CN116111268B - 一种电池包结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池包结构，包括壳体、设置在壳体内部的电池模组以及线束总成，线束总成包括柔性线束、呈扁平状的刚性线束、至少一个高压护套、至少一个低压护套以及用于将高压护套和低压护套安装至壳体的安装架，本发明的电池包结构通过安装架可实现对高、低压护套的固定，以实现高低压线束之间的物理隔离；同时，本发明的线束总成包括连接至低压护套的柔性线束、连接至高压护套并呈扁平状的刚性线束，呈扁平状的刚性线束的设置，实现了高压线束由外界的圆形到扁平状的过渡，解决了电池包内部因高压线束直径过大不易弯折及布置的问题，而且，扁平状的刚性线束的设置，可有效提升电池包的体积能量密度。

Description

一种电池包结构
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种电池包结构。
背景技术
新能源汽车电池包内部结构紧凑，安装空间有限，由于高压线束直径大，在过渡部位线束能达到的弯曲半径有限，并且高压线束和低压线束之间需要进行物理隔离，以避免高压线束对低压线束信号产生影响，随着新能源汽车领域对电池包体积能量密度的要求不断增高，因此，如何在有限的电池包空间内对高压线束和低压线束进行合理布置，一直是本领域比较棘手的问题。
发明内容
有鉴于此 ，本发明的目的是提供一种电池包结构，以解决背景技术中提到的技术问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是： 一种电池包结构，包括壳体、设置在所述壳体内部的电池模组以及线束总成，所述线束总成包括柔性线束、呈扁平状的刚性线束、至少一个高压护套、至少一个低压护套以及用于将高压护套和低压护套安装至壳体的安装架，所述刚性线束的两端分别电连接至高压护套和电池模组，柔性线束的两端分别电连接至低压护套和电池模组。
在优选的实施方式中，所述刚性线束至少由呈扁平状的刚性段组成。
在优选的实施方式中，所述刚性线束包括呈扁平状的刚性段和与所述刚性段电连接的至少一个柔性段；
当所述柔性段设置有多个时，多个柔性段之间为相互独立设置。
在优选的实施方式中，多个柔性段沿所述刚性段的宽度和/或厚度方向依次排列设置。
在另一实施方式中，多个柔性段沿所述刚性段的长度和/或厚度方向依次排列设置。
在优选的实施方式中，所述刚性段为扁平状的铝排，柔性段为外侧包覆有绝缘套的软铜线，不同柔性段之间绝缘设置。
在优选的实施方式中，所述刚性段与柔性段之间采用焊接的方式连接，或者采用压接方式连接，或者采用螺栓结构螺接。
在优选的实施方式中，所述刚性段与柔性段在焊接时，采用搅拌摩擦焊或超声波焊接的方式进行焊接。
在优选的实施方式中，所述刚性段在与柔性段电连接的一端沿宽度方向开设有至少一条熔断槽，熔断槽内嵌设有熔断条，刚性段和熔断条均为金属材料，且熔断条的熔点低于刚性段的熔点。
在优选的实施方式中，所述熔断条浇注成型于熔断槽内，且所述熔断槽的深度与所述刚性段的厚度之比不大于1/2。
在优选的实施方式中，述熔断条的顶部突出所述刚性段的端面设置。
在优选的实施方式中，所述柔性段上具有至少一伸缩区域，该伸缩区域由柔性段沿第一方向弯折而成，所述第一方向为垂直于柔性段所在平面的方向。
在优选的实施方式中，所述伸缩区域整体呈锯齿状或波浪状。
在优选的实施方式中，所述安装架包括呈板状的支架本体及与支架本体固定连接并使支架本体呈悬空布置的至少一个支腿，高压护套和低压护套安装在支架本体上，两者的接线端位于支腿所在的一侧，且两者的接线端分别对应连接至所述的刚性线束和柔性线束。
在优选的实施方式中，所述支腿设置有两个，且两个支腿由所述支架本体在延伸方向的两端朝同一方向弯折而成。
在优选的实施方式中，所述支架本体远离所述支腿的一侧端面上具有安装台，所述安装台突出所述支架本体的端面设置，所述安装台上间隔开设有用于安装所述高压护套的第一安装孔和用于安装所述低压护套的第二安装孔。
在优选的实施方式中，所述安装台的外侧环绕设置有密封垫；
所述密封垫、所述支架本体以及所述壳体上对应开设有第一螺栓孔。
在优选的实施方式中，所述密封垫的顶面不高于所述安装台的上端面。
在优选的实施方式中，所述壳体包括用于容置所述电池模组的下壳体及罩设在下壳体顶部的盖板，所述盖板上开设有用于所述安装台伸出的导引孔。
在优选的实施方式中，所述壳体的内部设置有用于支撑所述线束总成的底座支架，所述支腿和底座支架上对应开设有第二螺栓孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的电池包结构通过安装架可实现对高、低压护套的固定，以实现高低压线束之间的物理隔离；同时，本发明的线束总成包括连接至低压护套的柔性线束、连接至高压护套并呈扁平状的刚性线束，呈扁平状的刚性线束的设置，实现了高压线束由外界的圆形到扁平状的过渡，解决了电池包内部因高压线束直径过大不易弯折及布置的问题，而且，扁平状的刚性线束的设置，可有效提升电池包的体积能量密度。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1为本发明提供的一种电池包结构的结构示意图；
图2为图1所示电池包结构的内部结构示意图；
图3为高压护套与刚性线束的连接关系示意图；
图4为熔断条在刚性线束上的分布示意图；
图5为实施例中，两个柔性段沿刚性段的宽度方向依次排列设置的分布示意图；
图6为高压护套和低压护套在安装架上的分布示意图；
图7为安装架的结构示意图；
图8为高压护套和低压护套安装在安装架上时的俯视图；
图9为图1所示电池包结构的局部放大示意图；
图10为图9沿A-A向的剖视图；
图11为线束总成与底座支架的装配示意图；
图12为实施例中，两个柔性段沿刚性段的长度方向依次排列设置的分布示意图。
图中标示如下：
1、壳体；11、下壳体；12、盖板；13、导引孔；14、底座支架；2、电池模组； 3、线束总成；
10、高压护套；101、高压铜排；
20、低压护套；
30、安装架；301、支架本体；302、支腿； 303、安装台；3031、第一安装孔；3032、第二安装孔；
40、密封垫；401、第一螺栓孔；402、第二螺栓孔；
50、刚性线束； 501、刚性段；502、柔性段；503、熔断槽；504、熔断条；505、伸缩区域；
60、柔性线束。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
一种电池包结构，如图1、图2和图9所示，包括壳体1、设置在壳体1内部的电池模组2以及线束总成3，壳体1包括用于容置电池模组2的下壳体11及罩设在下壳体11顶部的盖板12；如图11和图2所示，线束总成3包括柔性线束60、呈扁平状的刚性线束50、至少一个高压护套10、至少一个低压护套20以及用于将高压护套10和低压护套20安装至壳体1的安装架30，刚性线束50的两端分别电连接至高压护套10和电池模组2，柔性线束60的两端分别电连接至低压护套20和电池模组2。本发明的电池包结构通过安装架30可实现对高、低压护套的固定，以实现高低压线束之间的物理隔离；同时，本发明的线束总成包括连接至低压护套20的柔性线束60、连接至高压护套10并呈扁平状的刚性线束50，呈扁平状的刚性线束50的设置，实现了高压线束由外界的圆形到扁平状的过渡，解决了电池包内部因高压线束直径过大不易弯折及布置的问题。
刚性线束50至少由呈扁平状的刚性段501组成，具体可由以下几种实施方式：
（1）刚性线束50通体由呈扁平状的刚性段501组成，刚性段501具体呈扁平状；
（2）刚性线束50包括呈扁平状的刚性段501和与刚性段501电连接的柔性段502；刚性段501和柔性段502均呈扁平状；
（3）刚性线束50包括呈扁平状的刚性段501和与刚性段501电连接的多个柔性段502；刚性段501和柔性段502均呈扁平状；当柔性段502设置有多个时，多个柔性段502之间为相互独立设置，具体在设置时，多个柔性段502沿刚性段的宽度和/或厚度方向依次排列设置，或者多个柔性段502沿刚性段501的长度和/或厚度方向依次排列设置，如图5所示为两个柔性段沿刚性段的宽度方向依次排列设置的分布示意图，图12为两个柔性段沿刚性段的长度方向依次排列设置的分布示意图。不同柔性段502的自由端可以直接对应连接至电池模组2的不同模块，也可以在自由端先设置护套，再通过护套对应连接至电池模组2的不同模块，实现电能传输的目的，具体请参阅图3。
本实施例中，刚性段501优选为扁平状的铝排，柔性段502为外侧包覆有绝缘套的软铜线，不同柔性段502之间绝缘设置，扁平状的刚性线束50的设置，相对于现有的呈圆形的高压线缆来说，不会存在因高压线束直径过大不易弯折及布置的问题，并可有效提升电池包的体积能量密度。
刚性段501与柔性段502之间采用焊接的方式连接，或者采用压接方式连接，或者采用螺栓结构螺接，一般情况下，考虑到线束的美观性和整体性，会优先采用焊接的方式如搅拌摩擦焊或超声波焊接的方式焊接于一体。
在一实施方式中，如图3所示，刚性段501在与柔性段502电连接的一端沿宽度方向开设有至少一条熔断槽503，熔断槽503内嵌设有熔断条504，刚性段501和熔断条504均为金属材料，且熔断条504的熔点低于刚性段501的熔点，电池包结构在使用的过程中，因短路等异常情况造成温度急剧上升时，熔断条504处会先于刚性段501及其他位置发生溶解，进而与刚性段501形成熔点较低的合金结构，随着温度的继续上升，刚性段501会在熔断条504处发生断裂，形成断路，实现断电，以对电池包进行有效的保护，防止电池包因温度急剧升高而发生自燃。
进一步的，为了保证刚性段501的整体强度，熔断条504浇注成型于熔断槽503内，且熔断槽503的深度与刚性段501的厚度之比不大于1/2，具体请参阅图4。
为了达到最佳的使用效果，熔断条504的顶部突出刚性段501的端面设置，由于为了确保刚性段501的强度，熔断槽503的深度及宽度的尺寸一般都设计的较小，因此为了确保熔断条504在温度上升时，能够充分的与刚性段501形成熔点较低的合金结构并即时发生熔断，需要尽可能的提高熔断条504的金属保有量，因此，可以将熔断条504的顶部突出刚性段501的端面设置，此外，熔断条504凸出设置，也可以根据熔断条504的端面变化情况（端面的平整度），来判断熔断条的使用情况，进而判断电池包的日常使用工况，比如，若熔断条504的端面平整度较差，则说明熔断条504发生过一次或多次的短路情况，且熔断条504的端面平整度与熔断条504发生过短路情况的次数呈正比，从而通过观察熔断条504的端面平整度，可提醒维修人员或使用人员对电池包结构的故障情况进行初步的判断。
在一实施方式中，如图3所示，柔性段502上具有至少一伸缩区域505，伸缩区域整体呈锯齿状或波浪状，该伸缩区域505由柔性段502沿第一方向弯折而成，第一方向为垂直于柔性段502所在平面的方向，电池包结构长期充放电后，难免会出现鼓包等变形的情况，而现有线束在与电池模组2接线时，一般不会预留一定的长度，因此，伸缩区域505的设置，在电池包结构发生变形时，可进行一定的拉伸，避免出现接触不良等情况，可明显提升电池包结构的使用寿命。
在一实施方式中，如图6-8所示，安装架30包括呈板状的支架本体301及与支架本体301固定连接并使支架本体呈悬空布置的至少一个支腿302，高压护套10和低压护套20安装在支架本体301上，两者的接线端位于支腿302所在的一侧，且两者的接线端分别对应连接至的刚性线束50和柔性线束60。高压护套10和低压护套20在接线及连接对接护套时，为直上直下式连接，方便护套插拔。高压护套10的接线端可以成型有高压铜排101，高压铜排101用于连接呈扁平状的刚性线束50，以替代现有的圆形的高压线束，实现了高压线束由圆形到扁平状的过渡，解决了电池包内部因高压线束直径过大不易弯折及布置的问题。
支腿302设置有两个，且两个支腿302由支架本体301在延伸方向的两端朝同一方向弯折而成，为一体冲压式结构，方便大批量生产和制造。
如图7所示，支架本体301远离支腿302的一侧端面上具有安装台303，安装台303突出支架本体301的端面设置，安装台303上间隔开设有用于安装高压护套10的第一安装孔3031和用于安装低压护套20的第二安装孔3032。
进一步的，如前文所述，壳体1包括用于容置电池模组2的下壳体11及罩设在下壳体11顶部的盖板12，如图1、图9和图10所示，盖板12上开设有用于安装台303伸出的导引孔13，壳体1的内部设置有用于支撑线束总成3的底座支架14，如图7和图8所示，支腿302和底座支架14上对应开设有第二螺栓孔402，支腿302和底座支架14通过螺栓连接，通过底座支架14对线束总成3进行二次固定，防止线束总成3在使用时发生晃动或者出现脱落的情况，导致接触不良。
由于安装台303及安装在其上的高压护套10和低压护套20延伸至电池包结构的外侧，所以，为了使电池包结构具有良好的防水性能，需要在导引孔13处进行有效的密封，如图7和图8所示，本实施例在安装台303的外侧环绕设置有密封垫40，密封垫40、支架本体301以及盖板12上对应开设有用于将支架本体301安装至电池包结构的第一螺栓孔401。
为了达到最佳的密封效果，密封垫40的顶面不高于安装台303的上端面，线束总成3安装至电池包结构的盖板12上时，安装台303从导引孔13处伸出，密封垫40抵接至电池包结构的盖板12，实现有效的密封，此处，若密封垫40的顶面高于安装台303的上端面，则外界的液体在洒落至安装台303上时，若无法及时排走则会堆积在安装台303上，长时间堆积难免会造成液体进入电池包结构内部，对电池包结构内部的电系统造成损坏。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (17)

1.一种电池包结构，包括壳体、设置在所述壳体内部的电池模组以及线束总成，其特征在于：所述线束总成包括柔性线束、呈扁平状的刚性线束、至少一个高压护套、至少一个低压护套以及用于将高压护套和低压护套安装至壳体的安装架，所述刚性线束的两端分别电连接至高压护套和电池模组，柔性线束的两端分别电连接至低压护套和电池模组；
所述刚性线束包括呈扁平状的刚性段和与所述刚性段电连接的至少一个柔性段；当所述柔性段设置有多个时，多个柔性段之间为相互独立设置；
所述刚性段在与柔性段电连接的一端沿宽度方向开设有至少一条熔断槽，熔断槽内嵌设有熔断条，刚性段和熔断条均为金属材料，且熔断条的熔点低于刚性段的熔点。
2.根据权利要求1所述的一种电池包结构，其特征在于：多个柔性段沿所述刚性段的宽度和/或厚度方向依次排列设置。
3.根据权利要求1所述的一种电池包结构，其特征在于：多个柔性段沿所述刚性段的长度和/或厚度方向依次排列设置。
4.根据权利要求1所述的一种电池包结构，其特征在于：所述刚性段为扁平状的铝排，柔性段为外侧包覆有绝缘套的软铜线，不同柔性段之间绝缘设置。
5.根据权利要求1所述的一种电池包结构，其特征在于：所述刚性段与柔性段之间采用焊接的方式连接，或者采用压接方式连接，或者采用螺栓结构螺接。
6.根据权利要求5所述的一种电池包结构，其特征在于：所述刚性段与柔性段在焊接时，采用搅拌摩擦焊或超声波焊接的方式进行焊接。
7.根据权利要求1所述的一种电池包结构，其特征在于：所述熔断条浇注成型于熔断槽内，且所述熔断槽的深度与所述刚性段的厚度之比不大于1/2。
8.根据权利要求7所述的一种电池包结构，其特征在于：所述熔断条的顶部突出所述刚性段的端面设置。
9.根据权利要求1所述的一种电池包结构，其特征在于：所述柔性段上具有至少一伸缩区域，该伸缩区域由柔性段沿第一方向弯折而成，所述第一方向为垂直于柔性段所在平面的方向。
10.根据权利要求9所述的一种电池包结构，其特征在于：所述伸缩区域整体呈锯齿状或波浪状。
11.根据权利要求1所述的一种电池包结构，其特征在于：所述安装架包括呈板状的支架本体及与支架本体固定连接并使支架本体呈悬空布置的至少一个支腿，高压护套和低压护套安装在支架本体上，两者的接线端位于支腿所在的一侧，且两者的接线端分别对应连接至所述的刚性线束和柔性线束。
12.根据权利要求11所述的一种电池包结构，其特征在于：所述支腿设置有两个，且两个支腿由所述支架本体在延伸方向的两端朝同一方向弯折而成。
13.根据权利要求11所述的一种电池包结构，其特征在于：所述支架本体远离所述支腿的一侧端面上具有安装台，所述安装台突出所述支架本体的端面设置，所述安装台上间隔开设有用于安装所述高压护套的第一安装孔和用于安装所述低压护套的第二安装孔。
14.根据权利要求13所述的一种电池包结构，其特征在于：所述安装台的外侧环绕设置有密封垫；
所述密封垫、所述支架本体以及所述壳体上对应开设有第一螺栓孔。
15.根据权利要求14所述的一种电池包结构，其特征在于：所述密封垫的顶面不高于所述安装台的上端面。
16.根据权利要求13所述的一种电池包结构，其特征在于：所述壳体包括用于容置所述电池模组的下壳体及罩设在下壳体顶部的盖板，所述盖板上开设有用于所述安装台伸出的导引孔。
17.根据权利要求16所述的一种电池包结构，其特征在于：所述壳体的内部设置有用于支撑所述线束总成的底座支架，所述支腿和底座支架上对应开设有第二螺栓孔。
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