CN116868424A - 箱体及电池包 - Google Patents

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CN116868424A CN202280015211.5A CN202280015211A CN116868424A CN 116868424 A CN116868424 A CN 116868424A CN 202280015211 A CN202280015211 A CN 202280015211A CN 116868424 A CN116868424 A CN 116868424A
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王亚雷
张文辉
黄海华
王春晖
林久标
施思
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Abstract

本申请提供一种箱体，用于容纳电池模组。箱体包括U型箱壳和两个限位件。U型箱壳具有伸长方向和竖向。两个限位件在伸长方向上分离地设置于U型箱壳内，每个限位件具有沿着U型箱壳的侧壁面竖向延伸的竖向条段，借此，电池模组限位于两个限位件的竖向条段之间。本申请还提供一种包括上述箱体的电池包。

Description

箱体及电池包
本申请要求于2021年11月26日提交的名称为“箱体及电池包”的中国专利申请202122931928.X的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及一种箱体，用于容纳电池模组，还涉及一种电池包
 背景技术
电池包中，电池模组容纳在箱体中。在空间充裕的情况下，可以在常规的箱体中布置底部横梁，通过长螺杆螺栓自上而下锁付。
但是，现有锁付结构存在空间利用率低因而导致电池包体积能量密度低的问题。
 技术问题
本申请的目的在于提供一种箱体及电池包，以解决现有锁付结构空间利用率低的问题，提升电池包的体积能量密度。
 技术解决方案
第一方面，本申请提供一种箱体，用于容纳电池模组。箱体包括U型箱壳和两个限位件。U型箱壳具有伸长方向和竖向。两个限位件在伸长方向上分离地设置于U型箱壳内，每个限位件具有沿着U型箱壳的侧壁面竖向延伸的竖向条段，借此，电池模组限位于两个限位件的竖向条段之间。
在一些实施例中，U型箱壳还具有横向。每个限位件还具有沿着U型箱壳的底壁面横向延伸的横向条段。电池模组与U型箱壳的底壁面之间一般通过结构胶进行粘接，通过设置横向条段可以防止电池模组与U型箱体的底壁面之间的结构胶溢出。
在一些实施例中，每个限位件具有两个竖向条段，两个竖向条段分别设置于U型箱壳的相互面对的两个侧壁面。在一些情况下，电池模组与U型箱壳的侧壁面之间也通过结构胶进行粘接，每个限位件设置两个竖向条段，可以防止电池模组与U型箱体的侧壁面之间的结构胶溢出。
在一些实施例中，横向条段连接两个竖向条段，并且与两个竖向条段一体地设置，借此，限位件呈U型形状。限位件呈U型形状，与U型箱体适配，可以完全防止电池模组与U型箱体之间的结构胶溢出。而且，限位件是一体的，通过条状型材折弯即可成型，制造方便，成本低。
在一些实施例中，电池模组具有压缩状态和膨胀状态，并且始终具有恢复到膨胀状态的趋势，其中，在压缩状态下，电池模组具有第一长度，在膨胀状态下，电池模组具有大于第一长度的第二长度。两个限位件在伸长方向上的间隔距离设置成介于第一长度和第二长度之间。电池模组可以通过受力而处于压缩状态，在压缩状态下吊装入箱。撤去外力以后，由于电池模组具有恢复到膨胀状态的趋势，而且两个限位件的间隔距离介于第一长度和第二长度之间，电池模组可以处在介于压缩状态和膨胀状态之间的中间状态，而始终抵顶两个限位件，可以确保电池模组可靠地卡设在两个限位件之间。
在一些实施例中，间隔距离大于第一长度5-10mm；和/或，间隔距离小于第二长度3-5mm。上述设置可以方便电池模组入箱，方便电池包的组装，还可以保持良好的抗膨胀性能。
在一些实施例中，竖向条段通过焊接而设置于U型箱壳的侧壁面。限位件与U型箱壳的连接方式为焊接，两者之间的连接可靠，且方便制造，成本低。
在一些实施例中，限位件由铝材制成。常用的U型箱壳采用铝材制造，限位件由铝材制成，可以有利于二者焊接。
在一些实施例中，限位件设置于U型箱壳在伸长方向上的两个端面之间。也即，限位件不与端面平齐，更不会突出端面，这样不容易与后续组装的密封板干涉。
第二方面，本申请提供一种电池包。电池包包括具有长度方向的电池模组，还包括如第一方面的箱体，电池模组在长度方向上设置于箱体的两个限位件之间。
本申请实施例的技术方案中，电池包中，在U型箱壳沿长度方向上的两侧分别设置具有竖向条段的限位件，两侧的竖向条段可以替代现有锁付结构，起到膨胀定位作用。相比于现有锁付结构，上述箱体中，两侧的限位件占用空间小，因而可提升空间利用率，继而提升电池包的体积能量密度。而且，竖向条段沿着U型箱壳的侧壁面延伸，因而限位件可以通过U型箱壳的侧壁面进行支撑，可以确保结构强度和结构可靠性。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
 有益效果
本申请实施例的技术方案中，在U型箱壳沿伸长方向的两侧分别设置具有竖向条段的限位件，两侧的竖向条段可以替代现有锁付结构，起到膨胀定位作用。相比于现有锁付结构，上述箱体中，两侧的限位件占用空间小，因而可提升空间利用率，继而提升U型箱壳内的体积能量密度。同时，两侧的竖向条段对电池模组还可以起到入箱定位、引导作用。而且，竖向条段沿着U型箱壳的侧壁面延伸，因而限位件可以通过U型箱壳的侧壁面进行支撑，可以确保结构强度和结构可靠性。
 附图说明
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
图1是示出电池模组尚未入箱的状态的示意图。
图2是示出电池模组正在入箱的状态的示意图。
附图标记：
10-箱体，20-电池模组；1-U型箱壳，2-限位件；11-侧壁面，12-底壁面，13-端面，15-侧箱壁，16-底箱壁；21-竖向条段，22-横向条段；L1-伸长方向，V1-竖向，C1-横向。
 本发明的实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”、“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上（包括两个），同理，“多组”指的是两组以上（包括两组），“多片”指的是两片以上（包括两片）。
在本申请实施例的描述中，技术术语“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”、“竖向”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申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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在本申请实施例中的具体含义。
目前，电池包中，常规的箱体在空间充裕的情况下可布置底部横梁，通过长螺杆螺栓自上而下锁付。通过侧板或者钢带约束电池模组，以此来实现膨胀定位。
本申请的发明人发现，在空间一定的情况下，现有锁付结构的空间利用率低，也即，体积成组效率低下，因而会造成电池包体积能量密度低的问题。
为了解决现有锁付结构的体积能量密度低的问题，发明人经过深入研究，设计了一种箱体，可以取消安装梁和螺栓锁付结构，在空间利用率极限下实现电池模组的入箱定位引导及抗电芯膨胀作用，在相同的空间内，显著提高电池包体积能量密度。
根据本申请的一些实施例，参照图1和图2，本申请提供了一种箱体10，用于容纳电池模组20。箱体10包括U型箱壳1和两个限位件2。U型箱壳1具有伸长方向L1和竖向V1。两个限位件2在伸长方向L1上分离地设置于U型箱壳1内。每个限位件2具有沿着U型箱壳1的侧壁面11竖向延伸的竖向条段21，借此，电池模组20限位于两个限位件2的竖向条段21之间。
图1和图2中仅示出了在伸长方向L1位于一侧P1的一个限位件2。可以理解，在伸长方向L1上的另一侧P2还设置有另一限位件2。
U型箱壳1也即横截面为U型形状的壳体，包括构成U型形状的两个侧箱壁15和底箱壁16。U型箱壳1的伸长方向L1也即与U型横截面垂直或者U型横截面延伸的方向，而竖向V1也即U型箱壳1的深度方向。侧壁面11也即侧箱壁15的内壁面，而底箱壁16的内壁面可以称之为底壁面12。
条段也即沿着预定方向延伸的部件或部分，其中，该预定方向上的延伸尺寸显著大于横截面尺寸。例如，延伸尺寸大于两倍的横截面尺寸。
电池模组20可以认为是多个单体电池经串联和/或并联方式组合的模块，其中，单体电池也称电芯。电池模组20可以加装有单体电池监控与管理装置。电池模组20中，相邻电芯之间可以具有缓冲垫。
竖向条段21沿着U型箱壳1的侧壁面11竖向延伸，也即，竖向条段21的延伸方向为竖向V1，并且竖向条段21突出于U型箱壳1的侧壁面11地设置。
上述箱体10中，通过在U型箱壳1沿伸长方向L1的两侧分别设置限位件2，两侧的限位件2的竖向条段21可以将电池模组20限位其间，从而替代现有锁付结构，起到膨胀定位作用，也即，在电池模组20膨胀（后面会进一步详细描述）时可以对电池模组20起到定位或限位作用。两侧的限位件2特别是竖向条段21占用空间小，腾出空间用于容纳电池模组20，因而可提升空间利用率，继而提升U型箱壳1内的体积能量密度。而且，两侧的竖向条段21对电池模组还可以起到入箱定位、引导作用，这可以参见图2。竖向条段21可以通过U型箱壳1的侧壁面11进行支撑，可以确保结构强度和结构可靠性。
U型箱壳1还具有横向C1。根据本申请的一些实施例，可选地，如图1和图2所示，每个限位件2还可以具有沿着U型箱壳1的底壁面12横向延伸的横向条段22。
电池模组20与U型箱壳1的底壁面12之间一般需要利用结构胶进行粘接。通过设置横向条段22可以防止电池模组20与U型箱体10的底壁面12之间的结构胶溢出。
根据本申请的一些实施例，可选地，每个限位件2可以具有两个竖向条段21，两个竖向条段21分别设置于U型箱壳1的相互面对的两个侧壁面11。图1和图2中仅示出U型箱壳1的一个侧壁面11以及设置于该一个侧壁面11的竖向条段21。
电池模组20与U型箱壳1的侧壁面11之间有时也需要利用结构胶进行粘接。每个限位件2设置两个竖向条段21，可以防止电池模组20与U型箱体10的侧壁面11之间的结构胶溢出。而且，两个竖向条段21可以防止U型箱体10偏斜。
根据本申请的一些实施例，可选地，横向条段22可以连接两个竖向条段21，并且与两个竖向条段21一体地设置，借此，限位件2呈U型形状。
限位件2呈U型形状，可以使得限位件2的外轮廓尺寸匹配U型箱壳1，从而与U型箱壳1适配。这样，可以完全防止电池模组20与U型箱体10之间的结构胶溢出。而且，限位件2是一体的，通过条状型材折弯即可成型，制造方便，成本低。
根据本申请的一些实施例，可选地，电池模组20具有压缩状态和膨胀状态，并且始终具有恢复到膨胀状态的趋势。在压缩状态下，电池模组20具有第一长度，在膨胀状态下，电池模组20具有大于第一长度的第二长度。两个限位件2在伸长方向L1上的间隔距离设置成介于第一长度和第二长度之间。
间隔距离介于第一长度和第二长度之间，也即，若设定间隔距离为g0，第一长度为d1，第二长度为d2，则d1＜g0＜d2。如前所述，电池模组20可以具有电芯间缓冲垫，电池模组20可以依靠电芯间缓冲垫，电池模组20可以在被夹紧受力时压缩，而在撤去外力时具有恢复到膨胀状态的趋势。电池模组20可以在该压缩状态下吊装入箱。撤去外力以后，由于电池模组20具有恢复到膨胀状态的趋势，电池模组20可以处在介于压缩状态和膨胀状态之间的中间状态，而始终抵顶两个限位件2，可以确保电池模组20可靠地卡设在两个限位件2之间。
根据本申请的一些实施例，可选地，间隔距离可以大于第一长度5-10mm，也即，5mm≤g0-d1≤10mm。可选地，间隔距离可以小于第二长度3-5mm，也即，3mm≤d2-g0≤5mm。间隔距离大于第一长度5-10mm，可以方便电池模组20在受力压缩状态下入箱，也即方便电池包的组装。而间隔距离小于第二长度3-5mm，可以保持良好的抗膨胀性能。
根据本申请的一些实施例，可选地，竖向条段21可以通过焊接而设置于U型箱壳1的侧壁面11。进一步，竖向条段21可以通过角焊的方式实现与U型箱壳1的固定。
限位件2与U型箱壳1的连接方式为焊接，两者之间的连接可靠，且方便制造，成本低。焊接进一步为角焊，可以更加方便操作。
根据本申请的一些实施例，可选地，限位件2可以由铝材制成。电池包中，常用的U型箱壳1采用铝材制造，限位件2由铝材制成，可以有利于二者焊接。在一个实施方式中，限位件2也可以采用钢材制造，也即，限位件2可以是钢条。
根据本申请的一些实施例，可选地，限位件2可以设置于U型箱壳1在伸长方向L1上的两个端面13之间。也即，限位件2在U型箱壳1的端面13内侧，与端面13之间还间隔有一定距离。限位件2不与U型箱壳1的端面13平齐，更不会突出于端面13，这样不容易与后续组装的密封板干涉。密封板组装在端面13外侧，提供密封界面。而限位件2位于端面13内侧，提供承载界面。密封界面和承载界面分离，在保证结构强度的同时，保证电池包的密封，因而可以使得电池包满足IP67要求，IP67是电池包防尘防水的防护等级。
示例性地，可以依靠夹紧工装或夹具提供夹紧力，来对电池模组20进行夹压，再通过吊装工具或吊具将由夹具夹紧的电池模组20吊起，电池模组20自上而下吊装进入箱体10内。此时，限位件2作为入箱定位结构或者入箱引导结构。待电池模组20置入箱体10以后，撤去夹具，电池模组20会膨胀至限位件2处，抵顶限位件2。此时，也即，电池模组20入箱后，限位件2作为抗电芯膨胀力的承载结构。之后，再在箱体10外侧组装密封板，来对电池模组20进行密封。
本申请还提供一种电池包。该电池包包括电池模组20，还包括如前述箱体10。电池模组20具有长度方向。电池模组20在长度方向上设置于箱体10的两个限位件2之间。
电池包也可称为电箱，是电池模组20和箱体10等组装完成后的组合件。电池模组20的长度方向也即电池模组20中电芯的排列方向。上述电池包中，箱体10的伸长方向L1也即电池模组20的长度方向，箱体10的竖向V1也即电池模组20的高度方向，箱体10的横向C1也即电池模组20的宽度方向。
沿电池模组20的长度方向上两侧分别设置限位件2，两侧的限位件2的竖向条段21可以替代现有锁付结构，起到膨胀定位作用。相比于现有锁付结构，上述箱体10中，两侧的限位件2占用空间小，因而可提升空间利用率，继而提升整个电池包的体积能量密度。而且，竖向条段21沿着U型箱壳1的侧壁面11延伸，因而限位件2可以通过U型箱壳1的侧壁面11进行支撑，可以确保结构强度和结构可靠性。
上述箱体及电池包中的限位件可以实现电池模组的入箱定位、引导作用，还可以起到抗电芯膨胀的承载作用，可以替代现有锁付结构，并且具有体积成组率高因而体积能量密度的优点。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

  1. 一种箱体，用于容纳电池模组，其中，包括：
    U型箱壳，具有伸长方向和竖向；和
    两个限位件，在伸长方向上分离地设置于所述U型箱壳内，每个限位件具有沿着所述U型箱壳的侧壁面竖向延伸的竖向条段，借此，所述电池模组限位于所述两个限位件的竖向条段之间。
  2. 如权利要求1所述的箱体，其中，所述U型箱壳还具有横向；
    每个限位件还具有沿着所述U型箱壳的底壁面横向延伸的横向条段。
  3. 如权利要求2所述的箱体，其中，每个限位件具有两个竖向条段，所述两个竖向条段分别设置于所述U型箱壳的相互面对的两个侧壁面。
  4. 如权利要求3所述的箱体，其中，所述横向条段连接所述两个竖向条段，并且与所述两个竖向条段一体地设置，借此，所述限位件呈U型形状。
  5. 如权利要求1至4中任意一项所述的箱体，其中，所述电池模组具有压缩状态和膨胀状态，并且始终具有恢复到膨胀状态的趋势，其中，在所述压缩状态下，所述电池模组具有第一长度，在所述膨胀状态下，所述电池模组具有大于所述第一长度的第二长度；
    所述两个限位件在伸长方向上的间隔距离设置成介于所述第一长度和所述第二长度之间。
  6. 如权利要求5所述的箱体，其中，
    所述间隔距离大于所述第一长度5-10mm；和/或
    所述间隔距离小于所述第二长度3-5mm。
  7. 如权利要求1至6中任意一项所述的箱体，其中，所述竖向条段通过焊接而设置于所述U型箱壳的侧壁面。
  8. 如权利要求1至7中任意一项所述的箱体，其中，所述限位件由铝材制成。
  9. 如权利要求1至8中任意一项所述的箱体，其中，所述限位件设置于所述U型箱壳在伸长方向上的两个端面之间。
  10. 一种电池包，包括具有长度方向的电池模组，其中，还包括如权利要求1至9中任一项所述的箱体，所述电池模组在长度方向上设置于所述箱体的两个限位件之间。
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