CN107230757B - 一种具有防水性能的电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有防水性能的电池包，本发明利用卡合件与第一凸起的配合实现箱体与箱盖的紧密连接，同时在配合面上设置橡胶片，实现了箱体与箱盖之间的密封，有效避免水分、水汽等进入；利用调节螺栓为箱盖加压；通过密封件与第一连接件的配合进一步提高了密封效果，使电池包具有良好的防水性能；通过水敏传感器的使用，实现了电极连接器与电池之间的断开，保证了安全，实现了根据实际情况组合电芯支架单元，提高了电芯更换的效率，与整体的多并电芯支架相比，结构简单，成本降低；同时利用电芯支架单元将电芯两两隔开，避免电芯破皮等造成的短路风险，利用卡槽与底架之间的空腔放置液冷盒，节约空间、带走热量降低壳体内温度。

Description

一种具有防水性能的电池包
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种具有防水性能的电池包。
背景技术
在潮湿或有水环境中使用的电池包，都有防水要求，如此就需要将电池组安装在一个封闭的空间内，但在电池包使用过程中，电池组会不断的产生热量，在温度累积到一定后就会影响电池包的使用性能，从而影响整个电池包的使用寿命，这在一定程度上就会增加成本。而通常的风冷技术，一般都需要在一个敞开的环境中进行，因此风冷技术不适合这类环境使用的电池包。而液冷技术，也随着新能源电池包如镍氢动力电池包等的兴起，技术多样化，而如何设计一个在潮湿或有水的恶劣环境下既能保证电池包的使用性能还能延长电池包使用寿命的合适的液冷结构，是当前防水电池包的一个新课题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种具有防水性能的电池包，具有结构简单、安全性能高、快速散热的特点。
本发明解决上述问题的技术方案为：一种具有防水性能的电池包，包括电池包壳体、液冷盒、电芯支架、电池，电池包壳体包括箱体、箱盖、连接件、第一凸台、第二凸台，箱体在水平方向的投影为矩形，箱体为中空结构，箱体上端敞口，下端封堵，箱体包括第一侧壁、第二侧壁、第一底板，两个第一侧壁密封固定在第一底板的左右两端，两个第二侧壁密封固定在第一底板的前后两端；第一侧壁的上表面设有第一凹槽，第一凹槽截面形状呈等腰梯形，第一凹槽内设有第一凸起，第一凸起截面形状呈等腰梯形，第一凹槽与第一凸起平行；
箱盖包括第一盖板、第二盖板、卡合件、密封件，第一盖板在水平方向的投影为矩形，第二盖板在水平方向的投影为矩形；卡合件包括卡板、压板，压板水平放置，两个卡板分别倾斜固定在压板的两端，两个卡板与压板所成夹角均为60°；密封件包括密封主体、第二凹槽，密封主体截面呈等腰梯形，密封主体上设有第二凹槽，第二凹槽截面为矩形；第一盖板底端与第二盖板顶端固定在一起，第二盖板的周侧壁上均匀分布有多个密封件，沿横向方向的两个侧壁上均设有三个密封件，相邻两个密封件之间的距离相等，沿纵向方向的两个侧壁上均设有四个密封件，相邻两个密封件之间的距离相等，密封件通过未设有第二凹槽的一端与第二盖板固定在一起；卡合件位于第二盖板的左右两侧，卡合件固定在第一盖板底端；
第一连接件包括矩形框架、第二凸起、第三凹槽，第三凹槽的截面呈等腰梯形，第二凸起截面为矩形，多个第三凹槽沿着矩形框架的内周侧壁分布，沿横向方向的侧壁上设有三个第三凹槽，沿纵向方向的侧壁上设有四个第三凹槽，每个第三凹槽内均设有一个第二凸起；
箱体上部的外表面设有第一凸台，第一凸台环绕箱体的外周侧壁分布，箱体上部的内表面设有第二凸台，第二凸台环绕箱体的内周侧壁分布，第一凸台位于第二凸台的上方；第一连接件固定在箱体内部，第一连接件的顶端与箱体顶端对齐，第一连接件的底端与第二凸台相连，箱盖位于箱体顶端，密封件与第一连接件相配合、卡合件与第一凹槽卡合相连；第一凸台与箱盖通过调节螺栓连接；
电芯支架呈矩阵分布，包括多个电芯支架单元、卡槽连接片、第二连接件，电芯支架单元包括卡槽、底架；底架为立方体，从底面顶端沿中心轴方向依次设有电池槽、电极槽，电池槽位于电极槽上方，电池槽与电极槽贯通；电池槽、电极槽截面均为圆形，电池槽直径大于电极槽直径；底架顶端设有两组连接孔，两组连接孔分别位于电池槽的上下两侧，两组连接孔关于电池槽对称，每组连接孔均包括两个连接孔，同一组的两个连接孔关于电池槽对称，同一组两个连接孔之间的距离为M1，连接孔为盲孔；底架底端设有两组安装区，两组安装区分别位于电极槽的左右两侧；卡槽包括第二底板、第一板，第二底板截面形状呈“U”形，第一板截面形状呈“L”形，两个第一板分别固定在第二底板的两端，两个第一板关于第二底板对称，每个第一板与第二底板之间形成分卡接区；卡槽连接片截面形状呈“U”形；卡槽固定在底架底端，每个安装区均设有一个卡槽；
第二连接件包括连接板、连接柱，连接板在水平面的投影呈“回”形，连接柱为圆柱体，连接板的四个角上分别设有一个连接柱，连接柱直径与连接孔直径相等，沿横向分布的两个连接柱之间的距离为M2，M1＝M2，沿纵向分布的两个连接孔之间的距离为M3；
多个电芯支架单元对齐排列，呈多行多列矩阵分布，相邻两列电芯支架单元的卡槽贴合在一起，同行的两个分卡接区位于同一条直线，形成主卡接区，相邻两列电芯支架单元通过卡槽连接片与主卡接区的配合相连；相邻两行的电芯支架单元通过连接柱与连接孔的配合相连；
液冷盒为立方体结构，液冷盒内充满冷却液；
液冷盒固定在底架与卡槽形成的空腔中，每个电芯支架单元底端均设有两个液冷盒；每个电芯支架单元内均设有一个电池，将电池的一端放置在一个电芯支架单元的电池槽内电池该端的电极漏出电极槽外，电池的另一端放置在另一个电芯支架单元的电池槽内，电池该端的电极漏出电极槽外，镍带焊接于电芯支架单元的电极槽处，断路开关置于壳体内，与电池、电极连接器串联；电池包壳体右侧设有电极连接器；电池包壳体内部顶端、底端分别设有一个水敏传感器，水敏传感器、电极连接器、电池管理系统、断路开关之间电连接。
所述卡槽连接片的宽度为L1，卡槽的宽度为L2，L1＝L2+L2，连接柱的长度为P1，连接孔的深度为P2，P1≤P2。
所述相邻两行电芯支架单元上两个连接孔的最短距离为M4，M4＝M3。
所述电芯支架单元为合成树脂材料。
所述第二凸台的宽度大于矩形框架的宽度。
所述第一连接件与密封件的配合面上均设有橡胶片，卡合件与第一凹槽的配合面上设有橡胶片，卡合件与第一凸起的配合面上设有橡胶片。
所述第一凹槽长度与第一凸起长度相等，第一凹槽高度大于第一凸起的高度。
所述卡板的长度与压板的长度相等，所述卡板长度与第一凹槽长度相等。
本发明具有有益效果：
(1)本发明通过在箱体上设置第一凸起，在箱盖上设置卡合件，利用卡合件与第一凸起的配合实现箱体与箱盖的紧密连接，同时在配合面上设置橡胶片，实现了箱体与箱盖之间的密封，有效避免水分、水汽等进入；利用调节螺栓为箱盖加压，卡合件的结构能提高受压能力；通过密封件与第一连接件的配合进一步提高了密封效果，使电池包具有良好的防水性能；通过水敏传感器的使用，实现了电极连接器与电池之间的断开，保证了安全。
(2)本发明利用连接件、卡槽连接片实现了根据实际情况组合电芯支架单元，提高了电芯更换的效率，与整体的多并电芯支架相比，结构简单，成本降低；同时利用电芯支架单元将电芯两两隔开，避免电芯破皮等造成的短路风险，防止电芯正、负极柱与其他电芯正、负极柱产生触碰，造成短路，对电芯起到固定保护作用，利用卡槽与底架之间的空腔放置液冷盒，节约空间，带走热量降低壳体内温度。
附图说明
图1为本发明右视图；
图2为本发明沿A-A方向剖视图。
图3为本发明箱体的结构示意图。
图4为本发明箱盖的结构示意图。
图5为本发明第一连接件的结构示意图。
图6为本发明电芯支架结构示意图(1)。
图7为本发明电芯支架结构示意图(2)。
图8为本发明电芯支架未安装连接件时的结构示意图。
图9为本发明电芯支架电芯支架单元的结构示意图(1)。
图10为本发明电芯支架电芯支架单元的结构示意图(2)。
图11本发明第二连接件的结构示意图。
图12为本发明卡槽连接片结构示意图。
图13为本发明电芯支架安装电池的结构示意图。
图14为断路开关工作原理图。
图中：1-箱体，2-箱盖，3-第一连接件，4-第一凸台，5-第二凸台，6-第一侧壁，7-第二侧壁，8-第一底板，9-第一凹槽，10-第一凸起，11-第一盖板，12-第二盖板，13-卡合件，14-密封件，15-卡板，16-压板，17-密封主体，18-第二凹槽，19-矩形框架，20-第二凸起，21-第三凹槽，22-调节螺栓，101-电芯支架单元，102-卡槽连接片，103-第二连接件，104-卡槽，105-底架，106-电池槽，107-电极槽，108-连接孔，109-第二底板，110-第一板，111-分卡接区，112-电池，113-镍带，114-连接板，115-连接柱，201-电池包壳体，206-电极连接器，207-水敏传感器，208-电池管理系统，209-液冷盒，210-断路开关。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的说明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
一种具有防水性能的电池包，包括电池包壳体、液冷盒、电芯支架、电池，电池包壳体包括箱体、箱盖、连接件、第一凸台、第二凸台，箱体在水平方向的投影为矩形，箱体为中空结构，箱体上端敞口，下端封堵，箱体包括第一侧壁、第二侧壁、第一底板，两个第一侧壁密封固定在第一底板的左右两端，两个第二侧壁密封固定在第一底板的前后两端；第一侧壁的上表面设有第一凹槽，第一凹槽截面形状呈等腰梯形，第一凹槽内设有第一凸起，第一凸起截面形状呈等腰梯形，第一凹槽与第一凸起平行；
箱盖包括第一盖板、第二盖板、卡合件、密封件，第一盖板在水平方向的投影为矩形，第二盖板在水平方向的投影为矩形；卡合件包括卡板、压板，压板水平放置，两个卡板分别倾斜固定在压板的两端，两个卡板与压板所成夹角均为60°；密封件包括密封主体、第二凹槽，密封主体截面呈等腰梯形，密封主体上设有第二凹槽，第二凹槽截面为矩形；第一盖板底端与第二盖板顶端固定在一起，第二盖板的周侧壁上均匀分布有多个密封件，沿横向方向的两个侧壁上均设有三个密封件，相邻两个密封件之间的距离相等，沿纵向方向的两个侧壁上均设有四个密封件，相邻两个密封件之间的距离相等，密封件通过未设有第二凹槽的一端与第二盖板固定在一起；卡合件位于第二盖板的左右两侧，卡合件固定在第一盖板底端；
第一连接件包括矩形框架、第二凸起、第三凹槽，第三凹槽的截面呈等腰梯形，第二凸起截面为矩形，多个第三凹槽沿着矩形框架的内周侧壁分布，沿横向方向的侧壁上设有三个第三凹槽，沿纵向方向的侧壁上设有四个第三凹槽，每个第三凹槽内均设有一个第二凸起；
箱体上部的外表面设有第一凸台，第一凸台环绕箱体的外周侧壁分布，箱体上部的内表面设有第二凸台，第二凸台环绕箱体的内周侧壁分布，第一凸台位于第二凸台的上方；第一连接件固定在箱体内部，第一连接件的顶端与箱体顶端对齐，第一连接件的底端与第二凸台相连，箱盖位于箱体顶端，密封件与第一连接件相配合、卡合件与第一凹槽卡合相连；第一凸台与箱盖通过调节螺栓连接；
电芯支架呈矩阵分布，包括多个电芯支架单元、卡槽连接片、第二连接件，电芯支架单元包括卡槽、底架；底架为立方体，从底面顶端沿中心轴方向依次设有电池槽、电极槽，电池槽位于电极槽上方，电池槽与电极槽贯通；电池槽、电极槽截面均为圆形，电池槽直径大于电极槽直径；底架顶端设有两组连接孔，两组连接孔分别位于电池槽的上下两侧，两组连接孔关于电池槽对称，每组连接孔均包括两个连接孔，同一组的两个连接孔关于电池槽对称，同一组两个连接孔之间的距离为M1，连接孔为盲孔；底架底端设有两组安装区，两组安装区分别位于电极槽的左右两侧；卡槽包括第二底板、第一板，第二底板截面形状呈“U”形，第一板截面形状呈“L”形，两个第一板分别固定在第二底板的两端，两个第一板关于第二底板对称，每个第一板与第二底板之间形成分卡接区；卡槽连接片截面形状呈“U”形；卡槽固定在底架底端，每个安装区均设有一个卡槽；
第二连接件包括连接板、连接柱，连接板在水平面的投影呈“回”形，连接柱为圆柱体，连接板的四个角上分别设有一个连接柱，连接柱直径与连接孔直径相等，沿横向分布的两个连接柱之间的距离为M2，M1＝M2，沿纵向分布的两个连接孔之间的距离为M3；
多个电芯支架单元对齐排列，呈多行多列矩阵分布，相邻两列电芯支架单元的卡槽贴合在一起，同行的两个分卡接区位于同一条直线，形成主卡接区，相邻两列电芯支架单元通过卡槽连接片与主卡接区的配合相连；相邻两行的电芯支架单元通过连接柱与连接孔的配合相连；
液冷盒为立方体结构，液冷盒内充满冷却液；
液冷盒固定在底架与卡槽形成的空腔中，每个电芯支架单元底端均设有两个液冷盒；每个电芯支架单元内均设有一个电池，将电池的一端放置在一个电芯支架单元的电池槽内电池该端的电极漏出电极槽外，电池的另一端放置在另一个电芯支架单元的电池槽内，电池该端的电极漏出电极槽外，镍带焊接于电芯支架单元的电极槽处，断路开关置于壳体内，与电池、电极连接器串联；电池包壳体右侧设有电极连接器；电池包壳体内部顶端、底端分别设有一个水敏传感器，水敏传感器、电极连接器、电池管理系统、断路开关之间电连接。
所述卡槽连接片的宽度为L1，卡槽的宽度为L2，L1＝L2+L2，连接柱的长度为P1，连接孔的深度为P2，P1≤P2。
所述相邻两行电芯支架单元上两个连接孔的最短距离为M4，M4＝M3。
所述电芯支架单元为合成树脂材料。
所述第二凸台的宽度大于矩形框架的宽度。
所述第一连接件与密封件的配合面上均设有橡胶片，卡合件与第一凹槽的配合面上设有橡胶片，卡合件与第一凸起的配合面上设有橡胶片。
所述第一凹槽长度与第一凸起长度相等，第一凹槽高度大于第一凸起的高度。
所述卡板的长度与压板的长度相等，所述卡板长度与第一凹槽长度相等。
镍带焊接于电芯支架单元的电极槽处，实现将电芯的正极和负极跟导电体镍带连接，实现电芯的能量输出，电芯之间串联，当有水进入电池包壳体内时，水敏传感器会将信号传递给电池管理系统，电池管理系统发出命令控制断路开关工作，电芯之间解链，同时电池与电极连接器之间断开连接，保证工作的安全。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (3)

1.一种具有防水性能的电池包，其特征在于，包括电池包壳体、液冷盒、电芯支架、电池，电池包壳体包括箱体、箱盖、连接件、第一凸台、第二凸台，箱体在水平方向的投影为矩形，箱体为中空结构，箱体上端敞口，下端封堵，箱体包括第一侧壁、第二侧壁、第一底板，两个第一侧壁密封固定在第一底板的左右两端，两个第二侧壁密封固定在第一底板的前后两端；第一侧壁的上表面设有第一凹槽，第一凹槽截面形状呈等腰梯形，第一凹槽内设有第一凸起，第一凸起截面形状呈等腰梯形，第一凹槽与第一凸起平行；
箱盖包括第一盖板、第二盖板、卡合件、密封件，第一盖板在水平方向的投影为矩形，第二盖板在水平方向的投影为矩形；卡合件包括卡板、压板，压板水平放置，两个卡板分别倾斜固定在压板的两端，两个卡板与压板所成夹角均为60°；密封件包括密封主体、第二凹槽，密封主体截面呈等腰梯形，密封主体上设有第二凹槽，第二凹槽截面为矩形；第一盖板底端与第二盖板顶端固定在一起，第二盖板的周侧壁上均匀分布有多个密封件，沿横向方向的两个侧壁上均设有三个密封件，相邻两个密封件之间的距离相等，沿纵向方向的两个侧壁上均设有四个密封件，相邻两个密封件之间的距离相等，密封件通过未设有第二凹槽的一端与第二盖板固定在一起；卡合件位于第二盖板的左右两侧，卡合件固定在第一盖板底端；
第一连接件包括矩形框架、第二凸起、第三凹槽，第三凹槽的截面呈等腰梯形，第二凸起截面为矩形，多个第三凹槽沿着矩形框架的内周侧壁分布，沿横向方向的侧壁上设有三个第三凹槽，沿纵向方向的侧壁上设有四个第三凹槽，每个第三凹槽内均设有一个第二凸起；
箱体上部的外表面设有第一凸台，第一凸台环绕箱体的外周侧壁分布，箱体上部的内表面设有第二凸台，第二凸台环绕箱体的内周侧壁分布，第一凸台位于第二凸台的上方；第一连接件固定在箱体内部，第一连接件的顶端与箱体顶端对齐，第一连接件的底端与第二凸台相连，箱盖位于箱体顶端，密封件与第一连接件相配合、卡合件与第一凹槽卡合相连；第一凸台与箱盖通过调节螺栓连接；
电芯支架呈矩阵分布，包括多个电芯支架单元、卡槽连接片、第二连接件，电芯支架单元包括卡槽、底架；底架为立方体，从底面顶端沿中心轴方向依次设有电池槽、电极槽，电池槽位于电极槽上方，电池槽与电极槽贯通；电池槽、电极槽截面均为圆形，电池槽直径大于电极槽直径；底架顶端设有两组连接孔，两组连接孔分别位于电池槽的上下两侧，两组连接孔关于电池槽对称，每组连接孔均包括两个连接孔，同一组的两个连接孔关于电池槽对称，同一组两个连接孔之间的距离为M1，连接孔为盲孔；底架底端设有两组安装区，两组安装区分别位于电极槽的左右两侧；卡槽包括第二底板、第一板，第二底板截面形状呈“U”形，第一板截面形状呈“L”形，两个第一板分别固定在第二底板的两端，两个第一板关于第二底板对称，每个第一板与第二底板之间形成分卡接区；卡槽连接片截面形状呈“U”形；卡槽固定在底架底端，每个安装区均设有一个卡槽；
第二连接件包括连接板、连接柱，连接板在水平面的投影呈“回”形，连接柱为圆柱体，连接板的四个角上分别设有一个连接柱，连接柱直径与连接孔直径相等，沿横向分布的两个连接柱之间的距离为M2，M1＝M2，沿纵向分布的两个连接柱之间的距离为M3；
多个电芯支架单元对齐排列，呈多行多列矩阵分布，相邻两列电芯支架单元的卡槽贴合在一起，同行的两个分卡接区位于同一条直线，形成主卡接区，相邻两列电芯支架单元通过卡槽连接片与主卡接区的配合相连；相邻两行的电芯支架单元通过连接柱与连接孔的配合相连；
液冷盒为立方体结构，液冷盒内充满冷却液；
液冷盒固定在底架与卡槽形成的空腔中，每个电芯支架单元底端均设有两个液冷盒；每个电芯支架单元内均设有一个电池，将电池的一端放置在一个电芯支架单元的电池槽内电池该端的电极漏出电极槽外，电池的另一端放置在另一个电芯支架单元的电池槽内，电池该端的电极漏出电极槽外，镍带焊接于电芯支架单元的电极槽处，断路开关置于壳体内，与电池、电极连接器串联；电池包壳体右侧设有电极连接器；电池包壳体内部顶端、底端分别设有一个水敏传感器，水敏传感器、电极连接器、电池管理系统、断路开关之间电连接；
所述卡槽连接片的宽度为L1，卡槽的宽度为L2，L1＝L2+L2，连接柱的长度为P1，连接孔的深度为P2，P1≤P2，所述相邻两行电芯支架单元上两个连接孔的最短距离为M4，M4＝M3，所述电芯支架单元为合成树脂材料，所述第一连接件与密封件的配合面上均设有橡胶片，卡合件与第一凹槽的配合面上设有橡胶片，卡合件与第一凸起的配合面上设有橡胶片。
2.如权利要求1所述的一种具有防水性能的电池包，其特征在于，所述第一凹槽长度与第一凸起长度相等，第一凹槽高度大于第一凸起的高度。
3.如权利要求1所述的一种具有防水性能的电池包，其特征在于，所述卡板的长度与压板的长度相等，所述卡板长度与第一凹槽长度相等。
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