CN215418311U - 电池包及电动汽车 - Google Patents

Abstract

一种电池包及电动汽车，包括外壳及若干各电芯组，电芯组包括若干个单体电芯，各单体电芯沿厚度方向相互靠叠连接以形成阵列电芯，且每一单体电芯的极柱位于其长度方向的侧面上，若干个电芯组位于外壳内，各电芯组与外壳之间形成有排气通道，将单体电芯朝向排气通道设置，能够降低电池包发生热失控时带来的爆炸风险，而且能够省去竖直方向上用于串联各单体电芯的铝排的焊接空间，从而能够提高电池包内部的空间使用率。

Description

电池包及电动汽车

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池包及电动汽车。

背景技术

电池，也即为工具提供动力来源的电源，多指为电动汽车等载具提供动力的蓄电池。

电池包作为电动汽车中“三大件”之一，其发展方向一直是各家厂商关注的焦点，因此，如何让动力电池包更加轻量化、成本更低一直是各大生产厂商亟待解决的问题。

目前行业内的电池包，是将多个电芯集合成电池模组后，再将电池管理系统等子系统与多个电池模组集合成电池包，然而目前的电池包中，电芯对于电池包的空间利用率仅为40％，电池模组的硬件辅助部分占据了电池包相当大的一部分容积，导致电池包实际有效空间使用率过低；其次，电芯是组装在电池模组内，当电芯发生热失控而产生大量气体，导致内部气压上升时，难以有效地快速将气体排出，从而存在爆炸的风险。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种电池包，能够提高电芯对于电池包的空间利用率，而且能够有效降低电池包发生热失控带来的爆炸风险。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种电池包，包括：外壳及若干个电芯组；

所述电芯组包括若干个单体电芯，各所述单体电芯沿厚度方向相互靠叠连接以形成阵列电芯，且每一所述单体电芯的极柱位于其长度方向的侧面上；

若干个所述电芯组位于所述外壳内，各所述电芯组与所述外壳之间形成有排气通道。

在其中一个实施例中，所述外壳包括承载框及若干设置于所述承载框的纵梁，各所述纵梁与各所述电芯组依次交错连接，以使每个所述电芯组在与其连接的所述纵梁上形成所述排气通道。

在其中一个实施例中，所述电芯组还包括两个侧向端板，两个所述侧向端板分别与相邻的两个所述纵梁连接，各所述单体电芯的一端分别与其中一个所述侧向端板连接，各所述单体电芯的另一端分别与另一个所述侧向端板连接。

在其中一个实施例中，所述承载框包括前框及后框，各所述纵梁的一端分别与所述前框连接，各所述纵梁的另一端分别与所述后框连接。

在其中一个实施例中，所述电芯组还包括前端板及后端板，所述前端板设置于所述阵列电芯的首端，且所述前端板与所述前框连接，所述后端板设置于所述阵列电芯的末端，且所述后端板与所述后框连接。

在其中一个实施例中，所述外壳还包括箱板，所述箱板设置于所述承载框的底部，所述电池包还包括缓冲泡棉，所述缓冲泡棉设置于所述电芯组及所述箱板之间。

在其中一个实施例中，所述外壳还包括箱盖，所述箱盖扣设于所述承载框上，所述箱盖上设置有防爆阀，且所述防爆阀与所述排气通道相向设置。

在其中一个实施例中，所述外壳还包括活动梁及若干支撑座，所述活动梁设置于所述纵梁上，各所述支撑座分别设置于所述活动梁上，且各所述支撑座分别与所述箱盖连接。

在其中一个实施例中，所述电池包还包括液冷板，所述液冷板连接并位于各所述电芯组顶端。

一种电动汽车，包括上述中任意一项所述的电池包。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

本实用新型的电池包及电动汽车，包括外壳及若干各电芯组，电芯组包括若干个单体电芯，各单体电芯沿厚度方向相互靠叠连接以形成阵列电芯，且每一单体电芯的极柱位于其长度方向的侧面上，若干个电芯组位于外壳内，各电芯组与外壳之间形成有排气通道，将单体电芯朝向排气通道设置，能够降低电池包发生热失控时带来的爆炸风险，而且能够省去竖直方向上用于串联各单体电芯的铝排的焊接空间，从而能够提高电池包内部的空间使用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型的一实施方式的电池包的结构示意图；

图2为图1所示的电池包的部分结构示意图；

图3为本实用新型的一实施方式的电芯组的结构示意图；

图4为图3的A局部结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

需要说明的是，本文所使用关于元件与另一个元件“连接”的相关表述，也表示元件与另一个元件“连通”，流体可以在两者之间进行交换连通。

请参阅图1及图2，一种电池包10，包括外壳100及若干个电芯组200，电芯组200包括若干个单体电芯211，各单体电芯211沿厚度方向相互靠叠连接以形成阵列电芯210，且每一单体电芯211的极柱位于其长度方向的侧面上，若干个电芯组200位于外壳100内，各电芯组200与外壳100之间形成有排气通道130。

需要说明的是，阵列电芯210是由多个单体电芯211相互靠叠连接而形成的，其中厚度方向是指单体电芯211的两个侧面的法向，而且各单体电芯211的极柱朝向长度方向设置，例如，单体电芯211为具有一定厚度的长方体状电芯，其长度方向即为单体电芯211长边所延伸的方向，极柱位于单体电芯211的长度方向的侧面上，例如，可以是两个极柱分别位于单体电芯211的两个侧面上，也可以是两个极柱均位于单体电芯211的同一个侧面上；进一步地，单体电芯211的长度方向的两个侧面会与外壳100之间间隔一定的距离，而由于各单体电芯211均与外壳100保持间隔，因此会在外壳100内形成排气通道130，该排气通道用于溢散气体，例如，当单体电芯211发生热失控而产生大量气体时，气体能够从排气通道130快速溢散到电池包10外，能够有效降低电池包发生热失控带来的爆炸风险，而且由于各单体电芯211的极柱是侧向设置，因此电池包10能够省去Z方向用于串联各单体电芯211的铝排的焊接空间，其中Z方向与单体电芯211的厚度方向及长度方向相垂直，从而能够提高电芯对于电池包的空间利用率。

请再次参阅图1及图2，一实施方式中，外壳100包括承载框110及若干设置于承载框110的纵梁120，各纵梁120与各电芯组200依次交错连接，以使每个电芯组200在与其连接的纵梁120上形成所述排气通道130。

需要说明的是，外壳100包括了承载框110及多个纵梁120，例如，承载框110可以为矩形，具有四个边框，而各纵梁120则设置在承载框110上，例如，各纵梁120的一端分别与第一边框连接，各纵梁120的另一端分别与第二边框连接，其中，第一边框与第二边框相对向设置，如此，各纵梁120就会将矩形的承载框110分隔为多个区域，然后将各电芯组200分别设置在各区域内，因此，各电芯组200和个纵梁120之间就会呈交错连接，亦即，每相邻两个电芯组200之间由一个纵梁120连接，或者每相邻两个纵梁120之间由一个电芯组200连接，如此，在每个电芯组200与其相连接的纵梁120上会存在一定的距离，此距离即为排气通道130，如此，当某一个单体电芯211发生热失控而产生气体时，气体会从极柱的那一侧面上排出，而由于极柱的那一侧面朝向了排气通道130，因此，排气能够直接进入到排气通道130，进而从排气通道130快速排出到电池包10的外部，因此能够有效降低电池包10发生热失控时带来的爆炸风险；进一步地，由于本申请的电池包10中，各单体电芯211是由承载框110及纵梁120支撑的，因此外壳100的其他区域可以设置为薄板形状，通过减小外壳100的重量以及体积，也能够达到提高电池包10内部的空间使用率的目的。

其中一个实施例中，电芯组200设置为一个，电芯组200的两侧能够与承载框110的两个边框上形成排气通道130；进一步地，电芯组200设置有两个，而纵梁120设置有一个，一个纵梁120能够将承载框110分隔为两个区域，两个电芯组200一一对应容置在两个区域内；进一步地，电芯组200也可以设置为三个，而纵梁120则设置为两个，两个纵梁120能够将承载框110分隔为三个区域，三个电芯组200一一对应容置在三个区域内，因此，电芯组200的数量及纵梁120的数量根据需要设置为具体数值即可。

请参阅图3，一实施方式中，电芯组200还包括两个侧向端板220，两个侧向端板220分别与相邻的两个纵梁120连接，各单体电芯211的一端分别与其中一个侧向端板220连接，各单体电芯211的另一端分别与另一个侧向端板220连接。

需要说明的是，在阵列电芯210的两侧分别设置两个侧向端板220，利用两个侧向端板220夹紧各单体电芯211，能够确保各单体电芯211保持为一个整体。

一实施方式中，侧向端板220为Z型板，其中，Z型板的一边与纵梁120连接，Z型板的另一便则与各单体电芯211连接，如此，能够有效将各单体电芯211固定为一个整体。

请再次参阅图2，一实施方式中，承载框110包括前框111及后框112，各纵梁120的一端分别与前框111连接，各纵梁120的另一端分别与后框112连接。

需要说明的是，为了确保承载框110为矩形框，例如，其中的两个纵梁120分别位于前框111的两端，如此，利用最外侧两个纵梁120与前框111及后框112能够使得承载框110组成矩形框，进一步地，承载框110也可以包括左侧框及右侧框，如此，前框111、左侧框、后框112及右侧框依次首尾连接，便能够组成矩形框，其中，为了确保左侧框及右侧框能够可靠地支撑电芯组200，在左侧框及右侧框上分别设置有纵梁120。

请再次参阅图3，一实施方式中，电芯组200还包括前端板230及后端板240，前端板230设置于阵列电芯210的首端，且前端板230与前框111连接，后端板240设置于阵列电芯210的末端，且后端板240与后框112连接。

需要说明的是，前端板230及后端板240分别设置在阵列电芯210的两端，进一步地，前端板230及后端板240还会与两个侧向端板220相连接，如此，能够将各单体电芯211夹紧固定为阵列电芯210，而前端板230与前框111连接，后端板240与后框112连接，如此，确保电芯组200可靠地与承载框110固定在一起。

请再次参阅图2，一实施方式中，外壳100还包括箱板140，箱板140设置于承载框110的底部，电池包10还包括缓冲泡棉300，缓冲泡棉300设置于电芯组200及箱板140之间。

需要说明的是，由于各单体电芯211由承载框110及纵梁120承载固定，因此外壳100的其余部分能够实现轻量化，亦即，箱板140可以设置为薄板形态，然后将箱板140固定在承载框110的底部，如此，使得承载框110的底部呈密封状态，一实施例中，箱板140与承载框110之间为焊接固定；进一步地，将缓冲泡棉300设置在电芯组200及箱板140之间，如此，能够提高电芯组200的防碰撞能力，当电池包10出现碰撞时能够有效避免电芯组200损坏，提高安全性。

请再次参阅图1及图2，一实施方式中，外壳100还包括箱盖150，箱盖150扣设于承载框110上，箱盖150上设置有防爆阀160，且防爆阀160与排气通道130相向设置。

需要说明的是，箱盖150用于与承载框110相扣合，而承载框110的底部安装在箱板140，如此，能够将电芯组200密封在外壳100内，而在箱盖150上安装防爆阀160，且该防爆阀160与排气通道130对齐，如此，当单体电芯211发生热失控而产生气体时，气体能够从排气通道130迅速从防爆阀160中排出，从而有效提高电池包10的安全性。

请再次参阅图3，一实施方式中，外壳100还包括活动梁170及若干支撑座180，活动梁170设置于纵梁120上，各支撑座180分别设置于活动梁170上，且各支撑座180分别与箱盖150连接。

需要说明的是，利用活动梁170和支撑座180，能够将纵梁120和箱盖150固定连接，如此，能够增加外壳100的结构强度，提高其抗撞击能力；一实施方式中，活动梁170为中空的管型梁，一方面能够确保其结构刚度，提高其抗形变能力，另一方面能够有效降低活动梁170的重量，从而能够提高电池包10的比能量，而且，活动梁170为中空形状，因此，能够降低对气体流动的影响，从而提高电池包10的防爆能力。

请再次参阅图1，一实施方式中，电池包10还包括液冷板400，液冷板400连接并位于各电芯组200顶端。

需要说明的是，液冷板400用于将阵列电芯210上产生的热量导走，因此液冷板400设置在各电芯组200的顶端，一实施方式中，液冷板400与前端板230及后端板240连接，如此，能够提高电芯组200的结构稳定性，而且由于液冷板400位于电芯组200的顶端，能够降低液冷板400受冲击而出现漏冷却液的风险，有效提高电池包10的安全性。

请再次参阅图1，一实施方式中，电池包10还包括导热胶500及隔热泡棉600，导热胶500分别与液冷板400及阵列电芯210连接，隔热泡棉600分别与液冷板400及箱盖150连接。

需要说明的是，而为了提高热量的传导效率，将导热胶500设置为分别与液冷板400及阵列电芯210相黏接，进一步地，为了防止热量传导到箱盖150上，因此在液冷板400与箱盖150之间设置隔热泡棉600。

请再次参阅图1，一实施方式中，外壳100还包括密封胶圈190，密封胶圈190分别与箱盖150及承载框110连接，如此，当箱盖150与承载框110相扣合时，能够确保内部的电芯组200处于密封状态。

请再次参阅图1及图2，一实施方式中，电池包10还包括高压盒710、高压输出接口720及若干铜排730，各铜排730用于将各电芯组200依次串联后，再电连接至高压盒710中，最后再从高压盒710连接至高压输出接口720处，一实施方式中，铜排730也可以替换为铝排、铜铝复合排等导电结构，如此，通过高压输出接口720能够实时检测电池包10的高压情况，有效提高其安全性。

请再次参阅图1及图2，一实施方式中，电池包10还包括电池管理模块810、低压输出接口820及若干低压线束830，低压线束830用于将电芯组200的低压采样接口电连接至电池管理模块810，最后连接至低压输出接口820，如此，能够实时检测电池包10的低压情况，有效提高其安全性。

请参阅图4，一实施方式中，侧向端板220上开设有半腰型孔221及两个定位孔222，两个所述定位孔222分别位于所述半腰型孔221的两侧。需要说明的是，侧向端板220上开设半腰型孔221，因此，与同一个纵梁120相连接的相邻两个侧向端板220能够共用一个安装螺栓，从而能够节省固定空间，从而能够提高电池包系统能量密度。

一实施方式中，一种电动汽车，包括上述中任意一项的电池包10，如此，使用上述的电池包10的电池汽车，能够降低整车质量，同时提高电动汽车的续航能力，并且提高电动汽车对热失控的应对能力。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括：外壳及若干个电芯组；

所述电芯组包括若干个单体电芯，各所述单体电芯沿厚度方向相互靠叠连接以形成阵列电芯，且每一所述单体电芯的极柱位于其长度方向的侧面上；

若干个所述电芯组位于所述外壳内，各所述电芯组与所述外壳之间形成有排气通道。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述外壳包括承载框及若干设置于所述承载框的纵梁，各所述纵梁与各所述电芯组依次交错连接，以使每个所述电芯组在与其连接的所述纵梁上形成所述排气通道。

3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述电芯组还包括两个侧向端板，两个所述侧向端板分别与相邻的两个所述纵梁连接，各所述单体电芯的一端分别与其中一个所述侧向端板连接，各所述单体电芯的另一端分别与另一个所述侧向端板连接。

4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述承载框包括前框及后框，各所述纵梁的一端分别与所述前框连接，各所述纵梁的另一端分别与所述后框连接。

5.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述电芯组还包括前端板及后端板，所述前端板设置于所述阵列电芯的首端，且所述前端板与所述前框连接，所述后端板设置于所述阵列电芯的末端，且所述后端板与所述后框连接。

6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述外壳还包括箱板，所述箱板设置于所述承载框的底部，所述电池包还包括缓冲泡棉，所述缓冲泡棉设置于所述电芯组及所述箱板之间。

7.根据权利要求2或6所述的电池包，其特征在于，所述外壳还包括箱盖，所述箱盖扣设于所述承载框上，所述箱盖上设置有防爆阀，且所述防爆阀与所述排气通道相向设置。

8.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述外壳还包括活动梁及若干支撑座，所述活动梁设置于所述纵梁上，各所述支撑座分别设置于所述活动梁上，且各所述支撑座分别与所述箱盖连接。

9.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括液冷板，所述液冷板连接并位于各所述电芯组顶端。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括权利要求1至9中任意一项所述的电池包。

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