CN111952523A - 一种电池包 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电池领域,具体涉及一种电池包,包括底盘以及安装在地盘上的电池模块和串并联模块;其中,电池模块包括由若干个电芯堆叠成的电芯组,底盘上设置有温控板,温控板与底盘围成有多个用于安装电芯组的安装单元;该串并联模块中对应于电芯组的电芯极耳层设置有多层极耳连接端子,以用于实现电芯组中的各电芯并联连接,还用于实现相邻的两个电芯组串联连接。本发明方案中通过将电芯在底盘上实现串并联连接,将电芯直接组装成电池包,省去传统的“模组”制作流程,减少了电气元件的数量和种类,简化了制作工序,从而减少了装配工艺和生产制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及电池领域,具体地涉及一种电池包。
背景技术
动力电池成本占整车成本的40%,甚至还要更多,降低动力电池成本一直是电池供应商和主机厂的重要任务之一。现有的电池包结构,通常由“电芯-模组-整包”三级结构组成,其中,模组由电芯组4合、电气件组合、模组壳体组合等几个部分组成,模组制作完成后再安装电池管理系统等其他电气控制元件以及装配电池防护箱体,在现有的电池包设计方案中,模组的零件数量和制作周期占整个电池包的零件数量比例和制作周期比例较大,导致电池包的制作工艺复杂,需要大量工装治具,且制作周期长,制作成本高。
发明内容
本发明为解决上述技术问题,提供了一种新型的电池包,其技术方案如下:
一种电池包,包括底盘以及安装在所述底盘上的电池模块和串并联模块;
其中,所述电池模块包括由若干个电芯堆叠成的电芯组,所述底盘上设置有温控板,所述温控板与所述底盘围成有多个用于安装所述电芯组的安装单元;
所述串并联模块中对应于所述电芯组的电芯极耳层设置有多层极耳连接端子,以用于实现所述电芯组中的各电芯并联连接,还用于实现相邻的两个电芯组串联连接。
优选地,所述底盘包括底板和自所述底板的边缘向上凸起的边梁;
所述温控板包括液冷/液热板,所述液冷/液热板的两端分别与所述底盘上相对两侧的边梁连接,所述液冷/液热板的底端与所述底板连接,多个隔板分别通过其底边与所述底板连接,通过其一侧边与所述液冷/液热板连接,以将所述底盘分隔为多个安装单元。
优选地,所述底盘与所述液冷/液热板一体成型。
优选地,所述电芯组中每相邻的两层电芯之间设置有电芯防护材料,包括泡棉、双面胶和防火板。
优选地,所述电池模块还包括覆盖于所述电芯组外侧的外壳,所述外壳与电芯组之间填充有导热胶和灌封胶。
优选地,所述串并联模块包括汇流排模块;
每个所述汇流排模块包括从下往上依次连接的第一汇流排、第二汇流排和第三汇流排,所述第二汇流排和所述第三汇流排分别与所述第一汇流排连接;
其中,所述第一汇流排、所述第二汇流排和所述第三汇流排上靠近电芯的一侧分别设置有极耳连接端子。
优选地,所述汇流排模块用于连接相邻的两个电芯组;
两个电芯组的电芯极耳层从下往上分别与所述第一汇流排、所述第二汇流排和所述第三汇流排的极耳连接端子对应连接。
优选地,所述串并联模块还包括集成模块;
所述集成模块包括第一集成块,以及依次叠加在所述第一集成块上的第二集成块和第三集成块;
多个所述第一汇流排集成在所述第一集成块上;
多个所述第二汇流排集成在所述第二集成块上;
多个所述第三汇流排集成在所述第三集成块上。
优选地,所述集成模块从下往上依次叠加,其中,上层集成模块通过其第一集成块与下层集成模块的第三集成块连接。
优选地,所述第一集成块上远离电芯的一侧还集成有带温度采样电路和电压采样电路的PCB板。
根据上述技术方案,电芯在底盘上堆叠成电芯组,设置在底盘上的温控板将所述底盘分隔成多个安装单元,该电芯组安装在安装单元中并通过温控板进行温度调节,电芯组与串并联模块连接,实现电芯组中的各电芯并联连接,以及相邻的两个电芯组串联连接,本发明方案中将电芯在底盘上实现串并联连接,将电芯直接组装成电池包,省去传统的“模组”制作流程,减少了电气元件的数量和种类,简化了制作工序,从而减少了装配工艺和生产制造成本。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例,但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中:
图1是电池包的内部布局示意图;
图2是底盘的结构示意图;
图3是汇流排模块的结构示意图;
图4是串并联模块与电芯组连接的剖面示意图;
图5是串并联模块与电芯组连接的平面示意图;
图6是第一集成块的结构示意图;
图7是第二集成块的结构示意图;
图8是第三集成块的结构示意图。
附图标记说明
底盘1;温控板2;串并联模块3;电芯组4;第一汇流排5;第二汇流排6;第三汇流排7;PCB板8;底板10;边梁11;隔板12;第一集成块13;第二集成块14;第三集成块15;第一电芯极耳40;第二电芯极耳41;第三电芯极耳42;第一极耳连接端子50;第二极耳连接端子60;第三极耳连接端子70。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例,并不用于限制本发明实施例。
本发明提供了一种电池包,如图1所示,包括底盘1以及安装在所述底盘1上的电池模块和串并联模块3。
其中,所述电池模块包括由若干个电芯堆叠成的电芯组4,所述底盘1上设置有温控板2,所述温控板2与所述底盘1围成有多个用于安装所述电芯组4的安装单元。所述串并联模块中对应于所述电芯组4的电芯极耳层设置有多层极耳连接端子,以用于实现所述电芯组4中的各电芯并联连接,还用于实现相邻的两个电芯组4串联连接。
具体地,如图2所示,所述底盘1包括底板10和自所述底板10的边缘向上凸起的边梁11。所述温控板2包括液冷/液热板,所述液冷/液热板的两端分别与所述底盘1上相对两侧的边梁11连接,所述液冷/液热板的底端与所述底板10连接,多个隔板12分别通过其底边与所述底板10连接,通过其一侧边与所述液冷/液热板连接,以将所述底盘1分隔为多个安装单元。
在如图2所示的底盘1上,多块液冷/液热板平行设置,左起两块液冷/液热板的对侧面上分别连接有多块隔板12,在任意一块液冷/液热板上,每相邻的两块隔板12间有一定的间距,从而使得底板10、液冷/液热板与每相邻的两隔板12围成有一安装单元,每个安装单元可用于放置一个电芯组4。所述串并联模块设置在上述多个安装单元的开口端所形成的通道之间,并用于使该多个电芯实现串并联连接。同时,隔板12可以起到加强底盘1强度的作用,还能够阻止热蔓延。
根据一个优选的实施方式,所述底盘1与所述液冷/液热板一体成型。例如,通过挤压成型工艺将所述底盘1与所述液冷/液热板一体成型生产,从而减少连接工艺,降低生产成本。
根据一个优选的实施方式,所述底盘1的底板10上设置有绝缘、隔热和弹性保护材料,包括泡棉或气凝胶毡,以用于对电芯组4提供保护。
在本发明中,所述电芯组4是由若干层单体电芯叠加而成,根据一个优选的实施方式,所述电芯组4中每相邻的两层电芯之间设置有电芯防护材料,包括泡棉、双面胶和防火板。
进一步地,所述电池模块还包括覆盖于所述电芯组4外侧的外壳,所述外壳与电芯组4之间填充有导热胶和灌封胶。
在本发明中,所述串并联模块3包括汇流排模块。请参阅图3,每个所述汇流排模块包括从下往上依次连接的第一汇流排5、第二汇流排6和第三汇流排7,其中,所述第二汇流排6和所述第三汇流排7分别与所述第一汇流排5连接,所述第一汇流排5、所述第二汇流排6和所述第三汇流排7上靠近电芯的一侧分别设置有极耳连接端子。
具体地,如图3所示,所述第一汇流排5为由下端板、中间连接板和上端板构成的Z形板,该下端板和上端板互相平行地设置在中间连接板的两端且朝相反的方向延伸,以构成“Z”形。其中,所述第一汇流排5的下端板为第一极耳连接端子50。
所述第二汇流排6为由横板和纵板构成的T形板,该纵板连接在横板的中部以构成“T”形。其中,所述第二汇流排6的纵板与所述第一汇流排5的上端板连接,所述第二汇流排6的横板为第二极耳连接端子60。
所述第三汇流排7为Z形板,同时,在该第三汇流排7上,自其下端板向中间连接板方向开设有与第二汇流排6的纵板相匹配的连贯缺口。其中,所述第三汇流排7的上端板为第三极耳连接端子70。
连接时,第一汇流排5平置,第三汇流排7的下端板与第一汇流排5的上端板贴合并连接,第二汇流排6的纵板从第三汇流排7上的连贯缺口插入并与第一汇流排5的上端板连接,通过这种方式,实现第一汇流排5、第二汇流排6和第三汇流排7连接,共同组合成汇流排模块。连接后,该第一汇流排5的下端板、第二汇流排6的横板和第三汇流排7的上端板互相平行,且分别向电芯极耳的方向延伸,作为汇流排模块的三层极耳连接端子,从下往上分别为第一极耳连接端子50、第二极耳连接端子60和第三极耳连接端子70。
在本发明中,所述汇流排模块用于连接相邻的两个电芯组4。两个电芯组4具有沿纵向分布的三层电芯极耳,对于每个汇流排模块,将两个电芯组4的电芯极耳层从下往上分别与所述第一汇流排5、所述第二汇流排6和所述第三汇流排7的极耳连接端子对应连接。
在本发明中,请参阅图3至图5,根据一个具体的实施方式,电芯组4与单个汇流排模块的连接流程为:首先在底盘上沿平面设置的安装单元中放置第一层电芯,与第一层电芯的电芯极耳,即第一电芯极耳40对应,固定设置第一汇流排5,再将第一电芯极耳40与第一汇流排5的第一极耳连接端子50连接;然后在该第一层电芯上叠放电芯防护材料和第二层电芯,与第二层电芯的电芯极耳,即第二电芯极耳41对应,固定放置第二汇流排6,再将第二电芯极耳41与第二汇流排6的第二极耳连接端子60连接;在该第二层电芯上叠放电芯防护材料和第三层电芯,与第三层电芯的电芯极耳,即第三电芯极耳42对应,固定放置第三汇流排7,并将第三电芯极耳42与第三汇流排7的第三极耳连接端子70连接,以此类推,对应于电芯组4的每三层电芯极耳设置一个汇流排模块,将电芯组4的电芯极耳层与汇流排模块的极耳连接端子层按照从下往上的顺序依次连接。对于任意一个电芯组4而言,电芯组4中的各单体电芯并联连接;相邻两个电芯组4的同一层电芯极耳分别连接到汇流排模块的同一层极耳连接端子上,就可以实现相邻两个电芯组4串联连接。
进一步地,所述串并联模块还包括集成模块。每个汇流排模块与集成模块适配连接,汇流排模块通过集成模块实现从下往上依次叠加。
请参阅图3-图8,该集成模块包括从下往上依次叠加的第一集成块13、第二集成块14和第三集成块15。该第二集成块14叠加在第一集成块13上,第三集成块15叠加在第二集成块14上。
其中,汇流排模块与集成模块的适配连接方式为:
多个所述第一汇流排5集成在所述第一集成块13上。
多个所述第二汇流排6集成在所述第二集成块14上。
多个所述第三汇流排7集成在所述第三集成块15上。
如图6所示,所述第一集成块13上设置有可供第一汇流排5安装的多个安装位以及与所述第二集成块14适配的多个定位件。如图7所示,所述第二集成块14上设置有可供第二汇流排6安装的多个安装位以及与所述第三集成块15适配的多个定位件。如图8所示,所述第三集成块15上设置有可供第三汇流排7安装的多个安装位以及与所述第一集成块13适配的多个定位件。
在本发明中,所述集成模块从下往上依次叠加,其中,上层集成模块通过其第一集成块13与下层集成模块的第三集成块15连接。与集成模块适配连接的多个汇流排模块从下往上依次叠加,该多个汇流排模块叠加形成有多层极耳连接端子,且该多层极耳连接端子呈阵列分布。
在本发明中,多个电芯组安装在底盘1的平面上,每个电芯组4中的电芯极耳层沿纵向分布,因此该多个电芯组形成的电芯极耳层呈阵列分布,多个汇流排模块形成的极耳连接端子层与多个电芯组的电芯极耳层呈相同阵列分布,即该电芯极耳层与极耳连接端子层在横向排列方式与纵向排列方式上均相同。按照上述电芯与单个汇流排模块的连接流程,将每个电芯组的电芯极耳层与汇流排模块叠加后形成的极耳连接端子层按照从下往上的顺序一一对应连接,使得单个电芯组4的各电芯并联连接;同时,将相邻两个电芯组4的同一层电芯极耳分别连接到汇流排模块的同一层极耳连接端子上,实现相邻两个电芯组4的多层电芯串联连接。
进一步地,如图4所示,所述第一集成块13上远离电芯的一侧还集成有带温度采样电路和电压采样电路的PCB板8。根据一个优选的实施方式,所述第一集成块13上集成有温度采样电路、电压采样电路、总正极连接件和总负极连接件,以及分别与所述集成板和电池管理系统电连接的接线端子。
根据上述本发明的具体实施方式,本方案具有以下效果:
1、直接将电芯在底盘上实现串并联连接,省去传统的“模组”制作流程,减少了电气元件的数量和种类,简化了制作工序,从而减少了装配工艺和生产制造成本;
2、液冷/液热板安装在底盘上,用于对电芯组进行温度调节;
3、液冷/液热板、隔板与底盘连接,并在底盘内部形成横梁,加强了底盘的强度;
4、在电池包的生产过程中,可以利用自动化设备,例如机械手投取物料并实现电池模块和串并联模块的安装,提高作业效率与生产安全性。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种电池包,其特征在于,包括底盘(1)以及安装在所述底盘(1)上的电池模块和串并联模块;
其中,所述电池模块包括由若干个电芯堆叠成的电芯组(4),所述底盘(1)上设置有温控板(2),所述温控板(2)与所述底盘(1)围成有多个用于安装所述电芯组(4)的安装单元;
所述串并联模块中对应于所述电芯组(4)的电芯极耳层设置有多层极耳连接端子,以用于实现所述电芯组(4)中的各电芯并联连接,还用于实现相邻的两个电芯组(4)串联连接。
2.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于,所述底盘(1)包括底板(10)和自所述底板的边缘向上凸起的边梁(11);
所述温控板(2)包括液冷/液热板,所述液冷/液热板的两端分别与所述底盘(1)上相对两侧的边梁(11)连接,所述液冷/液热板的底端与所述底板(10)连接,多个隔板(12)分别通过其底边与所述底板(10)连接,通过其一侧边与所述液冷/液热板连接,以将所述底盘(1)分隔为多个安装单元。
3.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于,所述底盘(1)与所述液冷/液热板一体成型。
4.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于,所述电芯组(4)中每相邻的两层电芯之间设置有电芯防护材料,包括泡棉、双面胶和防火板。
5.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于,所述电池模块还包括覆盖于所述电芯组(4)外侧的外壳,所述外壳与电芯组(4)之间填充有导热胶和灌封胶。
6.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于,所述串并联模块包括汇流排模块;
每个所述汇流排模块包括从下往上依次连接的第一汇流排(5)、第二汇流排(6)和第三汇流排(7),所述第二汇流排(6)和所述第三汇流排(7)分别与所述第一汇流排(5)连接;
其中,所述第一汇流排(5)、所述第二汇流排(6)和所述第三汇流排(7)上靠近电芯的一侧分别设置有极耳连接端子。
7.根据权利要求6所述的电池包,其特征在于,所述汇流排模块用于连接相邻的两个电芯组(4);
该相邻的两个电芯组(4)的电芯极耳层从下往上分别与所述第一汇流排(5)、所述第二汇流排(6)和所述第三汇流排(7)的极耳连接端子对应连接。
8.根据权利要求6或7所述的电池包,其特征在于,所述串并联模块还包括集成模块;
所述集成模块包括从下往上依次叠加的第一集成块(13)、第二集成块(14)和第三集成块(15);
多个所述第一汇流排(5)集成在所述第一集成块(13)上;
多个所述第二汇流排(6)集成在所述第二集成块(14)上;
多个所述第三汇流排(7)集成在所述第三集成块(15)上。
9.根据权利要求8所述的电池包,其特征在于,所述集成模块从下往上依次叠加,其中,上层集成模块通过其第一集成块(13)与下层集成模块的第三集成块(15)连接。
10.根据权利要求8所述的电池包,其特征在于,所述第一集成块(13)上远离电芯的一侧还集成有带温度采样电路和电压采样电路的PCB板。
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