CN114374021A - 动力电池总成 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种动力电池总成，包括下箱体、上箱体和多个电芯堆，所述下箱体和所述上箱体扣合并固定连接，所述电芯堆设于所述下箱体和所述上箱体扣合形成的空腔内，所述电芯堆设于所述冷却板的表面上，所述电芯堆包括电芯组，所述电芯组包括多个所述电芯，所述电芯组的侧面和底面均外露，且所述电芯组的所述电芯与所述冷却板接触。本发明实施例的动力电池总成中，将电芯堆的电芯直接与冷却板接触，省略了电芯堆的底板和下箱体的底板，使得动力电池总成部件较少，简化了动力电池总成的结构，可大大减轻电芯堆的重量，从而提高了动力电池总成的集成度和能量密度，同时还能增强冷却效果。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种动力电池总成。
背景技术
在国家的支持和市场的利好下，动力锂电池行业发展非常迅速，其应用已经扩展到了电动大巴、电动小汽车、微公交和储能等领域，而随着动力锂电池的大规模应用，日益凸显的问题也越来越多，总的来说，包括了固定、散热、电连接、采样和模组的正负极输出几方面。
目前，动力电池一般采用独立的标准VDA(德国汽车工业联合会)尺寸模组进行组装，VDA标准模组结构复杂，动力电池集成度较低、能量密度也较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种集成度较低、能量密度较高的动力电池总成及电极焙烧方法。
本发明提供一种动力电池总成，包括下箱体、上箱体和多个电芯堆，所述下箱体和所述上箱体扣合并固定连接，所述电芯堆设于所述下箱体和所述上箱体扣合形成的空腔内，所述电芯堆设于所述冷却板的表面上，所述电芯堆包括电芯组，所述电芯组包括多个所述电芯，所述电芯组的侧面和底面均外露，且所述电芯组的所述电芯与所述冷却板接触。
其中一实施例中，所述下箱体包括冷却板和固定连接于所述冷却板的框体，所述框体包括两个相对的侧壁、两个相对的端壁、连接于两个所述侧壁之间的横梁和纵梁，两个所述端壁分别设于所述侧壁的两端，多个所述横梁相互平行间隔设置，多个所述纵梁相互平行间隔设置，所述横梁与所述纵梁垂直相交，从而将所述下箱体的所述冷却板和所述侧壁、所述端壁围成的空间分隔为多个容纳腔，所述容纳腔内容纳所述电芯堆。
其中一实施例中，其中一个所述端壁上设有多个连接位，所述端壁的所述连接位上集中安装有多个电子器件；所述上箱体的一端开设有维修口，所述维修口与所述电子器件的位置对应，所述维修口处盖设有盖体，所述盖体向远离所述下箱体的一侧凹陷。
其中一实施例中，所所述下箱体的所述横梁包括第一横梁和第二横梁，所述第一横梁的宽度大于所述第二横梁的宽度；所述第一横梁的顶部设有限位块。
其中一实施例中，所述端壁和所述第二横梁之间间隔一定距离，且所述端壁和所述第二横梁之间设有支撑柱；所述纵梁的顶部设有连接柱，所述连接柱固定连接于所述上箱体。
其中一实施例中，所述下箱体还包括护板，所述护板设于所述冷却板远离所述电芯堆的一侧。
其中一实施例中，所述上箱体上还设有上箱体横梁和上箱体纵梁，所述上箱体横梁固定连接于所述上箱体远离所述下箱体的一侧，所述上箱体纵梁固定连接于所述上箱体的两侧，所述上箱体横梁上设有用于固定车辆座椅的固定座。
其中一实施例中，所述电芯堆还包括端板、线束隔离板和顶板，两个所述端板分别设于所述电芯组的两端，所述线束隔离板设于所述电芯组的顶部，所述顶板覆盖于所述线束隔离板远离所述电芯组的一侧；所述端板包括朝向所述电芯组的内侧面和背向所述电芯组的外侧面，所述外侧面上设有导向限位结构；所述横梁朝向所述容纳腔的侧壁上还开设导槽，所述导向限位结构与所述下箱体的所述导槽配合。
其中一实施例中，所述端板的外侧面上还设有第一凸起，所述第一凸起的高度小于所述导向限位结构，所述第一凸起与所述下箱体的所述横梁贴合。
其中一实施例中，所述端板的外侧面上还设有护套，所述护套上内嵌有连接件，所述线束隔离板上设有与所述电芯的极耳电性连接的连接线路和极柱，所述极柱电性连接于所述护套上的所述连接件，所述护套延伸至所述横梁的上方。
本发明实施例的动力电池总成中，将电芯堆的电芯直接与冷却板接触，省略了电芯堆的底板和下箱体的底板，使得动力电池总成部件较少，简化了动力电池总成的结构，可大大减轻电芯堆的重量，从而提高了动力电池总成的集成度和能量密度，同时还能增强冷却效果。
附图说明
图1为本发明一实施例的动力电池总成的组装结构示意图。
图2为图1所示动力电池总成的部分分解示意图。
图3为图1所示动力电池总成的分解示意图。
图4为图1所示动力电池总成的下箱体的结构示意图。
图5为图1所示动力电池总成的电芯堆的结构示意图。
图6为图5所示电芯堆的分解示意图。
图7为图5所示电芯堆的端板的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
图1为本发明一实施例的动力电池总成的组装结构示意图；图2为图1所示动力电池总成的部分分解示意图；图3为图1所示动力电池总成的分解示意图。请参照图1至图3，在本实施例中，动力电池总成包括下箱体11、上箱体13和多个电芯堆15，下箱体11和上箱体13扣合并固定连接，电芯堆15设于下箱体11和上箱体13扣合形成的空腔内。下箱体11包括冷却板112和固定连接于冷却板112的框体113。框体113包括两个相对的侧壁114、两个相对的端壁115、连接于两个侧壁114之间的横梁116和纵梁117，两个端壁115分别设于侧壁114的两端。多个横梁116相互平行间隔设置，多个纵梁117相互平行间隔设置，横梁116与纵梁117垂直相交，从而将下箱体11的冷却板112和侧壁114、端壁115围成的空间分隔为多个容纳腔119，容纳腔119内容纳电芯堆15，电芯堆15设于冷却板112的表面上。具体在本实施例中，每个容纳腔119内容纳一个电芯堆15，当然，每个容纳腔119内也可容纳两个或两个以上电芯堆15。其中，“多个”是指两个或两个以上。
本发明实施例中，通过设置横梁和纵梁可限定出容纳电芯堆的容纳腔，无需设置过多结构来固定电芯堆，同时将电芯堆直接与冷却板接触，省略了下箱体的底板，使得动力电池总成部件较少，简化了动力电池总成的结构，可大大减轻电芯堆的重量，从而提高了动力电池总成的集成度和能量密度，同时还能增强冷却效果。
本实施例中，电芯堆15可通过导热结构胶粘接在冷却板112上，实现连接和导热。冷却板112对应电芯堆15边缘位置设有防溢胶膜，以防止导热结构胶溢出到外面。
具体地，冷却板112朝向电芯堆15的一侧面上设有绝缘膜，以保证电芯堆15和冷却板112之间的绝缘性能。
具体地，冷却板112可采用一体式钎焊板方式制成，但不限于此，例如也可采用分体式钎焊板方式制成。具体地，冷却板112的厚度可为5mm～8mm，但不限于此。
具体地，框体113可采用铝型材拼焊方式制成。可以理解，框体113也可通过铸铝、型材等制造而成。
具体地，其中一个端壁115上设有多个连接位，以集中安装电池保护盒(BDU)、电池管理系统(BMS)、电压变换器(DCDC)、车载充电模块(OBC)、智能熔断器驱动板等电子器件。其中，“多个”是指两个或两个以上。更具体地，两个端壁115的其中一个的顶面和侧面上分别设有连接位，顶面上的连接位用于安装电池保护盒(BDU)1182、电池管理系统(BMS)1184、电压变换器(DCDC)车载充电模块(OBC)二合一模块1186、智能熔断器驱动板，侧面上的连接位用于安装从控采集单元1188。
具体地，请一并参照图4，下箱体11的横梁116包括第一横梁121和第二横梁123，第一横梁121的宽度大于第二横梁123的宽度。具体地，第一横梁121的宽度可为110mm～120mm，第二横梁123的宽度可为30mm～35mm。具体地，第一横梁121位于两个第二横梁123之间，两个第二横梁123靠近下箱体11的两端而设。通过设置横梁116，还可增大动力电池总成的整体强度，从而增强车辆侧面碰撞的安全性。具体地，横梁116可由型材制成。
具体地，第一横梁121的顶部设有限位块1212，以增大动力电池总成的整体强度，从而增强车辆侧面碰撞的安全性。具体地，第一横梁121的顶部的两端分别设有两个限位块1212。限位块1212可通过螺栓安装在第一横梁121上。当然，限位块1212也可通过焊接等其他方式固定于第一横梁121，也可与第一横梁121一体成型。更具体地，限位块1212的高度可为50mm～55mm，宽度可为55mm～65mm，长度可为95mm～100mm，但不以此为限。
具体地，横梁116朝向容纳腔119的侧壁上开设有避让槽1162。通过开设避让槽1162，可在机械手抓取电芯堆15放入到容纳腔119内时避让机械手。更具体地，横梁116朝向每个容纳腔119的侧壁上开设有三个间隔的避让槽1162。避让槽1162的深度可为10mm～15mm，宽度可为25mm～30mm，但并不以此为限。
具体地，第二横梁123靠近端壁115、且朝向容纳腔119的侧壁上还开设导槽1164，以与电芯堆15的端板153上的导向限位结构1532配合对电芯堆进行导向和限位。
具体地，纵梁117的宽度可为20mm～35mm。通过设置纵梁117，也可提升动力电池总成的强度。具体地，纵梁117可由型材制成。
具体地，纵梁117的顶部设有连接柱1172，以固定连接于动力电池总成的上箱体13，这样可增强上箱体的刚度。具体地，连接柱1172内开设有螺纹孔，可通过螺栓将上箱体13和下箱体11固定连接。
具体地，端壁115和第二横梁123之间间隔一定距离，且端壁115和第二横梁123之间设有支撑柱125。通过此结构，可进一步加强下箱体11的强度。
具体地，端壁115上设有安装块126，安装块126上设有插件安装孔和插件过孔，用于安装插件。这样可保证密封的同时防止插件线束与下箱体11干涉。安装块126具体可为铸铝块，其通过可焊接方式固定连接于端壁115。
具体地，本实施例中三个横梁116和两个纵梁117将下箱体11内的空间分割为六个容纳腔119。动力电池总成的总体宽度可为1450mm～1550mm，长度可为2100mm～2200mm。
具体地，下箱体11还包括护板127，护板127设于冷却板112远离电芯堆15的一侧。通过设置护板127，可防护动力电池总成底部受到的冲击，增加电池安全性。
本实施例中，上箱体13的一端开设有维修口，维修口与电子器件的位置对应，维修口处盖设有盖体132，盖体132向远离下箱体11的一侧凹陷，以容纳电池保护盒1182等电气器件。具体地，盖体132和上箱体13之间可设置密封条以密封。通过设置维修口，通过打开盖体132，可方便对电子器件进行维修或更换，而无需打开整个上箱体13，大大方便了动力电池总成的维护。
具体地，上箱体13上还设有上箱体横梁134和上箱体纵梁136，上箱体横梁134固定连接于上箱体13远离下箱体11的一侧，上箱体纵梁136固定连接于上箱体13的两侧，上箱体横梁134上设有固定座1342，以固定车辆座椅。通过设置上箱体横梁134和上箱体纵梁136，可提高车辆的防撞能力。具体地，上箱体横梁134可通过焊接等方式固定连接于上箱体13，上箱体纵梁136可为型材，可通过螺纹连接等方式固定连接于上箱体13。
具体地，上箱体13可采用钣金冲压方式成型。
本实施例中，动力电池总成还包括密封件19，密封件19设于下箱体11和上箱体13之间，以实现密封。
本实施例中，请参照图5和图6，电芯堆15包括电芯组151、端板153、分隔板155、线束隔离板157和顶板159。电芯组151包括多个电芯1512。两个端板153分别设于电芯组151的两端。分隔板155设于相邻电芯1512之间。线束隔离板157设于电芯组151的顶部，顶板159覆盖于线束隔离板157远离电芯组151的一侧。其中，端板153为注塑板，电芯组151的侧面和底面均外露。通过将端板设计为注塑板，且取消了侧板和底板，使得电芯组的侧面和底面外露，减少了电芯堆的组成部件，简化了电芯堆的结构，可大大减轻电芯堆的重量，从而提高了电芯堆的集成度和能量密度；同时，避免采用金属端板、侧板和底板，可起到良好的防热失控的效果，也能防止拉弧现象的发生；并且，电芯组的底面外露，可使电芯直接与冷却板接触，以获得更好的冷却效果。
具体地，多个电芯1512分为两列，每列设有多个电芯1512，两列电芯每两个电芯1512一一并排设置。具体在本实施例中，每列电芯设有6个或7个，也就是说，电芯堆包括12或14个电芯1512。可以理解，电芯1512的数量也可根据实际情况增减。具体地，电芯1512为方形电芯。更具体地，电芯1512的尺寸为长190mm～200mm，厚45mm～55mm，高90mm～120mm，当然也不以此为限。
具体地，请参阅图7，端板153包括朝向电芯组151的内侧面和背向电芯组151的外侧面，外侧面上设有导向限位结构1532。具体地，导向限位结构1532垂直于电芯组151的顶面而设，也就是说，导向限位结构1532沿电芯堆的高度方向设置。具体地，两个导向限位结构1532间隔平行设置。导向限位结构1532可与下箱体11的导槽1164配合，一方面可引导电芯堆放入箱体内，另一方面可在电芯堆组装至箱体后对电芯堆进行横向定位，避免电芯堆左右晃动，提高电池包的安全性。
具体地，端板153的外侧面上还设有第一凸起1534，第一凸起1534的高度小于导向限位结构1532，第一凸起1534与下箱体11的横梁116贴合。具体地，第一凸起1534为多个。更具体地，第一凸起1534垂直于电芯组151的顶面而设。多个第一凸起1534间隔平行设置。通过设置第一凸起1534，可方便将电芯堆组装至电池包时，方便机械式抓取电芯堆，同时，第一凸起1534与电池包的箱体贴合，可实现电芯堆的前后限位，避免电芯堆前后晃动，提高电池包的安全性。
具体地，端板153的外侧面上还设有护套1538，护套1538上内嵌有连接件1539，线束隔离板157上设有与电芯1512的极耳电性连接的连接线路和极柱1572，极柱1572电性连接于护套1538上的连接件1539，护套1538延伸至横梁116的上方。通过此结构，可将外部铜排布设在对应横梁116的位置，利于铜排的空间布置。具体地，连接件1539为导电部件；两个护套1538设于靠近端板153的顶部的位置。
以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种动力电池总成，其特征在于，包括下箱体(11)、上箱体(13)和多个电芯堆(15)，所述下箱体(11)和所述上箱体(13)扣合并固定连接，所述电芯堆(15)设于所述下箱体(11)和所述上箱体(13)扣合形成的空腔内，所述电芯堆(15)设于所述冷却板(112)的表面上，所述电芯堆(15)包括电芯组(151)，所述电芯组(151)包括多个所述电芯(1512)，所述电芯组(151)的侧面和底面均外露，且所述电芯组(151)的所述电芯(1512)与所述冷却板(112)接触。
2.如权利要求1所述的动力电池总成，其特征在于，所述下箱体(11)包括冷却板(112)和固定连接于所述冷却板(112)的框体(113)，所述框体(113)包括两个相对的侧壁(114)、两个相对的端壁(115)、连接于两个所述侧壁(114)之间的横梁(116)和纵梁(117)，两个所述端壁(115)分别设于所述侧壁(114)的两端，多个所述横梁(116)相互平行间隔设置，多个所述纵梁(117)相互平行间隔设置，所述横梁(116)与所述纵梁(117)垂直相交，从而将所述下箱体(11)的所述冷却板(112)和所述侧壁(114)、所述端壁(115)围成的空间分隔为多个容纳腔(119)，所述容纳腔(119)内容纳所述电芯堆(15)。
3.如权利要求2所述的动力电池总成，其特征在于，其中一个所述端壁(115)上设有多个连接位，所述端壁(115)的所述连接位上集中安装有多个电子器件；所述上箱体(13)的一端开设有维修口，所述维修口与所述电子器件的位置对应，所述维修口处盖设有盖体(132)，所述盖体(132)向远离所述下箱体(11)的一侧凹陷。
4.如权利要求2所述的动力电池总成，其特征在于，所述下箱体(11)的所述横梁(116)包括第一横梁(121)和第二横梁(123)，所述第一横梁(121)的宽度大于所述第二横梁(123)的宽度；所述第一横梁(121)的顶部设有限位块(1212)。
5.如权利要求4所述的动力电池总成，其特征在于，所述端壁(115)和所述第二横梁(123)之间间隔一定距离，且所述端壁(115)和所述第二横梁(123)之间设有支撑柱(125)；所述纵梁(117)的顶部设有连接柱(1172)，所述连接柱(1172)固定连接于所述上箱体(13)。
6.如权利要求2所述的动力电池总成，其特征在于，所述下箱体(11)还包括护板(127)，所述护板(127)设于所述冷却板(112)远离所述电芯堆(15)的一侧。
7.如权利要求1所述的动力电池总成，其特征在于，所述上箱体(13)上还设有上箱体横梁(134)和上箱体纵梁(136)，所述上箱体横梁(134)固定连接于所述上箱体(13)远离所述下箱体(11)的一侧，所述上箱体纵梁(136)固定连接于所述上箱体(13)的两侧，所述上箱体横梁(134)上设有用于固定车辆座椅的固定座(1342)。
8.如权利要求2所述的动力电池总成，其特征在于，所述电芯堆(15)还包括端板(153)、线束隔离板(157)和顶板(159)，两个所述端板(153)分别设于所述电芯组(151)的两端，所述线束隔离板(157)设于所述电芯组(151)的顶部，所述顶板(159)覆盖于所述线束隔离板(157)远离所述电芯组(151)的一侧；所述端板(153)包括朝向所述电芯组(151)的内侧面和背向所述电芯组(151)的外侧面，所述外侧面上设有导向限位结构(1532)；所述横梁(116)朝向所述容纳腔(119)的侧壁上还开设导槽(1164)，所述导向限位结构(1532)与所述下箱体(11)的所述导槽(1164)配合。
9.如权利要求8所述的动力电池总成，其特征在于，所述端板(153)的外侧面上还设有第一凸起(1534)，所述第一凸起(1534)的高度小于所述导向限位结构(1532)，所述第一凸起(1534)与所述下箱体(11)的所述横梁(116)贴合。
10.如权利要求8所述的动力电池总成，其特征在于，所述端板(153)的外侧面上还设有护套(1538)，所述护套(1538)上内嵌有连接件(1539)，所述线束隔离板(157)上设有与所述电芯(1512)的极耳电性连接的连接线路和极柱(1572)，所述极柱(1572)电性连接于所述护套(1538)上的所述连接件(1539)，所述护套(1538)延伸至所述横梁(116)的上方。
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