CN215070190U - 电池箱体和具有其的电池包及车辆 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种电池箱体和具有其的电池包及车辆，所述电池箱体包括金属框体，所述金属框体内形成有多个用于容纳电芯的容纳腔，多个所述容纳腔间隔布置，所述容纳腔的内表面设有绝缘涂层，所述绝缘涂层的厚度D满足：
Figure DDA0003140123860000011
其中，I为测试电流，所述测试电流I小于1毫安；V为测试电压，测试电压V不小于3000伏特；p为绝缘涂层的体积电阻率，单位为Ω·m；D为绝缘涂层的喷涂厚度，单位为m；A为绝缘涂层的总喷涂面积，单位为m2。根据本实用新型的电池箱体，不仅可以提高电池箱体与电芯之间的绝缘效果，减少绝缘失效的风险，提高电池包的安全性能。

Description

电池箱体和具有其的电池包及车辆
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箱体和具有其的电池包及车辆。
背景技术
相关技术中，很多电池包的电芯与铝壳或端板、侧板都使用PET绝缘膜(耐高温聚酯薄膜)包覆电芯进行绝缘，PET膜一般使用压敏胶与电芯进行粘接固定，或者使用热压工艺，将PET热压侧板和端板处，但是，该技术方案中需要对每个电芯包覆绝缘膜，其操作繁琐，而且包膜容易出现褶皱，影响装配。
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，本实用新型在于提出一种电池箱体，所述电池箱体结构简单，可以很好地与电芯绝缘，不影响电芯装配。
本实用新型还提出一种具有上述电池箱体的电池包。
本实用新型还提出一种具有上述电池包的车辆。
根据本实用新型第一方面的电池箱体，所述电池箱体包括金属框体，所述金属框体内形成有多个用于容纳电芯的容纳腔，多个所述容纳腔间隔布置，所述容纳腔的内表面设有绝缘涂层，所述绝缘涂层的厚度D满足：
Figure BDA0003140123840000011
其中，I为测试电流，单位为安培；V为测试电压，单位为伏特；p为绝缘涂层的体积电阻率，单位为Ω·m；D为绝缘涂层的喷涂厚度，单位为m；A为绝缘涂层的总喷涂面积，单位为m2，在一些实施例中，所述测试电压V不小于3000伏特，所述测试电流I小于1毫安。
根据本实用新型的电池箱体，通过设置间隔布置的多个容纳腔，并在容纳腔的内表面设绝缘涂层，不仅可以提高电池箱体与电芯之间的绝缘效果，减少绝缘失效的风险，提高电池包的安全性能。
在一些实施例中，所述绝缘涂层的断裂伸长率大于100％。
在一些实施例中，所述绝缘涂层的厚度为0.05mm-0.3mm。
在一些实施例中，所述绝缘涂层为聚氨酯涂层。
在一些实施例中，所述金属框体包括：壳体，所述壳体在第一方向上的至少一端敞开；多个隔板，多个所述隔板设在所述壳体内，多个隔板沿所述第一方向延伸并在垂直于所述第一方向的第二方向上间隔布置，相邻的两个所述隔板之间以及所述隔板与所述壳体在第二方向的两个侧壁之间限定出所述容纳腔。
在一些实施例中，每个所述容纳腔的高度为0.1m-0.13m。
在一些实施例中，每个所述容纳腔内的所述绝缘涂层的喷涂面积为0.1m2-0.5m2。
根据本实用新型第二方面的电池包，包括根据本实用新型第一方面的电池箱体；电芯，所述容纳腔内设有所述电芯。
根据本实用新型的电池包，通过设置上述第一方面的电池箱体，不仅可以提高电池箱体与电芯之间的绝缘效果，减少绝缘失效的风险，提高电池包的安全性能，从而提高了电池包的整体性能。
在一些实施例中，所述电芯为软包电芯，所述容纳腔内设有多个所述软包电芯，多个所述软包电芯沿第一方向排布且串接，所述电池包还包括：绝缘膜，所述绝缘膜包覆于多个所述软电芯的外侧。
根据本实用新型第三方面的车辆，包括根据本实用新型第二方面的电池包。
根据本实用新型第三方面的车辆，通过设置上述第二方面的电池包，从而提高了车辆的整体性能。
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
图1是根据本实用新型实施例的电池箱体的一个角度的示意图；
图2是图1中所示的电池箱体的另一个角度的示意图；
图3是图1中所示的电池箱体的再一个角度的示意图；
图4是图1中所示的电池箱体的又一个角度的示意图。
附图标记：
电池箱体100，容纳腔101，壳体1，隔板2，安装座3，安装孔31,。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
下面参考图1-图4描述根据本实用新型第一方面实施例的电池箱体100。
如图1所示，根据本实用新型第一方面实施例的电池箱体100，所述电池箱体包括金属框体，所述金属框体内形成有多个用于容纳电芯的容纳腔101，多个所述容纳腔101间隔布置，所述容纳腔101的内表面设有绝缘涂层。也就是说，电池箱体100内可以形成有多个间隔设置的容纳腔101，多个容纳腔101均用于容纳电芯，例如容纳腔101可以用于放置软包电芯，且每个容纳腔101的内壁面均喷涂或涂覆有绝缘涂层。
在本实施例中，通过在电池箱体100内形成多个容纳腔101，每个容纳腔101分别用于设置电芯(例如软包电芯)，例如，在一个容纳腔101内可以仅设置一组(一串)软包电芯(每组软包电芯可以包括相连的多个软包电芯)，这样，可以将电池箱体100内的多组电芯隔离开，由此，在每个容纳腔101内布置的电芯组的数量可以更少，可以更加方便地固定每个容纳腔101内的电芯，提高对电芯的固定效果；同时，由于多组电芯通过不同的容纳腔101隔离开，多组电芯之间的相互隔热效果更好，这样当某一组电芯出现问题时，不会直接影响其他组电芯，从而避免其他组电芯连锁出现问题，提高电池包的安全性能。
进一步地，在本实施例中，通过在每个容纳腔101的内壁面设置绝缘涂层，当电芯放置于容纳腔101内时，绝缘涂层可以在电芯与电池箱体100的金属框体之间起到电隔离的效果，从而保证电池箱体100与电芯之间的绝缘效果。另外，由于绝缘涂层直接喷涂或涂覆在容纳腔101的内表面，可以保证绝缘涂层可以有效地覆盖容纳腔101的内表面，这样，可以增加电芯与金属框体之间的爬电距离，减少绝缘失效的风险。
进一步地，所述绝缘涂层的厚度D可以满足：
Figure BDA0003140123840000031
其中，I为测试电流，单位为安培；V为测试电压，单位为伏特；p为绝缘涂层的体积电阻率，单位为Ω·m；D为绝缘涂层的喷涂厚度，单位为m；A为绝缘涂层的总喷涂面积，单位为m2。
这里，需要说明的是，测试电压和测试电流是本实施例的电池箱体100在进行绝缘性能测试时的测试电压和测试电流。
在本实施例中，通过使绝缘涂层的厚度D满足上述的关系式，可以使绝缘涂层满足电池箱体100与电芯之间的绝缘性能的要求，减少绝缘失效的风险，提高电池包的安全性能。
进一步地，所述测试电压V不小于3000伏特，所述测试电流I小于1毫安，即V≥3000v，I＜1mA。由此，可以使得绝缘涂层满足电池箱体100与电芯之间的绝缘性能要求。
根据本实用新型实施例的电池箱体100，通过设置间隔布置的多个容纳腔101，并在容纳腔101的内表面设绝缘涂层，不仅可以提高电池箱体100与电芯之间的绝缘效果，减少绝缘失效的风险，还可以使不同容纳腔101中的电芯之间相互隔离开，提高电池包的安全性能。此外，还可以方便电芯装入容纳腔中。
在本实用新型的一个实施例中，所述绝缘涂层可以为聚氨酯涂层。也就是说，绝缘涂层主要为聚氨酯涂层材料，聚氨酯涂层材料的弹性模量较低，可以对电芯起到缓冲、减震的作用，消除电芯局部的应力集中作用。此外，聚氨酯涂层能够有效的覆盖电池箱体100容纳腔101的内表面，增加软包电芯与金属框体的爬电距离，减少绝缘失效的风险。
进一步地，在本实用新型的一个实施例中，所述绝缘涂层的断裂伸长率可以大于100％。例如，绝缘涂层的断裂伸长率可以为110％、120％、130％、150％、170％或200％等等。这样，绝缘涂层的断裂伸长率较高，当电芯通过胶粘的方式固定在容纳腔内时，绝缘涂层可以对电芯起到缓冲、减震的作用，并且可以消除电芯局部的应力集中。
根据本实用新型的一些实施例，所述绝缘涂层的厚度为0.05mm-0.3mm，也就是说，绝缘涂层的厚度可以在0.05mm-0.3mm的范围内。例如，绝缘涂层的厚度可以为0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm等。这样，用户可以根据不同电池包、不同电芯的电压和电流确定绝缘涂层的厚度，以满足不同电池包和不同电芯的绝缘需求。
根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，所述金属框体包括：壳体1和多个隔板2，壳体1可以形成为盒体形状，所述壳体1在第一方向(例如图1中所示的前后方向)上的至少一端敞开，其中，第一方向可以壳体的长度方向，第一方向也可以是壳体的宽度方向。例如，壳体1形成为长方体盒体形状，壳体1在长度方向的两端均敞开，换言之，壳体1具有顺次连接为矩形环形的上侧板、左侧板、下侧板和右侧板，上侧板和下侧板上下平行且间隔布置，左侧板和右侧板平行且间隔布置，且上侧板与左侧板相互垂直。
进一步地，多个所述隔板2设在所述壳体1内，多个隔板2均沿第一方向(例如图1中所示的前后方向)延伸，且多个隔板2在垂直于第一方向(例如图1中所示的前后方向)的第二方向(例如图1中所示的左右方向)间隔布置，每相邻的两个所述隔板2之间可以限定出容纳腔101，且多个隔板2中位于壳体1宽度方向最外侧的两个隔板2分别与壳体1宽度方向的两个侧板(例如壳体1的左侧板和右侧板)之间限定出容纳腔101。这样，壳体1内可以形成多个容纳腔101，多个容纳腔101在壳体1的宽度方向间隔布置，且多个容纳腔101在壳体1长度方向延伸。由此，可以在形成多个水平间隔的多个容纳腔101的前提下，简化电池箱体100的结构，且方便电芯装入对应的容纳腔101内。
其中，需要说明的是，第一方向为壳体的长度方向时，第二方向为壳体的宽度方向，当第一方向为壳体的宽度方向时，第二方向为壳体的长度方向。
在一些示例中，所述金属框体可以一体成型，换言之，所述金属框体不是分体式的可拆卸的结构。这样，可以增强电池箱体100的整体性，增强电池箱体100的整体强度。
在一些示例中，每个容纳腔101的高度为0.1m-0.13m，也就是说，每个容纳腔101的高度可以在0.1m到0.13m范围内。如图2所示，容纳腔101在上下方向的高度在0.1m到0.13m的范围内。例如，容纳腔101的高度可以为0.11m、0.12m等等。这样，用户可以根据电芯组中的电芯数量设置容纳腔101的尺寸，使得一定数量的电芯串接后的尺寸与容纳腔101的尺寸匹配且适配，使得电芯组中的多个电芯可以填充满容纳腔101。
在一些示例中，每个容纳腔101内的绝缘涂层的喷涂面积为0.1m2-0.5m2，也就是说，每个容纳腔101内的绝缘涂层的喷涂面积可以在0.1m2-0.5m2范围。例如，每个容纳腔101内的绝缘涂层的喷涂面积可以为0.2m2、0.3m2、0.4m2等。
如图1所示，电池箱体100包括呈长方体形状的壳体1和设于壳体1内的多个隔板2，壳体1的前侧和后侧均敞开，隔板2沿前后方向延伸并在壳体1的左右方向上间隔布置，隔板2将壳体1内的空间分隔为沿左右间隔排列的多个容纳腔101，每个容纳腔101具有底壁、顶壁、左侧壁和右侧壁，绝缘涂层喷涂于容纳腔101的底壁、顶壁、左侧壁和右侧壁上，每个容纳腔101内绝缘涂层的喷涂面积等于容纳腔101的底壁、顶壁、左侧壁和右侧壁四个壁面的总面积。其中，每个容纳腔101的内壁的总面积，即在每个容纳腔101内的绝缘涂层的喷涂面积，可以在0.1m2-0.5m2范围内。
由此，可以保证容纳腔101的内壁全部喷涂绝缘涂层，以保证电池箱体100与电芯之间电绝缘效果。
在一些实施例中，电池箱体100还包括安装座3，安装座3包括两个，两个安装座3分别设在壳体1的宽度方向的两侧，两个安装座3在壳体1的宽度方向对称布置。进一步地，安装座3沿壳体1的宽度方向背离壳体1向外延伸，且安装座3沿壳体1的长度方向延伸为长条形状。安装座3上形成有沿壳体1的高度方向(例如图1中所示的上下方向)贯通安装座3的安装孔31，每个安装座3上的安装孔31的数量为多个，多个安装孔31在壳体1的长度方向(例如图1中所示的前后方向)间隔布置。
根据本实用新型第二方面实施例的电池包，包括根据本实用新型上述第一方面实施例的电池箱体100和电芯，容纳腔101内设有所述电芯。其中，可选地，电芯可以为铝壳电芯、软包电芯或圆柱电芯。
根据本实用新型实施例的电池包的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
根据本实用新型实施例的电池包，通过设置上述第一方面实施例的电池箱体100，不仅可以提高电池箱体100与电芯之间的绝缘效果，减少绝缘失效的风险，还可以不同容纳腔内的电芯之间相互隔离开，提高电池包的安全性能，从而提高了电池包的整体性能。
例如，电池包可以包括电池箱体100和软包电芯，电池箱体100内具有多个容纳腔101，软包电芯形成为多组，每组电芯中包括相连的多个电芯。其中，多组软包电芯可以与多个容纳腔101一一对应，每组软包电芯可以设于对应的容纳腔101内；软包电芯组的数量也可以大于容纳腔101的数量，此时，在一个容纳腔101内可以设置一组或多组软包电芯，优选地，每个容纳腔101内的软包电芯组的数量不超过2个。
根据本实用新型的一些实施例中，所述电芯可以为软包电芯，容纳腔内可以设有多个软包电芯，容纳腔内的多个软包电芯可以沿第一方向(例如图1中所示的前后方向)排布且串接连接，例如容纳腔内的多个软包电芯可以沿容纳腔的长度方向依次串接。
进一步地，电池包还可以包括：绝缘膜，绝缘膜包覆于多个软包电芯的外侧，也就是说，多个软包电芯的外侧可以包覆有绝缘膜，例如，绝缘膜可以为PET绝缘膜，所述绝缘膜可以通过压敏胶胶粘于多个软包电芯。通过在软包电芯的外侧包覆绝缘膜，绝缘膜不仅可以对软包电芯组进行初步固定，方便软包电芯组装入电池箱体100的容纳腔101中，绝缘膜还可以与和绝缘涂层在软包电芯组与电池箱体100的金属框体之间形成两层绝缘结构，增强软包电芯与组电池箱体100的金属框体之间的绝缘效果。
在本实用新型的一些实施例中，包覆于软包电芯组外侧的绝缘膜与容纳腔101内表面的绝缘涂层之间粘接连接，例如，绝缘膜的外侧表面和/或容纳腔内表面的绝缘涂层上涂覆有胶粘层，当将软包电芯组装入容纳腔内时，绝缘膜与绝缘涂层之间通过胶粘层粘接。这里，由于容纳腔101的内表面设有绝缘涂层，绝缘涂层材料与电池箱体100的金属框体(例如铝合金框体)之间有很高的附着力，同时绝缘涂层材料的表面张力高，能够被胶粘层的胶黏剂很好的润湿，达到较高的粘接强度，有利于绝缘涂层与绝缘膜之间的粘接连接，增强对电芯结构的固定作用。
下面将参考图1-图4描述根据本实用新型一个具体实施例的电池包。
参照图1-图4，电池包包括电池箱体100和设于电池箱体100内的多个电芯。
具体地，电池箱体100包括金属框体和绝缘涂层，金属框体为一体成型的全铝材质，金属框体的壳体1形成为长方体形状的中空结构，壳体1的前侧和后侧敞开，壳体1的内部设有多个隔板2，隔板2沿前后方向延伸，将壳体1内的空间分隔为左右间隔的多个容纳腔101，容纳腔101用于容纳软包电芯。
其中，壳体1在前后方向的长度在1.5m到2m范围，壳体1在左右方向的宽度在1m到1.5m范围内，壳体1在上下方向的高度在0.1m-0.15m范围，每个容纳腔101在左右方向的宽度在0.01m到0.05m范围，容纳腔101在上下方向的高度为0.1m-0.13m范围内。
容纳腔101的四个表面全部喷涂或涂覆有绝缘涂层，软包电芯与铝壳体1之间使用绝缘涂层绝缘。绝缘涂层的厚度需要满足一定的厚度值，绝缘涂层厚度可以根据以下公式计算：I＝V*A/(p*D)，其中V为测试电压，单位为v，p为绝缘层的体积电阻率，单位为Ω*m，D为绝缘层的喷涂厚度，单位为m，A为绝缘层的总喷涂面积，单位为m2，I为测试电流，单位为A，一般需要满足要求：I＜1mA，其中V＝3000v。其中，单个容纳腔101的绝缘涂层的喷涂面积为0.1m2-0.5m2，绝缘涂层的喷涂厚度为0.05mm-0.3mm。
多个电芯可以形成为多个电芯组，每个电芯组均包括多个电芯，每个电芯组的多个电芯可以在第一方向(例如图1中所示的前后方向)排布并串接，在一个容纳腔101内可以设置一个或两个电芯组。当电芯组通过粘接的方式固定在容纳腔101内部时，可以使用绝缘涂层喷涂于壳体1内表面，涂层材料与金属框体之间有很高的附着力，然后采用胶粘层将电芯组粘接连接于容纳腔内表面的绝缘涂层，由于涂层材料的表面张力高，能够被胶黏剂很好的润湿，达到较高的粘接强度，增强软包电芯组与绝缘涂层之间的粘接效果，增强对软包电芯组的结构固定作用。
进一步地，绝缘涂层主要为聚氨酯涂层材料，聚氨酯涂层的弹性模量较低，断裂伸长率＞100％，当电芯组粘接于容纳腔内表面时，电芯组在容纳腔内除了剪切应力和拉拔应力，同时还存在沿电芯组长度方向的扭转力矩，此时力臂即为电芯组的长度，非常容易产生应力集中而发生破坏，而本实施例的聚氨酯涂层材料可以起到缓冲，减震，消除应力集中的作用。
根据本实用新型实施例的电池包，电池箱体100的容纳腔101内表面喷涂绝缘涂层，这种涂层材料能够有效的覆盖铝材型腔的内表面，增加软包电芯与铝材的爬电距离，减少绝缘失效的风险。
根据本实用新型第三方面实施例的车辆，包括根据本实用新型上述第二方面实施例的电池包。
根据本实用新型实施例的车辆的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
根据本实用新型实施例的车辆，通过设置上述第二方面实施例的电池包，不仅可以提高电池箱体100与电芯之间的绝缘效果，减少绝缘失效的风险，提高车辆的安全性能。
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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
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 (10)

1.一种电池箱体，其特征在于，所述电池箱体包括金属框体，所述金属框体内形成有多个用于容纳电芯的容纳腔，多个所述容纳腔间隔布置，所述容纳腔的内表面设有绝缘涂层，
所述绝缘涂层的厚度D满足：
Figure FDA0003140123830000011
其中，V为测试电压，单位为伏特，且所述测试电压V不小于3000伏特；I为测试电流，单位为安培，且所述测试电流I小于1毫安；p为绝缘涂层的体积电阻率，单位为Ω·m；D为绝缘涂层的喷涂厚度，单位为m；A为绝缘涂层的总喷涂面积，单位为m2。
2.根据权利要求1所述的电池箱体，其特征在于，所述绝缘涂层的断裂伸长率大于100％。
3.根据权利要求1所述的电池箱体，其特征在于，所述绝缘涂层的厚度为0.05mm-0.3mm。
4.根据权利要求1所述的电池箱体，其特征在于，所述绝缘涂层为聚氨酯涂层。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的电池箱体，其特征在于，所述金属框体包括：
壳体，所述壳体在第一方向上的至少一端敞开；
多个隔板，多个所述隔板设在所述壳体内，多个隔板沿所述第一方向延伸并在垂直于所述第一方向的第二方向上间隔布置，相邻的两个所述隔板之间以及所述隔板与所述壳体在第二方向的两个侧壁之间限定出所述容纳腔。
6.根据权利要求5所述的电池箱体，其特征在于，每个所述容纳腔的高度为0.1m-0.13m。
7.根据权利要求5所述的电池箱体，其特征在于，每个所述容纳腔内的所述绝缘涂层的喷涂面积为0.1m2-0.5m2。
8.一种电池包，其特征在于，包括：
根据权利要求1-7中任一项所述的电池箱体；
电芯，所述容纳腔内设有电芯。
9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述电芯为软包电芯，所述容纳腔内设有多个所述软包电芯，多个所述软包电芯沿第一方向排布且串接，所述电池包还包括：绝缘膜，所述绝缘膜包覆于多个所述软包电芯的外侧。
10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求8或9所述的电池包。
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