CN218385591U - 电池装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及电池技术领域，具体是关于一种电池装置，所述电池装置包括：第一电池组和第二电池组，所述第一电池组包括至少一个第一电池，所述第一电池包括相对设置的两个第一表面及环绕所述第一表面的第二表面，在所述第一电池中所述第一表面的面积大于所述第二表面的面积；所述第二电池组包括至少一个第二电池，所述第二电池包括相对设置的两个第一表面及环绕所述第一表面的第二表面，在所述第二电池中所述第一表面的面积大于所述第二表面的面积；其中，所述第一电池的第一表面垂直于第一方向，所述第二电池的第一表面垂直于所述第一方向，并且所述第一电池的长度大于所述第二电池的长度。能够提升电池装置中电池受力的均匀性。

Description

电池装置

技术领域

本公开涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池装置。

背景技术

随着技术的发展和进步电动车辆的应用逐渐广泛，在电动车辆中通常通过电池装置提供能源。电池装置中包括多个电池组，电池组中可以包括多个电池。在电池装置使用过程中，电池可能会发生膨胀，电池膨胀过程中受力不均匀，会导致电池使用寿命减少。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种电池装置，进而至少一定程度上提升电池膨胀时受力的均匀性。

本公开提供一种电池装置，所述电池装置包括：

第一电池组，所述第一电池组包括至少一个第一电池，所述第一电池包括相对设置的两个第一表面及环绕所述第一表面的第二表面，在所述第一电池中所述第一表面的面积大于所述第二表面的面积；

第二电池组，所述第二电池组包括至少一个第二电池，所述第二电池包括相对设置的两个第一表面及环绕所述第一表面的第二表面，在所述第二电池中所述第一表面的面积大于所述第二表面的面积；

其中，所述第一电池的第一表面垂直于第一方向，所述第二电池的第一表面垂直于所述第一方向，并且所述第一电池的长度大于所述第二电池的长度，所述第一电池的长度为所述第一电池沿第二方向的尺寸，所述第二电池的长度为所述第二电池沿所述第二方向的尺寸，所述第一方向和所述第二方向垂直。

本公开实施例提供的电池装置，包括第一电池组和第二电池组，第一电池组中的第一电池的长度大于第二电池组中的第二电池的长度，第一电池中面积大的第一表面和第二电池中面积大的第一表面的朝向相同，由于电池膨胀主要体现在大表面上，因此通过将第一电池的第一表面和第二电池的第一表面同向设置，能够使得第一电池和第二电池的膨胀方向相同，从而至少一定程度上提升电池装置中电池膨胀时受力的均匀性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开示例性实施例提供的一种电池装置的结构示意图；

图2为本公开示例性实施例提供的一种电池装置的剖视示意图；

图3为本公开示例性实施例提供的一种第一电池的结构示意图；

图4为本公开示例性实施例提供的一种第二电池的结构示意图；

图5为本公开示例性实施例提供的另一种电池装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本公开示例实施例中的附图，对本公开示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本公开的保护范围，因此应当理解，在不脱离本公开的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。

在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/所述”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。

除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

进一步地，本公开的描述中，需要理解的是，本公开的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本公开的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件(一个或多个)“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”。

本公开示例性实施例提供一种电池装置，如图1-图4所示，电池装置包括：第一电池组10和第二电池组20，第一电池组10包括至少一个第一电池11，第一电池11包括相对设置的两个第一表面101及环绕第一表面101的第二表面102，在第一电池11中第一表面101的面积大于第二表面102的面积；第二电池组20包括至少一个第二电池21，第二电池21包括相对设置的两个第一表面201及环绕第一表面210的第二表面202，在第二电池21中第一表面201的面积大于第二表面202的面积；其中，第一电池11的第一表面101垂直于第一方向，第二电池21的第一表面201垂直于第一方向，并且第一电池11的长度大于第二电池21的长度，第一电池11的长度为第一电池11沿第二方向的尺寸，第二电池21的长度为第二电池21沿第二方向的尺寸，第一方向和第二方向垂直。

本公开实施例提供的电池装置，包括第一电池组10和第二电池组20，第一电池组10中的第一电池11的长度大于第二电池组20中的第二电池21的长度，第一电池11中面积大的第一表面101和第二电池21中面积大的第一表面201的朝向相同，由于电池膨胀主要体现在大表面上，因此通过将第一电池11的第一表面101和第二电池21的第一表面201同向设置，能够使得第一电池11和第二电池21的膨胀方向相同，从而至少一定程度上提升电池装置中电池膨胀时受力的均匀性。

进一步的，本公开实施例提供的电池装置还可以包括箱体40，箱体40内设置有容置空间，第一电池组10和第二电池组20设于箱体40内的容置空间。其中，电池箱体40内可以设置有一个或者多个第一电池组10，并且箱体40内设置有多个第二电池组20。

下面将对本公开实施例提供的电池装置的各部分进行详细说明：

第一电池组10可以包括至少一个第一电池11。当第一电池组10包括一个第一电池11时，第一电池11的第一表面101垂直于第一方向，并且第一电池11长度方向沿第二方向。当第一电池组10包括多个第一电池11时，多个第二电池21沿第一方向排列，并且第一电池11的第一表面101和第一方向垂直。

第二电池组20可以包括至少一个第二电池21。当第二电池组20包括一个第二电池21时，第二电池21的第一表面210垂直于第一方向，并且第二电池21长度方向沿第二方向。当第二电池组20包括多个第二电池21时，多个第二电池21沿第一方向排列，并且第二电池21的第一表面201和第一方向垂直。

第一电池11的长度大于第二电池21的长度，也即是，电池装置中设置有长度不同的多个电池组，如此能够增加电池装置中电池组布局的灵活性，从而提高电池装置中的空间利用率。

在一可行的实施方式中，第一电池组10和第二电池组20在第一方向上可以是交替排布。也即是，在第一方向上堆叠的多个第一电池组10和第二电池组20间隔分布。第一电池组10和第二电池组20交替分布，结构灵活，且便于拆卸。

示例的，第二电池组20沿第一方向的两端分别设置有第一电池组10。也即是，第二电池组20夹在两个第一电池组10之间。通过两个长的第一电池组10夹持短的第二电池组20，能够保证电池组外侧结构的一致性，便于电池装置的安装，有利于提升生产效率。

可以理解的是，在本公开另外一些实施方式中，也可以在第二电池组20沿第一方向的一端设置第一电池组10，本公开实施例并不以此为限。比如，第二电池组20设于靠近边框42的位置，第二电池组20沿第一方向的一端为边框42，另一端为第一电池组10。

一个第一电池组10可以对应至少两个第二电池组20，第一电池组10的长度至少为第一电池组10长度的两倍。示例的，第一电池组10沿第二方向的侧部设置有第二电池阵列，第二电池阵列包括至少两组沿第二方向排列的第二电池组20。

其中，第二电池阵列的长度小于或等于第一电池11的长度，第二电池阵列的长度为第二电池阵列在第二方向的尺寸，并且第二电池阵列沿长度方向的端部不凸出于相邻的第一电池沿长度方向的端部。也即是，第二电池阵列沿长度方向的端部和第一电池沿长度方向的端部平齐，或者第二电池阵列沿长度方向的端部位于第一电池沿长度方向的内部。

示例的，第二电池阵列在相邻的第一电池组10上的正投影位于第一电池组10之内。也即是，第二电池阵列在第二方向的两端不超出和其相邻的第一电池组10的两端。

通过将第一电池组10和第二电池组20设置为一个第一电池组10可以对应至少两个第二电池组20，有利于电池组的成组，提高了电池装置中的空间利用率及能量密度。

为了保证电池组之间的绝缘性能，在本公开实施例中，相邻的第一电池组10和第二电池组20之间设置有蜂窝绝缘板30。并且在第二电池组20中为了保证相邻的第二电池21的绝缘性能，在相邻的第二电池21之间设置有蜂窝绝缘板30。

通过在相邻的第一电池组10和第二电池组20之间设置蜂窝绝缘板30，在第二电池组20中相邻的第二电池21之间设置蜂窝绝缘板30，一方面实现了相邻的第一电池组10和第二电池组20的绝缘以及相邻的第二电池21的绝缘，另一方面蜂窝绝缘板30的质量轻，有利于电池装置的轻量化。

值得注意的是，在本公开实施例中相邻的第一电池组10和第二电池组20之间的绝缘板并不局限于蜂窝绝缘板30，也可以是其他绝缘板，本公开实施例并不以此为限。第二电池组20中相邻的第二电池21之间的绝缘板不局限于蜂窝绝缘板30，也可以是其他绝缘板，本公开实施例并不以此为限。

在本公开实施例中，蜂窝绝缘板30的厚度为5mm-20mm。比如，蜂窝绝缘板30的厚度可以是5mm、7mm、8mm、12mm、15mm或者20mm等。

第一电池组10中包括多个第一电池11，多个第一电池11通过第一汇流排实现电连接(比如，串联或者并联)。第一汇流排可以和第一电池11的极柱103连接。

示例的，如图3所示，第一电池11为长方体结构，第一电池11包括平行设置的两个第一表面101和环绕第一表面101的四个第二表面102，第一表面101的面积大于第二表面102的面积。第一电池11的极柱103设于第一表面101，第一汇流排设于第一电池11长度方向上的端部，第一汇流排和第一电池11的极柱103连接。

第一电池11的两个第一表面101分别设置有极柱103和凹陷部104，凹陷部104用于避让相邻的第一电池11上的极柱103。凹陷部104可以设于第一电池11靠近汇流排的端部。也即是凹陷部104可以设于第一电池11第一表面101和端面相接的部位，第一电池11的端面为第一电池11和汇流排相对的第二表面102。

第一电池11上的凹陷部104的深度大于极柱103的高度。也即是当多个第一电池11依次排列时，极柱103和相邻的第一电池11的凹陷部104的底壁之间具有间隙，该间隙能够防止极柱103和相邻的电池干涉，并且实现极柱103和相邻的第一电池11的壳体的绝缘。

在一些实施例中，第一电池11上可以设置有两个极柱103，两个极柱103分别为正极柱103和负极柱103，正极柱103和负极柱103均设置于第一电池11的同一第一表面101上，并且正极柱103和负极柱103分别位于第一电池11的两端。相应的，在第一电池11的另一个第一表面101上设置有两个凹陷部104，两个凹陷部104分别位于第一电池11的两端。

本公开实施例提供的第一电池11中，在第一电池11周向边缘设置有凸缘105，该凸缘105用于在第一电池11壳体成型时提供焊接空间。凸缘105的设置主要是为了保证增加焊接的面积，从而提高焊接的稳定性。

其中，凸缘105可以理解为法兰边，例如，在一个平板的周向外边缘向外延伸形成的一个法兰边，或者是在一个具有容纳腔的结构的侧壁向外延伸形成的一个法兰边，此时的法兰边大致垂直于侧壁。对于上述实施例中凸缘105可以设于第一电池11的第一表面101的边缘。

第一汇流排用于电连接相邻的第一电池11的极柱103。示例的，第一汇流排可以包括汇流排主体、第一连接部和第二连接部，第一连接部和第二连接部分别连接于汇流排主体的两端，并且第一连接部和第二连接部向汇流排主体的同一侧延伸，形成类似C形的第一汇流排。在连接相邻的第一电池11时，第一汇流排的第一连接部和第二连接部分别伸入对应的第一电池11上的凹陷部104，并和对应的极柱103连接。

值得注意的是，本公开实施例中第一电池11也可以是不具有凸缘105的长方体电池。极柱103可以设于第一电池11和长度方向垂直的第二表面102上。此时，第一汇流排也是片状结构，片状的第一汇流排分别连接相邻的第一电池11的极柱103。

第二电池组20中包括多个第二电池21，多个第二电池21可以通过汇流排50实现电连接(串联或者并联)。该汇流排50可以被称作第二汇流排，以便于和第一电池组10中的第一汇流排作区分。

如图4所示，第二电池21可以是长方体电池，第二电池21包括平行设置的两个第一表面210和环绕第一表面201的四个第二表面202，第一表面201的面积大于第二表面202的面积。多个第二电池21沿第一表面201(大面)堆叠。

第二汇流排可以设于第二电池组20的顶部，并且第二汇流排电连接第二电池21。如图2所示，第二电池组20中的蜂窝绝缘板30的顶部可以高于第二汇流排的顶部。蜂窝绝缘板30的顶部高于第二汇流排的顶部，也即是蜂窝绝缘板30凸出于第二汇流排的顶部。通过将蜂窝绝缘板30的顶部设置为高于汇流排的顶部，增加了相邻的第二电池21之间的爬电距离，有利于电池电池装置的安全性。

第一电池组10和相邻的第二电池组20之间的蜂窝绝缘板30也高于第二电池21上的第二汇流排，以增加第一电池组10和第二电池组20之间的爬电距离。示例的，在本公开实施例中第一电池11和第二电池21的高度可以相同，蜂窝绝缘板30的顶部高于第一电池11和第二电池21的顶部。第一电池11的高度为第一电池11在垂直于底板41方向上的尺寸，第二电池21的高度为第二电池21垂直于底板41方向上的尺寸。

第一电池11电池为三元锂电池、铁锂电池、钠电池、钴酸锂电池、锰酸锂电池和钛酸锂电池中的一种，第二电池21为三元锂电池、铁锂电池、钠电池、钴酸锂电池、锰酸锂电池和钛酸锂电池中的一种。

在本公开实施例中第一电池11和第二电池21可以是不同类型的电池，比如，第一电池11为三元锂电池，第二电池21为铁锂电池，将第一电池11和第二电池21设置为不同类型的电池，能够提升电池装置SOC的估算精度。当然在实际应用中，第一电池11和第二电池21也可以是同一类型的电池，比如，第一电池11和第二电池21均为三元锂电池，或者第一电池11和第二电池21分别为铁锂电池，本公开实施例对此不做具体限定。

箱体40可以包括底板41和边框42，边框42和底板41连接，并且边框42环绕底板41。边框42在底板41的顶面一侧形成容纳空间，第一电池组10设于该容纳空间中。边框42和底板41可以通过焊接、螺栓连接、铆接和胶连接中的一种或者多种方式连接。

边框42和底板41连接，在底板41上形成容置空间，第一电池组10和第二电池组20设置于该容置空间内。边框42可以环绕底板41，并且边框42的顶部高于底板41的顶部，从而在底板41的顶部形成容置空间。或者边框42可以设于底板41的顶部，并在底板41的顶部围成容置空间。边框42和底板41可以通过焊接、螺栓连接、铆接和胶连接等方式中的一种或者多种方式连接。

本公开实施例中第一方向和第二方向均可以和底板41平行，比如，第一方向可以是底板41的短边方向，第二方向可以是底板41的长边方向。

示例的，底板41可以是矩形或者近似矩形的板。第一电池组10和第二电池组20设于底板41的顶面。边框42可以呈矩形框或者近似矩形框的结构。边框42可以包括第一边梁、第二边梁、第三边梁和第四边梁，第一边梁、第二边梁、第三边梁和第四边梁依次首尾相接。比如，第一边梁和第三边梁可以沿底板41的长边设置，第二边梁和第四边梁沿底板41的短边设置。

箱盖可以和箱体40通过螺栓连接、焊接、铆接或者胶连接等方式连接。其中，箱盖连接于边框42的顶部，为了提升箱盖和箱体40的密封性能，可以在边框42的顶面设置密封件，当箱盖连接于边框42时，箱盖压缩密封件从而实现箱体40和箱盖的密封。

在本公开一可行的实施方式中，箱体40中通过底板41和边框42形成有电池舱，第一电池组10和第二电池组20可以设于同一电池舱内。比如，在电池舱内，两组第二电池组20形成第二电池阵列，第二电池阵列的两侧分别设置有第一电池组10。第一电池组10和相对的边框42接触。

在本公开另一可行的实施方式中，箱体40内还可以设置有分隔梁，分隔梁将箱体40内的容置空间分隔为多个电池舱。此时，第一电池组10和第二电池组20可以分别设置在不同的电池舱，或者第一电池组10和第二电池组20也可以位于同一电池舱。

示例的，箱体40可以包括第一分隔梁(横梁)和第二分隔梁(纵梁)，第一分隔梁和第二分隔梁垂直设置，并且第一分隔梁和第二分隔梁垂直设置。第一分隔梁和第二分隔梁将箱体40内的空间分隔为四个电池舱，在四个电池舱中每个电池仓中可以设置有第一电池组10和第二电池组20；或者四个电池舱中部分的电池舱中设置有第一电池组10和第二电池组20；或者在四个电池舱中，部分电池舱中设置有第一电池组10，部分电池舱中设置有第二电池组20。

或者如图5所示，箱体40中设置有第一分隔梁432，第一分隔梁432将箱体40内的容置空间分隔为第一区域和第二区域，在第一区域内设置有和第一分隔梁432垂直的第二分隔梁431，将第一区域分隔为两个第一电池舱，在第一电池舱中设置有第一电池组10。在第二区域设置有两个和第一分隔梁432垂直设置的第三分隔梁433，两个第三分隔梁433之间形成第二电池舱，第二电池组20设置于第二电池舱，第三分隔梁433远离第二电池舱的一侧设置有第三电池舱，第三电池舱中设置有第一电池组10。

其中，第二电池舱中设置有多个第二电池组20，在第二电池舱中多个第二电池组20沿第二方向排列。比如，第二电池舱中设置有两个第二电池组20，两个第二电池组20沿第二方向排列。

需要说明的是，在本公开实施例中所说的平行是指在误差允许范围之内的平行，比如，第一电池的两个第一表面在其夹角不大于预设角度值时，则认为第一电池的两个第一表面平行。在本公开实施例中所说的垂直是指在误差允许范围之内的垂直，比如，在第一方向和第二方向之间的夹角位于90度附近(比如89度-91度)时，则认为第一方向和第二方向垂直。

本公开实施例提供的电池装置，包括第一电池组10和第二电池组20，第一电池组10中的第一电池11的长度大于第二电池组20中的第二电池21的长度，第一电池11中面积大的第一表面101和第二电池21中面积大的第一表面101的朝向相同，由于电池膨胀主要体现在大表面上，因此通过将第一电池11的第一表面101和第二电池21的第一表面101同向设置，能够使得第一电池11和第二电池21的膨胀方向相同，从而至少一定程度上提升电池装置中电池膨胀时受力的均匀性。

本公开实施例提供的电池装置可以应用于电动车辆，当电池用于电动车辆时，电池装置可以是电池包，电池包安装于电动车辆上，向电动车辆提供能源。

电池包可以安装于电动车辆的车架。电池包可以和车架固定连接。或者电池包可以是模块化电池包，模块化电池包能够可拆卸的连接于车辆主体，便于更换。

当然在实际应用中，本公开实施例提供的电池装置还可以用于其他用电设备，比如，储能设备、无人机、直升机和轮船等，本公开实施例对此不做具体限定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (13)

1.一种电池装置，其特征在于，所述电池装置包括：

第一电池组，所述第一电池组包括至少一个第一电池，所述第一电池包括相对设置的两个第一表面及环绕所述第一表面的第二表面，在所述第一电池中所述第一表面的面积大于所述第二表面的面积；

第二电池组，所述第二电池组包括至少一个第二电池，所述第二电池包括相对设置的两个第一表面及环绕所述第一表面的第二表面，在所述第二电池中所述第一表面的面积大于所述第二表面的面积；

其中，所述第一电池的第一表面垂直于第一方向，所述第二电池的第一表面垂直于所述第一方向，并且所述第一电池的长度大于所述第二电池的长度，所述第一电池的长度为所述第一电池沿第二方向的尺寸，所述第二电池的长度为所述第二电池沿所述第二方向的尺寸，所述第一方向和所述第二方向垂直。

2.如权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述第一电池组包括至少两个所述第一电池，至少两个所述第一电池沿所述第一方向排列，所述第二电池组包括至少两个所述第二电池，至少两个所述第二电池沿所述第一方向排列。

3.如权利要求1所述的电池装置，其特征在于，沿所述第一方向所述第一电池组和所述第二电池组交替设置。

4.如权利要求3所述的电池装置，其特征在于，所述第二电池组沿所述第一方向的两端分别设置有所述第一电池组。

5.如权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述第一电池组沿所述第二方向的侧部设置有第二电池阵列，所述第二电池阵列包括至少两个沿第二方向排列的所述第二电池组。

6.如权利要求5所述的电池装置，其特征在于，所述第二电池阵列的长度小于或等于所述第一电池的长度，所述第二电池阵列的长度为所述第二电池阵列在所述第二方向的尺寸，并且所述第二电池阵列沿长度方向的端部不凸出于相邻的所述第一电池沿长度方向的端部。

7.如权利要求6所述的电池装置，其特征在于，所述第二电池阵列在相邻的所述第一电池组上正投影位于所述第一电池组之内。

8.如权利要求5所述的电池装置，其特征在于，所述第一电池组和所述第二电池组之间设置有蜂窝绝缘板。

9.如权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述第二电池组中相邻的所述第二电池之间设置有蜂窝绝缘板。

10.如权利要求9所述的电池装置，其特征在于，所述电池装置还包括：

汇流排，所述汇流排设于所述第二电池组的顶部，所述汇流排用于电连接所述第二电池；

其中，所述蜂窝绝缘板的顶部高于所述汇流排的顶部。

11.如权利要求8-10任一所述的电池装置，其特征在于，所述蜂窝绝缘板的厚度为5mm-20mm。

12.如权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述电池装置还包括：

箱体，所述第一电池组和所述第二电池组设于所述箱体；

其中，所述箱体具有底板，所述第二方向和所述底板平行。

13.如权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述第一电池电池为三元锂电池、铁锂电池、钠电池、钴酸锂电池、锰酸锂电池和钛酸锂电池中的一种，所述第二电池为三元锂电池、铁锂电池、钠电池、钴酸锂电池、锰酸锂电池和钛酸锂电池中的一种。

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