CN218648071U - 一种电池包及用电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池包，包括电池模组；端绝缘板，端绝缘板的其中一大面抵接电池模组，另一大面上设置有抵接区，抵接区包含第一支撑区、第二支撑区、以及设置在第一支撑区与第二支撑区之间的形变区；沿X方向，形变区的形变中心线D与电池模组的对称中心线S之间的偏移量为(±1/4)a，其中，a为对应电池模组沿X方向的长度尺寸；沿Y方向，抵接区的抵接中心线B与电池模组的高度中心线E之间的偏移量为(‑1/16)b～(‑1/4)b，其中，b为对应电池模组沿Y方向的高度尺寸，同时还公开了一种应用该电池包的用电装置，从而解决现有电池箱结构无法给予电池提供有效的缓冲、调节空间的问题。

Description

一种电池包及用电装置

技术领域

本实用新型涉及电池领域，尤其涉及一种电池包及用电装置。

背景技术

在新能源汽车高速发展的推动下，对电池及电池箱的改进、研发更加得到广泛的关注，其中，电池箱，主要用于承载电池，根据GB/T31467.3-2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统》可知，对电池箱的结构与性能均具有很严格的要求。

在目前行业中，就如2019年04月23日公开的公开号CN109671890A的电池箱箱体及电池箱，以及2020年06月02日公开的公开号CN111224036A的一种用于乘用车的高强度电池箱及其制造方法，电池均装配固定在电池箱的电池仓中，电池与电池箱的边梁直接抵紧接触，而电池在长期使用过程中，难免会产生一定的膨胀形变，且电池发生膨胀形变的区域不确定，而电池直接抵紧在边梁中将无法给予电池在膨胀时提供有效的缓冲、调节空间。

实用新型内容

为了克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，本实用新型提供一种电池包及用电装置，实现在保证与电池装配后结构紧凑、稳定的前提下，解决现有电池箱结构无法给予电池在长期使用过程中所产生的膨胀形变提供有效的缓冲、调节空间的问题。

本实用新型为解决其问题所采用的技术方案是：

一种电池包，包括：

电池模组；

端绝缘板，所述端绝缘板的其中一大面抵接所述电池模组，另一大面上设置有抵接区，所述抵接区包含第一支撑区、第二支撑区、以及设置在所述第一支撑区与所述第二支撑区之间的形变区，其中，定义沿所述大面的长度方向为X方向，沿所述大面的宽度方向为Y方向；

沿X方向，所述形变区的形变中心线D与所述电池模组的对称中心线S之间的偏移量为(±1/4)a，其中，a为对应所述电池模组沿X方向的长度尺寸；

沿Y方向，所述抵接区的抵接中心线B与所述电池模组的高度中心线E之间的偏移量为(-1/16)b～(-1/4)b，其中，b为对应所述电池模组沿Y方向的高度尺寸。

因此，通过在端绝缘板上的第一支撑区及第二支撑区保证端绝缘板在装配至电池箱体后能够与电池模组抵接，更重要的，第一支撑区及第二支撑区之间设置成形变区，致使电池模组与电池箱体之间具备有充足的缓冲、调节空间，并且形变区在沿着大面的X方向及Y方向上进行偏移设置，使得电池模组在不同的使用环境下产生的膨胀形变始终能够非常有效地端绝缘板上的形变区进行吸收，从而保证电池包在使用过程中的安全性及稳定性，也保证电池包在不同的使用环境下始终能够保持最佳的使用性能。

综上所述，本实用新型提供的一种电池包及用电装置，具有如下技术效果：

通过端绝缘板上的形变区以及巧妙地对形变区进行偏移设置，使得装配有该端绝缘板的电池包在不同的使用环境下，都能够将电池包中的电池模组所产生的膨胀形变传导至形变区进行吸收，从而实现在保证与电池装配后结构紧凑、稳定的前提下，解决现有电池箱结构无法给予电池在长期使用过程中所产生的膨胀形变提供有效的缓冲、调节空间的问题。

附图说明

图1为本实用新型一种电池包的爆炸示意图；

图2为本实用新型一种电池包的装配俯视图；

图3为图2中A-A处的剖面示意图；

图4为本实用新型中端绝缘板的结构示意图；

图5为本实用新型中端绝缘板的第一正面图；

图6为本实用新型中端绝缘板的第二正面图；

图7为本实用新型中端绝缘板的第一侧面图；

图8为本实用新型中端绝缘板的第二侧面图。

图标：1-电池模组，2-端绝缘板，21-抵接区，211-第一支撑区，2111-第一柔性支撑筋，2112-第一弹性调节槽，2113-刚性支撑筋，212-第二支撑区，2121-第二柔性支撑筋，2122-第二弹性调节槽，213-形变区，22-接件支座，23-导向支撑部，3-支撑件，4-边梁，41-支撑槽。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型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，不是旨在限制本实用新型。

图1为本实用新型一种电池包的爆炸示意图，图4为本实用新型中端绝缘板2的结构示意图，图5为本实用新型中端绝缘板2的第一正面图，图6为本实用新型中端绝缘板2的第二正面图，图7为本实用新型中端绝缘板2的第一侧面图；图8为本实用新型中端绝缘板2的第二侧面图，其中，为更清晰、简洁地展示形变区213的偏移分布，图5及图6仅展示一个抵接区21。

具体请结合图1、图4、图5、图6、图7及图8所示，本实用新型公开了一种电池包，包括：

电池模组1，包括多个电池单体以提供更高的电压、容量的单一的物理模块，通过多个电池单体经由汇流条而被串联或/与并联在一起，以应用于各种场合，其中，电池单体包括正极极片、负极极片、电解液及隔离膜，隔离膜设置在正极极片与负极极片之间以防止内短路；

端绝缘板2，端绝缘板2的其中一大面抵接电池模组1，另一大面上设置有抵接区21，致使电池模组1与端绝缘板2一起装配至电池箱体，利用端绝缘板2上的抵接区21抵接作用于电池箱体的内侧壁，此时，取消了端绝缘板2与电池箱体之间通过螺栓固定的刚性连接，则电池模组1在使用过程中产生的热量及膨胀形变时，绝大部分的热量及膨胀形变能够传递至端绝缘板2，并由端绝缘板2产生一定的形变量进行吸收而释放，此时，由于端绝缘板2与电池箱体通过抵接区21柔性接触，避免端绝缘板2的形变量受限于电池箱体，也避免电池模组1在膨胀形变过程中刚性接触电池箱体而导致的压损问题。

其中，上述的抵接区21包含第一支撑区211、第二支撑区212、以及设置在第一支撑区211与第二支撑区212之间的形变区213，并定义沿大面的长度方向为X方向，沿大面的宽度方向为Y方向，具体的，第一支撑区211及第二支撑区212均能够抵接作用于电池箱体的内侧壁，达成支撑端绝缘板2的目的，而形变区213为端绝缘板2提供了足够的缓冲、调节空间，使得电池模组1产生的大部分膨胀形变能够被吸收、释放。

在理论分析上，电池模组1产生的膨胀形变集中在电池模组1的中间位置处，但实际的观察及分析中，电池模组1在装配误差、生产误差以及不同作业环境的综合因素导致下，所产生的膨胀形变不一定会集中电池模组1的中间位置，此时，当电池模组1的膨胀形变直接作用于第一支撑区211或第二支撑区212，将大大削弱了端绝缘板2对膨胀形变的吸收效果。

兹就此问题，发明人提供的核心方案在于，具体结合图5及图6所示，沿X方向，形变区213的形变中心线D与电池模组1的对称中心线S之间的偏移量为(±1/4)a，其中，a为对应电池模组1沿X方向的长度尺寸，调节其形变区213的形变中心线D以改变形变区213的区域在端绝缘板2沿X方向上的位置及分布情况，使得形变区213所覆盖的区域能够大部分或全面覆盖电池模组1产生的膨胀形变的区域，使得电池模组1的膨胀形变能够被形变区213最佳的、最充分的吸收。

而当该偏移量大于1/4时，一方面，将使得第二支撑区212的受力面偏小，不利于电池模组1、端绝缘板2及电池箱体之间的受力均衡，另一方面，电池模组1的膨胀形变会偏移电池模组1的中间位置，但电池模组1的膨胀形变仍是中间位置的型变量大于边缘位置的型变量，此时，形变区213所覆盖的区域更偏向于电池模组1的边缘，从而导致端绝缘板2对电池模组1的膨胀形变的吸收效果大幅削弱。同理的，当该偏移量小于-1/4时，不仅使得第一支撑区211的受力面偏小，不利于电池模组1、端绝缘板2及电池箱体之间的受力均衡，同时，还导致端绝缘板2对电池模组1的膨胀形变的吸收效果大幅削弱。

此外，具体结合图7及图8所示，沿Y方向，抵接区21的抵接中心线B与电池模组1的高度中心线E之间的偏移量为(-1/16)b～(-1/4)b，其中，b为对应电池模组1沿Y方向的高度尺寸，调节其抵接区21的抵接中心线B以改变形变区213的区域在端绝缘板2沿Y方向上的位置及分布情况，使得端绝缘板2在抵接作用至电池模组1后，形变区213所覆盖的区域在沿着电池模组1的高度方向上能够大部分或全面覆盖电池模组1产生的膨胀形变的区域，使得电池模组1的膨胀形变能够被形变区213最佳的、最充分的吸收。

当抵接区21的抵接中心线B与电池模组1的高度中心线E之间的偏移量大于-1/16时，使得偏移量较小，也即形变区213的区域基本位于电池模组1的中间位置，从而削弱了端绝缘板2对电池模组1的膨胀形变的吸收效果。而当抵接区21的抵接中心线B与电池模组1的高度中心线E之间的偏移量小于-1/4b，使得形变区213所覆盖的区域更偏向于电池模组1的边缘，从而导致端绝缘板2对电池模组1的膨胀形变的吸收效果大幅削弱。

进一步的，具体结合图4所示，该电池包还包括插接件，端绝缘板2上具有接件支座22，插接件装配在接件支座22上。考虑电池包在场合应用的便捷性以及结构设计的合理性，通常的，插接支座在Y方向上优选设置在靠近电池模组1的电极端的一侧。

因此，具体结合图8所示，上述抵接区21沿Y方向的抵接总高H小于或等于电池模组1的电池高度的7/8，当抵接区21沿Y方向的抵接总高H大于电池模组1的电池高度的7/8，抵接区21对电池箱体的受力面增大不明显，即受力作用增加并不明显，反而抵接区21过于靠近接件支座22，使得端绝缘板2的生产制作的难度增大，从而不利于端绝缘板2的生产制造。

更进一步的，具体结合图7所示，抵接区21沿Y方向的抵接总高H大于或等于电池模组1的电池高度的1/2，有效保证了抵接区21对电池箱体的支撑受力能力，而当抵接区21沿Y方向的抵接总高H小于电池模组1的电池高度的1/2时，将使得抵接区21对电池箱体的受力面过小，也即第一支撑区211或第二支撑区212抵接作用在电池箱体的受力面积过小，从而大大削弱了端绝缘板2对电池箱体的支撑受力能力，同时，也使得形变区213的空间过小，也将大大削弱了端绝缘板2对电池模组1所产生的膨胀形变的吸收效果。

在本实施例中，如图4所示，第一支撑区211主要由若干沿着Y方向间隔排列的第一柔性支撑筋2111构成，此外，相邻两个第一柔性支撑筋2111之间均设置有第一弹性调节槽2112，每个第一柔性支撑筋2111呈倾斜设置，也即第一柔性支撑筋2111与端绝缘板2的大面呈夹角连接固定，第一柔性支撑筋2111具备一定的弹性或挠性的特性。

同样的，如图4所示，第二支撑区212主要由若干沿着Y方向间隔排列的第二柔性支撑筋2121构成，此外，相邻两个第二柔性支撑筋2121之间均设置有第二弹性调节槽2122，每个第二柔性支撑筋2121呈倾斜设置，也即第二柔性支撑筋2121与端绝缘板2的大面呈夹角连接固定，第二柔性支撑筋2121具备一定的弹性或挠性的特性。

意想不到的，利用第一柔性支撑筋2111的弹性及挠性，不仅实现第一支撑区211的支撑受力的作用，更重要的，第一柔性支撑筋2111向第一弹性调节槽2112一侧弯曲变形，因此，不仅能够保证形变区213对电池模组1产生的膨胀形变进行吸收，同时，配合第一弹性调节槽2112，还能够协助形变区213吸收小部分电池模组1产生的膨胀形变，同样的，利用第二柔性支撑筋2121的弹性及挠性，不仅实现第二支撑区212的支撑受力的作用，且第二柔性支撑筋2121能够向第二弹性调节槽2122一侧弯曲变形，一方面，能够保证形变区213对电池模组1产生的膨胀形变进行吸收，另一方面，配合第二弹性调节槽2122，还能够协助形变区213吸收小部分电池模组1产生的膨胀形变，从而通过第一柔性支撑筋2111、第一弹性调节槽2112、第二柔性支撑筋2121及第二弹性调节槽2122，进一步提高了端绝缘板2对电池模组1产生的膨胀形变的吸收及缓冲的能力。

补充说明的，如图4所示，第一支撑区211与第二支撑区212还可具有刚性支撑筋2113，刚性支撑筋2113在受外力作用下不易发生或不发生变形，刚性支撑筋2113位于第一支撑区211及第二支撑区212靠近电池模组1的电极端的一侧，且刚性支撑筋2113与第一柔性支撑筋2111之间设置有第一弹性调节槽2112，刚性支撑筋2113与第二柔性支撑筋2121之间设置有第二弹性调节槽2122，应当注意的，刚性支撑筋2113可与第一柔性支撑筋2111、第二柔性支撑筋2121为不同材料，也可以为相同材料，相同材料的刚性支撑筋2113、第一柔性支撑筋2111及第二柔性支撑筋2121可通过设计形成为不同的结构，从而达到刚性支撑筋2113与第一柔性支撑筋2111两种不同形变量及不同强度的效果。

利用刚性支撑筋2113能够稳固地装配在电池箱体上，并且当电池包处于使用状态产生膨胀形变时，能够有效地固定端绝缘板2的形状、结构，有效避免在电池模组1的形变挤压下产生较大形变的问题。由于刚性支撑筋2113位于第一支撑区211及第二支撑区212靠近电池模组1的电极端的一侧，即刚性支撑筋2113抵接作用于电池模组1的边缘位置处，对形变区213的影响甚微，可以对形变区213的影响忽略不计。

此外，电池包在进行装配的过程中，通常先将一个或数个电池模组1装配至电池箱体内部，再将端绝缘板2装配至数个电池模组1与电池箱体内侧壁之间，此时，由于电池模组1、端绝缘板2及电池箱体之间结构相对紧凑，端绝缘板2在插接装配过程中并不方便。

兹就上述存在的问题，具体请根据图4所示，发明人提出最优选的方案在于，端绝缘板2上还具有两个导向支撑部23，两个导向支撑部23位于端绝缘板2的两相对侧上，利用导向支撑部23的结构，使得端绝缘板2在插接装配至电池箱体的过程中，能够逐步撑开电池模组1与电池箱体内侧壁之间的间距，从而便于将端绝缘板2引导并装配至电池箱体内，同时，通过导向支撑部23提供了一定的支撑力，因此，提高了端绝缘板2在装配过程中的效率及便捷性。

最优选的，导向支撑部23的高度自靠近接件支座22一端沿Y方向至远离接件支座22一端逐渐递减，则在插接装配过程中，端绝缘板2自导向支撑部23的最小高度插入，再利用导向支撑部23的倾斜结构逐步撑开电池模组1与电池箱体内侧壁之间的间距，直至端绝缘板2完全装配至电池箱体的内部，从而达到便捷、快速装配至电池包的效果。

进一步的，上述的端绝缘板2在装配至电池包后，端绝缘板2能够通过第一支撑区211及第二支撑区212进行抵接支撑，甚者，在刚性支撑筋2113的作用下，能够稳固的装配在电池箱体上，此时，第一支撑区211及第二支撑区212一侧为刚性支撑筋2113进行刚性受力，另一侧为第一柔性支撑筋2111及第二柔性支撑筋2121进行柔性受力，而第一柔性支撑筋2111及第二柔性支撑筋2121受力的过程中必然会产生一定的形变，进而导致端绝缘板2因受力不平衡而发生倾斜的现象。

针对上述存在的问题或风险，发明人进一步提出了改进方案，具体请结合图2示出的本实用新型一种电池包的装配俯视图以及图3示出的图2中A-A处的剖面示意图，该电池包还包括支撑件3，支撑件3装配于端绝缘板2与电池箱体的内侧壁之间。具体的，电池箱的边梁4上设置有卡接支撑件3的支撑槽41，支撑件3可以为刚性材质，如铁、铝、铜等金属材质，也可以为热固性塑料，通过刚性材质的支撑件3与刚性支撑筋2113形成对称平衡受力，解决端绝缘板2因受力不平衡而发生倾斜的问题，并使得端绝缘板2更加紧凑地装配在电池包中，但考虑装配的便捷性、装配时产生的误差、以及形变因素，支撑件3优选用具备良好的弹性、塑性的材料，如支撑件3为泡棉等。

本方案优选以泡棉作为支撑件3的材料，利用泡棉具有一定的弹性且弯曲自如的特性，则使用泡棉不仅便于拆装，同时还实现进行支撑的目的，达到两处支撑受力，受力更加平衡的效果。更重要的，泡棉材料还具备有重量轻的优良特性，因此，有效减轻装配后的电池箱的重量的效果。

上述电池包在装配端绝缘板2后，再将支撑件3插接装配至第一支撑区211与刚性支撑筋2113相对的另一侧的第一弹性调节槽2112内、及第二支撑区212与刚性支撑筋2113相对的另一侧的第二弹性调节槽2122内，最后对端绝缘板2底部(与刚性支撑筋2113相对的另一侧)进行上胶工序。

意想不到的，在端绝缘板2底部涂抹上一层胶水，此时，支撑件3将能够阻挡胶水向上漫溢，进而避免胶水粘附至第一柔性支撑筋2111及第二柔性支撑筋2121，进而避免削弱第一柔性支撑筋2111及第二柔性支撑的柔性效果，因此，支撑件3不仅具备支撑受力的作用，还一定程度保护第一柔性支撑筋2111及第二柔性支撑不受胶水影响。

电池包还可以有数个电池模组1，在多个电池模组1的基础上装配电池管理系统并组装至电池箱体制作而成，具体请结合图1、图2及图3所示，端绝缘板2的其中一大面抵接数个电池模组1，端绝缘板2的另一大面上设置有每一电池模组1相对应的抵接区21。具体的，数个电池模组1沿着大面的长度方向均匀排布设置，则端绝缘板2上与数个电池模组1相对的另一大面均匀排列设置有与数个抵接区21，因此，每个电池模组1所产生的膨胀形变均能够通过相对应的抵接区21进行吸收，并能够对端绝缘板2进行支撑受力。

更进一步的，发明人还公开一种用电装置，包括上述的电池包。该用电装置可以为车辆(电瓶车、锂电汽车、新能源混动车等)，还可以为电动工具(电切割机、电钻等)。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种电池包，其特征在于，包括：

电池模组(1)；

端绝缘板(2)，所述端绝缘板(2)的其中一大面抵接所述电池模组(1)，另一大面上设置有抵接区(21)，所述抵接区(21)包含第一支撑区(211)、第二支撑区(212)、以及设置在所述第一支撑区(211)与所述第二支撑区(212)之间的形变区(213)，其中，定义沿所述大面的长度方向为X方向，沿所述大面的宽度方向为Y方向；

沿X方向，所述形变区(213)的形变中心线D与所述电池模组(1)的对称中心线S之间的偏移量为(±1/4)a，其中，a为对应所述电池模组(1)沿X方向的长度尺寸；

沿Y方向，所述抵接区(21)的抵接中心线B与所述电池模组(1)的高度中心线E之间的偏移量为(-1/16)b～(-1/4)b，其中，b为对应所述电池模组(1)沿Y方向的高度尺寸。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于：所述抵接区(21)沿Y方向的抵接总高H小于或等于所述电池模组(1)的电池高度的7/8。

3.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于：所述抵接区(21)沿Y方向的抵接总高H大于或等于所述电池模组(1)的电池高度的1/2。

4.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于：所述端绝缘板(2)的其中一大面抵接数个所述电池模组(1)，所述端绝缘板(2)的另一大面上设置有每一所述电池模组(1)相对应的所述抵接区(21)。

5.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于：还包括插接件，所述端绝缘板(2)上具有装配所述插接件的接件支座(22)。

6.根据权利要求5所述的电池包，其特征在于：所述端绝缘板(2)上还具有两个导向支撑部(23)，两个所述导向支撑部(23)分别位于所述端绝缘板(2)的两相对侧上。

7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于：所述导向支撑部(23)的高度自靠近所述接件支座(22)一端沿Y方向至远离所述接件支座(22)一端逐渐递减。

8.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于：还包括支撑件(3)，所述支撑件(3)装配于所述端绝缘板(2)与电池箱体的内侧壁之间。

9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于：所述支撑件(3)为泡棉。

10.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于：所述电池箱的边梁(4)上设置有卡接所述支撑件(3)的支撑槽(41)。

11.一种用电装置，其特征在于：包括权利要求1至10任意一项所述的电池包。

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