CN218788463U - 电池包 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池包，包括箱体、电池组与限位结构，电池组包括第一电芯单元与第二电芯单元，第一电芯的能量密度小于第二电芯的能量密度，第一电芯沿第一方向形成的投影面积大于第二电芯沿第一方向形成的投影面积，限位结构相邻的第一电芯单元之间。第一电芯沿第一方向形成的投影面积大于第二电芯沿第一方向形成的投影面积，限位结构对第一电芯单元、第二电芯单元进行限位，能够缩小第一电芯与第二电芯的容量差距，使第一电芯单元与第二电芯单元在初始状态时以及使用容量达到下限时的容量相接近，减少第一电芯与第二电芯的不可用容量，使第一电芯单元与第二电芯单元的电量得到充分利用，避免资源浪费。

Description

电池包

技术领域

本申请涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种电池包。

背景技术

电池包为新能源汽车中重要的储能器件，基于对电动汽车安全性、续航里程等综合性能的考虑，相关技术中，在电池包内集成不同体系的电池，不同体系的电池在容量、热稳定性等方面性能互补，以使电动汽车兼顾续航能力与安全性能，但是，不同体系电芯的容量不同，在电池充放电过程中，容量较高的电池的电量不能被充分利用，造成浪费。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种电池包，能够均衡不同体系的电芯的容量，充分利用电池的电量。

根据本申请实施例中的电池包，包括：

箱体，具有容纳腔；

电池组，置于所述容纳腔内，所述电池组包括第一电芯单元与第二电芯单元，所述第一电芯单元与所述第二电芯单元沿第一方向排布，所述第一电芯单元包括至少一个第一电芯，所述第二电芯单元包括至少一个第二电芯，所述第一电芯与所述第二电芯为不同化学体系的电芯，且所述第一电芯的能量密度小于所述第二电芯的能量密度，所述第一电芯沿所述第一方向形成的投影面积大于所述第二电芯沿所述第一方向形成的投影面积；

限位结构，置于所述容纳腔内，并位于相邻的所述第一电芯单元之间。

根据本申请实施例的电池包，至少具有如下有益效果：

本申请中，第一电芯沿第一方向形成的投影面积大于第二电芯沿第一方向形成的投影面积，限位结构对第一电芯单元、第二电芯单元进行限位，能够缩小第一电芯与第二电芯的容量差距，使第一电芯单元与第二电芯单元在初始状态时以及使用容量达到下限时的容量相接近，减少第一电芯与第二电芯的不可用容量，使第一电芯单元与第二电芯单元的电量得到充分利用，避免资源浪费。

根据本申请的一些实施例，所述第一电芯的高度大于所述第二电芯的高度，所述限位结构位于所述第二电芯单元的底部，所述第一电芯的顶面与所述第二电芯的顶面齐平。

根据本申请的一些实施例，所述第一电芯的宽度大于所述第二电芯的宽度，所述限位结构位于所述第二电芯单元的至少一侧。

根据本申请的一些实施例，所述第一电芯的宽度大于所述第二电芯的宽度，所述第二电芯单元的两侧均分布有所述限位结构，所述第一电芯在宽度方向上的中心与所述第二电芯在宽度方向上的中心的连线平行于所述第一方向。

根据本申请的一些实施例，所述第二电芯的数量不少于所述第一电芯的数量。

根据本申请的一些实施例，所述第一电芯单元与所述第二电芯单元沿所述第一方向交替分布。

根据本申请的一些实施例，所述第一电芯的热膨胀性小于所述第二电芯的热膨胀性，所述第一电芯单元在所述第一方向上位于所述电池组的端部。

根据本申请的一些实施例，所述电池组设置有至少两组，所述电池组沿第二方向排布，所述第一方向与所述第二方向垂直，所述限位结构位于相邻的所述电池组之间，至少两个相邻的所述电池组中，其中一个所述电池组内的所述第一电芯单元部分位于另一所述电池组内的相邻所述第二电芯单元之间。

根据本申请的一些实施例，所述电池包还包括汇流排，所述汇流排连接相邻的两个所述第一电芯、相邻的两个所述第二电芯以及相邻所述第一电芯与所述第二电芯，以使相邻所述第一电芯串联、相邻所述第二电芯串联以及所述第一电芯单元与所述第二电芯单元串联，所述限位结构的顶部具有安装槽，至少部分的所述汇流排嵌设于所述安装槽内。

根据本申请的一些实施例，所述限位结构一体连接于所述箱体的内壁；或者，所述限位结构与所述箱体相互独立。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明，其中：

图1为本申请电池包一个实施例的俯视图；

图2为限位结构在底部时的电池包一个实施例的侧视图；

图3为限位结构在侧部时的电池包一个实施例的俯视图；

图4为限位结构在侧部时的电池包另一实施例的侧视图；

图5为限位结构同时在底部与侧部时电池包一个实施例的剖视图；

图6为限位结构与汇流排的配合示意图；

图7为多个电池组与限位结构一个实施例的分布示意图；

图8为多个电池组与限位结构另一实施例的分布示意图。

附图标记：

箱体100，容纳腔110；电池组200，第一电芯单元210，第一电芯211，第二电芯单元220，第二电芯221；限位结构300，安装槽310；汇流排400。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

当电池包内集成不同化学体系的电芯时，由于不同体系的电芯容量不同，电池包会以容量较低的电芯初始容量为电池包的额定容量，容量较高的电芯存在不可用容量，在电池充放电过程中，容量较大的电芯不能充分释放能量，导致电池包内始终有部分电池的电能未被利用，造成资源浪费。

基于上述，本申请的实施例中提供了一种电池包，参照图1与图2，电池包包括箱体100与电池组200，箱体100的内部设有容纳腔110，电池组200容置于容纳腔110内，电池组200包括第一电芯单元210与第二电芯单元220，第一电芯单元210包括至少一个第一电芯211，第二电芯单元220包括至少一个第二电芯221，第一电芯211与第二电芯221为不同化学体系的电芯，且第一电芯211的能量密度小于第二电芯221的能量密度，当第一电芯211与第二电芯221体积相同时，则第一电芯211的初始容量小于第二电芯221的初始容量，电池包以第一电芯211的初始容量为额定工作容量，第二电芯221的部分容量为不可用容量，随着电池包的长期使用，第一电芯211与第二电芯221的容量存在衰减，在第一电芯211的可使用容量大于第二电芯221的可使用容量时，电池包以第二电芯221的可使用容量为额定工作容量，第一电芯211多于第二电芯221的可使用容量为不可用容量，导致第一电芯211与第二电芯221的能量不能被充分利用。本实施例中，第一电芯单元210与第二电芯单元220沿第一方向排布，第一电芯211沿第一方向形成的投影面积大于第二电芯221沿第一方向形成的投影面积，因此，第一电芯211的体积大于第二电芯221的体积，由于第一电芯211的能量密度小于第二电芯221的能量密度，也即，第一电芯211单位体积内储存的能量小于第二电芯221单位体积内储存的能量，如此，能够缩小第一电芯211与第二电芯221的容量差距，使第一电芯单元210与第二电芯单元220在初始状态时以及使用容量达到下限时的容量相接近，减少第一电芯211与第二电芯221的不可用容量，使第一电芯单元210与第二电芯单元220的电量得到充分利用，避免资源浪费。

另外，由于在第一方向上，第一电芯211的投影面积大于第二电芯221的投影面积，因此，第一电芯211相较于第二电芯221的边缘突出，相邻的第一电芯单元210之间存在间隙，第一电芯单元210在箱体100内容易晃动或者发生位置偏移；基于此，本实施例中还设置有限位结构300，限位结构300容置于容纳腔110内，并且限位结构300位于相邻的第一电芯单元210之间，限位结构300填充相邻第一电芯单元210之间的间隙，并对第一电芯单元210、第二电芯单元220进行限位，使第一电芯单元210与第二电芯单元220在箱体100内的位置更加稳定，提高了电池包的安全性能。

可以理解的，如图1所示，第一电芯单元210内包括一个或多个第一电芯211，第二电芯单元220内包括一个或多个第二电芯221，限位结构300在第一方向上的长度应等于第二电芯单元220的长度，以使限位结构300恰好与相邻第一电芯单元210之间的间隙的长度匹配，并与第一电芯单元210接触，起到在第一方向上对第一电芯单元210限位的作用。同样的，限位结构300的高度或者宽度应与第一电芯单元210相对于第二电芯单元220突出的长度相等，以使限位结构300能够分别与第二电芯单元220或箱体100接触，起到在高度或者宽度方向上对第二电芯单元220限位的作用。

需要说明的是，上述第一方向为第一电芯211或第二电芯221的厚度方向，第一电芯211与第二电芯221沿自身厚度方向排布，第一电芯211的厚度等于第二电芯221的厚度，当第一电芯211在第一方向的投影面积大于第二电芯221在第二方向的投影面积时，则第一电芯211的体积必然大于第二电芯221的体积，使第一电芯211与第二电芯221的能量更为均衡。

可以理解的，第一电芯211与第二电芯221的厚度也可不同，如第一电芯211的厚度小于第二电芯221的厚度，但由于第一电芯211的投影面积大于第二电芯221的投影面积，第一电芯211的体积仍大于第二电芯221的体积；或者，第一电芯211的厚度大于第二电芯221的厚度，并且第一电芯211的投影面积大于第二电芯221的投影面积，因此，第一电芯211的体积大于第二电芯221的体积。

作为第一电芯211的投影面积大于第二电芯221的投影面积的一个实施例，如图2所示，第一电芯211的高度大于第二电芯221的高度，如此，第一电芯单元210在高度方向上相对于第二电芯单元220突出，通常，第一电芯211与第二电芯221的顶部设置有极柱、防爆阀等构件，鉴于此，本实施例中，将限位结构300设置于第二电芯单元220的底部，以避免与电芯的其他部件干涉，限位结构300在高度上对第二电芯单元220进行补偿，使第一电芯211的顶面与第二电芯221的顶面齐平，并且限位结构300填充相邻第一电芯单元210之间的间隙，在高度方向上对第二电芯单元220进行限位，在第一方向上对第一电芯单元210进行限位，以使电池组200在箱体100内保持位置稳定。

作为第一电芯211的投影面积大于第二电芯221的投影面积的另一实施例，如图3所示，第一电芯211的宽度大于第二电芯221的宽度，如此，第一电芯211在宽度方向上相对于第二电芯221突出，限位结构300位于第二电芯221的单元的侧部，限位结构300在宽度上对第二电芯单元220进行补偿，并填充相邻第一电芯单元210之间的间隙，限位结构300在宽度方向上对第二电芯单元220进行限位，在第一方向上对第一电芯单元210进行限位，以使电池组200在箱体100内保持位置稳定。

可以理解的，限位结构300可以设置于第二电芯单元220的至少一侧。如，参照图3，限位结构300设置于第二电芯单元220的其中一侧，从而，在宽度方向的其中一侧，相邻的两个第一电芯单元210与第二电芯单元220齐平，在宽度方向的另一侧，相邻的两个电芯单元与限位结构300齐平；或者，参照图4，第二电芯单元220的两侧均分布有限位结构300，从而，在宽度方向上的两侧，相邻的两个第一电芯单元210均与限位结构300齐平。

需要说明的是，对于第二电芯单元220的两侧均分布有限位结构300的情形，第一电芯211在宽度方向上的中心与第二电芯221在宽度方向上的中心的连线平行于第一方向，如此，两个限位结构300相对于第一电芯211或第二电芯221宽度方向的中心对称，使电池组200在宽度方向上的重量分配更为均衡，有利于提高电池包装配于车辆后的平稳度。

对于第一电芯211的投影面积大于第二电芯221的投影面积的其他实施方式，还可以是，参照图5，第一电芯211的宽度大于第二电芯221的宽度，并且第一电芯211的高度大于第二电芯221的高度，如此，限位结构300需同时在高度方向与宽度方向上对第二电芯单元220进行补偿。具体的，相邻的第一电芯单元210之间设有一个限位结构300，限位结构300的其中一部分位于第二电芯单元220的侧部，限位结构300的另一部分位于第二电芯单元220的底部；或者，相邻的第一电芯单元210之间设有两个限位结构300，其中一个限位结构300位于第二电芯单元220的侧部，另一个限位结构300位于第二电芯单元220的底部。

如图1所示，电池包还包括汇流排400，第一电芯211的顶部设有第一极柱，第二电芯221的顶部设有第二极柱，汇流排400通过与第一极柱连接实现与第一电芯211的电性连接，通过与第二极柱连接实现与第二电芯221的电性连接，本实施例中，汇流排400连接相邻的两个第一电芯211的第一极柱、相邻的两个第二电芯221的第二极柱以及相邻的第一电芯211与第二电芯221，以使第一电芯211之间相互串联、第二电芯221之间相互串联以及第一电芯单元210与第二电芯单元220相互串联；通过汇流排400对第一电芯211、第二电芯221的连接，实现电池包内不同电芯单元之间的串联以及电芯单元内部电芯的相互串联，以保证电池包整体的容量。在一个实施例中，参照图6，限位结构300的顶部还设有安装槽310，至少部分的汇流排400嵌设于安装槽310内，安装槽310的槽壁可以对汇流排400进行限位，以便于汇流排400与极柱之间的定位、连接，并且，当汇流排400需经过限位结构300连接相邻的极柱或其他电气元件时，由于安装槽310对汇流排400的容纳作用，汇流排400能够与限位结构300的表面持平，使电池组200表面更为平整。

在一个实施例中，限位结构300一体连接于箱体100的内壁，从而，在电池组200置入容纳腔110后即可受到限位结构300的限位作用，且限位结构300不会相对箱体100发生位置偏移，电池包的结构稳定性更好，并且装配便利度较高。

在另一实施例中，限位结构300与箱体100相互独立，限位结构300可以与电池组200同时入箱，或者在电池组200入箱后，再放置于电池组200的相应位置，电池组200的装配灵活度较高，且能够适用于不同规格、尺寸的箱体100。

本申请的一个实施例中，第二电芯221的数量不少于第一电芯211的数量，如此，第二电芯单元220相较于第一电芯单元210在箱体100内占用的体积较小，可以减少限位结构300的数量或者减小限位结构300的体积，使箱体100的容纳腔110能够有较多的空间用于容纳电芯，提高了电池包的能量密度。

由于第一电芯211与第二电芯221属于不同化学体系的电芯，二者在能量密度、热稳定性、热膨胀性等性能上具有差异。在一个实施例中，第一电芯211的热膨胀性小于第二电芯221的热膨胀性，第一电芯单元210在第一方向上位于电池组200的端部，相同温度变化条件下，第一电芯211的膨胀量小于第二电芯221的膨胀量，从而，第一电芯单元210的变形量小于第二电芯单元220的变形量，如此能够减小位于箱体100端部的构件受到电池组200的压力，避免出现箱体100端部的构件受压过大而变形或者构件挤压电池组200导致电芯泄露的情形。

在一个实施例中，第一电芯单元210与第二电芯单元220沿第一方向交替分布，从而，第二电芯单元220位于相邻的第一电芯单元210之间，通过在第一电芯单元210之间设置限位结构300，能够实现对第二电芯单元220的尺寸补偿，并使限位结构300能够对第一电芯单元210、第二电芯单元220进行限位。

本申请的一个实施例中，参照图7，电池组200设置有至少两组，电池组200沿第二方向排布，第一方向与第二方向垂直，从而，第一电芯单元210与第二电芯单元220同时沿第一方向与第二方向排布，增加了电池包内第一电芯单元210与第二电芯单元220的数量，能够提升电池包的容量。

对于电池包内设有多个电池组200的情形，在限位结构300设置于第二电芯单元220的底部时，若相邻电池组200内的第二电芯单元220在第二方向上相邻，则两个第二电芯单元220可以共用一个限位结构300，该限位结构300同时位于两个第二电芯单元220的底部。

对于电池包内设有多个电池组200的情形，在限位结构300设置于第二电芯单元220的侧部时，限位结构300可以位于箱体100内壁与第二电芯单元220之间，或者位于相邻的电池组200之间。参照图8，当限位结构300设置于相邻的电池组200之间时，两个相邻的电池组200中的其中一个电池组200内的第一电芯单元210部分位于另一电池组200内的相邻第二电芯单元220之间，以使相邻的电池组200排布更为紧密，以充分利用容纳腔110，有利于提升电池包的能量密度。

进一步的，限位结构300位于相邻的电池组200之间时，可以充当液冷板使用。

上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.电池包，其特征在于，包括：

箱体，具有容纳腔；

电池组，置于所述容纳腔内，所述电池组包括第一电芯单元与第二电芯单元，所述第一电芯单元与所述第二电芯单元沿第一方向排布，所述第一电芯单元包括至少一个第一电芯，所述第二电芯单元包括至少一个第二电芯，所述第一电芯与所述第二电芯为不同化学体系的电芯，且所述第一电芯的能量密度小于所述第二电芯的能量密度，所述第一电芯沿所述第一方向形成的投影面积大于所述第二电芯沿所述第一方向形成的投影面积；

限位结构，置于所述容纳腔内，并位于相邻的所述第一电芯单元之间。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述第一电芯的高度大于所述第二电芯的高度，所述限位结构位于所述第二电芯单元的底部，所述第一电芯的顶面与所述第二电芯的顶面齐平。

3.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述第一电芯的宽度大于所述第二电芯的宽度，所述限位结构位于所述第二电芯单元的至少一侧。

4.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述第一电芯的宽度大于所述第二电芯的宽度，所述第二电芯单元的两侧均分布有所述限位结构，所述第一电芯在宽度方向上的中心与所述第二电芯在宽度方向上的中心的连线平行于所述第一方向。

5.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述第二电芯的数量不少于所述第一电芯的数量。

6.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述第一电芯单元与所述第二电芯单元沿所述第一方向交替分布。

7.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述第一电芯的热膨胀性小于所述第二电芯的热膨胀性，所述第一电芯单元在所述第一方向上位于所述电池组的端部。

8.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池组设置有至少两组，所述电池组沿第二方向排布，所述第一方向与所述第二方向垂直，所述限位结构位于相邻的所述电池组之间，至少两个相邻的所述电池组中，其中一个所述电池组内的所述第一电芯单元部分位于另一所述电池组内的相邻所述第二电芯单元之间。

9.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括汇流排，所述汇流排连接相邻的两个所述第一电芯、相邻的两个所述第二电芯以及相邻所述第一电芯与所述第二电芯，以使相邻所述第一电芯串联、相邻所述第二电芯串联以及所述第一电芯单元与所述第二电芯单元串联，所述限位结构的顶部具有安装槽，至少部分的所述汇流排嵌设于所述安装槽内。

10.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述限位结构一体连接于所述箱体的内壁；或者，所述限位结构与所述箱体相互独立。

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