一种动力电池用圆柱电芯模组的制作方法

1.本实用新型涉及电池电芯技术领域，尤其涉及一种动力电池用圆柱电芯模组。


背景技术：

2.汽车动力电池电芯主要有方壳电芯、软包电芯和圆柱电芯。圆柱电芯具有布置灵活，能量密度高、限制膨胀性能好的优势被越来越多的应用在汽车动力电池上。一般技术路线，电芯先成组为电池模组，电池模组成组为电池包。传统的动力电池用圆柱电池模组设计，一般由电芯固定塑料端板、电芯、极片及大量紧固件组成，通过两个模组塑料端板将若干个圆柱电芯夹持固定，通过紧固件连接两个电芯固定塑料端板，形成电芯轴向固定。通过极片，按照模组串并联方式将电芯极柱高压连接，通过采样线束连接形成模组低压采样，形成圆柱电池模组。
3.传统圆柱电池模组电芯与塑料端板一般不采用打胶连接，个别采用打胶连接也不会单独设计溢胶槽，导致电芯与电芯固定塑料端板间结构缓冲胶形态不受控制，电芯固定效果差，胶水溢出至电芯极柱影响极片焊接。
4.传统圆柱电池模组塑料端板固定常采用螺栓连接，模组受力过程中容易出现螺栓松动及塑料件损坏的故障发生。
5.传统圆柱电池模组电连接采用极片连接后，采样线通过螺栓连接到极片，达到采集单串模组电压的功能，过程中使用大量的紧固件，模组重量高，能量密度小，且紧固件螺母端为塑料件，材质较软，紧固件容易产生松动问题，导致采样不良。
6.为了提高能量密度，传统电芯模组体积做的越来越大，模组固定分布在四周，导致模组中部受力变形严重，力学性能不佳，且传统电芯模组固定转接支架为金属件，与圆柱模组塑料端板通过螺栓连接，螺栓受剪切应力工况严重，螺栓松动风险很大。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是提供一种动力电池用圆柱电芯模组。
8.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
9.一种动力电池用圆柱电芯模组，所述圆柱电芯呈阵列状排布，其特征在于，所述圆柱电芯的上端设有上盖板，所述圆柱电芯的左右两侧设有两块固定端板，所述圆柱电芯的下端设有下盖板，所述圆柱电芯的后端设有后端板，所述圆柱电芯的后端固定在后端板上，所述圆柱电芯的前端设有前端板，所述上盖板、下盖板、固定端板为铝材质，所述前端板、后端板、上盖板、下盖板、固定端板通过激光焊接为电芯固定支架，所述前端板和后端板为塑料材质，所述前端板和后端板内沿竖向设有若干铝嵌件，所述铝嵌件与固定端板通过激光焊接为整体；
10.所述前端板前后贯穿设有若干定位孔，所述定位孔与圆柱电芯一一对应设置，所述定位孔的后部沿周向凹陷设有周向溢胶槽，所述定位孔的前部沿轴向凹陷设有若干个轴向溢胶槽，所述前端板的前侧以及后端板的后侧各设有一块电气集成盖板，所述电气集成
盖板包括多层绝缘膜。
11.进一步地，所述定位孔的前部沿轴向凹陷设有四个轴向溢胶槽，所述轴向溢胶槽在定位孔前部的内圆周等夹角设置，所述轴向溢胶槽的后端与周向溢胶槽的前端连通。
12.进一步地，所述电气集成盖板的两侧设有弹片，所述弹片与前端板、后端板的两侧通过激光焊接呈一体。
13.进一步地，所述前端板和后端板的上端高于圆柱电芯的上端，所述上盖板嵌入前端板、后端板与圆柱电芯上端的间隔中。
14.进一步地，所述前端板和后端板的下端低于圆柱电芯的下端，所述下盖板嵌入前端板、后端板与圆柱电芯上端的间隔中。
15.进一步地，所述电气集成盖板包括由外至内依次设置的顶层绝缘膜、中部绝缘膜和底层绝缘膜，所述中部绝缘膜和底层绝缘膜之间设有高压连接极片，所述顶层绝缘膜和中部绝缘膜之间设有低压采样线。
16.进一步地，每一电气集成盖板的外侧设有一绝缘纸。
17.本实用新型通过电芯固定塑料端板溢胶槽设计，使圆柱电芯与电芯固定塑料端板获得高强度、高可靠性的连接，模组力学性能优异；
18.通过激光焊接将模组铝制固定端板、模组铝制上盖板、模组铝制下盖板与电芯固定塑料支架连结，降低制造过程的工作量，降低螺栓松动的风险，提高模组结构稳定性，提高产品质量的一致性。
附图说明
19.图1为本实用新型电芯固定支架拆解图；
20.图2为本实用新型前端板铝嵌件的结构图；
21.图3为本实用新型前端板溢胶槽的正面结构图；
22.图4为本实用新型前端板溢胶槽的侧面结构图；
23.图5为本实用新型电芯固定支架的组合结构图；
24.图6为本实用新型电气集成盖板的结构图；
25.图7为本实用新型电气集成盖板的拆解结构图；
26.图8为本实用新型电芯固定支架和电气集成盖板的组合结构图；
27.图9为本实用新型绝缘纸的结构图；
28.图10为本实用新型的整体结构图。
29.附图标记：
30.1前端板、11周向溢胶槽、12轴向溢胶槽、13铝嵌件、
31.21固定端板、22上盖板、23下盖板、3圆柱电芯、
32.41第一电气集成盖板、42第二电气集成盖板、
33.411顶层绝缘膜、412中部绝缘膜、413底层绝缘膜、
34.414高压连接极片、415低压采样线、
35.5绝缘纸。
具体实施方式
36.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.本实施例公开了一种动力电池用圆柱电芯模组，如图1所示，圆柱电芯3呈阵列状排布，圆柱电芯3的上端设有上盖板22，圆柱电芯3的左右两侧设有两块固定端板21，圆柱电芯3的下端设有下盖板23，圆柱电芯3的后端设有后端板，圆柱电芯3的后端固定在后端板上，圆柱电芯3的前端设有前端板1，上盖板22、下盖板23、固定端板21为铝材质，前端板1、后端板、上盖板22、下盖板23、固定端板21通过激光焊接为电芯固定支架，前端板1和后端板均为塑料材质。
38.如图2所示，前端板1和后端板内沿竖向设有若干铝嵌件13，左右两侧的铝嵌件13与固定端板21通过激光焊接为整体，本实施例的圆柱电芯3模组分为两组，两组圆柱电芯3通过中间隔板分隔，中间的铝嵌件13与中间隔板通过激光焊接为整体。
39.如图3和图4所示，前端板1前后贯穿设有若干定位孔，定位孔与圆柱电芯3一一对应设置，定位孔的后部沿周向凹陷设有周向溢胶槽11，定位孔的前部沿轴向凹陷设有若干个轴向溢胶槽12，前端板1的前侧以及后端板的后侧各设有一块电气集成盖板，电气集成盖板包括多层绝缘膜。
40.装配时，先采用自动点胶机将结构缓冲胶均匀涂敷在周向溢胶槽11内，当插入圆柱电芯3后，结构缓冲胶受到挤压将会向轴向溢胶槽12内流动，保证了圆柱电芯3轴向有足够的结构缓冲胶固定、圆柱电芯3轴向结构缓冲胶不外溢至电芯端面影响极柱焊接、圆柱电芯3周向有足够结构缓冲胶固定，使圆柱电芯3在电芯固定支架内实现了六自由度完全固定。
41.定位孔的前部沿轴向凹陷设有四个轴向溢胶槽12，轴向溢胶槽12在定位孔前部的内圆周等夹角设置，轴向溢胶槽12的后端与周向溢胶槽11的前端连通。
42.电气集成盖板的两侧设有弹片，弹片与前端板1、后端板的两侧通过激光焊接呈一体，本实施例中，电气集成盖板包括前侧的第一电气集成盖板41和后侧的第二电气集成盖板42，第一电气集成盖板41两端的上部和中部分别设有一弹片，第二电气集成盖板42两端的中部设有一弹片。
43.如图5所示，前端板1和后端板的上端高于圆柱电芯3的上端，上盖板22嵌入前端板1、后端板与圆柱电芯3上端的间隔中，前端板1和后端板的下端低于圆柱电芯3的下端，下盖板23嵌入前端板1、后端板与圆柱电芯3上端的间隔中。
44.如图6、图7和图8所示，电气集成盖板包括由外侧至内侧依次设置的顶层绝缘膜411、中部绝缘膜412和底层绝缘膜413，中部绝缘膜412和底层绝缘膜413之间设有高压连接极片414，顶层绝缘膜411和中部绝缘膜412之间设有低压采样线415，电芯与板材装配结束后，进行高压连接极片414焊接和低压采样焊接，将高压连接极片414、低压采样线415和三层绝缘膜集成为一体，将集成好的电气集成盖板通过激光焊接至模组上，如图9和图10所示，每一电气集成盖板的外侧设有一绝缘纸5，保证与外界的绝缘。
45.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限
制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。