CN118040005B - 环形电池模组装配工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池技术领域,公开了一种环形电池模组装配工艺,包括:将电芯一一对应地设置于容置空间内形成扇形单元;将所有扇形单元沿一环形路径排布,并拼接相邻扇形单元以形成环形电池模组。环形电池模组结构中的所有电芯均处在容置空间内,不同电芯所处的环境相同,可以有效降低环形电池模组结构中不同位置处电芯之间的温度差。同时,模组中不同位置的电芯所处的环境相同,环形电池模组中相邻电芯之间的膨胀力可以相互抵消,减少膨胀力对电池模组的影响,多个扇形单元通过拼接配合方式形成环形电池模组,可简化模组结构和模组的成型工艺,提高模组成组效率。相邻的电芯被支架组件间隔开,在局部电池热失控时可减小电芯热失控的危害。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域,具体涉及一种环形电池模组装配工艺。
背景技术
现有的电池模组成组方式为电池按需求串并联堆叠形成方形电池模组结构,这种成组方式导致电池模组中间部分的电池散热效果差,模组中间部分的电池的温度高于电池模组两侧的电池的温度,导致电池模组中各处的电池温差较大,导致电池模组中温度高的电池寿命相对较短。同时高温电池会增加火灾发生的风险,导致人身安全和财产安全隐患高。电池在充放电过程中会伴有呼吸膨胀,电池产生向其厚度方向两侧的膨胀力,为减少膨胀力对电池模组结构稳定性的影响,现有技术中采用焊接和螺栓紧固等硬连接方式连接电池,导致电池模组结构复杂,电池模组成型工艺复杂,成组效率低。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种环形电池模组装配工艺,以解决现有技术中的电池模组成组方式导致模组中电池温差大和成型工艺复杂的问题。
第一方面,本发明提供了一种环形电池模组装配工艺,环形电池模组包括多个支架组件和多个电芯,所述支架组件的内部具有容置空间;所述支架组件的横截面呈扇形;环形电池模组装配工艺包括:
将所述电芯一一对应地设置于所述容置空间内形成扇形单元;
将所有所述扇形单元沿一环形路径排布,并拼接相邻所述扇形单元以形成环形电池模组。
有益效果:本发明的环形电池模组装配工艺,将扇形单元拼接形成环形电池模组结构,环形电池模组结构中的所有电芯均处在容置空间内,不同电芯所处的环境相同,不同电芯的外露面相同,可以有效降低环形电池模组结构中不同位置处电芯之间的温度差,降低电芯热失控风险,提高电芯及电池模组的使用寿命,减少火灾发生风险,从而保障人身安全和财产安全。同时,模组中不同位置的电芯所处的环境相同,环形电池模组中相邻电芯之间的膨胀力可以相互抵消,减少膨胀力对电池模组的影响,多个扇形单元通过拼接配合方式形成环形电池模组,相比现有技术中采用焊接和螺栓紧固等硬连接方式用以保证模组的强度,可简化模组结构和模组的成型工艺,提高模组成组效率。相邻的电芯被支架组件间隔开,在局部电池热失控时可以缩小热失控的区域范围,降低大面积起火风险,从而减小电芯热失控的危害,提高环形电池模组结构的安全性能。
在一种可选的实施方式中,所述支架组件包括两个支撑架,在将所述电芯一一对应地设置于所述容置空间内形成扇形单元前,还包括:
组装两个所述支撑架以在两个所述支撑架之间形成所述容置空间。
有益效果:组装后模组中的每个电芯均处在两个支撑架之间,相邻电芯之间的膨胀力可以相互抵消,减少膨胀力对电池模组的影响;同时不同位置的电芯受力相同,老化过程中电芯的一致性良好。
在一种可选的实施方式中,每个所述支撑架包括两个支撑壁,所述电芯包括两个大面;
在组装两个所述支撑架时,将每个所述支撑架的两个所述支撑壁朝向所述环形路径的一侧呈夹角布置,并使相邻的所述支撑架间隔开,以在相邻的所述支撑架之间形成所述容置空间;
将所述电芯的两个大面分别固定在相邻所述支撑架的所述支撑壁上,以将所述电芯设置于所述容置空间内。
有益效果:将电芯的大面固定在支撑壁上,电芯产生的热量传导至支撑壁,以对电芯进行有效散热,支撑架同时起到支撑电芯和对电芯进行散热的效果;电芯的两个大面固定在支撑壁上,以使所有扇形单元拼接后形成环形电池模组。
在一种可选的实施方式中,将所述电芯的两个大面粘接固定在相邻所述支撑架的所述支撑壁上。
在一种可选的实施方式中,在将所述电芯的两个大面粘接固定在相邻所述支撑架的支撑壁上前,还包括:
将弹性缓冲件的一面固定在所述电芯的大面上;
在将所述电芯的两个大面粘接固定在相邻所述支撑架的支撑壁上时,将所述弹性缓冲件的另一面粘接固定在所述支撑壁上。
有益效果:弹性缓冲件受到支撑架的挤压而压缩变形,通过弹性缓冲件消除电芯厚度上的尺寸公差,保证电芯更好地贴设在支撑壁上,进而保证电芯的散热效果,同时可以提高电芯与支撑架之间的配合强度以及电池模组整体结构的稳定性。
在一种可选的实施方式中,环形电池模组还包括汇流件,所述电芯具有正极输出端和负极输出端,在拼接相邻所述扇形单元以形成环形电池模组之后,还包括:
通过所述汇流件连接所述电芯的所述正极输出端和所述负极输出端。
在一种可选的实施方式中,每组所述支架组件的两个所述支撑架其中之一上设有插接部,每组所述支架组件的两个所述支撑架其中另一上设有配合部;所述支撑架的两端分别设有内缘延伸部和外缘延伸部,所述内缘延伸部和所述外缘延伸部均呈圆弧面;
在组装两个所述支撑架时,将所述插接部与所述配合部插接配合,对接两个所述支撑架的内缘延伸部和外缘延伸部,以形成所述支架组件,并在两个所述支撑架的内部形成所述容置空间;
在将所有所述扇形单元沿一环形路径排布时,对接所有所述支架组件的所述内缘延伸部和所述外缘延伸部,以使所有所述内缘延伸部围成内侧圆周面、所有所述外缘延伸部围成外侧圆周面。
有益效果:将插接部与配合部插接配合,并对接所有支架组件的内缘延伸部和外缘延伸部后形成环形电池模组结构,可以快速方便地组装电池模组,同时便于拆卸支架组件。
在一种可选的实施方式中,环形电池模组结构还包括内圈限位件和外圈限位件,所述内圈限位件和所述外圈限位件的横截面均呈环形;在将所有所述扇形单元沿一环形路径排布前,还包括:
放置所述内圈限位件;
在将所有所述扇形单元沿一环形路径排布时,将所有所述支架组件的内缘延伸部沿着所述内圈限位件的外周壁排布;
在将所有所述扇形单元沿一环形路径排布后,将所述外圈限位件套设在所述外侧圆周面外。
有益效果:将所有支架组件的内缘延伸部沿着内圈限位件的外周壁排布,以方便快捷地将支架组件组装为环形结构,提高环形电池模组的组装效率。组装后,内圈限位件限制支架组件朝向环形路径内侧移动,外圈限位件限制支架组件朝向环形路径外侧移动,内圈限位件与外圈限位件配合防止支架组件和电芯发生径向移动,保证环形电池模组结构的稳定性。
在一种可选的实施方式中,环形电池模组结构还包括底部支撑板,环形电池模组装配工艺还包括:
将所述底部支撑板固定在所述内圈限位件和/或所述外圈限位件上,并使所述底部支撑板支撑在所有所述支架组件的底部。
在一种可选的实施方式中,所述电芯的顶部和底部分别设有极耳,所述支撑架的顶部和底部分别设有第一支撑部和第二支撑部,在拼接相邻所述扇形单元以形成环形电池模组之后,还包括:
将相邻所述电芯的所述极耳相向弯折,再连接相邻的所述极耳,并使所述电芯顶部的极耳支撑在所述第一支撑部上、所述电芯底部的极耳支撑在所述第二支撑部上。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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他的附图。
图1为本发明实施例的一种环形电池模组装配工艺装配的环形电池模组的爆炸图;
图2为本发明实施例的一种环形电池模组装配工艺装配的环形电池模组的示意图;
图3为本发明实施例的一种环形电池模组装配工艺装配的环形电池模组的拆除绝缘件和部分扇形单元后的俯视图;
图4为本发明实施例的一种环形电池模组装配工艺装配的环形电池模组的拆除绝缘件后的俯视图;
图5为图1中支撑架的示意图;
图6为本发明实施例的又一种环形电池模组装配工艺装配的环形电池模组的爆炸图;
图7为图6中A部的局部放大图;
图8为本发明实施例的又一种环形电池模组装配工艺装配的环形电池模组的示意图;
图9为本发明实施例的又一种环形电池模组装配工艺装配的环形电池模组的横向剖视图;
图10为本发明实施例的又一种环形电池模组装配工艺装配的环形电池模组的横向剖视图;
图11为图10中B部的局部放大图;
图12为本发明实施例的又一种环形电池模组装配工艺装配的环形电池模组中一个扇形单元的爆炸图;
图13本发明实施例的又一种环形电池模组装配工艺装配的环形电池模组中两个扇形单元拼接后的示意图;
图14本发明实施例的又一种环形电池模组装配工艺装配的环形电池模组中两个扇形单元的爆炸图;
图15为图14中C部的局部放大图。
附图标记说明:
1、扇形单元;101、容置空间;102、支撑架;1021、支撑壁;1022、散热区;1023、连接柱;1024、安装孔;1025、中间加强部;1026、插接部;1027、配合部;1028、内缘延伸部;1029、外缘延伸部;10210、第一支撑部;10211、第二支撑部;10212、对接部;10213、横向加强部;10214、竖向加强部;10215、抵接板;103、电芯;1031、正极极耳;1032、负极极耳;2、汇流排;3、绝缘件;4、底部缓冲件;5、内侧圆周面;6、外侧圆周面;7、内圈限位件;8、外圈限位件;9、底部支撑板;10、正极汇流件;11、负极汇流件;12、绝缘安装座。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域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,都属于本发明保护的范围。
下面结合图1至图15,描述本发明的实施例。
根据本发明的实施例,一方面,提供了一种环形电池模组装配工艺,环形电池模组包括多个支架组件和多个电芯103,支架组件的内部具有容置空间101;支架组件的横截面呈扇形;环形电池模组装配工艺包括:
将电芯103一一对应地设置于容置空间101内形成扇形单元1;
将所有扇形单元1沿一环形路径排布,并拼接相邻扇形单元1以形成环形电池模组。
本发明的环形电池模组装配工艺,将扇形单元1拼接形成环形电池模组结构,环形电池模组结构中的所有电芯103均处在容置空间101内,不同电芯103所处的环境相同,不同电芯103的外露面相同,可以有效降低环形电池模组结构中不同位置处电芯103之间的温度差,降低电芯103热失控风险,提高电芯103及电池模组的使用寿命,减少火灾发生风险,从而保障人身安全和财产安全。同时,模组中不同位置的电芯103所处的环境相同,环形电池模组中相邻电芯103之间的膨胀力可以相互抵消,减少膨胀力对电池模组的影响,多个扇形单元1通过拼接配合方式形成环形电池模组,相比现有技术中采用焊接和螺栓紧固等硬连接方式用以保证模组的强度,可简化模组结构和模组的成型工艺,提高模组成组效率。相邻的电芯103被支架组件间隔开,在局部电池热失控时可以缩小热失控的区域范围,降低大面积起火风险,从而减小电芯103热失控的危害,提高环形电池模组结构的安全性能。
可选地,在一个实施例中,支架组件包括两个支撑架102,在将电芯103一一对应地设置于容置空间101内形成扇形单元1前,还包括:
组装两个支撑架102以在两个支撑架102之间形成容置空间101。
组装后模组中的每个电芯103均处在两个支撑架102之间,相邻电芯103之间的膨胀力可以相互抵消,减少膨胀力对电池模组的影响;同时不同位置的电芯103受力相同,老化过程中电芯103的一致性良好。
可选地,在一个实施例中,如图1至图5所示,每个支撑架102包括两个支撑壁1021,电芯103包括两个大面;在组装两个支撑架102时,将每个支撑架102的两个支撑壁1021朝向环形路径圆心的一侧呈夹角布置,并使相邻的支撑架102间隔开,以在相邻的支撑架102之间形成容置空间101;将电芯103的两个大面分别固定在相邻支撑架102的支撑壁1021上,以将电芯103设置于容置空间101内。将电芯103的大面固定在支撑壁1021上,电芯103产生的热量传导至支撑壁1021,以对电芯103进行有效散热,支撑架102同时起到支撑电芯103和对电芯103进行散热的效果;电芯103的两个大面固定在支撑壁1021上,以使所有扇形单元1拼接后形成环形电池模组。
可选地,在一个实施例中,将电芯103的两个大面粘接固定在相邻支撑架102的支撑壁1021上,电芯103固定方便快捷。
在一个实施例中,在将电芯103的两个大面粘接固定在相邻支撑架102的支撑壁1021上前,还包括:
将弹性缓冲件的一面固定在电芯103的大面上;
在将电芯103的两个大面粘接固定在相邻支撑架102的支撑壁1021上时,通过将弹性缓冲件的另一面粘接固定在支撑壁1021上,以将电芯103的两个大面粘接固定在相邻支撑架102的支撑壁1021上。
弹性缓冲件受到支撑架102的挤压而压缩变形,通过弹性缓冲件消除电芯103厚度上的尺寸公差,保证电芯103更好地贴设在支撑壁1021上,进而保证电芯103的散热效果,同时可以提高电芯103与支撑架102之间的配合强度以及电池模组整体结构的稳定性。
可选地,弹性缓冲件的两面分别粘贴在电芯103的大面和支撑壁1021上。例如,在一个实施例中,弹性缓冲件的材质为泡棉。弹性缓冲件的厚度较薄,保证电芯103的热量可以直接快速地传递至支撑架102上。
在一个实施例中,环形电池模组还包括汇流件,电芯103具有正极输出端和负极输出端,在拼接相邻扇形单元1以形成环形电池模组之后,还包括:
通过汇流件连接电芯103的正极输出端和负极输出端,以输出环形电池模组的电能。
具体地,在本实施例中,正极输出端和负极输出端分别为设置在电芯部的正极柱和负极柱,汇流件包括汇流排2,汇流排2连接相邻电芯的正极柱和负极柱。
环形电池模组还包括绝缘件3,在通过汇流排2连接相邻电芯103顶部的正极柱和负极柱后,还包括:
将绝缘件3罩设在所有电芯103的顶部。
绝缘件3隔离在电芯103的上部,绝缘件3起到绝缘作用,防止短路。
可选地,绝缘件3为绝缘盖板,绝缘盖板呈环形,其内周壁和外周壁分别设有第一翻边部和第二翻边部。将第一翻边部粘接在电芯103朝向环形路径圆心的一面上,将第二翻边部粘接在电芯103背向环形路径圆心的一面。
如图5所示,每个支撑架102的两个支撑壁1021之间间隔开以形成散热区1022,以便电芯103和模组通过散热区1022散热,提高电芯103和电池模组的散热效果。
可选地,在一个实施例中,环形电池模组还包括环形底板(图中未示出),环形底板设置在支撑架102的底部;散热区1022内设有连接部,支撑架102通过连接部固定连接在环形底板上,从而限制支撑架102移动,并将电芯103固定在环形底板上,保证环形电池模组整体结构的稳定性。
可选地,在一个实施例中,如图5所示,连接部包括连接柱1023,连接柱1023沿支撑架102的高度方向延伸,连接柱1023内部设有安装孔1024,安装孔1024沿连接柱1023的高度方向延伸,紧固件适于穿过安装孔1024以将支撑架102固定在环形底板上;连接柱1023支撑连接在两个支撑壁1021之间。连接柱1023既作为紧固件的固定支点,同时起到支撑支撑壁1021的作用,可以提高支撑架102整体结构的稳定性,保证支撑架102稳定支撑电芯103。
如图5所示,支撑架102的两个支撑壁1021一体设置,支撑壁1021朝向环形路径外侧的一侧设有中间加强部1025,中间加强部1025朝向散热区1022内部延伸,支撑架102的两个支撑壁1021上的中间加强部1025朝向散热区1022内部的一侧相连接。两个支撑壁1021整体设置,保证支撑架102结构的稳定性,两个支撑壁1021朝向环形路径外侧的一侧之间间隔距离大,通过设置中间加强部1025,并且两个中间加强部1025朝向散热区1022内部的一侧相连接,从而使两个中间加强部1025支撑在支撑壁1021之间,增加支撑架102的稳定性,保证环形电池模组的整体强度。
在一个实施例中,支撑架102为金属支撑架102,金属支撑架102散热效果好,可以提高对电芯103的散热效果。
环形电池模组结构还包括采集板,汇流排2与采集板一体集成设置,汇流排2与电芯103的极柱激光焊接连接。
如图1和图2所示,所有支撑架102和电芯的底部还设有底部缓冲件4,以对电池模组起到缓冲保护作用,提高电池模组整体结构的抗冲击性能。
可选地,底部缓冲件4呈环形,底部缓冲件4的材质为泡棉。
环形电池模组装配工艺如下:
将底部缓冲件4粘贴在环形底板上;
将弹性缓冲件粘贴在电芯103的两个大面上;然后将电芯103两个大面上的弹性缓冲件分别粘贴在两侧支撑壁1021上形成扇形单元1;
在支撑壁1021上依次粘接电芯103,以沿环形路径拼接多个扇形单元1形成环形结构;
通过螺栓将支撑架102固定在环形底板上;
再将汇流排2和采集板焊接在极柱上;
最后将绝缘盖板的第一翻边部和第二翻边部粘贴在电芯103上。
如图6至图15所示,在一个实施例中,每组支架组件的两个支撑架102其中之一上设有插接部1026,每组支架组件的两个支撑架102其中另一上设有配合部1027;支撑架102的两端分别设有内缘延伸部1028和外缘延伸部1029,内缘延伸部1028和外缘延伸部1029均呈圆弧面;
在组装两个支撑架102时,将插接部1026与配合部1027插接配合,对接两个支撑架102的内缘延伸部1028以及两个支撑架102外缘延伸部1029,以形成支架组件,并在两个支撑架102的内部形成容置空间101;
在将所有扇形单元1沿一环形路径排布时,对接所有相邻支架组件的内缘延伸部1028以及所有相邻支架组件的外缘延伸部1029,以使所有内缘延伸部1028围成内侧圆周面5、所有外缘延伸部1029围成外侧圆周面6。
将插接部1026与配合部1027插接配合,并对接所有支架组件的内缘延伸部1028和外缘延伸部1029后形成环形电池模组结构,可以快速方便地组装电池模组,同时便于拆卸支架组件。
如图6和图8所示,环形电池模组结构还包括内圈限位件7和外圈限位件8,内圈限位件7和外圈限位件8的横截面均呈环形;在将所有扇形单元1沿一环形路径排布前,还包括:
放置内圈限位件7;
在将所有扇形单元1沿一环形路径排布时,将所有支架组件的内缘延伸部1028沿着内圈限位件7的外周壁排布;
在将所有扇形单元1沿一环形路径排布后,将外圈限位件8套设在外侧圆周面6外。
将所有支架组件的内缘延伸部1028沿着内圈限位件7的外周壁排布,以方便快捷地将支架组件组装为环形结构,提高环形电池模组的组装效率。组装后,内圈限位件7限制支架组件朝向环形路径内侧移动,外圈限位件8限制支架组件朝向环形路径外侧移动,内圈限位件7与外圈限位件8配合防止支架组件和电芯103发生径向移动,保证环形电池模组结构的稳定性。
可选地,在一个实施例中,内圈限位件7呈圆柱状,内圈限位件7的外周壁抵接内侧圆周面5,通过一个内圈限位件7同时抵接所有支架组件的内缘延伸部1028,以简化内圈限位件7的结构和环形电池模组的整体结构,便于组装环形电池模组结构。
可选地,内圈限位件7呈空心圆柱状,以在环形电池模组的中部形成空腔结构,有利于电芯103和电池模组散热。同时空心结构的内圈限位件7可减轻模组的整体重量,节约材料成本。
可选地,在一个实施例中,如图6和图8所示,外圈限位件8包括多个限位圈,多个限位圈套设在外侧圆周面6上,多个限位圈沿外侧圆周面6的高度方向间隔排布,通过多个限位圈限制支架组件向外移动,相比外圈限位件8设置为上下整体贯穿支架组件的高度的限位结构,设置多个间隔的限位圈节约材料,同时单个限位圈体积小,结构轻便,便于将其套设在支架组件外,有利于提高环形电池模组的装配效率;相比外圈限位件8完全包裹支架组件的外侧圆周面6,多个限位圈之间的间隙有利于电芯103和支架组件的散热。
如图7、图8、图12至图14所示,支撑架102的外缘延伸部1029的外周壁上设有凹槽,所有支撑架102上的凹槽围成环形凹槽,限位圈套设在环形凹槽内,限位圈安装固定方便。
如图11所示,电芯103在充电过程中产生膨胀力,相邻的两个电芯103中,左侧的电芯103产生膨胀力F1和F2,右侧电芯103产生膨胀力F3和F4,F2和F3相互抵消以抵消大部分的膨胀力,剩余未抵消的部分膨胀力F5作用到环形的限位圈上,限位圈分解F5,以使F5均匀分布在限位圈上,有效减少电芯103膨胀力对电池模组的影响,保证电池模组整体结构的稳定性。
可选地,限位圈为钢圈。
在一个实施例中,环形电池模组结构还包括底部支撑板9,环形电池模组装配工艺还包括:
将底部支撑板9固定在内圈限位件7和/或外圈限位件8上,并使底部支撑板9支撑在所有支架组件的底部。
将底部支撑板9支撑在所有支架组件的底部,防止模组移动过程中支架组件在重力作用下向下脱落,保证环形电池模组结构整体的稳定性。
具体地,底部支撑板9呈环形板状,通过螺栓将底部支撑板9固定在内圈限位件7的底部。
可选地,在一个实施例中,电芯103的顶部和底部分别设有极耳,支撑架102的顶部和底部分别设有第一支撑部10210和第二支撑部10211,在拼接相邻扇形单元1以形成环形电池模组之后,还包括:
将相邻电芯103的极耳相向弯折,再连接相邻的极耳,并使电芯103顶部的极耳支撑在第一支撑部10210上、电芯103底部的极耳支撑在第二支撑部10211上。第一支撑部10210和第二支撑部10211用于支撑极耳,防止极耳受压损伤或弯折断裂,两个支撑部起到支撑保护极耳的作用。
如图12至图14所示,支撑架102包括抵接板10215,抵接板10215沿环形路径的径向排布,内缘延伸部1028设置在抵接板10215径向的内端面,外缘延伸部1029设置在抵接板10215径向的外端面,内缘延伸部1028和外缘延伸部1029均呈圆弧面状;在每组支架组件内,两个支撑架102的内缘延伸部1028对接,两个支撑架102的外缘延伸部1029对接,以将两个抵接板10215间隔开,并在两个内缘延伸部1028、两个外缘延伸部1029与两个抵接板10215之间围成容置空间101,对接后两个内缘延伸部1028形成支架组件径向内端的圆弧面,两个外缘延伸部1029形成支架组件径向外端的圆弧面,以使支架组件的外轮廓形成扇形结构,从而使多组支架组件对接形成环形结构。
相邻支架组件的内缘延伸部1028对接,相邻支架组件的外缘延伸部1029对接,以将相邻支架组件的抵接板10215间隔开,从而在相邻支架的抵接板10215之间形成空腔区,可以将相邻的电芯103间隔开,有利于提高电芯103的散热效果。
内缘延伸部1028沿环形路径周向的两端均伸出抵接板10215,外缘延伸部1029沿环形路径周向的两端均伸出抵接板10215,每组支架组件的两个支撑架102的内缘延伸部1028相向的一端、两个支撑架102的外缘延伸部1029相向的一端对接后将两个抵接板10215间隔开,每组支架组件的两个支撑架102的内缘延伸部1028相背的一端、以及两个支撑架102的外缘延伸部1029相背的一端与相邻组的支撑架102对接,以将相邻组的支撑架102的抵接板10215间隔开。外缘延伸部1029朝向容置空间101外侧的一侧的周向长度大于内缘延伸部1028朝向容置空间101外侧一侧的周向长度,以使两个支撑架102拼接后形成扇形结构。
在一个实施例中,如图12所示,内缘延伸部1028背向容置空间101的一侧,与外缘延伸部1029的背向容置空间101的一侧之间设有横向加强部10213,抵接板10215背向容置空间101的一面还设有竖向加强部10214,横向加强部10213和竖向加强部10214用于增强支撑架102的强度,从而可以保证成组后电池模组的整体强度。横向加强部10213水平延伸,竖向加强部10214竖向延伸。
可选地,横向加强部10213和竖向加强部10214均设有多个,多个横向加强部10213沿抵接板10215的高度方向间隔排布,多个竖向加强部10214沿抵接板10215的径向延伸方向间隔排布。
在一个实施例中,每组支架组件的两个支撑架102的抵接板10215相互平行,以与内缘延伸部1028和外缘延伸部1029围成横截面呈矩形的容置空间101,容置空间101内可以容置方形电芯103或者软包电芯103等横截面呈矩形的电芯103。
第一支撑部10210设置在顶层的横向加强部10213上,第二支撑部10211设置在最底层的横向加强部10213上,并且横向加强部10213和竖向加强部10214均位于抵接板10215背向容置空间101的一侧。
配合部1027为插接孔,将插接部1026插接在插接孔内,以实现两个支撑架102的对接。每组支架组件中的其中一个支撑架102的上设有对接部10212,相邻组的支撑架102上设有对接孔,对接部10212插接在对接孔中,实现相邻支架组件的拼接,从而保证快速拼接支撑架102和支架组件,提高电池模组的装配效率。
可选地,在一个支架组件内,插接部1026和插接孔分别设置在两个抵接板10215上,一个抵接板10215的上部设置两个插接部1026、抵接板10215的底部设有两个插接部1026,另一个抵接板10215对应位置处设有插接孔,通过多个插接部1026与插接孔的配合可以提高支撑架102拼接后结构的稳定性。
可选地,在一个实施例中,在一个支架组件内,一个支撑架102的第一支撑部10210的径向延伸板、以及第二支撑部10211的径向延伸板的外壁上均设有两个对接部10212,与其相邻的支撑架102的径向延伸板上设有对接孔,对接部10212卡接在对接孔内,通过多个对接部10212与对接孔的配合实现相邻支架组件的对接,可以提高支架组件拼接后结构的稳定度。
如图13至图15所示,在本实施例中,环形电池模组结构的汇流件包括正极汇流件10和负极汇流件11;所有电芯103串联连接,正极输出端包括设置在电芯一端的正极极耳1031,负极输出端包括设置在电芯另一端的负极极耳1032。电芯103的顶部和底部的极耳背向弯折,所有电芯103的正极输出端连接正极汇流件10,所有电芯103的负极输出端连接负极汇流件11,通过正极汇流件10和负极汇流件11输出电池模组的电能。
相邻电芯103的正极极耳1031和负极极耳1032上下交错设置,即左右两个相邻的电芯103,若左侧的电芯103顶部为正极极耳1031、底部为负极极耳1032,则右侧的电芯103的顶部为负极极耳1032、底部为正极极耳1031,以便于通过极耳折弯实现所有电芯103的串联连接。
如图14所示,在两组支架组件中,左侧支架组件内的电芯103顶部的正极极耳1031向右弯折、电芯103底部的负极极耳1032向左弯折,右侧支架组件内的电芯103顶部的负极极耳1032向左弯折,左侧电芯103底部的负极极耳1032与其左侧的电芯103底部的正极极耳1031相向弯折,正极极耳1031与负极极耳1032焊接,以实现电芯103的串联。
如图13至图15所示,环形电池模组结构还包括绝缘安装座12,绝缘安装座12包括两个支撑平台,两个支撑平台之间设有凸台部,正极汇流件10设置在凸台部左侧的支撑平台上,负极汇流件11设置在凸台部右侧的支撑平台上,绝缘安装座12的材质为绝缘材料,凸台部将正极汇流件10和负极汇流件11绝缘间隔开。所有电芯103串联后的末端的正极极耳1031连接在正极汇流件10上,所有电芯103串联后的末端的负极极耳1032连接在负极汇流件11上。绝缘安装座12卡接在相邻两组支架组件顶部的第一支撑部10210上。
在其他实施例中,模组中电芯103还可并联连接。
如图6和图8所示,环形电池模组结构还包括绝缘上盖和绝缘底座,绝缘上盖罩设在所有支架组件和所有电芯103的顶部,绝缘底座罩设在所有支架组件和所有电芯103的底部,绝缘上盖与绝缘底座起到对极耳连接处,正极汇流件10和负极汇流件11与外界的绝缘作用。绝缘盖板和绝缘底座的材质均为绝缘材料。
环形电池模组的装配工艺如下:
将支撑架102的插接部1026与配合部1027插接配合形成支架组件;
将电芯103放置于支架组件的容置空间101内形成扇形单元1;
放置内圈限位件7;
将所有支架组件的内缘延伸部1028沿着内圈限位件7的外周壁排布;
将外圈限位件8套设在所有支架组件的外圈圆周面外;
将底部支撑板9固定在内圈限位件7上,底部支撑板9支撑在所有支架组件的底部;
相向弯折相邻电芯103的极耳,并焊接相向弯折的两个极耳;将电芯103串联后末端的正极极耳1031焊接在正极汇流件10上,电芯103串联后末端的负极极耳焊接在负极汇流件11上;
将绝缘上盖罩设在所有支架组件和所有电芯103的顶部,绝缘底座罩设在所有支架组件和所有电芯103的底部。
虽然结合附图描述了本发明的实施例,但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型,这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (6)
1.一种环形电池模组装配工艺,其特征在于,环形电池模组包括多个支架组件和多个电芯,所述支架组件的内部具有容置空间;所述支架组件的横截面呈扇形;环形电池模组装配工艺包括:
将所述电芯一一对应地设置于所述容置空间内形成扇形单元;
将所有所述扇形单元沿一环形路径排布,并拼接相邻所述扇形单元以形成环形电池模组;
所述支架组件包括两个支撑架,在将所述电芯一一对应地设置于所述容置空间内形成扇形单元前,还包括:
组装两个所述支撑架以在两个所述支撑架之间形成所述容置空间;
每个所述支撑架包括两个支撑壁,所述电芯包括两个大面;
在组装两个所述支撑架时,将每个所述支撑架的两个所述支撑壁朝向所述环形路径的一侧呈夹角布置,并使相邻的所述支撑架间隔开,以在相邻的所述支撑架之间形成所述容置空间;
将所述电芯的两个大面粘接固定在相邻所述支撑架的所述支撑壁上,以将所述电芯设置于所述容置空间内;
环形电池模组还包括环形底板,所述环形底板设置在所述支撑架的底部;每个所述支撑架的两个所述支撑壁之间间隔开以形成散热区,所述散热区内设有连接部,所述支撑架通过所述连接部固定连接在所述环形底板上。
2.根据权利要求1所述的环形电池模组装配工艺,其特征在于,在将所述电芯的两个大面粘接固定在相邻所述支撑架的支撑壁上前,还包括:
将弹性缓冲件的一面固定在所述电芯的大面上;
在将所述电芯的两个大面粘接固定在相邻所述支撑架的支撑壁上时,将所述弹性缓冲件的另一面粘接固定在所述支撑壁上。
3.根据权利要求1或2所述的环形电池模组装配工艺,其特征在于,环形电池模组还包括汇流件,所述电芯具有正极输出端和负极输出端,在拼接相邻所述扇形单元以形成环形电池模组之后,还包括:
通过所述汇流件连接所述电芯的所述正极输出端和所述负极输出端。
4.一种环形电池模组装配工艺,其特征在于,环形电池模组包括多个支架组件和多个电芯,所述支架组件的内部具有容置空间;所述支架组件的横截面呈扇形;环形电池模组装配工艺包括:
将所述电芯一一对应地设置于所述容置空间内形成扇形单元;
将所有所述扇形单元沿一环形路径排布,并拼接相邻所述扇形单元以形成环形电池模组;
所述支架组件包括两个支撑架,在将所述电芯一一对应地设置于所述容置空间内形成扇形单元前,还包括:
组装两个所述支撑架以在两个所述支撑架之间形成所述容置空间;
每组所述支架组件的两个所述支撑架其中之一上设有插接部,每组所述支架组件的两个所述支撑架其中另一上设有配合部;所述支撑架的两端分别设有内缘延伸部和外缘延伸部,所述内缘延伸部和所述外缘延伸部均呈圆弧面;
在组装两个所述支撑架时,将所述插接部与所述配合部插接配合,对接两个所述支撑架的内缘延伸部和外缘延伸部,以形成所述支架组件,并在两个所述支撑架的内部形成所述容置空间;
在将所有所述扇形单元沿一环形路径排布时,对接所有所述支架组件的所述内缘延伸部和所述外缘延伸部,以使所有所述内缘延伸部围成内侧圆周面、所有所述外缘延伸部围成外侧圆周面;
环形电池模组结构还包括内圈限位件和外圈限位件,所述内圈限位件和所述外圈限位件的横截面均呈环形;在将所有所述扇形单元沿一环形路径排布前,还包括:
放置所述内圈限位件;
在将所有所述扇形单元沿一环形路径排布时,将所有所述支架组件的内缘延伸部沿着所述内圈限位件的外周壁排布;
在将所有所述扇形单元沿一环形路径排布后,将所述外圈限位件套设在所述外侧圆周面外。
5.根据权利要求4所述的环形电池模组装配工艺,其特征在于,环形电池模组结构还包括底部支撑板,环形电池模组装配工艺还包括:
将所述底部支撑板固定在所述内圈限位件和/或所述外圈限位件上,并使所述底部支撑板支撑在所有所述支架组件的底部。
6.根据权利要求4或5所述的环形电池模组装配工艺,其特征在于,所述电芯的顶部和底部分别设有极耳,所述支撑架的顶部和底部分别设有第一支撑部和第二支撑部,在拼接相邻所述扇形单元以形成环形电池模组之后,还包括:
将相邻所述电芯的所述极耳相向弯折,再连接相邻的所述极耳,并使所述电芯顶部的极耳支撑在所述第一支撑部上、所述电芯底部的极耳支撑在所述第二支撑部上。
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