(一)技术领域
本发明涉及一种锂离子电池模组，尤其涉及一种电池模组用电芯承托部件。
(二)
背景技术：
由于锂离子电池具有电压较高，能量密度高和循环性能高等优点，被越来越广泛地应用于电动交通工具的动力系统。锂离子电池是为电动交通工具提供能量的重要部件，锂离子电池的工作性能很大程度上决定了整个电动交通工具的性能。
在实际应用中，锂离子电池的电池单元进行串并联，根据需求的不同改变电池单元的数量形成电池模组。锂离子电池的电池单元进行串并联时，通常是通过锡焊或者超声波焊将正、负极耳直接焊接。采用这种方式制得的电池模组重量轻，能量密度高，但是电池模组因为极耳的焊接面积比较小，大电流通过时发热很大，而且因为电动交通工具在实际使用的过程中颠簸振动比较大，极耳材质较软，结构稳定性不好，电池正负极耳可能会发生碰撞短路，因而引发安全事故。锂离子电池的电池单元进行串并联的另外一种方式是增加独立的带极耳槽的绝缘板部件和汇流片部件，即将极耳从绝缘板部件的极耳槽中穿过后，再穿过汇流片部件上的极耳槽，之后再将极耳采用焊接的方法固定在汇流片部件上。这种方式，虽然可以在一定程度上增加极耳与汇流片的接触面积，大电流通过时发热量相对较小，但是因为极耳的材质较软，将极耳连续穿过绝缘板部件和汇流片部件十分繁琐，装配效率低下，而且绝缘板部件独立，绝缘板与电池模组之间的固定没有很好的解决办法，在电动交通工具颠簸振动时，容易松动，存在一定的安全隐患。
同时，在现有的软包锂离子电池模组中主要包括单体电池、固定框架和散热板，按照散热板、单体电池、固定框架、单体电池和散热板的顺序依次堆叠并固定在一起。采用这种方式进行堆叠时，固定框架和散热板为独立的部件，占用体积相对较大，重量较重，能量密度降低，而且装配效率较低。另外，在装配时，固定框架和散热板一般会有比较大的装配误差，导致电池模组的散热效果不好，并且有一定的安全隐患。
另外，锂离子电池模组的最佳工作温度一般在20℃～45℃之间，但是由于整车的运行环境比较复杂，低温可能至零下20℃，低温会使得电解液的电导率降低，传导活性离子的能力下降，阻抗增加，容量下降，高温超过45℃，甚至更高的温度，将严重影响电池的寿命，影响电池的综合性能及稳定运行，因而对电池的温度进行调节，保持电池在最佳温度范围内是非常有必要的。
因此，研究一种新型电池模组用电芯承托部件已为急需。
(三)
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供一种电池模组用电芯承托部件，这种电池模组用电芯承托部件对极耳的支撑固定效果好，导流能力强，导热快，变形小，重量轻，能量密度高，结构简单，装配效率高、结构强度高和检修方便，并且可控制电芯温度在适当的范围内。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种电池模组用电芯承托部件，所述电芯承托部件包括导热板，所述导热板包括导热板主体和导热板侧板，所述导热板主体和所述导热板侧板一体成型，并形成槽形构造，所述电芯承托部件还包括端板和极耳支撑导流件，所述端板和所述极耳支撑导流件固定设置于所述导热板主体，所述极耳支撑导流件内部一体成型有至少1个金属柱帽，所述金属柱帽上设置有固定结构，汇流片与极耳直接固定连接后通过所述固定结构将所述汇流片固定在所述极耳支撑导流件上，所述极耳支撑导流件内成型有流体管，辅助固定部件。这样，电芯单体可装入导热板主体和导热板侧板形成的槽形结构，对电芯单体起到固定作用。导热板主体和导热板侧板成为一个部件，相较于现有技术中的散热板和固定框架两个部件，可极大的提高装配效率，降低装配误差，降低重量，提高能量密度，而且更有利于散热。汇流片与极耳固定后，再通过金属柱帽上设置有固定结构将汇流片固定在金属柱帽上，进而极耳和汇流片可牢固固定在极耳支撑导流件上，达到对极耳的支撑和固定作用，避免极耳在颠簸振动中损坏。所述端板有利于电芯承托部件的定位和固定。极耳支撑导流件可根据电芯正极耳和负极耳的相对位置而设置于导热板主体的相同侧或不同侧。所述极耳支撑导流件内成型流体管，可以将热量集中区极耳上的热量快速导出，降低电池温度，也可以通过对极耳加热，提高电池温度，进而保持电池在适当的温度范围内。
本发明的特征还在于所述极耳支撑导流件与所述流体管一体成型。这样，有利于提高生产效率。
本发明的特征还在于所述流体管进口和出口上设置有防液漏胶圈。
本发明的特征还在于所述流体管进口和出口在同侧。
本发明的特征还在于所述流体管进口和出口在不同侧。
本发明的特征还在于所述加热件与所述导热板主体电绝缘。
本发明的特征还在于所述加热件与所述金属柱帽电绝缘。
本发明的特征还在于所述加热件与所述汇流片电绝缘。这样，可以避免加热件电路对电池造成影响，产生安全隐患。
本发明的特征还在于所述导热板主体上设有开孔。这样，可以很大程度上降低导热板的变形，同时降低重量，也有利于相邻电芯之间热量交换。
本发明的特征在于所述开孔按照矩形或螺旋形排列。也可以按照其它无规则方式开孔。
本发明的特征还在于所述极耳与所述汇流片固定连接的方式为焊接。这样，极耳无需折弯，极耳和汇流片连接牢固，并且电池组更轻，能量密度也更高。
本发明的特征还在于所述固定结构为螺丝螺孔结构。
进一步的，所述金属柱帽上设置有螺孔，所述汇流片上相应的设有通孔。
进一步的，所述汇流片通过与所述螺孔对应的螺丝固定在所述极耳支撑导流件上。这样，极耳、汇流片和金属柱帽之间通过螺丝螺孔结构牢固固定。同时电池模组检修时，螺丝螺孔结构也有利于故障电芯单体的更换，避免整体报废。
本发明的特征还在于所述固定结构为螺柱螺栓结构。
进一步的，所述金属柱帽上设置有螺柱，所述汇流片上相应的设有通孔。
进一步的，所述汇流片通过与所述螺柱对应的螺栓固定在所述极耳支撑导流件上。这样，极耳、汇流片和金属柱帽之间通过螺柱螺栓结构牢固固定。同时电池模组检修时，螺柱螺栓结构也有利于故障电芯单体的更换，避免整体报废。
本发明的特征还在于所述金属柱帽为方形或圆形。
本发明的特征还在于所述汇流片为u形或l形。
本发明的特征还在于所述端板和所述极耳支撑导流件同侧。这样，有助于降低电池模组的高度，减少电池模组的体积，并且不占用导热板侧板的位置，有利于电芯单体的固定。端板和极耳支撑导流件的数量分别至少有两个。根据电芯的设计需求，端板和极耳支撑导流件也可位于不同侧。
本发明的特征还在于所述端板和所述极耳支撑导流件一体成型。这样，可减少装配工序，并且端板和极耳支撑导流件与导热板主体结合更加牢固。根据设计需求，端板和极耳支撑导流件也可分别成型。
本发明的特征还在于所述端板和所述极耳支撑导流件与所述导热板主板注塑成型。这样，端板和极耳支撑导流件与导热板主体结合牢固，装配方便高效。
本发明的特征还在于所述端板和所述极耳支撑导流件的材料为绝缘材料。这样，可避免短路造成安全隐患。
本发明的特征还在于所述绝缘材料为abs、pp、ppo或绝缘环氧板。这样，所述端板和所述极耳支撑导流件除了具有较好的绝缘性能外，还具有较高的强度，起到更好的支撑和固定作用。
本发明的特征还在于所述金属柱帽靠近所述极耳的一侧及相对侧未被所述绝缘材料覆盖。这样，金属柱帽与极耳及汇流片均是直接接触，可进一步减小内阻，提高导流能力。
这样，多个电芯承托部件可在电池模组支撑杆的作用下按照一定的顺序牢固固定。
本发明的特征还在于所述端板上设置有辅助固定部件。这样，在辅助固定固件的作用下，多个电芯承托部件可进一步牢固固定。
本发明的特征还在于所述端板上设置有限位桩。
本发明的特征还在于所述限位桩与所述端板一体成型。这样，有利于提高生产效率，并且降低电池组重量，提高电池能量密度。
本发明的特征还在于所述限位桩至少有两个。这样，至少两个限位桩更有利于电芯承托部件进行定位，更有利于电池组装配。
本发明的特征还在于所述端板设置有限位孔，所述限位孔匹配相邻电芯承托部件上的所述限位桩。这样，在限位桩和限位孔的共同作用下，对电芯承托部件起到定位的作用，更有利于电池组装配。
本发明的特征还在于所述限位孔与所述端板一体成型。这样，有利于提高生产效率。
本发明的特征还在于所述端板设置有空槽。这样，可降低端板的重量，减少电池组的重量，提高电池的能量密度。
本发明的特征还在于所述极耳支撑导流件设置有空槽。这样，可降低极耳支撑导流件的重量，减少电池组的重量，提高电池的能量密度。
本发明的特征还在于所述极耳支撑导流件与所述极耳在所述导热板主体方向上平齐。这样，可避免极耳弯折而损坏极耳。
本发明的特征还在于所述导热板主体和导热板侧板厚度相同。这样，快速成型所述导热板。
本发明的特征还在于所述导热板主体和导热板侧板的材料为金属。这样，热量可迅速从导热板主体和导热板侧板导入或导出，进而控制电芯温度。另外，金属也具有较高的强度，而对于软包电池，电芯单体较软，电芯包装膜容易被刺破，因而金属有利于保护电芯单体避免被刺破，而且也有助于避免电芯堆叠时电芯单体间互相挤压。
本发明的特征还在于所述金属为铜、铁、铝及其合金中的一种或多种。这样，导热性能好，强度较高，并且易于加工制作，成本较低。
本发明的特征还在于所述导热板侧板包括与导热板主体连接的第一段，台阶段和远离导热板主体的第二段，其中第一段和第二段与导热板主体方向垂直。这样，当相邻的导热板相接触时，导热板侧板第二段的内壁可直接与相邻导热板的导热板侧板第一段的外壁相贴合，既可以使多个相互叠加的所述导热板相对位置固定，从而对容纳其中的电池单体进行定位和固定，又有利于电池单体散热和加热，并维持各个电池单体间温度相对均衡。
本发明的特征还在于所述导热板侧板在垂直于导热板主体方向上的长度大于电芯的厚度，电芯至少一面与导热板主体接触。这样，电芯可不受挤压的放入由导热板主体和导热板侧板构成的槽形构造，并且电芯至少一面与导热板主体接触，又使得电芯产生的热量可迅速通过导热板主体导出或可通过导热板对电芯加热。
本发明的特征还在于所述台阶段的步距与所述导热板侧板的厚度相同。这样，导热板叠加时，更有利于导热板侧板与相邻导热板的导热板贴合，从而更有利于相互叠加的多个所述导热板相对位置固定，而且也更有利于导热。
(四)附图说明
图1是本发明设置有螺丝螺孔构造且开孔按矩形排列的电芯承托部件与电芯所组成电池组的爆炸图。
图2是图1中m1部位的放大图。
图3是本发明设置有螺丝螺孔构造且开孔按螺旋形排列的电芯承托部件与电芯所组成电池组的爆炸图。
图4是图3中m2部位的放大图。
图5是本发明设置有螺柱螺栓构造且开孔按矩形排列的电芯承托部件与电芯所组成电池组的爆炸图。
图6是图5中m3部位的放大图。
图中：1-电芯承托部件，11-导热板，111-导热板主体，1111-开孔，112-导热板侧板，1121-导热板侧板第一段，1122-导热板侧板台阶段，1123-导热板侧板第二段，12-端板，121-固定孔，122-辅助固定部件，123-限位桩，124-限位孔，125-端板空槽，13-极耳支撑导流件，131-金属柱帽，1311-螺孔，1312-螺丝，1313-螺柱，1314-螺栓，132-极耳支撑导流件空槽，133-流体管，1331-防夜漏胶圈，14-汇流片，141-通孔,2-电芯，21-极耳。
(五)具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
如图1和图2所示，本发明提供一种电池模组用电芯承托部件1，电芯承托部件1包括导热板11，导热板11包括导热板主体111和导热板侧板112，导热板主体111和导热板侧板112一体成型，并形成槽形构造，使得电芯承托部件1的装配效率更高，重量减轻，能量密度更高，槽形构造也使得电芯更稳定更安全。导热板主体111上设有按照矩形方式排列的开孔1111，使得导热板主体111的变形降低，重量降低，也有利于相邻电芯2之间热量交换，保持电芯2之间温度均衡。导热板主体111和导热板侧板112的厚度相同，所用材料为金属，这种金属是铝合金，通过导热板主体111和导热板侧板112使得电芯2的热量可以迅速与电池外部热量交换，维持电芯热量平衡，并且金属材质的导热板主体111和导热板侧板112可保护电芯2，避免电芯2遭到破坏。导热板侧板112在垂直于导热板主体111方向上的长度大于电芯2的厚度，电芯2的一面与导热板主体111接触，使得电芯2即便在工作时发热膨胀也不会受到挤压，同时也有利于电芯2的热量与电池外部热量交换。导热板侧板112包括与导热板主体111连接的第一段1121，台阶段1122和远离导热板主体111的第二段1123，其中第一段1121和第二段1123与导热板主体111方向垂直，台阶段1122的步距与导热板侧板112的厚度相同。电芯承托部件1与电芯2组装形成电池模块时，根据设计需求，按照电芯承托部件1、电芯2、电芯承托部件1的顺序依次叠加，叠加时，导热板侧板第二段1123的内壁与相邻电芯承托部件1的导热板侧板第一段1121的外壁贴合，电芯2被限定在由相邻电芯承托部件1构成的空间内，起到固定和保护电芯的作用，同时，相邻电芯承托部件1的导热板侧板112也紧密接触，非常有利于热量交换。
电芯承托部件1还包括端板12和极耳支撑导流件13，端板12和极耳支撑导流件13的材料为绝缘材料，这种绝缘材料为abs。端板12和极耳支撑导流件13设置于导热板主体111的同侧，电芯2的两个极耳21位于相对侧，所述极耳支撑导流件13设置于导热板主体111的相对侧。端板12和极耳支撑导流件13与导热板主体111注塑成型，端板12和极耳支撑导流件13一体成型。
端板12上设置有固定孔121用于穿过固定杆(图中未示出)，将电芯承托部件1牢固固定。端板12上还设置有辅助固定部件122用于辅助固定电芯承托部件。端板12上还设置有相对的2个与端板一体成型的限位桩123，端板12上还设置有与限位桩123匹配的限位孔124，限位孔124余端板12一体成型。限位桩123和限位孔124有利于电芯承托部件1安装时定位，提高安装效率。端板12上还设置有端板空槽125，在保证强度满足要求的前提下，减轻电芯承托部件1的重量，提高电池能量密度。
极耳支撑导流件13内一体成型有2个金属柱帽131，该金属柱帽131为方形，金属柱帽131靠近极耳21的一侧及相对侧未被极耳支撑导流件13的绝缘材料覆盖。金属柱帽131上设置有螺孔1311，汇流片14上相对应设置有通孔141。汇流片14为u形。汇流片14与极耳21通过焊接固定连接，螺丝1312穿过汇流片14上的通孔141，与金属柱帽131上的螺孔1311配合，通过螺丝螺孔结构将汇流片牢固固定在金属柱帽131上，进而使得极耳21牢固固定在极耳支撑导流件13上。金属柱帽131与极耳21和汇流片14均直接接触，增大了极耳21与汇流片14的接触面积，有利于导流和减少发热。另外金属柱帽131的螺丝螺孔结构使得极耳21和汇流片14被牢固固定在极耳支撑导流件13上。极耳支撑导流件13与极耳21在导热板主体111方向上平齐，使得极耳21被固定在极耳支撑导流件13上时不会发生折弯，避免极耳21在颠簸时损坏。极耳支撑导流件13上还设置有极耳支撑导流件空槽132，在保证强度满足要求的前提下，减轻电芯承托部件1的重量，提高电池能量密度。
极耳支撑导流件13内一体成型有流体管133。导热板主体111，金属柱帽131和汇流片14均与流体管133电绝缘。流体管133的进口和出口在同侧。当电芯2的温度偏高或偏低等，可以向流体管133中通入流体对极耳21进行降温或升温，进而控制电芯2在合适的温度范围内。
实施例二：
图3和图4是实施例二的结构示意图。实施例二与实施例一的区别主要在于：导热板主体111上设有按照螺旋形排列的开孔1111，使得导热板主体111的变形降低，重量降低，也有利于相邻电芯2之间热量交换，保持电芯2之间温度均衡。导热板主体111和导热板侧板112所用材料为金属，这种金属是铁铜合金。端板12和极耳支撑导流件13的材料为绝缘材料，这种绝缘材料为ppo。汇流片14为l形，进一步减轻模组的重量。流体管133的进口和出口在不同侧。
实施例三：
图5和图6是实施例三的结构示意图。实施例三与实施例一的区别主要在于：端板12和极耳支撑导流件13的材料为绝缘材料，这种绝缘材料为绝缘环氧板。金属柱帽131上设置有螺柱1313，汇流片14上相对应设置有通孔141。汇流片14与极耳21通过焊接固定连接，螺柱1313穿过汇流片14上的通孔141，与螺栓1414配合，通过螺柱螺栓结构将汇流片牢固固定在金属柱帽131上，进而使得极耳21牢固固定在极耳支撑导流件13上。金属柱帽131与极耳21和汇流片14均直接接触，增大了极耳21与汇流片14的接触面积，有利于导流和减少发热。
上述内容为本发明的具体实施例的例举，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。
同时本发明上述实施例仅为说明本发明技术方案之用，仅为本发明技术方案的列举，并不用于限制本发明的技术方案及其保护范围。采用等同技术手段、等同设备等对本发明权利要求书及说明书所公开的技术方案的改进应当认为是没有超出本发明权利要求书及说明书所公开的范围。
1.一种电池模组用电芯承托部件，其特征在于，所述电芯承托部件包括导热板，所述导热板包括导热板主体和导热板侧板，所述导热板主体和所述导热板侧板一体成型，并形成槽形构造，所述电芯承托部件还包括端板和极耳支撑导流件，所述端板和所述极耳支撑导流件固定设置于所述导热板主体，所述极耳支撑导流件内部一体成型有至少1个金属柱帽，所述金属柱帽上设置有固定结构，汇流片与极耳直接固定连接后通过所述固定结构将所述汇流片固定在所述极耳支撑导流件上，所述极耳支撑导流件内成型有流体管，端板上设置有固定孔，所述端板上设置有辅助固定部件。
2.根据权利要求1所述的电池模组用电芯承托部件，其特征在于，所述极耳支撑导流件与所述流体管一体成型；或者所述流体管进口和出口上设置有防液漏胶圈；或者所述流体管进口和出口在同侧；或者所述流体管进口和出口在不同侧；或者所述流体管与所述导热板主体电绝缘；或者所述流体管与所述金属柱帽电绝缘；或者所述流体管与所述汇流片电绝缘。
3.根据权利要求1至2中任一权利要求所述的电池模组用电芯承托部件，其特征在于，所述导热板主体上设有开孔；或者所述极耳与所述汇流片固定连接的方式为焊接；或者所述固定结构为螺丝螺孔结构；或者所述固定结构为螺柱螺栓结构；或者所述金属柱帽为方形或圆形；或者所述汇流片为u形或l形；或者所述端板和所述极耳支撑导流件同侧；或者所述端板上设置有限位桩；或者所述端板设置有空槽；或者所述极耳支撑导流件设置有空槽；或者所述极耳支撑导流件与所述极耳在所述导热板主体方向上平齐；或者所述导热板主体和导热板侧板厚度相同；或者所述导热板主体和导热板侧板的材料为金属。
4.根据权利要求3所述的电池模组用电芯承托部件，其特征在于，所述开孔按照矩形或螺旋形排列；或者所述金属柱帽上设置有螺孔，所述汇流片上相应的设有通孔；或者所述金属柱帽上设置有螺柱，所述汇流片上相应的设有通孔；或者所述端板和所述极耳支撑导流件一体成型；或者所述端板和所述极耳支撑导流件与所述导热板主板注塑成型；或者所述限位桩与所述端板一体成型；或者所述限位桩至少有两个；或者所述端板设置有限位孔，所述限位孔匹配相邻电芯承托部件上的所述限位桩；或者所述金属为铜、铁、铝及其合金中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的电池模组用电芯承托部件，其特征在于，所述汇流片通过与所述螺孔对应的螺丝固定在所述极耳支撑导流件上；或者所述汇流片通过与所述螺柱对应的螺栓固定在所述极耳支撑导流件上；或者所述端板和所述极耳支撑导流件的材料为绝缘材料；或者所述限位孔与所述端板一体成型。
6.根据权利要求5所述的电池模组用电芯承托部件，其特征在于，所述绝缘材料为abs、pp、ppo或绝缘环氧板；所述金属柱帽靠近所述极耳的一侧及相对侧未被所述绝缘材料覆盖。
7.根据权利要求1至2中任一权利要求所述的电池模组用电芯承托部件，其特征在于，所述导热板侧板包括与导热板主体连接的第一段，台阶段和远离导热板主体的第二段，其中第一段和第二段与导热板主体方向垂直。
8.根据权利要求7所述的电池模组用电芯承托部件，其特征在于，所述导热板侧板在垂直于导热板主体方向上的长度大于电芯的厚度，电芯至少一面与导热板主体接触。
9.根据权利要求8所述的电池模组用电芯承托部件，其特征在于，所述台阶段的步距与所述导热板侧板的厚度相同。
技术总结