全文摘要
本实用新型涉及储能设备技术领域，公开了一种端板、电池模块及电池包，端板包括主体部以及固定部，所述固定部位于所述主体部的侧面，且所述固定部的顶部低于所述主体部的顶部，所述固定部具有用于固定所述端板的通孔，所述通孔沿竖直方向贯穿所述固定部。区别于现有技术，本实用新型通过固定部位于所述主体部的侧面，且所述固定部的顶部低于所述主体部的顶部。减少了固定部占电池模块端板的大小体积，从而使电池模块端板整体的体积减小、质量减轻，提高电池模块的能量密度，有利于电池模块整体轻量化。
主设计要求
1.一种端板，用于电池模块，包括：主体部，以及固定部，所述固定部位于所述主体部的侧面，且所述固定部的顶部低于所述主体部的顶部，所述固定部具有用于固定所述端板的通孔，所述通孔沿竖直方向贯穿所述固定部。
设计方案
1.一种端板，用于电池模块，包括：
主体部，以及
固定部，所述固定部位于所述主体部的侧面，且所述固定部的顶部低于所述主体部的顶部，所述固定部具有用于固定所述端板的通孔，所述通孔沿竖直方向贯穿所述固定部。
2.根据权利要求1所述的端板，其特征在于，所述固定部位于所述主体部的外侧面，所述外侧面为所述主体部的远离所述电池模块的电池单体的表面。
3.根据权利要求2所述的端板，其特征在于，所述固定部具有两个以上的所述通孔，两个以上的所述通孔排列于所述固定部上。
4.根据权利要求1所述的端板，其特征在于，所述主体部与所述固定部为一体式结构。
5.根据权利要求1所述的端板，其特征在于，所述固定部的厚度大于所述主体部的厚度。
6.根据权利要求1所述的端板，其特征在于，所述固定部的底面与所述主体部的底面位于同一平面。
7.根据权利要求1所述的端板，其特征在于，所述端板为金属或塑料材质。
8.一种电池模块，包括：
多个电池单体，所述多个电池单体沿水平方向排列，以及
两个端板，所述两个端板分别设置于所述多个电池单体的沿所述水平方向的两端，所述端板为权利要求1至7任一所述端板。
9.根据权利要求8所述的电池模块，其特征在于，所述电池单体包括电极组件和电池壳体，所述电极组件容纳于所述电池壳体内，所述电池壳体包括两个第一表面和两个第二表面，所述第一表面的面积大于所述第二表面的面积；每个所述电池单体中的所述两个第二表面沿所述水平方向相互面对，每个所述电池单体中的所述两个第一表面沿所述竖直方向相互面对；
所述电极组件包括第一极片、第二极片以及设置于所述第一极片和所述第二极片之间的隔膜；
其中，所述电池模块沿水平方向的尺寸大于所述电池模块沿竖直方向的尺寸；
所述电极组件为卷绕式结构且为扁平状，所述电极组件的外表面包括两个扁平面，两个所述扁平面沿所述竖直方向相互面对；或，所述电极组件为叠片式结构，所述第一极片、所述隔膜和所述第二极片沿所述竖直方向层叠。
10.一种电池包，包括：
箱体，具有容置腔；以及
多个如权利要求8或9所述的电池模块，多个所述电池模块位于所述容置腔内，并且所述电池模块的所述端板通过螺栓与所述箱体的底部固定连接，所述螺栓穿过所述通孔。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及储能设备技术领域，特别是涉及一种端板、电池模块及电池包。
背景技术
电池单体具有能量密度大，使用寿命长，节能环保等优点，被广泛应用于新能源汽车、储能电站等不同领域。
在使用时，通常会将多个电池单体排列并通过汇流排相互电连接，形成电池模块进行使用。为了固定电池单体，在电池模块中通常会设置端板和侧板，端板和侧板相互连接形成模组框架，电池单体固定于模组框架内。
电池模块一般会用端板和电池箱体固定，端板通常为矩形板状结构，在端板上开设有上下贯通的通孔，采用固定件将端板与电池箱体连接到一起，固定件可为螺栓、螺钉等。为了能够安装此固定件，端板的厚度较厚，影响了电池模块的能量密度。且端板高度方向尺寸大，常规固定件不能满足使用，需要特别定制，造成成本增加。
实用新型内容
为此，需要提供一种端板，用于解决现有电池模块端板体积的技术问题。
为实现上述目的，发明人提供了一种端板，用于电池模块，包括：
主体部，以及
固定部，所述固定部位于所述主体部的侧面，且所述固定部的顶部低于所述主体部的顶部，所述固定部具有用于固定所述端板的通孔，所述通孔沿竖直方向贯穿所述固定部。
进一步的，所述固定部位于所述主体部的外侧面，所述外侧面为所述主体部的远离所述电池模块的电池单体的表面。
进一步的，所述固定部具有两个以上的所述通孔，两个以上的所述通孔排列于所述固定部上。
进一步的，所述主体部与所述固定部为一体式结构。
进一步的，所述固定部的厚度大于所述主体部的厚度。
进一步的，所述固定部的底面与所述主体部的底面位于同一平面。
进一步的，所述端板为金属或塑料材质。
为解决上述技术问题，本实用新型还提供了另一技术方案：
一种电池模块，包括：
多个电池单体，所述多个电池单体沿水平方向排列，以及
两个端板，所述两个端板分别设置于所述多个电池单体的沿所述水平方向的两端，所述端板为以上任一技术方案所述端板。
进一步的，所述电池单体包括电极组件和电池壳体，所述电极组件容纳于所述电池壳体内，所述电池壳体包括两个第一表面和两个第二表面，所述第一表面的面积大于所述第二表面的面积；每个所述电池单体中的所述两个第二表面沿所述水平方向相互面对，每个所述电池单体中的所述两个第一表面沿所述竖直方向相互面对；
所述电极组件包括第一极片、第二极片以及设置于所述第一极片和所述第二极片之间的隔膜；
其中，所述电池模块沿水平方向的尺寸大于所述电池模块沿竖直方向的尺寸；
所述电极组件为卷绕式结构且为扁平状，所述电极组件的外表面包括两个扁平面，两个所述扁平面沿所述竖直方向相互面对；或，所述电极组件为叠片式结构，所述第一极片、所述隔膜和所述第二极片沿所述竖直方向层叠。
为解决上述技术问题，本实用新型还提供了另一技术方案：
一种电池包，包括：
箱体，具有容置腔；以及
多个如以上任上技术方案所述的电池模块，多个所述电池模块位于所述容置腔内，并且所述电池模块的所述端板通过螺栓与所述箱体的底部固定连接，所述螺栓穿过所述通孔。
区别于现有技术，上述技术方案通过电池模块端板上设置有通孔的固定部设置于主体部的侧面，且使固定部的顶部低于所述主体部的顶部，从而缩短了通孔的尺寸，即缩短了固定电池模块端板的螺栓的长度，降低了成本，同时减轻了端板的体积和重量，提高电池模块的能量密度，有利于电池模块整体轻量化。
附图说明
图1为背景技术所述的电池模块结构示意图；
图2为具体实施方式电池包结构示意图；
图3为具体实施方式所述改进后的电池模块结构示意图；
图4为具体实施方式所述电池单体的结构示意图；
图5为具体实施方式所述电池单体的爆炸图；
图6a为具体实施方式所述卷绕式电极组件沿图4中D-D向的剖视图；
图6b为具体实施方式所述卷绕式电极组件沿图4中D-D向截面的外形轮廓示意图；
图7为具体实施方式所述叠片式电极组件沿图4中D-D向的剖视图；
图8为具体实施方式所述电池模块端板结构示意图。
附图标记说明：
100、电池模块；
1、电池单体；
11、电极组件；
111、第一极片；
112、第二极片；
113、隔膜；
114、扁平面；
115、弧形曲面；
110、第一表面；
120、第二表面；
130、第三表面；
12、电池壳体；
13、盖板组件；
131、第一电极端子；
132、第二电极端子；
14、转接片；
2、端板；
21、通孔；
210、固定部；
220、主体部；
2101、固定部的顶部；
2102、固定部的底面；
2201、主体部的顶部；
2202、主体部的底面；3、螺栓；
4、箱体；
41、安装梁；
42、容置腔；
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。
在本申请的描述中，所有附图中箭头A所指方向为长度方向，箭头B所指方向为宽度方向，箭头C所指方向为竖直方向。水平方向为平行于水平面的方向，既可以是上述长度方向也可以是上述宽度方向。另外，水平方向不仅包括绝对平行于水平面的方向，也包括了工程上常规认知的大致平行于水平面的方向。竖直方向为垂直于水平面的方向，竖直方向不仅包括绝对垂直于水平面的方向，也包括了工程上常规认知的大致垂直于水平面的方向。此外，本申请描述的“上”、“下”、“顶”、“底”等方位词均是相对于竖直方向来进行理解的。
请参阅图2，为一实施例中电池包的结构示意图，电池包包括箱体4以及设置在箱体4的电池模块100。箱体4可以由铝、铝合金或其他金属材料制成，箱体4内具有容置腔42。容置腔42内可容置1个或两个以上的电池模块100，电池模块100在箱体4内可以沿电池包的长度方向并排设置，也可以沿电池包的宽度方向并排设置。
电池模块100的两端分别设置有端板2，在端板2上设置有通孔21，电池模组100的两端可通过螺栓3固定于箱体4内，其中，螺栓3的末端穿过通孔21并通过螺母固定于箱体4的底部。
为了提高箱体4的结构强度，以及电池模块100与箱体4的连接强度，在箱体4的底部可设置有两个以上的相互平行的安装梁41，安装梁41由箱体4的底部向上凸起，并且相邻两个安装梁41的间距与电池模块100两端的端板2的间距相当。因此在电池包装配时，每个电池模块100的每个端板2下方均有安装梁41，通过螺栓3可将电池模块100的两端固定在安装梁41。
在图2所示的电池包中，箱体4为顶部敞开的箱体结构，在一些实施例中，箱体4还可包括上箱盖，上箱盖的尺寸与箱体4顶部的开口的尺寸相当，上箱盖可通过螺栓等固定件固定于开口上，从而形成容置电池模块100的容置腔42。其中，为了提高箱体的密封性，在上箱盖与箱体4之间还可设置密封件。
如图3所示，为一实施例中电池模块100的结构示意图。电池模块100包括多个电池单体1和端板2。多个电池单体1沿水平方向(例如，A方向)排列，其中，电池单体1可以为能够重复充放电使用的二次电池，电池单体1在沿水平方向可以排列有多列，电池单体1在竖直方向上(C方向)可以层叠两层以上。当然，在一些实施例中电池单体1在竖直方向上也可以只设置一层。
端板2设置于多个电池单体1沿水平方向(例如，A方向)的两端。其中，端板2上设置有通孔21，通过螺栓3穿过端板2上的通孔21可将电池模块100固定于箱体4内。
如图3所示，电池模块100沿电池单体1水平排列方向(A方向)的尺寸大于电池模块100沿竖直方向(C方向)的尺寸。
请参阅图4至图5，电池单体1包括电池壳体12和电极组件11，电池壳体12可由铝、铝合金或镀镍钢等金属材料制成，电池壳体12可具有六面体形状或其他形状，且具有开口。电池壳体12包括两个第一表面110和两个第二表面120，第一表面110的面积大于第二表面120的面积。在电池模块100中，每个电池单体1的两个第二表面120沿水平方向(A方向)相互面对，每个电池单体1的两个第一表面110沿竖直方向(C方向)相互面对。电池单体1沿电池壳体12开口方向相对的两个面为第三表面130。电极组件11容纳于电池壳体12内。电池壳体12的开口覆盖有盖板组件13。盖板组件13包括盖板和设置于盖板上的两个电极端子，两个电极端子分别为第一电极端子131和第二电极端子132。其中，第一电极端子131可以为正电极端子，第二电极端子132为负电极端子。在其他的实施例中，第一电极端子131还可以为负电极端子，而第二电极端子132为正电极端子。盖板可以由铝、铝合金等金属材料制成，盖板的尺寸与电池壳体12的开口的尺寸相适配。电极端子可通过焊接或通过铆钉等固定件固定于盖板上。在盖板组件13与电极组件11之间设置有转接片14，电极组件11的极耳通过转接片14与盖板上的电极端子电连接。本实施例中，转接片14有两个，即分别为正极转接片和负极转接片。
图5中，电池壳体12内设置有两个电极组件11，两个电极组件11沿竖直方向(C方向)堆叠。当然，在其他实施例中，在电池壳体12内也可设置有一个电极组件11，或者在电池壳体12内设置有三个以上的电极组件11。多个电极组件11沿竖直方向(C方向)堆叠。
如图6a、图6b和图7所示，电极组件11包括第一极片111、第二极片112以及设置于所述第一极片111和所述第二极片112之间的隔膜113。其中，第一极片111可以为正极片，第二极片112为负极片。在其他的实施例中，第一极片111还可以为负极片，而第二电极为正极片。其中，隔膜113是介于第一极片111和第二极片112之间的绝缘体。正极片的活性物质可被涂覆在正极片的涂覆区上，负极片的活性物质可被涂覆到负极片的涂覆区上。由正极片的涂覆区延伸出的部分则作为正极极耳；由负极片的涂覆区延伸出的部分则作为负极极耳。正极极耳通过正极转接片连接于盖板组件13上的正电极端子，同样地，负极极耳通过负极转接片连接于盖板组件13上的负电极端子。
如图6a所示，其中，电极组件11为卷绕式结构。其中，第一极片111、隔膜113以及第二极片112均为带状结构，将第一极片111、隔膜113以及第二极片112依次层叠并卷绕两圈以上形成电极组件11，并且电极组件11呈扁平状。在电极组件11制作时，电极组件11可先卷绕成中空的圆柱形结构，卷绕之后再压平为扁平状。图6b为电极组件11的外形轮廓示意图，电极组件11的外表面包括两个扁平面114，两个扁平面114沿竖直方向(C方向)相互面对，即扁平面114与电池壳体12的第一表面110相对设置。其中，电极组件11大致为六面体结构，扁平面114大致平行于卷绕轴线且为面积最大的外表面。扁平面114可以是相对平整的表面，并不要求是纯平面。两个扁平面114是相对电极组件11两侧的弧形曲面115而言的，并且扁平面114的面积大于电极组件11的弧形曲面115。
如图7所示，其中，电极组件11为叠片式结构，即电极组件11中具有多个第一极片111以及多个第二极片112，隔膜113设置在第一极片111和第二极片112之间。第一极片111、隔膜113、第二极片112依次层叠设置。其中，第一极片111、隔膜113和第二极片112沿竖直方向层叠(C方向)。
由于电极组件11在充放电过程中不可避免的会沿极片的厚度方向发生膨胀(在卷绕式结构的电极组件11中，沿垂直于扁平面114的方向膨胀力最大；在叠片式结构的电极组件11中，沿第一极片111和第二极片112的堆叠方向膨胀力最大)。
在现有技术中，电池模块100的电池单体1中，电极组件11对电池壳体12施加最大膨胀力的方向都是朝向水平方向。由于电池模块100在沿水平方向的尺寸相比于竖直方向的尺寸大的多(例如，受到车辆的底盘高度尺寸限制，需要有更多的电池单体1沿水平方向堆叠，膨胀力累积大)，因此，现有电池模块100在水平方向上受到的膨胀力非常大，因此需要在电池模块100的水平方向两侧设置非常厚的端板2以抵抗膨胀力，而端板2加厚会降低电池模块100的能量密度。而本实施例中，电极组件11可以选用卷绕式结构或者叠片式结构。当电极组件11为卷绕式结构时，扁平面114朝向竖直方向。当电极组件11为叠片式结构时，第一极片111和第二极片112沿竖直方向层叠。可见，电极组件11无论是采用卷绕式结构还是采用叠片式结构，电极组件11对电池壳体12施加最大膨胀力的方向都朝向竖直方向。
由于电极组件11对电池壳体12施加最大膨胀力的方向是朝向竖直方向，而竖直方向上堆叠的电池单体1个数较少。因此，相比于现有技术，本实施方式可以减小电池模块100的最大膨胀力，因此可选用体积更小的端板2，从而提高电池模块100的能量密度。
如图8所示，为一实施例中端板2的结构示意图。端板2包括有主体部220，固定部210。其中，主体部220可以大致为平板状结构，并且主体部220的形状和尺寸大致与其相互面对的电池单体1的壳体的形状和尺寸相当。以图3为例，主体部220的尺寸和面积大致与两个电池单体1的第二表面120拼接起来后的形状与尺寸相当。
固定部210位于主体部220的侧面，由主体部220的表面向主体部220的厚度方向凸出形成，固定部210上设置有通孔21，通孔21由竖直方向(C方向)贯穿固定部210，即通孔21从固定部的顶部2101延伸至固定部210的底部。优选的，固定210上设置有两个通孔21，两个通孔21沿端板2宽度方向(B方向)排列于固定部210上。当然，本实用新型并不限定通孔21的数量为两个，在其他实施方式中，通孔21的数量可以为一个，一个通孔21设置于固定部210的中部，或者通孔21的数量为三个以上。
其中，通孔21是起固定端板的作用，即通过螺栓3或者其他长条状固定件穿过通孔21，将端板2固定于电池包箱体4上。在本实施例中，通孔21是圆孔，在其他实施例中，通孔21还可以是方形孔、多边形孔等其他截面形状的通孔。
如图8所示，固定部的顶部2101在竖直方向低于主体部的顶部2201，相比于图1中所示的现有的电池端板，本实施例中的端板2将通孔21设置于固定部210，而固定部210顶部低于主体部的顶部2201，减少了固定部210占端板2的大小体积，从而使端板2整体的体积减小、质量减轻，进一步提高电池模块100的能量密度；且通孔21的长度减小，使得螺栓3的长度变小，使用常规螺栓3即可满足要求，降低了成本优选的，为了更达的达到减重的效果，同时又能够保证电池模块端板2结构强度，固定部的厚度大于所述主体部的厚度。
固定部210位于主体部220的外侧面，外侧面为主体部220的远离电池模块100的电池单体1的表面。将固定部210设置于主体部220的外侧面一方面可以便于螺栓3装配固定，另一方面由于电池单体1的膨胀力是向外侧作用于端板2上，因此将固定部210设置于主体部220的外侧面可有效的限制电池单体1的膨胀。
端板2可以由铝、铝合金等金属材料制，以图8所示的端板2的结构为例，该端板2可以由将高温的金属材质通过模组挤压，形成具有主体部220和固定部210的金属结构件，然后再通过钻机在固定部210上钻出通孔21。
优选的，端板2可采用塑料等非金属材料通过模具注塑工艺制成。采用塑料等非金属材料制作端板2一方向可进一步减轻端板2的质量，另一方面也可提高端板2的制作效率。优选的，主体部220与固定部210为一体式结构。
如图8所示，固定部210为矩形块状结构，并且固定部210由电池模块端板2长度方向(B方向)的一端延伸至另一端。固定部210为矩形块状结构，其相当于主体部220的加强梁，可提高端板2的整体强度，且便于端板2生产加工，特别是当端板2为金属材料制成时。而在其他实施方式中，固定部210还可以是其他的结构，固定部能够设置竖直方向的通孔21，且固定部的顶部2101低于主体部的顶部2201，且能够减轻端板2质量即可。
优选的，固定部的底面2102与主体部的底面2202为平面，且位于同一平面，即固定部的底面2102与主体部的底面2202连成一个连续的平面。固定部的底面2102与主体部的底面2202为平面可增大端板2与箱体4的接触面积，使端板2与箱体4连接更稳定。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201822274803.2
申请日:2018-12-30
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:35(福建)
授权编号:CN209447862U
授权时间:20190927
主分类号:H01M 2/04
专利分类号:H01M2/04;H01M2/30;H01M2/10
范畴分类:38G;
申请人:宁德时代新能源科技股份有限公司
第一申请人:宁德时代新能源科技股份有限公司
申请人地址:352100 福建省宁德市蕉城区漳湾镇新港路2号
发明人:游凯杰;陈兴地;唐彧;李子源;马俊;侯跃攀
第一发明人:游凯杰
当前权利人:宁德时代新能源科技股份有限公司
代理人:林祥翔;张忠波
代理机构:35219
代理机构编号:福州市景弘专利代理事务所(普通合伙)
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计