CN205004575U - 一种汇流板及具有该汇流板的电动汽车、电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汇流板及具有该汇流板的电动汽车、电池包，该汇流板包括具有导电功能的板体(61)，沿长度方向，所述板体(61)上设置有若干联接结构，各所述联接结构与电芯组件中各电芯(1)一一对应，相邻两所述联接结构之间的板体(61)向上或向下凸起形成一空腔结构(6a)；与现有技术中的平板结构相比，本实用新型中的汇流板的相邻联接结构之间设置有空腔结构，当电芯因温度升高发生形变时，因空腔结构比较容易变形，两侧的联接焊点可以挤压空腔结构形变，进而达到焊点随电芯一起同步运动的目的，避免焊点与电芯分离导致电芯组件工作能力下降现象的发生。

Description

一种汇流板及具有该汇流板的电动汽车、电池包

技术领域

本实用新型涉及新能源技术领域，特别涉及一种汇流板及具有该汇流板的电动汽车、电池包。

背景技术

能源短缺和环境污染是现今世界汽车工业发展面临的两大挑战，因此展开新能源汽车的研究已经刻不容缓。纯电动汽车较传统汽车而言，具有节能、环保、经济、方便等优势。

目前电动汽车用电池包主要包括以下几种：金属氢化物镍电池、锂离子电池、超级电容、燃料电池。超级电容储电量低，不能长时间驱动车辆，金属氢化物电池比容低、体积大，燃料电池成本比较高，并且瞬时输出能力相对比较差。而锂离子电池的电压是上述几类电池中最高的，并且锂离子电池也避免了低温性能不好的缺点，能量密度比较高，容易实现公交车的续航里程的要求，故广泛应用于电动汽车领域。

锂离子电池主要包括壳体以及置于壳体内部的电芯组件，电芯组件由若干个电芯，各电芯的电极通过汇流板串联，并且汇流板上设置有连接外部导线的接线柱，接线柱连接外部导线，各电芯的电流经汇流板、接线柱传输至外部导线，多个电芯组件的外部导线相互连接汇合成电源对外界进行供电。

目前，汇流板一般采用铜板，铜板与电芯焊接连接。电池包经过一段时间使用后，汇流板与电芯焊接点分离为现有技术电池包出现比较多的问题之一。

因此，如何解决现有技术电池包汇流板与电芯焊点分离技术问题，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的为提供一种汇流板及具有该汇流板的电动汽车、电池包，该汇流板能够有效解决现有技术中汇流板与电芯焊点分离的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于电池包的汇流板，包括具有导电功能的板体，沿长度方向，所述板体上设置有若干联接结构，各所述联接结构与电芯组件中各电芯一一对应，相邻两所述联接结构之间的板体向上或向下凸起形成一空腔结构。

与现有技术中的平板结构相比，本实用新型中的汇流板的相邻联接结构之间设置有空腔结构，当电芯因温度升高发生形变时，因空腔结构比较容易变形，两侧的联接焊点可以挤压空腔结构形变，进而达到焊点随电芯一起同步运动的目的，避免焊点与电芯分离导致电芯组件工作能力下降现象的发生。

可选的，沿长度方向，所述板体上还设置有若干通孔，各所述通孔与各电芯的防爆阀相对应。

可选的，所述板体为铜板。

可选的，所述板体的端部还焊接有螺柱，所述螺柱用于连接外部导线。

可选的，所述板体除各所述联接结构外的表面还附有绝缘层。

可选的，所述绝缘层为树脂涂层。

可选的，相邻两所述联接结构之间的板体向上凸起，且凸起的横截面的形状为圆拱形或矩形或三角形或梯形。

在上述汇流板的基础上，本实用新型还提供了一种电池包，包括壳体、至少一组电芯组件；所述壳体具有内腔，各所述电芯组件定位于所述壳体的内腔中，至少一组所述电芯组件中的各电芯通过上述所述的汇流板连接。

此外，本实用新型提供一种电动汽车，包括车架以及置于所述车架上的电池包，所述电池包为上述所述的电池包。

因电池包、电动汽车包括具有上述技术效果的汇流板，故电动汽车、电池包也具有汇流板的上述技术效果，在此不作详述。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例中汇流板的结构示意图；

图2为本实用新型一种具体实施例中电池包的结构示意图；

图3为电池包的三维结构示意图；

图4为电池包从另一方向的三维结构视图；

图5为本实用新型一种具体实施例中走线板的结构示意图。

其中，图1至图5中部件名称与附图标记之间的一一对应关系如下所示：

电芯1、隔板2、走线板3、走线槽31、凹槽32、防爆阀泄压口33、凸台34、螺栓孔3a、壳体4、下盖板41、侧板42、上横臂421、下横臂422、立臂423、安装孔42a、上盖板43、加强结构431、散热板5、汇流板6、空腔结构6a、通孔6b、板体61、螺柱62、钢带8、正极14、负极15、高压接插件16、低压接插件17、风扇18、采集盒控制器19、通风孔20、防爆阀21。

具体实施方式

本实用新型的核心为提供一种汇流板及具有该汇流板的电动汽车、电池包，该汇流板能够有效解决现有技术中汇流板与电芯焊点分离的技术问题，提高了电池包工作稳定性和使用安全性。

针对背景技术中所描述的现有技术电池包中汇流板和电芯焊点分离的弊端，本文进行了深入研究，研究发现导致现有技术中电芯与连接铜排焊点分离的主要原因在于：电芯在充放电过程中，其温度都是非恒定的，也就是说，电芯在充放电过程中温度都会升高，电芯温度升高，电芯将会在横向和竖向产生一定量的形变量，尤其是沿横向电芯的形变量比较大。而，现有技术中的连接铜排为平板结构，其很难在横向产生形变，即连接铜排不能随电芯同步发生形变，故电芯形变量产生的应变力将焊点拉裂。

需要说明的是，本文将电芯组件中电芯排列的方向定义为横向。

在上述研究的基础上，本实用新型进一步提出了以下解决方案，具体如下。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

需要说明的是，本文中上、下、内、外等方位词是以电池包处于安装使用状态为参照。

请参考图1至图4，图1为本实用新型一种实施例中汇流板的结构示意图，图2为本实用新型一种具体实施例中电池包的结构示意图；图3为电池包的三维结构示意图；图4为电池包从另一方向的三维结构视图。

本实用新型提供了一种电池包，电池包主要结构包括壳体4、电芯组件，壳体4的主要作用为容纳、保护电芯组件，并且设置安装结构，安装结构用于配合电池包使用环境(电动汽车等)安装固定。故，必然要求壳体4具有一定的强度，壳体4可以选用金属加工制作，为了电池包内部各组件的安装，壳体4一般设计为分体结构，具体地，壳体4可以包括上盖板43、下盖板41、以及设置于上盖板43和下盖板41周向、连接两盖板的侧板42，侧板42的数量可以为四个，下盖板41与侧板42可以通过焊接等方式固定。

当然，壳体4的结构可不排除下盖板41与侧板42一体成型的结构方式。为了便于操作者接线，上盖板43表面还可以设置正极14和负极15的标记。

电芯组件由若干各电芯1组成，各电芯1可以通过汇流板6串联，汇流板6可以选用铜汇流板，即连接铜排，当然，汇流板6也可以选用其他材质，并不局限于铜，只要能实现各电芯1的可靠联接即可。电池包中电芯组件的数量往往不止一个，具有多个，电芯组件的具体数量根据使用环境需求具体设置。电芯组件之间一般还设置有隔板2，隔板2将两个相邻的电芯组件隔开，以利于电芯组件之间的散热。隔板2的具体形状本文中不做具体介绍，可参考现有技术。

在一种具体实施方式中，汇流板6的板体上设置有与电芯组件中各电芯1对应的联接结构，联接结构可以为预留的焊接点，焊接点与电芯1极耳对应焊接。汇流板6除焊点的表面可以预喷绝缘层，绝缘涂层可以为树脂一类非导电材料的涂层。绝缘层可以有效避免板体61与电池包内部其他部件联电，保障电池包使用安全。

并且，汇流板6的相邻两联接结构之间的板体61向上或向下凸起形成一空腔结构。具体地，相邻两联接结构之间的板体61向上凸起，且凸起的横截面的形状为圆拱形，或者矩形或三角形或梯形等多边形结构；该类结构的加工比较简单易行。

与现有技术中的平板结构相比，本实用新型中的汇流板6的相邻联接结构之间设置有空腔结构，当电芯1因温度升高发生形变时，因空腔结构比较容易变形，两侧的联接焊点可以挤压空腔结构形变，进而达到焊点随电芯1一起同步运动的目的，避免焊点与电芯1分离导致电芯组件工作能力下降现象的发生。

本领域内技术人员应当理解，汇流板6横截面积的设计必然符合过流要求。汇流板上还可以焊接有螺柱62，螺柱62用于连接外部导线。

进一步地，本文中的电池包进一步包括散热板5，散热板5安装于壳体4的内部，各电芯组件的底部抵靠于散热板5的上表面。具体地，电芯组件在电池包中的定位可以为：各电芯组件组装后通过钢带8对电芯组件完成二维平面定位，即X、Y方向的定位与固定；沿竖直方向(Z方向)，可以通过螺栓锁紧于散热板5上表面。散热板5的下表面具有散热结构，即下表面为散热表面，一般为了增大散热表面积，散热结构可以设置为单独的散热装置，也可以为多片散热翅片，散热翅片的设置可以参考现有技术。散热板5可以选择完全置于壳体4内部，当然散热板5也可以为壳体4的一部分，散热结构可以置于外部空间。

本领域内技术人员通过以上描述必然可以得出，隔板2等部件必然也安装于散热板5的上表面。

本文中将电芯组件安装于散热板5的上表面，在散热板5的下表面设计散热结构，在工作过程中，电芯1产生的热量通过散热板5传递至下表面的散热结构，由散热结构散发至外界环境中。在装配时，因散热结构与电芯组件分别分居于散热板5的两侧，两者分别处于不同的空间，散热结构和电芯组件的安装相对独立，互不干涉，即散热结构对电芯组件的安装基本不会产生影响，大大降低了电池包组装工艺，并且装配工艺相对比较简单，提高电池包工作稳定性和使用安全性。而且，该散热结构能够满足电池包的基本散热需求。

为了进一步提高电芯1的散热能力，尤其对于容量比较大的电池包散热要求更加高。本文进一步设置有强制散热通道。

请参考图5，图5为本实用新型一种具体实施例中走线板的结构示意图。

上述各实施例中，电池包还可以包括走线板3，走线板3压设于各电芯组件的上端部，并沿竖直方向，通过锁紧部件与散热板5锁紧；走线板3的上表面设置有走线槽31，电池包壳体4内部的导线(温度传感器、电压传感器与外部采集控制器的连接导线)可以沿走线槽31布置，有利于规范性布线。并且走线板3的下表面具有若干凹槽32，凹槽32与电芯组件的上表面配合形成风道。也就是说，走线板3的下表面上设置有若干向下的凸台34，相邻凸台34之间形成上述凹槽32结构，安装时，凸台的下表面抵靠电芯1。

当然，通过风道的气流可以通过外部设置的风扇18提供，对应风扇18的壳体4上也必然设置有通风孔20，即风扇18和通风孔20可以分别设于相对两侧板42上。

该实施方式中，风扇18可以强制将外界冷空气输送至风道，然后经过风道时与电芯1的上端部换热，换热后的风经对面的通风孔流至外界。强制换热可以提高对电池包内部换热效率，保障电池包内部的温度控制，进一步提高电池包工作稳定性。

本领域内技术人员应当理解，风扇18等强制制冷部件是否启动、或者启动的工作功率，是控制器通过电池包壳体4内部设置的温度传感器、压力传感器等部件的检测信号分析、判断后，发出的控制指令控制的。

一般地，各电芯1上还设置有防爆阀21，防爆阀21与走线板3之间的距离一般应具有一定间距，该间距通常不小于7mm，故走线板3对应该防爆阀的位置还进一步开设有防爆排泄口。防爆排泄口33的直径大小可以根据防爆阀具体型号设计。这样，当某一电芯1故障时，其内部气体可以自其上的防爆阀排出，因该防爆阀的顶部开设有防爆排泄口33，防爆阀排出的气体可以迅速扩散，保障电池包的安全性。

当然，汇流板6对应防爆阀位置也设置有通孔6b，避免与防爆阀21干涉。

因金属的散热效果比较佳，散热板5可以使用铝板等金属板制作，则电芯1与散热板5、壳体4之间的绝缘性是非常必要的，即安全性设计是电池包在设计使用时必须考虑的重要因素之一。

具体地，上述各实施例中的锁紧部件可以为螺栓，走线板3的四角位置、与走线板3的四角位置相对的隔板2、所述散热板5三者上设置有同轴螺栓孔3a，与走线板3的四角位置相对的隔板2为绝缘体、所述散热板5与所述螺栓连接位置设置有绝缘结构，螺栓穿过走线板3的螺栓孔固定连接走线板3、各电芯组件、散热板5。

这样，尽量保证电芯组件与壳体4的绝缘，满足电气间隙和爬电距离的要求。

对于上述各实施例中的壳体4，其上盖板43、所述下盖板41、各所述侧板42围成所述壳体4的内腔，并且侧板42为U型结构，所述U型结构的开口向外，U型结构包括两横臂以及连接两横臂的立臂，上盖板43、下盖板41连接立臂，两横臂开设有电池包的安装结构。如图所示，本文将两横臂定义为上横臂421、下横臂422，上横臂421和下横臂422上均设置有安装孔42a，该安装孔42a为上述安装结构，当电池包安装于车辆或其他部件上时，螺钉可以穿过上横臂421、下横臂422上的安装孔42a连接车辆或其他部件的相应结构。当然，上、下横臂上的安装结构还可以为其他形式。

上述实施例中风扇18、采集盒控制器19、高压接插件16、低压接插件17等部件可以安装于U型结构的开口内部，使风扇18等部件尽量不突出于电池包壳体4，并且又不占据壳体4内部空间，使整体空间更加紧凑，节约空间。对于公交车而言，电池包安装于行李舱内部，电池包结构紧凑在一定程度上可以增大电动车行李舱的空间利用率。

并且，为了增强壳体4的使用强度，上盖板43、下盖板41至少一者通过冲压工艺成型，并且冲压件的表面具有冲压形成的加强结构。加强结构一般为通过冲压成型形成的具有一定形状的结构，例如图中的X结构。

这样，在不增加结构的同时，完成了上盖板43、下盖板41的结构强度的增加以及振动变形量的控制，提升电池包系统的振动频率，避免与电动车车体共振。

此外，本实用新型还提供了一种电动汽车，包括车架以及置于所述车架上的电池包，电动汽车的电池包为上述任一实施例所述的电池包。

因电动汽车包括具有上述技术效果的电池包，故电动汽车也具有电池包的上述技术效果，在此不作详述。

电动汽车其他部分的结构与现有技术相同，请参考现有技术相关资料。

以上对本实用新型所提供的一种电动汽车及电池包进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于电池包的汇流板，包括具有导电功能的板体(61)，其特征在于，沿长度方向，所述板体(61)上设置有若干联接结构，各所述联接结构与电芯组件中各电芯(1)一一对应，相邻两所述联接结构之间的板体(61)向上或向下凸起形成一空腔结构(6a)。

2.如权利要求1所述的汇流板，其特征在于，沿长度方向，所述板体(61)上还设置有若干通孔(6b)，各所述通孔(6b)与各电芯的防爆阀相对应。

3.如权利要求1所述的汇流板，其特征在于，所述板体(61)为铜板。

4.如权利要求1所述的汇流板，其特征在于，所述板体(61)的端部还焊接有螺柱(62)，所述螺柱(62)用于连接外部导线。

5.如权利要求1所述的汇流板，其特征在于，所述板体(61)除各所述联接结构外的表面还附有绝缘层。

6.如权利要求5所述的汇流板，其特征在于，所述绝缘层为树脂涂层。

7.如权利要求1至3任一项所述的汇流板，其特征在于，相邻两所述联接结构之间的板体(61)向上凸起，且凸起的横截面的形状为圆拱形或矩形或三角形或梯形。

8.一种电池包，包括壳体(4)、至少一组电芯组件；所述壳体(4)具有内腔，各所述电芯组件定位于所述壳体(4)的内腔中，其特征在于，至少一组所述电芯组件中的各电芯通过权利要求1至7任一项所述的汇流板连接。

9.一种电动汽车，包括车架以及置于所述车架上的电池包，其特征在于，所述电池包为权利要求8所述的电池包。