CN112349996A - 一种动力电池及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种动力电池及车辆。所述动力电池包括多个沿第一方向依次设置的单体电池，还包括：固定条，设于多个所述单体电池的顶部且沿所述第一方向设置，用于固定所述单体电池；下箱体总成，其顶部设有口部，且其内部设置有用于容纳所述单体电池的容纳腔，所述容纳腔与所述口部连通以使所述单体电池能从所述下箱体总成的上方放入所述容纳腔中，所述固定条与所述下箱体总成连接以使所述单体电池固定于所述下箱体总成上；所述下箱体总成的底部设有液冷板，所述液冷板中设有冷却液流道。本发明提供一种安全性能较好、质量较轻、便于装配的动力电池及车辆。

Description

一种动力电池及车辆
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种动力电池及车辆。
背景技术
近年来，随着国家对新能源汽车的支持，电动汽车发展迅速，而动力电池又是电动汽车的关键部件，因此，对动力电池的研究意义重大。为了满足电动车的出行需求，提高动力电池的安全性以及使用寿命极为关键。由于动力电池使用过程中会发热，所以一般都需要在动力电池上设置散热装置，例如水冷板等液冷装置，但受限于单体电池的固定，只能将水冷板布置在动力电池中电芯的上方，一旦水冷板发生破裂将引发安全问题，极大地降低了电池系统的安全性。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种动力电池及车辆，本发明的动力电池和车辆可以避免现有技术中水冷板破裂对动力电池中电芯产生影响，提升了动力电池的安全性能。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种动力电池，包括多个沿第一方向依次设置的单体电池，还包括：
固定条，设于所述单体电池的顶部且沿所述第一方向设置，用于固定所述单体电池；
下箱体总成，其顶部设有口部，且其内部设置有用于容纳所述单体电池的容纳腔，所述容纳腔与所述口部连通以使所述单体电池能从所述下箱体总成的上方放入所述容纳腔中，所述固定条与所述下箱体总成连接以使所述单体电池固定于所述下箱体总成上；所述下箱体总成的底部设有液冷板，所述液冷板中设有冷却液流道。
可选的，所述下箱体总成包括所述液冷板以及由多个侧板围设形成的下箱体框架，所述液冷板设于所述下箱体框架的底部。
可选的，所述下箱体框架的底部设有向内延伸的搭边，所述液冷板与所述搭边连接。
可选的，所述固定条上沿所述第一方向上间隔设置有多个隔板，所述隔板用于将两个相邻的所述单体电池隔开。
可选的，所述隔板沿竖直方向的尺寸小于所述单体电池沿所述竖直方向的尺寸。
可选的，所述固定条沿所述第一方向的两端与所述下箱体框架连接。
可选的，所述固定条的末端设有挡板，所述挡板位于所述单体电池与所述下箱体框架之间，以使所述单体电池与所述下箱体框架之间形成间隙。
可选的，所述挡板的外侧设有水平的连接板，所述连接板用于与所述下箱体框架连接，所述连接板上设置有安装孔。
可选的，所述固定条为两条，两条所述固定条分别设于所述单体电池沿第二方向的两端，所述第二方向与所述第一方向垂直且均位于水平面内。
一种车辆，包括如上所述的动力电池。
本发明的有益之处在于：采用液冷板作为动力电池的冷却装置，并且将液冷板设置在下箱体总成的底部，这样使得动力电池中无需另外连接冷却液管路来引入冷却液，防止冷却液管路破裂导致冷却液泄漏而对电池产生影响，提升了电池的安全性能，同时，液冷板设于下箱体总成的底部，相对于设于顶部，进一步减小了冷却液泄漏对电池产生的影响；
下箱体总成的顶部设置口部，单体电池从口部放入下箱体总成中并通过固定条固定在下箱体总成上，使得单体电池处于一个较为敞开的下箱体总成中，散热较快，且由于下箱体总成顶部敞开使得整体质量较轻，有利于动力电池的轻量化。
附图说明
图1是本发明实施例中动力电池的立体结构示意图；
图2是本发明实施例中动力电池的分解结构示意图；
图3是本发明实施例中动力电池的俯视结构示意图；
图4是本发明实施例中固定条的结构示意图；
图5是本发明图1中A部分的放大图。
图中：
100、动力电池；110、单体电池；120、固定条；121、安装孔；122、隔板；123、挡板；124、连接板；125、加强板；130、下箱体总成；131、液冷板；132、下箱体框架；133、搭边。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明提供了一种动力电池，图1是本发明实施例中动力电池的立体结构示意图，图2是本发明实施例中动力电池的分解结构示意图，如图1和图2所示，动力电池100包括多个单体电池110、固定条120和下箱体总成130。多个单体电池110沿第一方向依次设置，组成动力电池100的电芯，动力电池100采用多个单体电池110可提升动力电池100的供电能力，满足电动车的用电需求。如图1所示，第二方向与第一方向垂直且均位于水平面内。固定条120用于将单体电池110固定在下箱体总成130中，固定条120设置在单体电池110的顶部且沿第一方向设置，固定条120沿第一方向设置使固定条120可以固定住所有单体电池110。下箱体总成130的顶部设有口部，且下箱体总成130的内部设置有用于容纳单体电池110的容纳腔，容纳腔与口部连通以使单体电池110能从下箱体总成130的上方放入容纳腔中，而下箱体总成130的底部设置有液冷板131，液冷板131中设有冷却液流道，以使冷却液流入液冷板131中对动力电池100进行冷却散热，本发明中将单体电池110从下箱体总成130的上方放入容纳腔中可以不干涉到下箱体总成130底部的液冷板131，在不拆卸液冷板131的情况下即可将单体电池110安装到下箱体总成130中。固定条120与下箱体总成130连接以使单体电池110固定于下箱体总成130上。
本发明中，采用液冷板131作为动力电池100的冷却装置，且将液冷板131设置在下箱体总成130的底部，使得动力电池100中无需另外连接冷却液管路来引入冷却液，防止冷却液管路破裂导致冷却液泄漏而对动力电池100产生影响，提升了动力电池100的安全性能，同时，液冷板131设于下箱体总成130的底部，相对于将冷却装置设于下箱体总成130的顶部，可进一步减小了冷却液泄漏对动力电池100产生的影响。下箱体总成130的顶部设置口部，单体电池110从口部放入下箱体总成130中，使得单体电池110处于一个较为敞开的下箱体总成130中，散热较快，有利于提升动力电池100的性能，延长动力电池100的使用寿命，且由于下箱体总成130顶部敞开仅通过质量较小的固定条120将单体电池110固定在下箱体总成130内即可，使得整体质量较轻，有利于动力电池100的轻量化。固定条120与下箱体总成130连接的结构简单，无需复杂的固定和对位操作，便于装配。
在一种实施方式中，请结合图1及图2，下箱体总成130包括液冷板131以及由多个侧板围设形成的下箱体框架132，液冷板131设置在下箱体框架132的底部。如图2所示，下箱体框架132大致为矩形，包括前后左右四个侧板，四个侧板竖直设置，共同围设形成一个矩形框架，该矩形框架不包括底板，直接将液冷板131设置在该矩形框架的底部作为底板，形成一个上端开口的筒状，单体电池110则可以放置于其中了。直接将液冷板131作为下箱体总成130的底板，不仅减轻了动力电池100的重量，还可以使得液冷板131直接与单体电池110接触，冷却方式更直接，冷却效果更好。下箱体总成130可以将单体电池110的底部覆盖起到防护作用，当动力电池100发生碰撞时起到缓冲作用，防止尖锐物体直接撞向单体电池110引发安全事故，提高了动力电池100的抗碰撞性。
下箱体框架132可以采用铝型材拼焊的方式成型，也就是说形成下箱体框架132的侧板为铝型材，铝型材质量较轻，且散热较快，减轻了动力电池100的重量，且提升了动力电池100的散热效果。
请参考图2，下箱体框架132的底部设置有向内延伸的搭边133，液冷板131与搭边133连接，搭边133不仅起到连接液冷板131的作用，还起到了支撑作用，用于支撑液冷板131和单体电池110，这样使得搭边133作为动力电池100底部的支撑件来支撑单体电池110，而不是仅仅由液冷板131来支撑单体电池110，起到了保护液冷板131的作用，避免了液冷板131损坏导致冷却液泄漏，提升了动力电池100的安全性能。
液冷板131与下箱体框架132的连接方式可采用焊接，例如通过搅拌摩擦焊将液冷板131焊接在搭边133上。而单体电池110则可以通过粘胶连接的方式进一步与下箱体总成130固定，在液冷板131上涂导热结构胶、下箱体框架132上涂结构胶将单体电池110固定在下箱体总成130上，下箱体总成130与单体电池110之间的粘胶固定主要是用于固定单体电池110的底端，而单体电池110的顶部则由固定条120来固定，这样粘胶和固定条120固定配合的方式可使单体电池110牢固的固定在下箱体总成130上，不会移动。液冷板131上涂布导热结构胶有利于将单体电池110的热量快速的传导到液冷板131上，及时散逸出去，提升动力电池100的散热性能。
搭边133可以仅设置在下箱体框架132的其中一个或几个侧板上，也可以在所有侧板上均设置搭边133，在此不作限制。本发明中，在四个侧板上均设置搭边133，以提升支撑强度。
如图1和图2所示，固定条120沿第一方向的两端与下箱体框架132连接，固定条120的中间部分用于压紧单体电池110，只将固定条120的两端与下箱体框架132固定，既可以实现单体电池110的固定，又可以尽量简化固定条120与下箱体框架132之间的固定结构，提升安装效率。在一种实施方式中，固定条120与下箱体框架132通过螺钉固定，图4是本发明实施例中固定条的结构示意图，如图4所示，固定条120的两端设置有安装孔121，下箱体框架132侧板的顶部也对应设置固定孔，将螺钉依次穿入固定条120上的安装孔121和下箱体框架132上的固定孔后锁紧，即可将固定条120固定在下箱体框架132上，也就使单体电池110被固定在下箱体框架132中了。固定条120与单体电池110的接触面积小，使得单体电池110的大部分区域外露，有利于散热，避免热量集中导致动力电池100升温，影响动力电池100的性能和使用寿命。在一种实施方式中，固定条120沿第二方向的尺寸小于或等于单体电池110沿第二方向尺寸的1/8。
在一种实施方式中，如图4所示，固定条120上沿第一方向上间隔设置有多个隔板122，隔板122用于将两个相邻的单体电池110隔开，使得两个相邻的单体电池110之间具有间隙，为单体电池110的热膨胀预留空间，避免单体电池110热膨胀导致的电池爆炸。另外，两个相邻的单体电池110之间具有间隙还有利于散热，提升电池的散热性能。
较佳的，隔板122沿竖直方向的尺寸小于单体电池110沿竖直方向的尺寸，图5是本发明图1中A部分的放大图，如图5所示，隔板122沿竖直方向的尺寸小于单体电池110沿竖直方向的尺寸能使得相邻的单体电池110之间存在间隙e，本发明中，隔板122沿竖直方向的尺寸要比单体电池110沿竖直方向的尺寸小很多，例如隔板122沿竖直方向的尺寸小于单体电池110沿竖直方向的尺寸的1/6，以保证沿竖直方向上间隙e的长度足够长，使得单体电池110之间有充分的热膨胀空间。同时，隔板122须具有一定的厚度，来保证间隙e在第一方向上具有足够的尺寸。在一种实施方式中，间隙e在第一方向上的尺寸(即间隙e的厚度)为单体电池110在第一方向上的尺寸的1/8到1/4。
请参考图5，固定条120的末端设有挡板123，挡板123竖直设置，位于单体电池110与下箱体框架132之间，图3是本发明实施例中动力电池的俯视结构示意图，如图3所示，以使单体电池110与下箱体框架132之间形成间隙f，使得最靠近下箱体框架132的单体电池110没有完全贴合在下箱体框架132的内壁上，提升了动力电池100的散热性能，同时为电池的热膨胀预留空间。另外，请参考图3，单体电池110与下箱体框架132之间在第二方向上也具有间隙h，这样就使得由所有单体电池110组成的电芯的四周均与下箱体框架132之间具有间隙，使得动力电池100具有较好的散热性能，为电池的热膨胀预留空间。
请参考图5，挡板123的外侧设有水平的连接板124，连接板124用于与下箱体框架132连接，连接板124上设置安装孔121。连接板124距离固定条120的顶端一定距离，使得单体电池110和固定条120安装到下箱体框架132上后，单体电池110的顶部有一段露在下箱体框架132外，散热效果较好。
如图5所示，连接板124与挡板123之间设置加强板125，以提升连接板124的强度，提升装配体的可靠性。在一种实施方式中，如图5，加强板125为三角形，且加强板125为两块，两块加强板125分别设于连接板124沿第二方向的两端。
较佳的，固定条120可采用塑料材质，塑料材质较轻，还能保证绝缘性，提升了动力电池100的安全性能。隔板122、挡板123、连接板124及加强板125均与固定条120一体成型，可采用注塑成型的方式，一体成型使得固定条120强度较高，且减少了零件数量，降低了装配难度，提升了装配效率。单体电池110与固定条120之间的固定方式可采用粘胶固定。
固定条120的数量可根据需要具体选择，在本发明的一种实施方式中，如图3所示，固定条120为两条，两条固定条120分别设于单体电池110沿第二方向的两端。较佳的，如图3所示，固定条120沿第二方向上靠近单体电池110边缘的一端与单体电池110的边缘齐平，这样可以使得固定条120对单体电池110的边缘角落处进行防护。
本发明的动力电池100结构简单，如果需要调整单体电池110的数量以调节动力电池100的供电能力时，只需调整下箱体总成130和固定条120的长度即可，更改结构容易，适应性强。
本发明实施例还提供一种车辆，车辆包括如上所述的动力电池100，本发明车辆采用了上述动力电池100，所以至少具有上述动力电池100所具有的有益效果，在此不再重复赘述。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动力电池，包括多个沿第一方向依次设置的单体电池(110)，其特征在于，还包括：
固定条(120)，设于所述单体电池(110)的顶部且沿所述第一方向设置，用于固定所述单体电池(110)；
下箱体总成(130)，其顶部设有口部，且其内部设置有用于容纳所述单体电池(110)的容纳腔，所述容纳腔与所述口部连通以使所述单体电池(110)能从所述下箱体总成(130)的上方放入所述容纳腔中，所述固定条(120)与所述下箱体总成(130)连接以使所述单体电池(110)固定于所述下箱体总成(130)上；所述下箱体总成(130)的底部设有液冷板(131)，所述液冷板(131)中设有冷却液流道。
2.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述下箱体总成(130)包括所述液冷板(131)以及由多个侧板围设形成的下箱体框架(132)，所述液冷板(131)设于所述下箱体框架(132)的底部。
3.根据权利要求2所述的动力电池，其特征在于，所述下箱体框架(132)的底部设有向内延伸的搭边(133)，所述液冷板(131)与所述搭边(133)连接。
4.根据权利要求2所述的动力电池，其特征在于，所述固定条(120)上沿所述第一方向上间隔设置有多个隔板(122)，所述隔板(122)用于将两个相邻的所述单体电池(110)隔开。
5.根据权利要求4所述的动力电池，其特征在于，所述隔板(122)沿竖直方向的尺寸小于所述单体电池(110)沿所述竖直方向的尺寸。
6.根据权利要求2所述的动力电池，其特征在于，所述固定条(120)沿所述第一方向的两端与所述下箱体框架(132)连接。
7.根据权利要求2所述的动力电池，其特征在于，所述固定条(120)的末端设有挡板(123)，所述挡板(123)位于所述单体电池(110)与所述下箱体框架(132)之间，以使所述单体电池(110)与所述下箱体框架(132)之间形成间隙。
8.根据权利要求7所述的动力电池，其特征在于，所述挡板(123)的外侧设有水平的连接板(124)，所述连接板(124)用于与所述下箱体框架(132)连接，所述连接板(124)上设置有安装孔(121)。
9.根据权利要求2所述的动力电池，其特征在于，所述固定条(120)为两条，两条所述固定条(120)分别设于所述单体电池(110)沿第二方向的两端，所述第二方向与所述第一方向垂直且均位于水平面内。
10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的动力电池。
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