CN216850175U - 电池包及电池包下箱体 - Google Patents
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Abstract
一种电池包及电池包下箱体,用于改善电池包底部受挤压受损的问题。该电池包包括电池包下箱体和电芯模组,所述电池包下箱体具有箱体底壁,所述电芯模组具有模组底壁,所述电池包还包括具有楔形形状的压力调节件;所述箱体底壁具有模组相对区,所述模组相对区具有横向并与所述模组底壁相对设置,所述横向与所述电芯模组的电芯单体的高度方向一致;所述压力调节件设置在所述模组相对区,所述压力调节件具有在所述横向上的第一侧和第二侧,所述第一侧相对所述第二侧更邻近所述电芯单体的电芯顶盖,所述第二侧相对所述第一侧更邻近所述电芯单体的电芯底壁,所述压力调节件与所述模组底壁具有间距,所述第一侧的所述间距大于所述第二侧的所述间距。
Description
技术领域
本申请涉及电池领域,具体涉及一种电池包及电池包下箱体。
背景技术
动力电池为新能源电动汽车提供动力,电池使用过程中的安全性能影响汽车的安全性、耐久性以及稳定性。在汽车行驶过程中,路面颠簸、异物撞击等情况易使得电池包底部受挤压,导致受损,保护电池包在其底部受挤压时的安全尤为重要。
实用新型内容
鉴于上述问题,本申请提供一种电池包及电池包下箱体,用于改善电池包底部受挤压受损的问题。
第一方面,本申请提供一种电池包,该电池包包括电池包下箱体和电芯模组,所述电池包下箱体具有箱体底壁,所述电芯模组具有模组底壁,所述电池包还包括具有楔形形状的压力调节件;所述箱体底壁具有模组相对区,所述模组相对区具有横向并与所述模组底壁相对设置,所述横向与所述电芯模组的电芯单体的高度方向一致;所述压力调节件设置在所述模组相对区,所述压力调节件具有在所述横向上的第一侧和第二侧,所述第一侧相对所述第二侧更邻近所述电芯单体的电芯顶盖,所述第二侧相对所述第一侧更邻近所述电芯单体的电芯底壁,所述压力调节件与所述模组底壁具有间距,所述第一侧的所述间距大于所述第二侧的所述间距。本申请实施例的技术方案中,压力调节件邻近电芯顶盖的第一侧与模组底壁的间距大,压力调节件邻近电芯底壁的第二侧与模组底壁的间距小,在电池包底部受挤压的情况下,箱体底壁被挤压变形产生向上运动,进而带动压力调节件向上运动,间距小的压力调节件第二侧先接触模组底壁上邻近电芯底壁处,间距大的压力调节件第一侧再接触模组底壁上邻近电芯顶盖处,先由邻近电芯底壁处的模组底壁承受较大的挤压力,再由邻近电芯顶盖处的模组底壁承受较小的挤压力,进而使得模组底壁先传递较大的挤压力至电芯单体上远离电芯顶盖、邻近电芯底壁的位置处,再传递较小的挤压力至电芯单体上邻近电芯顶盖的位置处,电芯顶盖与电芯壳体的焊接区域承载能力较弱,这样的设计实现了挤压工况下对该焊接区域的保护。
在一些实施例中,所述电池包下箱体还包括加强件和承载所述电芯模组的承力墙,在所述横向上,所述加强件在两所述模组相对区之间设置,连接所述承力墙并支撑所述箱体底壁。本申请实施例的技术方案中,箱体底壁的两模组相对区之间在受挤压时易产生较大变形,在该处设置加强件连接承力墙和箱体底壁,在电池包底部受挤压时,施加在箱体底壁上的挤压力经由加强件传递至承力墙,承力墙和加强件抵抗箱体底壁受挤压变形产生的向上运动,减小箱体底壁侵入电池包下箱体内的位移,实现对电池包下箱体内电芯模组等结构的保护。
在一些实施例中,所述加强件包括平台部和脊部,所述平台部贴紧所述箱体底壁,所述脊部自所述平台部向所述电池包下箱体内突伸,并连接所述承力墙。本申请实施例的技术方案中,设置加强件通过平台部贴紧箱体底壁,实现加强件与箱体底壁间较大面积的面接触,承力墙和加强件抵抗箱体底壁受挤压变形侵入电池包下箱体的效果好。
在一些实施例中,所述加强件在两所述压力调节件相对的所述第一侧之间设置。本申请实施例的技术方案中,箱体底壁上存在多个两模组相对区之间的位置,其中,两压力调节件相对的第一侧之间的两模组相对区之间的位置,更加靠近模组底壁上邻近电芯顶盖处,箱体底壁在此处受挤压变形容易挤压到承载能力较弱的电芯顶盖与电芯壳体的焊接区域,在两压力调节件相对的第一侧之间设置加强件以抵抗箱体底壁在该处的变形侵入,保护该焊接区域。
在一些实施例中,所述箱体底壁还具有垂直于所述横向的纵向,且在所述纵向上的中心线设置有所述加强件。本申请实施例的技术方案中,箱体底壁纵向上中心线位置抗挤压变形的能力弱,箱体底壁在纵向上的中心线位置处受挤压变形容易产生较大侵入,破坏电池包下箱体容纳空间内的电芯模组等结构,在该纵向中心线上设置加强件提升箱体底壁抗挤压变形的能力,保护电芯模组等结构。
在一些实施例中,所述箱体底壁还具有垂直于所述横向的纵向,且在所述纵向上的中心线的两侧分别设置有所述压力调节件。本申请实施例的技术方案中,箱体底壁纵向上的中心线位置抗挤压变形的能力弱,箱体底壁在纵向上的中心线位置处受挤压变形容易产生较大侵入,在纵向上的中心线的两侧分别设置压力调节件使得中心线位置两侧的电芯模组等结构在箱体底壁纵向中心线位置挤压时被保护。
在一些实施例中,所述电池包还包括缓冲件,所述缓冲件设置在所述压力调节件与所述模组底壁间。本申请实施例的技术方案中,在箱体底壁受到冲击时,缓冲件减缓由压力调节件传递至模组底壁的冲击力,进而减缓模组底壁传递至电芯单体的冲击力,以保护电芯模组和电芯单体。
第二方面,本申请提供一种电池包下箱体,该电池包下箱体包括箱体底壁,所述电池包下箱体还包括具有楔形形状的压力调节件;所述箱体底壁具有模组相对区,所述模组相对区具有横向并用于与电芯模组的模组底壁相对设置,所述横向与所述电芯模组的电芯单体的高度方向一致;所述压力调节件设置在所述模组相对区,所述压力调节件具有在所述横向上的第一侧和第二侧,所述第一侧相对所述第二侧更邻近所述电芯单体的电芯顶盖,所述第二侧相对所述第一侧更邻近所述电芯单体的电芯底壁,所述第一侧的高度低于所述第二侧的高度。本申请实施例的技术方案中,压力调节件邻近电芯顶盖的第一侧高度低,压力调节件邻近电芯底壁的第二侧高度高,在电池包底部受挤压的情况下,箱体底壁被挤压变形产生向上运动,进而带动压力调节件向上运动,高度高的压力调节件第二侧先接触模组底壁上邻近电芯底壁处,高度低的压力调节件第一侧再接触模组底壁上邻近电芯顶盖处,先由邻近电芯底壁处的模组底壁承受较大的挤压力,再由邻近电芯顶盖处的模组底壁承受较小的挤压力,进而使得模组底壁传递较小的挤压力至电芯顶盖处,电芯顶盖与电芯壳体的焊接区域承载能力较弱,这样的设计实现了挤压工况下对该焊接区域的保护。
在一些实施例中,所述电池包下箱体还包括加强件和用于承载所述电芯模组的承力墙,在所述横向上,所述加强件在两所述模组相对区之间设置,连接所述承力墙并支撑所述箱体底壁。本申请实施例的技术方案中,箱体底壁的两模组相对区之间在受挤压时易产生较大变形,在该处设置加强件连接承力墙和箱体底壁,在电池包底部受挤压时,施加在箱体底壁上的挤压力经由加强件传递至承力墙,承力墙和加强件抵抗箱体底壁受挤压变形产生的向上运动,减小箱体底壁侵入电池包下箱体内的位移,实现对电池包下箱体内电芯模组等结构的保护。
在一些实施例中,所述加强件包括平台部和脊部,所述平台部贴紧所述箱体底壁,所述脊部自所述平台部向所述电池包下箱体内突伸,并连接所述承力墙。本申请实施例的技术方案中,设置加强件通过平台部贴紧箱体底壁,实现加强件与箱体底壁间较大面积的面接触,承力墙和加强件抵抗箱体底壁受挤压变形侵入电池包下箱体的效果好。
在一些实施例中,所述加强件在两所述压力调节件相对的所述第一侧之间设置。本申请实施例的技术方案中,箱体底壁上存在多个两模组相对区之间的位置,其中,两压力调节件相对的第一侧之间的两模组相对区之间的位置,更加靠近模组底壁上邻近电芯顶盖处,箱体底壁在此处受挤压变形容易挤压到承载能力较弱的电芯顶盖与电芯壳体的焊接区域,在两压力调节件相对的第一侧之间设置加强件以抵抗箱体底壁在该处的变形侵入,保护该焊接区域。
在一些实施例中,所述箱体底壁还具有垂直于所述横向的纵向,且在所述纵向上的中心线设置有所述加强件。本申请实施例的技术方案中,箱体底壁纵向上中心线位置抗挤压变形的能力弱,箱体底壁在纵向上的中心线位置处受挤压变形容易产生较大侵入,破坏电池包下箱体容纳空间内的电芯模组等结构,在该纵向中心线上设置加强件提升箱体底壁抗挤压变形的能力,保护电芯模组等结构。
在一些实施例中,所述箱体底壁还具有垂直于所述横向的纵向,且在所述纵向上的中心线的两侧分别设置有所述压力调节件。本申请实施例的技术方案中,箱体底壁纵向上的中心线位置抗挤压变形的能力弱,箱体底壁在纵向上的中心线位置处受挤压变形容易产生较大侵入,在纵向上的中心线的两侧分别设置压力调节件使得中心线位置两侧的电芯模组等结构在箱体底壁纵向中心线位置挤压时被保护。
在一些实施例中,所述电池包下箱体还包括缓冲件,所述缓冲件设置在所述压力调节件上,用于贴紧所述模组底壁。本申请实施例的技术方案中,在箱体底壁受到冲击时,缓冲件减缓由压力调节件传递至模组底壁的冲击力,进而减缓模组底壁传递至电芯单体的冲击力,以保护电芯模组和电芯单体。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中,用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中:
图1为本申请一些实施例的车辆的结构示意图;
图2为本申请一些实施例的电池包的结构示意图;
图3为本申请一些实施例的电芯单体的结构示意图;
图4为本申请一些实施例的电池包的部分结构示意图;
图5为本申请一些实施例的电池包的结构示意图;
图6为本申请一些实施例的电池包的部分结构示意图;
图7为本申请一些实施例的压力调节件的结构示意图;
图8为本申请一些实施例的压力调节件的结构示意图;
图9为本申请一些实施例的压力调节件的结构示意图;
图10为本申请一些实施例的缓冲件的结构示意图;
图11为本申请一些实施例的电池包下箱体的结构示意图;
图12为本申请一些实施例的电池包下箱体的结构示意图;
图13为本申请一些实施例的电池包下箱体的结构示意图;
图14为本申请一些实施例的电池包下箱体的结构示意图;
图15为本申请一些实施例的压力调节件的结构示意图;
图16为本申请一些实施例的压力调节件的结构示意图;
图17为本申请一些实施例的压力调节件的结构示意图;
图18为本申请一些实施例的缓冲件的结构示意图。
具体实施方式中的附图标号如下:
车辆10000;
电池包1000,控制器2000,马达3000;
电池包箱体100;
电池包下箱体101;
箱体底壁102,模组相对区102a;
第一箱体侧板103;
第二箱体侧板104;
承力墙105;
隔板106;
加强件107,平台部107a,脊部107b;
电芯模组200;
模组壳体201,模组底壁201a;
电芯单体202,电芯顶盖202a,电芯底壁202b,电芯壳体202c,电极端子202d;
电芯组件203,极耳203a;
压力调节件300,第一侧300a,第二侧300b;
缓冲件400;
电池包箱体600;
电池包下箱体601;
箱体底壁602,模组相对区602a;
第一箱体侧板603;
第二箱体侧板604;
承力墙605;
隔板606;
加强件607,平台部607a,脊部607b;
电芯模组700;
模组壳体701,模组底壁701a;
压力调节件800,第一侧800a,第二侧800b;
缓冲件900。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,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、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中,术语“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请实施例的描述中,技术术语“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申请实施例和简化描述,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申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“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;也可以是机械连接,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申请实施例中的具体含义。
作为新能源电动汽车的动力来源,动力电池在使用过程中的安全性能影响汽车的安全性、耐久性以及稳定性。在汽车行驶过程中,路面颠簸、异物撞击等情况易使得电池包底部受挤压,导致受损,保护电池包在其底部受挤压时的安全尤为重要。
当前,电芯模组和电池包下箱体的箱体底壁直接通过胶水粘合,或在两者之间设置缓冲垫,本发明人注意到,在电池包底部受挤压的情况下,除缓冲垫可以吸收部分能量外,垂直于箱体底壁方向的挤压力使得箱体底壁变形,箱体底壁侵入电池包下箱体内的容置空间,挤压电芯模组的模组底壁,进而挤压电芯单体,造成电芯模组损伤、电芯单体漏液等问题。当电芯单体在电芯模组内侧向布置时,电芯单体的高度方向与电池包下箱体的箱体底壁呈平行状态,在电芯单体的高度方向上,电芯顶盖与电芯壳体的焊接区域的承载能力较弱,具体地,在电芯单体的高度方向上,该焊接区域能够承受的最大载荷最小。因此,电池包底部受挤压工况下,电芯单体侧向布置的电池包中电芯顶盖与电芯壳体的焊接区域是最脆弱的,箱体底壁变形侵入并挤压该焊接区域时,电芯单体最易产生开裂等问题,造成电芯模组损伤,电芯单体漏液。减小箱体底壁向该焊接区域传递的挤压力,保护该焊接区域的安全,对于保护电池包在其底部受挤压时的安全尤为重要。
为了解决电池包底部受挤压导致电芯顶盖与电芯壳体的焊接区域受损的问题,发明人研究发现,可以优化挤压力自箱体底壁至电芯单体的传力方式,从而优化挤压力在电芯单体上的分布。具体为使得箱体底壁的挤压力先传递至电芯单体上远离电芯顶盖的位置(即远离电芯顶盖与电芯壳体的焊接区域的位置),再传递至电芯单体上接近电芯顶盖的位置,这使得电芯单体上远离电芯顶盖的位置先承受较大的挤压力,电芯单体上接近电芯顶盖的位置再承受较小的挤压力,也即使电芯顶盖与电芯壳体的焊接区域承受较小的挤压力,实现对该焊接区域的保护。
基于以上考虑,发明人经过深入研究,设计了一种电池包,该电池包包括电池包下箱体和电芯模组,电池包下箱体具有箱体底壁,电芯模组具有模组底壁,电池包还包括具有楔形形状的压力调节件;箱体底壁具有模组相对区,模组相对区具有横向并与模组底壁相对设置,横向与电芯模组的电芯单体的高度方向一致;压力调节件设置在模组相对区,压力调节件具有在横向上的第一侧和第二侧,第一侧相对第二侧更邻近电芯单体的电芯顶盖,第二侧相对第一侧更邻近电芯单体的电芯底壁,压力调节件与模组底壁具有间距,第一侧的间距大于第二侧的间距。
在这样的电池包中,压力调节件邻近电芯顶盖的第一侧与模组底壁的间距大,压力调节件邻近电芯底壁的第二侧与模组底壁的间距小,在电池包底部受挤压的情况下,箱体底壁被挤压变形,向上运动侵入电池包下箱体内的容置空间,进而带动压力调节件向上运动,间距小的压力调节件第二侧先接触模组底壁上邻近电芯底壁处,间距大的压力调节件第一侧再接触模组底壁上邻近电芯顶盖处,先由邻近电芯底壁处的模组底壁承受较大的挤压力,再由邻近电芯顶盖处的模组底壁承受较小的挤压力,进而使得模组底壁先传递较大的挤压力至电芯单体上远离电芯顶盖、邻近电芯底壁的位置处,再传递较小的挤压力至电芯单体上邻近电芯顶盖的位置处,也即使电芯顶盖与电芯壳体的焊接区域承受较小的挤压力,实现电池包底部受挤压工况下对该焊接区域的保护,有利于电池包在其底部受挤压时的安全。
本申请实施例公开的电池包和电池包下箱体可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本申请公开的电池包、电池包下箱体等组成该用电装置的电源系统,这样,在电池包底部受挤压情况下,电芯单体上电芯顶盖与电芯壳体的焊接区域承受较小的挤压力,实现对该焊接区域的保护,有利于电池包在其底部受挤压时的安全。
本申请实施例提供一种使用电池包作为电源的用电装置,用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中,电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具,例如,游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等,航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
以下实施例为了方便说明,以本申请一实施例的一种用电装置为车辆10000为例进行说明。
请参照图1,图1为本申请一些实施例提供的车辆10000的结构示意图。车辆10000可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆10000的内部设置有电池包1000,电池包1000可以设置在车辆10000的底部或头部或尾部。电池包1000可以用于车辆10000的供电,例如,电池包1000可以作为车辆10000的操作电源。车辆10000还可以包括控制器2000和马达3000,控制器2000用来控制电池包1000为马达3000供电,例如,用于车辆10000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中,电池包1000不仅可以作为车辆10000的操作电源,还可以作为车辆10000的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆10000提供驱动动力。
请参照图2和图3,图2为本申请一些实施例提供的电池包1000的结构示意图,图3为本申请一些实施例提供的电芯单体202的结构示意图。电池包1000为电芯模组200的封装单元,电池包1000具有完整的功能,可作为电源直接应用提供电能。电池包1000包括电池包箱体100和电芯模组200,电芯模组200容纳于电池包箱体100内。其中,电池包箱体100用于为电芯模组200提供容纳空间,电池包箱体100可以采用多种结构。在一些实施例中,电池包箱体100可以包括第一部分和第二部分,第一部分与第二部分相互盖合,第一部分和第二部分共同限定出用于容纳电芯模组200的容纳空间。第二部分可以为一端开口的空心结构,第一部分可以为板状结构,第一部分盖合于第二部分的开口侧,以使第一部分与第二部分共同限定出容纳空间;第一部分和第二部分也可以是均为一侧开口的空心结构,第一部分的开口侧盖合于第二部分的开口侧。
在电池包1000中,电芯单体202可以是多个,多个电芯单体202之间可串联或并联或混联,混联是指多个电芯单体202中既有串联又有并联。电池包1000可以是多个电芯单体202先串联或并联或混联组成电芯模组200,多个电芯模组200再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于电池包箱体100内。电池包1000还可以包括其他结构,例如,该电池包1000还可以包括汇流部件,用于多个电芯单体202之间的电连接。
其中,每个电芯单体202可以为二次电池或一次电池;还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池,但不局限于此。电芯单体202可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
电芯单体202是指组成电池的最小单元。如图3,电芯单体202包括有电芯顶盖202a、电芯壳体202c、电芯底壁202b、电芯组件203以及其他的功能性部件。
电芯顶盖202a是指盖合于电芯壳体202c的开口处以将电芯单体202的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地,电芯顶盖202a的形状可以与电芯壳体202c的形状相适应以配合电芯壳体202c。可选地,电芯顶盖202a可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成,这样,电芯顶盖202a在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电芯单体202能够具备更高的结构强度,安全性能也可以有所提高。电芯顶盖202a上可以设置有如电极端子202d等的功能性部件。电极端子202d可以用于与电芯组件203电连接,以用于输出或输入电芯单体202的电能。在一些实施例中,电芯顶盖202a上还可以设置有用于在电芯单体202的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。电芯顶盖202a的材质也可以是多种的,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等。在一些实施例中,在电芯顶盖202a的内侧还可以设置有绝缘件,绝缘件可以用于隔离电芯壳体202c内的电连接部件与电芯顶盖202a,以降低短路的风险。示例性的,绝缘件可以是塑料、橡胶等。
电芯壳体202c是用于配合电芯顶盖202a以形成电芯单体202的内部环境的组件,其中,形成的内部环境可以用于容纳电芯组件203、电解液以及其他部件。电芯壳体202c和电芯顶盖202a可以是独立的部件,可以于电芯壳体202c上设置开口,通过在开口处使电芯顶盖202a盖合开口以形成电芯单体202的内部环境,电芯顶盖202a与电芯壳体202c焊接以盖合。电芯壳体202c可以是多种形状和多种尺寸的,例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地,电芯壳体202c的形状可以根据电芯组件203的具体形状和尺寸大小来确定。电芯壳体202c的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等。
电芯组件203是电芯单体202中发生电化学反应的部件。电芯壳体202c内可以包含一个或更多个电芯组件203。电芯组件203主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成,并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电芯组件的主体部,正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳203a。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池的充放电过程中,正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应,极耳203a连接电极端子202d以形成电流回路。
根据本申请的一些实施例,继续参照图2和图3,并请进一步参照图4至图9,本申请提供了一种电池包1000。电池包1000包括电池包下箱体101、电芯模组200以及具有楔形形状的压力调节件300。电池包下箱体101具有箱体底壁102。电芯模组200具有模组底壁201a。箱体底壁102具有模组相对区102a,模组相对区102a具有横向并与模组底壁201a相对设置,横向与电芯模组200的电芯单体202的高度方向一致。压力调节件300设置在模组相对区102a,压力调节件300具有在横向上的第一侧300a和第二侧300b,第一侧300a相对第二侧300b更邻近电芯单体202的电芯顶盖202a,第二侧300b相对第一侧300a更邻近电芯单体202的电芯底壁202b,压力调节件300与模组底壁201a具有间距,第一侧300a的间距大于第二侧300b的间距。
当电池包1000应用在车辆中时,电池包箱体100在箱体高度方向(即图中坐标系的Z向)上的底部贴近车辆地板,易受到挤压和冲击,在电池包箱体100的第一部分和第二部分中,电池包下箱体101为具有该箱体高度方向上的底部(也即贴近车辆地板)的那部分。电池包下箱体101限定用于容纳电芯模组200的容纳空间在箱体高度方向上的底部整体上较为平整。在一些实施例中,车辆地板为电池包1000布置环境中的其他实体。
箱体底壁102为电池包下箱体101在箱体高度方向上的底部,贴近车辆地板,箱体底壁102为薄板件且水平(即垂直图中坐标系的Z向)设置,电池包下箱体101由此限定用于容纳电芯模组200的容纳空间在箱体高度方向上的底部整体上较为平整。
模组底壁201a为电芯模组200中的模组壳体201在箱体高度方向上的底部,模组底壁201a贴近但不接触箱体底壁102,模组底壁201a呈水平(即垂直图中坐标系的Z向),与箱体底壁102平行;作为模组壳体201的一部分,模组底壁201a还包覆在多个电芯单体202外,贴近电芯单体202。
电芯单体202的高度为电芯顶盖202a至电芯底壁202b的最大高度,以IEC 61960标准为例,电芯单体202的高度为IEC 61960标准中规定的电池单体的最大高度N4,电芯单体202的厚度为IEC 61960标准中规定的电池单体的最大厚度N2,电芯单体202的宽度为IEC61960标准中规定的电池单体的最大宽度N3。电芯单体202在电芯模组200内侧向布置,电芯单体202的高度方向为图中坐标系的Y向,电芯单体202的厚度方向为图中坐标系的X向,电芯单体202的宽度方向为图中坐标系的Z向,电芯底壁202b垂直图中坐标系的Y向,电芯壳体202c的两厚度面垂直图中坐标系的Z向,其中一厚度面被模组底壁201a包覆。
模组相对区102a为模组底壁201a自坐标系Z向朝着箱体底壁102投影所得区域,位于箱体底壁102上并与模组底壁201a相对,该模组相对区102a的横向与电芯单体202的高度方向一致,即为坐标系Y向。
压力调节件300设置在箱体底壁102的模组相对区102a上,位于箱体底壁102和模组底壁201a间,用于调节挤压力由箱体底壁102传至模组底壁201a的传力方式。压力调节件300在箱体高度方向(即图中坐标系的Z向)上的底面贴合箱体底壁102,在箱体高度方向上的顶面朝向模组底壁201a,贴近但不接触模组底壁201a,间距为压力调节件300箱体高度方向上的顶面至模组底壁201a的距离。压力调节件300的垂直于X向的截面形状在Y向上延伸,具有第一侧300a和第二侧300b,在这两侧中,邻近电芯顶盖202a的一侧为第一侧300a,邻近电芯底壁202b的另一侧为第二侧300b,在第一侧300a处,压力调节件300的顶面至模组底壁201a的距离较大,在第二侧300b处,压力调节件300的顶面至模组底壁201a的距离较小,第一侧300a处压力调节件300的顶面至模组底壁201a的距离大于第二侧300b处压力调节件300的顶面至模组底壁201a的距离,这通过箱体高度方向(坐标系Z向)上,压力调节件300第一侧300a的高度小于第二侧300b的高度来实现。
压力调节件300的楔形形状指压力调节件300垂直于X向的截面形状在Y向上具有一侧低,一侧高的趋势,具有该趋势的形状均可理解为此处的楔形。如图7所示,压力调节件300垂直于X向的截面形状为直角梯形,表示压力调节件300顶面的直角梯形斜腰在Y向上具有一侧低,一侧高的趋势,在楔形形状的含义范围内。在其他实施例中,压力调节件300垂直于X向的截面形状如图8所示,表示顶面的连续曲线在Y向上具有一侧低,一侧高的趋势,在楔形形状的含义范围内,且自第一侧300a向第二侧300b,曲线变化率逐渐减小直至0,该连续曲线表示压力调节件300顶面为曲面。在其他实施例中,压力调节件300垂直于X向的截面形状如图9所示,表示顶面的连续折线段在Y向上具有一侧低,一侧高的趋势,在楔形形状的含义范围内,该连续折线段由一水平线段和与该水平线段连接的倾斜线段组成,且自第一侧300a向第二侧300b,倾斜线段呈上升趋势直至接续水平线段,该连续折线段表示压力调节件300的顶面由一上升倾斜面以及连接该倾斜面并平行于模组底壁201a的水平面组成。
压力调节件300为垂直于X向的截面形状在模组相对区102a内沿X向延伸所得的实体,模组底壁201a和箱体底壁102的贴近限制压力调节件300的Z向尺寸较小,压力调节件300的X向尺寸和Y向尺寸较大,压力调节件300整体上呈扁平垫板状。
压力调节件300采用聚己二酰己二胺(PA66)制成。在其他实施例中,压力调节件300采用其他质地坚硬的材料。
压力调节件300的底面与箱体底壁102的贴合连接通过胶粘实现。在其他实施例中,压力调节件300与箱体底壁102集成为一体化结构以实现二者的机械连接,在该情况下,压力调节件300的材料与箱体底壁102的材料一致。
压力调节件300邻近电芯顶盖202a的第一侧300a与模组底壁201a的间距大,压力调节件300邻近电芯底壁202b的第二侧300b与模组底壁201a的间距小,在电池包1000底部受挤压的情况下,箱体底壁102被挤压变形,侵入容纳电芯模组200的容纳空间,产生沿Z向正向的运动,进而使得压力调节件300产生沿Z向正向的运动,接触、挤压模组底壁201a具体为压力调节件300的顶面接触、挤压模组底壁201a,由于压力调节件300顶面的Y向各位置处至模组底壁201a的距离不一致,压力调节件300顶面上具备小间距的位置先接触、挤压,具备大间距的位置后接触、挤压。具体地,间距最小的压力调节件300的第二侧300b最先接触模组底壁201a上邻近电芯底壁202b处,此时压力调节件300顶面与模组底壁201a开始部分接触,间距最大的压力调节件300第一侧300a最后接触模组底壁201a上邻近电芯顶盖202a处,此时压力调节件300顶面与模组底壁201a全部接触,这使得邻近电芯底壁202b处的模组底壁201a先承受较大的挤压力,邻近电芯顶盖202a处的模组底壁201a再承受较小的挤压力。模组底壁201a通过其包覆的电芯单体202中电芯壳体202c的厚度面传递挤压力至电芯单体202,模组底壁201a先传递较大的挤压力至电芯壳体202c上远离电芯顶盖202a、邻近电芯底壁202b的位置处,再传递较小的挤压力至电芯壳体202c上邻近电芯顶盖202a的位置处,从而实现挤压工况下对电芯顶盖202a与电芯壳体202c的焊接区域的保护。
根据本申请的一些实施例,可选地,请继续参考图2和图4至图6,电池包下箱体101还包括加强件107和承载电芯模组200的承力墙105,在横向上,加强件107在两模组相对区102a之间设置,连接承力墙105并支撑箱体底壁102。
承力墙105为电池包下箱体101中承托电芯模组200的板件,包括电池包下箱体101在X向两端的两个第一箱体侧板103,以及设置在电池包下箱体101容纳空间内的隔板106。
两第一箱体侧板103和隔板106均平行于坐标系Y向设置,第一箱体侧板103和隔板106的Y向两端分别连接两个第二箱体侧板104,第一箱体侧板103和隔板106的底部均连接箱体底壁102。
在X向上,隔板106设置在两第一箱体侧板103中间位置处,分隔电池包下箱体101的容纳空间为两次级容纳空间,每个次级容纳空间的X向尺寸适应一个电芯模组200的X向尺寸,每个次级容纳空间在X向容纳一个电芯模组200,该电芯模组200的模组壳体201的X向两端分别被第一箱体侧板103和隔板106承托固定,并由此使得模组底壁201a与箱体底壁102贴近但不接触。
每个次级容纳空间的Y向尺寸适应至少两个电芯模组200的Y向尺寸,每个次级容纳空间在Y向容纳至少两个电芯模组200,在箱体底壁102的Y向上对应存在至少两个模组相对区102a。具体地,每个次级容纳空间在Y向容纳四个电芯模组200,在箱体底壁102的Y向上对应存在四个模组相对区102a,存在三个两模组相对区102a之间的区域。在其他实施例中,每个次级容纳空间在Y向容纳其他数量个电芯模组200,且该其他数量个为至少两个。
加强件107为将箱体底壁102承受的挤压力传递至承力墙105的构件。加强件107设置在电池包下箱体101的容纳空间中,具体地,加强件107的Z向底面贴紧箱体底壁102上两模组相对区102a之间的区域,并沿X向延伸以连接第一箱体侧板103和隔板106,以使挤压工况下箱体底壁102所承受的挤压力通过加强件107传递至第一箱体侧板103和隔板106。
在箱体底壁102上的横向(即坐标系Y向)上,两模组相对区102a之间的区域在受挤压时易产生较大变形,在该区域设置加强件107连接承力墙105支撑箱体底壁102,以提升箱体底壁102抗挤压变形的能力。在电池包1000底部的箱体底壁102受挤压时,施加在箱体底壁102上的挤压力经由加强件107传递至第一箱体侧板103和隔板106,第一箱体侧板103、隔板106和加强件107共同协助箱体底壁102抵抗受挤压变形产生的沿Z向正向的运动,减小箱体底壁102侵入电池包下箱体101容纳空间内的位移,实现对电池包下箱体101容纳空间内的电芯模组200等结构的保护。
根据本申请的一些实施例,可选地,请继续参考图4至图6,加强件107包括平台部107a和脊部107b,平台部107a贴紧箱体底壁102,脊部107b自平台部107a向电池包下箱体101内突伸,并连接承力墙105。
平台部107a和脊部107b均为条状板件,平台部107a的Z向底面紧贴箱体底壁102上两模组相对区102a之间的区域,脊部107b自平台部107a的Z向顶面沿Z向朝着电池包下箱体101的容纳空间内突伸,使加强件107具有类T字型的垂直于X向的截面形状,该类T字型截面沿X向延伸所得实体为加强件107。
突伸的脊部107b连接承力墙105,具体地,脊部107b与第一箱体侧板103的交汇处以及脊部107b与隔板106的交汇处均以焊接方式连接以实现充分的力传递。脊部107b的Z向顶部与电芯模组200的Z向中间位置大致处于同一Z向高度。在其他实施例中,脊部107b与第一箱体侧板103以及隔板106的连接采用其他方式。
平台部107a用于加强件107与箱体底壁102的连接,在此不对平台部107a与承力墙105的连接关系及连接方式进行限定。
加强件107通过平台部107a的Z向底面贴紧箱体底壁102,实现加强件107与箱体底壁102间较大面积的面接触,增大加强件107与箱体底壁102的接触面积,在箱体底壁102受挤压时,承力墙105和加强件107抵抗箱体底壁102受挤压变形侵入电池包下箱体101容纳空间的效果好。
根据本申请的一些实施例,可选地,请继续参考图4至图6,加强件107在两压力调节件300相对的第一侧300a之间设置。
在横向(即坐标系Y向)上,箱体底壁102上存在多个两模组相对区102a之间的区域。电芯模组200内电芯单体202的排布方向影响两模组相对区102a之间的区域上加强件107的设置,具体地,电芯壳体202c与电芯顶盖202a的焊接区域受保护的优先级高,而电芯壳体202c邻近电芯底壁202b的区域受保护的优先级低,在电池包1000的布置要求下,全部多个两模组相对区102a之间的区域中,部分两模组相对区102a之间的区域无法布置加强件107,在这种情况下,两模组相对区102a之间的区域上加强件107的设置应优先保护电芯壳体202c与电芯顶盖202a的焊接区域。
具体地,Y向上存在三个两模组相对区102a之间的区域,四个电芯模组200内电芯单体202的排布方向使得:位于Y向两端的模组相对区102a之间区域,它们的两侧均邻近电芯底壁202b;位于Y向中间位置的模组相对区102a之间区域,它的两侧均邻近电芯顶盖202a,在Y向两端的两区域布置加强件107的优先级低,在Y向中间位置的一区域布置加强件107的优先级高。因而选择在Y向中间位置的一区域设置加强件107,也即在两压力调节件300相对的第一侧300a之间设置加强件107。
两压力调节件300相对的第一侧300a之间的两模组相对区102a之间区域,更加靠近模组底壁201a上邻近电芯顶盖202a处,箱体底壁102在该区域受挤压变形时,容易挤压到承载能力较弱的电芯顶盖202a与电芯壳体202c的焊接区域,在两压力调节件300相对的第一侧300a之间设置加强件107以抵抗箱体底壁102在该区域的变形侵入,保护电芯顶盖202a与电芯壳体202c的焊接区域。
根据本申请的一些实施例,可选地,请继续参考图4至图6,箱体底壁102还具有垂直于横向的纵向,且在纵向上的中心线设置有加强件107。
纵向为坐标系X向,纵向上的中心线为平行于X向且在箱体底壁102的Y向中间位置处的线,加强件107在该中心线上沿X向延伸设置。
作为薄板件的箱体底壁102的Y向两边缘分别连接两第二箱体侧板104,其在Y向中间位置处抗挤压变形的能力弱,箱体底壁102在Y向中间位置处受挤压变形容易产生较大侵入,破坏电池包下箱体101容纳空间内的电芯模组200等结构,纵向中心线位于该Y向中间位置处。
在模组相对区102a之间区域的该纵向中心线上设置加强件107,提升箱体底壁102在Y向中间位置处抗挤压变形的能力,保护电芯模组200等结构。
根据本申请的一些实施例,可选地,请继续参考图4至图6,箱体底壁102还具有垂直于横向的纵向,且在纵向上的中心线的两侧分别设置有压力调节件300。
纵向为坐标系X向,纵向上的中心线为平行于X向且在箱体底壁102的Y向中间位置处的线,压力调节件300在该中心线的Y向两侧设置。
作为薄板件的箱体底壁102的Y向两边缘分别连接两第二箱体侧板104,其在Y向中间位置处抗挤压变形的能力弱,箱体底壁102在Y向中间位置处受挤压变形容易产生较大侵入,破坏电池包下箱体101容纳空间内的电芯模组200等结构,因而在Y向中间位置两侧的模组相对区102a设置压力调节件300,纵向中心线位于该Y向中间位置处,在纵向中心线的Y向两侧设置压力调节件300,也即在箱体底壁102的Y向中间位置的两侧设置压力调节件300。
具体地,箱体底壁102的Y向上存在四个模组相对区102a。其中,在Y向中间位置两侧的两个模组相对区102a均设置有压力调节件300。而位于Y向两端的两个模组相对区102a不设置压力调节件300,因为该两模组相对区102a紧挨第二箱体侧板104,箱体底壁102在该两模组相对区102a处抵抗挤压变形的能力好,针对其对应的电芯模组200等结构的保护好。在其他实施例中,该两模组相对区102a也可设置压力调节件300。
在箱体底壁102的Y向中间位置两侧的模组相对区102a设置压力调节件300,保证箱体底壁102在Y向中间位置处受挤压变形较大地侵入容纳空间时,Y向中间位置两侧的箱体底壁102至模组底壁201a的挤压力传递方式被调节,Y向中间位置两侧的电芯模组200等结构被保护。
根据本申请的一些实施例,可选地,请继续参考图10,电池包1000还包括缓冲件400,缓冲件400设置在压力调节件300与模组底壁201a间。
缓冲件400具体为缓冲垫,该缓冲垫的Z向顶面通过胶水粘附在模组底壁201a,缓冲垫的Z向底面朝向压力调节件300的顶面,贴近但不接触压力调节件300的顶面。
在箱体底壁102受到冲击时,缓冲件400减缓由压力调节件300传递至模组底壁201a的冲击力,进而减缓模组底壁201a传递至电芯单体202的冲击力,以保护电芯模组200和电芯单体202。
根据本申请的一些实施例,参考图2至图7,本申请提供了一种电池包1000,电池包1000包括电池包下箱体101、电芯模组200以及具有楔形形状的压力调节件300。
电芯模组200具有模组底壁201a。
电池包下箱体101具有箱体底壁102。箱体底壁102具有模组相对区102a,模组相对区102a具有横向并与模组底壁201a相对设置,横向与电芯模组200的电芯单体202的高度方向一致,即为坐标系Y向。
压力调节件300设置在模组相对区102a,其底面贴合箱体底壁102,压力调节件300与模组底壁201a具有间距,其顶面朝向模组底壁201a,贴近但不接触模组底壁201a。压力调节件300整体上呈扁平垫板状,其垂直于X向的截面形状为直角梯形,该直角梯形截面形状在模组相对区102a沿X向延伸所得实体为压力调节件300。表示压力调节件300顶面的直角梯形斜腰在Y向上具有一侧低,一侧高的趋势,其中更邻近电芯单体202电芯顶盖202a的低侧为第一侧300a,更邻近电芯单体202的电芯底壁202b的高侧为第二侧300b,第一侧300a与模组底壁201a的间距大于第二侧300b与模组底壁201a的间距。
电池包下箱体101还包括加强件107和承载电芯模组200的承力墙105。
承力墙105为电池包下箱体101中承托电芯模组200的板件,包括电池包下箱体101在X向两端的两个第一箱体侧板103,以及设置在电池包下箱体101容纳空间内的隔板106。
两第一箱体侧板103和隔板106均平行于坐标系Y向设置,第一箱体侧板103和隔板106的Y向两端分别连接两个第二箱体侧板104,第一箱体侧板103和隔板106的底部均连接箱体底壁102。
在X向上,隔板106设置在两第一箱体侧板103中间位置处,分隔电池包下箱体101的容纳空间为两次级容纳空间,每个次级容纳空间的X向尺寸适应一个电芯模组200的X向尺寸,每个次级容纳空间在X向容纳一个电芯模组200,该电芯模组200的模组壳体201的X向两端分别被第一箱体侧板103和隔板106承托固定。
每个次级容纳空间在Y向容纳四个电芯模组200,在箱体底壁102的Y向上对应存在四个模组相对区102a,存在三个两模组相对区102a之间的区域。其中,在Y向中间位置两侧的两个模组相对区102a均设置有压力调节件300,该两压力调节件300位于箱体底壁102纵向上的中心线的两侧,而位于Y向两端的两个模组相对区102a不设置压力调节件300。
加强件107设置在Y向中间位置的两模组相对区102a之间的区域,具体在纵向中心线上沿X向延伸,位于两压力调节件300相对的第一侧300a之间。加强件107包括平台部107a和脊部107b,平台部107a和脊部107b均为条状板件,平台部107a的底面紧贴箱体底壁102,脊部107b自平台部107a的顶面沿Z向朝着电池包下箱体101的容纳空间内突伸,使加强件107具有类T字型的垂直于X向的截面形状,该类T字型截面沿X向延伸以连接第一箱体侧板103和隔板106,延伸所得实体为加强件107。
脊部107b与第一箱体侧板103的交汇处以及脊部107b与隔板106的交汇处均以焊接方式连接。脊部107b的Z向顶部与电芯模组200的Z向中间位置大致处于同一Z向高度。
平台部107a用于加强件107与箱体底壁102的连接,在此不对平台部107a与承力墙105的连接关系及连接方式进行限定。
根据本申请的一些实施例,参照图11至图17,本申请提供了一种电池包下箱体601。电池包下箱体601包括箱体底壁602以及具有楔形形状的压力调节件800。箱体底壁602具有模组相对区602a,模组相对区602a具有横向并用于与电芯模组700的模组底壁701a相对设置,横向与电芯模组700的电芯单体202的高度方向一致。压力调节件800设置在模组相对区602a,压力调节件800具有在横向上的第一侧800a和第二侧800b,第一侧800a相对第二侧800b更邻近电芯单体202的电芯顶盖202a,第二侧800b相对第一侧800a更邻近电芯单体202的电芯底壁202b,第一侧800a的高度低于第二侧800b的高度。
当电池包1000应用在车辆中时,电池包箱体600在箱体高度方向(即图中坐标系的Z向)上的底部贴近车辆地板,易受到挤压和冲击,在电池包箱体600的第一部分和第二部分中,电池包下箱体601为具有该箱体高度方向上的底部(也即贴近车辆地板)的那部分。电池包下箱体601限定用于容纳电芯模组700的容纳空间在箱体高度方向上的底部整体上较为平整。在一些实施例中,车辆地板为电池包1000布置环境中的其他实体。
箱体底壁602为电池包下箱体601在箱体高度方向上的底部,贴近车辆地板,箱体底壁602为薄板件且水平(即垂直图中坐标系的Z向)设置,电池包下箱体601由此限定用于容纳电芯模组700的容纳空间在箱体高度方向上的底部整体上较为平整。
当电芯模组700装配于电池包下箱体601时,模组底壁701a为电芯模组700中的模组壳体701在箱体高度方向上的底部,模组底壁701a贴近但不接触箱体底壁602,模组底壁701a呈水平(即垂直图中坐标系的Z向),与箱体底壁602平行;作为模组壳体701的一部分,模组底壁701a还包覆在多个电芯单体202外,贴近电芯单体202。
电芯单体202的高度为电芯顶盖202a至电芯底壁202b的最大高度,以IEC 61960标准为例,电芯单体202的高度为IEC 61960标准中规定的电池单体的最大高度N4,电芯单体202的厚度为IEC 61960标准中规定的电池单体的最大厚度N2,电芯单体202的宽度为IEC61960标准中规定的电池单体的最大宽度N3。电芯单体202在电芯模组700内侧向布置,当电芯模组700装配于电池包下箱体601时,电芯单体202的高度方向为图中坐标系的Y向,电芯单体202的厚度方向为图中坐标系的X向,电芯单体202的宽度方向为图中坐标系的Z向,电芯底壁202b垂直图中坐标系的Y向,电芯壳体202c的两厚度面垂直图中坐标系的Z向,其中一厚度面被模组底壁701a包覆。
模组相对区602a为当电芯模组700装配于电池包下箱体601时,模组底壁701a自坐标系Z向朝着箱体底壁602投影所得区域,模组相对区602a位于箱体底壁602上并与模组底壁701a相对,该模组相对区602a的横向与电芯单体202的高度方向一致,即为坐标系Y向。
压力调节件800设置在箱体底壁602的模组相对区602a上,当电芯模组700装配于电池包下箱体601时,压力调节件800位于箱体底壁602和模组底壁701a间,用于调节挤压力由箱体底壁602传至模组底壁701a的传力方式。压力调节件800在箱体高度方向(即图中坐标系的Z向)上的底面贴合箱体底壁602,在箱体高度方向上的顶面朝向模组底壁701a,贴近但不接触模组底壁701a,压力调节件800箱体高度方向上的顶面与模组底壁701a具有间距,间距为压力调节件800箱体高度方向上的顶面至模组底壁701a的距离。压力调节件800的垂直于X向的截面形状在Y向上延伸,具有第一侧800a和第二侧800b,在这两侧中,邻近电芯顶盖202a的一侧为第一侧800a,邻近电芯底壁202b的另一侧为第二侧800b。在箱体高度方向(坐标系Z向)上,压力调节件800第一侧800a的高度小于第二侧800b的高度,这使得,在第一侧800a处,压力调节件800的顶面至模组底壁701a的距离较大,在第二侧800b处,压力调节件800的顶面至模组底壁701a的距离较小,第一侧800a处压力调节件800的顶面至模组底壁701a的距离大于第二侧800b处压力调节件800的顶面至模组底壁701a的距离。
压力调节件800的楔形形状指压力调节件800垂直于X向的截面形状在Y向上具有一侧低,一侧高的趋势,具有该趋势的形状均可理解为此处的楔形。如图15所示,压力调节件800垂直于X向的截面形状为直角梯形,表示压力调节件800顶面的直角梯形斜腰在Y向上具有一侧低,一侧高的趋势,在楔形形状的含义范围内。在其他实施例中,压力调节件800垂直于X向的截面形状如图16所示,表示顶面的连续曲线在Y向上具有一侧低,一侧高的趋势,在楔形形状的含义范围内,且自第一侧800a向第二侧800b,曲线变化率逐渐减小直至0,该连续曲线表示压力调节件800顶面为曲面。在其他实施例中,压力调节件800垂直于X向的截面形状如图17所示,表示顶面的连续折线段在Y向上具有一侧低,一侧高的趋势,在楔形形状的含义范围内,该连续折线段由一水平线段和与该水平线段连接的倾斜线段组成,且自第一侧800a向第二侧800b,倾斜线段呈上升趋势直至接续水平线段,当电芯模组700装配于电池包下箱体601时,该水平线段平行于模组底壁701a。该连续折线段表示压力调节件800的顶面由一上升倾斜面以及连接该倾斜面并平行于模组底壁701a的水平面组成。
压力调节件800为垂直于X向的截面形状在模组相对区602a内沿X向延伸所得的实体,当电芯模组700装配于电池包下箱体601时,模组底壁701a和箱体底壁602的贴近限制压力调节件800的Z向尺寸较小,压力调节件800的X向尺寸和Y向尺寸较大,压力调节件800整体上呈扁平垫板状。
压力调节件800采用聚己二酰己二胺(PA66)制成。在其他实施例中,压力调节件800采用其他质地坚硬的材料。
压力调节件800的底面与箱体底壁602的贴合连接通过胶粘实现。在其他实施例中,压力调节件800与箱体底壁602集成为一体化结构以实现二者的机械连接,在该情况下,压力调节件800的材料与箱体底壁602的材料一致。
当电芯模组700装配于电池包下箱体601时,压力调节件800邻近电芯顶盖202a的第一侧800a与模组底壁701a的间距大,压力调节件800邻近电芯底壁202b的第二侧800b与模组底壁701a的间距小,在电池包1000底部受挤压的情况下,箱体底壁602被挤压变形,侵入容纳电芯模组700的容纳空间,产生沿Z向正向的运动,进而使得压力调节件800产生沿Z向正向的运动,接触、挤压模组底壁701a具体为压力调节件800的顶面接触、挤压模组底壁701a,由于压力调节件800顶面的Y向各位置处至模组底壁701a的距离不一致,压力调节件800顶面上具备小间距的位置先接触、挤压,具备大间距的位置后接触、挤压。具体地,间距最小的压力调节件800的第二侧800b最先接触模组底壁701a上邻近电芯底壁202b处,此时压力调节件800顶面与模组底壁701a开始部分接触,间距最大的压力调节件800第一侧800a最后接触模组底壁701a上邻近电芯顶盖202a处,此时压力调节件800顶面与模组底壁701a全部接触,这使得邻近电芯底壁202b处的模组底壁701a先承受较大的挤压力,邻近电芯顶盖202a处的模组底壁701a再承受较小的挤压力。模组底壁701a通过其包覆的电芯单体202中电芯壳体202c的厚度面传递挤压力至电芯单体202,模组底壁701a先传递较大的挤压力至电芯壳体202c上远离电芯顶盖202a、邻近电芯底壁202b的位置处,再传递较小的挤压力至电芯壳体202c上邻近电芯顶盖202a的位置处,从而实现挤压工况下对电芯顶盖202a与电芯壳体202c的焊接区域的保护。
根据本申请的一些实施例,可选地,请继续参考图11至图14,电池包下箱体601还包括加强件607和用于承载电芯模组700的承力墙605,在横向上,加强件607在两模组相对区602a之间设置,连接承力墙605并支撑箱体底壁602。
承力墙605为电池包下箱体601中用于承托电芯模组700的板件,包括电池包下箱体601在X向两端的两个第一箱体侧板603,以及设置在电池包下箱体601容纳空间内的隔板606。
两第一箱体侧板603和隔板606均平行于坐标系Y向设置,第一箱体侧板603和隔板606的Y向两端分别连接两个第二箱体侧板604,第一箱体侧板603和隔板606的底部均连接箱体底壁602。
在X向上,隔板606设置在两第一箱体侧板603中间位置处,分隔电池包下箱体601的容纳空间为两次级容纳空间,每个次级容纳空间的X向尺寸适应一个电芯模组700的X向尺寸,每个次级容纳空间用于在X向容纳一个电芯模组700,当电芯模组700装配于电池包下箱体601时,电芯模组700的模组壳体701的X向两端分别被第一箱体侧板603和隔板606承托固定,并由此使得模组底壁701a与箱体底壁602贴近但不接触。
每个次级容纳空间的Y向尺寸适应至少两个电芯模组700的Y向尺寸,每个次级容纳空间用于在Y向容纳至少两个电芯模组700,在箱体底壁602的Y向上对应存在至少两个模组相对区602a。具体地,每个次级容纳空间用于在Y向容纳四个电芯模组700,在箱体底壁602的Y向上对应存在四个模组相对区602a,存在三个两模组相对区602a之间的区域。在其他实施例中,每个次级容纳空间用于在Y向容纳其他数量个电芯模组700,且该其他数量个为至少两个。
加强件607为将箱体底壁602承受的挤压力传递至承力墙605的构件。加强件607设置在电池包下箱体601的容纳空间中,具体地,加强件607的Z向底面贴紧箱体底壁602上两模组相对区602a之间的区域,并沿X向延伸以连接第一箱体侧板603和隔板606,以使挤压工况下箱体底壁602所承受的挤压力通过加强件607传递至第一箱体侧板603和隔板606。
在箱体底壁602上的横向(即坐标系Y向)上,两模组相对区602a之间的区域在受挤压时易产生较大变形,在该区域设置加强件607连接承力墙605支撑箱体底壁602,以提升箱体底壁602抗挤压变形的能力。在电池包1000底部的箱体底壁602受挤压时,施加在箱体底壁602上的挤压力经由加强件607传递至第一箱体侧板603和隔板606,第一箱体侧板603、隔板606和加强件607共同协助箱体底壁602抵抗受挤压变形产生的沿Z向正向的运动,减小箱体底壁602侵入电池包下箱体601容纳空间内的位移,当电芯模组700装配于电池包下箱体601时,实现对电池包下箱体601容纳空间内的电芯模组700等结构的保护。
根据本申请的一些实施例,可选地,请继续参考图12至图14,加强件607包括平台部607a和脊部607b,平台部607a贴紧箱体底壁602,脊部607b自平台部607a向电池包下箱体601内突伸,并连接承力墙605。
平台部607a和脊部607b均为条状板件,平台部607a的Z向底面紧贴箱体底壁602上两模组相对区602a之间的区域,脊部607b自平台部607a的Z向顶面沿Z向朝着电池包下箱体601的容纳空间内突伸,使加强件607具有类T字型的垂直于X向的截面形状,该类T字型截面沿X向延伸所得实体为加强件607。
突伸的脊部607b连接承力墙605,具体地,脊部607b与第一箱体侧板603的交汇处以及脊部607b与隔板606的交汇处均以焊接方式连接以实现充分的力传递。当电芯模组700装配于电池包下箱体601时,脊部607b的Z向顶部与电芯模组700的Z向中间位置大致处于同一Z向高度。在其他实施例中,脊部607b与第一箱体侧板603以及隔板606的连接采用其他方式。
平台部607a用于加强件607与箱体底壁602的连接,在此不对平台部607a与承力墙605的连接关系及连接方式进行限定。
加强件607通过平台部607a的Z向底面贴紧箱体底壁602,实现加强件607与箱体底壁602间较大面积的面接触,增大加强件607与箱体底壁602的接触面积,在箱体底壁602受挤压时,承力墙605和加强件607抵抗箱体底壁602受挤压变形侵入电池包下箱体601容纳空间的效果好。
根据本申请的一些实施例,可选地,请继续参考图12至图14,加强件607在两压力调节件800相对的第一侧800a之间设置。
在横向(即坐标系Y向)上,箱体底壁602上存在多个两模组相对区602a之间的区域。当电芯模组700装配于电池包下箱体601时,电芯模组700内电芯单体202的排布方向影响两模组相对区602a之间的区域上加强件607的设置,具体地,电芯壳体202c与电芯顶盖202a的焊接区域受保护的优先级高,而电芯壳体202c邻近电芯底壁202b的区域受保护的优先级低,在电池包下箱体601的布置要求下,全部多个两模组相对区602a之间的区域中,部分两模组相对区602a之间的区域无法布置加强件607,在这种情况下,两模组相对区602a之间的区域上加强件607的设置应优先保护电芯壳体202c与电芯顶盖202a的焊接区域。
具体地,Y向上存在三个两模组相对区602a之间的区域,当电芯模组700装配于电池包下箱体601时,四个电芯模组700内电芯单体202的排布方向使得:位于Y向两端的模组相对区602a之间区域,它们的两侧均邻近电芯底壁202b;位于Y向中间位置的模组相对区602a之间区域,它的两侧均邻近电芯顶盖202a,在Y向两端的两区域布置加强件607的优先级低,在Y向中间位置的一区域布置加强件607的优先级高。因而选择在Y向中间位置的一区域设置加强件607,也即在两压力调节件800相对的第一侧800a之间设置加强件607。
当电芯模组700装配于电池包下箱体601时,两压力调节件800相对的第一侧800a之间的两模组相对区602a之间区域,更加靠近模组底壁701a上邻近电芯顶盖202a处,箱体底壁602在该区域受挤压变形时,容易挤压到承载能力较弱的电芯顶盖202a与电芯壳体202c的焊接区域,在两压力调节件800相对的第一侧800a之间设置加强件607以抵抗箱体底壁602在该区域的变形侵入,保护电芯顶盖202a与电芯壳体202c的焊接区域。
根据本申请的一些实施例,可选地,请继续参考图12至图14,箱体底壁602还具有垂直于横向的纵向,且在纵向上的中心线设置有加强件607。
纵向为坐标系X向,纵向上的中心线为平行于X向且在箱体底壁602的Y向中间位置处的线,加强件607在该中心线上沿X向延伸设置。
作为薄板件的箱体底壁602的Y向两边缘分别连接两第二箱体侧板604,其在Y向中间位置处抗挤压变形的能力弱,箱体底壁602在Y向中间位置处受挤压变形容易产生较大侵入,当电芯模组700装配于电池包下箱体601时,破坏电池包下箱体601容纳空间内的电芯模组700等结构,纵向中心线位于该Y向中间位置处。
在模组相对区602a之间区域的该纵向中心线上设置加强件607,提升箱体底壁602在Y向中间位置处抗挤压变形的能力,当电芯模组700装配于电池包下箱体601时,保护电芯模组700等结构。
根据本申请的一些实施例,可选地,请继续参考图12至图14,箱体底壁602还具有垂直于横向的纵向,且在纵向上的中心线的两侧分别设置有压力调节件800。
纵向为坐标系X向,纵向上的中心线为平行于X向且在箱体底壁602的Y向中间位置处的线,压力调节件800在该中心线的Y向两侧设置。
作为薄板件的箱体底壁602的Y向两边缘分别连接两第二箱体侧板604,其在Y向中间位置处抗挤压变形的能力弱,箱体底壁602在Y向中间位置处受挤压变形容易产生较大侵入,当电芯模组700装配于电池包下箱体601时,破坏电池包下箱体601容纳空间内的电芯模组700等结构,因而在Y向中间位置两侧的模组相对区602a设置压力调节件800,纵向中心线位于该Y向中间位置处,在纵向中心线的Y向两侧设置压力调节件800,也即在箱体底壁602的Y向中间位置的两侧设置压力调节件800。
具体地,箱体底壁602的Y向上存在四个模组相对区602a。其中,在Y向中间位置两侧的两个模组相对区602a均设置有压力调节件800。而位于Y向两端的两个模组相对区602a不设置压力调节件800,因为该两模组相对区602a紧挨第二箱体侧板604,箱体底壁602在该两模组相对区602a处抵抗挤压变形的能力好,当电芯模组700装配于电池包下箱体601时,该两模组相对区602a针对其对应的电芯模组700等结构的保护好。在其他实施例中,该两模组相对区602a也可设置压力调节件800。
在箱体底壁602的Y向中间位置两侧的模组相对区602a设置压力调节件800,保证箱体底壁602在Y向中间位置处受挤压变形较大地侵入容纳空间时,Y向中间位置两侧的箱体底壁602至模组底壁701a的挤压力传递方式被调节,当电芯模组700装配于电池包下箱体601时,Y向中间位置两侧的电芯模组700等结构被保护。
根据本申请的一些实施例,可选地,请继续参考图18,电池包下箱体601还包括缓冲件900,缓冲件900设置在压力调节件800上,用于贴紧模组底壁701a。
缓冲件900具体为缓冲垫,其Z向顶面用于贴紧模组底壁701a,当电芯模组700装配于电池包下箱体601时,缓冲垫的Z向顶面贴紧模组底壁701a。缓冲垫的Z向底面朝向压力调节件800的顶面,与压力调节件800的顶面部分接触,被压力调节件800较高的第二侧800b承托固定,与压力调节件800顶面的其余位置具有间距。
当电芯模组700装配于电池包下箱体601时,在箱体底壁602受到冲击时,缓冲件900减缓由压力调节件800传递至模组底壁701a的冲击力,进而减缓模组底壁701a传递至电芯单体202的冲击力,以保护电芯模组700和电芯单体202。
根据本申请的一些实施例,参考图11至图15,本申请提供了一种电池包下箱体601,电池包下箱体601包括箱体底壁602以及具有楔形形状的压力调节件800。
箱体底壁602具有模组相对区602a,模组相对区602a具有横向并用于与电芯模组700的模组底壁701a相对设置,当电芯模组700装配于电池包下箱体601时,横向与电芯模组700的电芯单体202的高度方向一致,即为坐标系Y向。
压力调节件800设置在模组相对区602a,其底面贴合箱体底壁602,当电芯模组700装配于电池包下箱体601时,压力调节件800与模组底壁701a具有间距,其顶面朝向模组底壁701a,贴近但不接触模组底壁701a。压力调节件800整体上呈扁平垫板状,其垂直于X向的截面形状为直角梯形,该直角梯形截面形状在模组相对区602a沿X向延伸所得实体为压力调节件800。表示压力调节件800顶面的直角梯形斜腰在Y向上具有一侧低,一侧高的趋势,当电芯模组700装配于电池包下箱体601时,直角梯形斜腰两侧中更邻近电芯单体202电芯顶盖202a的低侧为第一侧800a,更邻近电芯单体202的电芯底壁202b的高侧为第二侧800b,第一侧800a与模组底壁701a的间距大于第二侧800b与模组底壁701a的间距。
电池包下箱体601还包括加强件607和用于承载电芯模组700的承力墙605。
承力墙605为电池包下箱体601中用于承托电芯模组700的板件,包括电池包下箱体601在X向两端的两个第一箱体侧板603,以及设置在电池包下箱体601容纳空间内的隔板606。
两第一箱体侧板603和隔板606均平行于坐标系Y向设置,第一箱体侧板603和隔板606的Y向两端分别连接两个第二箱体侧板604,第一箱体侧板603和隔板606的底部均连接箱体底壁602。
在X向上,隔板606设置在两第一箱体侧板603中间位置处,分隔电池包下箱体601的容纳空间为两次级容纳空间,每个次级容纳空间的X向尺寸适应一个电芯模组700的X向尺寸,每个次级容纳空间用于在X向容纳一个电芯模组700,当电芯模组700装配于电池包下箱体601时,电芯模组700的模组壳体701的X向两端分别被第一箱体侧板603和隔板606承托固定。
每个次级容纳空间用于在Y向容纳四个电芯模组700,在箱体底壁602的Y向上对应存在四个模组相对区602a,存在三个两模组相对区602a之间的区域。其中,在Y向中间位置两侧的两个模组相对区602a均设置有压力调节件800,该两压力调节件800位于箱体底壁602纵向上的中心线的两侧,而位于Y向两端的两个模组相对区602a不设置压力调节件800。
加强件607设置在Y向中间位置的两模组相对区602a之间的区域,具体在纵向中心线上沿X向延伸,位于两压力调节件800相对的第一侧800a之间。加强件607包括平台部607a和脊部607b,平台部607a和脊部607b均为条状板件,平台部607a的底面紧贴箱体底壁602,脊部607b自平台部607a的顶面沿Z向朝着电池包下箱体601的容纳空间内突伸,使加强件607具有类T字型的垂直于X向的截面形状,该类T字型截面沿X向延伸以连接第一箱体侧板603和隔板606,延伸所得实体为加强件607。
脊部607b与第一箱体侧板603的交汇处以及脊部607b与隔板606的交汇处均以焊接方式连接。当电芯模组700装配于电池包下箱体601时,脊部607b的Z向顶部与电芯模组700的Z向中间位置大致处于同一Z向高度。
平台部607a用于加强件607与箱体底壁602的连接,在此不对平台部607a与承力墙605的连接关系及连接方式进行限定。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (14)
1.一种电池包,包括电池包下箱体和电芯模组,所述电池包下箱体具有箱体底壁,所述电芯模组具有模组底壁,其特征在于,所述电池包还包括具有楔形形状的压力调节件;
所述箱体底壁具有模组相对区,所述模组相对区具有横向并与所述模组底壁相对设置,所述横向与所述电芯模组的电芯单体的高度方向一致;
所述压力调节件设置在所述模组相对区,所述压力调节件具有在所述横向上的第一侧和第二侧,所述第一侧相对所述第二侧更邻近所述电芯单体的电芯顶盖,所述第二侧相对所述第一侧更邻近所述电芯单体的电芯底壁,所述压力调节件与所述模组底壁具有间距,所述第一侧的所述间距大于所述第二侧的所述间距。
2.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于,所述电池包下箱体还包括加强件和承载所述电芯模组的承力墙,在所述横向上,所述加强件在两所述模组相对区之间设置,连接所述承力墙并支撑所述箱体底壁。
3.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于,所述加强件包括平台部和脊部,所述平台部贴紧所述箱体底壁,所述脊部自所述平台部向所述电池包下箱体内突伸,并连接所述承力墙。
4.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于,所述加强件在两所述压力调节件相对的所述第一侧之间设置。
5.根据权利要求2所述的电池包,其特征在于,所述箱体底壁还具有垂直于所述横向的纵向,且在所述纵向上的中心线设置有所述加强件。
6.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于,所述箱体底壁还具有垂直于所述横向的纵向,且在所述纵向上的中心线的两侧分别设置有所述压力调节件。
7.根据权利要求1所述的电池包,其特征在于,所述电池包还包括缓冲件,所述缓冲件设置在所述压力调节件与所述模组底壁间。
8.一种电池包下箱体,包括箱体底壁,其特征在于,所述电池包下箱体还包括具有楔形形状的压力调节件;
所述箱体底壁具有模组相对区,所述模组相对区具有横向并用于与电芯模组的模组底壁相对设置,所述横向与所述电芯模组的电芯单体的高度方向一致;
所述压力调节件设置在所述模组相对区,所述压力调节件具有在所述横向上的第一侧和第二侧,所述第一侧相对所述第二侧更邻近所述电芯单体的电芯顶盖,所述第二侧相对所述第一侧更邻近所述电芯单体的电芯底壁,所述第一侧的高度低于所述第二侧的高度。
9.根据权利要求8所述的电池包下箱体,其特征在于,所述电池包下箱体还包括加强件和用于承载所述电芯模组的承力墙,在所述横向上,所述加强件在两所述模组相对区之间设置,连接所述承力墙并支撑所述箱体底壁。
10.根据权利要求9所述的电池包下箱体,其特征在于,所述加强件包括平台部和脊部,所述平台部贴紧所述箱体底壁,所述脊部自所述平台部向所述电池包下箱体内突伸,并连接所述承力墙。
11.根据权利要求9所述的电池包下箱体,其特征在于,所述加强件在两所述压力调节件相对的所述第一侧之间设置。
12.根据权利要求9所述的电池包下箱体,其特征在于,所述箱体底壁还具有垂直于所述横向的纵向,且在所述纵向上的中心线设置有所述加强件。
13.根据权利要求8所述的电池包下箱体,其特征在于,所述箱体底壁还具有垂直于所述横向的纵向,且在所述纵向上的中心线的两侧分别设置有所述压力调节件。
14.根据权利要求8所述的电池包下箱体,其特征在于,所述电池包下箱体还包括缓冲件,所述缓冲件设置在所述压力调节件上,用于贴紧所述模组底壁。
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