CN216488401U - 一种专用机械电池包和电池包组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种专用机械电池包和电池包组，涉及新能源电池领域，专用机械电池包的壳体为长方体形，壳体面积最大的侧壁竖直设置，壳体的底面具有电池包安装部。电池包沿竖向布置，可直接安装于空间狭小但纵向空间大的位置，尤其适用于专用机械。提高专用机械电池包体积利用率，提高体积能量密度，满足整车对电池包布置尺寸及电池电量需求。电池包组，包括专用机械电池包，至少两个所述专用机械电池包沿Y轴方向依次连接。通过几个电池包共同组合排布的形式可满足电压平台和电量要求。

Description

一种专用机械电池包和电池包组

技术领域

本实用新型涉及新能源电池领域，具体涉及一种专用机械电池包和电池包组。

背景技术

农用机械及工程机械（专用机械）电动化趋势越来越明显，但新能源乘用车与专用机械在电池系统的空间布置上有着本质的区别，新能源乘用车电池包多采用扁平包络，而专用机械放置电池包的位置多为高度方向高、宽度窄，且电量需求较大。

目前新能源专用机械电池包一般采用磷酸铁锂电池标准箱组合的形式来满足整车电量及电压要求，但由于不同专用机械在布置电池包的宽度方向上尺寸不一，很多厂家的标准电池箱体不适用，且为了满足标准箱的安装需求，需要设计支架放置组合好的标准箱电池包，降低了整包能量密度和空间利用率，增加了成本、增加了整车重量，减少能量利用率，且这样排布电量较低，无法满足整车续航需求。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是如何提供一种适用于专用机械的高能量密度的电池包。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种专用机械电池包，包括壳体和多个固定于所述壳体内的电芯，所述壳体为长方体形，所述壳体面积最大的侧壁竖直设置，所述壳体的底面具有电池包安装部。

本实用新型的有益效果是：电池包沿竖向布置，相比于传统的水平面积较大的电池包，本实用新型的电池包可直接安装于空间狭小但纵向空间大的位置，尤其适用于专用机械。电池包安装部用于将壳体底面与专用机械直接连接，例如可以安装在拖拉机窄且高的发动机舱内。电池包安装时无需在专用机械内设置用于固定电池包侧面的安装支架，提高专用机械电池包体积利用率，提高体积能量密度，满足整车对电池包布置尺寸及电池电量需求。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，每个所述电芯水平设置，多个所述电芯分为至少两个电芯组，每个所述电芯组包括至少两个在Z轴方向依次堆叠并固定连接的所述电芯，至少两个所述电芯组沿Z轴方向和/或沿X轴方向依次设置。

采用上述进一步方案的有益效果是：电芯通过CTP（Cell to Pack）的形式排布，结构紧凑，能量密度高。

进一步，还包括至少一个中间支撑板，至少两个所述电芯组沿Z轴方向依次设置形成一列电芯列，相邻两个所述电芯组通过所述中间支撑板固定连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：中间支撑板支撑电芯组的重力，减轻电芯Z向受力。

进一步，所述中间支撑板具有沿Y轴方向延伸的支撑板固定部，所述支撑板固定部与所述壳体的侧壁固定连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：支撑板固定部提供与壳体之间的连接点。

进一步，还包括端板，每个所述电芯列的上下两端均分别固定有所述端板。

采用上述进一步方案的有益效果是：端板对电芯列提供支撑，并且可保护布置于电芯列端部的电路结构。

进一步，还包括至少一个纵梁，至少两个所述电芯组沿X轴方向依次设置形成一行电芯行，所述纵梁竖直固定于所述壳体内，所述纵梁两侧的两个所述电芯组与相应的所述纵梁固定连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：纵梁为电芯组提供稳定X向的支撑力。同时纵梁也可进一步为壳体提供支撑，增加电池包结构强度。

进一步，还包括至少一个中间支撑板和至少一个纵梁，所述电芯组为至少四个，至少四个所述电芯组沿Z轴方向依次设置形成至少两列电芯列且沿X轴方向依次设置形成至少两行电芯行，沿Z轴方向相邻两个所述电芯组通过所述中间支撑板固定连接，所述纵梁竖直固定于所述壳体内，所述纵梁两侧的两个所述电芯组与相应的所述纵梁固定连接。

进一步，还包括高压铜排和低压采样线束，所述高压铜排固定于最下方的所述电芯和所述壳体的底板之间，所述低压采样线束固定于最上方的所述电芯和所述壳体的顶板之间；或者，所述高压铜排固定于最上方的所述电芯和所述壳体的顶板之间，所述低压采样线束固定于最下方的所述电芯和所述壳体的底板之间。

采用上述进一步方案的有益效果是：高压铜排和低压采样线束分别排布于壳体内的上下两端，避免互相影响。同时利用壳体与电芯之间的间隙排布铜排，可提高电池包内空间利用率。

进一步，还包括液冷板，所述壳体包括主壳体和侧盖，所述主壳体其中一个面积最大的侧壁具有安装口，所述侧盖与所述主壳体固定连接并封闭所述安装口，所述电芯固定于所述主壳体内，所述液冷板固定于所述主壳体另一个面积最大的侧壁内侧。

采用上述进一步方案的有益效果是：液冷板为电芯降温冷却。安装口用于组装电池包，便于装配操作。具体的，侧盖可通过螺栓或螺钉与支撑板固定部固定，从而在主壳体的四周无需再设置向外延伸的边沿并开设用于安装侧盖的螺纹孔，由此可节省主壳体所占用的空间。

本实用新型还提供一种电池包组，包括至少两个所述专用机械电池包，至少两个所述专用机械电池包沿Y轴方向依次连接。

采用上述方案的有益效果是：通过几个电池包共同组合排布的形式来满足电压平台和电量要求，几个电池包串联或并联。由于电池包竖向排布，且无需在专用机械内增加安装支架，组合后的电池包组体积能量密度大于360Wh/L，比传统电池包提高20%的体积利用率。

进一步，所述电池包组还包括BMS主控板，每个所述专用机械电池包的所述壳体内还固定有BMS从控板，所述BMS主控板分别与所有的所述BMS从控板通讯连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：BMS从控板用于专用机械电池包内的信号采集及均衡电路。使用多个电池包时，都能通过一个BMS主控板管理控制，并且将BMS主控板放置在壳体外，便于问题排查和维修。

附图说明

图1为本实用新型专用机械电池包的爆炸图；

图2为本实用新型专用机械电池包的主视图，图中隐去了侧盖；

图3为本实用新型中间支撑板的三维图；

图4为本实用新型电池包组的三维图，图中隐去了侧盖。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、壳体；11、主壳体；12、侧盖；2、电芯；3、电芯组；4、中间支撑板；41、支撑板固定部；5、端板；6、纵梁；7、BMS主控板；8、BMS从控板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1-图4所示，本实施例提供一种专用机械电池包，包括壳体1和多个固定于所述壳体1内的电芯2，所述壳体1为长方体形，所述壳体1面积最大的侧壁竖直设置，所述壳体1的底面具有电池包安装部。

电池包沿竖向布置，相比于传统的水平面积较大的电池包，本实用新型的电池包可直接安装于空间狭小但纵向空间大的位置，尤其适用于专用机械。电池包安装部用于将壳体底面与专用机械直接连接，例如可以安装在拖拉机窄且高的发动机舱内。电池包安装时无需在专用机械内设置用于固定电池包侧面的安装支架，提高专用机械电池包体积利用率，提高体积能量密度，满足整车对电池包布置尺寸及电池电量需求。

具体的，电池包安装部可以为螺栓孔、螺杆或者其他常见的用于安装的结构。

在上述任一方案的基础上，如图2所示，每个所述电芯2水平设置，多个所述电芯2分为至少两个电芯组3，每个所述电芯组3包括至少两个在Z轴方向依次堆叠并固定连接的所述电芯2，至少两个所述电芯组3沿Z轴方向和/或沿X轴方向依次设置。

电芯2通过CTP（Cell to Pack）的形式排布，结构紧凑，能量密度高。

具体的，电芯2与相邻电芯2采用结构胶粘接。

电芯2的排布方式具有以下实施方式。

实施方式一：专用机械电池包还包括至少一个中间支撑板4，至少两个所述电芯组3沿Z轴方向依次设置形成一列电芯列，相邻两个所述电芯组3通过所述中间支撑板4固定连接。

中间支撑板4支撑电芯组3的重力，减轻电芯2Z向受力。

具体的，与中间支撑板4相邻的电芯2和中间支撑板4之间采用结构胶粘接。

进一步，如图1和图3所示，所述中间支撑板4具有沿Y轴方向延伸的支撑板固定部41，所述支撑板固定部41与所述壳体1的侧壁固定连接。

支撑板固定部41提供与壳体1之间的连接点。支撑板固定部41可以设有螺纹孔，从而通过螺栓与壳体1相连接。支撑板固定部41也可以为螺杆，螺杆穿过壳体1后与螺母连接，从而实现中间支撑板4与壳体1的固定。如图1所示，中间支撑板4的一侧具有所述支撑板固定部41，其另一侧可通过结构胶与壳体1内壁粘接，或者另一侧也设置支撑板固定部41，通过支撑板固定部41与壳体1连接。

进一步，还包括端板5，每个所述电芯列的上下两端均分别固定有所述端板5。

端板5对电芯列提供支撑，并且可保护布置于电芯列端部的电路结构。

具体的，与端板5相邻的电芯2和端板5之间采用结构胶粘接。

实施方式二：专用机械电池包还包括至少一个纵梁6，至少两个所述电芯组3沿X轴方向依次设置形成一行电芯行，所述纵梁6竖直固定于所述壳体1内，所述纵梁6两侧的两个所述电芯组3与相应的所述纵梁6固定连接。

纵梁6为电芯组3提供稳定X向的支撑力。同时纵梁6也可进一步为壳体1提供支撑，增加电池包结构强度。

具体的，与纵梁6相邻的电芯2和纵梁6之间采用结构胶粘接。

实施方式三：专用机械电池包还包括至少一个中间支撑板4和至少一个纵梁6，所述电芯组3为至少四个，至少四个所述电芯组3沿Z轴方向依次设置形成至少两列电芯列且沿X轴方向依次设置形成至少两行电芯行，沿Z轴方向相邻两个所述电芯组3通过所述中间支撑板4固定连接，所述纵梁6竖直固定于所述壳体1内，所述纵梁6两侧的两个所述电芯组3与相应的所述纵梁6固定连接。进一步，还包括端板5，每个所述电芯列的上下两端均分别固定有所述端板5。

在上述任一方案的基础上，还包括高压铜排和低压采样线束，所述高压铜排固定于最下方的所述电芯2和所述壳体1的底板之间，所述低压采样线束固定于最上方的所述电芯2和所述壳体1的顶板之间；或者，所述高压铜排固定于最上方的所述电芯2和所述壳体1的顶板之间，所述低压采样线束固定于最下方的所述电芯2和所述壳体1的底板之间。

高压铜排和低压采样线束分别排布于壳体1内的上下两端，避免互相影响。同时利用壳体1与电芯2之间的间隙排布铜排，可提高电池包内空间利用率。

在电池包中，高压铜排与每个电芯2连接实现电芯2的串联，高压铜排是电流流通的载体。低压线束用于连接电芯电压或者温度采集装置的线束。

在上述任一方案的基础上，还包括液冷板，所述壳体1包括主壳体11和侧盖12，所述主壳体11其中一个面积最大的侧壁具有安装口，所述侧盖12与所述主壳体11固定连接并封闭所述安装口，所述电芯2固定于所述主壳体11内，所述液冷板固定于所述主壳体11另一个面积最大的侧壁内侧。

液冷板为电芯2降温冷却。安装口用于组装电池包，便于装配操作。具体的，侧盖12可通过螺栓或螺钉与支撑板固定部41固定，从而在主壳体11的四周无需再设置向外延伸的边沿并开设用于安装侧盖12的螺纹孔，由此可节省主壳体11所占用的空间。

具体的，侧盖12通过螺栓与主壳体11连接并封闭所述安装口，中间支撑板4和纵梁6均固定设置在主壳体11内，并提供与侧盖12连接的安装点，并且连接处的缝隙可以通过安装密封条或者填充密封胶的方式密封。

具体的，电芯2背向安装口的一侧通过结构胶与主壳体11粘接，从而为电芯2提供Y向支撑力。

如图4所示，本实施例还提供一种电池包组，包括至少两个所述专用机械电池包，至少两个所述专用机械电池包沿Y轴方向依次连接。

通过几个电池包共同组合排布的形式来满足电压平台和电量要求，几个电池包串联或并联。由于电池包竖向排布，且无需在专用机械内增加安装支架，组合后的电池包组体积能量密度大于360Wh/L，比传统电池包提高20%的体积利用率。

在上述方案的基础上，所述电池包组还包括BMS主控板7，每个所述专用机械电池包的所述壳体1内还固定有BMS从控板8，所述BMS主控板7分别与所有的所述BMS从控板8通讯连接。

其中，BMS表示电池管理系统，BMS主控板7和BMS从控板8内的数据传输和处理均可以采用现有技术实现。BMS从控板8用于专用机械电池包内的信号采集及均衡电路。使用多个电池包时，都能通过一个BMS主控板7管理控制，并且将BMS主控板7放置在壳体1外，便于问题排查和维修。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“X”、“Y”、“Z”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，Z轴方向也可以称为竖向，X轴方向也可以称为横向，Y轴方向也可以称为纵向，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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，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，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种专用机械电池包，其特征在于，包括壳体（1）和多个固定于所述壳体（1）内的电芯（2），所述壳体（1）为长方体形，所述壳体（1）面积最大的侧壁竖直设置，所述壳体（1）的底面具有电池包安装部。

2.根据权利要求1所述一种专用机械电池包，其特征在于，每个所述电芯（2）水平设置，多个所述电芯（2）分为至少两个电芯组（3），每个所述电芯组（3）包括至少两个在Z轴方向依次堆叠并固定连接的所述电芯（2），至少两个所述电芯组（3）沿Z轴方向和/或沿X轴方向依次设置。

3.根据权利要求2所述一种专用机械电池包，其特征在于，还包括至少一个中间支撑板（4），至少两个所述电芯组（3）沿Z轴方向依次设置形成一列电芯列，相邻两个所述电芯组（3）通过所述中间支撑板（4）固定连接。

4.根据权利要求3所述一种专用机械电池包，其特征在于，所述中间支撑板（4）具有沿Y轴方向延伸的支撑板固定部（41），所述支撑板固定部（41）与所述壳体（1）的侧壁固定连接；还包括端板（5），每个所述电芯列的上下两端均分别固定有所述端板（5）。

5.根据权利要求2所述一种专用机械电池包，其特征在于，还包括至少一个纵梁（6），至少两个所述电芯组（3）沿X轴方向依次设置形成一行电芯行，所述纵梁（6）竖直固定于所述壳体（1）内，所述纵梁（6）两侧的两个所述电芯组（3）与相应的所述纵梁（6）固定连接。

6.根据权利要求2所述一种专用机械电池包，其特征在于，还包括至少一个中间支撑板（4）和至少一个纵梁（6），所述电芯组（3）为至少四个，至少四个所述电芯组（3）沿Z轴方向依次设置形成至少两列电芯列且沿X轴方向依次设置形成至少两行电芯行，沿Z轴方向相邻两个所述电芯组（3）通过所述中间支撑板（4）固定连接，所述纵梁（6）竖直固定于所述壳体（1）内，所述纵梁（6）两侧的两个所述电芯组（3）与相应的所述纵梁（6）固定连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述一种专用机械电池包，其特征在于，还包括高压铜排和低压采样线束，所述高压铜排固定于最下方的所述电芯（2）和所述壳体（1）的底板之间，所述低压采样线束固定于最上方的所述电芯（2）和所述壳体（1）的顶板之间；或者，所述高压铜排固定于最上方的所述电芯（2）和所述壳体（1）的顶板之间，所述低压采样线束固定于最下方的所述电芯（2）和所述壳体（1）的底板之间。

8.根据权利要求1-6任一项所述一种专用机械电池包，其特征在于，还包括液冷板，所述壳体（1）包括主壳体（11）和侧盖（12），所述主壳体（11）其中一个面积最大的侧壁具有安装口，所述侧盖（12）与所述主壳体（11）固定连接并封闭所述安装口，所述电芯（2）固定于所述主壳体（11）内，所述液冷板固定于所述主壳体（11）另一个面积最大的侧壁内侧。

9.一种电池包组，其特征在于，包括至少两个如权利要求1-8任一项所述专用机械电池包，至少两个所述专用机械电池包沿Y轴方向依次连接。

10.根据权利要求9所述一种电池包组，其特征在于，所述电池包组还包括BMS主控板（7），每个所述专用机械电池包的所述壳体（1）内还固定有BMS从控板（8），所述BMS主控板（7）分别与所有的所述BMS从控板（8）通讯连接。

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