CN113871773A - 电池包及电气设备 - Google Patents

电池包及电气设备 Download PDF

Info

Publication number
CN113871773A
CN113871773A CN202110961013.5A CN202110961013A CN113871773A CN 113871773 A CN113871773 A CN 113871773A CN 202110961013 A CN202110961013 A CN 202110961013A CN 113871773 A CN113871773 A CN 113871773A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
battery pack
monomers
cells
row
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110961013.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113871773B (zh
Inventor
周青
陈柏彣
夏勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Original Assignee
Tsinghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University filed Critical Tsinghua University
Priority to CN202110961013.5A priority Critical patent/CN113871773B/zh
Priority to US17/560,278 priority patent/US20230059786A1/en
Publication of CN113871773A publication Critical patent/CN113871773A/zh
Priority to DE102022100170.9A priority patent/DE102022100170A1/de
Application granted granted Critical
Publication of CN113871773B publication Critical patent/CN113871773B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/66—Arrangements of batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/242—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries against vibrations, collision impact or swelling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B60K2001/0405—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion characterised by their position
    • B60K2001/0438—Arrangement under the floor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2306/00—Other features of vehicle sub-units
    • B60Y2306/01—Reducing damages in case of crash, e.g. by improving battery protection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

本发明涉及一种电池包及电气设备。该电池包包括沿自身高度方向排布的至少一层电池单体；每层电池单体包括多排电池单体，每排电池单体沿电池包的长度方向排布，且至少一部分的电池单体与相邻排中对应的电池单体交错分布；和/或，每层电池单体包括多列电池单体，每列电池单体沿电池包的宽度方向排布，且至少一部分的电池单体与相邻列中对应的电池单体交错分布。当车辆发生侧面柱撞或托底冲击时，电池单体容易在外部冲击力的作用下发生弯曲、旋转、移动等运动和变形，使得外部冲击能量和电池包的变形能能够较多地传递到更大的区域，降低电池包损伤的集中性，降低电池单体在碰撞接触区域发生变形破坏、内短路、外短路和热失控的风险。

Description

电池包及电气设备
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别是涉及一种电池包及电气设备。
背景技术
电池包作为电动汽车的驱动能源，一般集成在车身的底板上。近年来，为 实现较远的续驶里程，电池包的体积越来越大。目前，为了不缩减车内空间， 也不增加车辆高度，一般通过降低车身底板到底面的距离，即通过减小离地间 隙的方式来获得更大的电池包安装体积，然而这会导致电车汽车在行驶时更容 易发生托底冲击事故，进而引起电池包因碰撞发生变形而发生短路和热失控的 问题。
发明内容
基于此，有必要针对在车辆行驶时更容易发生托底冲击事故进而引起电池 包因碰撞发生变形而发生短路和热失控的问题，提供一种电池包及电气设备。
一种电池包，所述电池包包括沿自身高度方向排布的至少一层电池单体；
每层电池单体包括多排电池单体，每排电池单体沿所述电池包的长度方向 排布，且至少一部分的电池单体与相邻排中对应的电池单体交错分布；
和/或，每层电池单体包括多列电池单体，每列电池单体沿所述电池包的宽 度方向排布，且至少一部分的电池单体与相邻列中对应的电池单体交错分布。
上述电池包，可应用于汽车、飞行器等电气设备中，当车辆发生侧面柱撞 或托底冲击时，至少一部分的电池单体由于与相邻排或相邻列中对应的电池单 体交错分布，使得电池单体更容易在外部冲击力的作用下发生弯曲、旋转、移 动等运动和变形，从而使得外部冲击能量和电池包的变形能能够较多地传递到 更大的区域，而不是较为集中在碰撞接触区域，降低电池包损伤的集中性，降 低电池单体在碰撞接触区域发生变形破坏、内短路、外短路和热失控的风险， 从而提升电池包碰撞安全性。
在其中一个实施例中，所述至少一部分的电池单体与所述相邻排或相邻列 中对应的电池单体的重合长度S大于或等于电池单体长度L1的百分之一且小于 或等于所述电池单体长度L1的百分之九十九，其中所述电池单体长度L1是指 所述至少一部分的电池单体与所述相邻排或相邻列中对应的电池单体中最大的 电池单体长度。
在其中一个实施例中，相邻两排所述电池单体或相邻两列所述电池单体具 有第一间隙。
在其中一个实施例中，位于同一排或同一列的相邻两个所述电池单体具有第 二间隙。
在其中一个实施例中，所述第二间隙的宽度G大于或等于电池单体长度L2 的一千分之一且小于或等于所述电池单体长度L2的十分之一，其中所述电池单 体长度L2为位于同一排或同一列的相邻两个所述电池单体中最大的电池单体长 度。
在其中一个实施例中，所述电池单体的尺寸相同或不同。
在其中一个实施例中，所述电池包还包括至少一个模组壳体，所述模组壳 体包裹在对应的多个电池单体的外部，以形成电池模组。
在其中一个实施例中，所述电池模组的数目为多个，所述电池模组沿所述 电池包的宽度方向分成多排，每排所述电池模组沿所述电池包的长度方向依次 排布；和/或，所述电池模组沿所述电池包的长度方向分成多列，每列所述电池 模组沿所述电池包的宽度方向依次排布。
在其中一个实施例中，所述电池包还包括电池盒体，所述电池盒体具有安 装空间，所述电池单体设置于所述安装空间中。
一种电气设备，所述电气设备包括上述任一项所述的电池包。
上述电气设备，例如汽车、飞行器，当车辆发生侧面柱撞或托底冲击时， 至少一部分的电池单体由于与相邻排或相邻列中对应的电池单体交错分布，使 得电池单体更容易在外部冲击力的作用下发生弯曲、旋转、移动等运动和变形， 从而使得外部冲击能量和电池包的变形能能够较多地传递到更大的区域，而不 是较为集中在碰撞接触区域，降低电池包损伤的集中性，降低电池单体在碰撞 接触区域发生变形破坏、内短路、外短路和热失控的风险，从而提升电池包碰 撞安全性。
附图说明
图1至图3为现有技术提供的电池包的结构示意图；
图4至图6为本发明一实施例提供的电池包的结构示意图；
图7、图8为本发明一实施例提供的电池包的结构示意图；
图9为现有技术提供的电池包在侧面柱撞工况下各个电池单体的卷芯吸能 分布示意图；
图10为本发明一实施例提供的电池包在侧面柱撞工况下各个电池单体的卷 芯吸能分布示意图；
图11为本发明一实施例提供的电池包的结构示意图；
图12、图13为本发明一实施例提供的电池包的不同结构示意图。
其中，附图中的标号说明如下：
10、电池包；100、电池单体；200、模组壳体；300、电池盒体；M、电池 模组；20、传统电池包；20a、传统电池包内的电池单体。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对 本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以 便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实 施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发 明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、 “长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、 “逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于 附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗 示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、 “第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中， “多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连 接”、“固定”等术语应做广义理解，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，除非另有明确的限定。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“上”或 “下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接 接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特 征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特 征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可 以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连 接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。 本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右” 以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
电池包作为电动汽车的驱动能源，通常是由多个电池单体或多个电池模组 组装而成，一般集成在车身的底板上。其中，该电池模组也是由多个电池单体 组装而成，该电池单体如同上述电池单体均按照矩阵的形式进行排布。图1至 图3示出了传统电池包20内的电池单体20a的排布方式。
近年来，为了实现较远的续驶里程，电池包的体积越来越大。目前，为了 不缩减车内空间，也不增加车辆高度，一般通过降低车身底板到底面的距离， 即通过减小离地间隙的方式来获得更大的电池包安装体积，然而这会导致电车 汽车在行驶时更容易发生托底冲击事故，进而引起电池包因碰撞发生变形而发 生短路和热失控的问题。
对此，本发明一实施例提供了一种电池包10，如图4至图6所示，该电池 包10包括沿自身高度方向排布的至少一层电池单体100；每层电池单体100包 括多排电池单体100，每排电池单体100沿电池包10的长度方向排布，且至少 一部分的电池单体100与相邻排中对应的电池单体100交错分布；和/或，每层 电池单体100包括多列电池单体100，每列电池单体100沿电池包10的宽度方 向排布，且至少一部分的电池单体100与相邻列中对应的电池单体100交错分 布。上述电池包可应用于汽车、飞行器等电气设备中。其中，车辆包括但不仅 限于电动汽车、油电混合汽车等通过电能驱动的车辆。下面便车辆为例，对电 池包进行描述。
在全文中，电池包10的高度方向与车辆的高度方向相同，电池包10的长 度方向是指车辆的行驶方向，电池包10的宽度方向与电池包10的高度方向、 长度方向相垂直。
需要说明的是，对于每排电池单体100而言，电池单体100包括沿电池包 10长度方向依次分布的第一端、第二端，当电池单体100的第一端端面与相邻 排对应的电池单体100的第一端端面错开、和/或电池单体100的第二端端面与 相邻排对应的电池单体100的第二端端面错开时，便可以判定该两个电池单体 100交错分布。同样地，对于每列电池单体100而言，电池单体100包括沿电池 包10宽度方向依次分布的第一端、第二端，当电池单体100的第一端端面与相 邻列对应的电池单体100的第一端端面错开、和/或电池单体100的第二端端面 与相邻列对应的电池单体100的第二端端面错开时，便可以判定该两个电池单 体100交错分布。
如上所述的电池包，当车辆发生侧面柱撞或托底冲击时，至少一部分的电 池单体100由于与相邻排或相邻列中对应的电池单体100交错分布，使得电池 单体100更容易在外部冲击力的作用下发生弯曲、旋转、移动等运动和变形， 从而使得外部冲击能量和电池包10的变形能能够较多地传递到更大的区域，而 不是较为集中在碰撞接触区域，降低电池包10损伤的集中性，降低电池单体100 在碰撞接触区域发生变形破坏、内短路、外短路和热失控的风险，从而提升电 池包10碰撞安全性。
关于电池包10所包含的电池单体100的层数，可根据实际应用进行设定， 例如设置1层或2层、3层等多层。当电池单体100的层数设为多层时，相邻两 层电池单体100之间可设置支撑架，该支撑架用来支撑上层电池单体100，也便 于上层电池单体100走线及上、下层电池单体100散热。
关于每层电池单体100的排布方式，可根据实际应用进行设定。示例地， 如图4及图5所示，每层电池单体100包括多排电池单体100且每排电池单体 100沿电池包10的长度方向排布。再示例地，如图6所示，每层电池单体100 包括多列电池单体100且每列电池单体100沿电池包10的宽度方向排布。再示 例地，每层电池单体100包括多排电池单体100及多列电池单体100，每排电池 单体100沿电池包10的长度方向排布及每列电池单体100沿电池包10的宽度 方向排布。
关于每层电池单体100的尺寸，可以设置为相同的尺寸，或者设置为不同 的尺寸，可根据电池盒体300的形状、尺度进行设定，以尽量增大电池盒体300 的使用效率。其中电池单体的尺寸包括长度、宽度和高度。
在本发明的一些实施例中，如图4至图6所示，该电池包10还包括电池盒 体300，电池盒体300具有安装空间，电池单体100设置于安装空间中。该电池 盒体300可对电池单体100起到收纳及保护的作用。
在本发明的一些实施例中，如图7所示，该至少一部分的电池单体100与 该相邻排或相邻列中对应的电池单体100的重合长度S大于或等于电池单体100 长度L1的百分之一且小于或等于电池单体100长度L1的百分之九十九，其中 电池单体100长度L1是指该至少一部分的电池单体100与该相邻排或相邻列中 对应的电池单体100中最大的电池单体长度。如此设置该重合长度S，能够有效 使得电池单体100在外部冲击力的作用下发生弯曲、旋转、移动等运动和变形， 从而使得外部冲击能量和电池包10的变形能能够较多地传递到更大的区域。关 于重合长度的大小，可根据具体情况进行设定，例如该重合长度S为L1的百分 之一、百分之十、百分之二十、百分之三十、百分之四十、百分之五十、百分 之六十、百分之七十、百分之八十、百分之九十、百分之九十九等。
当电池单体100设置为相同的尺寸时，上述电池单体100长度L1可取该至 少一部分的电池单体100的长度或该相邻排或相邻列中对应的电池单体100的 长度。当设置为不同的尺寸时，若该至少一部分的电池单体100的长度大于该 相邻排或相邻列中对应的电池单体100的长度，则上述电池单体100长度L1取 该至少一部分的电池单体100的长度；若该至少一部分的电池单体100的长度 小于该相邻排或相邻列中对应的电池单体100的长度，则上述电池单体100长 度L1取该相邻排或相邻列中对应的电池单体100的长度。
在本发明的一些实施例中，如图7及图8所示，相邻两排电池单体100或 相邻两列电池单体100具有第一间隙。该第一间隙利于每排电池单体100或每 列电池单体100走线及散热。关于第一间隙的大小，可根据电池单体100的尺 寸及走线的多少进行设定，在此不进行具体限定。
在本发明的一些实施例中，如图7及图8所示，位于同一排或同一列且相 邻的两个电池单体100具有第二间隙。该第二间隙既为电池单体100受热产生 膨胀留出空间，也便于电池单体100散热。
具体在本发明的一些实施例中，第二间隙的宽度G大于或等于电池单体100 长度L2的一千分之一且小于或等于电池单体长度L2的十分之一，其中电池单 体长度L2为位于同一排或同一列且相邻的两个电池单体100中最大的电池单体 长度。如此设置该第二间隙的宽度G，能够为每个电池单体100受热产生膨胀 而留出充足的空间，也便于电池单体100散热。关于第二间隙的宽度G的大小， 可根据具体情况进行设定，例如该第二间隙的宽度G为电池单体长度L2的一千 分之一、九百分之一、八百分之一、七百分之一、六百分之一、五百分之一、 四百分之一、三百分之一、二百分之一、一百分之一、十分之一等。
在本发明的一些实施例中，如图11所示，电池包10还包括至少一个模组 壳体200，模组壳体200包裹在对应的多个电池单体100的外部，以形成电池模 组M。如此便于将电池单体100安装在电池盒体300中。其中，模组壳体200 可以包裹一部分电池单体100，即电池包10可以同时包括电池单体100及电池 模组M，例如如图12所示，模组壳体200只包裹右侧几排电池单体100以形成 一排电池模组M，而左侧几排电池单体100以单体的形式存在；膜组壳体200 也可以包裹全部电池单体100，即电池包10仅包括多个电池模组M，例如参见 图12及图13所示出的电池包10。
具体到本发明的一些实施例中，如图11至图13所示，电池模组M的数目 为多个，电池模组M沿电池包10的宽度方向分成多排，每排电池模组M沿电 池包10的长度方向依次排布；和/或，电池模组M沿电池包10的长度方向分成 多列，每列电池模组M沿电池包10的宽度方向依次排布。其中，相邻两排和/ 或相邻两列电池模组M之间具有间隙，每一排或每一列相邻两个电池模组M之 间具有间隙，该间隙利于电池模组M内的电池单体100走线及散热。
下面就传统电池包20及本实施例所提供的电池包10在侧面柱撞、托底冲 击两种工况下进行仿真模拟，从图9及图10中可以看出，传统电池包20在侧 面柱撞工况下其内部电池单体20a吸能>1％的数目有7个，而本申请实施例所提 供的电池包10在侧面柱撞工况下其内部电池单体100吸能>1％的数目有10个， 使得外部冲击能量和电池包10的变形能能够较多地传递到更大的区域，更为分 散，而不是较为集中在碰撞接触区域，降低电池包10损伤的集中性，降低电池 单体100在碰撞接触区域发生变形破坏、内短路、外短路和热失控的风险，从 而提升电池包10碰撞安全性。其中，传统电池包10内的电池单体100是整齐 分布的，而本实施例所提供的电池包10内的电池单体100均以单体的形式存在 且每排电池单体100与相邻排中对应的电池单体100交错分布且交错量 S＝0.5×L1。
另外，本实施例也针对包含不同尺寸电池单体100的电池包10在侧面柱撞、 托底冲击两种工况下进行仿真模拟，其仿真结果如下表所示。从下表1中可以 看出，无论是包含大尺寸电池单体100的电池包10，还是包含中尺寸电池单体 100的电池包10，还是包含小尺寸电池单体100的电池包10，在侧面柱撞、托 底冲击的工况下，其电池单体100的卷芯塑性耗能相比于传统电池包20内的电 池单体100明显减小，尤其在托底冲击的工况下。其中，电池单体100的卷芯 更换及维修相对于电池包10其他部位而言，需付出更大的金钱成本，因此卷芯 塑性耗能是判断电池包10是否发生破坏的重要指标，卷芯塑性耗能越大，则表 示电池单体100的卷芯越严重。
表1
Figure BDA0003222053400000111
本发明另一实施例提供了一种电气设备，该电气设备括上述任一项所述的 电池包10。
上述电气设备包括汽车、飞行器等。其中，车辆包括但不仅限于电动汽车、 油电混合汽车等通过电能驱动的车辆。下面便车辆为例，对电池包进行描述。
当车辆发生侧面柱撞或托底冲击时，电池包10中至少一部分的电池单体由 于与相邻排或相邻列中对应的电池单体交错分布，使得电池单体更容易在外部 冲击力的作用下发生弯曲、旋转、移动等运动和变形，从而使得外部冲击能量 和电池包10的变形能能够较多地传递到更大的区域，而不是较为集中在碰撞接 触区域，降低电池包10损伤的集中性，降低电池单体在碰撞接触区域发生变形 破坏、内短路、外短路和热失控的风险，从而提升电池包碰撞安全性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对 上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技 术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的 普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改 进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权 利要求为准。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括沿自身高度方向排布的至少一层电池单体；
每层电池单体包括多排电池单体，每排电池单体沿所述电池包的长度方向排布，且至少一部分的电池单体与相邻排中对应的电池单体交错分布；
和/或，每层电池单体包括多列电池单体，每列电池单体沿所述电池包的宽度方向排布，且至少一部分的电池单体与相邻列中对应的电池单体交错分布。
2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述至少一部分的电池单体与所述相邻排或相邻列中对应的电池单体的重合长度S大于或等于电池单体长度L1的百分之一且小于或等于所述电池单体长度L1的百分之九十九，其中所述电池单体长度L1是指所述至少一部分的电池单体与所述相邻排或相邻列中对应的电池单体中最大的电池单体长度。
3.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，相邻两排所述电池单体或相邻两列所述电池单体具有第一间隙。
4.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，位于同一排或同一列的相邻两个所述电池单体具有第二间隙。
5.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述第二间隙的宽度G大于或等于电池单体长度L2的一千分之一且小于或等于所述电池单体长度L2的十分之一，其中所述电池单体长度L2为位于同一排或同一列的相邻两个所述电池单体中最大的电池单体长度。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电池包，其特征在于，所述电池单体的尺寸相同或不同。
7.根据权利要求1-5任一项所述的电池包，其特征在于，所述电池包包括至少一个模组壳体，所述模组壳体包裹在对应的多个电池单体的外部，以形成电池模组。
8.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述电池模组的数目为多个，所述电池模组沿所述电池包的宽度方向分成多排，每排所述电池模组沿所述电池包的长度方向依次排布；和/或，所述电池模组沿所述电池包的长度方向分成多列，每列所述电池模组沿所述电池包的宽度方向依次排布。
9.根据权利要求1-5任一项所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括电池盒体，所述电池盒体具有安装空间，所述电池单体设置于所述安装空间中。
10.一种电气设备，其特征在于，所述电气设备包括权利要求1-9任一项所述的电池包。
CN202110961013.5A 2021-08-20 2021-08-20 电池包及电气设备 Active CN113871773B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110961013.5A CN113871773B (zh) 2021-08-20 2021-08-20 电池包及电气设备
US17/560,278 US20230059786A1 (en) 2021-08-20 2021-12-23 Battery pack and electric apparatus
DE102022100170.9A DE102022100170A1 (de) 2021-08-20 2022-01-05 Batteriepaket und elektrische vorrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110961013.5A CN113871773B (zh) 2021-08-20 2021-08-20 电池包及电气设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113871773A true CN113871773A (zh) 2021-12-31
CN113871773B CN113871773B (zh) 2023-01-03

Family

ID=78987966

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110961013.5A Active CN113871773B (zh) 2021-08-20 2021-08-20 电池包及电气设备

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230059786A1 (zh)
CN (1) CN113871773B (zh)
DE (1) DE102022100170A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024077625A1 (zh) * 2022-10-14 2024-04-18 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池及用电设备

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116995350B (zh) * 2023-09-22 2024-01-30 比亚迪股份有限公司 电池包和车辆

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003179248A (ja) * 2001-03-13 2003-06-27 Shin Etsu Handotai Co Ltd 太陽電池モジュール及びその製造方法
CN202395089U (zh) * 2011-12-16 2012-08-22 深圳市雄韬电源科技股份有限公司 蓄电池及其板栅结构
KR20120116829A (ko) * 2011-04-13 2012-10-23 박성찬 저속 충격 하중에 대한 손상성 및 수리성을 향상한 전기자동차용 배터리
JP2015220103A (ja) * 2014-05-19 2015-12-07 Tdk株式会社 蓄電装置およびそれを用いた電子機器並びに蓄電ユニット
CN205930892U (zh) * 2016-05-24 2017-02-08 深圳市沃特玛电池有限公司 一种电动汽车底盘结构
CN106711385A (zh) * 2017-01-17 2017-05-24 华霆（合肥）动力技术有限公司 一种电池模组及动力系统
CN107017369A (zh) * 2017-05-16 2017-08-04 深圳市沃特玛电池有限公司 一种电池包结构
CN107658393A (zh) * 2017-09-29 2018-02-02 北京航空航天大学 一种基于蜂窝结构堆积的电池组
US20180114960A1 (en) * 2016-10-20 2018-04-26 Yazaki Corporation Battery pack
CN108110152A (zh) * 2017-12-21 2018-06-01 广东技术师范学院 基于蜂窝状结构化的方形电池包
CN209544438U (zh) * 2019-02-20 2019-10-25 扬州道爵新能源发展有限公司 一种电池包
CN210403848U (zh) * 2019-09-24 2020-04-24 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池模组、电池包以及车辆
CN112635894A (zh) * 2020-12-08 2021-04-09 华东交通大学 一种带安全装置的锂离子动力电池包复合式热管理系统
CN213150935U (zh) * 2020-09-27 2021-05-07 江苏塔菲尔新能源科技股份有限公司 一种电池包排布结构及电动汽车
CN113051721A (zh) * 2021-03-11 2021-06-29 上海理工大学 一种基于能流分析的电池模组结构设计方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112005399B (zh) * 2018-04-24 2023-01-10 三洋电机株式会社 电池模块
EP3823082B1 (en) * 2019-10-03 2023-07-19 Honda Motor Co., Ltd. Battery module, electric power unit, and work machine
EP4096004A1 (en) * 2021-03-31 2022-11-30 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Case of battery, battery, electronic device, and method and device for preparing battery
US11791515B2 (en) * 2021-08-18 2023-10-17 Beta Air, Llc Battery assembly for an aircraft
US11691709B1 (en) * 2022-06-28 2023-07-04 Beta Air, Llc Apparatus for an electric aircraft with increased crash robustness

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003179248A (ja) * 2001-03-13 2003-06-27 Shin Etsu Handotai Co Ltd 太陽電池モジュール及びその製造方法
KR20120116829A (ko) * 2011-04-13 2012-10-23 박성찬 저속 충격 하중에 대한 손상성 및 수리성을 향상한 전기자동차용 배터리
CN202395089U (zh) * 2011-12-16 2012-08-22 深圳市雄韬电源科技股份有限公司 蓄电池及其板栅结构
JP2015220103A (ja) * 2014-05-19 2015-12-07 Tdk株式会社 蓄電装置およびそれを用いた電子機器並びに蓄電ユニット
CN205930892U (zh) * 2016-05-24 2017-02-08 深圳市沃特玛电池有限公司 一种电动汽车底盘结构
US20180114960A1 (en) * 2016-10-20 2018-04-26 Yazaki Corporation Battery pack
CN106711385A (zh) * 2017-01-17 2017-05-24 华霆（合肥）动力技术有限公司 一种电池模组及动力系统
CN107017369A (zh) * 2017-05-16 2017-08-04 深圳市沃特玛电池有限公司 一种电池包结构
CN107658393A (zh) * 2017-09-29 2018-02-02 北京航空航天大学 一种基于蜂窝结构堆积的电池组
CN108110152A (zh) * 2017-12-21 2018-06-01 广东技术师范学院 基于蜂窝状结构化的方形电池包
CN209544438U (zh) * 2019-02-20 2019-10-25 扬州道爵新能源发展有限公司 一种电池包
CN210403848U (zh) * 2019-09-24 2020-04-24 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池模组、电池包以及车辆
CN213150935U (zh) * 2020-09-27 2021-05-07 江苏塔菲尔新能源科技股份有限公司 一种电池包排布结构及电动汽车
CN112635894A (zh) * 2020-12-08 2021-04-09 华东交通大学 一种带安全装置的锂离子动力电池包复合式热管理系统
CN113051721A (zh) * 2021-03-11 2021-06-29 上海理工大学 一种基于能流分析的电池模组结构设计方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
史悦: "小型轻量电动汽车的碰撞安全性调研分析", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024077625A1 (zh) * 2022-10-14 2024-04-18 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池及用电设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN113871773B (zh) 2023-01-03
US20230059786A1 (en) 2023-02-23
DE102022100170A1 (de) 2023-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113871773B (zh) 电池包及电气设备
US9005796B2 (en) Power storage unit having reinforcing members in a direction crossing the transverse direction
JP7472270B2 (ja) バッテリーパック及びそれを含む自動車
KR102313023B1 (ko) 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩
ES2450426T3 (es) Estructura de vehículo que comprende una batería
EP2626922B1 (en) System for the storage of electric energy for a vehicle with electric propulsion and presenting cylindrical chemical batteries embedded in a support matrix
CN209880685U (zh) 电池箱及电池箱箱体
EP3840112B1 (en) Battery pack including cover structure, electronic device and vehicle
CN110391373B (zh) 一种吸能防护电池箱
CN217158464U (zh) 电池箱体、电池和用电设备
KR101381098B1 (ko) 저속 충격 하중에 대한 손상성 및 수리성을 향상한 전기자동차용 배터리
US9911952B2 (en) Battery module for a motor vehicle
CN219017800U (zh) 动力电池及电动汽车
CN209880686U (zh) 电池箱及电池箱箱体
CN115084771A (zh) 一种高性能电池箱防护结构、汽车
CN213936341U (zh) 热失控防护组件、电池包及车辆
CN217405614U (zh) 电池混装排布的电池包
CN209880684U (zh) 电池箱及电池箱箱体
JP6798310B2 (ja) 車両搭載用の電池パック
CN111640886A (zh) 车辆
CN218334096U (zh) 一种新能源汽车动力电池包结构
CN214164923U (zh) 一种汽车正面撞击吸能盒
KR101797689B1 (ko) 안전성이 향상된 전지모듈 어셈블리
CN218939919U (zh) 一种防挤压电池模组
CN217606937U (zh) 一种应用于电池包的保护装置、电池包以及车辆

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant