CN209249545U - 电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池包，包括：电池模组；电池包箱体，包括多个横梁和多个纵梁，横梁和纵梁限定多个容纳电池模组的模组容置空间，各个模组容置空间的一侧面设置有一隔离板；液冷组件，设置于隔离板的另一侧，液冷组件和电池模组通过隔离板进行热传导。横梁和纵梁均具有搭接肋，搭接肋上面设置隔热板，隔离板放置在隔热板上，并且两端的横梁的下方与下盖之间也设置有隔热板。各个模组容置空间所对应的隔离板与所对应的横梁的内侧面之间具有第一间隙，且各个模组容置空间所对应的隔离板与所对应的纵梁的内侧面之间具有第二间隙。通过采用本实用新型的方案，提供了一种具有保温箱体结构的电池包，减少环境对电池的影响，并实现电池包均温效果。

Description

电池包

技术领域

本实用新型涉及电池包技术领域，尤其涉及一种实现保温均温功能的电池包箱体及电池包。

背景技术

锂离子动力电池的温差较大，会直接引起一些缺陷：(1)电池衰减不一致，甚至引起电池老化加速；(2)电池状态估算误差较大，甚至导致车辆无法行驶；(3)降低电池包冷却/加热效率、延长预冷/预热时间、增加能耗，甚至导致车辆无法行驶，严重情况下会产生着火爆炸等风险。

电池温度过低会减少电池可用容量和电池可用功率。当车辆面向较冷地区销售和使用时，为了延缓低气温对电池可用容量和电池可用功率的影响，电池包需要配置保温结构。电池温度较高会加速电池的老化。在夏天炎热的环境下，对于配置了液冷系统的电池包的车辆，当车辆下电后，环境会加热电池，导致电池温度甚至高于40℃。因此，对于动力电池来说，无论是温度过高、温度过低或者是温差过大，都会对动力电池甚至车辆的性能产生很大的不利影响。

现有技术中，为了实现电池包中电池模组与液冷系统的干湿分离，提供了一种干湿分离电池包。现有技术的干湿分离电池包如图1所示。电池包由上至下依次包括上盖101、电池模组103、第一导热层104、干湿分离隔离板105、第二导热层106、液冷板107和下盖108，电池包的侧面设置有侧板102。由上盖101、侧板102和隔离板105构成第一连通域，除冷却管路和冷却管路附属零件以外的电池包零部件位于第一连通域内，第一连通域中主要容纳电池模组、BMS(Battery Management System，电池管理系统)、高低压线束等。下盖108、隔离板105和侧板102构成第二连通域，冷却管路和冷却管路附属零件位于第二连通域内，第二连通域主要容纳电池冷却管、冷却板和附属支持件、导热片等。防冷液泄露和凝露导致的液体无法从第二连通域喷射或流动到第一连通域内。

然而，这种干湿分离电池包却存在容易受到环境温度影响的缺陷。具体地，由于电池包的干湿分离隔离板105和电池包下盖直接连接，为铝型材结构件，外界环境会通过这些铝型材结构件构成的传热路径，与模组进行热交换，如果没有热隔离设计，干湿分离电池包比采用相同材料的非干湿分离液冷电池包更容易受到环境影响，此种电池包的温差会更大。

实用新型内容

针对现有技术中的问题，本实用新型的目的在于提供一种具有具有保温箱体结构的电池包，减少环境对电池的影响，并实现均温效果。

本实用新型实施例提供一种电池包，包括：电池模组；电池包箱体，所述电池包箱体包括多个横梁和多个纵梁，所述多个横梁和多个纵梁限定多个模组容置空间，所述电池模组放置于所述模组容置空间中，各个所述模组容置空间的一侧面设置有一隔离板，各个所述模组容置空间所对应的隔离板与所对应的横梁的内侧面之间具有第一间隙，且各个所述模组容置空间所对应的隔离板与所对应的纵梁的内侧面之间具有第二间隙；液冷组件，设置于所述隔离板背离所述电池模组的一侧所述液冷组件和所述电池模组通过所述隔离板进行热传导。

可选地，所述第一间隙和所述第二间隙中填充有隔热材料。

可选地，所述纵梁的内侧面设置有纵梁搭接肋，所述纵梁搭接肋包括搭接部，所述搭接部位于所述隔离板的下方，且所述搭接部的上表面与所述隔离板的下表面之间设置有第一隔热板。

可选地，所述纵梁搭接肋还包括位于所述搭接部和所述纵梁之间的延伸部，所述搭接部相对于所述延伸部向下弯折，所述延伸部与所述隔离板平齐设置，且所述延伸部与所述隔离板之间具有所述第二间隙。

可选地，所述横梁的内侧面设置有横梁搭接肋，所述横梁搭接肋位于所述隔离板的下方。

可选地，所述横梁包括位于所述电池包箱体的两端的端部横梁，所述端部横梁的横梁搭接肋与所述隔离板之间设置有第二隔热板。

可选地，所述横梁还包括位于所述端部横梁之间的中部横梁，所述端部横梁所对应的隔离板与所述端部横梁的下端面之间的间距H1小于所述中部横梁所对应的隔离板与所述中部横梁的下端面之间的间距H2。

可选地，还包括设置于所述液冷组件下方的下盖，所述端部横梁的下端面与所述下盖之间设置有第三隔热板。

可选地，所述电池包箱体的一端的端部横梁包括第一横梁和第二横梁，所述第一横梁、所述第二横梁和所述纵梁限定一配件容置空间，所述配件容置空间的一侧设置有配件隔离板，所述配件隔离板的边缘分别与所述第一横梁的内侧面、所述第二横梁的内侧面和所述纵梁的内侧面贴合。

可选地，所述液冷组件包括与所述电池模组一一对应的液冷板单元，所述液冷组件的下方设置有下盖，所述横梁穿过所述液冷板单元之间的间隙后支撑于所述下盖上；所述电池包箱体的上方设置有上盖，所述上盖同时覆盖所述模组容置空间和所述配件容置空间。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

本实用新型所提供的电池包具有下列优点：

本实用新型提供了一种具有保温箱体结构的电池包，通过隔离板与电池包箱体的纵梁和横梁之间的隔离，实现隔绝热量从隔离板的周面传递到横梁和纵梁，以及隔绝热量从横梁和纵梁向隔离板的传递，从而减少环境对电池的影响，减缓环境对电池的加热效果，并且实现电池包均温效果，降低电池老化速度，提高电池可用容量和使用寿命；整体结构简单，实用性强。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1是现有技术中一种电池包的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例的电池包的爆炸图；

图3是本实用新型一实施例的电池包箱体的结构示意图；

图4是图3中A处放大图；

图5是本实用新型一实施例的纵梁与隔离板配合的示意图；

图6是图5中纵梁与隔离板配合部位的放大图；

图7是本实用新型一实施例的纵梁与液冷板和下盖配合的示意图；

图8是图7中B处放大图；

图9是本实用新型一实施例的第六横梁与隔离板配合的示意图；

图10是本实用新型一实施例的第三横梁与隔离板配合的示意图；

图11是本实用新型一实施例的第一横梁、第二横梁与隔离板配合的示意图；

图12是本实用新型一实施例的第六横梁与液冷板和下盖配合的示意图；

图13是本实用新型一实施例的第三横梁与液冷板和下盖配合的示意图；

图14是本实用新型一实施例的第一横梁、第二横梁与液冷板和下盖配合的示意图；

图15为对现有技术中电池包进行测试的降温曲线图；

图16为对本实用新型的电池包进行测试的降温曲线图。

附图标记：

现有技术

101 上盖 105 隔离板

102 侧板 106 第二导热层

103 电池模组 107 液冷板

104 第一导热层 108 下盖

本实用新型

1 上盖 422 第二纵梁

2 电池模组 43 隔离板

3 导热垫片 44 纵梁搭接肋

4 电池包箱体 441 延伸部

41 横梁 442 搭接部

411 第一横梁 45 第一隔热板

412 第二横梁 46 横梁搭接肋

413 第三横梁 47 第二隔热板

414 第四横梁 48 模组容置空间

415 第五横梁 49 配件容置空间

416 第六横梁 5 液冷组件

42 纵梁 6 下盖

421 第一纵梁 7 第三隔热板

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

如图2所示，为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种电池包，包括电池包模组2、电池包箱体4和液冷组件5。其中，所述电池包箱体4包括多个横梁41和多个纵梁42，所述多个横梁41和多个纵梁42限定多个模组容置空间48，所述电池模组2放置于所述模组容置空间48中，各个所述模组容置空间48的下侧面设置有一隔离板43。所述液冷组件5设置于所述电池包箱体4的下方，且所述液冷组件5和所述电池模组2通过所述隔离板43进行热传导。

在该实施例中，所述模组容置空间48的上方还设置有上盖1。电池模组2位于上盖1、横梁41、纵梁42和隔离板43限定的模组容置空间48中，而液冷组件5则与电池模组2通过隔离板43间隔开来，避免液冷组件5中的防冻液泄露和凝露导致的液体喷射或流动到模组容置空间48中。所述电池包箱体4中的电池模组2通过隔离板43与液冷组件5进行热传导。在该实施例中，所述电池模组2与所对应的隔离板43之间还设置有导热垫片3，所述电池模组2依次通过所述导热垫片2和所述隔离板43与所述液冷组件5进行热传导。

如图2所示，在该实施例中，冷却组件5包括与所述电池模组2一一对应的多个液冷板单元，相邻两个液冷板单元之间具有一定间隙供横梁41穿过，所述液冷组件的下方设置有下盖6，所述横梁41穿过所述液冷板单元之间的间隙后支撑于所述下盖6上，从而与纵梁42一起支撑整个电池包箱体4和电池模组2。

如图3所示，在该实施例中，电池包箱体4包括六个横梁411～416和两个纵梁421和422。但本实用新型不限于此，横梁41和纵梁42的数量可以根据需要进行选择和设置。在该实施例中，第一横梁411、第二横梁412、第一纵梁421和第二纵梁422限定了配件容置空间49，配件容置空间49中放置电池模组配件，此处电池模组配件指的是电池包中除了电池模组之外的其他组件，如电池管理系统(BMS)、高压电器盒等等。第三横梁413、第四横梁414、第五横梁415、第六横梁416、第一纵梁421和第二纵梁422限定了四个模组容置空间48。模组容置空间48的具体数量可以根据实际应用的电池模组2的数量进行选择。所述上盖1同时覆盖所述配件容置空间49和模组容置空间48，形成封闭的电池包容纳腔体，上盖1也可以根据各个容置空间的设置分段设置。

如图4所示，为了避免隔离板43与横梁41和纵梁42之间的热传导，各个所述模组容置空间48所对应的隔离板43与限定该模组容置空间48的横梁41的内侧面之间具有第一间隙G1，且各个所述模组容置空间48所对应的隔离板43与限定该模组容置空间48的纵梁42的内侧面之间具有第二间隙G2，从而避免热量从隔离板43向横梁41和纵梁42传递，提高电池包整体的均温性，也可以避免横梁41和纵梁42的热量通过隔离板43传递至电池模组2，减少了环境温度的影响。第一间隙G1的大小可以和第二间隙G2的大小相同或不同。为了使得结构简单和结构统一，在一种实施方式中，第一间隙G1和第二间隙G2的值相同，且可以在0.5mm～1.5mm范围内选择，例如G1＝G2≈1mm。所述第一间隙和所述第二间隙中可以为空气，也可以填充有隔热材料，例如橡胶、海绵等等。

在该实施例中，所述配件容置空间49的下侧面也设置有隔离板43，该隔离板43的边缘可以分别与所述第一横梁411的内侧面、所述第二横梁412的内侧面和所述纵梁42的内侧面贴合。在其他实施方式中，该隔离板43的边缘可以分别与所述第一横梁411的内侧面、所述第二横梁412的内侧面和所述纵梁42的内侧面之间设置有至少一侧间隙。

如图5和图6所示，所述纵梁42的内侧面设置有纵梁搭接肋44，所述纵梁搭接肋44包括搭接部442，所述搭接部442位于所述隔离板43的下方，且所述搭接部442的上表面与所述隔离板43的下表面之间设置有第一隔热板45。第一隔热板45的导热系数优选小于1.5W/mK，用于阻隔热量在隔离板43的端面和纵梁42之间的传递。在该实施例中，所述纵梁搭接肋44还包括位于所述搭接部442和所述纵梁42之间的延伸部441，所述搭接部442相对于所述延伸部441向下弯折，所述延伸部441与所述隔离板43平齐设置，且所述延伸部441与所述隔离板43之间具有所述第二间隙，以隔绝隔离板43与纵梁42之间的热量传递。

第一隔热板45的高度为H，高度H必须满足液冷组件5安装到电池包箱体4的下方后，纵梁搭接肋44与液冷组件5之间不会发生干涉。如图7和图8所示，液冷组件5与纵梁搭接肋44之间存在间隙，保证液冷组件5与纵梁搭接肋44之间不发生干涉。第一隔热板45优选具有一定硬度的隔热材料，如具有阻燃性能的塑料，可以承受导热垫片3材料变形产生的压力，而不会发生明显的压缩，保证导热垫片3和电池模组2以及导热垫片3与隔离板43之间较好的热接触。第一隔热板45可以与纵梁搭接肋预44装配成合件，然后再与隔离板43装配；也可以将第一隔热板45先与隔离板43装配成合件，再与纵向搭接肋44装配。

如图9～11所示，所述横梁41的内侧面设置有横梁搭接肋46，所述横梁搭接肋46位于所述隔离板43的下方。在该实施例中，所述横梁包括位于所述电池包箱体4的两端的端部横梁和位于所述端部横梁之间的中部横梁。在该实施例中，端部横梁包括位于电池包箱体4的一端并限定配件容置空间49的第一横梁411和第二横梁412以及位于电池包箱体4的另一端的第六横梁416，中部横梁包括第三横梁413、第四横梁414和第五横梁415。

如图9和图11所示，所述第一横梁411、第二横梁412和第六横梁416的横梁搭接肋46与所述隔离板43之间设置有第二隔热板47。而如图10所示，以第三横梁413为例的中部横梁的横梁搭接肋46则与隔离板43的端面直接接触。根据传热理论，位于第二横梁412和第三横梁413之间的电池模组4和位于第五横梁415和第六横梁416之间的电池模组4与环境的热交换速度远大于其他位置的电池模组4与环境的热交换速度。此设计可以平衡不同位置的电池模组4与环境之间热交换的速度，实现模组均温效果。第二隔热板47的材料可以选择与第一隔热板45相同的材料，第二隔热板47也可以采用分段的形式。第二隔热板47的高度也优选与第一隔热板45的高度相同，以实现结构统一和结构简单。

第六横梁416与隔离板43配合的结构如图9所示，第六横梁416所对应的隔离板43与所述第六横梁416的下端面之间的间距为H1。中部横梁与隔离板43配合的结构如图10所示，其中以第三横梁413为例，第四横梁414和第五横梁415的结构与第三横梁413的结构相同，中部横梁所对应的隔离板43与所述中部横梁的下端面之间的间距为H2。第一横梁411和第二横梁412与隔离板43配合的结构如图11所示，第一横梁411和第二横梁412所对应的隔离板43与第一横梁411和第二横梁412的下端面之间的间距为H1。在一种实施方式中，间距H2大于间距H1，间距H2和间距H1之间的差值可以为1mm～3mm。根据传热理论，位于第二横梁412和第三横梁413之间的电池模组4和位于第五横梁415和第六横梁416之间的电池模组4与环境的热交换速度远大于其他位置的电池模组4与环境的热交换速度。因此，如图12～14所示，所述第一横梁411、第二横梁412和第六横梁416的下端面与所述下盖6之间分别设置有第三隔热板7。该第三隔热板7的高度与H2-H1的值相同。第三隔热板7的导热系数小于1.5W/mK。当电池模组4的热量传递至横梁41之后，可以通过横梁41与下盖6之间的第三隔热板7阻隔热量传递到下盖6，进而散失到环境中。该设计可以平衡不同位置的电池模组4与环境之间热交换的速度，实现电池模组均温效果。第三隔热板7推荐采用结构胶水，采用结构胶水可以同时实现较好的密封、较好的隔热效果和较好的装配强度。

如图15和图16所示，为分别采用现有技术中电池包和本实用新型电池包进行仿真测试的降温曲线图。

此处，以96个电芯的电池包为例进行仿真，取每个电芯上表面的平均温度作为研究对象，因此有96个研究对象；仿真模型采用自然对流瞬态模型、电池包置于空气中，自行求解自然对流换热，电池包初始温度20℃，环境温度-20℃；隔热结构胶层厚度H2-H3＝4毫米，H1-H3＝4毫米；隔热板厚度H＝2毫米；G1＝G2＝1毫米，隔热材料导热系数2.0W/mK；

其中，T_max表示96个研究对象中有一个最大值，即电芯上表面平均温度最大值；T_min表示96个研究对象中有一个最大值，即电芯上表面平均温度最大值；T_diff表示温差值，即T_diff＝T_max-T-min；

采用现有技术中电池包(无隔热板和隔热结构胶层)和本实用新型中电池包(有隔热板和隔热结构胶层)的数据对比如下表1：

表1

从表1中的对比可以看出，通过采用本实用新型的保温箱体结构，在电池包中增加隔热板和隔热结构胶层，可以大大提高电池包的保温效果，延缓电池包降温到0℃的时间，并且最大温差明显降低，从而大大减少环境对电池的影响。

综上所述，与现有技术相比，本实用新型所提供的电池包具有下列优点：

本实用新型提供了一种具有保温箱体结构的电池包，通过隔离板与电池包箱体的纵梁和横梁之间的隔离，实现隔绝热量从隔离板的周面传递到横梁和纵梁，以及隔绝热量从横梁和纵梁向隔离板的传递，从而减少环境对电池的影响，减缓环境对电池的加热效果，并且实现电池包均温效果，降低电池老化速度，提高电池可用容量和使用寿命；整体结构简单，实用性强。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括：

电池模组；

电池包箱体，所述电池包箱体包括多个横梁和多个纵梁，所述多个横梁和多个纵梁限定多个模组容置空间，所述电池模组放置于所述模组容置空间中，各个所述模组容置空间的一侧面设置有一隔离板，各个所述模组容置空间所对应的隔离板与所对应的横梁的内侧面之间具有第一间隙，且各个所述模组容置空间所对应的隔离板与所对应的纵梁的内侧面之间具有第二间隙；

液冷组件，设置于所述隔离板背离所述电池模组的一侧，所述液冷组件和所述电池模组通过所述隔离板进行热传导。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述第一间隙和所述第二间隙中填充有隔热材料。

3.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述纵梁的内侧面设置有纵梁搭接肋，所述纵梁搭接肋包括搭接部，所述搭接部位于所述隔离板的下方，且所述搭接部的上表面与所述隔离板的下表面之间设置有第一隔热板。

4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述纵梁搭接肋还包括位于所述搭接部和所述纵梁之间的延伸部，所述搭接部相对于所述延伸部向下弯折，所述延伸部与所述隔离板平齐设置，且所述延伸部与所述隔离板之间具有所述第二间隙。

5.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述横梁的内侧面设置有横梁搭接肋，所述横梁搭接肋位于所述隔离板的下方。

6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述横梁包括位于所述电池包箱体的两端的端部横梁，所述端部横梁的横梁搭接肋与所述隔离板之间设置有第二隔热板。

7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述横梁还包括位于所述端部横梁之间的中部横梁，所述端部横梁所对应的隔离板与所述端部横梁的下端面之间的间距H1小于所述中部横梁所对应的隔离板与所述中部横梁的下端面之间的间距H2。

8.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于，还包括设置于所述液冷组件下方的下盖，所述端部横梁的下端面与所述下盖之间设置有第三隔热板。

9.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述电池包箱体的一端的端部横梁包括第一横梁和第二横梁，所述第一横梁、所述第二横梁和所述纵梁限定一配件容置空间，所述配件容置空间用于容纳电池管理系统和高压电器盒，所述配件容置空间的一侧设置有配件隔离板，所述配件隔离板的边缘分别与所述第一横梁的内侧面、所述第二横梁的内侧面和所述纵梁的内侧面贴合。

10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于，所述液冷组件包括与所述电池模组一一对应的液冷板单元，所述液冷组件的下方设置有下盖，所述横梁穿过所述液冷板单元之间的间隙后支撑于所述下盖上；

所述电池包箱体的上方设置有上盖，所述上盖同时覆盖所述模组容置空间和所述配件容置空间。