CN202268412U - 一种车用动力电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种车用动力电池包，包括由在厚度方向上叠加在一起的若干单体电芯串/并联而成的电芯组、及容纳所述电芯组的箱体；箱体包括六面体的金属框架和位于金属框架各面的轻质保护板，轻质保护板包括位置相对应的两压板、位置相对应的两侧板、位置相对应的顶板和底板。本实用新型利用高强度的金属框架和轻质保护板配合，既减轻了整个动力电池包的重量，又解决了电池包强度问题。

Description

一种车用动力电池包

技术领域

本实用新型属于电池领域，尤其涉及一种车用动力电池包。

背景技术

随着汽车工业的发展，低碳环保理念越来越受到人们的关注，电动汽车正是在这样的环境下脱颖而出，成为新一代环保汽车的革命性产品。影响电动汽车的关键因素是电池包的能量、结构稳定性、性能稳定性等，如何在有限的空间内提高电池包的稳定性和能量成为提高电动汽车性能的关键。

目前，大部分车用动力电池包都是由纯金属板结构或纯塑胶件结构制成箱体来收容电芯组，前者导致电池包的重量增大，从而整车的装备重量增加；而后者的机械强度不够，可靠性降低。

发明内容

本实用新型为解决车用动力电池包重量大、强度差的技术问题，提供一种重量轻、强度高的车用动力电池包。

为达到上述目的，本实用新型提供一种车用动力电池包，包括由在厚度方向上叠加在一起的若干单体电芯串/并联而成的电芯组、及容纳所述电芯组的箱体；所述箱体包括六面体的金属框架和位于金属框架各面的轻质保护板，所述轻质保护板包括位置相对应的两压板、位置相对应的两侧板、及位置相对应的顶板和底板。

优选地，还包括用于固定所述箱体的压条和电池包固定板；所述压板位于所述单体电芯的厚度方向，所述压板设有凸伸至金属框架外的凸块；所述压条包括压在所述顶板上的压紧部、从压紧部两端向下延伸的肩部，连接于肩部末端的固定部，所述固定部固定于所述电池包固定板上；所述肩部与所述凸块对应，并在单体电芯的厚度方向抵住凸块。

优选地，所述金属框架在其一面设有用于放入电芯组的开口，围成所述开口的四边由扁型材制成；所述金属框架其他各边由角形型材制成。

优选地，还设有螺钉；所述金属框架在单体电芯厚度方向相对应的两面均具有角形型材，并在该角形型材上设有螺纹孔；所述压板位于金属框架与电芯组之间，所述螺钉穿过所述螺纹孔并在单体电芯的厚度方向抵住压板。

优选地，所述凸块呈楔形，所述凸块的厚度从压紧部至固定部的方向逐渐变厚。

优选地，所述底板和顶板上分别设有冷却结构。

优选地，所述冷却结构为液冷管道。

优选地，所述底板和顶板位于所述单体电芯的高度方向。

优选地，所述底板和顶板为铝合金板，所述底板的上表面和顶板的下表面均设有绝缘层。

优选地，所述顶板上表面设有限位槽，所述压条的压紧部位于所述限位槽中。

优选地，所述金属框架在单体电芯厚度方向相对应的两面设有加强筋。

本实用新型利用高强度的金属框架和轻质保护板配合，既减轻了整个动力电池包的重量，又解决了电池包强度问题。

附图说明

图1是本实用新型提供的车用动力电池包立体示意图。

图2是本实用新型提供的车用动力电池包分解示意图。

图3是本实用新型提供的金属框架的立体示意图。

图4是本实用新型提供的顶板立体示意图。

图5是图4中A-A截面的剖面图。

图6是本实用新型提供的角形型材的立体示意图。

图中标记：

1-动力电池包、

2-电芯组、21-单体电芯、

3-箱体、

4-金属框架、41-底面、411-支撑筋、42-顶面、43-左面、44-右面、45-前面、451-加强筋、452-螺纹孔、46-后面、47-开口、481-扁型材、482-角形型材、49-限位条、

5-轻质保护板、51-底板、52-顶板、521-凸台、522-限位槽、53-压板、531-凸块、54-侧板、541-通孔、

6-电池包固定板、

7-压条、71-压紧部、72-肩部、73-固定部、

8-液冷管道、81-入口、82-出口。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参阅图1、图2和图3，本实用新型提供一种车用动力电池包，包括由在厚度方向上叠加在一起的若干单体电芯21串/并联而成的电芯组2、及容纳所述电芯组2的箱体3；所述箱体3包括六面体的金属框架4和位于金属框架4各面的轻质保护板5，所述轻质保护板5包括位置相对应的两压板53、位置相对应的两侧板54、及位置相对应的顶板52和底板51。

作为一优选实施例，动力电池包还包括用于固定所述箱体3的压条7和电池包固定板6；所述压板53位于所述单体电芯21的厚度方向，所述压板53设有凸伸至金属框架4外的凸块531；所述压条7包括压在所述顶板52上的压紧部71、从压紧部71两端向下延伸的肩部72，连接于肩部72末端的固定部73，所述固定部73固定于所述电池包固定板6上；所述肩部72与所述凸块531对应，并在单体电芯21的厚度方向抵住凸块531。压条的肩部与压板凸块配合，在电芯组的厚度方向夹紧电芯组，防止电芯组由于鼓胀而导致的尺寸增大，有效提高电芯的性能，同时也能防止由于电芯鼓胀而导致的箱体结构破坏。

需要首先说明的是，在本实用新型所采用的“前、后”、“左、右”、“上、下”等代表方位的术语，其中，所谓“前、后”在附图中表示沿单体电池的厚度方向，即附图中Y轴所指的方向表示前方，后方为与Y轴相反的方向；所谓“左、右”在附图中表示沿单体电池的长度方向，即附图中的X轴所指的方向表示左方，右方为与X轴相反的方向；所谓“上、下”在附图中表示沿单体电池的宽度方向，即附图中的Z轴所指的方向表示上方，下方为与Z轴相反的方向。这些术语仅为描述方便而使用，不能解释为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围以权利要求为准。

参阅图3，金属框架4构成箱体3的主支承结构，图中，金属框架4为六面体形，包括左面43、右面44、前面45、后面46、顶面42和底面41。具体地，金属框架4包括构成六面体的十二条边的型材，金属框架4在其一面设有用于放入电芯组2的开口47，本实施例的开口47位于金属框架4的右面44，围成开口47的四边均由扁型材481制成；而金属框架4的其他各边均由角形型材482制成，其中扁型材481是指截面为长方形的长条型材，角形型材482是指两边互相垂直成角形的长条型材，如图6所示的角形型材482。这样电芯组2放入金属框架4后，其在金属框架4的前面45、后面46、左面43均被进行了限位，便于电池包安装过程中的操作。更优的是，在金属框架4的左面43、前面45、后面46、顶面42和底面41的四个直角处均设有与直角的两条边相连接的限位条49，以对电芯组2更好的限位。在金属框架4的底面41上还设有支撑筋411，防止安装过程中，单体电芯21从底面41掉落；另外，在金属框架4的前面45和后面46也设有加强筋451，起到对压板53均匀施压的作用以及在电芯组2发生鼓胀上，该加强筋451可以防止金属框架4的结构遭到破坏。

金属框架4的各边之间可通过焊接、铆接或螺接或其他连接方式进行连接。

可以作为金属框架4的金属材料包括铝、铝合金、或镁铝合金、。金属框架4的内外表面均进行绝缘处理，如通过陶瓷烧结或喷塑工艺在金属框架4上形成绝缘陶瓷层或塑料层。

电芯组2由若干单体电芯21进行串/并联而成，并且单体电芯21在厚度方向叠加在一起，设定电芯组2的厚度方向、高度方向和长度方向与单体电芯21的厚度方向、高度方向和长度方向相同，图2中箭头a所示的方向为电芯组2的厚度方向，箭头b所示的方向为电芯组2的高度方向，箭头c所示的方向为电芯组2的长度方向。单体电芯21的结构为本领域所公知的技术，在此不再赘述。将电芯组2和压板53从金属框架4的右面44放入金属框架4内，并使压板53位于电芯组2的厚度方向的两侧，即压板53位于金属框架4与电芯组2之间。

参阅图3，为了在压条7压紧压板53之前实现电芯组2厚度方向上的预紧，避免在电池包的安装过程中电芯组2出现松动，在金属框架4的前面45和后面46的角形型材482上设有螺纹孔452，利用螺钉穿过该螺纹孔452，随着螺钉向金属框架4内旋进，螺钉抵住压板53，并逐渐使压板53在电芯组2的厚度方向上压紧电芯组2，实现电芯组2的预紧。为了对压板53均匀施压，螺纹孔452应分布均匀，优选分别设在金属框架4的前、后面46的四个角处，更优选设置在加强筋451上。

本实用新型另一大改进点在于，电芯组2在工作的过程中会有大量的热量散发出来，为了冷却电芯组2及便于散热，需设置冷却结构，而现有技术的冷却结构如冷却板往往结构复杂，占用空间大，本实施例优选直接在底板51和顶板52上分别设有冷却结构，省去了专门设置的冷却板，节约了电池包高度方向的空间。进一步优选该冷却结构为分布在底板51内部以及顶板52内部的液冷管道8。如图5，液冷管道8呈曲线型设置，有利于增大冷却面积。液冷管道8包括入口81和出口82，冷却剂从入口81进入后，流经液冷管道8，并从出口82流出，同时也带出电芯组2产生的热量。本实施例先将底板51放入金属框架4内并置于底面41的支撑筋411上，然后放入电芯组2，这样，底板51可以直接与电芯组2进行大面积地接触，有利于散热。在电芯组2放入金属框架4后，将顶板52置于金属框架4顶面42外侧，由于顶面42有角形型材482的阻挡导致顶板52不能直接与电芯组2接触，导致散热不佳，因此这里进一步优选在顶板52下表面设置凸台521，如图4，该凸台521可直接与电芯组2接触。需要说明的是，这里顶板52也可以位于金属框架4顶面42内侧，以直接与电芯组2接触，但压条7需通过顶板52使电芯组2在高度方向上压紧，而顶板52位于顶面42内侧则无法与压条7接触，因此需在顶板52上表面设置凸台以使压条7通过压紧凸台来压紧电芯组2，但随之产生的问题是，若在放电芯组2到金属框架4内之前放入顶板52，则顶板52无法固定或需要其他夹具进行固定；若在放电芯组2到金属框架4内之后放入顶板52，则顶板52由于其上设置的凸台而无法放入。因此就实际操作而言，顶板52最好应置于金属框架4顶面42外侧。

上述设置了冷却结构的底板51和顶板52选用轻质的铝合金板，由于铝合金材料具有良好的导热性，因此使电芯组2具有更佳的散热效果。进一步优选在底板51的上表面和凸台521的下表面均设置绝缘层。绝缘层可以是通过陶瓷烧结或喷塑工艺形成的陶瓷层或塑料层，厚度优选为2mm。

两侧板54分别固定到金属框架4的左面43和右面44，其固接方式可通过现有技术的任何机械方式固定，如螺接或铆接，本实施例选用螺钉将两侧板54分别固定到左面43和右面44。由于底板51安装在金属框架4内侧，底板51的液冷管道8的入口81和出口82被位于右面44的侧板54挡住，因此在右面44的侧板54上设置通孔541，该通孔541与底板51的液冷管道8的入口81和出口82对应。

可以作为侧板54的材料包括PP、ABS、PPO、PC、GMT等非金属材料。

参阅图2，当电芯组2装入金属框架4，并在金属框架4的六个面均安装轻质保护板5后，将整个金属框架4通过压条7固定在电池包固定板6上，同时，压条7还起到通过压紧顶板52在电芯组2在高度方向上压紧电芯组2的作用。压条7的压紧部71位于金属框架4的顶面42并压紧顶板52于顶面42上，同时肩部72向下延伸分别经过前面45和后面46后与固定部73连接，固定部73通过螺钉固定在电池包固定板6上。由于压板53设有凸伸至金属框架4外侧的凸块531，压条7的肩部72可与凸块531相抵接，继而通过压板53在电芯组2厚度方向上夹紧电芯组2。由于在实际操作过程中，压条7的肩部72并不是竖直向下，而是向外倾斜的，因此优选凸块531呈楔形，即凸块531的厚度从压紧部71到固定部73的方向逐渐变厚。这样肩部72与凸块531相抵接时，肩部72与凸块531的表面相贴合，不会导致肩部72产生变形。为了限制压紧部71产生侧方位移，在顶板52上表面优选设有限位槽522，压紧部71位于该限位槽522中。

本实用新型的电池包固定板6可以直接是应用于电动汽车的电池托盘，箱体3安装好后可直接固定在电动汽车的电池托盘上；当然，电池包固定板6也可以是单独用来固定箱体3的板，箱体3先固定在电池包固定板6上后，再将电池包固定板6固定到电动汽车的电池托盘上。

下面介绍本实用新型车用动力电池包的安装过程，先将底板51放入金属框架4的底面41内侧，准备组装好的电芯组2，在电芯组2的厚度方向的两侧放置压板53，然后将电芯组2和压板53从右面44共同放入金属框架4内，放入后，压板53分别位于金属框架4的前面45和后面46的内侧。在金属框架4的左面43和右面44分别固定好侧板54，然后将顶板52放置在金属框架4的顶面42，最后通过压条7压紧顶板52并固定到电池包固定板6上而将顶板52固定在顶面42上，同时压条7还起到固定箱体3到电池包固定板6上的作用。由此便完成车用动力电池包的安装过程。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内 。

Claims (11)

1.一种车用动力电池包，其特征在于：包括由在厚度方向上叠加在一起的若干单体电芯（21）串/并联而成的电芯组（2）、及容纳所述电芯组（2）的箱体（3）；

 所述箱体（3）包括六面体的金属框架（4）和位于金属框架（4）各面的轻质保护板（5），所述轻质保护板包括位置相对应的两压板（53）、位置相对应的两侧板（54）、及位置相对应的顶板（52）和底板（51）。

2.如权利要求1所述的车用动力电池包，其特征在于：还包括用于固定所述箱体（3）的压条（7）和电池包固定板（6）；所述压板（53）位于所述单体电芯（21）的厚度方向，所述压板（53）设有凸伸至金属框架（4）外的凸块（531）；所述压条（7）包括压在所述顶板（52）上的压紧部（71）、从压紧部两端向下延伸的肩部（72），连接于肩部末端的固定部（73），所述固定部固定于所述电池包固定板上；所述肩部与所述凸块（531）对应，并在单体电芯（21）的厚度方向抵住凸块（531）。

3.如权利要求2所述的车用动力电池包，其特征在于：所述金属框架（4）在其一面设有用于放入电芯组（2）的开口（47），围成所述开口的四边由扁型材（481）制成；所述金属框架（4）其他各边由角形型材（482）制成。

4.如权利要求3所述的车用动力电池包，其特征在于：还设有螺钉；所述金属框架（4）在单体电芯（21）厚度方向相对应的两面均具有角形型材，并在该角形型材上设有螺纹孔（452）；所述压板（53）位于金属框架（4）与电芯组（2）之间，所述螺钉穿过所述螺纹孔并在单体电芯（21）的厚度方向抵住压板（53）。

5.如权利要求2所述的车用动力电池包，其特征在于：所述凸块（531）呈楔形，所述凸块（531）的厚度从压紧部至固定部的方向逐渐变厚。

6.如权利要求2所述的车用动力电池包，其特征在于：所述底板（51）和顶板（52）上分别设有冷却结构。

7.如权利要求6所述的车用动力电池包，其特征在于：所述冷却结构为液冷管道。

8.如权利要求6所述的车用动力电池包，其特征在于：所述底板（51）和顶板（52）位于所述单体电芯（21）的高度方向。

9.如权利要求6所述的车用动力电池包，其特征在于：所述底板（51）和顶板（52）为铝合金板，所述底板（51）的上表面和顶板（52）的下表面均设有绝缘层。

10.如权利要求2所述的车用动力电池包，其特征在于：所述顶板（52）上表面设有限位槽（522），所述压条的压紧部（71）位于所述限位槽中。

11.如权利要求2所述的车用动力电池包，其特征在于：所述金属框架（4）在单体电芯（21）厚度方向相对应的两面设有加强筋（451）。

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