CN216720180U - 动力电池包结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种动力电池包结构，包括电芯组件、框架总成、水冷板、底部护板、上盖和高压电气盒；电芯组件固定于框架总成内；水冷板通过多个水冷板螺栓固定于框架总成的底面，水冷板与框架总成之间设置有下表面密封条；底部护板通过多个底部护板螺栓连接框架总成并间隙设置于水冷板下方；上盖通过多个上盖螺栓固定于框架总成的顶面，上盖与框架总成之间设置有上表面密封条，上盖形成一镂空部；高压电气盒通过多个高压盒螺栓固定于上盖上并罩设于镂空部上，高压电气盒与电芯组件电连接；高压电气盒与上盖之间设置有高压盒密封条。本实用新型的一种动力电池包结构，高度集成，结构简单，可以防止底部石击，且便于拆解返修，维护成本低。

Description

动力电池包结构

技术领域

本实用新型涉及电池领域，尤其涉及一种动力电池包结构。

背景技术

随新能源政策和双积分政策不断深入，汽车工业正在不断的走向电动化，不论纯电动还是混动车型，电池包都作为电动化的核心零件之一，动力电池包的结构及集成技术直接影响电池包的成本、装配效率和安全性能。目前的电池包都是通过一定数量的电芯组装成标准模组，再通过螺栓将模组固定在电池包内，内置水冷组件，紧固装置等，零件种类多，组装工序繁多，成本高。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种动力电池包结构，高度集成，结构简单，可以防止底部石击，且便于拆解返修，维护成本低。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种动力电池包结构，包括一电芯组件、一框架总成、一水冷板、一底部护板、一上盖和一高压电气盒；所述电芯组件固定于所述框架总成内；所述水冷板通过多个水冷板螺栓固定于所述框架总成的底面，所述水冷板与所述框架总成之间设置有下表面密封条；所述底部护板通过多个底部护板螺栓连接所述框架总成并间隙设置于所述水冷板下方；所述上盖通过多个上盖螺栓固定于所述框架总成的顶面，所述上盖与所述框架总成之间设置有上表面密封条，所述上盖形成一镂空部；所述高压电气盒通过多个高压盒螺栓固定于所述上盖上并罩设于所述镂空部上，所述高压电气盒与所述电芯组件电连接；所述高压电气盒与所述上盖之间设置有高压盒密封条。

优选地，所述电芯组件包括若干电芯、若干隔热垫、若干绝缘膜、四绝缘端板和若干电连接件；所述电芯排列成两排；所述隔热垫嵌设于相邻两所述电芯之间；每排所述电芯的两侧设置有所述绝缘膜；每排所述电芯的两端分别设置有一所述绝缘端板；所述电芯与所述电连接件电连接。

优选地，所述框架总成包括两纵梁、两横梁和一中间隔离框；所述中间隔离框设置于两排所述电芯之间；所述纵梁和所述横梁包覆于所述电芯组件的外围并对所述电芯组件进行夹紧；两所述纵梁的端部与两所述横梁的相邻端焊接。

优选地，所述纵梁内侧形成一纵梁内腔；所述纵梁外侧形成一纵梁外腔；所述纵梁上表面形成一纵梁上表面凹槽；所述纵梁下表面形成一纵梁下表面凹槽；所述纵梁的两侧形成台阶式的第一Z型避让区域。

优选地，所述横梁内侧形成一横梁内腔；所述横梁外侧形成一横梁外腔；所述横梁上表面形成一横梁上表面凹槽；所述横梁下表面形成一横梁下表面凹槽；所述横梁的两侧形成台阶式的第二Z型避让区域；所述第二Z型避让区域与所述第一Z型避让区域无缝拼接配合；所述上表面密封条设置于所述纵梁上表面凹槽和所述横梁上表面凹槽内；所述下表面密封条设置于所述纵梁下表面凹槽和所述横梁下表面凹槽内。

优选地，所述电芯组件与所述框架总成之间填设有密封胶层。

优选地，所述水冷板内部形成U字型流道，所述水冷板的一端延伸出所述横梁的外沿并沿高度方向设置有一入水口和一出水口，所述入水口和所述出水口与所述U字型流道连通；所述水冷板顶面形成一导热胶层。

优选地，所述底部护板包括一框体和一中间板条；所述框体的位置与所述横梁和所述纵梁的位置对应，所述中间板条的位置与所述中间隔离框的位置对应；所述底部护板与所述水冷板之间的间隙高度范围为10-20mm。

优选地，所述高压电气盒包括一盒体以及设置于所述盒体上的一泄压阀、一高压接口和一低压通讯接口。

优选地，所述高压电气盒还包括设置于所述盒体内的继电器、保险丝、电流传感器、连接件和采样线束支架。

本实用新型由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：

本实用新型电芯组件、框架总成、水冷板、底部护板、上盖和高压电气盒的结构集成度高，结构简单；底部护板与水冷板之间形成间隙，用于底部防护和缓冲区域，在车辆底部受到一定撞击时，底部护板作为第一道防护，保护了上方的水冷板和电芯，确保在机械碰撞中安全可靠。高压电气盒通过一体式的集成化设计，节省复杂的线束布置，高压电气盒属于易损件，高压电气盒独立于电池包上盖的设计使得在售后返修过程不需要全部拆除电池包上盖，减小不必要的维修量。所述纵梁上表面凹槽和所述横梁上表面凹槽用于上表面密封条的涂敷；所述纵梁下表面凹槽和所述横梁下表面凹槽用于下表面密封条的涂敷；所述第二Z型避让区域与所述第一Z型避让区域实现无缝拼接配合。

附图说明

图1为本实用新型实施例的动力电池包结构的爆炸图；

图2为本实用新型实施例的电芯组件的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的电芯组件和框架总成的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的横梁的结构示意图；

图5为本实用新型实施例的纵梁的结构示意图；

图6为本实用新型实施例的框架总成的固定与密封状态图；

图7为本实用新型实施例的动力电池包结构的安装示意图。

具体实施方式

下面根据附图图1～图7，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本实用新型的功能、特点。

请参阅图1～图7，本实用新型实施例的一种动力电池包结构，包括一电芯组件、一框架总成25、一水冷板5、一底部护板7、一上盖16和一高压电气盒18；电芯组件固定于框架总成25内；水冷板5通过多个水冷板螺栓8固定于框架总成25的底面，水冷板5与框架总成25之间设置有下表面密封条4；底部护板7通过多个底部护板螺栓6连接框架总成25并间隙设置于水冷板5下方；上盖16通过多个上盖螺栓17固定于框架总成25的顶面，上盖16与框架总成25之间设置有上表面密封条15，上盖16形成一镂空部；高压电气盒18通过多个高压盒螺栓22固定于上盖16上并罩设于镂空部上，高压电气盒18与电芯组件电连接；高压电气盒18与上盖16之间设置有高压盒密封条。

电芯组件包括若干电芯2、若干隔热垫、若干绝缘膜9、四绝缘端板11和若干电连接件14；电芯2排列成两排；隔热垫嵌设于相邻两电芯2之间；每排电芯2的两侧设置有绝缘膜9；每排电芯2的两端分别设置有一绝缘端板11；电芯2与电连接件14电连接。电芯组件为电池包的能量储存主体。

框架总成25包括两纵梁1、两横梁3和一中间隔离框13；中间隔离框13设置于两排电芯2之间；纵梁1和横梁3包覆于电芯组件的外围并对电芯组件进行夹紧；两纵梁1的端部与两横梁3的相邻端焊接形成焊缝24。

其中，纵梁1内侧形成一纵梁内腔103；纵梁1外侧形成一纵梁外腔104；纵梁1上表面形成一纵梁上表面凹槽101；纵梁1下表面形成一纵梁下表面凹槽102；纵梁1的两侧形成台阶式的第一Z型避让区域。纵梁1采用铝合金挤压型材，主要功能为固定电芯2，并且支撑电池包其他零部件，纵梁1内侧涂敷结构胶，纵梁1与电芯2侧边无间隙配合，通过挤压力和内侧边的结构胶来固定电芯2。

横梁3内侧形成一横梁内腔33；横梁3外侧形成一横梁外腔34；横梁3上表面形成一横梁上表面凹槽31；横梁3下表面形成一横梁下表面凹槽32；横梁3的两侧形成台阶式的第二Z型避让区域；第二Z型避让区域与第一Z型避让区域无缝拼接配合；上表面密封条15设置于纵梁上表面凹槽101和横梁上表面凹槽31内；下表面密封条4设置于纵梁下表面凹槽102和横梁下表面凹槽32内。横梁3采用铝合金挤压型材，主要功能是对电芯2两端施加一定的夹紧力，结合纵梁1一起对电芯2进行固定。

电芯组件与框架总成25之间填设有密封胶层23。

水冷板5内部形成U字型流道，水冷板5的一端延伸出横梁3的外沿并沿高度方向设置有一入水口和一出水口，入水口和出水口与U字型流道连通；水冷板5顶面形成一导热胶层用于水冷板5与电芯2之间的填缝导热功能。水冷板5为挤压型材，两端通过钎焊工艺封堵，形成框架总成25下表面的密封。水冷板5整体厚度在7-9mm之间，内部流道高度3-5mm。水冷板5可承受一定的电芯2重量，作为电芯2辅助固定装置，加强了电池包的结构强度。

底部护板7包括一框体和一中间板条；框体的位置与横梁3和纵梁1的位置对应，中间板条的位置与中间隔离框13的位置对应；底部护板7与水冷板5之间的间隙高度范围为10-20mm，用于底部防护和缓冲区域，在车辆底部受到一定撞击时，底部版作为第一道防护，保护了上方的水冷板5和电芯2，确保在机械碰撞中安全可靠。底护板采用铝合金冲压板材，厚度为1-2mm，底护板的成型提高板的刚度。

上盖16采用铝合金冲压板材，厚度1.2-1.5mm，四周通过上盖螺栓17锁紧在框架总成25上，上盖16靠高压电气盒18的位置采用镂空处理，用于电芯2与高压电气盒18的电连接通道，镂空部周边铆接有螺栓，间距60-90mm之间。

高压电气盒18包括一盒体以及控制电池包高压回路的继电器、保险丝、电流传感器、连接件、采样线束支架和电池管理系统等器件；这些器件预先与固定框装配在一起后，整体坐落在上盖16的镂空部处，电芯组件的正负极向上直接伸到高压电气盒18的内部，直接锁紧固定作为电气连接，最后装配上壳体。在装配过程中，高压电气盒18通过一体式的集成化设计，节省复杂的线束布置，高压电气盒18属于易损件，高压电气盒18独立于上盖16的设计使得在售后返修过程不需要全部拆除上盖16，减小不必要的维修量。

高压电气盒18还包括设置于盒体上的一泄压阀19、一高压接口21和一低压通讯接口20。

本实施例中，密封胶为热熔性丁基胶，在框架总体25与电芯组件装配完成后，通过加热丁基胶，对上下表面和框架总体25与电芯组件形成的四个角落进行注胶，在施工后能够热熔性丁基胶具备可填缝，密封性能好，与界面高强度密封的功能，完全隔离框架总体25的上下面与横梁3和纵梁1的拼接间隙。

本实用新型实施例的一种动力电池包结构，其安装顺序如下：

1、电芯组件安装；

1.1将电芯2按照一定数量排成两排，放置在工装台；

1.2电芯2之间内嵌入隔热垫；

1.3两侧放置绝缘端板11；

2、电芯组件固定；

2.1将两纵梁1的内表面和中间隔离框13两侧表面涂敷结构胶；

2.2将两纵梁1放置在电芯2两外侧，中间隔离框13放置在两排电芯2中间，两横梁3放置在两端。

2.3两根横梁3和两根纵梁1对电芯组件进行夹紧，两侧横梁3实施对电芯2施加一定的夹紧力。

2.4横梁3和纵梁1都采用铝合金机型材挤压而成，两端分别切割成阶梯状，上下密封面分别有一个纵梁上表面凹槽101、横梁上表面凹槽31、纵梁下表面凹槽102和横梁下表面凹槽32，用于打胶密封。

2.5横梁3由外及里分为两个腔体，横梁外腔34与横梁内腔33，横梁3的两端分两层错开切割成阶梯状，利于防水密封。同理，纵梁1也采用铝合金型材，上下表面分布有横梁上表面凹槽31和横梁下表面凹槽32，纵梁1由外及里分为两个腔体，纵梁外腔104与纵梁内腔103，纵梁1切割成阶梯状，与横梁3拼接。

3.框架的固定与密封；

3.1横梁3和纵梁1接缝共4处，采用铝合金MIG焊接固定，起到连接固定作用；

3.2框架焊接完成后，外侧四角位置电芯组件与外框体形成4个封闭空间，对这些封闭区域进行注射密封胶形成密封胶层23；

3.3两根横梁3和两根纵梁1组成贯穿的密封槽，下表面打密封胶形成下表面密封条4，并与水冷板5合拢，形成下表面的密封，上表面密封槽打密封胶形成上表面密封条15，并与上盖16合拢，形成密封；

3.4据此，上下表面和拼接处纵向位置都实现了密封；

4.水冷板5安装；

4.1将水冷板5从底部垂直向上，与下表面贴合，下表面密封条4与水冷板5接触且被挤压，

4.2水冷板5通过射钉紧固在四周的框架总成25下表面；

5.上表面安装；

5.1上盖16从上方垂直向下，与框架总成25的上表面贴合，与上表面密封条15接触并压缩到指定位置；

5.2上盖16通过上盖螺栓17紧固在四周的框架总成25上；

6.高压电气盒18安装；

6.1高压回路控制器件预先装配在高压电气盒18中，高压电气盒18内置塑料托盘；

6.2预先装配完成后，通过托盘固定在上盖16上和中间隔离框13处，横梁3和纵梁1对高压电气盒18起到结构支撑作用；

6.3上盖16有一处镂空部，周围采用铆接方式固定螺栓，高压盒通过螺母锁紧到上盖16，高压电气盒18下表面带有高压盒密封条，与上盖16之间通过螺栓压紧形成密封效果；

7.底部护板7安装；

7.1底部护板7通过底部护板螺栓6与框体总成连接，底部护板7与水冷板5之间不作密封处理。

以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种动力电池包结构，其特征在于，包括一电芯组件、一框架总成、一水冷板、一底部护板、一上盖和一高压电气盒；所述电芯组件固定于所述框架总成内；所述水冷板通过多个水冷板螺栓固定于所述框架总成的底面，所述水冷板与所述框架总成之间设置有下表面密封条；所述底部护板通过多个底部护板螺栓连接所述框架总成并间隙设置于所述水冷板下方；所述上盖通过多个上盖螺栓固定于所述框架总成的顶面，所述上盖与所述框架总成之间设置有上表面密封条，所述上盖形成一镂空部；所述高压电气盒通过多个高压盒螺栓固定于所述上盖上并罩设于所述镂空部上，所述高压电气盒与所述电芯组件电连接；所述高压电气盒与所述上盖之间设置有高压盒密封条。

2.根据权利要求1所述的动力电池包结构，其特征在于，所述电芯组件包括若干电芯、若干隔热垫、若干绝缘膜、四绝缘端板和若干电连接件；所述电芯排列成两排；所述隔热垫嵌设于相邻两所述电芯之间；每排所述电芯的两侧设置有所述绝缘膜；每排所述电芯的两端分别设置有一所述绝缘端板；所述电芯与所述电连接件电连接。

3.根据权利要求2所述的动力电池包结构，其特征在于，所述框架总成包括两纵梁、两横梁和一中间隔离框；所述中间隔离框设置于两排所述电芯之间；所述纵梁和所述横梁包覆于所述电芯组件的外围并对所述电芯组件进行夹紧；两所述纵梁的端部与两所述横梁的相邻端焊接。

4.根据权利要求3所述的动力电池包结构，其特征在于，所述纵梁内侧形成一纵梁内腔；所述纵梁外侧形成一纵梁外腔；所述纵梁上表面形成一纵梁上表面凹槽；所述纵梁下表面形成一纵梁下表面凹槽；所述纵梁的两侧形成台阶式的第一Z型避让区域。

5.根据权利要求4所述的动力电池包结构，其特征在于，所述横梁内侧形成一横梁内腔；所述横梁外侧形成一横梁外腔；所述横梁上表面形成一横梁上表面凹槽；所述横梁下表面形成一横梁下表面凹槽；所述横梁的两侧形成台阶式的第二Z型避让区域；所述第二Z型避让区域与所述第一Z型避让区域无缝拼接配合；所述上表面密封条设置于所述纵梁上表面凹槽和所述横梁上表面凹槽内；所述下表面密封条设置于所述纵梁下表面凹槽和所述横梁下表面凹槽内。

6.根据权利要求5所述的动力电池包结构，其特征在于，所述电芯组件与所述框架总成之间填设有密封胶层。

7.根据权利要求6所述的动力电池包结构，其特征在于，所述水冷板内部形成U字型流道，所述水冷板的一端延伸出所述横梁的外沿并沿高度方向设置有一入水口和一出水口，所述入水口和所述出水口与所述U字型流道连通；所述水冷板顶面形成一导热胶层。

8.根据权利要求7所述的动力电池包结构，其特征在于，所述底部护板包括一框体和一中间板条；所述框体的位置与所述横梁和所述纵梁的位置对应，所述中间板条的位置与所述中间隔离框的位置对应；所述底部护板与所述水冷板之间的间隙高度范围为10-20mm。

9.根据权利要求8所述的动力电池包结构，其特征在于，所述高压电气盒包括一盒体以及设置于所述盒体上的一泄压阀、一高压接口和一低压通讯接口。

10.根据权利要求9所述的动力电池包结构，其特征在于，所述高压电气盒还包括设置于所述盒体内的继电器、保险丝、电流传感器、连接件和采样线束支架。

Images