CN111430608B - 电池包以及具有该电池包的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池包以及具有该电池包的车辆。该电池包包括：框架；托盘，所述托盘安装于所述框架；电池模组，所述电池模组安装于所述框架和/或所述托盘，且所述电池模组位于所述托盘的上方，所述电池模组与所述托盘之间形成介质通道。根据本发明的电池包，电池模组与介质通道内的流体介质直接接触，可以实现流体介质与电池模组之间热量的直接传递，有利于提升传热效率，同时，将介质通道集成在电池包内部，减少了连接零部件，有利于减轻电池包的整体重量。

Description

电池包以及具有该电池包的车辆
技术领域
本发明涉及汽车领域，具体而言，涉及一种电池包以及具有该电池包的车辆。
背景技术
随着电动汽车的不断发展，对电池包安全性提出了更高的要求。保证电池包安全性的主要措施就是使电芯处在适宜的温度环境内，因此对电池包冷却系统提出来高要求，目前电池包下壳体和冷却系统相互独立，导致电池包整体重量比较重，且冷却系统也多采用通过导热垫传热的方式对电芯冷却，冷却效率较低。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种电池包，电池模组与流体介质直接接触，以实现流体介质对电池模组的直接冷却或加热。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种电池包，包括：框架；托盘，所述托盘安装于所述框架；电池模组，所述电池模组安装于所述框架和/或所述托盘，且所述电池模组位于所述托盘的上方，所述电池模组与所述托盘之间形成介质通道。
根据本发明的一些实施例，所述电池模组包括：电芯和模组固定框，所述电芯固定于所述模组固定框，所述模组固定框适于与所述框架和/或所述托盘固定，所述介质通道形成在所述电芯与所述托盘之间。
具体地，所述电芯包括：位于所述模组固定框上方的电芯上本体以及位于所述模组固定框下方的电芯下本体，所述电芯下本体嵌入所述托盘内，所述介质通道形成在所述电芯下本体与所述托盘之间。
进一步地，所述托盘包括：托盘本体，所述托盘本体内具有多个支撑梁，所述支撑梁适于与所述框架固定，相邻两个所述支撑梁之间形成介质槽，所述电芯嵌入所述介质槽中，并与所述介质槽的槽壁之间限定出所述介质通道。
可选地，所述支撑梁的下方设置有填充轻木，且所述填充轻木具有平整的底面。
进一步地，所述托盘本体为包覆所述支撑梁和所述填充轻木的复合材料包裹层。
根据本发明的一些实施例，所述电池模组上设置有与所述介质通道连通的进水口以及出水口，所述电池包还包括：集流管，所述进水口和所述出水口均与所述集流管连通。
进一步地，所述电池模组为多个，多个所述电池模组的所述进水口朝向同一侧设置，多个所述电池模组的所述出水口朝向另一侧设置，所述集流管包括：位于所述进水口一侧且与所述进水口连通的进水集流段以及位于所述出水口一侧且与所述出水口连通的出水集流段。
根据本发明的一些实施例，所述框架上设置有插接板，所述插接板上设置有电气插接口和与所述进水集流段连通的集流管进水接口、与所述出水集流段连通的集流管出水接口，并且所述插接板具有支撑所述托盘的托盘支撑面。
相对于现有技术，本发明所述的电池包具有以下优势：
本发明所述的电池包，电池模组与介质通道内的流体介质直接接触，可以实现流体介质与电池模组之间热量的直接传递，有利于提升传热效率，同时，将介质通道集成在电池包内部，减少了连接零部件，有利于减轻电池包的整体重量。
本发明的另一个目的在于提出一种车辆，包括上述的电池包。
本发明所述的车辆与上述的电池包相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例的电池包的示意图；
图2是框架的立体示意图；
图3是左侧边梁的立体示意图；
图4是托盘的立体示意图；
图5是托盘的分解示意图；
图6是托盘的俯视图；
图7是图6中A-A的剖视图；
图8是图6中B-B的剖视图；
图9是框架和托盘的立体装配示意图；
图10是框架、托盘和的装配俯视图；
图11是图10中P-P的剖视图；
图12是图11中F处的局部放大图；
图13是框架、电池模组和托盘的立体装配示意图；
图14是框架、电池模组和托盘的装配俯视图；
图15是图14中C-C的剖视图；
图16是图15中E处的局部放大图；
图17是图14中D-D的剖视图；
图18是图17中G处的局部放大图；
图19是电池模组的立体示意图；
图20是进水集流段的立体示意图。
附图标记说明：
框架1、前边梁11、后边梁12、左侧边梁13、右侧边梁14、支撑槽15、支撑孔16、托盘2、托盘本体21、支撑梁22、填充轻木23、托盘被支撑面24、介质槽25、托盘被支撑边26、支撑凸起27、电池模组3、电芯31、电芯上本体311、电芯下本体312、模组固定框32、模组安装孔321、进水口33、出水口34、介质通道4、进水集流段51、进水集流口511、进水总口512、出水集流段52、出水集流口521、出水总口522、插接板6、托盘支撑面61、电气插接件7、螺栓8、密封垫9。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考图1-图20并结合实施例来详细说明本发明。
参照图1、图13-图14所示，根据本发明实施例的电池包可以包括：框架1、托盘2和电池模组3。
参照图9-图12所示，托盘2安装于框架1，且托盘2用于支撑电池模组3。
参照图1、图13-图16所示，电池模组3安装于框架1和/或托盘2上，且电池模组3位于托盘2的上方，电池模组3与托盘2之间形成介质通道4。
换言之，电池模组3可仅安装在框架1上，也可仅安装在托盘2上，或者电池模组3的一部分安装在框架1上，另一部分安装在托盘2上。
参照图1-图3所示，框架1包括：前边梁11、后边梁12、左侧边梁13、右侧边梁14，左侧边梁13连接前边梁11与后边梁12的左端，右侧边梁14连接前边梁11与后边梁12的右端。前边梁11、后边梁12、左侧边梁13、右侧边梁14可通过挤压工艺单独成形，并且相互之间通过焊接工艺组成框架1。
参照图1-图3所示，左侧边梁13、右侧边梁14上设置有支撑槽15，托盘2边缘可设置定位凸起，定位凸起嵌入支撑槽15中，可实现框架1对托盘2的定位和支撑。
参照图3、图12所示，支撑槽15的槽壁上还设置有支撑孔16，螺栓8穿设支撑孔16之后可与托盘2螺接固定，由此实现托盘2与框架1的固定连接。
参照图4-图6所示，托盘2的边缘具有托盘被支撑边26，托盘被支撑边26适于被框架1的前边梁11、后边梁12、左侧边梁13、右侧边梁14支撑。
介质通道4内的流体介质可用于冷却或加热电池模组3，例如，当需要给电池模组3降温时，介质通道4内流通有冷却液，以带走电池模组3的热量。当需要给电池模组3升温时，介质通道4内流通有温度较高的流体介质，以将热量传递给电池模组3。可选地，流体介质可以是液体，也可以是气体。
根据本发明实施例的电池包，电池模组3与介质通道4内的流体介质直接接触，可以实现流体介质与电池模组3之间热量的直接传递，有利于提升传热效率，同时，将介质通道4集成在电池包内部，减少了连接零部件，有利于减轻电池包的整体重量。
参照图15-图16、图19所示，电池模组3包括：电芯31和模组固定框32，电芯31固定于模组固定框32，模组固定框32适于与框架1和/或托盘2固定，介质通道4形成在电芯31与托盘2之间，这样，介质通道4内的流体介质可直接接触电芯31，有利于提高传热效率，减少传热损失。
在本发明图16所示的实施例中，模组固定框32与托盘2固定。
参照图19所示，模组固定框32对电芯31起到固定作用，模组固定框32上设置有多个模组安装孔321，紧固件穿设模组安装孔321之后固定在托盘2上，以实现电池模组3与托盘2的固定连接。参照图16所示，模组固定框32与托盘2之间可以设置密封垫9，密封垫9起到密封介质通道4内的流体介质的作用。模组固定框32通过模组安装孔321安装在托盘2上后，通过挤压密封垫9实现流体介质的密封，同时电池模组3与托盘2的底部形成介质通道4，用于流体介质的流通。
具体地，参照图19所示，电芯31包括：电芯上本体311以及电芯下本体312，电芯上本体311位于模组固定框32的上方，电芯下本体312位于模组固定框32的下方，电芯下本体312嵌入托盘2内，介质通道4形成在电芯下本体312与托盘2之间。介质通道4内的流体介质可直接接触电芯下本体312。换言之，电池模组3为半浸没式模组，下端浸没在托盘2中。
进一步地，参照图4-图9所示，托盘2包括：托盘本体21，托盘本体21内具有多个支撑梁22，支撑梁22适于与框架1固定，相邻两个支撑梁22之间形成介质槽25，换言之，托盘2被支撑梁22分割为多个介质槽25，如图16所示，电芯31嵌入介质槽25中，并与介质槽25的槽壁之间限定出介质通道4，从而实现了介质通道4与电芯31的直接接触。
支撑梁22可对托盘2的结构起到加强作用，并且穿设框架1上的支撑孔16的螺栓8适于与支撑梁22螺接。模组固定框32可固定在支撑梁22上。换言之，支撑梁22起到支撑电池模组3的作用，将托盘2与框架1连接后，支撑梁22还可以起到对电池包横向的整体支撑，保证电池包的侧碰性能。支撑梁22凸出设置，既便于电池模组3的连接，又可以避免气密问题。
参照图8、图16所示，介质槽25的内底壁上设置有支撑凸起27，支撑凸起27可用于支撑电芯31。
可选地，参照图5-图8、图12所示，支撑梁22的下方设置有填充轻木23，且填充轻木23具有平整的底面，从而保证托盘2底部平整，便于将电池包整体放置到平整平面上，并且可以避免底部沙石对电池包的冲击，此外，采用轻木材料也可以起到减重效果，有利于电池包的轻量化设计。
进一步地，参照图8所示，托盘本体21为包覆支撑梁22和填充轻木23的复合材料包裹层，复合材料包裹层主要是将支撑梁22和填充轻木23包裹后整体成型，由此既可以简化连接形式，又可以保证成型后的一致性。托盘本体21可以采用非金属复合材料与金属模压成型，由此，既能满足电池包的轻量化要求，又可以起到保温的作用，减少介质通道4内的热量或冷量散失到电池包外。
参照图17-图19所示，电池模组3上设置有与介质通道4连通的进水口33以及出水口34，进水口33以及出水口34可分居在电池模组3的两端，由此，流体介质从电池模组3一端的进水口33进入介质通道4之后，再从电池模组3另一端的出水口34流出，贯通电池模组3的整个长度方向，可以增加流体介质在介质通道4内的流通路径长度。
参照图1、图10、图13、图20所示，电池包还包括：集流管，进水口33和出水口34均与集流管连通，集流管可对流体介质进行集流。
进一步地，参照图1、图13-图14、图17-图18所示，电池模组3为多个，多个电池模组3的进水口33朝向同一侧设置，多个电池模组3的出水口34朝向另一侧设置，集流管包括：进水集流段51以及出水集流段52，进水集流段51位于进水口33一侧，且进水集流段51与电池模组3的进水口33连通，出水集流段52位于出水口34一侧，且出水集流段52与电池模组3的出水口34连通，在图14示出的实施例中，进水集流段51和出水集流段52为相互独立且不连通的两段。流体介质的流向为：从一侧的进水集流段51进入，经过电池模组3与托盘2之间的介质通道4，再从另外一侧的出水集流段52流出。
在一些未示出的实施例中，进水集流段51和出水集流段52可通过连接段相连通。
结合图1、图20所示，进水集流段51上设置有多个进水集流口511，每个进水集流口511与对应电池模组3的进水口33连通；出水集流段52上设置有多个出水集流口521，每个出水集流口521与对应电池模组3的出水口34连通。
进水集流段51的自由端为进水总口512，流体介质经进水总口512进入进水集流段51中，再经各个进水集流口511进入对应的电池模组3的进水口33。出水集流段52的自由端为出水总口522，从电池模组3的出水口34流出的流体介质经对应的出水集流口521流入出水集流段52，再从出水总口522流出去，从而保证集流管内的流体介质温度满足使用需求。
参照图1-图2所示，框架1上设置有插接板6，插接板6上设置有电气插接口和与进水集流段51的进水总口512连通的集流管进水接口、与出水集流段52的出水总口522连通的集流管出水接口，并且插接板6具有支撑托盘2的托盘支撑面61，如图4所示，托盘2具有托盘被支撑面24，托盘被支撑面24适于位于托盘支撑面61的上方，且托盘被支撑面24与托盘支撑面61贴合，使托盘2更好地被支撑在框架1上。
如图2所示，插接板6可焊接固定在框架1的前边梁11上。
托盘2与框架1的装配流程为：首先，将前边梁11、插接板6、后边梁12、左侧边梁13、右侧边梁14焊接加工成框架1；其次，将支撑梁22、填充轻木23通过复合材料包裹层注塑成托盘2；最后，通过螺栓8穿设支撑孔16后与托盘2固定，由此实现框架1和托盘2的连接固定。
参照图1、图13所示，托盘2上还设置有电气插接件7，电气插接件7可以包括高压插接件和低压插接件。
电池包的装配顺序为：首先，将托盘2与框架1固定；其次，将电池模组3安装到托盘2内；再次，将进水集流段51与电池模组3的进水口33连接，出水集流段52与电池模组3的出水口34连接；最后，安装电气插接件7。
根据本发明另一方面实施例的车辆，包括上述实施例的电池包，有利于减少流体介质模块与电池模组3之间的连接零部件，实现电池包的轻量化设计。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电池包，其特征在于，包括：
框架(1)；
托盘(2)，所述托盘(2)安装于所述框架(1)；
电池模组(3)，所述电池模组(3)安装于所述框架(1)和/或所述托盘(2)，且所述电池模组(3)位于所述托盘(2)的上方，所述电池模组(3)与所述托盘(2)之间形成介质通道(4)，所述电池模组(3)包括：电芯(31)和模组固定框(32)，所述电芯(31)固定于所述模组固定框(32)，所述模组固定框(32)适于与所述框架(1)和/或所述托盘(2)固定，所述介质通道(4)形成在所述电芯(31)与所述托盘(2)之间，所述电芯(31)包括：位于所述模组固定框(32)上方的电芯上本体(311)以及位于所述模组固定框(32)下方的电芯下本体(312)，所述电芯下本体(312)嵌入所述托盘(2)内，所述介质通道(4)形成在所述电芯下本体(312)与所述托盘(2)之间，所述托盘(2)包括：托盘本体(21)，所述托盘本体(21)内具有多个支撑梁(22)，所述支撑梁(22)适于与所述框架(1)固定，相邻两个所述支撑梁(22)之间形成介质槽(25)，所述电芯(31)嵌入所述介质槽(25)中，并与所述介质槽(25)的槽壁之间限定出所述介质通道(4)，所述支撑梁(22)的下方设置有填充轻木(23)，且所述填充轻木(23)具有平整的底面，所述托盘本体(21)为包覆所述支撑梁(22)和所述填充轻木(23)的复合材料包裹层，所述复合材料包裹层将所述支撑梁(22)和所述填充轻木(23)包裹后整体成型，所述托盘本体(21)采用非金属复合材料与金属模压成型。
2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池模组(3)上设置有与所述介质通道(4)连通的进水口(33)以及出水口(34)，所述电池包还包括：集流管，所述进水口(33)和所述出水口(34)均与所述集流管连通。
3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述电池模组(3)为多个，多个所述电池模组(3)的所述进水口(33)朝向同一侧设置，多个所述电池模组(3)的所述出水口(34)朝向另一侧设置，所述集流管包括：位于所述进水口(33)一侧且与所述进水口(33)连通的进水集流段(51)以及位于所述出水口(34)一侧且与所述出水口(34)连通的出水集流段(52)。
4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述框架(1)上设置有插接板(6)，所述插接板(6)上设置有电气插接口和与所述进水集流段(51)连通的集流管进水接口、与所述出水集流段(52)连通的集流管出水接口，并且所述插接板(6)具有支撑所述托盘(2)的托盘支撑面(61)。
5.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-4中任一项所述的电池包。
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