CN110896139A - 电池包及使用该电池包的车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池包及使用该电池包的车辆，电池包包括箱体和设置在箱体内的电池模组，电池模组具有相对设置的第一端和第二端，所述第一端和第二端处分别设有第一端板和第二端板，所述电池包还包括用于监测电池模组状态的CSC，所述箱体上设有分别与电池包的总正输出极、总负输出极导电连接的总正连接器、总负连接器，总正连接器、总负连接器均设置在电池模组的第一端处，所述第一端板为绝缘端板，所述CSC设置在第一端和第二端之间或者CSC设置在第二端板上。解决了现有技术中连接器与铜巴连接处增加绝缘防护板造成电池包连接器处气密性难以保证、挤压测试存在较大短路风险的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电池包及使用该电池包的车辆。
背景技术
电池包进行售卖前需要通过国家强检测试，其中包括挤压测试，对电池包进行挤压测试的目的是为了验证汽车运行过程中电池包受到非常规挤压时的安全性能。2015版的测试标准要求挤压力达到200kN或挤压变形量达到挤压方向整体尺寸的30%，而对挤压面没有做规定，通常采用连接器的安装面作为挤压面。
如图1所示，现有的电池包包括箱体1和设置在箱体1内的三个电池模组2，各电池模组2均具有相对设置的第一端板3、第二端板4、设置在第一端板3与第二端板4之间的多个电池单元5。箱体1上设有总负连接器9、总正连接器10和MSD12，三个电池模组2的正极、负极分别与电池包的总正输出极、总负输出极导电连接，其中，电池包的总正输出极通过总负输出铜巴7导电连接，电池包的总正输出极和MSD12通过总正输出铜巴8导电连接， MSD12和总正连接器10通过总正MSD连接铜巴11导电连接，可以看出从总正连接器10到电池包的总正输出极是相连通的。电池包还包括用于监测电池模组状态的动力电池检测单元（CSC），CSC包括CSC电路板、设置在CSC电路板外侧的CSC外壳6和将CSC外壳6固定在第一端板3上的CSC支架13。总正连接器10、总负连接器9、MSD12的安装面则作为挤压测试的挤压面。总正MSD连接铜巴11和总正输出铜巴8均为总正铜巴，总负输出铜巴7为总负铜巴，则总正铜巴、总负铜巴、CSC、第一端板3等零部件均处于总正连接器10、总负连接器9等插接件的安装面附近。在电池包挤压过程中很容易使总正铜巴与CSC外壳6、CSC支架13或第一端板3接触，而CSC外壳、CSC支架、第一端板3均采用金属材料制成，此时，若总负铜巴也与CSC外壳6、CSC支架13或第一端板3接触，则容易造成电池包短路起火，无法通过挤压测试。上述铜巴即是铜片，MSD为电池包的手动维护开关，CSC用于采集电池模组的电压、温度信号。
现有技术中，常采用在总正连接器10、总负连接器9和MSD12内侧增加绝缘防护板，在进行挤压测试时，通过绝缘防护板可以保护总正连接器10、总负连接器9、MSD12与铜巴的连接处，避免总负铜巴、总正铜巴同时与CSC外壳6、CSC支架13或第一端板3同时接触，造成电池包短路起火。但是通过在总正连接器10、总负连接器9和MSD12内侧增加绝缘防护板的方式，存在以下问题：绝缘防护板宽度有限，只能防护总正连接器10、总负连接器9、MSD12与对应铜巴的连接处，不能对整个总负铜巴、总正铜巴进行防护，在挤压测试时仍然存在电池包短路风险；绝缘防护板的安装需要安装支架，对于冲压箱体来说，就是把安装支架点焊在箱体的面板上，同时四周用密封胶进行密封，这样做既增加了零件数量，增加电池包成本，同时也增加了总正连接器10、总负连接器9、MSD12与对应铜巴连接处气密性不良的风险；在挤压测试过程中，绝缘防护板容易发生脆裂，从而失去防护作用；除此之外，绝缘防护板与CSC之间的间隙很小，不利于绝缘防护板的拆装。另外，即使上述电池包通过挤压测试实验，并用于车辆上，一方面电池包成本的增加也会造成车辆成本的增加，另一方面总正连接器、总负连接器、MSD与对应铜巴连接处气密性不良的风险也会使车辆存在较大风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池包，以解决现有技术中的电池包在连接器与铜巴连接处增加绝缘防护板造成电池包连接器处气密性难以保证、挤压测试存在较大短路风险的问题；本发明的目的还在于提供一种使用该电池包的车辆，以解决现有技术中的车辆上电池包连接器处气密性难以保证，车辆存在较大风险的问题。
本发明的电池包采用如下技术方案：
电池包包括箱体和设置在箱体内的电池模组，电池模组具有相对设置的第一端和第二端，所述第一端和第二端处分别设有第一端板和第二端板，所述电池包还包括用于监测电池模组状态的CSC，所述箱体上设有分别与电池包的总正输出极、总负输出极导电连接的总正连接器、总负连接器，总正连接器、总负连接器均设置在电池模组的第一端处，所述第一端板为绝缘端板，所述CSC设置在第一端和第二端之间或者CSC设置在第二端板上。
本发明的有益效果是：总正连接器、总负连接器均设置在电池模组的第一端处，在进行电池包的挤压测试时，由于第一端板为绝缘端板，即使总负铜巴、总正铜巴与第一端板同时接触也不会造成电池包短路起火；另外，CSC设置在电池模组的第一端和第二端之间或者CSC设置在第二端板上，总负铜巴、总正铜巴在挤压过程不会与CSC接触，同样不会造成电池包短路起火。另外，只需将现有第一端板换成绝缘端板、并调整CSC的位置即可，不需要在连接器与铜巴连接处增加绝缘防护板，因此，不会影响连接器与铜巴连接处的气密性；解决了现有技术中电池包在连接器与铜巴连接处增加绝缘防护板造成电池包连接器处气密性难以保证、挤压测试存在较大短路风险的问题。除此之外，不需要额外增加零部件，电池包的拆装方便，同时，电池包零部件数量的减少也会降低电池包的成本。
为方便电池包在车辆上的安装，本方案中所述CSC设置在第二端板上，与CSC连接的低压连接器设置在电池模组的第一端处，CSC与低压连接器之间通过信号线连接。这样低压连接器、总正连接器、总负连接器均处于箱体的同一安装面上，在进行电池包的安装时，只需在电池包的一端即可完成电池包与车辆之间的电连接和信号连接，方便电池包与车辆的连接。
为降低第一端板被挤破的风险，本方案中导电连接在总正输出极和总正连接器之间的总正铜巴与第一端板之间、导电连接在总负输出极和总负连接器之间的总负铜巴与第一端板之间至少一处上设有绝缘缓冲件。
为降低绝缘缓冲件的成本，本方案中所述绝缘缓冲件为缓冲泡棉。
为保证第一端板的结构强度、散热性和阻燃性，本方案中所述第一端板由PCM材料制成。
本发明的车辆采用如下技术方案：
车辆包括车体和固定在车体上的电池包，所述电池包包括箱体和设置在箱体内的电池模组，电池模组具有相对设置的第一端和第二端，所述第一端和第二端处分别设有第一端板和第二端板，所述电池包还包括用于监测电池模组状态的CSC，所述箱体上设有分别与电池包的总正输出极、总负输出极导电连接的总正连接器、总负连接器，总正连接器、总负连接器均设置在电池模组的第一端处，所述第一端板为绝缘端板，所述CSC设置在第一端和第二端之间或者CSC设置在第二端板上。
本发明的有益效果是：总正连接器、总负连接器均设置在电池模组的第一端处，在进行电池包的挤压测试时，由于第一端板为绝缘端板，即使总负铜巴、总正铜巴与第一端板同时接触也不会造成电池包短路起火；另外，CSC设置在电池模组的第一端和第二端之间或者CSC设置在第二端板上，总负铜巴、总正铜巴在挤压过程不会与CSC接触，同样不会造成电池包短路起火。另外，只需将现有第一端板换成绝缘端板、并调整CSC的位置即可，不需要在连接器与铜巴连接处增加绝缘防护板，因此，不会影响连接器与铜巴连接处的气密性；解决了现有技术中电池包在连接器与铜巴连接处增加绝缘防护板造成电池包连接器处气密性难以保证、挤压测试存在较大短路风险的问题。除此之外，不需要额外增加零部件，电池包的拆装方便，同时，电池包零部件数量的减少也会降低电池包的成本。进而解决了现有技术中车辆上电池包连接器处气密性难以保证，车辆存在较大风险的问题。
为方便电池包在车辆上的安装，本方案中所述CSC设置在第二端板上，与CSC连接的低压连接器设置在电池模组的第一端处，CSC与低压连接器之间通过信号线连接。这样低压连接器、总正连接器、总负连接器均处于箱体的同一安装面上，在进行电池包的安装时，只需在电池包的一端即可完成电池包与车辆之间的电连接和信号连接，方便电池包与车辆的连接。
为降低第一端板被挤破的风险，本方案中导电连接在总正输出极和总正连接器之间的总正铜巴与第一端板之间、导电连接在总负输出极和总负连接器之间的总负铜巴与第一端板之间至少一处上设有绝缘缓冲件。
为降低绝缘缓冲件的成本，本方案中所述绝缘缓冲件为缓冲泡棉。
为保证第一端板的结构强度、散热性和阻燃性，本方案中所述第一端板由PCM材料制成。
附图说明
图1为现有技术中电池包的轴测图；
图2为本发明的电池包的具体实施例的轴测图；
图3为图2的另一视角的轴测图。
图中：1-箱体，2-电池模组，3-第一端板，4-第二端板，5-电池单元，6-CSC壳体，7-总负输出铜巴，8-总正输出铜巴，9-总负连接器，10-总正连接器，11-总正MSD连接铜巴，12-MSD，13-CSC支架，21-箱体，22-电池模组，23-第一端板，24-第二端板,25-电池单元，26-CSC壳体，27-总负输出铜巴，28-总正输出铜巴，29-总负连接器，30-总正连接器，31-总正MSD连接铜巴，32-MSD，33-缓冲泡棉，34-CSC支架，35-低压连接器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的电池包的具体实施例，如图2和图3所示，电池包包括箱体21和设置在箱体21内的电池模组22，本实施例中的电池包内设有三个电池模组22，每个电池模组22包括十二个电池单元25，各电池模组22均具有相对设置的第一端和第二端，各电池模组22的布置方向、每个电池模组22内电池单元25的布置方向和第一端至第二端的方向均相互垂直。各电池模组22的第一端、第二端处分别设有第一端板23、第二端板24。箱体21上处于第一端处的面板为用于安装总负连接器29、总正连接器30、MSD32和低压连接器35等其他连接器的安装面。三个电池模组22相互串联，并通过其中一个电池模组22的正极、另一电池模组22的负极分别与电池包的总正输出极、总负输出极导电连接，其中，电池包的总正输出极和MSD32通过总正输出铜巴28导电连接，MSD32和总正连接器30通过总正MSD连接铜巴31导电连接，从而实现总正输出极与箱体21上总正连接器30的导电连接。总负输出极与总负连接器29通过总负输出铜巴27导电连接。总正输出铜巴28、总正MSD连接铜巴31为将总正输出极与总正连接器30导电连接的总正铜巴，总负输出铜巴27为将总负输出极与总负连接器29导电连接的总负铜巴。
电池包还包括用于监测电池模组22状态的动力电池检测单元（CSC），CSC包括CSC电路板、设置在CSC电路板外侧的CSC壳体26和用于将CSC壳体26固定在电池模组22的第二端板24上的CSC支架34，CSC通过信号线与低压连接器35信号连接。需要说明的是，本实施例中的三个电池模组2共用同一CSC进行状态监测。其中，CSC壳体26与CSC支架34之间、CSC支架34与第二端板24之间均通过螺栓固定。本实施例中的第一端板23为由PCM材料制成的绝缘端板，即第一端板23由玻纤增强热固性材料制成。需要说明的是，本实施例中的铜巴即是铜片，MSD为电池包的手动维护开关，CSC用于采集电池模组的电压、温度信号。在其他实施例中，可根据需要设置每个电池包内电池模组的数量和每个电池模组内电池单元的数量；CSC可设置在电池模组的第一端和第二端之间，如将CSC设置在电池模组的顶部；也可将与CSC信号连接的低压连接器设置在第二端处。
总正连接器30、总负连接器29均设置在电池模组22的第一端处，在进行电池包的挤压测试时，由于第一端板23为绝缘端板，即使总负铜巴、总正铜巴与第一端板23同时接触也不会造成电池包短路起火；另外，CSC设置在电池模组22的第二端板24上，总负铜巴、总正铜巴在挤压过程不会与CSC接触，同样不会造成电池包短路起火。另外，只需将现有第一端板换成绝缘端板、并调整CSC的位置即可，不需要在总负连接器29、总正连接器30等连接器与铜巴连接处增加绝缘防护板，因此，不会影响连接器与铜巴连接处的气密性；解决了现有技术中电池包在连接器与铜巴连接处增加绝缘防护板造成电池包连接器处气密性难以保证、挤压测试存在较大短路风险的问题。除此之外，不需要额外增加零部件，电池包的拆装方便，同时，电池包零部件数量的减少也会降低电池包的成本。另外，第一端板23具有足够的结构强度、散热良好且具有阻燃性，可保证电池包的安全运行。
另外，低压连接器35也设置在安装面上，通过信号线将CSC监测到的信号传输至低压连接器35，在进行车辆上电池包的安装时，在电池包的同一端即可完成电池包与车辆之间的电连接和信号连接，方便电池包安装在车辆上。如图2所示，为降低在挤压测试时，第一端板23被挤破的风险，本实施例中在总正输出铜巴28、总负输出铜巴27与第一端板23之间均设有缓冲泡棉33。对于合格电芯来说，需要通过针刺测试，钢钉穿过电芯之后要求不起火不爆炸，因此就算电芯被挤穿，也不会发生起火爆炸。在其他实施例中，也可仅在总正铜巴与第一端板之间或总负铜巴与第一端板之间设置缓冲泡棉。
把CSC移到第二端板24处，第一端板23处的空间更加充裕，有利于生产装配和售后维护时进行拆卸。解决了挤压测试难以通过的问题，同时降低了电池包成本和降低了电池包上连接器气密性的风险。
本发明的车辆的具体实施例，车辆包括车体和固定在车体上的电池包，本实施例中的电池包与上述具体实施例中所述的电池包的结构相同，不再赘述。
Claims (10)
1.电池包，包括箱体和设置在箱体内的电池模组，电池模组具有相对设置的第一端和第二端，所述第一端和第二端处分别设有第一端板和第二端板，所述电池包还包括用于监测电池模组状态的CSC，所述箱体上设有分别与电池包的总正输出极、总负输出极导电连接的总正连接器、总负连接器，总正连接器、总负连接器均设置在电池模组的第一端处，其特征是，所述第一端板为绝缘端板，所述CSC设置在第一端和第二端之间或者CSC设置在第二端板上。
2.根据权利要求1所述的电池包，其特征是，所述CSC设置在第二端板上，与CSC信号连接的低压连接器设置在电池模组的第一端处，CSC与低压连接器之间通过信号线连接。
3.根据权利要求1或2所述的电池包，其特征是，导电连接在总正输出极和总正连接器之间的总正铜巴与第一端板之间、导电连接在总负输出极和总负连接器之间的总负铜巴与第一端板之间至少一处上设有绝缘缓冲件。
4.根据权利要求3所述的电池包，其特征是，所述绝缘缓冲件为缓冲泡棉。
5.根据权利要求1或2所述的电池包，其特征是，所述第一端板由PCM材料制成。
6.车辆，包括车体和固定在车体上的电池包，所述电池包包括箱体和设置在箱体内的电池模组，电池模组具有相对设置的第一端和第二端，所述第一端和第二端处分别设有第一端板和第二端板，所述电池包还包括用于监测电池模组状态的CSC，所述箱体上设有分别与电池包的总正输出极、总负输出极导电连接的总正连接器、总负连接器，总正连接器、总负连接器均设置在电池模组的第一端处，其特征是，所述第一端板为绝缘端板，所述CSC设置在第一端和第二端之间或者CSC设置在第二端板上。
7.根据权利要求6所述的车辆，其特征是，所述CSC设置在第二端板上，与CSC连接的低压连接器设置在电池模组的第一端处，CSC与低压连接器之间通过信号线连接。
8.根据权利要求6或7所述的车辆，其特征是，导电连接在总正输出极和总正连接器之间的总正铜巴与第一端板之间、导电连接在总负输出极和总负连接器之间的总负铜巴与第一端板之间至少一处上设有绝缘缓冲件。
9.根据权利要求8所述的车辆，其特征是，所述绝缘缓冲件为缓冲泡棉。
10.根据权利要求6或7所述的车辆，其特征是，所述第一端板由PCM材料制成。
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