CN117832723A - 电芯组装结构、电池包以及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电芯组装结构技术领域，提供一种电芯组装结构、电池包以及汽车，其中，所述电芯组装结构包括箱体、散热组件以及至少一个供电芯安装的安装组件；所述箱体对应设置有供所述安装组件安装的安装腔，所述安装组件的装配尺寸与所述安装腔呈间隙、过渡或过盈配合设置；所述散热组件与所述安装组件导热连接。与现有技术相对比，用以安装电芯的安装组件，整体以间隙、过渡或过盈配合的方式定位安装在安装腔内部，配合式的安装方式能够较好地省去固定螺栓等其他用以定位、固定安装组件的机械结构，能够优化电芯组装结构的空间利用率，减少电芯组装结构的整体重量。

Description

电芯组装结构、电池包以及汽车

技术领域

本发明涉及电芯组装结构技术领域，特别是涉及一种电芯组装结构、电池包以及汽车。

背景技术

如今，在国家政策的大力支持下，新能源汽车行业得到快速发展，其中纯电动汽车逐渐受到越来越多消费者的认可，市场渗透率逐年提高。目前市场主流的电池主要有三元锂电池和磷酸铁锂电池，用户续航里程焦虑是影响纯电动汽车进一步发展的一个主要原因。三元锂电池具有高的电压平台、高能量密度、振实密度高、电化学稳定性好、循环性能好等特性，通过提升纯电动汽车的电池包电量能够提升新能源汽车的续航里程，在减轻用户续航里程忧虑方面具有明显的优势。

当前电池包内部除了电芯之外还有很多机械、电气、热管理附件，这些都增加了电池包的重量，从而降低了电池包的能量密度，存在电芯组装结构复杂，空间利用率较低的问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种电芯组装结构、电池包以及汽车，旨在解决现有技术中电芯组装结构复杂，空间利用率较低的问题，具有结构简单、安装稳固性高以及空间利用率较高的优点。

一种电芯组装结构，所述电芯组装结构包括箱体、散热组件以及至少一个供电芯安装的安装组件；

所述箱体对应设置有供所述安装组件安装的安装腔，所述安装组件与所述安装腔呈间隙、过渡或过盈配合设置；

所述散热组件的换热部件与所述安装组件导热连接。

与现有技术相对比，用以安装电芯的安装组件整体以间隙、过渡或过盈配合的方式定位安装在安装腔的内部，配合式的安装方式能够省去固定螺栓等其他用以定位、固定安装组件的机械部件，起到优化电芯组装结构空间利用率的效果，减少电芯组装结构的整体重量。

在其中一个实施例中，所述安装组件包括多个隔热层，相邻的所述隔热层之间形成供电芯安装的第一安装区。

在其中一个实施例中，所述安装腔内两个对向设置的内壁为安装面，所述安装组件设置在两个所述安装面之间。

在其中一个实施例中，所述隔热层沿所述安装腔的长度方向间隔设置；

位于长度方向端部的所述隔热层，与所述安装面组合形成供电芯安装的第二安装区。

在其中一个实施例中，所述安装组件还包括与所述安装面对应设置的绝缘板；

所述绝缘板与所述安装面相贴合，所述绝缘板用于与所述电芯抵接。

在其中一个实施例中，所述散热组件包括导热件以及散热板；

所述导热件的一侧与所述安装组件贴合，另一侧与所述散热板贴合。

在其中一个实施例中，所述散热板的一侧设置有用于换热的散热流道；

所述箱体设置有进液口以及出液口，所述进液口以及所述出液口均与所述散热流道连通。

在其中一个实施例中，所述导热件包括填充式导热结构胶层。

本发明还提供一种电池包，所述电池包包括上述方案所述的电芯组装结构。

与现有技术相对比，配合式的安装方式能够较好地省去固定螺栓等其他用以定位、固定安装组件的机械部件，令电池包的结构空间具备较高的利用率，且整体重量较轻，实现提升电池包能量密度的效果。

本发明还提供一种汽车，包括上述方案提及的电池包。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例中电芯组装结构的具体结构示意图；

图2是图1中A处的放大图；

图3是本发明一实施例中安装组件的具体结构示意图；

图4是本发明一实施例中电芯组装结构的外部结构示意图。

附图标记说明：

10、箱体；101、安装腔；1011、安装面；102、箱盖；20、散热组件；201、导热件；202、散热板；203、散热流道；30、电芯；40、安装组件；401、隔热层；402、第一安装区；403、第二安装区；404、绝缘板；50、柔性电路板。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如今，在国家政策的大力支持下，新能源汽车行业得到快速发展，其中，电池包为新能源汽车中较为重要的模块。当前电池包的内部除了电芯之外还有很多机械、电气、热管理附件，因附件较多，整体电芯组装结构较为复杂，同时还增加了电池包的整体重量，存在空间利用率较低的问题。基于此，本发明提供一种电芯组装结构、电池包以及汽车，具有结构设计合理、空间利用率较高的优点，具体方案如下：

参照图1以及图2所示，为本申请一实施例的一种电芯组装结构，包括箱体10、散热组件20以及至少一个供电芯30安装的安装组件40。其中，在箱体10的内部设置有安装腔101，安装腔101与安装组件40相对应。安装组件40整体安装在安装腔101的内部，箱体10还设置有箱盖102，以封闭安装腔101。安装组件40的装配尺寸与安装腔101呈间隙、过渡或过盈配合设置。另外，散热组件20与安装组件40导热连接。

需要说明的是，用以安装电芯30的安装组件40整体以间隙、过渡或过盈配合的方式定位安装在安装腔101内部，与现有技术相对比，配合式的安装方式能够较好地省去固定螺栓等其他用以定位、固定安装组件40的机械结构，能够优化电芯组装结构的空间利用率，减少电芯组装结构的整体重量。安装组件40与安装腔101整体呈间隙配合设置时，安装腔101同样能够对安装组件40整体起到安装定位的效果，安装过程中与箱盖102相配合，即可稳固地将安装组件40定位固定在安装腔101内。

具体地，在该实施例中，安装组件40与安装腔101整体呈过盈配合设置。电芯组装结构进行组装时，电芯30安装到安装组件40中，随后将安装组件40整体安装到安装腔101内部，最终将箱盖102封闭箱体10的安装腔101即可。其中，因安装组件40与安装腔101整体呈过盈配合设置，故电芯组装结构整体完成组装后，安装腔101将对安装组件40形成一股预紧力，对安装组件40整体起到定位、固定的作用，整体的安装稳固性较高。

参照图3以及图4所示，更优的是，在该实施例中，安装腔101内两个对向设置的内壁为安装面1011，安装组件40夹持设置在两个安装面1011之间。需要注意的是，通过这样的配合设置，能够令安装腔101仅通过两个安装面1011即可对安装组件40整体实现定位、固定的效果，在保证安装预紧力的同时，减少安装组件40在安装过程中所需要克服的摩擦力，使得安装腔101能够在保持安装组件40的整体安装稳固性的同时，还能便于安装组件40安装到安装腔101的内部，进而提高电芯组装结构的组装效率，整体实用性较高。

在其中一个实施例中，对安装组件40作出进一步的细化。在该实施例中，安装组件40包括多个隔热层401，需要注意的是，此处的多个包括但不限于两个或两个以上。相邻隔热层401之间形成多个供电芯30安装的第一安装区402。其中，隔热层401的数量设置与所需安装的电芯30数量相关，且电芯30的安装数量普遍较多，此时隔热层401能够对每一个电芯30进行独立的温度保护，起到独立隔热的效果。在该实施例中，隔热层401具体为气凝胶隔热垫。

需要说明的是，安装组件40以及隔热层401的数量设置与实际的电芯30需求量相关，在该实施例中，每一个第一安装区402对应安装一个电芯30，故隔热板401的数量需要根据电芯30的实际安装所需进行相应的调整。当电芯30需求量较大时，为了提高安装组件40的安装稳定性，一个电芯组装结构可以根据所需增设安装组件40，将数量较多的电芯30分为两个或多个分量，均分到多个安装组件中同时，安装腔101的数量亦跟随安装组件40的数量相应变化。

进一步的设置，在该实施例中，隔热层401沿安装腔101的长度方向均布，其中，位于长度方向端部的隔热层401，与安装面1011组合形成供电芯30安装的第二安装区403。

需要说明的是，第二安装区403位于安装腔101长度方向的两端，该位置的电芯30一侧为其中一个第一安装区402，另一侧为安装面1011。因第二安装区403与安装面1011之间不再需要对电芯30做独立的隔热温度保护，故在贴近安装面1011的一侧省略隔热层401，以进一步优化整体的结构布局。

另一方面，在该实施例中，安装组件40还包括与安装面1011对应设置的绝缘板404，绝缘板404与安装面1011相贴合，绝缘板404用于与电芯30抵接。因安装腔101通过两个安装面1011对安装组件40产生预紧力，故安装面1011与第二安装区403内的电芯30直接接触，当电芯组装结构意外遇到磕碰情况时，外力将通过安装面1011直接传递到第二安装区403内的电芯30，而在该实施例中，绝缘板404设置在电芯30与安装面1011之间，绝缘板404对第二安装区403内的电芯30起到保护的效果，进一步提高电芯组装结构整体的结构稳定性。

在其中一个实施例中，对散热组件20作出进一步的细化，在该实施例中，散热组件20整体设置在安装腔101底部，散热组件20包括导热件201以及散热板202，且导热件201的一侧与安装组件40底部贴合，另一侧与散热板202贴合。其中，每个第一安装区402以及第二安装区403内的电芯30的底部均与导热件201相贴合，电芯30所产生的热量通过导热件201传递到散热板202进行散热，导热件201的导热作用能够提高电芯30与散热板202之间的换热效果，使得散热组件20的整体换热能力较高。同时，散热组件20整体呈层叠式的设置，实现进一步优化结构布局的效果。在该实施例中，导热件201具体为填充式导热结构胶层。

更优的是，在该实施例中，散热板202的一侧设置有用于换热的散热流道203。散热流道203固定设置在安装腔101的底部，散热流道203整体为三面密闭的条形流道，其中敞开的一面与散热板202密闭。散热板202紧贴在散热流道203的上方。散热板202需要进行散热时，往散热流道203内通入冷却液即可。具体的，在该实施例中，箱体10设置有进液口以及出液口，进液口以及出液口均与散热流道203连通。

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，以下提供一个具体的应用示例进行说明，可以理解，以下应用示例仅作为参考，并不限定具体的实施过程。

本发明还提供一种电池包，包括上述方案提及的电芯组装结构，电芯组装结构包括箱体10、散热组件20以及供电芯30安装的安装组件40。其中，在箱体10的内部设置有安装腔101，安装腔101与安装组件40相对应。在该应用示例中，电池包的电芯30需求较大，安装组件40设置有4个，故箱体10内的安装腔101相应设置有4个。安装组件40与安装腔101呈过盈配合设置。

电池包整体进行组装时，先行将电芯30安装到安装组件40中，电芯30之间通过气凝胶隔热垫进行成组，通过固定工装，将整个安装组件40用适当的预紧力进行固定压紧。箱体10的底部均匀涂满导热胶形成导热结构胶层，成组后的安装组件40通过固定工装放入到安装腔101内，并在两个安装面1011的作用下定位、固定在安装腔101内。最终将箱盖102封闭箱体10的安装腔101即可。因安装组件40与安装腔101整体呈过盈配合设置，故电芯组装结构整体完成组装后，安装腔101将对安装组件40形成一股预紧力，对安装组件40整体起到定位、固定的作用，整体的安装稳固性较高。

在该应用示例中，同一安装组件40中采用柔性电路板50连接每一个电芯30，用以采集低压信号。进一步的说明，4个安装腔101呈田字形分布在箱体10内，同一长度方向上的两个安装组件40的电芯30连接在同一个柔性电路板50上，故柔性电路板50设置有两个。另外，在同一安装组件40中，相邻电芯30之间串联连接有汇流排，汇流排与电线的极柱电性连接。

在现有技术中，电芯30之间的连接普遍采用高压铜排以及采样线束，与现有技术相对比，本电池包整体采用汇流排和软性电路板代替高压铜排和采样线束，整体提升了电池包的空间利用率，还同时降低了电池包的重量，最终实现提升电池包能量密度的效果。

需要说明的是，多个安装组件40的设置能够将需要安装的电芯30整体分割为4个模块，并分别安装在4个安装腔101中。通过这样的结构设置，当其中一个电芯30出现故障时，对应的隔热板以及对应的安装腔101还能对故障的电芯30起到阻隔的作用，保证其余3个安装组件40内的电芯30安全，整体的结构安全性较高，具备热失控隔绝性能。

本发明还提供一种汽车，包括上述方案提及的电池包，在该应用示例中，电池包需要较高的结构强度，故箱体10结构采用6系铝型材框架，箱盖102采用冲压钢。另外，散热组件20中散热流道203的材质采用3系铝合金液冷管路，且散热流道203通过铆接工艺固定在安装腔101的底部。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，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；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，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

Claims (10)

1.一种电芯组装结构，其特征在于，所述电芯组装结构包括箱体(10)、散热组件(20)以及至少一个供电芯(30)安装的安装组件(40)；

所述箱体(10)对应设置有供所述安装组件(40)安装的安装腔(101)，所述安装组件(40)与所述安装腔(101)呈间隙、过渡或过盈配合设置；

所述散热组件(20)的换热部件与所述安装组件(40)导热连接。

2.根据权利要求1所述的电芯组装结构，其特征在于，所述安装组件(40)包括多个隔热层(401)；

相邻的所述隔热层(401)之间形成供所述电芯(30)安装的第一安装区(402)。

3.根据权利要求2所述的电芯组装结构，其特征在于，所述安装腔(101)内两个对向设置的内壁为安装面(1011)，所述安装组件(40)设置在两个所述安装面(1011)之间。

4.根据权利要求3所述的电芯组装结构，其特征在于，所述隔热层(401)沿所述安装腔(101)的长度方向间隔设置；

位于长度方向端部的所述隔热层(401)，与邻近的所述安装面(1011)组合形成供电芯(30)安装的第二安装区(403)。

5.根据权利要求4所述的电芯组装结构，其特征在于，所述安装组件(40)还包括与所述安装面(1011)对应设置的绝缘板(404)；

所述绝缘板(404)与所述安装面(1011)相贴合，所述绝缘板(404)用于与所述电芯(30)抵接。

6.根据权利要求1所述的电芯组装结构，其特征在于，所述散热组件(20)包括导热件(201)以及散热板(202)；

所述导热件(201)的一侧与所述安装组件(40)贴合，另一侧与所述散热板(202)贴合。

7.根据权利要求6所述的电芯组装结构，其特征在于，所述散热板(202)的一侧设置有用于换热的散热流道(203)；

所述箱体(10)设置有进液口以及出液口，所述进液口以及所述出液口均与所述散热流道(203)连通。

8.根据权利要求7所述的电芯组装结构，其特征在于，所述导热件(201)包括填充式导热结构胶层。

9.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括权利要求1-8中任一所述的电芯组装结构。

10.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括权利要求9所述的电池包。