一种电池模组上盖结构及电池模组的制作方法

1.本实用新型涉及圆柱电池技术领域，具体涉及一种电池模组上盖结构及电池模组。


背景技术：

2.动力电池总成作为新能源设备的主要储能部件，其因大功率、电压输出稳定的特点被广泛应用于各个行业。电池模组作为动力电池总成的核心部件，其重要性不言而喻。
3.然而，现有技术中，若干个电芯在组装成电池模组的过程中，通常将ccs组件安装于电芯的电极侧并与电芯电连接，而液冷装置通常安装于电池箱内，位于电芯的底端，之后再将上盖盖设于电芯上，这种方式导致电芯的成组零件数量较多，装配困难，增大了工作人员对电池模组的组装难度。
4.因此，亟需提供一种电池模组上盖结构及电池模组，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.根据本实用新型的一个方面，本实用新型的目的在于提供一种电池模组上盖结构，将液冷装置和ccs组件高度集成形成上盖结构，减少零件数量，降低了装配难度和成本。
6.为达上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：
7.一种电池模组上盖结构，包括：
8.液冷装置，用于为电芯降温；
9.ccs组件，设置于所述液冷装置的一侧，所述ccs组件用于与所述电芯电连接，所述液冷装置与所述ccs组件依次叠置以集成为上盖结构。
10.作为一种电池模组上盖结构的优选方案，所述ccs组件包括支架和连接于所述支架上的若干个汇流排，所述支架与所述液冷装置连接，若干个所述汇流排呈阵列排布且能够与对应的所述电芯电连接。
11.作为一种电池模组上盖结构的优选方案，所述支架位于所述汇流排与所述液冷装置之间。
12.作为一种电池模组上盖结构的优选方案，所述汇流排通过热铆接固定于所述支架上。
13.作为一种电池模组上盖结构的优选方案，所述支架上开设有若干个贯穿其上下表面的镂空结构。
14.作为一种电池模组上盖结构的优选方案，所述液冷装置和所述支架的其中一个上设置有容置槽，另一个能容置于所述容置槽内。
15.作为一种电池模组上盖结构的优选方案，所述汇流排的顶面低于所述支架的顶面。
16.作为一种电池模组上盖结构的优选方案，所述液冷装置包括液冷板和分别连接于所述液冷板两端的接头结构，所述接头结构与所述液冷板的内腔连通。
17.作为一种电池模组上盖结构的优选方案，所述液冷板的两端均通过多点热铆接与所述支架固定。
18.作为一种电池模组上盖结构的优选方案，位于所述液冷板两端的多个热铆点非对称设置。
19.作为一种电池模组上盖结构的优选方案，所述液冷板上开设有若干个贯穿其上下表面的通孔。
20.作为一种电池模组上盖结构的优选方案，所述通孔的截面形状为伞形。
21.作为一种电池模组上盖结构的优选方案，所述接头结构包括第一接头、第二接头和密封件，所述第一接头连接于所述液冷板上，所述第二接头套设于所述第一接头上，所述密封件套设于所述第一接头外且连接于所述第一接头和所述第二接头之间，所述密封件与所述第二接头过盈配合。
22.根据本实用新型的另一个方面，本实用新型还提供一种电池模组，包括电芯和如上述任一项所述的电池模组上盖结构，所述电池模组上盖结构盖设于所述电芯上。
23.本实用新型的有益效果为：
24.本实用新型提供的电池模组上盖结构，首先，液冷装置作为上盖结构的一部分，可以保护电池模组内的ccs组件和电芯不受外部金属接触而发生短路；其次，液冷装置作为液冷器件可以冷却电芯和ccs组件，保证了电芯的温度均匀，有利于提高电池模组的使用寿命。同时，通过将液冷装置与ccs组件叠置相连接，能够使液冷装置和ccs组件高度集成为上盖结构，有效简化了成组工艺，减少了零件数量，降低了装配难度，减少了制造管理成本，解决了现有技术中电池模组的集成化程度较低的问题。
25.本实用新型提供的电池模组，通过应用上述电池模组上盖结构，能够提高电池模组的集成化程度，降低了操作人员对于电池模组的组装难度。
附图说明
26.为了更明显易懂的说明本实用新型的实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单介绍，下面描述的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
27.图1是本实用新型实施例提供的电池模组上盖结构的整体结构示意图；
28.图2是本实用新型实施例提供的电池模组上盖结构的爆炸图；
29.图3是本实用新型实施例提供的若干个汇流排的结构示意图；
30.图4是图3中a处的局部放大图；
31.图5是本实用新型实施例提供的支架的结构示意图；
32.图6是本实用新型实施例提供的支架与若干个汇流排的装配示意图；
33.图7是本实用新型实施例提供的液冷板的俯视图；
34.图8是本实用新型实施例提供的液冷板背面的示意图；
35.图9是本实用新型实施例提供的液冷装置的结构示意图；
36.图10是图8中b-b处的剖视图一；
37.图11是图8中b-b处的剖视图二；
38.图12是本实用新型实施例提供的接头结构的爆炸图；
39.图13是本实用新型实施例提供的密封件在第一视角下的结构示意图；
40.图14是本实用新型实施例提供的密封件在第二视角下的结构示意图。
41.图中：
42.1、液冷装置；11、液冷板；111、热铆点；112、通孔；113、容置槽；12、接头结构；121、第一接头；1211、第一锁附部；1212、第一连接部；122、第二接头；1221、第二锁附部；1222、第二连接部；1223、管路连接部；123、密封件；1231、第一密封部；1232、第二密封部；1233、间隙槽；124、凸台结构；1241、导向段；1242、密封段；
43.2、ccs组件；21、支架；211、镂空结构；212、第一避让孔；213、第二避让孔；22、汇流排；221、汇流排本体；2211、第一排体；2212、第二排体；222、连接臂；2221、熔断保护位置。
具体实施方式
44.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
45.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
46.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
47.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
48.本实施例提供一种电池模组，包括电芯和电池模组上盖结构，如图1所示，为电池模组上盖结构的整体结构示意图，电池模组上盖结构能够盖设于电芯上。在实际使用时，电芯通常设置多个，多个电芯按照一定的阵列方式排布。需要说明的是，在本实施例中，电芯指的是圆柱电芯，其正极和负极均在同一侧，其中，正极为电芯一端凸起的圆柱，负极为电芯一端的顶盖，负极为圆环形，正极位于圆环的中心。
49.具体而言，参考图2，本实施例提供的电池模组上盖结构包括液冷装置1和ccs组件2，ccs组件2设置于液冷装置1的下端面，下端面为靠近电芯的一侧，并且ccs组件2能够与电芯的正极和负极电连接，液冷装置1与ccs组件2依次叠置以集成为上盖结构，上盖结构盖设于电芯的电极侧，以方便与电芯的电极进行电连接，并且对电芯进行保护和绝缘，避免电池
模组发生短路现象。
50.首先，液冷装置1作为上盖结构的一部分，可以保护电池模组内的ccs组件2和电芯不受外部金属接触而发生短路；其次，液冷装置1作为液冷器件，可以冷却降温电芯和ccs组件2，保证了电芯的温度均匀，有利于提高电池模组的使用寿命。同时，液冷装置1和ccs组件2高度集成为上盖结构，有效简化了成组工艺，减少了零件数量，降低了装配难度，减少了制造管理成本，解决了现有技术中电池模组的集成化程度较低的问题。
51.进一步地，如图2所示，ccs组件2包括支架21和连接于支架21上的若干个汇流排22，支架21与液冷装置1连接，若干个汇流排22呈阵列排布且能够与对应的电芯电连接。具体而言，如图5所示，支架21上开设有若干组第一避让孔212和第二避让孔213，第一避让孔212和第二避让孔213间隔设置。其中，第一避让孔212为圆形，对应电芯正极的位置，第二避让孔213接近于扇形，与第一避让孔212同圆心，第二避让孔213对应电芯负极的位置，每组相邻的第一避让孔212和第二避让孔213对应同一个电芯的位置。
52.优选地，在本实施例中，支架21位于汇流排22与液冷装置1之间，用于隔离液冷装置1和汇流排22，防止汇流排22与液冷装置1直接接触，起到了绝缘作用，防止短路发生。在其他实施例中，支架21也可以设置于汇流排22的下方，但是需要在汇流排22与液冷装置1之间做绝缘处理，例如在液冷装置1的表面喷涂绝缘层。
53.进一步地，如图3和图4所示，每个汇流排22包括汇流排本体221和连接臂222，汇流排本体221包括第一排体2211和第二排体2212，第一排体2211与其中一个电芯的正极电连接，第二排体2212与另一个相邻电芯的负极电连接，连接臂222用于连接相邻两个汇流排本体221。每排中汇流排本体221的数量为多个，可以设置多排，同一个汇流排本体221电连接两个相邻的电芯，以实现多组电芯之间的电连接，同一排中的每两个汇流排本体221之间均通过连接臂222进行连接。上述设置增大了第一排体2211与正极之间的接触面积以及第二排体2212与负极之间的接触面积，提升了电连接强度和连接稳定性。
54.作为优选方案，如图5所示，支架21上开设有若干个贯穿其上下表面的镂空结构211，镂空结构211位于其中一组的第一避让孔212和相邻一组的第二避让孔213之间。可以理解的是，为了实现热量的传导，电芯与液冷装置1之间通常填充有导热结构胶，通过设置镂空结构211，能够尽可能使电芯和汇流排22与导热结构胶接触，导热结构胶将热量传递至液冷装置1上，进而对电芯进行冷却降温，使得电池模组工作在最佳的温度区间。
55.优选地，汇流排22通过热铆接固定于支架21的下方。需要说明的是，支架21为塑胶材质，如图4所示，每个连接臂222上均设置有熔断保护位置2221，熔断保护位置2221做了减薄处理，在流经连接臂222的电流大于预设电流值时，熔断保护位置2221发热以熔断连接臂222。每个熔断保护位置2221均通过热铆接的方式固定于支架21上，如图6所示，为若干个汇流排22与支架21热铆接后的装配示意图，不仅实现了汇流排22与支架21之间的连接，还能防止熔断保护位置2221因结构强度减弱而被破坏，增强了汇流排22的结构强度。
56.进一步地，汇流排22热铆接于支架21上之后，汇流排22能够从镂空结构211处露出，此时汇流排22的顶面低于支架21的顶面，以形成台阶结构，这样可以防止汇流排22与液冷装置1直接接触，防止短路发生。其次，还能够方便台阶结构所形成的空槽内铺满导热结构胶，使得导热结构胶尽可能与汇流排22接触，导热结构胶将热量传递至液冷装置1上，以对汇流排22进行散热。另外，还可以在液冷装置1靠近汇流排22一侧的表面喷涂绝缘层，也
可以防止短路。
57.进一步地，如图8和图9所示，液冷装置1包括液冷板11和连接于液冷板11两端的接头结构12，其中一个接头结构12用于连接进水管路，以向液冷板11内注入冷却液，另一个用于连接出水管路，以输出冷却液，通过冷却液的循环流动，将热量带出电池模组外。
58.优选地，液冷板11和支架21的其中一个上设置有容置槽113，另一个能容置于容置槽113内。具体地，如图8所示，为液冷板11的背面示意图，在本实施例中，容置槽113设置于液冷板11的背面(下端面)上，支架21能容置于容置槽113内，使得整个上盖结构高度集成，节省空间。需要说明的是，容置槽113由液冷板11的侧面折边向下延伸凸设于液冷板11形成，接头结构12设置于液冷板11相对的两个折边上，并分别与液冷板11的内腔连通。在其他实施例中，容置槽113也可以设置于支架21上，液冷板11能够容置于支架21的容置槽113内，同样能够实现高度集成的效果。
59.优选地，液冷板11的两端均通过多点热铆接与支架21固定，以此实现液冷板11与支架21之间的稳固连接。进一步优选地，如图7所示，位于液冷板11两端的多个热铆点111非对称设置，以防止安装时出错。
60.进一步地，继续参考图7，液冷板11上开设有若干个贯穿其上下表面的通孔112，通孔112的侧壁封闭。首先，该通孔112可以作为注胶孔，通过该通孔112可以向电芯和液冷板11之间注入导热结构胶，操作方便，既提高了电池模组的强度，又保证了电芯与液冷装置1充分接触，保证了电芯的温度均匀，有利于提高电池模组的使用寿命，提高电池箱的循环次数。其次，该通孔112可以作为观察孔，用于观察导热结构胶是否施胶合格，保证施胶可靠性。当导热结构胶溢出通孔112后并与液冷板11的上端面齐平时，则判定为施胶合格。另外，该通孔112还可以作为焊接操作孔，当液冷板11安装到位后，相当于汇流排22已经固定，通过此通孔112可以将汇流排22与电芯的正负极进行焊接固定，减少焊接辅助工装的使用，节约焊接成本。
61.优选地，继续参考图7，通孔112为伞形孔，以此在液冷板11内部形成波浪形结构，增加了冷却液流道的长度，从而提高了冷却液的冷却时间，使得冷却效果更佳。
62.进一步地，如图12所示，接头结构12包括第一接头121、第二接头122和密封件123，第一接头121连接于液冷板11上，第一接头121与液冷板11之间可以是固定连接，也可以是一体成型。第二接头122套设于第一接头121上。密封件123套设于第一接头121外且连接于第一接头121和第二接头122之间，密封件123与第二接头122过盈配合，以防止漏液的现象发生。其中，第一接头121连通液冷板11，第二接头122用于连接外接管路。第二接头122和第一接头121的中心位置沿轴向均开设有通孔112，且孔径相同，当第二接头122套设于第一接头121上时，两个通孔112对接连通，以向液冷板11内传输冷却液，或将冷却液输出液冷板11外。
63.进一步地，继续参考图12，为了提高密封效果，密封件123的外壁上凸设有沿周向环绕的凸台结构124，凸台结构124与第二接头122过盈配合。在安装时，第二接头122能沿着凸台结构124的边缘套入并压紧于凸台结构124上，以确保第二接头122和第一接头121之间的密封性，提高密封效果，防止漏液的现象发生，且安装方便，提高了实用性。其中，凸台结构124的外径大于密封件123的外径，凸台结构124的长度小于密封件123的长度，不仅能够提高密封效果，还能方便第二接头122的安装。
64.优选地，如图13所示，凸台结构124的数量设置为多个，多个凸台结构124沿密封件123的轴向间隔排列。通过采用这种设置，能够进一步提高密封效果。进一步优选地，在本实施例中，凸台结构124的数量设置为四个，四个凸台结构124沿密封件123的轴向间隔设置。当然，凸台结构124的数量并不局限于上述限定，在其他实施例中，凸台结构124的数量可以根据实际需求进行适应性选择。
65.作为优选方案，密封件123和多个凸台结构124为一体成型结构。加工时可以减少各部件之间组装的环节，节省了制造成本，结构上更加牢固耐用，安装时更加方便快捷，且取消了连接件的使用。
66.进一步地，继续参考图13，凸台结构124包括相连接的导向段1241和密封段1242，导向段1241朝液冷板11的方向倾斜，第二接头122能压紧于密封段1242上。其中，导向段1241的轴向截面为三角形，用于对第二接头122的安装起到导向作用，方便安装。密封段1242的轴向截面为矩形，密封段1242与第二接头122的内壁之间为过盈配合，用于保证密封效果。
67.优选地，每个凸台结构124的密封段1242沿第二接头122的套入方向长度依次增大。参考图13，以四个凸台结构124为例进行说明，将凸台结构124分为四级，离液冷板11最远的为第一级，其余三个沿第二接头122的套入方向依次增加。为了方便安装，第一级凸台结构124的轴向截面为三角形，即密封段1242的长度为零，仅包括导向段1241，该凸台结构124主要起导向作用。随着级数的增加，密封段1242的长度依次增加，这样密封效果也随之增加，前两级凸台结构124主要是为了方便安装，后两级凸台结构124主要是确保密封性。
68.进一步地，如图14所示，密封件123包括第一密封部1231和第二密封部1232，第二密封部1232由第一密封部1231的端面向内弯折形成，第一密封部1231套设于第一接头121的侧壁上，上述凸台结构124均位于第一密封部1231的侧壁上，第二密封部1232为圆环结构，贴设于第一接头121远离液冷板11的端面上，以增加密封可靠性。
69.优选地，继续参考图14，密封件123由远离第一接头121的一端沿轴向开设有间隙槽1233，间隙沿厚度方向槽贯穿密封件123的侧壁。需要说明的是，由于密封件123均需要过盈配合，因此密封件123和第二接头122的安装均存在困难。通过在密封件123前端开设间隙槽1233，不仅能够方便密封件123的安装，还能方便第二接头122的安装。当安装第二接头122时，密封件123的间隙槽1233处存在形变空间，第二接头122更加方便挤压密封件123，方便安装。进一步优选地，间隙槽1233的数量设置为至少两个，优选为两个，两个间隙槽1233设置于密封件123相对的两侧，能够更加便于密封件123和第二接头122的安装，提高安装效率。
70.进一步地，如图12所示，第一接头121包括相连接的第一锁附部1211和第一连接部1212，第一锁附部1211的外径大于第一连接部1212的外径，密封件123套设于第一连接部1212外。适应性地，第二接头122包括依次连接的第二锁附部1221、第二连接部1222和管路连接部1223，第二锁附部1221、第二连接部1222和管路连接部1223的内径依次减小，第二锁附部1221的内孔径与第一锁附部1211的外径近似相等。第二锁附部1221上设置有内螺纹，第一锁附部1211上设置有外螺纹，第二锁附部1221套设于第一锁附部1211后与第一锁附部1211螺纹连接。第二连接部1222套设于密封件123外且与密封件123过盈配合，管路连接部1223用于连接外接水管。通过采用这种阶梯形设置，更加方便第二接头122的安装。
71.需要说明的是，如图11所示，为了保证密封效果，第一密封部1231的内孔径可以稍小于第一连接部1212的外径，以实现第一密封部1231和第一连接部1212之间的过盈配合。第二密封部1232内孔径与密封件123的内孔径近似相等，装配时，第二密封部1232压紧于第一连接部1212的端面与第二连接部1222的阶梯面之间，以确保密封性。
72.优选地，为了方便安装，第二连接部1222的长度小于第二锁附部1221的长度的二倍。需要说明的是，当第二连接部1222只进入密封件123的一半时(即到第二级凸台结构124)，第二锁附部1221恰好碰到第一锁附部1211，如图10所示。其中，前两级凸台结构124主要起导向作用，第二连接部1222比较好安装，后两级凸台结构124主要起关键密封作用，第二连接部1222安装较困难，可以借助锁附工具旋转安装，使安装更加方便，图11为第二接头122安装好之后的示意图。
73.显然，本实用新型的上述实施例仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。