CN103872279A - 动力电池包、动力电池包组及汽车 - Google Patents

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朱子川
刘松鹤
康兴朝
韩志风
李金广
闫彦朋
刘佳庆
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Abstract

本发明涉及一种电能装置，尤其涉及一种动力电池包，其包括箱体，固定在箱体内的电池单元，所述的电池单元因倾斜设置而与箱体内壁之间形成非等径的第一缓冲腔。同时，本发明涉及一种具有该动力电池包的动力电池包组及汽车。采用本发明的技术方案，在对现有电池包结构改动较小的前提下，实现了对碰撞力更为有效的缓冲吸收，同时提高了散热效果，其整体结构简单。

Description

动力电池包、动力电池包组及汽车
技术领域
本发明涉及一种电能装置，尤其涉及一种动力电池包，同时，本发明涉及一种具有该动力电池包的动力电池包组及汽车。
背景技术
随着能源紧缺、石油涨价、城市环境日益严重的污染，对于替代石油产品的新能源开发越来越的被各国政府所重视，在车辆领域，纯电动、混合动力汽车将成为未来汽车行业发展的必然趋势。在新能源电动汽车、混合动力汽车体系，动力电池系统是其不可缺少的重要组成部分，然而，电动汽车动力系统（动力电池包）的安全性一直制约着电动汽车的快速发展，随着机动车数量越来越庞大，交通事故的频发，对电动汽车动力电池包的安全可靠性要求也越来越高。
现阶段动力电池包的结构中，其主要由箱体以及固定设置在箱体内的电池单元构成，电池单元由由多个并排固定在电芯固定架上的圆柱电芯或方形电芯构成，在该结构中，电池单元在箱体内都是横向或者纵向有规则平行排列，此种排列在车辆受到撞击后无法缓冲撞击力度，电芯受到直接撞击之后很容易导致电芯内部极片错位发成短路，直接撞击还容易造成电芯电解液泄漏。
此外，基于如上结构，电池包的散热效果不够理想，虽然各电芯以及电池单元之间留有散热间隙，但由于各单元平行排列，其散热效果较差，为提高电池包的散热效果，现有技术中，如中国发明专利申请CN102956850A公开的一种带均衡散热结构的动力电池箱等，虽然能够实现较好的散热效果，但其对整个电池包结构变动较大，且增设排风扇等排风装置，使得制造成本较高。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种能够有效的缓冲车辆碰撞力且提高散热效果的动力电池包。
为实现上述目的，本发明的动力电池包，包括箱体，固定在箱体内的电池单元，所述的电池单元因倾斜设置而与箱体内壁之间形成非等径的第一缓冲腔。通过对箱体内电池单元的设置，使电池单元与箱体内壁之间形成非等径的第一缓冲腔，可在车辆发生碰撞时，碰撞力通过箱体加载电池单元前，能够通过第一缓冲腔进行缓冲，实现了对碰撞力的有效衰减，同时，在电池包散热过程中，由于第一缓冲腔为非等径结构，气流在第一缓冲腔内能够形成气旋，提高了散热效果。
作为对上述方式的改进，所述的电池单元为倾斜固定在箱体内的多个，各相邻电池单元之间形成非等径的第二缓冲腔。通过电池单元中形成的第二缓冲腔，实现了对碰撞力在电池单元之间传递时的衰减，同时，在电池包散热过程时，能够进一步的在各电池单元中形成气旋，进一步提高散热效果。
作为对上述方式的限定，所述的第一缓冲腔和第二缓冲腔为三角形。缓冲腔采用三角形结构，便于电池单元在箱体内的设置，且碰撞吸能效果更佳。
作为对上述方式的限定，所述的电池单元由多个并排固定在电芯固定架上的圆柱电芯或方形电芯构成。
本发明同时提供了一种动力电池包组，该动力电池包组由如上所述的动力电池包构成。
作为对上述方式的限定，各相邻动力电池包之间成角度设置。通过对电池包之间的相对位置设定，可以提高电池包组整体的碰撞缓冲效果以及散热效果。
此外，本发明还提供了一种汽车，该汽车搭载有如上所述的动力电池包。
综上所述，采用本发明的技术方案，在对现有电池包结构改动较小的前提下，实现了对碰撞力更为有效的缓冲吸收，同时提高了散热效果，其整体结构简单。 
附图说明
下面结合附图及具体实施方式对本发明作更进一步详细说明：
图1为本发明实施例一的整体结构示意图；
图2为图1中分电池单元的结构示意图；
图3为图2的俯视图；
图4为本发明实施例二的整体结构示意图；
图5为本发明实施例三的整体结构简图。
图中：1、动力电池包；101、箱体；102、第一电池单元；103、第二电池单元；104、第三电池单元；105、第四电池单元；106、分电池单元；107、第一缓冲腔；108、第二缓冲腔；109、电芯；1011、电芯固定架；1012、连接孔；2、车体。
具体实施方式
实施例一
本实施例涉及一种动力电池包1，由图1所示，其包括内部中空的、呈矩形的箱体101，在箱体101的内部固定设置有四组电池单元，基于本实施例的结构，为了便于描述，位于图1所示箱体101内左上角的电池单元为第一电池单元102，左下角的电池单元为第二电池单元103，右上角的电池单元为第三电池单元104，右下角的电池单元为第四电池单元105，且电池单元均由两个相同的且平行设置的分电池单元106构成，如上的四组电池单元，以箱体101的竖直中心线和水平中心线为坐标系，分布在该坐标系的四个象限内。
本发明的设计思想在于将电池单元倾斜设置在箱体内，以使各电池单元与箱体101内壁之间形成非等径的第一缓冲腔107。基于如上思想，本实施例中，各电池单元与构成坐标系的竖直中心线或水平中心线成角度设置，以实现电池单元于箱体内的倾斜设置。同时，在本实施例中，各相邻电池单元之间形成非等径的第二缓冲腔108。具体来讲，第一电池单元102与第二电池单元103、第三电池单元104和第四电池单元105均相对于箱体101的水平中心线镜向设置，同时，第一电池单元102和第三电池单元104、第二电池单元103和第四电池单元105均相对于箱体101的竖直中心线镜向设置，该设置，使得第一缓冲腔107以及第二缓冲腔108均具有三角形结构，同时使得整体结构布局更加紧凑，缩小了电池包整体的尺寸。此外，该设置，使得四个电池单元于中部形成由两个三角形的第二缓冲腔108组成的闭合的菱形空腔结构，能够对碰撞力具有更好的缓冲吸能效果，以及在散热过程中于菱形空腔中部形成气旋的均匀散热效果。
由图2结合图3所示，分电池单元106包括并排设置的圆柱形电芯109，以及包合在电芯109外部的电芯固定架1011，在电芯固定架1011上设有用于通过螺栓与箱体101固连的连接孔1012，各相邻电芯109之间间距设置，其整体结构可采用现有的电芯固定结构。
在车辆发生碰撞时，以碰撞力加载在图1所示状态的箱体101底部为例，箱体101的底部首先承受冲击力，并经由箱体101底部内壁与第二电池单元103、第四电池单元105之间形成的两个第一缓冲腔107进行一次缓冲，缓冲后，碰撞力传递给第二电池单元103和第四电池单元105，经此两组电池单元自身重力以及与箱体101的固定力进行消耗后，经第二电池单元103左侧的第一缓冲腔107、第四电池单元105右侧的第一缓冲腔107、第一电池单元102与第二电池单元103之间的第二缓冲腔108、第三电池单元104与第四电池单元105之间的第二缓冲腔108、以及四组电池单元围成的菱形空腔进行二次缓冲、吸收，经此二次缓冲后的碰撞力，经第一电池单元和第三电池单元自身重力以及与箱体之间的固定力消耗后，最后经第一电池单元102左侧的第一缓冲腔、第三电池单元右侧的第一缓冲腔、第一电池单元和第三电池单元与箱体101上方内壁之间的第一缓冲腔进行三次缓冲吸收，其有效的实现了车辆碰撞过程中对电池包的保护效果。
在电池包正常散热过程中，车辆行驶的空气由图1所示状态的箱体101左侧吹入到箱体101内，经过第一电池单元102和第二电池单元左侧的第一缓冲腔、以及二者之间的第二缓冲腔形成气旋，并经过第一电池单元102和第二电池单元103后，在四组电池单元围成的菱形空腔内形成气旋，此时，由于菱形空腔结构的作用，能够使散热更加均匀，此后，气流经过第三电池单元和第四电池单元后，排出，为了便于气流的排出，在第三电池单元104和第四电池单元105右侧的第一缓冲腔中，装设强制抽风风扇，由抽风风扇将气流抽出。
此外，值得说明的是，如上结构仅是基于本发明设计思想下的具体结构，在使用时，各电池单元可以采用一个或多个分电池单元。
实施例二
由图4所示，本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于电芯109采用方形电芯结构。
实施例三
本实施例涉及一种动力电池包组，如图5所示，该电池包组具有四个实施例一或实施例二所述的动力电池包1的结构，且在本实施例中，电池包组在车体2上布置时，为了提高各电池包之间的散热效果及对碰撞力的吸收，相邻的动力电池包1之间具有如实施例一中四个电池单元的布局结构，也就是各相邻动力电池包之间成角度设置。

Claims (7)

1.一种动力电池包，包括箱体，固定在箱体内的电池单元，其特征在于：所述的电池单元因倾斜设置而与箱体内壁之间形成非等径的第一缓冲腔。
2.根据权利要求1所述的动力电池包，其特征在于：所述的电池单元为倾斜固定在箱体内的多个，各相邻电池单元之间形成非等径的第二缓冲腔。
3.根据权利要求2所述的动力电池包，其特征在于：所述的第一缓冲腔和第二缓冲腔为三角形。
4.根据权利要求3所述的动力电池包，其特征在于：所述的电池单元由多个并排固定在电芯固定架上的圆柱电芯或方形电芯构成。
5.一种动力电池包组，其特征在于：由多个具有如权利要求1所述的动力电池包构成。
6.根据权利要求5所述的动力电池包组，其特征在于：各相邻动力电池包之间成角度设置。
7.一种汽车，其特征在于该汽车搭载有如权利要求1所述的动力电池包。
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