CN111384334A - 一种电池包 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池包，包括：箱体，所述箱体包括上箱盖以及下箱体，所述上箱盖与所述下箱体密封设置，设置在所述箱体内的多个电池模块，以及第一粘合构件，设置于所述电池模块的上表面，所述电池模块通过所述第一粘合构件与所述上箱盖相连接。区别于现有技术，上述技术方案通过第一粘合构件，第一粘合构件设置于所述电池模块的上表面，所述电池模块通过所述第一粘合构件与所述上箱盖相连接。电池模块通过第一粘合构件与上箱盖相连接，从而电池模块与上箱盖形成一个整体，加强上箱盖与电池模块之间的连接强度，因此提高了电池模块的整体刚度。

Description

一种电池包

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种电池包。

背景技术

电池包包括箱体以及多个电池模块，箱体包括上箱盖以及下箱体，电池模块包括多个电池单体以及电连接多个电池单体的多个汇流排。现有技术中，将电池模块通过螺栓固定在下箱体内，然后盖上上箱盖，完成电池包的装配。但是，上箱盖并没有和电池模块相连接，即上箱盖和电池模块之间是相互分离的，因此电池模块的整体刚度较低，在振动试验中电池模块的多个汇流排容易发生断裂而使电池模块发生短路，进而引发电池包着火或爆炸。

发明内容

为此，需要提供一种电池包，用于解决现有技术中上箱盖只是和下箱体相连接，导致无法通过振动试验的技术问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种电池包，包括：

箱体，所述箱体包括上箱盖以及下箱体，所述上箱盖位于所述下箱体的上方且与所述下箱体密封设置；

设置在所述箱体内的多个电池模块；以及

第一粘合构件，设置于所述电池模块的上表面，所述电池模块通过所述第一粘合构件与所述上箱盖相连接。

作为本发明的一种优选结构，所述电池模块包括电池单体排列结构，所述电池单体排列结构包括沿水平方向排列的多个电池单体以及电连接所述多个电池单体的多个汇流排；

所述电池单体包括电极组件和电池壳体，所述电极组件容纳于所述电池壳体内，所述电极组件包括第一极片、第二极片以及设置于所述第一极片和所述第二极片之间的隔膜；

所述电极组件为卷绕式结构且为扁平状，所述电极组件的外表面包括两个扁平面，两个所述扁平面沿竖直方向相互面对；或，所述电极组件为叠片式结构，所述第一极片、所述隔膜和所述第二极片沿竖直方向层叠；

所述电池壳体包括两个第一表面和两个第二表面，所述第一表面的面积大于所述第二表面的面积；所述电池单体排列结构的每个所述电池单体中的所述两个第二表面沿所述水平方向相互面对，所述电池单体排列结构的每个所述电池单体中的所述两个第一表面沿所述竖直方向相互面对。

作为本发明的一种优选结构，所述电池单体面向所述上箱盖的所述第一表面与所述第一粘合构件接触，所述电池单体通过所述第一粘合构件与所述上箱盖相连接。

作为本发明的一种优选结构，所述电池模块包括至少两个所述电池单体排列结构，至少两个所述电池单体排列结构沿所述竖直方向堆叠。

作为本发明的一种优选结构，所述电池模块还包括扎带，所述扎带包围所述电池单体排列结构的外周，所述扎带包括两个长边和两个短边，所述长边与所述第一表面相互面对且沿所述水平方向延伸，所述短边与所述第二表面相互面对且沿所述竖直方向延伸。

作为本发明的一种优选结构，所述电池模块设置有至少两条所述扎带，至少两条所述扎带间隔分布。

作为本发明的一种优选结构，位于所述第一表面上方的相邻两个所述长边之间形成第一凹槽，所述第一粘合构件设置于所述第一凹槽内且沿所述水平方向延伸。

作为本发明的一种优选结构，所述上箱盖的内表面设置有凸部，所述凸部与所述第一凹槽相对设置，所述凸部与所述第一粘合构件粘合。

作为本发明的一种优选结构，所述凸部伸入所述第一凹槽内，所述第一粘合构件的厚度小于所述长边的厚度。

作为本发明的一种优选结构，所述电池包还包括设置于所述电池模块的下表面的第二粘合构件，所述电池模块的下表面通过所述第二粘合构件与所述下箱体相连接。

作为本发明的一种优选结构，位于所述第一表面下方的相邻两个所述长边之间形成第二凹槽，所述第二粘合构件设置于所述第二凹槽内且沿所述水平方向延伸。

作为本发明的一种优选结构，所述电池模块还包括两个端板，分别设置于所述电池单体排列结构的沿所述水平方向的两端，所述扎带包围所述电池单体排列结构和所述两个端板的外周，所述端板的顶面设置有凸起，所述凸起突出于所述电池模块的上表面且位于相邻两个所述长边之间。

作为本发明的一种优选结构，每个所述电池模块设置有两条所述扎带，所述上箱盖设置有多个凸部，并且多个所述凸部分别对应于每个所述电池模块的所述第一凹槽。

区别于现有技术，上述技术方案通过第一粘合构件，第一粘合构件设置于所述电池模块的上表面，所述电池模块通过所述第一粘合构件与所述上箱盖相连接。电池模块通过第一粘合构件与上箱盖相连接，从而电池模块与上箱盖形成一个整体，加强上箱盖与电池模块之间的连接强度，因此提高了电池模块的整体刚度。

附图说明

图1为具体实施方式所述电池包的爆炸图；

图2为具体实施方式所述上箱盖的结构示意图；

图3为具体实施方式所述汇流排与电池单体电连接后的电池模块的结构示意图；

图4为具体实施方式所述电池模块的爆炸图；

图5为具体实施方式所述电池单体的爆炸图；

图6为具体实施方式所述电极组件为卷绕式结构的截面图；

图7为具体实施方式所述电极组件为叠片式结构的截面图；

图8为具体实施方式所述电池包的剖视图；

图9为图8中A处的放大图；

图10为具体实施方式所述端板的结构示意图。

附图标记说明：

1、上箱盖，

11、凸部，

2、电池模块，

20、电池单体排列结构，

21、电池单体，

211、电极组件，

2111、第一极片，

2112、第二极片，

2113、隔膜，

2114、扁平面，

212、电池壳体，

2121、第一表面，

2122、第二表面，

213、电极端子连接件，

214、盖板，

215、电极端子，

22、扎带，

221、长边，

222、短边，

23、第一凹槽，

24、端板，

241、凸起，

242、扎带限位槽，

25、绝缘件，

26、汇流排，

3、下箱体，

4、第一粘合构件，

5、第二粘合构件。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个以上包括两个；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。

在本申请的描述中，所有附图中箭头x所指方向为长度方向，箭头y所指方向为宽度方向，箭头z所指方向为竖直方向。水平方向为平行于水平面的方向，既可以是上述长度方向也可以是上述宽度方向。另外，水平方向不仅包括绝对平行于水平面的方向，也包括了工程上常规认知的大致平行于水平面的方向。竖直方向为垂直于水平面的方向，竖直方向不仅包括绝对垂直于水平面的方向，也包括了工程上常规认知的大致垂直于水平面的方向。此外，本申请描述的“上”、“下”、“顶”、“底”等方位词均是相对于竖直方向来进行理解的。

请参阅图1，本实施例涉及一种电池包，包括箱体、多个电池模块2以及第一粘合构件4，箱体包括上箱盖1以及下箱体3，上箱盖1位于下箱体3的上方，上箱盖1与下箱体3密封设置。上箱盖1与下箱体3之间密封设置，可以避免外部水分进入电池包内部从而引发短路。电池包可用于直接安装于车辆上，从而为车辆提供动力来源。其中，多个电池模块2设置在箱体内，第一粘合构件4设置于电池模块2的上表面，电池模块2通过第一粘合构件4与上箱盖1相连接。

其中，第一粘合构件4可以是液态、膏状或固态的粘合剂，例如双面胶带、胶水等。优选地，第一粘合构件4为结构胶，结构胶在凝固之前为液态或膏状，结构胶涂覆于电池模块2和上箱盖1之间并凝固，从而牢靠地将电池模块2和上箱盖1进行连接。

电池模块2通过第一粘合构件4与上箱盖1相连接，从而电池模块2与上箱盖1形成一个整体，加强了上箱盖1与电池模块2之间的连接强度，因此提高了电池模块2的整体刚度，防止电池包在振动试验中发生着火、爆炸。

如图2所示，此时的视图为沿竖直方向(箭头z所指方向)由下往上观察上箱盖1，上箱盖1的内表面设置有多个凸部11，多个凸部11分别对应多个第一粘合构件4设置，以使凸部11与第一粘合构件4连接。

如图3以及图4所示，本实施例中的电池模块2包括电池单体排列结构20，电池单体排列结构20包括沿水平方向(例如，箭头x所指的长度方向)排列的多个电池单体21以及电连接多个电池单体21的多个汇流排26。

可选的，电池模块2包括至少两个电池单体排列结构20，至少两个电池单体排列结构20沿竖直方向(箭头z所指方向)堆叠。当电池模块2有两个以上的电池单体排列结构20时，可以将相邻的两个电池单体排列结构20之间通过结构胶固定，并且位于最上层的电池单体排列结构20通过结构胶与上箱盖1固定。在其他实施例中，电池单体排列结构20的数量还可为一个。

可选的，如图4和图5所示，电池模块2还包括扎带22，扎带22包围电池单体排列结构20的外周，扎带22包括两个长边221和两个短边222，长边221与电池单体21的第一表面2121相互面对且沿水平方向(箭头x所指方向)延伸，短边222与电池单体21的第二表面2122相互面对且沿竖直方向(箭头z所指方向)延伸。在其他实施例中，电池模块2可以通过压条、侧板或者螺栓等方式进行固定。

优选的，本实施例中，可以通过扎带22包围电池单体排列结构20的外周从而实现对电池单体排列结构20进行固定，相比于其他方式更加轻量化。

可选的，电池模块2设置有至少两条扎带22，例如两条或三条。两条扎带22之间沿宽度方向(箭头y所指方向)间隔分布。在其他实施例中，扎带22的数量可为一条。

可选的，如图4所示，本实施例中，电池单体排列结构20还包括绝缘件25，绝缘件25包括第一面以及第二面，第一面位于电池单体排列结构20的侧面，第二面位于电池单体排列结构20的底面，电池单体排列结构20的底部两侧分别设置有一个绝缘件25。扎带22包围端板24、电池单体21以及绝缘件25的外周，绝缘件25既起到绝缘防护的作用，又可以防止电池单体21被扎带22局部勒紧而出现受力不均。

可选的，如图4所示，本实施例中的电池模块2还包括两个端板24，两个端板24分别设置于电池单体排列结构20的沿长度方向(箭头x所指方向)的两端，扎带22包围电池单体排列结构20和两个端板24的外周。

如图5所示，电池单体21包括电极组件211、电池壳体212、电极端子连接件213、以及盖板214。电池壳体212可具有六面体形状或其他形状。电池壳体212具有容纳电极组件211和电解液的内部空间，并且电池壳体212具有开口。电极组件211容纳在电池壳体212内，盖板214覆盖开口，并用于将电极组件211封闭在电池壳体212内，电极组件211与电极端子215之间通过电极端子连接件213电连接。本实施例中，电极端子连接件213有两个，即分别为正极端子连接件213和负极端子连接件213。电池壳体212可以由例如铝、铝合金或塑料等材料制造。

电极组件211容纳于电池壳体212内，电极组件211包括第一极片2111、第二极片2112以及设置于所述第一极片2111和所述第二极片2112之间的隔膜2113。第一极片2111可以是正极片或负极片，第二极片2112与第一极片2111的极性相反，相应地，第二极片2112为负极片或正极片。其中，隔膜2113是介于第一极片2111和第二极片2112之间的绝缘体。电极组件211可以是卷绕式结构(如图6)，也可以是叠片式结构(如图7)。

示例性地以第一极片2111为正极片，第二极片2112为负极片进行说明。同样地，在其他的实施例中，第一极片2111还可以为负极片，而第二极片2112为正极片。另外，正极活性物质被涂覆在正极片的涂覆区上，而负极活性物质被涂覆到负极片的涂覆区上。从涂覆区延伸出的未涂覆区则作为极耳，电极组件211包括两个极耳，即正极耳和负极耳，正极耳从正极片的涂覆区延伸出；负极耳从负极片的涂覆区延伸出。正极耳与正电极端子之间通过正极端子连接件电连接，负极耳与负电极端子之间通过负极端子连接件电连接。

电池壳体212大致为六面体结构，电池壳体212包括两个第一表面2121和两个第二表面2122，第一表面2121的面积大于第二表面2122的面积。在电池单体排列结构20中，每个电池单体21的两个第二表面2122沿水平方向(例如箭头x所指方向的长度方向)相互面对，每个电池单体21的两个第一表面2121沿竖直方向(箭头z所指方向)相互面对。

可选的，电池单体21面向上箱盖1的第一表面2121与第一粘合构件4接触，电池单体21通过第一粘合构件4与上箱盖1相连接。

如图6所示，当电极组件211为卷绕式结构时，电极组件211为扁平状，并且电极组件211的外表面包括两个扁平面2114，两个扁平面2114沿竖直方向(箭头z所指方向)相互面对，即扁平面2114与第一表面2121相互面对。电极组件211大致为六面体结构，扁平面2114大致平行于卷绕轴线且为面积最大的外表面。扁平面2114可以是相对平整的表面，并不要求是纯平面。

如图7所示，当电极组件211为叠片式结构时，第一极片2111、隔膜2113和第二极片2112沿竖直方向层叠，即第一极片2111的表面与第一表面2121相互面对。

电极组件211在充放电过程中不可避免的会沿第一极片2111的厚度方向发生膨胀(在卷绕式结构的电极组件211中，沿垂直于扁平面2114的方向膨胀力最大；在叠片式结构的电极组件211中，沿第一极片2111和第二极片2112的堆叠方向膨胀力最大)。

本实施例中，卷绕式结构的电极组件211的扁平面2114朝向竖直方向(箭头z所指方向)。或者，叠片式结构的电极组件211的第一极片2111和第二极片2112沿竖直方向(箭头z所指方向)层叠。可见，电极组件211无论是采用卷绕式结构还是采用叠片式结构，电极组件211对电池壳体212施加最大膨胀力的方向都朝向竖直方向。

而现有技术中，电池模块2的电池单体21中，电极组件211对电池壳体212施加最大膨胀力的方向都是朝向水平方向，由于电池模块2在水平方向的尺寸相比于竖直方向的尺寸大的多(例如，受到车辆的底盘高度尺寸限制，需要有更多的电池单体21沿水平方向堆叠，膨胀力累积大)，因此，现有电池模块2在水平方向上受到的膨胀力非常大，因此需要在电池模块2的水平方向两侧设置非常厚的端板24以抵抗膨胀力，而端板24加厚会降低电池模块2的能量密度。而本实施例中，电极组件211对电池壳体212施加最大膨胀力的方向是朝向竖直方向，而竖直方向上堆叠的电池单体21个数较少，因此相比于现有技术，可以大大减少电池模块2的最大膨胀力。

另外，由于电池单体21在充放电过程中还会在电池壳体212内部产生气体，产生的气体会对电池壳体212施加作用力，从而加剧电池壳体212向外膨胀。由于本申请的第一表面2121的面积大于第二表面2122的面积，并且电池单体21中的两个第一表面2121沿竖直方向相互面对，因此产生的气体对电池壳体212施加的最大作用力方向也是朝向竖直方向。相比于现有技术，本实施例方案进一步减少了电池模块2的最大膨胀力。

本实施例中，由于第一粘合构件4是设置于电池模块2与上箱盖1之间，并且电池模块2的最大膨胀力方向是朝向竖直方向的，因此会使得电池模块2与第一粘合构件4之间贴合的更紧密，防止第一粘合构件4脱落。

如图8以及图9所示，本实施例中，位于第一表面2121上方的相邻两个长边221之间形成第一凹槽23，第一粘合构件4设置于第一凹槽23内且沿长度方向(箭头x所指方向)延伸。未凝固的第一粘合构件4涂在在电池模块2的上表面，并且利用位于第一表面2121上方的相邻两个长边221对未凝固的第一粘合构件4进行限位。优选的，本实施例中，第一粘合构件4设置于第一凹槽23内且沿水平方向(箭头x所指方向)延伸。

可选的，上箱盖1的内表面设置有凸部11，凸部11与第一凹槽23相对设置，第一粘合构件4为凝固前是液态或膏状的胶，凸部11与第一粘合构件4粘合。此时，通过上箱盖1的内表面设置有凸部11，一方面可以增加上箱盖1的刚度，抵抗电池模块2向上的膨胀力。另一方面减少第一粘合构件4的用量，此时第一粘合构件4为凝固前是液态或膏状的胶(不需要整个电池模块2上表面都涂胶)。

可选的，凸部11伸入第一凹槽23内，第一粘合构件4的厚度小于长边221的厚度。由于第一粘合构件4的厚度小于长边221的厚度，可以给凸部11给出更多的空间，以增加凸部11的厚度进一步增加上箱盖1的刚度。同时，可以进一步减少胶的用量(通过减少涂胶的厚度)，以及防止胶溢出。

可选的，每个电池模块2设置有两条扎带22，上箱盖1设置有多个凸部11，并且多个凸部11分别对应于每个电池模块2的第一凹槽23，而第一粘合构件4设置在第一凹槽23内。因此，正如图1中所示，上箱盖1的内表面设置有多个凸部11，多个凸部11分别对应多个第一粘合构件4设置，进一步加强电池模块2与上箱盖1之间的连接。

可选的，电池包还包括设置于电池模块2的下表面的第二粘合构件5，电池模块2的下表面通过第二粘合构件5与下箱体3相连接。如此，通过第一粘合构件4与第二粘合构件5，使得上箱盖1、电池模块2、下箱体3，形成一个整体，防止上箱盖1、电池模块2、下箱体3之间的相对振动。优选地，第二粘合构件5为结构胶。

可选的，位于第一表面2121下方的相邻两个长边221之间形成第二凹槽(未标出，图9中与第二粘合构件5重叠)，第二粘合构件5设置于第二凹槽内且沿水平方向(箭头x所指方向)延伸。如此，可以减少第二粘合构件5的使用量，减轻重量、降低成本。

如图10所示，本实施例中，端板24的顶面设置有凸起241，凸起241突出于电池模块2的上表面且位于相邻两个长边221之间。如此，通过两个设置于电池单体排列结构20的沿长度方向的两端的两个端板24，两个端板24上的两个凸起241与相邻两个长边221之间形成第一凹槽23，第一粘合构件4设置在第一凹槽23内，凸起241可以对未凝固的第一粘合构件4(例如，此时的第一粘合构件4处于液态)进行限位，防止未凝固的第一粘合构件流失。

本实施例中，端板24上还设置有用于对扎带22进行限位的扎带限位槽242，扎带限位槽242沿竖直方向延伸。

装配过程中，可以将多个电池单体21的第二表面2122相互贴合，沿水平方向(例如，箭头x所指的长度方向)进行堆叠，形成电池单体排列结构20；两个电池单体排列结构20沿竖直方向(箭头z所指方向)进行堆叠，两个端板24设置在两个电池单体排列结构20的两端，两个扎带22包围电池单体排列结构20和两个端板24的外周，形成电池模块2；多个电池模块2沿宽度方向(箭头y所指方向)进行堆叠。在两个扎带22之间设置有第一粘合构件4，上箱盖1的内表面设置有凸部11，凸部11与第一粘合构件4粘合；电池模块2通过第一粘合构件4与上箱盖1相连接，从而电池模块2与电池包的上箱盖1形成一个整体，从而防止电池包在振动试验中发生着火、爆炸。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明专利的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种电池包，包括：

箱体，所述箱体包括上箱盖以及下箱体，所述上箱盖位于所述下箱体的上方且与所述下箱体密封设置；

设置在所述箱体内的多个电池模块；以及

第一粘合构件，设置于所述电池模块的上表面，所述电池模块通过所述第一粘合构件与所述上箱盖相连接。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于：所述电池模块包括电池单体排列结构，所述电池单体排列结构包括沿水平方向排列的多个电池单体以及电连接所述多个电池单体的多个汇流排；

所述电池单体包括电极组件和电池壳体，所述电极组件容纳于所述电池壳体内，所述电极组件包括第一极片、第二极片以及设置于所述第一极片和所述第二极片之间的隔膜；

所述电极组件为卷绕式结构且为扁平状，所述电极组件的外表面包括两个扁平面，两个所述扁平面沿竖直方向相互面对；或，所述电极组件为叠片式结构，所述第一极片、所述隔膜和所述第二极片沿竖直方向层叠；

所述电池壳体包括两个第一表面和两个第二表面，所述第一表面的面积大于所述第二表面的面积；所述电池单体排列结构的每个所述电池单体中的所述两个第二表面沿所述水平方向相互面对，所述电池单体排列结构的每个所述电池单体中的所述两个第一表面沿所述竖直方向相互面对。

3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于：所述电池单体面向所述上箱盖的所述第一表面与所述第一粘合构件接触，所述电池单体通过所述第一粘合构件与所述上箱盖相连接。

4.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于：所述电池模块包括至少两个所述电池单体排列结构，至少两个所述电池单体排列结构沿所述竖直方向堆叠。

5.根据权利要求2-4任一项所述的电池包，其特征在于：所述电池模块还包括扎带，所述扎带包围所述电池单体排列结构的外周，所述扎带包括两个长边和两个短边，所述长边与所述第一表面相互面对且沿所述水平方向延伸，所述短边与所述第二表面相互面对且沿所述竖直方向延伸。

6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于：所述电池模块设置有至少两条所述扎带，至少两条所述扎带间隔分布。

7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于：位于所述第一表面上方的相邻两个所述长边之间形成第一凹槽，所述第一粘合构件设置于所述第一凹槽内且沿所述水平方向延伸。

8.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于：所述上箱盖的内表面设置有凸部，所述凸部与所述第一凹槽相对设置，所述凸部与所述第一粘合构件粘合。

9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于：所述凸部伸入所述第一凹槽内，所述第一粘合构件的厚度小于所述长边的厚度。

10.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于：所述电池包还包括设置于所述电池模块的下表面的第二粘合构件，所述电池模块的下表面通过所述第二粘合构件与所述下箱体相连接。

11.根据权利要求10所述的电池包，其特征在于：位于所述第一表面下方的相邻两个所述长边之间形成第二凹槽，所述第二粘合构件设置于所述第二凹槽内且沿所述水平方向延伸。

12.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于：所述电池模块还包括两个端板，分别设置于所述电池单体排列结构的沿所述水平方向的两端，所述扎带包围所述电池单体排列结构和所述两个端板的外周，所述端板的顶面设置有凸起，所述凸起突出于所述电池模块的上表面且位于相邻两个所述长边之间。

13.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于：每个所述电池模块设置有两条所述扎带，所述上箱盖设置有多个凸部，并且多个所述凸部分别对应于每个所述电池模块的所述第一凹槽。

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