CN214153108U - 一种电池包 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种电池包,属于电池包成组技术领域。其包含箱体、多层电池模组、多层水冷板、支撑轮、紧固螺杆、预留电气控制位置;多层电池模组、多层水冷板之间通过紧固螺杆穿过多层电池模组、多层水冷板与底部定位螺母紧固的方式连接在一起;每两层电池模组之间放置有一层水冷板,每层电池模组与水冷板之间设置有若干个支撑轮作为支撑;每层电池模组之间通过焊接方式串联在一起,并设置留出总正负接头与箱内继电器连接在一起;每层水冷板之间串联在一起,并设置留出总进出水口与箱内的电磁阀连接在一起。本实用新型便于生产组装操作,减少制造成本;保护水冷板与模组良好接触的同时不接受来自模组的压力;节省空间;不需要其他工装。

Description

一种电池包
技术领域
本实用新型涉及一种电池包,属于电池包成组技术领域。
背景技术
在现有的车用动力电池包成组时,大多为单层结构,如:特斯拉的系列电池包,水冷方式为水冷管穿梭在单体电池之间。这种结构放在车辆底部占用空间小,冷却效果也很好。还有的水冷板放在底板上是多数厂家常用的方式。但很多储能电池包的高度方向空间很充足,电池包需要多层模组叠加的方式,充分利用空间,多层模组的冷却就需要对每层进行冷却,达到内部的温度均一。除了要解决内部模组温差问题,目前各个pack厂都在考虑组装便捷及能量密度最大化,如:CTP、刀片电池组装等。多层结构在便捷化组装,薄型水冷板的受压安装等面临着挑战。
实用新型内容
为了解决上述问题,本实用新型提出了一种多层模组加水冷的的电池包,组装过程采用模组单元直接到系统,水冷板的受压支撑安装,整个固定方式。
本实用新型提出的一种电池包,其包含箱体、多层电池模组、多层水冷板、支撑轮、紧固螺杆、预留电气控制位置;多层电池模组、多层水冷板之间通过紧固螺杆穿过多层电池模组、多层水冷板与底部定位螺母紧固的方式连接在一起,多层电池模组及多层水冷板安装在箱体内;每两层电池模组之间放置有一层水冷板,每层电池模组与水冷板之间设置有若干个支撑轮作为支撑,以防止电池模组直接压迫水冷板;每层电池模组之间通过焊接方式串联在一起,并设置留出总正负接头与箱内继电器连接在一起;每层水冷板之间串联在一起,并设置留出总进出水口与箱内的电磁阀连接在一起;单层电池模组由若干小模组单元直接放置排列在箱体中串联而成。
电池包包含箱体、多层电池模组、多层水冷板、支撑轮、紧固螺杆、预留电气控制位置;利用紧固螺杆,穿过多层电池模组、多层水冷板与底部定位螺母紧固,把多层电池模组及多层水冷板安装在电池箱内;每两层电池模组之间放置一层水冷板,每层电池模组与水冷板之间有若干个支撑轮作为支撑,防止电池模组直接压迫水冷板;每层电池模组之间焊接串联,留出总正负接头与箱内继电器连接;每层水冷板之间串联,留出总进出水口与箱内的电磁阀连接;单层电池模组由若干小模组单元直接放置排列在下箱体中串联而成。
箱体包含上盖、下箱体、底部加固托架;上盖与下箱体中间放置密封胶条,合盖后用螺栓紧固。
电池包下箱体,在预留电气控制一侧的侧板安装电源总正负接口、信号采集接口、总进出水接口;下箱体内壁安装定位螺母。
底部加固托架与下箱体底部焊接成一体,两侧伸出连接件,便于与外界安装。
多层电池模组及多层水冷板安装,最底层模组由每个小模组单元对位箱体底部的定位螺母排列,小模组单元之间串联焊接;在模组沉头孔位置放置支撑轮,放置第一层水冷板,支撑轮支撑水冷板的可受压位置并穿过水冷板;小模组单元的沉头孔对位支撑轮安装第二层电池模组,小模组单元之间串联焊接;同样的方式组装上面多层水冷板与多层电池模组,同时完成每层之间电池模组的总串连接,每层水冷板之间的总串连接。
小模组单元包含上导热绝缘片、上汇流片、上支架、若干圆柱电池、螺柱、下支架、下汇流片、下导热绝缘片、螺钉;在螺柱定位孔插入螺柱,上紧螺钉,若干圆柱电池对应下绝缘架定位槽排列,上绝缘架内定位槽对应电池与螺柱放置,放入螺钉拧紧;装上汇流片,上汇流片与电池上端焊接;装下汇流片,下汇流片与电池下端焊接;分别在上、下汇流片上贴导热绝缘片。
上、下导热绝缘片,占用1个或多个圆柱电池位置作为紧固螺杆的穿插固定孔位。
上、下汇流片占用1个或多个圆柱电池位置作为紧固螺杆的穿插固定孔位。
上、下支架占用1个或多个圆柱电池位置作为紧固螺杆的穿插固定孔位。
上、下汇流片侧边伸出连接片,连接片向内折弯,在电池模组串联时用来两个小模组单元之间的焊接,相邻的小模组单元连接时焊接口不会凸出影响模组高度尺寸。
汇流片侧边伸出连接片之间通过三角连接条焊接。
水冷板对应紧固螺杆贯穿位置留有可压实边,在组装挤压时不会压到储水部分。
水冷板对应支撑轮接触位置留有可压实边,在组装挤压时不会压到储水部分。
水冷板凸出面贴导热绝缘膜。
按照前述的一种多层模组加水冷的电池包组装方法包括如下步骤:
(1)小模组单元组装,在螺柱定位孔插入螺柱,上紧螺钉,若干圆柱电池对应下绝缘架定位槽排列,上绝缘架内定位槽对应电池与螺柱放置,放入螺钉拧紧;装上汇流片,上汇流片与电池上端焊接;装下汇流片,下汇流片与电池下端焊接;分别在上、下汇流片上贴导热绝缘片。
(2)最底层电池模组安装,把小模组单元两个一组放入箱体,对位箱体底部的定位螺母排列,相邻的小模组单元上的汇流片伸出的向内折弯连接片三角区放置三角连接条,对三角连接条与连接片进行激光搭接焊,完成单层模组的串联焊接。
(3)安装第一层水冷板,在小模组沉头孔位置放置支撑轮,对应支撑轮放置第一层水冷板,支撑轮支撑水冷板的可受压位置并穿过水冷板。
(4)第二层电池模组安装,用小模组单元的沉头孔对位支撑轮位置,每两个一组放置,放置第二层电池模组,放置完成,小模组单元之间串联焊接。
(5)同样的方式组装第二层水冷板与第三层电池模组,或更多层。
(6)用紧固螺杆,穿过多层电池模组、多层水冷板与底部定位螺母紧固,把多层电池模组及多层水冷板安装在电池箱内每层之间电池模组的总连接,每层水冷板之间的总连接。
(7)连接内部电气控制;合盖。
本实用新型具有如下的技术效果和优点:
1、长紧固螺杆的拉杆结构一次性固定便于生产组装操作,减少制造成本;
2、每层之间只需一片水冷板,达到电池包内部温度均一的效果并通过每层之间快速串联;
3、每两层模组之间支撑轮实现每层模组及放置水冷板时的准确定位,并保护水冷板与模组良好接触的同时不接受来自模组的压力;
4、每个小模组单元之间的串并联焊接不高出模组面,节省空间;
5、利用箱体底部定位直接在箱体内放置模组单元进行焊接成
组,不需要其他工装。
附图说明
图1为本实用新型的电池包的爆炸图。
图2为本实用新型的下箱体的立体图。
图3为本实用新型的电池包的俯视图。
图4为沿图3所示的电池包的B-B线的剖视图。
图5为本实用新型的图4支撑轮位置局部放大图。
图6为沿图3所示的电池包的A-A线的剖视图。
图7为本实用新型的图6底部螺母位置局部放大图。
图8为本实用新型的小模组单元的爆炸图。
图9本实用新型的小模组单元之间汇流片连接示意俯视图。
图10为图9所示的小模组单元之间汇流片连接图的A-A线的剖视图。
图11为多层模组连接、多层水冷板连接示意图。
图12为本实用新型的水冷板爆炸示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。以下实施例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的范围。
在附图中,1为下箱体、2为上盖、3为多层电池模组、4为多层水冷板、5为支撑轮、6为紧固螺杆,11为箱体,12为箱底螺母,13为底部加固托架,14为电源总正接口,15为电源总负接口,16为信号采集接口,17为总进水接口,18为总出水接口,31为小模组单元,32为三角连接条,33为总汇流排,34为模组连接排,315为上导热绝缘片、314为上汇流片、313为上支架、311为若干圆柱电池、312为螺柱、317为下支架、318为下汇流片、319为下导热绝缘片、316a为下螺钉,316b为上螺钉。41为单层水冷板,42为导热绝缘膜,43为水冷并联接头。
如图所示,电池包下箱体1,底部加固托架13与下箱体底部焊接成一体,两侧伸出连接件,便于与外界安装。在预留电气控制一侧的侧板安装电源总正接口14、电源总负接口15、信号采集接口16、总进水接口17、总出水接口18;下箱体内壁安装定位螺母12。
如图所示,本实用新型的电池包的整体技术方案为:先小模组单元组装,在下支架317的螺柱定位孔插入螺柱312,上紧下螺钉316a,若干圆柱电池311对应下支架317定位槽排列,上支架313内定位槽对应若干圆柱电池311与螺柱312放置,放入上螺钉316b拧紧;装上汇流片314,上汇流片314与若干圆柱电池311上端焊接;装下汇流片318,下汇流片318与若干圆柱电池311下端焊接;分别在上汇流片314贴上导热绝缘片315与下汇流片318上贴下导热绝缘片319。在出总正、负极的小模组单元上提前焊接总汇流排33。
把两个小模组单元31底端汇流片(314与318)之间放置三角连接条32先焊接,两个一组对应下箱体底部的箱底螺母12摆放,对摆好的小模组单元31上端的汇流片(314与318)之间放置三角连接条32焊接,形成单层模组。单层模组支架(313/317)的沉头孔位置放置支撑轮5,放置水冷板4,水冷板4上孔位对应支撑轮5,完成第一层模组与水冷板安装。
按照第一层的方式对应第一层的支撑轮5摆放模组与水冷板,完成第二层完成第一层模组与水冷板安装。
按照第二层的方式装后面多层,最上面层为单模组3,紧固螺杆6穿过多层模组与水冷板4与下箱体底部螺母12锁紧。用模组连接排34连接每层模组3,进行串/并联,用水冷并联接头43并/串联连接每层水冷板4。
按照前述的一种多层模组加水冷的电池包组装方法包括如下步骤:
(1)小模组单元组装,在螺柱定位孔插入螺柱,上紧螺钉,若干圆柱电池对应下绝缘架定位槽排列,上绝缘架内定位槽对应电池与螺柱放置,放入螺钉拧紧;装上汇流片,上汇流片与电池上端焊接;装下汇流片,下汇流片与电池下端焊接;分别在上、下汇流片上贴导热绝缘片。
(2)最底层电池模组安装,把小模组单元两个一组放入箱体,对位箱体底部的定位螺母排列,相邻的小模组单元上的汇流片伸出的向内折弯连接片三角区放置三角连接条,对三角连接条与连接片进行激光搭接焊,完成单层模组的串联焊接。
(3)安装第一层水冷板,在小模组沉头孔位置放置支撑轮,对应支撑轮放置第一层水冷板,支撑轮支撑水冷板的可受压位置并穿过水冷板。
(4)第二层电池模组安装,用小模组单元的沉头孔对位支撑轮位置,每两个一组放置,放置第二层电池模组,放置完成,小模组单元之间串联焊接。
(5)同样的方式组装第二层水冷板与第三层电池模组,或更多层。
(6)用紧固螺杆,穿过多层电池模组、多层水冷板与底部定位螺母紧固,把多层电池模组及多层水冷板安装在电池箱内每层之间电池模组的总连接,每层水冷板之间的总连接。
(7)连接内部电气控制;合盖。
实施例1:
在本申请的一种电池包制作方法,用54个5Ah NCM正极-石墨负极电池(直径21mm高度70mm)并联做成3.6V270Ah小模组单元,小模组单元串联做成50V270Ah单层模组。三层50V270Ah模组中间放置两层水冷板,三层模组之间串联形成150V270Ah的电池包。电池包内置BMS,接入冷却循环液。在25℃条件下,电池包以1I1电流持续放电时,整个放电过程读取每层模组的采集温度,最大温度差≤5℃;在25℃条件下,电池包以1I1电流持续充电时,整个放电过程读取每层模组的采集温度,最大温度差≤7℃;多层模组加多层水冷板的方式能够有效控制电池温差,便于在大型储能的应用。
以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种电池包,其特征在于,其包含箱体、多层电池模组、多层水冷板、支撑轮、紧固螺杆、预留电气控制位置;多层电池模组、多层水冷板之间通过紧固螺杆穿过多层电池模组、多层水冷板与底部定位螺母紧固的方式连接在一起,多层电池模组及多层水冷板安装在箱体内;每两层电池模组之间放置有一层水冷板,每层电池模组与水冷板之间设置有若干个支撑轮作为支撑,以防止电池模组直接压迫水冷板;每层电池模组之间通过焊接方式串联在一起,并设置留出总正负接头与箱内继电器连接在一起;每层水冷板之间串联在一起,并设置留出总进出水口与箱内的电磁阀连接在一起;单层电池模组由若干小模组单元直接放置排列在箱体中串联而成。
2.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于,箱体包含上盖、下箱体、底部加固托架;上盖与下箱体中间放置有密封胶条,合盖后通过螺栓紧固在一起。
3.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于,在预留电气控制位置一侧的侧板安装有电源总正负接口、信号采集接口、总进出水接口;下箱体内壁安装有定位螺母。
4.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于,底部加固托架与下箱体底部焊接成一体,两侧设置有便于与外界安装而伸出的连接件。
5.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于,最底层模组由每个小模组单元对位箱体底部的定位螺母排列在一起,小模组单元之间通过焊接方式串联在一起;在模组沉头孔位置放置有支撑轮,放置有第一层水冷板,支撑轮支撑水冷板的可受压位置并穿过水冷板;小模组单元的沉头孔对位支撑轮安装有第二层电池模组。
6.根据权利要求5所述的电池包,其特征在于,小模组单元包含上导热绝缘片、上汇流片、上支架、若干圆柱电池、螺柱、下支架、下汇流片、下导热绝缘片、螺钉;在螺柱定位孔插入有螺柱,并通过上紧螺钉的方式固定在一起,若干圆柱电池对应下绝缘架定位槽排列在一起,上绝缘架内定位槽对应电池与螺柱放置在一起,通过放入螺钉拧紧的方式固定;上汇流片与电池上端通过焊接方式相连;下汇流片与电池下端通过焊接方式相连;上、下汇流片上分别贴有导热绝缘片。
7.根据权利要求6所述的电池包,其特征在于,上、下导热绝缘片占用1个或多个圆柱电池位置作为紧固螺杆的穿插固定孔位。
8.根据权利要求6所述的电池包,其特征在于,上、下汇流片占用1个或多个圆柱电池位置作为紧固螺杆的穿插固定孔位。
9.根据权利要求6所述的电池包,其特征在于,上、下支架占用1个或多个圆柱电池位置作为紧固螺杆的穿插固定孔位。
10.根据权利要求6所述的电池包,其特征在于,汇流片侧边伸出有向内折弯的连接片,以便在电池模组串联时用来两个小模组单元之间的焊接,相邻的小模组单元连接时焊接口不会凸出影响模组高度尺寸。
11.根据权利要求10所述的电池包,其特征在于,汇流片侧边伸出连接片之间通过三角连接条焊接在一起。
12.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于,对应紧固螺杆贯穿位置设置留有可压实边,在组装挤压时不会压到储水部分。
13.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于,对应支撑轮接触位置设置留有可压实边,在组装挤压时不会压到储水部分。
14.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于,水冷板凸出面贴有导热绝缘膜。
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