CN214753881U - 一种利用气体压力精准约束的车载软包锂离子电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用气体压力精准约束的车载软包锂离子电池包，包括由下壳体与上盖密封形成的密封整体电池包，密封整体电池包侧板设置有气体压力入口电磁阀以及透气压力保持安全阀，密封整体电池包内的电池包内部间隙内部设置有整体电池组。本实用新型技术中存在的软包锂离子电池电芯及模组容易使电池受损，且易影响电池包重量密度、成组效率的问题。

Description

一种利用气体压力精准约束的车载软包锂离子电池包

技术领域

本实用新型属于车载软包锂离子电池技术领域，具体涉及一种利用气体压力精准约束的车载软包锂离子电池包。

背景技术

软包锂离子电池采用柔性铝塑复合膜包装成型，具有重量轻，能量密度高，安全性好，可灵活定制外形尺寸等优良特点，非常适合作为新能源汽车动力电池。但模块化软包锂离子电池由于本身不具备刚性，堆叠成模组需要合适的方法固定。同时在堆叠的过程中需要对软包锂离子电池层叠施加一定的压紧力，压力太小无法满足车载振动使用条件，会导致电池电芯损坏，压力太大则又会严重损伤影响软包锂离子电池寿命。所以如何对动力电池包内部的软包锂离子电池进行灵活准确的压力约束非常重要。

现有软包锂离子电池电芯及模组的压力约束方法主要依靠电池包在电池厚度方向，高度方向上的刚性结构紧固连接来施加。

但这种方法存在几个问题：

1.刚性连接无法精确设定调校电池在充电放电过程中反复膨胀收缩变化条件下的压紧力，也无法在膨胀收缩动态过程中自动精准调节适应电池电芯所需要的最优约束力。

2.刚性连接在电池结构约束力施加部位不可避免会产生应力集中，从而导致电池电芯的表面部位受力不均匀，在高应力部位发生隔膜体系局部变形，最终发生化学降解使电池受损。

3.在刚性结构力施加方法中，软包锂离子电池电芯的六个表面，如图1所示，顶部13、底部14、侧面A15、侧面B16以及正极耳11、负极耳12两端面接合部均无法同时均匀施加约束力，包括软包锂离子电池的铝塑复合膜封边无法施加加紧力，会在这些封边出现开裂，电解液泄露等软包锂离子电池破坏状态。

4.刚性约束连接设计导致电池包内部紧固结构复杂，附件数量、重量增加，从而影响电池包重量密度、成组效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种利用气体压力精准约束的车载软包锂离子电池包，解决了现有技术中存在的软包锂离子电池电芯及模组容易使电池受损，且易影响电池包重量密度、成组效率的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种利用气体压力精准约束的车载软包锂离子电池包，包括由下壳体与上盖密封形成的密封整体电池包，密封整体电池包侧板设置有气体压力入口电磁阀以及透气压力保持安全阀，密封整体电池包内的电池包内部间隙内部设置有整体电池组。

本实用新型的特点还在于，

整体电池组具体结构为：包括若干软包锂离子电芯、散热片以及隔离片依次堆叠形成。

软包锂离子电芯的顶部、底部、侧面A、侧面B以及正极耳、负极耳均与周围结构无接触。

电池包内部间隙内部，整体电池组与下壳体底部之间还设置有保温隔热减震垫，保温隔热减震垫与整体电池组之间还设置有下底板。

电池包内部间隙内部，整体电池组与上盖之间还设置有上部传热板。

上盖与上部传热板之间还设置有液冷板。

本实用新型的有益效果是，一种利用气体压力精准约束的车载软包锂离子电池包，在保留某些刚性固定连接的基础上，采用新的约束力施加方法，提供一种柔性，高效，简单，可靠的软包锂离子电池包。降低了电池包内部复杂的紧固结构设计，使电池包内部力学结构附件的数量，重量均减少，最终提高了电池包重量密度，成组效率。并解决了现有技术中不能精准、灵活对动力电池包内部的软包锂离子电池进行压力约束的问题。

附图说明

图1是本实用新型软包电池电芯图；

图2是本实用新型软包电池PACK俯视图；

图3是本实用新型软包电池PACK侧视图。

图中，11.正极耳，12.负极耳，13.顶部，14.底部，15.侧面A，16.侧面B，21.软包锂离子电芯，22.散热片，23.隔离片，24.整体电池组，25.气体压力入口电磁阀，26.透气压力保持安全阀，31.上部传热板，32.液冷板，33.下底板，34.保温隔热减震垫，35.上盖，36.下壳体，37.电池包内部间隙。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型一种利用气体压力精准约束的车载软包锂离子电池包，结构如图1～3所示，包括由下壳体36与上盖35密封形成的密封整体电池包，密封整体电池包侧板设置有气体压力入口电磁阀25以及透气压力保持安全阀26，密封整体电池包内的电池包内部间隙37内部设置有整体电池组24。

整体电池组24具体结构为：包括若干软包锂离子电芯21、散热片22以及隔离片23依次堆叠形成。

软包锂离子电芯21的顶部13、底部14、侧面A15、侧面B16以及正极耳11、负极耳12均与周围结构无接触。

电池包内部间隙37内部，整体电池组24与所述下壳体36底部之间还设置有保温隔热减震垫34，保温隔热减震垫34与整体电池组24之间还设置有下底板33。

电池包内部间隙37内部，整体电池组24与上盖35之间还设置有上部传热板31。

上盖35与上部传热板31之间还设置有液冷板32。

本实用新型一种利用气体压力精准约束的车载软包锂离子电池包，工作原理如下：

本实用新型一种利用气体压力精准约束的车载软包锂离子电池包，由下壳体36与上盖35通过密封与刚性连接形成密封整体电池包，在电池包侧板增加气体压力入口电磁阀25，以及透气压力保持安全阀26。干燥洁净的压缩气体从压力入口电磁阀25进入，充满电池包内部间隙37，与透气压力保持安全阀26配合，根据软包锂离子电池电芯最优约束压力需求精准保持施加空间气体压力，使电池包内部所有电芯的表面，如：顶部13、底部14、侧面A15、侧面B16以及正极耳11、负极耳12，由于其结构为软性铝塑复合膜封边，所以在软包锂离子电芯的六个面，尤其正极耳11、负极耳12封边伸出部位，以及棱角部分均不具备刚性箱式结构的硬度及精准的尺寸精度，所以如果要依靠外部刚性板框结构对软包锂离子电芯所有外接触面进行紧密压紧，无死角均匀施加压力，是无法实现的。尤其在软包锂离子电芯正极耳11、负极耳12与铝塑复合膜软性封边部位，此部位又恰好是破损、漏液的薄弱部位。如果对软包锂离子电芯所有外表面通过气体压缩施加准确压力，气体压力则会在所有软性接触面产生精准均匀压力，尤其在软包锂离子电芯正极耳11、负极耳12与铝塑复合膜软性封边部位，能够在软性封边所有微小结合部施加紧密压力，解决长时间使用过程中封边出现开裂，电解液泄露等软包锂离子电池破坏状态。

如图2所示，在电池包内部，由多片软包锂离子电芯21、散热片22、以及隔离片23依次堆叠串并联形成整体电池组24，在刚性连接方法中，充放电过程里为了给每个软包电芯施加准确约束力，需要掌控整个电池组厚度尺寸的伸缩量，以便精准调校参数。而本实用新型中所有的软包锂离子电芯21均处于准确的气体压力环境，并且在每个软包电芯循环膨胀收缩中，由于气体是弹性压缩体系，由电池膨胀收缩产生的体积变化不足以引起明显的压力变化，所以，整个软包锂离子电池在循环膨胀收缩过程中受到的约束力几乎保持恒定不变，消除了刚性连接方法中约束力明显变动，保证了软包锂离子电池的动态精准压力约束。

如图3所示，在软包锂离子动力电池包中，从底部往上依次排布保温隔热减震垫34、下底板33、整体电池组24，以及上部传热板31、液冷板32。软包电池重力使整个电池堆叠紧紧压在底部保温隔热减震垫34、下底板33上面。由于整个软包锂离子动力电池包表面处于精准弹性气体压力约束环境中，所以电池电芯不再需要来自上部传热板31、液冷板32的刚性压力结构设计，避免产生来自电芯顶部的紧固应力集中，简化了高度方向的紧固结构设计，软包锂离子动力电池包在高度方向宝贵的结构空间尺寸得以减少，最终使整个电池包设计扁平化，降低整体车身重心，优化整车行驶品质。

通过本实用新型降低了电池包内部复杂的紧固结构设计，使电池包内部力学结构附件的数量，重量均减少，最终提高了电池包重量密度，成组效率。

以上仅为本实用新型较佳实施例而已，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种利用气体压力精准约束的车载软包锂离子电池包，其特征在于，包括由下壳体(36)与上盖(35)密封形成的密封整体电池包，密封整体电池包侧板设置有气体压力入口电磁阀(25)以及透气压力保持安全阀(26)，密封整体电池包内的电池包内部间隙(37)内部设置有整体电池组(24)。

2.根据权利要求1所述的一种利用气体压力精准约束的车载软包锂离子电池包，其特征在于，所述整体电池组(24)具体结构为：包括若干软包锂离子电芯(21)、散热片(22)以及隔离片(23)依次堆叠形成。

3.根据权利要求2所述的一种利用气体压力精准约束的车载软包锂离子电池包，其特征在于，所述软包锂离子电芯(21)的顶部(13)、底部(14)、侧面A(15)、侧面B(16)以及正极耳(11)、负极耳(12)均与周围结构无接触。

4.根据权利要求2所述的一种利用气体压力精准约束的车载软包锂离子电池包，其特征在于，所述电池包内部间隙(37)内部，整体电池组(24)与所述下壳体(36)底部之间还设置有保温隔热减震垫(34)，保温隔热减震垫(34)与所述整体电池组(24)之间还设置有下底板(33)。

5.根据权利要求2所述的一种利用气体压力精准约束的车载软包锂离子电池包，其特征在于，所述电池包内部间隙(37)内部，整体电池组(24)与所述上盖(35)之间还设置有上部传热板(31)。

6.根据权利要求2所述的一种利用气体压力精准约束的车载软包锂离子电池包，其特征在于，所述上盖(35)与上部传热板(31)之间还设置有液冷板(32)。

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