CN218632287U - 电池包和汽车 - Google Patents

Abstract

一种电池包和汽车，电池包包括：电池托盘；多个电芯，容置于所述电池托盘内，并沿第一方向依次排列；第一弹性件，位于任意两个相邻所述电芯之间，并在所述第一方向可形变；限位件，位于任意两个相邻所述电芯之间，限位件用于限制第一弹性件的极限形变尺寸。上述电池包中电芯之间的膨胀力能够被有效抑制，同时还电池包具有较小的组装公差，提高空间利用率便于制造。

Description

电池包和汽车

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体涉及一种电池包和汽车。

背景技术

传统电池包内的电芯单体间会设计空气间隙或气凝胶，目的在给予电芯膨胀的空间。但是空气间隙无法有效抑制电池包大电流充放电所产生的膨胀力。如果不能有效抑制电芯膨胀力，会给电芯和电池包带来危害。对于电芯，其内部压力增大，单体的性能和寿命会衰减；对于模组，如果模组膨胀力不能有效抑制，会造成模组尺寸超差，甚至会破坏周边结构件。当在使用气凝胶做填充时，由于电芯和气凝胶在堆叠时，电芯和气凝胶的尺寸公差加上堆叠公差较大以及托盘的制作公差，导致模组与托盘之间需要预留的装配间隙较大，才能正常装配，降低电池包空间利用率的同时还增加的制造难度。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种电池包和汽车，上述电池包中电芯之间的膨胀力能够被有效抑制，同时还电池包具有较小的组装公差，提高空间利用率便于制造。

为实现本申请的目的，本申请提供了如下的技术方案：

第一方面，本申请提供一种电池包，包括：电池托盘；多个电芯，容置于所述电池托盘内，并沿第一方向依次排列；第一弹性件，位于任意两个相邻所述电芯之间，并在所述第一方向可形变；限位件，位于任意两个相邻所述电芯之间，所述限位件用于限制所述第一弹性件的极限形变尺寸。

一种实施方式中，任意两个相邻所述电芯之间设有多个所述限位件。

一种实施方式中，任意两个相邻所述电芯之间的所述限位件为两个，所述限位件分别位于所述第一弹性件相背的两端。

一种实施方式中，所述电池包还包括支撑板，所述支撑板位于所述电池托盘侧壁和所述电芯之间；所述电池包包括第一状态和第二状态；在所述第一状态时，在所述第一方向上，所述第一弹性件具有第一厚度，所述支撑板和所述电池托盘侧壁之间具有间隔距离；所述第二状态时，在所述第一方向上，所述第一弹性件具有第二厚度，所述支撑板与所述电池托盘的侧壁连接；所述第二厚度大于所述第一厚度。

一种实施方式中，所述电池包还包括第二弹性件，所述第二弹性件位于所述电芯和所述支撑板之间，并在所述第一方向可形变；在所述第一状态时，在所述第一方向上，所述第二弹性件具有第三厚度；所述第二状态时，在所述第一方向上，所述第二弹性件具有第四厚度；所述第四厚度大于所述第三厚度。

一种实施方式中，所述第二弹性件与所述支撑板固定连接，所述第二弹性件与所述电芯可拆卸连接。

一种实施方式中，所述支撑板和所述电芯之间设有多个所述第二弹性件，多个所述第二弹性件在所述支撑板和所述电芯之间呈间隔设置。

一种实施方式中，在所述第一状态时，所述电池包还包括固定件，所述固定件绕设在多个所述电芯的外周，并在所述第一方向上压缩所述第一弹性件。

一种实施方式中，所述固定件为多个，多个所述固定件沿第二方向依次排列，所述第一方向和所述第二方向具有夹角。

第二方面，本申请还提供一种汽车，包括第一方面各项实施方式中任一项所述的电池包。

本申请在电芯之间设计第一弹性件，用于抵消电芯充放电时所产生的膨胀力。相比于现有的在电芯之间设计空气间隙，第一弹性件能够更有效率的抑制电芯大电流充放电产生的膨胀力，从而防止电芯膨胀带来的危害。并且，本申请还在电芯之间设计有限位件，限位件与第一弹性件并排设置，从而利用限位件限制第一弹性件的过度压缩。还能够利用限位件控制电芯在安装入电池托盘时的堆叠公差，使得电芯之间的间隔距离处于相同大小。有利于规范每一组电池包在组装时的尺寸，避免电池托盘需要预留较大空间的情况，从而提高电池包的空间利用率降低制造难度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，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是一种实施方式的电池包的拆解示意图；

图2是一种实施方式的电芯模组的拆解示意图；

图3是一种实施方式的电芯、第一弹性件和限位件的示意图；

图4是一种实施方式的第一状态时电池包沿平行第一方向的截面示意图；

图5是一种实施方式的第二状态时电池包沿平行第一方向的截面示意图；

图6是一种实施方式的第二弹性件自第一状态变化至第二状态的示意图。

附图标记说明：100-电池包，110-电池托盘，111第一壁板，112第二壁板，113第三壁板，114第四壁板，115底板，120-电芯，121第一边缘，122第二边缘，123第三边缘，124第四边缘，130-第一弹性件，140-限位件，150-支撑板，160-第二弹性件，170-固定件，X-第一方向，Y-第二方向。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，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方式，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本申请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。在本申请的说明书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。本申请所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

第一方面，请参考图1和图2，本申请提供一种电池包100，包括电池托盘110、多个电芯120、第一弹性件130和限位件140。电池托盘110容置于电池托盘110内，并沿第一方向X依次排列；第一弹性件130位于任意两个相邻电芯120之间，并在第一方向X可形变；限位件140位于任意两个相邻电芯120之间，限位件140用于限制第一弹性件130的极限形变尺寸。

具体地，电池托盘110可以为方形，包括第一壁板111、第二壁板112、第三壁板113、第四壁板114和底板115。其中第一壁板111、第二壁板112、第三壁板113和第四壁板114首尾相连，底板115连接在上述壁板的同一端；上述五块板件共同围合电芯120腔。多个电芯120容纳在电芯120腔中。当然，在其他实施方式中，电池托盘110的形状还可以为其他多边形。

优选地，本申请所提供的电芯120为刀片电池，多个电芯120共同组成电芯模组。电芯120包括厚度方向、长度方向和宽度方向。其中厚度方向为上述中的第一方向X。第一壁板111、多个电芯120和第三壁板113沿第一方向X依次排布。第一弹性件130位于相邻的两个电芯120之间。第一弹性件130可以为一种泡棉，具体材质可以为硅胶、橡胶等，具体不做限制。第一弹性件130包括相背的两面，其中一面与电芯120粘接。可以理解地，第一弹性件130与左右两个电芯120中的一个为固定粘接，与另一个相接触。优选地，在第一方向X上，第一弹性件130均与其后一个电芯120粘接。具体而言，在本实施方式中，当电芯120的数量为n时，第一弹性件130的数量为n-1。在电芯120长时间工作后，电芯120内部会发生膨胀，第一弹性件130可以用于抵消电芯120向外的膨胀力，避免电芯120膨胀所带来的危害。并且通过设置第一弹性件130还有利于在将电芯120放入电池托盘110时，对其多个电芯120在第一方向X上的尺寸进行压缩，便于电芯120的安装。

限位件140位于相邻的两个电芯120之间。限位件140的材质可以为高分子聚合物，例如PC(聚碳酸酯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等，具体不做限制。可以理解地，限位件140的具有相较第一弹性件130更高的硬度，并且在电芯120的挤压下不会产生形变。在电芯120的长度方向上，限位件140和第一弹性件130可以为并排设置。优选地，任意相邻两个电芯120之间的限位件140尺寸相同。在电芯120之间设置限位件140有利于控制电芯120之间尺寸，在限位件140尺寸相同的情况下，电芯120之间的间距也可以控制为相同大小。并且，在将电芯120放入电池托盘110时，通过限位件140控制的间距使得整个电芯模组的公差在可控的范围内。相比于现有的方案，电芯120之间仅存在有气凝胶，在电芯120安装后，由于气凝胶受力不同，导致相邻电芯120之间的间距不同，整个电芯模组的尺寸公差较大，不利于电芯120和电池托盘110之间的装配。

限位件140可以通过粘接与左右两个电芯120中的一个固定，与另一个相接触。优选地，在第一方向X上，限位件140均与其后一个电芯120粘接。在其他实施方式中，限位件140还可以位于电芯120为可拆卸连接，例如卡接。举例而言，可以在电芯120的外表面设计固定槽位或凸点，限位件140可以设计有相配合的凸点或槽位，以此实现可拆卸。限位件140和电芯120之间可拆卸的设计有利于电池包100零件的回收再利用。由于电池包100在汽车中的广泛使用，当然也要考虑到电池包100在报废后的回收问题，利用限位件140可以拆卸的特点，有利于将限位件140重复使用，达到节能减排的目的。

一种实施方式中，请参考图3，电芯120包括第一边缘121和第二边缘122，第一边缘121和第二边缘122位于电芯120相隔的两端，并且第一边缘121和第二边缘122均朝向第一弹性件130。可以理解地，第一边缘121和第二边缘122为电芯120的最外侧，所以所述边缘的尺寸不做限制。限位件140可以位于第一边缘121或第二边缘122上；当然，限位件140还可以位于第一边缘121和第二边缘122。第一边缘121和第二边缘122可以位于电芯120的长度方向上，还可以位于电芯120的宽度方向上。

本申请在电芯120之间设计第一弹性件130，用于抵消电芯120充放电时所产生的膨胀力。相比于现有的在电芯120之间设计空气间隙，第一弹性件130能够更有效率的抑制电芯120大电流充放电产生的膨胀力，从而防止电芯120膨胀带来的危害。并且，本申请还在电芯120之间设计有限位件140，限位件140与第一弹性件130并排设置，从而利用限位件140限制第一弹性件130的过度压缩。还能够利用限位件140控制电芯120在安装入电池托盘110时的堆叠公差，使得电芯120之间的间隔距离处于相同大小。有利于规范每一组电池包100在组装时的尺寸，避免电池托盘110需要预留较大空间的情况，从而提高电池包100的空间利用率降低制造难度。

一种实施方式中，任意相邻两个电芯120之间的限位件140为多个。举例而言，限位件140的数量可以为四个，并且四个限位件140收尾相连组成与电芯120相同的方形。在上述实施方式的基础上，电芯120还可以包括第三边缘123和第四边缘124，并且第一边缘121、第三边缘123、第二边缘122和第四边缘124依次相连。四个限位件140可以位于上述四条电芯120的边缘上。当然，限位件140的数量还可以为三个，并分别位于电芯120长度方向上的两边，和远离底板115的边缘上。

通过设计相邻两个电芯120之间的限位件140为多个，并且通过设计多个限位件140的排布方式，有利于提高限位件140对相邻电芯120的限位效果，使得电芯120四周所受到的限位效果相同，相邻电芯120在各个位置的间隔距离始终能够保持相同，避免电芯120局部过于紧密而导致危害。

一种实施方式中，任意相邻两个电芯120之间的限位件140为两个，且分别位于第一弹性件130相背的两端。具体地，两个限位件140分别位于第一边缘121和第二边缘122，并且第一边缘121和第二边缘122在电芯120的长度方向上相对。第一弹性件130位于限位件140之间。

通过设计限位件140为两个，且分别位于第一弹性件130相背的两端。可以在保持对相邻电芯120各个位置等距限位的效果下，节约限位件140的使用，从而降低电池包100的制造成本。

一种实施方式中，请参考图2、图4和图5，电池包100还包括支撑板150，支撑板150位于电池托盘110侧壁和电芯120之间；电池包100包括第一状态和第二状态；在第一状态时，在电芯120的厚度方向上，第一弹性件130具有第一厚度，支撑板150和电池托盘110侧壁之间具有间隔距离；第二状态时，在电芯120的厚度方向上，第一弹性件130具有第二厚度，支撑板150与电池托盘110的侧壁连接；第二厚度大于第一厚度。

具体地，托盘侧壁为上述实施方式中的第一壁板111或第三壁板113。支撑板150的数量可以为两块，多个电芯120位于两个支撑板150之间。支撑板150的材质可以为金属或非金属，具体不做限制。第一状态为电池包100的安装状态，具体为电芯模组安装入电池托盘110时的状态。电芯120的安装方式可以为，预先在电池托盘110外将多个粘接有第一弹性件130和限位件140的电芯120依次排列。并在收尾两个电芯120相背的表面上安装支撑板150。可以通过机械挤压的方式通过两块支撑板150挤压多个电芯120，以使得第一弹性件130被挤压变形。此时电芯模组在第一方向X上的尺寸缩小，能够被轻易放入电池托盘110中，并且电芯模组在第一方向X上的尺寸可以小于电池腔在第一方向X上的尺寸。即两块支撑板150分别可以与第一壁板111和第三壁板113具有间隔距离。可以理解地，上述中的机械挤压包括通过挤压机进行挤压，还可以通过具备伸缩功能的工具挤压，还可以通过具备弹性的工具挤压，具体不做限制。并且，第一状态时，第一弹性件130具备的第一厚度应该为限位件140在第一方向X上的厚度。

第二状态可以为电池包100安装完成的状态。在第二状态时，机械挤压被撤去，第一弹性件130可以沿第一方向X膨胀，多个电芯120在第一弹性件130膨胀力的作用下沿第一方向X略微移动。以此，两块支撑板150分别与第一壁板111和第三壁板113连接。第二状态时，第一弹性件130膨胀具备第二厚度，而由于第二厚度为第一弹性件130膨胀后的厚度，所以第二厚度应该大于第一厚度。

一种实施方式中，请参考图2、图4至图6，电池包100还包括第二弹性件160，第二弹性件160位于电芯120和支撑板150之间，并在电芯120的厚度方向可形变；在第一状态时，在电芯120的厚度方向上，第二弹性件160具有第三厚度；第二状态时，在电芯120的厚度方向上，第二弹性件160具有第四厚度；第四厚度大于第三厚度。

具体地，第二弹性件160可以为一种泡棉，具体材质可以为硅胶、橡胶等，具体不做限制。当然，第二弹性件160的材质可以和第一弹性件130的材质相同或不同。第二弹性件160在第一方向X上包括相背的两面，其中一面与电芯120相接触，另一面与支撑板150相接触。请参考图6，第一状态时，在机械挤压的作用下，第二弹性件160被挤压变形，并具有第三厚度。在第二状态时，机械挤压被撤去，第二弹性件160可以沿第一方向X膨胀，支撑板150在第二弹性件160膨胀力的作用下沿第一方向X略微移动。以此，两块支撑板150分别与第一壁板111和第三壁板113连接。第二状态时，第二弹性件160膨胀具备第四厚度，而由于第四厚度为第一弹性件130膨胀后的厚度，所以第四厚度应该大于第三厚度。

通过在多个电芯120和支撑板150之间设计第二弹性件160，有利于抑制电芯模组的膨胀力对电池托盘110的挤压，从而减少电芯模组和电池托盘110之间的有害接触。

一种实施方式中，第二弹性件160与支撑板150固定连接，第二弹性件160与电芯120可拆卸连接。具体地，第二弹性件160朝向支撑板150的一面与支撑粘接，相背的另一面与电芯120相接触。通过设计第二弹性件160和支撑板150固定连接，并与电芯120可拆卸连接，有利于对第二弹性件160和支撑板150的回收。可以理解地，在电池包100报废回收后，可以将支撑板150和第二弹性件160共同从电池包100拆卸，并重复利用，在降低电池包100再制造的成本同时，还能够达到节能减排的目的。

一种实施方式中，支撑板150和电芯120之间设有多个第二弹性件160，多个第二弹性件160在支撑板150和电芯120之间呈间隔设置。具体地，多个第二弹性件160可以沿电芯120的长度方向并排以此设置，并且相邻第二弹性件160之间可以具有间隔距离。当然，在其他实施方式中，多个第二弹性件160还可以呈阵列排布，具体不作限制。通过设计支撑板150和电芯120之间的第二弹性件160为多个，且间隔设置，有利于减少第二弹性件160的使用。再利用第二弹性件160抑制膨胀力的同时，部分的空气间隙能够在第二弹性件160的限制下也能够缓冲膨胀力，达到与整块第二弹性件160相同的效果。并且还降低了电池包100的制造成本。

一种实施方式中，请参考图1、图4和图5，在第一状态时，电池包100还包括固定件170，固定件170绕设在多个电芯120的外周，并在第一方向X上压缩第一弹性件130。优选地，固定件170为扎带。扎带绕设在电芯模组的外周，并且沿第一方向X挤压电芯模组，以使得第一弹性件130和第二弹性件160压缩。第二状态时，可以撤去固定件170，以使得第一弹性件130和第二弹性件160复原。在其他实施方式中，固定件170还可以为具有弹性的弹力绳或弹簧。还可以为具备旋紧缩放的框架。可以理解地，固定件170应该为一种能够在电芯模组外周缩放的器械，以此通过缩小的方式使得电芯模组紧固。

一种实施方式中，请参考图1，固定件170为多个，多个固定件170沿第二方向Y依次排列，第一方向X和第二方向Y具有夹角。具体地，第二方向Y可以为电芯120的长度方向，即第一方向X和第二方向Y垂直。固定件170可以为多个扎带，并在第二方向Y上依次排列，以此使得电芯模组的外周受力均匀。

第二方面，本申请还提供一种汽车，尤其是一种新能源电动汽车，包括电机和电池包100。电池包100用于给电机供电，以驱动电机工作。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指标的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系，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原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。

以上所揭露的仅为本申请一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利要求范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本申请权利要求所作的等同变化，仍属于本申请所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括：

电池托盘；

多个电芯，容置于所述电池托盘内，并沿第一方向依次排列；

第一弹性件，位于任意两个相邻所述电芯之间，并在所述第一方向可形变；

限位件，位于任意两个相邻所述电芯之间，所述限位件用于限制所述第一弹性件的极限形变尺寸。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，任意两个相邻所述电芯之间设有多个所述限位件。

3.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，任意两个相邻所述电芯之间的所述限位件为两个，所述限位件分别位于所述第一弹性件相背的两端。

4.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括支撑板，所述支撑板位于所述电池托盘侧壁和所述电芯之间；所述电池包包括第一状态和第二状态；在所述第一状态时，在所述第一方向上，所述第一弹性件具有第一厚度，所述支撑板和所述电池托盘侧壁之间具有间隔距离；所述第二状态时，在所述第一方向上，所述第一弹性件具有第二厚度，所述支撑板与所述电池托盘的侧壁连接；所述第二厚度大于所述第一厚度。

5.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括第二弹性件，所述第二弹性件位于所述电芯和所述支撑板之间，并在所述第一方向可形变；在所述第一状态时，在所述第一方向上，所述第二弹性件具有第三厚度；所述第二状态时，在所述第一方向上，所述第二弹性件具有第四厚度；所述第四厚度大于所述第三厚度。

6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述第二弹性件与所述支撑板固定连接，所述第二弹性件与所述电芯可拆卸连接。

7.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述支撑板和所述电芯之间设有多个所述第二弹性件，多个所述第二弹性件在所述支撑板和所述电芯之间呈间隔设置。

8.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，在所述第一状态时，所述电池包还包括固定件，所述固定件绕设在多个所述电芯的外周，并在所述第一方向上压缩所述第一弹性件。

9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述固定件为多个，多个所述固定件沿第二方向依次排列，所述第一方向和所述第二方向具有夹角。

10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电池包。

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