CN218334054U - 一种混装电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种混装电池包，包括箱体、至少一个硬壳电池模块和至少一个软包电池模块，所述箱体中设有容纳所述硬壳电池模块和所述软包电池模块的容纳空腔，所述软包电池模块设置在所述容纳空腔的中部，所述硬壳电池模块设置在所述软包电池模块的两侧。利用软包电池模块体积小，能量密度高，方便排布的特点，将软包电池放置在电池包中部，充分利用了电池包内部空间：利用硬壳电池强度高，不易损坏的特点，将硬壳电池放置在软包电池两侧，在发生磕碰时大大减少了安全隐患的发生，可以在保证电池包安全性的同时满足用电的需求。

Description

一种混装电池包

技术领域

本实用新型属于新能源汽车行业电池系统技术领域，尤其是涉及一种混装电池包。

背景技术

随着国家对新能源汽车产业的日益重视，动力电池有了较大的发展，目前动力电池的模块及电芯采用的形式主要有，圆柱钢壳、方形铝壳、软包铝塑膜等，随着对电池包的强度，安全，能量密度的要求，轻量化的设计的要求越来越高，重量轻、安全性能好、能量密度高的动力电池的应用越来越广。随着这些要求的增加，对各种型号电芯的需求也越来越大，动力电池采用的电芯通常有方形硬壳、圆柱、软包等。

现有技术的缺点：

目前市面上应用较为广泛的动力电池，所用的模块与电芯多为硬壳与软包的形式，对于采用硬壳电池的电池包，由于硬壳电池比软包电池能量密度小，所以做电池的时候为了满足车辆用电需求，需要在电池包内增加电池的数量以增加能量密度来满足需求，这样做的话就增加了电池包整体的大小与重量，使电池包失去了轻量化设计需求。而对于采用软包电池的电池包，由于软包电池外壳只是一层铝塑膜其安全性与强度比较低，容易在使用过程中损伤，所以在设计电池包与模块的同时，要为软包电池增加加强结构来解决安全问题，这也就增加了设计成本和整体重量。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种混装电池包，以解决上述现有技术的不足。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种混装电池包，包括箱体、至少一个硬壳电池模块和至少一个软包电池模块，所述箱体中设有容纳所述硬壳电池模块和所述软包电池模块的容纳空腔，所述软包电池模块设置在所述容纳空腔的中部，所述硬壳电池模块设置在所述软包电池模块的两侧。

进一步的，所述硬壳电池模块和所述软包电池模块均设有多个，多个所述软包电池模块以多行多列的形式排列呈矩形结构；多个所述硬壳电池模块排列在所述矩形结构两侧。

进一步的，所述硬壳电池模块包括多个硬壳电池，所述软包电池模块包括多个软包电池；

多个所述硬壳电池沿厚度方向堆叠形成所述硬壳电池模块，多个所述软包电池沿厚度方向堆叠形成所述软包电池模块。

进一步的，所述硬壳电池模块的所述硬壳电池与所述软包电池模块的所述软包电池相互垂直设置。

进一步的，还包括导热固定铝板，所述导热固定铝板设置在所述容纳空腔底部，所述硬壳电池模块和所述软包电池模块均设置在所述导热固定铝板上。

进一步的，所述导热固定铝板的上下两侧均设有导热结构胶，所述导热固定铝板通过下侧的所述导热结构胶与所述箱体底部粘接，所述导热固定铝板通过上侧的所述导热结构胶与所述硬壳电池模块以及所述软包电池模块粘接。

进一步的，所述导热固定铝板的两侧均设有竖直向上的止挡板，所述止挡板位于所述硬壳电池模块和所述软包电池模块的外侧。

进一步的，所述导热固定铝板设有多个，多个所述导热固定铝板均匀、间隔设置在所述箱体的底部，每个所述导热固定铝板上分别设有一个所述硬壳电池模块和一个所述软包电池模块。

进一步的，多个所述硬壳电池模块与多个所述软包电池模块串联连接。

进一步的，沿厚度方向相互并排设置的两个所述软包电池模块之间设有隔热材料。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种混装电池包具有以下优势：

本实用新型所述的一种混装电池包，通过软包电池和硬壳电池混装的方式，利用软包电池模块体积小，能量密度高，方便排布的特点，将软包电池放置在电池包中部，充分利用了电池包内部空间：利用硬壳电池强度高，不易损坏的特点，将硬壳电池放置在软包电池两侧，在发生磕碰时大大减少了安全隐患的发生，可以在保证电池包安全性的同时满足用电的需求。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的电池包爆炸图；

图2为本实用新型实施例所述的硬壳电池模块和软包电池模块排布结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的除去箱体的电池包爆炸图。

附图标记说明：

1、箱体；2、导热固定铝板；3、导热结构胶；4、硬壳电池模块；5、软包电池模块；6、隔热材料。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型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实用新型。

如图1至图3所示，一种混装电池包，包括箱体1、导热固定铝板2、导热结构胶3、硬壳电池模块4、软包电池模块5和隔热材料6，所述箱体1内壁底部安装若干导热固定铝板2，若干所述导热固定铝板2之间等距且互相平行分布至箱体1内壁底部，导热固定铝板2上下两侧分别设有若干导热结构胶3，所述导热固定铝板2的数量不少于4个；所述导热固定铝板2与导热结构胶3的数量比为1:2；导热固定铝板2底部通过导热结构胶3安装至箱体1内壁底部，导热固定铝板2顶部两侧分别通过所述导热结构胶3安装至硬壳电池模块4，所述导热固定铝板2顶部中部分别通过所述导热结构胶3安装至软包电池模块5，所述硬壳电池模块4、软包电池模块5组成混装串联的结构。

所述硬壳电池模块4和所述软包电池模块5均设有多个，多个所述软包电池模块5以多行多列的形式排列呈矩形结构；多个所述硬壳电池模块4排列在所述矩形结构两侧。

沿厚度方向相互并排设置的两个所述软包电池模块5之间设有隔热材料6。所述软包电池模块5内的软包电池之间也可以根据需要设置隔热材料6；本实施例中隔热材料6的数量不少于2个。

其中，所述硬壳电池模块4包括多个硬壳电池，软包电池模块5包括多个软包电池，多个所述硬壳电池沿厚度方向堆叠形成所述硬壳电池模块4，多个所述软包电池沿厚度方向堆叠形成所述软包电池模块5。

所述硬壳电池模块4的所述硬壳电池与所述软包电池模块5的所述软包电池相互垂直设置。

所述导热固定铝板2设有多个，多个所述导热固定铝板2均匀、间隔设置在所述箱体1的底部，每个所述导热固定铝板2上分别设有一个所述硬壳电池模块4和一个所述软包电池模块5。

所述导热固定铝板2的两侧均设有竖直向上的止挡板，所述止挡板位于所述硬壳电池模块4和所述软包电池模块5的外侧，以对硬壳电池模块4和软包电池模块5进行限位。

本实用新型的优点如下：

①、软包电池模块4体积小，能量密度高，方便排布，减少了电池包内部空间利用的同时又提升了性能。

②、硬壳电池模块4一体式设计强度高，不易损坏，在发生磕碰时大大减少了安全隐患的发生。

③、硬壳电芯采用铝壳激光封口工艺，自带防爆阀，密封性好，对材料要求不高，降低了成本。

④、软包电池模块5能量密度高，随之产生的热量也会变高，硬壳电池模块5采用铝壳设计，散热性强。在测试中相同的使用程度下，硬壳电池模块5会比软包电池模块温度低，散热性好，安全性更高。可以通过在软包电池模块4与硬壳电池模块5底部安装导热固定铝板2的方式让其优势互补热量达到平衡，降低了热失控等安全隐患的发生。

⑤、将软包电池模块5放在电池包中心位置，把硬壳电池模块4排布在外围并把软包电池模块5围成一圈的形式，这样有外力在电池包周围撞击或产生碰撞的时候，利用硬壳电池模块4的强度可以保护到内部软包电池模块5减少损伤，而减少事故发生后的安全隐患，提高了电池包整体的安全性。

⑥、软包硬壳混装串联的形式，利用软包电池能量密度高，体积小的优势，弥补了硬壳电池的不足之处，可以在保证强度的同时满足用电的需求。

本申请对电池包内部从新进行排布，将软包电池模块5放在电池包中心位置，并采用隔热材料6对其单体电芯进行隔热处理，将硬壳电池模块4的单体电芯设置防爆阀，并将其放在软包电池模块5的外侧围成一圈，并通过泡棉及隔热材料6把硬壳电池模块4与软包电池模块5隔离开来。这样软包电池模块5可以增强电池包整体的能量密度，硬壳电池模块4可以加强提高电池包整体强度及安全性。在本方案设计思路之下，电池电压、温度的采集方案根据排布结构，通过电池电压数据采集可自动分辨电池电压的使用区间、保护阈值参数、充放电功率计算；对于混装系统的荷电状态(SOC)的估算，结合三元、磷酸铁锂的电压平台特点，借用三元体系的参数进行估算。

实施例1

对于新能源动力电池而言，因为采用哪种型号及种类的电芯或电芯质量的好坏，直接关系到了整个电池包的安全，性能，成本等问题，所以电芯也就成为了新能源动力电池行业的核心与关键。现在市场中主要应用的单体电芯种类分为了三大类，分别为：方形硬壳，铝塑膜软包和钢壳圆柱形。

当整车端没有单独为电池包设计防护和加强结构时，需要电池包自带所需的防护设计和加强结构，以用于车辆发生碰撞或意外时用来提升整包强度，以此保护电池包内部的正常运行和整包安全。

这里设计一种混装电池包，电池包内是由软包电池模块5和硬壳电池模块4混装串联的结构。同时在软包电池模块5之间添加隔热材料6，以此来避免软包电池模块5与单体电芯之间热蔓延。并在软包电池模块5和硬壳电池模块4底部设计导热固定铝板2，将软包电池模块5产生的过多热量，通过导热固定铝板2传递到另一端的硬壳电池模块4的铝壳上，进行更快速的散热，实现热平衡。将硬壳电模块4池排布在电池包内的外侧，利用硬壳电池模块4的硬度增加电池包整体的强度与安全性。

并且将软包电池模块5排布在电池包内的硬壳电池模块4的内测，利用软包电芯体积小，能量密度高的特性来提高电池包整体的性能。

图1中为电池系统布置示意图，主要由箱体1，导热固定铝板2，导热结构胶3，硬壳电池模块4，软包电池模块5，隔热材料6组成。

图1中，箱体1用来保护支撑和安装固定导热固定铝板2，硬壳电池模块4和软包电池模块5。

图1中，通过导热固定铝板2可以将硬壳电池模块4和软包电池模块5固定起来成为一体，可以更加牢固也增加了稳定性，并且可以给模块间导热，平衡热量。

图1中，导热结构胶3把导热固定铝板2与箱体1之间进行粘合固定，并且在把硬壳电池模块4，软包电池模块5放进导热固定铝板2后，进行灌胶实现导热和固定模块的作用。

图1中，硬壳电池模块4可以帮助软包电池模块5散热，平衡热量。并且可以加强电池包整体强度。

图1中，软包电池模块5主要为电池包整包增强能量密度，最大限的满足整车用电需求。

图1中，隔热材料6用来给软包电池模块5之间隔热，阻隔电池之间互相热传递，热蔓延。

图2中，混装串联模块示意图，主要由硬壳电池模块4和软包电池模块5组成。

图2中，通过将硬壳电池模块4把内部的软包电池模块5围绕起来，利用其自身的一体式设计和机械强度等特性，来加强混装串联模块的整体强度，让其在收到侧面挤压或外力碰撞时，更好的保护其内部软包电池模块5免受不必要的损伤。并且利用软包电池模块5的相同体积下软包比硬壳的能量密度更高的特性，做到优势互补最大化，即可以满足整车用电需求，又提高了电池包整体强度。

图3中，导热固定铝板2，导热结构胶3与隔热材料6示意图，由导热固定铝板2，导热结构胶3，硬壳电池模块4，软包电池模块5，隔热材料6来组成。

图3中，利用隔热材料6，来把软包电池模块5之间互相隔离开来，避免其工作时温度过高，模块之间互相进行热传递，使其温度向下的导热固定铝板2进行传导，或者发生意外，失火，着火时的安全防护避免热蔓延发生热失控。

图3中，的导热固定铝板2通过导热结构胶3把软包电池模块5传递下来的热量进行散热，由于硬壳电池模块4使用的是铝壳散热性好，软包和硬壳在相同工作环境下，硬壳温度低的特性，把剩余热量分给硬壳电池模块4使其热量达到平衡，避免软包电池模块5因温度过高导致的热失控。

Claims (10)

1.一种混装电池包，其特征在于：包括箱体、至少一个硬壳电池模块和至少一个软包电池模块，所述箱体中设有容纳所述硬壳电池模块和所述软包电池模块的容纳空腔，所述软包电池模块设置在所述容纳空腔的中部，所述硬壳电池模块设置在所述软包电池模块的两侧。

2.根据权利要求1所述的一种混装电池包，其特征在于：所述硬壳电池模块和所述软包电池模块均设有多个，多个所述软包电池模块以多行多列的形式排列呈矩形结构；多个所述硬壳电池模块排列在所述矩形结构两侧。

3.根据权利要求1或2所述的一种混装电池包，其特征在于：所述硬壳电池模块包括多个硬壳电池，所述软包电池模块包括多个软包电池；

多个所述硬壳电池沿厚度方向堆叠形成所述硬壳电池模块，多个所述软包电池沿厚度方向堆叠形成所述软包电池模块。

4.根据权利要求3所述的一种混装电池包，其特征在于：所述硬壳电池模块的所述硬壳电池与所述软包电池模块的所述软包电池相互垂直设置。

5.根据权利要求3所述的一种混装电池包，其特征在于：还包括导热固定铝板，所述导热固定铝板设置在所述容纳空腔底部，所述硬壳电池模块和所述软包电池模块均设置在所述导热固定铝板上。

6.根据权利要求5所述的一种混装电池包，其特征在于：所述导热固定铝板的上下两侧均设有导热结构胶，所述导热固定铝板通过下侧的所述导热结构胶与所述箱体底部粘接，所述导热固定铝板通过上侧的所述导热结构胶与所述硬壳电池模块以及所述软包电池模块粘接。

7.根据权利要求5所述的一种混装电池包，其特征在于：所述导热固定铝板的两侧均设有竖直向上的止挡板，所述止挡板位于所述硬壳电池模块和所述软包电池模块的外侧。

8.根据权利要求5所述的一种混装电池包，其特征在于：所述导热固定铝板设有多个，多个所述导热固定铝板均匀、间隔设置在所述箱体的底部，每个所述导热固定铝板上分别设有一个所述硬壳电池模块和一个所述软包电池模块。

9.根据权利要求2所述的一种混装电池包，其特征在于：多个所述硬壳电池模块与多个所述软包电池模块串联连接。

10.根据权利要求2所述的一种混装电池包，其特征在于：沿厚度方向相互并排设置的两个所述软包电池模块之间设有隔热材料。

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