CN114865209A - 电池包 - Google Patents

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CN114865209A CN202210589469.8A CN202210589469A CN114865209A CN 114865209 A CN114865209 A CN 114865209A CN 202210589469 A CN202210589469 A CN 202210589469A CN 114865209 A CN114865209 A CN 114865209A
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battery
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林成金
杨政杰
李飞鸿
刘安龙
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Guangzhou Xiaopeng Motors Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种电池包，所述电池包包括：壳体；电芯组，所述电芯组安装于所述壳体内，所述电芯组包括多个第一圆柱电芯和多个第二圆柱电芯，多个所述第一圆柱电芯成排和/或成列分布，多个所述第二圆柱电芯与多个所述第一圆柱电芯穿插分布于所述壳体内，且所述第一圆柱电芯的外径大于所述第二圆柱电芯的外径，每排和/或每列的相邻两个所述第一圆柱电芯的外周壁贴合，且所述第二圆柱电芯的外周壁与相邻的所述第一圆柱电芯的外周壁贴合。根据本发明实施例的电池包，利于最大化地利用壳体内的空间，利用增大电池包的总电量，电池包的整体空间设计紧凑，兼容便利，利于提升整体容量密度。

Description

电池包
技术领域
本发明涉及电池制造技术领域，尤其是涉及一种电池包。
背景技术
目前随着电动车的不断普及和发展，在有限的电池包空间内追求更好的续航里程和更高的电量需求，成了人们关注的焦点，同时电池系统的安全性成了电动车能否普及化的敏感因素之一。圆柱电芯方案中，随着电芯越做越大，电芯成组堆叠过程中，相邻的电芯之间形成有较大的空隙，存在着一定的空间浪费，不利于实现电池包的大容量设计。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电池包，该电池包通过安装外径大小不同的电芯，利于增大电芯安装数量，提高电池包的空间体积利用率和总电量。
根据本发明实施例的电池包，包括：壳体；电芯组，所述电芯组安装于所述壳体内，所述电芯组包括多个第一圆柱电芯和多个第二圆柱电芯，多个所述第一圆柱电芯成排和/或成列分布，多个所述第二圆柱电芯与多个所述第一圆柱电芯穿插分布于所述壳体内，且所述第一圆柱电芯的外径大于所述第二圆柱电芯的外径。
根据本发明实施例的电池包，通过设置不同外径的第一圆柱电芯和第二圆柱电芯穿插安装于壳体内，可使得第二圆柱电芯能够利用相邻第一圆柱电芯之间形成的间隙，从而最大化地利用壳体内的空间，利用增大电池包的总电量，电池包的整体空间设计紧凑，兼容便利，利于提升整体容量密度。
根据本发明一些实施例的电池包，每排和/或每列的相邻两个所述第一圆柱电芯的外周壁贴合，且所述第二圆柱电芯的外周壁与相邻的所述第一圆柱电芯的外周壁贴合。
根据本发明一些实施例的电池包，多个所述第一圆柱电芯在所述壳体内成排且成列分布；其中，在相邻的四个所述第一圆柱电芯中，呈对角分布的两个所述第一圆柱电芯的轴线之间的距离为所述第二圆柱电芯的直径与两个所述第一圆柱电芯的半径之和。
根据本发明一些实施例的电池包，多个所述第一圆柱电芯在所述壳体内成排且成列分布；其中，在所述壳体的成列分布方向上，所述第一圆柱电芯的分布数量大于所述第二圆柱电芯的分布数量，且在所述壳体的成排分布方向上，所述第二圆柱电芯的分布数量大于所述第一圆柱电芯的分布数量。
根据本发明一些实施例的电池包，所述成列分布方向和所述成排分布方向垂直。
根据本发明一些实施例的电池包，所述成列分布方向沿所述壳体的长度方向，所述成排分布方向沿所述壳体的宽度方向。
根据本发明一些实施例的电池包，所述第一圆柱电芯的轴向高度与所述第二圆柱电芯的轴向高度相同。
根据本发明一些实施例的电池包，所述第一圆柱电芯的输出极和所述第二圆柱电芯的输出极均位于所述壳体内的同一侧。
根据本发明一些实施例的电池包，所述第一圆柱电芯和所述第二圆柱电芯之间的间隙填充有发泡层，且所述发泡层分别与所述第一圆柱电芯和所述第二圆柱电芯粘接固定。
根据本发明一些实施例的电池包，还包括：冷却板，所述冷却板安装于所述电芯组的顶部和/或底部。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的电池包的爆炸图；
图2是根据本发明实施例的电池包的结构示意图(无冷却板)；
图3是根据本发明实施例的电池包的俯视图(无冷却板)；
图4是根据本发明一些实施例的电芯组的俯视图(输出极位于同一侧)；
图5是根据本发明一些实施例的电芯组的结构示意图(输出极位于同一侧)；
图6是根据本发明另一些实施例的电芯组的俯视图(输出极位于同一侧)；
图7是根据本发明另一些实施例的电芯组的结构示意图(输出极位于同一侧)。
附图标记：
电池包100，
电芯组1，第一圆柱电芯11，第二圆柱电芯12，输出极13，
壳体2，安装空间21，冷却板3。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考图1-图7描述根据本发明实施例的电池包100，该电池包100通过设置两种不同外径规格的圆柱电芯，利于提高电池包100内的空间利用率，增大电池包100的总电量。
如图1-图3所示，根据本发明实施例的电池包100，包括：壳体2和电芯组1。
其中，电芯组1安装于壳体2内，如图1-图3所示，壳体2构造为框架结构，且在壳体2内形成有朝上敞开的安装空间21，安装空间21的周向上封闭，电芯组1安装于安装空间21内，以使壳体2对电芯组1起到保护和安装固定的作用。且在实际设计时，可在壳体2的安装空间21的上侧设置盖板，以使盖板对安装空间21的敞开侧进行封闭，保证电池包100的内部空间处于稳定封闭的状态，确保电芯的运行状态稳定。
如图4-图7所示，电芯组1包括第一圆柱电芯11和第二圆柱电芯12，其中，第一圆柱电芯11为多个，多个第一圆柱电芯11平行分布于壳体2内，同时第二圆柱电芯12也设置为多个，多个第二圆柱电芯12平行分布于壳体2内，且多个第一圆柱电芯11和多个第二圆柱电芯12穿插分布。也就是说，第一圆柱电芯11的轴线与第二圆柱电芯12的轴线平行。
其中，第一圆柱电芯11的外径大于第二圆柱电芯12的外径，即第一圆柱电芯11和第二圆柱电芯12为两种不同外径规格的电芯。可以理解的是，在实际安装时，可将多个外径较大的第一圆柱电芯11以成排和/或成列的布置方式安装于壳体2内，先保证多个第一圆柱电芯11的相对分布较为紧凑，再将多个第二圆柱电芯12安装于多个第一圆柱电芯11之间存在的空隙中，从而有效地利用多个第一圆柱电芯11之间的间隙，提高电池包100内的空间利用率。
可以理解的是，将外径大小相同的多个第一圆柱电芯11安装于壳体2内之后，相邻的四个第一圆柱电芯11中，任意相邻的两个第一圆柱电芯11的外周壁接近的安装方式为以线接触的方式，如此导致，相邻的四个第一圆柱电芯11之间必然存在较大的间隙，或者在相邻的两个第一圆柱电芯11除线接触的位置之外的空间同样也形成了较大的间隙，如此，本发明中通过设置相比于第一圆柱电芯11的外径更小的第二圆柱电芯12，可使得第二圆柱电芯12可安装于相邻的四个第一圆柱电芯11之间的间隙中，也可安装于相邻的两个第二圆柱电芯12除线接触的位置之外的空间处，从而最大化地提高空间利用率，提高电池包100的总电量。
其中，每排和/或每列的相邻两个第一圆柱电芯11的外周壁贴合。也就是说，多个第一圆柱电芯11在壳体2内成排分布时，每排的相邻两个第一圆柱电芯11的外周壁贴合，或者多个第一圆柱电芯11在壳体2内成列分布时，每列的相邻两个第一圆柱电芯11的外周壁贴合，再或者多个第一圆柱电芯11在壳体2内成排且成列分布时，每排的相邻两个第一圆柱电芯11的外周壁贴合同时每列的相邻两个第一圆柱电芯11的外周壁贴合，由此，保证在电池包100内最大化地安装第一圆柱电芯11，提高第一圆柱电芯11的安装数量。
且第二圆柱电芯12的外周壁与相邻的第一圆柱电芯11的外周壁贴合，即将第一圆柱电芯11在壳体2内安装固定后，再将第二圆柱电芯12安装于壳体2内与第一圆柱电芯11贴合，从而保证第一圆柱电芯11和第二圆柱电芯12更加紧凑地安装于壳体2内，保证壳体2内的空间最大化地利用，实现壳体2内的紧凑设计，兼容便利，提高电池包100的能量密度。
在实际设计时，可将第一圆柱电芯11和第二圆柱电芯12分别采用不同类型的电芯，如第一圆柱电芯11采用三元方案，第二圆柱电芯12采用铁锂方案，利于第二圆柱电芯12可耐受更高的温度，确保电池包100的安全性能；或者第一圆柱电芯11和第二圆柱电芯12采用相同类型的电芯，如均采用三元方案或均采用铁锂方案。
根据本发明实施例的电池包100，通过设置不同外径的第一圆柱电芯11和第二圆柱电芯12穿插安装于壳体2内，可使得第二圆柱电芯12能够利用相邻第一圆柱电芯11之间形成的间隙，从而最大化地利用壳体2内的空间，利用增大电池包100的总电量，电池包100的整体空间设计紧凑，兼容便利，利于提升整体容量密度。
在一些实施例中，多个第一圆柱电芯11在壳体2内成排且成列分布，如图1-图3所示，多个第一圆柱电芯11在壳体2内成排设置，且同时也成列分布，以使壳体2内的第一圆柱电芯11呈多排和多列分布，由此，极大地增大电池包100内的第一圆柱电芯11的数量，利于提高电池包100的总电量。
其中，在实际分布时，可将多个第一圆柱电芯11以规则的排布方式分布于壳体2内，如相邻的四个第一圆柱电芯11呈正方形分布，且在相邻的四个第一圆柱电芯11中，呈对角分布的两个第一圆柱电芯11的轴线之间的距离为第二圆柱电芯12的直径与两个第一圆柱电芯11的半径之和。如图4和图6所示，任意相邻且呈正方形分布的四个第一圆柱电芯11之间安装有一个第二圆柱电芯12，且该第二圆柱电芯12的外周壁在四个位置处分别于四个第一圆柱电芯11贴合安装。
换言之，在相邻的四个第一圆柱电芯11之间安装有一个第二圆柱电芯12，且该第二圆柱电芯12可最大化地占用该四个第一圆柱电芯11之间形成的间隙，使得每个第二圆柱电芯12均能够与相邻的四个第一圆柱电芯11紧密地接触，即保证相邻的四个第一圆柱电芯11之间的间隙能够通过安装第二圆柱电芯12进行有效地填充，从而最大化地提高电池包100内的空间利用率。
或者，如图1-图3中所示，在电芯组1的外侧位置处，多个第一圆柱电芯11安装固定后，位于最外侧的一排或一列第一圆柱电芯11中，相邻的两个第一圆柱电芯11之间的外侧还可安装于一个第二圆柱电芯12，该第二圆柱电芯12与相邻的两个第一圆柱电芯11均贴合，以最大化地利用最外侧的两个第一圆柱电芯11之间的空间，提升空间利用率。
在一些实施例中，多个第一圆柱电芯11在壳体2内成排且成列分布，如图1-图3所示，多个第一圆柱电芯11在壳体2内成排设置，且同时也成列分布，以使壳体2内的第一圆柱电芯11呈多排和多列分布，由此，极大地增大电池包100内的第一圆柱电芯11的数量，利于提高电池包100的总电量。
其中，在壳体2的成列分布方向上，第一圆柱电芯11的分布数量大于第二圆柱电芯12的分布数量，且在壳体2的成排分布方向上，第二圆柱电芯12的分布数量大于第一圆柱电芯11的分布数量，如图3所示的左右方向上，第一圆柱电芯11的分布数量大于第二圆柱电芯12的分布数量，且左右方向的每一排第一圆柱电芯11的数量比第二圆柱电芯12的数量多一个。同时，如图3所示的上下方向上，第二圆柱电芯12的分布数量大于第一圆柱电芯11的分布数量，且上下方向的每一列的第二圆柱电芯12的数量比第一圆柱电芯11的数量多一个。
由此，可使得第一圆柱电芯11的设置数量和第二圆柱电芯12的设置数量相同，即第一圆柱电芯11和第二圆柱电芯12在壳体2内的均衡分布，且最大化地利用壳体2内的空间，保证第一圆柱电芯11和第二圆柱电芯12紧密地分布于壳体2内，提高集成度，提升电池包100的能量密度。
在一些实施例中，成列分布方向与成排分布方向垂直，成列分布方向如图3中的左右方向，成排分布方向如图3中的上下方向，由此，可使得第一圆柱电芯11和第二圆柱电芯12更加规则地排布于壳体2内。
可以理解的是，本发明中的壳体2内的安装空间21整体呈矩形腔体，由此，在将第一圆柱电芯11和第二圆柱电芯12规则的排布方式安装于安装空间21内后，可使得电芯的分布方式适应安装空间21的整体形状，实现最大化的安装。
在一些实施例中，成列分布方向沿壳体2的长度方向，成排分布方向沿壳体2的宽度方向。如图3中所示，图示的左右方向为壳体2的长度方向，图示的上下方向为壳体2的宽度方向。其中，在具体安装时，第一圆柱电芯11在长度方向的安装数量大于第一圆柱电芯11在宽度方向的安装数量，如图4中所示，第一圆柱电芯11在左右方向上的安装数量为每排设置16个，第一圆柱电芯11在上下方向上的安装数量为每列设置12个，即第一圆柱电芯11在壳体2内的不同方向上的设置数量能够合理地匹配壳体2内的安装空间21的形状，增大圆柱电芯在壳体2内的安装数量。
在一些实施例中，如图5和图7所示，第一圆柱电芯11的轴向高度与第二圆柱电芯12的轴向高度相同，这样，在将第一圆柱电芯11和第二圆柱电芯12均安装于壳体2内后，第一圆柱电芯11的底面、第二圆柱电芯12的底面均支撑于安装空间21的内底壁，同时，第一圆柱电芯11的上端面和第二圆柱电芯12的上端面在壳体2内处于相对平齐的状态，可保证电芯组1的上端面的高度较为均衡，从而在安装盖板或安装其他结构如冷却板3时能够与各个圆柱电芯均有效地贴合，保证壳体2内结构安装的紧凑度。
也就是说，通过上述设计，使得第一圆柱电芯11和第二圆柱电芯12在壳体2内安装后，沿水平方向上安装紧凑且在竖向上也不会出现明显的高度差，从而利于提高电池包100的能量密度。
在一些实施例中，第一圆柱电芯11的输出极13和第二圆柱电芯12的输出极13均位于壳体2内的同一侧。如可将第一圆柱电芯11的正负极均设于第一圆柱电芯11的上端面，同时将第二圆柱电芯12的正负极均设于第二圆柱电芯12的上端面，以便于电芯组1的各个圆柱电芯均能够从壳体2内的上部实现与外部结构的电连接。
由此，不仅利于提高电池包100内的安装紧凑度，且可利于实现电芯组1与外部结构的快速电连接，安装简便。如图4和图5所示，第一圆柱电芯11的输出极13和第二圆柱电芯12的输出极13均设于上端面，且在上端面的凸出高度相同，以使整体结构更加规整。
或者，也可将第一圆柱电芯11的输出极13与第二圆柱电芯12的输出极13设于壳体2内的不同侧，如图6和图7所示，第一圆柱电芯11的输出极13设于其上端面，第二圆柱电芯12的输出极13设于其下端面(图中不可见)。
在一些实施例中，第一圆柱电芯11和第二圆柱电芯12之间的间隙填充有发泡层，且发泡层分别与第一圆柱电芯11和第二圆柱电芯12粘接固定。即在实际安装时，可先将第一圆柱电芯11和第二圆柱电芯12均安装于壳体2内，再在第一圆柱电芯11和第二圆柱电芯12之间的间隙中填充发泡，使得第一圆柱电芯11和第二圆柱电芯12通过发泡层相对压紧，在灌封胶水，以通过胶粘的方式，提高壳体2内各个结构的整体连接强度和可靠性。
在一些实施例中，电池包100还包括：冷却板3，冷却板3安装于电芯组1的顶部和/或底部，即可在电芯组1的顶部安装冷却板3，也可在电芯组1的底部安装冷却板3，或者电芯组1的顶部和底部分别安装一个冷却板3，以通过冷却板3对第一圆柱电芯11和第二圆柱电芯12进行冷却散热。
由此，第一圆柱电芯11和第二圆柱电芯12产生的热量可通过其结构端面传递至冷却板3，并通过冷却板3中的冷却液输出至外部空间，保证电池包100内的温度维持在较低温度，提高电池包100的安全性。
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。
在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，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。
在本发明的描述中，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。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电池包(100)，其特征在于，包括：
壳体(2)；
电芯组(1)，所述电芯组(1)安装于所述壳体(2)内，所述电芯组(1)包括多个第一圆柱电芯(11)和多个第二圆柱电芯(12)，多个所述第一圆柱电芯(11)成排和/或成列分布，多个所述第二圆柱电芯(12)与多个所述第一圆柱电芯(11)穿插分布于所述壳体(2)内，且所述第一圆柱电芯(11)的外径大于所述第二圆柱电芯(12)的外径；其中，
每排和/或每列的相邻两个所述第一圆柱电芯(11)的外周壁贴合，且所述第二圆柱电芯(12)的外周壁与相邻的所述第一圆柱电芯(11)的外周壁贴合。
2.根据权利要求1所述的电池包(100)，其特征在于，多个所述第一圆柱电芯(11)在所述壳体(2)内成排且成列分布；其中，
在相邻的四个所述第一圆柱电芯(11)中，呈对角分布的两个所述第一圆柱电芯(11)的轴线之间的距离为所述第二圆柱电芯(12)的直径与两个所述第一圆柱电芯(11)的半径之和。
3.根据权利要求1所述的电池包(100)，其特征在于，多个所述第一圆柱电芯(11)在所述壳体(2)内成排且成列分布；其中，
在所述壳体(2)的成列分布方向上，所述第一圆柱电芯(11)的分布数量大于所述第二圆柱电芯(12)的分布数量，且在所述壳体(2)的成排分布方向上，所述第二圆柱电芯(12)的分布数量大于所述第一圆柱电芯(11)的分布数量。
4.根据权利要求3所述的电池包(100)，其特征在于，所述成列分布方向和所述成排分布方向垂直。
5.根据权利要求3所述的电池包(100)，其特征在于，所述成列分布方向沿所述壳体(2)的长度方向，所述成排分布方向沿所述壳体(2)的宽度方向。
6.根据权利要求1所述的电池包(100)，其特征在于，所述第一圆柱电芯(11)的轴向高度与所述第二圆柱电芯(12)的轴向高度相同。
7.根据权利要求1所述的电池包(100)，其特征在于，所述第一圆柱电芯(11)的输出极(13)和所述第二圆柱电芯(12)的输出极(13)均位于所述壳体(2)内的同一侧。
8.根据权利要求1所述的电池包(100)，其特征在于，所述第一圆柱电芯(11)和所述第二圆柱电芯(12)之间的间隙填充有发泡层，且所述发泡层分别与所述第一圆柱电芯(11)和所述第二圆柱电芯(12)粘接固定。
9.根据权利要求1所述的电池包(100)，其特征在于，还包括：冷却板(3)，所述冷却板(3)安装于所述电芯组(1)的顶部和/或底部。
10.根据权利要求1所述的电池包(100)，其特征在于，还包括：盖板，所述壳体(2)设有一侧敞开的安装空间(21)，所述电芯组(1)安装于所述安装空间(21)内，所述盖板安装于所述壳体(2)且用于封闭所述安装空间(21)的敞开侧。
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