CN218586222U - 一种电池及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及动力电池技术领域，具体涉及一种电池及电动汽车。所述电池包括：箱体；底板；片状电芯，设置于箱体内，片状电芯的长度方向与纵向方向相平行，相邻两个片状电芯沿横向方向并排设置；压板，沿横向方向延伸，设置于箱体远离底板的一端，压板适于按压片状电芯沿纵向方向的两端端头。本实用新型提供的电池，将横向排布的片状电芯变成纵向排布，最大程度利用了比较宝贵的横梁空间，在箱体尺寸恒定时，增加电量，节省空间；同时由于电芯大面比电芯端部允许的侵入量大的多，挤压后发生短路风险也较低，通过将片状电芯设置成纵向排布，还能提高电芯模块在侧柱碰和侧面挤压工况的安全性。

Description

一种电池及电动汽车

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，具体涉及一种电池及电动汽车。

背景技术

目前，新能源汽车越来越受到社会关注，而作为新能源汽车的关键部件，动力电池的设计一直是行业探索的前沿。当前动力电池市场有几种电芯结构形式，方壳/刀片、软包、圆柱，其中刀片电芯，以其高安全，高能量密度、低成本、热稳定等优势迅速占领了大量的市场份额。

现阶段，刀片电芯有长刀片和短刀片之分，其中短刀片以其更灵活的空间利用、更多样的固定方式，未来要比长刀片更具应用潜力。

如图1所示，短刀片电芯的模块，电芯2按一定间距并排，下方用导热结构胶粘到水冷板上，上方用压盖9压住，这样刀片电芯可以比较稳定地被固定在箱体1中。但现有的刀片电芯通常的固定方式，是将电芯横向排布，电芯2端部朝向箱体1的纵向边梁13和纵梁12，并使横梁11起到了传统模组端板的功能。采用横向排布的电芯存在如下缺点：1、需要留有足够的安全间隙，对电池包横向尺寸占用多，空间利用率低；2、在整车侧柱碰工况和电池包挤压工况，电池端部容易受到边梁侵入，而电芯端部有极柱和防爆阀结构，可承受的侵入量很小，侵入后出现起火爆炸的风险较大。此外，电芯上部使用薄片状的压盖9固定限位，刚度较差，在冲击工况中，压盖9容易变形，电芯位移量大，导致电芯底部导热结构胶开胶、水冷板塑性变形、电芯与上盖干涉等风险。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中横向排布的电芯空间利用率低、侧碰风险大的缺陷，从而提供一种空间利用率高、侧碰风险小的电池。

本实用新型要解决的另一个技术问题在于克服现有技术中横向排布的电芯空间利用率低、侧碰风险大的缺陷，从而提供一种空间利用率高、侧碰风险小的电动汽车。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种电池，包括：

箱体，由边梁环绕围合而成，并由沿横向方向设置的横梁及沿纵向方向设置的纵梁分隔形成多个腔体；

底板，设置于所述箱体沿高度方向的底部；

片状电芯，设置于所述箱体内，所述片状电芯的长度方向与纵向方向相平行，相邻两个所述片状电芯沿横向方向并排设置；

压板，沿横向方向延伸，设置于所述箱体远离所述底板的一端，所述压板适于按压所述片状电芯沿纵向方向的两端端头。

可选的，所述压板沿高度方向与所述片状电芯相重叠的区域，具有朝向所述片状电芯凸起的凸出部，以及远离所述片状电芯的凹陷部，且所述凸出部沿纵向方向远离所述片状电芯的端部设置；所述电池还包括：弹性件，垫设于所述凸出部与所述片状电芯之间。

可选的，所述电池还包括：导热胶层，适于将所述片状电芯粘接在所述底板上。

可选的，所述底板包括水冷板，所述水冷板内适于流通冷却介质。

可选的，所述压板上贯穿形成有固定孔，所述固定孔内适于穿设固定件，以将所述压板固定在所述横梁上。

可选的，沿纵向方向，所述凸出部的宽度小于所述压板与所述片状电芯的重叠区域的宽度，所述压板与所述片状电芯的重叠区域的宽度与所述凸出部的宽度的差值为D1，且D1满足：D1＝(0.009～0.053)L，其中，L为所述片状电芯的长度。

可选的，沿纵向方向，所述导热胶层与所述片状电芯的重叠区域的尺寸小于所述片状电芯的长度，且所述导热胶层的涂胶边界距同侧的所述片状电芯的端部的距离为D2，且D2满足：D2＝(0.009～0.053)L，其中，L为所述片状电芯的长度。

可选的，与所述纵梁相平行的所述箱体的边梁为纵向边梁，靠近所述纵向边梁的所述片状电芯距所述纵向边梁的间隙为L1，且L1满足：L1＝β*T+T1；

沿横向方向并排设置的相邻两个所述片状电芯之间的间隙为L2，且L2满足：L2＝β*T；

其中，T为所述片状电芯的设计厚度，T1为所述片状电芯与所述纵向边梁之间的绝缘板的厚度，β为电芯膨胀率，β的取值范围为2％≤β≤8％。

可选的，沿纵向方向，所述片状电芯的端部与所述横梁的间隙为L3，其中L3满足：10mm≤L3≤30mm。

本实用新型提供的一种电动汽车，包括：

汽车本体；

以及设置于所述汽车本体内的如上述所述的电池；

所述电池的横梁与车宽方向相平行，所述电池的纵梁与车长方向相平行。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的电池，通过设置片状电芯的长度方向与纵向方向相平行，从而将横向排布的片状电芯变成纵向排布，最大程度利用了比较宝贵的横梁空间，在箱体尺寸恒定时，可以比原有排布方案增加5％-8％的电量，节省空间；同时由于电芯大面比电芯端部允许的侵入量大的多，挤压后发生短路风险也较低，通过将片状电芯设置成纵向排布，还能提高电芯模块在侧柱碰和侧面挤压工况的安全性。

2.本实用新型提供的电池，通过采用压板，并使压板沿横向方向延伸，将原有的薄片式压盖，改为刚度更好的横梁式压板，使得电芯模块的固定更加稳固可靠，提高结构刚度，避免在冲击工况中压盖容易变形的情况发生。此外横梁式压板还可以提高箱体在侧柱碰和挤压工况中的刚度，更好的保护电芯安全。

3.本实用新型提供的电池，通过取消电芯与压盖之间的结构胶，用弹性件代替，从而能够减少电池包内结构胶的用量，减小涂胶工艺对结构性能的影响，且采用弹性件能够缓冲片状电芯与压板的压力冲击，释放电芯壳体应力，并起到吸收装配公差的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为改进前的电池的俯视图；

图2为本实用新型电池的立体示意图；

图3为本实用新型电池的分解状态示意图；

图4为本实用新型电池的俯视图；

图5为图4中A-A截面的示意图；

图6为图5中B处放大图；

图7为图5中C处放大图；

图8为本实用新型电池去除压板后的俯视图；

图9为图8中D处放大图；

图10为本实用新型电芯的示意图。

附图标记说明：

1-箱体，11-横梁，12-纵梁，13-纵向边梁，2-片状电芯，21-极柱，22-端部盖板，23-防爆阀，9-压盖；

3-压板，31-固定孔，4-弹性件，5-导热胶层，6-水冷板。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，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”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所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。

实施例一

结合图1-图10所示，本实施例提供的电池，包括：

箱体1，由边梁环绕围合而成，并由沿横向方向设置的横梁11及沿纵向方向设置的纵梁12分隔形成多个腔体；

底板，设置于所述箱体1沿高度方向的底部；

片状电芯2，设置于所述箱体1内，所述片状电芯2的长度方向与纵向方向相平行，相邻两个所述片状电芯2沿横向方向并排设置；

压板3，沿横向方向延伸，设置于所述箱体1远离所述底板的一端，所述压板3适于按压所述片状电芯2沿纵向方向的两端端头。

需要说明的，所述纵向方向可以为附图中箭头所示的纵向方向，在本实施例中具体可以为与车长方向相平行的方向。所述横向可以为附图中箭头所示的横向方向，在本实施例中具体可以为与车宽方向相平行的方向。

可选的，结合图10所示，所述片状电芯2构造为长条状，其长度为Lmm，厚度Tmm，所述片状电芯2沿长度方向的至少一端端部设置有端部盖板22，且端部盖板22上设置有极柱21以及防爆阀23。片状电芯2的电芯壳体与端部盖板22之间往往设置有电芯焊缝，一般是激光焊接，在电芯端部承力过大时，容易开裂。

其中，防爆阀23能够在电芯发生热失控时，内部压力陡增，此时防爆阀开启，释放电芯内部压力，防止发生爆炸。若电芯防爆阀在受力较大时，容易提前开启，导致防爆阀失效漏液。

本实施例提供的电池，通过设置片状电芯2的长度方向与纵向方向相平行，从而将横向排布的片状电芯2变成纵向排布，最大程度利用了比较宝贵的横梁11空间，在箱体1尺寸恒定时，可以比原有排布方案增加5％-8％的电量，节省空间；同时由于电芯大面比电芯端部允许的侵入量大的多，挤压后发生短路风险也较低，通过将片状电芯2设置成纵向排布，还能提高电芯模块在侧柱碰和侧面挤压工况的安全性。

本实施例提供的电池，通过采用压板3，并使压板3沿横向方向延伸，将原有的薄片式压盖，改为刚度更好的横梁式压板，使得电芯模块的固定更加稳固可靠，提高结构刚度，避免在冲击工况中压盖容易变形的情况发生。此外横梁式压板还可以提高箱体1在侧柱碰和挤压工况中的刚度，更好的保护电芯安全。

可选的，为方便描述，定义多个片状电芯2相堆叠可以组成电芯模块。

通过设置压板3能够限制电芯沿高度方向的位移，并与底部水冷板6共同将片状电芯2夹在中间，使片状电芯2即便发生脱胶，也依旧可以保持原来的位置，降低风险；此外，压板3能够有效保证电芯模块的模态刚度。

且压板3仅需要按压所述片状电芯2沿纵向方向的两端端头，能够节约材料。

具体地，所述压板3沿高度方向与所述片状电芯2相重叠的区域，具有朝向所述片状电芯2凸起的凸出部，以及远离所述片状电芯2的凹陷部，且所述凸出部沿纵向方向远离所述片状电芯2的端部设置；所述电池还包括：弹性件4，垫设于所述凸出部与所述片状电芯2之间。

通过使所述压板3朝向所述片状电芯2凸起形成有凸出部，并通过凸出部对所述片状电芯2进行压紧，使得受力点位远离所述片状电芯2的端部，从而能够避免片状电芯2的端部受力过大，避免造成防爆阀23开裂或电芯焊缝开裂。

可选的，所述弹性件4可以为硅胶垫。

本实施例提供的电池，通过取消电芯与压盖之间的结构胶，用弹性件4代替，从而能够减少电池包内结构胶的用量，减小涂胶工艺对结构性能的影响，且采用弹性件4能够缓冲片状电芯2与压板3的压力冲击，释放电芯壳体应力，并起到吸收装配公差的作用。

具体地，所述电池还包括：导热胶层5，适于将所述片状电芯2粘接在所述底板上。

具体地，所述底板包括水冷板6，所述水冷板6内适于流通冷却介质。

通过在水冷板6上设置导热胶层5，即能保证片状电芯2底部与水冷板6的连接牢固程度，还能够提高导热性能，保证片状电芯2的散热效率。且水冷板6能够对电芯还起到支撑和限位的作用。

具体地，所述压板3上贯穿形成有固定孔31，所述固定孔31内适于穿设固定件，以将所述压板3固定在所述横梁11上。所述固定件可以为螺钉或铆钉。

具体地，沿纵向方向，所述凸出部的宽度小于所述压板3与所述片状电芯2的重叠区域的宽度，所述压板3与所述片状电芯2的重叠区域的宽度与所述凸出部的宽度的差值为D1，且D1满足：D1＝0.009～0.053L，其中，L为所述片状电芯2的长度。

具体地，沿纵向方向，所述导热胶层5与所述片状电芯2的重叠区域的尺寸小于所述片状电芯2的长度，且所述导热胶层5的涂胶边界距同侧的所述片状电芯2的端部的距离为D2，且D2满足：D2＝0.009～0.053L，其中，L为所述片状电芯2的长度。

需要说明的，所述导热胶层5的涂胶边界距同侧的所述片状电芯2的端部的距离为D2，其中“同侧”指的是与导热胶层5的涂胶边界距离更近的一侧，此处具体指的是靠近导热胶层5的涂胶边界的一侧的所述片状电芯2的端部。

如果D1或D2过小，容易造成片状电芯2的端部受力过大，造成防爆阀23开裂或电芯焊缝开裂的问题；如果D1过大，会造成压板3的悬臂过长，降低整个电芯模块的固定刚度和可靠性；如果D2过大，导热胶层5的粘接面积不足，电芯模块固定刚度较低，容易发生脱胶问题。

以D2为例，参照下表1，本实施例参数的验证过程可以总结为：

表1

具体地，与所述纵梁12相平行的所述箱体1的边梁为纵向边梁13，靠近所述纵向边梁13的所述片状电芯2距所述纵向边梁13的间隙为L1，且L1满足：L1＝β*T+T1；

沿横向方向并排设置的相邻两个所述片状电芯2之间的间隙为L2，且L2满足：L2＝β*T；

其中，T为所述片状电芯2的设计厚度，T1为所述片状电芯2与所述纵向边梁13之间的绝缘板的厚度，β为电芯膨胀率，β的取值范围为2％≤β≤8％。

可选的，通过在纵向边梁13与所述片状电芯2之间留出L1的间隙值，能够为电芯的膨胀预留一定的空间，增加电芯的寿命，还能够为绝缘板预留出空间。

可选的，通过在相邻两个所述片状电芯2之间留出L2的间隙值，能够为电芯的膨胀预留一定的空间，增加电芯的寿命。

具体地，沿纵向方向，所述片状电芯2的端部与所述横梁11的间隙为L3，其中L3满足：10mm≤L3≤30mm。

可选的，通过在片状电芯2的端部与所述横梁11之间留出L3的间隙值，能够方便为电池模组的安装空间预留位置，且能够保证汇流排与横梁具有足够的爬电距离，提高整体设备的安全性。

以L2为列，参照下表2，本专利参数的验证过程可以总结为：

表2

本实施例提供的电池，采用电芯纵向安装与横梁式压板相结合的设计，增加了电池包的空间利用率，提高了电芯模块的安装刚度，减小了电池包在挤压柱碰中的短路风险。

实施例二

本实施例提供的电动汽车，包括：

汽车本体；

以及设置于所述汽车本体内的如上述所述的电池；

所述电池的横梁11与车宽方向相平行，所述电池的纵梁12与车长方向相平行。

作为变形，本实施例所述的电动汽车还可以为其他形式的设备，只要其能够与如上述实施例一所述的电池进行组装即可，例如可以为飞机、船舶、叉车、挖掘机等等。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括：

箱体(1)，由边梁环绕围合而成，并由沿横向方向设置的横梁(11)及沿纵向方向设置的纵梁(12)分隔形成多个腔体；

底板，设置于所述箱体(1)沿高度方向的底部；

片状电芯(2)，设置于所述箱体(1)内，所述片状电芯(2)的长度方向与纵向方向相平行，相邻两个所述片状电芯(2)沿横向方向并排设置；

压板(3)，沿横向方向延伸，设置于所述箱体(1)远离所述底板的一端，所述压板(3)适于按压所述片状电芯(2)沿纵向方向的两端端头。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述压板(3)沿高度方向与所述片状电芯(2)相重叠的区域，具有朝向所述片状电芯(2)凸起的凸出部，以及远离所述片状电芯(2)的凹陷部，且所述凸出部沿纵向方向远离所述片状电芯(2)的端部设置；

所述电池还包括：弹性件(4)，垫设于所述凸出部与所述片状电芯(2)之间。

3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池还包括：导热胶层(5)，适于将所述片状电芯(2)粘接在所述底板上。

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述底板包括水冷板(6)，所述水冷板(6)内适于流通冷却介质。

5.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述压板(3)上贯穿形成有固定孔(31)，所述固定孔(31)内适于穿设固定件，以将所述压板(3)固定在所述横梁(11)上。

6.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，沿纵向方向，所述凸出部的宽度小于所述压板(3)与所述片状电芯(2)的重叠区域的宽度，所述压板(3)与所述片状电芯(2)的重叠区域的宽度与所述凸出部的宽度的差值为D1，且D1满足：D1＝(0.009～0.053)L，其中，L为所述片状电芯(2)的长度。

7.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，沿纵向方向，所述导热胶层(5)与所述片状电芯(2)的重叠区域的尺寸小于所述片状电芯(2)的长度，且所述导热胶层(5)的涂胶边界距同侧的所述片状电芯(2)的端部的距离为D2，且D2满足：D2＝(0.009～0.053)L，其中，L为所述片状电芯(2)的长度。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的电池，其特征在于，与所述纵梁(12)相平行的所述箱体(1)的边梁为纵向边梁(13)，靠近所述纵向边梁(13)的所述片状电芯(2)距所述纵向边梁(13)的间隙为L1，且L1满足：L1＝β*T+T1；

沿横向方向并排设置的相邻两个所述片状电芯(2)之间的间隙为L2，且L2满足：L2＝β*T；

其中，T为所述片状电芯(2)的设计厚度，T1为所述片状电芯(2)与所述纵向边梁(13)之间的绝缘板的厚度，β为电芯膨胀率，β的取值范围为2％≤β≤8％。

9.根据权利要求1-7任意一项所述的电池，其特征在于，沿纵向方向，所述片状电芯(2)的端部与所述横梁(11)的间隙为L3，其中L3满足：10mm≤L3≤30mm。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括：

汽车本体；

以及设置于所述汽车本体内的如上述权利要求1-9任意一项所述的电池；

所述电池的横梁(11)与车宽方向相平行，所述电池的纵梁(12)与车长方向相平行。

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