【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电池模组灌封装置、其灌封方法和由此得到的电池模组。
技术介绍
1、聚氨酯材料以其出色的能量吸收、优异的高强度和高粘接力、优异的隔热性能、优异的环境相容性、优异的耐久性，高阻燃、防潮、耐高温等性能，被广泛应用于汽车内饰、建筑隔热、中央空调、保温箱、化工罐体等领域。特别是其兼顾保温、阻燃和和对基材高粘接强度的性能引起了电池电芯粘结厂家和电动汽车厂家的广泛重视和研究兴趣。
2、电动汽车电池经历了从电池模组设计、电芯与汽车箱体集成(ctp)到电芯与汽车车身集成(ctc)研发和发展过程。在这个开发和发展过程中聚氨酯体系性能开发结合聚氨酯树脂体系高效加工方法在电芯与汽车箱体集成ctp和电芯与汽车车身集成ctc研发和发展过程中越来越重要。
3、电动汽车以及这些技术的发展使得单个电池模组中电芯数量越来越多、排布更紧凑，更要求整个电池包与汽车车身集成(ctc)刚性和强度保持一致，由此对电芯灌封工艺提出了更高的挑战。
4、传统的电芯灌封方法，采用单个或多个浇注枪头逐个填充电芯间隙，导致灌封效率低下，往往后面的浇注点尚未浇注，前面的灌封料已经开始起泡，导致泡沫不均匀、出现空鼓、折痕等现象。也有采用单个或多个喷枪进行移动浇注，该方式也极易导致泡沫不均匀、出现空鼓等现象。
5、wo 2022/188050公开了一种灌封电池的方法，包括将反应混合物注入到电池周围的空隙中，使得反应混合物反应、膨胀和固化。然而该方法未涉及提高灌封效率的同时保证灌封材料高度一致，泡沫中不出现空洞或气泡的方法。p>
6、wo 2019/161292公开了一种灌封电池单元的方法，包括将灌封组合物作为液体施加，以使灌封组合物流过相邻电池单元之间和电池单元和电池外壳的壁之间的间隙，液体灌封组合物具有充分流动性，以在固化形成灌封化合物之前稳定在基本均等高度，灌封组合物在施加后硬化成固体并形成灌封化合物，所述的灌封组合物中包括至少15重量％的液体阻燃剂。该方法依靠灌封组合物的流动性实现灌封化合物的均匀分布，但是不能适用于其他灌封组合物配方。
7、现有的电池灌封方法主要应用于全包覆灌封料的电池模组，但无法满足电车制造商对电池电芯上表面不接触灌封料的要求，并且灌封料固化后的表面难以实现平整、无缺陷、泡沫密度均匀的要求。
8、因此急需开发一种适用于工业大规模生产的电芯灌封方法。
技术实现思路
1、一方面，本专利技术提供了一种电池模组灌封装置，其包括一灌封料混合输出装置(110)，并与至少一分流浇注装置(100)连通；
2、所述的灌封料混合输出装置(110)具有一出口，该出口具有一出口内横截面积s出，
3、所述的分流浇注装置包括至少一个主管(115)和至少两个支管(120)，每个支管(120)具有一出口，该出口具有一出口内横截面积s支，各个支管的出口内横截面积s支可以相同或不相同，
4、所述主管(115)与每个所述支管(120)连通，所述的分流浇注装置通过所述主管(115)与所述灌封料混合输出装置(110)的所述出口连通，
5、所有支管(120)的出口内横截面积的总和∑s支应满足：
6、s出*15％≤∑s支≤s出，
7、所述灌封料混合输出装置(110)被设置为输出流量达到大于或等于100g/s的输出装置。
8、较佳地，所述的电池模组灌封装置还包括一由包含至少一发泡板的材料制得的盖板，用于覆盖并接触电芯的上表面，较佳地覆盖并接触所有所述电芯的上表面。所述的盖板较佳地可具有至少一个通孔，用于使所述灌封料和/或所述支管的出口通过所述的通孔。所述的发泡板(或称为泡沫板)较佳地选自有机硅泡沫板、聚乙烯泡沫板、聚苯乙烯泡沫板、聚氨酯泡沫板或其组合。
9、另一方面，本专利技术还提供了一种电池模组灌封方法，其包括：
10、(i)提供一外壳并将所述电芯设置在所述外壳中并在其中留有空隙和空间；
11、(ii)使用本专利技术所述的电池模组灌封装置，向所述电芯之间的一部分空隙和/或所述电芯与所述电池模组的外壳之间的一部分空间内浇注所述灌封料，
12、(iii)浇注的所述灌封料流动至所有剩余的所述空隙和所述空间，和
13、(iv)所述灌封料发泡并固化，即可，
14、其中较佳地，被所述灌封料浇注的所述空隙和所述空间的总数与所述的电池模组灌封装置的所述支管的所述出口的数量相等。
15、在本专利技术一较佳的实施方式中，提供一种所述的电池模组灌封方法，包括：
16、(1)将所述的电芯放置于所述电池模组的外壳中并在其中留有空隙和空间；
17、(2)将至少一所述的盖板覆盖所述电芯的上表面，所述的盖板上具有至少一通孔，所述通孔的位置设置为位于所述空隙或空间的上方；所述的盖板的下表面为与所述电芯接触的表面；
18、(3)使用所述电池模组灌封装置，通过所述通孔向一部分所述电芯之间的空隙中和/或一部分所述电芯和所述外壳之间的空间中浇注所述灌封料；
19、(4)所述灌封料流动至所有剩余的所述空隙和所述空间；
20、(5)所述灌封料发泡并固化。
21、其中，较佳地，被所述灌封料浇注的所述空隙和所述空间的总数与所述盖板上所述通孔的数量总和相等；和/或，被所述灌封料浇注的所述空隙和所述空间的总数与所述的电池模组灌封装置的所述支管的所述出口的数量相等；和/或
22、较佳地，在所述的固化完成前，所述盖板在其垂直方向上不发生位移。
23、另一方面，本专利技术还提供了一种电池模组，其包括一外壳以及设置在一外壳内的多个所述电芯，所述电芯之间以及所述电芯与所述外壳之间具有采用本专利技术所述的电池模组灌封方法灌封得到的固化的灌封料。
24、另一方面，本专利技术还提供了一种电动汽车，其包括至少一个所述的电池模组。
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1.一种电池模组灌封装置，其包括一灌封料混合输出装置(110)，其特在于其还包括至少一分流浇注装置(100)；
2.如权利要求1所述的电池模组灌封装置，其特征在于，所述的电池模组灌封装置还包括一盖板，所述盖板由包含至少一发泡板的材料制得，用于覆盖并接触电芯的上表面；所述的盖板具有大于或等于3mm，较佳地为3mm-10cm，更佳地为1cm-5cm的厚度。
3.如权利要求2所述的电池模组灌封装置，其特征在于，所述的发泡板选自有机硅泡沫板、聚乙烯泡沫板、聚苯乙烯泡沫板、聚氨酯泡沫板或其组合；所述的聚氨酯泡沫板在与所述电芯接触的表面上较佳地设置一薄膜层，所述的薄膜较佳地包括聚六氟丙烯、聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙稀、聚氟乙烯、聚乙烯和聚丙烯中的一种或多种或其共聚物，更佳地为聚六氟丙烯、聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙稀和聚氟乙烯中的一种或多种或其共聚物。
4.如权利要求2或3所述的电池模组灌封装置，特征在于，所述的盖板具有至少一个通孔，用于使所述灌封料和/或所述支管的出口通过所述的通孔；所述通孔的数量较佳地与所述支管
5.如权利要求1-4中任一项所述的电池模组灌封装置，其特征在于：每个所述支管的出口外横截面的尺寸设置为使所述支管的出口能够将灌封料浇注到电芯之间形成的空隙中，较佳地为能够插入电芯之间形成的空隙以浇注灌封料。
6.如权利要求1-5中任一项所述的电池模组灌封装置，其特征在于：至少一个所述支管的至少一部分为可弯曲柔性管，优选为至少一个所述支管中包括所述出口的部分为可弯曲柔性管；更优选为所述的支管包括一刚性管件和所述的可弯曲柔性管，所述的刚性管件与主管相连通。
7.如权利要求1-6中任一项所述的电池模组灌封装置，其特征在于：所有支管之间的长度差小于或等于30％，基于所有支管中的最短的支管长度计。
8.如权利要求1-7中任一项所述的电池模组灌封装置，其特征在于：所述的支管的数量为2以上的偶数，所述的支管较佳地以轴对称的方式分布在所述主管的周围，其中以所述主管中心线为轴；或所述的支管的数量为3以上的奇数，所述的支管较佳地以所述主管中心线为轴呈放射状均匀分布。
9.如权利要求1-8中任一项所述的电池模组灌封装置，其特征在于：所述的支管的形状，为直管状结构、弯管状结构或半n型结构，所述的弯管状结构较佳地为直角弯管结构。
10.如权利要求1-9中任一项所述的电池模组灌封装置，其特征在于：所述的主管和/或至少一个所述的支管上设置至少一个进气管，用于向所述分流浇注装置中通入高压气体；较佳地，所述的进气管上还设置至少一个阀门。
11.如权利要求1-10中任一项所述的电池模组灌封装置，其特征在于：所述的电池模组灌封装置还包括至少一个原料罐，所述原料罐与灌封料混合输出装置连通；在每个原料罐和所述灌封料混合输出装置之间较佳地分别设置一泵。
12.一种电池模组灌封方法，其特征在于：其包括：
13.如权利要求12所述的电池模组灌封方法，其特征在于：其包括:
14.如权利要求13所述的电池模组灌封方法，其特征在于：其包括如下步骤：
15.如权利要求12所述的电池模组灌封方法，其特征在于：其包括在浇注所述灌封料之后，将至少一如权利要求2或3所述的盖板覆盖在所述电芯的上表面上，向所述的盖板上施加一外力，使得所述的盖板在所述的固化完成前，不产生垂直方向的位移。
16.如权利要求15所述的电池模组灌封方法，其特征在于：其包括如下步骤：
17.如权利要求12-16中任一项所述的电池模组灌封方法，其特征在于，每10-50个电芯设置一个浇注点，较佳地为每20-40个电芯设置一个浇注点。
18.如权利要求12-17中任一项所述的电池模组灌封方法，其特征在于：在浇注完成后，向进气管中通入高压气体，高压气体的压力为2-20bar，优选8-15bar，气体的流量为5-50Nm3/h，优选30-50Nm3/h。
19.一种电池模组，其包括一外壳以及设置在所述的外壳内的多个所述电芯，所述的电芯之间以及所述的电芯与所述的外壳之间具有采用如权利要求12-18中任一项所述的电池模组灌封方法灌封得到的固化的灌封料；所述的固化的灌封料的高度较佳地小于或等于所述的电芯的高度；所述的电芯的数量较佳地为10-1000，更佳地为10-900；相邻的所述电芯的间距较佳地为0.5-10mm，更佳地为0.5-5mm。
20.一种电动汽车，其特征在于：其包括至少一个如权利要求19所述的电池模组。
...【技术特征摘要】
1.一种电池模组灌封装置，其包括一灌封料混合输出装置(110)，其特在于其还包括至少一分流浇注装置(100)；
2.如权利要求1所述的电池模组灌封装置，其特征在于，所述的电池模组灌封装置还包括一盖板，所述盖板由包含至少一发泡板的材料制得，用于覆盖并接触电芯的上表面；所述的盖板具有大于或等于3mm，较佳地为3mm-10cm，更佳地为1cm-5cm的厚度。
3.如权利要求2所述的电池模组灌封装置，其特征在于，所述的发泡板选自有机硅泡沫板、聚乙烯泡沫板、聚苯乙烯泡沫板、聚氨酯泡沫板或其组合；所述的聚氨酯泡沫板在与所述电芯接触的表面上较佳地设置一薄膜层，所述的薄膜较佳地包括聚六氟丙烯、聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙稀、聚氟乙烯、聚乙烯和聚丙烯中的一种或多种或其共聚物，更佳地为聚六氟丙烯、聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙稀和聚氟乙烯中的一种或多种或其共聚物。
4.如权利要求2或3所述的电池模组灌封装置，特征在于，所述的盖板具有至少一个通孔，用于使所述灌封料和/或所述支管的出口通过所述的通孔；所述通孔的数量较佳地与所述支管的出口的数量相等。
5.如权利要求1-4中任一项所述的电池模组灌封装置，其特征在于：每个所述支管的出口外横截面的尺寸设置为使所述支管的出口能够将灌封料浇注到电芯之间形成的空隙中，较佳地为能够插入电芯之间形成的空隙以浇注灌封料。
6.如权利要求1-5中任一项所述的电池模组灌封装置，其特征在于：至少一个所述支管的至少一部分为可弯曲柔性管，优选为至少一个所述支管中包括所述出口的部分为可弯曲柔性管；更优选为所述的支管包括一刚性管件和所述的可弯曲柔性管，所述的刚性管件与主管相连通。
7.如权利要求1-6中任一项所述的电池模组灌封装置，其特征在于：所有支管之间的长度差小于或等于30％，基于所有支管中的最短的支管长度计。
8.如权利要求1-7中任一项所述的电池模组灌封装置，其特征在于：所述的支管的数量为2以上的偶数，所述的支管较佳地以轴对称的方式分布在所述主管的周围，其中以所述主管中心线为轴；或所述的支管的数量为3以上的奇数，所述的支管较佳地以所述主管中心线为轴呈放射状均匀分布。
9.如权利要求1-8中任一项所述的电池模组灌封装...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晨曦，顾耀良，李立强，陶学飞，魏桦，施灵，
申请(专利权)人：科思创德国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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