CN111987272A - 一种电池侧液冷的电池包 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池侧液冷的电池包，包括设置在箱体的电池和竖直设置的液冷板。底板上设置有若干电池分隔结构。电池分隔结构包括若干竖直设置在底板上的第一分隔板和若干竖直设置在底板上的第二分隔板。两块相邻的第一分隔板和之间的第二分隔板组成H形的结构。液冷板跨接各电池分隔结构的第一分隔板。相互平行的液冷板将箱体的内部空间分隔出若干电池排通道。电池按顺序依次排列在电池排通道内。电池排通道内，相邻电池之间通过第二分隔板相隔。线束隔离板通过螺栓与液冷板、第一分隔板相固定。由此，电池由液冷板和线束隔离板固定，从而减少了用以固定电池的构件，进而提高了电池箱箱内空间的利用率，提高了整体的能量密度。

Description

一种电池侧液冷的电池包

技术领域

本发明涉及无模组电池包，特别涉及无模组电池包的液冷板和电池的固定。

背景技术

电动汽车的蓄能模块通常采用锂离子电池。锂离子电池正常的充放电的工作温度区间为0~45℃。一方面，环境温度很容易超过该范围；另一方面，锂离子电池在充放电时电流经过导体时存在电阻加热导致电池逐渐升温从而超出该温度范围。为此，现有技术下，电动汽车的电池包通常设置有温控系统。用于调节锂离子电池的温度。当锂离子电池温度过高时，通过液冷系统对电池包中的锂离子电池制冷；当锂离子电池温度过低时，通过液热系统或加热器对电池包中的离子电池加热。

目前动力电池包流行CTP(Cell To Pack)技术。采用CTP技术的电池包是一种无模组电池包，由若干电池收容于电池箱直接组成电池包。由于CTP技术取消了电池模组中间件，因此电池的固定就成了问题。这种电池包一方面需要固定电池，另一方面需要设置用于为电池降温的液冷板。传统将水冷板设置在电池下方的方式就显得非常不方便。

发明内容

本发明所要解决的问题：无模组电池包中电池固定和液冷板安装的两难问题。

为解决上述问题，本发明采用的方案如下：

一种电池侧液冷的电池包，包括箱体和设置在箱体的电池和竖直设置的液冷板；箱体包括设置在四面的箱壁和设置在箱底的底板；底板上设置有若干电池分隔结构；电池分隔结构包括若干竖直设置在底板上的第一分隔板和若干竖直设置在底板上的第二分隔板；各第一分隔板相互平行；第二分隔板夹持于两块相邻的第一分隔板之间，并垂直于第一分隔板，使得两块相邻的第一分隔板和之间的第二分隔板组成H形的结构；液冷板连接各个电池分隔结构的一块第一分隔板，并与第一分隔板重叠设置，使得各块液冷板相互平行；相互平行的液冷板将箱体的内部空间分隔出若干电池排通道；电池为方形电池；电池按顺序依次排列在电池排通道内形成电池排；电池排通道内，相邻电池之间通过第二分隔板相隔。

进一步，在箱体前后端的箱壁和底板的边角处分别设置有液冷板固定梁；两根液冷板固定梁相对设置并相互平行，并且平行于第二分隔板而垂直于第一分隔板；液冷板的两端分别设置有端部安装块，并通过端部安装块上设置的安装孔内设置螺栓，使液冷板两端分别与液冷板固定梁相固定。

进一步，第二分隔板的两侧分别设置有胶槽；通过胶槽内注入结构胶，使得电池底部与底板粘合。

进一步，液冷板包括由条板围成的长条形框架和侧板；侧板两面封在长条形框架上，从而围成密封的液体通道；液冷板的底部设置有若干隔板槽；液冷板的两端分别设置有连接液体通道的进出口；隔板槽的数量与电池分隔结构数量相同；隔板槽的尺寸与第一分隔板相匹配，使得各个电池分隔结构的一块第一分隔板分别卡在隔板槽内，液冷板的底部连接底板。

进一步，液冷板的厚度和第一分隔板的厚度相匹配，使得液冷板和第一分隔板组成所述电池排和电池排之间的隔离板；该隔离板和所述电池排之间设置有缓冲垫；缓冲垫是软条沿着所述电池排和隔离板相贴合的贴合面的边缘围成。

进一步，隔板槽与液冷板的顶部之间设置有竖直并穿过液体通道的螺栓安装管；通过穿过螺栓安装管的螺栓使得液冷板与卡在隔板槽内的第一分隔板相固定。

进一步，螺栓安装管的外径小于两块侧板之间的间距，使得螺栓安装管的管柱和两块侧板之间分别形成两个液道间隙；两个液道间隙相互对称。

进一步，还包括设置在电池上方的线束隔离板；线束隔离板上设置有极柱孔和第三螺栓安装孔；穿过螺栓安装管的螺栓同时还穿过第三螺栓安装孔，使得线束隔离板和液冷板相固定；电池的电池极柱设置在电池的顶端面上；电池极柱穿过线束隔离板上的极柱孔后与连接排连接；电池之间通过连接排串联。

进一步，电池的电池极柱设置在电池的顶端面上；电池电池极柱的正负极排列方向平行于液冷板；液冷板有奇数块，使得电池排通道的数量为偶数；电池排通道内的各电池依次串接；相邻电池排通道的电池在同端端部相互串接，并由此在最边缘的两个电池排通道的电池在箱体的同端分别连接输出电极。

进一步，电池排通道内的各电池通过排内连接排依次串联；相邻电池排通道的电池在同端端部通过排间连接排依次串联。

本发明的技术效果如下：本发明通过液冷板的分隔，将箱体分隔成用于固定电池的单元格，并使得液冷板起到侧向固定电池的作用，线束隔离板设置在电池上方，并与液冷板通过螺栓相固定，使得线束隔离板在电池上方起到固定电池的作用，由此使得液冷板和线束隔离板除了本身的功能之外还起到了固定电池的作用，实现了构件的复合使用，结合电池底部的胶槽内结构胶的粘合，使得本发明的电池的固定无需其他件，从而减少了无模组电池包中用以固定电池的构件，进而提高了电池箱箱体内空间的利用率。另一方面，本发明以液冷板贴合电池的大面，因此液冷的效率较高。

附图说明

图1是本发明电池包实施例的分解示意图。

图2是本发明实施例电池和液冷板设置在箱体内的俯视图。

图3是本发明实施例电池包箱体的俯视图。

图4是本发明实施例电池包箱体的立体结构示意图。

图5是本发明实施例液冷板的结构示意图。

图6是本发明实施例液冷板螺栓安装管部分的水平剖视图。

图7是本发明实施例缓冲垫的结构示意图。

图8是本发明实施例线束隔离板的结构示意图。

图9是本发明实施例电池连接结构示意图。

其中，

1是箱体，10是11是箱壁，12是底板 ，13是液冷板固定梁，131是第一螺栓安装孔，14是第一分隔板，141是第二螺栓安装孔，15是第二分隔板，16是胶槽，18是电池排通道，19是箱盖；

2是电池，21是电池极柱；

3是液冷板，31是长条形框架，32是侧板，33是液体通道，34是隔板槽，35是螺栓安装管，351是液道间隙，352是管内安装孔，36是进出口，39是端部安装块，391是安装孔；

4是线束隔离板，41是极柱孔，42是第三螺栓安装孔；

51是连接排，511是排内连接排，512是排端连接排，52是输出电极；

6是缓冲垫，61是缓冲垫通孔，62是分隔板避让槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，一种电池侧液冷的电池包，包括箱体1、电池2、液冷板 3、线束隔离板4、缓冲垫6和箱盖19。箱体1是由设置在四面的箱壁11围成，箱底通过底板12密封，从而形成箱体1上方开口的容纳腔，并使得箱体1呈现方形结构。箱盖19盖在箱体1的上方开口处，将箱体1的容纳腔密封。电池2、液冷板3、线束隔离板4和缓冲垫6设置在箱体1内，并收容于箱体1的容纳腔。电池2为方形电池，电池2的电池极柱21设置在电池2的顶端面上。

如图2、图3、图4所示，在箱体1前后端的箱壁11和底板12的边角处分别设置有液冷板固定梁13。两根液冷板固定梁13相对设置并相互平行，并位于箱体1内。液冷板固定梁13上设置有第一螺栓安装孔131。箱体1的底板12上设置有若干电池分隔结构10。电池分隔结构10包括若干竖直设置在底板12上的第一分隔板14和若干竖直设置在底板12上的第二分隔板15。各第一分隔板14相互平行。第二分隔板15夹持于两块相邻的第一分隔板14之间，并垂直于第一分隔板14，使得两块相邻的第一分隔板14和之间的第二分隔板15组成H形的结构。液冷板固定梁13和第一分隔板14相垂直，和第二分隔板15相平行。第二分隔板15的两侧分别设置有胶槽16。

液冷板3，如图5所示。液冷板3包括由条板围成的长条形框架31和侧板32。侧板32两面封在长条形框架31上，从而围成密封的液体通道33。液冷板3的底部设置有若干隔板槽34。液冷板3的两端分别设置有端部安装块39和连接液体通道33的进出口36。端部安装块39上设置有安装孔391。隔板槽34的数量与电池分隔结构10数量相同。隔板槽34的尺寸与第一分隔板14相匹配，使得第一分隔板14能够卡在隔板槽34内。

液冷板3竖直设置，使得各个电池分隔结构10的一块第一分隔板14分别卡在隔板槽34内，从而使得液冷板3与第一分隔板14重叠设置，并使得液冷板3的底部连接底板12。液冷板3端部的端部安装块39架设在液冷板固定梁13上。通过端部安装块39上设置的安装孔391和液冷板固定梁13上的第一螺栓安装孔131所连接的螺栓，使得液冷板3两端分别连接液冷板固定梁13并与液冷板固定梁13相固定。第一螺栓安装孔131可以通过孔内设置的内螺纹或者也可以通过孔内设置的嵌件螺母连接螺栓。

各块液冷板3相互平行。液冷板3的厚度和第一分隔板14的厚度相匹配，使得液冷板3和第一分隔板14组成隔离板。通过该隔离板的隔离，或者说，通过相互平行的液冷板3的隔离，箱体1的内部空间分隔出若干电池排通道18。电池2按顺序依次排列在电池排通道18内形成电池排。电池排通道18内，相邻电池2之间通过第二分隔板15相隔。在电池2置入电池排通道18内前，胶槽16注入结构胶。由此，通过胶槽16内注入结构胶，使得电池排通道18内的电池2底部与底板12粘合。

电池2之间通过连接排51串接，各电池2串接后所形成的正负极分别连接输出电极52。本实施例中，电池2的上方设置有线束隔离板4。线束隔离板4用于隔离电池2和连接排51。参照图8，线束隔离板4设有极柱孔41。连接排51设置在线束隔离板4上。电池2的电池极柱21穿过线束隔离板4的极柱孔41后与连接排51相连。输出电极52连接穿过线束隔离板4的极柱孔41后的电池极柱21。

进一步地，液冷板3和第一分隔板14所组成的隔离板与电池排通道18内的电池排之间设置有缓冲垫6。如图7所示，缓冲垫6是由软条所围成的框架体，中间为缓冲垫通孔61，底部设有分隔板避让槽62。缓冲垫6的框架体的结构与电池排和隔离板相贴合的贴合面相匹配。具体来说，缓冲垫6是软条沿着所述电池排和隔离板相贴合的贴合面的边缘围成，其中的分隔板避让槽62用于绕过第二分隔板15。也就是第二分隔板15位于分隔板避让槽62内。

进一步地，液冷板3和第一分隔板14之间通过螺栓连接。具体来说，隔板槽34与液冷板3的顶部之间设置有竖直并穿过液体通道33的螺栓安装管35。参照图6，螺栓安装管35的外径小于两块侧板32之间的间距，使得螺栓安装管35的管柱和两块侧板32之间分别形成两个相互对称的液道间隙351。由此由液冷板3一端的进出口36进入液体通道33的用于液冷的液体能够经液道间隙351流向液冷板3另一端的进出口36。螺栓安装管35的管腔形成贯穿隔板槽34与液冷板3的顶部之间的供螺栓穿过的管内安装孔352。第一分隔板14上设置有第二螺栓安装孔141。由此，通过穿过管内安装孔352并和第二螺栓安装孔141相连接的螺栓，将液冷板3和第一分隔板14相连并相固定。穿过管内安装孔352，也就是穿过螺栓安装管35。

本实施例中，用以固定液冷板3和第一分隔板14的螺栓，同时还用以固定线束隔离板4。具体来说，线束隔离板4设有第三螺栓安装孔42，穿过螺栓安装管35的螺栓同时穿过第三螺栓安装孔42，由此使得螺栓穿过第三螺栓安装孔42和螺栓安装管35后连接第二螺栓安装孔141，进而使得线束隔离板4和液冷板3、第一分隔板14相固定。第二螺栓安装孔141可以通过孔内设置的内螺纹或者也可以通过孔内设置的嵌件螺母连接螺栓。由此，螺栓固定的线束隔离板4同时在电池2的上方固定了电池2。

进一步地，电池2电池极柱21正负极排列方向平行于液冷板3。液冷板3有奇数块，使得电池排通道18的数量为偶数。具体到本实施例中，参照图2和图9，液冷板3有9块，电池排通道18有8个。8个电池排通道18分别组成8个电池排。本实施例中，连接排51分为排内连接排511和排间连接排512。排内连接排511用于串接电池排通道18内的电池2，排间连接排512用于串接相邻电池排通道间的电池2。

电池排通道18内，电池2的电极正负极朝向相同，并依次串联。具体来说，电池排通道18内，所有电池2的电池极柱21朝向都按照正极→负极方向设置或者都按照负极→正极方向设置，从而使得电池排通道18内的电池2的电池极柱21按正极→负极、正极→负极、正极→负极、……排列或者按负极→正极、负极→正极、负极→正极、……排列，由此使得电池排通道18内的电池2的正极负极前后相接，并以此通过排内连接排511串联。

相邻电池排通道18内电池2的电极正负极朝向相反。具体来说，若其中一电池排通道18内的电池2的电池极柱21朝向都按照正极→负极的方向设置，则与该电池排通道18相邻的电池排通道18内的电池2的电池极柱21朝向都按照负极→正极的方向设置。由此相邻电池排通道18的电池2在同端端部通过排间连接排512串联。由此串联后，在最边缘的两个电池排通道18的电池在箱体1的同端端部形成该串接电池2所形成的正负极，该正负极分别连接输出电极52。

Claims (10)

1.一种电池侧液冷的电池包，其特征在于，包括箱体(1)和设置在箱体(1)的电池(2)和竖直设置的液冷板(3)；箱体(1)包括设置在四面的箱壁(11)和设置在箱底的底板(12)；底板(12)上设置有若干电池分隔结构(10)；电池分隔结构(10)包括若干竖直设置在底板(12)上的第一分隔板(14)和若干竖直设置在底板(12)上的第二分隔板(15)；各第一分隔板(14)相互平行；第二分隔板(15)夹持于两块相邻的第一分隔板(14)之间，并垂直于第一分隔板(14)，使得两块相邻的第一分隔板(14)和之间的第二分隔板(15)组成H形的结构；液冷板(3)连接各个电池分隔结构(10)的一块第一分隔板(14)，并与第一分隔板(14)重叠设置，使得各块液冷板(3)相互平行；相互平行的液冷板(3)将箱体(1)的内部空间分隔出若干电池排通道(18)；电池(2)为方形电池；电池(2)按顺序依次排列在电池排通道(18)内形成电池排；电池排通道(18)内，相邻电池(2)之间通过第二分隔板(15)相隔。

2.如权利要求1所述的电池侧液冷的电池包，其特征在于，在箱体(1)前后端的箱壁(11)和底板(12)的边角处分别设置有液冷板固定梁(13)；两根液冷板固定梁(13)相对设置并相互平行，并且平行于第二分隔板(15)而垂直于第一分隔板(14)；液冷板(3)的两端分别设置有端部安装块(39)，并通过端部安装块(39)上设置的安装孔(391)内设置螺栓，使液冷板(3)两端分别与液冷板固定梁(13)相固定。

3.如权利要求1所述的电池侧液冷的电池包，其特征在于，第二分隔板(15)的两侧分别设置有胶槽(16)；通过胶槽(16)内注入结构胶，使得电池(2)底部与底板(12)粘合。

4.如权利要求1或2或3所述的电池侧液冷的电池包，其特征在于，液冷板(3)包括由条板围成的长条形框架(31)和侧板(32)；侧板(32)两面封在长条形框架(31)上，从而围成密封的液体通道(33)；液冷板(3)的底部设置有若干隔板槽(34)；液冷板(3)的两端分别设置有连接液体通道(33)的进出口(36)；隔板槽(34)的数量与电池分隔结构(10)数量相同；隔板槽(34)的尺寸与第一分隔板(14)相匹配，使得各个电池分隔结构(10)的一块第一分隔板(14)分别卡在隔板槽(34)内，液冷板(3)的底部连接底板(12)。

5.如权利要求4所述的电池侧液冷的电池包，其特征在于，液冷板(3)的厚度和第一分隔板(14)的厚度相匹配，使得液冷板(3)和第一分隔板(14)组成所述电池排和电池排之间的隔离板；该隔离板和所述电池排之间设置有缓冲垫(6)；缓冲垫(6)是软条沿着所述电池排和隔离板相贴合的贴合面的边缘围成。

6.如权利要求4所述的电池侧液冷的电池包，其特征在于，隔板槽(34)与液冷板(3)的顶部之间设置有竖直并穿过液体通道(33)的螺栓安装管(35)；通过穿过螺栓安装管(35)的螺栓使得液冷板(3)与卡在隔板槽(34)内的第一分隔板(14)相固定。

7.如权利要求6所述的电池侧液冷的电池包，其特征在于，螺栓安装管(35)的外径小于两块侧板(32)之间的间距，使得螺栓安装管(35)的管柱和两块侧板(32)之间分别形成两个液道间隙(351)；两个液道间隙(351)相互对称。

8.如权利要求6所述的电池侧液冷的电池包，其特征在于，还包括设置在电池(2)上方的线束隔离板(4)；线束隔离板(4)上设置有极柱孔(41)和第三螺栓安装孔(42)；穿过螺栓安装管(35)的螺栓同时还穿过第三螺栓安装孔(42)，使得线束隔离板(4)和液冷板(3)相固定；电池(2)的电池极柱(21)设置在电池(2)的顶端面上；电池极柱(21)穿过线束隔离板(4)上的极柱孔(41)后与连接排(51)连接；电池(2)之间通过连接排(51)串联。

9.如权利要求4所述的电池侧液冷的电池包，其特征在于，电池(2)的电池极柱(21)设置在电池(2)的顶端面上；电池(2)电池极柱(21)的正负极排列方向平行于液冷板(3)；液冷板(3)有奇数块，使得电池排通道(18)的数量为偶数；电池排通道(18)内的各电池(2)依次串接；相邻电池排通道(18)的电池在同端端部相互串接，并由此在最边缘的两个电池排通道(18)的电池在箱体(1)的同端端部分别连接输出电极(52)。

10.如权利要求8所述的电池侧液冷的电池包，其特征在于，电池排通道(18)内的各电池(2)通过排内连接排(511)依次串联；相邻电池排通道(18)的电池在同端端部通过排间连接排(512)依次串联。

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