CN105489828A - 动力电池模组和具有其的动力电池包 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力电池模组和具有其的动力电池包，所述动力电池模组包括：壳体；至少一个电气控制装置，所述电气控制装置包括控制件容纳盒和设在所述控制件容纳盒中的控制元件；以及多个单体电池，所述单体电池包括电芯容纳盒和设在所述电芯容纳盒内的电芯，所述电气控制装置与多个所述单体电池并排设在所述壳体内。通过将控制元件设在控制件容纳盒内，从而即可以节省动力电池模组的外部安装空间，又可以对控制元件起到保护的作用，而且还可以保证不同规格的控制元件的安装结构是相同的，提升了产品的标准化，缩短了开发周期。

Description

动力电池模组和具有其的动力电池包

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其是涉及一种动力电池模组和具有其的动力电池包。

背景技术

介于新能源汽车的动力电池模组电压较高，在碰撞时易造成高压拉弧，或者在装配时因违规的维修拆卸等会造成人身伤害。因此为了解决该问题，本领域的技术人员通常会在电池模组上设置用于保护电路的控制元件。

然而现有技术中，控制元件通常是直接设在电池模组的壳体外，这样不可避免地会占用汽车的安装空间，并且控制元件设在壳体外容易受到损伤。即便是将控制元件设在壳体内，由于不同规格的控制元件结构不相同，由此造成控制元件在壳体内的安装结构不通用，不同结构的控制元件还要设计不同的安装结构，严重影响开发周期。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明需要提供一种动力电池模组，该动力电池模组通过将控制元件设在控制件容纳盒内，从而即可以节省动力电池模组的外部安装空间，又可以对控制元件起到保护的作用，而且还可以保证不同规格的控制元件的安装结构是相同的，提升了产品的标准化，缩短了开发周期。

本发明还需要提供一种具有该动力电池模组的动力电池包。

根据本发明第一方面实施例的动力电池模组，包括：壳体；至少一个电气控制装置，所述电气控制装置包括控制件容纳盒和设在所述控制件容纳盒中的控制元件；以及多个单体电池，所述单体电池包括电芯容纳盒和设在所述电芯容纳盒内的电芯，所述电气控制装置与多个所述单体电池并排设在所述壳体内。

根据本发明实施例的动力电池模组，通过将控制元件设在控制件容纳盒内，并且将控制件容纳盒安装到壳体内，从而即可以节省动力电池模组的外部安装空间，又可以对控制元件起到保护的作用，而且还可以保证不同规格的控制元件的安装结构是相同的，提升了产品的标准化，缩短了开发周期。

根据本发明第二方面实施例的动力电池包包括：安装体；多个根据上述的动力电池模组，所述动力电池模组设在所述安装体上；以及多个动力连接件，所述动力连接件用于连接所述动力电池模组。

由于上述的动力电池模组的安装空间布置更加合理，产品标准化高，开发周期短，因此通过设置该动力电池模组，从而可以合理化安装空间，提高动力电池包的产品标准化，缩短动力电池包的开发周期。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的动力电池模组的控制件容纳盒的外形图；

图2是图1所示的控制件容纳盒的爆炸图，其内部示出了继电器装置、保险装置的安装结构；

图3是图2所示的继电器装置的外形图；

图4是根据本发明实施例的动力电池模组的外形图；

图5是图4所示的动力电池模组的爆炸图；

图6是根据本发明实施例的动力电池包的立体图。

附图标记：

动力电池包1000；动力连接件1001；安装体1002；

动力电池模组100；

壳体10；底壳101；盖板102；

控制件容纳盒11；

第一外壳111；定位柱1111；安装孔1112；支撑筋1113；

第二外壳112；紧固通孔1121；避让部1122；避让开口1123；支撑板1124；间隔筋板1125；

电芯容纳盒12；

继电器装置2；继电器壳体21；定位凸耳22；定位孔221；

保险装置3；保险壳体31；

第一金属连接片4；第二金属连接片5；第一极柱51；第三金属连接片6；第二极柱61；

第四金属连接片7；第一肢71；第二肢72；

第五金属连接片8；第三肢81；第四肢82；

电磁采集器9。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图5描述根据本发明实施例的动力电池模组100。需要说明的是，根据本发明实施例的动力电池模组100可以应用到类似于混合动力汽车、电动汽车等交通工具中，以便为其提供动力。

根据本发明实施例的动力电池模组100包括：壳体10、至少一个电气控制装置和多个单体电池。壳体10可以包括底壳101和盖板102，盖板102盖设在底壳101上。

电气控制装置包括控制件容纳盒11和设在控制件容纳盒11中的控制元件，单体电池包括电芯容纳盒12和设在电芯容纳盒12内的电芯，可以理解的是，电芯设在电芯容纳盒12内以便构成单体电池，单体电池为电动汽车等交通工具提供电力。电气控制装置与多个单体电池并排设在壳体内。电气控制装置与单体电池之间电连接。

多个单体电池之间可以串联或并联，控制元件设在控制件容纳盒11内且与与之相邻的单体电池进行串联，以便对多个并联或串联的单体电池起到电压保护或电路包括、控制的作用，由此可以避免整个动力电池模组100碰撞而产生高压拉弧等危险现象。

根据本发明实施例的动力电池模组100，通过将控制元件设在控制件容纳盒11内，并且将控制件容纳盒11安装到壳体内，从而即可以节省动力电池模组100的外部安装空间，又可以对控制元件起到保护的作用，而且还可以保证不同规格的控制元件的安装结构是相同的，提升了产品的标准化，缩短了开发周期。

进一步地，控制件容纳盒11的形状与电芯容纳盒12的形状相同，这样电芯容纳盒12和控制件容纳盒11的结构趋于一致，在壳体10内进行布置时能够更加方便、组装更加简单。当然可以理解的是，“控制件容纳盒11的形状与电芯容纳盒12的形状相同”是指，控制件容纳盒11与电芯容纳盒12的形状可以完全相同，即二者可以通过同样的模具制造；当然控制件容纳盒11与电芯容纳盒12的形状还可以大致相同，即二者的外形差距不大。

有利地，控制件容纳盒11的形状可以为长方体形且电芯容纳盒12的形状也为长方体形，由此可以使控制件容纳盒11与电芯容纳盒12的结构简单，而且长方体形的电芯容纳盒12和控制件容纳盒11具有占用空间小的特点。

相应地，控制件容纳盒11的长度与电芯容纳盒12的长度相等，控制件容纳盒11的高度与电芯容纳盒12的高度相等，其中长度在图5中为前后方向上的尺寸，高度在图5中为为上下方向上的尺寸。由此可以使动力电池模组100中的控制件容纳盒11和电芯容纳盒12的配合安装更加紧凑，结构更加合理，外观美观。在本发明的一些实施例中，控制元件包括：继电器装置2。继电器装置2设在控制件容纳盒11内且与与之相邻的单体电池进行串联，以便对多个并联或串联的单体电池装置起到电压分段的作用，由此可以避免整个动力电池包1000碰撞而产生高压拉弧等现象。

其中，需要解释的是，根据动力电池模组100的电芯的数量(即电压的大小)，可以设置任意数量的继电器装置2。可选地，控制件容纳盒11可以包括多个且多个控制件容纳盒11间隔开布置，也就是说根据安全设计的需要，可以将多个安装有继电器装置2的控制件容纳盒11、间隔预定数量的电芯容纳盒12进行布置。例如，可以每隔100V电压设置一个安装有继电器装置2的控制件容纳盒11，从而可以进一步提高动力电池模组100的安全性和可靠性。

控制元件还包括保险装置，即控制件容纳盒11内还设有保险装置3，且保险装置3与继电器装置2串联。通过设置保险装置3，从而可以对电芯的电路进行短路保护，从而可以提高动力电池模组100的安全性和可靠性。

此外，通过将保险装置3设置在控制件容纳盒11内，从而可以节省动力电池模组100外部的空间，并且可以提高保险装置3与继电器装置2的通用性，也就是说，将保险装置3与继电器装置2同时封装在一个控制件容纳盒11内，从而可以使该结构适应其他不同参数的动力电池模组100，即在动力电池模组100的设计中，可以根据参数的需要选取不同型号的保险装置3和继电器装置2封装在控制件容纳盒11中，从而可以安装到不同型号的动力电池模组100的壳体10内，而不必再设计安装或组装的结构，从而缩短了设计周期。

在本发明的一些实施例中，控制件容纳盒11可以包括：第一外壳111和可拆卸地设在第一外壳111右端的第二外壳112，第一外壳111与第二外壳112的彼此相对的表面敞开。由此可以使控制件容纳盒11的结构简单，并且可以使继电器装置2和保险装置3在其上的装配更加方便。如图2所示，继电器装置2和保险装置3在控制件容纳盒11内沿前后方向间隔开设置，由此可以满足电器安全性的要求。

其中这里需要解释的是，在本发明的关于控制件容纳盒11的描述中，关于“上下”、“左右”、“前后”等的方向性的描述均是根据图2中的方向标示而言，其目的是为了描述的方便，而并不是说明相应的部件之间具有这样的绝对的方向和位置关系。

在本发明的一个示例中，继电器装置2包括继电器壳体21，如图3所示，继电器壳体21可以通过紧固件连接在控制件容纳盒11内，这里是指继电器壳体21可以通过紧固件直接设在控制件容纳盒11中，例如可以直接安装在第一外壳111的内壁上或第二外壳112的内壁上。同理，保险装置3也可以包括保险壳体31，保险壳体31也可以通过紧固件直接固定在控制件容纳盒11内。

在本发明的一个示例中，如图2和图3所示，继电器装置2包括继电器壳体21，继电器壳体21的上端面和下端面分别设有定位凸耳22，定位凸耳22上设有定位孔221，控制件容纳盒11上设有与定位孔221对应的定位柱1111且定位柱1111穿过定位孔221。通过在控制件容纳盒11上设置定位柱1111，并且定位柱1111穿过定位孔221，从而可以对继电器装置2的安装起到定位的作用，这样使安装更加方便。

进一步地，定位柱1111内可以具有安装孔1112，控制件容纳盒11上设有与定位柱1111对应的紧固通孔1121，动力电池模组100还包括紧固螺钉(图未示出)，紧固螺钉穿过紧固通孔1121后伸入到安装孔1112内，由此可以将继电器壳体21稳固地安装在控制件容纳盒11内。

有利地，控制件容纳盒11的内壁上设有支撑筋1113，继电器装置2和保险装置3支撑在支撑筋1113上，由此不仅可以避免控制件容纳盒11的内壁上具有凹凸不平的结构而影响继电器装置2和保险装置3的安装稳定性，支撑筋1113可以起到支撑作用，而且通过这样的结构设计，可以利用支撑筋1113将继电器装置2和保险装置3与控制件容纳盒11的内壁间隔开，有利于继电器装置2和保险装置3的散热。

下面参照图2描述控制件容纳盒11内部的详细结构。

继电器装置2具有继电器装置2输入端和继电器装置2输出端，保险装置3具有保险输入端和保险输出端，继电器装置2和保险装置3串联，具体地，电气控制装置进一步包括第一金属连接片4、第二金属连接片5和第三金属连接片6。

第一金属连接片4的一端与保险输出端相连且另一端与继电器装置2输入端相连，第二金属连接片5的一端与保险输入端相连且另一端伸出控制件容纳盒11，第二金属连接片5的上述的另一端可以作为电流的输入端，第三金属连接片6的一端与继电器装置2输出端相连且另一端伸出控制件容纳盒11，第三金属连接片6的上述的另一端可以作为电流的输出端。当然本发明的第二金属连接片5的上述的另一端还可以作为电流的输出端，而第三金属连接片6的上述的另一端可以作为电流的输入端。通过设置金属连接片来连接继电器装置2和保险装置3，从而可以保证连接的稳固性，提高安全性和可靠性。尤其是当受到强烈震动时，效果更加明显。

其中，控制件容纳盒11的顶部形成有避让开口1123，第二金属连接片5和第三金属连接片6通过避让开口1123伸出控制件容纳盒11，在本发明的一个具体示例中，第一外壳111和第二外壳112的顶壁均可以形成避让部1122，从而第一外壳111和第二外壳112安装到位后，两个避让部1122形成避让开口1123，以便第二金属连接片5和第三金属连接片6的伸出。

有利地，控制件容纳盒11的顶部、对应避让开口1123的位置可以设有支撑板1124，可选地，该支撑板1124可以设在第二外壳112的顶壁上，第二金属连接片5和第三金属连接片6伸出控制件容纳盒11后位于支撑板1124的上方。进一步地，第二金属连接片5通过第一极柱51与支撑板1124相连，第三金属连接片6通过第二极柱61与支撑板1124相连，由此在将整个控制件容纳盒11在与其相邻的电芯容纳盒12相连时，可以利用第一极柱51和第二极柱61与其他的电芯容纳盒12进行相连，由此可以使连接结构稳定，连接可靠。

其中，支撑板1124上设有用于间隔第二金属连接片5和第三金属连接片6的间隔筋板1125，间隔筋板1125从支撑板1124的上表面向上延伸，通过设置该间隔筋板1125，从而可以避免第二金属连接片5和第三金属连接片6通电后，彼此产生接触而造成电路短路，由此可以进一步提高动力电池模组100的可靠性和安全性。

可选地，如图2所示，动力电池模组100进一步包括：第四金属连接片7和第五金属连接片8。第四金属连接片7为L形且包括第一肢71和与第一肢71垂直相连的第二肢72，第一肢71与保险装置3的保险输入端相连且第二肢72向上延伸，第二金属连接片5的一端与第二肢72相连，第五金属连接片8为L形且包括第三肢81和与第三肢81垂直相连的第四肢82，第三肢81与保险装置3的保险输出端相连且第四肢82向下延伸，第一金属连接片4的一端与第四肢82相连。由此可以使第一金属连接片4和第二金属连接片5与保险装置3的连接更加方便。

其中，保险装置3的保险输入端位于保险装置3的上表面上且保险装置3的保险输出端位于保险装置3的下表面上，这样可以使动力电池模组100的结构更加合理。

其中，各个连接片之间、连接片与继电器装置2和保险装置3的输入端和输出端的连接可以通过焊接、粘接等方式连接，在本发明的示例中，各个连接片之间、连接片与继电器装置2和保险装置3的输入端和输出端的连接可以通过紧固件进行连接，由此可以使相应的结构之间可拆卸，方便后期的维护。

下面参照图4和图5描述动力电池模组100的组装顺序。

首先将电芯容纳盒12和控制件容纳盒11安装预定的连接顺序、安装到底壳101内。此时若壳体10内具有电芯容纳盒12和控制件容纳盒11安装到位后，底壳101内还具有较大的空隙时，可以装入压板以使电芯容纳盒12和控制件容纳盒11在底壳101内不会晃动太厉害。

其次，电气控制装置与多个单体电池设在壳体10内后，再通过扎带捆扎在壳体10外部，进一步将各个部件压紧，由此可以提高动力电池模组100的结构稳定性。

第三，装配电线并在电芯容纳盒12和控制件容纳盒11上焊接电路连接片，从而达到对电芯容纳盒12和控制件容纳盒11的串联或并联。具体地，电路连接片与第一极柱、第二极柱以及单体电池的电池极柱相连。

第四，在壳体10外壁上安装BIC(电磁采集器9)并将盖板102扣设在底壳101上，由此完成动力电池模组100的组装。

由于将继电器装置2和保险装置3事先进行预安装，由此使动力电池模组100的组装更加方便、快捷，进而可以缩短工时，降低组装成本。

根据本发明实施例的动力电池模组100其他构成例如电芯的结构、原理以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详述。

本发明第二方面实施例还提出了一种动力电池包1000，如图6所示，包括：安装体1002、动力电池模组100和动力连接件1001。动力电池模组100为根据本发明第一方面实施例的动力电池模组100，动力电池模组100设在所述安装体1002上，动力连接件1001用于连接动力电池模组100，具体地，动力连接件1001为多个，每个动力连接件1001用于连接相邻的两个动力电池模组100。

由于上述的动力电池模组100的安装空间布置更加合理，产品标准化高，开发周期短，因此通过设置该动力电池模组100，从而可以合理化安装空间，提高动力电池包1000的产品标准化，缩短动力电池包1000的开发周期。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (23)

1.一种动力电池模组，其特征在于，包括：

壳体；

至少一个电气控制装置，所述电气控制装置包括控制件容纳盒和设在所述控制件容纳盒中的控制元件；以及

多个单体电池，所述单体电池包括电芯容纳盒和设在所述电芯容纳盒内的电芯，所述电气控制装置与多个所述单体电池并排设在所述壳体内。

2.根据权利要求1所述的动力电池模组，其特征在于，所述控制件容纳盒的形状与电芯容纳盒的形状相同。

3.根据权利要求2所述的动力电池模组，其特征在于，所述控制件容纳盒的形状为长方体形且所述电芯容纳盒的形状也为长方体形。

4.根据权利要求3所述的动力电池模组，其特征在于，所述控制件容纳盒的长度和高度分别与所述电芯容纳盒的长度和高度相等。

5.根据权利要求1所述的动力电池模组，其特征在于，还包括扎带，所述电气控制装置与所述多个单体电池设在所述壳体内后，所述扎带捆扎在所述壳体外部。

6.根据权利要求1所述的动力电池模组，其特征在于，所述控制件容纳盒包括：第一外壳和可拆卸地设在所述第一外壳右端的第二外壳。

7.根据权利要求1所述的动力电池模组，其特征在于，所述控制元件包括：继电器装置。

8.根据权利要求7所述的动力电池模组，其特征在于，所述继电器装置包括继电器壳体，所述继电器壳体通过紧固件连接在所述控制件容纳盒内。

9.根据权利要求7所述的动力电池模组，其特征在于，所述继电器装置包括继电器壳体，所述继电器壳体的上端面和下端面分别设有定位凸耳，所述定位凸耳上设有定位孔，所述控制件容纳盒上设有与所述定位孔对应的定位柱，所述定位柱穿过所述定位孔。

10.根据权利要求9所述的动力电池模组，其特征在于，所述定位柱内具有安装孔，所述控制件容纳盒上设有与所述定位柱对应的紧固通孔，所述电气控制装置还包括紧固螺钉，所述紧固螺钉穿过所述紧固通孔后伸入到所述安装孔内。

11.根据权利要求7所述的动力电池模组，其特征在于，所述控制元件还包括保险装置，所述保险装置设在所述控制件容纳盒内且与所述继电器装置串联。

12.根据权利要求11所述的动力电池模组，其特征在于，所述继电器装置和所述保险装置在所述控制件容纳盒内沿前后方向间隔开设置。

13.根据权利要求12所述的动力电池模组，其特征在于，所述控制件容纳盒的内壁上设有支撑筋，所述继电器装置和所述保险装置支撑在所述支撑筋上。

14.根据权利要求11所述的动力电池模组，其特征在于，所述继电器装置具有继电器装置输入端和继电器装置输出端，所述保险装置具有保险输入端和保险输出端，所述电气控制装置进一步包括：

第一金属连接片，所述第一金属连接片的一端与所述保险输出端相连且另一端与所述继电器装置输入端相连；

第二金属连接片，所述第二金属连接片的一端与所述保险输入端相连且另一端伸出所述控制件容纳盒；以及

第三金属连接片，所述第三金属连接片的一端与所述继电器装置输出端相连且另一端伸出所述控制件容纳盒。

15.根据权利要求14所述的动力电池模组，其特征在于，所述控制件容纳盒的顶部形成有避让开口，所述第二金属连接片和所述第三金属连接片通过所述避让开口伸出所述控制件容纳盒。

16.根据权利要求15所述的动力电池模组，其特征在于，所述控制件容纳盒的顶部、对应所述避让开口的位置设有支撑板，所述第二金属连接片和所述第三金属连接片伸出所述控制件容纳盒后位于所述支撑板的上方。

17.根据权利要求16所述的动力电池模组，其特征在于，所述支撑板上设有用于间隔所述第二金属连接片和所述第三金属连接片的间隔筋板，所述间隔筋板从所述支撑板的上表面向上延伸。

18.根据权利要求16所述的动力电池模组，其特征在于，所述第二金属连接片通过第一极柱与所述支撑板相连，所述第三金属连接片通过第二极柱与所述支撑板相连。

19.根据权利要求18所述的动力电池模组，其特征在于，还包括电路连接片，所述电路连接片与所述第一极柱、所述第二极柱以及所述单体电池的电池极柱相连。

20.根据权利要求14所述的动力电池模组，其特征在于，进一步包括：

第四金属连接片，所述第四金属连接片为L形且包括第一肢和与所述第一肢垂直相连的第二肢，所述第一肢与所述保险装置的保险输入端相连且所述第二肢向上延伸，所述第二金属连接片的所述一端与所述第二肢相连；

第五金属连接片，所述第五金属连接片为L形且包括第三肢和与所述第三肢垂直相连的第四肢，所述第三肢与所述保险装置的保险输出端相连且所述第四肢向下延伸，所述第一金属连接片的所述一端与所述第四肢相连。

21.根据权利要求14所述的动力电池模组，其特征在于，所述保险装置的保险输入端位于所述保险装置的上表面上且所述保险装置的保险输出端位于所述保险装置的下表面上。

22.根据权利要求1所述的动力电池模组，其特征在于，所述控制件容纳盒包括多个，多个所述控制件容纳盒与所述多个电芯容纳盒间隔排列。

23.一种动力电池包，其特征在于，包括：

安装体；

多个根据权利要求1-22中任一项所述的动力电池模组，所述动力电池模组设在所述安装体上；以及

多个动力连接件，所述动力连接件用于连接所述动力电池模组。