本發(fā)明涉及電池，特別涉及一種電芯可調(diào)節(jié)電池模組。

背景技術(shù)：

1、儲能電池包的組成包括多個電池模組、電氣系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)和箱體等。熱管理系統(tǒng)對于維持電池在合理環(huán)境溫度下工作至關(guān)重要，它通過風(fēng)冷或液冷等方式控制電池溫度，以提升電池循環(huán)壽命，減少電池?zé)崾Э氐那闆r。電池模組由多個電芯和連接件組成，而電芯分為圓柱單體電芯和方殼單體電芯。

2、目前的方殼單體電芯在實(shí)際安裝過程中，由于方殼電芯外殼的尺寸公差，導(dǎo)致預(yù)緊力不一致，這會使得儲能電池包在通電運(yùn)行中，出現(xiàn)方殼電芯間溫度不均的情況，導(dǎo)致電芯在充放電過程中容易膨脹。而溫度過高會加速電芯老化，降低電池壽命；而溫度過低則可能影響電池的儲能性能。

3、因此，預(yù)緊力的調(diào)節(jié)對于保持電池模組的運(yùn)行溫度一致性至關(guān)重要。

4、現(xiàn)有技術(shù)雖然也已經(jīng)有對鋰電池電芯安裝預(yù)緊力調(diào)節(jié)的技術(shù)方案，但都存在結(jié)構(gòu)設(shè)計不夠巧妙導(dǎo)致安裝調(diào)試難度高、或所用材料太多對于儲能電池包整體的重量來說過大，且成本過高。

5、因此為了解決方殼電芯預(yù)緊力調(diào)節(jié)的問題，需要開發(fā)一種能夠調(diào)節(jié)方殼電芯電池模組的預(yù)緊力、且結(jié)構(gòu)簡單安裝簡便，以及所用材料少成本較低的技術(shù)方案，從而確保整個方殼電芯電池模組的多個方殼電芯的運(yùn)行溫度保持在一致的范圍內(nèi)，同時儲能電池包的整體重量不會增加太多，減少預(yù)緊力調(diào)節(jié)組件所占用的空間，控制儲能電池包的體積，從而間接提高同等體積下的儲能電池包的能量密度，還能在結(jié)構(gòu)上抑制電芯在充放電過程中膨脹。

6、這涉及到對方殼電芯電池模組和儲能電池包的結(jié)構(gòu)設(shè)計、連接方式、安裝方式，以及防護(hù)等級等方面的全方位優(yōu)化。通過優(yōu)化這些方面，可以提高方殼電芯電池模組和儲能電池包的運(yùn)行的溫度均一性、整體儲能性能和可靠性。

7、綜上所述，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下技術(shù)問題：

8、現(xiàn)有預(yù)緊結(jié)構(gòu)復(fù)雜重量過大，導(dǎo)致電芯安裝調(diào)試?yán)щy、充放電過程電芯膨脹無法有效抑制的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種電芯可調(diào)節(jié)電池模組，以解決現(xiàn)有預(yù)緊結(jié)構(gòu)復(fù)雜重量過大，導(dǎo)致電芯安裝調(diào)試?yán)щy、充放電過程電芯膨脹無法有效抑制的問題。

2、本發(fā)明提供的諸多技術(shù)方案中的優(yōu)選技術(shù)方案所能產(chǎn)生的諸多技術(shù)效果詳見下文闡述。

3、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

4、本發(fā)明提供了一種電芯可調(diào)節(jié)電池模組，包括底座鈑金模塊、用于提供水平預(yù)緊力的水平鈑金模塊、用于提供垂直向下預(yù)緊力的壓條鈑金模塊和方殼電芯；所述底座鈑金模塊具有位于頂端面的頂開放面和位于一側(cè)寬度方向的側(cè)開放面；所述水平鈑金模塊從所述側(cè)開放面插入，并在所述電芯容納腔內(nèi)可水平滑動；所述側(cè)開放面的兩側(cè)的l型垛設(shè)有水平調(diào)節(jié)螺孔，通過調(diào)節(jié)螺絲擰入所述l型垛的所述水平調(diào)節(jié)螺孔內(nèi)，多個所述調(diào)節(jié)螺絲分別與所述水平鈑金模塊抵接；所述方殼電芯從所述頂開放面裝入所述底座鈑金模塊內(nèi)的電芯容納腔，多個所述方殼電芯在所述電芯容納腔內(nèi)連續(xù)排列組成電芯群；鎖緊所述調(diào)節(jié)螺絲使所述水平鈑金模塊保持朝所述電芯群施加水平壓力，使所述電芯群在水平方向受力預(yù)緊；在張緊所述調(diào)節(jié)螺絲時，所述底座鈑金模塊與所述水平鈑金模塊提供100-1200n的預(yù)緊力，所述底座鈑金模塊與所述水平鈑金模塊在結(jié)構(gòu)上的受力不超過1500n；所述壓條鈑金模塊安裝于所述頂開放面上，且所述壓條鈑金模塊與所述電芯群的頂面抵接，所述壓條鈑金模塊的兩端與所述水平鈑金模塊的頂端和所述底座鈑金模塊另一側(cè)寬度方向側(cè)面的頂端通過連接螺絲連接固定，擰緊所述連接螺絲使所述壓條鈑金模塊壓緊所述電芯群，使所述電芯群在豎直方向受力預(yù)緊。

5、在其中一個實(shí)施例中，所述水平調(diào)節(jié)螺孔設(shè)于所述l型垛橫向?qū)挾确较虻呢Q側(cè)面上，所述水平調(diào)節(jié)螺孔正對朝向所述電芯群。

6、在其中一個實(shí)施例中，所述水平鈑金模塊的兩豎向側(cè)的外側(cè)設(shè)有互相相向折彎的擋板，多個所述調(diào)節(jié)螺絲的端部分別與所述水平鈑金模塊的兩側(cè)所述擋板抵接。

7、在其中一個實(shí)施例中，所述調(diào)節(jié)螺絲上設(shè)有螺絲硅膠套或墊片，所述螺絲硅膠套或墊片安裝于所述調(diào)節(jié)螺絲的端部，所述螺絲硅膠套或墊片與所述擋板抵接；所述螺絲硅膠套或墊片用于保護(hù)所述水平鈑金模塊的兩側(cè)所述擋板，避免所述調(diào)節(jié)螺絲的末端直接與所述擋板直接轉(zhuǎn)動接觸，造成所述擋板的板面變形，而導(dǎo)致的水平預(yù)緊力松泄。

8、在其中一個實(shí)施例中，所述水平鈑金模塊的兩側(cè)所述擋板上均設(shè)有定位孔，所述定位孔與所述水平調(diào)節(jié)螺孔的位置對應(yīng)布置；所述調(diào)節(jié)螺絲的端部通過所述螺絲硅膠套與所述定位孔抵接，所述定位孔用于定位調(diào)節(jié)螺絲端部和所述螺絲硅膠套，使所述調(diào)節(jié)螺絲在轉(zhuǎn)動推動所述擋板時，所述調(diào)節(jié)螺絲的軸線始終與所述擋板的板面垂直。

9、在其中一個實(shí)施例中，所述水平鈑金模塊的兩豎向側(cè)上設(shè)有調(diào)節(jié)套，所述調(diào)節(jié)套與所述水平調(diào)節(jié)螺孔的位置對應(yīng)布置；所述調(diào)節(jié)螺絲擰入并穿過所述調(diào)節(jié)螺孔進(jìn)入所述調(diào)節(jié)套內(nèi)，轉(zhuǎn)動所述調(diào)節(jié)螺絲驅(qū)動所述調(diào)節(jié)套推動所述水平鈑金模塊水平移動；所述調(diào)節(jié)套供所述調(diào)節(jié)螺絲穿入，用于定位所述調(diào)節(jié)螺絲的軸線，使所述調(diào)節(jié)螺絲在轉(zhuǎn)動推動所述水平鈑金模塊時，所述調(diào)節(jié)螺絲的軸線始終與所述水平鈑金模塊的板面垂直。

10、在其中一個實(shí)施例中，所述水平調(diào)節(jié)螺孔設(shè)于所述l型垛縱向長度方向的豎側(cè)面上，兩側(cè)的所述l型垛的所述水平調(diào)節(jié)螺孔相互對向朝向。

11、在其中一個實(shí)施例中，所述水平鈑金模塊的兩豎向側(cè)設(shè)有背向所述電芯群外折彎的耳板，兩側(cè)所述耳板的板面相互平行；所述耳板上設(shè)有側(cè)向螺孔，所述側(cè)向螺孔與所述水平調(diào)節(jié)螺孔對應(yīng)朝向?qū)?yīng)位置布置；在水平預(yù)緊所述電芯群時，將所述水平鈑金模塊推向所述電芯群并壓緊，使所述側(cè)向螺孔與所述水平調(diào)節(jié)螺孔對位，通過擰入所述調(diào)節(jié)螺絲鎖緊所述側(cè)向螺孔與所述水平調(diào)節(jié)螺孔，鎖定所述水平鈑金模塊的位置保持向所述電芯群施加水平預(yù)緊力。

12、在其中一個實(shí)施例中，在所述水平鈑金模塊的外側(cè)頂端中心及所述底座鈑金模塊另一側(cè)寬度方向外側(cè)的頂端中心均設(shè)有連接耳，兩所述連接耳的中心在同一中線上；所述連接耳上設(shè)有連接螺孔；所述壓條鈑金模塊的兩端設(shè)有連接槽，所述連接槽疊合于所述連接螺孔上方；通過所述連接螺絲穿過所述連接槽后與所述連接螺孔螺紋連接。

13、還提供了一種組裝方法，還包括電池包和上蓋，所述電池包內(nèi)的底面布置有一周連接軌；所述底座鈑金模塊的寬度方向側(cè)面的兩側(cè)分別設(shè)有連接腳座，所述連接腳座鄰近所述底座鈑金模塊的底面布置；

14、包括以下步驟，

15、組裝電池模組：s1.1、將水平鈑金模塊放入底座鈑金模塊內(nèi)的電芯容納腔內(nèi)，使水平鈑金模塊靠近底座鈑金模塊的側(cè)開放面，往水平調(diào)節(jié)螺孔裝入調(diào)節(jié)螺絲，拉緊水平鈑金模塊使側(cè)面與調(diào)節(jié)螺絲抵接；

16、s1.2、將方殼電芯從底座鈑金模塊的側(cè)開放面的相對一側(cè)裝入，多個方殼電芯依次排列至底座鈑金模塊的側(cè)開放面；

17、s1.3、逐步擰緊兩側(cè)的調(diào)節(jié)螺絲，逐步使水平鈑金模塊朝電芯群靠近擠壓，使水平鈑金模塊向電芯群施加水平預(yù)緊力；

18、s1.4、完成電芯群的水平方向預(yù)緊，完成電池模組的初步組裝；

19、組裝電池包：s2.1、打開電池包的上蓋，安裝內(nèi)部電氣件；

20、s2.2、往電池包內(nèi)放入多個電池模組，多個電池模組縱向并排放置，并使電池模組的底座鈑金模塊的連接腳座疊放于連接軌上，通過螺絲鎖緊連接腳座和連接軌；

21、s2.3、焊接多個電池模組的鋁排；

22、s2.4、給多個電池模組分別安裝壓條鈑金模塊，通過連接螺絲使壓條鈑金模塊的兩端與水平鈑金模塊的頂端和底座鈑金模塊另一側(cè)寬度方向側(cè)面的頂端連接，擰緊連接螺絲使壓條鈑金模塊向電芯群的頂面施加下壓力，使電芯群在豎直方向受力預(yù)緊；完成電池模組的整體預(yù)緊組裝；

23、s2.5、將電池包內(nèi)部線纜與電池模組連接；

24、s2.6、安裝電池包上蓋，完成完整電池包與完整電池模組的安裝；

25、電池模組內(nèi)的方殼電芯經(jīng)過水平方向預(yù)緊和豎直方向預(yù)緊后，多個方殼電芯的間距變得均勻，在通電時方殼電芯間的溫度和散熱變得均勻；多個電池模組通過連接腳座和連接軌連接鎖緊后，多個電池模組的間距變得均勻，在通電時電池模組間的溫度和散熱變得均勻。

26、本發(fā)明的有益效果如下：

27、首先，本發(fā)明通過設(shè)置底座鈑金模塊、水平鈑金模塊和壓條鈑金模塊，對安裝于底座鈑金模塊的方殼電芯，實(shí)現(xiàn)前、后、左、右、上和下全方位的包圍、捆綁和防護(hù)。

28、其中，在裝入方殼電芯前將水平鈑金模塊在底座鈑金模塊的側(cè)開放面插入，安裝調(diào)節(jié)螺絲，然后將多個方殼電芯逐個裝入，最后利用水平鈑金模塊可在電芯容納腔內(nèi)水平滑動，通過調(diào)節(jié)螺絲提供水平推力，以水平鈑金模塊為推力傳遞中介，推動電芯群水平收緊，實(shí)現(xiàn)方殼電芯水平方向可靠預(yù)緊；隨后將方殼電芯的電連接件安裝好后，將壓條鈑金模塊安裝在頂開放面上，通過連接螺絲使壓條鈑金模塊連接水平鈑金模塊和底座鈑金模塊，壓條鈑金模塊與電芯群頂面抵接，收緊連接螺絲可使壓條鈑金模塊與水平鈑金模塊和底座鈑金模塊之間的間隙縮小，從而給方殼電芯從頂面施加垂直向下的力，實(shí)現(xiàn)在方殼電芯豎直方向可靠預(yù)緊。從而實(shí)現(xiàn)利用超級簡化的預(yù)緊結(jié)構(gòu)，解決方殼電芯生產(chǎn)存在尺寸公差導(dǎo)致安裝預(yù)緊不足，組裝后電芯間距不均勻，而導(dǎo)致通電運(yùn)行過程中容易產(chǎn)生高溫或溫度不足影響電池健康與性能的問題；電芯間溫度均衡后，也能有效減緩隨著電芯充放電次數(shù)增加、溫度過高容易膨脹的問題。

29、再者，本發(fā)明電芯可調(diào)節(jié)電池模組對方殼電芯進(jìn)行預(yù)緊的組件僅有底座鈑金模塊、水平鈑金模塊和壓條鈑金模塊三個大零件，以及一些螺絲，即本發(fā)明的電芯可調(diào)節(jié)電池模組結(jié)構(gòu)非常簡單，安裝難度低，安裝速度快，組裝效率高，電池模組的組裝可輕易利用自動化產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)自動化裝配，具有自動化和精益化的特點(diǎn)；應(yīng)用本發(fā)明電芯可調(diào)節(jié)電池模組的電芯預(yù)緊結(jié)構(gòu)也解決，現(xiàn)有的電芯預(yù)緊裝置具有的預(yù)緊力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)雜或應(yīng)用的組件過多，導(dǎo)致方殼電芯預(yù)緊在組裝時，存在安裝調(diào)試?yán)щy或增加的重量過大的技術(shù)問題，還能依靠水平鈑金模塊與底座鈑金模塊提供的水平預(yù)緊力，通過機(jī)械結(jié)構(gòu)有效抑制電芯在充放電過程膨脹的情況。

30、其次，本發(fā)明電芯可調(diào)節(jié)電池模組的電芯預(yù)緊結(jié)構(gòu)簡單，預(yù)緊效果直接，可作為電芯預(yù)緊的標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)緊結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的電池模組，對電池模組應(yīng)用于產(chǎn)品更為友好，產(chǎn)品與電池模組連接的結(jié)構(gòu)也變得簡化，具有精益化的特點(diǎn)，對于應(yīng)用電池模組的產(chǎn)品能夠起到引導(dǎo)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)升級的正向作用。

31、最后底座鈑金模塊、水平鈑金模塊和壓條鈑金模塊均使用鈑金折彎加工，連接螺絲和調(diào)節(jié)螺絲均是標(biāo)準(zhǔn)化零件，鈑金技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化零件的應(yīng)用給本發(fā)明電芯可調(diào)節(jié)電池模組帶來，最優(yōu)的最低成本的解決方案，在推廣應(yīng)用本發(fā)明電芯可調(diào)節(jié)電池模組時能夠提升產(chǎn)品的競爭力。