对于电
池，单位重量的能量密度是标准要求的指标，重量越轻，能量密度越大，即，提高电池包整体的重量能量密度，从而提高电动车的质量，若干个通孔3可均匀布设在侧板1的大面上，避免侧板1的各个方向受力不均匀的情况，确保侧板1的各个方向具有较高的结构刚性，降低电池被外部挤压的概率，有助于提高电池的安全性；通孔3沿侧板1的厚度方向贯穿侧板1。
[0041]
实施方式二
[0042]
与实施方式一不同的是：本实施方式的端板2的大面设置有贯穿其厚度的若干个通孔3，通孔3的截面形状为矩形、圆形、椭圆形、三角形和梯形中的一种，动力电池模组的框架还包括底板，侧板1和端板2相连，并固定在底板上，相邻的两个通孔3之间的距离为100mm，至少两个通孔3的截面形状不同。端板2的大面设置有贯穿其厚度的若干个通孔3，在保证侧板1的结构刚性的前提下，能够有效减轻端板2的重量，提高电池包整体的重量能量密度，从而提高电动车的质量；根据实际电池结构和应用场景，通孔3的截面形状还可以设计为圆形、椭圆形、三角形、梯形或其它形状的组合；增加底板，起到支撑电池底部的作用，并与侧板1和端板2焊接在一起，形成一框架结构，起到容置电池模组的作用；限定相邻的两个通孔3之间的距离为最大值，防止相邻的两个通孔3过于稀疏，影响模组整体的减重效果；各个通孔3的截面形状可不同，每一种形状的通孔3数量可以根据需求设置一个或多个。
[0043]
参见图2所示，在横向方向上，相邻两个通孔3之间的距离相等，在纵向方向上，相邻两个通孔3之间的距离也相等，而且沿纵向方向排列，满足降低重量即可，通孔3的截面形状还可以设计为圆形、椭圆形、三角形、梯形或其形状的组合。
[0044]
其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。
[0045]
实施方式二
[0046]
与实施方式一不同的是：参见图3所示，在横向方向上，相邻两个通孔3之间的距离相等，在纵向方向上，上下的两个通孔3错开设置，满足降低重量，通孔3的截面形状还可以设计为圆形、椭圆形、三角形、梯形或其形状的组合。
[0047]
其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。
[0048]
实施方式四
[0049]
与实施方式一不同的是：本实施方式的侧板1和端板2的大面设置有贯穿其厚度的若干个通孔3，参见图4所示，通孔3与水平面之间形成α角，0
°
≤α≤180
°
。侧板1和端板2的大面设置有贯穿其厚度的若干个通孔3，在保证侧板1的结构刚性的前提下，能够有效减轻侧板1和端板2的重量，提高电池包整体的重量能量密度，从而提高电动车的质量；通孔3与水平面之间可形成α角，如，采用矩形的通孔3，多个通孔3沿大面倾斜设置，满足降低侧板1和端板2的重量即可。
[0050]
其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。
[0051]
实施方式五
[0052]
一种电池模块，包括电池模组4，包括若干个并排的电池41；如实施方式一的电池模组的框架，若干电池模组4容置于框架。
[0053]
需要说明的是：参见图5所示，电池41包括壳体，设置有开口；电芯，容置于壳体；顶盖片覆盖开口，用于将电芯封闭在壳体内，顶盖片上还设置有极柱，防爆阀透气孔和注液孔中的至少一种，防爆阀透气孔安装有防爆阀。电池中用于向外部输出电能的极柱有两个，一个为正极极柱、一个为负极极柱。本实施方式中的电池有两个极柱，分别为第一极柱、第二
极柱，均设置在顶盖片1上，第一极柱可以为正极柱也可以为负极柱，相应地，第二极柱为负极柱或正极柱。电芯包括正极片、隔膜及负极片，可以顺序堆叠并卷绕，正极片包括正极集流体，以及涂覆于正极集流体表面的正极活性材料，负极片包括负极集流体，以及涂覆于负极集流体表面的负极活性材料。第一极耳连接于正极集流体，第二极耳连接于负极集流体，正极集流体的边缘处可具有未被正极活性材料覆盖的空白区，第一极耳可直接通过裁切空白区形成。同样的，第二极耳可直接通过裁切负极集流体的空白区，此外，第一极耳和第二极耳也可以通过焊接分别固定于正极片和负极片的空白区。可采用激光焊接的方式，将第一极耳与第一极柱连接，第二极耳与第二极柱连接。
[0054]
实施方式六
[0055]
一种电池模块，包括电池模组4，包括若干个并排的电池41；如实施方式二的电池模组的框架，若干电池模组4容置于框架。
[0056]
实施方式七
[0057]
一种电池模块，包括电池模组4，包括若干个并排的电池41；如实施方式三的电池模组的框架，若干电池模组4容置于框架。
[0058]
实施方式八
[0059]
一种电池模块，包括电池模组4，包括若干个并排的电池41；如实施方式四的电池模组的框架，若干电池模组4容置于框架。
[0060]
实施方式九
[0061]
一种电动汽车，包括实施方式五的电池模块。
[0062]
实施方式十
[0063]
一种电动汽车，包括实施方式六的电池模块。
[0064]
实施方式十一
[0065]
一种电动汽车，包括实施方式七的电池模块。
[0066]
实施方式十二
[0067]
一种电动汽车，包括实施方式八的电池模块。
[0068]
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。