CN111584785A - 动力电池模组及其系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种动力电池模组及其系统，所述系统包括：箱体；若干相间隔的隔离件，其设置于所述箱体内并自所述箱体的底面向上延伸，且所述隔离件与所述箱体之间围成腔室；多个相互电连接的动力电池模组，各个所述动力电池模组分布于不同的所述腔室内；所述动力电池模组包括壳体和设置于所述壳体内的电池组；所述壳体沿其长度方向的外壁上设置有挂设在所述隔离件上的挂接部；所述挂接部上设置有用于与所述隔离件相固定的锁固结构；本申请实施方式提供了一种安全性能好且结构可靠性的动力电池模组及其系统。

Description

动力电池模组及其系统

技术领域

本申请涉及动力电池领域，尤其涉及一种动力电池模组及其系统。

背景技术

动力电池模组的外形一般为长条结构。且动力电池模组长度方向的最外端是两个端板，端板与四周的壳体焊接为一体。安装时，动力电池模组放置于动力电池箱内。

如图1所示，该动力电池箱内设置有横梁12。动力电池模组沿长度方向的端板与该横梁12上表面的边缘相抵并通过螺钉进行固定。进一步地，动力电池箱内部的动力电池模组的数量一般不止1个，例如为2个、4个、8个等。当动力电池箱内任一个动力电池模组产生高温，特别是热失控时，热量容易传递到电池箱内相邻模组，引发连锁反应，影响动力电池系统安全。箱体内，模组安装箱体横梁12上，横梁12高度一般较低，导致箱体整体强度与高度相对较弱，在遇上严酷条件，如外力碰撞，箱体容易变形，可能挤压电芯，出现电池短路，影响电池安全。模组的安装固定设置在两个端板，一般每个端板有两个安装孔，模组集中受力比较明显，模组越长越重，这种受力结构越易显示其弊端，模组的结构安全如在振动与机械冲击下容易失效。

发明内容

基于前述的现有技术缺陷，本申请实施方式提供了一种安全性能好且结构可靠性的动力电池模组及其系统。

为实现上述目的，本申请提供了如下的技术方案：一种动力电池系统，包括：箱体；若干相间隔的隔离件，其设置于所述箱体内并自所述箱体的底面向上延伸，且所述隔离件与所述箱体之间围成腔室；多个相互电连接的动力电池模组，各个所述动力电池模组分布于不同的所述腔室内；所述动力电池模组包括壳体和设置于所述壳体内的电池组；所述壳体沿其长度方向的外壁上设置有挂设在所述隔离件上的挂接部；所述挂接部上设置有用于与所述隔离件相固定的锁固结构。

作为一种优选的实施方式，所述挂接部包括多个沿所述壳体的宽度方向凸出所述壳体的凸起；多个所述凸起沿所述壳体的长度方向间隔排布。

作为一种优选的实施方式，所述凸起具有面向下方的止挡面；所述止挡面用于与所述隔离件背对所述底面一侧的端面相抵。

作为一种优选的实施方式，所述锁固结构包括设置于所述凸起上沿上下方向贯通的通孔。

作为一种优选的实施方式，所述壳体包括沿其长度方向相对设置的第一端板和第二端板和围设在所述第一端板和所述第二端板之间的框架；所述第一端板、所述第二端板以及所述框架之间围成用于收容所述电池组的容置空间；所述框架上设置有用于与所述电池组进行热交换的液冷管道。

作为一种优选的实施方式，所述电池组包括若干相互电连接的铝壳方形电池，所述铝壳方形电池的电极朝向上方；若干所述铝壳方形电池沿所述壳体的长度方向并列排布；所述框架包括顶壁和底壁以及围设在顶壁和底壁之间的侧壁；所述液冷管道设置于所述框架的底壁或侧壁上；所述顶壁上设置有与若干所述铝壳方形电池的电极一一对应的穿孔。

作为一种优选的实施方式，所述电池组包括若干相互电连接的软包电芯，若干所述软包电芯沿所述壳体的宽度方向并列排布；所述软包电芯的极耳与所述第一端板和/或所述第二端板相面对且所述软包电芯与所述顶壁和/或所述底壁垂直设置；所述液冷管道设置于所述框架的顶壁或底壁上。

作为一种优选的实施方式，所述第一端板和/或所述第二端板上设置有用于供所述容置空间内的高温物质进行释放的泄压部。

作为一种优选的实施方式，所述泄压部为开孔或者薄型结构。

作为一种优选的实施方式，所述挂接部设置于所述框架的上部侧壁上。

一种动力电池模组，包括：壳体；电池组，其收容于所述壳体内；挂接部，其设置于所述壳体沿其长度方向的外壁上；所述挂接部上设置有用于与隔离件相固定的锁固结构。

借由以上的技术方案，本申请实施方式所述的动力电池模组及其系统通过在箱体内设置若干隔离件，该隔离件设置于箱体内并自箱体的底面向上延伸，且该隔离件与箱体之间围成腔室；而动力电池模组包括容置于所述腔室内的壳体和设置于所述壳体内的电池组；该壳体沿其长度方向的外壁上设置有挂设在隔离件上的挂接部；如此壳体与腔室之间形成排泄空间；当箱体内任一个动力电池模组发生损坏进而产生高温高压物质甚至烧毁时，该高温高压物质能向该排泄空间中扩散，进而减缓向其余的动力电池模组内扩散的速度，提高了动力电池系统的安全性。另一方面，相对于现有技术中通过壳体长度方向两侧的端板与箱体相固定的方式，本申请实施方式所述的挂接部设置于壳体沿其长度方向的外壁上，因此受力更为均匀，牢固性更高，若干隔离件垂直高度较高，可大幅增加电池箱体的刚度及强度，从而当该动力电池系统与外界发生碰撞时，该动力电池模组内的电池组不容易发生损坏，进而进一步提高动力电池系统的安全性能。对于软包模组，端板具有孔或者薄型结构，在出现电池热失控时，内部产生的气体通过端板及时排泄出模组，避免模组内部热聚及高压气体，降低热失控激烈程度。因此，本申请实施方式提供了一种安全性能好且结构可靠性的动力电池模组及其系统。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。在附图中：

图1为现有技术中的动力电池系统的结构示意图；

图2为本申请实施方式的动力电池系统的结构示意图；

图3为本申请实施方式的第一个实施例的动力电池模组的爆炸图；

图4为本申请实施方式的第一个实施例的动力电池模组的组装图；

图5为本申请实施方式的第二个实施例的动力电池模组的爆炸图；

图6为本申请实施方式的第二个实施例的动力电池模组的组装图。

附图标记说明：

10、动力电池箱；11、箱体；12、横梁；13、隔离件；15、腔室；17、动力电池模组；19、穿孔；19、壳体；21、电池组；22、挂接部；23、锁固结构；29、通孔；31、第一端板；33、第二端板；35、框架；39、泄压部。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

请参阅图2至图6，本实施方式所提供的一种动力电池模组17，包括：箱体11；若干相间隔的隔离件13，其设置于所述箱体11内并自所述箱体11的底面向上延伸，且所述隔离件13与所述箱体11之间围成腔室15；多个相互电连接的动力电池模组17，所述动力电池模组17包括壳体19和设置于所述壳体19内的电池组21；所述壳体19沿其长度方向的外壁上设置有挂设在所述隔离件13上的挂接部22，且所述挂接部22上设置有用于与所述隔离件13相固定的锁固结构23。

由以上方案可以看出，本申请实施方式所述的动力电池系统通过在箱体11内设置若干隔离件13，该隔离件13设置于箱体11内并自箱体11的底面向上延伸，且该隔离件13与箱体11之间围成腔室15；而动力电池模组17包括容置于所述腔室15内的壳体19和设置于所述壳体19内的电池组21；该壳体19沿其长度方向的外壁上设置有挂设在隔离件13上的挂接部22；如此壳体19与腔室15之间形成排泄空间；当箱体11内任一个动力电池模组17发生损坏进而产生高温高压物质甚至烧毁时，该高温高压物质能向该排泄空间中扩散，进而减缓向其余的动力电池模组17内扩散的速度，提高了动力电池系统的安全性。另一方面，相对于现有技术中通过壳体15长度方向两侧的端板与箱体相固定的方式，本申请实施方式所述的挂接部22设置于壳体19沿其长度方向的外壁上，因此受力更为均匀，牢固性更高，且若干隔离件13垂直高度较高，可大幅增加箱体11的刚度及强度，从而当该动力电池系统与外界发生碰撞时，该动力电池模组17内的电池组21不容易发生损坏，进而进一步提高动力电池系统的安全性能。

如图2所示，在本实施方式中，箱体11整体上呈中空结构的长方体状。当然该箱体11不限于为长方体状，还可以是其他的形状，例如正方体状等，对此本申请不做规定。该中空结构形成用于收容动力电池模组17的空腔。具体地，该箱体11包括相对设置的顶面和底面以及围设在顶面和底面之间的周壁面。该顶面、底面以及周壁面之间围成用于收容动力电池模组的内腔。

在本实施方式中，箱体11的空腔内设置有若干相间隔的隔离件13。该隔离件13设置于箱体11内并自箱体11的底面向上延伸，且隔离件13与箱体11之间围成腔室。该若干可以是1个或者多个。而多个可以是2个、3个、4个、5个、6个等。例如如图2所示，隔离件13为3个。具体地，3个隔离件13包括在左右方向上延伸且相平行的两个隔离件13和与左右方向延伸的两个隔离件13垂直连接的1个隔离件13。进一步地，如图2所示，3个隔离件与箱体11之间围成6个腔室15。具体地，该隔离件13在箱体11内在顶面和底面之间竖直延伸。从而隔离件13能与顶板、底板或侧板之间形成腔室15。进一步地，该隔离件13可采用耐高温耐高压的材料制成；从而能避免隔离件13在腔室15内的高温气体的作用下发生损坏。进一步地，若干隔离件13能增加动力电池系统的结构强度，从而当该动力电池系统与外界发生碰撞时，该动力电池模组17内的电池组21不容易发生损坏，进而进一步提高动力电池系统的安全性能。

如图2所示，在本实施方式中，多个动力电池模组17相互电连接，从而该多个动力电池模组17的电量较大。该多个可以是2个、3个、4个、5个、6个等。例如如图2所示，该动力电池模组17的个数为4个。该动力电池模组17的个数可以根据实际需要进行选择，本申请不作规定。进一步地，各个动力电池模组17分布于不同的腔室15内。具体地，动力电池模组17的个数可以小于腔室15的个数。例如如图2所示，动力电池模组17的个数为4个。腔室15的个数为6个。动力电池模组17的个数也可以等于腔室15的个数。从而各个动力电池模组17能分别位于一个腔室15内。

如图3、图5所示，在本实施方式中，动力电池模组17包括容置于腔室15内的壳体19和设置于壳体19内的电池组21。具体地，该壳体19的外壁与腔室15的内壁相适配。该相适配可以是壳体19的外形与大小均与腔室15的形状和大小相适合。例如如图2所示，腔室15的内壁围成长方体状。该壳体19为与腔室15相适配的长方体状。当然壳体19不限于为长方体状，还可以是其他的形状，例如正方体状，对此本申请不作规定。通过壳体19的外壁与腔室15的内壁相适配使得该壳体19的外壁与腔室15的内壁之间的剩余空间较小，进而能有效利用腔室15内的空间，尽可以能地避免腔室15内的空间的浪费。

进一步地，壳体19整体上呈中空的长方体结构。该中空部分形成用于收容电池组21的容置空间。当然该壳体19不限于为长方体结构，还可以是其他的形状，例如该壳体19整体上呈中空的正方体结构，对此本申请不作规定。

在本实施方式中，壳体19沿其长度方向的外壁上设置有挂设在隔离件13上的挂接部22。如此壳体19与腔室15之间形成排泄空间；当箱体11内任一个动力电池模组17产生发生损坏进而产生高温高压物质甚至发生烧毁时，该高温高压物质能向该排泄空间中扩散，进而减缓向其余的动力电池模组17内扩散的速度，提高了动力电池系统的安全性。

进一步地，挂接部22上设置有用于与隔离件13相固定的锁固结构23。该固定方式可以是螺钉固定、螺栓固定、焊接固定或者一体成型固定等。从而通过该锁固结构23壳体19能与隔离件13相固定，进而避免动力电池模组17在腔室15内移动而发生损坏。进一步地，通过将壳体19与隔离件13相固定能增加动力电池系统的结构强度，从而当该动力电池系统与外界发生碰撞时，动力电池模组17内的电池组21不容易发生损坏，进而提高动力电池系统的安全性能。且相对于现有技术中通过壳体15长度方向两侧的端板与箱体相固定的方式，本申请实施方式所述的挂接部22设置于壳体19沿其长度方向的外壁上，因此受力更为均匀，牢固性更高。

进一步地，该壳体19包括第一端板31、第二端板33和框架35。该第一端板31和第二端板33沿壳体19的长度方向相对设置。进一步地，框架35围设在第一端板31和第二端板33之间，且第一端板31、第二端板33以及框架35之间围成用于收容电池组21的容置空间。进一步地，该框架35包括顶壁和底壁以及围设在顶壁和底壁之间的侧壁。该挂接部22设置于框架35的上部侧壁上。例如如图6、图4所示，该挂接部22设置于框架35的上部侧壁上。从而能增大壳体19与腔室15之间形成的排泄空间的体积，如此有利于高温高压物质的扩散。

在一个实施方式中，挂接部22包括多个沿壳体19的宽度方向凸出壳体19的凸起。例如如图3至图6所示，例如如图3所示，该挂接部22包括6个凸起。该凸起沿壳体19的宽度方向凸出框架35的外壁。进一步地，多个凸起沿壳体19的长度方向间隔排布。从而通过沿壳体19的长度方向设置多个凸起，能增大锁固结构23与挂接部22的接触面积，进而避免单个凸起上的承受力过大而发生损坏。

进一步地，凸起具有面向下方的止挡面；止挡面用于与隔离件13背对底面一侧的端面相抵。从而通过该隔离件13能对凸起进行支撑和悬挂，进而能限制壳体19向下移动。

进一步地，挂接部22为两个。两个挂接部22分别位于壳体19沿宽度方向的两侧。从而通过两个挂接部22上的两个锁固结构23使得壳体19沿宽度方向的两侧均能与隔离件13相固定，进而保证壳体19的受力的均匀性，以提高动力电池模组17的稳定性。

进一步地，锁固结构23包括设置于凸起上沿上下方向贯通的通孔29。该通孔29用于供螺钉穿设，进而能使得凸起与隔离件13相固定。

在第一个实施例中，电池组21包括若干相互电连接的铝壳方形电池。例如如图3所示，该若干电连接的铝壳方形电池沿壳体19的长度方向并列排布。从而若干电连接的铝壳方形电池能形成长方体结构。当然该铝壳方形电池不限于沿壳体19的长度方向并列排布，还可以是沿壳体19的宽度方向并列排布，对此本申请不做规定。进一步地，铝壳方形电池的电极朝向上方。进一步地，如图3所示，框架35的顶壁上设置有与若干铝壳方形电池的电极一一对应的穿孔19。该对应可以是铝壳方形电池的数量与穿孔19的数量相等。进一步地，铝壳方形电池的电极穿设于对应的穿孔19中，从而铝壳方向电池能通过穿孔19进行排泄物质。

在第二个实施例中，电池组21包括若干相互电连接的软包电芯。例如如图5所示，该若干电连接的软包电芯沿壳体19的宽度方向并列排布。且该软包电芯的极耳在壳体19的长度方向上与壳体19的内壁相面对且软包电芯与框架35的顶壁和/或底壁垂直设置。从而若干电连接的软包电芯能形成长方体结构。进一步地，如图6所示，挂接部22设置于框架35的顶壁上。从而使得隔离件13即能将箱体11内部分隔成多个互不连通的腔室15，且使得动力电池模组17能容置于腔室15内；该隔离件13的支撑面还能对凸起进行支撑。进一步地，该隔离件13的支撑面高度与动力电池模组17顶部接近，配合动力电池系统箱体11顶面及动力电池模组17与顶面间的隔热泡棉，达到动力电池模组17所在的腔室与顶面配合紧密，可以进一步隔热失控动力电池模组17向周边动力电池模组17释放高温高压物质，提高系统安全性。

进一步地，框架35上设置有用于与电池组21进行热交换的液冷管道。进一步地，如图3所示，在第一个实施例中，该液冷管道可以设置于框架35的侧壁上。或者该液冷管道可以设置于框架35的底壁上。从而通过该液冷管道使得电池组21内的各个电芯均能与液冷管道相接触，进而各个电芯均能与液冷管道发生热交换。

进一步地，如图5所示，在第二个实施例中，该液冷管道可以设置于框架35的顶壁上。或者该液冷管道可以设置于框架35的底壁上。从而通过该液冷管道使得电池组21内的各个电芯均能与液冷管道相接触，进而各个电芯均能与液冷管道发生热交换。进一步地，液冷管道与框架35的顶壁合并，提高结构件集成度，既可以增加软包动力电池模组17顶壁强度，保护软包电池模组免受外力损坏，也可以提高软包电池模组17液冷效率和可靠性，延长电池使用寿命，还可以在极端条件如热失控时，阻挡高温气体冲向箱体11顶部，保护乘员安全。

进一步地，在第二个实施例中，第一端板31和/或第二端板33上设置有用于供容置空间内的高温高压物质进行释放的泄压部39。对于软包模组，现有技术中由于端板承载模组重量，端板结构强度比较较高，端板与壳体焊接后形成密闭腔体，电池组设置在腔体内，在出现电池热失控时，内部产生的气体排泄不畅，容易聚集成内部高压，甚至产生爆炸。而本申请当容置空间内存在高温高压物质时，该高温高压物质能通过泄压部39释放至对应的腔室15内，进而降低电池组21热聚集风险。进一步地，该泄压部39可以是设置于第一端板31上。该泄压部39还可以是设置于第二端板33上。或者该泄压部39设置于第一端板31和第二端板33上。

具体地，泄压部39为开孔或者薄型结构。具体地，当容置空间内存在高温高压物质时，该高温高压物质能通过开孔释放，或者该高温高压物质能破坏薄型结构；进而降低电池组21热聚集风险。进一步地，该开孔上覆盖有薄膜、薄塑料等。从而一方面可以避免灰尘通过该开孔进入壳体19内；另一方面，高温高压物质能破坏薄膜或者薄塑料通过开孔释放。进一步地，该薄型结构可以是厚度小于第一端板31和第二端板33的结构。或者该薄型结构的材料的硬度小于第一端板31其他部位材料的硬度。例如该薄型结构的材料为塑料、树脂等。

如图3至图6所示，本实施方式所提供的一种动力电池模组17，包括：壳体19；电池组21，其收容于所述壳体19内；挂接部22，其设置于所述壳体19沿其长度方向的外壁上；所述挂接部22上设置有用于与所述隔离件13相固定的锁固结构23。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。

Claims (11)

1.一种动力电池系统，其特征在于，包括：

箱体；

若干相间隔的隔离件，其设置于所述箱体内并自所述箱体的底面向上延伸，且所述隔离件与所述箱体之间围成腔室；

多个相互电连接的动力电池模组，各个所述动力电池模组分布于不同的所述腔室内；所述动力电池模组包括壳体和设置于所述壳体内的电池组；所述壳体沿其长度方向的外壁上设置有挂设在所述隔离件上的挂接部；所述挂接部上设置有用于与所述隔离件相固定的锁固结构。

2.根据权利要求1所述的动力电池系统，其特征在于，所述挂接部包括多个沿所述壳体的宽度方向凸出所述壳体的凸起；多个所述凸起沿所述壳体的长度方向间隔排布。

3.根据权利要求2所述的动力电池系统，其特征在于，所述凸起具有面向下方的止挡面；所述止挡面用于与所述隔离件背对所述底面一侧的端面相抵。

4.根据权利要求2所述的动力电池系统，其特征在于，所述锁固结构包括设置于所述凸起上沿上下方向贯通的通孔。

5.根据权利要求1所述的动力电池系统，其特征在于，所述壳体包括沿其长度方向相对设置的第一端板和第二端板和围设在所述第一端板和所述第二端板之间的框架；所述第一端板、所述第二端板以及所述框架之间围成用于收容所述电池组的容置空间；所述框架上设置有用于与所述电池组进行热交换的液冷管道。

6.根据权利要求5所述的动力电池系统，其特征在于，所述电池组包括若干相互电连接的铝壳方形电池，所述铝壳方形电池的电极朝向上方；若干所述铝壳方形电池沿所述壳体的长度方向并列排布；所述框架包括顶壁和底壁以及围设在顶壁和底壁之间的侧壁；所述液冷管道设置于所述框架的底壁或侧壁上；所述顶壁上设置有与若干所述铝壳方形电池的电极一一对应的穿孔。

7.根据权利要求6所述的动力电池系统，其特征在于，所述电池组包括若干相互电连接的软包电芯，若干所述软包电芯沿所述壳体的宽度方向并列排布；所述软包电芯的极耳与所述第一端板和/或所述第二端板相面对且所述软包电芯与所述顶壁和/或所述底壁垂直设置；所述液冷管道设置于所述框架的顶壁或底壁上。

8.根据权利要求7所述的动力电池系统，其特征在于，所述第一端板和/或所述第二端板上设置有用于供所述容置空间内的高温物质进行释放的泄压部。

9.根据权利要求8所述的动力电池系统，其特征在于，所述泄压部为开孔或者薄型结构。

10.根据权利要求6或7所述的动力电池系统，其特征在于，所述挂接部设置于所述框架的上部侧壁上。

11.一种动力电池模组，其特征在于，包括：

壳体；

电池组，其收容于所述壳体内；

挂接部，其设置于所述壳体沿其长度方向的外壁上；所述挂接部上设置有用于与隔离件相固定的锁固结构。

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