CN217562697U - 一种电池组、电池包及汽车 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种电池组、电池包及汽车,该电池组包括至少一个电池单元及连接板;每个电池单元包括沿第一方向单排排列的至少两个电池;其中,每个电池单元中,相邻的两个电池的小侧面相对而置,大侧面沿所述第一方向排列;所述连接板与所述至少一个电池单元沿第二方向并排排列,所述连接板的长度方向沿所述第一方向;所述连接板与相邻的电池单元中至少相邻的两个电池的大侧面连接;其中,所述第一方向与所述第二方向相交。在上述技术方案,通过采用连接板将相邻的电池之间连接,从而提高整个电池组的整体度,通过设置的连接板将多个电池连接,可通过连接板承载受力,降低在受到外力时,电池之间出现的挤压,提高了电池组中电池的安全。

Description

一种电池组、电池包及汽车
技术领域
本申请涉及到电池技术领域,尤其涉及到一种电池组、电池包及汽车。
背景技术
随着电动汽车的发展,对于电动汽车的安全要求也越来越高。尤其对于其中的电池组,其安全性能直接影响到电动汽车的安全。
电池组在装配成电池包时,往往是通过电池之间粘接连接,之后再将粘接连接的电池固定在箱体内,在受到外力时,电池与电池之间存在受力挤压,容易造成电池失效。
实用新型内容
本申请提供了一种电池组、电池包及汽车,用以改善电池组中电池的安全性。
本申请提供了一种电池组,该电池组包括:至少一个电池单元及连接板;每个电池单元包括沿第一方向单排排列的至少两个电池;其中,每个电池单元中,相邻的两个电池的小侧面相对而置,大侧面沿所述第一方向排列;所述连接板与所述至少一个电池单元沿第二方向并排排列,所述连接板的长度方向沿所述第一方向;所述连接板与相邻的电池单元中至少相邻的两个电池的大侧面连接;其中,所述第一方向与所述第二方向相交。
在上述技术方案,通过采用连接板将相邻的电池之间连接,从而提高整个电池组的整体度,通过设置的连接板将多个电池连接,可通过连接板承载受力,降低在受到外力时,电池之间出现的挤压,提高了电池组中电池的安全。
第二方面,提供了一种电池包,该电池包包括箱体,设置在所述箱体内的至少一个上述任一项所述的电池组,其中,所述电池组包括沿第二方向并排设置的两个电池单元,所述电池组的连接板与相邻的每个电池单元中至少相邻的两个电池连接。
在上述技术方案,通过采用连接板将相邻的电池之间连接,从而提高整个电池组的整体度,通过设置的连接板将多个电池连接,可通过连接板承载受力,降低在受到外力时,电池之间出现的挤压,提高了电池组中电池的安全。
第三方面,提供了一种汽车,该汽车包括车体,以及设置在车体上的上述任一项所述的电池组,或上述任一项所述的电池包。
在上述技术方案,通过采用连接板将相邻的电池之间连接,从而提高整个电池组的整体度,通过设置的连接板将多个电池连接,可通过连接板承载受力,降低在受到外力时,电池之间出现的挤压,提高了电池组中电池的安全。
附图说明
图1为本申请实施例提供的电池组的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的电池之间的连接结构示意图;
图3为本申请实施例提供的连接板与电池连接的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的一种连接板上限位条的设置方式示意图;
图5为本申请实施例提供的另一种连接板上限位条的设置方式示意图;
图6为本申请实施例提供的加热板的结构示意图;
图7为本申请实施例提供的电池与液冷板配合的结构示意图;
图8为本申请实施例提供的电池与液冷板尺寸配合示意图;
图9为本申请实施例提供的一种液冷板的结构示意图;
图10为本申请实施例提供的另一种液冷板的结构示意图;
图11为本申请实施例提供的另一种液冷板的结构示意图;
图12为本申请实施例提供的另一种液冷板的结构示意图;
图13为本申请实施例提供的电池与绝缘顶板的配合示意图;
图14为本申请实施例提供的电池包的结构示意图;
图15为本申请实施例提供的隔热件与电池组的配合示意图;
图16为本申请实施例提供的隔热件与电池组的配合示意图;
图17为本申请实施例提供的另一种隔热件与电池组的配合示意图;
图18为本申请实施例提供的外接管与液冷板的连接结构示意图;
图19为本申请实施例提供的另一外接管与液冷板的连接结构示意图;
图20为本申请实施例提供的箱体的结构示意图;
图21为本申请实施例提供的汇流排组与电池的配合示意图;
图22为本申请实施例提供的另一种电池包中电池组的排列示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本申请进一步详细说明。通过这些说明,本申请的特点和优点将变得更为清楚明确。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面,但是除非特别指出,不必按比例绘制附图。
此外,下面所描述的本申请不同实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
为方便理解本申请实施例提供的电池组,首先介绍一下其结构,电池组包括多个电池,且多个电池排列成一个电池组。在排列成组时,电池与电池之间粘接连接。在电池受力时,由于电池之间采用粘接连接,导致电池容易受力损坏。为此本申请实施例提供了一种电池组,以改善对电池受力。下面结合具体的附图以及实施例对其进行详细描述。
参考图1,图1示出了本申请实施例提供的电池组的结构示意图。本申请实施例提供的电池组可包含至少一个电池单元100,示例性的,电池组可包括一个电池单元100、两个电池单元100、三个电池单元100等不同个数的电池单元100,具体可根据实际需要设定不同个数的电池单元100。
对于每个电池单元100,其包含单排排列的至少两个电池110,至少两个电池110沿第一方向排列。示例性的,每个电池单元100包括两个电池110、三个电池110、四个电池110等不同个数的电池110,在具体设置时可根据实际需要设置每排电池110的个数。应理解,本申请实施例指代的电池110为包含壳体、电芯体以及极柱的电池110。另外,壳体采用金属材质,为降低电池110之间的壳体之间出现短路,在壳体上包裹绝缘层,提高电池110之间的隔离效果。
在电池组包含多个电池单元100时,多个电池单元100沿第二方向并排排列,其中,第一方向和第二方向相交,如第一方向和第二方向垂直,或者两者夹角为锐角或者钝角。在第一方向和第二方向垂直时,也即电池单元100的排列方向垂直于每个电池单元100中的电池110的排列方向。
为方便描述电池110的排列方式,说明一下电池110的顶面、底面以及侧面。其中,电池110的顶面为电池110上设置极柱的表面,电池110的底面为与顶面相对的一面,电池110的侧面划分为大侧面以及小侧面,其中,大侧面的面积大于小侧面的面积。在一种具体的排列方式中,每个电池单元100中,相邻的两个电池110的小侧面相对而置,大侧面沿第一方向排列,也即电池110的长度方向沿第一方向,宽度方向沿第二方向。当然除上述排列外,还可采用其他的排列方式,在本申请实施例中不做具体限定,仅以上述示例的电池110的排列方式为例进行说明。
继续参考图1,本申请实施例提供的电池组还包括连接板200,该连接板200作为连接结构,用以将电池单元100中的电池110连接成排。
在具体设置连接板200时,该连接板200与电池单元100沿第二方向并排排列,连接板200的长度方向沿第一方向,也即连接板200的长度方向沿电池单元100中电池110的排列方向。由图1可看出,连接板200与电池单元100中的电池110连接时,可通过连接板200作为支撑电池110的结构,在电池110受到沿第二方向的力时,可通过连接板200将力分散到其他的电池110上,降低集中在一个电池110上的力,降低了电池110受力的强度,提高了电池组的安全性。
在连接板200与电池单元100连接时,连接板200与相邻的电池单元100中至少相邻的两个电池110连接。示例性的,电池单元100的个数为一个,则连接板200与该电池单元100中的至少相邻的两个电池110连接;电池单元100的个数为至少两个时,连接板200位于两个电池单元100之间,并组成类似三明治的结构,此时连接板200与其相邻的每个电池单元100中的至少两个电池单元100均连接。
连接板200与相邻的电池单元100中的至少两个相邻的电池110连接指代为:连接板200与相邻的电池单元100中部分电池110连接或所有电池110连接。连接板200与相邻的电池单元100中部分电池110连接时,连接板200连接的电池110的个数可为两个、三个、四个、五个等不同个数。连接板200与相邻的电池单元100中的所有电池110连接时,连接板200与该电池单元100中的每个电池110均连接。
在连接板200与相邻的电池单元100连接时,对于该电池单元100中的电池110来说,与连接板200连接的相邻的两个电池110之间具有间隙,也即相邻的电池110之间不直接连接,仅通过连接板200作为连接结构实现电池110成排时的固定连接。或者也可与连接板200连接的相邻的两个电池110之间粘接连,也即电池单元100中的电池110一方面通过连接板200进行连接,另一方面通过电池110的小侧面之间的粘接连接实现连接。提高了电池单元100中的电池110之间的连接强度,也即提高了电池110的稳定性。
参考图2,图2示出了电池之间的连接结构示意图。在电池110之间进行连接时,电池110的小侧面之间通过粘接胶111进行粘接连接。在设置粘接胶111时,粘接胶111的厚度越大,电池110与电池110之间的粘接强度越大。当粘接胶111的厚度过大时,导致电池110与电池110之间间隙过大,影响电池包内部整体空间利用率。因此,在电池110粘接时,粘接胶111的厚度需要综合考虑粘接强度以及电池包内的空间利用率。
另外,对于电池110来说,电池110包裹有绝缘层(图中未示出,绝缘层的形状可参考电池的整体形状),该绝缘层可为绝缘膜或绝缘涂层,在本申请实施例中以绝缘层为绝缘膜为例进行说明。
绝缘膜用以降低电池110的壳体间出现短路。但绝缘膜厚度过大,则会增大电池110的装配尺寸,不利于提高电池包整体的能量密度。绝缘膜厚度过小,则不利于电池110的绝缘性能。因此,绝缘膜的厚度一般不会太厚,并且结构强度也不会太高。为改善电池110之间的连接强度,在相对的两个粘接面(小侧面)的粘接区中至少一个粘接区的绝缘膜开窗,形成壳体裸露的连接区112。上述粘接区为电池110与粘接胶111粘接的区域。也即位于两个小侧面中的一个小侧面或两个小侧面的粘接区中的绝缘膜开窗,使得连接区112所在位置的壳体裸露出来,粘接胶111直接与裸露的壳体粘接连接,从而改善粘接胶111的粘接效果。
作为一个可选的方案,相对的两个粘接区通过粘接胶111粘接连接,且粘接胶111至少覆盖绝缘膜开窗的连接区112。从而通过粘接胶111将裸露的壳体完全覆盖,降低壳体之间出现短路的情况。在采用上述方案时,既保证了壳体之间的绝缘效果,同时通过粘接胶111与壳体直接连接,增强了电池110之间的连接强度。
上述连接板200具有一定的结构强度,在制备时,可采用不同的材质制备而成,如树脂、塑料、金属等不同的材质。从而使得连接板200可具备一定的结构强度。另外,对于连接板200的厚度,其介于3-15mm。示例性的,连接板200的厚度为3mm、5mm、10mm、15mm等不同的厚度。采用上述厚度时,一方面保证连接板200具有一定的结构强度;另一方面,也降低连接板200对电池组能量密度的影响,避免连接板200厚度过大,导致整个电池组的尺寸过大。
参考图3,图3示出了连接板与电池连接的结构示意图。连接板200在与电池110连接时,通过粘接连接的方式固定连接。也即连接板200与对应的电池的大侧面之间粘接连接。
在粘接连接时,连接板200上可涂布贯穿其长度的第一胶层220,该第一胶层220的长度方向沿第一方向延伸,且连接板200通过第一胶层220与相邻的电池单元100中至少相邻的两个电池110粘接连接。具体的,第一胶层220至少连接两个电池110的大侧面。示例性的,该第一胶层220与所有对应的电池110粘接连接,或与部分对应的电池110粘接连接。其中,该第一胶层220可通过粘接胶形成,如聚氨酯结构胶或其他常见的粘接胶。
作为一个可选的方式,连接板200还设置了第一限位条210,该第一限位条210的长度方向沿第一方向。也即在连接板200与电池110之间粘接连接时,在连接板200朝向电池110的表面设置了第一限位条210。第一限位条210用于限定涂胶的厚度以及涂胶的方向。在设置第一限位条210时,第一限位条210可与连接板200一体成型,或者第一限位条210通过粘接的方式固定在连接板200上,在此对两者的具体的连接方式不做限定。
在设置第一限位条210及第一胶层220时,可采用不同的方式,下面分别说明。
方式一:参考图4,第一限位条210的个数为两个,两个第一限位条210间隔排列,第一胶层220位于两个第一限位条210之间。具体的,第一限位条210的个数采用两个,且两个第一限位条210平行或近似平行设置,第一限位条210的排列方向沿连接板200的高度方向排列。另外,两个第一限位条210之间形成间隙,该间隙为容纳第一胶层220的空间。在涂布第一胶层220时,可将粘接胶涂覆在两个第一限位条210之间。在连接板200与电池110的大侧面粘接连接时,可通过第一限位条210限定溢胶的方向,降低电池110粘接不牢固的情况,保证电池110的粘接效果。
作为一个可选的方案,在第一限位条210的个数为两个时,每个第一限位条210与连接板200沿高度方向上最接近的边沿间隔有间隙。在采用上述方式时,当电池成组后装配在电池包的箱体内时,粘接电池底面的粘接胶可向上溢出到电池的侧面中第一限位条210与连接板200之间的间隙,也即箱体与电池的底面的粘接胶会包裹电池的底部,从而可增强电池与壳体的连接强度。
方式二:继续参考图3,第一限位条210的个数为一个,第一胶层220的个数为一个。具体的,第一限位条210的长度方向沿第一方向,且第一限位条210位于连接板200的中间区域,该中间区域指代为连接板200沿高度方向的中间部位。此时,第一限位条210的上下边沿与连接板200的上下边沿之间间隔有间隙。在涂覆粘接胶时,粘接胶形成的第一胶层220位于第一限位条210的一侧,如位于第一限位条210的上方,或位于第一限位条210的下方,均可保证粘接胶粘接电池110的效果。
方式三:参考图5,第一限位条210的个数为一个,第一胶层220的个数为两个,且第一胶层220分列在第一限位条210相对的两侧。具体的,第一限位条210的长度方向沿第一方向,且第一限位条210位于连接板200的中间区域,该中间区域指代为连接板200沿高度方向的中间部位。此时,第一限位条210的上下边沿与连接板200的上下边沿之间间隔有间隙,该间隙可同于涂覆粘接胶。在涂覆粘接胶时,形成的第一胶层220的个数为两个,两个第一胶层220连接板200的沿高度方向分列在第一限位条210的两侧,其中的一个第一胶层220位于第一限位条210的上方,另一个第一胶层220位于第一限位条210的下方,且位于上方的第一胶层220与连接板200的上边沿间隔有间隙,位于下方的第一胶层220与连接板200的下边沿间隔有间隙,从而降低粘接胶溢出到电池110外的风险。
应理解,除了上述示例的方式外,还可采用其他的方式设置第一限位条和第一胶层,只需要保证对电池的粘接效果即可。如还可采用U形的第一限位条,或者第一限位条的个数为多个,且多个第一限位条围成框形结构,第一胶层填充在框形结构内。
作为一个可选的方式,在方式一、方式二和方式三中,第一限位条210与连接板200沿第一方向的至少一端间隔有间隙。具体的,第一限位条210的长度小于连接板200的长度,同时,既可采用第一限位条210的一端与连接板200的一端间隔间隙,也可采用第一限位条210的两端分别与连接板200的两端之间间隔间隙。上述间隙可作为溢胶的通道,在粘接胶与电池110粘接时,多余的粘接胶可通过该通道流向电池110的底面,从而参与到电池110的底面与电池包的箱体粘接的连接中,进一步的提高电池110与箱体之间粘接的强度。
作为一个可选的方案,上述的第一限位条210可为具有弹性性能的材质制备而成,示例性的,如树脂、海绵、橡胶等材质。从而可通过第一限位条210提供一定的缓冲效果,进一步的降低外力对电池110的影响。
应理解,除了上述示例出通过第一限位条210限位第一胶层220外,还可采用其他的方式实现连接板200与电池110之间的连接。示例性的,第一胶层可直接涂布在连接板200上,无需通过其他结构限定,连接板200通过第一胶层与电池110连接。或者,连接板200朝向对应的电池110的表面上设置有容胶槽;连接板200通过设置在容胶槽内的第一胶层与对应的电池110的大侧面粘接连接。也即通过容胶槽来限位第一胶层,此时容胶槽沿第一方向延伸,同样可实现对第一胶层的限位。或者,还可采用连接板200朝向对应的电池110的表面具有凸起,连接板200通过设置在凸起一侧或两侧的第一胶层与对应的电池110的大侧面粘接连接。当然,除了上述示例的方式外,还可采用其他的方式,在此不再一一赘述。
在本申请实施例提供的连接板200,除作为一个连接电池110的结构外,还可增加其他功能,以进一步的增加对电池组的性能改善。下面分别对其进行说明。
连接板可为换热板,该换热板可将电池的热量传递到电池组外部,或者将外部的热量传递给电池组。示例性的,换热板可为液冷板或者加热板(或加热膜)。在换热板为液冷板时,可通过液冷板对电池进行散热,在换热板为加热板(加热膜)时,可对电池进行加热。
如图6所示,换热板为加热板201或加热膜时,可应用于寒冷的区域。对于寒冷区域,温度较低,外界环境温度无法满足电池正常工作的温度,因此在电池工作前,可通过加热板201或加热膜对电池进行加热。在具体实现加热时,加热板201或加热膜中填充有电加热丝2011,通过电阻发热的原理加热换热板,并将热量传递给电池。另外,加热板还可通过介质实现加热,在采用介质加热时,加热板中设置有管道,该管道与外部的加热装置(如加热器)连接。在使用时,管道内填充有介质(如水),通过加热器将水加热,水在管道内流动,以对电池进行加热。
如图7所示,换热板为液冷板202时,液冷板202用以对电池进行散热,在电池工作时,产生的热量较大,为降低温度过高引起电池失效的风险。通过液冷板202将电池产生的热量导出,从而降低失效的风险。
在液冷板202使用时,液冷板202与电池的大侧面贴合。该液冷板202可采用金属材质制备的液冷板,如铝、铁、铜等常见的具有良好导热系数的材质。液冷板202内部具有管道,该管道与外部的冷凝器等制冷设备连接,通过介质(如水)在管道内循环流动将电池产生的热量带走。
液冷板202的高度方向沿电池的高度方向,在电池组装配到箱体内时,液冷板202垂直于承载电池组的箱体的底面。
在液冷板202与电池贴合时,液冷板202贴合在电池的侧面,也即液冷板202贴合在电池的大侧面。由于电池为一个矩形的长方体形结构,大侧面为电池的表面中面积最大的面,因此,在液冷板202贴合在电池的大侧面上时,可增大液冷板202与电池的接触面积,增大液冷板202对电池的散热效率,改善对电池的散热效果。
如图8所示,在设置液冷板202时,其满足:电芯体113的高度H2小于等于液冷板202的高度H1。可选的,电芯体113的高度H2可等于液冷板202的高度H1,或电芯体113的高度H2小于液冷板202的高度H1。其中电芯体113的高度指代为电芯体113中具有活性材料的极片的高度。
电池在使用时,会发热产生膨胀,导致电池起鼓。电池膨胀的方向沿第二方向,也即电池的大侧面会发生起鼓,从而导致电池会挤压液冷板202。由于电池内的电芯体113比较脆弱,在采用上述液冷板202的高度时,可避免电芯体113抵压在液冷板202的边沿,从而降低电芯体113抵压在液冷板202的边沿时产生应力集中,提高了电芯体113的安全性。
另外,液冷板202的高度还满足:液冷板202的高度H1小于等于电池的高度H3;也即,电芯体113的高度H2≤液冷板202的高度H1≤电池的高度H3。其中,电池的高度H3为电池的底面到电池的极柱111的顶面之间的垂直距离。在液冷板202的高度H1小于等于电池的高度H3时,避免沿高度方向,液冷板202高出电池。电池组在实现电连接时,需要通过汇流排将电池的极柱111进行连接。在采用液冷板202的高度小于电池的高度时,可避免汇流排与液冷板202接触,降低短路的风险。另外,液冷板202避让汇流排,也方便汇流排的设置。
作为一个优选的方案,液冷板202的高度H1小于电池的底面到电池的顶板的顶面之间的垂直距离。也即液冷板202的高度H1小于电池的壳体112的高度H4,或者可看做液冷板202的顶端低于极柱111外露在壳体112外部分的底端。可进一步的避让汇流排与极柱111的连接。当然,也可采用液冷板202的高度H1大于壳体112的高度H4,小于电池的高度H3。
对于液冷板202来说,其长度方向可满足:液冷板202沿第一方向的至少一端延伸到电池单元100外。也即液冷板202的一端外露在电池单元100外,或液冷板202的两端均外露在电池单元100外。当然,除了上述方式外,还可液冷板202的两端均不外露在电池单元100外。
在本申请实施例中,液冷板202的端部外露在电池单元100外,一方面方便液冷板202与外部管道连接,另一方面,外露的端部还可作为连接结构,与箱体固定连接,从而增强电池组在电池包的箱体内的固定效果。
具体的,液冷板202外露在电池单元100外的端部与箱体的边框之间间隔有间隙。该间隙避免液冷板202直接与箱体的边框接触,避免边框与液冷板202之间产生热传递,影响液冷板202对电池的散热效果。
另外,为方便与外部的液冷器连接,液冷板202外露的端部做为与外部的制冷器连接的结构。示例性的,液冷板202的端部设置有通孔,通孔与液冷板202内的管道连通,并用于与外接管道连接。外接管道将液冷板与制冷器连接,从而形成循环回路,实现对电池的散热。
在具体设置通孔时,可采用不同的方式设置。示例性的,通孔可具有两个、三个、四个等不同的个数,且在设置时,通孔可位于液冷板202的一端或者两端等不同的位置。
液冷板202内的管道可以有多种,下面逐一进行说明。
参考图9,图9示例出了一种液冷板的结构。液冷板202内的管道2021为U形管道,通孔的个数为两个,且两个通孔位于液冷板202的同一端。其中,两个通孔分别与液冷板202内的管道2021的两端连接,两个通孔分别作为进水口2022和出水口2023。示例性的,该U形的管道2021开口方向朝向液冷板202的同一端,液体在管道2021内流动时,由液冷板202的第一端流入,之后沿水平方向流动,并在流动到第二端后,从第二端再流动到第一端。两个通孔沿液冷板202的高度方向排列。其中,位于上方的通孔作为进水口2022,位于下方的通孔作为出水口2023;或者也可采用位于下方的通孔作为进水口,位于上方的通孔作为出水口。
在采用上述方式时,从进水口2022进去的水温经过第一块电池时是最低的,当带走第一块电池的热量后水温上升,因此在散热时可能会导致并列设置的每块电池温度不一致,但是经过这样一个管道2021设计,使得温度最低的水和温度最高的水流经第一块电池,可均衡对第一块电池的散热效果。同理,对其余电池也是相同的方式,从而可以提高各个电池的热一致性。
参考图10,作为上述的液冷板202的一种变形方式,也可采用液冷板202的两端分别设置通孔。位于一端的两个通孔分别与液冷板202内的两个管道2021的一端一一对应连接,位于另一端的两个通孔分别与液冷板202内的两个管道2021的另一端一一对应连接。其中一端的两个通孔分别为进水口2022和出水口2023,该进水口2022和出水口2023分别与外接管道连接;另一端的两个通孔通过管道连通,从而也可整体形成一个U形的管路。
参考图11,图11示例出了另一种液冷板的结构。液冷板202内的管道2021具有两个,两个管道2021平行设置,且其长度方向沿第一方向。对应的,液冷板202沿第一方向的两端分别设置有两个通孔,其中一端的两个通孔分别为第一进水口2022和第二出水口2023;另一端的两个通孔分别为第一出水口2024和第二进水口2025。其中的一个液冷板202内的管道2021的两端分别与第一进水口2022和第一出水口2024连接;另一个液冷板202内的管道2021的两端分别与第二进水口2025和第二出水口2023连接。
在采用平行的两个管道2021对液冷板202进行散热时,可提高对电池的散热效果。在水流通时,两个管道2021内的水沿相反的方向流动。以图11所示的液冷板的放置方向为例,一个管道2021内的水由左向右流动,水温逐渐升高;另一个管道2021内的水由右向左流动,水温逐渐上高。由于两个管道2021内的水流动方向相反,因此,两个管道2021内水升温的方向也相反,并且对于同一个电池,两个管道2021内的水均对其进行散热,从而可改善每个电池散热的均衡,提高电池的热一致性。
作为一个变形的结构,也可采用液冷板202内的管道2021采用X形的管道2021排布方式,同样两个管道2021的水流的方向相反,也可达到对电池的散热效果。
参考图12,图12示例出了另一种液冷板的结构。液冷板202内的管道2021为s形的管道2021,其中,液冷板202的两端发分别具有两个通孔,其中的一个通孔为进水口2022,另一个通孔为出水口2023。通过s形的管道2021也可提高对电池的热一致性。
作为一个可选的方案,还可在液冷板202的两端分别增加通孔,该通孔作为固定件连接孔。在液冷板202与边框之间连接时,可通过穿设在固定件连接孔内的连接件将液冷板202和边框固定连接。
应理解,上述示例出了液冷板202内不同管道2021的设置方式,但是在本申请实施例中提供的液冷板202的管道2021布置方式不仅限于上述示例的具体方式,还可采用其他布置方式改善对电池的散热效果。示例性的,还可采用:液冷板的通孔的个数为两个,且两个通孔一一对应设置在液冷板沿第一方向的两端;其中一端的通孔为进水口,另一端的通孔为出水口,液冷板内的管道为沿第一方向延伸的直管道,直管道的两端分别与进水口和出水口连通。也即液冷板内具有一个沿第一方向延伸的管道,该管道的两端分别与两个通孔一一对应连接,两个通孔分别作为进水口和出水口。此时,通过一个管道对电池进行散热,也可改善电池散热效果。
或者,还可采用图11的一种变形方式,液冷板沿第一方向的两端分别设置有两个通孔,其中一端的两个通孔分别为第一进水口和第二进水口;另一端的两个通孔分别为第一出水口和第二出水口;液冷板内的管道为两个,且两个管道平行;其中的一个管道的两端分别与第一进水口和第一进水口连接;另一个管道的两端分别与第二进水口和第二出水口连接。也即在液冷板的一端的两个通孔均为进水口,另一端的两个通孔为出水口。通过两个并列的管道对电池进行散热,且在两个管道内,水的流动方向相同,同样也可实现对电池的散热。
应理解,在换热板为加热板时,且该加热板通过水对电池进行加热时,加热板也可采用上述类似液冷板的管道及通孔的布置方式,在此不再详细赘述。
作为一个可选的方案,在换热板为加热板时,同样可以采用加热板的高度与电芯体的对应关系。也即,加热板的高度也满足:加热板的高度大于等于对应的电池的电芯体的高度。具体的加热板的高度可参考图8中所示的液冷板高度的设置方式,在此不再赘述。由上述描述可看出,在换热板无论是加热板或者液冷板时,均满足:换热板的高度大于等于对应的电池的电芯体的高度,从而改善应力集中,提高电池的安全性。作为一个可选的方案,还可换热板的高度小于电池的高度,具体可参考图8中的相关描述。
为方便与外部结构的连接,在设置换热板时,该换热板沿所述第一方向的至少一端延伸到电池单元外。上述至少一端延伸到电池单元外指代为:换热板的一端延伸到电池单元外,或换热板的两端分别延伸到电池单元外。
在换热板的端部外露在电池单元外时,该外露的端部可作为连接端,用以连接外接管道或者电缆。示例性的,在换热板为加热板,且加热板为通过介质对电池进行加热的加热板时,通孔设置在加热板外露在电池单元外的端部,与外接管道连通时,可方便外接管道与通孔的连接。在换热板为加热板或加热膜,且加热板或加热膜为通过电阻丝对电池进行加热时,电阻丝的连接端设置在加热板或加热膜外露在电池单元外的端部,电缆可方便的与电阻丝的连接端连接。在换热板为液冷板时,通孔设置在液冷板外露在电池单元外的端部,方便外接管道与通孔连通。
另外,在液冷板或者加热板(采用水进行加热)为多个时,作为一个可选的方案,可通过管道将多个换热板并联,或者通过管道将多个换热板并联,以保证对于每列电池的散热或加热的均一致。
连接板除作为上述的换热板外,还可作为加强结构,也即连接板为加强板。加强板的结构外形与液冷板或加热板的结构外形相近似,因此,在此不再图示。加强板可采用金属材质或非金属材质制备而成,如连接板为塑料、铁、铝等材质制备而成。但无论采用什么材质,连接板应具有一定的结构强度。
为提高电池组固定在箱体内的效果。该加强板可与边框固定连接。示例性的,加强板沿第一方向的至少一端外露在电池单元外。连接板外露在电池单元外的端部与箱体的边框固定连接。具体的,加强板外露的端部可搭接在箱体的边框上,从而方便加强板与边框固定连接。
在加强板与边框连接时,既可加强板的一端外露在电池单元外,也可加强板的两端均外露在电池单元外。在本申请实施例中较佳采用加强板的两端均位于电池单元外,从而可提高对电池组的固定效果。
作为一个可选的方案,加强板外露的端部具有与边框配合的缺口,以保证在电池组固定在箱体内时,加强板可部分插入到容纳电池组的空腔中,保证电池组可与箱体的底面接触。
为方便加强板与边框连接,加强板的端部具有通孔,通孔为固定件连接孔。在加强板与边框之间连接时,可通过穿设在固定件连接孔内的连接件将加强板和边框固定连接。具体的,加强板沿第一方向外露在电池单元外的端部通过穿设在固定件连接孔的连接件与箱体的边框固定连接。从而增强电池组与箱体的固定连接效果。
参考图13,图13示出了绝缘顶板与电池的配合示意图。为进一步的提高电池110之间的连接强度。在设置电池组时,其还可包括绝缘顶板300,该绝缘顶板300与电池单元中的至少两个电池110固定连接。示例性的,在采用绝缘顶板300时,每个电池110的壳体的顶面均裸露,不具有单独的绝缘顶板。在电池110排列成排后,再通过绝缘顶板300统一盖合在电池110的顶面,并通过绝缘顶板300将对应的电池110连接,从而是使得电池110之间除上述的连接板外,还可通过绝缘顶板300改善连接效果。另外,采用绝缘顶板300覆盖所有电池110时,还可提高电池组整体装配效率,同时绝缘顶板300覆盖了电池110之间的间隙,可防止电池110与电池110之间掉入金属屑等异物引发电池组整体安全风险。
上述绝缘顶板300连接至少两个电池110时,可具体为:绝缘顶板300连接电池单元的所有电池110,或绝缘顶板300连接电池单元中的部分电池110。在本申请实施例中,较佳的采用绝缘顶板300连接电池单元中的所有电池110。当然,在采用连接部分电池110时,可采用多个绝缘顶板300,同样也可达到上述的效果。
应理解,在设置绝缘顶板300时,该绝缘顶板300具有用于外露电池110顶面特征结构120的通孔310。上述特征结构120为极柱、二维码、防爆阀等结构。
作为一个可选的方案,绝缘顶板300具有插入到对应的电池110之间间隙的限位结构320。在装配时,限位结构320插入到相邻的两个电池110之间的间隙,从而方便绝缘顶板300与电池110之间进行定位,也即方便绝缘顶板300的安装。
限位结构320可采用限位凸起、限位柱等可实现限位的结构,该限位结构320与绝缘顶板300配合时,即可两者采用一体结构,也可两者为分体结构。在采用分体结构时,可通过粘接的方式直接连接。在采用一体结构时,可通过注塑的方式一体制备成型。
上述对应的电池110之间的间隙为相邻的两个电池110的顶面的圆角之间形成的间隙。上述顶面为壳体的顶面,通过在壳体上设置圆角,相对采用直角可增大电池110与电池110之间的间隙,从而增大限位结构320的尺寸,方便进行定位。另外,采用圆角可改善限位结构320对电池110之间间距的影响,保证了电池组的能量密度。
通过上述描述可看出,通过采用连接板200将相邻的电池110之间连接,从而提高整个电池组的整体度,通过设置的连接板200将多个电池110连接,可通过连接板200承载受力,降低在受到外力时,电池110之间出现的挤压,提高了电池组中电池110的安全。另外,通过设置的绝缘顶板300等结构可更进一步的增强电池110之间的连接强度。
如图14所示,本申请实施例还提供了一种电池包,该电池包包括箱体2000,设置在箱体2000内的至少一个电池组1000。该电池组1000可为上述任一项所述的电池组1000。一并参考图15,对于该电池组1000,其具体包括沿第二方向并排设置的两个电池单元100,电池组1000的连接板200与相邻的每个电池单元100中至少相邻的两个电池110连接。连接板200与电池110的配合方式可参考上述的描述,在此不再详细赘述。
在具体设置电池组1000时,电池组1000的个数为至少两个,如电池组1000的个数为两个、三个、四个等不同的个数。在电池组1000排列时,至少两个电池组1000沿第二方向排列。作为一个可选的方案,在排列时,相邻的电池组1000之间设有间隙。从而避免电池组1000之间直接贴合,示例性的,该间隙为0.8mm。
另外,该电池包还包括至少设置在相邻的两个电池组1000之间的隔热件400。该隔热件400用以隔离相邻的电池组1000。
示例性的,隔热件400为板状结构,其厚度方向沿第二方向,隔热件400具体的材质可采用气凝胶或者其他可实现隔热的材质制备而成。
在隔热件400与电池单元100沿第二方向排列时,每个电池110具有尺寸大于其他表面的大侧面,在设置隔热件400时,隔热件400与电池110的大侧面接触。
一并参考图16,图16示出了隔热件与电池组的配合示意图。在设置隔热件400时,隔热件400的长度方向沿第一方向延伸。沿第一方向上,隔热件400的长度方向沿第一方向,隔热件400至少覆盖相邻的电池单元100中的至少相邻的两个电池110,也即隔热件400至少跨越电池单元100中的至少一个间隙。示例性的,电池单元100包括四个电池110,四个电池110之间形成三个间隙。在设置隔热件400时,隔热件400跨越了三个间隙。当然也可采用隔热件400跨越两个或者一个间隙。
作为一个可选的方案,本申请实施例提供的隔热件400的长度满足:L1<L<X*L1;其中,L1为每电池110在电池单元中电池110排列方向的长度;L为隔热件400在电池单元中电池110排列方向的长度,X为电池单元中电池110的总个数。也即本申请实施例提供的隔热件400的长度至少大于一个电池110在第一方向上的长度,小于该排所有电池110在第一方向的总长度。应理解,上述方案中,忽略了电池110间的间隙L2。若考虑到电池110之间的间隙L2,则满足L1+L2<L<X*L1+(X-1)*L2。
当电池单元100中的一电池110失效时,其热量会沿电池110的周围散发出去,在未设置隔热件400时,不同电池单元100之间的缝隙连通形成一个通道,失效电池110的热量可通过该通道将热量传播到其他单元的电池110。而在本申请实施例中,设置的隔热件400可封堵不同电池单元的电池110之间的间隙,将电池单元100中的电池110之间的间隙与其他电池单元100中的电池110之间的间隙切断,从而可阻挡热量沿其所设置方向的热量传递。通过隔热件400阻挡热量通过间隙沿第二方向散发,从而提高了其他电池单元100或电池组的外部部件的安全性。
在电池组之间,隔热件400将多个电池组间隔开,从而提高各个电池组的安全性。对于整个电池110阵列,隔热件400与连接板交替排列,将每列电池110间隔开。一并参考图14,对于位于最外侧的电池单元,在本申请实施例中,隔热件400还设置在最外侧的电池组中的最外侧的电池单元背离其他电池单元的一面。该隔热件400朝向箱体的边框,从而可将热量将电池单元与边框之间隔离。
电池组位于中间时,隔热件400位于相邻的电池组之间,通过隔热件400可阻挡失控电池110产生的热量在不同电池组之间的传播;在电池组为位于电池组最外侧的一排电池110时,隔热件400位于电池单元背离其他电池单元的一侧时,也即隔热件400位于电池组中的最外侧,并覆盖电池组的外围,可降低电池单元中的电池110在失控时,将热量传递到电池组外的其他部件上。
作为一个可选的方案,隔热件400与隔热件400相对的电池单元的表面的边沿间隔有间隙。示例性的,隔热件400与电池单元接触的表面的至少一个边沿间隔有间隙,上述电池单元与隔热件400接触的表面指代为电池110中的大侧面组成的表面。隔热件400与该表面中至少一个边沿间隔有间隙,如隔热件400与接触表面的边沿间隔有一个、两个、三个、四个等不同个数的间隙。示例性的,隔热件400与电池单元接触的表面的上边沿间隔有间隙d1、隔热件400与电池单元接触的表面的下边沿间隔有间隙d2、隔热件400与电池单元接触的表面的左边沿间隔有间隙d3、隔热件400与电池单元接触的表面的右边沿间隔有间隙d4。通过设置的上述间隙,可以使得电池110在正常工作时产生的热量从间隙中散发出去,降低电池110在正常工作时的温度。
另外,隔热件400未完全包覆电池110表面,考虑到当电池110内部热失控严重,隔热件400难以进行阻隔时,热量可通过电池110的四周实现向电池组内部传递,最终传递到电池组的四周(一般为电池组的端部),使得热量可以及时进行向外部释放,避免热量集中于电池110之间。
参考图17,图17示例出了另外一种电池组与隔热件的配合示意图。作为一个可选的方案,本申请实施例提供的电池包还包括缓冲件500,该缓冲件500位于隔热件400的外周围。缓冲件500用于给相邻电池单元或电池单元与电池110模组外的结构提供缓冲支撑。
缓冲件500可为橡胶材质的缓冲件。如缓冲件500采用硅橡胶制备而成。当然,除橡胶材质外,还可采用其他的材质,如还可为泡棉和海绵等弹性结构,以提供良好的弹性支撑。
在设置缓冲件500时,该缓冲件500位于隔热件400的外周围,且缓冲件500至少包围隔热件400的部分边沿。也即在设置缓冲件500时,缓冲件500位于隔热件400的外围,并至少包围隔热件400的部分边沿。如包围隔热件400的一个边沿、两个边沿、三个边沿或四个边沿等不同的情况;或者还可包围隔热件400的一个边沿及部分相邻的边沿;或者包围两个边沿及相邻的部分边沿、或者包围三个边沿及相邻的部分边沿、或者包围隔热件400的所有边沿等不同的情况。
在缓冲件500包围不同边沿时,对应的缓冲件500的形状也可采用不同的情况。示例性的,在缓冲件500包围隔热件400的一个边沿时,对应的缓冲件500为一个长条状,该长条状可包围隔热件400的一个上边沿、下边沿、左边沿或右边沿;在缓冲件500包围隔热件400的两个边沿或一个边沿和相邻的一个边沿的部分时,缓冲件500为一个L形的结构,该L形的结构可根据包围的边沿的情况倒置、水平放置或者竖直放置等不同的方式;在缓冲件500包围隔热件400的三个边沿时,缓冲件500为一个U形的结构,该U形的结构可根据包围的边沿的情况倒置、水平放置或者竖直放置等不同的方式,在缓冲件500包围隔热件400的所有边沿时,缓冲件500可为回字形的框形结构。该框形结构可为一体结构,或者为四个独立的条形结构拼装形成的框形结构。
在缓冲件500与隔热件400之间可连接固定,或者也可为相互独立的结构。示例性的,在两者连接时,缓冲件500可与隔热件400之间通过粘接的方式固定连接。或者还可通过缓冲件500与隔热件400之间的过盈配合实现固定连接;或者还可通过缓冲件500上设置有凸起或凹槽,隔热件400对应的设置卡合的凹槽或凸起,以实现两者的卡合固定。
为方便缓冲件500或隔热件400与电池110之间的定位。在具体设置缓冲件500和隔热件400时,缓冲件500和/或隔热件400设置有限位结构;限位结构位于相邻的电池110之间的间隙中。示例性的,缓冲件500和隔热件400均具有限位结构;或者,仅缓冲件500具有限位结构,或者仅隔热件400具有限位结构。从而方便隔热件400和缓冲件500与电池进行装配。
除上述采用隔热结构外,还可采用其他的方式排布电池组。示例性的,电池组的个数为至少两个,至少两个电池组沿第二方向排列;并且相邻的电池组之间设有间隙。也即电池组之间间隔排列,且两个电池组之间间隔有间隙。该间隙具体可为0.8mm,既保证电池组之间有足够的间隙空间,又避免间隙过大影响整个电池包的能量密度。
作为一个可选的方案,相邻的电池组之间可粘接连接,从而增强电池包中电池之间的连接强度。在具体粘接时,相邻的电池组之间通过第二胶层粘接连接。相邻电池组之间通过第二胶层粘接连接时,也即相邻的电池组中相邻的电池单元之间通过第二胶层粘接连接。
相邻电池组中的相邻电池单元通过第二胶层粘接连接时,可通过不同的方式粘接。下面分别示例进行说明。
相邻的电池单元粘接时,除设置第二胶层外,还可设置限位第二胶层位置的第二限位条,该第二限位条位于相邻的电池组之间,并限位第二胶层的设置位置。另外,第二胶层沿第一方向延伸,并粘接相邻的电池单元中的至少两个电池。第二限位条的设置方式有多种方式,下面分别进行描述。
方式一:第二限位条的个数为两个,两个第二限位条间隔排列,第二胶层位于两个第二限位条之间。第二限位条的个数为两个,两个第二限位条间隔排列,第二胶层位于两个第二限位条之间。具体的,第二限位条的个数采用两个,且两个第二限位条平行或近似平行设置,第二限位条的排列方向沿电池的高度方向排列。另外,两个第二限位条之间形成间隙,该间隙为容纳第二胶层的空间。具体的可参考类似图4中所示的第一限位条的设置方式。
方式二:第二限位条的个数为多个,且多个第二限位条围成框形结构,第二胶层位于框形结构内。第二限位条围成框形结构时,具有长度方向沿第一方向的两个第二限位条,以及长度方向沿电池高度方向的两个第二限位条,四个第二限位条两两相对设置,形成框形结构,从而围成容纳第二胶层的空间。
方式三:第二限位条的个数为一个,第二限位条的长度方向沿第一方向,第二胶层的个数为两个,且第二胶层分列在第二限位条相对的两侧。具体的,可参考图3中第一限位条类似的设置方式,在此不再赘述。
方式四:第二限位条的个数为一个,第二胶层的个数为一个;第二限位条的长度方向沿第一方向,第二胶层位于第二限位条的一侧。类似方式三的设置方式,仅仅是第二胶层的个数的改变。
应理解,在相邻电池组之间通过粘接方式粘接时,其粘接方式类似电池组中相邻的电池单元之间的粘接方式。电池组中相邻电池单元粘接时第一限位条的设置位置以及与连接板的尺寸对应关系,可直接应用在相邻电池组粘接时第二限位条的设置方式中。唯一的区别在于相邻电池组之间粘接时,没有采用连接板,而是通过第二胶层直接粘接。因此,在设置第二限位条时,可将第二限位条先粘接固定在一个电池组上,再在该电池组上涂覆粘接胶形成第二胶层。
在连接板作为不同功能板时,其对应与箱体采用不同的配合方式。下面分别对其进行说明。
在连接板为换热板(液冷板、加热板或加热膜)时,换热板沿第一方向的至少一端延伸到电池单元外,换热板外露在电池单元外的端部与箱体的边框之间间隔有间隙。从而避免边框与换热板的端部直接接触,提高换热板的安全性,以及降到底换热板与箱体之间的热交换。另外,还可包含缓冲隔热垫,该缓冲隔热垫设置在换热板外露在电池组件外的端部与箱体的边框之间。示例性的,缓冲隔热垫可通过粘接的方式固定在箱体的边框,在电池组装配在箱体内时,换热板抵压在缓冲隔热垫上,从而避免换热板上的热量传递到箱体,降低换热板对电池的换热效果。另外,通过缓冲隔热垫还可降低换热板与边框之间的硬性碰撞。上述缓冲隔热垫可为橡胶或者树脂材料制备而成的垫体。
在连接板为加强板时,为提高电池组固定在箱体内的效果。该加强板可与边框固定连接。示例性的,加强板沿第一方向的至少一端外露在电池单元外。连接板外露在电池单元外的端部与箱体的边框固定连接。具体的,加强板外露的端部可搭接在箱体的边框上,从而方便加强板与边框固定连接。
在加强板与边框连接时,既可加强板的一端外露在电池单元外,也可加强板的两端均外露在电池单元外。在本申请实施例中较佳采用加强板的两端均位于电池单元外,从而可提高对电池组的固定效果。
作为一个可选的方案,加强板外露的端部具有与边框配合的缺口,以保证在电池组固定在箱体内时,加强板可部分插入到容纳电池组的空腔中,保证电池组可与箱体的底面接触。
为方便加强板与边框连接,加强板的端部具有通孔,通孔为固定件连接孔。在加强板与边框之间连接时,可通过穿设在固定件连接孔内的连接件将加强板和边框固定连接。具体的,加强板沿第一方向外露在电池单元外的端部通过穿设在固定件连接孔的连接件与箱体的边框固定连接。从而增强电池组与箱体的固定连接效果。上述连接件可为现有技术中实现部件连接的连接件,如螺钉、铆钉等常见的连接件。
作为一个可选的方案,该电池组还包括缓冲垫;缓冲垫设置在加强板外露在电池单元的端部与箱体的边框之间。该缓冲垫为降低加强板与边框之间的硬性碰撞,从而减少对电池的振动。在边框受到外力时,可通过缓冲垫降低边框通过加强板传递到电池上的振动。
另外,在连接板为液冷板或加热板时,当需要通过外接的制冷器或加热器通过管道与液冷板或加热板连接时,至少两个电池组的换热板之间通过外接管道连接,并组成循环液路。下面以液冷板为例进行说明。
如图18所示,在一种连接方式中,任意的液冷板202的端部设置有通孔,外接管道600穿设在通孔内,且外接管道600通过软管610与每个液冷板202内的管道连通,并组成循环液路。
具体的,在外接管道600穿设在通孔内时,外接管道600依次穿过不同液冷板202上的通孔。外接管道600与通孔之间间隔有间隙,也即外接管道600可在通孔中移动,以保证在电池组中的电池由于膨胀导致液冷板202出现位移时,可降低拉伸外接管道600的情况,保证外接管道600的安全性。另外,对于外接管道600穿设的通孔为单独设置的通孔,其与作为进水口或出水口的通孔为不同的通孔。对于作为进水口或出水口的通孔,具体的通孔设置可参考对液冷板202结构描述的部分,在此不再赘述。
在外接管道600与液冷板202连接时,外接管道600通过软管610与液冷板202内的管道连通。示例性的,软管610的一端与外接管道600连通,软管610的另一端与作为进水口或出水口的通孔连通。在软管610与作为进水口或出水口的通孔连通时,可通过快接接头或者其他连接接头进行连接。
应理解在图18中仅示例出了一个外接管道600,在形成循环液路时,外接管道600的个数应为两个,两个外接管道600的设置方式相同,在此不再赘述。
参考图19,图19示例出了另一种连接方式。任意的液冷板202的端部设置有与该液冷板202内的管道连通的通孔;外接管道为多个连接管700,每个连接管700用于将相邻的两个液冷板202的通孔连通,并组成循环液路。也即在图19所示的方式中,采用多段连接管700将不同的液冷板202进行连接。每个连接管700位于相邻的液冷板202之间,并用于连接相邻的液冷板202。
具体的,连接管700在连接相邻的液冷板202时,可采用不同的方式。方式一:连接管700为弹性的伸缩管,如采用蛇形管,从而保证连接管700可具有一定的形变,在液冷板202由于电池膨胀出现位移时,可保证连接管700与液冷板202之间连接的可靠性。方式二:连接管700为硬性管,但是设置连接管700时,留有一定的冗余,也即连接管700的长度大于相邻的液冷板202之间的距离,从而保证液冷板202在出现位移时,可保证连接管700与液冷板202之间的连接强度。
在连接管700与液冷板202连接时,连接管700与液冷板202上的通孔连接,具体的连接方式可采用快接接头或者其他连接接头。另外,该通孔为作为进水口或出水口的通孔,具体的通孔设置可参考对液冷板202结构描述的部分,在此不再赘述。在液冷板202之间采用并联或者串联时,可采用不同的方式连接。如在并联时,连接管700的两端均与进水口连接;在采用串联时,连接管700的一端与进水口连接,另一端与出水口连接。通过上述方式使得连接管700与液冷板202连通,并形成循环液路。
同理,在换热板为加热板,且换热板为通过介质对电池进行加热的加热板时,也可采用如图18或图19所示的相同方式设置外接管道。
在上述技术方案,通过采用连接板将相邻的电池110之间连接,从而提高整个电池组的整体度,通过设置的连接板将多个电池110连接,可通过连接板承载受力,降低在受到外力时,电池110之间出现的挤压,提高了电池组中电池110的安全。
另外,应理解,在本申请实施例中,对于换热板上的通孔除了作为连接管道的孔外,还可作为其他功能的孔。示例性的,在电池组装配在箱体内时,该通孔可作为与将电池组装配在箱体内的装配装置配合的定位孔。示例性的,装配装置可为带夹爪的机械臂,通过夹爪上的定位凸起与通孔的配合对电池组夹持定位,之后将电池组装配在箱体内。
一并参考图20,图20示出了箱体的结构示意图,本申请实施例提供的箱体2000作为承载电池组的结构件,在承载电池组时,箱体2000具有承载电池组的本体2200以及与本体2200连接的吊装梁2100。其中,本体2200作为承载电池组的主体结构,而吊装梁2100作为用于将箱体2000装配在车辆底盘上的吊装结构,以方便电池包进行装配。
另外,电池包还包括箱盖3000,箱盖3000与本体2200盖合,以围成容纳电池组的空间。另外,本体2200具有用于与箱盖3000连接的箱盖3000连接面,且吊装梁2100的上表面与箱盖3000连接面位于同一平面。吊装梁2100的上表面为吊装梁2100朝向箱盖3000的表面。
在采用上述结构时,吊装梁2100的上表面与箱盖3000连接面位于齐平时,当吊装梁2100受到水平方向上的撞击作用时,吊装梁2100将作用力均匀的分散到本体2200,使整个箱体2000分散承受撞击作用力,提高吊装梁2100抗撞击强度,同时也提高了整个箱体2000的抗撞击强度。
作为一个可选的方案,吊装梁2100上与上表面相对的下表面与本体2200的下表面齐平。现有的电池包固定在车辆底盘上时,其吊装在车辆底盘的下方,但在采用本申请的电池包时,由于吊装梁2100上与上表面相对的下表面与本体2200的下表面齐平,可降低电池包外露在底盘外的尺寸,更佳的,电池包的主要结构可镶嵌在底盘内,使得车辆的底盘平整,降低了电池包对车辆底盘下空间的影响,提高了车辆的通过性。
对于本申请实施例提供的本体2200,本体2200内设置有用于容纳电池组的空腔。也即在本体2200内具有一凹槽形成空腔,以承载电池组。在装配时,电池组可直接固定在空腔内。
为方便固定电池组,箱体2000还包括与本体2200可拆卸的固定连接并用于将电池组抵紧在空腔内的挡板4000,挡板4000与电池组中的电池的大侧面接触。
在具体设置时,挡板4000可位于空腔内。在采用上述结构时,挡板4000与箱体2000上空腔的侧壁抵压接触。挡板4000部分位于空腔外,部分位于空腔内,也即挡板4000与空腔的侧壁部分重叠。当电池受热膨胀时,由于挡板4000与空腔的侧壁部分重叠,因此可通过空腔的侧壁抵压挡板来提高挡板在长度方向上的整体结构强度,降低挡板4000的形变,从而提高挡板4000对电池的固定效果。在挡板4000固定在空腔内时,可通过粘接连接或者通过螺纹连接件(螺栓或螺钉)进行固定连接。
挡板4000也可位于空腔外。在配合电池组时,首先将电池组放入到空腔内,并通过挡板4000抵住,随着电池组的放入的个数增加,挡板4000逐渐移动,在所有电池组装配完成后,通过挡板4000抵挡在所有电池组的最外侧,并与本体2200固定连接。挡板4000与本体2200固定连接时,可通过螺纹连接件(螺栓或螺钉)与本体2200固定连接,或者通过粘接、卡接的方式进行固定。
应理解,在设置挡板4000时,可仅多个电池组的一侧设置挡板4000,也可在多个电池组的两侧分别设置挡板4000
对于本体2200而言,其具有边框,其中,本体2200的一端的第一边框2110高于其余边框。第一边框2110用于设置与电池组连接的电连接插件。具体的,第一边框2110位于本体2200的端部,该端部也为电池包与外部的线缆连接的一端。第一边框2110上设置有了与电池组连接的电连接插件,该电连接插件一方面与电池组连接,另一方面与外部的线缆连接,用以输送电池组的电能。
由于第一边框2110的高度大于其他边框,在垂直于本体2200的底板的方向,第一边框2110与箱盖3000相接触,即箱盖3000与本体2200之间存在竖直接触面,当箱体2000受到撞击时,使箱盖3000与本体2200之间的水平剪切力一部分作用于竖直接触面,即一部分剪切力作用第一边框2110上,另一部分剪切力作用于箱盖3000与本体2200之间的连接件(螺栓或螺钉)上,从而降低了连接件所受的冲击力,保证了箱盖3000与本体2200之间连接的可靠性。
在具体设置第一边框2110时,沿第一边框2110的端部指向中部的方向,第一边框2110的高度逐渐升高。也即第一边框2110为一个高度变化的边框。在具体设置时,其为中间高,两边低的结构。
具体的,第一边框2110包括固定板2111及倾斜板2112,固定板2111通过倾斜板2112与相邻的边框连接,固定板2111被配置为固定电连接插件;沿倾斜板2112与固定板2111连接的一端到倾斜板2112与相邻边框连接的一端,倾斜板2112的高度逐渐降低;另外,沿垂直于底板的板面的方向上,固定板2111的高度高于相邻的边框的高度。通过设置的倾斜板2112,使得箱盖3000与本体2200在盖合时,形成一个倾斜的接触面,从而降低水平剪切力,提高电池包的受冲击能力。
作为一个可选的方案,固定板2111与倾斜板2112之间采用圆弧过渡,从而降低应力集中,提高电池包的结构强度。
参考图21,图21示出了汇流排组件与电池的连接示意图。在组成电池包时,需要将电池组中的电池110进行电连接。因此,在本申请实施例提供的电池包还包括汇流排组件,该汇流排组件用于将电池组中的电池110连接,在连接时,既包含将同一电池单元中的电池110连接,也包含将不同电池单元中的电池110连接。
在汇流排组件具体连接时,该汇流排组件将至少一个电池组沿第二方向排列的电池110串联。也即在汇流排组件连接电池组时,将沿第二方向排列的电池110串联起来。示例性的,在电池组沿第二方向排列,电池单元中的电池110沿第一方向排列时,从而形成阵列排列的阵列。在第一方向上电池110之间通过连接板200进行连接,从而增强电池110之间的连接强度。在第二方向上,由于采用汇流排组件将第二方向上的电池110串联,因此,第二方向可通过汇流排组件中的汇流排作为第二方向上电池110之间的连接结构,提高在第二方向上电池110之间的连接强度。
在汇流排组件采用上述方式连接电池110,电池110组成电路时,与外部电路连接的两个连接端一一对应位于沿第一方向排列的相邻的两个电池110。也即电池组中的电池110串联形成的电路的连接端位于沿第一方向排列的两个电池110的正极柱和负极柱上。另外,在采用上述结构时,可形成多对连接端。多对连接端之间可通过线缆连接,形成一个整体的电路。
对于汇流排组件的结构,其可包含多个长度方向沿第一方向的第二汇流排830,多个长度方向沿第二方向的第一汇流排810和第三汇流排820;其中,第一汇流排810用于连接相同电池组中的不同电池单元的电池110;第三汇流排820用于连接相邻电池组中相邻的电池单元的电池110;第二汇流排830用于连接相同电池单元中的相邻的电池110。也即,对于第一汇流排810、第二汇流排830及第二汇流排830,其用于连接相邻的电池110的正极柱和负极柱,从而将电池组成电路。其中,第一汇流排810和第二汇流排830用于实现电池组内的电池110之间的连接,而第三汇流排820用于实现不同电池组的电池110之间的连接。应理解,在电池组内包含连接板200、电池组之间具有隔热件400时,对应的第一汇流排810会跨越连接板200,实现电池组内不同电池单元中的电池110的连接;同样,对于第三汇流排820,其会跨越隔热件400,实现不同电池组中相邻的电池110的连接。
在采用上述方案时,沿第一方向,第三汇流排820的个数大于第二汇流排830的个数。也即用于连接不同的电池组的汇流排的个数较多,从而可通过第三汇流排820增强不同电池组之间的连接强度。
作为一个可选的方案,第一汇流排810、第二汇流排830和第三汇流排820的阻值满足:0.8≤R1/R2≤1.2,0.8≤R1/R3≤1.2;其中,R1为第一汇流排810的阻值,R2为第二汇流排830的阻值、R3为第三汇流排820的阻值。示例性的,可以采用R1=R2=R3,或者,R1=R2≤R3,或者R1≤R2<R3等不同的方式。电池组内电阻值保持一致,提高电池组整体一致性,提高电池组整体充放电速率,进而提高电池组的整体循环寿命。
参考图22,本申请实施例还提供了电池包中的另一种电池组的放置方式,在图22所示的电池包中,电池包中的电池组包含一个电池单元的电池组。
示例性的,电池组包括第一电池组1100及第二电池组1200,在具体排列时,第一电池组1100和第二电池组1200沿第二方向排列。且第一电池组1100位于中间位置,第二电池组1200位于边沿的位置。其中,第一电池组1100包括沿第二方向并排设置的两个电池单元,第一电池组1100的连接板200与相邻的每个电池单元中至少相邻的两个电池110连接;第二电池组1200包括一排电池单元;第二电池组1200位于最外侧;且第二电池组1200的连接板200朝向箱体的边框。
在采用上述结构时,可在第二方向的一侧设置第二电池组1200,也可在第二方向上的两侧分别设置第二电池组1200。并且,在采用上述结构时,位于最外侧的电池110可与连接板200连接,从而避免位于最外侧的电池110直接与箱体的边框接触。在连接板200采用液冷板时,也可提高对电池110的散热效果。
另外,对于电池组之间的结构以及电池组内的结构,均可采用上述公开的结构,在此不再赘述。
对于图22所示的电池组在放置在箱体内时,可采用图20中的箱体结构,在此不再详细赘述。
本申请实施例还提供了一种汽车,该汽车包括车体,以及设置在车体上的上述任一项的电池组,或上述任一项的电池包。通过采用连接板将相邻的电池之间连接,从而提高整个电池组的整体度,通过设置的连接板将多个电池连接,可通过连接板承载受力,降低在受到外力时,电池之间出现的挤压,提高了电池组中电池的安全。
在本申请的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于本申请工作状态下的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,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的限制。
在本申请的描述中,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”应作广义理解。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申请中的具体含义。
以上结合了优选的实施方式对本申请进行了说明,不过这些实施方式仅是范例性的,仅起到说明性的作用。在此基础上,可以对本申请进行多种替换和改进,这些均落入本申请的保护范围内。

Claims (71)

1.一种电池组,其特征在于,包括:至少一个电池单元及连接板;每个电池单元包括沿第一方向单排排列的至少两个电池;其中,每个电池单元中,相邻的两个电池的小侧面相对而置,大侧面沿所述第一方向排列;
所述连接板与所述至少一个电池单元沿第二方向并排排列,所述连接板的长度方向沿所述第一方向;所述连接板与相邻的电池单元中至少相邻的两个电池的大侧面连接;其中,所述第一方向与所述第二方向相交。
2.根据权利要求1所述的电池组,其特征在于,所述连接板的厚度介于3-15mm。
3.根据权利要求1所述的电池组,其特征在于,所述连接板与对应的电池的大侧面之间粘接连接。
4.根据权利要求3所述的电池组,其特征在于,所述连接板朝向对应的电池的表面上设置有容胶槽;所述连接板通过设置在所述容胶槽内的第一胶层与对应的电池的大侧面粘接连接。
5.根据权利要求3所述的电池组,其特征在于,所述连接板朝向对应的电池的表面具有凸起,所述连接板通过设置在所述凸起一侧或两侧的第一胶层与对应的电池的大侧面粘接连接。
6.根据权利要求3所述的电池组,其特征在于,所述连接板上设置有第一胶层以及限位所述第一胶层位置的第一限位条;所述第一胶层的长度方向沿所述第一方向;
所述连接板通过所述第一胶层与相邻的电池单元中至少相邻的两个电池的大侧面粘接连接。
7.根据权利要求6所述的电池组,其特征在于,所述第一限位条的个数为两个,每个第一限位条的长度方向沿所述第一方向,且两个所述第一限位条间隔排列,所述第一胶层位于两个所述第一限位条之间。
8.根据权利要求6所述的电池组,其特征在于,所述第一限位条的个数为多个,且多个所述第一限位条围成框形结构,所述第一胶层位于所述框形结构内。
9.根据权利要求6所述的电池组,其特征在于,所述第一限位条的个数为一个,所述第一限位条的长度方向沿所述第一方向,所述第一胶层的个数为两个,且所述第一胶层分列在所述第一限位条相对的两侧。
10.根据权利要求6所述的电池组,其特征在于,所述第一限位条的个数为一个,所述第一胶层的个数为一个;所述第一限位条的长度方向沿所述第一方向,所述第一胶层位于所述第一限位条的一侧。
11.根据权利要求6所述的电池组,其特征在于,所述第一限位条与所述连接板沿第一方向的至少一端间隔有间隙。
12.根据权利要求11所述的电池组,其特征在于,所述第一限位条的个数为两个,每个第一限位条与所述连接板沿高度方向上最接近的边沿间隔有间隙。
13.根据权利要求1所述的电池组,其特征在于,与所述连接板连接的相邻的两个电池之间具有间隙。
14.根据权利要求1所述的电池组,其特征在于,与所述连接板连接的相邻的两个电池之间粘接连接。
15.根据权利要求14所述的电池组,其特征在于,所述电池包裹有绝缘膜,所述粘接连接的两个相邻的电池中,相对的两个粘接面的粘接区中至少一个粘接区的绝缘膜开窗。
16.根据权利要求15所述的电池组,其特征在于,所述相对的两个粘接区通过粘接胶粘接连接,且所述粘接胶至少覆盖所述绝缘膜开窗。
17.根据权利要求1~16任一项所述的电池组,其特征在于,所述连接板为换热板。
18.根据权利要求17所述的电池组,其特征在于,所述换热板沿所述第一方向的至少一端延伸到所述电池单元外。
19.根据权利要求17所述的电池组,其特征在于,所述换热板的高度大于等于对应的电池的电芯体的高度。
20.根据权利要求19所述的电池组,其特征在于,所述换热板的高度小于所述电池的高度,其中,所述电池的高度为所述电池的底面到所述电池的极柱的顶面之间的垂直距离。
21.根据权利要求17所述的电池组,其特征在于,所述换热板为加热板或加热膜。
22.根据权利要求17所述的电池组,其特征在于,所述连接板为液冷板。
23.根据权利要求22所述的电池组,其特征在于,所述液冷板的端部设置有通孔,所述通孔与所述液冷板内的管道连通,并用于与外部的液冷管连接。
24.根据权利要求23所述的电池组,其特征在于,所述通孔的个数为两个,且两个所述通孔一一对应设置在所述液冷板沿所述第一方向的两端;其中一端的通孔为进水口,另一端的通孔为出水口,所述液冷板内的管道为沿所述第一方向延伸的直管道,且所述管道的两端分别与所述进水口和所述出水口连通。
25.根据权利要求23所述的电池组,其特征在于,所述通孔的个数为两个,且两个通孔位于所述液冷板的同一端;
所述液冷板内的管道为U形管道,所述两个通孔分别与所述液冷板内的管道的两端一一对应连接,所述两个通孔分别作为进水口和出水口。
26.根据权利要求23所述的电池组,其特征在于,所述液冷板沿所述第一方向的两端分别设置有两个通孔,其中一端的两个通孔分别为第一进水口和第二出水口;另一端的两个通孔分别为第一出水口和第二进水口;
所述液冷板内的管道为两个,且两个所述管道平行;
其中的一个管道的两端分别与所述第一进水口和第一进水口连接;
另一个管道的两端分别与所述第二进水口和第二出水口连接。
27.根据权利要求23所述的电池组,其特征在于,所述液冷板沿所述第一方向的两端分别设置有两个通孔,其中一端的两个通孔分别为第一进水口和第二进水口;另一端的两个通孔分别为第一出水口和第二出水口;
所述液冷板内的管道为两个,且两个所述管道平行;
其中的一个管道的两端分别与所述第一进水口和第一进水口连接;
另一个管道的两端分别与所述第二进水口和第二出水口连接。
28.根据权利要求23所述的电池组,其特征在于,所述液冷板沿所述第一方向的两端分别设置有两个通孔,其中一端的两个通孔分别为进水口和固定件连接孔;另一端的两个通孔分别为出水口和固定件连接孔;
所述液冷板内的管道的两端分别与所述进水口和所述出水口连接。
29.根据权利要求1~16任一项所述的电池组,其特征在于,所述连接板为加强板。
30.根据权利要求29所述的电池组,其特征在于,所述加强板的端部具有通孔,所述通孔为固定件连接孔。
31.根据权利要求29所述的电池组,其特征在于,所述加强板沿所述第一方向的至少一端外露在所述电池单元外。
32.根据权利要求1~16任一项所述的电池组,其特征在于,还包括绝缘顶板;所述绝缘顶板与所述电池单元中的至少两个电池固定连接。
33.根据权利要求32所述的电池组,其特征在于,所述绝缘顶板具有插入到对应的电池之间间隙的限位结构。
34.一种电池包,其特征在于,包括箱体,设置在所述箱体内的如权利要求1~33中任一项所述的电池组,其中,所述电池组包括沿第二方向并排设置的两个电池单元,所述电池组的连接板与相邻的每个电池单元中至少相邻的两个电池连接。
35.根据权利要求34所述的电池包,其特征在于,所述电池组包括第一电池组及第二电池组,其中,所述第一电池组包括沿第二方向并排设置的两个电池单元,所述第一电池组的连接板与相邻的每个电池单元中至少相邻的两个电池连接;所述第二电池组包括一个电池单元;
所述第二电池组位于最外侧;且所述第二电池组的连接板朝向所述箱体的边框。
36.根据权利要求34或35所述的电池包,其特征在于,所述电池组的个数为至少两个;所述至少两个电池组沿所述第二方向排列;
还包括至少设置在相邻的两个电池组之间的隔热件。
37.根据权利要求36所述的电池包,其特征在于,所述隔热件还设置在最外侧的电池组中的最外侧的电池单元背离其他电池单元的一面。
38.根据权利要求36所述的电池包,其特征在于,所述隔热件的长度方向沿所述第一方向,且所述隔热件至少覆盖相邻的电池单元中的至少相邻的两个电池。
39.根据权利要求38所述的电池包,其特征在于,还包括缓冲件,所述缓冲件位于所述隔热件的外周围,且所述缓冲件至少包围所述隔热件的部分边沿。
40.根据权利要求39所述的电池包,其特征在于,所述缓冲件包围所述隔热件的所有边沿。
41.根据权利要求39所述的电池包,其特征在于,所述缓冲件和/或所述隔热件设置有限位结构;所述限位结构位于相邻的电池之间的间隙中。
42.根据权利要求34或35所述的电池包,其特征在于,所述电池组的个数为至少两个;所述至少两个电池组沿所述第二方向排列;相邻的电池组之间设有间隙。
43.根据权利要求42所述的电池包,其特征在于,所述间隙为0.8mm。
44.根据权利要求42所述的电池包,其特征在于,所述相邻的电池组之间粘接连接。
45.根据权利要求44所述的电池包,其特征在于,所述相邻的电池组之间通过第二胶层粘接连接。
46.根据权利要求45所述的电池包,其特征在于,还包括限位所述第二胶层位置的第二限位条,所述第二限位条位于所述相邻的电池组之间;所述第二胶层沿所述第一方向延伸。
47.根据权利要求46所述的电池包,其特征在于,所述第二限位条的个数为两个,两个所述第二限位条间隔排列,所述第二胶层位于两个所述第二限位条之间。
48.根据权利要求46所述的电池包,其特征在于,所述第二限位条的个数为多个,且多个所述第二限位条围成框形结构,所述第二胶层位于所述框形结构内。
49.根据权利要求46所述的电池包,其特征在于,所述第二限位条的个数为一个,所述第二限位条的长度方向沿所述第一方向,所述第二胶层的个数为两个,且所述第二胶层分列在所述第二限位条相对的两侧。
50.根据权利要求46所述的电池包,其特征在于,所述第二限位条的个数为一个,所述第二胶层的个数为一个;所述第二限位条的长度方向沿所述第一方向,所述第二胶层位于所述第二限位条的一侧。
51.根据权利要求34或35所述的电池包,其特征在于,在所述连接板为换热板,且所述换热板沿所述第一方向的至少一端延伸到所述电池单元外时,
所述换热板外露在所述电池单元外的端部与所述箱体的边框之间间隔有间隙。
52.根据权利要求51所述的电池包,其特征在于,还包括缓冲隔热垫;所述缓冲隔热垫设置在所述换热板外露在所述电池组件外的端部与所述箱体的边框之间。
53.根据权利要求36所述的电池包,其特征在于,在所述连接板为液冷板时,所述至少两个电池组的液冷板之间通过外接管道连接,并组成循环液路。
54.根据权利要求53所述的电池包,其特征在于,任意的液冷板的端部设置有通孔,所述外接管道穿设在所述通孔内,且所述外接管道通过软管与每个液冷板内的管道连通,并组成循环液路。
55.根据权利要求53所述的电池包,其特征在于,任意的液冷板的端部设置有与该液冷板内的管道连通的通孔;所述外接管道为多个连接管,每个连接管用于将相邻的两个液冷板的通孔连通,并组成循环液路。
56.根据权利要求34或35所述的电池包,其特征在于,所述连接板为加强板,且所述加强板沿所述第一方向的至少一端外露在所述电池单元外时;所述加强板外露在所述电池单元外的端部与所述箱体的边框固定连接。
57.根据权利要求56所述的电池包,其特征在于,在所述加强板的端部具有通孔,所述通孔为固定件连接孔时,所述加强板沿所述第一方向外露在所述电池单元外的端部通过穿设在所述固定件连接孔的连接件与所述箱体的边框固定连接。
58.根据权利要求56所述的电池包,其特征在于,还包括缓冲垫;所述缓冲垫设置在所述加强板外露在所述电池单元的端部与所述箱体的边框之间。
59.根据权利要求34或35所述的电池包,其特征在于,所述箱体具有承载所述电池组的本体以及与所述本体连接的吊装梁;其中,所述本体具有用于与箱盖连接的箱盖连接面;所述吊装梁的上表面与所述箱盖连接面位于同一平面。
60.根据权利要求59所述的电池包,其特征在于,所述吊装梁上与所述上表面相对的下表面与所述本体的下表面齐平。
61.根据权利要求59所述的电池包,其特征在于,所述本体的一端的第一边框高于其余边框;且所述第一边框用于设置与所述电池组连接的电连接插件。
62.根据权利要求61所述的电池包,其特征在于,所述本体内设置有用于容纳所述电池组的空腔。
63.根据权利要求62所述的电池包,其特征在于,还包括与所述本体可拆卸的固定连接并用于将所述电池组抵紧在所述空腔内的挡板。
64.根据权利要求63所述的电池包,其特征在于,所述挡板位于所述空腔内。
65.根据权利要求63所述的电池包,其特征在于,所述挡板位于所述空腔外。
66.根据权利要求34或35所述的电池包,其特征在于,还包括汇流排组件;所述汇流排组件将所述至少一个电池组沿第二方向排列的电池串联。
67.根据权利要求66所述的电池包,其特征在于,所述电池组中的电池组成电路时,与外部电路连接的两个连接端一一对应位于沿所述第一方向排列的相邻的两个电池。
68.根据权利要求67所述的电池包,其特征在于,所述汇流排组件包括多个长度方向沿所述第一方向的第二汇流排,和多个长度方向沿所述第二方向的第一汇流排和第三汇流排;其中,
所述第一汇流排用于连接相同电池组中的不同电池单元的电池;所述第三汇流排用于连接相邻电池组中相邻的电池单元的电池;
所述第二汇流排用于连接相同电池单元中的相邻的电池。
69.根据权利要求68所述的电池包,其特征在于,沿所述第一方向,所述第三汇流排的个数大于所述第二汇流排的个数。
70.根据权利要求68所述的电池包,其特征在于,所述第一汇流排、所述第二汇流排和所述第三汇流排的阻值满足:0.8≤R1/R2≤1.2,0.8≤R1/R3≤1.2;其中,R1为第一汇流排的阻值,R2为第二汇流排的阻值、R3为所述第三汇流排的阻值。
71.一种汽车,其特征在于,包括车体,以及设置在车体上的如权利要求1~33任一项所述的电池组,或如权利要求34~70任一项所述的电池包。
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