本發(fā)明涉及動力電池領域，具體說涉及一種電池模組。

本發(fā)明還涉及新能源汽車領域，具體說涉及一種設置有上述電池模組的新能源汽車。

背景技術：

現(xiàn)階段動力電池模組特別是軟包裝動力電池模組的結構復雜，組裝困難，多個螺栓的固定方式造成成本高，生產(chǎn)效率低等問題。設計不通用，模組無法擴展。另外為了保證高功率充放電的需要，電芯需要能夠及時高效地將熱量傳遞到換熱界面，同時為了避免模組在濫用或者單個電芯被破壞的情況下的電芯之間的熱影響，又需要進行熱隔離，針對上述要求，需要開發(fā)裝配簡便，生產(chǎn)效率高，具有通用設計，同時具有導熱效率高和電芯之間隔熱情況好的優(yōu)秀的模組設計。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種電池模組，相較于現(xiàn)電池模組在設計、集成和生產(chǎn)等方面具有改善。

本發(fā)明涉及的一種電池模組，其包括框架結構，所述框架結構內排列設置有多個電芯單元，每一個電芯單元均包括單體電芯、導熱片和隔熱片，所述單體電芯具有在至少一個端部上的正極耳和負極耳，所述導熱片的一側設所述單體電芯以傳導電芯熱量，所述導熱片的另一側設所述隔熱片用于避免相鄰所述電芯單元的單體電芯之間的熱量傳遞。

可選地，在上述電池模組中，所述電池模組還包括至少一塊線束板，所述線束板設置在所述正、負極耳所在位置的附近以接收經(jīng)串聯(lián)或者并聯(lián)排列的所述多個電芯單元的所述正、負極耳，所述線束板上還預集成連接所述多個電芯單元的正、負極耳的跨接片和作為所述多個電芯單元輸出的輸出端。

可選地，在上述電池模組中，所述線束板具有面朝所述多個電芯單元的第一面和背離所述第一面的第二面，所述第二面上具有用于所述單體電芯的正、負極耳電連接的連接端，預集成的所述跨接片和所述輸出端分別與所述連接端連接，其中所述跨接片橫跨一定數(shù)量的電芯單元的極耳所連接的所述連接端的區(qū)域。

可選地，在上述電池模組中，所述隔熱片在所述電芯單元的至少一個極耳端上設有與所述線束板連接的第一卡扣固定結構；所述隔熱片在另一極耳端上設有與所述導熱片連接的第二卡扣固定結構。

可選地，在上述電池模組中，所述框架結構包括擋板，所述擋板內設有絕緣盒，所述線束板的外部設有隔離板，所述絕緣盒與所述隔離板之間設有預集成在所述絕緣盒中的采樣板，以用于監(jiān)控所述電池模組的工作狀態(tài)。

可選地，在上述電池模組中，所述框架結構包括相對于所述多個電芯單元布置在左右方向兩側上的側板、相對于所述多個電芯單元布置在前后方向兩端上的擋板、上蓋和位于所述多個電芯單元底部的綁帶，所述側板與所述擋板之間為焊接連接，所述側板與所述上蓋之間為焊接連接，所述側板與所述綁帶之間為焊接連接。

可選地，在上述電池模組中，至少一塊所述擋板與所述電芯單元之間設有隔熱板。

可選地，在上述電池模組中，所述導熱片還設有翻邊以作為傳熱面，所述翻邊外側上設有一定數(shù)量的凹口，所述電池模組還包括不多于凹口數(shù)量的綁帶，所述綁帶橫穿過所述電芯單元，并嵌在各所述電芯單元的導熱片的翻邊的凹口內且與所述框架結構連接。

可選地，在上述電池模組中，所述單體電芯的正極耳與負極耳具有相同的材料。

可選地，在上述電池模組中，所述單體電芯的正極耳具有第一材料，其負極耳具有第二材料，在所述正極耳或負極耳的表面上還覆有周轉面，所述周轉面為所述正極耳表面上的所述第二材料的薄層或者所述負極耳表面上的所述第一材料的薄層。

可選地，在上述電池模組中，所述單體電芯的正極耳和負極耳中的一者為具有第一材料和第二材料的復合板，所述復合板的純第一材料的部分被封裝在所述單體電芯的內部，所述復合板的純第二材料的部分作為極耳引出端，所述正極耳和負極耳中的另一者具有第二材料。

本發(fā)明具有以下技術效果：

1）電芯傳熱效率高，模組冷卻、加熱效率高。本發(fā)明采用獨立的導熱片，能分別傳遞每個電芯的熱量。在一個電芯單元中，只有一個單體電芯、一個導熱片和一個隔熱片，因此單體電芯的熱量能通過導熱片傳遞。

2）電芯之間絕熱良好，有效地避免了濫用或不良造成的熱擴散。當多個電芯單元組成電芯單元組后，會發(fā)現(xiàn)每兩個相鄰電芯單元的單體電芯之間一定會布置有隔熱片，這就避免了單體電芯之間的熱擴散。因此，本發(fā)明既能有效傳遞每一塊電芯的熱量，又能隔離每一塊電芯的熱量，大大提高了傳熱效率。在本發(fā)明中，電芯的熱量能通過導熱片的底部翻邊傳遞到電池模組的底部，為了進一步提高傳熱效率，電池模組底部的綁帶和導熱片的翻邊均有了相應設計。經(jīng)設計的綁帶嵌入了導熱片的翻邊中，由此作為傳熱面的翻邊能直接與附加的冷板進行熱交換。

3）本發(fā)明能夠便于電芯成組串并聯(lián)，具有通用性。當電芯單元以一定的方式串聯(lián)排列、并列排列或綜合這兩種連接的串并聯(lián)排列后，通過線束板可以方便電芯單元集成。線束板上預集成有跨接片和輸出端，將各電芯單元的極耳根據(jù)設計對應地進行連接，并通過跨接片和輸出端實現(xiàn)電連接。因為線束板的存在，所以可以對電池模組內的電芯單元進行各種排布。

4）本發(fā)明可以在電芯極耳做處理，便于正負極耳焊接。本發(fā)明可以既能保證電化學電位，又能使電芯的正、負極耳具有同種材料而便于焊接。即在一種極耳的表面上覆有一層焊接周轉面，該焊接周轉面為薄的不同于該極耳材料的材料層。或者，將一種極耳做成復合材料板，將一種純材料部分封裝在電芯內部，而將另一種純材料部分作為引出端，另一個極耳的材料與該引出端相同。這樣就方便了正負極耳的焊接。

5）本發(fā)明結構簡單，組裝方便，可靠性高，便于量產(chǎn)。在原來的電池模組中，各零部件之間的連接通過螺栓固定，而本發(fā)明的電池模組中的各零部件采用卡扣連接或焊接的方式取代螺栓固定，其中卡扣連接為可拆卸式連接，焊接可采用激光焊接。因此無論是電芯單元的內部連接，框架結構的連接，還是電芯單元組與線束板的連接等，都能方便實現(xiàn)。

本發(fā)明還涉及一種設置有上述電池模組的新能源汽車，因此其具有如上所述的技術效果。

通過以下參考附圖的詳細說明，本發(fā)明的其他方面和特征變得明顯。但是應當知道，該附圖僅僅為解釋的目的設計，而不是作為本發(fā)明的范圍的限定，這是因為其應當參考附加的權利要求。還應當知道，附圖僅僅意圖概念地說明此處描述的結構和流程，除非另外指出，不必要依比例繪制附圖。

附圖說明

結合附圖參閱以下具體實施方式的詳細說明，將更加充分地理解本發(fā)明，附圖中同樣的參考附圖標記始終指代視圖中同樣的元件。其中：

圖1a-1b為本發(fā)明涉及的電池模組經(jīng)組裝后的結構示意圖，其中圖1a為能看到上蓋的側視立體圖，圖1b能看到底部綁帶的側視立體圖；

圖2為本發(fā)明涉及的電池模組的結構分解圖；

圖3a為本發(fā)明涉及的電池模組在端部（前端或后端）上的部件安裝的示意圖；

圖3b-3d分別為本發(fā)明涉及的電池模組的擋板、絕緣盒以及隔離板的結構示意圖；

圖4a為本發(fā)明涉及的電池模組的線束板與電芯單元安裝的結構示意圖；

圖4b-4c為本發(fā)明涉及的電池模組中線束板的第一面和第二面的結構示意圖；

圖5為圖4a-4c中線束板安裝到電池模組后的結構示意圖；

圖6a-6b為本發(fā)明涉及的電池模組的電芯單元的組成的結構示意圖；以及

圖7a-7c分別為本發(fā)明涉及的電池模組的電芯單元中的單體電芯、導熱片和隔熱片的結構示意圖。

具體實施方式

為幫助本領域的技術人員能夠確切地理解本發(fā)明要求保護的主題，下面結合附圖詳細描述本發(fā)明的具體實施方式。

參見圖1a－1b，為本發(fā)明涉及的電池模組的立體視圖，圖1a示出為電池模組的頂部，圖1b示出為電池模組的底部。圖2為該電池模組的分解圖。由上些圖可知，電池模組具有框架結構，該框架結構可以是全金屬框架，其包括上蓋1、左右兩個側板2、前后兩個擋板3和位于底部的多條綁帶4。上蓋1與兩個側板2連接，兩個擋板3與兩個側板2分別連接，多條綁帶4與兩個側板2連接。這些連接可以是通過激光焊接或者弧焊等焊接方式來實現(xiàn)上述部件的集成，因此整個框架結構具有可靠的焊接強度?？蚣芙Y構內部是一排整齊排列的電芯單元，每一個電芯單元由單體電芯11、導熱片12和隔熱片13構成。這些電芯單元以片式單元存在，并根據(jù)設計進行串聯(lián)或并聯(lián)排布。電芯單元的具體結構和它們之間的電連接方式將在下文中詳細描述。兩個側板2夾緊排布后的電芯單元，為了防止熱量從單體電芯11通過側板2傳遞，在單體電芯11與側板2之間還設有隔熱板10（見圖2）。

單體電芯11具有在其至少一端上的正極耳和負極耳。當單體電芯11、導熱片12和隔熱片13構成電芯單元后，兩個極耳是伸出的。這些極耳被接收于線束板7上，線束板7的數(shù)量取決于極耳的設置。當單體電芯11的一對極耳在一端上時，該端上設置一塊線束板7；當單體電芯11的正極耳在前端上，而負極耳在后端上時，這兩端上分別設置一塊線束板7，即共有兩塊線束板7。極耳能夠穿過線束板7并進行折彎，然后采用焊接、如激光焊接的方式與線束板7上的連接端（以下會介紹）進行電連接。線束板7上預集成跨接片8和輸出端9在其中，所謂跨接片8是將多個電芯單元的極耳113、111進行電連接，所謂輸出端9是作為多個電芯單元的統(tǒng)一輸出。因此對于僅有一塊線束板7的設計而言，需在同一塊線束板7上設置正、負兩個輸出端9。而對于兩塊線束板7，則可以是一塊線束板7一個輸出端9的設置。

線束板7外覆蓋有隔離板6進行電氣絕緣處理，隔離高壓。采樣板15（采樣PCB板）預先集成在一絕緣盒5中，絕緣盒5固定在隔離板6上。采樣板15是通過其可以了解到電池模組內部工作狀態(tài)的PCB板，其上有采樣線束和通訊線束等。擋板3扣置于絕緣盒5外部，其兩個折彎邊搭接在左右側板2的兩端，并通過前述的激光焊接或氬弧焊完成連接。另外，采用一定數(shù)量綁帶4于電池模組的底部并焊接在左右兩側板2的相應位置上。最后接通采樣板15上的線束，扣上保護蓋14，即形成現(xiàn)在如圖所示的完整的電池模組。

圖3a示出電池模組的前端（或后端）的分解圖。圖3b-3d分別示出擋板3、絕緣盒5和隔離板6的結構示意圖。擋板3的主體上設有定位孔31，以與絕緣盒5連接。擋板3兩側設有安裝孔32以及折彎邊，折彎邊用于與側板2的端部焊接，以形成框架結構。當框架結構焊接完成后，該安裝孔32能作為電池模組的安裝固定點。

絕緣盒5的頂部設有用于采樣板的出線口51，可以方便采樣板的采樣線束和通訊線束等的進出。絕緣盒5的左右兩側設有安裝過孔52，以與內部的隔離板6連接。絕緣盒5的主體上設有與擋板3對應的定位銷53，以定位部件。絕緣盒5的主體上還設有凸臺54，以定位擋板3和絕緣盒5，并且可以限制擋板3向上移動。

隔離板6隔離內部的電芯單元的高壓極耳與外部的采樣板，起到電氣絕緣的作用。隔離板6的左右兩側對應于絕緣盒5的安裝過孔52設置有安裝孔61，這些安裝孔61與安裝過孔52配合固定。隔離板6的邊緣還設有接近四角位置的卡扣62，這些卡扣62用于與下文會提到的線束板7的卡口74配合鎖定。隔離板6的一處邊緣上還設有端口63，該端口63用于引出內部的電芯單元的經(jīng)輸出匯合的輸出端9，另有保護蓋（圖中未示出）扣在該端口63上以壓緊輸出端9。

參加圖4a，示出了線束板7與電芯單元待連接時的示意圖。圖4b－4c分別示出了線束板7的面朝電芯單元的的第一面77和面朝隔離板6的第二面78。線束板7由高結構強度、高介電強度的塑料件成型。其在第二面78上注塑或鑲嵌連接端71，該連接端71采用紫銅或純鋁等高導電性金屬，用于與單體電芯11的正、負極耳113、111焊接。在線束板7上還布置有一排過孔75對應于每個電芯單元的極耳113、111，當極耳113、111從第一面77到第二面78穿過過孔75后，在連接端71上折彎并與連接端71焊接，如激光焊接。在線束板7的頂端，設計有出線口72，表示連接端71、跨接片8、和輸出端9等部件上的電壓的采樣線束可以通過該出線口72引出。輸出端口73位于出線口72的同側，電芯單元的共同輸出——輸出端9通過線束板7上的輸出端口73進行對外的連接。線束板7在相應于隔離板6的卡扣62的位置上設卡口74，可以與卡扣62配合，使隔離板6固定在線束板7上。在線束板7的第一面77上具有多個伸出的卡扣76，由圖可見，該卡扣76兩個一組并對應于電芯單元的數(shù)量，其用于與電芯單元中的隔熱片13配合，便于線束板7的安裝固定。

再回到圖4a，當電芯單元以一定的方式串并聯(lián)排布之后，每個電芯單元中的單體電芯11的正極耳113和負極耳111從對應的線束板7的過孔75中穿過，根據(jù)串并連需要分別折彎到線束板7的連接端71上，然后進行激光焊接使單體電芯11的正極耳113和負極耳111與線束板7的連接端71形成電連接。當單體電芯11的正、負極耳113、111布置在兩端時，有兩塊線束板分別布置在電芯單元的前后兩端上。當單體電芯11的正、負極耳113、111都布置在一端時，則有一塊線束板7與極耳113、111連接，此時線束板7的過孔75根據(jù)極耳的實際情況設計。

在裝配線束板7之前，預先將跨接片8和輸出端9焊接在線束板7的第二面78的連接端71上或相應位置上?？缃悠?橫跨多個極耳所在的連接端71的區(qū)域，以進行電芯單元之間的電連接。輸出端9是電芯單元輸出的總輸出。圖5示出為線束板7安裝到位后的結構。

另外，可以想得到的是，在單體電芯11的正、負極耳113、111布置在兩端的情況下，不僅線束板7為兩塊，隔離板6、采樣板15、絕緣盒5都應該是雙數(shù)并且布置在電池模組的前后兩端上。

接下來，參見圖6a－6b，其為電芯單元的分解圖，圖7a-c為電芯單元的各組成部分的結構示意圖。一個電池模組中具有多個電芯單元，這些電芯單元以串并聯(lián)的方式排布，并且排成一排以形成電池組。每一個電芯單元均至少包括單體電芯11、導熱片12和隔熱片13。由圖6a-6b可見，導熱片12位于單體電芯11和隔熱片13之間。導熱片12的一側是單體電芯11，另一側是隔熱片13。導熱片12由紫銅或純鋁等高導熱金屬薄板沖裁而成。隔熱片13由絕熱防火材料制成。單體電芯11的大面貼合導熱片12，為了保證足夠的熱傳導接觸面積，可以在單體電芯11和導熱片12之間涂覆導熱膠。導熱片12的另一側與隔熱片13固定連接。在一組經(jīng)排布的電芯單元的組合中，下一個電芯單元的單體電芯11與上一個電芯單元的隔熱片13貼合。這就意味著每個單體電芯11的熱量只能通過本組電芯單元中的與之接觸的導熱片12進行傳導，而且，由于相鄰電芯單元的導熱片12之間必然存在隔熱片13，因隔熱片13的絕熱性，避免了熱量在不同單體電芯11之間的傳遞，從而有效避免了相鄰電芯單元的單體電芯11之間的熱擴散。

參見圖7a，以單體電芯11的正、負極耳113、111分別在單體電芯11的兩端為例，正極耳113采用第一材料，負極耳111采用第二材料，第一材料與第二材料都是金屬，極耳的不同材料采用能保證電化學電位和避免引起電化學腐蝕，但是，異種金屬的焊接難度大大增加。為此，其中一個極耳的表面上，例如在負極耳111的表面上至少設置第一材料箔以作為焊接周轉面112，因此負極耳111在焊接時能與正極耳113的材料相同。或者，將其中一個極耳做成復合材料板，例如負極耳111形成為具有第一材料和第二材料的復合材料板，其中復合材料板的純第二材料部分被封裝在單體電芯11的內部，純第一材料部分為負極耳111的引出端，而正極耳113為純第一材料；或者正極耳113形成為具有第一材料和第二材料的復合材料板，其中復合材料板的純第一材料部分被封裝在單體電芯11的內部，純第二材料部分為正極耳113的引出端，而負極耳111為純第二材料。

當單體電芯11的正極耳113采用純鋁材料，負極耳111采用純銅材料時，可以在負極耳111的表面上焊接、例如超聲波焊接一層薄的鋁箔作為焊接周轉面112，或者采用銅鋁復合板作為負極耳111，其中純銅部分被封裝在單體電芯11的內部，純鋁部分作為負極耳111的引出端，如此負極耳111和正極耳113都是相同的純鋁材料，可以便于激光焊接。

或者，作為非功率型電池模組，也可以采用在正極耳113的表面上超聲波焊接一層薄的銅箔作為轉接面/焊接周轉面112，或者采用銅鋁復合板作為正極耳113，其中純鋁部分被封裝在單體電芯11的內部，純銅部分作為正極耳113的引出端，如此負極耳111和正極耳113都是相同的純銅材質，便于釬焊焊接。

導熱片12的結構示意圖見圖7b。導熱片12采用純銅或純鋁等高導熱金屬板材機加工成型。導熱片12的一端設有卡口121，該卡口121用于與隔熱片13連接。導熱片12的大面125作為與單體電芯11的大面接觸的傳熱面。導熱片12的底部折彎成翻邊124，以作為導熱片12向下進行熱量傳遞的傳熱面。在電池模組裝配完后，其底部會另設一塊冷板以與導熱片12的翻邊124接觸由此進行熱交換。在翻邊124上沖壓了一系列的加強筋122以保證導熱片12的整體剛度，同時在翻邊124上也沖壓了多個凹口123，至多與凹口123數(shù)量相當?shù)慕墡?沿著這些凹口123橫穿過電芯單元組并與兩側側板2焊接連接。由于凹口123的作用，綁帶4能嵌在凹口123內，這樣作為傳熱面的翻邊124不與綁帶4產(chǎn)生干涉。

圖7c為隔熱片13的結構示意圖。該隔熱片13由絕熱防火材料制成，可以采用PI、PA、PE、POM、云母等材料。隔熱片13的大面132作為隔離面避免單體電芯11之間的熱量傳遞。隔熱片13的一端上設有卡扣131，以與導熱片12上的卡口121固定。隔熱片13的另一端上設有卡口133，這些卡口133與之前介紹的線束板7上的卡扣76互鎖連接，使得線束板7與電芯單元固定，提高電池模組的組裝效率。應該知道的是，當線束板7安裝在電芯單元的前后兩端上時，隔熱片13的卡口133也應對稱地設置在兩端上。這里的卡口133——卡扣76連接是一種實用可靠的連接方案。結合圖6b，卡口133可以彎成直角的U字形，而卡扣76為圓柱形，其中間設有圓周槽，當卡扣76穿入卡口133后，卡口133被限制在圓周槽內，從而完成連接。這種連接方便實施而且可靠，而且也可以拆開重復使用。卡口133、121可以形成于隔熱片13的兩端上（如圖7c所示）以與線束板7連接，或者形成于導熱片12的一端上（如圖7b所示）以與隔熱片13連接?？?31、76可以形成于隔熱片13的一端上（如圖7c所示）以與導熱片12連接，或者形成于線束板7的第一面77上（如圖4b所示）。

當單體電芯11、導熱片12和隔熱片13組成電芯單元后，可以將多個電芯單元以串并聯(lián)的方式進行排布。在如圖4a、5所示的電池模組中，以正、負極耳113、111分開布置在單體電芯11的兩端為例，該電池模組中有12個電芯單元，其中每4個電芯單元的相同極耳排布在同一端，這4個電芯單元為并聯(lián)連接，并且構成一個電芯單元組，因此該電池模組內有第一電芯單元組、第二電芯單元組和第三電芯單元組。再將這三組電芯單元組串聯(lián)連接，即第一電芯單元組與第二電芯單元組的相同電極不在同一端，第二電芯單元組與第三電芯單元組的相同電極不在同一端。例如，可結合圖4a，從右起將看到的是，第一電芯單元組的正極、第二電芯單元組的負極、以及第三電芯單元組的正極。在圖中所示的線束板7上，預集成的跨接片8橫跨第一電芯單元組、第二電芯單元組即總共八個電芯單元所在的位置，而在看不到的另一端的線束板7上，預集成的跨接片8將橫跨第二電芯單元組、第三電芯單元組即總共也是八個電芯單元所在的位置。與此同時，在線束板7上相對于跨接片8的對角位置上，預集成的是整個電池模組的輸出端9。或者，能想得到的是，也可以在該位置上使用預集成的另一塊跨接片，即在如圖所示的線束板7中，第二跨接片橫跨第三電芯單元組即四個電芯單元的正極耳113所覆蓋的連接端71的區(qū)域，在看不到的另一端的線束板上，第二跨接片橫跨第一電芯單元組即四個電芯單元的負極耳111所覆蓋的連接端71的區(qū)域，這些第二跨接片再分別與各輸出端連接。在如圖所示的線束板7中，該輸出端9為正極輸出端，而在對面端的線束板（未示出，但可以想像得到）上，輸出端為負極輸出端。

可以想得到的是，還可以根據(jù)設計需求以其它排布方式排布電芯單元，線束板7的電連接部分、結構、以及預接跨接片8和輸出端9的布置也會相應地發(fā)生改變。本申請的電池模組的電芯單元排布方式不限于上述方式。

當線束板7與這12個電芯單元固定后，可在線束板7外裝上電氣絕緣的隔離板6，輸出端9從端口63引出。在絕緣盒5內側先安裝好采樣板15，再將絕緣盒5固定到隔離板6上。然后裝上擋板3于最外面，并且擋板3與兩個側板2焊接連接。將綁帶4從底部穿過，并與側板2焊接連接，由此框架結構形成。最后接通采樣線束，將輸出極保護蓋14扣置于隔離板6上，完成電池模組裝配。

為了方便介紹，本申請中提到的“側”、“側板”、“兩側”等方位術語指的是參照于附圖所示的電池模組的左右（或橫向）方向，而“端”、“兩端”、“前端”、“后端”等方位術語指的是電池模組的前后（或軸向）方向。另外，“頂部”、“底部”等方位術語指的是電池模組的上下方向。但是，上述方向或方位術語僅用來便于描述，本領域技術人員能夠想得到的是，對于電池模組的描述可以不限于上述方向或方位術語。在三維空間內，這些方向或方位術語可以發(fā)生變化。

雖然已詳細地示出并描述了本發(fā)明的具體實施例以說明本發(fā)明的原理，但應理解的是，本發(fā)明可以其它方式實施而不脫離這樣的原理。