CN218632330U - 电池包及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池技术领域，公开了一种电池包及电动汽车。该电池包包括下壳体、电池模组和盖板；下壳体的内腔由第一挡板分隔为电池腔和容纳腔，下壳体的侧壁上设置有冷却进口和冷却出口，冷却介质能够自冷却进口流入电池腔并从冷却出口流出，容纳腔用于放置电池管理单元；电池模组放置于电池腔内，冷却介质能够浸没并冷却电池模组；盖板用于密封下壳体的内腔。该电池包结构简单，能够降低生产成本，并且能够降低电池包整体质量，提高换热冷却效率。

Description

电池包及电动汽车

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池包及电动汽车。

背景技术

现有电动汽车的动力电池均采用传统的设计思路，其热管理系统采用分体式液冷板和液冷管路或者一体式液冷板结构，冷却介质通过液冷板或者导热胶与电池模组或者电芯实现热交换，从而对电池模组进行散热冷却或者加热保温，使电池模组在适当的温度范围内正常工作。但这种冷却方式的传热路径长、热阻大，其换热效率低，使得对电池模组进行温控的冷却系统的成本和重量相对比较高。

为了解决上述问题，亟需提出一种新的电池包及电动汽车，来降低冷却系统的重量和制作成本，并且提高冷却效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池包，其结构简单，能够降低生产成本，并且能够降低电池包整体质量，提高换热冷却效率。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

该电池包包括下壳体、电池模组和盖板；下壳体的内腔由第一挡板分隔为电池腔和容纳腔，下壳体的侧壁上设置有冷却进口和冷却出口，冷却介质能够自冷却进口流入电池腔并从冷却出口流出，容纳腔用于放置电池管理单元；电池模组放置于电池腔内，冷却介质能够浸没并冷却电池模组；盖板用于密封下壳体的内腔。

可选地，电池模组的外壁上开设有漏液孔，冷却介质能够穿过漏液孔与电池模组内的电芯接触并冷却电芯。

可选地，第一挡板上开设有透气孔，透气孔上安装有防水透气装置，电池模组产生的气体能够穿过防水透气装置进入容纳腔，容纳腔的侧壁上安装有防爆阀。

可选地，防水透气装置为透气阀或防水透气膜。

可选地，电池腔由n个第二挡板分隔为n+1个电池固定腔，每个电池固定腔内均放置有一个电池模组，每个电池固定腔的侧壁上均开设有冷却出口，第二挡板与第一挡板垂直设置。

可选地，电池包还包括液冷管，液冷管一端连通冷却进口，另一端通过n+1个液冷支管一一对应连通于n+1个电池固定腔。

可选地，电池模组通过汇流排与电池管理单元电连接，汇流排外包裹有密封绝缘套。

可选地，冷却进口和冷却出口分别设置有传感器，传感器能够检测冷却介质的温度和导电性，传感器与电池管理单元电连接。

本实用新型的另一个目的在于提供一种电动汽车，该电动汽车包括汽车热管理系统和如上述任一方案所述的电池包，汽车热管理系统能够提供冷却介质，汽车热管理系统与冷却进口和冷却出口分别连通并形成回路。

可选地，汽车热管理系统能够对冷却介质进行冷却或者加热。

有益效果：

本实用新型中的电池包的下壳体，通过第一挡板分隔为电池腔和容纳腔，电池腔内容纳有电池模组，容纳腔内容纳有电池管理单元，冷却介质通过冷却进口进入电池腔并将电池模组进行浸没和冷却，冷却后的冷却介质能够从冷却出口流出，并且冷却介质不会进入到容纳腔内并且不会与电池管理单元接触。使用浸没的方式对电池模组进行冷却，不仅冷却效果更好，还省去了液冷板的设计，并且将电池模组和电池管理单元集成到同一个下壳体内，简化了电池包的结构，降低了电池包的重量，集成度更高，制作工艺更加简单，降低了制作成本。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的电池包的结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的电池包的爆炸图；

图3是本实用新型具体实施方式提供的下壳体的结构示意图；

图4是本实用新型具体实施方式提供的电动汽车示意图。

图中：

1、下壳体；2、电池模组；3、盖板；4、液冷管；5、汇流排；6、冷却进口；7、冷却出口；8、BDU；9、BMS；10、防爆阀；11、密封绝缘套；12、高压插件；13、低压插件；100、电池包；101、防水透气装置；102、密封槽；103、凸台结构；104、电池固定腔；105、容纳腔；110、第一挡板；111、第二挡板；201、汽车热管理系统；202、电机控制器；203、电机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

请参考图1至图3，在本实施例中，该电池包100包括下壳体1、电池模组2和盖板3；下壳体1的内腔由第一挡板110分隔为电池腔和容纳腔105，下壳体1的侧壁上设置有冷却进口6和冷却出口7，冷却介质能够自冷却进口6流入电池腔并从冷却出口7流出，容纳腔105用于放置电池管理单元；电池模组2放置于电池腔内，冷却介质能够浸没并冷却电池模组2；盖板3用于密封下壳体1的内腔。

本实施例中的冷却介质为冷却液，具体选取为纯水或乙二醇水溶液或电子氟化液，不具有腐蚀性并且能够有效防止电池在热失控时发生燃烧。

电池管理单元具体包括BDU8(Battery energy Distribution Unit，电池能量分配单元)和BMS9(Battery Management System，电池管理系统)。BDU8与电池模组2通过高压插件12、低压插件13直接相连，控制着电动汽车的充电与放电过程，是高压回路中至关重要的组件，其具备了体积小、回路多、装配精度高、绝缘性能优异、抗振动效果好、可承受较大负载等特点。BMS9主要是为了智能化管理及维护各个电池模组2，防止电池模组2出现过充电和过放电，延长电池模组2的使用寿命，监控电池模组2的状态。

本实施例中的电池包100的下壳体1，通过第一挡板110分隔为电池腔和容纳腔105，电池腔内容纳有电池模组2，容纳腔105内容纳有电池管理单元，冷却介质通过冷却进口6进入电池腔并将电池模组2进行浸没和冷却，对电池模组2冷却后的冷却介质能够从冷却出口7流出，并且冷却介质不会进入到容纳腔105内并且不会与电池管理单元接触。使用浸没的方式对电池模组2进行冷却，不仅冷却效果更好，还省去了液冷板的设计，并且将电池模组2和电池管理单元集成到同一个下壳体1内，简化了电池包100的结构，降低了电池包100的重量，集成度更高，制作工艺更加简单，降低了制作成本。

作为优选的实施例，电池模组2的外壁上开设有漏液孔，冷却介质能够穿过漏液孔与电池模组2内的电芯接触并冷却电芯。漏液孔均匀间隔设置有多个，通过漏液孔的设计，能够使得电芯与冷却介质直接接触，还能增大接触面积，大大提高了散热与冷却效率。

请继续参考图1，第一挡板110上开设有透气孔，透气孔上安装有防水透气装置101，电池模组2产生的气体能够穿过防水透气装置101进入容纳腔105，容纳腔105的侧壁上安装有防爆阀10。具体地，防水透气装置101为透气阀或防水透气膜。本实施例中的防水透气装置101具有防水透气的功能，不仅可以确保冷却介质不循环至容纳腔105，减少冷却介质用量，还可以平衡腔体内外压差，同时当电池模组2发生热失控时，高温会破坏防水透气装置101，可以快速排气泄压，防止出现爆破的现象；BDU8和BMS9所在容纳腔105不含冷却介质，电池腔内气体经由防水透气装置101进入容纳腔105，由安装在容纳腔105的防爆阀10排出箱体外。

请继续参考图2和图3，可选地，电池模组2通过汇流排5与电池管理单元电连接，汇流排5外包裹有密封绝缘套11。汇流排5不局限于铜排，可以是铝排、铜铝复合排或者导电线缆，各汇流排5需要穿过下壳体1上的安装孔进行固定，安装孔上集成有密封绝缘套11，密封绝缘套11采用弹性体材料或者工程塑料制成，其具有密封作用，能够防止冷却介质流出，同时该材料熔点高，防止电池热失控时汇流排5绝缘层失效发生短路。

进一步地，冷却进口6和冷却出口7分别设置有传感器(图中未示出)，传感器能够检测冷却介质的温度和导电性，传感器与电池管理单元电连接。电池管理单元中的BMS9能够根据冷却介质的温度和导电性，以及根据预设的动力电池管理的温度阈值来判断是否需要对电池模组2进行加热或者冷却，从而启动电动汽车的汽车热管理系统201。

请继续参考图3，本实施例中的电池腔由n个第二挡板111分隔为n+1个电池固定腔104，每个电池固定腔104内均放置有一个电池模组2，每个电池固定腔104的侧壁上均开设有冷却出口7，第二挡板111与第一挡板110垂直设置。进一步地，电池包100还包括液冷管4，液冷管4一端连通冷却进口6，另一端通过n+1个液冷支管一一对应连通于n+1个电池固定腔104。具体地，n为不小于0的整数，在本实施例中，n取为1，也即设置有1个第二挡板111，从而将电池腔分隔为2个电池固定腔104来容纳电池模组2。液冷管4分别通入电池固定腔104内对电池模组2进行散热，并分别从2个电池固定腔104上的冷却出口7流出。电池固定腔104内设置有凸台结构103，电池模组通过螺栓固定至凸台结构103上。每个电池固定腔104均互不相通且单独设有冷却出口7和防水透气装置101，液冷流路并行设计可保证冷却介质与各电池模组2接触时温度相同，避免电池模组2之间的相互影响。

请参考图4，本实用新型的另一个目的在于提供一种电动汽车，该电动汽车包括汽车热管理系统201和如上述任一方案所述的电池包100，汽车热管理系统201能够提供冷却介质，汽车热管理系统201与冷却进口6和冷却出口7分别连通并形成回路。电池包100向电机203供电并由电机控制器202进行控制，汽车热管理系统201提供冷却介质对电池包100的温度进行调控，使得电池包100始终在工作温度范围内工作，保证电池包100的工作状态，进而提高电动汽车性能。

进一步地，汽车热管理系统201能够对冷却介质进行冷却或者加热。汽车热管理系统201可以制冷也可以制热，当电池包100温度过高时制冷，当电池包100温度过低时制热，保证电池包100始终处在最佳工作状态所需温度，使电池包100性能得到完美发挥。

下面详细介绍本实施例中该电池包100的工作过程：

下壳体1内的电池固定腔104内部填充满冷却介质，并将电池模组2完全浸没，汽车热管理系统201内冷却介质通过冷却进口6进入下壳体1内部，流经液冷管4后分别进入每个电池固定腔104，促使电池固定腔104内冷却介质流动，冷却介质开始流动后通过电池模组2四周所设的漏液孔流入并与电池模组2内部的电芯直接接触，与电芯进行换热，然后通过漏液孔流出到各电池固定腔104内，随后继续流向冷却出口7，最后沿冷却出口7的管路回流到汽车热管理系统201，形成循环流路。汽车热管理系统201可以制冷也可以制热，当电池包100温度过高时制冷，当电池包100温度过低时制热，保证电池包100始终处在最佳工作状态所需温度，使电池包100性能得到完美发挥；BMS9根据预设的动力电池管理的温度阈值和监测到的冷却介质的温度，判断是否启动汽车热管理系统201，并判断汽车热管理系统201是进行制冷工作还是进行加热工作。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.电池包，其特征在于，包括：

下壳体(1)，所述下壳体(1)的内腔由第一挡板(110)分隔为电池腔和容纳腔(105)，所述下壳体(1)的侧壁上设置有冷却进口(6)和冷却出口(7)，冷却介质能够自所述冷却进口(6)流入所述电池腔并从所述冷却出口(7)流出，所述容纳腔(105)用于放置电池管理单元；

电池模组(2)，所述电池模组(2)放置于所述电池腔内，所述冷却介质能够浸没并冷却所述电池模组(2)；

盖板(3)，所述盖板(3)用于密封所述下壳体(1)的内腔。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池模组(2)的外壁上开设有漏液孔，所述冷却介质能够穿过所述漏液孔与电池模组(2)内的电芯接触并冷却所述电芯。

3.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述第一挡板(110)上开设有透气孔，所述透气孔上安装有防水透气装置(101)，所述电池模组(2)产生的气体能够穿过所述防水透气装置(101)进入所述容纳腔(105)，所述容纳腔(105)的侧壁上安装有防爆阀(10)。

4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述防水透气装置(101)为透气阀或防水透气膜。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的电池包，其特征在于，所述电池腔由n个第二挡板(111)分隔为n+1个电池固定腔(104)，每个所述电池固定腔(104)内均放置有一个所述电池模组(2)，每个所述电池固定腔(104)的侧壁上均开设有所述冷却出口(7)，所述第二挡板(111)与所述第一挡板(110)垂直设置。

6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括液冷管(4)，所述液冷管(4)一端连通所述冷却进口(6)，另一端通过n+1个液冷支管一一对应连通于n+1个所述电池固定腔(104)。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的电池包，其特征在于，所述电池模组(2)通过汇流排(5)与所述电池管理单元电连接，所述汇流排(5)外包裹有密封绝缘套(11)。

8.根据权利要求1-4任意一项所述的电池包，其特征在于，所述冷却进口(6)和所述冷却出口(7)分别设置有传感器，所述传感器能够检测所述冷却介质的温度和导电性，所述传感器与所述电池管理单元电连接。

9.电动汽车，其特征在于，包括汽车热管理系统(201)和如权利要求1-8任意一项所述的电池包(100)，所述汽车热管理系统(201)能够提供所述冷却介质，所述汽车热管理系统(201)与所述冷却进口(6)和所述冷却出口(7)分别连通并形成回路。

10.根据权利要求9所述的电动汽车，其特征在于，所述汽车热管理系统(201)能够对冷却介质进行冷却或者加热。

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