CN114654988A - 与车身功能集成的电池包及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种与车身功能集成的电池包及车辆，其中车身骨架具有托盘结构；地板与托盘结构密封连接，之间有容纳腔；电池模组由多个电芯组成，设置于所述容纳腔内；风道具有进风口和电池出风口，电池出风口设置于容纳腔内，风道主体至少部分设置于所述容纳腔内，进风口与整车空调系统连接；电池包与车身集成，增加了电池包的布置空间，电池包与座仓共用暖风系统，使热管理系统与车身功能高度集成，优化了电池包内部空间且降低成本，无线管理系统与整车交互以及高低压管理系统采用电池内部取电，减少了电池包内外线束的布置；电池管理系统选择取电对象为包含有热失控的电芯，使其取电范围内的电芯迅速放电，降低热失控风险。

Description

与车身功能集成的电池包及车辆
技术领域
本发明涉及一种电动车辆电池技术领域，尤其涉及一种与车身功能集成的电池包及车辆。
背景技术
目前，新能源汽车的发展前景非常广阔。新能源汽车具有能量效率高、零排放、无污染、比能量高、噪音低、可靠性高等优点。动力电池系统作为新能源电池车的主要储能部件，主要保证整车的行驶、高低压零部件的用电需求、制动能量回收、混合动力发动机系统能量调节等功能。
现有电动车都是基于车身与电池包分体连接，相对于通常的电动汽车结构，动力电池壳体与车身作为两个独立的系统，单独开发，并且电池包的电芯均为方形或软包形式，由于车身结构，或连接结构的限制，动力电池包壳体被限制在一个相对狭小紧凑的范围，使得电池在布置空间紧张，因此，通过电池包与车身功能集成以及与车身功能共享，实现扩展电池包的布置空间，成为需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供与车身功能集成的电池包及车辆，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种与车身功能集成的电池包，包括：
车身骨架，所述车身骨架具有托盘结构；
地板，所述地板与所述托盘结构密封连接，所述地板与所述托盘结构之间具有容纳腔；
电池模组，设置于所述容纳腔内，所述电池模组由多个电芯组成；
风道，所述风道具有进风口和电池出风口，所述电池出风口设置于所述容纳腔内，所述风道至少部分设置于所述容纳腔内，所述进风口与整车空调系统连接。
进一步地，所述风道包括第一风道、第二风道、第三风道和第四风道；所述第一风道设置于所述容纳腔内，所述第一风道设置多个所述的电池出风口，所述多个所述的电池出风口均匀排列在所述第一风道上，所述第一风道与所述第二风道连通，所述第二风道部分设置于所述容纳腔内，所述第二风道与所述第三风道连通，所述第三风道具有座舱出风口，所述第三风道与所述第四风道连通，所述第四风道与所述整车空调系统连通。
进一步地，所述托盘结构具有前边壁，所述第二风道穿设于所述前边壁内，所述第二风道与所述第三风道连通，所述第二风道的远离所述第三风道的一端伸入至所述容纳腔内，容纳腔内的所述第一风道和所述第二风道设置于电池模组上方，所述容纳腔内设置有多个第一风道，所述第一风道的远离所述第二风道的一端向所述前边壁垂直连接的边壁延伸设置，所述第一风道设置的所述电池出风口均朝向所述的前边壁，且与所述前边壁垂直。
进一步地，还包括导流板，所述导流板设置有多个导流孔，所述多个导流孔以阵列方式排布在所述导流板上，所述导流板设置于容纳腔内，与所述风道连接，用于保证所述容纳腔内的气流均匀分配。
进一步地，高低压集成控制器，所述高低压集成控制器具有电池管理系统主控部和高压电路控制系统；
高压接口，所述高压接口固定连接在车身骨架上，与高低压集成控制器电连接；
无线通信模块，所述无线通信模块集成到高低压集成控制器上，电池包的电信号通过无线通信模块与整车控制器采用无线连接；
高压铜排，所述高低压集成控制器与所述电池模组通过所述高压铜排连接；
低压线束，所述高低压集成控制器与所述电池管理系统从控部通过所述低压线束连接。
进一步地，还包括电池管理系统从控部，所述电池管理系统从控部与所述电芯电连接，所述电池管理系统从控部集成在电芯外侧壁上，用于采集电芯电压和温度。
进一步地，所述高低压集成控制器取电范围为电池模组的所有电芯，通过所述电池模组第一个和最后一个电芯的电压采集通道作为低压供电回路给所述高低压集成控制器供电。
进一步地，当发生电芯热失控时，所述高低压集成控制器选择取电对象包含热失控的电芯，使其取电范围内的电芯迅速放电。
进一步地，前排座椅及后排座椅7装配到地板上。
根据本发明的另一个方面，提供了一种车辆，包括上述任一项的一种与车身功能集成的电池包。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：电池包与车身集成方式，增加了电池包的布置空间，电池包与座仓共用暖风系统，使热管理系统与车身功能高集成度，不仅优化了电池包内部空间，而且降低成本，通过电池包无线管理系统与整车交互，以及高低压管理系统采用电池内部取电，减少了电池包内外线束的布置；同时当发生电芯热失控时，电池管理系统选择取电对象为包含有热失控的电芯，使其取电范围内的电芯迅速放电，降低热失控风险。
附图说明
图1为本发明实施例的一种与车身功能集成的电池包结构爆炸示意图；
图2为本发明实施例的一种与车身功能集成的电池包结构示意图；
图3为本发明实施例的风道与导风板结构示意图；
图4为本发明实施例的风道结构示意图；
图5为本发明实施例的高低压集成控制器与连接部件结构示意图。
图中：10、车身骨架；20、地板；30、电池模组；40、风道；50、导流板；60、高低压集成控制器；70、电池管理系统从控部；80、前排座椅；90、后排座椅；11、托盘结构；31、电芯；41、第一风道；42、第二风道；43、第三风道；44、第四风道；51、导流孔；61、高压接口；62、无线通信模块；63、高压铜排；64、低压线束；111、前边壁；411、电池出风口；431、座舱出风口；441、进风口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅说明书附图，本发明提供一种技术方案：一种与车身功能集成的电池包，包括：车身骨架10、地板20、电池模组30和风道40；所述车身骨架10具有托盘结构11；所述地板20与所述托盘结构11密封连接，所述地板20与所述托盘结构11之间具有容纳腔；所述电池模组30设置于所述容纳腔内，所述电池模组30由多个电芯31组成；所述风道40具有进风口441和电池出风口411，所述电池出风口411设置于所述容纳腔内，所述风道40至少部分设置于所述容纳腔内，所述进风口441与整车空调系统连通。
上述实施例中的集成方式可以使电池包与车身的高度集成，车身材料利用率高，并且在满足车身强度的情况下实现电池包有效空间的利用率的提升，优选地，车身骨架10的重量通常在100kg以上，根据整车形式及轴距可以适当调节车身骨架10的长度，电池包有效区域在整车X向长度在1000mm以上，具有一体工艺成型，长度可调且平台利用率高的特点，节约开发成本，电池模组30的厚度在2mm以上，宽度在200mm以上，高度在90mm以上，并且一致性好，内阻低，均衡控制容易，可大规模智能化生产。所述的电池模组30入箱成组方式可以是胶粘接、卡接或螺接形式，具有安装灵活，结构强度高的特点。
可选地，所述风道40还包括第一风道41、第二风道42、第三风道43和第四风道44；所述第一风道41设置于所述容纳腔内，所述第一风道41设置多个电池出风口411，所述多个电池出风口411均匀排列在所述第一风道41上，所述第一风道41与所述第二风道42连通，所述第二风道42部分设置于所述容纳腔内，所述第二风道42与所述第三风道43连通，所述第三风道43具有座舱出风口431，所述第三风道43与所述第四风道44连通，所述第四风道44与所述整车空调系统连通。
上述实施例中，提供了一种风道40作为电池包的热管理系统，风道40与乘员座舱空调系统共用一套系统的方法，实现了整车与电池包热管理功能的集成，共用的一套系统包括了风道系统和空调装置，热管理系统具有与车身功能集成度高，成本低的特点。
可选地，所述托盘结构11具有前边壁111，所述第二风道42穿设于所述前边壁111内，所述第二风道42与所述第三风道43连通，所述第二风道42的远离所述第三风道43的一端伸入至所述容纳腔内，容纳腔内的所述第一风道41和所述第二风道42设置于电池模组30上方，所述容纳腔内设置有多个第一风道41，所述第一风道41的远离所述第二风道42的一端向所述前边壁111垂直连接的边壁延伸设置，所述第一风道41设置的所述电池出风口411均朝向所述的前边壁111。
可选地，还包括导流板50，所述导流板50设置有多个导流孔51，所述多个导流孔51以阵列方式排布在所述导流板50上，所述导流板50设置于容纳腔内，与所述风道40连接，用于保证所述容纳腔内的气流均匀分配。
可选地，还包括：高低压集成控制器60、高压接口61、无线通信模块62、高压铜排63和低压线束64；所述高低压集成控制器60具有电池管理系统主控部和高压电路控制系统；所述高压接口61固定连接在车身骨架10上，与高低压集成控制器60电连接；所述无线通信模块62集成到高低压集成控制器60上，电池包的电信号通过无线通信模块62与整车控制系统采用无线连接；所述高低压集成控制器60与所述电池模组30通过所述高压铜排63连接；所述高低压集成控制器60与所述电池管理系统从控部70通过所述低压线束64连接。
上述实施例中，高低压集成控制器60内部设置有无线通信模块62与整车控制系统交互。而且高低压集成控制器60不需要外界提供低压输入，电池包内低压供电无需从整车供电的方式，直接通过内部电芯取电，去除对整车蓄电池的依赖；电池包内部与整车控制系统之间采用无线通信形式，通过与高低压集成控制器60集成的方式，满足电池包数据与整车控制系统的交互，高压、低压系统一体式集成，实现了高集成化域控制，降低大量导线的使用，降低成本及电池重量；所述电芯31电压以及温度的采集无导线，采用铜箔片或铝箔片等可以传输能量载体的材质，集成在电芯31外侧壁上替代原导线连接，具有减少导线的使用，节省电池内部空间，降低成本及重量效果；本发明实现了电池包内部与整车控制系统之间的无线通信，所述电池包内部与整车控制系统之间采用无线通信形式；高低压集成控制器60不需要外界提供低压输入，直接通过内部电芯取电，具有去除对整车蓄电池的依赖，解决整车蓄电池因馈电后无法启动问题并且实现了与整车控制无线通信的效果。
可选地，所述电池管理系统从控部70与所述电芯31电连接，所述电池管理系统从控部70集成在所述电芯31外侧壁上，用于采集所述电芯31电压和温度。
可选地，所述高低压集成控制器60取电范围为电池模组30的所有电芯31，通过所述电池模组30第一个电芯31和最后一个电芯31的电压采集通道作为低压供电回路给所述高低压集成控制器60供电。
所述高低压集成控制器60取电范围为整包所有电芯31，不局限于某一电芯组取电。通过电池模组第一个和最后一个电芯的电压采集通道作为低压供电回路给高低压管理系统供电，具有保证电芯均衡效果。
可选地，当发生电芯31热失控时，所述高低压集成控制器60选择取电对象包含热失控的电芯31，使其取电范围内的电芯31迅速放电。
当发生电芯31热失控时，高低压集成控制器60控制热失控电芯迅速放电，保证电池安全，高低压集成控制器60选择取电对象为包含有热失控的电芯，使其取电范围内的电芯迅速放电，具有降低热失控风险效果。
可选地，前排座椅80及后排座椅90装配到地板20上。
上述实施例中，所述的地板20承载了电池包的密封及乘员舱的座椅及乘客的承载功能。所述的地板20具有功能性多，承载能力强的效果，实现了地板的多功能集成。
根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种车辆，包括上述实施例中任一项的一种与车身功能集成的电池包。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种与车身功能集成的电池包，其特征在于，包括：
车身骨架，所述车身骨架具有托盘结构；
地板，所述地板与所述托盘结构密封连接，所述地板与所述托盘结构之间具有容纳腔；
电池模组，设置于所述容纳腔内，所述电池模组由多个电芯组成；
风道，所述风道具有进风口和电池出风口，所述风道至少部分设置于所述容纳腔内，所述电池出风口设置于所述容纳腔内，所述进风口与整车空调系统连接。
2.根据权利要求1所述的一种与车身功能集成的电池包，其特征在于，所述风道包括第一风道、第二风道、第三风道和第四风道；所述第一风道设置于所述容纳腔内，所述第一风道设置多个所述的电池出风口，多个所述的电池出风口均匀排列在所述第一风道上，所述第一风道与所述第二风道连通，所述第二风道部分设置于所述容纳腔内，所述第二风道与所述第三风道连通，所述第三风道具有座舱出风口，所述第三风道与所述第四风道连通，所述第四风道与所述整车空调系统连通。
3.根据权利要求2所述的一种与车身功能集成的电池包，其特征在于，所述托盘结构具有前边壁，所述第二风道穿设于所述前边壁内，所述第二风道与所述第三风道连通，所述第二风道的远离所述第三风道的一端伸入至所述容纳腔内，容纳腔内的所述第一风道和所述第二风道设置于电池模组上方，所述容纳腔内设置有多个第一风道，所述第一风道的远离所述第二风道的一端向所述前边壁垂直连接的边壁延伸设置，所述第一风道设置的所述电池出风口均朝向所述的前边壁。
4.根据权利要求1至3所述的一种与车身功能集成的电池包，其特征在于，还包括导流板，所述导流板设置有多个导流孔，所述多个导流孔以阵列方式排布在所述导流板上，所述导流板设置于容纳腔内，与所述风道连接，用于保证所述容纳腔内的气流均匀分配。
5.根据权利要求1所述的一种与车身功能集成的电池包，其特征在于，还包括：
高低压集成控制器，所述高低压集成控制器具有电池管理系统主控部和高压电路控制系统；
高压接口，所述高压接口固定连接在车身骨架上，与高低压集成控制器电连接；
无线通信模块，所述无线通信模块集成到高低压集成控制器上，电池包的电信号通过无线通信模块与整车控制器采用无线连接；
高压铜排，所述高低压集成控制器与所述电池模组通过所述高压铜排连接；
低压线束，所述高低压集成控制器与所述电池管理系统从控部通过所述低压线束连接。
6.根据权利要求5所述的一种与车身功能集成的电池包，其特征在于，还包括电池管理系统从控部，所述电池管理系统从控部与所述电芯电连接，所述电池管理系统从控部集成在电芯外侧壁上，用于采集电芯电压和温度。
7.根据权利要求5所述的一种与车身功能集成的电池包，其特征在于，所述高低压集成控制器取电范围为电池模组的所有电芯，通过所述电池模组第一个和最后一个电芯的电压采集通道作为低压供电回路给所述高低压集成控制器供电。
8.根据权利要求7所述的一种与车身功能集成的电池包，其特征在于，当发生电芯热失控时，所述高低压集成控制器选择取电对象包含热失控的电芯，使其取电范围内的电芯迅速放电。
9.根据权利要求1所述的一种与车身功能集成的电池包，其特征在于，还包括前排座椅和后排座椅，所述前排座椅和所述后排座椅装配到所述地板上。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项的一种与车身功能集成的电池包。
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