CN203967152U - 车载动力电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于电动汽车动力电池领域，提供了一种车载动力电池，包括保护罩和安装于所述保护罩中的电池组，所述电池组包括经串联或并联连接的若干电池单体，所述电池组还包括用于将若干所述电池单体进行串联或并联连接的金属导电板，若干所述电池单体安装于所述金属导电板上；所述保护罩包括绝缘陶瓷内板和设于所述绝缘陶瓷内板的相对外侧的散热板；所述金属导电板贴于所述绝缘陶瓷内板的相对内侧。通过金属导电板来连接电池组中的各电池单体，并使用绝缘陶瓷内板和散热板，从而有效防止电池单体电连接老化，增加保护罩的强度，提高防撞击能力和散热性能，以提高防爆性能；另外，使用绝缘陶瓷内板也可以提高绝缘性能。
Description
技术领域
本实用新型属于电动汽车动力电池领域，尤其涉及一种车载动力电池。
背景技术
随着近年来新能源汽车发展热潮的兴起，车载动力电池作为电动汽车上主要的储能元件，是电动汽车的关键零部件，直接影响到电动汽车续航性能。然而车辆的装载空间有限，为增加车载动力电池的容量，请参阅图1，现有技术一般是将多个高密度电池单体21＇紧密排列，并通过导线串并联连接以形成电池组2＇，然后将电池组2＇固定在塑料电池框1＇中，制成动力电池，以增加单位空间中的电池容量。车载动力电池的电压通常在300V以上，而车辆使用时经历的环境复杂，现有动力电池，随着使用时间增加，动力电池自身或电池组2＇中各电池单体21＇之间的连接线老化等多种原因，会导致动力电池绝缘出现问题，而影响人员的人身安全。当车辆在高速、低速、加速、减速等交替变换的不同行驶状况下运行时，动力电池会以不同倍率放电，会产生大量的热量，加上时间累积和空间影响会产生不均匀热量堆积，从而导致电池组2＇运行环境温度复杂多变。由于发热电池单体21＇的密集摆放，电池组2＇中间区域必然热量聚集较多，边缘区域较少，增加了电池组2＇中各单体之间的温度不均衡，加剧各电池模块、单体内阻和容量的不一致。而现有动力电池的塑料电池框1＇散热性能差，如果长时间累积，会造成部分电池单体21＇过充电和过放电，进而影响动力电池的性能和寿命，并造成安全隐患。而动力电池在高温下得不到及时散热，将会导致电池组2＇温度过高或温度分布不均匀，最终将降低动力电池充放电循环效率，影响动力电池的功率和能量发挥，严重时还将导致热失控，影响动力电池的安全性和可靠性。另外，电池为易燃易爆物，电动汽车在行驶时，其动力电池的电池单体21＇中电解液温度上升，会导致现有动力电池的电池框1＇的强度降低，当汽车受强烈碰撞时，其动力电池会受到强烈的碰撞或会被硬物刺穿，导致电解液泄漏，容易发生燃烧、爆炸，影响动力电池的安全性和可靠性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种车载动力电池，旨在解决现有车载动力电池散热差、易发生绝缘问题且易发生爆炸的问题。
本实用新型是这样实现的一种车载动力电池，包括保护罩和安装于所述保护罩中的电池组，所述电池组包括经串联或/和并联连接的若干电池单体，所述电池组还包括用于将若干所述电池单体进行串联或/和并联连接的金属导电板，若干所述电池单体安装于所述金属导电板上；所述保护罩包括绝缘陶瓷内板和设于所述绝缘陶瓷内板的相对外侧的散热板；所述金属导电板贴于所述绝缘陶瓷内板的相对内侧。
进一步地，所述散热板为金属散热板，所述散热板粘结或焊接于所述绝缘陶瓷内板上。
进一步地，所述绝缘陶瓷内板是一体成型。
进一步地，所述电池组还包括用于支撑若干所述电池单体的固定板，所述固定板上开对应所述电池单体的位置设有开孔，所述电池单体插装入相应的所述开孔中。
进一步地，所述固定板为陶瓷板，所述固定板是一体成型。
进一步地，若干所述电池单体并排排列设置，且所述电池单体焊接于所述金属导电板上。
进一步地，所述金属导电板呈网状结构。
进一步地，所述金属导电板上对应所述电池单体的位置开设有方便将该电池单体与该金属导电板焊接的通孔。
进一步地，所述金属导电板上设有用于与相应的所述电池单体进行焊接连接的连接梁，所述连接梁横穿所述通孔。
进一步地，所述金属导电板上设有用于与相应的所述电池单体进行焊接连接的连接梁，所述连接梁由所述通孔的内壁凸设而出。
本实用新型通过使用金属导电板来将电池组的电池单体进行串联或/和并联连接，可以提高电池组的热传导效率，提高散热性能，同时还可以减少电池单体之间的导线连接，提高抗老化能力，并能更好地实现绝缘。
保护罩使用绝缘陶瓷内板和散热板，陶瓷材料具有良好的电绝缘性，且具有耐高温、耐腐蚀、高强度和良好的导热性，从而可以提高动力电池的绝缘性能，提高散热性能。而绝缘陶瓷内板的高硬度特点，在车辆受到碰撞时，硬物不易刺穿绝缘陶瓷内板，并且散热板还可以起到对绝缘陶瓷内板的保护作用，从而有效提高动力电池的防爆性能。同时，电池单体发出的热量会快速传递到金属导电板上，经绝缘陶瓷内板传至散热板上，并散出，从而有效提高该车载动力电池的散热性能。
附图说明
图1是现有技术提供的一种车载动力电池的结构示意图。
图2是本实用新型实施例提供的一种车载动力电池的剖视结构示意图；
图3是图2的车载动力电池中电池组的立体示意图；
图4是图3中A部分的放大结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。
请参阅图2和图3，本实用新型实施例提供的一种车载动力电池，包括保护罩1和电池组2，电池组2包括经串联、并联或串并联(即串联或/和并联)连接的若干电池单体21。电池组2安装在保护罩1中，通过保护罩1来保护电池组2。电池组2还包括金属导电板22，金属导电板22用于将若干电池单体21进行串联或/和并联连接，当若干电池单体21安装在金属导电板22上，通过金属导电板22实现若干电池单体21的电连接，以形成电池组2。保护罩1包括绝缘陶瓷内板11的散热板12，散热板12设在绝缘陶瓷内板11的相对外侧，而金属导电板22帖于绝缘陶瓷内板11的相对内侧，以方便散热。
通过使用金属导电板22来将电池组2的电池单体21进行串联或/和并联连接，可以提高电池组2的热传导效率，提高散热性能，同时还可以减少电池单体21之间的导线连接，提高抗老化能力，并能更好地实现绝缘。使用金属导电板22来连接电池单体21，也可以更方便地布线。使用金属导电板22相对于导线来说，面积更大，可以减小电阻，在通过电流时，可以减少发热并且能够更好地带走电池单体21充放电时产生的部分热量。
保护罩1使用绝缘陶瓷内板11和散热板12，陶瓷材料具有良好的电绝缘性，且具有耐高温、耐腐蚀、高强度和良好的导热性，从而可以提高动力电池的绝缘性能，提高散热性能。而绝缘陶瓷内板11的高硬度特点，并且散热板12还可以起到对绝缘陶瓷内板11的保护作用，而散热板12可以提高绝缘陶瓷内板11的抗冲击强度，防止绝缘陶瓷内板11碎裂，从而在车辆受到碰撞时，硬物不易刺穿绝缘陶瓷内板11，防止车载动力电池中的电解液泄漏而发生燃烧或爆炸，从而有效提高动力电池的防爆性能。同时，电池单体21的热量经绝缘陶瓷内板11可以快速传递至散热板12上，提高车载动力电池的散热性能。
另外，金属导电板22与电池单体21相连，且金属导电板22贴于绝缘陶瓷内板11的相对内侧，电池单体21发出的热量会快速传递到金属导电板22上，经绝缘陶瓷内板11传至散热板12上散出，从而有效提高该车载动力电池的散热性能。
本实施例中，绝缘陶瓷内板11可以在高达1600℃的温度下长期使用，从而可以提交提高车载动力电池对温度的适应能力，提高其抗高温的性能。而绝缘陶瓷内板11在0-110KV之间有良好地绝缘性能，从而可以确保车载动力电池的绝缘性能。
散热板12可以是金属散热板12，散热板12粘结在绝缘陶瓷内板11上。使用金属制作散热板12可以提高散热效率，方便制作加工，还可以更好的保护绝缘陶瓷内板11。将散热板12粘结在绝缘陶瓷内板11上，可以使绝缘陶瓷内板11上的热量更好的通过散热板12散出，提高车载动力电池的散热效率。散热板12的材料可以是钢、合金钢、氧化铝、铝合金、铜、铜合金等金属。在其它一些实施例中，散热板12也可以焊接在绝缘陶瓷内板11上，使散热板12与绝缘陶瓷内板11更紧密的结合，以便更好的散热。
如使用金属氧化铝制作散热板12，可以有很强的耐磨性、耐蚀性和导热性，散热板12的耐磨性和高硬度可以保护绝缘陶瓷内板11和电池组2在碰撞的过程当中不被硬物刺穿。氧化铝散热板12还具有良好的导热性能，可以快速将绝缘陶瓷内板11上的热量带走散发。当然还可以在散热板12的外侧安装水冷管道或在散热板12上加工出水冷管路，从而可以通过水冷来提高车载动力电池的散热效率。
绝缘陶瓷内板11可以是一体成型。提高制作效率和提高绝缘陶瓷内板11的强度和绝缘性能。其它一些实施例中绝缘陶瓷内板11也可以由多段陶瓷板组合而成。绝缘陶瓷内板11的材料可以是氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷，精细陶瓷等等，如氧化铝、氮化硅、碳化硅等制成的陶瓷。
绝缘陶瓷内板11的各部分厚度相同，这样方便将散热板12焊接在绝缘陶瓷内板11上。当然在其它一些实施例中，绝缘陶瓷内板11也可以将各部分厚度设置不同，以对电池组2中不同的位置进行重点保护，如电池组2的接头部位电压电流相对较大，可以将绝缘陶瓷内板11设置的相对较厚，以更好的进行绝缘防护。另外，绝缘陶瓷内板11以上还可以设置一些纹路，提高绝缘陶瓷内板11与散热板12的接触面积，提高散热效率和绝缘陶瓷内板11与散热板12之间的连接强度。
同样的，散热板12各部分的厚度相同，方便加工。也可以将散热板12各部分厚度设置不同，以便有针对性对绝缘陶瓷内板11进行保护，如边角位置散热板12的厚度可以设置相对较厚，从而更好的保护绝缘陶瓷内板11。散热板12可以一体成型，提高加工效率，也可以由多块板体组合而成。
绝缘陶瓷内板11的形状可以为方形、圆形、三角形、多边形等形状，以例将车载动力电池制成不同的形状，适合不同的车内安装空间。同理，散热板12也可以为方形、圆形、三角形、多边形等形状。
进一步地，请参阅图3和图4，该电池组2包括固定板23，固定板23上设有若干开孔231，电池单体21插装入相应的开孔231中，以便固定电池单体21。固定板23用来地质学电池单体21，以方便电池单体21的组装、连接，提高车载动力电池的制作效率。开孔231的形状和大小与电池单体21的形状和大小相配合，如电池单体21为圆柱状，开孔231则为圆形，若电池单体21为长方体状，开孔231则为长方形。
固定板23为陶瓷板，固定板23是一体成型。使用陶瓷板可以提高固定板23的耐热性能，从而可以提高车载动力电池的耐热性能。
请一并参阅图2，电池组2中的若干电池单体21并排排列设置，且电池单体21焊接于金属导电板22上。将电池单体21并排排列设置可以将电池单体21排布更为密集，增加车载动力电池的容量；另外，也可以方便对电池单体21进行布局，方便车载动力电池的设计、组装。而将电池单体21焊接在金属导电板22上，可以使电池单体21与金属导电板22连接更牢固，提高抗老化能力，也可以使电池单体21发出的热量能更好的被金属导电板22带走，还可以减小电池单体21与金属导电板22之间的阻抗，减少发热量。
金属导电板22呈网状结构。本实施例中，金属导电板22上可以开设方便焊接电池单体21的通孔221，从而使金属导电板22呈网状结构。在其它一些实施例中，也可以在电池单体21之间的空隙部位开设开口，以使金属导电板22呈网状结构。将金属导电板22设置呈网状结构可以方便电池单体21之间空隙部分的散热的散发，提高散热性能；还可以减少材料使用，降低成本，减轻车载动力电池的重量。其它实施例中，金属导电板22也可以为其它不规则形状。
而在金属导电板22上对应电池单体21的位置开设有通孔221，可以方便将该电池单体21与该金属导电板22进行焊接连接。
金属导电板22上设有连接梁222，以方便将电池单体21与金属导电板22进行电连接。本实施例中，连接梁222横穿通孔221。当将电池单体21与金属导电板22的连接梁222进行焊接时，可以将焊接头经通孔221伸入连接梁222与电池单体21之间，将电函单体与连接梁222焊接连接。当然，在其它实施例中，连接梁222也可以由通孔221的内壁凸设而出。还有一些实施例中，也可以直接将电池单体21焊接在通孔221的边缘上。
金属导电板22可以一体成型，以提高强度、降低阻抗。当然也可以使用多段板体组合连接成金属导电板22，以方便制作较大的车载动力电池。金属导电板22可以使用无氧铜、铜合金、镍、镍合金等材料制作，如使用无氧铜，可以降低金属导电板22的阻抗，减少金属导电板22的发热，提高散热效率。
请参阅图2至图4，本实用新型的车载动力电池制作方法如下：
将若干电池单体21以串联、并联或串并联的方式进行排列，并统一插入固定板23的开孔231口，然后将各电池单体21焊接在金属导电板22上，组成电池组2，再用保护罩1将电池组2包裹起来形成车载动力电池。电池单体21可以是锂离子电池，也可以是其它电池。本实用新型的车载动力电池不限电池单体21的数量，可根据需要选择电池单体21的数量，也可以根据需要制作相应的形状。
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 (10)
1.一种车载动力电池，包括保护罩和安装于所述保护罩中的电池组，所述电池组包括经串联或/和并联连接的若干电池单体，其特征在于，所述电池组还包括用于将若干所述电池单体进行串联或/和并联连接的金属导电板，若干所述电池单体安装于所述金属导电板上；所述保护罩包括绝缘陶瓷内板和设于所述绝缘陶瓷内板的相对外侧的散热板；所述金属导电板贴于所述绝缘陶瓷内板的相对内侧。
2.如权利要求1所述的车载动力电池，其特征在于，所述散热板为金属散热板，所述散热板粘结或焊接于所述绝缘陶瓷内板上。
3.如权利要求1所述的车载动力电池，其特征在于，所述绝缘陶瓷内板是一体成型。
4.如权利要求1-3任一项所述的车载动力电池，其特征在于，所述电池组还包括用于支撑若干所述电池单体的固定板，所述固定板上开对应所述电池单体的位置设有开孔，所述电池单体插装入相应的所述开孔中。
5.如权利要求4所述的车载动力电池，其特征在于，所述固定板为陶瓷板，所述固定板是一体成型。
6.如权利要求1-3任一项所述的车载动力电池，其特征在于，若干所述电池单体并排排列设置，且所述电池单体焊接于所述金属导电板上。
7.如权利要求6所述的车载动力电池，其特征在于，所述金属导电板呈网状结构。
8.如权利要求6所述的车载动力电池，其特征在于，所述金属导电板上对应所述电池单体的位置开设有方便将该电池单体与该金属导电板焊接的通孔。
9.如权利要求8所述的车载动力电池，其特征在于，所述金属导电板上设有用于与相应的所述电池单体进行焊接连接的连接梁，所述连接梁横穿所述通孔。
10.如权利要求8所述的车载动力电池，其特征在于，所述金属导电板上设有用于与相应的所述电池单体进行焊接连接的连接梁，所述连接梁由所述通孔的内壁凸设而出。
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