CN212303810U - 电池包及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池包及车辆，包括：箱体，箱体形成有安装空间；电池阵列，电池阵列设置于安装空间内，电池阵列包括多个沿预设方向排布的电芯，预设方向与电芯的厚度方向平行；楔形件，楔形件在预设方向上设置于电池阵列和箱体之间，楔形件的厚度在箱体的顶部到箱体的底部的方向上逐渐减小，以在施加于楔形件上且使楔形件插入箱体内的压力为预设压力时，电池阵列在安装空间内受到的挤压力为预定预紧力。通过在箱体内设置楔形件，楔形件的位置相对箱体可变，经过调整使得电池阵列在安装空间内受到的挤压力为预定预紧力，所以不仅可以给电芯提供最合适的初始预紧力，提高电芯的循环性能，同时还可提高箱体的模态，提高箱体的抗振动可靠性。

Description

电池包及车辆

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池包及车辆。

背景技术

相关技术中，电池包通常采用定尺寸设计，即，当多个电芯依次排布形成电池阵列后，通过施加不同程度的初始预紧力，使得排布好的电池阵列整体厚度为一定值。但是，由于每个电芯在制造时的偏差造成其厚度存在一定的差异，进而导致含有同等数量电芯的电池阵列的整体厚度存在差异，这样为了使不同的电池阵列(每个电池阵列均含有同等数量的电芯)的厚度达到一定值，必然会给电池阵列施加不同的初始预紧力，从而导致电芯的循环性能产生差异，进而影响电芯的循环使用寿命。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出了一种电池包，通过在箱体内设置楔形件，楔形件的位置相对箱体可变，经过调整使得电池阵列在安装空间内受到的挤压力为预定预紧力，所以不仅可以给电芯提供最合适的初始预紧力，提高电芯的循环性能，同时还可提高箱体的模态，提高箱体的抗振动可靠性。

本实用新型还提出了一种车辆。

根据本实用新型实施例的电池包，包括：箱体、电池阵列和楔形件，所述箱体形成有安装空间，所述电池阵列设置于所述安装空间内，所述电池阵列包括多个沿预设方向排布的电芯，所述预设方向与所述电芯的厚度方向平行，所述楔形件在所述预设方向上设置于所述电池阵列和所述箱体之间，所述楔形件的厚度在所述箱体的顶部到所述箱体的底部的方向上逐渐减小，以在施加于楔形件上且使楔形件插入箱体内的压力为预设压力时，所述电池阵列在所述安装空间内受到的挤压力为预定预紧力。

根据本实用新型实施例的电池包，先将电池阵列装入箱体内，然后对楔形件施加外力以使楔形件插入箱体内并对电池阵列挤压，并且楔形件在预设方向(也即在电芯的厚度方向)上设置于电池阵列和箱体之间，楔形件的厚度在箱体的顶部到箱体的底部的方向上逐渐减小，并且当施加于楔形件上的压力为预设压力时，电池阵列在安装空间内受到的挤压力即为预定预紧力。其中，根据电芯的性能要求，可以事先通过试验确定出在电池阵列处于挤压状态时，能够使得电芯在生命周期内具有较佳循环次数和充放电性能的最佳挤压力，也即预定预紧力。因此，对于厚度不同的电池阵列(每个电池阵列均具有同等数量的电芯)，通过控制施加于楔形件上的压力为预设压力，可以使得施加在每个电池阵列上的挤压力均为预定预紧力，从而可提高每个电池阵列中的电芯的循环次数和充放电性能，同时还可提升箱体的模态，以及提高箱体的抗振动可靠性。

根据本实用新型的一些实施例，所述箱体的内壁包括在所述预设方向上相对的第一斜面和第一竖面，所述楔形件在所述预设方向具有相对的配合斜面和配合竖面，所述配合斜面贴设于所述第一斜面，所述电池阵列的一侧贴设于所述配合竖面，所述电池阵列的另一侧贴设于所述第一竖面。

根据本实用新型的一些实施例，所述电池阵列中邻近所述楔形件设置的电芯为端部电芯，所述端部电芯与所述楔形件之间摩擦系数为μ1，所述箱体与所述楔形件之间摩擦系数为μ2，所述楔形件的楔角为θ，施加于所述楔形件上的预设压力为Fz，所述电池阵列受到的预定预紧力为Fc，其中，Fz与Fc满足以下关系：

根据本实用新型的一些实施例，所述电池包还包括固定件，所述固定件与所述箱体连接，以将所述楔形件固定于所述安装空间内。

根据本实用新型的一些实施例，所述固定件为螺栓，所述箱体上设有螺孔，所述楔形件上设有固定孔，所述螺栓穿过所述固定孔以与所述螺孔相配合，所述固定孔背离所述电池阵列的一侧设有避让口以避让所述螺栓。

根据本实用新型的一些实施例，所述螺栓包括杆体及与所述杆体连接的头部，所述头部的外径大于所述杆体的外径；所述电池包还包括防松限位件，所述防松限位件包括主体和与所述主体连接的限位部，所述主体上设有通孔，所述杆体穿过所述通孔和所述固定孔以与所述螺孔配合，所述主体夹持于所述头部与所述楔形件之间，所述限位部朝靠近所述头部的方向弯折，以压持所述头部。

根据本实用新型的一些实施例，所述电池包包括多个所述固定件和多个所述防松限位件，多个所述固定件沿所述楔形件的长度方向间隔分布，所述楔形件的长度方向与所述电芯的长度方向平行，所述防松限位件与所述固定件对应设置，相邻的两个所述防松限位件的主体通过连接件连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述防松限位件和所述连接件为一体成型结构。

根据本实用新型的一些实施例，所述防松限位件包括防松胶。

根据本实用新型的一些实施例，施加于所述楔形件上的预设压力为Fz，所述螺栓的数量为N，所述螺栓的扭矩系数为K，所述螺栓的直径为d，单个所述螺栓的扭矩为Tf，

其中，Tf与Fz满足以下关系：

根据本实用新型的一些实施例，所述楔形件设置有减重槽或减重孔。

根据本实用新型实施例的车辆，包括所述的电池包。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是电池包的结构示意图；

图2是电池包的爆炸图；

图3是电池包的局部示意图；

图4是电池包的剖面图。

附图标记：

电池包S；

箱体10；安装空间11；筋条12；第一斜面13；

楔形件20；配合斜面211；配合竖面212；避让口213；

防松限位件30；主体31；第一限位部32；第二限位部33；

固定件40；杆体41；头部42；电池阵列50；电芯51；连接件60。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。

下面参考图1-图4描述根据本实用新型实施例的电池包S，该电池包S可以应用于车辆上，用于作为动力电池使用。

如图1和图2所示，电池包S包括：箱体10、电池阵列50和楔形件20，箱体10形成有安装空间11，电池阵列50设置于安装空间11内，箱体10可以起到支撑电池阵列50和保护电池阵列50的作用。并且，电池阵列50包括多个沿预设方向排布的电芯51，预设方向与电芯51的厚度方向平行。其中，电芯51为方形电芯，电芯51具有长度、宽度和厚度，电芯51的长度大于电芯51的宽度，电芯51的宽度大于电芯51的厚度。并且，如图1所示，电芯51的长度方向为X方向，电芯51的厚度方向为Y方向，电芯51的宽度方向为Z方向。

在一实施例中，电芯51的长度方向与电池包S的长度方向平行，电芯51的厚度方向与电池包S的宽度方向平行。当然，在另一实施例中，电芯51的长度方向也可与电池包S的宽度方向平行，电芯51的厚度方向也可与电池包S的长度方向平行。

如图2所示，楔形件20在预设方向上设置于电池阵列50和箱体10之间，也就是说，在图2所示的Y方向上，楔形件20的一侧与箱体10抵接，楔形件20的另一侧与电池阵列50抵接。如此设置，在电池包S组装完成后，楔形件20与箱体10进行配合。

楔形件20的厚度在箱体10的顶部到箱体10的底部的方向上逐渐减小，以在施加于楔形件20上且使楔形件20插入箱体10内的压力为预设压力时，电池阵列50在安装空间11内受到的挤压力为预定预紧力。

根据本实用新型实施例的电池包S，先将电池阵列50装入箱体10内，然后对楔形件20施加外力以使楔形件20插入箱体10内并对电池阵列50挤压，并且楔形件20在预设方向(即在Y方向)上设置于电池阵列50和箱体10之间，楔形件20的厚度尺寸在箱体10的顶部到箱体10的底部的方向上逐渐减小，并且当施加于楔形件20上的压力为预设压力时，电池阵列50在安装空间11内受到的挤压力即为预定预紧力。

其中，根据电芯51的性能要求，可以事先通过试验确定出在电池阵列50处于挤压状态时，能够使得电芯51在生命周期内具有较佳循环次数和充放电性能的最佳挤压力，也即预定预紧力。因此，对于厚度不同的电池阵列50(每个电池阵列50均具有同等数量的电芯51)，通过控制施加于楔形件20上的压力为预设压力，可以使得施加在每个电池阵列50上的挤压力均为预定预紧力，从而可提高每个电池阵列50中的电芯的循环次数和充放电性能，同时还可提升箱体10的模态，以及提高箱体10的抗振动可靠性。

如图4所示，箱体10的内壁包括在预设方向上相对的第一斜面13和第一竖面，第一竖面的法线方向与预设方向(Y方向)平行，楔形件20在预设方向具有相对的配合斜面211和配合竖面212，配合斜面211贴设于第一斜面13，电池阵列50的一侧贴设于配合竖面212，电池阵列50的另一侧贴设于第一竖面。通过楔形件20上的配合斜面211与箱体10上的第一斜面13相互抵接，可以实现对楔形件20插入箱体10内时对电池阵列50进行挤压，并且结构简单。配合竖面212与电池阵列50的另一侧面平行，箱体10的内壁为箱体10内侧的表面。

其中，电池阵列50中邻近楔形件20设置的电芯51为端部电芯，端部电芯与楔形件20之间摩擦系数为μ1，箱体10与楔形件20之间摩擦系数为μ2，楔形件20的楔角为θ，施加于楔形件20上的预设压力为Fz，电池阵列50受到的预定预紧力为Fc，其中，Fz与Fc满足以下关系：

需要说明的是，施加于楔形件20上的压力可通过外部监测设备测得。当测得施加于楔形件20上的压力为预设压力Fz时，此时电池阵列50受到的挤压力即为预紧力Fc。如图2所示，电池包S还包括固定件40，固定件40与箱体10连接，以将楔形件20固定于安装空间11内。通过固定件40可以将楔形件20固定于安装空间11内，从而可以保证楔形件20不会相对箱体10发生位置变换，如此可以使电池阵列50受到恒定的预紧力。当然，在其他实施例中，Fz与Fc之间的比例关系也可通过其他方式获得。

一个可选的实施例，固定件40为螺栓，箱体10上设置有螺孔，楔形件20设置有固定孔，螺栓穿过固定孔以与螺孔相配合，固定孔背离电池阵列50的一侧设有避让口213以避让螺栓。通过螺栓将箱体10与楔形件20连接起来，可以提升箱体10与楔形件20之间的连接强度，保证电池包S在使用时楔形件20不会脱离箱体10。并且，在拧紧螺栓的过程中，楔形件20相对于箱体10会朝箱体10的底部的方向移动，同时会朝靠近电池阵列50的方向移动。但是，在这一过程中，螺栓相对于箱体10只在靠近箱体10的底部方向移动，而不会在朝靠近电池阵列50的方向移动，这样使得在装配过程中楔形件20相对螺栓也在朝靠近电池阵列50的方向移动，因此在固定孔背离电池阵列50的一侧设有避让口213，可以避免楔形件20在朝靠近电池阵列50的方向移动的过程中会与螺栓发生干涉。当然，在其他实施例中，楔形件20上的固定孔也可设计成长条形的孔，这样通过控制该孔的长度设计可以实现避让螺栓，而不用再开设避让口213。其中，箱体10包括底板16及围设于底板16周边的侧板15，底板16和侧板15共同限定出安装空间11，螺孔可以设置在底板16上，或者，箱体10的底部上设有安装板或安装块，螺孔设置在安装板或安装块上。对此，本申请不作具体限定。

如图3所示，螺栓包括杆体41及与杆体41连接的头部42，头部42的外径大于杆体41的外径，电池包S包括防松限位件30，防松限位件30包括主体31和与主体31连接的限位部，主体31上设有通孔，杆体41穿过通孔和固定孔以与螺孔配合，主体31夹持于头部42与楔形件20之间，限位部朝靠近头部42的方向弯折，以压持头部42。通过设置防松限位件30可以防止固定件40发生松脱，从而可以保证楔形件20给电池阵列50提供恒定预紧力。

具体地，如图3所示，限位部可以分为第一限位部32和第二限位部33，通过在防松限位件30上设置第一限位部32和第二限位部33，第一限位部32和第二限位部33中的至少一个弯折设置于固定件40的外周，从而可以将固定件40固定在楔形件20上，这样可以避免固定件40在使用发生松脱，如此可以给电池阵列50提供恒定的预紧力。

如图2所示，电池包S包括多个固定件40和多个防松限位件30，多个固定件40沿楔形件20的长度方向(即Y方向)间隔分布，防松限位件30与固定件40对应设置，相邻的两个防松限位件30的主体31通过连接件60连接。通过设置多个固定件40可以提升楔形件20与箱体10之间的连接强度，进一步地保证楔形件20在使用时不会脱离箱体10。其中，楔形件20的长度方向与电芯51的长度方向平行。此外，在相邻两个主体31之间设置连接件60，可以将防松限位件30连接成为一体，使得防松限位件30和连接件60之间相互干涉，进一步地避免固定件40发生松脱。

此外，多个防松限位件30和连接件60为一体成型结构。通过使防松限位件30和连接件60形成为一体成型结构，可以方便防松限位件30和连接件60的生产，也可以方便防松限位件30与固定件40的连接。此外，一体成型的防松限位件30和连接件60在与固定件40连接后，防松限位件30和连接件60之间相互干涉，进一步地避免固定件40发生松脱。

可选地，防松限位件30还可以包括防松胶。防松胶可以涂设在固定件40上，通过防松胶可以将固定件40粘接在楔形件20上，此外防松胶涂设方便，从而可以方便对固定件40的固定。

另一个可选的实施例，固定件40为压板，压板与箱体10相连接且压设于楔形件20的顶部。如此设置，压板直接压设在楔形件20的顶部，不仅可以保证楔形件20与箱体10之间的连接强度，还可以方便楔形件20与箱体10之间的连接。

再一个可选的实施例，固定件40为卡扣，并且卡扣设置于楔形件20上，卡扣卡接于箱体10。通过在楔形件20上设置卡扣，并且通过卡接的方式将楔形件20固定在箱体10上，可以方便楔形件20与箱体10之间的拆卸与连接，从而可以进一步地方便电池包S的生产和维修。

在一实施例中，螺栓的数量为N，螺栓的扭矩系数为K，螺栓的直径为d，单个螺栓的扭矩为Tf，其中，Tf与Fz满足以下关系：

其中，当测得工装设备施加于楔形件20上的压力为预设压力Fz时，此时电池阵列50受到的挤压力即为预紧力Fc。此时，可通过N个螺栓将楔形件20固定于箱体10内。也即在装配完成后，N个螺栓可以替代工装设备将楔形件20的压力保持为预设压力Fz。

并且，如图4所示，楔形件20内分布有减重槽或减重孔。通过在楔形件20上分布设置减重槽或减重孔，可以减小楔形件20的重量，从而可以实现电池包S的轻量化设计。

如图1和图2所示，箱体10外侧设置有多个筋条12。通过在箱体10的外侧设置多个筋条12，可以提升箱体10的结构强度。

并且，根据本实用新型第二方面实施例的车辆，车辆包括上述电池包S，电池包S在车辆上用作动力电池。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种电池包，其特征在于，包括：

箱体，所述箱体形成有安装空间；

电池阵列，所述电池阵列设置于所述安装空间内，所述电池阵列包括多个沿预设方向排布的电芯，所述预设方向与所述电芯的厚度方向平行；

楔形件，所述楔形件在所述预设方向上设置于所述电池阵列和所述箱体之间，所述楔形件的厚度在所述箱体的顶部到所述箱体的底部的方向上逐渐减小，以在施加于楔形件上且使所述楔形件插入所述箱体内的压力为预设压力时，所述电池阵列在所述安装空间内受到的挤压力为预定预紧力。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述箱体的内壁包括在所述预设方向上相对的第一斜面和第一竖面，所述楔形件在所述预设方向具有相对的配合斜面和配合竖面，所述配合斜面贴设于所述第一斜面，所述电池阵列的一侧贴设于所述配合竖面，所述电池阵列的另一侧贴设于所述第一竖面。

3.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池阵列中邻近所述楔形件设置的电芯为端部电芯，所述端部电芯与所述楔形件之间摩擦系数为μ1，所述箱体与所述楔形件之间摩擦系数为μ2，所述楔形件的楔角为θ，施加于所述楔形件上的预设压力为Fz，所述电池阵列受到的预定预紧力为Fc，其中，Fz与Fc满足以下关系：

4.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括固定件，所述固定件与所述箱体连接，以将所述楔形件固定于所述安装空间内。

5.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述固定件为螺栓，所述箱体上设有螺孔，所述楔形件上设有固定孔，所述螺栓穿过所述固定孔以与所述螺孔相配合，所述固定孔背离所述电池阵列的一侧设有避让口以避让所述螺栓。

6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述螺栓包括杆体及与所述杆体连接的头部，所述头部的外径大于所述杆体的外径；

所述电池包还包括防松限位件，所述防松限位件包括主体和与所述主体连接的限位部，所述主体上设有通孔，所述杆体穿过所述通孔和所述固定孔以与所述螺孔配合，所述主体夹持于所述头部与所述楔形件之间，所述限位部朝靠近所述头部的方向弯折，以压持所述头部。

7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述电池包包括多个所述固定件和多个所述防松限位件，多个所述固定件沿所述楔形件的长度方向间隔分布，所述楔形件的长度方向与所述电芯的长度方向平行，所述防松限位件与所述固定件对应设置，相邻的两个所述防松限位件的主体通过连接件连接。

8.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述防松限位件和所述连接件为一体成型结构。

9.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述防松限位件包括防松胶。

10.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，施加于所述楔形件上的预设压力为Fz，所述螺栓的数量为N，所述螺栓的扭矩系数为K，所述螺栓的直径为d，单个所述螺栓的扭矩为Tf，

其中，Tf与Fz满足以下关系：

11.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述楔形件设置有减重槽或减重孔。

12.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的电池包。

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