CN115117540B - 一种pack箱体结构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电池组装技术领域，具体而言，本发明涉及一种pack箱体结构，包括箱体主体和安装于所述箱体主体的液冷侧板、电芯；所述液冷侧板为多个，多个所述液冷侧板在所述箱体主体内等间隔分布，相邻所述液冷侧板之间形成有容纳槽；所述电芯为多个，多个所述电芯在所述容纳槽内呈阵列分布，所述电芯的宽度方向与所述容纳槽的长度方向一致；所述容纳槽的宽度值大于一个所述电芯的长度值，且小于两个所述电芯的长度值之和。在本发明中，采用CTP技术，通过无模组化，能够提高整体pack的能量密度。并且，每个电芯在长度方向的两侧面上都直接相邻液冷侧板，被液冷侧板冷却，能够最大化对电芯实现液冷，可支持高倍率快充方式。
Description
技术领域
本发明属于电池组装技术领域，具体而言，本发明涉及一种pack箱体结构。
背景技术
目前模组及pack的设计过程，要求高度集成及零部件减重，要求模组及pack设计轻量化，要求电芯具备良好的散热功能，要求pack具备快充能力，有效快速降温及加热。而常规模组设计采用单模组端板侧板固定连接，零部件较多，占用空间大，整体能量密度低。
例如在申请号为202010853144.7、申请日为2020年8月22日、发明创造名称为电池压装架、电池组结构、电池包及电池包装配方法的专利申请文件中，即公开了一种电池包，包括箱体和设置在箱体内的若干个电池组结构、以及设置在所述电池组结构上的压条；压条设置在电池组结构顶部将所述电池结构压持在箱体内。其中，电池组结构包括若干个电池压装架、若干个电池和前端架板；电池压装架包括竖直架板和水平架板；电池为方形电池，其电池极柱位于其顶面；各个电池分别设置在各个电池压装架的水平架板上；前端架板的后侧侧面底部设置有第二连接卡位凸；通过一个电池压装架的第一连接卡位凸卡入另一个电池压装架的连接卡位孔，从而将各个电池压装架排列成一排并连成一体，通过最前端的电池压装架连接卡位孔与前端架板上的第二连接卡位凸的卡合，最前端的电池压装架连接前端架板；前端架板的后侧侧面上设置有用于设置缓冲垫的机构，并由此设置有缓冲垫，由此使得最前端的电池压装架上的电池通过缓冲垫与前端架板相隔。
上述现有技术的模组采用端板侧板，空间占用比较高，整体能量密度差。并且，采用液冷板外置模组表面的形式，增加了模组整体外形尺寸需求，整体上空间利用率和能量密度均比较低。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种pack箱体结构，其技术方案如下：
一种pack箱体结构，包括箱体主体和安装于所述箱体主体的液冷侧板、电芯；所述液冷侧板为多个，多个所述液冷侧板在所述箱体主体内等间隔分布，相邻所述液冷侧板之间形成有容纳槽；所述电芯为多个，多个所述电芯在所述容纳槽内呈阵列分布，所述电芯的宽度方向与所述容纳槽的长度方向一致；所述容纳槽的宽度值大于一个所述电芯的长度值，且小于两个所述电芯的长度值之和。
如上所述的pack箱体结构，进一步优选为：所述箱体主体包括pack框架、液冷底板和上盖；所述pack框架为矩形框架，所述pack框架上安装有pack插接件，所述pack插接件分别与所述电芯和所述液冷侧板相连；所述液冷底板可拆卸的安装在所述pack框架的底部；所述上盖可拆卸的安装在所述pack框架的顶部。
如上所述的pack箱体结构，进一步优选为：所述液冷侧板的数量比所述容纳槽的数量多一。
如上所述的pack箱体结构，进一步优选为：所述液冷侧板上设有液冷软管，所述液冷软管与所述箱体主体相连，用于为所述电芯降温。
如上所述的pack箱体结构，进一步优选为：于所述容纳槽内，相邻所述电芯之间设有连接层，所述连接层用于连接相邻两个所述电芯。
如上所述的pack箱体结构，进一步优选为：所述连接层为涂胶层或粘胶层。
如上所述的pack箱体结构，进一步优选为：于所述容纳槽内，相邻所述电芯的左右极性相反。
如上所述的pack箱体结构，进一步优选为：所述pack框架的上部设有第一限位台，用于使所述电芯由所述pack框架的上方装入；所述第一限位台与所述电芯卡接连接，螺栓紧固。
如上所述的pack箱体结构，进一步优选为：所述pack框架的下部设有第二限位台，用于使所述液冷侧板由所述pack框架的下方装入；所述第二限位台与所述液冷侧板卡接连接，螺栓紧固。
如上所述的pack箱体结构，进一步优选为：所述液冷侧板于长度方向的两端设有密封层，所述密封层压紧于相邻所述电芯和所述液冷侧板之间，用于在相邻所述电芯与所述液冷侧板之间留出间隙。
如上所述的pack箱体结构，进一步优选为：所述密封层为弹性体层。
如上所述的pack箱体结构，进一步优选为：还包括限位夹，所述限位夹包括连接板和安装于所述连接板上的第一夹板、第二夹板；所述第一夹板与所述第二夹板呈平行设置，用于夹在所述液冷侧板的两侧；沿所述液冷侧板的长度方向，多个所述限位夹呈等间隔分布，用于维持相邻所述电芯与所述液冷侧板之间的间隙。
如上所述的pack箱体结构，进一步优选为：还包括第一填充层，所述第一填充层填充于相邻所述电芯与所述液冷侧板之间的间隙内，用于为所述电芯导热和加固所述电芯与所述液冷侧板之间的连接。
如上所述的pack箱体结构，进一步优选为：还包括第二填充层，所述第二填充层填充于所述电芯与所述液冷底板之间，用于为所述电芯导热和加固所述电芯与所述液冷底板之间的连接。
分析可知，与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：
在本发明中，采用CTP技术，将多个电芯直接安装到箱体主体中，通过无模组化，能够提高整体pack的能量密度。并且，电芯在安装于容纳槽中时，每个电芯在长度方向的两侧面上都直接相邻液冷侧板，被液冷侧板冷却，能够最大化对电芯实现液冷，可支持高倍率快充方式。
附图说明
图1为本发明的pack箱体结构的爆炸图；
图2为本发明的pack箱体的内部结构示意图；
图3为本发明的电芯与箱体主体的连接示意图；
图4为本发明的液冷侧板与箱体主体的连接示意图；
图5为本发明的液冷侧板与限位夹的连接示意图。
图中：1-上盖；2-FPC采样条；3-电芯；4-液冷侧板；5-pack框架；6-pack插接件；7-液冷底板；8-液冷软管；9-容纳槽；10-端板；11-第一限位台；12-第二限位台；13-密封层；14-限位夹。
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，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”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而不是要求本发明必须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。本发明中使用的术语“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；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，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的具体含义。
请参考图1至图5，其中，图1为本发明的pack箱体结构的爆炸图；图2为本发明的pack箱体的内部结构示意图；图3为本发明的电芯与箱体主体的连接示意图；图4为本发明的液冷侧板与箱体主体的连接示意图；图5为本发明的液冷侧板与限位夹的连接示意图。
如图1和2所示，在本发明的一个实施例中，提供了一种pack箱体结构。具体的，pack箱体结构包括箱体主体和安装于箱体主体的液冷侧板4、电芯3。液冷侧板4为多个，多个液冷侧板4在箱体主体内等间隔分布，相邻液冷侧板4之间形成有容纳槽9。电芯3为多个，多个电芯3在容纳槽9内呈阵列分布。其中，电芯3的宽度方向与容纳槽9的长度方向一致；容纳槽9的宽度值大于一个电芯3的长度值，且小于两个电芯3的长度值之和。
在本实施例中，采用CTP技术(Cell To Pack，无模组技术)，去掉模组结构件，将多个电芯3直接安装到箱体主体中，是一种全新的CTP整体pack设计方式，通过无模组化，能够提高整体pack的能量密度、节省大量空间。并且，电芯3在安装于容纳槽9中时，容纳槽9的宽度值大于一个电芯3的长度值，且小于两个电芯3的长度值之和，也就是说，每个电芯3在长度方向的两侧面上都直接相邻液冷侧板4，被液冷侧板4冷却，能够最大化对电芯3实现液冷，可支持高倍率快充方式。
进一步的，在本实施例中，液冷侧板4上设有液冷软管8，液冷软管8与液冷侧板4插接连接，多个液冷侧板4通过液冷软管8相连，并且液冷软管8与箱体主体相连，能够形成液冷通道，为电芯3液冷降温。优选地，液冷侧板4的数量比容纳槽9的数量多一，从而能够确保每个电芯3的两个侧面均可被液冷侧板4降温，确保液冷的均衡性。
如图4和图5所示，在本发明的一个实施例中，液冷侧板4于长度方向的两端设有密封层13，密封层13压紧于相邻电芯3和液冷侧板4之间，能够在相邻电芯3与液冷侧板4之间留出间隙。作为可实施方案，密封层13可以为弹性体层，例如采用软性泡棉、橡胶等，垫在相邻电芯3与液冷侧板4之间，形成密封。相邻电芯3与液冷侧板4之间的间隙内填充有第一填充层，能够为电芯3导热和加固电芯3与液冷侧板4之间的连接。作为优选方案，第一填充层使用导热结构胶，当相邻电芯3与液冷侧板4之间留出缝隙后，将导热结构胶从缝隙的上方灌入，能够加强相连电芯3与液冷侧板4之间的连接，还能够起到导热散热作用。
进一步的，在本实施例中，还包括限位夹14，限位夹14包括连接板和安装于连接板上的第一夹板、第二夹板。其中，第一夹板与第二夹板呈平行设置，用来夹在液冷侧板4的两侧。沿液冷侧板4的长度方向，多个限位夹14呈等间隔分布，能够维持相邻电芯3与液冷侧板4之间的间隙，便于第一填充层的填充。
如图1所示，在本发明的一个实施例中，箱体主体包括pack框架5、液冷底板7和上盖1。具体的，pack框架5为矩形框架，pack框架5上安装有pack插接件6，pack插接件6包括高低压接插件、液冷水管、防爆阀等，装配在pack框架5上，pack插接件6分别与电芯3(通过高低压接插件)和液冷侧板4(通过液冷水管连接液冷软管8)相连。上盖1可拆卸的安装在pack框架5的顶部，密封整个箱体主体，方便装配，上盖1集成有FPC(Flexible PrintedCircuit，柔性电路)。为了方便电芯3和液冷侧板4的装配，也预留非标工装夹具装配的空间，液冷底板7单独集成(集成有保护板、液冷管道、电芯3底部接触防护板)，可拆卸的安装在pack框架5的底部，有助于实际生产时的装配，更容易实现装配时的自动化。
如图1所示，在本发明的一个实施例中，还包括第二填充层，第二填充层填充于电芯3与液冷底板7之间，能够为电芯3导热和加固电芯3与液冷底板7之间的连接。具体的，第二填充层采用导热结构胶，可以先涂在液冷底板7上，然后将液冷底板7装配到pack框架5上时，导热结构胶与电芯3的底面压紧结合，从而不仅能够提高电芯3与液冷底板7的连接强度，还能够在电芯3的底面和两个侧面共计三个面上导热和散热，有利于快充pack设计的开发。
如图2和图3所示，在本发明的一个实施例中，电芯3与电芯3之间的连接采用粘接连接的方式，具体的，于容纳槽9内，相邻电芯3之间设有连接层，连接层能够连接相邻两个电芯3，从而将一个容纳槽9内的多个电芯3连接为一体。作为可实施方案，在本实施例中，连接层可以为涂胶层，例如通过涂胶水形成涂胶层，将相邻两个电芯3粘接在一起；连接层还可以为粘胶层，例如通过双面胶形成粘胶层，将相邻两个电芯3粘接在一起。本实施例中电芯3与电芯3之间采用粘接的方式装配成模组，模组先整体组装成型，方便搬运和装配。并且，模组两端的端板10采用薄板，能够节省空间。
进一步的，在本实施例中，于容纳槽9内，相邻电芯3的左右极性相反，从而使得相邻电芯3在串联连接时更为方便，电芯3在长度方向的两侧通过串联片串联，并在长度方向的中部通过FPC采样条2相连，能够减小连线的复杂性，使得电芯3之间的连接更为可靠。
如图3和图4所示，在本发明的一个实施例中，pack框架5的上部设有第一限位台11，在装配时，电芯3形成的模组由pack框架5的上方装入，恰好可以卡接到第一限位台11上，并且通过螺栓与pack框架5紧固为一体。pack框架5的下部设有第二限位台12，在装配时，液冷侧板4由pack框架5的下方装入，恰好可以卡接到第二限位台12上，并且通过螺栓与pack框架5紧固为一体。在本实施例中，模组和液冷侧板4采用交叉装配的形式装配到pack框架5上，操作简单、快捷。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (9)
1.一种pack箱体结构，其特征在于，包括：
箱体主体和安装于所述箱体主体的液冷侧板、电芯；
所述液冷侧板为多个，多个所述液冷侧板在所述箱体主体内等间隔分布，相邻所述液冷侧板之间形成有容纳槽；
所述电芯为多个，多个所述电芯在所述容纳槽内呈阵列分布，所述电芯的宽度方向与所述容纳槽的长度方向一致；
所述容纳槽的宽度值大于一个所述电芯的长度值，且小于两个所述电芯的长度值之和；
所述箱体主体包括pack框架、液冷底板和上盖，所述pack框架为矩形框架，所述液冷底板单独集成，所述液冷底板可拆卸的安装在所述pack框架的底部，所述上盖可拆卸的安装在所述pack框架的顶部；
所述pack框架的上部设有第一限位台，用于使所述电芯由所述pack框架的上方装入；
所述pack框架的下部设有第二限位台，用于使所述液冷侧板由所述pack框架的下方装入；
还包括第二填充层，所述第二填充层填充于所述电芯与所述液冷底板之间，用于为所述电芯导热和加固所述电芯与所述液冷底板之间的连接。
2.根据权利要求1所述的pack箱体结构，其特征在于：
所述pack框架上安装有pack插接件，所述pack插接件分别与所述电芯和所述液冷侧板相连。
3.根据权利要求1所述的pack箱体结构，其特征在于：
所述液冷侧板的数量比所述容纳槽的数量多一；
所述液冷侧板上设有液冷软管，所述液冷软管与所述箱体主体相连，用于为所述电芯降温。
4.根据权利要求1所述的pack箱体结构，其特征在于：
于所述容纳槽内，相邻所述电芯之间设有连接层，所述连接层用于连接相邻两个所述电芯；
所述连接层为涂胶层或粘胶层。
5.根据权利要求1所述的pack箱体结构，其特征在于：
于所述容纳槽内，相邻所述电芯的左右极性相反。
6.根据权利要求1所述的pack箱体结构，其特征在于：
所述第一限位台与所述电芯卡接连接，螺栓紧固；
所述第二限位台与所述液冷侧板卡接连接，螺栓紧固。
7.根据权利要求1所述的pack箱体结构，其特征在于：
所述液冷侧板于长度方向的两端设有密封层，所述密封层压紧于相邻所述电芯和所述液冷侧板之间，用于在相邻所述电芯与所述液冷侧板之间留出间隙；
所述密封层为弹性体层。
8.根据权利要求7所述的pack箱体结构，其特征在于：
还包括限位夹，所述限位夹包括连接板和安装于所述连接板上的第一夹板、第二夹板；
所述第一夹板与所述第二夹板呈平行设置，用于夹在所述液冷侧板的两侧；
沿所述液冷侧板的长度方向，多个所述限位夹呈等间隔分布，用于维持相邻所述电芯与所述液冷侧板之间的间隙。
9.根据权利要求8所述的pack箱体结构，其特征在于：
还包括第一填充层，所述第一填充层填充于相邻所述电芯与所述液冷侧板之间的间隙内，用于为所述电芯导热和加固所述电芯与所述液冷侧板之间的连接。
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