CN216054966U - 一种高比能电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高比能电池包，包括主箱体；主箱体内，安装有多个并列设置的电池模组；主箱体的顶部，固定设置有上箱盖；每个电池模组与主箱体底部的接触面之间设置有第一导热硅胶垫；每个电池模组的每个侧面，与主箱体侧壁的接触面之间分别设置有第二导热硅胶垫；每个电池模组，包括电池模组主体；电池模组主体的前后两边，分别垂直设置有一个外盖板；电池模组主体的下方分别设置有上盖板和下盖板；上盖板和下盖板分别在与电池模组主体之间设置有盖板绝缘片；电池模组主体的左右两边，分别垂直设置有一个加热片；每个加热片与电池模组主体之间的位置，设置有导热硅胶片。本实用新型能够在保证箱体强度的情况下，提升箱体整体空间利用率。

Description

一种高比能电池包

技术领域

本实用新型涉及电池包技术领域，特别是涉及一种高比能电池包。

背景技术

现有的电动汽车行业，对电池包能量密度的提升要求越来越高，现有的设计，大多数都是寻找轻便的原材料，来实现电池包整体重量的降低，进而实现整体能量密度的提升。

然而，在减重、选用新型材料的同时，市场上也出现了多起因为箱体强度不足而导致的安全事故。而在箱体强度及体积不变的情况下，尽可能有效地利用箱体内空间，成为现在研究的一个难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种高比能电池包。

为此，本实用新型提供了一种高比能电池包，其包括顶部开口的、中空的主箱体；

主箱体内，安装有多个并列设置的电池模组；

主箱体的顶部，固定设置有一个上箱盖；

每个电池模组与主箱体底部的接触面之间，设置有导热硅胶垫；

其中，每个电池模组，包括电池模组主体；

电池模组主体包括四个电芯组合，每个电芯组合包括多个上下堆叠在一起的电芯；

每个电芯的外表面缠绕PI膜；

任意相邻的两个电芯间，放置有PC片；

其中，位于前方的两个电芯组合，电芯的极耳设置面位于电芯组合的前侧；位于后方的两个电芯组合，电芯的极耳设置面位于电芯组合的后侧；

其中，电池模组主体的前后两边，分别垂直设置有一个外盖板；

其中，电池模组主体的下方，分别设置有上盖板和下盖板；

上盖板和下盖板，分别在与电池模组主体之间，设置有一个盖板绝缘片；

其中，电池模组主体的左右两边，分别垂直设置有一个加热片；

每个加热片与电池模组主体之间的位置，设置有导热硅胶片；

对于每个电池模组，其中的加热片两端，分别具有一个垂直贯通的模组长螺杆孔位；

每个模组长螺杆孔位，通过一个长螺杆，与主箱体底部内侧固定设置的支撑梁相螺纹固定连接。

优选地，电池模组主体的前后两侧，与每个外盖板之间的位置，还设置有内隔板；

每个内隔板，与相邻的外盖板之间的位置，还分别设置有电芯成组汇流排；

位于前方的电芯成组汇流排，还与PCB采集板相连接；

PCB采集板的线束，嵌入到内隔板上设置的导线槽中。

优选地，对于每个电池模组，上盖板的上方，间隔设置有两个塑料盖板；

每个塑料盖板的下方，设置有一个跨接铝排；

跨接铝排的两端，分别与相邻的电芯成组汇流排相连接。

优选地，跨接铝排的形状为“凵”字形。

优选地，跨接铝排的下方，还设置有底部塑料隔板；

跨接铝排，通过穿过底部塑料隔板的第一固定螺钉，与上盖板相螺纹固定连接。

优选地，外盖板的上下两端，分别通过第二紧固螺钉，与上盖板和下盖板的相邻端相连接。

优选地，还包括多个箱体压梁；

位于同一横向直线上的多个长螺杆，均贯穿同一个箱体压梁上预留的通孔。

优选地，加热片为PTC加热片；

任意相邻的两个电芯间，放置有不背胶的PC片。

优选地，电池包还包括一个LMU采集板，LMU采集板通过线束，分别与每个电池模组上的PCB采集板以及主箱体上的通讯口相连接。

优选地，主箱体左右两侧，分别固定设置有多个吊耳。

由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种高比能电池包，其结构设计科学，能够在保证箱体强度的情况下，提升箱体整体空间利用率，有利于提高电池生产厂家产品的市场应用前景，具有重大的实践意义。

经过检验，本实用新型提供的电池包，箱体整体结构强度高，密封防水性能好，能满足IP67以上级别要求，同时，紧凑的框架式模组设计，提升了箱体整体空间利用率，且标准模块化的模组设计，更具备互换性及防呆效果，是真正的一款安全、可靠的高比能电池包。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种高比能电池包中，任意一个电池模组的电芯布置图；

图2是本实用新型提供的一种高比能电池包中，任意一个电池模组的成组示意图；

图3是本实用新型提供的一种高比能电池包中，任意一个电池模组的爆炸示意图；

图4是本实用新型提供的一种高比能电池包的爆炸示意图；

图5是本实用新型提供的一种高比能电池包中，电池模组交互安装示意图；

图6是本实用新型提供的一种高比能电池包中，电池模组在箱内散热示意图；

图7是本实用新型提供的一种高比能电池包中，电池模组汇流排的安装及数据采集示意图；

图8是本实用新型提供的一种高比能电池包中，电池模组箱内固定示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段更容易理解，下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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申请的限制。

此外，还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”等应做广义理解，例如，可以是固定安装，也可以是可拆卸安装。

对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

参见图1至图8，本实用新型提供了一种高比能电池包，包括顶部开口的、中空的主箱体1；

主箱体1内，安装有多个并列设置的电池模组2；

主箱体1的顶部，固定设置有一个上箱盖3。

在本实用新型中，具体实现上，每个电池模组2与主箱体1底部的接触面之间，设置有导热硅胶垫101。

在本实用新型中，具体实现上，参见图3所示，每个电池模组2，包括电池模组主体；

电池模组主体包括四个电芯组合，每个电芯组合包括多个上下堆叠在一起的电芯20；

需要说明的是，其中，位于前方的两个电芯组合，电芯的极耳设置面位于电芯组合的前侧；位于后方的两个电芯组合，电芯的极耳设置面位于电芯组合的后侧；

其中，电池模组主体的前后两边，分别垂直设置有一个外盖板21；

其中，电池模组主体的下方，分别设置有上盖板251和下盖板252；

上盖板251和下盖板252，分别在与电池模组主体之间，设置有一个盖板绝缘片26；

其中，电池模组主体的左右两边，分别垂直设置有一个加热片27(例如PTC加热片)；

每个加热片27与电池模组主体之间的位置，设置有导热硅胶片28；

具体实现上，电池模组主体的前后两侧，与每个外盖板21之间的位置，还设置有内隔板22；

每个内隔板22，与相邻的外盖板21之间的位置，还分别设置有电芯成组汇流排23；

具体实现上，位于前方的电芯成组汇流排23，还与PCB采集板24相连接；

具体实现上，PCB采集板24的线束240，嵌入到内隔板22上设置的导线槽220中。

需要说明的是，电芯成组汇流排23，用于与电芯20上的极耳相激光焊接。

在本实用新型中，PCB采集板24，用于电池模组中单体电芯信息采集， PCB采集板24上面引出的多根采集线束，与电芯成组汇流排23连接。

具体实现上，对于每个电池模组，上盖板251的上方，间隔设置有两个塑料盖板29；

每个塑料盖板29的下方，设置有一个跨接铝排30；

跨接铝排30的两端，分别与相邻的电芯成组汇流排23相连接。

具体实现上，跨接铝排30的形状为“凵”字形。

具体实现上，跨接铝排30的下方，还设置有底部塑料隔板31；

跨接铝排30，通过穿过底部塑料隔板31的第一固定螺钉321，与上盖板251相螺纹固定连接(第一固定螺钉321，垂直穿过底部塑料隔板31上预留的开孔)。

具体实现上，位于电池模组主体后侧的电芯成组汇流排23，与总正负栓接柱33(共计两个)相连接。

需要说明的是，两个总正负栓接柱33，对于单个电池模组来说，作为电池模组的总正、总负输出端，安装于主箱体1中，通过多个模组间汇流排102实现电池模组间的串联，以及电池包内的动力连接。

具体实现上，外盖板21的上下两端，分别通过第二紧固螺钉322，与上盖板251和下盖板252的相邻端相连接。

具体实现上，上盖板251和下盖板252，均为铝型材端板。

在本实用新型中，具体实现上，对于每个电池模组2，其中的加热片27 两端，分别具有一个垂直贯通的模组长螺杆孔位270；

每个模组长螺杆孔位270，通过一个长螺杆103，与主箱体1底部内侧固定设置的支撑梁11相螺纹固定连接。

具体实现上，本实用新型的电池包，还包括多个箱体压梁104；

位于同一横向直线上的多个长螺杆103，均贯穿同一个箱体压梁104上预留的通孔；因此，通过箱体压梁104和长螺杆103，来对主箱体1内的多个电池模组，进行横向和垂直方向的压紧和固定。

在本实用新型中，具体实现上，对于电池模组，汇流排组件(即电芯成组汇流排23)通过激光焊接，模组的总正负排为铜铝复合，总正负栓接柱表面为铜；

在本实用新型中，具体实现上，对于电池模组，汇流排组件通过热熔柱热熔固定于内隔板上，再整体安装在电芯上部，通过激光焊汇流连接电芯；

在本实用新型中，具体实现上，内隔板设计有滑槽，以便模组的PCB 采集板的安装，内隔板22上也设有凸台，外盖板21相应部位开口，通过自攻螺钉连接外盖板21和内隔板22；

在本实用新型中，具体实现上，对于电池模组，PTC加热片，是通过导热硅胶片28与电芯进行接触；

在本实用新型中，具体实现上，对于LMU(本地电池监控单元)采集板17，其壳体为铝材质，用于轻量化，提升整体箱体的能量密度；

在本实用新型中，具体实现上，汇流排材质都为铜母排，不仅降低成本，而且具有比较优良的导电性，减少大倍率充放电过程中的温升；

在本实用新型中，具体实现上，所述上箱盖3为铝制箱盖，轻量化，提升整个电池包的能量密度；

在本实用新型中，具体实现上，主箱体1，开有一个模组固定的空穴，同时，其底部布置焊接螺母的支撑梁11(欧米伽梁)，以起到加固箱体及安装模组的功能；

在本实用新型中，具体实现上，箱体压梁104，为固定电池模组用；

在本实用新型中，具体实现上，主箱体1左右两侧固定设置的吊耳19 (即挂耳)，为电池包包装及装车过程中吊装用；

在本实用新型中，具体实现上，每个电芯20的外表面缠绕PI膜；

任意相邻的两个电芯20间，放置有不背胶的PC(聚碳酸酯)片。

为了进行电池模组的固定，电池模组通过长螺杆与支撑梁11(欧米伽梁) 上的焊接螺母栓接，把模组栓接于主箱体的底部，箱体压梁104把模组串联紧固于箱体侧面。

为了更加清楚地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例，说明本实用新型的工作原理。

如图1、图2所示，每个电芯20的外表面缠绕PI膜(聚酰亚胺薄膜)，保证绝缘良好，然后按照图1所示外置排布，电芯间使用绝缘PC膜进行绝缘，在工装上对排布好的电芯进行挤压定位，并安装上盖板251和下盖板252、加热片27，从而组成框架，电池模组初步成型；

如图7所示，电池模组的内隔板22与电芯成组汇流排23及PCB采集板24的线束的组合，先将PCB采集板24的线束240通过超声焊与电芯成组汇流排23进行超声焊接，然后把焊接后的组件再与内隔板22进行组装，组装中的线束240通过内隔板22上的走线槽(即导线槽220)来进行铺展、固定，电芯成组汇流排23(具体为铝排)通过内隔板22上的热熔柱221进行热熔固定。

如图3所示，在图1、图2、图7组装后，把内隔板22、电芯成组汇流排23及PCB采集板24的线束的组合，安装于电池模组的电芯极耳面，并用第二固定螺钉322把内隔板22固定于电池模组的上盖板251和下盖板252 上，然后，进入电芯成组汇流排23(具体采用铝排)与电芯极耳的激光焊焊接工艺，在焊接完成后，安装塑料盖板29、外盖板21，并用螺钉进行紧固，这样就完成一个电池模组的组装；

如图4所示，在组装电池包时，依次安装箱体前部的正负极输出端子盒 (即动力端子盒)12、熔断器13、维修开关(MSD)14、通讯口16、加热口15、总正负连接排、总正负输出排防护塑料架18以及吊耳19，如图5，安装模组；如图7，用长螺杆固定电池模组；

在本实用新型中，具体实现上，电池包还包括多个模组间汇流排102，其两端分别用于连接相邻电池模组2的一个总正负栓接柱33，从而实现电池包内六个电池模组间的串联，保证电池包内的电连接通路。

在本实用新型中，具体实现上，电池包箱体内部前部安装总正负输出排防护塑料架18，通过与熔断器13安装座上的螺纹孔进行栓接，电池包箱体内部前部总正负输出排防护塑料架18能够对总正负连接排起到绝缘防护的作用。

在本实用新型中，具体实现上，电池包还包括一个LMU采集板(含线束)17，LMU采集板17通过线束，分别与每个电池模组上的PCB采集板 24以及主箱体1上的通讯口16相连接，从而通过外部设备访问所述通讯口 16，来实现电池包内电池电压、温度、SOC等信息的监测。

如图7所示，用长螺杆103固定电池模组2于主箱体1底部的支撑梁11 (例如欧米茄材质梁)上，如图4所示，然后，安装模组间汇流排102、LMU 采集板(含线束)17；

如图5所示，每排相邻的电池模组2间为交互排列，极大的利用了箱内的有效空间；

如图6所示，电池模组2与主箱体1底部的接触面，电池模组与PTC 加热片(加热片27)的接触面，都有导热硅胶结构(具体包括导热硅胶垫 101和导热硅胶片28)作为导热媒介，极大提高电池模组的散热速率；

具体实现上，所使用导热硅胶垫需保证压缩量在50％左右，可使导热率为最大；

具体实现上，内隔板22上面设计有走线槽(即导线槽)，用于PCB采集板的采样线束的防护及规划；

具体实现上，电池模组上下两侧的上盖板和下盖板上，设有绑线开槽，供箱内采集线束的捆绑；

具体实现上，电池包内侧靠前部，设计有总正负输出排防护塑料架18 进行绝缘防护。

具体实现上，本实用新型采用的电芯，优选为小型磷酸铁锂电芯，本实用新型开发出一种电池模组结构，结合模组在箱体内安装整体空间的利用，同时又结合模组特有的导热设计，从而形成了一款高比能且具备较好散热效果的电池包。

基于以上技术方案可知，对于本实用新型，提供了一种高比能电池包，包括电池模组、箱体组件、LMU采集板、汇流排、线束、高低压插件；电池模组包括电芯、内隔板、外盖板、汇流排组件、绝缘片、上下端板及PTC 加热片、导热硅胶片、采集PCB组件等，电芯外部缠绕PI膜，电芯间放不背胶PC片，通过PTC加热片及上下端板组成的框架进行固定，PTC加热片与电芯间粘贴导热硅胶垫，电芯与电芯间通过汇流排激光焊相连接，外面装配塑料盖板；模组与箱体底部通过长螺栓固定，并通过箱体压梁加固；电池模组中的单体电芯信息采集及检测通过箱内线束，连接于每个模组的PCB采集板，最后汇总于LMU采集板；整个电池包安装后，能够满足IP67以上的防护等级。

与现有技术相比较，本实用新型提供的高比能电池包，具有如下有益效果：

1、电池模组框架式的组装方式，成组可靠，同时，标准化的模组方式，便于维护及安装过程中的防呆；

2、模组框架式结构，且模组固定点位非对称式设计，在模组入箱时，相邻竖列模组间可以交互安装，增加箱体的空间利用率；

3、模组四个大面，都可以通过导热硅胶垫与铝制PTC及上下端板接触，整体散热效果好，有利于电池寿命的延长；

4、汇流排通过热熔柱，热熔固定在内隔板上，采集线束通过走线槽固定于内隔板上，再整体装配在模组上端，进行激光焊接固定；

5、模组与箱体底部通过长螺栓固定，并通过箱体压梁加固。

综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种高比能电池包，其结构设计科学，能够在保证箱体强度的情况下，提升箱体整体空间利用率，有利于提高电池生产厂家产品的市场应用前景，具有重大的实践意义。

经过检验，本实用新型提供的电池包，箱体整体结构强度高，密封防水性能好，能满足IP67以上级别要求，同时，紧凑的框架式模组设计，提升了箱体整体空间利用率，且标准模块化的模组设计，更具备互换性及防呆效果，是真正的一款安全、可靠的高比能电池包。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种高比能电池包，其特征在于，包括顶部开口的、中空的主箱体(1)；

主箱体(1)内，安装有多个并列设置的电池模组(2)；

主箱体(1)的顶部，固定设置有一个上箱盖(3)；

每个电池模组(2)与主箱体(1)底部的接触面之间，设置有导热硅胶垫(101)；

其中，每个电池模组(2)，包括电池模组主体；

电池模组主体包括四个电芯组合，每个电芯组合包括多个上下堆叠在一起的电芯(20)；

每个电芯(20)的外表面缠绕PI膜；

任意相邻的两个电芯(20)间，放置有PC片；

其中，位于前方的两个电芯组合，电芯的极耳设置面位于电芯组合的前侧；位于后方的两个电芯组合，电芯的极耳设置面位于电芯组合的后侧；

其中，电池模组主体的前后两边，分别垂直设置有一个外盖板(21)；

其中，电池模组主体的下方，分别设置有上盖板(251)和下盖板(252)；

上盖板(251)和下盖板(252)，分别在与电池模组主体之间，设置有一个盖板绝缘片(26)；

其中，电池模组主体的左右两边，分别垂直设置有一个加热片(27)；

每个加热片(27)与电池模组主体之间的位置，设置有导热硅胶片(28)；

对于每个电池模组(2)，其中的加热片(27)两端，分别具有一个垂直贯通的模组长螺杆孔位(270)；

每个模组长螺杆孔位(270)，通过一个长螺杆(103)，与主箱体(1)底部内侧固定设置的支撑梁(11)相螺纹固定连接。

2.如权利要求1所述的高比能电池包，其特征在于，电池模组主体的前后两侧，与每个外盖板(21)之间的位置，还设置有内隔板(22)；

每个内隔板(22)，与相邻的外盖板(21)之间的位置，还分别设置有电芯成组汇流排(23)；

位于前方的电芯成组汇流排(23)，还与PCB采集板(24)相连接；

PCB采集板(24)的线束(240)，嵌入到内隔板(22)上设置的导线槽(220)中。

3.如权利要求2所述的高比能电池包，其特征在于，对于每个电池模组，上盖板(251)的上方，间隔设置有两个塑料盖板(29)；

每个塑料盖板(29)的下方，设置有一个跨接铝排(30)；

跨接铝排(30)的两端，分别与相邻的电芯成组汇流排(23)相连接。

4.如权利要求3所述的高比能电池包，其特征在于，跨接铝排(30)的形状为“凵”字形。

5.如权利要求3所述的高比能电池包，其特征在于，跨接铝排(30)的下方，还设置有底部塑料隔板(31)；

跨接铝排(30)，通过穿过底部塑料隔板(31)的第一固定螺钉(321)，与上盖板(251)相螺纹固定连接。

6.如权利要求1所述的高比能电池包，其特征在于，外盖板(21)的上下两端，分别通过第二紧固螺钉(322)，与上盖板(251)和下盖板(252)的相邻端相连接。

7.如权利要求1所述的高比能电池包，其特征在于，还包括多个箱体压梁(104)；

位于同一横向直线上的多个长螺杆(103)，均贯穿同一个箱体压梁(104)上预留的通孔。

8.如权利要求1所述的高比能电池包，其特征在于，加热片(27)为PTC加热片；

任意相邻的两个电芯(20)间，放置有不背胶的PC片。

9.如权利要求2至5中任一项所述的高比能电池包，其特征在于，电池包还包括一个LMU采集板(17)，LMU采集板(17)通过线束，分别与每个电池模组上的PCB采集板(24)以及主箱体(1)上的通讯口(16)相连接。

10.如权利要求1所述的高比能电池包，其特征在于，主箱体(1)左右两侧，分别固定设置有多个吊耳(19)。

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